JP4426503B2 - プラズマ表示装置とその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明はプラズマ表示装置とその駆動方法に関するものである。

プラズマ表示装置は、気体放電によって生成されたプラズマを用いて文字または映像を表示する平面表示装置であり、その主要部であるプラズマパネルには、大きさに応じて数十〜数百万個以上の画素がマトリックス状に配列されている。
従来のプラズマ表示装置の駆動方法によれば、一つのフレーム期間は、リセット期間、アドレス期間、維持期間を各々含む複数のサブフィールド期間（各サブフィールドの時間の長さ）に分割される。

リセット期間は、次のアドレス期間において放電を安定的に行うために、直前の維持放電期間での壁電荷状態を所定状態に形成する期間である。
アドレス期間は、走査電極に走査パルスを印加し、アドレス電極にアドレス電圧を印加して点灯させようとするセルと点灯させないセルとを分けて、点灯させようとするセル（アドレスされたセル）に壁電荷を形成する動作を行う期間である。維持期間は、アドレスされたセルに映像を表示するための放電を行う期間である。

なお、このような従来の駆動方法によると、セル内部の壁電圧を利用するアドレス期間でのアドレシングは、全ての走査電極に対して順次に行われるので、遅い時期に選択される走査電極が通るセルでは、セル内部の壁電荷が減少し、壁電圧が小さくなる。このようにセル内部の壁電圧が小さくなると、結局、放電電圧を印加しても、放電できない場合が多くなる。以下では、このような現象を放電確率低下と記す。
米国特許第５７４５０８６号明細書

ところで、リセット放電は、その放電が弱くて、その放電によって発生する光は、ほとんど無視できる。ここで、１の階調を表示する加重値１のサブフィールドは、アドレス放電と維持放電によって発生する光で表現される。しかし、従来の駆動方法では、維持放電によって発生する光が強すぎるため、低階調表現力が落ちてしまう問題がある。

本発明が解決しようとする技術的課題は、低階調表現力をより一層高めるプラズマ表示装置とその駆動方法を提供することも本発明の技術的課題とする。

このような課題を解決するための本発明の一つの特徴によるプラズマ表示装置の駆動方法は、第１電極、第２電極及びアドレス電極を備えた放電セルが複数個形成されたプラズマパネルでの一つのフレーム期間を、それぞれ加重値を有する複数のサブフィールド期間に分割し、各サブフィールドを組み合わせて階調を表示するプラズマ表示装置の駆動方法であって、
第１群と第２群とからなる複数のサブフィールドの中で最も低い加重値を有するサブフィールドを含む第１群のサブフィールドにおいて、リセット期間に、前記第１電極の電圧を第１電圧から第２電圧まで漸進的に下降させる段階と、アドレス期間に、前記複数の第１電極に順次に走査パルスを印加し、前記走査パルスが印加される電極が通る放電セルのうち、点灯させようとする放電セルを通るアドレス電極にアドレス電圧を印加する段階と、また、維持期間に、前記第１電極の電圧を第３電圧から第４電圧まで漸進的に上昇させる段階を含むことができる。更に、維持期間の少なくとも一部期間に、前記アドレス電極に第５電圧を有するパルスを印加する段階を含むことができる。

このような課題を解決するための本発明の他の特徴によるプラズマ表示装置は、
複数の第１電極及び第２電極と、前記第１電極及び第２電極と交差する方向に伸びている複数の第３電極とを含むプラズマパネルと、
一つのフレーム期間を、それぞれ加重値を有する複数のサブフィールド期間に分割し、前記複数のサブフィールドを第１群と第２群のサブフィールドに分けて、前記第１群のサブフィールドが最も低い加重値を有するサブフィールドを含むようにする制御部と、
各サブフィールドのリセット期間に、前記第１電極の電圧から前記第２電極の電圧を差し引いた電圧を、第１電圧から第２電圧まで漸進的に下降させる駆動部と、を含み、
前記駆動部は、
前記第１群のサブフィールドの維持期間で、前記第１電極から前記第２電極の電圧を差し引いた電圧を、負電圧である第３電圧から第４電圧まで漸進的に上昇させ、
前記第１電極から前記第２電極の電圧を差し引いた電圧を前記第３電圧から前記第４電圧まで漸進的に上昇させる少なくとも一部期間に、前記第３電極に正電圧である第５電圧を印加し、
前記第１群のサブフィールドの前記第２電圧の絶対値は、前記第２群のサブフィールドの前記第２電圧の絶対値より大きい。

本願発明によれば、低階調を表現するサブフィールドの維持期間に、アドレス電極に正電圧を印加することによって、低階調表現力を更に一層高めることができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、アドレス電極、走査電極及び維持電極の３電極は互いに絶縁された電極であって、電極近傍の絶縁体上に付着した電荷を“電極の電荷”と略記し、電圧波形図の極性については、上方を正電圧、下方を負電圧とする。

まず、本発明の実施例を説明する前に、本発明に関連する参考例によるプラズマ表示装置の駆動方法について図面を参照して詳しく説明する。後述する本発明の実施例は、この参考例の構成を適宜備える。
まず、図１を参照して本発明の第１参考例によるプラズマ表示装置の駆動方法について詳しく説明する。以下の説明で、アドレス電極Ａ１〜Ａｍ、走査電極Ｙ１〜Ｙｎ及び維持電極Ｘ１〜Ｘｎと表示する符号は、全てのアドレス電極、走査電極及び維持電極を表し、アドレス電極Ａｉ及び走査電極Ｙｊと表示する符号は、一部のアドレス電極及び走査電極を表すものとする。

図１は、本発明の第１参考例によるプラズマ表示装置の駆動波形図である。
図１に示すように、本発明の第１参考例による駆動波形は、リセット期間、アドレス期間及び維持期間にわたって電極に印加される。そして、プラズマパネルの各電極には、走査電極Ｙ１〜Ｙｎおよび維持電極Ｘ１〜Ｘｎに各駆動電圧を印加する走査/維持駆動回路（図示せず）と、アドレス電極Ａ１〜Ａｍに駆動電圧を印加するアドレス駆動回路（図示せず）が連結される。プラズマ表示装置は、このような駆動回路とプラズマパネルとを主要部品として構成される。

