KR101025673B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

넓은 온도 범위에 걸쳐서, 또한 사용 초기부터 통전 누적 시간에 의하지 않고, 흑 휘도의 상승을 억제하면서 안정된 고속 기록이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
1 필드 기간에, 초기화 기간에 있어서 화상 표시를 행하는 모든 방전 셀에 대해 초기화 방전을 발생시키는 전 셀 초기화 서브필드와, 초기화 기간에 있어서 직전의 서브필드에서 유지 방전을 발생한 방전 셀에서 선택적으로 초기화 방전을 발생시키는 선택 초기화 서브필드를 구비한 패널의 구동 방법으로서, 전 셀 초기화 서브필드의 수를 증감시킬 수 있는 동시에, 전 셀 초기화 서브필드에서 초기화 방전을 발생시키기 위한 초기화 전압을 가변할 수 있도록 구성하고, 패널에 통전한 시간의 누적 시간에 의거하여, 적어도 1 필드의 전 셀 초기화 서브필드의 수 또는 전 셀 초기화 서브필드의 초기화 전압 중 어느 하나를 제어한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치{METHOD OF DRIVING PLASMA DISPLAY PANEL, AND PLASMA DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 벽걸이 텔레비젼이나 대형 모니터에 이용되는 플라즈마 디스플레이 장치 및 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하, 「패널」이라고 약기한다)로서 대표적인 교류 면방전형 패널은, 대향 배치된 전면판과 배면판과의 사이에 다수의 방전 셀이 형성되어 있다.
전면판은, 1쌍의 주사 전극과 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍이 전면 유리 기판 상에 서로 평행하게 복수쌍 형성되고, 이들 표시 전극쌍을 덮도록 유전체층 및 보호층이 형성되어 있다. 배면판은, 배면 유리기판 상에 복수의 평행한 데이터 전극과, 이들을 덮도록 유전체층과, 또한 그 위에 데이터 전극과 평행하게 복수의 격벽이 각각 형성되고, 유전체층의 표면과 격벽의 측면에 형광체층이 형성되어 있다.
그리고, 표시 전극쌍과 데이터 전극이 입체 교차하도록 전면판과 배면판이 대향 배치되어 밀봉되고, 내부의 방전 공간에는, 예를 들면 분압비로 5%의 크세논 을 포함하는 방전 가스가 봉입되어 있다. 여기서 표시 전극쌍과 데이터 전극이 대향하는 부분에 방전 셀이 형성된다. 이러한 구성의 패널에 있어서, 각 방전 셀 내에서 가스 방전에 의해 자외선을 발생시키고, 이 자외선으로 적색(R),녹색(G) 및 청색(B)의 각 색의 형광체를 여기 발광시켜 컬러 표시를 한다.
패널을 구동하는 방법으로는 서브 필드법, 즉, 1 필드 기간을 복수의 서브필드(이하, SF로도 약기한다)로 분할한 다음에, 발광시키는 서브필드의 조합에 의해서 계조 표시를 행하는 방법이 일반적이다.
각 서브필드는, 초기화 기간, 기입 기간 및 유지 기간을 가지고, 초기화 기간에서는 초기화 방전을 발생하고, 연속되는 기입 동작에 필요한 벽 전하를 각 전극 상에 형성한다. 초기화 동작에는, 모든 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 초기화 동작(이하, 「전 셀 초기화 동작」으로 약기한다)과, 유지방전을 행한 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 초기화 동작(이하, 「선택 초기화 동작」으로 약기한다)이 있다.
기입 기간에서는, 표시를 해야할 방전 셀에 있어서 선택적으로 기입 방전을 발생하여 벽 전하를 형성한다. 그리고 유지 기간에서는, 주사 전극과 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍에 교대로 유지 펄스를 인가하고, 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서 유지 방전을 발생시켜, 대응하는 방전 셀의 형광체층을 발광시킴으로써 화상 표시를 행한다.
또한, 서브필드법 중에서도, 완만하게 변화하는 전압 파형을 이용해 초기화 방전을 행하고, 또한 유지 방전을 행한 방전 셀에 대해 선택적으로 초기화 방전을 행함으로써, 계조 표시에 관계하지 않는 발광을 최대한 줄여 콘트라스트비를 향상시킨 신규 구동 방법이 개시되어 있다.
구체적으로는, 예를 들면, 복수의 서브필드 중, 1개의 서브필드의 초기화 기간에 있어서 모든 방전 셀을 방전시키는 전 셀 초기화 동작을 행하고, 다른 서브필드의 초기화 기간에 있어서는 유지 방전을 행한 방전 셀만 초기화하는 선택 초기화 동작을 행한다. 그 결과, 표시에 관계 없는 발광은 전 셀 초기화 동작의 방전에 수반되는 발광만으로 되어 콘트라스트가 높은 화상 표시가 가능해진다(예를 들면, 특허문헌1 참조).
이와 같이 구동함으로써, 화상의 표시에 관계없는 발광, 즉 영상을 표시하지 않을 때의 흑표시 영역의 휘도(이하, 「흑 휘도」로 약기한다)는 전 셀 초기화 동작에 있어서의 미약 발광만으로 되어, 콘트라스트가 높은 화상 표시가 가능해진다.
한편, 패널의 고선명도화 나 대화면화에 수반되어 방전 셀 수가 증가하고, 또한, 동화상 유사 윤곽의 개선 등, 화상 표시 품질을 향상시키기 위해서 서브필드수를 증가시키는 등, 앞으로 점점 기입 동작의 고속화가 요구된다.
그런데, 모든 방전 셀을 초기화시키는 전 셀 초기화 동작은, 상술한 바와 같이 기입 동작에 필요한 벽 전하를 형성하는 동시에, 방전 지연을 작게 하고, 기입 방전을 안정되게 발생시키기 위한 프라이밍을 발생시키는 작용을 더불어 가진다. 따라서, 고속 기입 동작을 위해서는 프라이밍을 늘린다고 하는 방법이 유효하다. 그러나, 단순히 1 필드 기간 내의 전 셀 초기화 동작을 행하는 서브필드의 수(이하, 「전 셀 초기화 회수」라고 표기한다)를 늘리면, 흑 휘도가 상승해 콘트라스트가 저하하여, 화상 표시 품질이 저하한다.
여기서, 표시해야 할 화상 신호의 평균 화상 레벨(APL:Average Picture Leve1)에 의거하여, 각 서브필드의 초기화 기간에 있어서의 초기화 동작을, 전 셀 초기화 동작 또는 선택 초기화 동작중 어느 하나로 결정하여 전 셀 초기화 회수를 증감시키고, 흑 휘도의 상승을 억제하면서 안정된 고속 기입이 가능한 패널의 구동 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2참조).
그러나, 전 셀 초기화 동작에 의해 형성되는 벽 전하나 프라이밍은 방전 개시 전압 등의 방전 특성에 크게 좌우되고, 방전 특성은 패널의 온도에 의존하여 변화하므로, 상술한 구동 방법을 이용해도, 흑 휘도의 상승을 억제하면서 안정된 고속 기입이 가능한 패널 구동을 행할 수 있는 온도 범위가 어느정도 제한된다고 하는 문제점이 있다. 덧붙여, 패널의 방전 특성은 패널의 통전 누적 시간에 의존하여 변화하기 때문에, 플라즈마 디스플레이 장치의 사용 초기부터 통전 누적 시간에 상관없이 상술한 제어를 최적의 조건으로 행하는 것도 용이하지 않았다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2000-242224호 공보
특허문헌 2 : 일본 특허공개 2005-215132호 공보
본 발명은, 1 필드 기간에, 초기화 기간에 있어서 화상 표시를 행하는 모든 방전 셀에 대해 초기화 방전을 발생시키는 전 셀 초기화 서브필드와, 초기화 기간에 있어서 직전의 서브필드에서 유지 방전을 발생한 방전 셀에서 선택적으로 초기화 방전을 발생시키는 선택 초기화 서브필드를 구비한 패널의 구동 방법으로서, 전 셀 초기화 서브필드의 수를 증감할 수 있는 동시에, 전 셀 초기화 서브필드에서 초기화 방전을 발생시키기 위한 초기화 전압을 가변할 수 있도록 구성하고, 패널에 통전한 시간의 누적 시간에 의거하여, 적어도 1 필드의 전 셀 초기화 서브필드의 수 또는 전 셀 초기화 서브필드의 초기화 전압 중 어느 하나를 제어하는 것을 특징으로 한다. 이 방법에 의해, 넓은 온도 범위에 걸쳐, 또한 사용 초기부터 통전 누적 시간에 상관없이, 흑 휘도의 상승을 억제하면서 안정된 고속 기입이 가능한 패널의 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 패널의 구동 방법은, 패널 주변의 온도에 의거하여 패널이 취할 수 있는 최저 추정 온도 및 최고 추정 온도를 추정하여, 최저 추정 온도 및 최고 추정 온도와 누적 시간에 의거하여, 적어도 1 필드의 전 셀 초기화 서브필드의 수 또는 초기화 전압중 어느 하나를 제어해도 된다.
