(57)【要約】【課題】発光効率を改善し消費電力を低減した画像表示装置を提供する。【解決手段】維持パルス発生部のそれぞれは電力回収部とクランプ部とを有し、表示電極の一方に電力回収部を用いて電圧を印加した後クランプ部を用いて電圧を印加し、その後、表示電極の他方に電力回収部を用いて電圧を印加した後クランプ部を用いて電圧を印加して１回の放電を発生させる第１の維持ステップと、表示電極の一方に電力回収部を用いて電圧を印加するとともに他方の表示電極にも電力回収部を用いて電圧を印加し、表示電極の一方にクランプ部を用いて電圧を印加して１回目の放電を発生させ、その後、表示電極の他方にクランプ部を用いて電圧を印加して２回目の放電を発生させる第２の維持ステップと、表示電極のそれぞれに対し電力回収部を用いて電圧を印加した後クランプ部を用いて電圧を印加して１回の放電を発生させる第３の維持ステップとを有する。【選択図】図７
2006349805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の表示電極を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルと、
維持放電を発生させるための維持パルスを前記表示電極に印加するための維持パルス発生部とを備え、
前記維持パルス発生部は、前記表示電極間の静電容量と電力回収用インダクタとの共振により前記表示電極を充放電して電圧を印加する電力回収部と、所定の電源または接地電位に接続して電圧を印加するクランプ部とを有し、
前記表示電極の一方にその表示電極に対応する電力回収部を用いて電圧を印加した後その表示電極に対応するクランプ部を用いて電圧を印加し、その後、前記表示電極の他方にその表示電極に対応する電力回収部を用いて電圧を印加した後その表示電極に対応するクランプ部を用いて電圧を印加して１回の放電を発生させる第１の維持ステップと、
前記表示電極の一方にその表示電極に対応する電力回収部を用いて電圧を印加するとともに他方の表示電極にもその表示電極に対応する電力回収部を用いて電圧を印加し、前記表示電極の一方にその表示電極に対応するクランプ部を用いて電圧を印加して１回目の放電を発生させ、その後、前記表示電極の他方にその表示電極に対応するクランプ部を用いて電圧を印加して２回目の放電を発生させる第２の維持ステップと、
前記表示電極のそれぞれに対しその表示電極に対応する電力回収部を用いて電圧を印加した後、その表示電極に対応するクランプ部を用いて電圧を印加して１回の放電を発生させる第３の維持ステップとを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
１フィールド期間を初期化期間、書込み期間および維持期間を有する複数のサブフィールドに分割し、
前記維持パルス発生部は、前記維持期間において、第１の維持ステップを行った後、第２の維持ステップを行うものであることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
少なくとも前記維持パルス発生部の一方は、前記維持期間において、第１の維持ステップまたは第２の維持ステップを所定の回数連続して行った後、第３の維持ステップを挿入して行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
表示すべき画像信号に基づき前記放電セルの点灯率を算出する点灯率算出部をさらに備え、
維持パルス発生部は、点灯率の低いサブフィールドでは第２の維持ステップに対する第１の維持ステップの比率を高くし、点灯率の高いサブフィールドでは第２の維持ステップに対する第１の維持ステップの比率が低くなるように、前記第１の維持ステップと前記第２の維持ステップとの比率を変えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記維持パルス発生部は、点灯率の低いサブフィールドでは維持期間に対する第３の維持ステップの比率を高くし、点灯率の高いサブフィールドでは維持期間に対する前記第３の維持ステップの比率が低くなるように、前記第３の維持ステップを挿入することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記維持パルス発生部のそれぞれの前記クランプ部は、前記表示電極を充電して電圧を印加する際の電力回収用インダクタのインダクタンスと、前記表示電極を放電して電圧を印加する際の電力回収用インダクタのインダクタンスとが異なり、
第２の維持ステップ時において、前記表示電極に電力回収部を用いて電圧を印加する際に、インダクタンスの小さい電力回収用インダクタを用いて充放電する表示電極の電圧印加を、インダクタンスの大きい電力回収用インダクタを用いて充放電する表示電極の電圧印加に先立って開始することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の放電セルを選択的に放電させて画像を表示するプラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速に市場規模を拡大してきたプラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」と略記する）は、大画面、薄型、軽量を特徴とする視認性に優れた表示デバイスである。しかしその発光効率はまだ低く、現在様々な発光効率の向上や消費電力削減技術が提案されている。
【０００３】
パネルの駆動方法により発光効率を上げて消費電力を削減する方法として、例えば、表示パネル内の選択された放電セルに駆動パルスを印加して第１の放電を発生させた後に第２の放電を発生させる駆動手段と、放電セルの点灯率を検出する検出手段と、検出手段により検出された点灯率に応じて第１の放電を発生させた後に第２の放電を発生させるタイミングが変化するように駆動手段を制御する制御手段とを備えた表示装置（例えば、特許文献１参照）が提案されている。この表示装置によれば、点灯率が変化しても安定に放電を行うことができるとともに、投入電力に対する発光効率を向上させて消費電力を低減することができる。