リセット期間は、維持期間に形成された壁電荷を消去する期間であり、第１サブフィールドのリセット期間では、全ての放電セルに壁電荷を形成した後、その壁電荷を消去するリセット波形（以下、“メインリセット波形”ともいう）を印加し、第２サブフィールド以降のサブフィールドのリセット期間では、放電セルに新しい壁電荷を形成せずに、直ちに残留壁電荷の消去操作を行って直前サブフィールドの放電で形成された残留壁電荷を消去するだけのリセット波形（以下、“補助リセット波形”ともいう）を印加する。アドレス期間は、放電セルの中で点灯させようとする放電セルを選択する期間であり、維持期間はアドレス期間で選択された放電セルを放電させる期間である。

まず、メインリセット波形が印加される期間である第１サブフィールドのリセット期間では、走査電極Ｙに、Ｖｓ電圧から放電開始電圧を越えるＶｓｅｔ電圧まで漸進的に上昇するランプ電圧を印加する。このランプ電圧が印加される期間に、走査電極Ｙとアドレス電極Ａ及び維持電極Ｘとの間に、それぞれ弱い放電が起こる。このような放電によって、走査電極Ｙの絶縁体表面に負の壁電荷が蓄積され、アドレス電極Ａ及び維持電極Ｘの各絶縁体表面には正の壁電荷が蓄積される。

次に、走査電極Ｙの電圧をＶｓまで急降下させて、Ｖｓ電圧から負の高電圧Ｖｎｆまで漸進的に下降するランプ電圧を走査電極Ｙに印加する。この時、アドレス電極Ａには、基準電圧（図１では零ボルトと想定する）が印加され、維持電極Ｘには正の低電圧Ｖｅが印加される。そして、放電セルでは、アドレス電極と走査電極との間の放電開始電圧をＶｆａｙと表示すれば、下降ランプ電圧の到達電圧Ｖｎｆは、−Ｖｆａｙに相当する電圧である。

一般に、放電セルで走査電極とアドレス電極との間、または走査電極と維持電極との間の電圧が放電開始電圧以上になれば、走査電極とアドレス電極との間、または走査電極と維持電極との間に放電が起こるが、これら電極相互間の放電は瞬間的に終わり、両電極の絶縁体表面に電荷を付着させる。特に、本参考例のように、緩慢に下降するランプ電圧が印加されて放電が起こる場合には、放電セル内部の壁電圧も下降ランプ電圧が下降する速度と同じ速度で下降する。このような原理については、特許文献１に詳細に記載されているので、これについての詳細な説明は省略する。

次に、図２を参照して−Ｖｆａｙ電圧まで下降するランプ電圧が印加される場合の放電特性について説明する。
図２は、放電セルに下降ランプ電圧が印加される場合、下降ランプ電圧と壁電圧との間の関係を表す図面である。ここでは、走査電極とアドレス電極を中心に説明する。なお、下降ランプ電圧が印加される前に、走査電極とアドレス電極にそれぞれ負電荷と正電荷が形成されて一定の壁電圧Ｖ０が形成されているものと想定する。

図２に示すように、走査電極に印加される電圧が緩慢に下降する途中で、壁電圧Ｖｗａｌｌと走査電極に印加された電圧Ｖｙとの差が放電開始電圧Ｖｆａｙを越える場合に放電が起こる。そして、前述したように、放電が起こると放電セル内部の壁電圧Ｖｗａｌｌは、下降ランプ電圧Ｖｙの速度と同じ速度で下降する。したがって、下降ランプ電圧Ｖｙと壁電圧Ｖｗａｌｌとの差は、放電開始電圧Ｖｆａｙを維持するようになる。よって、図２に示すように、走査電極に印加される電圧Ｖｙが−Ｖｆａｙ電圧まで下降すると、放電セル内部でアドレス電極と走査電極との間の壁電圧Ｖｗａｌｌは零ボルトとなる。

しかし、放電セルごとに特性が違うので、放電開始電圧が異なる。したがって、本発明による第１参考例では、走査電極に印加される電圧Ｖｙは、全ての放電セルでアドレス電極Ａ１〜Ａｍから走査電極Ｙ１〜Ｙｎに放電を起こすことが可能な大きさに設定される。この時、全ての放電セルは、プラズマパネルで、実際に映像を表示する領域（有効表示領域）にある放電セルを含む。

つまり、数式１に示すように、アドレス電極Ａ１〜Ａｍに印加される電圧（零ボルト）と走査電極Ｙ１〜Ｙｎに印加される電圧Ｖ_ｎｆとの差Ｖ_{Ａ−Ｙ、ｒｅｓｅｔ}（＝｜Ｖ_ｎｆ｜）は、放電セルの中で放電開始電圧Ｖｆａｙが最も高いセルの放電開始電圧（Ｖ_{ｆ、ＭＡＸ}、以下、“最大放電開始電圧”ともいう）以上に設定される。この時、Ｖ_ｎｆ電圧の絶対値|Ｖ_ｎｆ|が最大放電開始電圧Ｖ_{ｆ、ＭＡＸ}より大きすぎると、負の壁電圧が形成されるので、Ｖ_ｎｆ電圧の絶対値|Ｖ_ｎｆ|は、最大放電開始電圧Ｖ_{ｆ、ＭＡＸ}と同じであることが好ましい。

