JPH10247074A - 気体放電表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 階調表示を行う場合には、専用の制御機構が
必要となり、コスト高になるという課題があった。 【解決手段】 基本単位ととなる連続したｎ個のフレー
ムにおける１ラスタ期間を互いに時間の異なるｍ個のサ
ブラスタに区分して、基本単位内のｎ×ｍ個のサブラス
タのいずれの期間を発光させるかを指定する構成とした
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ラップトップコ
ンピュータや駅の券売機等の表示部分に用いられてい
る、プラズマディスプレイなどの平面薄型の気体放電表
示方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の気体放電表示方法を実施す
る装置の表示パネルを示す斜視図、図６はその断面図で
あり、両図ともその要部を部分的に示している。図にお
いて、１は当該気体放電表示装置における表示パネルの
表面ガラスであり、２はこの表面ガラス１に所定の間隔
で対向配置されている、当該表示パネルの背面ガラスで
ある。

【０００３】３は表面ガラス１の内面に平行して複数設
けられた表示用の陽極、４は背面ガラス２の内面に陽極
３配列方向と直角の方向に平行して複数設けられ、その
陽極３との交差部に表示セルを形成する陰極であり、こ
れら陽極３および陰極４によって放電電極が構成されて
いる。５は各陽極３の相互間に配置されたバリアリブで
ある。

【０００４】図７はこのように構成された表示パネルを
駆動する駆動回路を示すブロック図である。図におい
て、６は前述の表示パネルであり、７はその陽極３を駆
動する陽極駆動ＩＣ、８は同じくその陰極４を駆動する
陰極駆動ＩＣである。以下、この陽極駆動ＩＣ７と陰極
駆動ＩＣ８とを電極駆動用ＩＣと呼ぶこともある。

【０００５】陽極駆動ＩＣ７内において、７１は表示デ
ータを所定の位置まで転送するためのシフトレジスタ、
７２はシフトレジスタ７１内にシフトされた表示データ
を保持するラッチ回路であり、７３はそのラッチ回路７
２のラッチ出力に基づいて表示パネル６の陽極３を駆動
する高耐圧ＰＮＰ型の出力トランジスタである。

【０００６】また、陰極駆動ＩＣ８内において、８１は
表示制御信号を順番にシフトするシフトレジスタ、８２
はシフトレジスタ８１の出力に基づいて表示パネル６の
陰極４を駆動する高耐圧ＮＰＮ型の出力トランジスタで
あり、８３は非表示時に陰極４を非放電電圧に維持する
ために、陰極駆動ＩＣ８の外部で各出力トランジスタ８
２のコレクタに接続されたプルアップ抵抗である。

【０００７】図８は信号フォーマットの変換、各種タイ
ミングの生成などを行う表示制御系の回路構成を示すブ
ロック図である。図において、９は外部より入力される
制御信号、表示データ等を、表示パネル６でパネル表示
できるフォーマットに変換して陽極駆動ＩＣ７あるいは
陰極駆動ＩＣ８に供給するインタフェース部である。

【０００８】このインタフェース部９内において、９１
はデータの分割、蓄積を行うデータマルチプレクサ・デ
ータバッファ、９２は陽極駆動タイミングを生成するア
ノードタイミングジェネレータ、９３はモジュレーショ
ンクロックジェネレータ、９４は陽極駆動タイミングを
生成するカソードタイミングジェネレータ、９５は表示
パネル６の表示タイミング制御のためのクロック信号を
発生して、アノードタイミングジェネレータ９２、モジ
ュレーションクロックジェネレータ９３、および、カソ
ードタイミングジェネレータ９４へ供給するパネルクロ
ックジェネレータである。

【０００９】次に動作について説明する。ここで、図９
は陽極駆動ＩＣ７におけるシフトレジスタ７１の構成を
示す構成図であり、図１０はその入力データの変換形式
を示すデータ構成図である。

