JPWO2007004299A1 - プラズマディスプレイの駆動方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、プラズマディスプレイ画面の点灯しない表示ラインへの駆動波形の供給を停止すると共に、駆動波形の供給の停止による輝度段差や動作マージンの不安定性を防ぐプラズマディスプレイの駆動方法及び装置に関する。本発明のプラズマディスプレイでは、サステイン波形を生成して、プラズマディスプレイの各表示ラインに供給し、サブフィールド単位でひとつのセルも点灯しない表示ラインに対しては、サステイン波形の供給を停止すると共に、L値を増加したインダクタを使用してサステイン波形のクランプ期間を早めてサステイン周期を短縮する。

Description

本発明は、プラズマディスプレイの駆動方法及び装置に関する。さらに具体的には、本発明の好適実施形態は、プラズマディスプレイ画面で点灯しない表示ラインが存在する場合にその点灯しない表示ラインへの駆動波形の供給を停止すると共に、駆動波形の供給の停止による発光の段差や動作マージンの不安定性が生じないプラズマディスプレイの駆動方法及び装置を提供する。

従来から、プラズマディスプレイ装置の技術分野では、複数のＸ電極と複数のＹ電極を水平方向に交互に隣接して配置し、また、アドレス電極が垂直方向に配置されて、マトリックスを形成し、各電極の交点の放電セルにＸ駆動回路、Ｙ駆動回路、アドレス駆動回路からの駆動波形を印加して画像を表示する方式の装置が知られている。

図８に、従来のプラズマディスプレイ装置のパネルと駆動回路の概要図を示し、また、図９に、プラズマテディスプレイパネルの構造と駆動信号のサブフィ−ルド構成を示す。
図８を参照すると、プラズマディスプレイ装置は、プラズマディスプレイのパネル３と、Ｘ駆動回路４、Ｙ駆動回路５、アドレス駆動回路６、制御回路７とから構成される。
Ｘ駆動回路４はパネル３の複数のＸ電極１１に、Ｙ駆動回路５はパネル３の複数のＹ電極１２に、アドレス駆動回路６はパネル３の複数のアドレス電極１５に、駆動波形を印加し、制御回路７が全体を制御する。

図９に記載されたプラズマディスプレイのパネル構造では、前面板１の表面には、複数本のＸ電極１１およびＹ電極１２と、誘電体層１３と保護層１４が配置され、背面板２の表面には前記Ｘ電極１１およびＹ電極１２と直交する複数本のアドレス電極１５と誘電体層１６と隔壁１７と蛍光体１８〜２０とが配置されている。またセル内の空間には放電ガスである気体が封入されており、各電極に印加される電圧を制御することによって気体を励起状態にして放電を行う。蛍光体１８〜２０は、その放電によって生じた紫外線を可視光に変換する。
図９の（ａ）に記載された駆動信号のサブフィールド構成図では、１フィールドが１０個のサブフィールド２１〜３０からなる構成が示され、図９の（ｂ）には、１つのサブフィールド内に、リセット期間３１、アドレス期間３２、サステイン期間３３を設けることが記載されている。

従来のプラズマディスプレイパネルのリセット期間、アドレス期間、サステイン期間でのＸ電極、Ｙ電極、アドレス電極に供給する駆動方法を説明する。
たとえば、図９の（ａ）（ｂ）に示されたように、フィールド区間が複数のサブフィールドに分割され、サブフィールドが、リセット期間とアドレス期間とサステイン期間に分割された、各期間におけるＸ電極、Ｙ電極、アドレス電極に駆動波形が供給される。
具体的には、リセット期間において、Ｘ電極とアドレス電極をＧＮＤ電圧に設定し、Ｙ電極にＶｗ電圧を供給してリセットを行い、アドレス期間においては、Ｘ電極にＶｘ電圧、Ｙ電極に−Ｖｙ電圧を供給し、アドレス電極にＶａ電圧を供給して、点灯セルのアドレスを指定し、そして、サステイン期間において、Ｘ電極とＹ電極に交互にサステイン電圧Ｖｓを供給して、セルの点灯を維持する。

