JP4229577B2 - Ａｃ型プラズマディスプレイ駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、近年進展が著しいパーソナルコンピュータやオフィスワークステーション、ないしは将来の発展が期待されている壁掛けテレビ等に用いられる、いわゆるドットマトリクスタイプのメモリー型ACプラズマディスプレイパネルの駆動方法に関する。
【従来の技術】
【０００２】
一般にプラズマディスプレイパネルは、薄型構造でちらつきがなく表示コントラスト比が大きいこと。また、比較的に大画面とすることが可能であり、応答速度が速く、自発光型で蛍光体の利用により多色発光も可能であることなど、数多くの特徴を有している。このため、近年コンピュータ関連の表示装置の分野およびカラー画像表示の分野等において広く利用されるようになりつつある。
【０００３】
このプラズマディスプレイパネルにはその動作方式により、電極が誘電体で被覆されて間接的に交流放電の状態で動作させるＡＣ型のものと、電極が放電空間に露出して直流放電の状態で動作させるＤＣ型のものとがある。更に、ＡＣ型には、駆動方式として放電セルのメモリを利用するメモリ動作型と、それを利用しないリフレッシュ動作型とがある。なお、プラズマディスプレイパネルの輝度は、放電回数即ちパルス電圧の繰り返し数に比例する。上記のリフレッシュ型の場合は、表示容量が大きくなると輝度が低下するため、小表示容量のプラズマディスプレイパネルに対して主として使用されている。
【０００４】
図１は、ＡＣメモリ動作型のプラズマディスプレイパネルの一つの表示セルの構成を例示する断面図である。この表示セルは、ガラスより成る背面および前面の二つの絶縁基板１０１及び１０２と、絶縁基板１０２上に形成される透明な走査電極１０３及び透明な維持電極１０４と、電極抵抗値を小さくするため走査電極１０３及び維持電極１０４に重なるように配置されるトレース電極１０５、１０６と、絶縁基板１０１上に、走査電極１０３及び維持電極１０４と直交して形成されるデータ電極１０７と、絶縁基板１０１及び１０２の空間に、ヘリウム、ネオンおよびキセノン等またはそれらの混合ガスから成る放電ガスが充填される放電ガス空間１０８と、この放電ガス空間１０８を確保するとともに表示セルを区切るための隔壁１０９と、上記放電ガスの放電により発生する紫外線を可視光１１０に変換する蛍光体１１１と、走査電極１０３及び維持電極１０４を覆う誘電膜１１２と、この誘電膜１１２を放電から保護する酸化マグネシウム等から成る保護層１１３と、データ電極１０７を覆う誘電膜１１４とを備えて構成される。
【０００５】
かかる構成におけるプラズマディスプレイパネルの駆動動作について、図２を参照して説明する。期間１は予備放電（プライミング）期間であり、走査電極側に印加される予備放電パルスＰpr-s、維持電極側に印加される予備放電パルスＰpr-cは矩形波となっている。予備放電期間では走査電極に印加される正極性の矩形波と維持電極に印加される負極性の矩形波によって、全セルの走査電極と維持電極の電極間ギャップ近傍の放電ガス空間において予備放電が発生し、セルの放電を発生させやすくする活性粒子の生成が行われると同時に、走査電極上に負極性、維持電極上に正極性の壁電荷が付着する。この場合の放電は強放電形態である。
【０００６】
期間２は予備放電消去期間であり、予備放電期間で走査電極及び維持電極上に付着した壁電荷を減少させる予備放電消去パルスＰpeが印加され、その波形は走査電極側が負極性でゆるやかに立ち下がる波形となっている。
【０００７】
期間３は走査期間であり、走査電極に印加される負極性の走査パルスＰwとデータ電極に印加される正極性のデータパルスＰdataにより選択されたセルで書き込み放電を発生させて、以降の維持期間で発光する場所のセルに壁電荷を付着させる。書き込み放電は走査パルスＰwが印加された走査電極とデータパルスＰdataが印加されたデータ電極の交点でのみ発生する。放電が発生するとその部分に壁電荷が付着する。それに対し放電が発生しなかったセルにおいては壁電荷が付着しない。
【０００８】
期間４は維持期間であり、維持電極側から開始され、以降走査電極側、維持電極側に交互に印加される正極性の維持パルスＰsus-s、Ｐsus-cが走査電極、維持電極に印加される。この際走査期間で選択的に書き込まれたセルには壁電荷が付着しており、負極性の維持パルス電圧と壁電荷電圧が重畳され、最小放電電圧を越え、放電が発生する。放電が発生すると、それぞれの電極に印加されている電圧を打ち消すように壁電荷が配置される。従って維持電極には負電荷、走査電極には正電荷が付着する。次の維持パルスは走査電極側が負電圧のパルスであるため、壁電荷との重畳によって放電空間に印加される実効的電圧が放電開始電圧を越えて放電が発生する。以下同じ事を繰り返して放電が維持される。一方書き込み放電が発生しなかったセルでは壁電荷は非常に少ないので維持パルスが印加されても維持放電は発生しない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては、予備放電消去パルスが緩やかな立ち下がりの負極性のパルスとなっており、予備放電で走査電極に蓄積された負電荷と予備放電消去パルスの印加電圧の和が最小放電開始電圧を超えると放電が発生する。この場合パルスの立ち下がりが緩やかであるため、放電は弱放電形態となり、放電開始電圧をわずかに下回る程度に壁電荷を減少させて放電は収束する。以降予備放電消去パルスの波形変化が終了するまで弱放電を繰り返す。
【００１０】
このような放電においては、パルスが最終到達電圧に達しても放電はしばらくの間継続しているため、パルス終了時の壁電荷量が一定とならず、その後に印加される走査パルスや維持パルスの設定可能範囲を狭めるという不具合があった。この壁電荷量の不均一さにより、書き込み放電および維持放電のための必要電圧分布が広くなってしまい、誤放電による誤灯を引き起こすことになる。
【００１１】
