JP4835233B2 - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるプラズマディスプレイ装置に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」と略記する）として代表的な交流面放電型パネルは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。前面板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面板は、背面ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面板と背面板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には、例えば分圧比で５％のキセノンを含む放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のパネルにおいて、各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。

パネルを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。各サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有し、初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み動作に必要な壁電荷を各電極上に形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルにおいて選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極と維持電極とからなる表示電極対に交互に維持パルスを印加し、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。

また、サブフィールド法の中でも、緩やかに変化する電圧波形を用いて初期化放電を行い、さらに維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行うことで、階調表示に関係しない発光を極力減らしコントラスト比を向上させた新規な駆動方法が開示されている。

具体的には、複数のサブフィールドのうち、１つのサブフィールドの初期化期間において全ての放電セルを放電させる全セル初期化動作を行い、他のサブフィールドの初期化期間においては維持放電を行った放電セルのみ初期化する選択初期化動作を行う。その結果、表示に関係のない発光は全セル初期化動作の放電に伴う発光のみとなりコントラストの高い画像表示が可能となる（例えば、特許文献１参照）。

このように駆動することによって、画像の表示に関係のない発光に依存して変化する黒表示領域の輝度（以下、「黒輝度」と略記する）は全セル初期化動作における微弱発光だけとなり、コントラストの高い画像表示が可能となる。

また、特許文献１には、維持期間における最後の維持パルスのパルス幅を他の維持パルスのパルス幅よりも短くし、表示電極間の壁電荷による電位差を緩和する、いわゆる細幅消去放電についても記載されている。この細幅消去放電を安定して発生させることによって、続くサブフィールドの書込み期間において確実な書込み動作を行うことができ、コントラスト比の高いプラズマディスプレイ装置を実現することができる。

また、パネルを用いたプラズマディスプレイ装置の消費電力を削減するために、様々な消費電力削減技術が提案されている。特に維持期間における消費電力を削減する技術の１つとして、表示電極対のそれぞれが表示電極対の電極間容量を持つ容量性の負荷であることに着目し、インダクタを構成要素に含む共振回路を用いてそのインダクタと電極間容量とをＬＣ共振させ、電極間容量に蓄えられた電荷を電力回収用のコンデンサに回収し、回収した電荷を表示電極対の駆動に再利用する、いわゆる電力回収回路が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−２４２２２４号公報 特公平７−１０９５４２号公報

しかしながら、最近のパネルの大画面化、あるいは高輝度化に伴い細幅消去放電が不安定となる傾向があり、そのため書込み放電が不安定となって、表示を行うべき放電セルで書込み放電が発生せず画像表示品質を劣化させる、あるいは書込み放電を発生させるために必要な電圧が高くなる等の問題が生じてきた。特に、パネルの高精細化に伴って放電セルを微細化したり、あるいはパネルの輝度を高めるためにキセノン分圧を高めると、書込み放電を発生させるために必要な電圧をさらに高くしなければならなかった。

本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、大画面・高精細・高輝度パネルであっても、書込み放電を発生させるために必要な電圧を高くすることなく、安定した書込み放電を発生させ、画像表示品質のよいプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。

本発明のプラズマディスプレイ装置は、走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたパネルと、維持期間において表示電極対に維持パルスを印加して放電セルを維持放電させる維持パルス発生回路を有する駆動回路とを備え、維持パルス発生回路は、表示電極対の電極間の静電容量と電力回収用インダクタとの共振により表示電極対に電圧を印加する電力回収部と、表示電極対を電源電圧または接地電位にクランプするクランプ部とを有し、維持パルス発生回路は、維持期間の最後において、放電セルの点灯率があらかじめ定めたしきい値以上のときには、電力回収部を用いて表示電極対の一方に電圧を印加して１回目の放電を発生させた後、クランプ部を用いてその表示電極対にさらに電圧を印加して２回目の放電を発生させ、点灯率がしきい値未満のときには、電力回収部を用いて表示電極対の一方に電圧を印加し、放電が発生する前にクランプ部に切換えてその表示電極対にさらに電圧を印加して放電を発生させ、その後に駆動回路は、電力回収部を用いた駆動からクランプ部による駆動に切換えた後、所定の時間間隔をおいて表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧を表示電極対の他方に印加するように構成するとともに、点灯率がしきい値以上のときの所定の時間間隔は点灯率がしきい値未満のときの所定の時間間隔よりも長くなるように構成したことを特徴とする。

これにより、大画面、高精細、高輝度パネルであっても、書込み放電を発生させるために必要な電圧を高くすることなく、安定した書込み放電を発生させることが可能となる。

また、本発明のプラズマディスプレイ装置では、維持パルス発生回路は、維持期間の最後において、点灯率がしきい値以上のときには電力回収部を用いて表示電極対の一方に電圧を印加する時間を電力回収部の共振周期の１／２より長い時間とし、点灯率がしきい値未満のときには電力回収部を用いて表示電極対の一方に電圧を印加する時間を共振周期の１／２より短い時間とするように構成してもよい。この構成により、維持期間の最後において、点灯率がしきい値以上のときには電力回収部による１回目の放電とクランプ部による２回目の放電とを発生させ、点灯率がしきい値未満のときには電力回収部からクランプ部に切換えた後で放電を発生させることをより確実にすることができる。

本発明によれば、大画面・高精細・高輝度パネルであっても、書込み放電を発生させるために必要な電圧を高くすることなく、安定した書込み放電を発生させ、画像表示品質のよいプラズマディスプレイ装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置について、図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるパネル１０の構造を示す分解斜視図である。ガラス製の前面板２１上には、走査電極２２と維持電極２３とからなる表示電極対２８が複数形成されている。そして走査電極２２と維持電極２３とを覆うように誘電体層２４が形成され、その誘電体層２４上に保護層２５が形成されている。背面板３１上にはデータ電極３２が複数形成され、データ電極３２を覆うように誘電体層３３が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁３４が形成されている。そして、隔壁３４の側面および誘電体層３３上には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。

これら前面板２１と背面板３１とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対２８とデータ電極３２とが交差するように対向配置され、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着されている。そして放電空間には、例えばネオンとキセノンの混合ガスが放電ガスとして封入されている。本実施の形態においては、輝度向上のためにキセノン分圧を１０％とした放電ガスが用いられている。放電空間は隔壁３４によって複数の区画に仕切られており、表示電極対２８とデータ電極３２とが交差する部分に放電セルが形成されている。そしてこれらの放電セルが放電、発光することにより画像が表示される。

なお、パネル１０の構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。

図２は、本発明の実施の形態におけるパネル１０の電極配列図である。パネル１０には、行方向に長いｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図１の走査電極２２）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極２３）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極３２）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）および維持電極ＳＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極Ｄｊ（ｊ＝１〜ｍ）とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。なお、図１、図２に示したように、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとは互いに平行に対をなして形成されているために、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間に大きな電極間容量Ｃｐが存在する。

