(57)【要約】【課題】データ電極に電圧波形を印加することによる電力損失の増加を抑え、装置全体としての効率が改善されるプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。【解決手段】１フィールドを発光維持期間を有する複数のサブフィールドで構成するとともに、前記サブフィールドに対し重み付けを行い、前記重み付けのＮ倍の数の駆動パルスを出力し、各画素において発光維持するための駆動パルスの数を調整することで階調表現を行うように構成し、かつ前記発光維持期間においてデータ電極にデータ電圧波形を印加するとともに、前記Ｎの値によって発光維持期間に印加するデータ電圧波形の印加回数を変化させるように構成したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フィールドを発光維持期間を有する複数のサブフィールドで構成するとともに、前記サブフィールドに対し重み付けを行い、前記重み付けのＮ倍の数の駆動パルスを出力し、各画素において発光維持するための駆動パルスの数を調整することで階調表現を行うように構成し、かつ前記発光維持期間においてデータ電極にデータ電圧波形を印加するとともに、前記Ｎの値によって発光維持期間に印加するデータ電圧波形の印加回数を変化させるように構成したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項２】
発光維持期間においてデータ電極にパルス状電圧波形を印加す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装置。
【請求項３】
発光維持期間中に走査電極または維持電極に印加する電圧波形と同期したデータ電圧波形をデータ電極に印加する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、放電を制御することにより画像を表示するプラズマディスプレイ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５にプラズマディスプレイ装置に用いるプラズマディスプレイパネル（以下パネルという）の一部斜視図を示す。図５に示すように、第１のガラス基板１上には誘電体層２および保護膜３で覆われた走査電極４と維持電極５とが対を成して互いに平行に付設されている。第２のガラス基板６上には絶縁体層７で覆われたデータ電極８が付設され、データ電極８の間の絶縁体層７上にデータ電極８と平行して隔壁９が設けられている。また、絶縁体層７の表面からと隔壁９の側面にかけて蛍光体１０が設けられ、走査電極４および維持電極５とデータ電極８とが直交するように第１のガラス基板１と第２のガラス基板６とが放電空間１１を挟んで対向して配置されている。また、放電空間１１には放電ガスが封入されている。また、隣接する２つの隔壁９に挟まれ、データ電極８と対向する走査電極４と維持電極５との交差部の放電空間には放電セル１２が構成されている。
【０００３】
図６に従来のプラズマディスプレイ装置の構成図を示す。図６において、２１はパネル、２２は走査電極４に電圧波形を印加する走査駆動回路、２３は維持電極５に電圧波形を印加する維持駆動回路、２４はデータ電極８に電圧波形を印加するデータ駆動回路、２５は前記各駆動回路に所定の信号波形を供給するサブフィールド変換回路である。
【０００４】
図７に従来のプラズマディスプレイ装置の階調表現方法を示している。プラズマディスプレイ装置は、放電現象を利用しているため放電セル１２は点灯および非点灯の２つの状態しか持たない。従って中間調の階調表現を行うために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に発光輝度に対応した重み付けを行い、各フィールド毎に発光の有無を制御することで階調表現をしている。例えば、図７に示すように１フィールドを８つのサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドＳＦ１からＳＦ８の発光輝度の重みを「１」、「２」、「４」、「８」、「１６」、「３２」、「６４」、「１２８」として配置する。階調「１５」を表現する場合、ＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３およびＳＦ４における書き込み期間において書き込み動作を行うことにより、サブフィールドそれぞれの重みである「１」、「２」、「４」および「８」に相当する発光維持動作が行われ、階調「１５」が表現される。また階調「１６」を表現する場合は、ＳＦ５においてのみ書き込み動作を行うことで階調「１６」に相当する発光維持動作が行われる。
【０００５】