また他の従来例では、リセット期間において、Ｘ電極とアドレス電極をＧＮＤ電圧に設定し、Ｙ電極にＶｗ電圧を供給してリセットを行い、アドレス期間においては、Ｘ電極にＶｘ電圧、Ｙ電極に−１／２Ｖｓ電圧を供給し、アドレス電極にＶａ電圧を供給して、点灯セルのアドレスを指定し、そして、サステイン期間において、Ｘ電極とＹ電極に交互にサステイン電圧１／２Ｖｓ，−１／２Ｖｓを供給して、セルの点灯を維持しても良い。
上述のようなプラズマディスプレイパネルにおいては消費電力の削減が課題とされており、以下のような提案がなされている。

特許文献１には、プラズマディスプレイパネルの消費電力を削減するために、書き込み駆動回路、走査駆動回路、維持駆動回路および消去駆動回路を備えたプラズマディスプレイパネルにおいて、１フィールド期間内の表示データの有無を検出するデータ検出部を備え、表示データがないときはこのデータ検出部の出力信号により、維持駆動タイミング発生部を制御して、１フィールド期間内の前記維持駆動回路の動作を停止させる技術が開示されている。

また、特許文献２には、維持放電パルスによるパネルへの無効な充放電のための消費電力を大幅に削減するために、プラズマディスプレイパネルのアドレス電極に表示データを書き込みするためのアドレスドライバ回路と、表示電極を走査するためのスキャンドライバ回路と、表示電極を維持放電させるためのサステイン回路と、表示電極への書き込みの有無を監視する手段とを備え、書き込みのない、すなわち表示放電のない表示電極に対する放電維持パルスを停止することにより、パネルへの無効な充放電をなくし、消費電力を削減するプラズマディスプレイ装置が開示されている。

上記従来例において、サブフィールド変換部からの情報を元に、各書き込みラインごとの書き込み画素数を計算し、ラインごとに書き込みがあるかないかのデータを記憶部であるメモリにサブフィールドごとに蓄積し、書き込み動作終了後、維持動作を行う前にラインごとの書き込みがあるかないかの蓄積したメモリデータをスキャンドライバ回路のシフトレジスタへ転送することにより、書き込みラインの有無を維持動作前に検出して、書き込みのなかったラインに対して維持動作を行わず、この結果、書き込みに関係のない電極を充放電するための電力消費を最小限にすることが可能である。

特開平１１−１９０９８４号公報 特開２００５−２４６０７号公報

従来のプラズマディスプレイの駆動方法においては、画面上点灯しない表示ラインへの駆動波形の供給を停止すると、停止された表示ライン数に応じてプラズマディスプレイパネルの回路から見たパネル容量が変化する。すなわち、パネル自体の容量は変化しないが、駆動波形の供給により充電される容量が減少することによって、見かけのパネル容量は低減する。
次に、サステイン波形の立ち上げにあたっては、パネルに接続されたインダクタによる電力回収回路から電力が供給される。そしてその後電圧をクランプすることにより、所定の電圧のサステイン波形を得ることができる。ところが、回路から見たパネル容量が変化することにより、点灯させる表示ラインへ供給する駆動波形のＬＣ共振時間が変化する。
即ち、回路から見てパネル容量が小さくなることにより、ＬＣ共振時間が短くなりサステイン波形の立ち上がりが急峻となる。
サステイン波形の立ち上がりが急峻となることにより、放電タイミングが早くなる。従って、放電タイミングが早くなることによりクランプが遅れてしまい所望のサステイン波形が得られなくなる。
従って、画面上点灯しない表示ラインへの駆動波形の供給を停止する場合においては、サステイン波形が乱れ、通常の場合に比べて本来同じ輝度を得るべき映像において異なった輝度となってしまい、輝度段差となってしまう。また、場合によってはサステイン波形の乱れにより点灯しないことも起こりえることから、動作マージンが不安定となるという問題があった。