図３は、本発明の実施の形態におけるパネル１０を用いたプラズマディスプレイ装置１の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置１は、パネル１０、画像信号処理回路５１、データ電極駆動回路５２、走査電極駆動回路５３、維持電極駆動回路５４、タイミング発生回路５５、点灯率算出回路５８および各回路ブロックに必要な電源を供給する電源回路（図示せず）を備えている。

画像信号処理回路５１は、入力された画像信号ｓｉｇをサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データに変換する。データ電極駆動回路５２は、サブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動する。

点灯率算出回路５８は、サブフィールド毎の画像データにもとづいてサブフィールド毎の放電セルの点灯率、すなわち点灯する放電セル数の全放電セル数に対する割合（以下、単に「点灯率」と略記する）を算出する。

タイミング発生回路５５は、水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖおよび点灯率算出回路５８が算出した点灯率をもとにして各回路ブロックの動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路ブロックへ供給する。走査電極駆動回路５３は、維持期間において走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生回路１００を有し、タイミング信号にもとづいて各走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎをそれぞれ駆動する。維持電極駆動回路５４は、初期化期間において維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を印加する回路と、維持期間において維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生回路２００とを有し、タイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを駆動する。

次に、パネル１０を駆動するための駆動電圧波形とその動作について説明する。プラズマディスプレイ装置１は、サブフィールド法、すなわち１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、サブフィールド毎に各放電セルの発光・非発光を制御することによって階調表示を行う。それぞれのサブフィールドは初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み放電に必要な壁電荷を各電極上に形成する。このときの初期化動作には、全ての放電セルで初期化放電を発生させる初期化動作（以下、「全セル初期化動作」と略記する）と、維持放電を行った放電セルで初期化放電を発生させる初期化動作（以下、「選択初期化動作」と略記する）とがある。書込み期間では、発光させるべき放電セルで選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間では、輝度重みに比例した数の維持パルスを表示電極対に交互に印加して、書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生させて発光させる。このときの比例定数を輝度倍率と呼ぶ。

図４は、本発明の実施の形態におけるパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形図である。図４には、全セル初期化動作を行うサブフィールドと選択初期化動作を行うサブフィールドとを示している。

まず、全セル初期化動作を行うサブフィールドについて説明する。

初期化期間前半部では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎにそれぞれ０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下の電圧Ｖｉ１から、放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２に向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧を印加する。この傾斜波形電圧が上昇する間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上部に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上部および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上部には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上部の壁電圧とは電極を覆う誘電体層上、保護層上、蛍光体層上等に蓄積された壁電荷により生じる電圧を表す。

初期化期間後半部では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の電圧Ｖｅ１を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ３から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧（以下、「ランプ電圧」とも記す）を印加する。この間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上部の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上部の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。以上により、全ての放電セルに対して初期化放電を行う全セル初期化動作が終了する。

続く書込み期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。

次に、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に発光させるべき放電セルのデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。このときデータ電極Ｄｋ上と走査電極ＳＣ１上との交差部の電圧差は、外部印加電圧の差（Ｖｄ−Ｖａ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧の差とが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間および維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に書込み放電が起こり、走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ１上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｋ上にも負の壁電圧が蓄積される。

このようにして、１行目に発光させるべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、書込みパルス電圧Ｖｄを印加しなかったデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作を走査電極ＳＣｎのｎ行目の放電セルに至るまで行い、書込み期間が終了する。

続く維持期間では、消費電力を削減するために電力回収部を用いて駆動を行っているが、駆動電圧波形の詳細については後述することとして、ここでは維持期間における維持動作の概要について説明する。まず走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｓを印加するとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに０（Ｖ）を印加する。すると書込み放電を起こした放電セルでは、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との電圧差が維持パルス電圧Ｖｓに走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ上の壁電圧との差が加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間に維持放電が起こり、このとき発生した紫外線により蛍光体層３５が発光する。そして走査電極ＳＣｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵｉ上に正の壁電圧が蓄積される。さらにデータ電極Ｄｋ上にも正の壁電圧が蓄積される。書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧が保たれる。

続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには維持パルス電圧Ｖｓをそれぞれ印加する。すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵｉ上と走査電極ＳＣｉ上との電圧差が放電開始電圧を超えるので再び維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に維持放電が起こり、維持電極ＳＵｉ上に負の壁電圧が蓄積され走査電極ＳＣｉ上に正の壁電圧が蓄積される。以降同様に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスを印加し、表示電極対の電極間に電位差を与えることにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。

そして、維持期間の最後には、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間にいわゆる細幅パルス状の電位差を与えて、データ電極Ｄｋ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ上の壁電圧を消去している。具体的には、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを一旦０（Ｖ）に戻した後、点灯率にもとづき制御される期間（以下、「立ち上がり期間Ｔｈｕ」と呼称する）をかけて電力回収部による走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの駆動を行う。その後、電力回収部による駆動からクランプ部による駆動に切換えて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを電圧Ｖｓにクランプし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに維持パルス電圧Ｖｓを印加する。すると、維持放電を起こした放電セルの維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間で維持放電が起こる。

そしてこの放電が収束する前、すなわち放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を印加する。これにより維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間の電圧差が（Ｖｓ−Ｖｅ１）の程度まで弱まる。すると、データ電極Ｄｋ上の正の壁電荷を残したまま、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上と維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上との間の壁電圧はそれぞれの電極に印加した電圧の差（Ｖｓ−Ｖｅ１）の程度まで弱められる。以下、この放電を「消去放電」と呼ぶ。

このように、最後の維持放電、すなわち消去放電を発生させるための電圧Ｖｓを走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加した後、所定の時間間隔（以下、「消去位相差Ｔｈ１」と呼称する）の後、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する。こうして維持期間における維持動作が終了する。

次に、選択初期化動作を行うサブフィールドの動作について説明する。

選択初期化動作を行う初期化期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに０（Ｖ）をそれぞれ印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３’から電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると前のサブフィールドの維持期間で維持放電を起こした放電セルでは微弱な初期化放電が発生し、走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧が弱められる。またデータ電極Ｄｋに対しては、直前の維持放電によってデータ電極Ｄｋ上に十分な正の壁電圧が蓄積されているので、この壁電圧の過剰な部分が放電され、書込み動作に適した壁電圧に調整される。一方、前のサブフィールドで維持放電を起こさなかった放電セルについては放電することはなく、前のサブフィールドの初期化期間終了時における壁電荷がそのまま保たれる。このように選択初期化動作は、直前のサブフィールドの維持期間で維持動作を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行う動作である。

続く書込み期間の動作は全セル初期化動作を行うサブフィールドの書込み期間の動作と同様であるため説明を省略する。

続く維持期間では、全セル初期化動作を行うサブフィールドの維持期間と同様に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスを印加し、表示電極対の電極間に電位差を与えることにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。

そして、維持期間の最後には、全セル初期化動作を行うサブフィールドの維持期間と同様に、点灯率にもとづき制御される立ち上がり期間Ｔｈｕをかけて電力回収部による走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの駆動を行い、その後、クランプ部による駆動に切換えて消去放電を発生させるための電圧Ｖｓを走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加し、消去位相差Ｔｈ１の後、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する。

