(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル内で高周波により対向放電を発生させて表示を行うプラズマ表示装置であって、
数百ＭＨｚの高周波信号を印加する高周波電極が複数設けられた表示パネルと、
前記高周波信号を周波数が時間的に変動するように生成する変動高周波生成手段と
を備えているプラズマ表示装置。
【請求項２】
前記高周波信号の周波数は、所定の周波数範囲内にて均等に分散される請求項１記載のプラズマ表示装置。
【請求項３】
前記変動高周波生成手段は、周波数変動に対応する電圧信号を発生する信号発生器と、前記電圧信号の変化に応じて周波数を変化させて高周波信号を生成する電圧制御発振器とを含んで構成されている請求項１記載のプラズマ表示装置。
【請求項４】
前記信号発生器は、三角波を生成する請求項３記載のプラズマ表示装置。
【請求項５】
前記信号発生器は、ランダム信号を生成する請求項３記載のプラズマ表示装置。
【請求項６】
数百ＭＨｚの高周波信号を印加する高周波電極が複数設けられた表示パネルと、前記高周波信号を周波数が時間的に変動するように生成する変動高周波生成手段とを備え、セル内で高周波により対向放電を発生させて表示を行うプラズマ表示装置の駆動方法であって、
前記変動高周波生成手段により周波数が時間的に変動する高周波信号を生成し、この高周波信号を高周波電極に印加することにより、前記表示パネルにおいて発光表示を行うプラズマ表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記高周波信号の周波数を、所定の周波数範囲内にて均等に分散させる請求項６記載のプラズマ表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記高周波信号の周波数を、時系列的に三角波で表されるように変動させる請求項７記載のプラズマ表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記高周波信号の周波数を、ランダムに変動させる請求項６記載のプラズマ表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波放電を利用して表示を行うプラズマ表示装置およびその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel) は、テレビジョン受像機やコンピュータ用ディスプレイにおいて、従来広く用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ）では実現が難しいとされる薄型・大画面化に対応し得るディスプレイとして注目されており、既に４０インチ以上の大型ディスプレイが製品化されている。
【０００３】
ＰＤＰの表示パネルは２枚のガラス基板を貼り合わせた構造をしており、前面ガラス基板上には対をなす維持電極が、背面ガラス基板の上には維持電極と交差する方向にデータ電極がそれぞれ配列されてマトリクスが構成され、その各交点が画素となっている。その発光制御は一般に、リセット期間、アドレス期間およびサスティン（放電維持）期間の３種の動作期間からなる。選択消去方式を例にとり説明すると、リセット期間では、画素全てについて放電が行われて壁電荷が画面全体に一様に形成され、アドレス期間では、各画素の発光／非発光に応じて選択的に放電が行われて所定画素から壁電荷が消去され、表示画素が選択される。次のサスティン期間では、全画素の維持電極対に交流パルス電圧（サスティンパルス）が印加され、壁電荷が形成された画素のみに放電が発生・維持される。この維持放電の期間中に発生した真空紫外線が、各画素内に設けられた蛍光体を励起して発光させることで可視光が放出される。
【０００４】
維持放電のために印加されるサスティンパルスは、従来では、周波数２００〜３００ｋＨｚ，幅が１０〜２０μｓ程度である。しかし、サスティンパルスあたりの放電は極めて短い期間に瞬間的に生じ、その他の大部分の時間は壁電荷形成および次の放電の準備段階などに費やされる。そのため、従来の交流型ＰＤＰでは、輝度および発光効率が低く、これらの向上が大きな課題となっていた。
【０００５】
その課題を解決すべく、近年になって、サスティンパルスとして数百ＭＨｚの高周波（ＲＦ；Radio Frequency)パルスを導入することで発光効率を改善する試みがなされてきている。例えば、特開２０００−３２２０２３号公報には、図９のようなセル構造を有する高周波放電型ＰＤＰのパネルが示されている。このパネルは、図１０のような３電極構造であり、各放電セルは、データ電極１１６（Ｘ1 〜Ｘm ），走査電極１２０（Ｙ1 〜Ｙn ）および高周波電極１１２（ＲＦ）の交差部分に位置し、同図に斜線で示されている。このパネルでは、高周波電極（共通電極）１１２には、ＲＦパルスが供給される。データ電極１１６には、表示するセルを選択するためのデータパルスが供給される。走査電極１２０には、パネル走査のための走査パルスが供給される。走査電極１２０はまた、高周波電極１１２の対向電極として利用される。
