JP2000322025A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

プラズマディスプレイ装置

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JP2000322025A
JP2000322025A JP11134215A JP13421599A JP2000322025A JP 2000322025 A JP2000322025 A JP 2000322025A JP 11134215 A JP11134215 A JP 11134215A JP 13421599 A JP13421599 A JP 13421599A JP 2000322025 A JP2000322025 A JP 2000322025A
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恵史 布村
Yoshio Sano
与志雄 佐野
Toshiyuki Akiyama
利幸 秋山
Hachiro Yamada
八郎 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来以上に高いピーク輝度を実現するととも
に、消費電力の低減、階調表示の滑らかさの改善を図
り、特にテレビ表示に適した鮮明な表示のプラズマディ
スプレイ装置を提供する。 【解決手段】 画面明るさの平均値に応じて複数のＡＰ
Ｌレベルを設定し、ＡＰＬが小さいＡＰＬレベル群の維
持パルス周期を短くし、各サブフィールドの維持パルス
数を多くすることにより、ピーク輝度を高める。また、
大きな放電発光電力が必要となるＡＰＬが大きいＡＰＬ
レベル群の維持パルス周期を長くし発光効率の向上、最
大消費電力の低減を図る。ＡＰＬレベルが小さい場合の
画面内の輝度分布を検出し、その情報に基づいて、同じ
ＡＰＬレベル内で維持パルス数や維持パルス周期の設定
を変えることにより、ピーク輝度の増大と、暗い画面で
の階調の滑らかさを改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイ装置に関し、特に、プラズマの維持放電のためのパ
ルスの数と周期を制御して、消費電力を低減するととも
に表示輝度を高め階調を滑らかに表示するプラズマディ
スプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマディスプレイはガス放電により
発生した紫外線によって、蛍光体を励起発光させること
により表示するディスプレイであり、大画面テレビや情
報表示装置などへ応用が期待されている。
【０００３】図１０には、代表的なＡＣ面放電プラズマ
ディスプレイのパネル構造を示す。図１０（ａ）は背面
基板の一部を切り欠いた平面図であり、図１０（ｂ）は
前面基板の断面図、図１０（ｃ）は背面基板の断面図で
ある。表示側となる前面基板１００はガラス基板１上に
帯状の透明電極３と幅の狭いバス電極４が多数本平行に
形成されている。この上に誘電体層７と保護層８が形成
される。誘電体層７は低融点ガラス、保護層８としては
二次電子放出係数が大きく、耐スパッタ性に優れた酸化
マグネシウム薄膜が一般的に使用されている。ガラス基
板２上には帯状のデータ電極５を形成した後、誘電体層
１０、帯状の隔壁６を作製する。この隔壁により形成さ
れる溝の底部や側面に赤、緑、青の粉末状の蛍光体９が
順次塗布され、背面基板２００が完成する。隔壁は放電
空間を確保すると共に、放電のクロストーク防止や発光
色の滲み防止の効果も有している。背面基板２００と前
面基板１００が組み合わされ、両基板の周囲をフリット
ガラスで封着した後、加熱排気し、最後に希ガスを主成
分とする放電ガスが封入され、パネルが完成する。前面
基板１００上のバス電極付き透明電極は面放電ギャップ
１１を挟んで対になっており、一方を走査電極１２と
し、もう一方を維持電極１３とし、これにデータ電極５
を加えた３種類の電極に各種の電圧波形を印加すること
により駆動表示される。
【０００４】図１１には、ＡＣ面放電型パネルの基本的
な駆動波形の例を示す。ここで説明する方式は、準備期
間２１、走査期間２２からなる書込期間２３と、維持放
電期間２４とブランキング期間２５からなる維持期間２
６に分離して駆動する方式である。走査電極に走査パル
スが順次印加される。このタイミングに合わせて、デー
タ電極に当該走査電極上の表示セルの表示データに応じ
て走査パルスとは逆極性のデータパルスが印加される。
これにより走査電極とデータ電極間に対向放電が発生す
る。また、この対向放電がトリガーとなって、維持電極
と走査電極間にも面放電が発生し書込み動作が完了す
る。この書込み放電により、走査電極と維持電極上の表
面に壁電荷が形成される。壁電荷が形成されたセルで
は、維持電極と走査電極間に印加される維持パルスによ