【特許文献１】特許第３２４２０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これら２つの連続した放電、特に第１の放電は個々の放電セルの放電特性や放電条件、駆動回路の回路部品のばらつき等の影響を受けやすく、すべての放電セルで安定して２つの放電を発生させることは容易ではなかった。また、点灯率が同じであっても、点灯パターンが異なる場合には放電電流の流れる経路も異なるので、点灯率だけで２つの放電を安定して制御することは難しかった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、連続した２つの放電を安定して発生させるとともに、発光効率を改善し消費電力を低減した画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の画像表示装置は、一対の表示電極を有する放電セルを複数備えたパネルと、維持放電を発生させるための維持パルスを表示電極に印加するための維持パルス発生部とを備え、維持パルス発生部は表示電極間の静電容量と電力回収用インダクタとの共振により表示電極を充放電して電圧を印加する電力回収部と所定の電源または接地電位に接続して電圧を印加するクランプ部とを有し、表示電極の一方にその表示電極に対応する電力回収部を用いて電圧を印加した後その表示電極に対応するクランプ部を用いて電圧を印加しその後表示電極の他方にその表示電極に対応する電力回収部を用いて電圧を印加した後その表示電極に対応するクランプ部を用いて電圧を印加して１回の放電を発生させる第１の維持ステップと、表示電極の一方にその表示電極に対応する電力回収部を用いて電圧を印加するとともに他方の表示電極にもその表示電極に対応する電力回収部を用いて電圧を印加し表示電極の一方にその表示電極に対応するクランプ部を用いて電圧を印加して１回目の放電を発生させた後表示電極の他方にその表示電極に対応するクランプ部を用いて電圧を印加して２回目の放電を発生させる第２の維持ステップと、表示電極のそれぞれに対しその表示電極に対応する電力回収部を用いて電圧を印加した後その表示電極に対応するクランプ部を用いて電圧を印加して１回の放電を発生させる第３の維持ステップとを有することを特徴とする。この構成により、連続した２つの放電を安定して発生させるとともに発光効率を改善し消費電力を低減した画像表示装置を提供することが可能となる。
【０００７】
また本発明の画像表示装置は、１フィールド期間を初期化期間、書込み期間および維持期間を有する複数のサブフィールドに分割し、維持パルス発生部は維持期間において第１の維持ステップを行った後第２の維持ステップを行ってもよい。
【０００８】
また本発明の画像表示装置は、維持期間において、少なくとも維持パルス発生部の一方が第１の維持ステップまたは第２の維持ステップを所定の回数連続して行った後、第３の維持ステップを挿入して行ってもよい。
【０００９】
また本発明の画像表示装置は、表示すべき画像信号に基づき放電セルの点灯率を算出する点灯率算出部をさらに備え、維持パルス発生部は、点灯率の低いサブフィールドでは第２の維持ステップに対する第１の維持ステップの比率を高くし、点灯率の高いサブフィールドでは第２の維持ステップに対する第１の維持ステップの比率が低くなるように、第１の維持ステップと第２の維持ステップとの比率を変えてもよい。
【００１０】
また本発明の画像表示装置の維持パルス発生部は、点灯率の低いサブフィールドでは維持期間に対する第３の維持ステップの比率を高くし、点灯率の高いサブフィールドでは維持期間に対する第３の維持ステップの比率が低くなるように第３の維持ステップを挿入してもよい。
【００１１】
また本発明の画像表示装置は、維持パルス発生部のそれぞれのクランプ部は、表示電極を充電して電圧を印加する際の電力回収用インダクタのインダクタンスと、表示電極を放電して電圧を印加する際の電力回収用インダクタのインダクタンスとが異なり、第２の維持ステップ時において表示電極に電力回収部を用いて電圧を印加する際に、インダクタンスの小さい電力回収用インダクタを用いて充放電する表示電極の電圧印加を、インダクタンスの大きい電力回収用インダクタを用いて充放電する表示電極の電圧印加に先立って開始してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、連続した２つの放電を安定して発生させるとともに、発光効率を改善し消費電力を低減した画像表示装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態における画像表示装置について、図面を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における画像表示装置に用いるパネルの構造を示す分解斜視図である。パネル１は、ガラス製の前面基板２と背面基板３とを対向配置して、その間に放電空間を形成するように構成されている。前面基板２上には表示電極を構成する走査電極４と維持電極５とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極４および維持電極５を覆うように誘電体層６が形成され、誘電体層６上には保護層７が形成されている。また、背面基板３上には絶縁体層８で覆われた複数のデータ電極９が形成され、データ電極９の間の絶縁体層８上にデータ電極９と平行して隔壁１０が設けられている。また、絶縁体層８の表面および隔壁１０の側面に蛍光体層１１が設けられている。そして、走査電極４および維持電極５とデータ電極９とが交差する方向に前面基板２と背面基板３とを対向配置しており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。
【００１５】
図２は同画像表示装置に用いるパネルの電極配列図である。行方向にｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図１の走査電極４）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極５）が交互に配列され、列方向にｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極９）が配列されている。そして、一対の走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極Ｄｊ（ｊ＝１〜ｍ）とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。なお、図１、図２に示したように、走査電極４と維持電極５とは互いに平行に対をなして形成されているために走査電極４と維持電極５との間に大きな電極間容量Ｃｐが存在する。
【００１６】
図３は本発明の実施の形態における画像表示装置の回路ブロック図である。この画像表示装置は、パネル１、データ電極駆動回路１２、走査電極駆動回路１３、維持電極駆動回路１４、タイミング発生回路１５、画像信号処理回路１８、点灯率算出回路２０および電源回路（図示せず）を備えている。
