JPWO2012102043A1 - プラズマディスプレイパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

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

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Abstract

高精細度化された大画面のプラズマディスプレイパネルを駆動する際にも、安定した書込み動作を行う。そのために、負の電圧に向かって下降する下り傾斜波形電圧を走査電極に印加する選択初期化動作を行う初期化期間と、書込み期間と、輝度重みに応じた数の維持パルスを表示電極対に印加する維持期間とを有するサブフィールドを1フィールドに備えてプラズマディスプレイパネルを駆動する駆動方法において、維持期間における最後の維持パルスの発生後に、消去放電を放電セルに発生するための上り傾斜波形電圧を走査電極に印加する。そして、輝度重みが相対的に小さく、かつ初期化期間に選択初期化動作を行うサブフィールドの直前に発生する輝度重みが相対的に大きいサブフィールドにおいて、上述の上り傾斜波形電圧の最大電圧を、輝度重みが相対的に小さいサブフィールドで発生する上述の上り傾斜波形電圧の最大電圧よりも高い電圧に設定する。

Description

本発明は、交流面放電型のプラズマディスプレイパネルを用いた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基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。
前面基板は、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側のガラス基板上に互いに平行に複数対形成されている。そして、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。
背面基板は、背面側のガラス基板上に複数の平行なデータ電極が形成され、それらデータ電極を覆うように誘電体層が形成され、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁が形成されている。そして、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、前面基板と背面基板とを対向配置して密封する。密封された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を封入し、表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルを形成する。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し、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してカラーの画像表示を行う。
放電セルにおける発光と非発光との2値制御を組み合わせてパネルの画像表示領域に画像を表示する方法としては一般にサブフィールド法が用いられている。
サブフィールド法では、1フィールドを、発光輝度が互いに異なる複数のサブフィールドに分割する。そして、各放電セルでは、所望の階調値に応じた組合せで各サブフィールドの発光・非発光を制御する。これにより1フィールドの発光輝度を所望の階調値にして各放電セルを発光し、パネルの画像表示領域に、様々な階調値の組合せで構成された画像を表示する。
サブフィールド法において、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、各走査電極に初期化波形を印加し、各放電セルで初期化放電を発生する初期化動作を行う。これにより、各放電セルにおいて、続く書込み動作のために必要な壁電荷を形成するとともに、書込み放電を安定して発生するためのプライミング粒子(放電を発生させるための励起粒子)を発生する。
書込み期間では、走査電極に走査パルスを順次印加するとともに、データ電極には表示すべき画像信号にもとづき選択的に書込みパルスを印加する。これにより、発光を行うべき放電セルの走査電極とデータ電極との間に書込み放電を発生し、その放電セル内に壁電荷を形成する(以下、これらの動作を総称して「書込み」とも記す)。
維持期間では、サブフィールド毎に定められた輝度重みにもとづく数の維持パルスを走査電極と維持電極とからなる表示電極対に交互に印加する。これにより、書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生し、その放電セルの蛍光体層を発光させる(以下、放電セルを維持放電により発光させることを「点灯」、発光させないことを「非点灯」とも記す)。これにより、各サブフィールドにおいて、各放電セルを、輝度重みに応じた輝度で発光させる。このようにして、パネルの各放電セルを画像信号の階調値に応じた輝度で発光させて、パネルの画像表示領域に画像を表示する。
パネルにおける画像表示品質を高める上で重要な要因の1つにコントラストの向上がある。そして、サブフィールド法の1つとして、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る駆動方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
この駆動方法では、初期化期間において、緩やかに電圧上昇する傾斜波形電圧を用いて全ての放電セルに初期化放電を発生する強制初期化動作と、直前のサブフィールドの維持期間で維持放電を発生した放電セルに対して選択的に初期化放電を発生する選択初期化動作のいずれかの初期化動作を行う。そして、強制初期化動作を行う回数を1フィールドに1回とし、他のサブフィールドの初期化期間では選択初期化動作を行う。
維持放電を発生しない黒を表示する領域の輝度(以下、「黒輝度」と略記する)は画像の表示に関係のない発光、例えば、初期化放電によって生じる発光等によって変化する。そして、上述の駆動方法では、黒を表示する領域における発光は、全ての放電セルで初期化放電を発生する強制初期化動作を行うときの微弱発光だけとなる。これにより、黒輝度を低減してコントラストの高い画像を表示することが可能になる。
また、表示電極対を複数の群に分割し、強制初期化動作を行う回数を複数フィールドに1回にすることで、階調表示に関係しない発光をさらに低減して黒輝度をさらに下げ、コントラストをさらに向上させる駆動方法も開示されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、強制初期化動作には、続く書込み期間において書込み放電を発生するために必要な壁電荷を放電セル内に蓄積する働きがある。また、放電遅れ時間を短くして書込み放電を確実に発生させるためのプライミング粒子を発生する働きもある。この放電遅れ時間とは、放電セルに印加する電圧が放電開始電圧を超えてから実際に放電が発生するまでに要する時間のことであり、放電遅れ時間が長くなるほど放電の発生は不安定となる。
したがって、強制初期化動作の発生頻度を低減すると、書込み放電を発生するために必要な壁電荷やプライミング粒子が不足し、書込み放電の放電遅れ時間が長くなって、書込み動作が不安定になったり、あるいは、書込み放電が発生しない等の動作不良が発生するおそれがある。特に、黒を表示する放電セルでは維持放電が発生しないため、プライミング粒子が不足しやすく、書込み動作が不安定になりやすい。そして、高精細度化されて放電セルの構造がより微細化されたパネルでは、このような現象が発生しやすい。
そして、書込み動作が不安定になり、発光すべき放電セルで維持放電が発生しなくなると、正常な画像をパネルに表示ができなくなる。
特開2000−242224号公報 特開2006−091295号公報
本発明は、走査電極および維持電極からなる表示電極対とデータ電極とを有する放電セルを複数備えたパネルを、負の電圧に向かって下降する下り傾斜波形電圧を走査電極に印加する選択初期化動作を行う初期化期間と、書込み期間と、輝度重みに応じた数の維持パルスを表示電極対に印加する維持期間とを有するサブフィールドを1フィールドに備えて駆動するパネルの駆動方法である。この駆動方法では、維持期間における最後の維持パルスの発生後に、消去放電を放電セルに発生するための上り傾斜波形電圧を走査電極に印加する。そして、輝度重みが相対的に小さく、かつ初期化期間に選択初期化動作を行うサブフィールドの直前に発生する輝度重みが相対的に大きいサブフィールドにおいて、上述の上り傾斜波形電圧の最大電圧を、輝度重みが相対的に小さいサブフィールドで発生する上述の上り傾斜波形電圧の最大電圧よりも高い電圧に設定する。
これにより、高精細度化された大画面のパネルを駆動する際にも安定した書込み動作を行い、品質の高い画像をパネルに表示することが可能となる。
また、本発明のパネルの駆動方法では、上り傾斜波形電圧と下り傾斜波形電圧を走査電極に印加する強制初期化動作と、下り傾斜波形電圧を走査電極に印加する選択制初期化動作とが混在する特定セル初期化期間を設け、上述の輝度重みが相対的に小さいサブフィールドの初期化期間を特定セル初期化期間としてもよい。
また、本発明のパネルの駆動方法では、上述の輝度重みが相対的に大きいサブフィールドと、上述の輝度重みが相対的に小さいサブフィールドとを同一のフィールド内で連続して発生してもよい。
また、本発明のパネルの駆動方法では、上述の上り傾斜波形電圧を、走査電極への印加電圧が上昇する前に、走査電極への印加電圧を一旦下降し、再度、走査電極への印加電圧を上昇させて発生してもよい。
また、本発明は、走査電極および維持電極からなる表示電極対とデータ電極とを有する放電セルを複数備えたパネルと、負の電圧に向かって下降する下り傾斜波形電圧を走査電極に印加する選択初期化動作を行う初期化期間と、書込み期間と、輝度重みに応じた数の維持パルスを表示電極対に印加する維持期間とを有するサブフィールドを1フィールドに備えてパネルを駆動する駆動回路とを備えたプラズマディスプレイ装置である。このプラズマディスプレイ装置において、駆動回路は、維持期間における最後の維持パルスの発生後に、消去放電を放電セルに発生するための上り傾斜波形電圧を走査電極に印加する。そして、輝度重みが相対的に小さく、かつ初期化期間に選択初期化動作を行うサブフィールドの直前に発生する輝度重みが相対的に大きいサブフィールドにおいて、上述の上り傾斜波形電圧の最大電圧を、輝度重みが相対的に小さいサブフィールドで発生する上述の上り傾斜波形電圧の最大電圧よりも高い電圧に設定する。
これにより、高精細度化された大画面のパネルを駆動する際にも安定した書込み動作を行い、品質の高い画像をパネルに表示することが可能となる。
また、本発明のプラズマディスプレイ装置において、駆動回路は、上り傾斜波形電圧と下り傾斜波形電圧を走査電極に印加する強制初期化動作と、下り傾斜波形電圧を走査電極に印加する選択制初期化動作とが混在する特定セル初期化期間を設け、上述の輝度重みが相対的に小さいサブフィールドの初期化期間を特定セル初期化期間としてもよい。
また、本発明のプラズマディスプレイ装置において、駆動回路は、上述の輝度重みが相対的に大きいサブフィールドと、上述の輝度重みが相対的に小さいサブフィールドとを同一のフィールド内で連続して発生してもよい。
また、本発明のプラズマディスプレイ装置において、駆動回路は、上述の上り傾斜波形電圧を、走査電極への印加電圧が最大電圧まで上昇する前に、走査電極への印加電圧を一旦下降し、再度、走査電極への印加電圧を上昇させて発生してもよい。
図1は、本発明の実施の形態1におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの構造を示す分解斜視図である。 図2は、本発明の実施の形態1におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの電極配列図である。 図3は、本発明の実施の形態1におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。 図4は、本発明の実施の形態1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1におけるプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路の構成を概略的に示す回路図である。 図6は、本発明の実施の形態1におけるプラズマディスプレイ装置の駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 図7は、本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。