【０００６】
このパネルを例にとり、高周波放電における発光メカニズムを説明する。セル内で向かい合っている高周波電極１１２，走査電極１２０のいずれか一方に極性が連続的に交番するようなＲＦ信号が印加されると、放電空間内の電子は、生じた電圧によって、その電極または他方の電極に移動する。ここで、正極性のＲＦ信号が高周波電極１１２に印加されたとすると、電子は高周波電極１１２に向かって加速される。そこで電子が高周波電極１１２に到達する前にＲＦ信号の極性を負極性に変えると、電子は段々減速され、ついには反対側の走査電極１２０に向かって移動するようになる。
【０００７】
このように、電極に印加されるＲＦ信号の極性を、電子が電極に到達する前に変えるようにしておけば、電子は双方の電極の間で振動運動をする。これにより、高周波信号が印加されている間、電子が消滅せずにガス粒子のイオン化と励起および遷移が連続的に起きる。このような高周波放電は、グロー放電構造での陽光柱と同一の物理的な特性を有することになる。よって、放電が維持放電期間の大部分の間持続されることになり、ＰＤＰの輝度，放電効率が向上する。ちなみに、図９のようにＲＦ電極を設けたＰＤＰを作製して、ＲＦパルスを導入したところ、発光効率は約１０（ｌｍ／Ｗ）であり、従来の交流パルス駆動と比較しておよそ１０倍になることが報告されている（J.Kang et al; IDW'99 Proceedings,PDPp1-19, pp691-694，1999）。
【０００８】
このような構成の高周波放電型ＰＤＰの放電セルは、例えば、図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示した駆動波形によって駆動することができる。高周波電極１１２にはＲＦ信号（ＲＦＳ）が持続的に供給される。放電空間に荷電粒子などが存在しない場合、高周波電極１１２にＲＦ信号が供給されても放電は発生しない。アドレス期間（ＡＰ）に、データ電極１１６にデータ信号（ＤＳ）が供給されると共に走査電極１２０に走査信号（ＳＳ）が供給されると、アドレス放電が発生する。アドレス放電によって発生した荷電粒子のうち相対的に移動度が高い電子は、放電維持期間（ＳＰ）の間、ＲＦ信号によって高周波電極１１２と走査電極１２０の間で振幅運動をする。振動運動をしている電子が放電ガスを励起させて真空紫外線が発生させ、その真空紫外線が蛍光体を発光させることによって可視光が発生する。この高周波放電は、放電維持期間の間維持された後、消去期間（ＥＰ）でデータ電極１１６および走査電極１２０のいずれかに供給される消去信号（ＥＳ）によって停止される。すなわち、消去信号が供給されると、振動運動をしている電子が走査電極１２０に引かれて消滅するのである。
【０００９】
このように、高周波電極１１２には持続的にＲＦ信号を印加しておき、データ信号ＤＳによってＯＮ表示画素を選択し、消去信号ＥＳによって表示のＯＮ／ＯＦＦをリセットする。よって、この場合には、アドレス期間（ＡＰ）、放電維持期間（ＳＰ）および消去期間（ＥＰ）が１つの発光制御期間を構成しており、これを１サブフィールドとして、従来通りサブフィールド駆動法による階調表示行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
高周波放電型ＰＤＰを駆動する上での大きな課題は、ＲＦ信号をいかにして高周波電極に供給するかにある。ＲＦ信号は、並列する複数の高周波電極に対して均等かつ一定に供給されなければならない。しかし、パネルは元々キャパシティを有している。高周波放電が発生すると、高周波放電を起こす高周波電極と走査電極に電流パスが生じ、キャパシティを決定する二電極間の間隔が狭くなる。このため、パネルのキャパシティが増加する現象が発生する。これによって、パネルのインピーダンスは小さくなり、ＲＦ信号がパネルの中で吸収（通過）され、ついにはパネルに印加されるＲＦ信号の電力が減少してしまう。
【００１１】
そこで、高周波電源の後段にマッチング回路を設けて電力を供給することになる。高周波電源のインピーダンスと、パネル（共通電極への入力）のインピーダンスが同じであるとき、最大電力のＲＦ信号が供給される。よって、インピーダンスマッチングを行えば、最大電力のＲＦ信号を供給し、パネルを安定的に駆動させることができる。実際には、パネルには入射波と反射波が重畳された信号の電力が供給されており、マッチング回路でインピーダンスマッチングをとることは、反射波を最小化して入射波がそのままパネルに供給されるようにすることである。
【００１２】
