JPWO2008152808A1 - プラズマディスプレイ装置およびプラズマディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents

プラズマディスプレイ装置およびプラズマディスプレイパネルの駆動方法 Download PDF

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Abstract

書込み放電を安定に発生させ、表示画像の階調性を向上させる。そのために、プラズマディスプレイパネルと、維持パルス発生回路と、初期化期間に緩やかに上昇する第1の傾斜電圧を発生する第1の傾斜電圧発生回路と維持期間の最後に維持パルスの立ち上がりよりは緩やかにかつ第1の傾斜電圧よりは急峻な勾配で上昇する第2の傾斜電圧を発生させる第2の傾斜電圧発生回路と第2の傾斜電圧が所定電位に到達したら直ちに第2の傾斜電圧発生回路の動作を停止させるスイッチング回路とを有する傾斜電圧発生回路とを備え、1フィールドの少なくとも1つの維持期間では、維持パルスを発生せず、第2の傾斜電圧を発生させる。

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および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)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に用いられている。
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する。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とともに、書込み放電を安定して発生させるためのプライミング粒子(放電のための起爆剤=励起粒子)を発生させる。書込み期間では、表示を行うべき放電セルに選択的に書込みパルス電圧を印加して書込み放電を発生させ壁電荷を形成する(以下、この動作を「書込み」とも記す)。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電圧を印加し、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は全ての放電セルに初期化放電を発生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直前の維持期間で維持放電を行った放電セルにのみ初期化放電を発生させる選択初期化動作を行う。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(例えば、特許文献1参照)。
また、上述の特許文献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、表示電極対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。この細幅消去放電によって、続くサブフィールドの書込み期間における書込み動作を安定させ、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、維持期間において表示電極対への維持パルスの印加が終了した後に、上昇する傾斜電圧を維持電極に印加して放電セル内の壁電荷を消去する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
また、維持期間において表示電極対への維持パルスの印加が終了した後に、所定の電圧まで上昇した後その電圧を一定期間維持する傾斜電圧を走査電極に印加し、その後上昇する傾斜電圧を維持電極に印加して放電セル内の壁電荷を消去する技術が開示されている(例えば、特許文献3参照)。
また、維持期間において表示電極対への維持パルスの印加が終了した後に、上昇する傾斜電圧を走査電極に印加するとともにその傾斜を表示画像の平均輝度に応じて変更することで放電セル内の壁電荷を消去する技術が開示されている(例えば、特許文献4参照)。
ただし、特許文献2、特許文献3に記載された技術においては、維持電極に印加する傾斜電圧を発生させるための回路が必要となり、また、特許文献4に記載された技術においては傾斜電圧の傾斜を変更させるための回路が必要となるため、いずれにおいても回路の規模が増大する。
近年、パネルの高精細化にともない放電セルのさらなる微細化が進んでいる。この微細化された放電セルでは、壁電荷が失われる「電荷抜け」と呼ばれる現象が生じやすいことが確認されており、この電荷抜けが発生すると、放電不良が発生して画像表示品質を劣化させたり、あるいは、放電の発生に必要な印加電圧が上昇する等の問題が生じる。
電荷抜けが発生する主な原因の1つに書込み動作時の放電ばらつきがある。例えば、書込み動作時の放電ばらつきが大きく、書込み放電が強く発生してしまうと、発光させる放電セルと非発光の放電セルとが隣接したところで、発光させる放電セルが非発光の放電セルから壁電荷を奪ってしまうことがあり、電荷抜けが発生する。
したがって、書込み放電をできるだけ安定に発生させることが、電荷抜けを防止するためには重要である。
一方、近年ではパネルのさらなる大画面化、高精細化が進められており、それにともないパネルの駆動インピーダンスは増大する傾向にある。そして、駆動インピーダンスが増大すると、パネルの駆動回路から発生される駆動波形にリンギング等の波形歪が生じやすくなる。上述の細幅消去放電は、続くサブフィールドの書込み動作を安定させることを目的としたものであるが、例えば、この細幅消去放電を発生させるための駆動波形に波形歪が生じると、細幅消去放電そのものが強く発生してしまう恐れがあり、そのような場合には、続く書込み放電を安定に発生させることは難しいといった課題があった。
また、近年では、パネルの大型化、高輝度化、高精細化にともない、プラズマディスプレイ装置におけるさらなる画像表示品質の向上が望まれている。
特開2000−242224号公報 特開2004−348140号公報 特開2005−141224号公報 特開2003−5700号公報
本発明のプラズマディスプレイ装置は、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを1フィールド内に複数設けて階調表示するサブフィールド法で駆動し、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るパネルと、表示電極対の電極間容量とインダクタとを共振させて維持期間に輝度重みに応じた回数の放電を放電セルで発生させる維持パルスを発生し、維持期間において表示電極対の走査電極と維持電極とに交互に印加する維持パルス発生回路と、初期化期間において緩やかに上昇する第1の傾斜電圧を発生する第1の傾斜電圧発生回路と、維持期間の最後に、維持パルスの立ち上がりよりは緩やかな勾配であってかつ第1の傾斜電圧よりは急峻な勾配で上昇する第2の傾斜電圧を発生する第2の傾斜電圧発生回路と、第2の傾斜電圧が所定電位に到達したら直ちに第2の傾斜電圧発生回路の動作を停止するスイッチング回路とを有する傾斜電圧発生回路とを備え、1フィールドの少なくとも1つの維持期間では、維持パルス発生回路は維持パルスを発生させず、傾斜電圧発生回路が第2の傾斜電圧を発生することを特徴とする。
これにより、維持期間の最後に走査電極に印加する消去放電用の上り傾斜電圧である第2の傾斜電圧を、上昇する電圧が所定電位である電圧Versに到達した後、直ちに降下させているので、大画面化、高精細化されたパネルであっても、放電セルにおける異常放電の発生を防止して、放電セル内の壁電圧を続く書込み動作が安定に行えるように最適に調整することができる。したがって、書込み放電を発生させるために必要な印加電圧を高くすることなく、書込み放電を安定に発生させ、書込み時の動作不良の発生を低減させることができる。さらに、消去放電を、維持放電よりは弱く、全セル初期化動作における初期化放電よりは強い放電強度で発生させることができるので、維持パルスを発生させず、第2の傾斜電圧だけを発生させる維持期間を有するサブフィールドを1フィールドに少なくとも1つ設けることで、表示画像の階調性を向上させることができ、パネルの画像表示品質を向上させることができる。
図1は、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である。 図2は、同パネルの電極配列図である。 図3は、同パネルの各電極に印加する駆動電圧波形図である。 図4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の回路ブロック図である。 図5は、本発明の実施の形態における走査電極駆動回路の回路図である。 図6は、本発明の実施の形態における維持電極駆動回路の回路図である。 図7は、本発明の実施の形態における走査電極駆動回路および維持電極駆動回路の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。 図8は、本発明の実施の形態における全セル初期化期間の走査電極駆動回路の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。 図9は、本発明の実施の形態における駆動電圧波形の他の例を示した図である。
符号の説明
1 プラズマディスプレイ装置
10 パネル
21 前面板
22 走査電極
23 維持電極
24 表示電極対
25,33 誘電体層
26 保護層
31 背面板
32 データ電極
34 隔壁
35 蛍光体層
41 画像信号処理回路
42 データ電極駆動回路
43 走査電極駆動回路
44 維持電極駆動回路
45 タイミング発生回路
50,60 維持パルス発生回路
51,61 電力回収回路
52,62 クランプ回路
53 傾斜電圧発生回路
54 走査パルス発生回路
55 第1のミラー積分回路
56 第2のミラー積分回路
57 第3のミラー積分回路
Q1,Q2,Q3,Q4,Q11,Q12,Q13,Q14,Q15,Q16,Q21,Q31,Q32,Q33,Q34,Q36,Q37,Q38,Q39,QH1〜QHn,QL1〜QLn スイッチング素子
C1,C10,C11,C12,C21,C30,C31 コンデンサ
L1,L30 インダクタ
D1,D2,D12,D13,D21,D31,D32,D33 ダイオード
AG アンドゲート
CP 比較器
R10,R11,R12,R13,R14 抵抗
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24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。
また、保護層26は、放電セルにおける放電開始電圧を下げるために、パネルの材料として使用実績があり、ネオン(Ne)およびキセノン(Xe)ガスを封入した場合に2次電子放出係数が大きく耐久性に優れたMgOを主成分とする材料から形成されている。
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、内部の放電空間には、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。なお、本実施の形態では、発光効率を向上させるためにキセノン分圧を約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。また、放電ガスの混合比率も上述した数値に限られるわけではなく、その他の混合比率であってもよい。
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〜走査電極SCn(図1の走査電極22)およびn本の維持電極SU1〜維持電極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〜データ電極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。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〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの間に大きな電極間容量Cpが存在する。
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の概要について説明する。
本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置は、サブフィールド法、すなわち1フィールド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。
各サブフィールドにおいて、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。加えて、放電遅れを小さくし書込み放電を安定して発生させるためのプライミング粒子(放電のための起爆剤=励起粒子)を発生させるという働きを持つ。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全セル初期化動作と、直前のサブフィールドで維持放電を行った放電セルだけで選択的に初期化放電を発生させる選択初期化動作とがある。
書込み期間では、後に続く維持期間において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24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。
そして、本実施の形態では、維持期間の最後に傾斜電圧を発生させており、これにより、続くサブフィールドの書込み期間における書込み動作を安定させている。
また、本実施の形態では、1フィールドを11のサブフィールド(第1SF、第2SF、・・・、第11SF)で構成し、各サブフィールドはそれぞれ、例えば(0.5、1、2、3、6、11、18、30、44、60、80)の輝度重みを持つものとする。なお、本実施の形態では、走査電極SC1〜走査電極SCnに正方向の電圧を印加して発生させる1回の維持放電または維持電極SU1〜維持電極SUnに正方向の電圧を印加して発生させる1回の維持放電により発生する発光輝度を輝度重み1としており、第1SFの輝度重み0.5とは、1回の維持放電で発生する発光よりも微弱な発光を生じさせることを表す。そして、詳細については後述するが、本実施の形態において、輝度重み0.5の維持期間では、維持放電は発生させず、上述の傾斜電圧の印加による放電だけを発生させるものとする。これにより、第1SFの画像表示に関与する輝度を、1回の維持放電で発生させる発光輝度よりも低くできるので、より細やかな階調の表示が可能となり、滑らかな画像を表示することが可能となる。
また、第2SFの初期化期間では全セル初期化動作を行い(以下、全セル初期化動作を行うサブフィールドを「全セル初期化サブフィールド」と呼称する)、第1SF、第3SF〜第11SFの初期化期間では選択初期化動作を行う(以下、選択初期化動作を行うサブフィールドを「選択初期化サブフィールド」と呼称する)ものとする。これにより、画像の表示に関係のない発光は第2SFにおける全セル初期化動作の放電にともなう発光のみとなり、維持放電を発生させない黒表示領域の輝度である黒輝度は全セル初期化動作における微弱発光だけとなって、コントラストの高い画像表示が可能となる。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を表示電極対24のそれぞれに印加する。
以下、駆動電圧波形の概要について説明し、続いて駆動回路の構成について説明する。
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、2つのサブフィールドの駆動電圧波形、すなわち選択初期化サブフィールドである第1SFと、全セル初期化サブフィールドである第2SFの2つのサブフィールドの駆動電圧波形を示している。しかし、本実施の形態は、サブフィールド構成や、サブフィールド数、各サブフィールドの輝度重み等が上記内容に限定されるものではなく、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。また、以下における走査電極SCi、維持電極SUi、データ電極Dkは、各電極の中から画像データにもとづき選択された電極を表す。
まず、1フィールドの最後のサブフィールド(第11SF)の維持期間では、輝度重みに応じた回数の維持パルスを表示電極対24に交互に印加し終わった後、図3に示すように、データ電極D1〜データ電極Dmおよび維持電極SU1〜維持電極SUnを0(V)に保持したまま、後述する第2の傾斜電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。こうして、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの間に微弱な放電を持続して発生させ、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上の壁電圧の一部または全部を消去する。なお、この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。
続くフィールドの第1SFは、選択初期化サブフィールドである。選択初期化動作を行う初期化期間では、データ電極D1〜データ電極Dmは0(V)に保持したまま、維持電極SU1〜維持電極SUnには正の電圧Ve1を印加し、走査電極SC1〜走査電極SCnには、維持電極SU1〜維持電極SUnに対して放電開始電圧以下となる電圧(例えば、接地電位)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電圧(以下、「下りランプ電圧」と呼称する)を印加する。これにより、直前のサブフィールドの維持期間で放電を起こした放電セルでは、走査電極SCiと維持電極SUiとの間、および走査電極SCiとデータ電極Dkとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が発生し、走査電極SCi上部および維持電極SUi上部の壁電圧が弱められ、データ電極D1〜データ電極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。一方、前のサブフィールドの維持期間で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。
続く書込み期間では、まず維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧Ve2を、走査電極SC1〜走査電極SCnに電圧Vcを印加する。
そして、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〜データ電極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上の壁電圧との差が加算されたものとなり放電開始電圧を超える。これにより、データ電極Dkと走査電極SC1との間に放電が発生する。また、維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧Ve2を印加しているため、維持電極SU1上と走査電極SC1上との電圧差は、外部印加電圧の差である(Ve2−Va)に維持電極SU1上の壁電圧と走査電極SC1上の壁電圧との差が加算されたものとなる。このとき、電圧Ve2を、放電開始電圧をやや下回る程度の電圧値に設定することで、維持電極SU1と走査電極SC1との間を、放電には至らないが放電が発生しやすい状態とすることができる。これにより、データ電極Dkと走査電極SC1との間に発生する放電を引き金にして、データ電極Dkと交差する領域にある維持電極SU1と走査電極SC1との間に放電を発生させることができる。こうして、発光させるべき放電セル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〜データ電極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、上述したように第1SFの輝度重みを0.5としているので、第2の傾斜電圧(以下、「消去ランプ電圧」と呼称する)を表示電極対24の一方(ここでは、走査電極SC1〜走査電極SCn)に印加することによる持続した微弱な放電だけを発生させる。また、この放電により、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上の壁電圧の一部または全部を消去している。