図８および図９にプラズマディスプレイ装置の駆動に関する１フィールドにおける時間割構成図と駆動波形の標準形を示す。図８に示すように、例えば１フィールドをＳＦ１からＳＦ８までの８つのサブフィールドで構成する場合、サブフィールドＳＦ１からＳＦ８は順番に処理され、全ての処理は１フィールドの期間内で行われる。
【０００６】
図８を用いて、この駆動波形の標準形について説明する。この駆動波形の標準形において１フィールドは複数のサブフィールド、例えば８つのサブフィールドで構成されており、これらのサブフィールドはそれぞれ書き込み期間、発光維持期間および消去初期化期間で構成され、１フィールドは最初にある初期化期間、それに続く複数のサブフィールドから構成されている。
【０００７】
次に各サブフィールドにおける処理について説明する。書き込み期間においては水平方向の走査電極４が順次走査され、データ電極８からパルスを受けた放電セルのみに所定の書き込み動作が行われる。例えばサブフィールドＳＦ１を処理している場合、図７に示すサブフィールドＳＦ１のうち、“１”で表示されている放電セルは書き込み動作が行われ、空欄で表示されている放電セルは書き込み動作は行われない。発光維持期間においては走査電極および維持電極に各サブフィールドに重み付けされた値に応じた発光維持用の発光維持パルスが印加され、発光維持パルスと同数の電圧パルスがデータ電極に印加される。“１”で表示され書き込み動作が行われた放電セルは各発光維持パルスに対し放電が起こり、１回の放電で所定の放電セルに対して所定の輝度を得ることができる。サブフィールドＳＦ１においては重み付けが“１”であるので“１”のレベルの輝度が得られる。またサブフィールドＳＦ２においては重み付けが“２”であるので“２”のレベルの輝度が得られる。
【０００８】
以上のように書き込み期間は発光する放電セルを選択する期間であり、発光維持期間は各サブフィールドの重み付けに応じた回数の維持発光が行われる期間である。すなわち図８に示す各サブフィールドＳＦ１からＳＦ８が、例えばそれぞれ「１」、「２」、「４」、「８」、「１６」、「３２」、「６４」および「１２８」の重み付けがなされている場合、各放電セルにおいて輝度レベルは０から２５５までの全２５６段階で調整することができる。
【０００９】
ここで、全体的に明るい輝度の画面においては映像信号から得られる発光維持パルスをそのまま用いても明るい映像を得ることができるが、全体的に暗い輝度の画面においては映像信号から得られる発光維持パルスをそのまま用いた場合、非常に暗い画面となり、貧弱な映像の表現になってしまう。人間の眼の構造も明るいところでは瞳孔が小さくなり、光の入る量を絞るが、暗くなると瞳孔が連続的に大きくなりより多くの光を取りこもうとする。これと同様な効果を得るために画面全体が暗くなれば画面全体に同じ割合で発光維持パルスを増やし、画面全体を明るくし、暗い雰囲気は保ちつつ、しっかりとした映像の表現を得る方法が知られている。これに関して画面全体の明るさについて明るい場合から暗い場合に段階的に、複数段、例えば「明るい」、「やや明るい」、「暗い」の３段階に分けた場合、「明るい」場合の発光維持パルス数はそのままの１倍モードを用い、「やや明るい」場合は発光維持パルスを２倍にした２倍モード（図８）、また「暗い」場合は発光維持パルスを３倍にした３倍モード（図９中の括弧内の数字）を用いる。
【００１０】
また、発光維持期間中には特許文献１のように、発光維持期間に走査電極４および維持電極５にパルス状電圧波形を印加すると同時に、データ電極８に正の細線パルスを印加し、走査電極４と維持電極５のうち、負の壁電荷が形成されている電極とデータ電極８との間で、壁電荷を消滅させない程度の放電を起こし、これをトリガーにして走査電極４と維持電極５との間で維持放電を起こすことにより、発光効率を改善する駆動方法が知られている。図８および図９においてもデータ電極８にデータ電圧パルスを印加している。
【００１１】
図１０に各サブフィールドの重み付けと発光維持パルス数、図１１に主な倍数モードにおける各サブフィールドの重み付けと発光維持パルス数および発光維持期間においてデータ電極に印加されるデータ電圧パルス数の変化に対するテーブルを示す。図１０に示すように、例えば最大倍数を３倍とした場合、明るさを連続的に変化させるために、発光維持パルスを整数倍するだけでなく小数点を含む倍数で変化させる。発光維持パルスの数は各サブフィールドの重み付けに倍数を掛けたものであるのが原則であるが、倍数が小数点を含んでいる場合は、発光維持パルス数が整数値ではなく小数点を含む値になる。この場合の発光維持パルス数の小数点以下の値は、図１０に示すように四捨五入する場合の他に、切り捨て、繰り上げのいずれかを行う。従って発光維持回数は常に整数値となる。また図１１に示すように発光維持期間にデータ電極８に印加されるデータ電圧パルスの数は発光維持パルス数と同数である。
【００１２】