このように、本実施の形態では、維持期間の最後において、最後の維持パルスを発生させる際に電力回収部によって走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの駆動を行う期間、すなわち立ち上がり期間Ｔｈｕをサブフィールド毎の点灯率によって制御し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの駆動をクランプ部による駆動に切換えてから消去位相差Ｔｈ１の期間の後、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加している。

図５は、本発明の実施の形態における点灯率と立ち上がり期間Ｔｈｕおよび消去位相差Ｔｈ１との関係を示す図である。図５に示すように、本実施の形態では、点灯率により立ち上がり期間Ｔｈｕおよび消去位相差Ｔｈ１を切換えており、点灯率算出回路５８によって算出される点灯率が４０％未満のときには、立ち上がり期間Ｔｈｕを２５０ｎｓｅｃ、消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃに、点灯率が４０％以上のときには、立ち上がり期間Ｔｈｕを７００ｎｓｅｃ、消去位相差Ｔｈ１を３００ｎｓｅｃに制御している。なお、立ち上がり期間Ｔｈｕおよび消去位相差Ｔｈ１をこのように切換える理由については後述する。

次に、サブフィールド構成について説明する。図６は、本発明の実施の形態におけるサブフィールド構成を示す図である。なお、図６はサブフィールド法における１フィールド間の駆動波形を略式に記したもので、それぞれのサブフィールドの駆動波形は図４の駆動波形と同等なものである。

本実施の形態では、１フィールドを１０のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１０ＳＦ）に分割し、各サブフィールドはそれぞれ、例えば（１、２、３、６、１１、１８、３０、４４、６０、８０）の輝度重みを持つものとする。また、第１ＳＦの初期化期間では全セル初期化動作を行い、第２ＳＦ〜第１０ＳＦの初期化期間では選択初期化動作を行うものとする。また各サブフィールドの維持期間においては、それぞれのサブフィールドの輝度重みに所定の輝度倍率を乗じた数の維持パルスが表示電極対のそれぞれに印加される。

しかし、本発明はサブフィールド数や各サブフィールドの輝度重みが上記の値に限定されるものではない。また、画像信号等にもとづいてサブフィールド構成を切換える構成であってもよい。

次に、維持パルス発生回路１００、２００の詳細とその動作について説明する。図７は、本発明の実施の形態における維持パルス発生回路１００、２００の回路図である。なお、図７にはパネル１０の電極間容量をＣｐとして示し、走査パルスおよび初期化電圧波形を発生させる回路は省略している。

維持パルス発生回路１００は、電力回収部１１０とクランプ部１２０とを備えている。電力回収部１１０は、電力回収用のコンデンサＣ１０、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、逆流防止用のダイオードＤ１１、Ｄ１２、共振用のインダクタＬ１０を有している。また、クランプ部１２０は、電圧値がＶｓである電源ＶＳに走査電極２２をクランプするためのスイッチング素子Ｑ１３、および走査電極２２を接地電位にクランプするためのスイッチング素子Ｑ１４を有している。そして電力回収部１１０およびクランプ部１２０は、走査パルス発生回路（維持期間中は短絡状態となるため図示せず）を介してパネル１０の電極間容量Ｃｐの一端である走査電極２２に接続されている。

電力回収部１１０は、電極間容量ＣｐとインダクタＬ１０とをＬＣ共振させて維持パルスの立ち上がりおよび立ち下がりを行う。維持パルスの立ち上がり時には、電力回収用のコンデンサＣ１０に蓄えられている電荷をスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１およびインダクタＬ１０を介して電極間容量Ｃｐに移動する。維持パルスの立ち下がり時には、電極間容量Ｃｐに蓄えられた電荷を、インダクタＬ１０、ダイオードＤ１２およびスイッチング素子Ｑ１２を介して電力回収用のコンデンサＣ１０に戻す。こうして走査電極２２へ維持パルスを印加する。このように、電力回収部１１０は電源から電力を供給されることなくＬＣ共振によって走査電極２２の駆動を行うため、理想的には消費電力が０となる。なお、電力回収用のコンデンサＣ１０は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収部１１０の電源として働くように、電源ＶＳの電圧値Ｖｓの半分の約Ｖｓ／２に充電されている。

電圧クランプ部１２０は、スイッチング素子Ｑ１３を介して走査電極２２を電源ＶＳに接続し、走査電極２２を電圧Ｖｓにクランプする。また、スイッチング素子Ｑ１４を介して走査電極２２を接地し、０（Ｖ）にクランプする。このようにして電圧クランプ部１２０は走査電極２２を駆動する。したがって、電圧クランプ部１２０による電圧印加時のインピーダンスは小さく、強い維持放電による大きな放電電流を安定して流すことができる。

こうして維持パルス発生回路１００は、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４を制御することによって電力回収部１１０と電圧クランプ部１２０とを用いて走査電極２２に維持パルスを印加する。なお、これらのスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の一般に知られた素子を用いて構成することができる。

維持パルス発生回路２００は、電力回収用のコンデンサＣ２０、スイッチング素子Ｑ２１、Ｑ２２、逆流防止用のダイオードＤ２１、Ｄ２２、共振用のインダクタＬ２０を有する電力回収部２１０と、維持電極２３を電圧Ｖｓにクランプするためのスイッチング素子Ｑ２３および維持電極２３を接地電位にクランプするためのスイッチング素子Ｑ２４を有するクランプ部２２０とを備え、パネル１０の電極間容量Ｃｐの一端である維持電極２３に接続されている。なお、維持パルス発生回路２００の動作は維持パルス発生回路１００と同様であるので説明を省略する。

また、図７には、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を発生する電源ＶＥ、電圧Ｖｅ１を維持電極２３に印加するためのスイッチング素子Ｑ２８、Ｑ２９もあわせて示している。

なお、電力回収部１１０のインダクタＬ１０とパネル１０の電極間容量ＣｐとのＬＣ共振の周期、および電力回収部２１０のインダクタＬ２０と同電極間容量ＣｐとのＬＣ共振の周期（以下、「共振周期」と記す）は、インダクタＬ１０、Ｌ２０のインダクタンスをそれぞれＬとすれば、計算式「２π√（ＬＣｐ）」によって求めることができる。そして、本実施の形態では、電力回収部１１０、２１０における共振周期が約１１００ｎｓｅｃになるようにインダクタＬ１０、Ｌ２０を設定している。

そして、本実施の形態においては、点灯率算出回路５８によって算出される点灯率がしきい値（ここでは４０％）以上のときには、立ち上がり期間Ｔｈｕを共振周期の１／２（約５５０ｎｓｅｃ）よりも長い７００ｎｓｅｃとすることで、電力回収部１１０による駆動の際に１回目の放電を発生させ、さらにクランプ部１２０による駆動に切換えた後に２回目の放電を発生させている。また、点灯率がしきい値未満のときには、立ち上がり期間Ｔｈｕを共振周期の１／２よりも短い２５０ｎｓｅｃとすることで、電力回収部１１０による駆動の際には放電を発生させず、電力回収部１１０による駆動からクランプ部１２０による駆動に切換えた後で放電を発生させている。