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1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネル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、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。
保護層26は、放電セルにおける放電を発生しやすくするために、電子放出性能の高い材料である酸化マグネシウム(MgO)を主成分とする材料で形成されている。
保護層26は、一つの層で構成されていてもよく、あるいは複数の層で構成されていてもよい。また、層の上に粒子が存在する構成であってもよい。
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(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。
これら前面基板21と背面基板31とを、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し、前面基板21と背面基板31との間隙に放電空間を設ける。そして、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着する。そして、その内部の放電空間には、例えばネオン(Ne)とキセノン(Xe)の混合ガスを放電ガスとして封入する。
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、画素を構成する放電セルが形成される。そして、これらの放電セルを放電、発光(点灯)することにより、パネル10にカラーの画像が表示される。
なお、パネル10においては、表示電極対24が延伸する方向に配列された連続する3つの放電セル、すなわち、赤色(R)に発光する放電セルと、緑色(G)に発光する放電セルと、青色(B)に発光する放電セルとの3つの放電セルで1つの画素が構成される。
なお、パネル10の構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。
図2は、本発明の実施の形態1におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネル10の電極配列図である。
パネル10には、水平方向(行方向、ライン方向)に延長された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、垂直方向(列方向)に延長された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)とが交差した領域に放電セルが1つ形成される。すなわち、1対の表示電極対24上には、m個の放電セルが形成され、m/3個の画素が形成される。そして、放電セルは放電空間内にm×n個形成され、m×n個の放電セルが形成された領域がパネル10の画像表示領域となる。例えば、画素数が1920×1080個のパネルでは、m=1920×3となり、n=1080となる。なお、本実施の形態においては、n=1080とするが、本発明は何らこの数値に限定されるものではない。
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パネル10の駆動方法について説明する。なお、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置は、サブフィールド法によって階調表示を行う。サブフィールド法では、1フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドに輝度重みをそれぞれ設定する。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。そして、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パネル10に画像を表示する。
輝度重みとは、各サブフィールドで表示する輝度の大きさの比を表すものであり、各サブフィールドでは輝度重みに応じた数の維持パルスを維持期間に発生する。したがって、例えば、輝度重み「8」のサブフィールドは、輝度重み「1」のサブフィールドの約8倍の輝度で発光し、輝度重み「2」のサブフィールドの約4倍の輝度で発光する。したがって、画像信号に応じた組合せで各サブフィールドを選択的に発光させることによって様々な階調を表示し、画像を表示することができる。
本実施の形態では、1フィールドを10のサブフィールド(サブフィールドSF1、サブフィールドSF2、・・・、サブフィールドSF10)に分割し、時間的に後のサブフィールドほど輝度重みが大きくなるように、各サブフィールドはそれぞれ、(1、2、3、6、11、18、30、44、60、80)の輝度重みを有する例を説明する。
本実施の形態では、この構成により、赤の画像信号(R信号)、緑の画像信号(G信号)、青の画像信号(B信号)をそれぞれ0から255までの256階調で表示することができる。
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初期化動作を行う。このときの初期化動作には、全ての放電セルに初期化放電を発生する強制初期化動作と、直前のサブフィールドの維持期間で維持放電を発生した放電セルに対して選択的に初期化放電を発生する選択初期化動作とがある。
書込み期間では、発光するべき放電セルで選択的に書込み放電を発生し、維持放電に必要な壁電荷を形成する書込み動作を行う。
そして、維持期間では、サブフィールド毎にあらかじめ定められた輝度重みに応じた数の維持パルスを表示電極対24に交互に印加し、書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生してその放電セルを発光する維持動作を行う。
なお、本実施の形態では、1フィールドを構成する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では「特定セル初期化動作」を行い、他のサブフィールドの初期化期間では全ての放電セルで選択初期化動作を行う。
特定セル初期化動作とは、特定の放電セルで強制初期化動作を行い、他の放電セルでは選択初期化動作を行う初期化動作のことである。したがって、特定セル初期化動作を行う初期化期間では、特定の放電セルには強制初期化動作を行うための初期化波形を印加し、他の放電セルには選択初期化動作を行うための初期化波形を印加する。
以下、強制初期化動作を行うための初期化波形を「強制初期化波形」と呼称し、選択初期化動作を行うための初期化波形を「選択初期化波形」と呼称する。また、特定セル初期化動作を行う初期化期間を「特定セル初期化期間」と呼称し、特定セル初期化期間を有するサブフィールドを「特定セル初期化サブフィールド」と呼称する。また、全ての放電セルで選択初期化動作を行う初期化期間を「選択初期化期間」と呼称し、選択初期化期間を有するサブフィールドを「選択初期化サブフィールド」と呼称する。
そして、本実施の形態では、各フィールドの最初のサブフィールド(サブフィールドSF1)を特定セル初期化サブフィールドとし、他のサブフィールド(サブフィールドSF2からサブフィールドSF10)は選択初期化サブフィールドとする。
また、本実施の形態では、フィールドにおいて、時間的に後に発生するサブフィールドほど輝度重みを大きくしている。
本実施の形態では、1フィールドは、時間的に後に発生するサブフィールドほど輝度重みが増加する複数のサブフィールドからなる1つのサブフィールド群を含む。
しかし、本実施の形態は、1フィールドを構成するサブフィールドの数や各サブフィールドの輝度重みが上記の値に限定されるものではない。また、画像信号等にもとづいてサブフィールド構成を切換える構成であってもよい。
図3は、本発明の実施の形態1におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。
図3には、書込み期間において最初に書込み動作を行う走査電極SC1、書込み期間において2番目に書込み動作を行う走査電極SC2、維持電極SU1〜維持電極SUn、およびデータ電極D1〜データ電極Dmのそれぞれに印加する駆動電圧波形を示す。
また、図3には、特定セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1と、選択初期化サブフィールドであるサブフィールドSF2以降のサブフィールドの駆動電圧波形を示す。特定セル初期化サブフィールドと選択初期化サブフィールドとでは、初期化期間に走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する駆動電圧の波形形状が異なる2。
また、図3には2つのフィールドを示す。1つのフィールドでは、特定セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1の初期化期間(特定セル初期化期間)において走査電極SC1に強制初期化波形を印加し、走査電極SC2に選択初期化波形を印加する。もう1つのフィールドでは、サブフィールドSF1の初期化期間において走査電極SC2に強制初期化波形を印加し、走査電極SC1に選択初期化波形を印加する。
なお、サブフィールドSF3以降のサブフィールドにおける駆動電圧波形は、維持期間における維持パルスの発生数が異なる以外はサブフィールドSF2の駆動電圧波形とほぼ同様である。
ただし、サブフィールドSF10は、消去放電を発生するための上り傾斜波形電圧の波形形状が他のサブフィールドにおける消去放電を発生するための上り傾斜波形電圧とは異なる。この詳細は後述する。
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(サブフィールド毎の点灯・非点灯を示すデータ)にもとづき選択された電極を表す。
まず、特定セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1について説明する。
本実施の形態において、1つ目のフィールドの特定セル初期化サブフィールド(サブフィールドSF1)では、配置的に見て上から1番目、3番目、5番目、・・・、というように、(1+2×N)番目(Nは0以上の整数)の走査電極SC(1+2×N)に、強制初期化動作を行うための強制初期化波形を印加する。そして、配置的に見て上から2番目、4番目、6番目、・・・、というように、(2+2×N)番目(Nは0以上の整数)の走査電極SC(2+2×N)には、選択初期化動作を行うための選択初期化波形を印加する。
2つ目のフィールドの特定セル初期化サブフィールド(サブフィールドSF1)では、配置的に見て上から2番目、4番目、6番目、・・・、というように、(2+2×N)番目(Nは0以上の整数)の走査電極SC(2+2×N)に、強制初期化動作を行うための強制初期化波形を印加する。そして、配置的に見て上から1番目、3番目、5番目、・・・、というように、(1+2×N)番目(Nは0以上の整数)の走査電極SC(1+2×N)には、選択初期化動作を行うための選択初期化波形を印加する。
図3には、走査電極SC(1+2×N)の代表例として走査電極SC1を示し、走査電極SC(2+2×N)の代表例として走査電極SC2を示す。
特定セル初期化動作を行うサブフィールドSF1の初期化期間Ti1の前半部では、データ電極D1〜データ電極Dmに電圧0(V)を印加し、維持電極SU1〜維持電極SUnにも電圧0(V)を印加する。強制初期化波形を印加する走査電極SC(1+2×N)(例えば、走査電極SC1)には、電圧0(V)を印加した後に電圧Vi1を印加し、電圧Vi1から電圧Vi2に向かって緩やかに(例えば、約5V/μsecの勾配で)上昇する上り傾斜波形電圧を印加する。
このとき、電圧Vi1は、維持電極SU(1+2×N)に対して放電開始電圧よりも低い電圧(すなわち、放電セルに放電が発生しない電圧)に設定し、電圧Vi2は、維持電極SU(1+2×N)に対して放電開始電圧を超える電圧(すなわち、それ以前の放電の有無にかかわらず放電セルに放電が発生する電圧)に設定する。
この上り傾斜波形電圧が上昇する間に、各放電セルの走査電極SC(1+2×N)と維持電極SU(1+2×N)との間、および走査電極SC(1+2×N)とデータ電極D1〜データ電極Dmとの間に、それぞれ微弱な初期化放電が持続して発生する。このとき、放電セルの蛍光体層35がわずかに発光する。
そして、走査電極SC(1+2×N)上に負極性の壁電圧が蓄積され、走査電極SC(1+2×N)と交差するデータ電極D1〜データ電極Dm上および維持電極SU(1+2×N)上には正極性の壁電圧が蓄積される。さらに、書込み放電の放電遅れ時間(放電セルに印加する電圧が放電開始電圧を超えてから、放電セルに放電が発生するまでの時間長のこと)を短くするプライミング粒子も発生する。