또한 본 발명의 패널의 구동 방법은, 화상 신호의 1 필드 기간 또는 1프레임 기간에 있어서의 평균 휘도를 검출하고, 그 평균 휘도와 누적 시간에 의거하여, 적어도 1 필드의 전 셀 초기화 서브필드의 수 또는 초기화 전압 중 어느 하나를 제어해도 된다.
또한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는, 주사 전극 및 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍을 가지는 방전 셀을 복수 구비한 패널과, 패널에 통전한 시간의 누적 시간을 계측하는 누적 시간 계측 회로와, 1 필드를, 초기화 기간에 있어서 화상 표시를 행하는 모든 방전 셀에 대해 초기화 방전을 발생시키는 전 셀 초기화 서브필드와, 초기화 기간에 있어서 직전의 서브필드에서 유지 방전을 발생한 방전 셀에서 선택적으로 초기화 방전을 발생시키는 선택 초기화 서브필드를 갖는 서브필드 구성으로 패널을 구동하는 구동 회로를 구비하고, 구동 회로는 누적 시간 계측 회로가 계측한 누적 시간에 의거하여, 적어도 1 필드의 전 셀 초기화 서브필드의 수 또는 전 셀 초기화 서브필드의 초기화 전압 중 어느 하나를 제어하는 것을 특징으로 한다.
넓은 온도 범위에 걸쳐, 또한 사용 초기부터 통전 누적 시간에 상관없이, 흑 휘도의 상승을 억제하면서 안정된 고속 기입이 가능한 패널의 구동 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치에 대해서, 도면을 이용해 설명한다.
(실시의 형태 1)
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 패널(10)의 구조를 도시하는 분해 사시도이다. 유리제의 전면판(21) 상에는, 주사 전극(22)과 유지 전극(23)으로 이루어지는 표시 전극쌍(28)이 복수 형성되어 있다. 그리고 주사 전극(22)과 유지 전극(23)을 덮도록 유전체층(24)이 형성되고, 그 유전체층(24) 상에 보호층(25)이 형성되어 있다. 배면판(31) 상에는 데이터 전극(32)이 복수 형성되고, 데이터 전극(32)을 덮도록 유전체층(33)이 형성되며, 또한, 그 위에 우물 난간 형상의 격벽(34)이 형성되어 있다. 그리고, 격벽(34)의 측면 및 유전체층(33) 상에는 적색(R),녹색(G) 및 청색(B)의 각 색으로 발광하는 형광체층(35)이 설치된다.
이들 전면판(21)과 배면판(31)은, 미소한 방전 공간을 사이에 두고 표시 전극쌍(28)과 데이터 전극(32)이 교차하도록 대향 배치되고, 그 외주부를 유리 플릿 등의 밀봉재에 의해서 밀봉되어 있다. 그리고 방전 공간에는, 예를 들면 네온과 크세논의 혼합 가스가 방전 가스로서 봉입되어 있다. 본 실시의 형태에 있어서는, 휘도 향상을 위해 크세논 분압을 10%로 한 방전 가스가 이용된다. 방전 공간은 격벽(34)에 의해서 복수의 구획으로 나뉘어지고, 표시 전극쌍(28)과 데이터 전극(32)이 교차하는 부분에 방전 셀이 형성되어 있다. 그리고 이들 방전 셀이 방전, 발광함으로써, 화상이 표시된다.
또한, 패널(10)의 구조는 상술한 것에 한정되지 않고, 예를 들면 스트라이프상의 격벽을 구비한 것이어도 된다.
도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 패널(10)의 전극 배열도이다. 패널(10)에는, 행방향으로 긴 n개의 주사 전극(SC1∼SCn)(도 1의 주사 전극(22)) 및 n개의 유지 전극(SU1∼SUn)(도 1의 유지 전극(23))이 배열되고, 열 방향으로 긴 m개의 데이터 전극(D1∼Dm)(도 1의 데이터 전극(32))이 배열되어 있다. 그리고, 1쌍의 주사 전극(SCi(i=1∼n)) 및 유지 전극(SUi(i=1∼n))과 1개의 데이터 전극(Dj(j=1∼m))이 교차한 부분에 방전 셀이 형성되고, 방전 셀은 방전 공간 내에 m×n개 형성되어 있다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 패널(10)을 구동하기 위한 구동 회로의 회로 블록도이다. 플라즈마 디스플레이 장치(1)는, 패널(10), 화상신호 처리회로(51), 데이터 전극 구동회로(52), 주사전극 구동회로(53), 유지전극 구동회로(54), 타이밍 발생회로(55), APL 검출회로(57), 온도 추정 회로(58) 및 각 회로 블록에 필요한 전원을 공급하는 전원 회로(도시하지 않음)를 구비한다.
화상신호 처리회로(51)는, 입력된 화상 신호(sig)를 서브필드마다 발광·비발광을 표시하는 화상 데이터로 변환한다. 데이터 전극 구동 회로(52)는 서브필드마다의 화상 데이터를 각 데이터 전극(D1∼Dm)에 대응하는 신호로 변환하여 각 데이터 전극(D1∼Dm)을 구동한다.
APL 검출 회로(57)는 화상신호(sig)의 평균 화상 레벨(이하, 「APL」로 약기한다)을 검출한다. 구체적으로는, 예를 들면 화상신호(sig)의 휘도치를 1 필드 기간 또는 1프레임 기간에 걸쳐 누적하는 등의 일반적으로 알려진 수법을 이용함으로써 APL을 검출한다.
온도 추정 회로(58)는, 온도를 검출하기 위해서 이용되는 열전대 등의 일반 적으로 알려진 소자로 이루어지는 온도 센서(81)를 가지고, 온도 센서(81)에서 검출된 패널(10) 주변의 온도, 본 실시의 형태에서는 본체 내부의 온도로부터 패널(10)이 취할 수 있는 최고 온도 및 최저 온도의 추정치(이하, 간단히 「최고 추정 온도」,「최저 추정 온도」로 표기한다)를 산출하고, 그 결과를 타이밍 발생 회로(55)에 출력한다.
타이밍 발생 회로(55)는, 수평 동기 신호(H), 수직 동기 신호(V), APL 검출회로(57)가 검출한 APL 및 온도 추정 회로(58)가 추정한 최고 추정 온도 및 최저 추정 온도를 바탕으로 하여 각 회로 블록의 동작을 제어하는 각종 타이밍 신호를 발생하고, 각각의 회로 블록에 공급한다. 주사전극 구동회로(53)는, 초기화 기간에 있어서 주사 전극(SC1∼SCn)에 인가하는 초기화 전압 파형을 발생하기 위한 초기화 파형 발생 회로(300)를 가지고, 타이밍 신호에 의거하여 각 주사 전극(SC1∼SCn)을 각각 구동한다. 유지전극 구동회로(54)는, 타이밍 신호에 의거하여 유지 전극(SU1∼SUn)을 구동한다.
도 4a, 도 4b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치(1)의 온도 센서(81)의 부착 위치를 도시하는 도면이고, 도 4a는 플라즈마 디스플레이 장치(1)의 배면도, 도 4b는 플라즈마 디스플레이 장치(1)의 단면도를 확대한 도면이다. 패널(10)의 배면에는 열 전도 시트(86)가 밀착하여 설치되고, 또한 열 전도 시트(86)에 밀착하여 알루미늄 섀시(87)가 설치된다. 그리고, 알루미늄 섀시(87)에는 각 구동 회로를 구비한 회로 기판(89)이 보스재(88)를 통해 부착되어 있고, 패널(10)과는 반대측의 회로 기판(89)의 표면에 온도 센서(81)가 부착 된다. 따라서, 패널(10)과 온도 센서(81)는 공기층을 사이에 두고 떨어져 있고, 온도 센서(81)는 패널(10)과 직접 접촉하지 않는 위치에 배치되고, 패널(10)과 직접 열적으로 결합하지 않는 구성으로 되어 있다.
이와 같이, 본 실시의 형태에서, 온도 센서(81)는, 패널(10)과 열 전도 시트(86)와 알루미늄 섀시(87)의 어느것과도 직접 접촉하지 않는 위치에 설치된다. 그리고, 패널(10)과 온도 센서(81)와의 사이에 보스재(88)에 의해서 형성된 공기층을 사이에 두고, 패널(10)에 온도 센서(81)가 직접 접촉하지 않도록 하여, 온도 센서(81)가 패널(10)의 국소적인 열을 검출하지 않도록 하고 있다. 또한, 온도 센서(81)는, 패널(10)과 직접 열적으로 결합하지 않는 구성이면 다른 위치에 부착되어도 된다.