[数式１]
Ｖ_{Ａ−Ｙ，ｒｅｓｅｔ}＝｜Ｖ_ｎｆ｜≧Ｖ_{ｆ，ＭＡＸ}

このように、走査電極Ｙ１〜Ｙｎに、数式１を満足するＶ_ｎｆ電圧まで下降するランプ電圧が印加されると、全ての放電セルで壁電圧が除去される。そして、Ｖ_ｎｆ電圧の絶対値|Ｖ_ｎｆ|を最大放電開始電圧Ｖ_{ｆ、ＭＡＸ}にすると、放電開始電圧Ｖｆａｙが最大放電開始電圧Ｖ_{ｆ、ＭＡＸ}より小さい放電セルでは、反対に負の壁電圧が生成される。つまり、アドレス電極Ａ１〜Ａｍに負の壁電荷が形成され、走査電極Ｙ１〜Ｙｎに正の壁電荷が形成される。この時、生成された壁電圧は、アドレス期間において放電セルの間の放電開始電圧の不均一を解消するための電圧になる。

次に、図１において、上述のリセット期間の後のアドレス期間では、まず走査電極Ｙ１〜Ｙｎと維持電極Ｘ１〜Ｘｎの電圧を、それぞれ負電圧ＶｓｃＨ及び低い正電圧Ｖｅに維持した後、走査電極Ｙ１〜Ｙｎとアドレス電極Ａ１〜Ａｍに点灯させようとする放電セルを選択するための電圧を印加する。即ち、走査電極Ｙ１〜Ｙｎと維持電極Ｘ１〜Ｘｎの電圧を、それぞれ負電圧ＶｓｃＨ及び低い正電圧Ｖｅに維持した後、第１行の走査電極Ｙ１に負電圧であるＶｓｃＬ電圧を印加すると同時に、第１行のうちの点灯させようとする放電セルを通るアドレス電極Ａｉに正電圧であるＶａ電圧を印加する。図１では、ＶｓｃＬ電圧をリセット期間でのＶｎｆ電圧と同じレベルに設定した。

そうすると、数式２に示すように、アドレス期間で選択された放電セルでのアドレス電極Ａｉの電圧と走査電極Ｙ１の電圧との差Ｖ_{Ａ−Ｙ、ａｄｄｒｅｓｓ}が常に最大放電開始電圧Ｖ_{ｆ、ＭＡＸ}以上になる。

[数式２]
Ｖ_{Ａ−Ｙ，ａｄｄｒｅｓｓ}＝Ｖ_{Ａ−Ｙ，ｒｅｓｅｔ}＋Ｖ_ａ≧Ｖ_{ｆ，ＭＡＸ}

したがって、アドレス電極ＡｉにＶａ電圧が印加され、走査電極Ｙ１にＶｓｃＬ電圧が印加されると、アドレス電極Ａｉと走査電極Ｙ１を備える放電セルでは、アドレス電極Ａｉと走査電極Ｙ１との間及び維持電極Ｘ１と走査電極Ｙ１との間にアドレス放電が起こる。その結果、走査電極Ｙ１には正の壁電荷が形成され、維持電極Ｘ１には負の壁電荷が形成される。また、アドレス電極Ａｉにも負の壁電荷が形成される。

次に、第２行の走査電極Ｙ２にＶｓｃＬ電圧を印加すると同時に、第２行のうちの点灯させようとする放電セルを通るアドレス電極ＡｉにＶａ電圧を印加する。そうすると、前述したように、アドレス電極Ａｉと走査電極Ｙ２との間及び維持電極Ｘ２と走査電極Ｙ２との間にアドレス放電が起こり、放電セルに壁電荷が形成される。このように、他の走査電極Ｙ３−Ｙｎにも順次にＶｓｃＬ電圧を印加すると同時に、点灯させようとする放電セルを通るアドレス電極にＶａ電圧を印加して壁電荷を形成する。

維持期間では、まず走査電極Ｙ１〜ＹｎにＶｓ電圧を印加すると同時に、維持電極Ｘ１〜Ｘｎに基準電圧（零ボルト）を印加する。そうすると、アドレス期間で選択された放電セルでは、走査電極Ｙｊと維持電極Ｘｊとの間の電圧は、アドレス期間で形成された走査電極Ｙｊの正の壁電荷と維持電極Ｘｊの負の壁電荷による壁電圧にＶｓ電圧を足した電圧になるので、走査電極と維持電極との間の放電開始電圧Ｖｆｘｙを越えることになる。したがって、走査電極Ｙｊと維持電極Ｘｊとの間に維持放電が起こる。そして、このような維持放電が起こった放電セルの走査電極Ｙｊと維持電極Ｘｊにはそれぞれ負の壁電荷と正の壁電荷が形成される。

次に、走査電極Ｙ１〜Ｙｎに零ボルトが印加され、維持電極Ｘ１〜ＸｎにＶｓ電圧が印加される。直前に維持放電が起こった放電セルでは、維持電極Ｘｊと走査電極Ｙｊとの間の電圧は、直前の維持放電で形成された維持電極Ｘｊの正の壁電荷と走査電極Ｙｊの負の壁電荷による壁電圧にＶｓ電圧を足した電圧になるので、走査電極と維持電極との間の放電開始電圧Ｖｆｘｙを越えることになる。したがって、走査電極Ｙｊと維持電極Ｘｊとの間に逆方向の維持放電が起こり、この逆方向の維持放電が起こった放電セルの走査電極Ｙｊと維持電極Ｘｊにはそれぞれ正の壁電荷と負の壁電荷が形成される。

この後も同様に、同じ方法でＶｓ電圧と零ボルトとが走査電極Ｙ１〜Ｙｎと維持電極Ｘ１〜Ｘｎとに交互に印加されて維持放電が続いて行なわれる。そして、最後の維持放電は、走査電極Ｙ１〜ＹｎにＶｓ電圧が印加され、維持電極Ｘ１〜Ｘｎに零ボルトが印加された状態で起こる。最後の維持放電以降は、前述したように、次の第２サブフィールドのリセット期間が始まる。