【００１７】
画像信号処理回路１８は、画像信号ｓｉｇをサブフィールド毎の画像データに変換する。データ電極駆動回路１２はサブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動する。タイミング発生回路１５は水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖをもとにして各種のタイミング信号を発生し、各回路ブロックへ供給している。走査電極駆動回路１３はタイミング信号に基づいて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに駆動電圧波形を供給し、維持電極駆動回路１４はタイミング信号に基づいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに駆動電圧波形を供給する。ここで、走査電極駆動回路１３は後述する維持パルスを発生させるための維持パルス発生部１００を備え、維持電極駆動回路１４にも同様に維持パルス発生部２００を備えている。そして詳細は後述するが、維持パルス発生部１００、２００は第１の維持パルス、第２の維持パルスおよび第３の維持パルスの３種類の維持パルスを発生することができる。
【００１８】
点灯率算出回路２０は、画像信号処理回路１８の画像データをもとにサブフィールド毎の点灯率、すなわち点灯する放電セル数の全放電セル数に対する割合を算出する。点灯率算出回路２０で算出された各サブフィールドの点灯率はタイミング発生回路１５に送られ、タイミング発生回路１５は、点灯率に基づいて第１の維持パルスと第２の維持パルスとを切り替えるように、走査電極駆動回路１３および維持電極駆動回路１４を制御する。
【００１９】
次に、パネルを駆動するための駆動電圧波形とその動作について説明する。本発明の実施の形態においては、１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドは初期化期間、書込み期間、維持期間を有し、維持期間は第１の維持パルスを発生する第１の維持期間と第２の維持パルスを発生する第２の維持期間とを有している。図４は本発明の実施の形態における画像表示装置に用いるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。
【００２０】
初期化期間の前半部では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ１（Ｖ）から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２（Ｖ）に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて１回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄えられるとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上およびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上に正の壁電圧が蓄えられる。ここで、電極上の壁電圧とは電極を覆う誘電体層や蛍光体層上等に蓄積した壁電荷により生じる電圧を指す。
【００２１】
その後、初期化期間の後半部では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを正の電圧Ｖｈ（Ｖ）に保ち、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３（Ｖ）から電圧Ｖｉ４（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて２回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。
【００２２】
なお、サブフィールドによっては初期化期間の前半部を省略してもよく、この場合には直前のサブフィールドの維持期間において維持放電を行った放電セルにおいて初期化放電が発生する。
【００２３】
続く書込み期間では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを一旦Ｖｒ（Ｖ）に保持する。次に、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に表示すべき放電セルのデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加するとともに、１行目の走査電極ＳＣ１に走査パルス電圧Ｖａ（Ｖ）を印加する。このときデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は、外部印加電圧（Ｖｄ−Ｖａ）（Ｖ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧および走査電極ＳＣ１上の壁電圧の大きさが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間および維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ１上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｋ上にも負の壁電圧が蓄積される。このようにして、１行目に表示すべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、正の書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加しなかったデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで順次行い、書込み期間が終了する。
【００２４】
続く維持期間のうち、第１の維持期間では第１の維持ステップと第３の維持ステップとを、第２の維持期間では第２の維持ステップと第３の維持ステップとを行って、書込み放電による壁電荷形成を行った放電セルを選択的に放電させ発光させる。このとき走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間に印加する維持パルスの波形およびそれにともなう放電の詳細については後述することとして、ここでは維持期間における動作の概要を説明する。
【００２５】
