(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サスティン周波数によって輝度を変更するプラズマ・ディスプレイ・パネルの点灯画素数若しくは該点灯画素数の割り合いを表す表示率情報を検出する表示率検出手段と、
前記プラズマ・ディスプレイ・パネルの輝度を設定する輝度設定手段と、
該輝度設定手段の設定値に応じて所定の変換テーブル内の多数の特性線の一つを選択する変換テーブル選択手段と、
選択された特性線を前記表示率情報で参照してサスティン周波数を決定するサスティン周波数決定手段とを備え、
前記変換テーブル内のすべての特性線は、所定の最大サスティン周波数から所定の最小サスティン周波数までの間の周波数範囲内で、
各特性線は、高周波数側の折れ点を前記最大サスティン周波数に一致させると共に、低周波数側の折れ点を前記最小サスティン周波数に一致させ、かつ、前記高周波数側の折れ点と前記低周波数側の折れ点とを結び、さらに、すべての特性線の前記高周波数側の折れ点および前記低周波数側の折れ点の表示率をずらしていることを特徴とするプラズマ・ディスプレイ・パネルの駆動装置。
【請求項２】
前記表示率検出手段は、プラズマ・ディスプレイ・パネルの消費電力又は該消費電力に比例する物理量を前記表示率情報と見做すことを特徴とする請求項１記載のプラズマ・ディスプレイ・パネルの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ・ディスプレイ・パネル（以下「ＰＤＰ」）の駆動装置に関し、特に、点灯画素数が一定の限度を超えると自動的に電流を制限する、いわゆる省電力化自動制限（ＡＢＬ：ａｕｔｏ  ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｌｉｍｉｔｅｒ）機能を備えた駆動装置に関する。
【０００２】
【背景説明】
平面型表示装置の一種であるＰＤＰは、パネルの構造がきわめて単純で電極をはじめパネルの構造体のすべてを厚膜印刷技術で容易に形成できる特長から、特に高精細表示用の表示装置に用いて好適であるが、反面、自己発光表示のために消費電力が基本的に大きいという欠点があり、主要な用途であるノート型やラップトップ型パソコンの電池駆動化の動きの中で、かかる欠点を解消できる有用な技術が求められている。
【０００３】
【従来の技術】
（１）ＰＤＰの基本構造
ＰＤＰの最も基本的な構造は、２枚の平板ガラスに規則的に配列した一対の電極（陽極と陰極）を設け、その間にＮｅを主体とするガスを封入するというものである。陽極と陰極間に電圧を印加すると、電極周辺の微小な空間（放電空間または放電セル）でグロー放電が起こってオレンジ色に発光する。この発光を利用して表示する。任意の情報を表示するためには、規則的に並んだ放電セルを選択的に放電発光させればよい。
（２）直流型ＰＤＰと交流型ＰＤＰ
ＰＤＰには、電極が放電セルに露出している直流型（ＤＣ型とも言う）と、絶縁層で覆われている交流型（ＡＣ型とも言う）の二つのタイプがあり、主流は後者の交流型である。直流型ＰＤＰは、電圧印加時間、すなわちパルス幅を変えることによって容易に明るさを変化させることができ、中間調表示を得やすいという利点があるが、画面の輝度の点で交流型ＰＤＰに劣る。交流型ＰＤＰは、陽極と陰極を誘電体層で覆っているところに構造上の特徴がある。陽極と陰極間に数十〜１００ＫＨｚ程度の交流電圧を印加し、電極の交点で放電発光させる。放電空間に発生した電子とイオンは電界に沿って移動し、正電極側及び負電極側の誘電体層表面に蓄積されて印加電圧と逆極性の電界を形成する。その結果、放電空間の実効電圧が低下し、放電は短時間で終了する。誘電体層表面の電荷（壁電荷）は、印加電圧をなくした後も残留（いわゆるメモリ効果）するため、次回に逆極性の外部電圧を印加したときは、この壁電荷分が重畳された電圧となり、その分だけ低い電圧で放電が開始する。したがって、交流型ＰＤＰでは、走査のための書き込み期間外でも、比較的に低い電圧のサスティンパルスを与えるだけで放電を維持できるため、駆動系のデューティ時間を長くとることができ、画面の輝度を高めることができる。