다음에, 패널(10)을 구동하기 위한 구동 전압 파형과 그 동작에 대해서 설명한다. 플라즈마 디스플레이 장치(1)는, 서브필드법, 즉 1 필드 기간을 복수의 서브필드로 분할하고, 서브필드마다 각 방전 셀의 발광·비발광을 제어함으로써 계조 표시를 행한다. 각각의 서브필드는 초기화 기간, 기입 기간 및 유지 기간을 가진다.
초기화 기간에는 초기화 방전을 발생하고, 연속되는 기입 방전에 필요한 벽전하를 각 전극상에 형성한다. 이 때의 초기화 동작에는, 모든 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 전 셀 초기화 동작과, 유지 방전을 행한 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 선택 초기화 동작이 있다.
기입 기간에는, 발광시켜야할 방전 셀에서 선택적으로 기입 방전을 발생하여 벽전하를 형성한다. 그리고 유지 기간에서는, 휘도 무게에 비례한 수의 유지 펄스를 표시 전극쌍(28)에 교대로 인가하고, 기입 방전을 발생한 방전 셀에서 유지 방전을 발생시켜 발광시킨다. 이 때의 비례 정수를 휘도 배율이라고 부른다. 또한, 서브필드 구성의 상세에 대해서는 후술하기로 하고, 여기서는 서브필드에 있어서의 구동 전압 파형과 그 동작에 대해서 설명한다.
도 5는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 패널(10)의 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형도이다. 도 5에는, 전 셀 초기화 동작을 행하는 서브필드(제1 SF)와 선택 초기화 동작을 행하는 서브필드(제2SF)를 나타낸다.
우선, 전 셀 초기화 동작을 행하는 서브필드(제1SF)에 대해서 설명한다.
초기화 기간 전반부에서는, 데이터 전극(D1∼Dm), 유지 전극(SU1∼SUn)에 각각 0V를 인가하고, 주사 전극(SC1∼SCn)에는, 유지 전극(SU1∼SUn)에 대해 방전 개시 전압 이하의 전압(Vi1)으로부터, 방전 개시 전압을 넘는 전압을 향해 완만하게 상승하는 경사 파형 전압을 인가한다(이하, 초기화 기간의 전반부에서 주사 전극(SCl∼SCn)에 인가하는, 완만하게 상승하는 전압의 최대치를 「초기화 전압(Vr)」으로서 인용한다).
이 경사 파형 전압이 상승하는 동안에, 주사 전극(SC1∼SCn)과 유지 전극(SU1∼SUn), 데이터 전극(D1∼Dm)과의 사이에서 각각 미약한 초기화 방전이 일어난다. 그리고, 주사 전극(SC1∼SCn) 상부에 부의 벽전압이 축적되는 동시에, 데이터 전극(D1∼Dm) 상부 및 유지 전극(SU1∼SUn) 상부에는 정의 벽전압이 축적된다. 여기서, 전극 상부의 벽전압이란 전극을 덮는 유전체층(24), 유전체층(33) 상, 보 호층(25) 상, 형광체층(35) 상 등에 축적된 벽전하에 의해 생기는 전압을 나타낸다.
이 때의 초기화 방전에서는, 계속되는 초기화 기간의 후반부에서 벽 전압의 최적화를 꾀하는 것을 예측하여, 과잉 벽 전압을 축적해 둔다. 이렇게 해서 축적되는 과잉 벽전압은 초기화 전압(Vr)에 의해서 제어할 수 있다. 그리고 상세한 것은 후술하는데, 초기화 전압(Vr)의 값은 항상 일정한 전압이 아니라, 필요에 따라 변화시킨다.
초기화 기간 후반부에서는, 유지 전극(SU1∼SUn)에 정의 전압(Ve1)을 인가하고, 주사 전극(SC1∼SCn)에는, 유지 전극(SU1∼SUn)에 대해 방전 개시 전압 이하가 되는 전압(Vi3)으로부터 방전 개시 전압을 넘는 전압(Vi4)을 향해 완만하게 하강하는 경사 파형 전압(이하, 「램프 전압」이라고도 표기한다)을 인가한다. 이 동안에, 주사 전극(SC1∼SCn)과 유지 전극(SU1∼SUn), 데이터 전극(D1∼Dm)과의 사이에서 각각 미약한 초기화 방전이 일어난다. 그리고, 주사 전극(SC1∼SCn) 상부의 부의 벽전압 및 유지 전극(SU1∼SUn) 상부의 정의 벽전압이 약해지고, 데이터 전극(D1∼Dm) 상부의 정의 벽 전압은 기입 동작에 알맞은 값으로 조정된다. 이상에 의해, 모든 방전 셀에 대해 초기화 방전을 행하는 전 셀 초기화 동작이 종료한다.
그리고 이 때의 방전은, 초기화 기간의 전반부에서 축적된 과잉 벽 전압에 의존하므로, 초기화 전압(Vr)이 낮고 초기화 기간 전반부의 초기화 방전이 약하면, 초기화 기간 후반부의 초기화 방전도 약해진다. 반대로 초기화 전압(Vr)이 높으면, 양쪽의 초기화 방전이 강해진다.
계속되는 기입 기간에서는, 유지 전극(SU1∼SUn)에 전압(Ve2)을, 주사 전극(SC1∼SCn)에 전압(Vc)을 인가한다.
다음에, 1행째 주사 전극(SC1)에 부의 주사 펄스 전압(Va)을 인가하는 동시에, 데이터 전극(D1∼Dm)중 1행째에 발광시켜야할 방전 셀의 데이터 전극(Dk)(k=1∼m)에 정의 기입 펄스 전압(Vd)을 인가한다. 이 때 데이터 전극(Dk) 상과 주사 전극(SC1) 상의 교차부의 전압차는, 외부 인가 전압의 차(Vd-Va)에 데이터 전극(Dk) 상의 벽 전압과 주사 전극(SC1) 상의 벽전압의 차가 가산되게 되어 방전 개시 전압을 넘는다. 그리고, 데이터 전극(Dk)과 주사 전극(SC1)의 사이 및 유지 전극(SU1)과 주사 전극(SC1)의 사이에 기입 방전이 일어나고, 주사 전극(SC1) 상에 정의 벽전압이 축적되고, 유지 전극(SU1) 상에 부의 벽전압이 축적되며, 데이터 전극(Dk) 상에도 부의 벽전압이 축적된다.
이렇게 하여, 1행째에 발광시켜야될 방전 셀에서 기입 방전을 일으켜 각 전극상에 벽전압을 축적하는 기입 동작이 행해진다. 한편, 기입 펄스 전압(Vd)을 인가하지 않은 데이터 전극(D1∼Dm)과 주사 전극(SC1)의 교차부의 전압은 방전 개시 전압을 넘지 않으므로, 기입 방전은 발생하지 않는다. 이상의 기입 동작을 주사 전극(SCn)의 n행째의 방전 셀에 달할 때까지 행하여, 기입 기간이 종료한다.
연속되는 유지 기간에서는, 우선 주사 전극(SC1∼SCn)에 정의 유지 펄스 전압(Vs)을 인가하는 동시에 유지 전극(SU1∼SUn)에 0V를 인가한다. 그렇게 하면 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서는, 주사 전극(SCi) 상과 유지 전극(SUi) 상의 전압차가 유지 펄스 전압(Vs)에 주사 전극(SCi) 상의 벽전압과 유지 전극(SUi) 상의 벽 전압의 차가 가산되게 되어 방전 개시 전압을 넘는다.
그리고, 주사 전극(SCi)과 유지 전극(SUi)의 사이에 유지 방전이 일어나고, 이 때 발생한 자외선에 의해 형광체층(35)이 발광한다. 그리고 주사 전극(SCi) 상에 부의 벽전압이 축적되고, 유지 전극(SUi) 상에 정의 벽전압이 축적된다. 또한 데이터 전극(Dk) 상에도 정의 벽전압이 축적된다. 기입 기간에 있어서 기입 방전이 일어나지 않은 방전 셀에서 유지 방전은 발생하지 않고, 초기화 기간의 종료 시에 있어서의 벽전압이 유지된다.