【００１０】外部より入力された表示信号は、図８に示
すインタフェース部９に入力されて表示パネル６に表示
するための信号へと加工される。すなわち、シリアルに
入力された１ライン分の表示データは、データマルチプ
レクサ・データバッファ９１によって、図１０に示すよ
うに、まず偶数アドレスのデータと奇数アドレスのデー
タに分割され、さらにそれぞれの系統の中で偶数アドレ
スのデータと奇数アドレスのデータに分割されて、都合
４系列のデータとなる。

【００１１】このようにして加工された４系列のデータ
は、アノードタイミングジェネレータ９２より生成され
るクロック信号に従って、図９に示すように陽極駆動Ｉ
Ｃ７内に第１〜第４の４列に構成された各列のシフトレ
ジスタ７１にそれぞれ送られる。

【００１２】シフトレジスタ７１に１ライン分の表示デ
ータが転送されると、アノードタイミングジェネレータ
９２からはラッチ信号が出力される。表示データはこの
ラッチ信号によってシフトレジスタ７１からラッチ回路
７２へ転送されて保持され、出力トランジスタ７３を介
して各陽極３を駆動する。

【００１３】一方、この陽極３の駆動タイミングに同期
して、カソードタイミングジェネレータ９４よりクロッ
ク信号と表示制御信号とが出力される。この表示制御信
号はシフトレジスタ８１内を順次シフトされ、出力トラ
ンジスタ８２を介して陰極４を１つずつ順番に駆動して
ゆく。

【００１４】なお、以上の制御はパネルクロックジェネ
レータ９５より出力されるクロック信号に同期して行わ
れ、駆動された陽極３と陰極４との交点で気体放電が発
生して発光する。これら一連の動作によって文字やグラ
フィック情報がドット表示される。

【００１５】また、図１１は表示パネル６を階調表示さ
せるための陽極駆動ＩＣ７の構成を示すブロック図であ
る。図において、７４は表示制御系側からの階調制御用
クロックを計数するカウンタであり、７５はラッチ回路
７２に蓄積されたデータとこのカウンタ７４の計数値と
の比較結果に基づいて表示時間を制御する階調制御回路
である。なお、この場合、出力トランジスタ７３は陽極
３を定電流駆動しており、７６はその出力電流値を決定
するためのリファレンス部である。

【００１６】次に動作について説明する。ここでは、発
光輝度が単位時間における発光デューティによって決ま
ることを利用して階調表示を行うものであり、１６階調
の表示を行う際の動作タイミングを図１２に示す。

【００１７】１６階調表示を行う場合、表示ドット１ド
ット分の階調データは４ビット構成となっており、表示
ドット２ドット分のデータを転送するために８個のシフ
トレジスタ７１が用意されている。これらのシフトレジ
スタ７１によって所定の位置まで転送された階調データ
が、表示制御回路側からのラッチ信号に応じてラッチ回
路７２に保持される。

【００１８】一方、カウンタ７４は階調制御用クロック
（ＣＣＫ）を１６進にて計数しており、その４ビットの
計数値を階調制御回路７５に送っている。階調制御回路
７５は各表示ドット毎に、このカウンタ７４からの計数
データとラッチ回路７２にラッチされた４ビットの階調
データとを比較し、全体時間を示す信号（ＣＬ）との組
み合わせによって、階調データが計数データよりも大き
な期間だけ出力トランジスタ７３をオンさせる駆動信号
（ＶＨＯ_n ）を発生する。

【００１９】このようにして階調制御回路７５によって
生成された駆動信号で規定される期間だけ、各表示ドッ
トに対応した出力トランジスタ７３が導通し、リファレ
ンス部７６で規定された値の出力電流がその期間陽極３
に供給され、駆動された陰極４との各交点をその期間だ
け発光させて、階調に応じた輝度表示を実現する。