次に、第２サブフィールドのリセット期間では、補助リセット波形が印加され、第１サブフィールドの維持期間で最後の維持放電以降に、走査電極ＹにＶｓ電圧からＶｎｆ電圧まで緩慢に下降するランプ電圧が印加される。この時、第１サブフィールドのリセット期間と同様に、アドレス電極Ａには基準電圧（零ボルト）が印加され、維持電極Ｘには小さい正電圧Ｖｅが印加される。つまり、第１サブフィールドのリセット期間で印加された下降ランプ電圧と同じ電圧が走査電極Ｙに印加される。そうすると、第１サブフィールドで点灯した放電セルでは弱い放電が起こり、点灯しなかった放電セルでは放電が起こらない。この時、第１サブフィールドのリセット期間と同様に、第２サブフィールドのリセット期間では走査電極Ｙとアドレス電極Ａとの間に形成された壁電荷が完全に消去される。つまり、第１サブフィールド期間に点灯したセルにだけ、第２サブフィールドのリセット期間に弱い放電が発生して、走査電極とアドレス電極との間に形成された壁電荷が完全に消去される。

第２サブフィールドのアドレス期間及び維持期間に印加される波形は、第１サブフィールドのアドレス期間及び維持期間に印加される波形と同じなので、以下では説明を省略する。ここで、第３サブフィールド乃至第８サブフィールド期間において、第２サブフィールド期間に印加される波形と同じ波形を印加することが可能であり、第３サブフィールド乃至第８サブフィールド期間のうちの所定のサブフィールド期間において、第１サブフィールド期間に印加される波形と同じ波形を印加することが可能である。なお、サブフィールド期間とは、各サブフィールドが存続する時間位置および時間長を言い、通常、各サブフィールド期間は継続的かつ排他的に、つまり重ならないように、設定される。

このように本発明の第１参考例によれば、アドレス期間で点灯させようとする放電セルのアドレス電極と走査電極との電位差を最大放電開始電圧以上にすることで、リセット期間で壁電荷が形成されなくてもアドレス放電が起こる。したがって、アドレス放電がリセット期間で形成された壁電荷の影響を受けないので、壁電荷消失によって放電確率が低下する問題がない。

そして、本発明の第１参考例では、ＶｓｃＬ電圧とＶｎｆ電圧を同じ電圧にすることで、ＶｓｃＬ電圧とＶｎｆ電圧を同じ電源から供給することができるので、走査電極を駆動するための回路が簡単になる。

以上、本発明の第１参考例では、基準電圧を零ボルトに想定して説明したが、これとは別に、基準電圧を他の電圧にすることも出来る。そして、Ｖａ電圧とＶｓｃＬ電圧との差が最大放電開始電圧より大きいことを条件として、ＶｓｃＬ電圧をＶｎｆ電圧以外の他の電圧にすることも出来る。

次に、本発明の第１参考例で説明したアドレス電極と走査電極との間の放電開始電圧Ｖｆａｙと、維持電極と走査電極との間の放電開始電圧Ｖｆｘｙと、Ｖｓ電圧との間の関係について説明する。
プラズマパネルでの放電は、負極を覆う誘電体に正イオンが衝突する時に放出される２次電子の量によって決定され、これをγプロセスという。したがって、２次電子放出係数γの低い物質で覆われている電極が負極として作用する場合の放電開始電圧より、２次電子放出係数γが高い物質で覆われている電極が負極として作用する場合の放電開始電圧が低い。ここで、３電極プラズマパネルにおいて、背面基板に形成されるアドレス電極は、色彩表現のために蛍光体で覆われているが、前面基板に形成される走査電極と維持電極はＭｇＯ成分の保護膜で覆われている。このようなＭｇＯ保護膜は２次電子放出係数が高く、蛍光体層は２次電子放出係数が低い。さらに、走査電極と維持電極は対称構造になっているので放電極性の影響がないが、アドレス電極と走査電極は非対象構造なので、アドレス電極と走査電極との間の放電開始電圧は、アドレス電極が正極として作用するか負極として作用するかによって変わることもある。

つまり、蛍光体で覆われているアドレス電極が正極として働き、誘電体層で覆われている走査電極が負極として働く場合の放電開始電圧Ｖｆａｙは、アドレス電極が負極として働き、走査電極が正極として働く場合の放電開始電圧Ｖｆｙａより低い。そして、通常、アドレス電極が正極として作用する場合の放電開始電圧Ｖｆａｙ、アドレス電極が負極として作用する場合の放電開始電圧Ｖｆｙａ及び、走査電極と維持電極との間の放電開始電圧Ｖｆｘｙの間には数式３の関係が成立する。勿論、このような関係は、放電セルの状態によって変わることもある。

[数式３]
Ｖ_ｆａｙ＋Ｖ_ｆｙａ＝２Ｖ_ｆｘｙ

リセット期間及びアドレス期間では、走査電極が負極として作用するので、アドレス電極と走査電極との間の放電開始電圧Ｖｆａｙは、数式３の関係より数式４の関係が成立する。そして、アドレス期間でアドレスされなかった放電セルでは、維持放電が起こってはいけないので、Ｖｓ電圧も数式５のように走査電極と維持電極との間の放電開始電圧Ｖｆｘｙより低い電圧である。

[数式４]
Ｖ_ｆａｙ＜Ｖ_ｆｘｙ

[数式５]
Ｖ_ｓ＜Ｖ_ｆｘｙ

なお、本発明の第１参考例では、リセット期間におけるアドレス電極と走査電極との間の壁電圧を零ボルト付近に設定したため、アドレス期間においてアドレスされなかった放電セルでは、維持期間において走査電極とアドレス電極との間及び維持電極とアドレス電極との間に連続的な放電が起こらない。つまり、連続的な放電が起こる場合は、走査電極にＶｓ電圧が印加されて走査電極とアドレス電極との間に放電が起こり、この放電によってアドレス電極に正の壁電荷が形成された際に維持電極にＶｓ電圧が印加されても維持電極とアドレス電極との間に放電が起こる場合である。しかし、維持電極と走査電極は対になっているので、維持電極とアドレス電極との間の放電開始電圧とＶｆａｙ電圧は同じ電圧であり、走査電極とアドレス電極との間の放電によって維持電極に正の壁電荷が蓄積される際に、維持電極とアドレス電極との間に形成される壁電圧はＶｆａｙ電圧を越えられない。したがって、走査電極とアドレス電極との間の放電によって維持電極に正の壁電荷が形成された後、維持電極にＶｓ電圧が印加される際に、放電が起こらないようにするためには数式６の関係、つまり、Ｖｆａｙ電圧をＶｓ/２電圧より大きくする必要がある。