계속해서, 주사 전극(SC1∼SCn)에는 0V를, 유지 전극(SU1∼SUn)에는 유지 펄스 전압(Vs)을 각각 인가한다. 그러면, 유지 방전을 일으킨 방전 셀에서는, 유지 전극(SUi) 상과 주사 전극(SCi) 상의 전압차가 방전 개시 전압을 넘으므로 다시 유지 전극(SUi)과 주사 전극(SCi)의 사이에 유지 방전이 일어나고, 유지 전극(SUi) 상에 부의 벽전압이 축적되어 주사 전극(SCi) 상에 정의 벽전압이 축적된다. 이후 마찬가지로, 주사 전극(SC1∼SCn)과 유지 전극(SU1∼SUn)에 교대로 휘도 무게에 휘도 배율을 곱한 수의 유지 펄스를 인가하고, 표시 전극쌍(28)의 전극간에 전위차를 부여함으로써, 기입 기간에 있어서 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서 유지 방전이 계속하여 행해진다.
그리고, 유지 기간의 최후에는 주사 전극(SC1∼SCn)에 전압(Vs)을 인가하고 나서 소정 시간(Th1) 후에 유지 전극(SU1∼SUn)에 전압(Ve1)을 인가함으로써, 주사 전극(SC1∼SCn)과 유지 전극(SU1∼SUn)의 사이에 소위 얇은 폭 펄스상의 전압차를 부여하고, 데이터 전극(Dk) 상의 정의 벽전압을 남긴 채, 주사 전극(SCi) 및 유지 전극(SUi) 상의 벽전압의 일부 또는 전부를 소거하고 있다.
다음에, 선택 초기화 동작을 행하는 서브필드의 동작(제2SF)에 대해서 설명한다.
선택 초기화 동작을 행하는 초기화 기간에서는, 유지 전극(SU1∼SUn)에 전압(Ve1)을, 데이터 전극(D1∼Dm)에 0V를 각각 인가하고, 주사 전극(SC1∼SCn)에 전압(Vi3’)으로부터 전압(Vi4)을 향해 완만하게 하강하는 램프 전압을 인가한다.
그러면, 전의 서브필드의 유지 기간에서 유지 방전을 일으킨 방전 셀에서는 미약한 초기화 방전이 발생하고, 주사 전극(SCi) 상 및 유지 전극(SUi) 상의 벽 전압이 약해진다. 또한 데이터 전극(Dk)에 대해서는, 직전의 유지 방전에 의해서 데이터 전극(Dk) 상에 충분한 정의 벽전압이 축적되어 있으므로, 이 벽전압의 과잉 부분이 방전되어, 기입 동작에 알맞은 벽전압으로 조정된다.
한편, 전의 서브필드에서 유지 방전을 일으키지 않은 방전 셀에 대해서는 방전하지 않고, 전의 서브필드의 초기화 기간 종료시에 있어서의 벽전하가 그대로 유지된다. 이와 같이 선택 초기화 동작은, 직전 서브필드의 유지 기간에서 유지 동작을 행한 방전 셀에 대해 선택적으로 초기화 방전을 행하는 동작이다.
계속되는 기입 기간의 동작은 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브필드의 기입 기간의 동작과 동일하므로 설명을 생략한다. 계속되는 유지 기간의 동작도 유지 펄스의 수를 제외하고 동일하다.
다음에, 본 실시의 형태에 있어서의 패널(10)의 구동 방법의 서브필드 구성에 대해서 설명을 한다. 본 실시의 형태에 있어서는, 1 필드를 10의 서브필드(제 1SF, 제2SF, …, 제10SF)로 분할하고, 각 서브필드는 각각 (1,2,3,6,11,18,30,44,60,80)의 휘도 무게를 가지는 것으로 가정하여 설명하는데, 서브필드수 나 각 서브필드의 휘도 무게가 상기의 값에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 화상 신호의 APL에 의거하여, 상술의 서브필드 수 및 휘도 무게 이외의 서브필드 구성을 전환하는 동시에, 온도 센서(81)가 검출한 본체 내부의 온도에 의거하여 다시 서브필드 구성을 전환한다. 이하, 온도에 의거하는 서브필드 구성을 「구동 모드」로 약기한다.
우선, APL과 서브필드 구성의 관계를 설명한다. 도 6a, 도 6b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서브필드 구성을 도시하는 도면으로, 서브필드의 각각은, 초기화 기간에 전 셀 초기화 동작을 행하는 서브필드(이하, 「전 셀 초기화 서브필드」로 약기한다)거나, 초기화 기간에 선택 초기화 동작을 행하는 서브필드(이하, 「선택 초기화 서브필드」로 약기한다)중 어느 한쪽이다. 또한, 도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b, 도 7c는, 패널(10)의 구동파형의 1 필드의 개략을 도시하는 것으로, 각 서브필드의 각각의 기간에 있어서의 파형의 상세는 도 5에 도시하는 대로이다.
본 실시의 형태에 있어서는 표시해야 할 화상 신호의 APL에 의거하여 서브필드 구성을 바꾼다. 도 6a는, APL이 6% 미만인 화상 신호시에 사용하는 구성으로, 제1SF만 전 셀 초기화 서브필드이고, 제2SF∼제10SF는 선택 초기화 서브필드이다. 도 6b는, APL이 6% 이상인 화상 신호시에 사용하는 구성으로, 제1SF 및 제4SF는 전 셀 초기화 서브필드, 제2SF, 제3SF와 제5SF∼제10SF는 선택 초기화 서브필드로 되 어있다. 즉, APL이 임계치 6% 미만인 경우에는 전 셀 초기화 회수는 1회, 임계치6% 이상인 경우에는 전 셀 초기화 회수가 2회인 서브필드 구성으로 되어 있다. 즉, 전 셀 초기화 서브필드의 수가 증감할 수 있도록 구성되어 있다. 이하의 (표1)에 상술의 서브필드 구성과 APL의 관계를 나타냈다.
<표 1>
APL 전 셀 초기화 회수(회) 전 셀 초기화 SF
6% 미만 1 1
6% 이상 2 1, 4
또한, 본 실시의 형태에서는, APL이 높아지면 전 셀 초기화 서브필드의 수를 늘리는 방법에 대해서 주로 기술했는데, 초기화 전압을 높게 해도 동일한 효과가 얻어진다.
상기는, 통상 이용되는 구동 모드(이하, 「상온 구동 모드」로 표기한다)인데, 본 실시의 형태에 있어서는, 상온 구동 모드 이외에, 저온 구동 모드, 고온 구동 모드를 구비한다.
도 7a, 도 7b, 도 7c는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서브필드 구성을 도시하는 도면이고, 예로서, APL이 6% 이상인 화상 신호시에 사용하는 3개의 구동 모드에 대한 서브필드 구성을 도시한다.
도 7a는, 저온 구동 모드의 일례이다. 저온 구동 모드는, 패널(10)의 온도가 저온이라도 안정된 화상 표시를 행할 수 있는 구동 모드로, 예를 들면, 플라즈마 디스플레이 장치(1)가 저온의 환경하에 설치되고, 또한 전원이 투입된 직후 등, 패널(10)의 온도가 상승하기 전에 이용되는 구동 모드이다.
본 실시의 형태에 있어서의 저온 구동 모드는, 제1SF 및 제4SF에서는 전 셀 초기화 동작을 행하고, 그 밖의 서브필드에서는 선택 초기화 동작을 행한다. 그리고, 이 때의 초기화 전압(Vr)은, 상온 구동 모드와 후술하는 고온 구동 모드의 각각의 초기화 전압값(VrC)보다도 높은 전압값(VrH)으로 설정되어 있다.
도 7b는 상술한 상온 구동 모드이다. 상온 구동 모드는 통상 사용되는 구동 모드이다. 본 실시의 형태에 있어서 제1SF 및 제4SF에서 전 셀 초기화 동작을 행하고, 그 이외의 서브필드에서는 선택 초기화 동작을 행한다. 그리고, 이 때의 초기화 전압(Vr)은 저온 구동 모드의 초기화 전압값(VrH)보다도 낮은 전압값(VrC)으로 설정되어 있다.
다음에, 도 7c는 고온 구동 모드의 일례이다. 고온 구동 모드는, 패널(10)의 온도가 고온이라도 안정된 화상 표시를 행할 수 있는 구동 모드로, 예를 들면, 플라즈마 디스플레이 장치(1)가 고온의 높은 환경 하에 설치되고, 또는 패널(10)이 고온으로 된 경우에 이용하는 구동 모드이다.
본 실시의 형태에 있어서의 고온 구동 모드는, 제1SF, 제4SF 및 제6SF에서 전 셀 초기화 동작을 행하고, 그 밖의 서브필드에서는 선택 초기화 동작을 행한다. 이 때의 초기화 전압(Vr)은, 상온 구동 모드와 마찬가지로 전압값(VrC)이다. 이와 같이 고온 구동 모드는 저온 구동 모드와 상온 구동 모드에 비해서 전 셀 초기화 동작의 회수가 많게 설정되어 있다. 이와 같이, 전 셀 초기화 서브필드에서 초기화 방전을 발생시키기 위한 초기화 전압을 가변할 수 있도록 구성되어 있다.