具体的には、データ電極D1〜データ電極Dmおよび維持電極SU1〜維持電極SUnを0(V)に保持したまま、ベース電位となる0(V)から放電開始電圧を超える電圧Versに向かって上昇する第2の傾斜電圧である消去ランプ電圧を、後述する第1の傾斜電圧よりも急峻な勾配、例えば、約10V/μsecの勾配で発生させ、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。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上との電圧差は、走査電極SCi上の壁電圧と維持電極SUi上の壁電圧との差に消去ランプ電圧が加算されたものとなり、消去ランプ電圧の上昇途中で放電開始電圧を超え、走査電極SCiと維持電極SUiとの間に微弱な放電が起こる。この微弱な放電は、消去ランプ電圧が上昇する期間、持続して発生する。そして、上昇する電圧が所定電位である電圧Versに到達したら走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧をベース電位となる0(V)まで降下させる。
この放電で発生した荷電粒子は、維持電極SUiと走査電極SCiとの間の電圧差を緩和するように、維持電極SUi上および走査電極SCi上に壁電荷となって蓄積されていく。これにより、データ電極Dk上の正の壁電荷を残したまま、走査電極SC1〜走査電極SCn上と維持電極SU1〜維持電極SUn上との間の壁電圧は、走査電極SCiに印加した電圧と放電開始電圧の差、すなわち(電圧Vers−放電開始電圧)の程度まで弱められる。以下、この消去ランプ電圧によって発生させる維持期間の最後の放電を「消去放電」と呼称する。
なお、本実施の形態では、消去ランプ電圧の勾配を全セル初期化動作における第1の傾斜電圧よりも急峻な勾配(例えば、約10V/μsec)で発生させているが、これは、消去放電が安定に発生し壁電圧を調整する働きが適切となるように、かつ駆動波形が定められた維持期間内に収まるようにするためである。一方、消去ランプ電圧の勾配を、維持パルスの立ち上がりよりも緩やかに、かつ第1の傾斜電圧よりも急峻にすることで、消去放電を、維持放電よりは弱く、しかし全セル初期化動作における初期化放電よりは強い放電強度で発生させることができる。したがって、維持期間に発生させる放電をこの消去ランプ電圧による消去放電だけとすることで、維持放電を1回発生させるよりも低い輝度で放電セルを発光させることができる。これにより、本実施の形態では、第1SFの輝度重み0.5を実現し、第1SFの画像表示に関与する輝度を低くして、細やかな階調の表示を可能としている。
なお、本実施の形態で用いている輝度重み0.5は、1回の維持放電による発光輝度の2分の1の発光輝度であることを表すのではなく、輝度重み1よりも小さいという意味で用いているに過ぎない。本実施の形態において、輝度重み0.5のサブフィールドにおける発光輝度は、1回の維持放電で発生する発光輝度よりも小さければよく、例えば、1回の維持放電による発光輝度に対して0.3や0.4あるいは0.6や0.7といった輝度であってもかまわない。
また、本実施の形態では、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達したら、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させる構成としている。これは、上昇する電圧が電圧Versに到達した後、その電圧を維持したままにすると、次の3つの条件にあてはまる放電セルで異常放電が発生しやすいことを実験的に確認したためである。この3つの条件とは、すなわち、
1.自身が非発光の放電セル(そのサブフィールドで書込みがなされていない放電セル)である。
2.隣接セルが発光させる放電セル(そのサブフィールドで書込みがなされた放電セル)である。
3.自身が直前のサブフィールドで維持放電を発生した。
である。
この異常放電は、次の書込み期間での誤放電を誘発するため、できるだけ発生させないようにすることが望ましい。
本実施の形態では、消去ランプ電圧を発生させる際に、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達した後、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させる構成としている。したがって、消去放電で発生したプライミング粒子を直ちに収束させる(放電空間内に形成されたプライミング粒子を放電セル内に壁電化として定着させる)ことができる。一方、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達した後、その電圧を一定期間維持する構成では、消去放電で発生したプライミング粒子が収束するまでに、時間的な間隔が空く。すなわち、本実施の形態では、そのよう構成と比較して、壁電化をより安定な状態とすることができ、その後の初期化放電、特に下りランプ電圧による選択初期化動作よる初期化放電を安定に発生させることができる。したがって、初期化動作時における異常放電の発生を防止しつつ、放電セル内の壁電圧を続く書込み動作が安定に行えるように最適に調整することが可能である。
なお、本実施の形態では、電圧Versの電圧値を維持パルス電圧Vs+3(V)、例えば、約213(V)に設定しているが、ここでは電圧Versの電圧値を、維持パルス電圧Vs−10(V)以上かつ維持パルス電圧Vs+10(V)以下の電圧範囲に設定することが望ましい。電圧Versの電圧値をこの上限値よりも大きくすると壁電圧の調整が過剰となり、また、下限値よりも小さくすると壁電圧の調整が不足して、それぞれ続く書込み動作を安定に行えないおそれがあるためである。
また、本実施の形態では、消去ランプ電圧の勾配を約10V/μsecにする構成を説明したが、この勾配は、2V/μsec以上20V/μsec以下に設定することが望ましい。勾配をこの上限値よりも急峻にすると壁電圧を調整するための放電が微弱な放電とならず、また、勾配をこの下限値よりも緩やかにすると放電そのものが微弱になりすぎてしまい、それぞれ壁電圧の調整がうまく行えないおそれがあるためである。
なお、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消去放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧が保たれる。
続く第2SFは、全セル初期化動作を行うサブフィールドである。第2SFの初期化期間前半部では、データ電極D1〜データ電極Dm、維持電極SU1〜維持電極SUnにそれぞれ0(V)を印加し、走査電極SC1〜走査電極SCnには、維持電極SU1〜維持電極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第1の傾斜電圧(以下、「上りランプ電圧」と呼称する)を印加する。この上りランプ電圧は、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの電圧差が放電開始電圧以下となる電圧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電圧である。
この上りランプ電圧が上昇する間に、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの間、および走査電極SC1〜走査電極SCnとデータ電極D1〜データ電極Dmとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が持続して起こる。そして、走査電極SC1〜走査電極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〜データ電極Dm上部および維持電極SU1〜維持電極SUn上部には正の壁電圧が蓄積される。
なお、本実施の形態では、全セル初期化動作により生じる発光が黒輝度を上昇させないように、かつ初期化放電が安定して発生するように、この上りランプ電圧を約1.3V/μsecの勾配にして発生させている。
初期化期間後半部では、維持電極SU1〜維持電極SUnには正の電圧Ve1を印加し、データ電極D1〜データ電極Dmには0(V)を印加し、走査電極SC1〜走査電極SCnには、維持電極SU1〜維持電極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下りランプ電圧を印加する。この下りランプ電圧は、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの電圧差が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電圧である。この間に、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの間、および走査電極SC1〜走査電極SCnとデータ電極D1〜データ電極Dmとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が持続して起こる。そして、走査電極SC1〜走査電極SCn上部の負の壁電圧および維持電極SU1〜維持電極SUn上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極D1〜データ電極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。なお、本実施の形態では、直前の消去放電により放電セル内の壁電圧が十分に緩和されているので、そうでない場合と比べて、弱い初期化放電とすることができる。これにより、初期化放電時に発生する不要な発光を抑えて、黒輝度の上昇を抑えることができる。
なお、上述したように、本実施の形態では、第3SF〜第11SFを第1SFと同様の選択初期化サブフィールドとしており、第3SF〜第11SFでは、図3の第1SFの初期化期間に示したように、第2SFの初期化期間の前半部を省略した駆動電圧波形、すなわち、維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧Ve1を、データ電極D1〜データ電極Dmに0(V)をそれぞれ印加し、走査電極SC1〜走査電極SCnに放電開始電圧以下となる電圧(例えば、接地電位)から電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下りランプ電圧を印加する。これにより直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SC1〜走査電極SCn上部の負の壁電圧および維持電極SU1〜維持電極SUn上部の正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)上部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。直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。
続く書込み期間の動作は第1SF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、まず走査電極SC1〜走査電極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〜維持電極SUnにベース電位となる接地電位、すなわち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〜走査電極SCnにはベース電位となる0(V)を、維持電極SU1〜維持電極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〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極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24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、データ電極D1〜データ電極Dmおよび維持電極SU1〜維持電極SUnを0(V)に保持したまま、消去ランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加して、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの間に微弱な放電を持続して発生させ、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上の壁電圧の一部または全部を消去する。
なお、この第2SFにおける消去放電と上述した第11SF、第1SFにおける消去放電とは同じ働きを有するものである。また、以降のサブフィールドの動作は、維持期間の維持パルスの数を除いて上述の動作と実質的に同等であるので、説明を省略する。以上が、本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の概要である。
次に、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の構成について説明する。図4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41、データ電極駆動回路42、走査電極駆動回路43、維持電極駆動回路44、タイミング発生回路45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41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42はサブフィールド毎の画像データを各データ電極D1〜データ電極Dmに対応する信号に変換し各データ電極D1〜データ電極Dmを駆動する。
タイミング発生回路45は水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vからの出力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。そして、上述したように、本実施の形態においては、維持期間の最後において消去ランプ電圧を発生させる構成としており、それに応じたタイミング信号を走査電極駆動回路43および維持電極駆動回路44に出力する。これにより、安定した初期化放電を実現し、書込み動作を安定化させる。
走査電極駆動回路43は、初期化期間において走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する初期化電圧を発生するための傾斜電圧発生回路、維持期間において走査電極SC1〜走査電極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(図示せず)、書込み期間において走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する走査パルス電圧を発生するための走査パルス発生回路(図示せず)を有し、タイミング信号にもとづいて各走査電極SC1〜走査電極SCnをそれぞれ駆動する。維持電極駆動回路44は、維持パルス発生回路(図示せず)および電圧Ve1、電圧Ve2を発生するための回路を備え、タイミング信号にもとづいて維持電極SU1〜維持電極SUnを駆動する。
次に、走査電極駆動回路43について説明する。図5は、本発明の実施の形態における走査電極駆動回路43の回路図である。走査電極駆動回路43は、維持期間に走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する維持パルスを発生させる維持パルス発生回路50、初期化期間に走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する初期化波形を発生させる傾斜電圧発生回路53、書込み期間に走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する走査パルスを発生させる走査パルス発生回路54を備えている。なお、図5には、傾斜電圧発生回路53を動作させるときに維持パルス発生回路の電源電圧Vsと傾斜電圧発生回路53とを電気的に分離するためのスイッチング素子Q12を用いた分離回路、および走査パルスを発生させるときに傾斜電圧発生回路53と走査パルス発生回路54とを電気的に分離するためのスイッチング素子Q13を用いた分離回路を示している。また、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「オン」、遮断させる動作を「オフ」と表記し、スイッチング素子をオンさせる信号を「Hi」、オフさせる信号を「Lo」と表記する。
維持パルス発生回路50は、電力回収回路51とクランプ回路52とを備えている。電力回収回路51は、電力回収用のコンデンサC1、スイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、逆流防止用のダイオードD1、逆流防止用のダイオードD2、共振用のインダクタL1を有している。なお、電力回収用のコンデンサC1は電極間容量Cpに比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収回路51の電源として働くように、電圧値Vsの半分の約Vs/2に充電されている。クランプ回路52は、走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧Vsにクランプするためのスイッチング素子Q3、走査電極SC1〜走査電極SCnをベース電位である0(V)にクランプするためのスイッチング素子Q4を有している。そして、タイミング発生回路45から出力されるタイミング信号にもとづき各スイッチング素子を切換えて維持パルス電圧Vsを発生させる。
維持パルス発生回路50において、例えば、維持パルスを立ち上げる際には、スイッチング素子Q1をオンにして電極間容量CpとインダクタL1とを共振させ、電力回収用のコンデンサC1からスイッチング素子Q1、ダイオードD1、インダクタL1を通して走査電極SC1〜走査電極SCnに電力を供給する。そして、走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が電圧Vsに近づいた時点で、スイッチング素子Q3をオンにして、走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧Vsにクランプする。なお、スイッチング素子Q12がオフであっても、MOSFETには、スイッチング動作を行う部分に対してボディダイオードと呼ばれる寄生ダイオードが逆並列(スイッチング動作を行う部分に対して並列に、かつスイッチング動作により電流が流れる方向とは逆方向が順方向となるよう)に生成されるため、スイッチング素子Q3をオンにすれば、このボディダイオードを介して走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧Vsにクランプすることができる。
逆に、維持パルスを立ち下げる際には、スイッチング素子Q2をオンにして電極間容量CpとインダクタL1とを共振させ、電極間容量CpからインダクタL1、ダイオードD2、スイッチング素子Q2を通して電力回収用のコンデンサC1に電力を回収する。そして、走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が0(V)に近づいた時点で、スイッチング素子Q4をオンにして、走査電極SC1〜走査電極SCnをベース電位である0(V)にクランプする。
また、本実施の形態においては、初期化動作時の上りランプ電圧を発生させるための第1の傾斜電圧発生回路とは別に、消去ランプ電圧を発生させるための第2の傾斜電圧発生回路を設けた構成としている。具体的には、傾斜電圧発生回路53は、スイッチング素子Q11とコンデンサC10と抵抗R10とを有し電圧Vi2までランプ状に緩やかに上昇する上りランプ電圧を発生する第1の傾斜電圧発生回路である第1のミラー積分回路55、スイッチング素子Q15とコンデンサC11と抵抗R12とを有し維持パルスの立ち上がりよりは緩やかな勾配であってかつ第1の傾斜電圧よりは急峻な勾配で電圧Versまで上昇する消去ランプ電圧を発生する第2の傾斜電圧発生回路である第2のミラー積分回路56、スイッチング素子Q14とコンデンサC12と抵抗R11とを有し電圧Vi4までランプ状に緩やかに下降する下りランプ電圧を発生する第3の傾斜電圧発生回路である第3のミラー積分回路57を備えている。なお、図5には、ミラー積分回路のそれぞれの入力端子を入力端子INa、入力端子INb、入力端子INcとして示している。