本発明の目的は、誤放電開始電圧の分布を狭めるような、安定したプラズマディスプレイ駆動方法を提供することにより、走査期間および維持期間の誤放電を減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るプラズマディスプレイパネルの駆動方法は、前面基板に設けられた走査電極及び維持電極と、背面基板に設けられ前記走査電極及び前記維持電極に直交するデータ電極と、前記走査電極及び前記維持電極を覆う誘電膜と、が設けられたプラズマディスプレイパネルをサブフィールドにより階調表示を行うプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
前記サブフィールドは、前記走査電極に走査パルスを印加すると共に、前記データ電極にデータパルスを印加することによって選択されたセルにて書き込み放電を発生させる走査期間と、前記走査電極及び前記維持電極に交互に維持パルスを印加することにより前記書き込み放電が発生したセルのみにて放電を発生させる維持期間と、を含み、
前記走査期間と前記維持期間との間に、ピーク電位が前記走査パルスと同極性である維持前消去パルスを前記走査電極のみに印加する維持前消去期間を設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明により、走査期間に書き込み放電が発生しなかった場合に残留する壁電荷を消去することができ、残留壁電荷と維持電圧の重畳による誤放電を低減することが可能となる。
【００１６】
また、前記維持前消去パルスは、その電位が時間の経過と共に徐々に変化して前記ピーク電位となることが好ましい。これにより、壁電荷の放電が弱放電として行われ、強制放電時に起こるような放電終了後の電極上への反対符号の電荷の付着は起きない。
【００１７】
更に、前記維持前消去パルスのピーク電位を所定時間維持する維持前消去電圧保持時間を設けることが好ましい。これにより、維持前消去電圧変化において起きていた弱放電が収束するまで維持放電が行われないので、残留壁電荷を一定にすることが可能になる。
【００１８】
更にまた、前記維持前消去電圧保持時間を５μｓ以上とすることが好ましい。これは、維持前消去電圧の電位変動が収束した後も持続している微弱放電が収束するまでの時間が５μｓ程度であり、残留壁電荷を均一に消去するためである。
【００１９】
【実施の形態１】
以下、本発明の実施の形態１について図を参照しながら説明する。図３は本発明による駆動方法を実現するための駆動回路例で、プラズマディスプレイパネル３００の水平方向の端部に走査電極、維持電極の取り出し部が、垂直方向の端部にデータ電極の取り出し部があり、この接続部に駆動回路が接続される。走査電極側の駆動回路は走査電極１本ずつに走査パルスを出力させるための走査ドライバ３０１、走査電極全てに共通した予備放電（プライミング）パルスを出力するためのプライミングドライバ３０２、プライミング消去パルスを出力するためのプライミング消去ドライバ３０３、維持パルスを出力するための維持ドライバ３０４、維持消去パルスを出力するための維持消去パルス３０５から構成される。一方維持電極側の駆動回路は維持パルスを印加するための維持ドライバ３０６から構成されている。また、データドライバ３０７がデータ電極に接続される。
【００２０】
図４に示すＡＣ型プラズマディスプレイの駆動方法において、階調を表現するための１サブフィールドが、従来例と同様に予備放電期間１と、予備放電消去期間２と、走査期間３と、維持期間４と、維持消去期間５で構成されており、走査電極側に印加される予備放電パルスが正極性の波形であり、予備放電によって走査電極及び維持電極上に形成された壁電荷を減少させる予備放電消去パルスが、走査電極に負極性のゆるやかな立ち下がりのパルスで印加されている。
【００２１】
本実施の形態においては、期間２の予備放電消去期間での予備放電消去パルスが所定の電圧まで立ち下がった後に、その電圧での保持時間（Tpehold）を設け、その保持時間を５μｓeｃ以上としている。
【００２２】
図５は各駆動期間における電荷の動きを模式的に示したものであり、
Ａは駆動波形中のどの過程であるかを示し、Ｂはその過程中での放電の発生の様子、Ｃは放電終了後の壁電荷の様子を示す。
【００２３】
図５−１は予備放電期間であり、走査電極に印加される正極性の鋸歯状波と維持電極に印加される負極性の矩形波により、全セルの走査電極と維持電極の電極間ギャップ近傍の放電空間において予備放電が発生し、セルの放電を発生させやすくする活性粒子の生成が行われると同時に、走査電極上に負極性、維持電極上に正極性の壁電荷が付着する。
【００２４】
図５−２は予備放電消去期間であり、予備放電期間で走査電極及び維持電極上に付着した壁電荷を部分的に消去する予備放電消去パルスが印加され、その波形は走査電極側が負に立ち下がる鋸歯状波となっている。
【００２５】
図５―３では、予備放電消去での放電は予備放電消去パルスの電位変動が収束した後も５μｓ程度持続しているため、この放電が収束するまで予備放電消去の電位を５μｓ以上保持する。
【００２６】
図５―４は走査期間であり、走査電極に印加される負極性の走査パルスとデータ電極に印加される正極性のデータパルスにより、選択されたセルで書き込み放電を発生させて、以降の維持期間で発光する場所のセルに壁電荷を生成する。データパルス電圧は５０〜８０V、走査パルス電圧は−１７０〜−１９０V程度である。
【００２７】
書き込み放電をした場合を図５―４−Ｂ，Ｃで示す、この際走査電極とデータ電極間で発生した放電をトリガとして走査電極と維持電極間で放電が発生する。放電が発生すると、外部印加電圧を打ち消す極性の壁電荷が放電収束時に各々の電極上に付着する。従ってデータ電極及び共通電極上には負電荷、走査電極上には正電荷が蓄積される。
【００２８】
一方放電が発生しなかったセルにおいては予備放電消去後の状態が保持されている（Ｂ’、Ｃ’）。なお、走査期間全体において走査ベースパルスが印加される。電位は−９０V〜−１１０V程度である。これは、走査パルスの振幅を小さくすることにより走査ドライバの耐圧を下げると同時に、走査パルスが立ち上がる際に書き込み放電によって形成された壁電荷自身によって発生する放電を抑制している。