다음에, 저온 구동 모드, 상온 구동 모드, 고온 구동 모드의 3개의 구동 모 드를 전환하여 이용하는 이유에 대해서 설명한다.
패널(10)이 저온이 되면, 방전 개시 전압이 상승하는 등에 의해 전 셀 초기화 동작에 있어서의 초기화 방전이 불안정하게 되는 경향이 있다. 그리고 초기화 방전이 불안정하게 되면 발광하지 않아야할 방전 셀이 발광하는 등의 오방전 현상이 발생하는 경우가 있다. 그리고 이 오방전은 전 셀 초기화 서브필드에 있어서의 초기화 전압(Vr)을 올림으로써 저감시킬 수 있다.
그래서, 본 실시의 형태에서는, 저온 구동 모드에 있어서의 전 셀 초기화 동작시의 초기화 전압(Vr)을 상온 구동 모드에 있어서의 전압치(VrC)보다도 높은 전압치(VrH)로 설정하고, 패널(10)이 저온이라도 안정된 전 셀 초기화 동작을 행하여, 안정된 화상 표시를 행한다.
한편 패널(10)이 고온이 되면, 기입 기간에 있어서, 어느 하나의 주사 전극의 방전 셀에서 기입 방전을 발생시키는 동안에, 선택되지 않은 주사 전극의 방전 셀의 벽전하가 빼앗겨, 원래 기입 방전을 발생시키고 싶을 때 벽전압이 부족하여 기입 방전이 발생하지 않는다는 기입 불량이 발생하는 경우가 있다.
그래서, 본 실시의 형태에서는, 고온 구동 모드에 있어서의 전 셀 초기화 동작의 회수를 늘림으로써, 부족한 벽 전하를 보충하여 기입 불량의 발생을 막는다. 이에 따라, 패널(10)이 고온이 된 경우라도 안정된 화상 표시를 할수 있게 된다.
이와 같이, 패널(10)이 고온 혹은 저온이 되면, 오방전이나 기입 불량 등의 방전 불량이 발생할 우려가 있고, 이들 방전 불량에 의한 표시 품질의 저하를 초래할 우려가 있는데, 본 실시의 형태에 있어서는 이들 방전 불량을 저감시키기 위해 서, 상온 구동 모드, 고온 구동 모드, 저온 구동 모드의 3개의 구동 모드를, 타이밍 발생 회로(55)에서 전환하여 이용한다.
다음에, 구동 모드를 전환하는 방법에 대해서 설명한다. 패널(10)의 온도는, 플라즈마 디스플레이 장치(1)가 놓여있는 환경 온도에 영향을 받는 것은 물론이지만, 패널(10)을 구동하는 회로가 발하는 열, 패널(10) 자체가 발하는 열, 나아가 이들 열을 좌우하는 화상 신호 등에 의해서 복잡하게 변동한다. 이 때문에 패널(10) 전체에 걸쳐 패널(10)의 온도를 정확히 검출하는 것은 어렵고, 시시각각 변화하는 표시 화상에 영향을 받지 않고 패널(10)의 온도를 검출하기 위해서는, 다수의 온도 센서(81)를 패널(10)의 각 부에 배치할 필요가 있어, 현실적이지 않다.
그래서 본 실시의 형태에 있어서는, 패널(10)의 온도를 직접 검출하지 않고, 패널(10)의 표시화면 내에, 저온 구동 모드에 의한 구동이 필요한 영역이 발생할 가능성이 있는지, 혹은 고온 구동 모드에 의한 구동이 필요한 영역이 발생할 가능성이 있는지를 추정하고, 그 결과에 따라 구동 모드를 전환하여, 방전 불량을 억제한 화상 표시를 행한다.
도 8a, 도 8b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 온도 센서(81)가 검출한 본체 내부의 온도(이하, 「센서 온도」로 약기한다)(θs)와 패널(10)의 온도(이하, 「패널 온도」로 약기한다)(θp)의 관계를 측정한 결과를 도시하는 도면으로, 세로축은 온도를, 가로축은 시간을 표시한다. 이 측정에서는 센서 온도(θs)가 패널(10)의 국소적인 온도의 영향을 받지 않게 하기 위해서, 회로 기판 상에, 또한 패널(10)에 밀착하지 않도록 온도 센서(81)를 배치했다.
패널(10)이 취할 수 있는 최저 온도를 추정하기 위해서는, 패널(10)의 온도가 가장 낮게 억제되는 화상, 즉 전 셀 비발광 패턴을 표시하고, 이 때 패널(10)의 가장 저온이 되는 영역의 온도를 측정하여, 센서 온도(θs)와의 차를 조사하면 된다.
도 8a는, 전 셀 비발광 패턴을 표시하였을 때의 패널 온도(θp)와 센서 온도(θs)를 도시하는 도면이다. 플라즈마 디스플레이 장치(1)의 전원 투입후, 센서 온도(θs)는 완만하게 상승한다. 한편, 패널 온도(θp)는 더욱 완만하게 상승한다. 이는 패널(10)에서 방전이 거의 발생하지 않기 때문에 패널(10) 자체의 발열이 적기 때문이다. 그리고 본 실시의 형태에 있어서는, 10분∼20분후, 센서 온도(θs)와 패널 온도(θp)의 차이가 거의 일정해지고, 이 때의 패널 온도(θp)는 센서 온도(θs)보다도 약 7℃ 낮은 것을 알 수 있다. 그래서 본 실시의 형태에서는, 저온 보정치(ΔθL)를 7℃로 하고, 센서 온도(θs)에서 저온 보정치(ΔθL)를 뺀 온도를 최저 추정 온도(θL)로 했다.
패널(10)이 취할 수 있는 최고 온도를 추정하기 위해서는, 패널(lO)의 온도가 가장 높아지는 화상, 즉 전 셀 발광 패턴을 표시하고, 이 때 패널(10)의 가장 고온이 되는 영역의 온도를 측정하여, 센서 온도(θs)와의 차이를 조사하면 된다.
도 8b는, 전 셀 발광 패턴을 표시하였을 때의 패널 온도(θp)와 센서 온도(θs)를 도시하는 도면이다. 플라즈마 디스플레이 장치(1)의 전원 투입후, 센서 온도(θs)는 급격히 상승한다. 한편, 패널 온도(θp)는 더욱 급격히 상승한다. 이는 구동 회로의 소비 전력이 큰 것에 더해 방전에 의해 패널(10) 자체도 발열하 기 때문이다. 그리고 본 실시의 형태에 있어서도, 10분∼20분후, 센서 온도(θs)와 패널 온도(θp)의 차이가 거의 일정해지고, 이 때의 패널 온도(θp)는 센서 온도(θs)보다도 약 10℃ 높은 것을 알 수 있다. 그래서 본 실시의 형태에서는 고온 보정치(ΔθH)를 10℃로 하고, 센서 온도에 고온 보정치(ΔθH)를 가산한 온도를 최고 추정 온도(θH)로 했다.
그리고 본 실시의 형태에 있어서는, 최저 추정 온도(θL), 최고 추정 온도(θH)를
θL(t)= θs(t)－ΔθLo
θH(t)= θs(t)＋ΔθHo
로서 구한다. 여기서, 센서 온도(θs), 최저 추정 온도(θL), 최고 추정 온도(θH)가 시간(t)의 함수인 것을 명시하기 위해서 각각 θs(t), θL(t), θH(t)로 표기했다. 또한, ΔθLo, ΔθHo는 저온 보정치 ΔθL, 고온 보정치 ΔθH이고, 본 실시의 형태에 있어서는, 각각 상기의 7℃ 및 10℃이다.
도 9는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 최저 추정 온도 θL(t), 최고 추정 온도 θH(t)와 저온 임계치(ThL), 고온 임계치(ThH)의 관계를 도시한 개략도이다. 도면에 도시하는 바와같이, 최저 추정 온도 θL(t)가 미리 설정되어 있는 저온 임계치(ThL) 미만이면 저온 구동 모드를 이용해 패널(10)을 구동하고, 최고 추정 온도 θH(t)가 미리 설정되어 있는 고온 임계치(ThH) 이상이면 고온 구동 모드를 이용해 패널(10)을 구동하고, 그 이외일 때는 상온 구동 모드로 패널(10)을 구동한다.