まず、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを０（Ｖ）に戻し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）を印加する。このとき書込み放電を起こした放電セルにおいては、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との間の電圧は維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）に走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧の大きさが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間に維持放電が起こり、走査電極ＳＣｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵｉ上に正の壁電圧が蓄積される。このときデータ電極Ｄｋ上にも正の壁電圧が蓄積される。書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧状態が保持される。続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを０（Ｖ）に戻し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）を印加する。すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵｉ上と走査電極ＳＣｉ上との間の電圧が放電開始電圧を超えるので再び維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に維持放電が起こり、維持電極ＳＵｉ上に負の壁電圧が蓄積され走査電極ＳＣｉ上に正の壁電圧が蓄積される。以降同様に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に輝度重みに応じた数の維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。こうして維持期間における維持動作が終了する。
【００２６】
続くサブフィールドにおける初期化期間、書込み期間、維持期間の動作も第１サブフィールドにおける動作とほぼ同様のため、説明を省略する。
【００２７】
次に、維持パルス発生部１００、２００の詳細について説明する。図５は、本発明の実施の形態における画像表示装置の維持パルス発生部１００、２００の回路図である。図５には、電極間容量Ｃｐも同時に示しているが、走査パルスを発生させる回路は省略している。維持パルス発生部１００は電力回収部１１０とクランプ部１２０とから構成されている。電力回収部１１０は、電力回収用のコンデンサＣ１０、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、逆流防止用のダイオードＤ１１、Ｄ１２、電力回収用のインダクタＬ１１、Ｌ１２を有している。ここで、インダクタＬ１１のインダクタンスはＬ１２のインダクタンスよりもわずかに大きな値に設定されている。クランプ部１２０は、電圧値がＶｓ（Ｖ）である電源ＶＳ、スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１４を有している。そしてこれらの電力回収部１１０およびクランプ部１２０は走査パルス発生回路（維持期間中は短絡状態となるため図示せず）を介してパネル１の電極間容量Ｃｐの一端である走査電極４に接続されている。コンデンサＣ１０は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収部１１０の電源として働くようにほぼＶｓ／２（Ｖ）に充電されている。維持パルス発生部２００も維持パルス発生部１００と同様の回路構成であり、電力回収用のコンデンサＣ２０、スイッチング素子Ｑ２１、Ｑ２２、逆流防止用のダイオードＤ２１、Ｄ２２、電力回収用のインダクタＬ２１、Ｌ２２を有する電力回収部２１０と、電源ＶＳ、スイッチング素子Ｑ２３、Ｑ２４を有するクランプ部２２０とから構成されている。そして、維持パルス発生部２００の出力はパネル１の電極間容量Ｃｐの維持電極５に接続されている。なお、ここでも、インダクタＬ２１のインダクタンスはＬ２２のインダクタンスよりもわずかに大きな値に設定されている。
【００２８】
次に、第１の維持期間における第１の維持ステップに用いる維持パルス（以下、「第１の維持パルス」と略記する）について詳細に説明する。図６は本発明の実施の形態における画像表示装置の維持パルス発生部１００、２００の第１の維持パルスを発生させる動作を説明するためのタイミングチャートである。第１の維持パルスの１周期をＴ１〜Ｔ６で示した６つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。
【００２９】
（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると走査電極４側の電荷はインダクタＬ１２、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通してコンデンサＣ１０に流れ始め、走査電極４の電圧が下がり始める。
【００３０】
（期間Ｔ２）
インダクタＬ１２と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ２において走査電極４の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。しかし共振回路の抵抗成分による電力損失のため、維持電極５の電圧は０（Ｖ）にまでは下がりきらない。そして時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ１４をＯＮする。すると走査電極４はスイッチング素子Ｑ１４を通して直接に接地されるため、走査電極４の電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。
【００３１】
さらに、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ２１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２１を通して電流が流れ始め、維持電極５の電圧が上がり始める。
【００３２】
（期間Ｔ３）