また、本実施の形態では、消去ランプ電圧発生時における電圧の上昇を電圧Versで精度よく停止させるために、消去ランプ電圧とあらかじめ定められた所定電位とを比較し、消去ランプ電圧が所定電位に到達したら直ちに消去ランプ電圧を発生させる第2のミラー積分回路の動作を停止させるスイッチング回路を有する。具体的には、逆流防止用のダイオードD13、電圧Versの電圧値を調整するための抵抗R13、傾斜電圧発生回路53から出力される電圧が電圧Versに到達したら第2のミラー積分回路56の入力端子INcを「Lo」にするためのスイッチング素子Q16、保護用のダイオードD12、抵抗R14を備えている。
スイッチング素子Q16は、一般に用いられているNPN型のトランジスタからなり、ベースを傾斜電圧発生回路53の出力に接続している。また、コレクタを第2のミラー積分回路56の入力端子INcに接続している。また、エミッタを、直列に接続された抵抗R13、ダイオードD13を介して電圧Vsに接続している。抵抗R13は、傾斜電圧発生回路53から出力される電圧が電圧Versに到達したらスイッチング素子Q16がオンするようにその抵抗値が設定されている。そのため、傾斜電圧発生回路53から出力される電圧が電圧Versに到達したらスイッチング素子Q16はオンする。すると、第2のミラー積分回路56を動作させるために入力端子INcに入力される電流はスイッチング素子Q16に引き抜かれるため第2のミラー積分回路56は動作を停止する。
一般的にミラー積分回路は、発生させるランプ電圧の勾配に、自身の回路を構成する素子のばらつきの影響を受けやすい。そのため、単にミラー積分回路の動作期間を制御するだけでランプ電圧を生成すると、ランプ電圧の最大電圧値がばらつきやすい。一方、本実施の形態では、消去ランプ電圧の最大電圧値を目標電圧値に対して±3(V)に収めるのが望ましいことが確認されている。そして、本実施の形態における構成を用いることで、消去ランプ電圧の最大電圧値を目標電圧値に対して±1(V)程度の範囲に収めることができ、消去ランプ電圧を精度よく発生させることが可能となる。
なお、電圧Vers’は電圧Versよりも高い電圧値に設定することが望ましく、本実施の形態では、電圧Vers’を電圧Vs+30(V)に設定している。また、本実施の形態では、電圧Versが電圧Vs+3(V)になるように抵抗R13の抵抗値を設定している。具体的には抵抗R13を100Ω、電圧Vsを210(V)、抵抗R14を1kΩに設定している。ただし、これらの値は表示電極対数1080の42インチのパネルにもとづき設定した値に過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様に応じて最適に設定すればよい。
そして、傾斜電圧発生回路53は、タイミング発生回路45から出力されるタイミング信号にもとづき上述した傾斜電圧、または消去ランプ電圧を発生させる。
例えば、初期化波形における上りランプ電圧を発生させる場合には、入力端子INaに所定の定電流を入力して、入力端子INaを「Hi」にする。これにより抵抗R10からコンデンサC10に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q11のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路43の出力電圧もランプ状に上昇し始める。
また、全セル初期化動作および選択初期化動作の初期化波形における下りランプ電圧を発生させる場合には、入力端子INbに所定の定電流を入力して、入力端子INbを「Hi」にする。すると、抵抗R11からコンデンサC12に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q14のドレイン電圧がランプ状に下降し、走査電極駆動回路43の出力電圧もランプ状に下降し始める。
また、維持期間の最後において消去ランプ電圧を発生させる場合には、入力端子INcに所定の定電流を入力して、入力端子INcを「Hi」にする。これにより抵抗R12からコンデンサC11に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q15のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路43の出力電圧もランプ状に上昇し始める。なお、本実施の形態では、抵抗R12の抵抗値を抵抗R10の抵抗値よりも小さくしており、これにより、第2の傾斜電圧である消去ランプ電圧を、第1の傾斜電圧である上りランプ電圧よりも勾配を急峻にして発生させている。
そして、傾斜電圧発生回路53から出力される駆動電圧が徐々に上昇して電圧Versよりも高くなると、スイッチング素子Q16がオンして入力端子INcに入力される定電流はスイッチング素子Q16に引き抜かれ、第2のミラー積分回路56は動作を停止する。これにより、傾斜電圧発生回路53から出力される駆動電圧は直ちにベース電位となる0(V)まで降下する。こうして、本実施の形態では、消去ランプ電圧発生時における電圧の上昇を所定電位である電圧Versで精度よく停止させ、その後、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させている。
走査パルス発生回路54は、走査電極SC1〜走査電極SCnのそれぞれに走査パルス電圧を出力するスイッチ回路OUT1〜スイッチ回路OUTnと、スイッチ回路OUT1〜スイッチ回路OUTnの低電圧側を電圧Vaにクランプするためのスイッチング素子Q21と、スイッチ回路OUT1〜スイッチ回路OUTnを制御するための制御回路IC1〜ICnと、電圧Vaに電圧Vscnを重畳した電圧Vcをスイッチ回路OUT1〜スイッチ回路OUTnの高電圧側に印加するためのダイオードD21およびコンデンサC21とを備えている。そしてスイッチ回路OUT1〜スイッチ回路OUTnのそれぞれは、電圧Vcを出力するためのスイッチング素子QH1〜スイッチング素子QHnと電圧Vaを出力するためのスイッチング素子QL1〜スイッチング素子QLnとを備えている。そして、タイミング発生回路45から出力されるタイミング信号にもとづき、書込み期間において走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する走査パルス電圧Vaを順次発生させる。なお、走査パルス発生回路54は、初期化期間では傾斜電圧発生回路53の電圧波形を、維持期間では維持パルス発生回路50の電圧波形をそのまま出力する。
なお、スイッチング素子Q3、スイッチング素子Q4、スイッチング素子Q12、スイッチング素子Q13には非常に大きな電流が流れるため、これらのスイッチング素子にはFET、IGBT等を複数並列接続して用いインピーダンスを低下させている。
また、走査パルス発生回路54は、論理積演算を行うアンドゲートAGと、2つの入力端子に入力される入力信号の大小を比較する比較器CPとを備える。比較器CPは、電圧Vaに電圧Vset2が重畳された電圧(Va+Vset2)と駆動電圧とを比較し、駆動電圧の方が電圧(Va+Vset2)よりも高い場合には「0」を、それ以外では「1」を出力する。アンドゲートAGには、2つの入力信号、すなわち比較器CPの出力信号CEL1と切換え信号CEL2とが入力される。切換え信号CEL2としては、例えば、タイミング発生回路45から出力されるタイミング信号を用いることができる。そして、アンドゲートAGは、いずれの入力信号も「1」の場合には「1」を出力し、それ以外の場合には「0」を出力する。アンドゲートAGの出力は制御回路IC1〜制御回路ICnに入力され、アンドゲートAGの出力が「0」であればスイッチング素子QL1〜スイッチング素子QLnを介して駆動電圧を、アンドゲートAGの出力が「1」であればスイッチング素子QH1〜スイッチング素子QHnを介して電圧Vaに電圧Vscnが重畳された電圧Vcを出力する。
なお、本実施の形態では、第1の傾斜電圧発生回路、第2の傾斜電圧発生回路、第3の傾斜電圧発生回路に、実用的であり比較的構成が簡単なFETを用いたミラー積分回路を採用しているが、傾斜電圧発生回路は何らこの構成に限定されるものではなく、上りランプ電圧および下りランプ電圧を発生することができる回路であればどのような回路であってもよい。
次に、維持電極駆動回路44について説明する。図6は、本発明の実施の形態における維持電極駆動回路44の回路図である。なお、図6にはパネル10の電極間容量をCpとして示している。
維持電極駆動回路44の維持パルス発生回路60は、走査電極駆動回路43の維持パルス発生回路50とほぼ同様の構成である。すなわち、維持パルス発生回路60は、維持電極SU1〜維持電極SUnを駆動するときの電力を回収して再利用するための電力回収回路61と、維持電極SU1〜維持電極SUnを電圧Vsおよび0(V)にクランプするためのクランプ回路62とを備えている。そして、維持パルス発生回路60は、パネル10の電極間容量Cpの一端である維持電極SU1〜維持電極SUnに接続されている。
電力回収回路61は、電力回収用のコンデンサC30、スイッチング素子Q31、スイッチング素子Q32、逆流防止用のダイオードD31、逆流防止用のダイオードD32、共振用のインダクタL30を有している。そして、電極間容量CpとインダクタL30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。クランプ回路62は、維持電極SU1〜維持電極SUnを電圧Vsにクランプするためのスイッチング素子Q33、維持電極SU1〜維持電極SUnをベース電位である0(V)にクランプするためのスイッチング素子Q34を有している。そして、スイッチング素子Q33を介して維持電極SU1〜維持電極SUnを電源VSに接続して電圧Vsにクランプし、スイッチング素子Q34を介して維持電極SU1〜維持電極SUnを接地して0(V)にクランプする。
また、維持電極駆動回路44は、電圧Ve1を発生する電源VE1、電圧Ve1を維持電極SU1〜維持電極SUnに印加するためのスイッチング素子Q36、スイッチング素子Q37、電圧ΔVeを発生する電源ΔVE、逆流防止用のダイオードD33、電圧Ve1に電圧ΔVeを積み上げるためのチャージポンプ用のコンデンサC31、電圧Ve1に電圧ΔVeを積み上げて電圧Ve2とするためのスイッチング素子Q38、スイッチング素子Q39を備えている。
例えば、図3に示した電圧Ve1を印加するタイミングでは、スイッチング素子Q36、スイッチング素子Q37を導通させて、維持電極SU1〜維持電極SUnにダイオードD33、スイッチング素子Q36、スイッチング素子Q37を介して正の電圧Ve1を印加する。
なお、このとき、スイッチング素子Q38を導通させ、コンデンサC31の電圧が電圧Ve1になるように充電しておく。また、図3に示した電圧Ve2を印加するタイミングでは、スイッチング素子Q36、スイッチング素子Q37は導通させたまま、スイッチング素子Q38を遮断させる。それとともにスイッチング素子Q39を導通させてコンデンサC31の電圧に電圧ΔVeを重畳し、維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧(Ve1+ΔVe)、すなわち電圧Ve2を印加する。このとき、逆流防止用のダイオードD33の働きにより、コンデンサC31から電源VE1への電流は遮断される。
なお、電力回収回路51のインダクタL1とパネル10の電極間容量CpとのLC共振の共振周期、および電力回収回路61のインダクタL30と同電極間容量CpとのLC共振の共振周期は、インダクタL1、インダクタL30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、電力回収回路51、電力回収回路61における共振周期が約1500nsecになるようにインダクタL1、インダクタL30を設定しているが、この数値は単なる一例に過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて最適に設定すればよい。
次に、維持期間における駆動電圧波形の詳細について説明する。図7は、本発明の実施の形態における走査電極駆動回路43および維持電極駆動回路44の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
ここでは、まず、維持パルスの繰り返し周期の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。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。なお、図7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。また、図面にはスイッチング素子をオンさせる信号を「ON」、オフさせる信号を「OFF」と表記する。
(期間T1)
時刻t1でスイッチング素子Q2をオンにする。すると走査電極SC1〜走査電極SCn側の電荷はインダクタL1、ダイオードD2、スイッチング素子Q2を通してコンデンサC1に流れ始め、走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が下がり始める。インダクタL1と電極間容量Cpとは共振回路を形成しているので、共振周期の1/2の時間経過後の時刻t2において走査電極SC1〜走査電極SCn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SC1〜走査電極SCnの電圧は0(V)までは下がらない。なお、この間、スイッチング素子Q34はオンに保持する。
(期間T2)
そして時刻t2でスイッチング素子Q4をオンにする。すると走査電極SC1〜走査電極SCnはスイッチング素子Q4を通して直接に接地されるため、走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧は強制的に0(V)に低下する。
さらに、時刻t2でスイッチング素子Q31をオンにする。すると、電力回収用のコンデンサC30からスイッチング素子Q31、ダイオードD31、インダクタL30を通して電流が流れ始め、維持電極SU1〜維持電極SUnの電圧が上がり始める。インダクタL30と電極間容量Cpとは共振回路を形成しているので、共振周期の1/2の時間経過後の時刻t3において維持電極SU1〜維持電極SUnの電圧は電圧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SU1〜維持電極SUnの電圧は電圧Vsまでは上がらない。
(期間T3)
そして時刻t3でスイッチング素子Q33をオンにする。すると維持電極SU1〜維持電極SUnはスイッチング素子Q33を通して直接に電源VSへ接続されるため、維持電極SU1〜維持電極SUnの電圧は強制的に電圧Vsまで上昇する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極SCi−維持電極SUi間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。
(期間T4〜期間T6)
走査電極SC1〜走査電極SCnに印加される維持パルスと維持電極SU1〜維持電極SUnに印加される維持パルスとは同じ波形であり、期間T4から期間T6までの動作は、期間T1から期間T3までの動作を走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとを入れ替えて駆動する動作に等しいので説明を省略する。
なお、スイッチング素子Q2は時刻t2以降、時刻t5までにオフすればよく、スイッチング素子Q31は時刻t3以降、時刻t4までにオフすればよい。また、スイッチング素子Q32は時刻t5以降、次の時刻t2までにオフすればよく、スイッチング素子Q1は時刻t6以降、次の時刻t1までにオフすればよい。また、維持パルス発生回路50、維持パルス発生回路60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Q34は時刻t2直前に、スイッチング素子Q3は時刻t1直前にオフにすることが望ましく、スイッチング素子Q4は時刻t5直前に、スイッチング素子Q33は時刻t4直前にオフにすることが望ましい。
維持期間においては、以上の期間T1〜期間T6の動作を、必要なパルス数に応じて繰り返す。このようにして、ベース電位となる0(V)から維持放電を発生させる電位である電圧Vsに変位する維持パルス電圧を発生させ、表示電極対24のそれぞれに交互に印加して放電セルを維持放電させる。
次に、消去ランプ電圧を維持期間の最後に発生させる際の動作について説明する。
(期間T7)
この期間は、維持電極SU1〜維持電極SUn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直前にスイッチング素子Q33をオフにし時刻t7でスイッチング素子Q32をオンにすることにより、維持電極SU1〜維持電極SUn側の電荷はインダクタL30、ダイオードD32、スイッチング素子Q32を通してコンデンサC30に流れ始め、維持電極SU1〜維持電極SUnの電圧が下がり始める。また、消去ランプ電圧の印加開始(時刻t8)まではスイッチング素子Q4はオンに保持したままとし、走査電極SC1〜走査電極SCnをベース電位である0(V)に維持する。
(期間T8)
時刻t8でスイッチング素子Q34をオンにして、維持電極SU1〜維持電極SUnの電圧を強制的に0(V)に低下させる。
また、時刻t8直前にスイッチング素子Q4をオフにし、時刻t8で入力端子INcを「Hi」にする。これにより、抵抗R12からコンデンサC11に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q15のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路43の出力電圧は、上りランプ電圧よりも急峻な勾配でランプ状に上昇し始める。こうして、ベース電位となる0(V)から電圧Versに向かって上昇する第2の傾斜電圧である消去ランプ電圧を発生させる。そして、この消去ランプ電圧が上昇する間に走査電極SCiと維持電極SUiとの間の電圧差は放電開始電圧を超える。このとき、本実施の形態では、走査電極SCiと維持電極SUiとの間でのみ放電が発生するように各数値を設定しており、例えば、維持パルス電圧Vsを約210(V)とし、電圧Versを約213(V)とし、消去ランプ電圧の勾配を約10V/μsecとしている。これにより、走査電極SCiと維持電極SUiとの間に微弱な放電を発生させることができ、この微弱な放電を消去ランプ電圧が上昇する期間、継続させることができる。
このとき、急激な電圧変化による瞬間的な強い放電を発生させてしまうと、強い放電で発生した大量の荷電粒子は、その急激な電圧変化を緩和するように大きな壁電荷を形成し、直前の維持放電で形成された壁電圧を過剰に消去してしまう。また、大画面化、高精細化され、駆動インピーダンスが増大したパネルでは、駆動回路から発生される駆動波形にリンギング等の波形歪が生じやすくなるため、上述した細幅消去放電を発生させる駆動波形では、波形歪による強い放電が発生する恐れがある。
しかし、本実施の形態では、印加電圧を徐々に上昇させる消去ランプ電圧により走査電極SCiと維持電極SUiとの間に微弱な消去放電を継続して発生させる構成としているので、たとえ大画面化、高精細化され、駆動インピーダンスが増大したパネルであっても、消去放電を安定に発生させることができ、走査電極SCi上および維持電極SUi上の壁電圧を、続く書込み放電を安定に発生させるに最適な状態に調整することができる。
なお、図面には示していないが、このときデータ電極D1〜データ電極Dmは0(V)に保持されているので、データ電極D1〜データ電極Dm上には正の壁電圧が形成される。
(期間T9)
時刻t9で、傾斜電圧発生回路53から出力される駆動電圧が電圧Versに到達すると、スイッチング素子Q16がオンし、第2のミラー積分回路56を動作させるために入力端子INcに入力される電流はスイッチング素子Q16に引き抜かれて第2のミラー積分回路56は動作を停止する。