이와 같이 본 실시의 형태에 있어서는, 화상의 APL에 의거하여 서브필드 구성을 전환하는 동시에, 센서 온도(θs)에 의거하여 구동 모드를 전환한다. 따라서, APL이 높은 화상 표시 시에는 흑 표시 영역이 없거나, 미소한 면적이라고 생각되므로, 전 셀 초기화 회수를 늘려 프라이밍을 늘림으로써 기입 방전의 안정화를 꾀한다. 반대로, APL이 낮은 화상 표시 시에는 흑의 화상 표시 영역이 넓다고 생각되므로 전 셀 초기화 회수를 줄이고, 흑 휘도를 억제해 콘트라스트가 높은 화상 표시를 행한다.
그리고, 센서 온도(θs)에 의거하여 구동 모드를 전환하므로, 패널(10)이 저온인 경우라도 초기화 전압(Vr)을 높게 설정하여 초기화 방전을 안정시키고, 상술한 APL에 의한 서브필드 구성의 교환을 가능하게 한다. 또한 패널(10)이 고온이라도 전 셀 초기화 회수를 늘려 기입 불량의 발생을 막음으로써, APL에 의한 서브필드 구성의 전환을 가능하게 한다.
다음에, 전 셀 초기화 동작에 있어서의 초기화 전압(Vr)을 제어하는 방법에 대해서 설명한다. 초기화 전압(Vr)을 변화시키기 위해서는, 예를 들면, 도 5의 주사 전극(SC1)의 전압(Vi1)을 증가시킬 것, 또는 전압(Vi1)으로부터 전압(Vi2)의 상승 경사를 급하게 하여 전압(Vi2)을 크게할 것 등, 다양한 방법을 생각할 수 있다. 이하에, 그 일례에 대해서 도면을 이용해 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 주사전극 구동회로(53)의 회로도이다.
주사전극 구동회로(53)는, 유지 펄스를 발생시키는 유지펄스 발생회로(100), 초기화 파형을 발생시키는 초기화 파형 발생회로(300), 주사 펄스를 발생시키는 주사펄스 발생회로(400)를 구비하고 있다.
유지펄스 발생회로(100)는, 주사 전극(22)을 구동할때의 전력을 회수하여 재이용하기 위한 전력 회수 회로(110)와, 주사 전극(22)을 전압(Vs)에 클램프(clamp)하기 위한 스위칭 소자(SW1)와, 주사 전극(22)을 0V로 클램프하기 위한 스위칭 소자(SW2)를 가진다. 또한, 주사펄스 발생회로(400)는, 기입 기간에 있어서 주사 펄스를 주사 전극(22)에 순차 인가한다. 또한, 주사펄스 발생회로(400)는, 초기화 기간 및 유지 기간에서는 유지펄스 발생회로(100) 또는 초기화 파형 발생 회로(300)의 전압 파형을 그대로 출력한다.
초기화 파형 발생 회로(300)는, 미러 적분 회로(310), 미러 적분 회로(320)를 구비하고, 상술한 초기화 파형을 발생시키는 동시에, 전 셀 초기화 동작에 있어서의 초기화 전압(Vr)의 제어를 행한다. 미러 적분 회로(310)는, FET1과 콘덴서(C1)와 저항(R1)을 가지고, 소정의 초기화 전압(Vr)까지 램프상으로 완만하게 상승하는 경사 파형 전압을 발생하고, 미러 적분 회로(320)는, FET2과 콘덴서(C2)와 저항(R2)을 가지고, 전압(Vi4)까지 램프상으로 완만하게 저하하는 경사 파형 전압을 발생한다. 또한, 도 10에는, 미러 적분 회로(310), 미러 적분 회로(320)의 각각의 입력 단자를 단자(IN1), 단자(IN2)로서 도시한다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 초기화 파형 발생 회로(300)로서 실용적이고 비교적 구성이 간단한 FET를 이용한 미러 적분 회로를 채용하고 있는데, 전혀 이 구성에 한정되지 않고, 초기화 전압(Vr)를 제어하면서 경사 파형 전압을 발생할 수 있는 회로이면 어떠한 회로여도 된다.
다음에, 초기화 파형 발생 회로(300)의 동작에 대해서 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 전 셀 초기화 기간에 있어서의 주사전극 구동회로(53)의 동작을 설명하기 위한 타이밍 챠트이다. 또한, 여기서는, 전 셀 초기화 동작을 행하는 구동 전압 파형을 T1∼T4로 표시한 4개의 기간으로 분할하고, 각각의 기간에 대해서 설명한다.
또한, 전압(Vi1), 전압(Vi3)은 모두 전압(Vs)과 같은 것으로서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 스위칭 소자를 도통시키는 동작을 온, 차단시키는 동작을 오프로 표기한다.
(기간 Tl)
우선, 유지펄스 발생회로(100)의 스위칭 소자(SW1)를 온으로 한다. 그러면, 스위칭 소자(SW1)를 통해 주사 전극(22)에 전압(Vs)이 인가된다. 그리고, 그 후 스위칭 소자(SW1)를 오프로 한다.
(기간 T2)
다음에, 미러 적분 회로(310)의 입력 단자(IN1)를 「하이 레벨」로 한다. 구체적으로는 입력 단자(IN1)에, 예를 들면 전압 15V를 인가한다. 그러면, 저항(R1)으로부터 콘덴서(C1)을 향해 일정한 전류가 흐르고, FET1의 소스 전압이 램프상으로 상승하고, 주사전극 구동회로(53)의 출력 전압도 램프상으로 상승하기 시작한다. 그리고 이 전압 상승은, 입력 단자(IN1)가 「하이 레벨」인 동안 계속된다.
이 출력 전압이 필요한 초기화 전압(Vr)까지 상승하면, 그 후, 입력 단자(IN1)를 「로우 레벨」로 한다.
이렇게 하여, 방전 개시 전압 이하가 되는 전압(Vs)(본 실시 형태에서는, 전압(Vi1), 전압(Vi3)과 같다)으로부터, 방전 개시 전압을 넘는 초기화 전압(Vr)을 향해 완만하게 상승하는 램프 전압을 주사 전극(22)에 인가한다.
이 때, 입력 단자(IN1)를 「하이 레벨」로 하는 시간(tr)을 길게 하면 초기화 전압(Vr)을 높게 할 수 있고, 시간(tr)를 짧게 하면 초기화 전압(Vr)을 낮게 할 수 있다.
(기간 T3)
다음에, 유지펄스 발생회로(100)의 스위칭 소자(SW1)를 온으로 한다. 그러면, 주사 전극(22)의 전압이 전압(Vs)까지 저하한다. 그리고 그 후 스위칭 소자(SW1)를 오프로 한다.
(기간 T4)
다음에, 미러 적분 회로(320)의 입력 단자(IN2)를 「하이 레벨」로 한다. 구체적으로 입력 단자(IN2)에, 예를 들면 전압 15V를 인가하면, 저항(R2)으로부터 콘덴서(C2)를 향해 일정한 전류가 흐르고, FET2의 드레인 전압이 램프상으로 하강하고, 주사전극 구동회로(53)의 출력 전압도 램프상으로 하강하기 시작한다. 그리고, 출력 전압이 부의 전압(Vi4)에 도달한 후, 입력 단자(IN2)를 「로우 레벨」로 한다.
이상과 같이 하여, 주사 전극(22)에 대해, 방전 개시 전압 이하로 되는 전 압(Vi1)으로부터 방전 개시 전압을 넘는 초기화 전압(Vr)을 향해 완만하게 상승하는 램프 전압을 인가하고, 그 후, 전압(Vi3)으로부터 전압(Vi4)을 향해 완만하게 하강하는 램프 전압을 인가한다.
도 11에 있어서, 초기화 전압(VrH)을 인가하기 위해서는, 도 10의 주사전극 구동회로(53)의 입력 단자(IN1)를 「하이 레벨」로 하는 시간(tr)을 길게 하고, 초기화 전압(VrC)을 인가하기 위해서는, 시간(tr)을 짧게 함으로써 실현할 수 있다.
(실시의 형태 2)
다음에, 패널(10)의 누적 사용 시간이 길어짐에 따라서 방전 특성이 변화하는 영향을 고려하여, 플라즈마 디스플레이 장치(1)의 사용 초기부터 누적 사용 시간에 상관없이 상술한 제어를 최적의 조건으로 행할 수 있는 실시의 형태에 대해서 설명한다.
본 실시의 형태에 있어서의 패널(10)의 구조, 구동 전압 파형의 개요 등은 실시의 형태 1과 동일하다. 실시의 형태 2가 실시의 형태 1과 다른 점은, 플라즈마 디스플레이 장치(1)에 전원이 투입된 시간의 합계(이하, 「통전 누적 시간」이라고 약기한다)를 계측하는 누적시간 계측회로를 구비하고, 화상 신호의 APL 및 센서 온도(θs)와 함께 패널(10)의 통전 누적 시간에 의거하여 적어도 전 셀 초기화 회수 또는 초기화 전압을 제어하는 점이다.