り面放電の維持放電が発生するが、書込みがなされなか
ったセルでは維持パルスが印加されても壁電荷による電
場の重畳効果がないため維持放電は発生しない。維持パ
ルスを所定の回数印加することにより、発光表示が行わ
れる。なお、書込み動作性向上のために、書込み動作に
先だって全てのセルに高電圧を印加し、表示状態の前歴
を消去すると共に、強制的に放電を行わせる予備放電動
作などが採用される。以上のようにプラズマディスプレ
イの駆動は一連の準備動作、書込み動作、維持発光動作
から成り立っている。
【０００５】なお、書込期間と維持期間が時間的に分離
されている方式以外にも、これらの動作が混合されてい
る駆動方式も採用されているが、個別の表示セルから見
れば、準備動作のあとに書込み動作、次いで維持動作が
配置されていることは同様である。
【０００６】プラズマディスプレイの階調表示にはサブ
フィールド法が用いられる。ＡＣ型プラズマディスプレ
イ装置では発光表示輝度の電圧変調は困難であり、輝度
変調には発光回数を変える必要があるためである。サブ
フィールド法は階調性のある一枚の画像を複数の２値表
示画像に分解し高速で連続して表示し、視覚の積分効果
効果により多階調の画像として再現するものである。
【０００７】図１２には、２５６階調の画像を８サブフ
ィールドで表現する例を示す。画像輝度信号データを１
２８：６４：３２：１６：８：４：２：１の比率のバイ
ナリコードでデジタル化し、各々の階調に応じた輝度を
与える維持パルス数のサブフィールドが割り当てられ
る。先頭のサブフィールドＳＦ１が最大輝度の表示を行
い、順にＳＦ２がＳＦ１の半分の輝度、ＳＦ８が最下位
の輝度を与えるように各サブフィールドの維持パルス数
が調整されている。各放電セルの階調レベルに応じてサ
ブフィールドが選択され、フルカラー表示が実現され
る。
【０００８】実用のフルカラー表示のプラズマディスプ
レイでは、動画表示の際にサブフィールド特有の動画偽
輪郭の発生があり、バイナリとは異なる冗長性をもたし
たコードが採用される場合が多く、この場合は２５６階
調の表示を実現するために９サブフィールド以上のサブ
フィールド数が必要となるために、直接発光に寄与する
維持期間がより圧迫されることになる。
【０００９】プラズマディスプレイの発光効率はあまり
高くないために、全白表示などのパネル全面で明るい表
示となる場合に大きな電力が必要となり、消費電力の問
題や、パネルや回路の発熱の問題も生じる。このため、
全白の輝度を押さえて、画面の平均輝度が低い場合のピ
ーク輝度を高くし、鮮明な表示を行う制御がプラズマデ
ィスプレイでは採用されている。画面全体の平均的な輝
度レベルであるＡＰＬを検出し、それに応じて各サブフ
ィールドの維持放電パルス数を変化させる方法である。
ＡＰＬが低い場合には維持放電パルス数を多くし、ＡＰ
Ｌが大きい場合には維持放電パルス数を少なくする。
【００１０】図１３には、ＡＰＬレベルと維持パルス数
の関係を模式的に示す。この例ではＡＰＬのレベルを８
ステップとし、最も低いレベルをＡＰＬレベル０とし、
全白に近い状態ではＡＰＬレベル７とした。縦軸は１フ
レームの維持パルス数とし、各ＡＰＬレベルでの維持パ
ルス数を示した。全白状態では最高の輝度レベルである
輝度レベル２５５でも維持パルス数は５１０であるが、
ピーク輝度を与えるＡＰＬレベル０では輝度レベル２５
５で維持パルス数は１０２０であり、全白表示時に比べ
２倍の数の維持パルス印加となり、全白輝度より２倍近
いピーク輝度が実現される。図１３には参考として各Ａ
ＰＬレベルでの階調レベル１２７の維持パルス数をも図
示した。
【００１１】表示装置としての最大電力は全白表示時で
あり、最大消費電力の増大を伴うことなく、ＡＰＬレベ
ルが小さい場合のピーク輝度の増大を図ることができ
る。ＡＰＬの検出は各種の方法があるが、プラズマディ
スプレイの場合は輝度データをデジタル信号で扱ってお
り、簡単なデジタル信号処理によりＡＰＬレベルの検出
を容易に行うことができる。また、各ＡＰＬレベルに対
応した各サブフィールドの維持パルス数の設定は、ルッ
クアップテーブル（ＬＵＴ）などにより簡単に行うこと
ができる。図１３の例ではＡＰＬ制御のステップ数を簡
単のため８ステップとしたが、ステップの切り替わりで
の明るさの変化をより円滑にするために、実用パネルで
は更に多くのステップとされている。
【００１２】上述のような画像の平均輝度レベルに対応
した情報で、維持パルス数を制御し、最大消費電力の低
減やピーク輝度の増大を図る方法はパワーセイブ法やピ
ーク輝度増大法（ＰＬＥ）等と呼ばれているが、本明細
書ではＰＬＥ法と呼ぶ。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述のＰＬＥ法はプラ
ズマディスプレイにとって有用な方法であるが、ＣＲＴ