なお、上述したように、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達した後、その電圧を維持したままにすると、続く書込み期間での誤放電を誘発する異常放電が発生する恐れがある。しかし、本実施の形態では、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達した後、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させる構成としているので、消去放電で発生したプライミング粒子を直ちに収束させることができる。したがって、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達した後、その電圧を一定期間維持する構成と比較して、壁電化をより安定な状態とすることができ、その後の初期化放電、特に下りランプ電圧による選択初期化動作における初期化放電を安定に発生させることができる。すなわち、初期化動作において、この異常放電の発生を防止することができる。
そして、次のサブフィールドの初期化期間となる時刻t10以降では、続くサブフィールドの初期化動作、例えば、続くサブフィールドが選択初期化サブフィールドであれば、走査電極SC1〜走査電極SCnには下りランプ電圧を印加し、維持電極には電圧Ve1を印加して選択初期化動作を開始する。
次に、初期化期間における駆動電圧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全セル初期化期間の走査電極駆動回路43の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図面では全セル初期化動作時の駆動波形を例にして説明するが、選択初期化動作においても、同様の制御により下りランプ電圧を発生させることができる。
また、図8では、全セル初期化動作を行う駆動電圧を期間T10〜期間T14で示した5つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。また、電圧Vi1、電圧Vi3は電圧Vsに等しいものとし、電圧Vi2は電圧Vrに等しいものとし、電圧Vi4は負の電圧Vaに電圧Vset2を重畳させた電圧(Va+Vset2)に等しいものとして説明する。また、図面には、アンドゲートAGへの入力信号CEL1、CEL2も同様に、「1」を「Hi」、「0」を「Lo」と表記する。
また、図8には、消去ランプ電圧の発生と上りランプ電圧の発生との違いを示すため、消去ランプ電圧を発生させる期間T8〜期間T9の動作もあわせて示す。
なお、ここでは、電圧Vi4を負の電圧Vaに電圧Vset2を重畳させた電圧(Va+Vset2)にするために、期間T10〜期間T14において、切換え信号CEL2は「1」に維持する。また、図示はしていないが、期間T10〜期間T14において、スイッチング素子Q21はオフに維持する。また、図示はしていないが、分離回路を構成するスイッチング素子Q12には、入力端子INaに入力する信号とは逆極性の信号を入力し、分離回路を構成するスイッチング素子Q13には、入力端子INbに入力する信号とは逆極性の信号を入力するように構成している。
(期間T8)
期間T8では、入力端子INcを「Hi」にする。これにより、抵抗R12からコンデンサC11に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q15のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路43の出力電圧は、上りランプ電圧よりも急峻な勾配でランプ状に上昇し始める。
(期間T9)
傾斜電圧発生回路53から出力される駆動電圧が電圧Versに到達すると、スイッチング素子Q16がオンし、第2のミラー積分回路56を動作させるために入力端子INcに入力される電流はスイッチング素子Q16に引き抜かれて第2のミラー積分回路56は動作を停止する。
こうして、ベース電位となる0(V)から電圧Versに向かって上昇する第2の傾斜電圧である消去ランプ電圧が発生する。
(期間T10)
そして、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q1をオンにする。すると、電極間容量CpとインダクタL1とが共振し、電力回収用のコンデンサC1からスイッチング素子Q1、ダイオードD1、インダクタL1を通して走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が上がり始める。
(期間T11)
次に、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q3をオンにする。するとスイッチング素子Q3およびスイッチング素子Q12を介して走査電極SC1〜走査電極SCnに電圧Vsが印加され、走査電極SC1〜走査電極SCnの電位は電圧Vs(本実施の形態では、電圧Vi1と等しい)となる。
(期間T12)
次に、上りランプ電圧を発生するミラー積分回路の入力端子INaを「Hi」にする。具体的には入力端子INaに、所定の定電流を入力する。すると、抵抗R10からコンデンサC10に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q11のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路43の出力電圧もランプ状に上昇し始める。そしてこの電圧上昇は、入力端子INaが「Hi」の間継続する。
この出力電圧が電圧Vr(本実施の形態では、電圧Vi2と等しい)まで上昇したら、その後、入力端子INaを「Lo」にする。具体的には入力端子INaに、例えば0(V)を印加する。
このようにして、放電開始電圧以下となる電圧Vs(本実施の形態では、電圧Vi1と等しい)から、放電開始電圧を超える電圧Vr(本実施の形態では、電圧Vi2と等しい)に向かって緩やかに上昇する上りランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。
(期間T13)
入力端子INaを「Lo」にすると走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が電圧Vs(本実施の形態では、電圧Vi3と等しい)まで低下する。そしてその後、スイッチング素子Q3をオフにする。
(期間T14)
次に、下りランプ電圧を発生するミラー積分回路の入力端子INbを「Hi」にする。具体的には入力端子INbに、所定の定電流を入力する。すると、抵抗R11からコンデンサC12に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q14のドレイン電圧がランプ状に下降し、走査電極駆動回路43の出力電圧もランプ状に下降し始める。そして、初期化期間が終了する直前に、入力端子INbを「Lo」とする。具体的には入力端子INbに、例えば0(V)を印加する。
なお、期間T14ではスイッチング素子Q13はオフとなるが、下りランプ電圧を発生するミラー積分回路は、スイッチング素子Q13のボディダイオードを介して走査電極駆動回路43の出力電圧を下降させることができる。
また、比較器CPでは、この下りランプ電圧と、電圧Vaに電圧Vset2が加えられた電圧(Va+Vset2)とが比較されており、比較器CPからの出力信号は、下りランプ電圧が電圧(Va+Vset2)以下となった時刻t14において「0」から「1」に切換わる。切換え信号CEL2は「1」であるため、これにより、アンドゲートAGの入力はともに「1」となってアンドゲートAGから「1」が出力され、走査パルス発生回路54からは、負の電圧Vaに電圧Vscnが重畳された電圧Vcが出力される。したがって、走査パルス発生回路54からは、電圧Vi4を電圧(Va+Vset2)にした下りランプ電圧が出力される。
以上のようにして、走査電極駆動回路43は、放電開始電圧以下となる電圧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第1の傾斜電圧である上りランプ電圧を発生させて走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。そして、その後、電圧Vi3から電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下りランプ電圧を発生させて走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。
なお、図示はしていないが、初期化期間終了後、続く書込み期間では、スイッチング素子Q21をオンに維持する。これにより、比較器CPの一方の端子に入力される電圧は負の電圧Vaとなり、比較器CPからの出力信号CEL1は「1」に維持される。これにより、アンドゲートAGからの出力は「1」に維持され、走査パルス発生回路54からは、負の電圧Vaに電圧Vscnが重畳された電圧Vcが出力される。そして、負の走査パルス電圧を発生させるタイミングで切換え信号CEL2を「0」にすることで、アンドゲートAGの出力信号は「0」となり、走査パルス発生回路54からは負の電圧Vaが出力される。このようにして、書込み期間における負の走査パルス電圧を発生させることができる。
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、すなわち、維持パルスを表示電極対に印加し終わった後に、上りランプ電圧よりも勾配を急峻にした消去ランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加して微弱な消去放電を持続して発生させる。さらに、上昇する電圧が電圧Versに到達した後、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させる。このような構成により、消去放電で発生したプライミング粒子を直ちに収束させて、壁電化をより安定な状態とすることができ、その後の初期化放電、特に下りランプ電圧による選択初期化動作における初期化放電を安定に発生させることができる。したがって、大画面化、高精細化されたパネルにおいても、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な書込み放電を発生させることができるので、書込み時の動作不良の発生を低減することが可能となる。さらに、本実施の形態においては、維持パルスの立ち上がりよりは緩やかな勾配であってかつ第1の傾斜電圧である上りランプ電圧よりは急峻な勾配で上昇する第2の傾斜電圧、すなわち消去ランプ電圧を発生させることで、消去放電を維持放電よりは弱く、全セル初期化動作における初期化放電よりは強い放電強度で発生させることができる。したがって、維持パルスを発生させず、消去ランプ電圧だけを発生させる維持期間を有するサブフィールドを1フィールド内に設けることで、そのサブフィールドにおける輝度重みを半分にし、輝度重み1よりも小さい輝度重みにすることができる。これにより、表示画像における階調性を向上させてより滑らかな画像を表示させることが可能となり、プラズマディスプレイ装置1における画像表示品質を向上させることが可能となる。
なお、本実施の形態では、消去ランプ電圧において、上昇する電圧が電圧Versに到達したら、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させる構成を説明した。しかし、上述した異常放電を防止するためには、消去ランプ電圧を降下させたときに到達させる電位を電圧Versの70%以下に設定することが望ましい。図9は、本発明の実施の形態における駆動電圧波形の他の例を示した図である。例えばこの図面に示すように、消去ランプ電圧が電圧Versに到達した後、直ちに電圧Vb(電圧Vbは、電圧Vers×0.7以下の電圧)まで降下させるように構成する。こうすれば、たとえ、その後、電圧Vbを一定期間維持したとしても、上述した異常放電を防止しつつ、上述した効果を得ることが可能である。また、本実施の形態では、消去ランプ電圧を降下させたときに到達させる電位の下限電圧値をベース電位となる0(V)に設定しているが、この下限電圧値は、続く下りランプ電圧による選択初期化動作を円滑に行えるようにするために設定した値に過ぎない。本実施の形態は、この下限電圧値が何ら上述した値に限定されるものではなく、消去動作に続く動作が円滑に行える範囲で最適に設定すればよい。
なお、本実施の形態では、初期化動作時の上りランプ電圧を発生させるための第1の傾斜電圧発生回路と、消去ランプ電圧を発生させるための第2の傾斜電圧発生回路とを互いに独立して設ける構成を説明したが、本発明は、何らこの構成に限定されるものではない。本発明においては、上りランプ電圧、消去ランプ電圧の双方とも走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。したがって、発生させる傾斜電圧の勾配および最大電圧値をスイッチング素子等を用いて変更できるように1つの傾斜電圧発生回路(ミラー積分回路等)を構成することで、第1の傾斜電圧発生回路と第2の傾斜電圧発生回路とを共通の回路で構成することも可能である。
なお、本実施の形態において、図5、図6に示した走査電極駆動回路43、維持電極駆動回路44は単なる一構成例を示したものに過ぎず、同様の動作を実現できるものであれば、どのような回路構成であってもかまわない。例えば、電圧Ve1、電圧Ve2を印加する回路については、図6に示した回路に限定されるものではなく、例えば、電圧Ve1を発生させる電源と電圧Ve2を発生させる電源とそれぞれの電圧を維持電極SU1〜維持電極SUnに印加するための複数のスイッチング素子とを用いて、それぞれの電圧を必要なタイミングで維持電極SU1〜維持電極SUnに印加する構成とすることもできる。また、図5に示した消去ランプ電圧を発生させるための回路も単なる一構成例を示したものに過ぎず、同様の動作を実現できる他の回路に置き換えることができる。
なお、本実施の形態は、いわゆる2層駆動によるパネルの駆動方法にも適用させることができる。この2層駆動とは、例えば、次のような駆動方法である。まず、走査電極SC1〜走査電極SCnを第1の走査電極群と第2の走査電極群とに分割し、書込み期間を、第1の走査電極群に属する走査電極のそれぞれに走査パルスを順次印加する第1の書込み期間と、第2の走査電極群に属する走査電極のそれぞれに走査パルスを順次印加する第2の書込み期間とで構成する。そして、第1の書込み期間および第2の書込み期間の少なくとも一方において、走査パルスを印加する走査電極群に属する走査電極には、走査パルス電圧よりも高い第2の電圧から走査パルス電圧に遷移し再び第2の電圧に遷移する走査パルスを順次印加する。また、走査パルスを印加しない走査電極群に属する走査電極には、走査パルス電圧より高い第3の電圧と、第2の電圧および第3の電圧より高い第4の電圧とのいずれかの電圧を印加し、少なくとも隣接する走査電極に走査パルス電圧が印加されている間は第3の電圧を印加する。このようなパネルの駆動方法であっても、本実施の形態を適用させることで、上述と同様の効果を得ることができる。
なお、本発明は、消去ランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する構成としているが、一方で、最後の維持パルスを印加する電極を走査電極SC1〜走査電極SCnとし、消去ランプ電圧を維持電極SU1〜維持電極SUnに印加するという従来技術がある。しかしながら、1つの維持期間において発生させる維持パルスの数を、奇数にするよりも偶数にする方が、表示画像の階調を高め画質をより良くできることが確認された。1つの維持期間において発生させる維持パルスの数を偶数にすると、維持期間の最後に発生させる維持パルスは維持電極SU1〜維持電極SUnに印加されることとなる。すなわち、本発明は、このような画質的な観点においても、より望ましい効果を得ることができる。また、消去ランプ電圧を維持電極SU1〜維持電極SUnに印加するという従来技術では、消去ランプ電圧の発生後に、本実施の形態で示した全セル初期化動作と同様の波形形状、すなわち上りランプ電圧を有する初期化波形を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加しなければならない。それに対し、本発明では、消去ランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加しているので、選択初期化サブフィールドにおいては、上述した下りランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加することで初期化動作を行うことができる。したがって、初期化動作に要する時間の点においても、より望ましい効果を得ることができる。
なお、本実施の形態では、電力回収回路51、電力回収回路61において、維持パルスの立ち上がりと立ち下がりとで1つのインダクタを共通に用いる構成を説明したが、複数のインダクタを用い、維持パルスの立ち上がりと立ち下がりとで異なるインダクタを使用する構成としてもかまわない。また、その場合に、立ち上がりに用いるインダクタと立ち下がりに用いるインダクタとが異なる共振周期になるように、例えば、立ち上がりに用いるインダクタは共振周期が約1200nsecとなるように、立ち下がりに用いるインダクタは共振周期が約1500nsecとなるように設定してもよい。
なお、本実施の形態では、第1SFの輝度重みが半分になるように維持期間に消去放電のみを発生させるサブフィールドを第1SFにし、かつ、第2SFを全セル初期化サブフィールドにし第1SF、第3SF〜第11SFを選択初期化サブフィールドにする構成を説明したが、このサブフィールド構成は単に実施の形態の一例を示したものに過ぎない。本発明は、何らこのサブフィールド構成に限定されるものではなく、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて最適なサブフィールド構成とすることが望ましい。
なお、本実施の形態では、維持期間に維持パルスを発生させず第2の傾斜電圧である消去ランプ電圧だけを発生させるサブフィールドを1フィールドに1つ設ける構成を説明したが、本発明は何らこの構成に限定されるものではなく、同様のサブフィールドを1フィールドに2つ以上設ける構成としてもよい。
なお、本実施の形態において示した具体的な各数値、例えば電圧Versの電圧値や消去パルス電圧の勾配等は、実験に用いた表示電極対数1080の42インチのパネルの特性にもとづき設定したものであって、単に実施の形態の一例を示したものに過ぎない。本発明はこれらの数値に何ら限定されるものではなく、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて最適な値に設定することが望ましい。また、これらの各数値は、上述した効果を得られる範囲でのばらつきを許容するものとする。
本発明は、維持期間の最後に走査電極に印加する消去放電用の上り傾斜電圧である消去ランプ電圧を、上昇する電圧が電圧Versに到達した後、直ちに降下させているので、大画面化、高精細化されたパネルであっても、書込み放電を発生させるために必要な印加電圧を高くすることなく、書込み放電を安定に発生させ、書込み時の動作不良の発生を低減させることが可能である。また、消去放電を、維持放電よりは弱く、全セル初期化動作における初期化放電よりは強い放電強度で発生させることができるので、維持パルスを発生させず、第2の傾斜電圧だけを発生させる維持期間を有するサブフィールドを1フィールドに少なくとも1つ設けることで、表示画像の階調性を向上させることができる。すなわち、本発明は、画像表示品質のよいプラズマディスプレイ装置およびパネルの駆動方法として有用である。
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および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)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に用いられている。