なお、電極上の壁電圧とは、電極を覆う誘電体層25上、保護層26上、蛍光体層35上等に蓄積された壁電荷により生じる電圧を表す。
サブフィールドSF1の初期化期間Ti1の後半部では、維持電極SU1〜維持電極SUnには正の電圧Veを印加し、データ電極D1〜データ電極Dmには電圧0(V)を印加する。走査電極SC(1+2×N)(例えば、走査電極SC1、走査電極SC3、走査電極SC5、・・・)には、電圧Vi3から負の電圧Vi4に向かって緩やかに(例えば、約−2.5V/μsecの勾配で)下降する下り傾斜波形電圧を印加する。
電圧Vi3は、維持電極SU(1+2×N)に対して放電開始電圧未満の電圧に設定し、電圧Vi4は、維持電極SU(1+2×N)に対して放電開始電圧を超える電圧に設定する。
この下り傾斜波形電圧を走査電極SC(1+2×N)に印加する間に、各放電セルの走査電極SC(1+2×N)と維持電極SU(1+2×N)との間、および走査電極SC(1+2×N)とデータ電極D1〜データ電極Dmとの間に、それぞれ微弱な初期化放電が発生する。
これにより、走査電極SC(1+2×N)上の負極性の壁電圧、維持電極SU(1+2×N)上の正極性の壁電圧、および走査電極SC(1+2×N)と交差するデータ電極D1〜データ電極Dm上の正極性の壁電圧は、書込み期間での書込み動作に適した電圧に調整される。さらに、書込み放電の放電遅れ時間を短くするプライミング粒子も発生する。
以上の電圧波形が、直前のサブフィールドの動作にかかわらず放電セルに初期化放電を発生する強制初期化波形である。そして、強制初期化波形を走査電極22に印加する動作が強制初期化動作である。そして、1つめのフィールドのサブフィールドSF1において、配置的に見て上から(1+2×N)番目の走査電極SC(1+2×N)上に形成された放電セルにおける初期化動作は、直前のサブフィールドの動作にかかわらず放電セルに初期化放電を発生する強制初期化動作となる。
一方、サブフィールドSF1の初期化期間Ti1の前半部において、走査電極SC(2+2×N)(例えば、走査電極SC2、走査電極SC4、走査電極SC6、・・・)には、電圧Vi1を印加せず、電圧0(V)から電圧Vi5に向かって緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を印加する。この上り傾斜波形電圧は、走査電極SC(1+2×N)に印加した上り傾斜波形電圧と同じ勾配で、同じ時間だけ上昇を続ける電圧波形である。したがって、電圧Vi5は、電圧Vi2から電圧Vi1を引いた電圧に等しい電圧となる。
このとき、電圧Vi5は維持電極SU(2+2×N)に対して放電開始電圧未満の電圧となるように各電圧を設定する。これにより、この上り傾斜波形電圧を印加した放電セルでは放電は実質的に発生しない。
サブフィールドSF1の初期化期間Ti1の後半部では、走査電極SC(2+2×N)には、走査電極SC(1+2×N)に印加した下り傾斜波形電圧と同様の下り傾斜波形電圧を印加する。
この下り傾斜波形電圧を走査電極SC(2+2×N)に印加する間に、直前のサブフィールド(図3では、サブフィールドSF10)の維持期間に維持放電を発生した放電セルでは、微弱な初期化放電が発生する。そして、この初期化放電により、走査電極22の負極性の壁電圧、維持電極23上の正極性の壁電圧、およびデータ電極32上の正極性の壁電圧は、書込み期間での書込み動作に適した電圧に調整される。
こうして、放電セル内の壁電圧は書込み動作に適した壁電圧に調整される。さらに、書込み放電の放電遅れ時間を短くするプライミング粒子も発生する。
一方、直前のサブフィールド(サブフィールドSF10)の維持期間に維持放電を発生しなかった放電セルでは、初期化放電は発生せず、それ以前の壁電圧が保たれる。
以上の電圧波形が、直前のサブフィールドの書込み期間Twで書込み動作を行った放電セルで選択的に初期化放電を発生する選択初期化波形である。そして、選択初期化波形を走査電極22に印加する動作が選択初期化動作である。そして、1つ目のフィールドのサブフィールドSF1において、配置的に見て上から(2+2×N)番目の走査電極SC(2+2×N)上に形成された放電セルにおける初期化動作は、直前のサブフィールドの書込み期間で書込み動作を行った放電セルで選択的に初期化放電を発生する選択初期化動作となる。
以上により、特定セル初期化サブフィールド(サブフィールドSF1)の初期化期間Ti1における特定セル初期化動作が終了する。そして、特定セル初期化サブフィールドの初期化期間Ti1では、強制初期化動作を行う放電セルと選択初期化動作を行う放電セルとが混在する。
次に、書込み期間Twについて説明する。
サブフィールドSF1の書込み期間Twでは、初期化期間Ti1の後半部に引き続き、データ電極D1〜データ電極Dmには電圧0(V)を印加し、維持電極SU1〜維持電極SUnには電圧Veを印加する。そして、走査電極SC1〜走査電極SCnには電圧Vcを印加する。
次に、最初に書込み動作を行う1行目の走査電極SC1に負の電圧Vaの走査パルスを印加する。そして、データ電極D1〜データ電極Dmのうちの1行目において発光するべき放電セルのデータ電極Dkに正の電圧Vdの書込みパルスを印加する。このときデータ電極Dkと走査電極SC1との交差部の電圧差は放電開始電圧を超え、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Veを印加しているため、維持電極SU1と走査電極SC1との間は、放電には至らないが放電が発生しやすい状態なっている。
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に誘発されて、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との間に放電が発生する。こうして、発光するべき放電セルに書込み放電が発生し、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行目において、発光するべき放電セルで書込み放電を発生して各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作を行う。一方、書込みパルスを印加しなかったデータ電極32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。
次に、2番目に書込み動作を行う走査電極SC2に走査パルスを印加するとともに、2番目に書込み動作を行う行の発光するべき放電セルに対応するデータ電極Dkに書込みパルスを印加する。走査パルスと書込みパルスとが同時に印加された放電セルでは書込み放電が発生し、書込み動作が行われる。
以上の書込み動作をn行目の放電セルに至るまで順次行い、書込み期間Twが終了する。このようにして、書込み期間Twでは、発光するべき放電セルに選択的に書込み放電を発生し、その放電セルに、続く維持期間Ts1において維持放電を発生するために必要な壁電荷を形成する。
次に、維持期間Ts1について説明する。
サブフィールドSF1の維持期間Ts1では、データ電極D1〜データ電極Dmに電圧0(V)を印加する。そして、維持電極SU1〜維持電極SUnに電圧0(V)を印加するとともに走査電極SC1〜走査電極SCnに正の電圧Vsの維持パルスを印加する。
書込み放電を発生した放電セルでは、走査電極SCiと維持電極SUiとの電圧差が放電開始電圧を超え、走査電極SCiと維持電極SUiとの間に維持放電が発生する。そして、この放電により発生した紫外線により蛍光体層35が発光する。
また、この放電により、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。このデータ電極Dk上の正の壁電圧は、次のサブフィールドで書込み放電を発生するのに必要な壁電圧である。
書込み期間Twにおいて書込み放電が発生しなかった放電セルでは維持放電は発生せず、初期化期間Ti1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には電圧0(V)を印加し、維持電極SU1〜維持電極SUnには電圧Vsの維持パルスを印加する。直前に維持放電を発生した放電セルでは、維持電極SUiと走査電極SCiとの電圧差が放電開始電圧を超える。
これにより、再び維持電極SUiと走査電極SCiとの間に維持放電が発生し、この放電により発生した紫外線により蛍光体層35が発光する。そして、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、輝度重みに所定の輝度倍率を乗じた数の維持パルスを交互に印加する。こうすることで、書込み期間において書込み放電を発生した放電セルで維持放電が継続して発生する。
そして、維持期間Ts1において全ての維持パルスを発生した後に、すなわち、維持期間Ts1における最後の維持パルスの発生後に、維持電極SU1〜維持電極SUnおよびデータ電極D1〜データ電極Dmには電圧0(V)を印加したまま、走査電極SC1〜走査電極SCnには、ベース電位であり放電開始電圧未満となる電圧0(V)から電圧Vr1に到達するまで、緩やかに(例えば、約5V/μsecの勾配で)上昇する上り傾斜波形電圧を印加する。
電圧Vr1を放電開始電圧を超える電圧に設定することで、維持放電を発生した放電セルの維持電極SUiと走査電極SCiとの間で、微弱な放電が発生する。この微弱な放電は、走査電極SC1〜走査電極SCnへの印加電圧が放電開始電圧を超えて上昇する期間、持続して発生する。
この微弱な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る。すなわち、この上り傾斜波形電圧により発生する放電は、消去放電として働く。これにより、維持放電を発生した放電セルにおいて、データ電極Dk上の正の壁電圧を残したまま、走査電極SCiおよび維持電極SUi上の壁電圧の一部または全部を消去する。
なお、本実施の形態では、電圧Vr1を維持パルスの電圧Vsより低い電圧に設定している。
そして、上昇する電圧があらかじめ定めた電圧Vr1に到達したら、走査電極SC1〜走査電極SCnへの印加電圧を電圧0(V)まで下降する。こうして、維持期間Ts1における維持動作が終了する。
サブフィールドSF2の初期化期間Ti2では、データ電極D1〜データ電極Dmには電圧0(V)を印加し、維持電極SU1〜維持電極SUnには電圧Veを印加する。
走査電極SC1〜走査電極SCnには、放電開始電圧未満となる電圧Vi3’(例えば、ベース電位である電圧0(V))から放電開始電圧を超える負の電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下り傾斜波形電圧を印加する。
この下り傾斜波形電圧の勾配は、サブフィールドSF1の初期化期間Ti1に発生した下り傾斜波形電圧の勾配と同じであってもよく、その一例として、例えば、約−2.5V/μsecという数値を挙げることができる。
これにより、直前のサブフィールド(図3では、サブフィールドSF1)の維持期間Ts1で維持放電を発生した放電セルでは、微弱な初期化放電が発生する。そして、走査電極SCi上および維持電極SUi上の壁電圧が弱められ、データ電極Dk上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。
一方、直前のサブフィールドの維持期間Ts1で維持放電を発生しなかった放電セルでは、初期化放電は発生せず、直前のサブフィールドの初期化期間Ti1終了時における壁電荷が保たれる。このようにしてサブフィールドSF2における初期化動作が完了する。
このように、サブフィールドSF2における初期化動作は、直前のサブフィールドの書込み期間Twで書込み放電を発生し維持期間Ts1で維持放電を発生した放電セルだけに初期化放電を発生する選択初期化動作となる。
サブフィールドSF1の初期化期間Ti1に発生する選択初期化波形と、サブフィールドSF2の初期化期間Ti2に発生する選択初期化波形とは、波形形状が互いに異なる。しかし、サブフィールドSF1の初期化期間Ti1に発生する選択初期化波形は、初期化期間Ti1の前半部では放電が発生せず、初期化期間Ti1の後半部の動作はサブフィールドSF2の初期化期間Ti2における選択初期化動作と実質的に同等である。したがって、本実施の形態では、サブフィールドSF1の初期化期間Ti1において、強制初期化動作を行わない放電セルに印加する初期化波形を、選択初期化波形としている。
サブフィールドSF2の書込み期間Twでは、サブフィールドSF1の書込み期間Twと同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。