（３）２電極型と３電極型
交流型ＰＤＰには、２枚の基板のそれぞれに陽極と陰極を設けた２電極型（図３）と、一方の基板に陽極と陰極を設けるとともに、他方の基板に第三の電極（いわゆるアドレス電極；「Ａ電極」と略すこともある）を設けた３電極型（図４）がある。なお、電極の“陽／陰”は印加電圧の極性で決まり、駆動方法によっては極性反転もあるから、一般的にパネルの座標軸（Ｘ、Ｙ）を付けて呼び表される。
【０００４】
図３（２電極型）において、１、２はガラス基板、３はＸ電極、４はＹ電極、５、６は誘電体層、７は放電空間であり、また、図４（３電極型）において、１１、１２はガラス基板、１３はＡ電極、１４はＸ電極（バス電極１４ａと透明電極１４ｂを積層したもの）、１５はＹ電極（バス電極１５ａと透明電極１５ｂを積層したもの）、１６は紫外線励起蛍光体（以下、単に蛍光体）、１７はＭｇＯ膜、１８は誘電体層、１９は放電空間である。
【０００５】
２電極型は、Ｘ電極３とＹ電極４が放電空間７に対して対向する形になっており、構造が簡単で作りやすいというメリットがある反面、カラーＰＤＰに適用すると、蛍光体の劣化を招きやすいという欠点がある。カラーＰＤＰでは、２枚の基板１、２のどちらかに蛍光体を塗布しなければならず、放電の際に発生する荷電粒子がこの蛍光体に直接飛び込むからである。
【０００６】
これに対して、３電極型ＰＤＰでは、Ｘ電極１４とＹ電極１５が片側の基板１２にまとめられており、Ｘ電極１４とＹ電極１５の間の放電は、この片側の基板１２の面方向にしか発生しない（いわゆる「面放電型」の構造）。したがって、対向側の基板１１に蛍光体１６を塗布しておけば、この蛍光体１６と放電空間１９とを空間的に分離することができ、荷電粒子の蛍光体への直接的な飛び込みを回避して、蛍光体１６の劣化を防止できる。
【０００７】
図５は３電極型カラーＰＤＰの概略断面構造図（Ａ電極を横切る方向の断面構造図）であり、２１、２２はガラス基板、２３はＡ電極、２４はＹ電極（またはＸ電極）、２５は誘電体層、２６は隔壁、２７は放電空間、２８は蛍光体である。なお、ＭｇＯ膜やＸ、Ｙ電極の積層構造などは図示を略してある。
（４）サブフレーム方式
このような３電極型カラーＰＤＰの駆動方法として、１フレームをたとえば８個のサブフレームに分割し、各サブフレームの維持放電期間を１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８の比率に設定するとともに、これらのサブフレームを組み合わせて多階調表示を実現する、いわゆる「サブフレーム方式」が知られている。
【０００８】
図６はサブフレーム方式のフレーム構造概念図であり、１フレームは８個のサブフレームＳＦ１  〜ＳＦ８  で構成されている。各サブフレームは三つの期間、すなわち「リセット期間」「アドレス期間」及び「維持放電期間」からなり、最初の二つの期間の長さは同一であるが、維持放電期間ｔ１  〜ｔ８  は上記比率のとおり異なっている。なお、Ｌ１  、Ｌ２  、……、Ｌｎ  は水平走査線であり、各サブフレームのアドレス期間内の太斜線は、Ｌ１  、Ｌ２  、……、Ｌｎ  を線順次で選択している様子を表している。
【０００９】
図７は１サブフレームにおける波形タイミング図である。なお、以下の説明で使用する電圧値は一例であり、これに限定するものではない。リセット期間では、まず、すべてのＹ電極に０Ｖを与えながら、放電に必要な充分な電位差を与えるために、アドレス電極に＋１１０Ｖ程度の正パルス３０を与えた状態で、Ｘ電極に＋３３０Ｖ程度の正パルス３１（全面書き込みパルスとも言う）を与える。これにより、すべてのセルで放電が生じる。次に、アドレス電極とＸ電極に０Ｖを与えて再びすべてのセルで放電を生じさせると、この放電は、電極間の電位差がゼロのため、壁電荷が形成されずに自己中和して終息し、いわゆる自己消去放電が行われる。