次に、維持パルス発生回路の動作と維持パルスの詳細について説明する。図８は、本発明の実施の形態における維持パルス発生回路１００、２００の点灯率４０％未満のときの動作を示すタイミングチャートである。また、図９は、本発明の実施の形態における維持パルス発生回路１００、２００の点灯率４０％以上のときの動作を示すタイミングチャートである。ここでは、維持パルスの繰り返し周期（以下、「維持周期」と略記する）の１周期分をＴ１〜Ｔ６で示した６つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。なお、以下の説明において、スイッチング素子を導通させる動作をＯＮ、遮断させる動作をＯＦＦと表記する。また、この繰り返し周期とは、維持期間において表示電極対に繰り返し印加される維持パルスの間隔のことであり、例えば、期間Ｔ１〜期間Ｔ６によって繰り返される周期のことを表す。また、図８、図９では、正極の波形を用いて説明をするが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、負極の波形における実施の形態例は省略するが、以下の説明の正極の波形において「立ち上がり」と表現しているものを、負極の波形においては「立ち下がり」に、正極の波形において「立ち下がり」と表現しているものを、負極の波形においては「立ち上がり」に読みかえることで、負極の波形であっても同様の効果を得ることができるものである。

まずは、点灯率算出回路５８において算出される点灯率が４０％未満のときの維持パルス発生回路１００、２００の動作を図８を用いて説明する。

（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると、走査電極２２からインダクタＬ１０、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通してコンデンサＣ１０に電荷が移動し始め、走査電極２２の電圧が下がり始める。インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、時刻ｔ１から共振周期の約１／２の時間が経過した後の時刻ｔ２において走査電極２２の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。しかし共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、走査電極２２の電圧は０（Ｖ）にまでは下がりきらない。

なお、期間Ｔ１においてスイッチング素子Ｑ２４はＯＮにされており、維持電極２３は０（Ｖ）にクランプされている。

（期間Ｔ２）
そして、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ１４をＯＮにする。すると、走査電極２２はスイッチング素子Ｑ１４を通して直接に接地されるため、走査電極２２は０（Ｖ）にクランプされる。

さらに、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ２１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２０を通して維持電極２３へ電荷が移動し始め、維持電極２３の電圧が上がり始める。インダクタＬ２０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、時刻ｔ２から共振周期の１／２の時間が経過した後の時刻ｔ３において維持電極２３の電圧はＶｓ付近まで上昇するが、共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、維持電極２３の電圧はＶｓにまでは上がりきらない。

（期間Ｔ３）
そして、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ２３をＯＮにする。すると、維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、維持電極２３は電圧Ｖｓにクランプされる。維持電極２３が電圧Ｖｓにクランプされると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極２２と維持電極２３との間の電圧差が放電開始電圧を超え、維持放電が発生する。

（期間Ｔ４）
そして、時刻ｔ４でスイッチング素子Ｑ２２をＯＮにする。すると、維持電極２３からインダクタＬ２０、ダイオードＤ２２、スイッチング素子Ｑ２２を通してコンデンサＣ２０に電荷が移動し始め、維持電極２３の電圧が下がり始める。インダクタＬ２０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、時刻ｔ４から共振周期の約１／２の時間が経過した後の時刻ｔ５において維持電極２３の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。しかし共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、維持電極２３の電圧は０（Ｖ）にまでは下がりきらない。

（期間Ｔ５）
そして、時刻ｔ５でスイッチング素子Ｑ２４をＯＮにする。すると、維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２４を通して直接に接地されるため、維持電極２３は０（Ｖ）にクランプされる。

さらに、時刻ｔ５でスイッチング素子Ｑ１１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１０からスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１０を通して走査電極２２へ電荷が移動し始め、走査電極２２の電圧が上がり始める。インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、時刻ｔ５から共振周期の１／２の時間が経過した後の時刻ｔ６において走査電極２２の電圧はＶｓ付近まで上昇するが、共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、走査電極２２の電圧はＶｓにまでは上がりきらない。

（期間Ｔ６）
そして、時刻ｔ６でスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにする。すると、走査電極２２はスイッチング素子Ｑ１３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、走査電極２２は電圧Ｖｓにクランプされる。走査電極２２が電圧Ｖｓにクランプされると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極２２と維持電極２３との間の電圧差が放電開始電圧を超え、維持放電が発生する。

なお、上述したように本実施の形態においては、インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとの共振周期は約１１００ｎｓｅｃに設定されており、走査電極２２に印加する維持パルスの立ち下がり、すなわち時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｔ１の時間、および走査電極２２に印加する維持パルスの立ち上がり、すなわち時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間Ｔ５の時間はそれぞれ約５５０ｎｓｅｃに設定されている。また、インダクタＬ２０と電極間容量Ｃｐとの共振周期も約１１００ｎｓｅｃに設定されており、維持電極２３に印加する維持パルスの立ち上がり、すなわち時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間Ｔ２の時間、および維持電極２３に印加する維持パルスの立ち下がり、すなわち時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間Ｔ４の時間もそれぞれ約５５０ｎｓｅｃに設定されている。また、維持電極２３を電圧Ｖｓにクランプしている期間Ｔ３、および走査電極２２を電圧Ｖｓにクランプしている期間Ｔ６の時間はそれぞれ約１４５０ｎｓｅｃに設定されている。

また、スイッチング素子Ｑ１２は時刻ｔ２以降、時刻ｔ５までにＯＦＦにすればよく、スイッチング素子Ｑ２１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにＯＦＦにすればよい。また、スイッチング素子Ｑ２２は時刻ｔ５以降、次の維持周期の時刻ｔ２までにＯＦＦにすればよく、スイッチング素子Ｑ１１は時刻ｔ６以降、次の維持周期の時刻ｔ１までにＯＦＦにすればよい。

また、維持パルス発生回路１００、２００の出力インピーダンスを下げるために、走査電極２２を電圧Ｖｓにクランプしていたスイッチング素子Ｑ１３は時刻ｔ１の直前に、走査電極２２を０（Ｖ）にクランプしていたスイッチング素子Ｑ１４は時刻ｔ５の直前にＯＦＦにすることが望ましく、維持電極２３を０（Ｖ）にクランプしていたスイッチング素子Ｑ２４は時刻ｔ２の直前に、維持電極２３を電圧Ｖｓにクランプしていたスイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ４直前にＯＦＦにすることが望ましい。

以上の期間Ｔ１〜期間Ｔ６の動作を必要な維持パルス数に応じて繰り返すことにより、維持パルス発生回路１００、２００はサブフィールド毎の輝度重みに応じた数の維持パルスを走査電極２２、維持電極２３に印加する。