インダクタＬ２１と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ３において維持電極５の電圧はＶｓ（Ｖ）付近まで上昇するが、共振回路の抵抗成分による電力損失のため、維持電極５の電圧はＶｓ（Ｖ）にまでは上がりきらない。そして、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ２３をＯＮする。すると維持電極５はスイッチング素子Ｑ２３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、維持電極５の電圧は強制的にＶｓ（Ｖ）まで上昇する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極４−維持電極５間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。
【００３３】
なお、スイッチング素子Ｑ１２は時刻ｔ２以降、時刻ｔ５までにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ２１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生部１００、２００の出力インピーダンスを下げるために、スイッチング素子Ｑ１４は時刻ｔ５直前に、スイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ４直前にＯＦＦすることが望ましい。
【００３４】
（期間Ｔ４〜Ｔ６）
走査電極４に印加される第１の維持パルスと維持電極５に印加される第１の維持パルスとは同じ波形であるため、期間Ｔ４から期間Ｔ６までの動作は期間Ｔ１から期間Ｔ３までの動作で走査電極４と維持電極５とを入れ替えた動作に等しいので説明を省略する。
【００３５】
上述のように、インダクタＬ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２と電極間容量Ｃｐとが形成する共振回路の共振周期の１／２、すなわち期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５の時間を十分長く設定している。本実施の形態においては期間Ｔ１、Ｔ４を１０５０ｎｓ、期間Ｔ２、Ｔ５を１０００ｎｓに設定している。したがって、第１の維持パルスの特徴は電力回収部１１０、２１０の電力回収効率が高く、無効電力を大幅に削減することができる。その反面、期間Ｔ３、Ｔ６の時間が短くなり、後述する第２の維持パルスと比較して、維持放電を継続させるために必要な維持パルス電圧が高くなる傾向がある。特に点灯率が高くなり放電電流が多くなるとこの傾向が顕著になる。
【００３６】
次に、第２の維持期間において、連続した２つの放電を安定して発生させるための第２の維持ステップについて詳細に説明する。図７は本発明の実施の形態における画像表示装置の維持パルス発生部１００、２００の第２の維持ステップに用いる維持パルス（以下、「第２の維持パルス」と略記する）を発生させる動作を説明するためのタイミングチャートである。第２の維持パルスの１周期をＴ１〜Ｔ８で示した８つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。
【００３７】
（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると走査電極４側の電荷はインダクタＬ１２、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通してコンデンサＣ１０に流れ始め、走査電極４の電圧が下がり始める。ここで、インダクタＬ１２と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ３において走査電極４の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。
【００３８】
（期間Ｔ２）
時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ２１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２１を通して電流が流れ始め、維持電極５の電圧が上がり始める。ここでも、インダクタＬ２１と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ４において維持電極５の電圧はＶｓ（Ｖ）付近まで上昇する。
【００３９】
（期間Ｔ３）
上述したように、時刻ｔ３において走査電極４の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。しかし共振回路の抵抗成分による電力損失のため、走査電極４の電圧は０（Ｖ）にまでは下がりきらない。そして時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ１４をＯＮする。すると走査電極４はスイッチング素子Ｑ１４を通して直接に接地されるため、走査電極４の電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。そしてこのとき維持電極５の電圧も十分上昇しているので、走査電極４の電圧の低下が引き金となり第１の放電が発生する。第１の放電がある程度大きくなり放電にともなう紫外線放出量が飽和し始めると、放電に必要な電流が維持電極５側の電力回収部２１０の電流供給能力を超え第１の放電が弱まり始める。そのため放電電流に対する紫外線放出量が飽和せず、発光効率が向上する。
【００４０】
（期間Ｔ４）
時刻ｔ４でスイッチング素子Ｑ２３をＯＮする。すると維持電極５はスイッチング素子Ｑ２３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、維持電極５の電圧は強制的にＶｓ（Ｖ）まで上昇する。するとこのときの電圧上昇が引き金となり、第２の放電が発生する。第２の放電は第１の放電による十分なプライミングが残留している間に発生させるため安定した放電となる。また、第２の放電時には走査電極４は接地電位に、維持電極５は電源ＶＳに接続されているので放電電流が制限されることがなく十分に強い放電となり、維持放電を継続させるために必要な壁電圧を蓄積することができる。また、第２の放電は、放電空間にかかる実効的な電圧が第１の放電により緩和された状態、すなわち比較的電圧が低い状態で放電が行われるので発光効率が向上する。
【００４１】
