KR20070092275A - 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 플라즈마디스플레이 장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 플라즈마디스플레이 장치 Download PDF

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KR20070092275A
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미츠오 우에다
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Abstract

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법으로서, 1 필드 기간을, 방전 셀에서 선택적으로 기입 방전을 발생시키는 기입 기간과, 기입 방전을 발생시킨 방전 셀에서 휘도 가중치에 따른 회수의 유지 방전을 발생시키는 유지 기간을 갖는 복수의 서브필드로 구성하고, 유지 기간에서 최후의 유지 방전을 발생시키기 위한 전압을 표시 전극쌍에 인가한 후, 그 서브필드에서의 방전 셀의 점등률에 따른 시간 간격을 두고, 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하기 위한 전압을 표시 전극쌍에 인가한다. 이러한 구성에 의해, 대화면·고휘도 패널이더라도, 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전을 발생시킨다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치{PLASMA DISPLAY PANEL DRIVE METHOD AND PLASMA DISPLAY DEVICE}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하 「패널」이라 약기함)로서 대표적인 교류면 방전형 패널은 대향 배치된 전면판과 배면판 사이에 다수의 방전 셀이 형성되어 있다. 전면판은 1쌍의 주사 전극과 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍이 전면 유리 기판 상에 서로 평행하게 복수쌍 형성되고, 그들 표시 전극쌍을 덮도록 유전체층 및 보호층이 형성되어 있다. 배면판은 배면 유리 기판 상에 복수의 평행한 데이터 전극과, 그들을 덮도록 유전체층과, 또 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 크세논을 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 RGB 각 색의 형광체를 여기 발광시켜 컬러 표시를 행하고 있다.
패널을 구동하는 방법으로서는, 서브필드법, 즉 1 필드 기간을 복수의 서브필드로 분할한 뒤에, 발광시키는 서브필드의 조합에 의해 계조 표시를 행하는 방법이 일반적이다. 각 서브필드는 초기화 기간, 기입 기간 및 유지 기간을 가지며, 초기화 기간에서는 초기화 방전을 발생시켜, 연속되는 기입 동작에 필요한 벽 전하를 각 전극 상에 형성한다. 기입 기간에서는 표시를 행해야 될 방전 셀에서 선택적으로 기입 방전을 발생시켜 벽 전하를 형성한다. 그리고, 유지 기간에서는 주사 전극과 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극 쌍에 교대로 유지 펄스를 인가하여 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서 유지 방전을 발생시켜, 대응하는 방전 셀의 형광체층을 발광시킴으로써 화상 표시를 행한다.
서브필드법 중에서도, 완만하게 변화하는 전압 파형을 이용하여 초기화 방전을 행하고, 또 유지 방전을 행한 방전 셀에 대하여 선택적으로 초기화 방전을 행함으로써, 계조 표시에 관계되지 않는 발광을 극력 줄여 콘트라스트비를 향상시킨 신규한 구동 방법이 개시되어 있다(예컨대 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1에는, 유지 기간에 있어서의 최후의 유지 펄스의 펄스 폭을 다른 유지 펄스의 펄스 폭보다도 짧게 하여, 표시 전극간의 벽 전하에 의한 전위차를 완화하는, 소위 세폭(細輻) 소거 방전에 대해서도 기재되어 있다. 이 세폭 소거 방전을 안정하여 발생시킴으로써, 연속되는 서브필드의 기입 기간에서 확실한 기입 동작을 행할 수 있어, 콘트라스트비가 높은 플라즈마 디스플레이 장치를 실현할 수 있다.
그러나, 최근의 패널의 대화면화 또는 고휘도화에 따른 세폭 소거 방전이 불안정해지는 경향이 있어, 그 때문에 기입 방전이 불안정해져, 표시를 행해야 될 방전 셀에서 기입 방전이 발생하지 않아 화상 표시 품질을 열화시키거나, 또는 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 전압이 높아지는 등의 문제가 발생해 왔다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제 2000-242224 호 공보
발명의 개시
본 발명은 이들 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 대화면·고휘도 패널이라도, 기입 방전을 발생시키기 위해 필요한 전압을 높이지 않고, 안정한 기입 방전을 발생시켜, 화상 표시 품위가 좋은 패널의 구동 방법 및 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 주사 전극과 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍을 갖는 방전 셀을 복수 구비한 패널의 구동 방법으로서, 1 필드 기간을, 방전 셀에서 선택적으로 기입 방전을 발생시키는 기입 기간과, 기입 방전을 발생시킨 방전 셀에서 휘도 가중치에 따른 회수의 유지 방전을 발생시키는 유지 기간을 갖는 복수의 서브필드로 구성하고, 유지 기간에서 최후의 유지 방전을 발생시키기 위한 전압을 표시 전극쌍에 인가한 후, 그 서브필드에서의 방전 셀의 점등률에 따른 시간 간격을 두고, 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하기 위한 전압을 표시 전극쌍에 인가하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 이용하는 패널의 주요부를 나타내는 분해 사시도,
도 2는 동 패널의 전극 배열도,
도 3은 동 패널을 이용한 플라즈마 디스플레이 장치의 회로 블럭도,
도 4는 동 패널의 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 서브필드와 점등률과 소거 위상차의 관계를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치의 유지 펄스 발생부의 회로도,
도 7은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치의 유지 펄스 발생부의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트,
도 8(a)는 정상인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 기입 펄스 전압과 소거 위상의 관계를 모식적으로 도시하는 도면.
도 8(b)는 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압과 소거 위상차의 관계를 모식적으로 도시하는 도면,
도 8(c)는 기입 방전에 필요한 주사 펄스 전압과 점등률의 관계를 모식적으 로 도시하는 도면,
도 8(d)는 정상인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압과 소거 위상차 및 점등률의 관계를 모식적으로 도시하는 도면,
도 9제 2 종의 기입 분량이 발생하지 않는 주사 펄스 전압의 값을 나타내는 도면,
도 10은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 서브필드와 점등률과 소거 위상차의 관계를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 실시예2에 있어서의 점등률과 소거 위상차와의 관계를 나타낸 도면.