次に、消去放電を発生させる電位差を表示電極対の電極間に与える際の動作について、期間Ｔ７〜期間Ｔ１０に分割して説明する。

（期間Ｔ７）
この期間は維持電極２３に印加された維持パルスの立ち下がりであり、期間Ｔ４と同じである。すなわち、時刻ｔ７でスイッチング素子Ｑ２２をＯＮにすることにより、維持電極２３側の電荷はインダクタＬ２０、ダイオードＤ２２、スイッチング素子Ｑ２２を通してコンデンサＣ２０に流れ始め、維持電極２３の電圧が下がり始める。

（期間Ｔ８）
そして、時刻ｔ８でスイッチング素子Ｑ２４をＯＮにして維持電極２３を接地し、維持電極２３の電圧を強制的に０（Ｖ）に低下させる。

さらに、時刻ｔ８でスイッチング素子Ｑ１１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１０からスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１０を通して走査電極２２へ電荷が移動し始め、走査電極２２の電圧が上がり始める。そして、図８に示す動作は点灯率が４０％未満のときの動作であるので、この期間Ｔ８、すなわち立ち上がり期間Ｔｈｕは共振周期の１／２（約５５０ｎｓｅｃ）よりも短い２５０ｎｓｅｃに設定されている。そのため、期間Ｔ８において走査電極２２と維持電極２３との間の電圧差は放電開始電圧に到達せず、放電は発生しない。

（期間Ｔ９）
そして、時刻ｔ８から２５０ｎｓｅｃが経過した時刻ｔ９ａでスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにする。すると走査電極２２はスイッチング素子Ｑ１３を通して直接に電源ＶＳへ接続され、電圧Ｖｓにクランプされる。これにより走査電極２２の電圧が急峻に電圧Ｖｓに上昇すると、維持放電を起こした放電セルでは走査電極２２と維持電極２３との間の電圧差が放電開始電圧を超え、放電が発生する。

このように、本実施の形態においては、点灯率が４０％未満の場合には、まず電力回収部の共振周期の１／２より短い期間に電力回収部を用いて表示電極対の一方、本実施の形態においては走査電極２２に電圧を印加する。そして、放電が発生する前にクランプ部を用いてその表示電極対、本実施の形態においては走査電極２２にさらに電圧Ｖｓを印加することにより最後の維持放電である消去放電を発生させる。すなわち、期間Ｔ８を共振周期の１／２より短い２５０ｎｓｅｃとし、走査電極２２の電圧がＶｓ付近まで上昇する以前の時刻ｔ９ａでスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにする。これにより、電力回収部１１０によって駆動が行われる期間Ｔ８では放電が発生せず、クランプ部１２０によって駆動が行われる期間Ｔ９において放電が発生する。

そして、維持電極２３を０（Ｖ）にクランプしていたスイッチング素子Ｑ２４を時刻ｔ１０ａ直前にＯＦＦにする。このとき、図８においては、この期間Ｔ９、すなわち消去位相差Ｔｈ１は１５０ｎｓｅｃに設定されている。

（期間Ｔ１０）
そして、期間Ｔ９で発生した放電が収束する前に、すなわち最後の維持放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している時刻、図８に示したタイミングチャートでは時刻ｔ９ａから１５０ｎｓｅｃが経過した時刻ｔ１０ａで、スイッチング素子Ｑ２８およびスイッチング素子Ｑ２９をＯＮにする。すると維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２８、Ｑ２９を通して直接に消去用電源ＶＥへ接続されるため、維持電極２３の電圧は急峻にＶｅ１まで上昇する。時刻ｔ１０ａは期間Ｔ９で発生した維持放電が収束する前、すなわち最後の維持放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している時刻である。そして荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に放電空間内の電界が変化するので、この変化した電界を緩和するように荷電粒子が再配置されて壁電荷を形成する。このとき、走査電極２２に印加されている電圧Ｖｓと維持電極２３に印加されている電圧Ｖｅ１との差が小さいため、走査電極２２上および維持電極２３上の壁電圧が弱められる。

このように、最後の維持放電を発生させる電位差は、最後の維持放電が収束する前に表示電極対の電極間に与える電位差を緩和するように変化させた細幅パルス形状の電位差であり、そのパルス幅は消去位相差Ｔｈ１、すなわち時刻ｔ９ａから時刻ｔ１０ａまでの期間Ｔ９の時間間隔である。そして発生する維持放電は消去放電である。また、データ電極３２はこのとき０（Ｖ）に保持されており、データ電極３２に印加されている電圧と走査電極２２に印加されている電圧との電位差を緩和するように放電による荷電粒子が壁電荷を形成するので、データ電極３２上には正の壁電圧が蓄積される。

ここで、消去位相差Ｔｈ１は、消去放電を発生させるための電圧Ｖｓを走査電極に印加した後、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を維持電極に印加するまでの時間間隔であるが、その制御は本実施の形態においてはスイッチング素子を用いて行われる。このように、放電セルに印加される細幅パルス形状の電位差はスイッチング素子を介して印加されるので、厳密には消去位相差Ｔｈ１が時刻ｔ９ａから時刻ｔ１０ａまでの時間間隔に等しくならない可能性もあるが、スイッチング素子の遅れ時間等に大きな差がない限り消去位相差Ｔｈ１にほぼ等しいと考えてよい。

次に、点灯率算出回路５８において算出される点灯率が４０％以上のときの維持パルス発生回路１００、２００の動作を図９を用いて説明する。なお、図９において期間Ｔ１〜期間Ｔ７は図８における期間Ｔ１〜期間Ｔ７と同様であるため、ここでは期間Ｔ８〜期間Ｔ１０についてのみ説明を行う。

（期間Ｔ８）
時刻ｔ８でスイッチング素子Ｑ２４をＯＮにして維持電極２３を接地し、維持電極２３の電圧を強制的に０（Ｖ）に低下させる。

さらに、時刻ｔ８でスイッチング素子Ｑ１１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１０からスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１０を通して走査電極２２へ電荷が移動し始め、走査電極２２の電圧が上がり始める。

このとき、インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、時刻ｔ８から共振周期の１／２の時間（ここでは、約５５０ｎｓｅｃ）が経過すれば走査電極２２の電圧はＶｓ付近まで上昇する。このときの電圧が十分高ければ、維持放電を起こした放電セルでは走査電極２２−維持電極２３間の電圧が放電開始電圧を超える。

そして、図９に示す動作は点灯率が４０％以上のときの動作であるので、この期間Ｔ８、すなわち立ち上がり期間Ｔｈｕは共振周期の１／２（約５５０ｎｓｅｃ）よりも長い７００ｎｓｅｃに設定されている。したがって、期間Ｔ８内において走査電極２２の電圧は一旦Ｖｓ付近まで上昇し、維持放電を起こした放電セルでは１回目の放電が発生する。なお、このときの１回目の放電は、共振周期にもとづき緩やかに電圧が上昇する間に発生するので、比較的弱い放電となる。そして、この放電により比較的インピーダンスが高い電力回収部１１０から放電電流が流れ出すことにより走査電極２２に印加される電圧は急速に低下し始める。