に比較するとまだ不十分であり、更に改善が望まれてい
る。例えば、現実のプラズマディスプレイでは書込期間
に多大な時間が必要であり、特に高階調化や動画表示品
位の改善、大容量表示化を図るために、書込期間が長く
なり、発光輝度に直接関与する維持期間がより一層圧迫
される。このため、ピーク輝度を十分に高くすることが
できない問題がある。維持パルスの繰り返し周期を短く
することにより、維持期間に多くの維持パルスを印加
し、輝度を高くすることができるが、蛍光体や紫外線放
出の飽和現象のために、維持パルス周期を短くすると発
光効率が低下するため、輝度増大以上に消費電力が大き
くなる。
【００１４】また、全白とピーク輝度比もあまり大きく
取ることはできず、２〜３倍程度が一般的であり、ＣＲ
Ｔに比較して低い値となっている。これは、ピーク輝度
を決める維持期間が十分長く取れないこと以外に、例え
ば、大型ＣＲＴ並みのピーク輝度４００ｃｄ／ｍ2を実
現した場合に、２５６階調表示では１階調レベルが１．
５ｃｄ／ｍ2以上にもなるために、滑らかな表示とはな
らず、特に暗い画面で非常に不自然な画像になる問題が
ある。ＣＲＴはアナログ動作であり、ピーク輝度を非常
に高くしても階調表示の滑らかさが大きく損なわれるこ
とはないのに比較し、デジタルで階調再現を行っている
プラズマディスプレイの欠点となっている。
【００１５】そこで、本発明は、表示する画面の平均輝
度（ＡＰＬ）に応じて維持放電回数を制御するＰＬＥ法
を更に改善し、より高いピーク輝度、消費電力の低減、
階調表示の滑らかさの改善を図り、鮮明な表示のプラズ
マディスプレイ装置を実現することを課題としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明は、表示画面に応じて輝度レベルを定め、輝
度レベル毎に維持放電パルスの数を定め、前記輝度レベ
ルが所定値未満である場合の前記維持放電パルスの周期
は、前記輝度レベルが所定値以上である場合の前記維持
放電パルスの周期より短かくしている。
【００１７】又、本発明は、表示画面に応じて複数の輝
度レベルを定め、前記輝度レベルが前記所定値未満であ
る前記表示画面の輝度分布を検出し、前記輝度分布から
輝度が最大となる部分のその最大輝度を求め、前記最大
輝度が大きいほど、維持放電パルスの数を多くしてい
る。
【００１８】又、本発明は、表示画面に応じて複数の輝
度レベルを定め、前記輝度レベル毎に維持放電パルスの
数を定め、前記輝度レベルが所定値未満である場合の前
記維持放電パルスの周期は、前記輝度レベルが所定より
大きい場合の前記維持放電パルスの周期より短くし、前
記輝度レベルが前記所定値未満である前記表示画面の輝
度分布を検出し、前記輝度分布から輝度が最大となる部
分のその最大輝度を求め、前記最大輝度が大きいほど、
前記維持放電パルスの数を多くしている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【００２０】（実施形態１）本発明の実施の形態１を実
施例に即して説明する。
【００２１】（実施例１）実施例１においては、２５６
階調のフルカラー表示を行うため、図１０に示したカラ
ープラズマディスプレイパネルを用いた。冗長性を持た
せた９サブフィールドからなる構成とし、１フレーム時
間１６．７ｍｓの内、書込期間に１２．５ｍｓを要し、
残りの約４ｍｓを維持期間とした。１フレームの画像デ
ータ信号を加算し平均することにより、平均輝度を検出
する。ここにいう平均は、たとえば、Ｒ，Ｇ，Ｂを一組
１画素として１乃至数画素分の平均である。更に、この
平均輝度や輝度の最大値に応じて８ステップの輝度レベ
ル（ＡＰＬレベル）を定める。実施例１においては、簡
単のため、最大輝度の０〜１２．５％をＡＰＬレベル
０、１２．５％〜２５％をＡＰＬレベル１とし、ＡＰＬ
レベル７は８７．５％〜１００％に対応させている。
【００２２】図１に各ＡＰＬレベルに対応する１フレー
ム、即ち各サブフィールドの維持パルスの総計値を縦軸
に示す。全白表示に近いＡＰＬレベル７では全てのサブ
フィールドが維持発光する階調レベル２５５では維持パ
ルス数は５１０であり、ＡＰＬが３７．５％から５０％
のＡＰＬレベル３の維持パルス数は９１０とした。この
ＡＰＬレベル３からＡＰＬレベル７での維持パルス周期
は４．０μｓとした。なお、本明細書では維持パルス数
は印加パルスの極性を無視した高電圧パルスの数とし、
従って交流駆動での発光回数に相当するものとした。ま
た、維持パルス周期も同様であり、極性を無視した高圧
パルスの繰り返し印加周期で示した。ＡＰＬレベル０か
らＡＰＬレベル２までは、維持パルス周期を２．７μｓ
とした。維持パルス周期を短くすることにより、同じ維
持期間で多くの維持パルスを印加することができ、ＡＰ
Ｌレベル０では１５３０回の維持パルス数となってい
る。
【００２３】図２には、ＡＰＬレベルに応じた駆動シー