【００２９】
図５−５から５−７は維持期間であり、維持電極側と走査電極側の交互に負極性の維持パルスが印加される。この際走査期間で書き込み放電が発生しなかったセルでは予備放電消去後の状態が保持されているため、維持期間において維持パルスが印加されても放電は発生しない。一方書き込み放電が発生し選択的に壁電荷が形成されたセルには壁電荷が付着しており、維持電極への負極性の維持パルス電圧と壁電荷電圧が重畳され、最小放電電圧を越えて放電が発生する。放電が発生すると、それぞれの電極に印加されている電圧を打ち消すように壁電荷が配置される。
【００３０】
図５−８は維持消去期間であり、維持放電によって配置された壁電荷を消去するため、走査電極に鋸歯状波の消去パルスＰse-sを印加して壁電荷の消去を行う。以上図５−１〜８までで１サブフィールドを構成し、これを所定の回数繰り返して１フレームを構成する。
【００３１】
このように、予備放電消去パルスの電位変動が収束した後の電位保持期間を放電が収束する５μｓ以上としたことにより、パネルごとに放電特性の差があっても予備放電消去パルス後の壁電荷量が一定となり、その後の書き込み放電、維持放電での放電特性が安定化するため、書き込み放電や維持放電に必要な電圧の変動が小さくなる。また予備放電消去パルス後の壁電荷量を正確に調整できるようになることから、走査期間に印加するデータパルスや走査パルス電圧の設定範囲を拡大することが出来る。
【００３２】
図６に示されている実線は従来技術による走査期間において発生する誤灯開始電圧の分布、点線は本発明による誤灯開始電圧の分布である。横軸は走査パルス電圧、縦軸はそれぞれの走査パルス電圧で誤放電するパネルの比率である。誤放電は、走査電極に印加される走査電圧と維持電極の電位差と予備放電消去パルス後に残留している壁電荷の和が放電開始電圧を超えると発生する。従来の駆動波形においては予備放電消去パルス後に残留している壁電荷量が安定しないため、誤放電開始電圧の分布が広くなっており、ばらつきが大きいことがわかる。一方本発明の駆動波形による分布は、予備放電消去後の壁電荷量が一定となるため、誤放電開始電圧の分布が狭くなっており、特性が安定していることがわかる。
【００３３】
【実施の形態２】
図７は本発明による第２の実施の形態であり、上記実施の形態１の予備放電消去期間において印加される予備放電消去パルスの最終到達電圧及び保持電圧Vpeと、走査期間において印加される走査パルス電圧Vwとの関係が、常にVe＜Vwとなることが特徴となる。
【００３４】
予備放電消去パルスは緩やかな勾配の波形であり、印加電圧と壁電荷の和が放電開始電圧を超えると放電は開始されるが、変化が緩やかであるため、放電開始電圧からの超過電圧はわずかである。従って発生する放電は微弱であり、放電開始電圧をわずかに下回る程度に壁電荷を減少させる程度で放電は収束する。これを波形の変化が収束するまで繰り返す。従って波形の最終到達電圧に至ると、その際の走査電極と維持電極間の電位差は、外部印加電圧と壁電荷電圧の和がわずかに放電開始電圧を下回る程度に保持されている。
【００３５】
図８に示すように、時刻t0は予備放電終了後であり、走査側に負極性、共通側に正極性の壁電荷が付着している。時刻t1は予備放電消去パルスが印加されているが、外部から印加されている電圧と壁電荷の和が放電開始電圧を下回っているので放電は発生しない。時刻t2において外部印加電圧と壁電荷の和が放電開始電圧を上回るが、放電開始電圧からの超過電圧はわずかであるため、放電は微弱となり、放電開始電圧をわずかに下回る程度に壁電荷が減少し放電は収束する。以下同様にt3まで微弱放電を繰り返し、t4で最終到達電圧となったのち５μｓ程度放電は持続したのち収束する。
【００３６】
図９に示すように、図７におけるVpeとVwとの関係を常にVpe＜Vwとすることにより、Vpe とVwの差ΔVew分の壁電荷が走査電極側、維持電極側にそれぞれΔvew/2だけ配置されて走査パルスに重畳されるため、Vpe＝Vwとした場合に比較して実効的な走査パルス電圧Vwが高くなる。従ってVpe＝Vwとした場合と比較して走査電極とデータ電極間の電位差をΔvew/2だけ小さくすることができ、また走査電極、維持電極の面電極間にはΔVewの壁電荷が付着しているため、面電極間電位差をΔVewだけ小さくすることができる。
【００３７】
図１０は走査パルス電圧Vwを一定にした場合のΔVewと書き込み放電が発生する最小のデータ電圧Vdminとの関係であり、ΔVewが増大するに従ってVdminが減少していることがわかる。また、図１１はΔVewと書き込み放電が発生する最小の走査パルス電圧Vwminとの関係であり、ΔVewが増大するに従ってVwminが減少していることがわかる。これらの特性を利用し、データ電圧Vdや走査パルス電圧Vwを低減させることができる。
【００３８】
【実施の形態３】
図１２は本発明による第３の実施の形態であり、上記実施の形態２の走査期間と維持期間の間に維持前消去期間を設け、走査側に負極性の緩やかな立ち下がりの消去パルスを印加することが特徴となる。
【００３９】
図１３に示すように、実施の形態２において走査期間に書き込み放電を行わない場合、壁電荷は走査電極上及びデータ電極上に残留して付着している（図１３―２）。従ってこの状態で維持期間に突入すると、維持パルスと残留している壁電荷とが重畳し誤放電してまうため（図１３―５）、維持電圧の設定可能範囲が狭くなるという不具合があった。
【００４０】
これを改善するため、走査期間と維持期間の間に維持前消去期間を設け、走査電極に負極性の緩やかな立ち下がりの維持前消去パルスを印加することにより、走査電極及び維持電極上に残留している壁電荷を消去することができ、維持電圧の設定可能範囲を広くすることができる。
【００４１】