（期間Ｔ９）
そして、時刻ｔ８から７００ｎｓｅｃが経過した時刻ｔ９ｂでスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにする。すると走査電極２２はスイッチング素子Ｑ１３を通して直接に電源ＶＳへ接続され、電圧Ｖｓにクランプされる。

このクランプにより走査電極２２の電圧が急峻に電圧Ｖｓに上昇すると、１回目の放電が収束する前の十分な荷電粒子が存在する放電空間に再び放電開始電圧を超える電圧が印加され、１回目の放電を起こした放電セルで２回目の放電が発生する。このときの２回目の放電は、短い時間に急峻に電圧が上昇して発生するので、非常に強い放電となる。

このように、本実施の形態においては、点灯率が４０％以上の場合には、まず電力回収部の共振周期の１／２より長い期間に電力回収部を用いて表示電極対の一方、本実施の形態においては走査電極２２に電圧を印加する。そして、１回目の放電を発生させた後、クランプ部を用いてその表示電極対、本実施の形態においては走査電極２２にさらに電圧Ｖｓを印加することにより２回目の放電を発生させて、２山の放電を発生させる。すなわち、期間Ｔ８を共振周期の１／２より長い７００ｎｓｅｃとし、走査電極２２の電圧がＶｓ付近まで上昇した後の時刻ｔ９ｂでスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにする。これにより、電力回収部１１０によって駆動が行われる期間Ｔ８に走査電極２２と維持電極２３との間の電圧差が放電開始電圧を超え比較的弱い１回目の放電が発生する。そして、クランプ部１２０によって駆動が行われる期間Ｔ９に再び走査電極２２と維持電極２３との間の電圧差が放電開始電圧を超え２回目の強い放電が発生する。

そして、維持電極２３を０（Ｖ）にクランプしていたスイッチング素子Ｑ２４を時刻ｔ１０ｂ直前にＯＦＦにする。このとき、図９においては、この期間Ｔ９、すなわち消去位相差Ｔｈ１は３００ｎｓｅｃに設定されている。

（期間Ｔ１０）
そして、期間Ｔ９で発生した２回目の放電が収束する前に、すなわち２回目の放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している時刻、図９に示したタイミングチャートでは時刻ｔ９ｂから３００ｎｓｅｃが経過した時刻ｔ１０ｂで、スイッチング素子Ｑ２８およびスイッチング素子Ｑ２９をＯＮにする。すると維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２８、Ｑ２９を通して直接に消去用電源ＶＥへ接続されるため、維持電極２３の電圧は急峻にＶｅ１まで上昇する。時刻ｔ１０ｂは期間Ｔ９で発生した２回目の維持放電が収束する前、すなわち２回目の維持放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している時刻である。そして荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に放電空間内の電界が変化するので、この変化した電界を緩和するように荷電粒子が再配置されて壁電荷を形成する。このとき、走査電極２２に印加されている電圧Ｖｓと維持電極２３に印加されている電圧Ｖｅ１との差が小さいため、走査電極２２上および維持電極２３上の壁電圧が弱められる。

このように、図９に示したタイミングチャートにおいては、最後の維持放電は２山の放電となる。そして、最後の維持放電を発生させる電位差は、最後の維持放電が収束する前に表示電極対の電極間に与える電位差を緩和するように変化させた細幅パルス形状の電位差であり、発生する維持放電は消去放電である。また、データ電極３２はこのとき０（Ｖ）に保持されており、データ電極３２に印加されている電圧と走査電極２２に印加されている電圧との電位差を緩和するように放電による荷電粒子が壁電荷を形成するので、データ電極３２上には正の壁電圧が蓄積される。

以上が、本実施の形態における維持パルス発生回路１００、２００の動作であり、上述したように、本実施の形態では、維持期間の最後の維持パルスの立ち上がり期間Ｔｈｕである期間Ｔ８の時間を、点灯率算出回路５８において算出される各サブフィールド毎の点灯率によって制御している。そして、点灯率が４０％未満の場合には立ち上がり期間ＴｈｕをインダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとの共振周期１１００ｎｓｅｃの１／２である５５０ｎｓｅｃより短い２５０ｎｓｅｃとし、点灯率が４０％以上の場合には立ち上がり期間Ｔｈｕを同共振周期の１／２より長い７００ｎｓｅｃとしている。

次に、このようなパネルの駆動方法にすることで、走査パルス電圧や書込みパルス電圧を高くすることなく、安定した書込み放電を発生させることができる理由について説明する。

図１０は、安定な書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧と立ち上がり期間Ｔｈｕとの関係を模式的に示す図であり、横軸は立ち上がり期間Ｔｈｕを、縦軸は安定な書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧を示している。なお、この実験では共振周期を１１００ｎｓｅｃに設定して行った。

この図面に示すように、立ち上がり期間Ｔｈｕの時間を、共振周期１１００ｎｓｅｃの１／２の５５０ｎｓｅｃよりも短くしていくと安定な書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧は低下していき、３５０ｎｓｅｃ以下でその効果が大きいことが実験により明らかになった。また、立ち上がり期間Ｔｈｕの時間を、共振周期の１／２の５５０ｎｓｅｃよりも長くしていくと安定な書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧は低下していき、７００ｎｓｅｃ以上でその効果が大きいことが実験により明らかになった。

このような実験結果が得られる理由については完全に解明されたわけではないが、次のような理由によるものと考えられる。

書込み動作を行うためには、該当する放電セルの走査電極２２に負の走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、データ電極３２に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。このときデータ電極３２と走査電極２２との交差部の電圧、すなわち外部印加電圧（Ｖｄ−Ｖａ）にデータ電極３２上の壁電圧と走査電極２２上の壁電圧とが加算された電圧が放電開始電圧を超えることにより書込み放電が発生する。したがって走査電極２２上から見てデータ電極３２上に蓄積されている壁電圧が十分に高ければ、書込みパルス電圧を低く設定することができる。

上述したように、全セル初期化動作を行うサブフィールドであれば初期化期間の前半部における初期化放電によってデータ電極３２上に正の壁電圧が形成されるが、選択初期化動作を行うサブフィールドの初期化期間では過剰な正の壁電圧を放電するだけであり、正の壁電圧そのものを形成するわけではない。この場合、データ電極３２上の正の壁電圧は、その前のサブフィールドにおける維持放電および消去放電に伴って形成され、特に維持期間の最後の放電となる消去放電によってデータ電極３２上の壁電圧の値が決まる。

そして、消去放電を安定して発生させるためには、期間Ｔ８〜期間Ｔ１０で詳細に説明したように、放電により発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に速やかに表示電極対の電極間の電位差を変化させなければならない。そのためには、表示電極対のそれぞれに印加する電圧を変化させるタイミングはもちろん重要であるが、強い放電を発生させ、放電により発生する荷電粒子の量を増やすことが有効である。