[数式６]
Ｖ_ｓ−Ｖ_ｆａｙ＜Ｖ_ｆａｙ
Ｖ_ｆａｙ＞Ｖ_ｓ／２

このような電圧Ｖｆａｙ又はＶｓ/２を実際に発生させるには、大小関係を実現できる電圧クランプ回路、半電圧を実現できる抵抗分圧回路などを利用すればよい。しかし、微小電圧を修正するクランプ回路に用いるダイオードの閾値電圧（順方向電圧）だけ参照電圧より電圧降下すること、半電圧を形成する抵抗分圧回路の抵抗値変動、参照電圧出力用電圧フォロワー回路の電圧降下などを想定しておく必要があり、これら変動を一括して実質的に設計範囲内とみなすことができる。

数式４乃至６の関係を合わせると、Ｖｆａｙ電圧はＶｓ/２より高く設定する必要があり、また、Ｖｆａｙ電圧及びＶｓ電圧はＶｆｘｙ電圧より一定の電圧以上に低く設定しなければならないので、Ｖｆａｙ電圧はＶｓ電圧の近くに設定する必要がある。つまり、数式７のような関係が成立する。実験では、数式７のΔＶは０〜３０ボルトの電圧を有する。

[数式７]
Ｖ_ｓ／２＜Ｖ_ｆａｙ＝Ｖ_ｓ±ΔＶ

図１では、リセット期間及びアドレス期間において、維持電極Ｘ１〜Ｘｎに印加されるＶｅ電圧を正電圧として表現した。このようなアドレス期間で走査電極Ｙｊとアドレス電極Ａｉとの間の放電によって走査電極Ｙｊと維持電極Ｘｊとの間に放電が起こることが可能であれば、Ｖｅ電圧を別の電圧にしてもいい。例えばＶｅ電圧を零ボルトまたは負電圧にしてもいい。

以上、本発明の第１参考例では、リセット期間において、アドレス電極に印加される電圧を零ボルトとして説明したが、アドレス電極と走査電極との間の壁電圧は、アドレス電極と走査電極に印加される電圧の差によって決定されるので、アドレス電極と走査電極に印加される電圧の差が本発明の参考例と同じ関係を満足するならば、アドレス電極と走査電極に印加される電圧が異なるように設定することもできる。

また、本発明の第１参考例では、リセット期間にランプ形態の電圧が走査電極に印加されると説明したが、弱放電を起こしながら壁電荷を制御することができる電圧であれば、ランプ形態以外の電圧を走査電極に印加することも出来る。このような形態の電圧は時間変化によって漸進的に電圧が変化する電圧である。

このように本発明によれば、アドレス放電がリセット期間で形成された壁電荷の影響を受けないので壁電荷消失による放電確率低下の問題がなくなる。そして点灯させない放電セルでは、リセット期間での放電が弱くなるので明暗比が良くなる。

一方、一般にプラズマパネルは一つのフレーム期間を複数のサブフィールド期間に分けて駆動し、各サブフィールドの組み合わせによって階調を表現する。
最低階調（単位光）を表現する加重値１のサブフィールドの光はアドレス期間に選択されたセルで発生する光と、維持期間で１回の維持放電の時に発生する光を合わせて表現される。なお、「加重値」とは、発光時間（即ち発光回数）の相対的比率を意味し、即ち、維持放電パルスの数の比率を意味する。

ここで、最低階調を表現するサブフィールド期間に起こる放電を最小限に抑えることは低階調表現力を増加させることにつながり、このために加重値１のサブフィールドの維持期間に印加されランプ上昇する波形を維持放電パルスとして印加することが可能である。

図３は、このような本発明の第２参考例によるプラズマパネルの加重値１のサブフィールド期間での駆動波形図である。
本発明の第１及び第２参考例では、リセット期間において、走査電極と維持電極及びアドレス電極の壁電荷のほぼ全てを消去する。この状態でアドレス期間に、走査電極に負電圧（ＶｓｃＬ）を印加し、アドレス電極にＶａ電圧を印加すると、走査電極とアドレス電極にそれぞれ正の壁電荷と負の壁電荷が所定の量だけ蓄積される。したがって、この状態で、維持期間に、維持放電電圧Ｖｓまで漸進的に上昇する波形を走査電極に印加すると、走査電極とアドレス電極間の壁電圧が高いので、アドレス電極と走査電極との間の放電が、維持電極と走査電極との間の放電より先に起こる。

しかし、前述したように、走査電極と維持電極はＭｇＯ膜で覆われているが、アドレス電極は蛍光体に覆われているため、走査電極及び維持電極に比べてアドレス電極は２次電子放出係数が低い。ここで、ランプ上昇する波形を維持放電パルスとして印加すると、その波形が走査電極とアドレス電極との間の放電開始電圧を越えた瞬間、すぐに大電流放電が起こるのではなく、２次電子放出係数に応じて発生する電子が介在して連鎖反応的な衝突電離が起こり、大電流放電に成長する。この成長は指数関数的な電流増加として観察されるので、一見すると遅延された後に放電が起こり始めるように見える。連鎖反応の成長速度は放電系の形状や温度、ガス圧、絶縁電極の特性に支配されるので不安定である。