부호의 설명
10 : 패널
22 : 주사 전극
23 : 유지 전극
32 : 데이터 전극
51 : 화상 신호 처리 회로
52 : 데이터 전극 구동 회로
53 : 주사 전극 구동 회로
54 : 유지 전극 구동 회로
55 : 타이밍 발생 회로
58 : 점등률 산출 회로
100, 200 : 유지 펄스 발생부
110, 210 : 전력 회수부
120, 220 : 클램프부
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명은 주사 전극과 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍을 갖는 방전 셀을 복수 구비한 패널의 구동 방법으로서, 1 필드 기간을, 방전 셀에서 선택적으로 기입 방전을 발생시키는 기입 기간과, 기입 방전을 발생시킨 방전 셀에서 휘도 가중치에 따른 회수의 유지 방전을 발생시키는 유지 기간을 갖는 복수의 서브필드로 구성하고, 유지 기간에서 최후의 유지 방전을 발생시키기 위한 전압을 표시 전극쌍에 인가한 후, 그 서브필드에서의 방전 셀의 점등률에 따른 시간 간격을 두고, 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하기 위한 전압을 표시 전극쌍에 인가하는 것을 특징으로 한다. 이 방법에 의해, 대화면·고휘도 패널이더라도, 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전을 발생시켜, 화상 표시 품질이 좋은 패널의 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 패널의 구동 방법은, 방전 셀의 점등률이 높을 때의 시간 간격은 방전 셀의 점등률이 낮을 때의 시간 간격보다도 길어지도록 제어된 서브필드를 1 필드 기간에 적어도 하나 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 패널의 구동 방법은, 휘도 가중치가 작은 서브필드에서의 시간 간격은 휘도 가중치가 큰 서브필드에서의 시간 간격에 동일하거나 또는 줄어들도록 제어하더라도 좋다. 이 방법에 의해, 표시 화상 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는, 주사 전극과 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍을 갖는 방전 셀을 복수 구비한 패널과, 패널을 구동하는 구동 회로를 구비하되, 구동 회로는, 1 필드 기간을, 방전 셀에서 선택적으로 기입 방전을 발생시키는 기입 기간과, 기입 방전을 발생시킨 방전 셀에서 휘도 가중치에 따른 회수의 유지 방전을 발생시키는 유지 기간을 갖는 복수의 서브필드로 구성하고, 유지 방전을 발생시키기 위한 전압을 표시 전극쌍에 인가하는 제 1 스위칭 소자와, 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하기 위한 전압을 표시 전극쌍에 인가하는 제 2 스위칭 소자를 구비하며, 유지 기간에서 최후의 유지 방전을 발생시킬 때에, 제 1 스위칭 소자를 온으로 한 후, 그 서브필드에서의 방전 셀의 점등률에 따른 시간 간격을 두고, 제 2 스위칭 소자를 온으로 하는 것을 특징으로 한다. 이 방법에 의해서도, 대화면·고휘도 패널이더라도, 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전을 발생시켜, 화상 표시 품질이 좋은 패널의 구동 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는, 서브필드마다의 화상 데이터에 근거하여 서브필드마다의 방전 셀의 점등률을 산출하는 점등률 산출 회로를 구비하며, 구동 회로는 방전 셀의 점등률이 높을 때의 시간 간격을 방전 셀의 점등률이 낮을 때의 시간 간격보다도 길어되도록 제어하는 서브필드를 1 필드 기간에 적 어도 하나 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치의 구동 회로는, 휘도 가중치가 작은 서브필드에서의 시간 간격은 휘도 가중치가 큰 서브필드에서의 시간 간격과 동일하거나 또는 줄어들도록 제어하더라도 좋다. 이 방법에 의해, 표시 화상 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 패널의 구동 방법의 상기 시간 간격은, 현재의 서브필드에서의 방전 셀의 점등률과 미리 정해진 임계값과의 비교에 근거하여 전환됨과 아울러, 제 1 시간 간격으로부터 그것보다도 긴 제 2 시간 간격으로 전환할 때의 임계값은 제 2 시간 간격으로부터 제 1 시간 간격으로 전환할 때의 임계값보다도 큰 값으로 설정되어 있더라도 좋다. 이 방법에 의해, 표시 화상의 휘도를 안정시켜 화상 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 있어서의 패널의 구동 방법에 대하여 도면을 이용해서 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 이용하는 패널의 주요부를 나타내는 분해 사시도이다. 패널(10)은 유리제의 전면 기판(21)과 배면 기판(31)을 대향 배치하고, 그 사이에 방전 공간을 형성하도록 구성되어 있다. 전면 기판(21) 상에는 표시 전극쌍을 구성하는 주사 전극(22)과 유지 전극(23)이 서로 평행하게 쌍을 이루어 복수 형성되어 있다. 그리고 주사 전극(22) 및 유지 전극(23)을 덮도록 유전체 층(24)이 형성되고, 유전체층(24) 상에는 보호층(25)이 형성되어 있다. 또한, 배면 기판(31) 상에는 절연체층(33)으로 덮여진 복수의 데이터 전극(32)이 마련되고, 절연체층(33) 상에 우물 정(井)자 형상의 격벽(34)이 마련되어 있다. 또한, 절연체층(33)의 표면 및 격벽(34)의 측면에 형광체층(35)이 마련되어 있다. 그리고, 주사 전극(22) 및 유지 전극(23)과 데이터 전극(32)이 교차하도록 전면 기판(21)과 배면 기판(31)이 대향 배치되어 있고, 그 사이에 형성되는 방전 공간에는 방전 가스로서, 예컨대 네온과 크세논의 혼합 가스가 봉입되어 있다. 또, 패널의 구조는 상술한 것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 스트라이프 형상의 격벽을 구비한 것이라도 좋다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 이용하는 패널의 전극 배열도이다. 행 방향으로 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 m개의 데이터 전극 D1~Dm(도 1의 데이터 전극(32))이 배열되어 있다. 그리고, 1쌍의 주사 전극 SCi 및 유지 전극 SUi(i=1~n)과 하나의 데이터 전극 Dj(j=1~m)가 교차한 부분에 방전 셀이 형성되고, 방전 셀은 방전 공간 내에 m×n개 형성되어 있다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치의 회로 블럭도이다. 이 플라즈마 디스플레이 장치는 패널(10), 화상 신호 처리 회로(51), 데이터 전극 구동 회로(52), 주사 전극 구동 회로(53), 유지 전극 구동 회로(54), 타이밍 발생 회로(55), 점등률 산출 회로(58) 및 전원 회로(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
화상 신호 처리 회로(51)는 화상 신호 Sig를 서브필드마다의 화상 데이터로 변환한다. 데이터 전극 구동 회로(52)는 서브필드마다의 화상 데이터를 각 데이터 전극 D1~Dm에 대응하는 신호로 변환하여 각 데이터 전극 D1~Dm을 구동한다. 점등률 산출 회로(58)는 서브필드마다의 화상 데이터에 근거하여 서브필드마다의 방전 셀의 점등률, 즉 점등하는 방전 셀 수의 전체 방전 셀 수에 대한 비율을 산출한다. 타이밍 발생 회로(55)는 수평 동기 신호 H, 수직 동기 신호 V 및 점등률 산출 회로(58)가 산출한 점등률을 기초로 하여 각종 타이밍 신호를 발생시켜 각 회로 블럭으로 공급하고 있다. 주사 전극 구동 회로(53)는 타이밍 신호에 근거하여 주사 전극 SC1~SCn에 구동 전압 파형을 공급하고, 유지 전극 구동 회로(54)는 타이밍 신호에 근거하여 유지 전극 SU1~SUn에 구동 전압 파형을 공급한다. 여기서, 주사 전극 구동 회로(53)는 후술하는 유지 펄스를 발생시키기 위한 유지 펄스 발생부(100)를 구비하고, 유지 전극 구동 회로(54)에도 마찬가지로 유지 펄스 발생부(200)를 구비하고 있다.
다음에 패널을 구동하기 위한 구동 전압 파형과 그 동작에 대하여 설명한다. 본 실시예에 있어서는, 1 필드를 10개의 서브필드(제 1 SF, 제 2 SF, …, 제 10 SF)로 분할하고, 각 서브필드는 각각(1, 2, 3, 6, 11, 18, 30, 44, 60, 81)의 휘도 가중치를 갖는 것으로 하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예 1에 이용하는 패널의 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형을 도시하는 도면이며, 1 필드를 복수의 서브필드로 분할하고, 각각의 서브필드는 초기화 기간, 기입 기간, 유지 기간을 갖고 있다.
제 1 SF의 초기화 기간에서는, 우선 그 전반부에서, 데이터 전극 D1~Dm 및 유지 전극 SU1~SUn을 0V로 유지하고, 주사 전극 SC1~SCn에 대해서 방전 개시 전압 이하로 되는 전압 Vi1로부터 방전 개시 전압을 초과하는 전압 Vi2로 향해 완만하게 상승하는 램프 전압을 인가한다. 그렇게 하면, 모든 방전 셀에서 미약한 초기화 방전을 일으켜, 주사 전극 SC1~SCn 상에 부(負)의 벽 전압이 축적되고, 유지 전극 SU1~SUn 및 데이터 전극 D1~Dm 상에 정(正)의 벽 전압이 축적된다. 여기서, 전극 상의 벽 전압이란, 전극을 덮는 유전체층 상이나 형광체층 상 등에 축적한 벽 전하에 의해 발생하는 전압을 가리킨다.
계속해서 초기화 기간의 후반부에서, 유지 전극 SU1~SUn을 정의 전압 Ve1로 유지하고, 주사 전극 SC1~SCn에 전압 Vi3으로부터 전압 Vi4로 향하여 완만하게 하강하는 램프 전압을 인가한다. 그렇게 하면, 모든 방전 셀에서 다시 미약한 초기화 방전을 일으켜, 주사 전극 SC1~SCn 상과 유지 전극 SU1~SUn 상과의 사이의 벽 전압이 약해져, 데이터 전극 D1~Dm 상의 정의 벽 전압이 기입 동작에 적합한 값으로 조정된다.