ケンスを模式図的に示す。図１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの状態
に対応して、図２のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに示した駆動状態と
なる。Ａ、Ｂでは維持パルスの周期は長く、Ｃ、Ｄでは
維持パルス周期が短いために、維持期間に多くの維持パ
ルスが印加されている。Ｂ、Ｄではほぼ維持期間全体に
亘って維持パルスが印加されているが、同じ維持パルス
周期でＡＰＬレベルの高い場合には図２のＡ、Ｂに示す
ように維持放電期間が短くなりブランキング期間が長く
なっている。なお、サブフィールド毎にブランキング期
間を設けず、次のサブフィールドを前に詰め、フレーム
の最後にまとめて長いブランキング期間としても同様で
ある。
【００２４】ＡＰＬの小さい画像では維持パルス周期が
短くなっているために多くの維持パルスを印加すること
ができ、全白状態に比較して３倍の維持パルス数となっ
ている。発光輝度は維持パルス周期の短縮や維持パルス
数に対して飽和傾向を示すため、輝度は３倍とはなら
ず、ＡＰＬレベル７の白色の最大輝度は１５０ｃｄ／ｍ
2であるのに対して、約２．７倍の４００ｃｄ／ｍ2がＡ
ＰＬレベル０の白色輝度で実現された。
【００２５】これに対して、図１１に示す従来例ではＡ
ＰＬレベル０の場合でも維持パルス周期は４．０μｓの
ままであり、パルス数も１０２０回しか印加できないた
めに白色輝度は２９０ｃｄ／ｍ2であった。
【００２６】このように、本発明では維持期間を長くす
ることなく、高いピーク輝度を実現することができる。
また、最大消費電力は全白表示などのＡＰＬの大きな場
合であり、この状態では従来と同じ維持パルス周期、維
持パルス数が設定されており、最大消費電力の増大は無
い。
【００２７】（実施例２）実施例２においては、維持パ
ルス周期を３種類としている。但し、ＡＰＬレベルに応
じた維持パルス周期の設定数を更に増やし３以上として
も良い。この場合は、より高いピーク輝度を実現するこ
とができる。
【００２８】図３に示すように、ＡＰＬレベルを１６ス
テップとし、ＡＰＬレベル０と１は維持パルス周期が
２．０μｓ、ＡＰＬレベル２から５の維持パルス周期は
２．７μｓ、ＡＰＬレベル６から１５の維持パルス周期
は４．０μｓと設定されている。ＡＰＬが大きい場合は
第１の実施形態と同様であるが、ＡＰＬが小さい画像の
表示では維持パルス周期が更に短く設定されているため
に、ＡＰＬ１５の４倍の約２０００回の維持パルス数が
設定可能となる。このため、全白輝度１５０ｃｄ／ｍ2
に対してＡＰＬレベル０での白色のピーク輝度４９０ｃ
ｄ／ｍ2が得られた。
【００２９】この実施例２の場合でも、プラズマディス
プレイ装置の最大消費電力は全白表示の場合であり、本
発明の適用により、ピーク輝度は非常に大きいが、最大
消費電力は従来装置と同じとすることができた。なお、
一般的なテレビ表示では３０％程度のＡＰＬの画像が多
く、実施例２では２．７μｓの維持パルス周期で動作す
る場合が多く、図１２の従来装置の設定や図１の実施形
態に比較して標準的な画像で１．３倍から１．７倍程度
の輝度の高い表示が実現された。
【００３０】（実施例３）実施例３は、ピーク輝度の増
大ではなく、発光効率の改善と、それに伴う全白輝度の
向上や消費電力の低減を目的としている。
【００３１】維持期間を上述の例と同様約４ｍｓとし、
２５６階調表示、ＡＰＬ１６ステップとした。全白表示
時に対してＡＰＬが小さい場合の維持パルス数を２倍の
１０２０回とした例であり、ＡＰＬレベル０から３まで
の維持パルス周期を４．０μｓとし、ＡＰＬレベル４か
ら８までの維持パルス周期を５．０μｓ、表示負荷の大
きいＡＰＬレベル９から１５の維持パルス周期を６．４
μｓとした。この様な設定により、全白輝度１６５ｃｄ
／ｍ2、ピーク輝度２９０ｃｄ／ｍ2が得られた。従来例
で示した図１３での全白表示時の維持パルス周期は４．
０μｓであるのに対して、ＡＰＬに応じて維持周期を変
える本実施形態では６．４μｓの長いパルス間隔を採用
することができるために、蛍光体発光などの飽和を低減
することができ、発光効率を１０％向上させることがで
きた。
【００３２】ＡＰＬレベルが小さい場合は図１３と同様
であるため、ピーク輝度は従来例と等しい。なお、全白
輝度を従来並みに設定すれば、発光効率が向上した分だ
け、最大消費電力を低減することができる。
【００３３】従来例に対して、本発明によりピーク輝度
を高める場合と、全白輝度を高めるあるいは最大消費電
力を低減する場合に関し述べたが、勿論中間的な設定と
することもできるのは言うまでもない。
【００３４】なお、図１４に維持パルス周期と白色発光
効率の関係を示す。維持パルス周期を短縮し単位時間内
の維持パルス回数を多くしても、カラープラズマディス