サブフィールドSF2の維持期間Ts1も、サブフィールドSF1の維持期間Ts1と同様に、輝度重みに応じた数の維持パルスを走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとに交互に印加する。そして、維持期間Ts1における最後の維持パルスの発生後に、電圧0(V)から電圧Vr1まで緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を発生して走査電極SC1〜走査電極SCnに印加し、消去放電を発生する。
サブフィールドSF3からサブフィールドSF9までの各サブフィールドでは、維持期間Ts1に発生する維持パルスの数を除き、サブフィールドSF2と同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。
1フィールドの最終サブフィールドであるサブフィールドSF10の初期化期間Ti2および書込み期間Twでは、サブフィールドSF2と同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。また、サブフィールドSF10の維持期間Ts2では、維持パルスの発生数を除き、サブフィールドSF2の維持期間Ts1における維持パルスと同様の維持パルスを表示電極対24に交互に印加する。
ただし、サブフィールドSF10の維持期間Ts2に発生する消去放電のための上り傾斜波形電圧は、サブフィールドSF2の維持期間Ts1に発生した消去放電のための上り傾斜波形電圧とは波形形状が異なる。
サブフィールドSF10の維持期間Ts2では、維持期間Ts2における最後の維持パルスの発生後に、電圧0(V)から電圧Vr2まで緩やかに(例えば、約5V/μsecの勾配で)上昇する上り傾斜波形電圧を発生して走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。本実施の形態では、電圧Vr2を電圧Vr1よりも高い電圧に設定している。
すなわち、サブフィールドSF10の維持期間Ts2では、電圧0(V)から、電圧Vr1よりも高い電圧Vr2まで上昇する上り傾斜波形電圧を発生して走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。こうして、維持放電を発生した放電セルに消去放電を発生し、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、本実施の形態では、電圧Vr2を維持パルスの電圧Vsより高い電圧に設定している。
以上が、本実施の形態において、画像を表示する際にパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形の概要である。
なお、本実施の形態において各電極に印加する電圧の大きさは、例えば、電圧Vi1=147(V)、電圧Vi2=362(V)、電圧Vi3=215(V)、電圧Vi4=−180(V)、電圧Vi5=215(V)、電圧Vc=−58(V)、電圧Va=−205(V)、電圧Vs=215(V)、電圧Vr1=203(V)、電圧Vr2=255(V)、電圧Ve=155(V)、電圧Vd=58(V)である。
また、例えば、走査電極SC1〜SCnに印加する上り傾斜波形電圧の勾配は5(V/μsec)であり、下り傾斜波形電圧の勾配は−2.5(V/μsec)である。
しかし、上述した電圧値や時間、勾配等の具体的な数値は単なる一例に過ぎず、本発明は、各電圧値や時間、勾配等が上述した数値に限定されるものではない。各電圧値や時間、勾配等は、パネルの放電特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等にもとづき最適に設定することが望ましい。例えば、電圧Vi5=電圧Vi3であってもよい。
本実施の形態では、1フィールドを10のサブフィールド(サブフィールドSF1からサブフィールドSF10)で構成し、各サブフィールドには、時間的に後に発生するサブフィールドほど輝度重みが大きくなるように輝度重みを設定している。
したがって、時間的に後に発生するサブフィールドほど輝度重みが大きくなるような時間的に連続する複数のサブフィールドを1つのサブフィールド群とすれば、本実施の形態では、1フィールドは、サブフィールドSF1からサブフィールドSF10までの10のサブフィールドからなる1つのサブフィールド群で構成されている、と見なすことができる。
そして、本実施の形態では、輝度重みが相対的に小さく、かつ初期化期間に選択初期化動作を行うサブフィールドの直前に発生する輝度重みが相対的に大きいサブフィールドにおいて、消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧を、その輝度重みが相対的に小さいサブフィールドで発生する消去放電のための上り傾斜波形電圧の最大電圧よりも高い電圧に設定する。
本実施の形態では、上述の、輝度重みが相対的に小さく、かつ初期化期間に選択初期化動作を行うサブフィールドは、輝度重み「1」を有し、初期化期間に特定セル初期化動作を行うサブフィールドSF1のことである。また、上述の輝度重みが相対的に大きいサブフィールドは、輝度重み「80」を有するサブフィールドSF10のことである。
言い換えると、本実施の形態では、1つのサブフィールド群の最後に発生するサブフィールドの維持期間において、消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧を電圧Vr2とする。そして、電圧Vr2を、他のサブフィールドの維持期間において消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧である電圧Vr1よりも高い電圧に設定する。
すなわち、本実施の形態では、サブフィールドSF10の維持期間において、消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧を電圧Vr2とし、サブフィールドSF1からサブフィールドSF9の各サブフィールドの維持期間において消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧を電圧Vr1とする。そして、電圧Vr2を電圧Vr1よりも高い電圧に設定する。
これは、以下のような理由による。
本実施の形態において、各放電セルは、連続する複数のフィールド(例えば、本実施の形態では連続する2つのフィールド)で1回だけ強制初期化動作を行う。これにより、各放電セルは、1フィールドに1回の強制初期化動作を行う構成と比較して、強制初期化動作の発生頻度を低減し、階調表示に関係しない発光を低減する。こうして、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置40は、表示画像における黒輝度を低減し、コントラストの高い画像表示を行っている。
しかし、上述したように、強制初期化動作の発生頻度を低減すると、書込み放電を発生するために必要な壁電荷やプライミング粒子が不足し、書込み動作が不安定になったり、あるいは、書込み放電が発生しない等の動作不良が発生するおそれがある。
維持放電を発生した放電セルでは、次のサブフィールドの初期化期間に初期化放電が発生する。そして、放電セルに蓄積された壁電荷は、初期化放電によって、書込み動作に適した壁電圧に調整される。したがって、維持放電を発生した放電セルでは、次のサブフィールドの書込み期間に、安定した書込み動作を行うことができる。
しかし、維持放電が発生しなかった放電セルでは、次のサブフィールドが選択初期化サブフィールドであれば、その選択初期化期間に初期化放電が発生しない。そして、このような放電セルでは、隣接する放電セルに書込み放電や維持放電が発生すると、放電セル内の壁電荷が減少して書込み動作が不安定となる現象が発生する。この現象は「電荷抜け現象」と呼ばれている。そして、電荷抜け現象は、高精細度化されて放電セルの構造がより微細化されたパネルで発生しやすい。
そこで、本願の発明者は、電荷抜け現象を調査した。そして、書込み動作を行わず、初期化放電も発生しないサブフィールドが2つ以上連続して発生する放電セルでは、書込み不良が発生する確率が高くなることを確認した。
そして、さらに詳細に調査した結果、以下の現象が明らかとなった。
なお、以下、書込み動作を行わず、初期化放電も発生しないサブフィールドを「非発光サブフィールド」と記す。また、以下の「注目セル」は、非発光サブフィールドが2つ以上連続して発生する放電セルのことである。
注目セルの1つ目の非発光サブフィールドにおいて、その注目セルに隣接する放電セルに書込み放電が発生すると、その注目セルには、書込みパルスが印加されていないにもかかわらず弱い書込み放電が発生することがある。この弱い書込み放電は、誤書込み放電である。
注目セルに誤書込み放電が発生すると、続く維持期間でも放電が発生する。ただし、この放電は弱い放電であり、維持放電に成長せずに消滅する。そして、この放電が発生することで、データ電極32上に正の壁電圧が蓄積される。しかし、この壁電圧は、弱い放電によって生じるものであるので、正常な維持放電が発生したときに蓄積される正規の壁電圧よりも小さい。
次のサブフィールドで書込み動作を行う放電セルでは、データ電極32に書込みパルスが印加されるので、書込み放電が正常に発生する確率は高い。
しかしながら、注目セルは、次のサブフィールドでも書込み動作を行わない。そのため、その注目セルに隣接する放電セルに書込み放電が発生すると、注目セルでは、その書込み放電の影響を受けて、誤書込み放電が再び発生するおそれがある。ただし、この誤書込み放電は、前回の誤書込み放電よりもさらに弱い放電である。そのため、この誤書込み放電が発生しても、続く維持期間で放電は発生しない。
その結果、データ電極32上に負の壁電圧が残留する。そのため、それ以降、強制初期化動作を行うまでは書込み放電を発生できなくなる可能性が生じる。
以上のような理由により、書込み動作を行わず、初期化放電も発生しない非発光サブフィールドが2つ以上連続して発生する放電セルでは、書込み不良が発生する確率が高くなる。
本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置40において、各放電セルは、特定セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1の初期化期間Ti1において、強制初期化動作、または選択初期化動作のいずれかの初期化動作を行う。そして、1フィールドを構成する複数のサブフィールドには、時間的に後に発生するサブフィールドほど輝度重みが大きくなるように各サブフィールドに輝度重みを設定する。
したがって、最も小さい輝度重み「1」を有するサブフィールドSF1の直前のサブフィールドは、1フィールドの最終サブフィールドであって、最も大きい輝度重み「80」を有するサブフィールドである。
一般的な動画をパネル10に表示するときには、輝度重みが小さいサブフィールドほど発光する確率は高く、輝度重みが大きいサブフィールドほど発光する確率は低くなることが確認されている。
したがって、本実施の形態に一例として示したサブフィールド構成であれば、輝度重みが相対的に大きいサブフィールドSF9およびサブフィールドSF10が発光する確率は相対的に低く、輝度重みが相対的に小さいサブフィールドSF1が発光する確率は相対的に高い。したがって、サブフィールドSF9およびサブフィールドSF10が非発光サブフィールドとなり、サブフィールドSF1が発光サブフィールドとなる確率は相対的に高い。
そして、サブフィールドSF9とサブフィールドSF10とが連続して非発光サブフィールドとなれば、特定セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1の初期化期間Ti1において選択初期化動作を行う放電セルでは、初期化放電は発生せず、上述した理由により、書込み放電を発生できない可能性が生じる。
そこで、本実施の形態では、特定セル初期化サブフィールドの直前のサブフィールド、すなわち、1フィールドの最終サブフィールド(本実施の形態では、サブフィールドSF10)の維持期間において、消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧を電圧Vr2とする。そして、電圧Vr2を、他のサブフィールド(本実施の形態では、サブフィールドSF1からサブフィールドSF9の各サブフィールド)の維持期間において消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧である電圧Vr1よりも高い電圧に設定する。