본 실시예에 있어서는, 이와 같이 제 1 SF의 초기화 동작은 모든 방전 셀에 대하여 초기화 방전을 행하는 전체 셀 초기화 동작이다.
계속되는 기입 기간에서는, 유지 전극 SU1~SUn을 전압 Ve2로, 주사 전극 SC1~SCn을 전압 Vc로 유지한다. 다음에, 1행째의 주사 전극 SC1에 부의 주사 펄스 전압 Va를 인가함과 아울러, 데이터 전극 D1~Dm 중 1행째에 표시해야 할 방전 셀의 데이터 전극 Dk(k=1~m)에 정의 기입 펄스 전압 Vd를 인가한다. 이 때 데이터 전극 Dk와 주사 전극 SC1의 교차부의 전압은, 외부 인가 전압(Vd-Va)에 데이터 전극 Dk 상의 벽 전압과 주사 전극 SC 상의 벽 전압이 가산된 것으로 되어, 방전 개시 전압을 초과한다. 그리고, 데이터 전극 Dk와 주사 전극 SC1과의 사이 및 유지 전극 SU1과 주사 전극 SC1과의 사이에 기입 방전이 일어나, 이 방전 셀의 주사 전극 SC1 상에 정의 벽 전압이 축적되고, 유지 전극 SU1 상에 부의 벽 전압이 축적되며, 데이터 전극 Dk 상에도 부의 벽 전압이 축적된다. 이렇게 하여, 1행째에 표시해야 할 방전 셀에서 기입 방전을 일으켜 각 전극 상에 벽 전압을 축적하는 기입 동작이 행하여진다. 한편, 기입 펄스 전압 Vd를 인가하지 않은 데이터 전극 D1~Dm과 주사 전극 SC1과의 교차부의 전압은 방전 개시 전압을 초과하지 않기 때문에, 기입 방전은 발생하지 않는다. 이상의 기입 동작을 n행째의 방전 셀에 이를 때까지 순차적으로 행하고, 기입 기간이 종료된다.
계속되는 유지 기간에서는, 소비 전력을 삭감하기 위해서 전력 회수 회로를 이용하여 구동을 행하고 있다. 구동 전압 파형의 상세에 대해서는 후술하는 것으로 하고, 여기서는 유지 기간에서의 유지 동작의 개요에 대해 설명한다. 우선, 주사 전극 SC1~SCn에 정의 유지 펄스 전압 Vs를 인가함과 아울러 유지 전극 SU1~SUn에 접지 전위, 즉 0V를 인가한다. 그렇게 하면, 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서는, 주사 전극 SCi 상과 유지 전극 SUi 상과의 사이의 전압은 유지 펄스 전압 Vs에 주사 전극 SCi 상의 벽 전압과 유지 전극 SUi 상의 벽 전압이 가산된 것으로 되어 방전 개시 전압을 초과한다. 그리고, 주사 전극 SCi와 유지 전극 SUi 사이에 유지 방전이 일어나고, 이 때 발생한 자외선에 의해 형광체층(35)이 발광한다. 그리고, 주사 전극 SCi 상에 부의 벽 전압이 축적되고, 유지 전극 SUi 상에 정의 벽 전압이 축적된다. 또한, 데이터 전극 Dk 상에도 정의 벽 전압이 축적된다. 기입 기간에서 기입 방전이 일어나지 않았던 방전 셀에서는 유지 방전은 발생하지 않고, 초기화 기간의 종료시에서의 벽 전압이 유지된다.
계속해서 주사 전극 SC1~SCn에는 0V를, 유지 전극 SU1~SUn에는 유지 펄스 전압 Vs를 각각 인가한다. 그렇게 하면, 유지 방전을 일으킨 방전 셀에서는 유지 전극 SUi 상과 주사 전극 SCi 상과의 사이의 전압이 방전 개시 전압을 초과하기 때문에, 다시 유지 전극 SUi와 주사 전극 SCi와의 사이에 유지 방전이 일어나, 유지 전극 SUi 상에 부의 벽 전압이 축적되고, 주사 전극 SCi 상에 정의 벽 전압이 축적된다. 이후 마찬가지로, 주사 전극 SC1~SCn과 유지 전극 SU1~SUn에 교대로 휘도 가중치에 따른 수의 유지 펄스 전압을 인가하고, 표시 전극쌍의 전극 사이에 전위차를 부여하는 것에 의해, 기입 기간에서 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서 유지 방전이 계속해서 행하여진다.
그리고, 유지 기간의 최후에는, 주사 전극 SC1~SCn과 유지 전극 SU1~SUn과의 전극 사이에 소위 세폭 펄스 형상의 전위차를 부여하고, 데이터 전극 Dk 상의 정의 벽 전하를 남긴 채, 주사 전극 SCi 및 유지 전극 SUi 상의 벽 전압을 소거하고 있다. 구체적으로는, 유지 전극 SU1~SUn을 일단 0V로 되돌린 후, 주사 전극 SC1~SCn에 유지 펄스 전압 Vs를 인가한다. 그렇게 하면, 유지 방전을 일으킨 방전 셀에서, 유지 전극 SUi와 주사 전극 SCi와의 사이에 유지 방전이 일어난다. 그리고, 이 방전이 수속(收束)하기 전, 즉 방전으로 발생한 하전 입자가 방전 공간 내에 충 분히 잔류하고 있는 동안에, 유지 전극 SU1~SUn에 전압 Ve1을 인가한다. 이에 따라, 유지 전극 SUi와 주사 전극 SCi와의 전극간의 전위차가 (Vs-Ve1)의 정도까지 약해진다. 그렇게 하면, 데이터 전극 Dk 상의 정의 벽 전하를 남긴 채, 주사 전극 SC1~SCn 상과 유지 전극 SU1~SUn 상과의 사이의 벽 전압은 각각의 전극에 인가한 전압의 차 (Vs-Ve1)의 정도까지 약해진다. 이하, 이 방전을 「소거 방전」이라 부르고, 소거 방전을 발생시키기 위해서 주사 전극 SC1~SCn과 유지 전극 SU1~SUn과의 사이에 부여하는 전위차는 폭이 좁은 세폭 펄스 형상의 전위차이다.
이와 같이, 최후의 유지 방전, 즉 소거 방전을 발생시키기 위한 전압 Vs를 주사 전극 SC1~SCn에 인가한 후, 소정의 시간 간격(이하 「소거 위상차 Th1」이라고 호칭함)을 두고, 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하기 위한 전압 Ve1을 유지 전극 SU1~SUn에 인가한다. 제 1 SF의 유지 기간에 있어서는 점등률에 관계없이, 소거 위상차 Th1은 150㎱로 되도록 제어되어 있다. 이렇게 해서 제 1 SF의 유지 기간에 있어서의 유지 동작이 종료된다.
제 2 SF의 초기화 기간에서는, 유지 전극 SU1~SUn을 전압 Ve1로, 데이터 전극 D1~Dm을 0V로 각각 유지하고, 주사 전극 SC1~SCn에 전압 Vi3'으로부터 전압 Vi4로 향하여 완만하게 하강하는 램프 전압을 인가한다. 그렇게 하면, 이전의 서브필드의 유지 기간에서 유지 방전을 행한 방전 셀에서는 미약한 초기화 방전이 발생하여, 주사 전극 SCi 상 및 유지 전극 SUi 상의 벽 전압이 약해진다. 또한, 데이터 전극 Dk에 대해서는, 직전의 유지 기간에서 데이터 전극 Dk 상에 정의 벽 전압이 충분히 축적되어 있기 때문에, 이 벽 전압의 과잉 부분이 방전되어, 기입 동작에 적합한 벽 전압으로 조정된다. 한편, 이전의 서브필드에서 유지 방전을 행하지 않은 방전 셀에 대해서는 방전하는 일은 없으며, 이전의 서브필드의 초기화 기간 종료시에서의 벽 전하가 그대로 유지된다.