このように発光維持パルスを段階的に変化させ、更にこの段階数を多くすることで画面を見ている者に明るさの変化を感じさせること無く明るさを調整することができる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−１４３２４５号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、発光維持期間においてデータ電極８に走査電極４および維持電極５に印加されるパルス状電圧波形と同時に、そして同数だけ電圧波形を印加することで発光効率を改善する場合、画面全体が明るい場合に用いる１倍モードの場合では発光維持回数が少ないため、発光効率の改善がプラズマディスプレイ装置全体の効率改善に有効に作用するが、これに対し画面全体が暗い場合に用いる、例えば３倍モードの場合での発光維持回数は１倍モードの場合の３倍であるため、データ電極８に電圧パルスを印加することにより、パネルの浮遊容量を充放電する際に回路で消費される電力損失の増加分の影響が大きくなり、装置全体としての効率が改善されず、パネル容量や駆動回路によってはデータ電極８に電圧波形を印加しない場合に比べて逆に効率が劣化してしまうという問題があった。
【００１５】
本発明は上記の課題に対して、あらゆる倍数モードで駆動する場合においても、データ電極に電圧波形を印加することによる電力損失の増加を抑え、装置全体としての効率が改善されるプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明は、１フィールドを発光維持期間を有する複数のサブフィールドで構成するとともに、前記サブフィールドに対し重み付けを行い、前記重み付けのＮ倍の数の駆動パルスを出力し、各画素において発光維持するための駆動パルスの数を調整することで階調表現を行うように構成し、かつ前記発光維持期間においてデータ電極にデータ電圧波形を印加するとともに、前記Ｎの値によって発光維持期間に印加するデータ電圧波形の印加回数を変化させるように構成したことを特徴とする。
【００１７】
また、発光維持期間においてデータ電極にパルス状電圧波形を印加するものである。さらに、データ駆動回路は、発光維持期間中に走査電極または維持電極に印加する電圧波形と同期したデータ電圧波形をデータ電極に印加するものである。
【００１８】
この構成により、発光維持期間においてデータ電極に電圧波形を印加する場合、あらゆる倍数モードで駆動する場合において、データ電極に電圧波形を印加することによる電力損失の増加を抑え、高い倍数モードの場合における装置全体としての効率の劣化を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置について、図１〜図４の図面を用いて説明する。
【００２０】
図１に本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置の構成図を示しており、図１において、図５、図６に示す部分と同一部分については同一番号を付している。プラズマディスプレイ装置は、パネル２１、走査電極４に電圧波形を印加する走査駆動回路２２、維持電極５に電圧波形を印加する維持駆動回路２３、データ電極８に電圧波形を印加するデータ駆動回路２４、前記各駆動回路に所定の信号波形を供給するサブフィールド変換回路２５、信号レベル検出手段３１、および維持パルス数設定手段３２を有している。信号レベル検出手段３１、維持パルス数設定手段３２およびサブフィールド変換回路２５は、映像データの入力側からパネル２１までの経路に順に配置されている。
【００２１】
走査駆動回路２２は、パネル２１内部の全放電セルにおいて安定した初期化放電、書き込み放電、発光維持放電および消去放電を行うことができるように、各サブフィールドの発光維持期間を含む初期化期間、書き込み期間および消去期間において、それぞれ初期化動作用、発光維持動作用、書き込み動作用および消去動作用パルスを発生する。
【００２２】
また、維持駆動回路２３はパネル２１内部の全放電セルにおいて安定した初期化放電、書き込み放電、発光維持放電および消去放電を行うことができるように、各サブフィールドの発光維持期間を含む初期化期間、書き込み期間および消去期間において、それぞれ初期化動作用、発光維持動作用、書き込み動作用および消去動作用パルスを発生する。
【００２３】
また信号レベル検出手段３１は入力される映像データに応じてピークレベルまたは平均輝度レベルを検出し維持パルス数設定手段３２に出力する。維持パルス数設定手段３２は信号レベルに応じて各サブフィールドの重み付けに対する倍数を決定し後段のサブフィールド変換回路２５に出力する。またサブフィールド変換回路２５は階調に応じて書き込みを行うサブフィールドを決定しデータ駆動回路２４に出力する。
【００２４】