これにより、例えば、サブフィールドSF9とサブフィールドSF10とが連続して非発光サブフィールドとなり、続くサブフィールドSF1において書込み不良が発生するおそれがある放電セルにおいても、データ電極32上に残留している負の壁電圧を反転させ、続くサブフィールドSF1において、書込み不良の発生を防止することができる。
すなわち、各放電セルで複数フィールドに1回だけ強制初期化動作を行うプラズマディスプレイ装置40においても、書込み不良の発生を防止し、書込み放電を安定に発生することができる。
以上示したように、本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置40においては、輝度重みが相対的に小さく、かつ初期化期間に選択初期化動作を行うサブフィールド(本実施の形態では、輝度重み「1」を有し、初期化期間に特定セル初期化動作を行うサブフィールドSF1)の直前に発生する輝度重みが相対的に大きいサブフィールド(本実施の形態では、輝度重み「80」を有するサブフィールドSF10)において、消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧である電圧Vr2を、その輝度重みが相対的に小さいサブフィールドで発生する消去放電のための上り傾斜波形電圧の最大電圧である電圧Vr1よりも高い電圧に設定する。
言い換えると、サブフィールド群の最後のサブフィールド(本実施の形態では、サブフィールドSF10)の維持期間Ts2において消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧である電圧Vr2を、他のサブフィールド(本実施の形態では、サブフィールドSF1からサブフィールドSF9の各サブフィールド)の維持期間Ts1において消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧である電圧Vr1よりも、高い電圧に設定する。
これにより、プラズマディスプレイ装置40において、書込み放電を安定に発生し、コントラストが高く画像表示品質の高い画像をパネル10に表示することが可能となる。
なお、上述した理由により、サブフィールドSF1の初期化期間Ti1(特定セル初期化期間)において選択初期化波形を印加する放電セルに関しては、そのサブフィールドSF1の直前の維持期間Ts2(例えば、サブフィールドSF10の維持期間Ts2)において消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧を電圧Vr2とする。しかし、サブフィールドSF1の初期化期間Ti1(特定セル初期化期間)において強制初期化波形を印加する放電セルに関しては、強制的に初期化放電が発生するので、そのサブフィールドSF1の直前の維持期間Ts2(例えば、サブフィールドSF10の維持期間Ts2)において消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧は、電圧Vr2でなくともよい。例えば、この上り傾斜波形電圧の最大電圧は電圧Vr1であってもよい。
なお、全てのサブフィールドの維持期間で、消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧を電圧Vr2にすることは、望ましくない。上り傾斜波形電圧の最大電圧が高くなると、消去動作が過剰になって放電セル内の壁電荷が過剰に消去される。そのため、続く書込み期間において書込み放電が発生しにくくなり、書込み動作時の駆動電圧波形の電圧設定が困難になるためである。
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。なお、以下の説明においては、スイッチング素子を導通する動作を「オン」、遮断する動作を「オフ」と表記する。
図4は、本発明の実施の形態1におけるプラズマディスプレイ装置40の回路ブロック図である。
プラズマディスプレイ装置40は、パネル10とパネル10を駆動する駆動回路とを備える。駆動回路は、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にもとづき、各放電セルに階調値を割り当てる。そして、その階調値を、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。
例えば、入力された画像信号sigがR信号、G信号、B信号を含むときには、そのR信号、G信号、B信号にもとづき、各放電セルにR、G、Bの各階調値(1フィールドで表現される階調値)を割り当てる。あるいは、入力された画像信号sigが輝度信号(Y信号)および彩度信号(C信号、またはR−Y信号およびB−Y信号、またはu信号およびv信号等)を含むときには、その輝度信号および彩度信号にもとづきR信号、G信号、B信号を算出し、その後、各放電セルにR、G、Bの各階調値を割り当てる。そして、各放電セルに割り当てたR、G、Bの階調値を、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。
タイミング発生回路45は、水平同期信号および垂直同期信号にもとづき、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する。そして、発生したタイミング信号をそれぞれの回路ブロック(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および維持電極駆動回路44等)へ供給する。
走査電極駆動回路43は、初期化波形発生回路、維持パルス発生回路、走査パルス発生回路(図示せず)を有する。初期化波形発生回路は、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する。維持パルス発生回路は、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する。走査パルス発生回路は、複数の走査電極駆動IC(走査IC)を備え、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する。そして、走査電極駆動回路43は、タイミング発生回路45から供給されるタイミング信号にもとづいて走査電極SC1〜走査電極SCnをそれぞれ駆動する。
データ電極駆動回路42は、画像データを構成するサブフィールド毎のデータを、各データ電極D1〜データ電極Dmに対応する書込みパルスに変換する。そして、タイミング発生回路45から供給されるタイミング信号にもとづいて、各データ電極D1〜データ電極Dmに書込みパルスを印加する。
維持電極駆動回路44は、維持パルス発生回路および電圧Veを発生する回路を備え(図示せず)、タイミング発生回路45から供給される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。
図5は、本発明の実施の形態1におけるプラズマディスプレイ装置40の走査電極駆動回路43の構成を概略的に示す回路図である。
走査電極駆動回路43は、維持パルス発生回路50と、傾斜波形電圧発生回路60と、走査パルス発生回路70とを備えている。なお、各回路ブロックは、タイミング発生回路45から供給されるタイミング信号にもとづき動作するが、図5では、タイミング信号の経路の詳細は省略する。また、走査パルス発生回路70に入力される電圧を「基準電位A」と記す。
維持パルス発生回路50は、電力回収回路51と、スイッチング素子Q55と、スイッチング素子Q56と、スイッチング素子Q59とを有する。電力回収回路51は、電力回収用のコンデンサ、複数のスイッチング素子、複数の逆流防止用のダイオード、複数の共振用のインダクタを有する。
電力回収回路51は、パネル10に蓄えられた電力を、パネル10の電極間容量とインダクタとをLC共振させてパネル10から回収し、コンデンサに蓄える。そして、回収した電力を、パネル10の電極間容量とインダクタとをLC共振させてコンデンサからパネル10に再度供給し、走査電極SC1〜走査電極SCnを駆動するときの電力として再利用する。
スイッチング素子Q55は、走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧Vsにクランプし、スイッチング素子Q56は、走査電極SC1〜走査電極SCnを電圧0(V)にクランプする。スイッチング素子Q59は分離スイッチであり、走査電極駆動回路43を構成するスイッチング素子の寄生ダイオード等を介して電流が逆流するのを防止する。
このようにして、維持パルス発生回路50は、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する電圧Vsの維持パルスを発生する。
走査パルス発生回路70は、スイッチング素子Q71H1〜スイッチング素子Q71Hn、スイッチング素子Q71L1〜スイッチング素子Q71Ln、スイッチング素子Q72、負の電圧Vaを発生する電源、電圧Vpを発生する電源E71を有する。そして、走査パルス発生回路70の基準電位Aに電圧Vpを重畳して電圧Vc(Vc=Va+Vp)を発生し、電圧Vaと電圧Vcとを切換えながら走査電極SC1〜走査電極SCnに印加することで走査パルスを発生する。例えば、電圧Va=−205(V)であり、電圧Vp=147(V)であれば、電圧Vc=−58(V)となる。
そして、走査パルス発生回路70は、走査電極SC1〜走査電極SCnのそれぞれに、図3に示したタイミングで走査パルスを順次印加する。なお、走査パルス発生回路70は、維持期間では維持パルス発生回路50の出力電圧をそのまま出力する。すなわち、基準電位Aの電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnへ出力する。
傾斜波形電圧発生回路60は、ミラー積分回路61、ミラー積分回路62、ミラー積分回路63を備え、図3に示した傾斜波形電圧を発生する。
ミラー積分回路61は、トランジスタQ61とコンデンサC61と抵抗R61とを有する。そして、入力端子IN61に一定の電圧を印加する(入力端子IN61として図示される2つの丸の間に一定の電圧差を与える)ことにより、電圧Vtに向かって緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を発生する。
なお、本実施の形態では、電圧Vi2は、電圧Vtに電圧Vpを重畳した電圧に等しくなるように設定する。すなわち、ミラー積分回路61を動作させているときは、スイッチング素子Q72およびスイッチング素子Q71L1〜スイッチング素子Q71Lnをオフにし、スイッチング素子Q71H1〜スイッチング素子Q71Hnをオンにして、ミラー積分回路61で発生した上り傾斜波形電圧に電源E71の電圧Vpを重畳して、強制初期化波形の上り傾斜波形電圧を発生する。
ミラー積分回路62は、トランジスタQ62とコンデンサC62と抵抗R62と逆流防止用のダイオードDi62とを有する。そして、入力端子IN62に一定の電圧を印加する(入力端子IN62として図示される2つの丸の間に一定の電圧差を与える)ことにより、電圧Vr1に向かって緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を発生する。
ミラー積分回路63は、トランジスタQ63とコンデンサC63と抵抗R63とを有する。そして、入力端子IN63に一定の電圧を印加する(入力端子IN63として図示される2つの丸の間に一定の電圧差を与える)ことにより、電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下り傾斜波形電圧を発生する。
なお、スイッチング素子Q69は分離スイッチであり、走査電極駆動回路43を構成するスイッチング素子の寄生ダイオード等を介して電流が逆流するのを防止する。
なお、これらのスイッチング素子およびトランジスタは、MOSFETやIGBT等の一般に知られた半導体素子を用いて構成することができる。また、これらのスイッチング素子およびトランジスタは、タイミング発生回路45で発生したそれぞれのスイッチング素子およびトランジスタに対応するタイミング信号により制御される。
次に、本実施の形態における駆動回路、主に走査電極駆動回路43、の動作について説明する。
本実施の形態では、図3に示した駆動電圧波形において、電圧Vi1は電圧Vpに等しく、電圧Vi2は電圧(Vt+Vp)に等しく、電圧Vi3は電圧Vsに等しく、電圧Vcは電圧(Va+Vp)に等しいものとする。
しかし、これらの電圧は上記した数値に限定されるものではなく、パネル10の特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて適宜設定することが望ましい。
図6は、本発明の実施の形態1におけるプラズマディスプレイ装置40の駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