이와 같이 제 2 SF의 초기화 동작은, 직전의 서브필드의 유지 기간에서 유지 동작을 행한 방전 셀에 대하여 선택적으로 초기화 방전을 행하는 선택 초기화 동작이다.
제 2 SF의 기입 기간의 동작은 제 1 SF와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 계속되는 유지 기간의 동작도 유지 펄스의 수를 제외하고 마찬가지이다. 제 3 SF~제 10 SF에서의 초기화 기간의 동작은 제 2 SF와 동일한 선택 초기화 동작이고, 기입 기간의 기입 동작도 제 2 SF와 마찬가지이다. 다만 본 실시예에 있어서는 유지 기간의 최후에 표시 전극쌍의 각각에 인가하는 전압의 소거 위상차 Th1은 서브필드와 그 서브필드의 점등률에 의해서 제어되어 있다. 도 5는 본 발명의 실시예 1에서의 서브필드와 점등률과 소거 위상차 Th1과의 관계를 도시하는 도면이다. 이와 같이, 제 1 SF~제 4 SF에서는 점등률에 관계없이, 소거 위상차 Th1은 150㎱로 되도록 제어되어 있다. 또한, 제 5 SF~제 10 SF에서는, 점등률이 44% 미만인 경우에는 소거 위상차 Th1은 150㎱, 점등률이 44% 이상 70% 미만인 경우에는 소거 위상차 Th1은 200㎱, 점등률이 70% 이상인 경우에는 소거 위상차 Th1은 300㎱로 되도록 제어되어 있다. 이와 같이 제어함으로써, 주사 펄스 전압이나 데이터 펄스 전압을 높게 하는 일없이, 안정한 기입 방전을 발생시킬 수 있다.
다음에 유지 기간에서의 동작의 상세에 대하여 설명한다. 우선 표시 전극쌍 의 각각에 교대로 유지 펄스를 인가하여 방전 셀을 유지 방전시키기 위한 구동 회로인 유지 펄스 발생부(100, 200)의 상세에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치의 유지 펄스 발생부(100, 200)의 회로도이다. 유지 펄스 발생부(100)는 전력 회수부(110)와 클램프부(120)로 구성되어 있다. 전력 회수부(110)는 전력 회수용의 콘덴서 C10, 스위칭 소자 Q11, Q12, 역류 방지용의 다이오드 D11, D12, 전력 회수용의 인덕터 L10을 갖고 있다. 클램프부(120)는 전압값이 Vs인 전원 VS, 스위칭 소자 Q13, Q14를 갖고 있다. 그리고, 이들 전력 회수부(110) 및 클램프부(120)는 주사 펄스 발생 회로를 거쳐서 패널(10)의 전극간 용량 Cp의 일단(一端)인 주사 전극(22)에 접속되어 있다. 또 도 6에서는, 주사 펄스 발생 회로는 도시하고 있지 않다. 콘덴서 C10은 전극간 용량 Cp에 비해서 충분히 큰 용량을 갖고, 전압값이 거의 Vs/2로 충전되어 있어, 전력 회수부(110)의 전원으로서 작용한다.
유지 펄스 발생부(200)도 유지 펄스 발생부(100)와 동일한 회로 구성이며, 전력 회수용의 콘덴서 C20, 스위칭 소자 Q21, Q22, 역류 방지용의 다이오드 D21, D22, 전력 회수용의 인덕터 L20을 갖는 전력 회수부(210)와, 전원 VS, 스위칭 소자 Q23, Q24를 갖는 클램프부를 구비하며, 유지 펄스 발생부(200)의 출력은 패널(10)의 전극간 용량 Cp의 타단인 유지 전극(23)에 접속되어 있다. 또, 이후의 설명을 위해서, 도 6에는 유지 전극(23)에 전압 Ve1을 인가하기 위한 전원 VE, 스위칭 소자 Q28, Q29도 각각 도시하고 있다.
다음에 구동 전압 파형의 상세에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시 예 1에 있어서의 플라즈마 디스플레이 장치의 유지 펄스 발생부(100, 200)의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트이며, 도 4의 파선으로 둘러싼 부분의 상세한 타이밍차트이다. 우선 유지 펄스의 1 주기를 T1~T6으로 나타낸 6개의 기간으로 분할하고, 각각의 기간에 대하여 설명한다.
(기간 T1) 시각 t1에서 스위칭 소자 Q12를 온으로 한다. 그렇게 하면, 주사 전극(22)측의 전하는 인덕터 L10, 다이오드 D12, 스위칭 소자 Q12를 통해서 콘덴서 C10에 흐르기 시작하여, 주사 전극의 전압이 내려가기 시작한다.
(기간 T2) 인덕터 L10과 전극간 용량 Cp는 공진 회로를 형성하고 있기 때문에, 공진 주기의 1/2의 시간 경과 후의 시각 t2에서 주사 전극(22)의 전압은 0V 부근까지 저하한다. 그러나, 공진 회로의 저항 성분 등에 의한 전력 손실 때문에, 주사 전극(22)의 전압은 0V로까지는 하강하지 않는다. 그리고, 시각 t2에서 스위칭 소자 Q14를 온으로 한다. 그렇게 하면, 주사 전극(22)은 스위칭 소자 Q14를 통해서 직접 접지되기 때문에, 주사 전극(22)의 전압은 강제적으로 0V로 저하한다.
또한, 시각 t2에서 스위칭 소자 Q21를 온으로 한다. 그렇게 하면, 전력 회수용의 콘덴서 C20으로부터 스위칭 소자 Q21, 다이오드 D21, 인덕터 L20을 통해서 전류가 흐르기 시작하여, 유지 전극(23)의 전압이 상승하기 시작한다. 또, 본 실시예에서는, 상술의 공진 주기가 약 1200㎱로 설정되어 있고, 시각 t1로부터 시각 t2까지의 시간, 즉 기간 T의 시간은 550㎱로 설정되어 있다.
(기간 T3) 인덕터 L20과 전극간 용량 Cp도 공진 회로를 형성하고 있기 때문에, 공진 주기의 1/2의 시간 경과 후의 시각 t3에서 유지 전극(23)의 전압은 Vs 부 근까지 상승하지만, 공진 회로의 저항 성분 등에 의한 전력 손실로 인해, 유지 전극(23)의 전압은 Vs로까지는 상승하지 않는다. 그리고, 시각 t3에서 스위칭 소자 Q23을 온으로 한다. 그렇게 하면, 유지 전극(23)은 스위칭 소자 Q23을 통해서 직접 전원 VS로 접속되기 때문에, 유지 전극(23)의 전압은 강제적으로 Vs까지 상승한다. 그렇게 하면, 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서는 주사 전극(22)-유지 전극(23)간의 전압이 방전 개시 전압을 초과하여 유지 방전이 발생한다.
또, 스위칭 소자 Q12는 시각 t2 이후 시각 t5까지 오프하면 좋고, 스위칭 소자 Q21은 시각 t3 이후 시각 t4까지 오프하면 좋다. 또, 유지 펄스 발생부(100, 200)의 출력 임피던스를 낮추기 위해서, 스위칭 소자 Q14는 시각 t5 직전에, 스위칭 소자 Q23은 시각 t4 직전에 오프로 하는 것이 바람직하다.
(기간 T4~T6) 주사 전극(22)에 인가되는 유지 펄스와 유지 전극(23)에 인가되는 유지 펄스는 동일한 파형이기 때문에, 기간 T4로부터 기간 T6까지의 동작은 기간 T1로부터 기간 T3까지의 동작으로 주사 전극(22)과 유지 전극(23)을 교체한 동작과 동일하게 때문에, 설명을 생략한다.
이상의 기간 T1~T6의 동작을 필요한 펄스 수에 따라 반복한다. 또, 본 실시예에 있어서는, 기간 T2, T4, T6의 시간은 기간 T1의 시간과 마찬가지로 550㎱로 설정되어 있다. 또한, 기간 T3, T6의 시간은 1450㎱로 설정되어 있다.
다음에 유지 기간의 최후의 소거 방전에 대하여 상세히 설명한다.