しかしながら、マッチング回路自体には個々の特性上のばらつきがあり、また各高周波電極に対する入力側インピーダンスは、電極−マッチング回路間の配線長などによってそれぞれ異なっている。そのため、全ての電極に同じように最大電力を供給することが難しいという問題があった。この現象は、周波数が高いほど、またパネルサイズが大きいほど、印加信号の波長と回路サイズとが近づいてくるので、信号の大きさ（振幅）に回路のインピーダンス差が大きく影響することによるものであって、電極ごとの電圧変動は、パネル全体では表示画像の輝度むら、もしくは輝度の不均一性として表れる。
【００１３】
そこで、従来では、個々のマッチング回路の定数を調整してインピーダンスを補正し、どの電極においても信号振幅が最大かつ同じになるようにしていたが、そうした調整は煩雑であり、調整する回路数によってはコストアップの要因となっていた。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、容易に輝度むらを改善することが可能なプラズマ表示装置およびその駆動方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ表示装置は、セル内で高周波により対向放電を発生させて表示を行うものであって、数百ＭＨｚの高周波信号を印加する高周波電極が複数設けられた表示パネルと、高周波信号を周波数が時間的に変動するように生成する変動高周波生成手段とを備えたものである。
【００１６】
本発明のプラズマ表示装置の駆動方法は、上記本発明のプラズマ表示装置を駆動する方法であって、変動高周波生成手段により周波数が時間的に変動する高周波信号を生成し、この高周波信号を高周波電極に印加することにより、表示パネルにおいて発光表示を行うものである。
【００１７】
本発明のプラズマ表示装置およびその駆動方法では、周波数が時間的に変動する高周波信号は、信号供給側から各高周波電極までの伝送回路系それぞれにおけるインピーダンスの差などによって、各高周波電極においては時間的に振幅変動する信号となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係るプラズマ表示装置の高周波信号系の構成を示すブロック図である。このプラズマ表示装置は、周波数が時間的に変動する高周波信号により駆動されるものである。
【００２０】
パネル１０には、並列するように複数のＸ電極１２が設けられており、これらＸ電極１２には、高周波電源部２０から出力される高周波信号が、電力増幅器２３およびマッチング回路２４を介して供給されるようになっている。なお、パネル１０のそのほかの要素はどのように構成されていてもよいが、例えば、さらにｎ×ｍマトリクスを構成するＹ電極とデータ電極とを設け、従来同様の３電極構造とされる。その場合、Ｙ電極，データ電極のそれぞれには、例えば従来どおり走査パルス，データパルスを供給する駆動部が接続され、各画素にデータ書き込みを行うように構成される。
【００２１】
高周波電源部２０は、周波数が時間的に変動する高周波信号の供給源であり、ここでは、信号発生器２１，ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator;電圧制御発振器）２２から構成されている。すなわち、ＶＣＯ２２が出力信号の周波数を変位させ、その変位量が、信号発生器２１からの信号波形により制御されるようになっている。信号発生器２１は、所定の電圧範囲内で均等に変動する信号波形、例えば三角波やランダム波形などを発生する。ＶＣＯ２２は、この波形を周波数の変位量として、所定の周波数範囲内で均等に変動する高周波信号を生成・出力する。
【００２２】
図２のように信号発生器２１の出力信号が三角波の場合、ＶＣＯ２２は、図３（Ａ）のように、この波形を周波数の変位量として、図３（Ｂ）のような高周波信号を生成・出力する。ここで、三角波の振幅範囲Ｖ１−Ｖ２は、高周波信号の周波数の範囲ｆ１−ｆ２に対応している。周波数範囲ｆ１−ｆ２は、基本的には規定値ｆ0 を基準とした変位量により決められる。変位量は、マッチング回路２４の特性ばらつきを見込んで設定されるが、その他、各Ｘ電極１２に対する信号供給線路の長さのばらつきなどを考慮して適宜に設定される。
【００２３】
マッチング回路２４は、Ｘ電極１２に対し最大電力（最大振幅）の高周波信号を供給するためのものである。このマッチング回路２４はどのようなものであってもよく、これに対する配線の方法も任意である。例えば、複数個が分散配置され、それぞれにＸ電極１２のグループが接続されるように構成することもできるが、このように複数のマッチング回路２４が用いられる場合、通常、それらの間には特性上のばらつきがある。また、いずれの場合においても、マッチング回路２４−Ｘ電極１２間の配線長の差に起因するインピーダンス差は、配線長にばらつきがある限りにおいて発生する。従って、このプラズマ表示装置では、Ｘ電極１２それぞれに対応する信号系のインピーダンスにばらつきが生じている。さらにいえば、Ｘ電極１２ごとの信号系は、このインピーダンスのばらつきによって適正にインピーダンスマッチングが行われる信号周波数はそれぞれ異なっている。