도 12는, 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치(1)의 회로 블록도이다. 누적시간 계측회로(83)는, 단위 시간마다 수치가 일정량 증가하는 일반적으로 알려진 적산 기능을 가지고, 통전 누적 시간을 계측하여 타이밍 발생 회로(55)에 출력한다. 즉 패널(10)에 통전하는 시간의 누적 시간을 계측하는 단계를 구비한다.
또한, 타이밍 발생 회로(55)는, 패널(10)의 주변의 온도에 의거하여 패널(10)이 취할 수 있는 최저 추정 온도 및 최고 추정 온도를 추정하는 단계를 구비한다. 즉, 타이밍 발생 회로(55)는, 온도 추정 회로(58)로부터 출력되는 최저 추정 온도 θL(t), 최고 추정 온도 θH(t)에 의거하여 구동 모드를 결정하고, 그 구동 모드로 화상 신호의 APL에 의거하여 서브 필드 구성을 전환하는 동시에, 통전 누적 시간이 길어짐에 따라 초기화 전압(Vr)이 높아지도록 제어한다. 그리고, 패널(10)을 구동하기 위한 각종 타이밍 신호를 생성하여, 각각의 회로 블록에 출력한다.
그 밖의 회로 블록에 대해서는 실시의 형태 1과 동일하다.
다음에, 통전 누적 시간과 초기화 전압(Vr)의 관계에 대해서 설명한다. 도 13은 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 패널(10)의 통전 누적 시간과 방전 개시 전압의 관계를 도시한 모식도이고, 패널(10)의 통전 누적 시간이 커짐에 따라서 방전 개시 전압은 서서히 높아지는 경향이 있는 것을 나타낸다. 이와같이 방전 특성이 경시 변화하므로, 통전 누적 시간이 짧은 패널(10)의 방전 개시 전압을 기준으로 하여 초기화 전압(Vr)을 설정하면, 통전 누적 시간이 길어짐에 따라서 방전 개시 전압이 상승하고, 방전 개시 전압에 대해 초기화 전압(Vr)이 상대적으로 낮아지므로 초기화 방전도 약해져, 충분한 벽 전압을 형성할 수 없게 되거나, 혹은 프라이밍이 부족한 등, 초기화 방전이 불충분하게 될 우려가 있다. 반대로, 방전 특성 의 경시 변화를 예측하여 초기화 전압(Vr)을 미리 높게 설정하면, 통전 누적 시간이 짧은 패널(10)에서는 초기화 방전이 필요 이상으로 강해져, 화상의 표시에 관계없는 발광이 강하게 되어 흑 휘도가 상승하여 콘트라스트를 저하시킬 우려가 있다.
그러나, 본 실시의 형태에 있어서는, 누적시간 계측회로(83)를 구비하고, 통전 누적 시간을 계측하여, 통전 누적 시간이 길어짐에 따라서 초기화 전압(Vr)이 높아지도록 제어하고 있다. 이 때문에, 플라즈마 디스플레이 장치(1)의 제조 초기부터 통전 누적 시간에 상관없이, 초기화 방전을 불안정하게 하지 않고, 또한 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있다.
통전 누적 시간에 의거하여 초기화 전압(Vr)을 제어하는 방법으로는, 통전 누적 시간의 증가에 수반해 연속적으로 초기화 전압(Vr)도 증가시키는 등, 다양한 방법이 있는데, 본 실시의 형태에 있어서는, 복수의 누적 시간 임계치를 설정하고, 누적시간 계측회로(83)로부터 출력되는 통전 누적 시간과 누적 시간 임계치를 비교하여, 통전 누적 시간이 누적 시간 임계치를 넘을 때 마다 초기화 전압(Vr)을 증가시킨다. 도 14a, 도 14b는, 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 초기화 전압의 제어 방법과 콘트라스트비의 추이를 도시한 도면이고, 도 14a는 통전 누적 시간과 초기화 전압(Vr)의 관계를 도시하고, 도 14b는 통전 누적 시간과 콘트라스트비의 관계를 표시한다. 이와 같이, 본 실시의 형태에 있어서는, 650시간, 850시간, 1000시간의 3가지 누적 시간 임계치를 설정하고, 통전 누적 시간이 650시간을 넘으면 초기화 전압(Vr)을 5V 증가시킨다. 이 초기화 전압의 증가는, 상온 구동 모드는 물론, 저온 구동 모드, 고온 구동 모드에 대해서도 행하고, 또한 APL의 값에 상 관없이 행한다. 그리고, 통전 누적 시간이 850시간을 넘으면 초기화 전압(Vr)을 다시 5V 증가시킨다. 그리고, 통전 누적 시간이 1000시간을 넘으면 초기화 전압(Vr)을 다시 5V 증가시킨다.
이와 같이 본 실시의 형태에 있어서는, 통전 누적 시간의 증가에 수반되는 방전 개시 전압의 증가에 따라서 초기화 전압(Vr)도 증가시키므로, 통전 누적 시간에 관계없이 콘트라스트가 높고 안정되게 화상 표시가 가능해진다.
또한, 본 실시의 형태에서는 저온 구동 모드, 상온 구동 모드, 고온 구동 모드의 모든 구동 모드에 있어서, 누적 시간 임계치를 일률적으로 설정하고, 초기화 전압(Vr)도 일률적으로 상승시키는 것으로서 설명했는데, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 구동 모드의 각각에 대해 개별로 누적 시간 임계치를 설정해도 되고, 또한, 구동 모드의 각각에 대해 개별 전압폭으로 초기화 전압(Vr)을 상승시켜도 된다.
또한, 초기화 전압(Vr)이 높으면 시간 경과 변화에 의한 방전 개시 전압의 상승의 영향을 받기 어렵다고 생각되므로, 초기화 전압(Vr)이 높을수록 초기화 전압의 상승폭을 작게 하는 구성으로 해도 상관없다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 통전 누적 시간과 누적 시간 임계치를 비교하여 초기화 전압(Vr)을 증가시키는 동작은 플라즈마 디스플레이 장치(1)의 전원 투입 시에 행하고, 화상표시 중에 통전 누적 시간이 누적 시간 임계치를 넘어도 초기화 전압(Vr)을 증가시키지 않는 구성으로 하고 있다. 이는, 화상 표시 중에 흑 휘도가 변화하는 것을 피하기 위해서이다. 그러나, 흑 휘도의 변화가 너무 크지 않을 정도로 서서히 초기화 전압(Vr)을 올리면, 통전 누적 시간이 누적 시간 임계치 이상으로 된 시점에서 초기화 전압(Vr)을 높게 해도 된다.
이상, 실시의 형태에서 2는, 누적 시간이 길어지면 초기화 전압(Vr)을 증가시키는 방법에 대해서 주로 기술했는데, 전 셀 초기화 서브필드의 수를 증가시켜도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태 1, 실시의 형태 2에 있어서, 전 셀 초기화 회수를 증감시킬 때에 히스테리시스 특성을 갖게 하면, 흑 휘도의 빈번한 변동을 억제할 수 있으므로 화상 표시 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
우선 구동 모드를 전환할 때에 히스테리시스 특성을 갖게 하는 방법에 대해서 설명한다. 도 15a, 도 15b는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 최고 추정 온도(θH)와 고온 임계치(ThH)의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 1 필드 기간 내에, 상온 구동 모드에서는 전 셀 초기화 회수가 2회, 고온 구동 모드에서는 전 셀 초기화 회수가 3회 있으므로, 도 15a에 도시하는 바와같이 최고 추정 온도(θH)가 고온 임계치(ThH)를 사이에 두고 빈번하게 변동하면 전 셀 초기화 회수도 빈번히 변동하여 흑 휘도의 변화가 눈에 띄기 쉬워진다. 그래서 본 실시의 형태에 있어서는, 도 15b에 도시하는 바와같이, 2개의 고온 임계치(ThH1, ThH2)를 설정하고, 상온 구동 모드로부터 고온 구동 모드로 전환할 때의 고온 임계치(ThH1)를, 고온 구동 모드로부터 상온 구동 모드로 전환하는 고온 임계치(ThH2)보다도 높게 설정하여 히스테리시스 특성을 가지게 함으로써, 구동 모드의 빈번한 전환을 막는다. 저온 임계치에 대해서도 마찬가지로, 히스테리시스 특성을 가지게 하는 것도 가능하다.