上記特許文献１又は特許文献２には、パネルを点灯しない場合に維持駆動回路の動作を停止（サステイン波形の供給を停止）することは開示されているものの、サステイン波形の供給を停止することに伴う上記の各問題点を解決することはできない。

本発明が解決しようとする問題点は、プラズマディスプレイ画面で点灯しない表示ラインへの駆動波形の供給を停止した場合に、停止された表示ライン数に応じてプラズマディスプレイパネルの回路から見たパネル容量が変化し、点灯する表示ラインへ供給する駆動波形のＬＣ共振時間が変化して、輝度段差が発生し、ＬＣ共振時間の変化によりクランプ時間がサステイン放電に対して遅れるために動作マージンが不安定になるという問題点を解決しようとするものである。

本発明のプラズマディスプレイの駆動方法及び装置では、上記問題点を解決するために、サブフィールド単位でひとつのセルも点灯しない表示ラインに対してサステイン波形の供給を停止すると共に、Ｌ値を増加したインダクタを使用することによってクランプ期間と供給される立ち上がり波形とのタイミングの調整を行っている。
具体的には、本発明のプラズマディスプレイの駆動方法及び装置では、サステイン波形を生成して、プラズマディスプレイの各表示ラインに供給し、サブフィールド単位でひとつのセルも点灯しない表示ラインに対しては、サステイン波形の供給を停止すると共に、Ｌ値を増加したインダクタを使用することによってサステイン波形のクランプ期間とのタイミングを合わせることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、サブフィールド単位でひとつのセルも点灯しない表示ラインに対してサステイン波形の供給を停止することにより、消費電力を削減できると共に、点灯表示ラインと非点灯表示ラインとの発光の段差が発生し、ＬＣ共振時間の変化によりクランプタイミングがサステイン放電に対して遅れるために動作マージンが不安定になるという問題点を解決することができる。

図１は、本発明のプラズマディスプレイの実施例１の駆動波形を示す図である。 図２は、本発明のプラズマディスプレイの実施例１の従来の問題点の解決を示す図である。 図３は、本発明のプラズマディスプレイの実施例２の駆動波形を示す図である。 図４は、本発明のプラズマディスプレイの実施例１の駆動回路の構成を示す図である。 図５は、本発明のプラズマディスプレイの実施例１の駆動波形と図４に記載された駆動回路のＳＷのタイミングを示す図である。 図６は、本発明のプラズマディスプレイの実施例２の駆動回路の構成を示す図である。 図７は、本発明のプラズマディスプレイの実施例２の駆動波形と図６に記載された駆動回路のＳＷのタイミングを示す図である。 図８は、従来のプラズマディスプレイ装置のパネルと駆動回路の概要図を示す図である。 図９は、従来のプラズマディスプレイパネルの構造と駆動信号のサブフィールド構成を示す図である。

符号の説明

１ 前面板
２ 背面板
３ パネル
４ Ｘ駆動回路
５ Ｙ駆動回路
６ アドレス駆動回路
７ 制御回路
１１ Ｘ電極
１２ Ｙ電極
１３、１６ 誘電体層
１４ 保護層
１５ アドレス電極
１７ 隔壁
１８〜２０ 蛍光体
２１〜３０ サブフィールド
３１ リセット期間
３２ アドレス期間
３３ サステイン期間