【００２４】
このプラズマ表示装置では、信号発生器２１が周波数変動値を制御するための電圧信号を発生し、ＶＣＯ２２に出力する。ＶＣＯ２２は、入力されたこの電圧信号を基に周波数を変調させて高周波信号を生成し、電力増幅器２３に対し出力する。高周波信号は、電力増幅器２３により増幅され、マッチング回路２４により電力が最大となるように調整されて個々のＸ電極１２に伝送される。このとき、Ｘ電極１２ごとの各信号系では、高周波信号の周波数と信号系のインピーダンスとの兼ね合いでインピーダンスマッチングが行われる。すなわち、信号周波数が適正周波数に一致する信号系では、うまくインピーダンスマッチングがとれて、高周波信号は最大振幅でＸ電極１２へ伝送される。信号周波数が適正周波数からずれている信号系ほど、マッチングがうまくとれずに伝送される高周波信号の振幅は小さくなる。
【００２５】
ただし、ここでは、高周波信号の周波数を時間的に変化させるために、マッチングがうまくとれる信号系（Ｘ電極１２）は周波数よって変わる。つまり、高周波信号の周波数を、信号系の適正周波数のばらつきに合わせるようにすれば、どの信号系に対しても一定の時間はマッチングがとれる。これにより、Ｘ電極１２に伝送される高周波信号の振幅は、どのＸ電極１２に対しても必ず最大振幅を含むようにして時間変動するものとなり、時間変動をならせば、パネル１０の面におけるＸ電極１２が並ぶ方向（垂直方向）の振幅変化も空間的にならされる。こうして、高周波信号の振幅に対する信号系のインピーダンスのばらつきを時間的に分散させることにより、画面上では、その影響を均等に分配することができる。よって、表示においては輝度むらが平均化され、軽減される。
【００２６】
次に、以上の動作を実施例に基づき、より具体的に説明する。
【００２７】
図４は、このプラズマ表示装置における高周波信号系の等価回路の一例を示している。ここでは、マッチング回路２４（２４Ａ〜２４Ｃ）がＸ電極１２（１２Ａ〜１２Ｃ）ごとに設けられている。マッチング回路２４Ａ〜２４Ｃは、それぞれ、インダクタＬ11〜Ｌ13，インダクタＬ21〜Ｌ23およびキャパシタＣ11〜Ｃ13を有するＴ型回路として構成されている。回路構成としては、そのほかπ型などであっても構わない。また、Ｘ電極１２Ａ〜１２Ｃはそれぞれ、抵抗Ｒ1 〜Ｒ3 ，インダクタＬ31〜Ｌ33，キャパシタＣ21〜Ｃ23から構成されている。これらＸ電極１２の定数は、電極１２の抵抗のほか、マッチング回路２４−Ｘ電極１２間の配線抵抗等やパネル１０の容量などを含めたパネル１０の負荷として表されている。
【００２８】
この等価回路では、上述のインピーダンス差は、マッチング回路２４Ａ〜２４ＣおよびＸ電極１２Ａ〜１２Ｃの少なくともいずれかにおける回路定数の差として表現される。ここで、インピーダンスばらつきが、主にマッチング回路２４−Ｘ電極１２間の配線長によるものとする。また、配線長は、Ｘ電極１２のパネル１０上での位置による分布をもって変化するものと考えられるので、Ｘ電極１２Ａ〜１２Ｃのインピーダンスを上から大・中・小となるように設定し、高周波電源部２０から周波数の変動する信号を供給した場合についてシュミレーションを行った。
【００２９】
図５〜図７は、それぞれ異なる周波数（ｆ１〜ｆ３）の高周波信号が印加されたときのＸ電極１２Ａ〜１２Ｃの電圧波形図である。ここで、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３であり、実際の周波数範囲はシュミレーション用に１５ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ程度としている。
【００３０】
図からわかるように、信号周波数がｆ１→ｆ２→ｆ３と変化すると、それに応じて（うまくマッチングがとれて）大振幅で信号が印加されているＸ電極１２が１２Ａ→１２Ｂ→１２Ｃと変化する。これを輝度に直して表すと、図８（Ａ）〜（Ｃ）のようになる。ｆ１，ｆ２，ｆ３となる各時点では、画面は通常のように輝度むらを生じているが、輝度むらの分布状態はそれぞれ異なっている。これが信号周波数の変化に伴って（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）と変化することにより、輝度むらは時間的に分散され、平均化されることになる。
【００３１】
このように本実施の形態によれば、周波数が時間的に変動する高周波信号を用いてパネル１０の発光表示を行うようにしたので、Ｘ電極１２はそれぞれに固有の適正周波数に応じてマッチングがとれ、パネル１０の画面上では、輝度むらの分布が経時的に変化するようになる。よって、輝度むらは、その分布が平均化されることで目立たなくなって軽減され、画質を向上させることができる。