図１４は本実施の形態３における書き込み放電が行われなかった場合の各期間の説明である。図１４−２において印加される予備放電消去パルスの最終到達電圧が走査パルス電圧よりも低いため、走査電極および維持電極上にΔVew／２の壁電荷が残留する。書き込み放電が発生しない場合（図１４−３）では走査電極上に負電荷、維持電極上に正電荷が残留している。図１４−４では走査側に負極性で緩やかに立ち下がる維持前消去パルスが印加されるが、書き込み放電が発生した場合においては走査電極上は正電荷、維持電極上には負電荷が蓄積しているため、維持前消去パルスの電圧を打ち消す方向となり放電は発生しない。一方書き込み放電が発生しなかった場合においては走査電極上に残留している負電荷、及び維持電極上に残留している正電荷と維持前消去パルスが重畳され、放電が発生する。この際印加されているパルスが緩やかであるため、予備放電消去パルスと同様に放電は弱放電形態となり、最終到達電圧となったのち５μｓ程度放電は持続する。従って維持前消去パルスの印加電圧を放電開始電圧と同程度とし、維持前消去期間を５μｓ以上挿入することにより、走査電極及び維持電極上に残留している壁電荷を消去することができる。このため次の維持期間における電圧設定可能範囲を広げることができる。
【００４２】
図１５にΔVewと維持電圧設定可能範囲の関係を示す。グラフの横軸は予備放電消去パルス電圧と走査パルス電圧との電位差ΔVew、縦軸は維持電圧である。維持電圧の設定可能範囲は、維持放電が持続する最小の維持電圧Vsminと、誤放電が開始する最小の維持電圧Vsmaxで規定される。VsminはΔVewによらず一定の値を示す。それに対し維持前消去パルスを印加しない場合のVsmaxはΔVewが増大するに従い低下し、維持電圧の設定可能範囲は減少する。それに対し維持前消去パルスを印加した場合のVsmaxはΔVewによらず一定の値を示し、維持電圧の設定可能範囲が維持前消去パルスを印加しない場合と比較して拡大される。
【００４３】
【発明の効果】
本願発明請求項１乃至７の発明によれば、AC型プラズマディスプレイの駆動方法において、予備放電消去電圧保持時間を挿入したことにより残留壁電荷を各セルの放電特性によらず一定とすることができるため、走査期間の誤放電を減少させることが可能になる。また、予備放電消去パルス最終到達電圧を走査電圧より小さくすることにより、壁電荷と走査電圧の重畳効果からデータ電圧や走査パルス電圧を低減させることが可能となり、さらに維持前消去期間を挿入することで書き込み放電しない場合の残留壁電荷を消去し、誤放電をさらに現象させることが可能になる。これらの駆動方法により、プラズマディスプレイ駆動の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＣメモリ動作型のプラズマディスプレイパネルの一つの表示セルの構成を例示する断面図。
【図２】従来例でのプラズマディスプレイ駆動方法の模式図。
【図３】本発明における駆動方法を実現するための駆動回路例。
【図４】実施の形態１でのプラズマディスプレイ駆動方法の模式図。
【図５】図４における各期間の電荷の動きを示す図。
【図６】従来例と実施の形態１の誤灯開始電圧分布比較図。
【図７】実施の形態２でのプラズマディスプレイ駆動方法の模式図。
【図８】図７の期間２における電荷の動きを詳細に示す図。
【図９】図７における各期間の電荷の動きを示す図。
【図１０】走査パルス電圧Vwを一定にした場合のΔVewと書き込み放電が発生する最小のデータ電圧Vdminとの関係を示す従来例と実施の形態２の比較図。
【図１１】ΔVewと書き込み放電が発生する最小の走査パルス電圧Vwminとの関係を示す従来例と実施の形態２の比較図。
【図１２】実施の形態３でのプラズマディスプレイ駆動方法の模式図。
【図１３】実施の形態２で書き込み放電を行わない場合の各期間の電荷の動きを示す図。
【図１４】実施の形態３で書き込み放電を行わない場合の各期間の電荷の動きを示す図。
【図１５】ΔVewと維持電圧設定可能範囲の関係を示す図。
【符号の説明】
１０１、１０２…絶縁基板
１０３…走査電極
１０４…維持電極
１０５、１０６…トレース電極
１０７…データ電極
１０８…放電ガス空間
１０９…隔壁
１１０…可視光
１１１…蛍光体
１１２、１１４…誘電体
１１３…保護層
３００…プラズマディスプレイパネル
３０１…走査ドライバ
３０２…プライミングドライバ
３０３…プライミング消去ドライバ
３０４、３０６…維持ドライバ
３０５…維持消去ドライバ
３０７…データドライバ
Ppr-s…走査電極側プライミングパルス
Ppe…プライミング消去パルス
Pw…走査パルス
Psus-s…走査電極側維持パルス
Pse-s…消去パルス
Ppr-c…維持電極側プライミングパルス
Psus-c…維持電極側維持パルス
Pdata…データパルス
Vpe…プライミング消去パルス最終到達電圧
Vw…走査パルス電圧
Tpehold…電位保持時間
Psus-ce…維持前消去パルス
Vdmin…書き込み放電が発生する最小のデータ電圧
Vwmin…書き込み放電が発生する最小の走査パルス電圧
Vsmin…維持放電が持続する最小の維持電圧
Vsmax…誤放電が開始する最小の維持電圧
【産業上の利用分野】
本発明は、近年進展が著しいパーソナルコンピュータやオフィスワークステーション、ないしは将来の発展が期待されている壁掛けテレビ等に用いられる、いわゆるドットマトリクスタイプのメモリー型ACプラズマディスプレイパネルの駆動方法に関する。
【従来の技術】
【０００２】
一般にプラズマディスプレイパネルは、薄型構造でちらつきがなく表示コントラスト比が大きいこと。また、比較的に大画面とすることが可能であり、応答速度が速く、自発光型で蛍光体の利用により多色発光も可能であることなど、数多くの特徴を有している。このため、近年コンピュータ関連の表示装置の分野およびカラー画像表示の分野等において広く利用されるようになりつつある。
【０００３】