なお、スイッチング素子Ｑ１２は時刻ｔ３以降、時刻ｔ６までにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ２１は時刻ｔ４以降、時刻ｔ５までにＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生部１００、２００の出力インピーダンスを下げるために、スイッチング素子Ｑ１４は時刻ｔ６直前に、スイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ５直前にＯＦＦすることが望ましい。
【００４２】
なお、走査電極４に印加される第２の維持パルスと維持電極５に印加される第２の維持パルスとは同じ波形であるため、期間Ｔ５から期間Ｔ８までの動作は期間Ｔ１から期間Ｔ４までの動作で走査電極４と維持電極５とを入れ替えた動作に等しいので説明を省略する。
【００４３】
第２の維持ステップを用いた維持放電により発光効率が向上するメカニズムは完全に解明されたわけではないが、第１の放電に関しては紫外線放出量が飽和しなくなるために、また第２の放電に関しては実効的に低い電圧で放電が発生するために、それぞれ発光効率が向上するものと考えることができる。
【００４４】
そして、第２の維持ステップによる維持放電の発光効率を向上させるためには、第１の放電が弱まった後に、出力電圧を再び上昇させて第２の放電を発生させることが望ましく、本実施の形態に用いたパネルの場合は、第１の放電のピークと第２の放電のピークとの時間間隔が５０ｎｓ以上になることが望ましい。また、低い電圧で第２の放電を発生させるためには、第１の放電によるプライミング効果が得られる間に電極に印加する電圧を上昇させて第２の放電を発生させることが望ましく、本実施の形態に用いたパネルの場合は、第１の放電のピークと第２の放電のピークとの時間間隔が４００ｎｓ以下になることが望ましい。
【００４５】
したがって、第１の放電のピークと第２の放電のピークとの時間間隔は、５０ｎｓ以上４００ｎｓ以下であることが望ましい。さらに２つの放電のピークの時間間隔を１００ｎｓ以上２５０ｎｓ以下に設定すると、第１の放電による発光効率をほぼ最大限に大きくすることができるとともに、第２の放電による発光効率も十分に大きくすることができる。本実施の形態においては、維持パルスの繰り返し周期を５．４μｓとし、２つの放電のピークの時間間隔を１５０ｎｓに設定した。また、インダクタＬ１１、Ｌ２１のインダクタンスをインダクタＬ１２、Ｌ２２のインダクタンスよりもおよそ２．５％大きく設定することにより、維持パルスの立ち上がり時における電力回収部１１０、２１０の共振周期の１／２をおよそ１０００ｎｓに、立ち下がり時のそれを１０５０ｎｓにそれぞれ設定した。
【００４６】
図８は第２の維持パルスの印加電圧波形とそのときの発光強度の実測値を示す図である。このように走査電極４および維持電極５の電極端子部における印加電圧波形の実測値は図７に示した電圧波形と異なっている。特に維持パルスの立ち上がり時刻がｔ２またはｔ６から大きく遅れているように見える。これは電極間容量Ｃｐを走査電極４側と維持電極５側との両側から同時に駆動したために、先に電圧が変化し、かつ電圧の変化の大きい電極側の駆動波形に引っ張られ、後に電圧が変化し、かつ電圧の変化の小さい電極側の駆動波形の変化が遅れて見えるためである。しかし、走査電極４に印加する電圧と維持電極５に印加する電圧の差の電圧（図８において、「走査電極−維持電極」で示した電圧）を見ると、走査電極−維持電極間に十分な電圧が印加され、書込み放電を起こした放電セルでは放電開始電圧を超えた後に時刻ｔ３または時刻ｔ７において第１の放電が安定して発生している。このように第１の放電は維持放電すべき放電セルの表示電極間の電圧が表示電極間の放電開始電圧を超えた後に発生するので、データ電極−走査電極間で発生するいわゆる消去放電ではなく、表示電極間で発生する維持放電であることがわかる。そしてその１５０ｎｓ後に第２の放電が安定して発生している。
【００４７】
一般に、第２の維持ステップのように、走査電極側の駆動波形と維持電極側の駆動波形とを同時に変化させ、電極間容量Ｃｐを走査電極４側と維持電極５側との両側から同時に駆動した場合、表示画像の変化等の影響を受けて駆動波形が不安定になりやすい。しかし本実施の形態においては、維持パルスの立ち上がり時の共振周期を決めるインダクタＬ１１、Ｌ２１のインダクタンスを立ち下がり時の共振周期を決めるインダクタＬ１２、Ｌ２２のインダクタンスよりも大きく設定しているので、立ち下がり時の電圧変化は立ち上がり時の電圧変化よりも大きい。さらに期間Ｔ１をおよそ１５０ｎｓに設定し、維持パルスの立ち下がりよりも前に維持パルスの立ち下がりを発生させることにより、維持パルスの立ち下がる電極側に確実に駆動波形を引っ張ることができ、画像の表示状態等の影響を受けることなく、図８に示したように安定した駆動波形を得ることができる。また、維持パルスの立ち下がる電極側に駆動波形を引っ張ることにより、維持パルス電圧のマージンを広げる効果があることも実験的に確かめられている。
【００４８】
このように、第２の維持ステップによる維持放電の発光効率は２つの放電のピークの時間間隔が最適な値に安定して設定されていることが望ましい。特に最初の放電である第１の放電は個々の放電特性の影響を受けやすく、また、点灯率等の駆動条件の影響も受けやすいので、所望の時刻に正確に第１の放電を発生させるのは容易ではないが、本発明の実施の形態においては、走査電極と維持電極とに印加する維持パルスの立ち上がりともう一方の電極に印加する維持パルスの立ち下がりとを時間的に重ね、一方の電極を電源電圧または接地電位にクランプして第１の放電を発生させることにより、第１の放電を所望の時刻に安定的に発生させることができる。その後、他方の電極を接地電位または電源電圧にクランプして第２の放電を発生させることにより第２の放電の発生時刻も制御することができ、その結果、２つの放電の時間間隔を所望の時間間隔で安定的に発生させることができる。
【００４９】
上述したように、第２の維持ステップによる維持放電の特徴は、第１の維持ステップによる維持放電に比較して発光効率が高くなることである。さらに、第２の維持ステップによる維持放電は放電電流が分散されるため、維持放電を継続させるために必要な維持パルス電圧が比較的低くなるという利点も持つ。その反面、維持パルス発生部１００と維持パルス発生部２００との出力が干渉するため、第１の維持パルスを発生させる場合と比較して、無効電力が増加する傾向がある。
【００５０】