例えば、共振周期の１／２の時間が経過する前、すなわち走査電極２２の電圧がＶｓ付近まで上昇する以前の時刻ｔ９ａでスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにすると、図８の期間Ｔ８、Ｔ９で説明したように、短い時間に急峻に電圧が上昇するので非常に強い放電を発生させることができ、十分な量の荷電粒子を発生させることができる。あるいは、共振周期の１／２の時間が経過した後、すなわち走査電極２２の電圧が一旦Ｖｓ付近まで上昇して１回目の維持放電が発生した後の時刻ｔ９ｂでスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにすると、図９の期間Ｔ８、Ｔ９で説明したように、１回目の放電の発生により走査電極２２の電圧が急激に低下した後で再び走査電極２２の電圧が急峻に電圧Ｖｓに上昇するので、１回目の放電を起こした放電セルで非常に強い２回目の放電を発生させることができ、十分な量の荷電粒子を発生させることができる。そして、十分な量の荷電粒子を発生させることができれば、十分な壁電圧を蓄積することができるので、必要な書込みパルス電圧を低く抑えることができる。

このような理由により、図１０に示したような実験結果が得られたものと考えられる。

次に、点灯率と立ち上がり期間Ｔｈｕおよび消去位相差Ｔｈ１との関係について説明する。

図１１は、立ち上がり期間Ｔｈｕおよび消去位相差Ｔｈ１と安定な書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧と点灯率との関係を模式的に示す図であり、横軸は点灯率を、縦軸は安定な書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧を示している。なお、この実験でも図１０における実験と同様に共振周期を１１００ｎｓｅｃに設定して行った。

なお、図１１に示した実験では、立ち上がり期間Ｔｈｕを２５０ｎｓｅｃ、消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃとしたパターン１と、立ち上がり期間Ｔｈｕを７００ｎｓｅｃ、消去位相差Ｔｈ１を３００ｎｓｅｃとしたパターン２の、２つの組み合わせで実験を行った。これは次のような理由による。消費電力の削減効果は、電力回収部１１０による駆動時間が共振周期の１／２に近くなるほど大きくなる。そこで、本発明者は、印加電圧の低減効果および消費電力の削減効果の両方について効果が得られる値として、立ち上がり期間Ｔｈｕの時間を２５０ｎｓｅｃおよび７００ｎｓｅｃとした。また、消去位相差Ｔｈ１は立ち上がり期間Ｔｈｕに応じて最適な値が変化するため、パターン１では立ち上がり期間Ｔｈｕの２５０ｎｓｅｃに合わせて消去位相差Ｔｈ１の時間を１５０ｎｓｅｃとし、パターン２では立ち上がり期間Ｔｈｕの７００ｎｓｅｃに合わせて消去位相差Ｔｈ１の時間を３００ｎｓｅｃとした。

この実験からは、図１１に示すように、安定な放電を発生させるために必要な走査パルス電圧と点灯率４０％以上の点灯率との関係において、パターン１では安定な放電を発生させるために必要な走査パルス電圧がパターン２よりも上昇することが明らかとなった。すなわち、点灯率４０％以上においてはパターン２による駆動が望ましいことがわかった。

図１２は、立ち上がり期間Ｔｈｕおよび消去位相差Ｔｈ１と安定な書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧と点灯率との関係を模式的に示す図であり、横軸は点灯率を、縦軸は安定な書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧を示している。なお、図１２において、立ち上がり期間Ｔｈｕ、消去位相差Ｔｈ１の組み合わせは、図１１に示した組み合わせと同様である。

この実験からは、図１２に示すように、安定な放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧と点灯率との関係において、点灯率４０％以下ではパターン２で、安定した放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧が上昇することが明らかとなった。すなわち、書込みパルス電圧を低減するためには、点灯率４０％以下ではパターン１による駆動が望ましいことがわかった。

したがって、これらの実験結果にもとづき、点灯率が低いとき（本実施の形態では、点灯率４０％未満）にはパターン１による駆動、すなわち立ち上がり期間Ｔｈｕを２５０ｎｓｅｃ、消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃとし、点灯率が高いとき（本実施の形態では、点灯率４０％以上）にはパターン２による駆動、すなわち立ち上がり期間Ｔｈｕを７００ｎｓｅｃ、消去位相差Ｔｈ１を３００ｎｓｅｃとすれば、走査パルス電圧および書込みパルス電圧を高くすることなく安定な書込み放電を発生させることが可能となることがわかった。

以上説明したように、本実施の形態においては、維持期間の最後において、点灯率算出回路５８が算出した点灯率があらかじめ定めたしきい値（本実施の形態では、４０％）よりも小さい場合には、電力回収部１１０を用いて表示電極対の一方（本実施の形態では、走査電極２２）に電圧を印加する期間を共振周期の１／２の時間よりも短い期間（本実施の形態では、２５０ｎｓｅｃ）とし、走査電極２２の電圧がＶｓ付近まで上昇する以前の時刻ｔ９ａでスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにすることで放電が発生する前にクランプ部１２０に切換え、クランプ部１２０の駆動時にのみ放電を発生させる。さらに、クランプ部１２０に切換えた後、消去位相差Ｔｈ１（本実施の形態では、１５０ｎｓｅｃ）の期間をおいて表示電極対の他方（本実施の形態では、維持電極２３）に表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を印加する。

また、点灯率があらかじめ定めたしきい値（４０％）以上の場合には、電力回収部１１０を用いて表示電極対の一方（走査電極２２）に電圧を印加する期間を共振周期の１／２の時間よりも長い期間（７００ｎｓｅｃ）とし、走査電極２２の電圧がＶｓ付近まで上昇して１回目の放電が発生した後の時刻ｔ９ｂでスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにしてクランプ部１２０に切換える。そして、クランプ部１２０の駆動時に２回目の放電を発生させることで２山放電とする。さらに、クランプ部１２０に切換えた後、消去位相差Ｔｈ１（３００ｎｓｅｃ）の期間をおいて表示電極対の他方（維持電極２３）に表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を印加する。

このような構成とすることで、大画面・高精細・高輝度パネルであっても、走査パルス電圧および書込みパルス電圧を高くすることなく安定な書込み放電を発生させることが可能となる。

なお、消去放電を安定して発生させるためには、各電極に印加する電圧を変化させた後、荷電粒子が再配置されて壁電荷を形成し終えるまでの間、各電極に印加される電圧を一定に保たなければならない。しかし、駆動回路側から見るとパネル１０の各電極は容量性の負荷であるため、電極自身および駆動回路の配線等のインダクタンスとパネル１０の容量とが共振し、一般的にはパネル１０の駆動電圧波形にリンギングが重畳されてしまう。このリンギングは電圧の変化が急峻であるほど大きく、また電圧変化の絶対値が大きいほど大きくなる。しかしながら、本実施の形態においては、電力回収部１１０を用いた駆動期間である立ち上がり期間Ｔｈｕを、点灯率が４０％未満のときには共振周期（１１００ｎｓｅｃ）の１／２（５５０ｎｓｅｃ）よりも短い２５０ｎｓｅｃとすることで時刻ｔ９ａにおける走査電極２２への印加電圧を１／２Ｖｓ程度とし、点灯率が４０％以上のときには共振周期の１／２よりも長い７００ｎｓｅｃとすることで時刻ｔ９ｂにおける走査電極２２への印加電圧を１／２Ｖｓ程度としている。このような駆動にすることにより、その後のクランプ部１２０を用いての電圧印加時における電圧の変化を緩やかにし、かつ急峻に変化する電圧の絶対値を小さくできるので、駆動電圧波形に重畳されるリンギングを小さく抑え、電極に印加される電圧を極力一定に保つことができ、安定した消去放電を発生させることが可能となる。