プレイの輝度は飽和傾向を示す。これは蛍光体や、気体
放電による紫外線発生の飽和に起因しているが、特に緑
や赤では５ｍｓ以上の残光の長い蛍光体を用いるため飽
和傾向が非常に大きい。青でも蛍光体自体の残光は短い
が、紫外線発生の飽和の影響により維持パルス周期が短
くなった場合に飽和傾向を示す。
【００３５】なお、図１２のサブフィールドシーケンス
に示すように、実際のプラズマディスプレイ装置では維
持期間が離散し、維持パルスが印加されない休止期間が
有るために、連続的に維持パルスが印加される場合に比
較し、同じ維持パルス周期でも発光効率の飽和がやや低
減される傾向にはあるが、一般的に採用されている３μ
ｓ前後の維持パルス周期では相当の輝度飽和となってい
る。図１４では実際のプラズマディスプレイ装置とほぼ
同様のシーケンスになるように、冗長コードによりサブ
フィールド数を１０、即ち維持期間が１フレームで１０
箇所に分かれており、そのトータル時間を４ｍｓとして
測定したものである。輝度ではなく相対的な効率に換算
して示した。維持パルス周期５μｓ以下から発光効率の
低下が目立ち、１．５μｓ以下では発光効率は半減す
る。
【００３６】従って、最大電力となる全白表示などのＡ
ＰＬが大きい場合には、極力維持パルス周期を長くする
ことが好ましい。勿論、維持パルス周期を長くしすぎる
と、維持パルス数が確保できず輝度が低下するために、
適当な設定値を選ぶ必要があるが、飽和による効率低下
がまだ少ない４μｓ以上の維持パルス周期とすることが
好ましい。また、ＡＰＬが小さい場合の維持パルス周期
はピーク輝度の仕様により決定されるが、図１４に示す
ように１．５μｓ以下では効率の低下が非常に大きくな
るため、１．５μｓ以上４μｓ以下に設定することが好
ましい。また、本発明の効果である最大電力の低減とピ
ーク輝度の向上を顕在化させるには、ＡＰＬの大きい場
合の維持パルス周期とＡＰＬの小さい場合の維持パルス
周期の比は１．３倍以上とすることが好ましいが、この
比をあまり大きくすると、上述の様にＡＰＬの小さい場
合の効率の低下が著しくなるために、せいぜい５倍以下
とすることが好ましい。
【００３７】図５は、実施形態１のプラズマディスプレ
イ装置のブロック図である。図５に示すように、映像信
号処理回路やＡＤ変換回路、γ変換回路などを経て出力
されるＲＧＢデジタル信号を元に加算回路等によりＡＰ
Ｌ検出し、ＬＵＴや演算回路により維持パルス周期や各
サブフィールドの維持パルス数などを決定する。
【００３８】即ち、従来のＡＰＬ検出によりサブフィー
ルドの維持パルス数の設定のみが行われていたのに対し
て、ＡＰＬレベルに応じた維持パルス周期を組み合わせ
たＬＵＴに置き換えるだけで実現される。なお、ＡＰＬ
レベルが変化する際の輝度の飛びを少なくするために
は、ＡＰＬのステップ数を多くし、例えば３２ステップ
などにすることが好ましい。この場合、維持パルス周期
も維持パルス数の設定と同様に全ＡＰＬのステップに応
じて、設定しても良いが、ＡＰＬレベルによる維持パル
ス周期の設定は実効的には５種位までで良く、維持パル
ス数の設定でＡＰＬのステップを多くすれば良い。この
方が、電荷回収回路などを含んだ高電圧の維持パルス発
生回路の微妙なタイミングの問題を低減するためにも好
ましい。なお、維持パルス周期により輝度飽和やタイミ
ング設定などの問題で、異なる維持パルス周期の隣り合
ったＡＰＬレベル間で輝度が逆転したりする不都合が生
じる場合があり、各ＡＰＬレベルの維持パルス数は実際
の装置で輝度測定を行い、調整された維持パルス数を最
終設定することが望ましい。
【００３９】（実施形態２）本発明の実施形態２は、Ａ
ＰＬによる維持パルス数制御に加えて、画面内の明るさ
の分布情報を加味して維持パルス数の制御を行うプラズ
マディスプレイ装置である。この実施形態２について、
実施例に即して説明する。
【００４０】（実施例４）実施例４においては、実施例
３と同様のＡＰＬレベルの設定と維持パルス数が設定さ
れ、１フレーム内の維持期間が約４ｍｓ、維持パルス周
期はすべてのＡＰＬレベルに亘って４．０μｓとされて
いる。ＡＰＬレベルが６以下では、画面内の最大輝度が
大きい場合は太線で示す維持パルス数に設定される。例
えば、ＡＰＬレベル０の画面で、階調レベル２５５の画
素には１０２０回の維持パルスが印加され、高いピーク
輝度が得られる。逆に、ＡＰＬレベルが低く、かつ画面
の最大輝度も低い場合は、ＡＰＬレベル０の場合でも維
持パルス数は６８０に押さえられている。即ち、同じ平
均輝度の画面でもその画面内の最大輝度により、異なる
維持パルス数が選択され、全体として暗い画面の中に明
るい微小部分がある画面では微小部分がより明るく表示
される。この場合、１階調当たりの輝度の絶対値も大き
くなり階調表示の滑らかさが損なわれるが、高輝度部分
の強調の方が観視者への効果が大きい。逆に全体が暗