APL에 의거하여 전 셀 초기화 회수를 증감시킬 때에도 동일한 사고 방식으로 히스테리시스 특성을 갖게 할 수 있다. 도 16a, 도 16b는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 APL과 전 셀 초기화 회수의 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 1 필드기간 내에 APL이 6% 이상인 경우에는 전 셀 초기화 회수가 2회, 6% 미만인 경우에는 전 셀 초기화 회수가 1회 있으므로, 도 16a에 도시하는 바와같이 APL이 6%를 사이에 두고 빈번히 변동하면 전 셀 초기화 회수도 빈번히 변동한다. 그래서, 도 16b에 도시하는 바와같이, APL에 대해 2개의 임계치, 예를 들면 5%와 7%를 설정하고, 전 셀 초기화 회수를 1회부터 2회로 증가시킬 때의 임계치를 7%, 전 셀 초기화 회수를 2회부터 1회로 감소시킬 때의 경계치를 5%로 설정함으로써 히스테리시스 특성을 갖게 할 수 있다.
이와 같이, 전 셀 초기화 회수를 변경할때에 히스테리시스 특성을 갖게 함으로써, 전 셀 초기화 회수가 빈번히 변화하지 않게 되어, 흑 휘도가 빈번하게 변동하는 것을 막을 수 있다.
또한, 실시의 형태 2에 있어서는, 패널(10)의 통전 누적 시간뿐만 아니라 화상 신호의 APL 및 센서 온도(θs)에도 의거하여 전 셀 초기화 회수 및 초기화 전압을 제어하는 방법에 대해서 설명했는데, 실시의 형태 2는 패널(10)의 통전 누적 시간에 의거하는 제어가 주안이므로, 화상 신호의 APL 또는 센서 온도(θs)에도 의거하는 제어, 또는 그 양쪽에 의거하는 제어를 생략해도 된다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에서는, 방전 가스의 크세논 분압을 10%로 했는데, 다른 크세논 분압이라도 그 패널(10)에 따른 구동 전압으로 설정하면 된다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서 이용한 구체적인 각 수치는, 단지 일례를 든 것에 불과하고, 패널(10)의 특성이나 플라즈마 디스플레이 장치(1)의 수단등에 맞추어, 적절한 최적의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 넓은 온도 범위에 걸쳐, 또한 사용 초기부터 통전 누적 시간에 상관없이, 흑 휘도의 상승을 억제하면서 안정된 고속 기입이 가능하게 할 수 있으므로, 벽걸이 텔레비젼이나 대형 모니터에 이용되는 패널의 구동 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치로서 유용하다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 패널의 구조를 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 동 패널의 전극 배열도이다.
도 3은 동 패널을 구동하기 위한 구동 회로의 회로 블록도이다.
도 4a는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치의 온도 센서의 부착 위치를 도시하는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치의 온도 센서의 부착 위치를 도시하는 도면이다.
도 5는 동 패널의 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형도이다.
도 6a는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서브필드 구성을 도시하는 도면이다.
도 6b는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서브필드 구성을 도시하는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서브필드 구성을 도시하는 도면이다.
도 7b는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서브필드 구성을 도시하는 도면이다.
도 7c는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서브필드 구성을 도시하는 도면이다.
도 8a는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 온도 센서가 검출한 본체 내부의 온도와 패널 온도의 관계를 측정한 결과를 도시하는 도면이다.
도 8b는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 온도 센서가 검출한 본체 내부의 온도와 패널 온도의 관계를 측정한 결과를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 최저 추정 온도, 최고 추정 온도와 저온 임계치, 고온 임계치의 관계를 도시한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 주사 전극 구동 회로의 회로도이다.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 전 셀 초기화 기간에 있어서의 주사 전극 구동 회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍 챠트이다.
도 12는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치의 회로 블록도이다.
도 13은 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 패널의 통전 누적 시간과 방전 개시 전압의 관계를 도시한 모식도이다.
도 14a는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 초기화 전압의 제어 방법을 도시하는 도면이다.
도 14b는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 초기화 전압의 제어 방법에 의한 콘트라스트비의 추이를 도시하는 도면이다.
도 15a는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 최고 추정 온도와 고온 임계치의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15b는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 최고 추정 온도와 고온 임계치의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16a는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 APL과 전 셀 초기화 회수의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16b는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 APL과 전 셀 초기화 회수의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
1 : 플라즈마 디스플레이 장치 10 : 패널
21 : (유리제의)전면판 22 : 주사 전극
23 : 유지 전극 24, 33 : 유전체층
25 : 보호층 28 : 표시 전극쌍
31 : 배면판 32 : 데이터 전극
34 : 격벽 35 : 형광체층
51 : 화상신호 처리회로 52 : 데이터 전극 구동회로
53 : 주사전극 구동회로 54 : 유지전극 구동회로
55 : 타이밍 발생 회로 57 : APL 검출 회로
58 : 온도 추정 회로 81 : 온도 센서
83 : 누적시간 계측회로 86 : 열 전도 시트
87 : 알루미늄 섀시 88 : 보스재
89 : 회로 기판 100 : 유지펄스 발생회로
110 : 전력 회수 회로 300 : 초기화 파형 발생회로
310, 320 : 미러 적분 회로 400 : 주사펄스 발생회로

Claims (2)

  1. 주사 전극 및 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍을 갖는 방전 셀로 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널에 화상 신호의 표시를 행하는 플라스마 디스플레이 패널의 구동 방법으로서, 1 필드를, 화상 표시를 행하는 모든 상기 방전 셀에 대해 초기화 방전을 발생시키는 초기화 전압을 인가하는 초기화 기간과, 상기 방전 셀로 기입 방전을 발생시키는 기입 기간과, 상기 기입 방전을 발생시킨 방전 셀로 유지방전을 발생시키는 유지기간을 갖는 전 셀 초기화 서브 필드와, 직전의 서브필드로 유지방전을 발생시킨 상기 방전 셀로 선택적으로 초기화 방전을 발생시키는 초기화 기간과, 상기 방전 셀로 기입방전을 발생시키는 기입기간과, 상기 기입 방전을 발생시킨 방전셀로 유지방전을 발생시키는 유지기간을 갖는 선택 초기화 서브필드로 구성함과 동시에,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널 주변의 온도에 따라 상기 플라즈마 디스플레이 패널이 취할 수 있는 최저 추정 온도 및 최고 추정 온도를 추정하는 단계를 구비하고,
    상기 최저 추정 온도가 미리 정한 저온 임계치 미만일 때, 상기 초기화 전압을 상기 최저 추정 온도가 상기 저온 임계치보다 높을 때의 상기 초기화 전압보다 높은 전압값으로 하고,
    상기 최고 추정 온도가 미리 정한 고온 임계치 이상일 때, 상기 선택초기화 서브필드를 상기 전 셀 초기화 서브필드로 바꾸는 것에 의해, 1 필드에서의 상기 전 셀 초기화 서브필드의 수를 상기 최고 추정 온도가 상기 고온 임계치보다 낮을 때의 1 필드에 있어서의 상기 전 셀 초기화 서브필드의 수보다 많게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  2. 주사 전극 및 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍을 갖는 방전 셀을 복수 구비한 플라즈마 디스플레이 패널과,
    1 필드를, 화상 표시를 행하는 모든 방전 셀에 대해 초기화 방전을 발생시키는 초기화 전압을 인가하는 초기화 기간과, 상기 방전 셀로 기입방전을 발생시키는 기입기간과, 상기 기입방전을 발생시킨 방전셀로 유지방전을 발생시키는 유지기간을 갖는 전 셀 초기화 서브필드와, 직전의 서브필드에서 유지 방전을 발생시킨 상기 방전 셀로 선택적으로 초기화 방전을 발생시키는 초기화 기간과, 상기 방전 셀로 기입방전을 발생시키는 기입기간과, 상기 기입방전을 발생시킨 방전 셀로 유지방전을 발생시키는 유지기간을 갖는 선택 초기화 서브필드로 구성하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 구동 회로와,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널의 주위의 온도를 측정하는 온도 센서와,
    상기 온도 센서로 측정하는 상기 주위의 온도에 따라 상기 플라즈마 디스플레이 패널이 취할 수 있는 최저 추정 온도 및 최고 추정 온도를 추정하는 타이밍 발생회로를 구비하고,
    상기 구동회로는,
    상기 최저 추정 온도가 미리 정한 저온 임계치 미만일 때, 상기 초기화 전압을 상기 최저 추정 온도가 상기 저온 임계치보다 높을 때의 상기 초기화 전압보다 높은 전압값으로 하고,
    상기 최고 추정 온도가 미리 정한 고온 임계치 이상일 때, 상기 선택 초기화 서브필드를 상기 전 셀 초기화 서브필드로 바꾸는 것에 의해, 1 필드에서의 상기 전 셀 초기화 서브필드의 수를 상기 최고 추정 온도가 상기 고온 임계치보다 낮을 때의 1 필드에서의 상기 전 셀 초기화 서브필드의 수보다 많게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
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