なお、図6では、初期化期間Ti1において、強制初期化波形を印加する走査電極22を走査電極SC1とし、選択初期化波形を印加する走査電極22を走査電極SC2とした。
また、図6では、スイッチング素子Q71H1〜スイッチング素子Q71Hnのうち、走査電極SC1に対応するスイッチング素子をスイッチング素子Q71H1とし、走査電極SC1に対応するスイッチング素子をスイッチング素子Q71H1とした。同様にスイッチング素子Q71L1〜スイッチング素子Q71Lnのうち、走査電極SC1に対応するスイッチング素子をスイッチング素子Q71L1とし、走査電極SC1に対応するスイッチング素子をスイッチング素子Q71L1とした。
なお、図6に示す駆動電圧波形において、最大電圧を電圧Vr2とする上り傾斜波形電圧の波形形状は、図3に示した最大電圧を電圧Vr2とする上り傾斜波形電圧の波形形状と異なる。しかし、本実施の形態においては、いずれの上り傾斜波形電圧であっても、上述と同じ効果を得ることができる。
例えば回路の構成上の問題等で、図3に示したように電圧0(V)から電圧Vr2まで一定の勾配で増加する上り傾斜波形電圧を発生することが困難なことがある。そのような場合であっても、上述と同じ効果を得ることができる上り傾斜波形電圧を発生する例を、図6に示す。
サブフィールドSF1の初期化期間Ti1の前半部では、まず走査電極駆動回路43のスイッチング素子Q56をオンにして走査電極SC1、走査電極SC1に電圧0(V)を印加する。
次に、スイッチング素子Q56をオフにするとともに、強制初期化波形を印加する走査電極SC1に対しては、スイッチング素子Q71L1をオフにし、スイッチング素子Q71H1をオンにして、電圧Vpを印加する。一方、強制初期化動作を行わず、選択初期化波形を印加する走査電極SC2に対しては、電圧0(V)を印加したままとする。
次に、ミラー積分回路61の入力端子IN61に一定の電圧を印加して、基準電位Aの電圧を電圧Vtまで緩やかに上昇させる。強制初期化波形を印加する走査電極SC1には、基準電位Aに電圧Vpを重畳した電圧が印加されるので、この走査電極SC1に、電圧Vpから電圧(Vt+Vp)まで緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を印加することができる。
一方、強制初期化波形を印加しない走査電極SC2には基準電位Aが印加されるので、この走査電極SC2に、電圧0(V)から電圧Vtまで緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を印加することができる。
続くサブフィールドSF1の初期化期間Ti1の後半部では、走査電極駆動回路43のスイッチング素子Q71H1をオフにし、スイッチング素子Q71L1をオンにするとともに、スイッチング素子Q55およびスイッチング素子Q59をオンにして、走査電極SC1、走査電極SC2に電圧Vsを印加する。
その後、スイッチング素子Q69をオフにするとともにミラー積分回路63の入力端子IN63に一定の電圧を印加してミラー積分回路63を動作させ、走査電極SC1、走査電極SC2に電圧Vsから電圧Vi4まで緩やかに下降する下り傾斜波形電圧を印加する。
サブフィールドSF1の書込み期間Twでは、走査電極駆動回路43のミラー積分回路63のトランジスタQ63をオフにし、スイッチング素子Q72をオンにして、基準電位Aの電圧を電圧Vaにする。そして、スイッチング素子Q71L1およびスイッチング素子Q71L2をオフにし、スイッチング素子Q71H1およびスイッチング素子Q71H2をオンにして、走査電極SC1および走査電極SC2に電圧(Va+Vp)、すなわち電圧Vcを印加する。
次に、スイッチング素子Q71H1をオフにし、スイッチング素子Q71L1をオンにして、電圧Vcから電圧Vaに変位する走査パルスを走査電極SC1に印加する。
一定の時間の後(1行目における書込み動作終了後)、スイッチング素子Q71H1をオンにし、スイッチング素子Q71L1をオフにして、走査電極SC1への印加電圧を電圧Vcに戻す。このようにして、走査電極SC1に走査パルスを印加する。
次に、スイッチング素子Q71H2をオフにし、スイッチング素子Q71L2をオンにして、電圧Vcから電圧Vaに変位する走査パルスを走査電極SC2に印加する。
一定の時間の後(2行目における書込み動作終了後)、スイッチング素子Q71H2をオンにし、スイッチング素子Q71L2をオフにして、走査電極SC2への印加電圧を電圧Vcに戻す。このようにして、走査電極SC2に走査パルスを印加する。
以下同様に、走査電極SCnに至るまで、走査パルスを順次走査電極22に印加する。
その後、スイッチング素子Q72、スイッチング素子Q71H1、スイッチング素子Q71H2をそれぞれオフにし、スイッチング素子Q56、スイッチング素子Q69、スイッチング素子Q71L1、スイッチング素子Q71L2をそれぞれオンにして、走査電極SC1、走査電極SC2に電圧0(V)を印加する。こうして、書込み期間が終了する。
サブフィールドSF1の維持期間Ts1では、走査電極駆動回路43の維持パルス発生回路50を用いて、走査電極SC1〜走査電極SCnに、輝度重みに応じた数の維持パルスを印加する。
そして、その維持期間における全ての維持パルスを発生した後に、走査電極駆動回路43のスイッチング素子Q56をオフにする。それとともに、ミラー積分回路62の入力端子IN62に一定の電圧を印加してミラー積分回路62を動作させ、走査電極SC1〜走査電極SCnに、電圧Vr1まで緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を印加する。なお、この電圧Vr1は電圧Vsよりも低い電圧(例えば、電圧Vr1=電圧Vs−12(V))である。
サブフィールドSF2の初期化期間Ti2では、走査電極駆動回路43のスイッチング素子Q71L1〜スイッチング素子Q71Lnをオンにし、スイッチング素子Q71H1〜スイッチング素子Q71Hnをオフにしたまま、ミラー積分回路63の入力端子IN63に一定の電圧を印加する。こうしてミラー積分回路63を動作させ、走査電極SC1〜走査電極SCnに、電圧Vi4まで緩やかに下降する下り傾斜波形電圧を印加する。
サブフィールドSF10の維持期間Ts2では、走査電極駆動回路43の維持パルス発生回路50を用いて、走査電極SC1〜走査電極SCnに、輝度重みに応じた数の維持パルスを印加する。
そして、その維持期間における全ての維持パルスを発生した後に、走査電極駆動回路43のスイッチング素子Q56をオフにする。それとともに、ミラー積分回路62の入力端子IN62に一定の電圧を印加してミラー積分回路62を動作させ、走査電極SC1〜走査電極SCnに、電圧Vr1まで緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を印加する。なお、この電圧Vr1は電圧Vsよりも低い電圧(例えば、電圧Vr1=電圧Vs−12(V))である。
そしてその後、スイッチング素子Q56をオンにして走査電極SC1〜走査電極SCnに電圧0(V)を印加する。その後、スイッチング素子Q56をオフにする。
次に、スイッチング素子Q71L1〜スイッチング素子Q71Lnをオフにし、スイッチング素子Q71H1〜スイッチング素子Q71Hnをオンにして走査電極SC1〜走査電極SCnに電圧Vpを印加する。
そして、ミラー積分回路62の入力端子IN62に一定の電圧を印加してミラー積分回路62を動作させる。これにより、走査電極SC1〜走査電極SCnに、電圧Vpから緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を印加する。
そして、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加される電圧が電圧Vr2に到達した時点で、ミラー積分回路62の入力端子IN62の電圧をオフにしてミラー積分回路62の動作を停止する。
こうして、電圧Vr1よりも高い電圧Vr2まで上昇する上り傾斜波形電圧を走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。
その後、スイッチング素子Q71H1〜スイッチング素子Q71Hnをオフにし、スイッチング素子Q71L1〜スイッチング素子Q71Lnをオンにする。
このようにして、本実施の形態においては、データ電極駆動回路42、走査電極駆動回路43および維持電極駆動回路44を用いて図3に示した駆動電圧波形を発生し、データ電極D1〜データ電極Dm、走査電極SC1〜走査電極SCnおよび維持電極SU1〜維持電極SUnのそれぞれに印加する。
すなわち、維持期間においては、所定の輝度重みに応じた数の維持パルスを発生して、走査電極22および維持電極23に交互に印加する。
最終サブフィールドを除くサブフィールド(本実施の形態では、サブフィールドSF1からサブフィールドSF9の各サブフィールド)の維持期間Ts1においては、維持期間における最後の維持パルスを発生した後に、電圧Vr1まで上昇する上り傾斜波形電圧を発生して走査電極22に印加する。
そして、1フィールドの最終サブフィールドであり輝度重みが最も大きいサブフィールド(本実施の形態では、サブフィールドSF10)の維持期間Ts2においては、維持期間における最後の維持パルスを発生した後に、まず、電圧Vr1まで上昇する上り傾斜波形電圧を発生して走査電極22に印加する。上り傾斜波形電圧が電圧Vr1に到達したら、走査電極22への印加電圧を電圧0(V)に一旦戻す。その後、正の電圧(例えば、電圧Vp)を走査電極22へ印加し、その正の電圧から電圧Vr2まで上昇する上り傾斜波形電圧を発生して走査電極22に印加する。
例えば回路の構成上の問題等で、図3に示したように電圧0(V)から電圧Vr2まで一定の勾配で増加する上り傾斜波形電圧を発生することが困難であれば、図6に示すように、電圧0(V)から電圧Vr2まで電圧が上昇する間に、走査電極22への印加電圧が一旦0(V)まで下降するような波形形状で、上り傾斜波形電圧を発生してもかまわない。そのような場合であっても、上述と同じ効果を得ることができる。
以上示したように、本実施の形態において、各放電セルは、連続する複数のフィールド(例えば、本実施の形態では連続する2つのフィールド)で1回だけ強制初期化動作を行う。これにより、プラズマディスプレイ装置40では、1フィールドに1回の強制初期化動作を行う構成と比較して、強制初期化動作の発生頻度を低減し、階調表示に関係しない発光を低減して、表示画像における黒輝度を低減し、コントラストの高い画像表示を行うことができる。
また、本実施の形態においては、1フィールドの最終サブフィールドであって輝度重みが最も大きいサブフィールド(本実施の形態では、サブフィールドSF10)の維持期間Ts2において、消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧を電圧Vr2とし、他のサブフィールド(本実施の形態では、サブフィールドSF1からサブフィールドSF9の各サブフィールド)の維持期間において消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧を電圧Vr1とする。そして、電圧Vr2を電圧Vr1よりも高い電圧に設定する。
これにより、連続する複数のフィールドで1回だけ強制初期化動作を行うサブフィールド構成であっても、安定に書込み放電を発生することができる。
すなわち、各放電セルにおいて、連続する複数のフィールドで1回だけ強制初期化動作を行う駆動方法によってパネル10を駆動するとき、1フィールドの最後の2つのサブフィールド(例えば、サブフィールドSF9とサブフィールドSF10)が連続して非発光サブフィールドであっても、特定セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1の初期化期間Ti1に選択初期化動作を行う放電セルにおいて、安定に書込み放電を発生することができる。
なお、本実施の形態では、1フィールドを10のサブフィールド(サブフィールドSF1からサブフィールドSF10)で構成し、各サブフィールドには、時間的に後に発生するサブフィールドほど輝度重みが大きくなるように輝度重みを設定している。したがって、時間的に後に発生するサブフィールドほど輝度重みが大きくなるような時間的に連続する複数のサブフィールドを1つのサブフィールド群とすれば、本実施の形態では、1フィールドは、サブフィールドSF1からサブフィールドSF10までの10のサブフィールドからなる1つのサブフィールド群で構成されている、と見なすことができる。したがって、サブフィールドSF10は、1つのサブフィールド群の最終サブフィールドということもできる。
(実施の形態2)