以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。

図１には、本発明のプラズマディスプレイの実施例１の駆動波形を示す。
図１に記載された駆動波形は、サブフィールド単位で点灯するセルが1セルもない表示ラインが、１ライン目〜ｎ／２ライン目まで（ラインの上半分が点灯しない）の場合を示している。図示しないが、従来からの技術を用いてサステイン波形の印加前に非表示ラインの有無を検出する回路をプラズマディスプレイ内部に有しており、ｍ番目のサブフィールドSFｍにおいて、X電極のX１からXｎ／２までの電極と、Ｙ電極のＹ１からＹｎ／２までの電極に対しては、アドレス期間において、アドレス電圧が供給されず、そして、サステイン期間においてサステイン電圧が供給されない。さらにその後のリセット期間においても、リセット電圧の供給を停止しても良い。

図２には、本発明のプラズマディスプレイの実施例１による従来の問題点の解決を示す。
図１に示されたように、サブフィールドSFｍにおいて、表示ラインの一部（例えば、１ライン目〜ｎ／２ライン目まで）にサステイン電圧が供給されない場合、回路から見たプラズマディスプレイパネルのパネル容量が減少した形になり、図２の上の図に示されるように、サステイン波形が、波形Ａから波形Ｂに変化し、パネル容量に対し、Ｌ値が適正な値からずれ、波形がフラットな時間ｔ１，ｔ２が発生し、傾きが急峻になった上、所定の電圧を保つクランプタイミングがサステイン放電に対して遅れるため、動作マージンが不安定となる問題点があった。

本発明のプラズマディスプレイの実施例１では、パネル容量が半減した際に、Ｌ値を２倍にすることで、図２の中の図に示すように、波形Ａを波形Ｃに変化させて、Q値（Q=ωL/R）が2倍となるため、波形到達点がａからｂ及びｃからｄに上がり、これによりパネル容量に対する充放電電力の効率が向上して、消費電力が削減される。

また、波形立ち上がり、もしくは立ち下がりの時のみ、パネル容量に対応したＬ値を用いても、図２の下の図のように、波形Ａから波形Ｄに変化して、クランプ時間のタイミングを共振回路からの供給波形と合わせることにより、サステイン放電を安定的に行うことができる。また、削減された時間をサステイン数の増加に割り振ることで輝度を上げることができる。
なお、図２に示したサステイン波形は、ＸＹ電極双方に使用する場合だけでなく、Ｘ電極のみ、あるいはＹ電極のみに供給しても良い。片側のみの場合には、電力削減率は落ちるが、回路構成が簡素化される利点がある。

図４には、本発明のプラズマディスプレイの実施例１の駆動回路の構成を示す。
Ｙ電極駆動回路ではラインＹ１〜Ｙｎがパネル容量Ｃｐａｎｅｌに接続されている。サステイン波形立ち上げにおいてはパネル容量ＣｐａｎｅｌとインダクタＬ１，Ｌ２、Ｃｐｕｍｐにより構成される電力回収回路（ＬＣ共振）により電力が供給される。その後、ＳＷ１ｙをＯＮすることにより電力がＶｓにクランプされる。またサステイン波形の立ち下げにおいては、上記電力回収回路において電力が回収され、ＳＷ２ｙのＯＮによりＧＮＤにクランプされる。Ｘ電極駆動回路においても同様である。
図４のＹ電極駆動回路では、ＳＷ_Ｙ１ｕ〜ＳＷ_ＹｎｕとＳＷ_Ｙ１ｄ〜ＳＷ_Ｙｎｄにより、表示ラインを選択する。表示ラインが、１ライン目〜ｎ／２ライン目までの場合には、ＳＷ_Ｙ１ｕ〜ＳＷ_Ｙ(ｎ/2)ｕとＳＷ_Ｙ１ｄ〜ＳＷ_Ｙ(n/2)ｄにより表示ラインが選択されない。また、選択されない表示ラインがあると回路から見たパネル容量Ｃｐａｎｅｌの実効値が小さくなる。

