JP4337306B2

JP4337306B2 - プラズマディスプレイの駆動方法

Info

Publication number: JP4337306B2
Application number: JP2002150303A
Authority: JP
Inventors: 幸治伊藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP2003345290A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はテレビおよびコンピュータ等の画像表示に用いるプラズマディスプレイの駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネルは、走査電極と維持電極とからなる表示電極対を形成した前面基板とデータ電極を形成した背面基板とを表示電極対とデータ電極とが交差するように対向配置して構成されており、表示電極対とデータ電極との各交差部に放電セルが形成されている。走査電極、維持電極およびデータ電極のそれぞれに、初期化期間、書き込み期間、維持期間および消去期間に分かれて駆動電圧を印加することにより画像表示を行う。
【０００３】
まず初期化期間において、全走査電極に初期化パルスを印加して全ての放電セルで初期化放電を行う。次の書き込み期間では、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表示データに応じて書き込みパルスを印加することにより、走査パルスを印加した走査電極と書き込みパルスを印加したデータ電極との交差部の放電セルにおいて書き込み放電を起こし表示データの書き込みを行う。次の維持期間では、走査電極と維持電極に交互に維持パルスを印加して、表示データを書き込んだ放電セルにおいて表示放電を発生させることにより画像表示を行う。次の消去期間では、維持電極に消去パルスを印加して維持放電を終了させる。
【０００４】
このような初期化期間、書き込み期間、維持期間および消去期間によって１つのサブフィールドを構成するとともに複数のサブフィールドにより１フィールドを構成しており、各サブフィールドにおける維持パルス数を変えることによってそのサブフィールドの発光輝度を変化させ、発光させるサブフィールドを書き込み期間において選択することによって階調表示を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのようなプラズマディスプレイパネルにおいて、高品位の表示を行うことができるプラズマディスプレイの駆動方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、走査電極および維持電極からなる行電極が複数配置されるとともにこの行電極に交差するように列電極が複数配置されて構成され、前記行電極と列電極とが交差する領域に複数の放電セルを形成したプラズマディスプレイの駆動方法であって、１フィールドを複数のサブフィールドで構成するとともに、その各サブフィールドに表示データに応じて放電セルに壁電荷を形成する書き込み期間と前記壁電荷が形成された放電セルにて維持放電を生じさせる維持期間とを設け、前記書き込み期間において各行の走査電極に走査パルスおよび走査パルスと同じタイミングで列電極にデータの書き込みを行う書き込みパルスを印加することにより走査を行う際に、続けて走査する走査電極が隣の行に存在しないようにするとともに、続けて走査する走査電極のそれぞれに印加する走査パルス同士が時間的に重なるようにし、続けて走査する走査電極のうち、先に走査する走査電極を走査電極ＳＣＮａとし、後に走査する走査電極を走査電極ＳＣＮｂとし、さらにその後に走査する走査電極を走査電極ＳＣＮｃとするとき、前記走査電極ＳＣＮａに書き込み放電電流が流れておらず、かつ、前記走査電極ＳＣＮｂに書き込み放電電流が流れている間に前記走査電極ＳＣＮｃに走査パルスを印加し、前記走査電極ＳＣＮｃに書き込み放電電流が流れ始める前に、前記走査電極ＳＣＮｂに印加する走査パルスを終了することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
【０００８】