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する。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とともに、書込み放電を安定して発生させるためのプライミング粒子(放電のための起爆剤=励起粒子)を発生させる。書込み期間では、表示を行うべき放電セルに選択的に書込みパルス電圧を印加して書込み放電を発生させ壁電荷を形成する(以下、この動作を「書込み」とも記す)。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電圧を印加し、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は全ての放電セルに初期化放電を発生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直前の維持期間で維持放電を行った放電セルにのみ初期化放電を発生させる選択初期化動作を行う。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(例えば、特許文献1参照)。
また、上述の特許文献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、表示電極対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。この細幅消去放電によって、続くサブフィールドの書込み期間における書込み動作を安定させ、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、維持期間において表示電極対への維持パルスの印加が終了した後に、上昇する傾斜電圧を維持電極に印加して放電セル内の壁電荷を消去する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
また、維持期間において表示電極対への維持パルスの印加が終了した後に、所定の電圧まで上昇した後その電圧を一定期間維持する傾斜電圧を走査電極に印加し、その後上昇する傾斜電圧を維持電極に印加して放電セル内の壁電荷を消去する技術が開示されている(例えば、特許文献3参照)。
また、維持期間において表示電極対への維持パルスの印加が終了した後に、上昇する傾斜電圧を走査電極に印加するとともにその傾斜を表示画像の平均輝度に応じて変更することで放電セル内の壁電荷を消去する技術が開示されている(例えば、特許文献4参照)。
ただし、特許文献2、特許文献3に記載された技術においては、維持電極に印加する傾斜電圧を発生させるための回路が必要となり、また、特許文献4に記載された技術においては傾斜電圧の傾斜を変更させるための回路が必要となるため、いずれにおいても回路の規模が増大する。
近年、パネルの高精細化にともない放電セルのさらなる微細化が進んでいる。この微細化された放電セルでは、壁電荷が失われる「電荷抜け」と呼ばれる現象が生じやすいことが確認されており、この電荷抜けが発生すると、放電不良が発生して画像表示品質を劣化させたり、あるいは、放電の発生に必要な印加電圧が上昇する等の問題が生じる。
電荷抜けが発生する主な原因の1つに書込み動作時の放電ばらつきがある。例えば、書込み動作時の放電ばらつきが大きく、書込み放電が強く発生してしまうと、発光させる放電セルと非発光の放電セルとが隣接したところで、発光させる放電セルが非発光の放電セルから壁電荷を奪ってしまうことがあり、電荷抜けが発生する。
したがって、書込み放電をできるだけ安定に発生させることが、電荷抜けを防止するためには重要である。
一方、近年ではパネルのさらなる大画面化、高精細化が進められており、それにともないパネルの駆動インピーダンスは増大する傾向にある。そして、駆動インピーダンスが増大すると、パネルの駆動回路から発生される駆動波形にリンギング等の波形歪が生じやすくなる。上述の細幅消去放電は、続くサブフィールドの書込み動作を安定させることを目的としたものであるが、例えば、この細幅消去放電を発生させるための駆動波形に波形歪が生じると、細幅消去放電そのものが強く発生してしまう恐れがあり、そのような場合には、続く書込み放電を安定に発生させることは難しいといった課題があった。
また、近年では、パネルの大型化、高輝度化、高精細化にともない、プラズマディスプレイ装置におけるさらなる画像表示品質の向上が望まれている。
特開2000−242224号公報 特開2004−348140号公報 特開2005−141224号公報 特開2003−5700号公報
本発明のプラズマディスプレイ装置は、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを1フィールド内に複数設けて階調表示するサブフィールド法で駆動し、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るパネルと、表示電極対の電極間容量とインダクタとを共振させて維持期間に輝度重みに応じた回数の放電を放電セルで発生させる維持パルスを発生し、維持期間において表示電極対の走査電極と維持電極とに交互に印加する維持パルス発生回路と、初期化期間において緩やかに上昇する第1の傾斜電圧を発生する第1の傾斜電圧発生回路と、維持期間の最後に、維持パルスの立ち上がりよりは緩やかな勾配であってかつ第1の傾斜電圧よりは急峻な勾配で上昇する第2の傾斜電圧を発生する第2の傾斜電圧発生回路と、第2の傾斜電圧が所定電位に到達したら直ちに第2の傾斜電圧発生回路の動作を停止するスイッチング回路とを有する傾斜電圧発生回路とを備え、1フィールドの少なくとも1つの維持期間では、維持パルス発生回路は維持パルスを発生させず、傾斜電圧発生回路が第2の傾斜電圧を発生することを特徴とする。
これにより、維持期間の最後に走査電極に印加する消去放電用の上り傾斜電圧である第2の傾斜電圧を、上昇する電圧が所定電位である電圧Versに到達した後、直ちに降下させているので、大画面化、高精細化されたパネルであっても、放電セルにおける異常放電の発生を防止して、放電セル内の壁電圧を続く書込み動作が安定に行えるように最適に調整することができる。したがって、書込み放電を発生させるために必要な印加電圧を高くすることなく、書込み放電を安定に発生させ、書込み時の動作不良の発生を低減させることができる。さらに、消去放電を、維持放電よりは弱く、全セル初期化動作における初期化放電よりは強い放電強度で発生させることができるので、維持パルスを発生させず、第2の傾斜電圧だけを発生させる維持期間を有するサブフィールドを1フィールドに少なくとも1つ設けることで、表示画像の階調性を向上させることができ、パネルの画像表示品質を向上させることができる。
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24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。
また、保護層26は、放電セルにおける放電開始電圧を下げるために、パネルの材料として使用実績があり、ネオン(Ne)およびキセノン(Xe)ガスを封入した場合に2次電子放出係数が大きく耐久性に優れたMgOを主成分とする材料から形成されている。
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、内部の放電空間には、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。なお、本実施の形態では、発光効率を向上させるためにキセノン分圧を約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。また、放電ガスの混合比率も上述した数値に限られるわけではなく、その他の混合比率であってもよい。
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〜走査電極SCn(図1の走査電極22)およびn本の維持電極SU1〜維持電極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〜データ電極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。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〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの間に大きな電極間容量Cpが存在する。
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の概要について説明する。
本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置は、サブフィールド法、すなわち1フィールド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。
各サブフィールドにおいて、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。加えて、放電遅れを小さくし書込み放電を安定して発生させるためのプライミング粒子(放電のための起爆剤=励起粒子)を発生させるという働きを持つ。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全セル初期化動作と、直前のサブフィールドで維持放電を行った放電セルだけで選択的に初期化放電を発生させる選択初期化動作とがある。
書込み期間では、後に続く維持期間において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24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。
そして、本実施の形態では、維持期間の最後に傾斜電圧を発生させており、これにより、続くサブフィールドの書込み期間における書込み動作を安定させている。
また、本実施の形態では、1フィールドを11のサブフィールド(第1SF、第2SF、・・・、第11SF)で構成し、各サブフィールドはそれぞれ、例えば(0.5、1、2、3、6、11、18、30、44、60、80)の輝度重みを持つものとする。なお、本実施の形態では、走査電極SC1〜走査電極SCnに正方向の電圧を印加して発生させる1回の維持放電または維持電極SU1〜維持電極SUnに正方向の電圧を印加して発生させる1回の維持放電により発生する発光輝度を輝度重み1としており、第1SFの輝度重み0.5とは、1回の維持放電で発生する発光よりも微弱な発光を生じさせることを表す。そして、詳細については後述するが、本実施の形態において、輝度重み0.5の維持期間では、維持放電は発生させず、上述の傾斜電圧の印加による放電だけを発生させるものとする。これにより、第1SFの画像表示に関与する輝度を、1回の維持放電で発生させる発光輝度よりも低くできるので、より細やかな階調の表示が可能となり、滑らかな画像を表示することが可能となる。
また、第2SFの初期化期間では全セル初期化動作を行い(以下、全セル初期化動作を行うサブフィールドを「全セル初期化サブフィールド」と呼称する)、第1SF、第3SF〜第11SFの初期化期間では選択初期化動作を行う(以下、選択初期化動作を行うサブフィールドを「選択初期化サブフィールド」と呼称する)ものとする。これにより、画像の表示に関係のない発光は第2SFにおける全セル初期化動作の放電にともなう発光のみとなり、維持放電を発生させない黒表示領域の輝度である黒輝度は全セル初期化動作における微弱発光だけとなって、コントラストの高い画像表示が可能となる。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を表示電極対24のそれぞれに印加する。
以下、駆動電圧波形の概要について説明し、続いて駆動回路の構成について説明する。
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、2つのサブフィールドの駆動電圧波形、すなわち選択初期化サブフィールドである第1SFと、全セル初期化サブフィールドである第2SFの2つのサブフィールドの駆動電圧波形を示している。しかし、本実施の形態は、サブフィールド構成や、サブフィールド数、各サブフィールドの輝度重み等が上記内容に限定されるものではなく、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。また、以下における走査電極SCi、維持電極SUi、データ電極Dkは、各電極の中から画像データにもとづき選択された電極を表す。
まず、1フィールドの最後のサブフィールド(第11SF)の維持期間では、輝度重みに応じた回数の維持パルスを表示電極対24に交互に印加し終わった後、図3に示すように、データ電極D1〜データ電極Dmおよび維持電極SU1〜維持電極SUnを0(V)に保持したまま、後述する第2の傾斜電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。こうして、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの間に微弱な放電を持続して発生させ、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上の壁電圧の一部または全部を消去する。なお、この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。
続くフィールドの第1SFは、選択初期化サブフィールドである。選択初期化動作を行う初期化期間では、データ電極D1〜データ電極Dmは0(V)に保持したまま、維持電極SU1〜維持電極SUnには正の電圧Ve1を印加し、走査電極SC1〜走査電極SCnには、維持電極SU1〜維持電極SUnに対して放電開始電圧以下となる電圧(例えば、接地電位)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電圧(以下、「下りランプ電圧」と呼称する)を印加する。これにより、直前のサブフィールドの維持期間で放電を起こした放電セルでは、走査電極SCiと維持電極SUiとの間、および走査電極SCiとデータ電極Dkとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が発生し、走査電極SCi上部および維持電極SUi上部の壁電圧が弱められ、データ電極D1〜データ電極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。一方、前のサブフィールドの維持期間で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。
続く書込み期間では、まず維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧Ve2を、走査電極SC1〜走査電極SCnに電圧Vcを印加する。
そして、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〜データ電極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上の壁電圧との差が加算されたものとなり放電開始電圧を超える。これにより、データ電極Dkと走査電極SC1との間に放電が発生する。また、維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧Ve2を印加しているため、維持電極SU1上と走査電極SC1上との電圧差は、外部印加電圧の差である(Ve2−Va)に維持電極SU1上の壁電圧と走査電極SC1上の壁電圧との差が加算されたものとなる。このとき、電圧Ve2を、放電開始電圧をやや下回る程度の電圧値に設定することで、維持電極SU1と走査電極SC1との間を、放電には至らないが放電が発生しやすい状態とすることができる。これにより、データ電極Dkと走査電極SC1との間に発生する放電を引き金にして、データ電極Dkと交差する領域にある維持電極SU1と走査電極SC1との間に放電を発生させることができる。こうして、発光させるべき放電セル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〜データ電極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、上述したように第1SFの輝度重みを0.5としているので、第2の傾斜電圧(以下、「消去ランプ電圧」と呼称する)を表示電極対24の一方(ここでは、走査電極SC1〜走査電極SCn)に印加することによる持続した微弱な放電だけを発生させる。また、この放電により、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上の壁電圧の一部または全部を消去している。
具体的には、データ電極D1〜データ電極Dmおよび維持電極SU1〜維持電極SUnを0(V)に保持したまま、ベース電位となる0(V)から放電開始電圧を超える電圧Versに向かって上昇する第2の傾斜電圧である消去ランプ電圧を、後述する第1の傾斜電圧よりも急峻な勾配、例えば、約10V/μsecの勾配で発生させ、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。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上との電圧差は、走査電極SCi上の壁電圧と維持電極SUi上の壁電圧との差に消去ランプ電圧が加算されたものとなり、消去ランプ電圧の上昇途中で放電開始電圧を超え、走査電極SCiと維持電極SUiとの間に微弱な放電が起こる。この微弱な放電は、消去ランプ電圧が上昇する期間、持続して発生する。そして、上昇する電圧が所定電位である電圧Versに到達したら走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧をベース電位となる0(V)まで降下させる。
この放電で発生した荷電粒子は、維持電極SUiと走査電極SCiとの間の電圧差を緩和するように、維持電極SUi上および走査電極SCi上に壁電荷となって蓄積されていく。これにより、データ電極Dk上の正の壁電荷を残したまま、走査電極SC1〜走査電極SCn上と維持電極SU1〜維持電極SUn上との間の壁電圧は、走査電極SCiに印加した電圧と放電開始電圧の差、すなわち(電圧Vers−放電開始電圧)の程度まで弱められる。以下、この消去ランプ電圧によって発生させる維持期間の最後の放電を「消去放電」と呼称する。
なお、本実施の形態では、消去ランプ電圧の勾配を全セル初期化動作における第1の傾斜電圧よりも急峻な勾配(例えば、約10V/μsec)で発生させているが、これは、消去放電が安定に発生し壁電圧を調整する働きが適切となるように、かつ駆動波形が定められた維持期間内に収まるようにするためである。一方、消去ランプ電圧の勾配を、維持パルスの立ち上がりよりも緩やかに、かつ第1の傾斜電圧よりも急峻にすることで、消去放電を、維持放電よりは弱く、しかし全セル初期化動作における初期化放電よりは強い放電強度で発生させることができる。したがって、維持期間に発生させる放電をこの消去ランプ電圧による消去放電だけとすることで、維持放電を1回発生させるよりも低い輝度で放電セルを発光させることができる。これにより、本実施の形態では、第1SFの輝度重み0.5を実現し、第1SFの画像表示に関与する輝度を低くして、細やかな階調の表示を可能としている。
なお、本実施の形態で用いている輝度重み0.5は、1回の維持放電による発光輝度の2分の1の発光輝度であることを表すのではなく、輝度重み1よりも小さいという意味で用いているに過ぎない。本実施の形態において、輝度重み0.5のサブフィールドにおける発光輝度は、1回の維持放電で発生する発光輝度よりも小さければよく、例えば、1回の維持放電による発光輝度に対して0.3や0.4あるいは0.6や0.7といった輝度であってもかまわない。
また、本実施の形態では、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達したら、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させる構成としている。これは、上昇する電圧が電圧Versに到達した後、その電圧を維持したままにすると、次の3つの条件にあてはまる放電セルで異常放電が発生しやすいことを実験的に確認したためである。この3つの条件とは、すなわち、
1.自身が非発光の放電セル(そのサブフィールドで書込みがなされていない放電セル)である。