(기간 T7) 이 기간은 유지 전극(23)에 인가된 유지 펄스의 하강이며, 기간 T4와 동일하다. 즉, 시각 t7에서 스위칭 소자 Q22를 온으로 하는 것에 의해, 유지 전극(23)측의 전하는 인덕터 L20, 다이오드 D22, 스위칭 소자 Q22를 통해서 콘덴서 C20에 흐르기 시작하여 유지 전극의 전압이 하강하기 시작한다.
(기간 T8) 시각 t8에서 스위칭 소자 Q24를 온하고, 유지 전극(23)의 전압을 강제적으로 0V로 저하시킨다. 그리고, 스위칭 소자 Q11을 온으로 한다. 그렇게 하면, 전력 회수용의 콘덴서 C10으로부터 스위칭 소자 Q11, 다이오드 D11, 인덕터 L10을 통해서 전류가 흐르기 시작하여, 주사 전극의 전압이 상승하기 시작한다.
(기간 T9) 인덕터 L10과 전극간 용량 Cp는 공진 회로를 형성하고 있기 때문에, 공진 주기의 1/2의 시간 경과 후에는 주사 전극(22)의 전압은 Vs 부근까지 상승하지만, 여기서는 전력 회수부의 공진 주기의 1/2보다 짧은 기간, 즉 주사 전극(22)의 전압이 Vs 부근까지 상승하기 이전의 시각 t9에서 스위칭 소자 Q13을 온으로 한다. 그렇게 하면, 주사 전극(22)은 스위칭 소자 Q13을 통해서 직접 전원 VS로 접속되기 때문에, 주사 전극(22)의 전압은 급격하게 Vs까지 상승한다. 그렇게 하면, 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서는 주사 전극(22)-유지 전극(23)간의 전압이 방전 개시 전압을 초과하여 유지 방전이 발생한다. 또한, 시각 t10 직전에 스위칭 소자 Q24를 오프한다.
(기간 T10) 시각 t10에서 스위칭 소자 Q28 및 스위칭 소자 Q29를 온으로 한다. 그렇게 하면, 유지 전극(23)은 스위칭 소자 Q28, Q29를 통하여 직접 전원 VE로 접속되기 때문에, 유지 전극(23)의 전압은 강제적으로 Ve1까지 상승한다. 시각 t10은 기간 T9에서 발생한 방전이 수속되기 전, 즉 방전으로 발생한 하전 입자가 방전 공간 내에 충분히 잔류하고 있는 시각이다. 그리고, 하전 입자가 방전 공간 내에 충분히 잔류하고 있는 동안에 방전 공간 내의 전계가 변화되기 때문에, 이 변화된 전계를 완화하도록 하전 입자가 재배치되어 벽 전하를 형성한다. 이 때, 주사 전극(22)에 인가되어 있는 전압 Vs와 유지 전극(23)에 인가되어 있는 전압 Ve1과의 차가 작기 때문에, 주사 전극(22) 상 및 유지 전극(23) 상의 벽 전압이 약해진다. 이와 같이, 최후의 유지 방전을 발생시키는 전위차는 최후의 유지 방전이 수속되기 전에 표시 전극쌍의 전극 사이에 부여하는 전위차를 완화하도록 변화시킨 세폭 펄스형 형상의 전위차이며, 발생하는 유지 방전은 소거 방전이다. 또한, 데이터 전극(32)은 이 때 0V로 유지되어 있고, 데이터 전극(32)에 인가되어 있는 전압과 주사 전극(22)에 인가되어 있는 전압과의 전위차를 완화하도록 방전에 의한 하전 입자가 벽 전하를 형성하기 때문에, 데이터 전극 상에는 정의 벽 전압이 형성된다.
여기서, 소거 위상차 Th1은 소거 방전을 발생시키기 위한 전압 Vs를 주사 전극(22)에 인가한 후, 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하기 위한 전압 Ve1을 유지 전극(23)에 인가하기까지의 시간 간격이지만, 그 제어는 본 실시예에서는 스위칭 소자를 이용하여 행하여진다. 즉, 유지 방전을 발생시키기 위한 전압 Vs를 주사 전극(22)에 인가하기 위한 제 1 스위칭 소자인 스위칭 소자 Q13과, 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하기 위한 전압 Ve1을 유지 전극에 인가하는 제 2 스위칭 소자인 스위칭 소자 Q28, Q29를 구비하며, 스위칭 소자 Q13을 온으로 한 후, 그 서브필드에서의 방전 셀의 점등률에 따른 시간 간격(이하, 「소거 위상차 Th2」라고 호칭함)을 두고, 스위칭 소자 Q28, Q29를 온으로 한다. 이 때, 소거 위상차 Th1과 소거 위상차 Th2는, 엄밀하게는 동등해지지 않을 가능성이 있지만, 스위칭 소자의 지연 시간 등에 큰 차이가 없는 한, 실용상은 동일한 것으로 생각해도 좋다. 그 때문에, 이하에서는, 소거 위상차 Th1과 소거 위상차 Th2를 구별하지 않고, 간단히 소거 위상차 Th라고 기재한다.
또, 시각 t9로부터 시각 t10까지의 시간, 즉 기간 T9의 시간은 소거 위상차 Th이며, 도 5에 나타낸 바와 같이, 서브필드와 그 서브필드의 점등률에 의해서 제어되어 있다. 즉, 제 1 SF~제 4 SF에서는, 점등률에 관계없이 소거 위상차 Th는 150㎱로 되도록 제어되어 있다. 또한, 제 5 SF~제 10 SF에서는, 점등률이 44% 미만인 경우에는 소거 위상차 Th는 150㎱, 점등률이 44% 이상 70% 미만인 경우에는 소거 위상차 Th는 200㎱, 점등률이 70% 이상인 경우에는 소거 위상차 Th는 300㎱로 되도록 제어되어 있다.
이와 같이, 유지 기간에서, 최후의 유지 방전인 소거 방전을 발생시키기 위한 전압을 표시 전극쌍에 인가한 후, 그 서브필드에서의 방전 셀의 점등률에 따른 시간 간격인 소거 위상차 Th를 두고, 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하도록 표시 전극쌍에 전압을 인가하고 있다. 그리고, 소거 방전을 발생시키는 전위차는 최후의 유지 방전이 수속되기 전에 표시 전극쌍의 전극 사이에 부여하는 전위차를 변화시킨 세폭 펄스 형상의 전위차이다. 또, 소거 위상차 Th는, 본 실시예에서는 도 5에 나타낸 바와 같이, 방전 셀의 점등률이 높을 때의 소거 위상차 Th가 방전 셀의 점등률이 낮을 때의 소거 위상차 Th보다도 길어지도록 제어되고, 휘도 가중치가 작은 서브필드에서의 소거 위상차 Th가 휘도 가중치가 큰 서브필드에서의 소거 위상차 Th와 동등하거나 또는 줄어들도록 제어되어 있다. 이와 같이 제어함으로써, 주사 펄스 전압이나 데이터 펄스 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전을 발생시킬 수 있다.
다음에 본 실시예에서의 패널의 구동 방법에 의해, 주사 펄스 전압이나 데이터 펄스 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전을 발생시킬 수 있는 이유에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 세폭 펄스에 의한 소거 방전은 방전으로 발생한 하전 입자가 방전 공간 내에 충분히 잔류하고 있는 동안에 방전 공간 내의 전계를 변화시키고, 이 변화된 전계를 완화하도록 하전 입자를 재배치시켜 벽 전하를 형성함으로써 소망하는 벽 전하를 형성하는 것이다. 따라서, 소거 위상차 Th가 길어지면, 방전으로 발생한 하전 입자가 재결합하게 되어, 전계를 완화하기 위한 하전 입자가 부족해서 소망하는 벽 전하를 형성할 수 없게 된다. 그리고, 그 결과, 방전해야 할 방전 셀에서 기입 방전이 발생하지 않는다고 하는 기입 불량(이하, 「제 1 종의 기입 불량」이라고 호칭함)이 증가하는 것이 확인되고 있다.