く、明るい微小部分が無い画面では、維持パルス数を押
さえることにより、階調間の輝度の飛びを少なくし、暗
い画面での階調の滑らかさが損なわれない画面としてい
る。
【００４１】ＡＰＬが小さい領域で維持パルス周期を短
くすることにより維持パルス数を増やし、より高いピー
ク輝度を実現させている本発明の実施の形態１と組み合
わせることにより、より大きい効果が得られる。
【００４２】（実施例５）図７に２５６階調表示で、Ａ
ＰＬレベルが８ステップ、１フレームの維持時間４ｍｓ
のプラズマディスプレイ装置において適用された実施例
５を示す。ＡＰＬレベル３以上では維持パルス周期が
４．０μｓであり、各ＡＰＬレベル毎に維持パルス数が
設定されている。ＡＰＬレベル２以下では、最大階調が
大きい場合には実施形態１と同様、維持パルス周期が
２．７μｓと短く、維持パルス数もＡＰＬレベルの低下
に伴い増大し、ＡＰＬレベル０では１５３０回の維持パ
ルス数となり、４００ｃｄ／ｍ２の高いピーク輝度が得
られる。この場合、デジタル化された２５６階調表示で
あり、１階調は約１．６ｃｄ／ｍ2と大きく、階調の滑
らかさは損なわれているが、画面の高輝度部分をより高
いピーク輝度で表示する効果の方が良好な印象を与え
る。これに対して、ＡＰＬレベル２以下で画面内の最大
階調レベルも小さい場合はＡＰＬレベル０から２のステ
ップにおいても、維持パルス周期を４．０μｓとし、維
持パルスも１０２０回に設定されている。このため、１
階調の輝度の変化は１．１ｃｄ／ｍ2であり、階調の滑
らかさが大きく損なわれることはない。
【００４３】（実施例６）図８には、ＡＰＬと画面内の
輝度分布情報による制御をより多段階にした例を示す。
１６ステップのＡＰＬレベルの内、ＡＰＬレベル６〜１
５までは維持パルス周期４．０μｓとし、ＡＰＬレベル
６の維持パルス数はＡＰＬレベル１５の約２倍の維持パ
ルス数となっている。ＡＰＬレベル５以下ではＡＰＬレ
ベルと表示画面の最大階調により、維持パルス周期と維
持パルス数の組が選択される。図８に示すように、ＡＰ
Ｌレベル２から５の場合は画面内の最大階調が大きい場
合と中位では維持パルス周期が２．７μｓ、最大階調が
小さい場合は４．０μｓとしている。これに応じて、維
持パルス数も最大階調が大きい場合の方が大きくなるよ
うに設定されている。更にＡＰＬが小さいＡＰＬレベル
０と１では、維持パルス周期は最大階調が大きい場合に
は２．０μｓとし、維持パルス数も大きく設定されてお
り、ＡＰＬレベル０では約２０４０の維持パルス数であ
り、４９０ｃｄ／ｍ2のピーク輝度が得られる。画面の
最大階調が中位である場合の維持パルス周期は２．７μ
ｓであり、維持パルス数もＡＰＬレベル０で１３６０回
に設定されている。最大階調が更に小さい場合では、Ａ
ＰＬレベルが０や１の場合においても維持パルス周期は
４．０μｓのままであり、維持パルス数も１０２０に固
定されている。従って、明るい部分を含まない全体が暗
い画像では１階調当たりの輝度の飛びは１．１ｃｄ／ｍ
2程度に押さえられており、階調の滑らかさが保たれて
いる。また、本実施形態では画面の最大階調による維持
パルスの設定が３段階になっており、画面の最大階調が
変化する際の明るさの飛びが少なくなりより自然な映像
表示が得られる。
【００４４】プラズマディスプレイの消費電力として、
維持放電の充放電に伴う損失がある。共振を利用した電
荷回収回路により電力回収がなされてはいるが、第２の
実施形態のように、ＡＰＬレベルの小さい場合では２．
０μｓで２０４０回もの高電圧パルスを印加による充放
電による損失は相当大きい。これに対して、実施の形態
２で示す第６の実施形態では、ＡＰＬレベルが最少の場
合でも、画面の最大階調が低い場合には、１０２０回の
パルス数であり、充放電による電力損失も半分になり、
実施の形態２の装置では実効的な消費電力の低減効果も
有している。
【００４５】以上のようなＡＰＬレベルと画面内の輝度
分布状態により、維持パルス周期と維持パルス数が調整
される本発明のプラズマディスプレイ装置は、図５に示
した実施の形態１の装置に画像の輝度分布を検出する機
能を付加した図９の構成により容易に実現される。ＡＰ
Ｌレベルは、図５の場合と同様ＲＧＢのデジタルデータ
を加算処理することによりＡＰＬ検出データにより決定
される。画像の輝度分布状態に関しては、画面の最大輝
度レベルを検出、比較することにより容易に実現でき
る。実施形態６の場合では、各画素の８ビットのＲＧＢ
輝度データを単純に相加平均し、１画面中での最大値が
１２７までは最大階調小、１２８から１５９までは最大
階調中、それ以上を最大階調大とした。本実施形態では
この最大階調判定レベルはＡＰＬレベル０からＡＰＬレ
ベル５まで同一の判定レベルとしたが、勿論、ＡＰＬレ
ベル毎に最大階調の判定レベルを変えても良い。
【００４６】なお、最大階調レベルの判定は、本実施形