本発明の実施の形態における画像表示装置は、上述した第１の維持ステップおよび第２の維持ステップのそれぞれの長所を生かすために、維持期間を、第１の維持ステップを用いた維持放電を発生させる第１の維持期間と第２の維持ステップを用いた維持放電を発生させる第２の維持期間とで構成し、各サブフィールドにおける点灯率を算出し、点灯率が低いときは第１の維持期間を長く設定し、点灯率が高くなるにつれて第２の維持期間が長くなるように設定している。図９は、本発明の実施の形態の画像表示装置において、点灯率に対する第１の維持期間と第２の維持期間との比率の一例を示す図である。本実施の形態においては、維持期間の最後の数パルス分を常に第２の維持期間とし、点灯率が０％〜４３．９％のサブフィールドでは残りの維持期間を第１の維持ステップを用いた維持放電を行う。点灯率が４３．９％〜４４．７％のサブフィールドでは残りの維持期間の最初の３／４の期間で第１の維持ステップを用い、残りの１／４の期間で第２の維持ステップを用いた維持放電を行う。点灯率が４４．７％〜４５．５％のサブフィールドの維持期間では最初の１／２の期間で第１の維持ステップを用い、残りの１／２の期間で第２の維持ステップを用いた維持放電を行う。そして、点灯率が４５．５％〜４６．２％のサブフィールドの維持期間では最初の１／４の期間で第１の維持ステップを用い、残りの３／４の期間で第２の維持ステップを用いた維持放電を行う。さらに、点灯率が４６．２％〜１００％のサブフィールドの維持期間では第２の維持ステップを用いた維持放電を行う。
【００５１】
このように維持期間を点灯率に応じて２つに分割し、第１の維持期間では第１の維持パルスを、第２の維持期間では第２の維持パルスを走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間に印加して維持放電を発生させることにより、視覚的に違和感なく２つの維持パルスの比率を変化させることができる。また、維持パルスの最後の数パルスを常に第２の維持パルスとすることにより、維持期間の最後の維持放電が安定し、続く初期化動作も安定させることができる。
【００５２】
以上のように、第１の維持ステップおよび第２の維持ステップを用いた維持放電によれば、それぞれの維持ステップの長所を生かした効率のよい放電を発生させることができる。しかし、何らかの理由で表示電極上の壁電圧にばらつきが生じてしまった場合、壁電圧のばらつきから輝度のばらつきを生じる恐れがあった。本発明の実施の形態においては、仮に壁電圧にばらつきが生じてしまっても、壁電圧を安定させて維持放電を安定して継続させるための第３の維持ステップを行う維持パルス（以下、「第３の維持パルス」と略記する）を第１の維持パルスおよび第２の維持パルスの列の中に挿入している。そして、少なくとも表示電極の一方に、第１の維持ステップまたは第２の維持ステップを所定の回数連続して行う毎に、第３の維持ステップを挿入して行っている。
【００５３】
次に第３の維持パルスについて説明する。図１０は本発明の実施の形態における第３の維持パルスの詳細を示すタイミングチャートである。第３の維持パルスは第１の維持パルスまたは第２の維持パルスの数回に対して１回の割合で挿入するだけで壁電圧を安定させる効果がある。図１０では、第２の維持パルス列の中に、第３の維持パルスが維持電極側に１パルス分挿入されているものとして以下に説明するが、もちろん第１の維持パルス列の中に第３の維持パルスを挿入してもよく、また第３の維持パルスを挿入するのは走査電極側でも同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると走査電極４側の電荷はインダクタＬ１２、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通してコンデンサＣ１０に流れ始め、走査電極４の電圧が下がり始める。ここで、インダクタＬ１２と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ３において走査電極４の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。
【００５５】
（期間Ｔ２）
時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ２１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２１を通して電流が流れ始め、維持電極５の電圧が上がり始める。ここでも、インダクタＬ２１と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後において維持電極５の電圧はＶｓ（Ｖ）付近まで上昇する。ここまでは第２の維持パルスと同じである。
【００５６】
（期間Ｔ３）
第３の維持パルスが第２の維持パルスと大きく異なるところは、走査電極４と維持電極５との間で維持放電が発生する前にスイッチング素子Ｑ２３とスイッチング素子Ｑ１４とをＯＮするところである。本実施の形態においては、時刻ｔ４まで待たずにスイッチング素子Ｑ２３をＯＮする。すなわち、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ１４をＯＮするとともに、スイッチング素子Ｑ２３をＯＮする。時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ１４をＯＮすると、走査電極４はスイッチング素子Ｑ１４を通じて直接に接地されるため、走査電極４の電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。同時にスイッチング素子Ｑ２３をＯＮするので維持電極５はスイッチング素子Ｑ２３を通して直接に電源ＶＳへ接続され、維持電極５の電圧は強制的にＶｓ（Ｖ）まで上昇する。すると走査電極４の電圧低下と維持電極５の電圧上昇が引き金となり、書込み放電を起こした放電セルでは放電開始電圧を超え維持放電が発生する。このときの維持放電は非常に強くかつパルス持続時間（図１０における期間Ｔ３の時間）も長いので、放電セル内部の電界を緩和できるだけの壁電荷が蓄積される。したがって、何らかの理由で壁電圧にばらつきが生じた場合であっても、第３の維持パルスを用いて放電を発生させることにより壁電圧を安定させることができる。
【００５７】