도 8(a)는 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해 필요한 기입 펄스 전압과 소거 위상차 Th와의 관계를 모식적으로 도시하는 도면으로서, 가로축이 소거 위상차 Th를, 세로축이 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해 필요한 기입 펄스 전압을 나타내고 있다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 실험에 의해 소거 위상차 Th가 길어짐에 따라, 방전해야 할 방전 셀에서 확실히 기입 방전을 발생시키기 위해 필요한 기입 펄스 전압이 높아지는 것이 확인되어 있다.
한편, 소거 위상차 Th가 지나치게 작아지면 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압이 높아진다는 것이 실험에 의해 밝혀졌다. 주사 펄스 전압의 크기는 선택된 행의 방전 셀과 선택되어 있지 않은 행의 방전 셀을 구별하기 위한 전압이다. 실제로, 이 주사 펄스 전압을 작게 하면, 어느 하나의 행의 방전 셀에서 기입 방전을 발생시키고 있는 동안에 선택되어 있지 않은 행의 방전 셀의 벽 전하가 빼앗겨, 본래 기입 방전을 발생시키고 있었던 때에 벽 전압이 부족하여 기입 방전이 발생하지 않는다고 하는 기입 불량(이하, 「제 2 종의 기입 불량」이라고 호칭함)이 발생한다.
도 8(b)는 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압과 소거 위상차 Th와의 관계를 모식적으로 도시하는 도면으로서, 가로축이 소거 위상차 Th를, 세로축이 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압을 나타내고 있다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 소거 위상차 Th가 작아질수록 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압이 높아지는 것이 실험에 의해 밝혀졌다. 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압이 높아지면, 상술한 제 2 종의 기입 불량이 발생하기 쉬워지고, 이것을 방지하기 위해서는 주사 펄스 전압을 높게 해야 한다. 이와 같이, 소거 위상차 Th에 대하여 제 1 종의 기입 불량과 제 2 종의 기입 불량은 상반되는 특성을 나타내기 때문에, 실용상으로는 소거 위상차 Th를 어떤 기입 불량도 발생하지 않는 값으로 설정하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.
더욱 상세한 검토의 결과, 이 최적의 소거 위상차 Th는 서브필드의 점등률이 높아질수록 길어진다는 것도 밝혀졌다. 도 8(c)는 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압과 점등률과의 관계를 모식적으로 도시하는 도면으로서, 가로축이 점등률을, 세로축이 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압을 나타내고 있다. 도면에 도시하는 바와 같이, 점등률이 높아지면, 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압이 높아지는 것을 알 수 있었다. 따라서, 주사 펄스 전압이 일정한 경우에는 방전의 발생이 지연되는 경향이 있다는 것을 알았다. 이것은, 점등률이 높아지면 방전 전류가 증가하고, 그것에 따른 전압 강하가 커져 방전 셀에 인가되는 실효적인 전압이 저하해서, 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압이 높아진다고 생각할 수 있다. 따라서, 주사 펄스 전압이 일정한 경우에는 방전 셀에 인가되는 실효적인 전압이 저하하게 되어, 방전의 발생이 지연되는 것으로 생각된다.
그리고, 방전이 지연되면 소거 방전을 발생시키는 세폭 형상의 전위차의 폭이 등가적으로 좁아진, 즉 소거 위상차 Th가 줄어든 것과 동일한 방전으로 된다. 도 8(d)는 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압과 소거 위상차 Th 및 점등률과의 관계를 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 8(d)에 도시하는 바와 같이, 소거 위상차 Th가 작아질수록 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해 필요한 주사 펄스 전압은 높아지고, 또한, 점등률이 높아질수록, 정상적인 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 주사 펄스 전압은 높아진다. 따라서, 점등률이 높은 서브필드에서는, 점등률이 낮은 서브필드와 비교하여 최적의 소거 위상차 Th는 길어진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 점등률이 작은 경우에는 소거 위상차 Th를 상술한 소정의 값으로 제어하여, 점등률이 커짐에 따라 소거 위상차 Th를 길게 하여 실질적인 세폭 펄스폭을 최적으로 한다. 이에 따라, 점등률에 의존하지 않고 항상 최적의 소거 위상차 Th로 유지할 있어, 최적의 구동을 할 수 행있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 이것에 부가하여, 서브필드마다 소거 위상차 Th의 제어를 바꾸고 있다. 도 9는 서브필드의 각각에서의 소거 위상차 Th를 150ns로 설정한 경우의, 제 2 종의 기입 불량이 발생하지 않는 주사 펄스 전압의 하한값을 도시하는 도면이다. 상술한 바와 같이, 소거 위상차 Th를 짧게 하면 주사 펄스 전압은 높아지지만, 도 9에 나타낸 바와 같이, 서브필드의 휘도 가중치가 커질수록 그 정도가 현저하게 되는 것을 알 수 있었다. 이것은, 휘도 가중치가 큰 서브필드에서는 유지 방전에 의한 프라이밍이 많아지기 때문에, 기입 기간에서 선택된 행의 방전 셀에서 기입 방전을 발생시키고 있는 동안에, 선택되어 있지 않은 행의 방전 셀의 벽 전하가 빼앗기기 쉬워져, 기입 방전을 위한 벽 전압이 감소하는 비율이 많아지는 것도 생각할 수 있다.
반대로, 휘도 가중치가 작은 서브필드에서는 기입 방전을 위한 벽 전압이 감소하는 비율이 작아져, 주사 펄스 전압을 휘도 가중치가 큰 서브필드보다도 낮게 설정할 수 있다. 따라서, 휘도 가중치가 작은 서브필드에서는, 점등률이 커져 제 2 종의 기입 불량을 방지하기 위한 주사 펄스 전압이 어느 정도 상승하더라도, 휘도 가중치가 큰 서브필드에서 필요한 주사 펄스 전압을 초과하지 않는 한 점등률에 따른 제어를 하지 않아도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 휘도 가중치가 작은 서브필드에서의 소거 위상차 Th가, 휘도 가중치가 큰 서브필드에서의 소거 위상차 Th와 동등하거나 또는 줄어들도록 제어하여, 방전 셀의 점등률이 높을 때의 소거 위상차 Th가 방전 셀의 점등률이 낮을 때의 소거 위상차 Th보다도 길어지도록 제어하고 있다. 이러한 제어로 하는 것에 의해, 주사 펄스 전압이나 데이터 펄스 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전의 발생을 실현하고 있다.
또한, 일반적으로 소거 위상차 Th를 변화시키면 소거 방전에 따르는 발광 휘도도 변화된다. 그 때문에, 소거 위상차 Th를 빈번하게 변화시키면, 표시 화상의 휘도가 불안정하게 될 우려가 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 휘도 가중치가 작은 서브필드에서 소거 위상차 Th를 고정함으로써, 소거 방전에 따르는 발광 휘도를 일정하게 하여, 휘도의 변동을 방지해서 화상 표시 품질을 향상시키고 있다.
또, 본 실시예에 있어서는, 제 1 SF~제 4 SF에서는 점등률에 관계없이, 소거 위상차 Th는 150㎱로 되도록 제어하고, 제 5 SF~제 10 SF에서는, 점등률이 44% 미만인 경우에는 소거 위상차 Th는 150㎱, 점등률이 44% 이상 70% 미만인 경우에는 소거 위상차 Th는 200㎱, 점등률이 70% 이상인 경우에는 소거 위상차 Th는 300㎱로 되도록 제어하는 것으로 하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 서브필드마다 적당한 점등률로 전환하더라도 좋다. 또한, 점등률에 따라 소거 위상차 Th가 실질적으로 연속적으로 변화되도록 제어하더라도 좋다. 이와 같이 제어함으로써, 소거 위상차 Th의 변화가 표시 화상에 미치는 영향도 연속적으 로 변화되기 때문에, 화상 표시 품질도 향상된다.
또, 소거 위상차 Th의 전환 시에 히스테리시스 특성을 갖게 하더라도 좋다. 이하에, 이러한 실시예에 대하여 설명한다.