実施の形態1では、各放電セルにおいて、連続する複数のフィールドで1回だけ強制初期化動作を行う駆動方法によってパネル10を駆動するとき、1フィールドの最後の2つのサブフィールド(例えば、サブフィールドSF9とサブフィールドSF10)が連続して非発光サブフィールドであっても、特定セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1の初期化期間Ti1に選択初期化動作を行う放電セルにおいて、安定に書込み放電を発生するための駆動電圧波形を説明した。
しかし、本発明は、何らこの構成に限定されるものではない。本発明は、輝度重みが大きいサブフィールドが連続して発生した後に輝度重みが小さいサブフィールドが発生し、かつその輝度重みが小さいサブフィールドにおいて初期化放電が発生しないようなサブフィールド構成であれば、上述と同様の構成により、上述と同様の効果を得ることができる。
そのようなサブフィールド構成には、実施の形態1に示したサブフィールド構成以外にも、例えば、PAL方式の画像信号によってパネル10に画像表示を行う際に、フリッカを抑制するように工夫したサブフィールド構成がある。
本実施の形態では、PAL方式の画像信号によってパネル10に画像表示を行う際に、フリッカを抑制するように工夫したサブフィールド構成において、実施の形態1に示した構成を適用する例を説明する。
なお、本実施の形態において、プラズマディスプレイ装置の構成は、実施の形態1に示したプラズマディスプレイ装置40の構成と同じであるので、説明を省略する。
本実施の形態においては、サブフィールドの構成が実施の形態1に示したサブフィールドの構成と異なる。
本実施の形態では、1フィールドを14のサブフィールド(サブフィールドSF1からサブフィールドSF14)で構成し、各サブフィールドはそれぞれ、(1、2、4、8、20、32、56、4、12、16、16、20、32、32)の輝度重みを有する例を説明する。
このように、本実施の形態において、1フィールドを構成する複数のサブフィールドは、サブフィールドSF1からサブフィールドSF7までは輝度重みが増加し、サブフィールドSF7からサブフィールドSF8で輝度重みが一旦小さくなり、サブフィールドSF8からサブフィールドSF14までは再度輝度重みが増加する。
したがって、時間的に後に発生するサブフィールドほど輝度重みが大きくなるような時間的に連続する複数のサブフィールドを1つのサブフィールド群とすれば、本実施の形態では、1フィールドは、サブフィールドSF1からサブフィールドSF7までの7のサブフィールドからなるサブフィールド群と、サブフィールドSF8からサブフィールドSF14までの7のサブフィールドからなるサブフィールド群との2つのサブフィールド群で構成されている、と見なすことができる。
このようなサブフィールド構成は、例えばPAL方式の画像信号のように、フィールド周波数(1秒間に発生するフィールドの数)が低い画像信号をパネル10に表示するときに、フリッカ(画像のちらつき)の発生を抑制する上で有効である。
図7は、本発明の実施の形態2におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。
図7には、書込み期間において最初に書込み動作を行う走査電極SC1、書込み期間において2番目に書込み動作を行う走査電極SC2、維持電極SU1〜維持電極SUn、およびデータ電極D1〜データ電極Dmのそれぞれに印加する駆動電圧波形を示す。
また、図7には、初期化期間に走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する駆動電圧の波形形状が異なる2つのサブフィールドの駆動電圧波形を示す。この2つのサブフィールドとは、全セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1と、選択初期化サブフィールドであるサブフィールドSF2以降のサブフィールドである。
全セル初期化サブフィールドとは、初期化期間に、全ての走査電極SC1〜走査電極SCnに強制初期化波形を印加し、パネル10の画像表示領域にある全ての放電セルで初期化放電セルを発生するサブフィールドのことである。以下、全セル初期化サブフィールドの初期化期間を「全セル初期化期間」とも記す。
なお、サブフィールドSF3以降のサブフィールドにおける駆動電圧波形は、維持期間における維持パルスの発生数が異なる以外はサブフィールドSF2の駆動電圧波形とほぼ同様である。
ただし、サブフィールドSF7は、消去放電を発生するための上り傾斜波形電圧の波形形状が他のサブフィールドにおける消去放電を発生するための上り傾斜波形電圧とは異なる。
まず、全セル初期化サブフィールドであるサブフィールドSF1について説明する。
サブフィールドSF1の初期化期間Ti1では、実施の形態1に示した強制初期化波形を全ての走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。
すなわち、初期化期間Ti1の前半部では、データ電極D1〜データ電極Dm、維持電極SU1〜維持電極SUnには、それぞれ電圧0(V)を印加する。走査電極SC1〜走査電極SCnには、電圧Vi1を印加する。電圧Vi1は、維持電極SU1〜維持電極SUnに対して放電開始電圧未満の電圧に設定する。
さらに、走査電極SC1〜走査電極SCnに、電圧Vi1から電圧Vi2に向かって緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を印加する。
この上り傾斜波形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との間に、それぞれ微弱な初期化放電が持続して発生する。そして、走査電極SC1〜走査電極SCn上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極D1〜データ電極Dm上および維持電極SU1〜維持電極SUn上には正の壁電圧が蓄積される。さらに、それ以降の放電の発生を助けるプライミング粒子も発生する。
初期化期間Ti1の後半部では、維持電極SU1〜維持電極SUnには正の電圧Veを印加し、データ電極D1〜データ電極Dmには第1の電圧として電圧0(V)を印加する。走査電極SC1〜走査電極SCnには、電圧Vi3から負の電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下り傾斜波形電圧を印加する。
電圧Vi3は、維持電極SU1〜維持電極SUnに対して放電開始電圧未満となる電圧に設定し、電圧Vi4は放電開始電圧を超える電圧に設定する。
走査電極SC1〜走査電極SCnに下り傾斜波形電圧を印加する間に、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との間に、それぞれ微弱な初期化放電が発生する。
そして、走査電極SC1〜走査電極SCn上の負の壁電圧および維持電極SU1〜維持電極SUn上の正の壁電圧が弱められ、データ電極D1〜データ電極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。さらに、それ以降の放電の発生を助けるプライミング粒子も発生する。
以上により、全ての放電セルで初期化放電を発生する全セル初期化動作が終了する。
サブフィールドSF1の書込み期間Twでは、実施の形態1に示した書込み期間Twと同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。すなわち、走査電極SC1〜走査電極SCnに走査パルスを順次印加するとともに、発光すべき放電セルに対応するデータ電極Dkに電圧Vdの書込みパルスを印加する。こうして、発光すべき放電セルに書込み放電を発生し、続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。
サブフィールドSF1の維持期間Ts1では、実施の形態1に示した維持期間Ts1と同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。すなわち、輝度重みに応じた数の維持パルスを発生して、走査電極SC1〜走査電極SCnと維持電極SU1〜維持電極SUnとに交互に印加し、書込み放電を起こした放電セルに、輝度重みに応じた回数の維持放電を発生する。
そして、維持期間Ts1における最後の維持パルスの発生後に、電圧0(V)から電圧Vr1まで上昇する上り傾斜波形電圧を発生し、走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。これにより、維持放電を発生した放電セルでは消去放電が発生し、走査電極SCi上の壁電圧および維持電極SUi上の壁電圧が弱められる。
サブフィールドSF2の初期化期間Ti2では、実施の形態1に示した選択初期化波形を全ての走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。
すなわち、初期化期間Ti2では、データ電極D1〜データ電極Dmには電圧0(V)を印加し、維持電極SU1〜維持電極SUnには電圧Veを印加する。そして、走査電極SC1〜走査電極SCnには、放電開始電圧未満となる電圧Vi3’(例えば、ベース電位である電圧0(V))から放電開始電圧を超える負の電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下り傾斜波形電圧を印加する。
これにより、直前のサブフィールド(図7では、サブフィールドSF1)の維持期間で維持放電を発生した放電セルでは、微弱な初期化放電が発生する。そして、走査電極SCi上および維持電極SUi上の壁電圧が弱められ、データ電極Dk上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。
一方、直前のサブフィールドの維持期間で維持放電を発生しなかった放電セルでは、初期化放電は発生せず、直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保たれる。このようにしてサブフィールドSF2における初期化動作が完了する。
このように、サブフィールドSF2における初期化動作は、直前のサブフィールドの書込み期間で書込み放電を発生し維持期間で維持放電を発生した放電セルだけに初期化放電を発生する選択初期化動作となる。
サブフィールドSF2の書込み期間Twおよび維持期間Ts1では、維持パルスの発生数を除き、各電極に対してサブフィールドSF1の書込み期間および維持期間と同様の駆動電圧波形を印加する。
サブフィールドSF3からサブフィールドSF6までの各サブフィールドでは、維持期間Ts1に発生する維持パルスの数を除き、サブフィールドSF2と同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。
1つ目のサブフィールド群の最終サブフィールドであるサブフィールドSF7の初期化期間Ti2および書込み期間Twでは、サブフィールドSF2と同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。また、サブフィールドSF7の維持期間Ts2では、維持パルスの発生数を除き、サブフィールドSF2の維持期間Ts1における維持パルスと同様の維持パルスを表示電極対24に交互に印加する。
ただし、サブフィールドSF7の維持期間Ts2に発生する消去放電のための上り傾斜波形電圧は、サブフィールドSF2の維持期間Ts1に発生した消去放電のための上り傾斜波形電圧とは波形形状が異なる。
サブフィールドSF7の維持期間Ts2では、維持期間Ts2における最後の維持パルスの発生後に、電圧0(V)から電圧Vr2まで緩やかに上昇する上り傾斜波形電圧を発生して走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する。そして、電圧Vr2を電圧Vr1よりも高い電圧に設定する。
2つ目のサブフィールド群であるサブフィールドSF8からサブフィールドSF14までの各サブフィールドでは、維持期間Ts1に発生する維持パルスの数を除き、サブフィールドSF2と同様の駆動電圧波形を各電極に印加する。
このようなサブフィールド構成では、2つ目のサブフィールド群の先頭サブフィールドであるサブフィールドSF8の初期化期間Ti1において、選択初期化動作を行う。
また、1つ目のサブフィールド群においては、時間的に後に発生するサブフィールドほど輝度重みが大きくなるように各サブフィールドに輝度重みが設定されている。
したがって、サブフィールドSF8の直前のサブフィールドは、1つ目のサブフィールド群の最終サブフィールドであって、そのサブフィールド群で最も輝度重みが大きいサブフィールドである。
上述したように、一般的な動画をパネル10に表示するときには、輝度重みが小さいサブフィールドほど発光する確率は高く、輝度重みが大きいサブフィールドほど発光する確率は低くなることが確認されている。