【００１０】
アドレス期間では、Ｘ電極に＋５０Ｖ程度の正電圧３２を与えながら、Ｙ電極に線順次で−１５０〜−１６０Ｖ程度の負パルス３３（以下「スキャンパルス」）を印加し、且つ、アドレス電極に選択的に＋６０Ｖ程度の正パルス３４（以下「アドレスパルス」）を印加する。なお、スキャンパルスを印加しないＹ電極には−５０〜−６０Ｖ程度の負電圧３５を印加しておく。アドレスパルス３４を印加したアドレス電極と、スキャンパルス３３を印加したＹ電極との間には、放電に必要な充分な電位差（２１０〜２２０Ｖ程度）があるため、両電極間に放電（以下「主アドレス放電」）が生じる。一方、Ｘ電極とＹ電極の間のスキャンパルス部分の電位差は２００〜２１０Ｖ程度で、アドレス電極との間よりも１０Ｖ程度低く、この電位差だけでは自主放電が生じないが、上記の主アドレス放電を引き金（トリガ）にしてＸ電極とＹ電極の間でも放電（以下「従アドレス放電」）が生じるため、その交点に位置する誘電体層に壁電荷が形成される。
【００１１】
維持放電期間（サスティン期間とも言う）では、Ｘ電極とＹ電極に＋１８０Ｖ程度の正パルス３６（サスティンパルス）を交互に印加し、壁電荷を利用した維持放電を発生する。サスティンパルス３６の周期はすべてのサブフレームにおいて同じである。したがって、各サブフレームにおけるサスティンパルス３６の数は、１ｎ：２ｎ：４ｎ：８ｎ：１６ｎ：３２ｎ：６４ｎ：１２８ｎの比関係となり、表示階調に応じてサブフレームを選択し又は組み合わせて使用することにより、０から２５６階調（上記比率の場合）までを実現できる。但し、ｎはサスティンパルス３９の周波数（以下「サスティン周波数」）で決まる整数である。
（５）プラズマ・ディスプレイ・パネル及びその駆動装置の概略構成
図８は、交流型ＰＤＰ及びその駆動装置の構成図である。この図において、４０は交流型ＰＤＰ（以下「パネル」と略す）、４１はアドレスドライバ、４２はＹスキャンドライバ、４３はＹ共通ドライバ、４４はＸ共通ドライバ、４５は制御回路である。
【００１２】
制御回路４５は、表示データ制御部４５ａとパネル駆動制御部４５ｂとを含み、表示データ制御部４５ａは、外部から与えられる表示データ（ＤＡＴＡ）をフレームメモリ４５ｃに一時的に記憶するとともに、このフレームメモリ４５ｃ内のデータに対して所定の信号操作とタイミング処理を施してアドレスドライバ４１に出力する。パネル駆動制御部４５ｂは、スキャンドライバ制御部４５ｄや共通ドライバ制御部４５ｅを含み、外部から与えられる垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）及び水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）に基づいて各種タイミング信号を発生し、表示データ制御部４５ａ、Ｙスキャンドライバ４２、Ｙ共通ドライバ４３及びＸ共通ドライバ４４などに供給する。
【００１３】
アドレスドライバ４１は、パネル４０のアドレス電極（Ａ１  、Ａ２  、……、Ａｍ  ）に対してアドレスパルスを選択的に印加するもの、また、Ｙスキャンドライバ４２は、パネル４０のＹ電極（Ｙ１  、Ｙ２  、Ｙ３  、……、Ｙｎ  ）に対してスキャンパルスを線順次で印加するものであり、これらのアドレスパルス及びスキャンパルスは、１サブフレーム中の「アドレス期間」において発生する。
【００１４】