このプラズマディスプレイパネルにはその動作方式により、電極が誘電体で被覆されて間接的に交流放電の状態で動作させるＡＣ型のものと、電極が放電空間に露出して直流放電の状態で動作させるＤＣ型のものとがある。更に、ＡＣ型には、駆動方式として放電セルのメモリを利用するメモリ動作型と、それを利用しないリフレッシュ動作型とがある。なお、プラズマディスプレイパネルの輝度は、放電回数即ちパルス電圧の繰り返し数に比例する。上記のリフレッシュ型の場合は、表示容量が大きくなると輝度が低下するため、小表示容量のプラズマディスプレイパネルに対して主として使用されている。
【０００４】
図１は、ＡＣメモリ動作型のプラズマディスプレイパネルの一つの表示セルの構成を例示する断面図である。この表示セルは、ガラスより成る背面および前面の二つの絶縁基板１０１及び１０２と、絶縁基板１０２上に形成される透明な走査電極１０３及び透明な維持電極１０４と、電極抵抗値を小さくするため走査電極１０３及び維持電極１０４に重なるように配置されるトレース電極１０５、１０６と、絶縁基板１０１上に、走査電極１０３及び維持電極１０４と直交して形成されるデータ電極１０７と、絶縁基板１０１及び１０２の空間に、ヘリウム、ネオンおよびキセノン等またはそれらの混合ガスから成る放電ガスが充填される放電ガス空間１０８と、この放電ガス空間１０８を確保するとともに表示セルを区切るための隔壁１０９と、上記放電ガスの放電により発生する紫外線を可視光１１０に変換する蛍光体１１１と、走査電極１０３及び維持電極１０４を覆う誘電膜１１２と、この誘電膜１１２を放電から保護する酸化マグネシウム等から成る保護層１１３と、データ電極１０７を覆う誘電膜１１４とを備えて構成される。
【０００５】
かかる構成におけるプラズマディスプレイパネルの駆動動作について、図２を参照して説明する。期間１は予備放電（プライミング）期間であり、走査電極側に印加される予備放電パルスＰpr-s、維持電極側に印加される予備放電パルスＰpr-cは矩形波となっている。予備放電期間では走査電極に印加される正極性の矩形波と維持電極に印加される負極性の矩形波によって、全セルの走査電極と維持電極の電極間ギャップ近傍の放電ガス空間において予備放電が発生し、セルの放電を発生させやすくする活性粒子の生成が行われると同時に、走査電極上に負極性、維持電極上に正極性の壁電荷が付着する。この場合の放電は強放電形態である。
【０００６】
期間２は予備放電消去期間であり、予備放電期間で走査電極及び維持電極上に付着した壁電荷を減少させる予備放電消去パルスＰpeが印加され、その波形は走査電極側が負極性でゆるやかに立ち下がる波形となっている。
【０００７】
期間３は走査期間であり、走査電極に印加される負極性の走査パルスＰwとデータ電極に印加される正極性のデータパルスＰdataにより選択されたセルで書き込み放電を発生させて、以降の維持期間で発光する場所のセルに壁電荷を付着させる。書き込み放電は走査パルスＰwが印加された走査電極とデータパルスＰdataが印加されたデータ電極の交点でのみ発生する。放電が発生するとその部分に壁電荷が付着する。それに対し放電が発生しなかったセルにおいては壁電荷が付着しない。
【０００８】
期間４は維持期間であり、維持電極側から開始され、以降走査電極側、維持電極側に交互に印加される正極性の維持パルスＰsus-s、Ｐsus-cが走査電極、維持電極に印加される。この際走査期間で選択的に書き込まれたセルには壁電荷が付着しており、負極性の維持パルス電圧と壁電荷電圧が重畳され、最小放電電圧を越え、放電が発生する。放電が発生すると、それぞれの電極に印加されている電圧を打ち消すように壁電荷が配置される。従って維持電極には負電荷、走査電極には正電荷が付着する。次の維持パルスは走査電極側が負電圧のパルスであるため、壁電荷との重畳によって放電空間に印加される実効的電圧が放電開始電圧を越えて放電が発生する。以下同じ事を繰り返して放電が維持される。一方書き込み放電が発生しなかったセルでは壁電荷は非常に少ないので維持パルスが印加されても維持放電は発生しない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては、予備放電消去パルスが緩やかな立ち下がりの負極性のパルスとなっており、予備放電で走査電極に蓄積された負電荷と予備放電消去パルスの印加電圧の和が最小放電開始電圧を超えると放電が発生する。この場合パルスの立ち下がりが緩やかであるため、放電は弱放電形態となり、放電開始電圧をわずかに下回る程度に壁電荷を減少させて放電は収束する。以降予備放電消去パルスの波形変化が終了するまで弱放電を繰り返す。
【００１０】
このような放電においては、パルスが最終到達電圧に達しても放電はしばらくの間継続しているため、パルス終了時の壁電荷量が一定とならず、その後に印加される走査パルスや維持パルスの設定可能範囲を狭めるという不具合があった。この壁電荷量の不均一さにより、書き込み放電および維持放電のための必要電圧分布が広くなってしまい、誤放電による誤灯を引き起こすことになる。
【００１１】
本発明の目的は、誤放電開始電圧の分布を狭めるような、安定したプラズマディスプレイ駆動方法を提供することにより、走査期間および維持期間の誤放電を減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るプラズマディスプレイパネルの駆動方法は、前面基板に設けられた走査電極及び維持電極と、背面基板に設けられ前記走査電極及び前記維持電極に直交するデータ電極と、前記走査電極及び前記維持電極を覆う誘電膜と、が設けられたプラズマディスプレイパネルをサブフィールドにより階調表示を行うプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
前記サブフィールドは、前記走査電極に走査パルスを印加すると共に、前記データ電極にデータパルスを印加することによって選択されたセルにて書き込み放電を発生させる走査期間と、前記走査電極及び前記維持電極に交互に維持パルスを印加することにより前記書き込み放電が発生したセルのみにて放電を発生させる維持期間と、を含み、