点灯しない表示ラインを検出しない場合は、通常のＬ値であるＬ２，Ｌ４、Ｌ６，Ｌ８を用いる。点灯しない表示ラインを検出した場合は、Ｌ値の大きいＬ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ８を、ＳＷ５Ｙ〜ＳＷ８ｙ、ＳＷ５ｘ〜ＳＷ８ｘを用いることにより選択する。それぞれＬ１＞Ｌ２，Ｌ３＞Ｌ４，Ｌ５＞Ｌ６，Ｌ７＞Ｌ８の関係である。これにより、点灯しない表示ラインを検出した場合にはＬ値の大きいインダクタに切り替える。

図５には、本発明のプラズマディスプレイの実施例１の駆動波形と従来の問題点の解決を示す。
図５の駆動波形は、図４に記載されたＹ電極駆動回路及びＸ電極駆動回路のＳＷのタイミングを制御したものである。
図５を参照すると、Ｃｐａｎｅｌが小になった時、電極駆動回路では、図４のＬ１、Ｌ３を使用するため、ＳＷ６ｘ、ＳＷ８ｘをＬｏｗに、ＳＷ５ｙ、ＳＷ７ｙをＨｉｇｈに設定し、Ｘ電極駆動回路では、Ｌ５、Ｌ７を使用するため、ＳＷ６ｘ、ＳＷ８ｘをＬｏｗに、ＳＷ５ｘ、ＳＷ７ｘをＨｉｇｈに設定して、サステイン波形Ａをサステイン波形Ｃに変えて、消費電力の低減をしている。

また、波形Ａを波形Ｃに変化させて、サステイン放電を安定的に行うことができる。
なお、上記スイッチの切替えは、非点灯ラインが検出されたときに、図示しない制御回路により電力供給の停止とともに行われる。

図３は、本発明のプラズマディスプレイの実施例２の駆動波形を示す図である。
図３は、ＸＹ電極駆動回路双方で、各々、＋１／２Ｖｓ、−１／２Ｖｓのサステイン電圧を出力する駆動方式を示している。
実施例２においては、サブフィールド単位で点灯するセルが1セルもない表示ラインが、１ライン目〜ｎ／２ライン目まで（ラインの上半分が点灯しない）の場合には、サステイン期間において、１ライン目〜ｎ／２ライン目までのＹ電極のみ、ＧＮＤ電圧に固定するように制御する。そして、ＬＣ共振時間の適正化においては、Ｙ電極のみに対して行う。ＬＣ共振時間を適正化するための方法については、実施例１と同様の方法が適用される。

図６には、本発明のプラズマディスプレイの実施例２の駆動回路の構成を示す。
図６に記載された実施例２では、サブフィールド単位で点灯するセルが1セルもない表示ラインが、１ライン目〜ｎ／２ライン目まで（ラインの上半分が点灯しない）の場合には、Ｘ電極については、１ライン目〜ｎライン目まで全てサステイン波形を供給し、Ｙ電極はＹ（ｎ／２）＋１〜ＹｎまでのＹ電極へ供給し、パネル容量が減少するため、ＬＣ共振を用いたサステイン波形においてＹ側のみＬ値を変えている。

図７には、本発明のプラズマディスプレイの実施例２の駆動波形と従来の問題点の解決を示す。
図７に記載された実施例２の駆動波形は、図６のＹ電極駆動回路とＸ電極駆動回路の各ＳＷを用いて、Ｌ値を切換え制御したものである。
図７を参照すると、Ｃｐａｎｅｌが小さくなった時、Ｙ電極駆動回路では、Ｌ１、Ｌ３を使用するため、ＳＷ６ｙ，ＳＷ８ｙをＬｏｗ、ＳＷ５ｙ，ＳＷ７ｙをＨｉｇｈに設定して、Ｙ（ｎ／２）＋１〜ＹｎまでのＹ電極へ供給し、サステイン波形Dをサステイン波形Eに変える。

波形Dを波形Eに変化させて、サステイン放電を安定的に行うことができる。本実施例は、Ｙ電極駆動回路のみＬ値を変更しており、回路規模を低減できる。基本的には実施例１と同様である。