2.隣接セルが発光させる放電セル(そのサブフィールドで書込みがなされた放電セル)である。
3.自身が直前のサブフィールドで維持放電を発生した。
である。
この異常放電は、次の書込み期間での誤放電を誘発するため、できるだけ発生させないようにすることが望ましい。
本実施の形態では、消去ランプ電圧を発生させる際に、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達した後、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させる構成としている。したがって、消去放電で発生したプライミング粒子を直ちに収束させる(放電空間内に形成されたプライミング粒子を放電セル内に壁電化として定着させる)ことができる。一方、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達した後、その電圧を一定期間維持する構成では、消去放電で発生したプライミング粒子が収束するまでに、時間的な間隔が空く。すなわち、本実施の形態では、そのよう構成と比較して、壁電化をより安定な状態とすることができ、その後の初期化放電、特に下りランプ電圧による選択初期化動作よる初期化放電を安定に発生させることができる。したがって、初期化動作時における異常放電の発生を防止しつつ、放電セル内の壁電圧を続く書込み動作が安定に行えるように最適に調整することが可能である。
なお、本実施の形態では、電圧Versの電圧値を維持パルス電圧Vs+3(V)、例えば、約213(V)に設定しているが、ここでは電圧Versの電圧値を、維持パルス電圧Vs−10(V)以上かつ維持パルス電圧Vs+10(V)以下の電圧範囲に設定することが望ましい。電圧Versの電圧値をこの上限値よりも大きくすると壁電圧の調整が過剰となり、また、下限値よりも小さくすると壁電圧の調整が不足して、それぞれ続く書込み動作を安定に行えないおそれがあるためである。
また、本実施の形態では、消去ランプ電圧の勾配を約10V/μsecにする構成を説明したが、この勾配は、2V/μsec以上20V/μsec以下に設定することが望ましい。勾配をこの上限値よりも急峻にすると壁電圧を調整するための放電が微弱な放電とならず、また、勾配をこの下限値よりも緩やかにすると放電そのものが微弱になりすぎてしまい、それぞれ壁電圧の調整がうまく行えないおそれがあるためである。
なお、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消去放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧が保たれる。
続く第2SFは、全セル初期化動作を行うサブフィールドである。第2SFの初期化期間前半部では、データ電極D1〜データ電極Dm、維持電極SU1〜維持電極SUnにそれぞれ0(V)を印加し、走査電極SC1〜走査電極SCnには、維持電極SU1〜維持電極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第1の傾斜電圧(以下、「上りランプ電圧」と呼称する)を印加する。この上りランプ電圧は、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの電圧差が放電開始電圧以下となる電圧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電圧である。
この上りランプ電圧が上昇する間に、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの間、および走査電極SC1〜走査電極SCnとデータ電極D1〜データ電極Dmとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が持続して起こる。そして、走査電極SC1〜走査電極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〜データ電極Dm上部および維持電極SU1〜維持電極SUn上部には正の壁電圧が蓄積される。
なお、本実施の形態では、全セル初期化動作により生じる発光が黒輝度を上昇させないように、かつ初期化放電が安定して発生するように、この上りランプ電圧を約1.3V/μsecの勾配にして発生させている。
初期化期間後半部では、維持電極SU1〜維持電極SUnには正の電圧Ve1を印加し、データ電極D1〜データ電極Dmには0(V)を印加し、走査電極SC1〜走査電極SCnには、維持電極SU1〜維持電極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下りランプ電圧を印加する。この下りランプ電圧は、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの電圧差が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電圧である。この間に、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの間、および走査電極SC1〜走査電極SCnとデータ電極D1〜データ電極Dmとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が持続して起こる。そして、走査電極SC1〜走査電極SCn上部の負の壁電圧および維持電極SU1〜維持電極SUn上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極D1〜データ電極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。なお、本実施の形態では、直前の消去放電により放電セル内の壁電圧が十分に緩和されているので、そうでない場合と比べて、弱い初期化放電とすることができる。これにより、初期化放電時に発生する不要な発光を抑えて、黒輝度の上昇を抑えることができる。
なお、上述したように、本実施の形態では、第3SF〜第11SFを第1SFと同様の選択初期化サブフィールドとしており、第3SF〜第11SFでは、図3の第1SFの初期化期間に示したように、第2SFの初期化期間の前半部を省略した駆動電圧波形、すなわち、維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧Ve1を、データ電極D1〜データ電極Dmに0(V)をそれぞれ印加し、走査電極SC1〜走査電極SCnに放電開始電圧以下となる電圧(例えば、接地電位)から電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下りランプ電圧を印加する。これにより直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SC1〜走査電極SCn上部の負の壁電圧および維持電極SU1〜維持電極SUn上部の正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)上部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。直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。
続く書込み期間の動作は第1SF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、まず走査電極SC1〜走査電極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〜維持電極SUnにベース電位となる接地電位、すなわち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〜走査電極SCnにはベース電位となる0(V)を、維持電極SU1〜維持電極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〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極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24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、データ電極D1〜データ電極Dmおよび維持電極SU1〜維持電極SUnを0(V)に保持したまま、消去ランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加して、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとの間に微弱な放電を持続して発生させ、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上の壁電圧の一部または全部を消去する。
なお、この第2SFにおける消去放電と上述した第11SF、第1SFにおける消去放電とは同じ働きを有するものである。また、以降のサブフィールドの動作は、維持期間の維持パルスの数を除いて上述の動作と実質的に同等であるので、説明を省略する。以上が、本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の概要である。
次に、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の構成について説明する。図4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41、データ電極駆動回路42、走査電極駆動回路43、維持電極駆動回路44、タイミング発生回路45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41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42はサブフィールド毎の画像データを各データ電極D1〜データ電極Dmに対応する信号に変換し各データ電極D1〜データ電極Dmを駆動する。
タイミング発生回路45は水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vからの出力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。そして、上述したように、本実施の形態においては、維持期間の最後において消去ランプ電圧を発生させる構成としており、それに応じたタイミング信号を走査電極駆動回路43および維持電極駆動回路44に出力する。これにより、安定した初期化放電を実現し、書込み動作を安定化させる。
走査電極駆動回路43は、初期化期間において走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する初期化電圧を発生するための傾斜電圧発生回路、維持期間において走査電極SC1〜走査電極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(図示せず)、書込み期間において走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する走査パルス電圧を発生するための走査パルス発生回路(図示せず)を有し、タイミング信号にもとづいて各走査電極SC1〜走査電極SCnをそれぞれ駆動する。維持電極駆動回路44は、維持パルス発生回路(図示せず)および電圧Ve1、電圧Ve2を発生するための回路を備え、タイミング信号にもとづいて維持電極SU1〜維持電極SUnを駆動する。
次に、走査電極駆動回路43について説明する。図5は、本発明の実施の形態における走査電極駆動回路43の回路図である。走査電極駆動回路43は、維持期間に走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する維持パルスを発生させる維持パルス発生回路50、初期化期間に走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する初期化波形を発生させる傾斜電圧発生回路53、書込み期間に走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する走査パルスを発生させる走査パルス発生回路54を備えている。なお、図5には、傾斜電圧発生回路53を動作させるときに維持パルス発生回路の電源電圧Vsと傾斜電圧発生回路53とを電気的に分離するためのスイッチング素子Q12を用いた分離回路、および走査パルスを発生させるときに傾斜電圧発生回路53と走査パルス発生回路54とを電気的に分離するためのスイッチング素子Q13を用いた分離回路を示している。また、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「オン」、遮断させる動作を「オフ」と表記し、スイッチング素子をオンさせる信号を「Hi」、オフさせる信号を「Lo」と表記する。
維持パルス発生回路50は、電力回収回路51とクランプ回路52とを備えている。電力回収回路51は、電力回収用のコンデンサC1、スイッチング素子Q1、スイッチング素子Q2、逆流防止用のダイオードD1、逆流防止用のダイオードD2、共振用のインダクタL1を有している。なお、電力回収用のコンデンサC1は電極間容量Cpに比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収回路51の電源として働くように、電圧値Vsの半分の約Vs/2に充電されている。クランプ回路52は、走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧Vsにクランプするためのスイッチング素子Q3、走査電極SC1〜走査電極SCnをベース電位である0(V)にクランプするためのスイッチング素子Q4を有している。そして、タイミング発生回路45から出力されるタイミング信号にもとづき各スイッチング素子を切換えて維持パルス電圧Vsを発生させる。
維持パルス発生回路50において、例えば、維持パルスを立ち上げる際には、スイッチング素子Q1をオンにして電極間容量CpとインダクタL1とを共振させ、電力回収用のコンデンサC1からスイッチング素子Q1、ダイオードD1、インダクタL1を通して走査電極SC1〜走査電極SCnに電力を供給する。そして、走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が電圧Vsに近づいた時点で、スイッチング素子Q3をオンにして、走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧Vsにクランプする。なお、スイッチング素子Q12がオフであっても、MOSFETには、スイッチング動作を行う部分に対してボディダイオードと呼ばれる寄生ダイオードが逆並列(スイッチング動作を行う部分に対して並列に、かつスイッチング動作により電流が流れる方向とは逆方向が順方向となるよう)に生成されるため、スイッチング素子Q3をオンにすれば、このボディダイオードを介して走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧Vsにクランプすることができる。
逆に、維持パルスを立ち下げる際には、スイッチング素子Q2をオンにして電極間容量CpとインダクタL1とを共振させ、電極間容量CpからインダクタL1、ダイオードD2、スイッチング素子Q2を通して電力回収用のコンデンサC1に電力を回収する。そして、走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が0(V)に近づいた時点で、スイッチング素子Q4をオンにして、走査電極SC1〜走査電極SCnをベース電位である0(V)にクランプする。
また、本実施の形態においては、初期化動作時の上りランプ電圧を発生させるための第1の傾斜電圧発生回路とは別に、消去ランプ電圧を発生させるための第2の傾斜電圧発生回路を設けた構成としている。具体的には、傾斜電圧発生回路53は、スイッチング素子Q11とコンデンサC10と抵抗R10とを有し電圧Vi2までランプ状に緩やかに上昇する上りランプ電圧を発生する第1の傾斜電圧発生回路である第1のミラー積分回路55、スイッチング素子Q15とコンデンサC11と抵抗R12とを有し維持パルスの立ち上がりよりは緩やかな勾配であってかつ第1の傾斜電圧よりは急峻な勾配で電圧Versまで上昇する消去ランプ電圧を発生する第2の傾斜電圧発生回路である第2のミラー積分回路56、スイッチング素子Q14とコンデンサC12と抵抗R11とを有し電圧Vi4までランプ状に緩やかに下降する下りランプ電圧を発生する第3の傾斜電圧発生回路である第3のミラー積分回路57を備えている。なお、図5には、ミラー積分回路のそれぞれの入力端子を入力端子INa、入力端子INb、入力端子INcとして示している。
また、本実施の形態では、消去ランプ電圧発生時における電圧の上昇を電圧Versで精度よく停止させるために、消去ランプ電圧とあらかじめ定められた所定電位とを比較し、消去ランプ電圧が所定電位に到達したら直ちに消去ランプ電圧を発生させる第2のミラー積分回路の動作を停止させるスイッチング回路を有する。具体的には、逆流防止用のダイオードD13、電圧Versの電圧値を調整するための抵抗R13、傾斜電圧発生回路53から出力される電圧が電圧Versに到達したら第2のミラー積分回路56の入力端子INcを「Lo」にするためのスイッチング素子Q16、保護用のダイオードD12、抵抗R14を備えている。
スイッチング素子Q16は、一般に用いられているNPN型のトランジスタからなり、ベースを傾斜電圧発生回路53の出力に接続している。また、コレクタを第2のミラー積分回路56の入力端子INcに接続している。また、エミッタを、直列に接続された抵抗R13、ダイオードD13を介して電圧Vsに接続している。抵抗R13は、傾斜電圧発生回路53から出力される電圧が電圧Versに到達したらスイッチング素子Q16がオンするようにその抵抗値が設定されている。そのため、傾斜電圧発生回路53から出力される電圧が電圧Versに到達したらスイッチング素子Q16はオンする。すると、第2のミラー積分回路56を動作させるために入力端子INcに入力される電流はスイッチング素子Q16に引き抜かれるため第2のミラー積分回路56は動作を停止する。
一般的にミラー積分回路は、発生させるランプ電圧の勾配に、自身の回路を構成する素子のばらつきの影響を受けやすい。そのため、単にミラー積分回路の動作期間を制御するだけでランプ電圧を生成すると、ランプ電圧の最大電圧値がばらつきやすい。一方、本実施の形態では、消去ランプ電圧の最大電圧値を目標電圧値に対して±3(V)に収めるのが望ましいことが確認されている。そして、本実施の形態における構成を用いることで、消去ランプ電圧の最大電圧値を目標電圧値に対して±1(V)程度の範囲に収めることができ、消去ランプ電圧を精度よく発生させることが可能となる。
なお、電圧Vers’は電圧Versよりも高い電圧値に設定することが望ましく、本実施の形態では、電圧Vers’を電圧Vs+30(V)に設定している。また、本実施の形態では、電圧Versが電圧Vs+3(V)になるように抵抗R13の抵抗値を設定している。具体的には抵抗R13を100Ω、電圧Vsを210(V)、抵抗R14を1kΩに設定している。ただし、これらの値は表示電極対数1080の42インチのパネルにもとづき設定した値に過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様に応じて最適に設定すればよい。
そして、傾斜電圧発生回路53は、タイミング発生回路45から出力されるタイミング信号にもとづき上述した傾斜電圧、または消去ランプ電圧を発生させる。
例えば、初期化波形における上りランプ電圧を発生させる場合には、入力端子INaに所定の定電流を入力して、入力端子INaを「Hi」にする。これにより抵抗R10からコンデンサC10に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q11のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路43の出力電圧もランプ状に上昇し始める。