データ駆動回路２４はパネル２１内部の全放電セルにおいて書き込み放電を行うことができるように、各サブフィールドの書き込み期間にサブフィールド変換回路２５を介して入力される映像信号に応じて、オンまたはオフする書き込み電圧パルスを発生する。また、各サブフィールドの維持期間には維持動作に作用する電圧パルスを発生する。これにより、所定の放電セルにおいて初期化動作、発光維持動作、書き込み動作および消去初期化動作が行われ、パネルに映像が映し出される。
【００２５】
図２に、プラズマディスプレイ装置の１フィールドにおける駆動時間割構成および駆動波形図を示す。また、図３にパネル２１の駆動における各サブフィールドの重み付けと発光維持パルス数および発光維持期間に印加されるデータ電圧パルス数の変化に対するテーブルを示す。本発明においては、１フィールドを構成する複数のサブフィールドに対し重み付けを行い、重み付けのＮ倍の数の駆動パルスを出力し、入力される画像情報により重み付け倍数Ｎの値を変化させ、各画素において発光維持する全駆動パルス数によって明るさを調整することで階調表現を行い、発光維持期間においてデータ電極にデータ電圧波形を印加し、Ｎの値によって発光維持期間に印加するデータ電圧波形の印加回数を変化させるものである。
【００２６】
図２に示すように、１フィールドは８つのサブフィールドで構成されており、これらのサブフィールドはそれぞれ書き込み期間、発光維持期間および消去初期化期間で構成され、１フィールドは最初にある初期化期間、それに続く複数のサブフィールドから構成されている。サブフィールドＳＦ１からＳＦ８は順番に処理され、全ての処理は１フィールドの期間内で行われる。
【００２７】
各サブフィールドにおける書き込み期間には走査電極４に書き込みパルスが印加されることで順次走査され、データ電極８からパルスを受けた放電セル１２のみに所定の書き込み動作が行われる。次に書き込み動作が行われた放電セル１２では発光維持期間において走査電極４および維持電極５に駆動パルスを印加することで各サブフィールドに与えられた重み付けの値に従って発光維持動作が行われる。このとき、走査電極４および維持電極５に駆動パルスを印加するのと同時にデータ電極８にデータ電圧パルスを印加することで、走査電極４と維持電極５との間での発光維持放電に先立ち走査電極４と維持電極５のどちらかとデータ電極８との間で放電が起こる。これにより、データ電圧パルスを印加しない場合に比べて、発光の効率を高めることができる。
【００２８】
また、図２に示すようにサブフィールドＳＦ２の重み付けが“４”である場合、サブフィールドＳＦ２の発光維持期間では走査電極４および維持電極５にはそれぞれ４回の駆動パルスが印加され、走査電極４と維持電極５との間で発光維持放電が起こることによって“４”のレベルの輝度が得られる。同様にサブフィールドＳＦ３においては“８”のレベルの輝度が得られる。
【００２９】
以上のように書き込み期間は発光する放電セルを選択する期間であり、発光維持期間は各サブフィールドの重み付けに応じた回数の維持発光が行われる期間である。すなわち、図２に示すように各サブフィールドＳＦ１からＳＦ８の重み付けが「１」、「２」、「４」、「８」、「１６」、「３２」、「６４」および「１２８」で与えられる場合、各放電セルにおいて輝度レベルは０から２５５までの全２５６段階で調整することができる。
【００３０】
また、発光維持パルス数が画面全体の輝度レベルに関係無く一定数である場合、画面全体が暗い場合に画面全体が明るい場合に比べ輝度レベルが低く見え非常に暗く見えるため、図２に示すように各サブフィールドに与えられた重み付けと同数の駆動パルスを走査電極４および維持電極５に印加する場合を１倍モードとした場合に、画面全体の明るさに応じて発光維持パルス数を１倍モードから３倍モードまでの間で増減することで、画面全体が暗い場面においてもしっかりとした画像を得ることができる。すなわち、画面全体が明るい場合には各サブフィールドの重み付けに従い、発光維持パルス数はそのままの１倍モードを用い、画面全体が暗い場合は発光維持パルスを３倍にした３倍モードを用いる。
【００３１】
ここで、データ電極８にデータ電圧パルスを印加する場合、パネルの浮遊容量の充放電によって駆動回路で損失される電力は、データ電圧パルスを印加する回数に比例して増加する。したがって３倍モードを用いる場合のデータ電圧パルス印加による電力損失は、１倍モードを用いる場合に比べて３倍となる。この場合、発光維持期間にデータ電極８にデータ電圧パルスを印加することによる発光効率の増加分よりも電力損失の増加分の方が装置全体に及ぼす影響が大きく、その結果装置としての効率が効果的に増加しない。
【００３２】