(실시예 2)
본 실시예에 있어서의 패널의 구조는 실시예 1과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 또한, 플라즈마 디스플레이 장치의 회로 블럭에 관해서도 도 3과 마찬가지이지만, 점등률 산출 회로(58)는 현 필드와 직전의 필드에서, 동일한 휘도 가중치를 갖는 서브필드 사이에서의 점등률의 비교를 행한다. 그리고, 타이밍 발생 회로(55)는 점등률 산출 회로(28)에서의 비교 결과 및 검출된 점등률에 근거하여, 유지 전극 구동 회로(54)로 공급하는 타이밍 신호를 제어한다.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 서브필드와 점등률과 소거 위상차 Th1과의 관계를 도시하는 도면이다. 제 1 SF~제 4 SF에서는 점등률에 관계없이, 소거 위상차 Th1은 150㎱로 되도록 제어되어 있다. 한편, 제 5 SF~제 10 SF에서는, 점등률에 의해 소거 위상차 Th1을 전환하고 있다. 이와 같이, 점등률에 근거하여 소거 위상차 Th1을 전환함으로써, 주사 펄스 전압이나 데이터 펄스 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 직전의 필드와 현재의 필드에서 동일한 휘도 가중치를 가지는 서브필드의 점등률의 비교를 행하여, 점등률이 증가하고 있는 경우와 감소하고 있는 경우에서 소거 위상차 Th1을 전환할 때의 임계값으로 되는 점등률의 값을 바꾸고 있다. 이에 따라, 소거 위상차 Th1의 전환에 히스테리시스 특성을 갖게 하고 있다.
즉, 소거 위상차 Th1은, 점등률이 증가하고 있는 경우에는 점등률 46% 미만에서 150nsec, 점등률 46% 이상 72% 미만에서 200nsec, 점등률 72% 이상에서 300nsec로 되도록, 또한, 점등률이 감소하고 있는 경우에는 점등률 42% 미만에서 150nsec, 점등률 42% 이상 68% 미만에서 200nsec, 점등률 68% 이상에서 300nsec로 되도록 제어하고 있다.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 점등률과 소거 위상차 Th1과의 관계를 나타낸 도면으로서, 가로축은 시간을, 세로축은 점등률을 나타낸다. 또, 상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 제 5 SF~제 10 SF에서, 직전의 필드와 현재의 필드에서 동일한 휘도 가중치를 가지는 서브필드의 점등률의 비교를 행하여, 점등률이 증가하고 있는 것인지, 그렇지 않으면 감소하고 있는 것인지를 판단하고 있다. 그래서, 도 11에서는, 제 5 SF에서의 점등률과 소거 위상차 Th1과의 관계를 예로서 나타내며, 가로축의 시간은 각 필드에서의 제 5 SF만을 뽑아낸 것으로 하고, 세로축의 점등률은 제 5 SF에서의 점등률로 하여 나타낸다. 그리고, 제 6 SF~제 10 SF에 있어서도, 도 6에 나타낸 제 5 SF의 경우와 동일한 동작을 하는 것으로 한다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 소거 위상차 Th1을 전환할 때의 임계값으로 되는 점등률은, 점등률이 증가하고 있을 때, 즉 도면 중 오른쪽 위로의 파형 시에는 46%와 72%이고, 점등률이 감소하고 있을 때, 즉 도면 중 오른쪽 아래로의 파형 시에는 42%와 68%로 된다. 따라서, 소거 위상차 Th1은, 점등률이 증가하고 있을 때에는, 제 5 SF의 점등률이 46%에 달한 시점에서 150nsec로부터 200nsec로 전환되 고, 또 점등률이 72%에 달한 시점에서 200nsec로부터 300nsec로 전환된다. 또한, 점등률이 감소하고 있을 때에는, 제 5 SF의 점등률이 68%를 하회한 시점에서 300nsec로부터 200nsec로 전환되고, 또 점등률이 42%를 하회한 시점에서 200nsec로부터 150nsec로 전환된다. 즉, 소거 위상차 Th1은, 예컨대 제 1 시간 간격을 150nsec라고 하고, 제 2 시간 간격을 200nsec라고 하면, 제 1 시간 간격인 150nsec로부터 그것보다도 긴 제 2 시간 간격인 nsec로 전환할 때의 임계값은 46%이고, 제 2 시간 간격인 200nsec로부터 제 1 시간 간격인 150nsec로 전환할 때의 임계값 42%보다도 큰 값으로 되어 있다. 또한, 예컨대 제 1 시간 간격을 200nsec라고 하고, 제 2 시간 간격을 300nsec라고 하면, 제 1 시간 간격인 200nsec로부터 그것보다도 긴 제 2 시간 간격인 300nsec로 전환할 때의 임계값은 72%이고, 제 2 시간 간격인 300nsec로부터 제 1 시간 간격인 200nsec로 전환할 때의 임계값 68%보다도 큰 값으로 되어 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 점등률에 근거하여 소거 위상차 Th1을 전환함으로써, 주사 펄스 전압이나 데이터 펄스 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 점등률이 증가하고 있는 것인지 혹은 감소하고 있는 것인지에 의해 소거 위상차 Th1을 전환할 때의 임계값으로 되는 점등률의 값을 변환함으로써, 소거 위상차 Th1의 전환에 히스테리시스 특성을 갖게 하고 있다. 이에 따라, 임계값 부근에서의 점등률의 미소한 변동에 의해서 소거 위상차 Th1이 빈번하게 전환되는 것을 방지하고 있다.
유지 기간에 있어서의 동작에 대해서는 실시예 1에서 도 6 및 도 7을 이용하 여 설명한 동작과 거의 마찬가지이다. 그러나, 실시예 1과 다른 점은, 도 10, 도 11에 나타낸 바와 같이, 서브필드와 그 서브필드의 점등률, 및 직전의 필드와 현재의 필드에서 동일한 휘도 가중치를 가지는 서브필드의 점등률이 증가하고 있는 것인지 그렇지 않으면 감소하고 있는 것인지에 의해 제어하고 있는 점이다. 즉, 제 1 SF~제 4 SF에서는 점등률에 관계없이, 소거 위상차 Th는 150㎱가 되도록 제어하고 있다. 또한, 제 5 SF~제 10 SF에서의 소거 위상차 Th1은, 직전의 필드와 현재의 필드에서 동일한 휘도 가중치를 가지는 서브필드의 점등률의 비교를 행하여, 점등률이 증가하고 있는 경우에는, 점등률 46% 미만에서 150nsec, 점등률 46% 이상 72% 미만에서 200nsec, 점등률 72% 이상에서 300nsec가 되도록 제어하고, 점등률이 감소하고 있는 경우에는, 점등률 42% 미만에서 150nsec, 점등률 42% 이상 68% 미만에서 200nsec, 점등률 68% 이상에서 300nsec가 되도록 제어하고 있다.
이와 같이, 유지 기간에 있어서, 최후의 유지 방전인 소거 방전을 발생시키기 위한 전압을 표시 전극쌍에 인가한 후, 그 서브필드에 있어서의 방전 셀의 점등률에 따른 시간 간격인 소거 위상차 Th를 두고, 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하도록 표시 전극쌍에 전압을 인가하고 있다. 그리고, 소거 방전을 발생시키는 전위차는 최후의 유지 방전이 수속되기 전에 표시 전극쌍의 전극 사이에 부여하는 전위차를 변화시킨 세폭 펄스 형상의 전위차이다.