また、全セル初期化動作および選択初期化動作の初期化波形における下りランプ電圧を発生させる場合には、入力端子INbに所定の定電流を入力して、入力端子INbを「Hi」にする。すると、抵抗R11からコンデンサC12に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q14のドレイン電圧がランプ状に下降し、走査電極駆動回路43の出力電圧もランプ状に下降し始める。
また、維持期間の最後において消去ランプ電圧を発生させる場合には、入力端子INcに所定の定電流を入力して、入力端子INcを「Hi」にする。これにより抵抗R12からコンデンサC11に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q15のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路43の出力電圧もランプ状に上昇し始める。なお、本実施の形態では、抵抗R12の抵抗値を抵抗R10の抵抗値よりも小さくしており、これにより、第2の傾斜電圧である消去ランプ電圧を、第1の傾斜電圧である上りランプ電圧よりも勾配を急峻にして発生させている。
そして、傾斜電圧発生回路53から出力される駆動電圧が徐々に上昇して電圧Versよりも高くなると、スイッチング素子Q16がオンして入力端子INcに入力される定電流はスイッチング素子Q16に引き抜かれ、第2のミラー積分回路56は動作を停止する。これにより、傾斜電圧発生回路53から出力される駆動電圧は直ちにベース電位となる0(V)まで降下する。こうして、本実施の形態では、消去ランプ電圧発生時における電圧の上昇を所定電位である電圧Versで精度よく停止させ、その後、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させている。
走査パルス発生回路54は、走査電極SC1〜走査電極SCnのそれぞれに走査パルス電圧を出力するスイッチ回路OUT1〜スイッチ回路OUTnと、スイッチ回路OUT1〜スイッチ回路OUTnの低電圧側を電圧Vaにクランプするためのスイッチング素子Q21と、スイッチ回路OUT1〜スイッチ回路OUTnを制御するための制御回路IC1〜ICnと、電圧Vaに電圧Vscnを重畳した電圧Vcをスイッチ回路OUT1〜スイッチ回路OUTnの高電圧側に印加するためのダイオードD21およびコンデンサC21とを備えている。そしてスイッチ回路OUT1〜スイッチ回路OUTnのそれぞれは、電圧Vcを出力するためのスイッチング素子QH1〜スイッチング素子QHnと電圧Vaを出力するためのスイッチング素子QL1〜スイッチング素子QLnとを備えている。そして、タイミング発生回路45から出力されるタイミング信号にもとづき、書込み期間において走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する走査パルス電圧Vaを順次発生させる。なお、走査パルス発生回路54は、初期化期間では傾斜電圧発生回路53の電圧波形を、維持期間では維持パルス発生回路50の電圧波形をそのまま出力する。
なお、スイッチング素子Q3、スイッチング素子Q4、スイッチング素子Q12、スイッチング素子Q13には非常に大きな電流が流れるため、これらのスイッチング素子にはFET、IGBT等を複数並列接続して用いインピーダンスを低下させている。
また、走査パルス発生回路54は、論理積演算を行うアンドゲートAGと、2つの入力端子に入力される入力信号の大小を比較する比較器CPとを備える。比較器CPは、電圧Vaに電圧Vset2が重畳された電圧(Va+Vset2)と駆動電圧とを比較し、駆動電圧の方が電圧(Va+Vset2)よりも高い場合には「0」を、それ以外では「1」を出力する。アンドゲートAGには、2つの入力信号、すなわち比較器CPの出力信号CEL1と切換え信号CEL2とが入力される。切換え信号CEL2としては、例えば、タイミング発生回路45から出力されるタイミング信号を用いることができる。そして、アンドゲートAGは、いずれの入力信号も「1」の場合には「1」を出力し、それ以外の場合には「0」を出力する。アンドゲートAGの出力は制御回路IC1〜制御回路ICnに入力され、アンドゲートAGの出力が「0」であればスイッチング素子QL1〜スイッチング素子QLnを介して駆動電圧を、アンドゲートAGの出力が「1」であればスイッチング素子QH1〜スイッチング素子QHnを介して電圧Vaに電圧Vscnが重畳された電圧Vcを出力する。
なお、本実施の形態では、第1の傾斜電圧発生回路、第2の傾斜電圧発生回路、第3の傾斜電圧発生回路に、実用的であり比較的構成が簡単なFETを用いたミラー積分回路を採用しているが、傾斜電圧発生回路は何らこの構成に限定されるものではなく、上りランプ電圧および下りランプ電圧を発生することができる回路であればどのような回路であってもよい。
次に、維持電極駆動回路44について説明する。図6は、本発明の実施の形態における維持電極駆動回路44の回路図である。なお、図6にはパネル10の電極間容量をCpとして示している。
維持電極駆動回路44の維持パルス発生回路60は、走査電極駆動回路43の維持パルス発生回路50とほぼ同様の構成である。すなわち、維持パルス発生回路60は、維持電極SU1〜維持電極SUnを駆動するときの電力を回収して再利用するための電力回収回路61と、維持電極SU1〜維持電極SUnを電圧Vsおよび0(V)にクランプするためのクランプ回路62とを備えている。そして、維持パルス発生回路60は、パネル10の電極間容量Cpの一端である維持電極SU1〜維持電極SUnに接続されている。
電力回収回路61は、電力回収用のコンデンサC30、スイッチング素子Q31、スイッチング素子Q32、逆流防止用のダイオードD31、逆流防止用のダイオードD32、共振用のインダクタL30を有している。そして、電極間容量CpとインダクタL30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。クランプ回路62は、維持電極SU1〜維持電極SUnを電圧Vsにクランプするためのスイッチング素子Q33、維持電極SU1〜維持電極SUnをベース電位である0(V)にクランプするためのスイッチング素子Q34を有している。そして、スイッチング素子Q33を介して維持電極SU1〜維持電極SUnを電源VSに接続して電圧Vsにクランプし、スイッチング素子Q34を介して維持電極SU1〜維持電極SUnを接地して0(V)にクランプする。
また、維持電極駆動回路44は、電圧Ve1を発生する電源VE1、電圧Ve1を維持電極SU1〜維持電極SUnに印加するためのスイッチング素子Q36、スイッチング素子Q37、電圧ΔVeを発生する電源ΔVE、逆流防止用のダイオードD33、電圧Ve1に電圧ΔVeを積み上げるためのチャージポンプ用のコンデンサC31、電圧Ve1に電圧ΔVeを積み上げて電圧Ve2とするためのスイッチング素子Q38、スイッチング素子Q39を備えている。
例えば、図3に示した電圧Ve1を印加するタイミングでは、スイッチング素子Q36、スイッチング素子Q37を導通させて、維持電極SU1〜維持電極SUnにダイオードD33、スイッチング素子Q36、スイッチング素子Q37を介して正の電圧Ve1を印加する。
なお、このとき、スイッチング素子Q38を導通させ、コンデンサC31の電圧が電圧Ve1になるように充電しておく。また、図3に示した電圧Ve2を印加するタイミングでは、スイッチング素子Q36、スイッチング素子Q37は導通させたまま、スイッチング素子Q38を遮断させる。それとともにスイッチング素子Q39を導通させてコンデンサC31の電圧に電圧ΔVeを重畳し、維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧(Ve1+ΔVe)、すなわち電圧Ve2を印加する。このとき、逆流防止用のダイオードD33の働きにより、コンデンサC31から電源VE1への電流は遮断される。
なお、電力回収回路51のインダクタL1とパネル10の電極間容量CpとのLC共振の共振周期、および電力回収回路61のインダクタL30と同電極間容量CpとのLC共振の共振周期は、インダクタL1、インダクタL30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、電力回収回路51、電力回収回路61における共振周期が約1500nsecになるようにインダクタL1、インダクタL30を設定しているが、この数値は単なる一例に過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて最適に設定すればよい。
次に、維持期間における駆動電圧波形の詳細について説明する。図7は、本発明の実施の形態における走査電極駆動回路43および維持電極駆動回路44の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
ここでは、まず、維持パルスの繰り返し周期の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。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。なお、図7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。また、図面にはスイッチング素子をオンさせる信号を「ON」、オフさせる信号を「OFF」と表記する。
(期間T1)
時刻t1でスイッチング素子Q2をオンにする。すると走査電極SC1〜走査電極SCn側の電荷はインダクタL1、ダイオードD2、スイッチング素子Q2を通してコンデンサC1に流れ始め、走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が下がり始める。インダクタL1と電極間容量Cpとは共振回路を形成しているので、共振周期の1/2の時間経過後の時刻t2において走査電極SC1〜走査電極SCn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SC1〜走査電極SCnの電圧は0(V)までは下がらない。なお、この間、スイッチング素子Q34はオンに保持する。
(期間T2)
そして時刻t2でスイッチング素子Q4をオンにする。すると走査電極SC1〜走査電極SCnはスイッチング素子Q4を通して直接に接地されるため、走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧は強制的に0(V)に低下する。
さらに、時刻t2でスイッチング素子Q31をオンにする。すると、電力回収用のコンデンサC30からスイッチング素子Q31、ダイオードD31、インダクタL30を通して電流が流れ始め、維持電極SU1〜維持電極SUnの電圧が上がり始める。インダクタL30と電極間容量Cpとは共振回路を形成しているので、共振周期の1/2の時間経過後の時刻t3において維持電極SU1〜維持電極SUnの電圧は電圧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SU1〜維持電極SUnの電圧は電圧Vsまでは上がらない。
(期間T3)
そして時刻t3でスイッチング素子Q33をオンにする。すると維持電極SU1〜維持電極SUnはスイッチング素子Q33を通して直接に電源VSへ接続されるため、維持電極SU1〜維持電極SUnの電圧は強制的に電圧Vsまで上昇する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極SCi−維持電極SUi間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。
(期間T4〜期間T6)
走査電極SC1〜走査電極SCnに印加される維持パルスと維持電極SU1〜維持電極SUnに印加される維持パルスとは同じ波形であり、期間T4から期間T6までの動作は、期間T1から期間T3までの動作を走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとを入れ替えて駆動する動作に等しいので説明を省略する。
なお、スイッチング素子Q2は時刻t2以降、時刻t5までにオフすればよく、スイッチング素子Q31は時刻t3以降、時刻t4までにオフすればよい。また、スイッチング素子Q32は時刻t5以降、次の時刻t2までにオフすればよく、スイッチング素子Q1は時刻t6以降、次の時刻t1までにオフすればよい。また、維持パルス発生回路50、維持パルス発生回路60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Q34は時刻t2直前に、スイッチング素子Q3は時刻t1直前にオフにすることが望ましく、スイッチング素子Q4は時刻t5直前に、スイッチング素子Q33は時刻t4直前にオフにすることが望ましい。
維持期間においては、以上の期間T1〜期間T6の動作を、必要なパルス数に応じて繰り返す。このようにして、ベース電位となる0(V)から維持放電を発生させる電位である電圧Vsに変位する維持パルス電圧を発生させ、表示電極対24のそれぞれに交互に印加して放電セルを維持放電させる。
次に、消去ランプ電圧を維持期間の最後に発生させる際の動作について説明する。
(期間T7)
この期間は、維持電極SU1〜維持電極SUn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直前にスイッチング素子Q33をオフにし時刻t7でスイッチング素子Q32をオンにすることにより、維持電極SU1〜維持電極SUn側の電荷はインダクタL30、ダイオードD32、スイッチング素子Q32を通してコンデンサC30に流れ始め、維持電極SU1〜維持電極SUnの電圧が下がり始める。また、消去ランプ電圧の印加開始(時刻t8)まではスイッチング素子Q4はオンに保持したままとし、走査電極SC1〜走査電極SCnをベース電位である0(V)に維持する。
(期間T8)
時刻t8でスイッチング素子Q34をオンにして、維持電極SU1〜維持電極SUnの電圧を強制的に0(V)に低下させる。
また、時刻t8直前にスイッチング素子Q4をオフにし、時刻t8で入力端子INcを「Hi」にする。これにより、抵抗R12からコンデンサC11に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q15のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路43の出力電圧は、上りランプ電圧よりも急峻な勾配でランプ状に上昇し始める。こうして、ベース電位となる0(V)から電圧Versに向かって上昇する第2の傾斜電圧である消去ランプ電圧を発生させる。そして、この消去ランプ電圧が上昇する間に走査電極SCiと維持電極SUiとの間の電圧差は放電開始電圧を超える。このとき、本実施の形態では、走査電極SCiと維持電極SUiとの間でのみ放電が発生するように各数値を設定しており、例えば、維持パルス電圧Vsを約210(V)とし、電圧Versを約213(V)とし、消去ランプ電圧の勾配を約10V/μsecとしている。これにより、走査電極SCiと維持電極SUiとの間に微弱な放電を発生させることができ、この微弱な放電を消去ランプ電圧が上昇する期間、継続させることができる。
このとき、急激な電圧変化による瞬間的な強い放電を発生させてしまうと、強い放電で発生した大量の荷電粒子は、その急激な電圧変化を緩和するように大きな壁電荷を形成し、直前の維持放電で形成された壁電圧を過剰に消去してしまう。また、大画面化、高精細化され、駆動インピーダンスが増大したパネルでは、駆動回路から発生される駆動波形にリンギング等の波形歪が生じやすくなるため、上述した細幅消去放電を発生させる駆動波形では、波形歪による強い放電が発生する恐れがある。
しかし、本実施の形態では、印加電圧を徐々に上昇させる消去ランプ電圧により走査電極SCiと維持電極SUiとの間に微弱な消去放電を継続して発生させる構成としているので、たとえ大画面化、高精細化され、駆動インピーダンスが増大したパネルであっても、消去放電を安定に発生させることができ、走査電極SCi上および維持電極SUi上の壁電圧を、続く書込み放電を安定に発生させるに最適な状態に調整することができる。
なお、図面には示していないが、このときデータ電極D1〜データ電極Dmは0(V)に保持されているので、データ電極D1〜データ電極Dm上には正の壁電圧が形成される。
(期間T9)
時刻t9で、傾斜電圧発生回路53から出力される駆動電圧が電圧Versに到達すると、スイッチング素子Q16がオンし、第2のミラー積分回路56を動作させるために入力端子INcに入力される電流はスイッチング素子Q16に引き抜かれて第2のミラー積分回路56は動作を停止する。
なお、上述したように、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達した後、その電圧を維持したままにすると、続く書込み期間での誤放電を誘発する異常放電が発生する恐れがある。しかし、本実施の形態では、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達した後、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させる構成としているので、消去放電で発生したプライミング粒子を直ちに収束させることができる。したがって、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧が電圧Versに到達した後、その電圧を一定期間維持する構成と比較して、壁電化をより安定な状態とすることができ、その後の初期化放電、特に下りランプ電圧による選択初期化動作における初期化放電を安定に発生させることができる。すなわち、初期化動作において、この異常放電の発生を防止することができる。
そして、次のサブフィールドの初期化期間となる時刻t10以降では、続くサブフィールドの初期化動作、例えば、続くサブフィールドが選択初期化サブフィールドであれば、走査電極SC1〜走査電極SCnには下りランプ電圧を印加し、維持電極には電圧Ve1を印加して選択初期化動作を開始する。
次に、初期化期間における駆動電圧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全セル初期化期間の走査電極駆動回路43の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。なお、この図面では全セル初期化動作時の駆動波形を例にして説明するが、選択初期化動作においても、同様の制御により下りランプ電圧を発生させることができる。
また、図8では、全セル初期化動作を行う駆動電圧を期間T10〜期間T14で示した5つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。また、電圧Vi1、電圧Vi3は電圧Vsに等しいものとし、電圧Vi2は電圧Vrに等しいものとし、電圧Vi4は負の電圧Vaに電圧Vset2を重畳させた電圧(Va+Vset2)に等しいものとして説明する。また、図面には、アンドゲートAGへの入力信号CEL1、CEL2も同様に、「1」を「Hi」、「0」を「Lo」と表記する。
また、図8には、消去ランプ電圧の発生と上りランプ電圧の発生との違いを示すため、消去ランプ電圧を発生させる期間T8〜期間T9の動作もあわせて示す。
なお、ここでは、電圧Vi4を負の電圧Vaに電圧Vset2を重畳させた電圧(Va+Vset2)にするために、期間T10〜期間T14において、切換え信号CEL2は「1」に維持する。また、図示はしていないが、期間T10〜期間T14において、スイッチング素子Q21はオフに維持する。また、図示はしていないが、分離回路を構成するスイッチング素子Q12には、入力端子INaに入力する信号とは逆極性の信号を入力し、分離回路を構成するスイッチング素子Q13には、入力端子INbに入力する信号とは逆極性の信号を入力するように構成している。
(期間T8)
期間T8では、入力端子INcを「Hi」にする。これにより、抵抗R12からコンデンサC11に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q15のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路43の出力電圧は、上りランプ電圧よりも急峻な勾配でランプ状に上昇し始める。
(期間T9)
傾斜電圧発生回路53から出力される駆動電圧が電圧Versに到達すると、スイッチング素子Q16がオンし、第2のミラー積分回路56を動作させるために入力端子INcに入力される電流はスイッチング素子Q16に引き抜かれて第2のミラー積分回路56は動作を停止する。