なお、上述したように消去位相差Ｔｈ１を短くすると安定な放電を発生させるために必要な走査パルス電圧は高くなるが、サブフィールドの輝度重みが大きくなるほどその程度は顕著になることが確認されている。これは、輝度重みの大きいサブフィールドほど維持放電によるプライミングが多くなるので、書込み期間において選択された行の放電セルで書込み放電を発生させている間に、選択されていない行の放電セルの壁電荷が奪われやすくなり、書込み放電のための壁電圧が減少する割合が多くなるためと考えられる。これらのことから、本実施の形態において、立ち上がり期間Ｔｈｕまたは消去位相差Ｔｈ１の制御を輝度重みに応じサブフィールド毎に変える構成としてもよい。

また、本実施の形態では点灯率が４０％未満の場合と４０％以上の場合とに分けて立ち上がり期間Ｔｈｕおよび消去位相差Ｔｈ１を制御する構成を説明したが、例えばサブフィールド毎に適当な点灯率で切換える構成としてもよい。あるいは、点灯率に応じて立ち上がり期間Ｔｈｕまたは消去位相差Ｔｈ１を可能な範囲で連続的に変化するような制御としてもよい。このような制御にすれば、立ち上がり期間Ｔｈｕまたは消去位相差Ｔｈ１の変化が表示画像に与える影響も連続的に変化するので、画像表示品質を向上させることが可能となる。

また、本実施の形態では、点灯率が４０％以上のときの立ち上がり期間Ｔｈｕを共振周期の１／２よりも長い時間とすることで最後の維持放電を２山放電とする構成を説明したが、何らこの構成に限定されるものではなく、最後の維持放電を２山放電とすることができれば立ち上がり期間Ｔｈｕを共振周期の１／２よりも短い時間とする構成であってもかまわない。

また、本実施の形態においては、１フィールドを１０のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１０ＳＦ）に分割し、各サブフィールドはそれぞれ（１、２、３、６、１１、１８、３０、４４、６０、８１）の輝度重みを持つものとして説明したが、本発明はサブフィールド数や各サブフィールドの輝度重みが上記の値に限定されるものではない。

また、本実施の形態においては、第１ＳＦの初期化期間には全セル初期化動作を行い、第２ＳＦの初期化期間には選択初期化動作を行うものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、それぞれのサブフィールドにおいて全セル初期化動作、選択初期化動作を任意に行ってもよい。

また、本実施の形態では、電力供給用と電力回収用とで同一のインダクタを用いる構成を説明したが、何らこの構成に限定されるものではなく、電力供給用と電力回収用とで異なるインダクタを用いる構成、例えば、電力供給用の経路と電力回収用の経路とを分ける構成としてもかまわない。

また、本実施の形態では、放電ガスのキセノン分圧を１０％としたが、他のキセノン分圧であってもよく、その場合にはそのパネルに応じた駆動電圧に設定すればよい。

また、本実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。

本発明のプラズマディスプレイ装置は、大画面・高精細・高輝度パネルであっても、書込み放電を発生させるために必要な電圧を高くすることなく、安定した書込み放電を発生させることが可能であり、画像表示品質のよいプラズマディスプレイ装置として有用である。

本発明の実施の形態におけるパネルの構造を示す分解斜視図 同パネルの電極配列図 同パネルを用いたプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 同パネルの各電極に印加する駆動電圧波形図 本発明の実施の形態における点灯率と立ち上がり期間および消去位相差との関係を示す図 本発明の実施の形態におけるサブフィールド構成を示す図 本発明の実施の形態における維持パルス発生回路の回路図 同維持パルス発生回路の点灯率４０％未満のときの動作を示すタイミングチャート 同維持パルス発生回路の点灯率４０％以上のときの動作を示すタイミングチャート 安定な書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧と立ち上がり期間との関係を模式的に示す図 立ち上がり期間および消去位相差と安定な書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧と点灯率との関係を模式的に示す図 立ち上がり期間および消去位相差と安定な書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧と点灯率との関係を模式的に示す図

符号の説明

１ プラズマディスプレイ装置
１０ パネル
２１ （ガラス製の）前面板
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２４，３３ 誘電体層
２５ 保護層
２８ 表示電極対
３１ 背面板
３２ データ電極
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
５１ 画像信号処理回路
５２ データ電極駆動回路
５３ 走査電極駆動回路
５４ 維持電極駆動回路
５５ タイミング発生回路
５８ 点灯率算出回路
１００，２００ 維持パルス発生回路
１１０，２１０ 電力回収部
１２０，２２０ （電圧）クランプ部
Ｃ１０，Ｃ２０ （電力回収用の）コンデンサ
Ｃｐ 電極間容量
Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４，Ｑ２８，Ｑ２９ スイッチング素子
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２ （逆流防止用の）ダイオード
Ｌ１０，Ｌ２０ インダクタ

Claims (2)

1. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルと、維持期間において前記表示電極対に維持パルスを印加して前記放電セルを維持放電させる維持パルス発生回路を有する駆動回路とを備え、
   前記維持パルス発生回路は、前記表示電極対の電極間の静電容量と電力回収用インダクタとの共振により前記表示電極対に電圧を印加する電力回収部と、前記表示電極対を電源電圧または接地電位にクランプするクランプ部とを有し、
   前記維持パルス発生回路は、前記維持期間の最後において、前記放電セルの点灯率があらかじめ定めたしきい値以上のときには、前記電力回収部を用いて前記表示電極対の一方に電圧を印加して１回目の放電を発生させた後、前記クランプ部を用いてその表示電極対にさらに電圧を印加して２回目の放電を発生させ、前記点灯率がしきい値未満のときには、前記電力回収部を用いて前記表示電極対の一方に電圧を印加し、放電が発生する前に前記クランプ部に切換えてその表示電極対にさらに電圧を印加して放電を発生させ、
   その後前記駆動回路は、前記電力回収部を用いた駆動から前記クランプ部による駆動に切換えた後、所定の時間間隔をおいて前記表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧を前記表示電極対の他方に印加するように構成するとともに、前記点灯率がしきい値以上のときの前記所定の時間間隔は前記点灯率がしきい値未満のときの前記所定の時間間隔よりも長くなるように構成したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 前記維持パルス発生回路は、前記維持期間の最後において、前記点灯率がしきい値以上のときには前記電力回収部を用いて前記表示電極対の一方に電圧を印加する時間を前記電力回収部の共振周期の１／２より長い時間とし、前記点灯率がしきい値未満のときには前記電力回収部を用いて前記表示電極対の一方に電圧を印加する時間を前記共振周期の１／２より短い時間とするように構成したことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイ装置。

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