Ｙ共通ドライバ４３は、１サブフレーム中の「維持放電期間」において、（Ｙスキャンドライバ４２を通して）パネル４０のすべてのＹ電極にサスティンパルスを同時に印加し、Ｘ共通ドライバ４４は、１サブフレーム中の「リセット期間」において、パネル４０のすべてのＸ電極に所定の全面書き込みパルスを同時に印加するとともに、１サブフレーム中の「維持放電期間」において、同Ｘ電極にサスティンパルスを同時に印加するものである。
【００１５】
ここで、４６は輝度コントロール用の可変抵抗（以下「輝度コントロール」と言う）である。この輝度コントロール４６を操作することによって「表示率−サスティン周波数特性」（後述）を切り換え、パネル４０の輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）を加減するようになっている。
（６）ＡＢＬ機能
一般に、ＰＤＰの消費電力は点灯画素数（表示率）に左右される。すなわち、最大の電力はすべての画素が点灯しているとき（表示率１００％）であり、最小の電力はすべての画素が消灯しているとき（表示率０％）である。上限の消費電力Ｐｍａｘは、主に、仕様要求で決まる。例えば、６４０×４８０画素の１０インチ・バックライト付液晶パネルと同等の仕様要求であれば、Ｐｍａｘ＝６Ｗ程度になるであろう。上記のとおり、ＰＤＰの消費電力は表示率１００％で最大になるため、この表示率１００％のときの電力をＰｍａｘに設定すれば簡単であるが、パソコンの通常動作範囲における表示率は高々３０％程度であるから、通常動作範囲における電力とＰｍａｘとの間に余裕がありすぎ、オーバースペックを否めない。
【００１６】
そこで、表示率があらかじめ定められた基準の表示率（例えば通常動作範囲における表示率を若干上回る程度の表示率）を超えた場合に、サスティン周波数を下げて（言い換えれば上述の比率の“ｎ”を小さくして）、ＰＤＰの電力消費をＰｍａｘに抑えることが行われている。
図９は、ＡＢＬ機能の模式図である。この図において、縦軸の上半分は電力、下半分はサスティン周波数、横軸は表示率を表している。表示率の上昇に伴って増加する電力がＰｍａｘでリミットされるようになっている。周波数軸と表示率軸の交差領域に記載された複数の線Ｔ１〜Ｔｍは、それぞれ「表示率−サスティン周波数特性」を示す線である。これらの特性線Ｔ１〜Ｔｍの一つが、図８の輝度コントロール４６の操作位置（輝度設定値）応じて選択される。
【００１７】
輝度設定値を最大輝度にしたときは、一番下側の特性線Ｔｍが選択される。この特性線Ｔｍは、表示率の上昇に伴って増大する電力がＰｍａｘに一致するまでの間はサスティン周波数を一定に保ち、Ｐｍａｘを超えた後（折れ点Ｃｍ以降）はサスティン周波数を下げるように働く。輝度を一段下げると、その上の特性線Ｔｍ−１が選択される。この特性線Ｔｍ−１も同様に、Ｐｍａｘを超えた後（折れ点Ｃｍ−１以降）はサスティン周波数を下げるように働く。他の特性線Ｔｉ（ｉはｍ−２、……、３、２、１）も同様に、Ｐｍａｘを超えた後（折れ点Ｃｉ以降）はサスティン周波数を下げるように働く。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来のＰＤＰの駆動装置にあっては、以下の理由から、ＡＢＬ機能の動作範囲における輝度コントロールの操作フィーリングが悪いという問題点があった。
上述したように、輝度コントロールを最大輝度に設定すると、図９の一番下の特性線Ｔｍが選択され、あるいは、最小輝度に設定すると一番上の特性線Ｔ１が選択される。すなわち、輝度コントロールの操作に伴って各特性線Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、……、Ｔｍ−２、Ｔｍ−１、Ｔｍが順次に選択され、その結果、サスティン周波数が切り替わってＰＤＰの輝度が変化するが、表示率がＡＢＬ機能の動作範囲（図９の符号イ参照）にあるときは、例えば、輝度コントロールを最大輝度から最小輝度まで操作しても“ある点”まではまったくサスティン周波数が切り替わらず（したがって輝度が変化せず）、その点を通過すると急激に輝度が変化し始めるという好ましくない操作フィーリングとなる。
