JP4893283B2 - プラズマディスプレイパネルの駆動方法 - 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パネルの駆動方法に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」と略記する）は、大画面、薄型、軽量を特徴とする放電による自己発光型の表示デバイスである。このパネルを用いて中間階調を持つ動画像を表示する方法としては、一般的に、それぞれ輝度の重み付けされた複数の２値画像を時間的に重ね合わせて表示する、いわゆるサブフィールド法が用いられている。

サブフィールド法の中でも、画面全体が暗くなれば画面全体に同じ割合で発光回数を増やし、画面全体の暗さは保ちつつコントラストの高いしっかりとした画像を表現できるパネルの駆動方法が開発されている。例えば、平均映像レベル（以下、「ＡＰＬ」と略記する）等の画像の明るさ情報にもとづき、画像が暗くなるにつれて２値画像の輝度の重み付けの倍率を大きくする方法、具体的には、ＡＰＬが下がると、１階調あたりに対してパネルを発光させるための維持パルスの数を増加させて発光回数を増やす方法が特許文献１に詳細に記載されている。

画像の明るさ情報にもとづき維持パルスの数を制御しても画像表示品質を低下させることのないパネルの駆動方法として、階調表示の１階調あたりの維持パルスの数（以下、「輝度倍率」と略記する）を、画像信号のＡＰＬが高いほど少なく、かつ維持パルスの持続時間はＡＰＬが高いほど長くなるように制御する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−２３１８３３号公報 特開２００６−５８５１９号公報

上記のように維持パルスの持続時間を制御することにより、ＡＰＬが低いときには、維持パルスの持続時間が短くなり時間的な余裕ができるので、維持パルス数を増やすのに都合がよかった。しかしながら、近年の大画面化、高精細度・高画質化の要望に応えるために書込み期間が増加する等、駆動時間が増加する傾向がある。そのため維持パルスの持続時間をさらに短くし、維持パルスの繰返し周期（以下、「維持周期」と略記する）をさらに短縮させる必要が生じてきた。

本発明は、これらの課題に鑑みなされたものであり、維持周期を短縮しても画像表示品質を低下させることのないパネルの駆動方法を提供することを目的とする。

本発明は、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の駆動方法であって、放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、放電セルで選択的に書込み放電を発生させる書込み期間と、表示電極対に交互に維持パルスを印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させるとともに、最後の維持放電を発生させるための電圧を表示電極対の一方に印加した後、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維持期間とを有するサブフィールドを１フィールド期間内に複数設け、１フィールド期間内に維持パルスの繰返し周期の異なるサブフィールドを含み、かつ維持パルスの繰返し周期があらかじめ決められた周期しきい値より短いサブフィールドの所定の時間間隔を、維持パルスの繰返し周期が周期しきい値より長いサブフィールドの所定の時間間隔より長く設定したことを特徴とする。この方法により、維持周期を短縮しても画像表示品質を低下させることのないパネルの駆動方法を提供することができる。

また本発明のパネルの駆動方法は、１フィールド期間において、維持パルスの繰返し周期が周期しきい値より短いサブフィールドで維持放電させない放電セルでは続くサブフィールドでも維持放電させないように制御してもよい。この方法により、画像表示品質を低下させることなく消去位相差を長く設定することができる。

また本発明のパネルの駆動方法の周期しきい値は４μｓ以上、６μｓ以下であることが望ましい。

本発明によれば、維持周期を短縮しても画像表示品質を低下させることのないパネルの駆動方法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パネルの駆動方法について、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。ガラス製の前面基板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２４が複数形成されている。そして表示電極対２４を覆うように誘電体層２５が形成され、その誘電体層２５上に保護層２６が形成されている。背面基板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、緑色および青色の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。

これら前面基板２１と背面基板３１とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対２４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２４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。

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。パネル１０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。書込み期間では、発光させるべき放電セルで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が輝度倍率である。そして、最後の維持放電を発生させるための維持パルスを表示電極対の一方に印加した後、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。

なお、サブフィールド構成の詳細については後述することとし、ここではサブフィールドにおける駆動電圧波形とその動作について説明する。

図３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３には、１フィールド期間を構成する複数のサブフィールドのうちの２つのサブフィールドを示している。

初期化期間の前半部では、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上に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上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。

初期化期間の後半部では、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上の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上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初期化動作が終了する。

なお、図３の第２のサブフィールドの初期化期間に示したように、初期化期間の前半部を省略した駆動電圧波形を各電極に印加してもよい。すなわち、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傾斜波形電圧を印加する。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。また直前の維持放電によってデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）上に十分な正の壁電圧が蓄積されている放電セルでは、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。このように前半部を省略した初期化動作は、選択的に行う初期化動作、すなわち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初期化放電を行う初期化動作である。