まず、プラズマディスプレイパネルの構成について、その要部を示す斜視図である図１を用いて説明する。図１に示すように、第一の基板１上に誘電体層２で覆われた走査電極３と維持電極４とを対を成して複数付設し、誘電体層２上には保護層５を形成している。また第二の基板６上にオーバーコート層７で覆われた複数のデータ電極８を付設し、オーバーコート層７上のデータ電極８間に位置するようにデータ電極８と平行な隔壁９を設けており、さらにオーバーコート層７および隔壁９の表面に蛍光体層１０を設けている。走査電極３および維持電極４とデータ電極８とが直交するように第一の基板１と第二の基板６とを対向して配置しており、基板間には放電空間１１が形成されている。なお、図１では第一の基板１と第二の基板６とを離して示しており、実際は隔壁９の頂部と保護層５の表面とがほぼ接するように構成されている。また図１において、隣り合う走査電極３と維持電極４はそれぞれ対を成しており、対を成す走査電極３および維持電極４とデータ電極８との交差部に放電セルが形成され、各放電セルにおける走査電極３と維持電極４との間の維持放電により表示を行うものである。
【０００９】
このプラズマディスプレイパネルの電極配列は、図２に示すように、Ｍ×Ｎのマトリックス構成であり、列方向にはＮ列のデータ電極（列電極）Ｄ₁〜Ｄ_Nが配置されており、行方向にはＭ行の走査電極ＳＣＮ₁〜ＳＣＮ_Mおよび維持電極ＳＵＳ₁〜ＳＵＳ_Mからなる行電極が配列されている。
【００１０】
このような構成のプラズマディスプレイパネルに画像を表示するための、本発明の一実施の形態であるプラズマディスプレイの駆動方法について図面を用いて説明する。
【００１１】
図３は１画面の表示期間である１フィールド（１／６０秒）でのサブフィールド構成を示す構成図であり、ここでは１フィールドを８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８により構成した例を示している。各サブフィールドの表示発光輝度はそれぞれ異なり、８個のサブフィールドＳＦ１、ＳＦ２、・・、ＳＦ８の表示発光輝度の重み付けをそれぞれ２⁰、２¹、・・、２⁷とすることにより２⁸＝２５６階調の表示を行うことができる。１フィールドの最初に配置されているサブフィールドＳＦ１は初期化期間、書き込み期間、維持期間および消去期間から構成されており、サブフィールドＳＦ２〜ＳＦ８はそれぞれ書き込み期間、維持期間および消去期間から構成されている。
【００１２】
図４はサブフィールドＳＦ１における動作駆動タイミング図であり、各電極に印加する駆動電圧波形を示している。まず初期化期間において、全ての走査電極ＳＣＮ₁〜ＳＣＮ_Mに初期化波形Ａｉｃを印加し、全ての維持電極ＳＵＳ₁〜ＳＵＳ_Mに初期化波形Ａｉｕを印加すると、全ての放電セルにおいて初期化放電が起こり、前のサブフィールドにおける壁電荷の状態に関係なく全ての放電セルにおいて壁電荷の状態がリセットされ、次の書き込み期間における書き込み放電を低い電圧で発生させるような壁電荷が形成される。
【００１３】
初期化期間の後の書き込み期間において、全ての維持電極ＳＵＳ₁〜ＳＵＳ_MをＶｈ（Ｖ）に保持するとともに、全ての走査電極ＳＣＮ₁〜ＳＣＮ_Mを０（Ｖ）に保持しておく。そして、１行目を走査するとき、１行目の走査電極ＳＣＮ₁に負の走査パルスＡｓを印加するとともにデータ電極Ｄ₁〜Ｄ_Nのうちデータの書き込みを行う所定のデータ電極Ｄ_i（ｉは１〜Ｎの整数）に正の書き込みパルスＡｗを印加することにより、走査電極ＳＣＮ₁と所定のデータ電極Ｄ_iとの交差部の放電セルにおいて書き込み放電が起こり、その放電セルにおいて走査電極ＳＣＮ₁上の保護層５表面に正の壁電荷が蓄積される。
【００１４】
次に、１行目の走査電極ＳＣＮ₁を走査する際の走査パルスＡｓと書き込みパルスＡｗの印加が終了する時刻より時間ｔだけ前の時刻において、３行目の走査電極ＳＣＮ₃に負の走査パルスＡｓを印加するとともに所定のデータ電極Ｄ_iに正の書き込みパルスＡｗを印加することにより、走査電極ＳＣＮ₃と所定のデータ電極Ｄ_iとの交差部の放電セルにおいて書き込み放電が起こり、その放電セルにおいて走査電極ＳＣＮ₃上の保護層５表面に正の壁電荷が蓄積される。すなわち、１行目の走査電極ＳＣＮ₁に印加される走査パルスＡｓと３行目の走査電極ＳＣＮ₃に印加される走査パルスＡｓとは時間ｔだけ時間的に重なっている。ここで、以降においては時間ｔを重なり時間という。