前記走査期間と前記維持期間との間に、ピーク電位が前記走査パルスと同極性である維持前消去パルスを前記走査電極のみに印加する維持前消去期間を設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明により、走査期間に書き込み放電が発生しなかった場合に残留する壁電荷を消去することができ、残留壁電荷と維持電圧の重畳による誤放電を低減することが可能となる。
【００１６】
また、前記維持前消去パルスは、その電位が時間の経過と共に徐々に変化して前記ピーク電位となることが好ましい。これにより、壁電荷の放電が弱放電として行われ、強制放電時に起こるような放電終了後の電極上への反対符号の電荷の付着は起きない。
【００１７】
更に、前記維持前消去パルスのピーク電位を所定時間維持する維持前消去電圧保持時間を設けることが好ましい。これにより、維持前消去電圧変化において起きていた弱放電が収束するまで維持放電が行われないので、残留壁電荷を一定にすることが可能になる。
【００１８】
更にまた、前記維持前消去電圧保持時間を５μｓ以上とすることが好ましい。これは、維持前消去電圧の電位変動が収束した後も持続している微弱放電が収束するまでの時間が５μｓ程度であり、残留壁電荷を均一に消去するためである。
【００１９】
【実施の形態１】
以下、本発明の実施の形態１について図を参照しながら説明する。図３は本発明による駆動方法を実現するための駆動回路例で、プラズマディスプレイパネル３００の水平方向の端部に走査電極、維持電極の取り出し部が、垂直方向の端部にデータ電極の取り出し部があり、この接続部に駆動回路が接続される。走査電極側の駆動回路は走査電極１本ずつに走査パルスを出力させるための走査ドライバ３０１、走査電極全てに共通した予備放電（プライミング）パルスを出力するためのプライミングドライバ３０２、プライミング消去パルスを出力するためのプライミング消去ドライバ３０３、維持パルスを出力するための維持ドライバ３０４、維持消去パルスを出力するための維持消去パルス３０５から構成される。一方維持電極側の駆動回路は維持パルスを印加するための維持ドライバ３０６から構成されている。また、データドライバ３０７がデータ電極に接続される。
【００２０】
図４に示すＡＣ型プラズマディスプレイの駆動方法において、階調を表現するための１サブフィールドが、従来例と同様に予備放電期間１と、予備放電消去期間２と、走査期間３と、維持期間４と、維持消去期間５で構成されており、走査電極側に印加される予備放電パルスが正極性の波形であり、予備放電によって走査電極及び維持電極上に形成された壁電荷を減少させる予備放電消去パルスが、走査電極に負極性のゆるやかな立ち下がりのパルスで印加されている。
【００２１】
本実施の形態においては、期間２の予備放電消去期間での予備放電消去パルスが所定の電圧まで立ち下がった後に、その電圧での保持時間（Tpehold）を設け、その保持時間を５μｓeｃ以上としている。
【００２２】
図５は各駆動期間における電荷の動きを模式的に示したものであり、
Ａは駆動波形中のどの過程であるかを示し、Ｂはその過程中での放電の発生の様子、Ｃは放電終了後の壁電荷の様子を示す。
【００２３】
図５−１は予備放電期間であり、走査電極に印加される正極性の鋸歯状波と維持電極に印加される負極性の矩形波により、全セルの走査電極と維持電極の電極間ギャップ近傍の放電空間において予備放電が発生し、セルの放電を発生させやすくする活性粒子の生成が行われると同時に、走査電極上に負極性、維持電極上に正極性の壁電荷が付着する。
【００２４】
図５−２は予備放電消去期間であり、予備放電期間で走査電極及び維持電極上に付着した壁電荷を部分的に消去する予備放電消去パルスが印加され、その波形は走査電極側が負に立ち下がる鋸歯状波となっている。
【００２５】
図５―３では、予備放電消去での放電は予備放電消去パルスの電位変動が収束した後も５μｓ程度持続しているため、この放電が収束するまで予備放電消去の電位を５μｓ以上保持する。
【００２６】
図５―４は走査期間であり、走査電極に印加される負極性の走査パルスとデータ電極に印加される正極性のデータパルスにより、選択されたセルで書き込み放電を発生させて、以降の維持期間で発光する場所のセルに壁電荷を生成する。データパルス電圧は５０〜８０V、走査パルス電圧は−１７０〜−１９０V程度である。
【００２７】
書き込み放電をした場合を図５―４−Ｂ，Ｃで示す、この際走査電極とデータ電極間で発生した放電をトリガとして走査電極と維持電極間で放電が発生する。放電が発生すると、外部印加電圧を打ち消す極性の壁電荷が放電収束時に各々の電極上に付着する。従ってデータ電極及び共通電極上には負電荷、走査電極上には正電荷が蓄積される。
【００２８】
一方放電が発生しなかったセルにおいては予備放電消去後の状態が保持されている（Ｂ’、Ｃ’）。なお、走査期間全体において走査ベースパルスが印加される。電位は−９０V〜−１１０V程度である。これは、走査パルスの振幅を小さくすることにより走査ドライバの耐圧を下げると同時に、走査パルスが立ち上がる際に書き込み放電によって形成された壁電荷自身によって発生する放電を抑制している。
【００２９】
図５−５から５−７は維持期間であり、維持電極側と走査電極側の交互に負極性の維持パルスが印加される。この際走査期間で書き込み放電が発生しなかったセルでは予備放電消去後の状態が保持されているため、維持期間において維持パルスが印加されても放電は発生しない。一方書き込み放電が発生し選択的に壁電荷が形成されたセルには壁電荷が付着しており、維持電極への負極性の維持パルス電圧と壁電荷電圧が重畳され、最小放電電圧を越えて放電が発生する。放電が発生すると、それぞれの電極に印加されている電圧を打ち消すように壁電荷が配置される。
【００３０】
図５−８は維持消去期間であり、維持放電によって配置された壁電荷を消去するため、走査電極に鋸歯状波の消去パルスＰse-sを印加して壁電荷の消去を行う。以上図５−１〜８までで１サブフィールドを構成し、これを所定の回数繰り返して１フレームを構成する。
【００３１】