態では非常に単純な方法を採用したが、ＲＧＢのデジタ
ルの輝度データに適当な重みをつけて最大階調レベルの
判定を行ったり、また、最大値の検出だけではなく、例
えば、比較値以上の階調レベルの画素の数量も判定基準
に入れる方がより好ましい。例えば、３００画素以上が
階調レベル１６０以上の場合に最大階調大を選択し、階
調レベル１６０以上の画素が画面内にあるが３００画素
に満たない場合は最大階調中の維持パルス数の設定する
方法が採用される。白点ノイズが多い画像には特にこの
方法が有効である。また、図９では映像信号のγ変換や
デジタル化後に検出しているが、勿論、最大輝度レベル
を前段のチュナー部や映像回路部で行っても同様であ
る。
【００４７】以上、本発明の２つの実施形態について説
明したが、ＡＰＬレベルのステップ数や分割の仕方、各
ＡＰＬレベルでの維持パルス数の設定、各ＡＰＬレベル
での維持パルス周期の設定、最大階調レベルの分割数や
判定方式やレベルの設定などは、上述の例によって規定
されることはなく、製造されるプラズマディスプレイ装
置の仕様や絵作りのバランスなどを加味し、本方式の概
念に基づいて最適な設計を行えば良い。また、映像信号
ではＡＰＬや最大階調が時間と共に変化するため、これ
に応じた維持パルス数や維持パルス周期の制御は、実施
形態では何れもリアルタイムで行ったが、制御を遅延さ
せて行ったり、ヒステリシスを持たせても良い。
【００４８】（実施形態３）実施形態３を、実施例に即
して説明する。
【００４９】（実施例７）実施形態１及び実施形態２で
示したように、従来プラズマディスプレイ装置以上に、
本発明ではＡＰＬが小さい場合に維持パルス数を多くす
ることが可能になる。このため、全く表示のない全黒画
面でも多数回の維持パルスが印加され、維持パルス電圧
の充放電に伴う電力損失も大きくなる。これを防止する
ため、実施例７では、ＡＰＬを検出する際に、ＡＰＬが
０％、即ち表示データが無い全黒表示かどうかの判定機
能を第２の実施形態のプラズマディスプレイ装置に付加
し、ＡＰＬが０％の場合は、維持パルスを無くした。こ
れにより、全黒表示では維持パルスが停止されており、
無駄な充放電による電力損失を無くすることができた。
なお、維持パルス以外に走査パルスや予備放電放電パル
スなども全黒表示の場合停止しても良い。
【００５０】（実施例８）実施例８において、維持パル
スの停止機能をサブフィールドにまで拡張した。Ｒ、
Ｇ、Ｂデジタルデータが各サブフィールド毎の表示デー
タに変換される際に、各サブフィールドにおいて表示デ
ータの有無の判定機能が実施例６のプラズマディスプレ
イ装置に付加された。表示データの無いサブフィールド
では維持パルスが停止された。特にＡＰＬの小さい場合
では、高階調を担当するサブフィールドで表示がない場
合が良く出現するため、消費電力の低減に役立った。な
お、サブフィールド毎の表示データの有無は、データド
ライバーに当該サブフィールドの表示データが転送され
る際に判定することも容易にできる。なお、サブフィー
ルドの表示データの判定は完全にゼロでなくとも、表示
に実質的に影響されない適当なレベルを設定しておき、
そのレベル以下では維持パルスを停止しても良い。ま
た、維持パルス以外に走査パルスや予備放電パルスをも
停止しても良い。
【００５１】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、画面明る
さの平均値であるＡＰＬに応じて、維持パルス周期と各
サブフィールドの維持パルス数を制御することにより、
暗い画面内に明るい微小部分がある画像のピーク輝度を
高めることにより、インパクトのある画質が得られる。
また、大きな放電発光電力が必要となる全白状態の表示
に対しては、発光効率の向上、最大消費電力の低減を図
ることができる。また、特にＡＰＬの小さい画面内の輝
度分布を検出し、維持パルス数や維持パルス周期を制御
することにより、暗い画面内に明るい微小部分がある画
像に対してはピーク輝度を高め、明るい部分が無く全体
として暗い画面の表示では階調の滑らかさを保った表示
が得られるため、優れた画質が実現される。以上のよう
な特性は特にテレビ表示には望ましいものであり、プラ
ズマディスプレイのテレビ応用を寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を説明する図
【図２】実施形態１の実施例１を説明する駆動シーケン
ス
【図３】実施形態１の実施例２を説明する図
【図４】実施形態１の実施例３を説明する図
【図５】実施形態１の装置を実現する機能ブロック模式
図
【図６】実施形態２の実施例４を説明する図
【図７】実施形態２の実施例５の実施形態を説明する図
【図８】実施形態２の実施例６を説明する図
【図９】実施形態形態２の装置を実現する機能ブロック
模式図