【００１５】
３行目を走査した後、５行目、７行目、・・、（Ｍ−１）行目というように奇数行目（Ｍは偶数とする）を順番に走査し、続いて２行目、４行目、・・、Ｍ行目の偶数行目を順番に走査する。すなわち、続けて走査する走査電極が隣の行に存在しないように走査しており、いわゆる飛び越し走査を行っている。また、走査パルスを印加するタイミングについては、１行目および３行目の走査電極ＳＣＮ₁、ＳＣＮ₃それぞれに印加される走査パルスＡｓと同様に、続けて走査する２つの走査電極のそれぞれに印加する走査パルスＡｓ同士が重なり時間ｔだけ時間的に重なるようにしている。
【００１６】
以上のようにして、全ての行の走査電極ＳＣＮ₁〜ＳＣＮ_Mに走査パルスＡｓを印加することにより走査を行い、書き込み期間において、表示データに応じて所定の放電セルに壁電荷が形成される。
【００１７】
書き込み期間の後の維持期間において、全ての走査電極ＳＣＮ₁〜ＳＣＮ_Mと全ての維持電極ＳＵＳ₁〜ＳＵＳ_Mとに正の維持パルスＡｍを交互に印加することにより、表示データに応じて壁電荷が形成された放電セルにおいて維持放電が継続して行われる。この維持放電による発光を表示に用いる。
【００１８】
維持期間の後の消去期間において、全ての走査電極ＳＣＮ₁〜ＳＣＮ_Mに消去波形Ａｅｃを印加するとともに全ての維持電極ＳＵＳ₁〜ＳＵＳ_Mに消去波形Ａｅｕを印加することにより、維持期間で維持放電が発生していた放電セルにおいては、維持放電が停止するとともに微弱な放電が発生することにより初期化期間の終了時と同様な状態の壁電荷が形成される。また、書き込み放電および維持放電が行われなかった放電セルにおいては、この消去期間においても放電が発生することはなく、壁電荷の状態は初期化期間の終了時の状態に保たれる。すなわち、サブフィールドＳＦ１の終了時には、すべての放電セルにおいて初期化期間の終了時と同様な状態の壁電荷が形成されている。
【００１９】
以上のようにサブフィールドＳＦ１は、すべての放電セルで初期化放電を発生させるための初期化期間と、表示データに応じて放電セルに壁電荷を形成する書き込み期間と、書き込み期間において表示データに応じた壁電荷が形成された放電セルにて維持放電を生じさせる維持期間と、その維持放電を停止させる消去期間とから構成されている。また、サブフィールドＳＦ２〜ＳＦ８のそれぞれを構成する書き込み期間、維持期間および消去期間において各電極に印加する駆動電圧波形はサブフィールドＳＦ１でのそれぞれの期間における駆動電圧波形と同様であり、サブフィールドＳＦ２〜ＳＦ８のそれぞれの終了時には、すべての放電セルにおいて初期化期間の終了時と同様な状態の壁電荷が形成されている。なお、サブフィールドの表示発光輝度は維持期間における維持パルスＡｍの繰り返し数に比例するので、それぞれのサブフィールドではその表示発光輝度の重み付けに応じて維持パルスＡｍの繰り返し数を変えている。
【００２０】
次に重なり時間ｔについて図５を用いて説明する。図５は、１行目を走査する際に、１行目の走査電極ＳＣＮ₁に印加する走査パルスＡｓ、所定のデータ電極Ｄ_iに印加する書き込みパルスＡｗおよび走査電極ＳＣＮ₁に流れる走査電極電流Ｉ_SCN1の各波形と、３行目を走査する際に、３行目の走査電極ＳＣＮ₃に印加する走査パルスＡｓ、所定のデータ電極Ｄ_iに印加する書き込みパルスＡｗおよび走査電極ＳＣＮ₃に流れる走査電極電流Ｉ_SCN3の各波形を示している。ここで、１行目の走査電極ＳＣＮ₁に走査パルスＡｓを印加する時刻を０として示しており、走査パルスＡｓおよび書き込みパルスＡｗのパルス幅をＴｐとしている。
【００２１】
走査電極ＳＣＮ₁に流れる走査電極電流Ｉ_SCN1を例にとって説明すると、走査電極ＳＣＮ₁に印加する走査パルスＡｓの印加開始時刻０の直後に走査電極ＳＣＮ₁の静電容量に充電する電流Ｉｃが流れ、その後、書き込み放電による電流（書き込み放電電流）Ｉｄが放電遅れのために時刻Ｔｓから流れ始め、時刻Ｔｅにおいて流れなくなる。そして、走査電極ＳＣＮ₁に印加する走査パルスＡｓの印加終了時刻Ｔｐの直前に走査電極ＳＣＮ₁の静電容量を放電する電流Ｉｅが流れる。