ところが、放電が起こり始める時の電圧は、放電開始電圧より高い電圧であるため、ランプ上昇する波形を印加しても走査電極とアドレス電極間には弱放電ではなく強放電が起こることもありうる。したがって、維持放電の時に発生する光を効果的に低減できない。
したがって、加重値１のサブフィールド期間にランプ上昇する一つの維持放電パルスが印加される時には、維持電極と走査電極との間の維持放電がアドレス電極と走査電極との間の維持放電より先に起こるようにしなければならない。

図４は、このような本発明の第３参考例によるプラズマパネルの加重値１のサブフィールドの駆動波形図である。
図４に示すように、本発明の第３参考例によれば、加重値１のサブフィールド期間の下降リセット期間とアドレス期間において維持電極に印加される電圧Ｖｅ１（図面にはＶｅ´）を、加重値２以上のサブフィールド期間（図４では、加重値ｎサブフィールドと表示する）の下降リセット期間とアドレス期間において維持電極に印加されるＶｅ電圧より高く設定する。

加重値ｎサブフィールドのリセット期間の終了時点では、維持電極、走査電極及びアドレス電極の壁電荷が全て消去された状態になる。ところが、加重値１のサブフィールドのリセット期間には維持電極にＶｅ電圧より高いＶｅ１（図面にはＶｅ´）の電圧が印加される。つまり、加重値１のサブフィールドのリセット期間終了時点での維持電極と走査電極との間の電位差が、他のサブフィールドのリセット期間終了時点での維持電極と走査電極との間の電位差より大きいため、加重値１のサブフィールドのリセット期間終了時点では、維持電極には負の壁電荷が、アドレス電極と走査電極には正の壁電荷が蓄積される。

この状態でアドレス期間において点灯させようとする放電セルのアドレス電極にＶａ電圧を印加し、走査電極にＶｓｃＬ電圧を印加すると、アドレス放電が起こり、アドレス電極と維持電極には所定の数の負の壁電荷が蓄積され、走査電極には、アドレス電極と維持電極に蓄積される負の壁電荷より多い正の壁電荷が蓄積される。

しかし、前述したように、加重値１のサブフィールドのリセット期間終了時点では、維持電極に負の壁電荷が蓄積されている状態なので、アドレス期間終了時点では、維持電極にもっと多くの負の壁電荷が蓄積されるようになる。つまり、加重値１のサブフィールド期間の維持放電パルスが印加される直前には、加重値ｎのサブフィールド期間の維持放電パルスが印加される直前より、維持電極と走査電極に多数の壁電荷が蓄積される。

したがって、このように維持電極と走査電極に十分な数の壁電荷が蓄積されると、従来の駆動波形によって走査電極に蓄積される壁電荷による壁電圧より高い壁電圧が形成されるので、この状態で維持期間に、図４のようにランプ形態で上昇する波形を走査電極に印加すると、アドレス電極と走査電極との間の放電より維持電極と走査電極との間の放電が先に起こる。ここで、維持電極と走査電極は２次電子放出係数が高いので放電遅延時間が短く、よって、このような維持期間には強放電が起こらない。

したがって、加重値１のサブフィールドの維持放電の時に発生する光を効果的に減少させることが可能であり、よって、低階調表現力が上昇する。
以下、加重値ｎのサブフィールド期間での駆動波形は本発明の第１参考例と同じなので重複説明を省略する。

ただし、加重値１のサブフィールドの直後に位置するサブフィールドのリセット期間には、漸進的に上昇する波形と漸進的に下降する波形をともに有するメインリセット波形が印加されなければならない。これは、加重値１のサブフィールドのリセット期間及びアドレス期間に、維持電極の印加電圧を上昇させることによって、アドレス期間終了時点で、放電セルに蓄積された壁電荷が増加するために、漸進的に下降する波形だけを有する補助リセットだけでは増加した壁電荷を全て消去できないためである。したがって、これ以降のアドレス放電のために、リセット期間にメインリセット波形を印加することによって放電セルの壁電荷を全て消去する必要がある。

一方、アドレス期間には、走査電極の電圧が維持電極の電圧より低く設定され、放電セルにおいてアドレス放電が起こると、走査電極に維持電極より高い壁電圧が形成される。さらに、本発明の第３参考例では、加重値１のサブフィールドのアドレス期間に、維持電極に印加される印加電圧を上昇させたので、リセット期間終了時点でアドレス電極と走査電極にそれぞれ負電荷と正電荷が蓄積される。この状態で、アドレス放電が起こると、走査電極と維持電極との間の電位差が、他のサブフィールドのアドレス期間にアドレス放電が起こった時より大きくなる。したがって、維持期間の初期に壁電圧が高い状態で、走査電極と維持電極との間の電圧が急激に変化すると、維持電極と走査電極との間に強放電が発生する恐れがある。

したがって、本発明の第４参考例では、図５に示すように、加重値１のサブフィールドの維持期間で、走査電極にランプ形態の維持パルスが印加される時、維持電極の電圧を正電圧であるＶｅ２電圧に設定する。つまり、維持電極の電圧を走査電極の電圧より高く設定する。そうすると、維持電極と走査電極との間の電位差が減少するので、維持期間の初期に維持電極と走査電極との間に強放電が発生することを抑制することができる。

また、ランプ形態の維持パルスが印加される時、１階調を表現する程度の単位光が発生されるべきであり、維持期間の終了時点での放電セルは、以降、リセット波形を印加するための状態にセットされなければならないので、図５のように走査電極の電圧の上昇にしたがって維持電極の電圧もランプ形態で接地電圧まで下降させるのが好ましい。
しかし、図５のように、維持電極にＶｅ２電圧から零ボルトまで漸進的に下降する波形を印加するためには、別途の回路を備えなければならないので製作費用が上昇する短所がある。