【００１９】
“ある点”は、表示率の軸から下ろした垂線と選択された特性線との交点で与えられる。この交点が特性線の斜線部分（ＣｍからＣ１の間の部分）に位置していると、上記の好ましくない操作フィーリングになる。例えば、“ある点”がＣ３とＣ２との間のＸ位置にあれば、特性線ＴｍからＴ３までの間では、サスティン周波数がまったく変化しないから、あたかも、輝度コントロールが効かなくなったような感覚を受ける。
【００２０】
そこで、本発明は、ＡＢＬ機能の動作範囲における輝度コントロールの操作フィーリングを改善することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
図１において、本発明のプラズマ・ディスプレイ・パネルの駆動装置は、サスティン周波数によって輝度を変更するプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）１の点灯画素数若しくは該点灯画素数の割り合いを表す表示率情報を検出する表示率検出手段２と、前記プラズマ・ディスプレイ・パネル１の輝度を設定する輝度設定手段３と、該輝度設定手段３の設定値に応じて所定の変換テーブル内の多数の特性線の一つを選択する変換テーブル選択手段４と、選択された特性線を前記表示率情報で参照してサスティン周波数を決定するサスティン周波数決定手段５とを備え、前記変換テーブル内のすべての特性線は、所定の最大サスティン周波数から所定の最小サスティン周波数までの間の周波数範囲内で、各特性線は、高周波数側の折れ点を前記最大サスティン周波数に一致させると共に、低周波数側の折れ点を前記最小サスティン周波数に一致させ、かつ、前記高周波数側の折れ点と前記低周波数側の折れ点とを結び、さらに、すべての特性線の前記高周波数側の折れ点および前記低周波数側の折れ点の表示率をずらしていることを特徴とする。
【００２２】
若しくは、前記表示率検出手段２は、プラズマ・ディスプレイ・パネル１の消費電力又は該消費電力に比例する物理量を前記表示率情報と見做すことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本実施例のポイントは、サブフレーム方式・ＡＢＬ機能付交流型ＰＤＰの輝度コントロールの操作フィーリングを改善するために、当該ＰＤＰの「表示率−サスティン周波数変換テーブル」を改良した点にある。なお、サブフレーム方式、ＡＢＬ機能及び交流型ＰＤＰの原理並びにその構成については、適宜に従来技術の説明を参照することにする。
【００２４】
図２は本実施例における「表示率−サスティン周波数変換テーブル」を示す概念図であり、従来技術の図９に対応するものである。
図２において、縦軸の上半分は電力、下半分はサスティン周波数、横軸は表示率を表している。表示率の上昇に伴って増加する電力がＰｍａｘでリミットされる点で従来技術と共通するが、周波数軸と表示率軸の交差領域に記載された複数の特性線Ｔ１′〜Ｔｍ′の形状の点で一致しない。
【００２５】
すなわち、すべての特性線Ｔ１′〜Ｔｍ′は、所定の最大サスティン周波数ｆＨから所定の最小サスティン周波数ｆＬまでの間の周波数範囲ｆΔ内で、▲１▼表示率に応じたリニアなサスティン周波数の決定特性を有すると共に、さらに、▲２▼同一の表示率（例えば表示率ａ）に対応する特性線ごとのサスティン周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３、……、ｆｍ−２、ｆｍ−１、ｆｍ）が異なるような、適宜な形状を持っている。
【００２６】