これに対し、図３に示すように１倍モードを用いる場合、データ電極８に印加するデータ電圧パルス数は維持パルス数と同じであるが、例えば３倍モードを用いる場合、維持パルスは１フィールドで合計７６５回印加されるのに対し、データ電圧パルスは１フィールドで合計５３６回印加される場合、データ電圧パルスを印加することによる電力損失の増加を抑えることができる。これにより、発光維持期間においてデータ電極８に電圧波形を印加する場合に、あらゆる倍数モードで駆動する場合において、データ電極８に電圧波形を印加することによる電力損失の増加を抑え、高い倍数モードの場合における装置全体としての効率の劣化を防止することができる。
【００３３】
なお、重み付け倍数の最大値は必ずしも３倍である必要はなく、５倍、１０倍および６．５倍のように小数点を含む値であっても同様の効果を得ることができる。また重み付け倍数の変化の割合も０．１２５の等刻みである必要はなく、他の値または等刻みでなくても同様の効果を得ることができる。またサブフィールド数および各サブフィールドの重み付けの値も必ずしも図２および図３に示す値である必要はなくサブフィールド数によらず、また各サブフィールドの発光維持期間における維持発光の組み合わせによって階調を表現できる重み付けの値であれば同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、維持パルスの印加数に対してデータ電圧パルスの印加数を少なくする場合、必ずしも時間的に後方から減らす必要はなく、図４に示すように時間的にランダムに減らす場合、時間的に前方から減らす場合、または特定のＳＦに対してのみ印加数を減らした場合でも同様の効果を得ることができる。また、維持パルスの印加数に対するデータ電圧パルスの印加数の割合も、必ずしも一定の値である必要はなく、それぞれの倍数に対して、個々の割合で印加数を決定しても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、１フィールドを発光維持期間を有する複数のサブフィールドで構成するとともに、前記サブフィールドに対し重み付けを行い、前記重み付けのＮ倍の数の駆動パルスを出力し、各画素において発光維持するための駆動パルスの数を調整することで階調表現を行うように構成し、かつ前記発光維持期間においてデータ電極にデータ電圧波形を印加するとともに、前記Ｎの値によって発光維持期間に印加するデータ電圧波形の印加回数を変化させるように構成したものであり、発光維持期間においてデータ電極に電圧波形を印加する場合に、あらゆる倍数Ｎで駆動する場合においても、データ電極に電圧波形を印加することによる電力損失の増加を抑え、高い倍数モードの場合における装置全体としての効率の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置の構成図
【図２】本発明のプラズマディスプレイ装置の１フィールドにおける駆動時間割構成および駆動波形を示す説明図
【図３】同じく各サブフィールドの重み付けと発光維持パルス数および発光維持期間のデータ電圧パルス数の変化を示す説明図
【図４】本発明の他の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の１フィールドにおける駆動時間割構成および駆動波形を示す説明図
【図５】プラズマディスプレイパネルを示す斜視図
【図６】従来のプラズマディスプレイ装置の構成図
【図７】従来のプラズマディスプレイ装置における階調表現方法を示す説明図
【図８】従来のプラズマディスプレイ装置におけるプラズマディスプレイ装置の１フィールドにおける駆動時間割構成および駆動信号を示す説明図
【図９】従来のプラズマディスプレイ装置におけるプラズマディスプレイ装置の１フィールドにおける駆動時間割構成および駆動信号を示す説明図
【図１０】従来のプラズマディスプレイ装置における各サブフィールドの重み付けと発光維持パルス数の変化を示す説明図
【図１１】従来のプラズマディスプレイ装置における主な倍数モードにおける各サブフィールドの重み付けと発光維持パルス数および発光維持期間のデータ電圧パルス数の変化を示す説明図
【符号の説明】
４  走査電極
５  維持電極
８  データ電極
１２  放電セル
２１  パネル
２２  走査駆動回路
２３  維持駆動回路
２４  データ駆動回路
２５  サブフィールド変換手段
３１  信号レベル検出手段
３２  維持パルス数設定手段
【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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【図１０】
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【図１１】
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