このように、予備放電消去パルスの電位変動が収束した後の電位保持期間を放電が収束する５μｓ以上としたことにより、パネルごとに放電特性の差があっても予備放電消去パルス後の壁電荷量が一定となり、その後の書き込み放電、維持放電での放電特性が安定化するため、書き込み放電や維持放電に必要な電圧の変動が小さくなる。また予備放電消去パルス後の壁電荷量を正確に調整できるようになることから、走査期間に印加するデータパルスや走査パルス電圧の設定範囲を拡大することが出来る。
【００３２】
図６に示されている実線は従来技術による走査期間において発生する誤灯開始電圧の分布、点線は本発明による誤灯開始電圧の分布である。横軸は走査パルス電圧、縦軸はそれぞれの走査パルス電圧で誤放電するパネルの比率である。誤放電は、走査電極に印加される走査電圧と維持電極の電位差と予備放電消去パルス後に残留している壁電荷の和が放電開始電圧を超えると発生する。従来の駆動波形においては予備放電消去パルス後に残留している壁電荷量が安定しないため、誤放電開始電圧の分布が広くなっており、ばらつきが大きいことがわかる。一方本発明の駆動波形による分布は、予備放電消去後の壁電荷量が一定となるため、誤放電開始電圧の分布が狭くなっており、特性が安定していることがわかる。
【００３３】
【実施の形態２】
図７は本発明による第２の実施の形態であり、上記実施の形態１の予備放電消去期間において印加される予備放電消去パルスの最終到達電圧及び保持電圧Vpeと、走査期間において印加される走査パルス電圧Vwとの関係が、常にVe＜Vwとなることが特徴となる。
【００３４】
予備放電消去パルスは緩やかな勾配の波形であり、印加電圧と壁電荷の和が放電開始電圧を超えると放電は開始されるが、変化が緩やかであるため、放電開始電圧からの超過電圧はわずかである。従って発生する放電は微弱であり、放電開始電圧をわずかに下回る程度に壁電荷を減少させる程度で放電は収束する。これを波形の変化が収束するまで繰り返す。従って波形の最終到達電圧に至ると、その際の走査電極と維持電極間の電位差は、外部印加電圧と壁電荷電圧の和がわずかに放電開始電圧を下回る程度に保持されている。
【００３５】
図８に示すように、時刻t0は予備放電終了後であり、走査側に負極性、共通側に正極性の壁電荷が付着している。時刻t1は予備放電消去パルスが印加されているが、外部から印加されている電圧と壁電荷の和が放電開始電圧を下回っているので放電は発生しない。時刻t2において外部印加電圧と壁電荷の和が放電開始電圧を上回るが、放電開始電圧からの超過電圧はわずかであるため、放電は微弱となり、放電開始電圧をわずかに下回る程度に壁電荷が減少し放電は収束する。以下同様にt3まで微弱放電を繰り返し、t4で最終到達電圧となったのち５μｓ程度放電は持続したのち収束する。
【００３６】
図９に示すように、図７におけるVpeとVwとの関係を常にVpe＜Vwとすることにより、Vpe とVwの差ΔVew分の壁電荷が走査電極側、維持電極側にそれぞれΔvew/2だけ配置されて走査パルスに重畳されるため、Vpe＝Vwとした場合に比較して実効的な走査パルス電圧Vwが高くなる。従ってVpe＝Vwとした場合と比較して走査電極とデータ電極間の電位差をΔvew/2だけ小さくすることができ、また走査電極、維持電極の面電極間にはΔVewの壁電荷が付着しているため、面電極間電位差をΔVewだけ小さくすることができる。
【００３７】
図１０は走査パルス電圧Vwを一定にした場合のΔVewと書き込み放電が発生する最小のデータ電圧Vdminとの関係であり、ΔVewが増大するに従ってVdminが減少していることがわかる。また、図１１はΔVewと書き込み放電が発生する最小の走査パルス電圧Vwminとの関係であり、ΔVewが増大するに従ってVwminが減少していることがわかる。これらの特性を利用し、データ電圧Vdや走査パルス電圧Vwを低減させることができる。
【００３８】
【実施の形態３】
図１２は本発明による第３の実施の形態であり、上記実施の形態２の走査期間と維持期間の間に維持前消去期間を設け、走査側に負極性の緩やかな立ち下がりの消去パルスを印加することが特徴となる。
【００３９】
図１３に示すように、実施の形態２において走査期間に書き込み放電を行わない場合、壁電荷は走査電極上及びデータ電極上に残留して付着している（図１３―２）。従ってこの状態で維持期間に突入すると、維持パルスと残留している壁電荷とが重畳し誤放電してまうため（図１３―５）、維持電圧の設定可能範囲が狭くなるという不具合があった。
【００４０】
これを改善するため、走査期間と維持期間の間に維持前消去期間を設け、走査電極に負極性の緩やかな立ち下がりの維持前消去パルスを印加することにより、走査電極及び維持電極上に残留している壁電荷を消去することができ、維持電圧の設定可能範囲を広くすることができる。
【００４１】
図１４は本実施の形態３における書き込み放電が行われなかった場合の各期間の説明である。図１４−２において印加される予備放電消去パルスの最終到達電圧が走査パルス電圧よりも低いため、走査電極および維持電極上にΔVew／２の壁電荷が残留する。書き込み放電が発生しない場合（図１４−３）では走査電極上に負電荷、維持電極上に正電荷が残留している。図１４−４では走査側に負極性で緩やかに立ち下がる維持前消去パルスが印加されるが、書き込み放電が発生した場合においては走査電極上は正電荷、維持電極上には負電荷が蓄積しているため、維持前消去パルスの電圧を打ち消す方向となり放電は発生しない。一方書き込み放電が発生しなかった場合においては走査電極上に残留している負電荷、及び維持電極上に残留している正電荷と維持前消去パルスが重畳され、放電が発生する。この際印加されているパルスが緩やかであるため、予備放電消去パルスと同様に放電は弱放電形態となり、最終到達電圧となったのち５μｓ程度放電は持続する。従って維持前消去パルスの印加電圧を放電開始電圧と同程度とし、維持前消去期間を５μｓ以上挿入することにより、走査電極及び維持電極上に残留している壁電荷を消去することができる。このため次の維持期間における電圧設定可能範囲を広げることができる。