【００２２】
図５に示すように、３行目の走査によって書き込み放電が開始して走査電極ＳＣＮ₃に書き込み放電電流Ｉｄが流れ始める前に、１行目の走査電極ＳＣＮ₁への走査パルスＡｓの印加と所定のデータ電極Ｄ_iへの書き込みパルスＡｗの印加が終了するように重なり時間ｔが設定されている（ｔ＜Ｔｓ）。このため、１行目の走査によって印加される書き込みパルスＡｗと３行目の走査によって印加される走査パルスＡｓとによって書き込み放電が発生することはない。また、１行目の走査において、書き込み放電が終了して書き込み放電電流Ｉｄが時刻Ｔｅにおいて流れなくなった後、さらに余裕をとって時間ｔｃ後に、走査電極ＳＣＮ₁への走査パルスＡｓの印加と所定のデータ電極Ｄ_iへの書き込みパルスＡｗの印加が終了するように設定されているので、書き込み放電が確実に行われる。
【００２３】
ところで、本実施の形態では書き込み期間において走査電極に印加する走査パルスが重なり時間ｔだけ時間的に重なるようにするとともに飛び越し走査を行っているが、飛び越し走査を行うかわりに１行目、２行目、・・、Ｍ行目のように隣の行を順番に走査していく順次走査を行った場合、正常な表示を行うことが困難になる。この理由について図６を用いて考察すると、走査電極に印加する走査パルスが重なり時間ｔだけ時間的に重なるようにするとともに順次走査を行った場合には、１行目の放電セルＣ１において書き込み放電が発生している間に走査電極ＳＣＮ₂に走査パルスＡｓが印加されるので、走査電極ＳＣＮ₂に印加された走査パルスＡｓの影響によって、放電セルＣ１での書き込み放電で発生している電荷の一部が２行目の放電セルＣ２の方に移動する。このため、もしも放電セルＣ２において表示データがなく書き込み放電を発生させない場合には、放電セルＣ２の壁電荷の状態が初期化期間の終了時の状態と変わることになる。したがって、例えば、サブフィールドＳＦ１の書き込み期間において走査パルスが時間的に重なるように走査電極に走査パルスを印加するとともに順次走査を行った場合には、次のサブフィールドＳＦ２において所望の書き込み放電が発生しなくなるなど、正常な表示を行うことができなくなると考えられる。
【００２４】
そこで、本発明においては、走査パルスが時間的に重なるように走査電極に走査パルスを印加するとともに飛び越し走査を行っている。図４に示した駆動電圧波形の場合、例えば１行目の放電セルＣ１で書き込み放電が発生している間に走査電極ＳＣＮ₃に走査パルスＡｓが印加されるが、この走査電極ＳＣＮ₃は放電セルＣ１から離れて位置しているので、前述したような順次走査を行った場合の不具合が生じることはなく、正常な表示を行うことができる。また、１行目の放電セルＣ１で書き込み放電が飛び火することによって３行目の放電セルにおいて誤放電が発生することが抑制される。
【００２５】
また、本発明の駆動方法においては、走査パルスＡｓを重なり時間ｔだけ重ねているため書き込み期間の時間がＴｐ×Ｍ−ｔ×（Ｍ−１）となり、重なり時間ｔを設けない場合と比較すると、書き込み期間の時間がｔ×（Ｍ−１）だけ短くなる。したがって、書き込み期間の時間を、重なり時間ｔを設けない場合と同じに設定すると、パネルの行数を増やすことができる。すなわち、ａ＝（Ｔｐ×Ｍ−ｔ）／（Ｔｐ−ｔ）とし、ａを超えない最大の整数をＫとするとき、パネルの行数をＭ行からＫ行に増やすことができる。
【００２６】
例えば、試作した４２インチのプラズマディスプレイパネルにおいて、書き込み放電の放電特性を測定すると、走査パルスＡｓおよび書き込みパルスＡｗの印加開始から書き込み放電が開始するまでの放電遅れ時間Ｔｓは最小０．７μ秒（Ｔｓ＝０．７μ秒）であり、書き込み放電が終了するまでの時間Ｔｅは最大２．２μ秒（Ｔｅ＝２．２μ秒）であった。ここで、余裕時間ｔｃ＝０．３１μ秒として、走査パルスＡｓおよび書き込みパルスＡｗのパルス幅（印加時間）ＴｐをＴｐ＝Ｔｅ＋ｔｃ＝２．５１μ秒とすると、１フィールドを８個のサブフィールドで構成して２⁸＝２５６階調の表示を行うためには、重なり時間ｔを設けない場合、例えば行数が４８０本のパネルを駆動するのが限度であった。これに対し、本発明においては、重なり時間ｔ＝０．５１μ秒（＜Ｔｓ）とすると、ａ＝（Ｔｐ×Ｍ−ｔ）／（Ｔｐ−ｔ）＝（２．５１×４８０−０．５１）／（２．５１−０．５１）＝６０２．１４５となるので、行数が６０２本までのパネルを駆動することが可能となり、高品位のプラズマディスプレイを得ることができる。