したがって、本発明の第５参考例では、図６に示すように、維持電極をＶｅ２電圧に印加させた状態で、走査電極の電圧をＶｓ電圧まで緩慢に上昇させた後、維持電極の電圧を零ボルトまで下降させ印加させた状態で、再び走査電極の電圧をＶｓ電圧まで緩慢に上昇させる。
そうすると、維持電極にランプ形態の電圧を印加するための別途の回路を備えなくても、維持期間の初期に走査電極と維持電極との間の誤放電発生を抑制しながら十分に維持放電が起こるようにすることができる。

一方、本発明の第４及び第５参考例では、Ｖｅ２電圧をＶｅ１電圧より低い電圧に設定したが、Ｖｅ２電圧をＶｅ１電圧と同じ大きさに設定して、電源回路を簡単にすることができる。また、Ｖｅ３電圧は零ボルトに設定したが、この値は維持期間に維持電極または走査電極に印加される最小電圧に設定することができる。

また、本発明の第４及び第５参考例では、維持電極の印加電圧を２段階にわたって下降させたが３段階以上にわたって徐々に下降させることができる。
一方、本発明の第５参考例によれば、加重値１のサブフィールドの維持期間に、走査電極に維持波形が印加される時、維持電極は正のＶｅ２電圧に維持され、アドレス電極の電圧は零ボルトに維持される。つまり、走査電極とアドレス電極との間の電位差が走査電極と維持電極との間の電位差より大きい。したがって、依然として走査電極とアドレス電極との間の放電が走査電極と維持電極との間の放電よりさらに強く起こり得る。

ところが、前述したように、アドレス電極は蛍光体に覆われているので、維持電極に比べて２次電子放出係数が低い。したがって、ランプ上昇する電圧を維持放電パルスとして印加すると、走査電極とアドレス電極との間に強放電が起こり得る。

以下、上記強放電を抑制するように構成した本発明の第１の実施例を説明する。なお、本実施例は、上記第１参考例ないし第５参考例の各構成を適宜備える。
即ち、本発明の第１実施例では、図７に示すように、加重値１のサブフィールドの維持期間に走査電極に維持波形が印加される時、維持電極を正のＶｅ２電圧に維持すると同時に、アドレス電極に正のＶａ´電圧を印加する。この際、走査電極とアドレス電極との間の電位差を走査電極と維持電極との間の電位差より小さくするために、Ｖａ電圧をＶｅ２電圧より高くすることができる。また、Ｖａ´電圧をＶａ電圧と同じ大きさに設定して電源回路を簡単にすることができる。

一方、本発明の上述の第１乃至第５参考例および第１実施例では、加重値１のサブフィールドの維持期間に漸進的に上昇する維持放電パルスを印加した後に、Ｙ電極の電圧を接地電圧まで下降させた後、加重値ｎのサブフィールドのリセット期間に、再びＶｓ電圧からＶｓｅｔ電圧まで漸進的に上昇するリセット波形を印加したが、このように２つのランプ波形を印加する時には、それぞれ別々のランプ波形を印加するためのスイッチを備えなければならない。
したがって、本発明の第２実施例では、このような所を補完するための駆動方法を記述する。

図８は、本発明の第２実施例によるプラズマ表示装置の駆動波形図である。
つまり、本発明の第２実施例によれば、図８に示すように、加重値１のサブフィールドの維持期間に漸進的に上昇する維持放電パルスを印加した後に、Ｙ電極の電圧を接地電圧で下降させないで、すぐ、加重値ｎのサブフィールドのリセット期間にＶｓ電圧からＶｓｅｔ電圧まで漸進的に上昇するリセット波形を印加することも出来る。この場合、一つのランプ波形を印加するためのスイッチだけで駆動が可能であるので、スイッチ素子の個数を減らすことができる。

また、本発明の第１及び第２実施例では、加重値１のサブフィールドの維持期間の全期間にわたって、アドレス電極にＶａ´電圧を印加したが、加重値１のサブフィールドの維持期間のうち一部期間にだけ、アドレス電極にＶａ´電圧を印加することも出来る。
このようにすると、ランプ上昇する形態の維持放電パルスが印加される時、走査電極とアドレス電極との間の電位差が走査電極と維持電極との間の電位差より小さいので、走査電極とアドレス電極との間の放電より走査電極と維持電極との間の放電が先に起こる。なお、維持電極と走査電極は２次電子放出係数が高いので、放電遅延時間が短く、維持期間に強放電が起こらない。
したがって、加重値１のサブフィールドの維持放電の時に発生する光を効果的に押さえて、低階調表現力を高めることができる。

一方、本発明の第１及び第２実施例では、前述の第５参考例において、加重値１のサブフィールドの維持期間に、走査電極に維持波形が印加される時、維持電極を正のＶｅ２電圧に維持すると同時に、アドレス電極に正電圧を印加することについて説明したが、前述の第４参考例において、加重値１のサブフィールドの維持期間に、走査電極に維持波形が印加される時、維持電極の電圧を徐々に下降させながら、アドレス電極に正電圧を印加することも出来る。

上記実施形態によれば、アドレシング動作がリセット期間で形成された壁電荷の影響を受けないので、壁電荷の減少による放電確率低下問題がなくなる。
また、低階調を表現するサブフィールドのリセット上昇期間、アドレス期間及び維持期間に、維持電極に印加する印加電圧を上げることによって、低階調表現力を高めることができる。
さらに、低階調を表現するサブフィールドの維持期間に、アドレス電極に正電圧を印加することによって、低階調表現力を更に一層高めることができる。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明した。なお、本発明は上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲で定義されている本発明の基本概念を利用した様々な実施例も本発明の範囲に入る。

本発明の第１参考例によるプラズマ表示装置の駆動波形図である。 放電セルにランプ下降する電圧が印加される場合のランプ下降する電圧と壁電圧との間の関係を示す図面である。 本発明の第２参考例によるプラズマ表示装置の駆動波形図である。 本発明の第３参考例によるプラズマ表示装置の駆動波形図である。 本発明の第４参考例によるプラズマ表示装置の駆動波形図である。 本発明の第５参考例によるプラズマ表示装置の駆動波形図である。 本発明の第１実施例によるプラズマ表示装置の駆動波形図である。 本発明の第２実施例によるプラズマ表示装置の駆動波形図である。