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、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。なお、維持パルスの繰返し周期、すなわち維持周期を、以下「Ｔｗ」と表記する。

そして、最後の維持放電を発生させるための維持パルスを表示電極対の一方に印加した後、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ことにより、いわゆる細幅パルス状の電圧差を与えて、データ電極Ｄｋ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉ上および維持電極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、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、維持期間の最後に、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Ｖｅ１を維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する。なお、上述した所定の時間間隔を以下、「消去位相差」と称し、「Ｔｈ」と表記する。

続くサブフィールドの動作も、維持期間の維持パルスの数を除いて上述の動作と同様である。

次に、サブフィールド構成について説明する。本実施の形態においては１フィールド期間は１０のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１０ＳＦ）を有し、各サブフィールドはそれぞれ（１、２、３、６、１２、２２、３７、４５、５７、７１）の輝度重みを持つものとする。そして、画像信号のＡＰＬが高いときは輝度倍率を小さく設定し、ＡＰＬが低くなるにつれて輝度倍率を大きく設定するように制御している。このようにＡＰＬにもとづき輝度倍率を制御することにより、ＡＰＬが高く、発光する放電セルが多いときは発光回数を減らしてプラズマディスプレイ装置の消費電力を削減し、ＡＰＬが低く画面全体が暗いときは、画面全体に同じ割合で発光回数を増やして画面全体を明るくし、暗い雰囲気は保ちつつコントラストの高いしっかりとした画像を表示している。

図４は、本発明の実施の形態におけるサブフィールド毎の維持周期Ｔｗと消去位相差Ｔｈとの関係を示す図である。ＡＰＬが３０％以上の場合には輝度倍率が２．７倍未満であり、このときの維持周期Ｔｗを５μｓ、消去位相差Ｔｈを１５０ｎｓに設定している。しかしＡＰＬが３０％未満の場合には輝度倍率が２．７倍〜３．５倍となり、１フィールド内の維持パルス数が増加して５μｓの維持周期Ｔｗが確保できなくなる。そこで本実施の形態においてはＡＰＬが３０％未満の場合には維持パルス数の多い第８ＳＦ〜第１０ＳＦの維持周期Ｔｗを４μｓに短縮している。そしてこのときの消去位相差Ｔｈを２００ｎｓに設定している。

このように本実施の形態においては、維持周期Ｔｗを４μｓに短縮したサブフィールドの消去位相差Ｔｈを、維持周期Ｔｗが５μｓであるサブフィールドの消去位相差Ｔｈよりも長く設定している。

本発明者らは、あるサブフィールドにおいて維持周期Ｔｗを短くした場合、次のサブフィールドにおいて発光すべき放電セルが発光しない、いわゆる不灯が発生する確率が高くなること、しかし維持周期Ｔｗを短くした場合であっても消去位相差Ｔｈを伸ばすことにより、不灯の発生する確率を抑えることができることを実験的に見出した。これは、維持周期Ｔｗだけを単純に短くすると、維持放電により蓄積される壁電圧が低くなる等の理由により消去放電も弱くなり、続くサブフィールドの書込み放電が不安定になる。しかしながら消去位相差Ｔｈを伸長すると消去放電を強めることができ、続くサブフィールドの書込み放電を安定させることができると考えられる。

ただし消去位相差Ｔｈを長くしすぎると、続くサブフィールドの書込み期間において、隣接する放電セルの書込み放電または維持放電の影響を受けて放電させない放電セルの壁電圧が減少し、さらにそのサブフィールドに続くサブフィールドの書込み期間において書込み放電が発生しなくなる可能性がある。そのため、消去位相差Ｔｈを必要以上に長く設定するのではなく、不灯を抑える効果の得られる範囲で、極力短く設定することが望ましい。

本実施の形態においては、消去位相差Ｔｈを長く設定することによる不具合を回避するために、維持周期が周期しきい値である５μｓより短いサブフィールドは、１フィールド期間において、維持放電させない放電セルでは続くサブフィールドでも維持放電させないように制御されたサブフィールドとなるように、放電セルの発光・非発光を制御している。

図５は、本発明の実施の形態における表示階調とその階調を表示するために発光させるサブフィールドの組み合わせ、いわゆるコーディングを示した図である。ここで「１」で示したサブフィールドは発光させるサブフィールド、空欄のサブフィールドは発光させないサブフィールドである。本実施の形態のコーディングの特徴は、第１ＳＦ〜第６ＳＦにおいては表示すべき階調に応じてランダムに放電セルの発光・非発光が決められている。以下、このような階調の表示方法をランダムコーディングと称する。また第７ＳＦ〜第１０ＳＦにおいては、維持放電を発生させなかった放電セルでは続くサブフィールドでも維持放電を発生させないように書込み放電が制御されている。言い換えると、発光しないサブフィールドに続くサブフィールドでは発光しないように、放電セルの発光・非発光が決められている。以下、このような階調の表示方法を連続コーディングと称する。本実施の形態においては１フィールドを構成する１０のサブフィールドを２つのサブフィールド群に分け、輝度重みの大きいサブフィールド群（第７ＳＦ〜第１０ＳＦ）では連続コーディングを用い、輝度重みの小さいサブフィールド群（第１ＳＦ〜第６ＳＦ）ではランダムコーディングを用いて階調を表示している。