【００２０】また、図１３は表示パネル６と電極駆動用
ＩＣ７（８）との接続を示す接続構成図である。図にお
いて、１０は電極駆動用ＩＣ７（８）を実装、配線する
ためのプリント配線板などによる回路基板であり、１１
は表示パネル６内に形成された陽極３もしくは陰極４を
外部に引き出すための電極である。１２はこの電極１１
と回路基板１０とを接続するための、フレキシブル配線
ケーブルあるいはヒートシールなどによる柔軟性のある
配線材料である。

【００２１】図示のように、表示パネル６における信号
線の接続は、電極駆動用ＩＣ７（８）を回路基板１０上
に半田付けなどで実装し、その回路基板１０と表示パネ
ル６の電極１１とに柔軟な配線材料１２を半田付けする
ことによって両者間を接続している。また、回路基板１
０と表示制御回路との接続は、受け渡しされる信号数が
少ないため、フレキシブルフラットケーブルなどの電線
を用いてコネクタを介して行われる。

【００２２】なお、このような従来の気体放電表示装置
に関連した技術が記憶された文献としては、例えば「フ
ラットパネルディスプレイ’９０」（１９８９年１１月
１日日経ＢＰ社発行）などがある。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】従来の気体放電表示方
法を実施する装置は以上のように構成されているので、
表示パネル６の電極１１と電極駆動用ＩＣ７（８）の出
力との接続は、配線材料１２に形成した電極を媒介とし
て、表示電極数（例えば、６４０×４００ドットの表示
パネル６では１０４０本）だけほぼ表示ドットの寸法精
度で半田付けまたは圧接しなけばならず、極めて作業性
が悪く、表示ピッチ程度の配線端子を形成するためには
配線材料１２に寸法精度の高いものが要求されてコスト
アップをまねき、また陽極駆動用ＩＣ７のデータ線では
データ転送効率をあげるため複数データが同時転送さ
れ、またカスケード接続されているためにＩＣ間の配線
が非常に多くなって配線が難しくなり、さらに、表示デ
ータをシリアル−パラレル変換して複数系列のシフトレ
ジスタで転送する方式をとっているため、表示データ数
の増加に対応するにはデータシフトのためのクロック信
号の周波数を上げて転送レートを上げるか、シリアル−
パラレル変換の系列を多くしなければならなず、データ
転送クロックの周波数を上げた場合、電磁ノイズの問題
が発生しやすくなり、データの系列を多くした場合や階
調数を増した場合には、陽極駆動ＩＣ７内を転送される
データ数が（階調表現のために必要なビット数）×（デ
ータ系列）となるため、陽極駆動ＩＣ７内のシフトレジ
スタ７１の数が非常に多くなりＩＣのチップサイズの増
加、コストの増加となるといった課題があるばかりか、
階調表示を行う場合には、階調制御、表示輝度制御のた
めのクロック信号、表示時間制御のための信号などを作
り出すための専用の制御機構が必要でありコストが高く
なり、また、階調表示をｎビットより構成される階調デ
ータと外部から入力される階調制御用クロックの計数値
との比較を毎ライン行なっているため、陽極駆動ＩＣ７
内に階調制御用クロック計数のためのカウンタ７４と各
出力端子毎に表示データとカウンタ値とを比較する階調
制御回路７５を用意しなければならないことになり、微
細化が困難な高耐圧の出力トランジスタ７３を形成する
半導体製造プロセスにおいて大きな規模のロジック回路
を造り込まねばならず、ＩＣチップの大型化、コストア
ップとなるなどの課題があった。

【００２４】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、階調表示のための専用ＩＣを必
要とせずに、表示階調数の変更にも柔軟に対応できる気
体放電表示方法を得ることを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る気体放電
表示方法は、連続したｎ個のフレームを階調表示を完結
する基本単位とし、当該基本単位内の各フレームにおけ
る１ラスタ期間を互いに長さの異なったｍ個のサブラス
タに区分し、基本単位内のｎ×ｍ個のサブラスタのいず
れの期間を発光させるかを指定することによって階調表
示を行うものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて説明する。