【００４２】
図１５にΔVewと維持電圧設定可能範囲の関係を示す。グラフの横軸は予備放電消去パルス電圧と走査パルス電圧との電位差ΔVew、縦軸は維持電圧である。維持電圧の設定可能範囲は、維持放電が持続する最小の維持電圧Vsminと、誤放電が開始する最小の維持電圧Vsmaxで規定される。VsminはΔVewによらず一定の値を示す。それに対し維持前消去パルスを印加しない場合のVsmaxはΔVewが増大するに従い低下し、維持電圧の設定可能範囲は減少する。それに対し維持前消去パルスを印加した場合のVsmaxはΔVewによらず一定の値を示し、維持電圧の設定可能範囲が維持前消去パルスを印加しない場合と比較して拡大される。
【００４３】
【発明の効果】
本願発明請求項１乃至７の発明によれば、AC型プラズマディスプレイの駆動方法において、予備放電消去電圧保持時間を挿入したことにより残留壁電荷を各セルの放電特性によらず一定とすることができるため、走査期間の誤放電を減少させることが可能になる。また、予備放電消去パルス最終到達電圧を走査電圧より小さくすることにより、壁電荷と走査電圧の重畳効果からデータ電圧や走査パルス電圧を低減させることが可能となり、さらに維持前消去期間を挿入することで書き込み放電しない場合の残留壁電荷を消去し、誤放電をさらに現象させることが可能になる。これらの駆動方法により、プラズマディスプレイ駆動の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＣメモリ動作型のプラズマディスプレイパネルの一つの表示セルの構成を例示する断面図。
【図２】従来例でのプラズマディスプレイ駆動方法の模式図。
【図３】本発明における駆動方法を実現するための駆動回路例。
【図４】実施の形態１でのプラズマディスプレイ駆動方法の模式図。
【図５】図４における各期間の電荷の動きを示す図。
【図６】従来例と実施の形態１の誤灯開始電圧分布比較図。
【図７】実施の形態２でのプラズマディスプレイ駆動方法の模式図。
【図８】図７の期間２における電荷の動きを詳細に示す図。
【図９】図７における各期間の電荷の動きを示す図。
【図１０】走査パルス電圧Vwを一定にした場合のΔVewと書き込み放電が発生する最小のデータ電圧Vdminとの関係を示す従来例と実施の形態２の比較図。
【図１１】ΔVewと書き込み放電が発生する最小の走査パルス電圧Vwminとの関係を示す従来例と実施の形態２の比較図。
【図１２】実施の形態３でのプラズマディスプレイ駆動方法の模式図。
【図１３】実施の形態２で書き込み放電を行わない場合の各期間の電荷の動きを示す図。
【図１４】実施の形態３で書き込み放電を行わない場合の各期間の電荷の動きを示す図。
【図１５】ΔVewと維持電圧設定可能範囲の関係を示す図。
【符号の説明】
１０１、１０２…絶縁基板
１０３…走査電極
１０４…維持電極
１０５、１０６…トレース電極
１０７…データ電極
１０８…放電ガス空間
１０９…隔壁
１１０…可視光
１１１…蛍光体
１１２、１１４…誘電体
１１３…保護層
３００…プラズマディスプレイパネル
３０１…走査ドライバ
３０２…プライミングドライバ
３０３…プライミング消去ドライバ
３０４、３０６…維持ドライバ
３０５…維持消去ドライバ
３０７…データドライバ
Ppr-s…走査電極側プライミングパルス
Ppe…プライミング消去パルス
Pw…走査パルス
Psus-s…走査電極側維持パルス
Pse-s…消去パルス
Ppr-c…維持電極側プライミングパルス
Psus-c…維持電極側維持パルス
Pdata…データパルス
Vpe…プライミング消去パルス最終到達電圧
Vw…走査パルス電圧
Tpehold…電位保持時間
Psus-ce…維持前消去パルス
Vdmin…書き込み放電が発生する最小のデータ電圧
Vwmin…書き込み放電が発生する最小の走査パルス電圧
Vsmin…維持放電が持続する最小の維持電圧
Vsmax…誤放電が開始する最小の維持電圧
Claims (5)
- 前面基板に設けられた走査電極及び維持電極と、背面基板に設けられ前記走査電極及び前記維持電極に直交するデータ電極と、前記走査電極及び前記維持電極を覆う誘電膜と、が設けられたプラズマディスプレイパネルをサブフィールドにより階調表示を行うプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
前記サブフィールドは、前記走査電極に走査パルスを印加すると共に、前記データ電極にデータパルスを印加することによって選択されたセルにて書き込み放電を発生させる走査期間と、前記走査電極及び前記維持電極に交互に維持パルスを印加することにより前記書き込み放電が発生したセルのみにて放電を発生させる維持期間と、を含み、
前記走査期間と前記維持期間との間に、ピーク電位が前記走査パルスと同極性である維持前消去パルスを前記走査電極のみに印加する維持前消去期間を設けた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。 - 前記維持前消去パルスは、その電位が時間の経過と共に徐々に変化して前記ピーク電位とな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。
- 前記維持前消去パルスのピーク電位を所定時間維持する維持前消去電圧保持時間を設けた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。
- 前記維持前消去電圧保持時間を５μｓ以上とすることを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
- 前記走査パルス及び前記維持前消去パルスのピーク電位は共に負極性であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
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