この場合、連続コーディングを用いるサブフィールド群の第７ＳＦ〜第１０ＳＦでは、消去位相差Ｔｈを長く設定しても画像表示品質が低下することはない。なぜなら、第７ＳＦ〜第１０ＳＦのいずれかのサブフィールドで発光させなかった放電セルで仮に壁電圧の減少が発生したとしても、その放電セルは、それ以降のサブフィールドで発光させることがないためである。

したがって、維持周期が周期しきい値より短いサブフィールドでは連続コーディングを用いることで、画像表示品質を低下させることなく消去位相差Ｔｈを長く設定することができる。

図６は、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１００の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置１００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、ＡＰＬ検出回路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。ＡＰＬ検出回路５８は画像信号のＡＰＬを検出する。具体的には、例えば画像信号の輝度値を１フィールド期間または１フレーム期間にわたって累積する等の一般に知られた手法を用いることによってＡＰＬを検出する。

タイミング発生回路５５は水平同期信号、垂直同期信号およびＡＰＬ検出回路５８が検出したＡＰＬ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６０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７０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、維持パルス発生回路６０、７０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６０、７０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６０は、電力回収部６１とクランプ部６３とを備えている。電力回収部６１は、電力回収用のコンデンサＣ６１、スイッチング素子Ｑ６１、Ｑ６２、逆流防止用のダイオードＤ６１、Ｄ６２、共振用のインダクタＬ６１、Ｌ６２を有している。また、クランプ部６３は、スイッチング素子Ｑ６３、Ｑ６４を有している。そして電力回収部６１およびクランプ部６３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６１は、電極間容量ＣｐとインダクタＬ６１またはインダクタＬ６２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Ｃ６１に蓄えられている電荷をスイッチング素子Ｑ６１、ダイオードＤ６１およびインダクタＬ６１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Ｌ６２、ダイオードＤ６２およびスイッチング素子Ｑ６２を介して電力回収用のコンデンサＣ６１に戻す。こうして走査電極２２への維持パルスの印加を行う。このように、電力回収部６１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Ｃ６１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６１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。

クランプ部６３は、スイッチング素子Ｑ６３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Ｑ６４を介して走査電極２２を接地し、０（Ｖ）にクランプする。このようにしてクランプ部６３は走査電極２２を駆動する。したがって、クランプ部６３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６０は、スイッチング素子Ｑ６１、Ｑ６２、Ｑ６３、Ｑ６４を制御することによって電力回収部６１とクランプ部６３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７０は、電力回収用のコンデンサＣ７１、スイッチング素子Ｑ７１、Ｑ７２、逆流防止用のダイオードＤ７１、Ｄ７２、共振用のインダクタＬ７１、インダクタＬ７２を有する電力回収部７１と、スイッチング素子Ｑ７３、Ｑ７４を有するクランプ部７３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。維持パルス発生回路７０の動作は維持パルス発生回路６０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２４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Ｑ７８、Ｑ７９も合わせて示しているが、これらの動作については後述する。

次に、維持パルス発生回路６０、７０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６０、７０の動作を示すタイミングチャートである。維持パルスの維持周期Ｔｗ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。

（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ６２をＯＮにする。すると、走査電極２２からインダクタＬ６２、ダイオードＤ６２、スイッチング素子Ｑ６２を通してコンデンサＣ６１に電流が流れ始め、走査電極２２の電圧が下がり始める。そして、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ６４をＯＮにする。すると、走査電極２２はスイッチング素子Ｑ６４を通して直接に接地されるため、走査電極２２の電圧は０（Ｖ）にクランプされる。

なお、スイッチング素子Ｑ７４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。そして時刻ｔ２の直前に維持電極２３を０（Ｖ）にクランプしていたスイッチング素子Ｑ７４をＯＦＦにする。

（期間Ｔ２）
時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ７１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ７１からスイッチング素子Ｑ７１、ダイオードＤ７１、インダクタＬ７１を通して維持電極２３へ電流が流れ始め、維持電極２３の電圧が上がり始める。そして、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ７３をＯＮにする。すると、維持電極２３はスイッチング素子Ｑ７３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。

（期間Ｔ３）
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。そして維持電極２３を電圧Ｖｓにクランプしていたスイッチング素子Ｑ７３は時刻ｔ４直前にＯＦＦにする。

なお、スイッチング素子Ｑ６２は時刻ｔ２以降、時刻ｔ５までにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ７１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにＯＦＦすればよい。