【００２７】実施の形態１．図１および図２はこの発明
の実施の形態１を示すブロック図で、図１は階調表示の
ためのデータ処理を行うための信号処理回路のブロック
図、図２はこの信号処理回路のメモリ構成およびデータ
配置を示すブロック図である。

【００２８】図において、７は２値用の陽極駆動ＩＣ、
７１はシフトレジスタ、７２はラッチ回路、７３は定電
流形の出力トランジスタ、７６はリファレンス部であ
り、図５および図１１に示した従来のそれらに相当する
ものであるため、詳細な説明は省略する。

【００２９】また、２１は外部から入力される表示デー
タを陽極駆動ＩＣ７を制御するためのデータに変換する
データ変換部であり、２２は転送するデータの選択、お
よび陽極駆動ＩＣ７の制御を行うためのパルスを生成す
るタイミングパルス生成部である。

【００３０】２３はデータ変換部２１で変換された表示
データを記憶する複数のメモリであり、それぞれファー
ストイン・ファーストアウト形のメモリ素子にて構成さ
れている。２４は各メモリ２３の書込みおよび読出しを
制御するメモリコントローラであり、２５は各メモリ２
３から読み出されたデータの選択を行う３ｔｏ１のセレ
クタである。

【００３１】さらに、図２における２６はメモリ２３の
どれからデータを読み出すかを決定する読出しコントロ
ール部であり、２７はメモリ２３のどれにデータを書き
込むかを決定する書込みコントロール部である。

【００３２】次に動作について説明する。２値用の陽極
駆動ＩＣ７を用いて１６階調の階調表示を行う場合、図
３に示すように、階調表示のための基本単位を第１フレ
ームおよび第２フレームの２つのフレームで構成し、各
フレーム中の１ラスタ期間をそれぞれ３つのサブラスタ
３１〜３３、３４〜３６に分割する。

【００３３】その場合、第１フレームでは、第１サブラ
スタ３１には（９／１６）Ｈ、第２サブラスタ３２には
（４／１６）Ｈ、第３サブラスタ３３には（３／１６）
Ｈと、また、第２フレームでは、第１サブラスタ３４に
は（５／８）Ｈ、第２サブラスタ３５には（２／８）
Ｈ、第３サブラスタ３６には（１／８）Ｈと、それぞれ
異なった重み（時間幅）を持たせ、そして２フレーム期
間中の同一表示領域において、選択するサブラスタの組
合わせにより点灯時間を決めることで階調表示を行な
う。

【００３４】このような表示手段を採用した場合、階調
表示の単位となる２フレーム間での輝度差が大きいと表
示のチラツキ、フリッカとして認識されるために高品位
な階調表示とはなりにくい。そのため２フレーム間での
輝度差が一定レベル以下になるように設定する必要があ
る。

【００３５】上記の階調表示手法を用いた場合、発光輝
度として人間が認識する明るさは次の式（１）で表現さ
れる。

【００３６】

【数１】

【００３７】その時、フレーム間の輝度差を次の式
（２）と定義し、フレーム周波数７０Ｈｚにおいてこの
輝度差が１５％以下であればフリッカがほとんど認識さ
れないことを確認している。

【００３８】

【数２】

【００３９】従って、各階調表示時においてフレーム間
の発光輝度差が全サブラスタ３１〜３６を選択した時の
最高輝度に対して１５％以内になるように設定すること
で高品位な階調表示が可能である。図３にはそのような
組合わせの一例が示されている。