또한, 소거 위상차 Th는, 본 실시예에 있어서는 도 10, 도 11에 나타낸 바와 같이, 휘도 가중치가 작은 서브필드에서의 소거 위상차 Th가, 휘도 가중치가 큰 서브필드에서의 소거 위상차 Th와 동일하거나 또는 줄어들도록 제어되고, 방전 셀의 점등률이 높을 때의 소거 위상차 Th가, 방전 셀의 점등률이 낮을 때의 소거 위상차 Th보다도 길어지도록 제어되어 있다. 이와 같이 제어함으로써, 주사 펄스 전압이나 데이터 펄스 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전을 발생시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 점등율이 증가하고 있는 경우와 감소하고 있는 경우에서 소거 위상차 Th1을 전환할 때의 임계값으로 되는 되는 점등률의 값을 바꾸는 것에 의해, 소거 위상차 Th1의 전환에 히스테리시스 특성을 갖게 하고 있다. 이에 따라, 임계값 부근에서의 점등률의 미소한 변동에 의해서 소거 위상차 Th1이 빈번하게 바뀌는 것을 방지하고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 휘도 가중치가 작은 서브필드에서의 소거 위상차 Th가, 휘도 가중치가 큰 서브필드에서의 소거 위상차 Th와 동일하거나 또는 줄어들도록 제어하여, 방전 셀의 점등률이 높을 때의 소거 위상차 Th가, 방전 셀의 점등률이 낮을 때의 소거 위상차 Th보다도 길어지도록 제어하고 있다. 이러한 제어를 행함으로써, 주사 펄스 전압이나 데이터 펄스 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전의 발생을 실현하고 있다.
또한, 일반적으로 소거 위상차 Th를 변화시키면 소거 방전에 따르는 발광 휘도도 변화된다. 그 때문에, 소거 위상차 Th를 빈번하게 변화시키면, 표시 화상의 휘도가 불안정하게 될 우려가 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 휘도 가중치가 작은 서브필드에서 소거 위상차 Th를 고정함으로써, 소거 방전에 따르는 발광 휘도를 일정으로 하여, 휘도의 변동을 방지해서 화상 표시 품질을 향상시키고 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상술한 바와 같이, 점등률이 증가하고 있는 경우와 감소하고 있는 경우에서 소거 위상차 Th1을 전환할 때의 임계값으로 되는 점등률의 값을 바꾸는 것에 의해 소거 위상차 Th의 전환에 히스테리시스 특성을 갖게 하고 있다. 이에 따라, 임계값 부근에서의 점등률의 미소한 변동에 의해서 소거 위상차 Th1이 빈번하게 바뀌는 것을 방지하여, 더욱 고품질인 표시 화상을 실현하고 있다.
또, 본 실시예에서 예시한 각 기간 T1~T10의 시간의 값은 일례로서, 본 발명은 이들 값에 한정되는 것이 아니라, 패널의 방전 특성 등에 따라 설정하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시예에 있어서는, 소거 위상차 Th는, 제 1 SF~제 4 SF에서는 점등률에 관계없이 150ns로 되도록 제어하고, 제 5 SF~제 10 SF에서는, 점등률이 증가하고 있을 때에는 점등률이 46%에 달한 시점에서 150nsec로부터 200nsec로, 점등률이 72%에 달한 시점에서 200nsec로부터 300nsec로 되도록 제어하며, 점등률이 감소하고 있을 때에는 점등률이 68%를 하회한 시점에서 300nsec로부터 200nsec로, 점등률이 42%를 하회한 시점에서 200nsec로부터 150nsec로 되도록 제어하는 것으로 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 서브필드마다 적당한 점등률로 전환하여도 좋다. 또한, 점등률에 따라 소거 위상차 Th가 실질적으로 연속적으로 변화되도록 제어하더라도 좋다. 이와 같이 제어함으로써, 소거 위상차 Th의 변화가 표시 화상에 미치는 영향도 연속적으로 변화되기 때문에, 화상 표시 품질도 향상된다.
또, 실시예 1, 2에서 예시한 각 기간 T1~T10의 시간의 값은 일례로서, 본 발명은 이들 값에 한정되는 것이 아니라, 패널의 방전 특성 등에 따라 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 실시예 1, 2에 있어서는, 제 1 SF의 초기화 기간에는 전체 셀 초기화 동작을 행하고, 제 2 SF의 초기화 기간에는 선택 초기화 동작을 행하는 것으로 하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 각각의 서브필드에서 전체 셀 초기화, 선택 초기화 동작을 임의로 행하여도 좋다.
또한, 실시예 1, 2에 있어서는, 1 필드를 10개의 서브필드(제 1 SF, 제 2 SF, …, 제 10 SF)로 분할하고, 각 서브필드는 각각(1, 2, 3, 6, 11, 18, 30, 44, 60, 81)의 휘도 가중치를 갖는 것으로 하여 설명했지만, 본 발명은 서브필드 수나 각 서브필드의 휘도 가중치가 상기 값에 한정되는 것이 아니다.
본 발명에 의하면, 대화면·고휘도 패널이더라도, 기입 방전을 발생시키기 위해서 필요한 전압을 높게 하는 일 없이, 안정한 기입 방전을 발생시켜, 화상 표시 품질이 좋은 패널의 구동 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
본 발명의 패널의 구동 방법은, 고휘도·고선명도 패널이더라도, 낮은 기입 펄스 전압으로 기입 동작이 가능하고, 패널을 이용한 플라즈마 디스플레이 장치 등으로서 유용하다.

Claims (7)

  1. 주사 전극과 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍을 갖는 방전 셀을 복수 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법으로서,
    1 필드 기간을, 상기 방전 셀에서 선택적으로 기입 방전을 발생시키는 기입 기간과, 상기 기입 방전을 발생시킨 방전 셀에서 휘도 가중치에 따른 회수의 유지 방전을 발생시키는 유지 기간을 갖는 복수의 서브필드로 구성하고,
    상기 유지 기간에서, 최후의 유지 방전을 발생시키기 위한 전압을 상기 표시 전극쌍에 인가한 후, 그 서브필드에서의 방전 셀의 점등률에 따른 시간 간격을 두고, 상기 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하기 위한 전압을 상기 표시 전극쌍에 인가하는 것
    을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 셀의 점등률이 높을 때의 상기 시간 간격은 상기 방전 셀의 점등률이 낮을 때의 상기 시간 간격보다 길어지도록 제어된 서브필드를 1 필드 기간에 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    휘도 가중치가 작은 서브필드에서의 상기 시간 간격을 휘도 가중치가 큰 서브필드에서의 상기 시간 간격과 동일하거나 또는 짧아지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
  4. 주사 전극과 유지 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍을 갖는 방전 셀을 복수 구비한 플라즈마 디스플레이 패널과,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 구동 회로
    를 구비하되,
    상기 구동 회로는,
    1 필드 기간을, 상기 방전 셀에서 선택적으로 기입 방전을 발생시키는 기입 기간과, 기입 방전을 발생시킨 방전 셀에서 휘도 가중치에 따른 회수의 유지 방전을 발생시키는 유지 기간을 갖는 복수의 서브필드로 구성하고, 유지 방전을 발생시키기 위한 전압을 상기 표시 전극쌍에 인가하는 제 1 스위칭 소자와, 상기 표시 전극쌍의 전극간의 전위차를 완화하기 위한 전압을 상기 표시 전극쌍에 인가하는 제 2 스위칭 소자를 구비하며,
    상기 유지 기간에서 최후의 유지 방전을 발생시킬 때에, 상기 제 1 스위칭 소자를 온으로 한 후, 그 서브필드에서의 방전 셀의 점등률에 따른 시간 간격을 두 고, 상기 2 제 스위칭 소자를 온으로 하는 것
    을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    서브필드마다의 화상 데이터에 근거하여 서브필드마다의 방전 셀의 점등률을 산출하는 점등률 산출 회로를 구비하며,
    상기 구동 회로는,
    방전 셀의 점등률이 높을 때의 상기 시간 간격을 방전 셀의 점등률이 낮을 때의 상기 시간 간격보다 길어지도록 제어하는 서브필드를 1 필드 기간에 적어도 하나 포함하도록 구성한 것
    을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 휘도 가중치가 작은 서브필드에서의 상기 시간 간격은 휘도 가중치가 큰 서브 필드에서의 상기 시간 간격과 동일하거나 또는 짧아지도록 제어된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 간격을 현재의 서브필드에서의 방전 셀의 점등률과 미리 정해진 임계값과의 비교에 근거하여 전환하고, 또한, 제 1 시간 간격으로부터 그것보다 긴 제 2 시간 간격으로 전환할 때의 임계값을, 상기 제 2 시간 간격으로부터 상기 제 1 시간 간격으로 전환할 때의 임계값보다 큰 값으로 설정한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 방법.
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