【図１０】カラープラズマディスプレイのパネル構造
【図１１】カラープラズマディスプレイの駆動波形の例
【図１２】カラープラズマディスプレイのサブフィール
ドシーケンス
【図１３】従来のＰＬＥ制御の例
【図１４】維持パルス周期と発光効率との関係を示すグ
ラフ
【符号の説明】
１ ガラス基板 ２ ガラス基板 ３ 透明電極 ４ バス電極 ５ データ電極 ６ 隔壁 ７ 誘電体層 ８ 保護層 ９ 蛍光体 １０ 誘電体層 １１ 面放電ギャップ １２ 走査電極 １３ 維持電極 ２１ 準備期間 ２２ 走査期間 ２３ 書込期間 ２４ 維持放電期間 ２５ ブランキング期間 ２６ 維持期間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 利幸 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 山田 八郎 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 5C080 AA05 BB05 DD03 DD26 EE29 FF12 GG09 GG12 HH02 HH04 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示すべき画面の画素データに応じて複
    数の輝度レベルを定め、前記輝度レベル毎に維持放電パ
    ルスの数を定め、 前記輝度レベルが所定値未満である場合の前記維持放電
    パルスの周期は、前記輝度レベルが前記所定値より大き
    い場合の前記維持放電パルスの周期より短いことを特徴
    とするプラズマディスプレイ装置。
  2. 【請求項２】 前記所定値を２以上定めることを特徴と
    する請求項１記載のプラズマディスプレイ装置。
  3. 【請求項３】 表示すべき画面の画素データに応じて複
    数の輝度レベルを定め、前記輝度レベルが前記所定値未
    満である前記表示画面の輝度分布を検出し、 前記輝度分布から輝度が最大となる部分のその最大輝度
    を求め、 前記最大輝度が大きいほど、維持放電パルスの数を多く
    することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  4. 【請求項４】 前記最大輝度が大きいほど、前記維持放
    電パルスの周期を短くすることを特徴とする請求項３記
    載のプラズマディスプレイ装置。
  5. 【請求項５】 表示すべき画面の画素データに応じて複
    数の輝度レベルを定め、前記輝度レベル毎に維持放電パ
    ルスの数を定め、 前記輝度レベルが所定値未満である場合の前記維持放電
    パルスの周期は、前記輝度レベルが前記所定値より大き
    い場合の前記維持放電パルスの周期より短くし、 前記輝度レベルが前記所定値未満である前記表示画面の
    輝度分布を検出し、 前記輝度分布から輝度が最大となる部分のその最大輝度
    を求め、 前記最大輝度が大きいほど、前記維持放電パルスの数を
    多くすることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  6. 【請求項６】 前記最大輝度が大きいほど、前記維持放
    電パルスの周期を短くすることを特徴とする請求項５記
    載のプラズマディスプレイ装置。
  7. 【請求項７】 前記輝度レベルが所定値より大きい場合
    の前記維持放電パルスの周期を、４マイクロ秒以上とす
    ることを特徴とする請求項１、２、５，６のいずれか一
    つに記載されたプラズマディスプレイ装置。
  8. 【請求項８】 前記維持放電パルスの周期の最小値ＭＩ
    Ｎに対する最大値ＭＡＸの比ＭＡＸ／ＭＩＮは、１．３
    以上で５．０以下であることを特徴とする請求項１、
    ２、５、６、７のいずれか一つに記載されたプラズマデ
    ィスプレイ装置。
  9. 【請求項９】 前記輝度レベルが規定値以下である場合
    には、前記維持放電パルスを停止することを特徴とする
    請求項１乃至８のいずれか一つに記載されたプラズマデ
    ィスプレイ装置。
  10. 【請求項１０】 サブフィールド内の表示データの前記
    輝度レベルが設定値以下である場合には、前記サブフィ
    ールドに対する前記維持放電パルスを停止することを特
    徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載されたプ
    ラズマディスプレイ装置。
  11. 【請求項１１】 予備放電パルスを停止することを特徴
    とする請求項９、１０のいずれか一つに記載されたプラ
    ズマディスプレイ装置。
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