したがって、本実施の形態に一例として示したサブフィールド構成であれば、輝度重みが相対的に大きいサブフィールドSF6およびサブフィールドSF7が発光する確率は相対的に低く、輝度重みが小さいサブフィールドSF8が発光する確率は相対的に高い。したがって、サブフィールドSF6およびサブフィールドSF7が非発光サブフィールドとなり、サブフィールドSF8が発光サブフィールドとなる確率は相対的に高い。
そして、サブフィールドSF6とサブフィールドSF7とが連続して非発光サブフィールドであれば、選択初期化サブフィールドであるサブフィールドSF8の初期化期間Ti2において初期化放電は発生せず、上述した理由により、書込み放電を発生できない可能性が生じる。
そこで、本実施の形態では、輝度重みが相対的に小さく、かつ初期化期間に選択初期化動作を行うサブフィールドの直前に発生する輝度重みが相対的に大きいサブフィールドにおいて、消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧である電圧Vr2を、その輝度重みが相対的に小さいサブフィールドで発生する消去放電のための上り傾斜波形電圧の最大電圧である電圧Vr1よりも高い電圧に設定する。
本実施の形態では、上述の、輝度重みが相対的に小さく、かつ初期化期間に選択初期化動作を行うサブフィールドは、輝度重み「4」を有し、初期化期間に選択初期化動作を行うサブフィールドSF8のことである。また、上述の輝度重みが相対的に大きいサブフィールドは、輝度重み「56」を有するサブフィールドSF7のことである。
言い換えると、本実施の形態では、2つ目のサブフィールド群の直前のサブフィールド、すなわち、1つ目のサブフィールド群の最終サブフィールド(本実施の形態では、サブフィールドSF7)の維持期間において、消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧を電圧Vr2とする。そして、電圧Vr2を、他のサブフィールド(本実施の形態では、サブフィールドSF1からサブフィールドSF6、およびサブフィールドSF8からサブフィールドSF14の各サブフィールド)の維持期間において消去放電のために発生する上り傾斜波形電圧の最大電圧である電圧Vr1よりも高い電圧に設定する。
これにより、例えば、サブフィールドSF6とサブフィールドSF7とが連続して非発光サブフィールドとなり、続くサブフィールドSF8において書込み不良が発生するおそれがある放電セルにおいても、データ電極32上に残留している負の壁電圧を反転させ、続くサブフィールドSF8において、書込み不良の発生を防止することができる。
なお、図7には、1つ目のサブフィールド群の最後のサブフィールドSF7において最大電圧を電圧Vr2とする上り傾斜波形電圧を発生する構成を説明した。しかし、本発明はこの構成に限定されない。例えば、2つ目のサブフィールド群の最後のサブフィールドSF14においても、最大電圧を電圧Vr2とする上り傾斜波形電圧を発生してもよい。これは、連続する複数のフィールドで1回だけ強制初期化動作を行うために、サブフィールドSF1を特定セル初期化サブフィールドとするサブフィールド構成において特に有効である。
なお、本発明は1フィールドを構成するサブフィールドの数、強制初期化サブフィールドとするサブフィールド、各サブフィールドが有する輝度重み等が上述した数値に限定されるものではない。また、画像信号等にもとづいてサブフィールド構成を切換える構成であってもよい。
なお、図3、図6、図7に示した駆動電圧波形は本発明の実施の形態における一例を示したものに過ぎず、本発明は何らこの駆動電圧波形に限定されるものではない。
なお、図4、図5に示した駆動回路の構成は本発明の実施の形態における一例を示したものに過ぎず、本発明は何らこれらの回路構成に限定されるものではない。
なお、本発明における実施の形態に示した各回路ブロックは、実施の形態に示した各動作を行う電気回路として構成されてもよく、あるいは、同様の動作をするようにプログラミングされたマイクロコンピュータ等を用いて構成されてもよい。
なお、本発明における実施の形態では、1つのフィールドを10のサブフィールド、または14のサブフィールドで構成する例を説明した。しかし、本発明は1フィールドを構成するサブフィールドの数が何ら上記の数に限定されるものではない。例えば、サブフィールドの数をより多くすることで、パネル10に表示できる階調の数をさらに増加することができる。あるいは、サブフィールドの数をより少なくすることで、パネル10の駆動に要する時間を短縮することができる。
なお、本発明における実施の形態では、1画素を赤、緑、青の3色の放電セルで構成する例を説明したが、1画素を4色あるいはそれ以上の色の放電セルで構成するパネルにおいても、本発明における実施の形態に示した構成を適用することは可能であり、同様の効果を得ることができる。
なお、本発明の実施の形態において示した具体的な数値は、画面サイズが50インチ、表示電極対24の数が1024のパネル10の特性にもとづき設定したものであって、単に実施の形態における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、各数値はパネルの仕様やパネルの特性、およびプラズマディスプレイ装置の仕様等にあわせて最適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。また、1フィールドを構成するサブフィールドの数や各サブフィールドの輝度重み等も本発明における実施の形態に示した値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。
本発明は、高精細度化された大画面のパネルを駆動する際にも安定した書込み動作を行うことができ、品質の高い画像をパネルに表示することが可能であり、パネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置として有用である。
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
25,33 誘電体層
26 保護層
31 背面基板
32 データ電極
34 隔壁
35 蛍光体層
40 プラズマディスプレイ装置
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 維持パルス発生回路
51 電力回収回路
60 傾斜波形電圧発生回路
61,62,63 ミラー積分回路
70 走査パルス発生回路
Di62 ダイオード
Q55,Q56,Q59,Q69,Q72,Q71H1〜Q71Hn,Q71L1〜Q71Ln スイッチング素子
C61,C62,C63 コンデンサ
R61,R62,R63 抵抗
Q61,Q62,Q63 トランジスタ
IN61,IN62,IN63 入力端子
E71 電源
Ti1,Ti2 初期化期間
Tw 書込み期間
Ts1,Ts2 維持期間
また、図6では、スイッチング素子Q71H1〜スイッチング素子Q71Hnのうち、走査電極SC1に対応するスイッチング素子をスイッチング素子Q71H1とし、走査電極SCに対応するスイッチング素子をスイッチング素子Q71Hとした。同様にスイッチング素子Q71L1〜スイッチング素子Q71Lnのうち、走査電極SC1に対応するスイッチング素子をスイッチング素子Q71L1とし、走査電極SCに対応するスイッチング素子をスイッチング素子Q71Lとした。
サブフィールドSF1の初期化期間Ti1の前半部では、まず走査電極駆動回路43のスイッチング素子Q56をオンにして走査電極SC1、走査電極SCに電圧0(V)を印加する。
全セル初期化サブフィールドとは、初期化期間に、全ての走査電極SC1〜走査電極SCnに強制初期化波形を印加し、パネル10の画像表示領域にある全ての放電セルで初期化放電を発生するサブフィールドのことである。以下、全セル初期化サブフィールドの初期化期間を「全セル初期化期間」とも記す。

Claims (8)

  1. 走査電極および維持電極からなる表示電極対とデータ電極と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を、負の電圧に向かって下降する下り傾斜波形電圧を前記走査電極に印加する選択初期化動作を行う初期化期間と、書込み期間と、輝度重みに応じた数の維持パルスを前記表示電極対に印加する維持期間とを有するサブフィールドを1フィールドに備えて駆動するプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
    前記維持期間における最後の維持パルスの発生後に、消去放電を前記放電セルに発生するための上り傾斜波形電圧を前記走査電極に印加し、
    輝度重みが相対的に小さく、かつ前記初期化期間に前記選択初期化動作を行うサブフィールドの直前に発生する輝度重みが相対的に大きいサブフィールドにおいて、前記上り傾斜波形電圧の最大電圧を、前記輝度重みが相対的に小さいサブフィールドで発生する前記上り傾斜波形電圧の最大電圧よりも高い電圧に設定する
    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。
  2. 上り傾斜波形電圧と前記下り傾斜波形電圧を前記走査電極に印加する強制初期化動作と、前記下り傾斜波形電圧を前記走査電極に印加する選択制初期化動作とが混在する特定セル初期化期間を設け、前記輝度重みが相対的に小さいサブフィールドの初期化期間を前記特定セル初期化期間とする
    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. 前記輝度重みが相対的に大きいサブフィールドと前記輝度重みが相対的に小さいサブフィールドとを同一のフィールド内で連続して発生する
    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パネルの駆動方法。
  4. 前記上り傾斜波形電圧を、前記走査電極への印加電圧が最大電圧まで上昇する前に、前記走査電極への印加電圧を一旦下降し、再度、前記走査電極への印加電圧を上昇させて発生する
    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パネルの駆動方法。
  5. 走査電極および維持電極からなる表示電極対とデータ電極とを有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルと、
    負の電圧に向かって下降する下り傾斜波形電圧を前記走査電極に印加する選択初期化動作を行う初期化期間と、書込み期間と、輝度重みに応じた数の維持パルスを前記表示電極対に印加する維持期間とを有するサブフィールドを1フィールドに備えて前記プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路とを備えたプラズマディスプレイ装置であって、
    前記駆動回路は、
    前記維持期間における最後の維持パルスの発生後に、消去放電を前記放電セルに発生するための上り傾斜波形電圧を前記走査電極に印加し、
    輝度重みが相対的に小さく、かつ前記初期化期間に前記選択初期化動作を行うサブフィールドの直前に発生する輝度重みが相対的に大きいサブフィールドにおいて、前記上り傾斜波形電圧の最大電圧を、前記輝度重みが相対的に小さいサブフィールドで発生する前記上り傾斜波形電圧の最大電圧よりも高い電圧に設定する
    ことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  6. 前記駆動回路は、
    上り傾斜波形電圧と前記下り傾斜波形電圧を前記走査電極に印加する強制初期化動作と、前記下り傾斜波形電圧を前記走査電極に印加する選択制初期化動作とが混在する特定セル初期化期間を設け、前記輝度重みが相対的に小さいサブフィールドの初期化期間を前記特定セル初期化期間とする
    ことを特徴とする請求項5に記載のプラズマディスプレイ装置。
  7. 前記駆動回路は、
    前記輝度重みが相対的に大きいサブフィールドと前記輝度重みが相対的に小さいサブフィールドとを同一のフィールド内で連続して発生する
    ことを特徴とする請求項5に記載のプラズマディスプレイ装置。
  8. 前記駆動回路は、
    前記上り傾斜波形電圧を、前記走査電極への印加電圧が最大電圧まで上昇する前に、前記走査電極への印加電圧を一旦下降し、再度、前記走査電極への印加電圧を上昇させて発生する
    ことを特徴とする請求項5に記載のプラズマディスプレイ装置。
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