（期間Ｔ４）
時刻ｔ４でスイッチング素子Ｑ７２をＯＮにする。すると、維持電極２３からインダクタＬ７２、ダイオードＤ７２、スイッチング素子Ｑ７２を通してコンデンサＣ７１に電流が流れ始め、維持電極２３の電圧が下がり始める。

そして、時刻ｔ５でスイッチング素子Ｑ７４をＯＮにする。すると、維持電極２３はスイッチング素子Ｑ７４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。なお、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Ｑ６４を時刻ｔ５の直前にＯＦＦにする。

（期間Ｔ５）
時刻ｔ５でスイッチング素子Ｑ６１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ６１からスイッチング素子Ｑ６１、ダイオードＤ６１、インダクタＬ６１を通して走査電極２２へ電流が流れ始め、走査電極２２の電圧が上がり始める。そして、時刻ｔ６でスイッチング素子Ｑ６３をＯＮにする。すると、走査電極２２は電圧Ｖｓにクランプされる。

（期間Ｔ６）
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、スイッチング素子Ｑ７２は時刻ｔ５以降、次の維持周期の時刻ｔ２までにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ６１は時刻ｔ６以降、次の維持周期の時刻ｔ１までにＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生回路６０、７０の出力インピーダンスを下げるために、スイッチング素子Ｑ７４は次の維持周期の時刻ｔ２直前に、スイッチング素子Ｑ６３は次の維持周期の時刻ｔ１直前にＯＦＦにすることが望ましい。

以上の期間Ｔ１〜Ｔ６の動作を繰り返すことにより、本実施の形態における維持パルス発生回路６０、７０は必要な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２４の電極間に与える際の動作について詳細に説明する。

（期間Ｔ１１）
時刻ｔ１１でスイッチング素子Ｑ６１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ６１からスイッチング素子Ｑ６１、ダイオードＤ６１、インダクタＬ６１を通して走査電極２２へ電流が流れ始め、走査電極２２の電圧が上がり始める。そして走査電極２２の電圧がＶｓ付近まで上昇する以前の時刻ｔ１２でスイッチング素子Ｑ６３をＯＮにする。すると走査電極２２はスイッチング素子Ｑ６３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。

（期間Ｔ１２）
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維持放電が発生する。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Ｑ７４を時刻ｔ１３直前にＯＦＦにする。

そして時刻ｔ１３でスイッチング素子Ｑ７８およびスイッチング素子Ｑ７９をＯＮにする。すると維持電極２３はスイッチング素子Ｑ７８、Ｑ７９を通して直接に消去用の電源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ｔ１３は期間Ｔ１２で発生した維持放電が収束する前、すなわち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。ここで、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間の時間が消去位相差Ｔｈである。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２４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Ｔｈ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。

なお、本実施の形態においては、維持周期Ｔｗに対する周期しきい値を５μｓと設定したが、この値は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、４μｓ〜６μｓの間で適宜最適な値に設定することが望ましい。

また、消去位相差Ｔｈについても、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、１００ｎｓ〜４００ｎｓの間で適宜最適な値に設定することが望ましい。

また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く、他のサブフィールド構成においても同様に適用することができる。

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。

本発明のパネルの駆動方法は、維持周期を短縮しても画像表示品質を低下させることがなく、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等に有用である。

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サブフィールド毎の維持周期と消去位相差との関係を示す図 同コーディングを示した図 同プラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 同維持パルス発生回路の回路図 同維持パルス発生回路の動作を示すタイミングチャート

符号の説明

１０ パネル
２１ 前面基板
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２４ 表示電極対
３１ 背面基板
３２ データ電極
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 ＡＰＬ検出回路
６０，７０ 維持パルス発生回路
１００ プラズマディスプレイ装置

Claims (3)

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の駆動方法であって、
   前記放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、前記放電セルで選択的に書込み放電を発生させる書込み期間と、前記表示電極対に交互に維持パルスを印加して書込み放電を発生させた放電セルで維持放電を発生させるとともに、最後の維持放電を発生させるための電圧を前記表示電極対の一方に印加した後、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維持期間とを有するサブフィールドを１フィールド期間内に複数設け、
   １フィールド期間内に前記維持パルスの繰返し周期の異なるサブフィールドを含み、かつ維持パルスの繰返し周期があらかじめ決められた周期しきい値より短いサブフィールドの前記所定の時間間隔を、維持パルスの繰返し周期が前記周期しきい値より長いサブフィールドの前記所定の時間間隔より長く設定したことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
2. １フィールド期間において、維持パルスの繰返し周期が前記周期しきい値より短いサブフィールドで維持放電させない放電セルでは続くサブフィールドでも維持放電させないように制御することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
3. 前記周期しきい値は４μｓ以上、６μｓ以下であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。

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