こうして、ベース電位となる0(V)から電圧Versに向かって上昇する第2の傾斜電圧である消去ランプ電圧が発生する。
(期間T10)
そして、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q1をオンにする。すると、電極間容量CpとインダクタL1とが共振し、電力回収用のコンデンサC1からスイッチング素子Q1、ダイオードD1、インダクタL1を通して走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が上がり始める。
(期間T11)
次に、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q3をオンにする。するとスイッチング素子Q3およびスイッチング素子Q12を介して走査電極SC1〜走査電極SCnに電圧Vsが印加され、走査電極SC1〜走査電極SCnの電位は電圧Vs(本実施の形態では、電圧Vi1と等しい)となる。
(期間T12)
次に、上りランプ電圧を発生するミラー積分回路の入力端子INaを「Hi」にする。具体的には入力端子INaに、所定の定電流を入力する。すると、抵抗R10からコンデンサC10に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q11のソース電圧がランプ状に上昇し、走査電極駆動回路43の出力電圧もランプ状に上昇し始める。そしてこの電圧上昇は、入力端子INaが「Hi」の間継続する。
この出力電圧が電圧Vr(本実施の形態では、電圧Vi2と等しい)まで上昇したら、その後、入力端子INaを「Lo」にする。具体的には入力端子INaに、例えば0(V)を印加する。
このようにして、放電開始電圧以下となる電圧Vs(本実施の形態では、電圧Vi1と等しい)から、放電開始電圧を超える電圧Vr(本実施の形態では、電圧Vi2と等しい)に向かって緩やかに上昇する上りランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。
(期間T13)
入力端子INaを「Lo」にすると走査電極SC1〜走査電極SCnの電圧が電圧Vs(本実施の形態では、電圧Vi3と等しい)まで低下する。そしてその後、スイッチング素子Q3をオフにする。
(期間T14)
次に、下りランプ電圧を発生するミラー積分回路の入力端子INbを「Hi」にする。具体的には入力端子INbに、所定の定電流を入力する。すると、抵抗R11からコンデンサC12に向かって一定の電流が流れ、スイッチング素子Q14のドレイン電圧がランプ状に下降し、走査電極駆動回路43の出力電圧もランプ状に下降し始める。そして、初期化期間が終了する直前に、入力端子INbを「Lo」とする。具体的には入力端子INbに、例えば0(V)を印加する。
なお、期間T14ではスイッチング素子Q13はオフとなるが、下りランプ電圧を発生するミラー積分回路は、スイッチング素子Q13のボディダイオードを介して走査電極駆動回路43の出力電圧を下降させることができる。
また、比較器CPでは、この下りランプ電圧と、電圧Vaに電圧Vset2が加えられた電圧(Va+Vset2)とが比較されており、比較器CPからの出力信号は、下りランプ電圧が電圧(Va+Vset2)以下となった時刻t14において「0」から「1」に切換わる。切換え信号CEL2は「1」であるため、これにより、アンドゲートAGの入力はともに「1」となってアンドゲートAGから「1」が出力され、走査パルス発生回路54からは、負の電圧Vaに電圧Vscnが重畳された電圧Vcが出力される。したがって、走査パルス発生回路54からは、電圧Vi4を電圧(Va+Vset2)にした下りランプ電圧が出力される。
以上のようにして、走査電極駆動回路43は、放電開始電圧以下となる電圧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第1の傾斜電圧である上りランプ電圧を発生させて走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。そして、その後、電圧Vi3から電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下りランプ電圧を発生させて走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。
なお、図示はしていないが、初期化期間終了後、続く書込み期間では、スイッチング素子Q21をオンに維持する。これにより、比較器CPの一方の端子に入力される電圧は負の電圧Vaとなり、比較器CPからの出力信号CEL1は「1」に維持される。これにより、アンドゲートAGからの出力は「1」に維持され、走査パルス発生回路54からは、負の電圧Vaに電圧Vscnが重畳された電圧Vcが出力される。そして、負の走査パルス電圧を発生させるタイミングで切換え信号CEL2を「0」にすることで、アンドゲートAGの出力信号は「0」となり、走査パルス発生回路54からは負の電圧Vaが出力される。このようにして、書込み期間における負の走査パルス電圧を発生させることができる。
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、すなわち、維持パルスを表示電極対に印加し終わった後に、上りランプ電圧よりも勾配を急峻にした消去ランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加して微弱な消去放電を持続して発生させる。さらに、上昇する電圧が電圧Versに到達した後、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させる。このような構成により、消去放電で発生したプライミング粒子を直ちに収束させて、壁電化をより安定な状態とすることができ、その後の初期化放電、特に下りランプ電圧による選択初期化動作における初期化放電を安定に発生させることができる。したがって、大画面化、高精細化されたパネルにおいても、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な書込み放電を発生させることができるので、書込み時の動作不良の発生を低減することが可能となる。さらに、本実施の形態においては、維持パルスの立ち上がりよりは緩やかな勾配であってかつ第1の傾斜電圧である上りランプ電圧よりは急峻な勾配で上昇する第2の傾斜電圧、すなわち消去ランプ電圧を発生させることで、消去放電を維持放電よりは弱く、全セル初期化動作における初期化放電よりは強い放電強度で発生させることができる。したがって、維持パルスを発生させず、消去ランプ電圧だけを発生させる維持期間を有するサブフィールドを1フィールド内に設けることで、そのサブフィールドにおける輝度重みを半分にし、輝度重み1よりも小さい輝度重みにすることができる。これにより、表示画像における階調性を向上させてより滑らかな画像を表示させることが可能となり、プラズマディスプレイ装置1における画像表示品質を向上させることが可能となる。
なお、本実施の形態では、消去ランプ電圧において、上昇する電圧が電圧Versに到達したら、直ちにベース電位となる0(V)まで降下させる構成を説明した。しかし、上述した異常放電を防止するためには、消去ランプ電圧を降下させたときに到達させる電位を電圧Versの70%以下に設定することが望ましい。図9は、本発明の実施の形態における駆動電圧波形の他の例を示した図である。例えばこの図面に示すように、消去ランプ電圧が電圧Versに到達した後、直ちに電圧Vb(電圧Vbは、電圧Vers×0.7以下の電圧)まで降下させるように構成する。こうすれば、たとえ、その後、電圧Vbを一定期間維持したとしても、上述した異常放電を防止しつつ、上述した効果を得ることが可能である。また、本実施の形態では、消去ランプ電圧を降下させたときに到達させる電位の下限電圧値をベース電位となる0(V)に設定しているが、この下限電圧値は、続く下りランプ電圧による選択初期化動作を円滑に行えるようにするために設定した値に過ぎない。本実施の形態は、この下限電圧値が何ら上述した値に限定されるものではなく、消去動作に続く動作が円滑に行える範囲で最適に設定すればよい。
なお、本実施の形態では、初期化動作時の上りランプ電圧を発生させるための第1の傾斜電圧発生回路と、消去ランプ電圧を発生させるための第2の傾斜電圧発生回路とを互いに独立して設ける構成を説明したが、本発明は、何らこの構成に限定されるものではない。本発明においては、上りランプ電圧、消去ランプ電圧の双方とも走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。したがって、発生させる傾斜電圧の勾配および最大電圧値をスイッチング素子等を用いて変更できるように1つの傾斜電圧発生回路(ミラー積分回路等)を構成することで、第1の傾斜電圧発生回路と第2の傾斜電圧発生回路とを共通の回路で構成することも可能である。
なお、本実施の形態において、図5、図6に示した走査電極駆動回路43、維持電極駆動回路44は単なる一構成例を示したものに過ぎず、同様の動作を実現できるものであれば、どのような回路構成であってもかまわない。例えば、電圧Ve1、電圧Ve2を印加する回路については、図6に示した回路に限定されるものではなく、例えば、電圧Ve1を発生させる電源と電圧Ve2を発生させる電源とそれぞれの電圧を維持電極SU1〜維持電極SUnに印加するための複数のスイッチング素子とを用いて、それぞれの電圧を必要なタイミングで維持電極SU1〜維持電極SUnに印加する構成とすることもできる。また、図5に示した消去ランプ電圧を発生させるための回路も単なる一構成例を示したものに過ぎず、同様の動作を実現できる他の回路に置き換えることができる。
なお、本実施の形態は、いわゆる2層駆動によるパネルの駆動方法にも適用させることができる。この2層駆動とは、例えば、次のような駆動方法である。まず、走査電極SC1〜走査電極SCnを第1の走査電極群と第2の走査電極群とに分割し、書込み期間を、第1の走査電極群に属する走査電極のそれぞれに走査パルスを順次印加する第1の書込み期間と、第2の走査電極群に属する走査電極のそれぞれに走査パルスを順次印加する第2の書込み期間とで構成する。そして、第1の書込み期間および第2の書込み期間の少なくとも一方において、走査パルスを印加する走査電極群に属する走査電極には、走査パルス電圧よりも高い第2の電圧から走査パルス電圧に遷移し再び第2の電圧に遷移する走査パルスを順次印加する。また、走査パルスを印加しない走査電極群に属する走査電極には、走査パルス電圧より高い第3の電圧と、第2の電圧および第3の電圧より高い第4の電圧とのいずれかの電圧を印加し、少なくとも隣接する走査電極に走査パルス電圧が印加されている間は第3の電圧を印加する。このようなパネルの駆動方法であっても、本実施の形態を適用させることで、上述と同様の効果を得ることができる。
なお、本発明は、消去ランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する構成としているが、一方で、最後の維持パルスを印加する電極を走査電極SC1〜走査電極SCnとし、消去ランプ電圧を維持電極SU1〜維持電極SUnに印加するという従来技術がある。しかしながら、1つの維持期間において発生させる維持パルスの数を、奇数にするよりも偶数にする方が、表示画像の階調を高め画質をより良くできることが確認された。1つの維持期間において発生させる維持パルスの数を偶数にすると、維持期間の最後に発生させる維持パルスは維持電極SU1〜維持電極SUnに印加されることとなる。すなわち、本発明は、このような画質的な観点においても、より望ましい効果を得ることができる。また、消去ランプ電圧を維持電極SU1〜維持電極SUnに印加するという従来技術では、消去ランプ電圧の発生後に、本実施の形態で示した全セル初期化動作と同様の波形形状、すなわち上りランプ電圧を有する初期化波形を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加しなければならない。それに対し、本発明では、消去ランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加しているので、選択初期化サブフィールドにおいては、上述した下りランプ電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加することで初期化動作を行うことができる。したがって、初期化動作に要する時間の点においても、より望ましい効果を得ることができる。
なお、本実施の形態では、電力回収回路51、電力回収回路61において、維持パルスの立ち上がりと立ち下がりとで1つのインダクタを共通に用いる構成を説明したが、複数のインダクタを用い、維持パルスの立ち上がりと立ち下がりとで異なるインダクタを使用する構成としてもかまわない。また、その場合に、立ち上がりに用いるインダクタと立ち下がりに用いるインダクタとが異なる共振周期になるように、例えば、立ち上がりに用いるインダクタは共振周期が約1200nsecとなるように、立ち下がりに用いるインダクタは共振周期が約1500nsecとなるように設定してもよい。
なお、本実施の形態では、第1SFの輝度重みが半分になるように維持期間に消去放電のみを発生させるサブフィールドを第1SFにし、かつ、第2SFを全セル初期化サブフィールドにし第1SF、第3SF〜第11SFを選択初期化サブフィールドにする構成を説明したが、このサブフィールド構成は単に実施の形態の一例を示したものに過ぎない。本発明は、何らこのサブフィールド構成に限定されるものではなく、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて最適なサブフィールド構成とすることが望ましい。
なお、本実施の形態では、維持期間に維持パルスを発生させず第2の傾斜電圧である消去ランプ電圧だけを発生させるサブフィールドを1フィールドに1つ設ける構成を説明したが、本発明は何らこの構成に限定されるものではなく、同様のサブフィールドを1フィールドに2つ以上設ける構成としてもよい。
なお、本実施の形態において示した具体的な各数値、例えば電圧Versの電圧値や消去パルス電圧の勾配等は、実験に用いた表示電極対数1080の42インチのパネルの特性にもとづき設定したものであって、単に実施の形態の一例を示したものに過ぎない。本発明はこれらの数値に何ら限定されるものではなく、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて最適な値に設定することが望ましい。また、これらの各数値は、上述した効果を得られる範囲でのばらつきを許容するものとする。
本発明は、維持期間の最後に走査電極に印加する消去放電用の上り傾斜電圧である消去ランプ電圧を、上昇する電圧が電圧Versに到達した後、直ちに降下させているので、大画面化、高精細化されたパネルであっても、書込み放電を発生させるために必要な印加電圧を高くすることなく、書込み放電を安定に発生させ、書込み時の動作不良の発生を低減させることが可能である。また、消去放電を、維持放電よりは弱く、全セル初期化動作における初期化放電よりは強い放電強度で発生させることができるので、維持パルスを発生させず、第2の傾斜電圧だけを発生させる維持期間を有するサブフィールドを1フィールドに少なくとも1つ設けることで、表示画像の階調性を向上させることができる。すなわち、本発明は、画像表示品質のよいプラズマディスプレイ装置およびパネルの駆動方法として有用である。
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プラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 本発明の実施の形態における走査電極駆動回路の回路図 本発明の実施の形態における維持電極駆動回路の回路図 本発明の実施の形態における走査電極駆動回路および維持電極駆動回路の動作の一例を説明するためのタイミングチャート 本発明の実施の形態における全セル初期化期間の走査電極駆動回路の動作の一例を説明するためのタイミングチャート 本発明の実施の形態における駆動電圧波形の他の例を示した図
符号の説明
1 プラズマディスプレイ装置
10 パネル
21 前面板
22 走査電極
23 維持電極
24 表示電極対
25,33 誘電体層
26 保護層
31 背面板
32 データ電極
34 隔壁
35 蛍光体層
41 画像信号処理回路
42 データ電極駆動回路
43 走査電極駆動回路
44 維持電極駆動回路
45 タイミング発生回路
50,60 維持パルス発生回路
51,61 電力回収回路
52,62 クランプ回路
53 傾斜電圧発生回路
54 走査パルス発生回路
55 第1のミラー積分回路
56 第2のミラー積分回路
57 第3のミラー積分回路
Q1,Q2,Q3,Q4,Q11,Q12,Q13,Q14,Q15,Q16,Q21,Q31,Q32,Q33,Q34,Q36,Q37,Q38,Q39,QH1〜QHn,QL1〜QLn スイッチング素子
C1,C10,C11,C12,C21,C30,C31 コンデンサ
L1,L30 インダクタ
D1,D2,D12,D13,D21,D31,D32,D33 ダイオード
AG アンドゲート
CP 比較器
R10,R11,R12,R13,R14 抵抗

Claims (3)

  1. 初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを1フィールド内に複数設けて階調表示するサブフィールド法で駆動し、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るプラズマディスプレイパネルと、
    前記表示電極対の電極間容量とインダクタとを共振させて前記維持期間に輝度重みに応じた回数の放電を前記放電セルで発生させる維持パルスを発生し、前記維持期間において前記表示電極対の前記走査電極と前記維持電極とに交互に印加する維持パルス発生回路と、
    前記初期化期間に緩やかに上昇する第1の傾斜電圧を発生する第1の傾斜電圧発生回路と、前記維持期間の最後に、前記維持パルスの立ち上がりよりは緩やかな勾配であってかつ前記第1の傾斜電圧よりは急峻な勾配で上昇する第2の傾斜電圧を発生する第2の傾斜電圧発生回路と、前記第2の傾斜電圧が所定電位に到達したら直ちに前記第2の傾斜電圧発生回路の動作を停止するスイッチング回路とを有する傾斜電圧発生回路とを備え、
    前記1フィールドの少なくとも1つの前記維持期間では、前記維持パルス発生回路は前記維持パルスを発生せず、前記傾斜電圧発生回路が前記第2の傾斜電圧を発生することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  2. 前記傾斜電圧発生回路は、1フィールドの少なくとも1つのサブフィールドの初期化期間において前記前記第1の傾斜電圧を発生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装置。
  3. 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るプラズマディスプレイパネルを、初期化期間と書込み期間と維持期間とを有するサブフィールドを1フィールド内に複数設けて階調表示するサブフィールド法により駆動するとともに、
    前記表示電極対の電極間容量とインダクタとを共振させて前記維持期間に輝度重みに応じた回数の放電を前記放電セルで発生させる維持パルスを発生し、前記維持期間において前記表示電極対の前記走査電極と前記維持電極とに交互に印加するプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
    前記初期化期間に緩やかに上昇する第1の傾斜電圧を発生し、前記維持期間の最後に前記維持パルスの立ち上がりよりは緩やかな勾配であってかつ前記第1の傾斜電圧よりは急峻な勾配で上昇し上昇する電圧が所定電位に到達したら直ちに降下する第2の傾斜電圧を発生し、
    前記1フィールドの少なくとも1つの前記維持期間では、前記維持パルスを発生せず、前記第2の傾斜電圧を発生す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。
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