具体的には、輝度コントロール（図８の符号４６参照）を最大輝度に設定したときに選択される特性線Ｔｍ′は、高周波数側の折れ点ＡＨｍをｆＨに一致させると共に、低周波数側の折れ点ＡＬｍをｆＬに一致させ、かつ、ｆΔの範囲で、表示率に応じたリニアなサスティン周波数の決定特性が得られるように、ＡＨｍとＡＬｍとの間を斜めの線で結んでいる。また、輝度コントロールを最小輝度に設定したときに選択される特性線Ｔ１′は、高周波数側の折れ点ＡＨ１をｆＨに一致させると共に、低周波数側の折れ点ＡＬ１をｆＬに一致させ、かつ、ｆΔの範囲で、表示率に応じたリニアなサスティン周波数の決定特性が得られるように、ＡＨ１とＡＬ１との間を斜めの線で結んでいる。さらに、輝度コントロールを最大輝度と最小輝度の間の任意の輝度に設定したときに選択される特性線Ｔｊ′（ｊは２、３、……、ｍ−２、ｍ−１）は、高周波数側の折れ点ＡＨｊをｆＨに一致させると共に、低周波数側の折れ点ＡＬｊをｆＬに一致させ、かつ、ｆΔの範囲で、表示率に応じたリニアなサスティン周波数の決定特性が得られるように、ＡＨｊとＡＬｊとの間を斜めの線で結んでいる。
【００２７】
そして、すべての特性線Ｔ１′、Ｔ２′、Ｔ３′、……、Ｔｍ−２′、Ｔｍ−１′、Ｔｍ′の高周波側の折れ点ＡＨ１、ＡＨ２、ＡＨ３、……、ＡＨｍ−２、ＡＨｍ−１、ＡＨｍ及び低周波側の折れ点ＡＬ１、ＡＬ２、ＡＬ３、……、ＡＬｍ−２、ＡＬｍ−１、ＡＬｍは、表示軸方向にずらされている。
このような「表示率−サスティン周波数変換テーブル」によれば、ＡＢＬ機能の動作範囲内に表示率（便宜的にａ）が入っているときに輝度コントロールを操作した場合、各特性線Ｔ１′、Ｔ２′、Ｔ３′、……、Ｔｍ−２′、Ｔｍ−１′、Ｔｍ′によって決定されるサスティン周波数が、ｆ１、ｆ２、ｆ３、……、ｆｍ−２、ｆｍ−１、ｆｍと等間隔に変化するから、輝度コントロールの操作量と実際の輝度変化とが一対一に対応して、操作フィーリングを悪化させることはない。
【００２８】
なお、かかる変換テーブルを参照するための「表示率」としては、ＰＤＰの点灯画素数を直接用いてもよいし、点灯画素と非点灯画素の比（すなわち点灯画素の割り合い）を用いてもよい。又は、点灯画素数とＰＤＰの消費電力との間には相関関係があるから、この消費電力若しくは消費電力に比例する物理量（一般には消費電力の電流変換値）を用いてもよい。
【００２９】
また、本実施例の「表示率−サスティン周波数変換テーブル」は、いわゆるテーブルマップの形で構成できる他、例えば、関数演算器を用いたり、ハードロジックで構成したりすることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ＡＢＬ機能付ＰＤＰにおいて、そのＡＢＬ機能の動作範囲における輝度コントロールの操作フィーリングを改善できるという従来技術にない有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】一実施例の表示率−サスティン周波数変換テーブルの概念図である。
【図３】２電極型ＰＤＰの断面構造図である。
【図４】３電極型ＰＤＰの断面構造図である。
【図５】３電極型ＰＤＰの断面構造図である。
【図６】サブフレーム方式のフレーム構成図である。
【図７】１サブフレームの波形タイミング図である。
【図８】交流型ＰＤＰ及びその駆動装置の概略構成図である。
【図９】従来の表示率−サスティン周波数変換テーブルの概念図である。
【符号の説明】
１：プラズマ・ディスプレイ・パネル
２：表示率検出手段
３：輝度設定手段
４：変換テーブル選択手段
５：サスティン周波数決定手段
Ｔ１′、Ｔ２′、Ｔ３′、……、Ｔｍ−２′、Ｔｍ−１′、Ｔｍ′：特性線
ｆＨ：最大サスティン周波数
ｆＬ：最小サスティン周波数
ｆΔ：周波数範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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