なお、本発明の駆動方法においても、Ｙ電極と該Ｙ電極と隣り合う一方のＸ電極と、該Ｙ電極と他方のＸ電極との放電を時間的に分けて行うＡＬＩＳ方式との併用も可能である。

図５には、本発明のプラズマディスプレイの実施例１の駆動波形と従来の問題点の解決を示す。
図５の駆動波形は、図４に記載されたＹ電極駆動回路及びＸ電極駆動回路のＳＷのタイミングを制御したものである。
図５を参照すると、Ｃｐａｎｅｌが小になった時、Ｙ電極駆動回路では、図４のＬ１、Ｌ３を使用するため、ＳＷ６ｙ、ＳＷ８ｙをＬｏｗに、ＳＷ５ｙ、ＳＷ７ｙをＨｉｇｈに設定し、Ｘ電極駆動回路では、Ｌ５、Ｌ７を使用するため、ＳＷ６ｘ、ＳＷ８ｘをＬｏｗに、ＳＷ５ｘ、ＳＷ７ｘをＨｉｇｈに設定して、サステイン波形Ａをサステイン波形Ｃに変えて、消費電力の低減をしている。

Claims (11)

1. 複数のＸ電極とＹ電極とが配置されＸ電極とＹ電極との間で、共振回路を用いてサステイン放電を行うことにより画像の表示を行うプラズマディスプレイパネルの駆動方法において、
   前記共振回路により供給されるサステイン波形を前記Ｘ電極またはＹ電極に印加するステップと、
   前記Ｘ電極とＹ電極に対し電圧を加えることによりサステイン波形をクランプするステップとを備え、
   点灯しない表示ラインがある場合は前記Ｘ電極またはＹ電極に対し上記サステイン波形の供給を停止し、前記共振回路におけるインダクタのＬ値を変化させる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. 前記共振回路はＬ値の異なる複数のコイルを有し、点灯しない表示ラインの有無により、いずれかのコイルを選択して用いる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。
3. 前記サステイン波形の供給の停止は、Ｙ電極に対してのみ行い、前記インダクタのＬ値もＹ電極に対してのみ変化させ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。
4. 前記共振回路におけるインダクタのＬ値の変化はスイッチを切り替えることにより行う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。
5. 前記サステイン波形の立ち上がりにおいて電圧が−１／２Ｖｓから１／２Ｖｓに変化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。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法においてＡＬＩＳ方式の表示方法を用いる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。
7. 複数のＸ電極とＹ電極とが配置されＸ電極とＹ電極との間で、共振回路を用いてサステイン放電を行うことにより画像の表示を行うプラズマディスプレイパネルにおいて、
   複数のインダクタを選択して使用して、前記Ｘ電極またはＹ電極に接続された共振作用により電力を回収する電力回収回路と、
   前記電力回収回路により前記Ｘ電極とＹ電極に印加された電圧をクランプするクランプ回路と、
   映像表示時における点灯しない表示ラインの有無を上記サステイン放電の前に検出する検出手段と、
   前記検出手段において点灯しない表示ラインが検出された場合に、前記電力回収回路のインダクタを変更する変更手段と、
   を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
8. 前記電力回収回路は複数のコイルを有し、いずれかのコイルを選択するためのスイッチを備えることを特徴とする請求項７に記載のプラズマディスプレイパネル。
9. 前記検出手段において点灯しない表示ラインが検出された場合に、前記Ｘ電極またはＹ電極に対し電圧の供給を停止するように制御する制御回路を備えたことを特徴とする請求項７に記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 請求項７ないし９のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルにおいてＡＬＩＳ方式の表示制御を行うことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
11. 点灯しない表示ラインがある場合はアドレス期間のアドレス電圧または前記サステイン放電期間後のリセット電圧のいずれかの供給を停止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。

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