ここで、スイッチング素子Ｑ１２は時刻ｔ３以降、時刻ｔ６までにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ２１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ５までにＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生部１００、２００の出力インピーダンスを下げるために、スイッチング素子Ｑ１４は時刻ｔ６直前に、スイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ５直前にＯＦＦすることが望ましい。
【００５８】
なお、スイッチング素子Ｑ２１およびスイッチング素子Ｑ２３を制御するタイミングは上述したものに限られるわけではなく、走査電極４と維持電極５との間で維持放電が発生する前にスイッチング素子Ｑ２３とスイッチング素子Ｑ１４とをＯＮすればよい。図１１は他の実施の形態における第３の維持パルスを示すタイミングチャートである。図１１（ａ）は時刻ｔ１においてスイッチング素子Ｑ１２をＯＮすると同時にスイッチング素子Ｑ２１もＯＮし、時刻ｔ３以前の時刻ｔ３’においてスイッチング素子Ｑ１４とスイッチング素子Ｑ２３とを同時にＯＮした場合を示している。このように制御することによりパルス持続時間がさらに長くなり、壁電圧もより安定させることができる。図１１（ｂ）はスイッチング素子Ｑ１２をＯＮする時刻とスイッチング素子Ｑ２１をＯＮする時刻は同時ではなく、また、スイッチング素子Ｑ１４をＯＮする時刻とスイッチング素子Ｑ２３をＯＮする時刻も同時ではないが、維持放電が発生する前にスイッチング素子Ｑ２３とスイッチング素子Ｑ１４とをＯＮしている。これら以外のタイミングを持つ維持パルスも可能であるが、いずれの場合においても走査電極４と維持電極５との間で維持放電が発生する前にスイッチング素子Ｑ２３とスイッチング素子Ｑ１４とをＯＮしており、そのため第３の維持パルスによる維持放電は第２の維持パルスによる放電と異なり、１回の強い放電となる。
【００５９】
以上に説明したように、第１の維持ステップまたは第２の維持ステップを用いて維持放電を発生させているときに何らかの理由で壁電圧にばらつきが生じた場合であっても、第３の維持ステップを用いて放電を発生させることにより壁電圧を安定させることができる。その反面、第３の維持パルスはクランプ部１２０、２２０を用いて強制的に電圧をクランプするので電力回収率が低く、第１の維持パルスに比べて無効電力が増大する傾向がある。
【００６０】
次に第３の維持ステップを第１の維持ステップあるいは第２の維持ステップに挿入する具体的な方法について説明する。例えば第１の維持ステップ４回に対し第３の維持ステップを１回挿入する、あるいは第２の維持ステップ３回に対し第３の維持ステップを１回挿入するというように、第３の維持ステップの比率を一定として挿入してもよい。しかしながら、維持期間における放電セルの点灯率が大きくなると壁電圧のばらつきが大きくなって輝度のばらつきが目立つ傾向があるので、点灯率に応じて第３の維持ステップの比率を制御すると効果的である。すなわち、点灯率の高いサブフィールドでは第１または第２の維持ステップの中に挿入する第３の維持ステップの比率も高く、点灯率の低いサブフィールドでは第３の維持ステップの比率も低くなるように制御する。図１２は本発明の実施の形態における画像表示装置の維持パルスを模式的に示す図であり、図１２（ａ）は第２の維持ステップの比率が１／３、すなわち所定の回数＝２回、図１２（ｂ）は同ステップの比率が１／４、すなわち所定の回数＝３回、図１２（ｃ）は同ステップの比率が１／６、すなわち所定の回数＝５回のときの維持パルスを示したものである。そして、例えば点灯率が０％〜５％では第３の維持ステップの比率が０、点灯率が５％〜２０％では同ステップの比率が１／６、点灯率が２０％〜５０％では同ステップの比率が１／４、点灯率が５０％以上では同ステップの比率が１／３になるように制御されている。図１２には第２の維持パルス列に第３の維持パルスが挿入されている電圧波形を示したが、第１の維持パルス列に第３の維持パルスが挿入される場合も同様である。
【００６１】
以上のように、第１の維持ステップおよび第２の維持ステップを用いた維持放電によれば、それぞれの維持ステップの長所を生かした効率のよい維持放電を発生させることができる。さらに第１の維持ステップまたは第２の維持ステップの中に第３の維持ステップを点灯率に応じて挿入することにより、何らかの理由で表示電極上の壁電圧にばらつきが生じた場合であっても壁電圧を安定させ維持放電を安定して継続させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の画像表示装置は、連続した２つの放電を安定して発生させるとともに点灯率に応じた放電制御を行い、発光効率を改善できるので、パネルを用いた画像表示装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態における画像表示装置に用いるパネルの構造を示す分解斜視図
【図２】同画像表示装置に用いるパネルの電極配列図
【図３】同画像表示装置の回路ブロック図
【図４】同画像表示装置に用いるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形図
【図５】同画像表示装置の維持パルス発生部の回路図
【図６】同画像表示装置の第１の維持パルスの詳細を示すタイミングチャート
【図７】同画像表示装置の第２の維持パルスの詳細を示すタイミングチャート
【図８】同画像表示装置の第２の維持パルスの印加電圧波形とそのときの発光強度の実測値を示す図
【図９】同画像表示装置の点灯率に対する第１の維持期間と第２の維持期間との比率の一例を示す図
【図１０】同画像表示装置の第３の維持パルスの詳細を示すタイミングチャート
【図１１】他の実施の形態における第３の維持パルスを示すタイミングチャート
【図１２】本発明の実施の形態における画像表示装置の維持パルスを模式的に示す図
【符号の説明】
【００６４】
１    パネル
２    前面基板
３    背面基板
４    走査電極（表示電極）
５    維持電極（表示電極）
９    データ電極
１２    データ電極駆動回路
１３    走査電極駆動回路
１４    維持電極駆動回路
１５    タイミング発生回路
１８    画像信号処理回路
２０    点灯率算出回路
１００，２００    維持パルス発生部
１１０，２１０    電力回収部
１２０，２２０    クランプ部
【図１】
2006349805.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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