Claims (14)

1. 第１電極、第２電極及びアドレス電極を備えた放電セルが複数個形成されたプラズマパネルにおける一つのフレーム期間を、それぞれ加重値を有する複数のサブフィールド期間に分割し、各サブフィールド期間をリセット期間、アドレス期間、維持期間に順次分割して、各サブフィールドを組み合わせて階調を表示するプラズマ表示装置の駆動方法であって、
   第１群と第２群とからなる複数のサブフィールドの中で最も低い加重値を有するサブフィールドを含む第１群のサブフィールドにおいて、
   前記リセット期間に、前記第１電極の電圧を第１電圧から第２電圧まで漸進的に下降させる段階と、
   前記アドレス期間に、前記複数の第１電極に順次に走査パルスを印加し、前記走査パルスが印加された前記第１電極が通る放電セルのうち、点灯させようとする放電セルを通るアドレス電極にアドレス電圧を印加する段階と、
   維持期間に、前記第１電極に第３電圧から第４電圧まで漸進的に上昇する維持放電パルスを印加する段階を含み、
   前記維持放電パルスを印加する時に前記第２電極の電圧を前記第３電圧より高くした後、前記維持放電パルスを印加する期間中少なくとも一部期間の間に前記第２電極の電圧を前記第３電圧より続けて高くし、
   前記維持期間の少なくとも一部期間に、前記アドレス電極に第５電圧を有するパルスを印加する、ことを特徴とするプラズマ表示装置の駆動方法。
2. 前記維持期間に、
   前記第２電極の電圧を、前記アドレス期間で前記第２電極に印加される電圧より低い電圧まで漸進的に下降させることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表示装置の駆動方法。
3. 前記維持期間で、
   前記第２電極に、前記アドレス期間で前記第２電極に印加される電圧より低い電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表示装置の駆動方法。
4. 前記第２群のサブフィールドのアドレス期間に前記第２電極に印加される電圧は、前記第１群のサブフィールドのアドレス期間で前記第２電極に印加される電圧より低いことを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載のプラズマ表示装置の駆動方法。
5. 前記第５電圧と前記アドレス電圧は同じであることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ表示装置の駆動方法。
6. 前記アドレス期間に、
   前記走査パルスが印加されない第１電極に印加される電圧は、負電圧であることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ表示装置の駆動方法。
7. 前記第２電圧は負電圧であって、その絶対値が実質的に、第１電極と第２電極の間に印加される維持放電用電圧の絶対値の半分より大きいことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ表示装置の駆動方法。
8. 前記第２電圧は負電圧であって、その絶対値が実質的に、第１電極と第２電極の間に印加される維持放電用電圧の絶対値より大きいことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ表示装置の駆動方法。
9. 複数の第１電極及び第２電極と、前記第１電極及び第２電極と交差する方向に伸びている複数の第３電極とを含むプラズマパネルと、
   一つのフレーム期間を、それぞれ加重値を有する複数のサブフィールド期間に分割し、前記複数のサブフィールドを第１群と第２群のサブフィールドに分けて、前記第１群のサブフィールドが最も低い加重値を有するサブフィールドを含むようにする制御部と、
   各サブフィールドのリセット期間に、前記第１電極の電圧から前記第２電極の電圧を引いた電圧を、第１電圧から第２電圧まで漸進的に下降させる駆動部と、を含み、
   前記駆動部は、
   前記第１群のサブフィールドの維持期間で、前記第１電極に漸進的に上昇する維持放電パルスを印加すると共に、前記維持放電パルスを印加する時に前記第２電極の電圧を前記維持放電パルスを印加し始めた時点での前記第１電極の電圧より高くした後、前記維持放電パルスを印加する期間中少なくとも一部期間の間に前記第２電極の電圧を前記第１電圧より続けて高くして、前記第１電極から前記第２電極の電圧を引いた電圧を、負電圧である第３電圧から第４電圧まで漸進的に上昇させ、
   前記第１電極から前記第２電極の電圧を引いた電圧を前記第３電圧から前記第４電圧まで漸進的に上昇させる少なくとも一部期間に、前記第３電極に正電圧である第５電圧を印加し、
   前記第１群のサブフィールドの前記第２電圧の絶対値は、前記第２群のサブフィールドの前記第２電圧の絶対値より大きいことを特徴とするプラズマ表示装置。
10. 前記駆動部は、
    アドレス期間に、前記第３電極に前記第５電圧を印加して点灯しようとする放電セルを放電させることを特徴とする請求項９に記載のプラズマ表示装置。
11. 前記駆動部は、
    前記第１群のサブフィールドの維持期間に、前記第１電極の電圧を第６電圧から第７電圧まで漸進的に上昇させ、前記第２電極の電圧を第８電圧から第９電圧まで漸進的に下降させることを特徴とする請求項９に記載のプラズマ表示装置。
12. 前記駆動部は、
    前記第２群のサブフィールドの前記アドレス期間に、前記第１群のサブフィールドの前記アドレス期間で前記第２電極に印加する電圧より低い電圧を、前記第２電極に印加することを特徴とする請求項９、１０または１１のいずれかに記載のプラズマ表示装置。
13. 前記第２群のサブフィールドの前記アドレス期間に前記第２電極に印加される電圧は前記第８電圧以上の大きさであることを特徴とする請求項１２に記載のプラズマ表示装置。
14. 前記駆動部は、
    前記各サブフィールドのリセット期間に、前記第１電極の電圧から前記第３電極の電圧を引いた電圧を第１０電圧から第１１電圧まで漸進的に下降させ、
    前記第１１電圧は負電圧であって、その絶対値が、第１電極と第２電極の間に印加される維持放電用電圧の半分から１ボルトを差し引いた値より大きいことを特徴とする請求項９、１０、１１のいずれかに記載のプラズマ表示装置。

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