【００２７】
さらに、初期化期間における初期化放電は、パネルに表示すべき放電セルが全くない、いわゆる黒画面の表示においても発生するものであり、この初期化放電によっても発光するため、初期化放電が少ないほど黒表示の視認性が向上することになる。本実施の形態においては、初期化放電を発生させる初期化期間をサブフィールドＳＦ１でのみ設けているため、黒表示の視認性に優れ、極めて高い値のコントラストを得ることができる。
【００２８】
なお、上記実施の形態では１フィールドにおいて初期化期間が１つのサブフィールドに設けられた場合について説明したが、そのような場合に限られるものではない。すなわち、初期化期間、書き込み期間、維持期間および消去期間からなる少なくとも１つのサブフィールドと、書き込み期間、維持期間および消去期間からなる複数のサブフィールドとにより１フィールドを構成した場合にも本発明を実施することができる。また、書き込み期間において走査電極の走査を行う場合、図４に示したものに限らず、例えば走査の順番を１行目、４行目、７行目、・・というように、続けて走査する走査電極が隣の行に存在しないようにすればよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプラズマディスプレイの駆動方法によれば、高品位の表示を行うことができるプラズマディスプレイを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの要部を示す斜視図
【図２】同プラズマディスプレイパネルの電極配列図
【図３】本発明の一実施の形態による１フィールドのサブフィールド構成を示す構成図
【図４】本発明の一実施の形態によるサブフィールドＳＦ１での動作駆動タイミング図
【図５】本発明の一実施の形態による書き込みパルス、走査パルスおよび走査電極電流の各波形を示す波形図
【図６】本発明の一実施の形態による放電セルの概略構成図
【符号の説明】
１第一の基板
３走査電極
４維持電極
６第二の基板
８データ電極

Claims

走査電極および維持電極からなる行電極が複数配置されるとともにこの行電極に交差するように列電極が複数配置されて構成され、前記行電極と列電極とが交差する領域に複数の放電セルを形成したプラズマディスプレイの駆動方法であって、１フィールドを複数のサブフィールドで構成するとともに、その各サブフィールドに表示データに応じて放電セルに壁電荷を形成する書き込み期間と前記壁電荷が形成された放電セルにて維持放電を生じさせる維持期間とを設け、前記書き込み期間において各行の走査電極に走査パルスおよび走査パルスと同じタイミングで列電極にデータの書き込みを行う書き込みパルスを印加することにより走査を行う際に、続けて走査する走査電極が隣の行に存在しないようにするとともに、続けて走査する走査電極のそれぞれに印加する走査パルス同士が時間的に重なるようにし、続けて走査する走査電極のうち、先に走査する走査電極を走査電極ＳＣＮａとし、後に走査する走査電極を走査電極ＳＣＮｂとし、さらにその後に走査する走査電極を走査電極ＳＣＮｃとするとき、前記走査電極ＳＣＮａに書き込み放電電流が流れておらず、かつ、前記走査電極ＳＣＮｂに書き込み放電電流が流れている間に前記走査電極ＳＣＮｃに走査パルスを印加し、前記走査電極ＳＣＮｃに書き込み放電電流が流れ始める前に、前記走査電極ＳＣＮｂに印加する走査パルスを終了することを特徴とするプラズマディスプレイの駆動方法。
すべての放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間、表示データに応じて放電セルに壁電荷を形成する書き込み期間、前記壁電荷が形成された放電セルにて維持放電を生じさせる維持期間およびその維持放電を停止させる消去期間からなる少なくとも１つのサブフィールドと、前記書き込み期間、前記維持期間および前記消去期間からなる複数のサブフィールドとにより１フィールドを構成し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の駆動方法。