【００３２】
また、輝度むらを完全に抑制しようとすると、従来のようにマッチング回路の定数やマッチング回路−Ｘ電極間の配線長を一定に揃えなければならず、マッチング回路の調整や配線方法の工夫などが必要となる。仮にそれができたとしても、パネル容量のばらつき、放電状態のばらつき、画素ごとの表示時間の違いなどのその他もろもろの輝度変動の要因を完全に除去することはできない。これに対し、本実施の形態は、輝度むらを分散・平均化させることで解消しようとするものであり、以上の全ての影響を同時に見込むことが可能である。同様に考えれば、さらには装置ごとのマッチング回路２４やパネル１０等のばらつきをも見込むことができる。むろん、個々のマッチング回路２４の特性調整は不要である。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施の形態や実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、実施例においては、信号周波数がｆ１→ｆ２→ｆ３と変化する場合について説明したが、信号周波数はｆ１〜ｆ３の間を均等に分散するように変化すればよいので、周波数変動がランダムであってもよく、周波数値がこの範囲内で均等に分散するのであれば、その増減の変動をどのように行っても構わない。実施の形態では周波数変動は三角波に従うものとしており、これが１つの具体例となっているが、周波数変動はその他の関数に従うものであってもよい。
【００３４】
また、高周波電源部やマッチング回路の具体的な回路構成は、実施の形態で説明したものに限らず、様々に変形が可能である。
【００３５】
また、上記実施の形態では、高周波信号が印加される電極をＸ電極１２のみとして説明したが、本発明の特徴は電極に供給する高周波信号の波形にあるのだから、基本となる駆動方法はどのようなものであってもよく、Ｙ電極などの対向電極にも高周波信号を印加するようにした場合などにも適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るプラズマ表示装置およびその駆動方法によれば、変動高周波生成手段により周波数が時間的に変動する高周波信号を生成し、この高周波信号を高周波電極に印加することにより、表示パネルにおいて発光表示を行うようにしたので、表示画面上の輝度むら、あるいは輝度の不均一性は、高周波信号の周波数変動に応じて分散され、平均化される。よって、高周波電極等における配線長などの回路定数のばらつきを、従来のようにインピーダンスマッチング回路の調整により補正する必要がなく、簡易に画質を改善することが可能となる。また、マッチング回路の調整に伴う手間や経費もなくなり、大幅なコスト削減が可能である。さらに、本発明では、一装置内におけるインピーダンスばらつきだけでなく、装置間のばらつきをも見込んで輝度むら、あるいは不均一性を軽減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプラズマ表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したプラズマ表示装置の信号発生器の出力信号波形を示す図である。
【図３】図１に示したプラズマ表示装置の電圧制御発振器の出力信号波形を示す図であり、（Ａ）がその周波数変動、（Ｂ）が実際の電圧変動である。
【図４】図１に示した高周波信号系の等価回路図である。
【図５】図４に示した等価回路において低い周波数の高周波が印加された場合のＸ電極ごとの電圧波形図である。
【図６】図４に示した等価回路において中間の周波数の高周波が印加された場合のＸ電極ごとの電圧波形図である。
【図７】図４に示した等価回路において高い周波数の高周波が印加された場合のＸ電極ごとの電圧波形図である。
【図８】図４に示した等価回路におけるシュミレーションでの輝度むらの様子を表す図であり、（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ異なる周波数の高周波信号が印加された時点での画面である。
【図９】従来の高周波型プラズマ表示装置の要部を示す斜視図である。
【図１０】図９に示したプラズマ表示装置の電極配置図である。
【図１１】図９に示したプラズマ表示装置の駆動方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…パネル、１２，１２Ａ〜１２Ｃ…Ｘ電極、２０…高周波電源部、２１…信号発生器、２２…ＶＣＯ、２３…電力増幅器、２４，２４Ａ〜２４Ｃ…マッチング回路。
【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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