【００４０】階調表示のためのデータ転送、表示制御の
処理は図２および図３に示す回路にて実行される。この
回路においては、外部より入力された１６階調４ビット
の表示データを、該当フレームでの３区間のサブラスタ
の表示、非表示に対応する３ビットのデータに変換す
る。この変換に用いる変換テーブルの一例を次の表１に
示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】このデータを陽極駆動ＩＣ７のブロック構
成に対応するようブロック毎にメモリ２３へ記憶させ
る。この時データ変換の重み付けがどのフレームに対応
するかをフレーム切換えのセレクタにより判定する。

【００４３】陽極駆動ＩＣ７のブロック構成に対応して
並べられ記憶されたデータは、次のラスタ期間で読み出
され２ビットの３ｔｏ１のセレクタ２５で１ラスタ内で
のどのサブラスタ３１〜３６のデータであるかを決めら
れ、タイミングパルス生成部２２で生成されるシフトク
ロックに同期して陽極駆動ＩＣ７へと出力される。図４
に外部からのデータ入力、陽極駆動ＩＣ７へのデータ転
送のタイミングを示す。

【００４４】この方法ではデータの転送レートは最小表
示期間で規制されてしまうため、表示期間の長いものか
ら順に表示して最小表示期間が１ラスタの最後の表示期
間となるようにし、最小表示期間でのデータ転送はブラ
ンキング期間を含めて行なっている。この方法を採用す
ることでデータ転送の負荷を低減させている。

【００４５】データの陽極駆動ＩＣ７への転送は、メモ
リ２３によるバッファリングを行なっていることによ
り、転送時で１ラスタ、表示時で２ラスタだけ入力時よ
りも遅れている。該当ラスタ（第ｎラスタ）に対するデ
ータ転送は、第ｎ−１ラスタの最後の最小表示期間に第
ｎラスタの第１サブラスタ期間での表示データを転送
し、第１サブラスタ表示時に第２サブラスタのデータ転
送を、第２サブラスタ表示時に第３サブラスタ（最小表
示期間のサブラスタ）のデータ転送を行なう。

【００４６】これらのデータによる表示の切換えは、陽
極駆動ＩＣ７のシフトレジスタ７１からラッチ回路７２
へデータを転送することにより行なうため、表示切換え
のための特別な回路は不要となっている。

【００４７】また、２フレームで階調表示を行なうため
には一般にデータ変換を行なうための４ビットの表示入
力データが階調表示の２フレーム間で同一である必要が
ある。しかし、表示を行ない階調表示と認識される時間
は２フレーム時間以上あると考えられ、実際の表示デー
タの変化周期も２フレームの表示時間に対して十分長い
ことを確認した。

【００４８】従って、外部要因とは無関係に２つのデー
タ変換テーブルをフレーム毎に切換え、入力された表示
データを変換することで充分階調表示が行なえる。表示
単位内で階調データが変化した場合も変化時点１フレー
ムの階調表示がくずれるが、前後の表示単位は相当時間
にわたって保持されるために階調性の変化はほとんど認
識されない。このことによりフレームメモリを不要とし
た。

【００４９】以上のように、実施の形態１によれば、各
クレームにおける１ラスタ期間を互いに時間の異なるｍ
個のサブラスタに区分したことにより、階調表示の専用
ＩＣを必要とせず、装置コストの低減が可能、表示階調
数の変更にも対応できる。

【００５０】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は２値用の陽極駆動ＩＣを用いて１６階調表示を行なっ
たが、４，１６等多階調の陽極駆動ＩＣを用いて本方法
を採用してもよく、そのようにすることによってより多
くの階調表現を行なうことができる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、連続
したｎ個のフレームを階調表示を完結する基本単位と
し、各フレームにおける１ラスタ期間を互いに時間の異
なるｍ個のサブラスタに区分して、基本単位内のｎ×ｍ
個のサブラスタのいずれの期間を発光させるかを指定す
るように構成したので、階調表示のための専用ＩＣを必
要とすることなく階調表示を行うことができ、装置コス
トの低減が可能となり、また、表示階調数の変更にも柔
軟に対応することのできる気体放電表示方法が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における階調表示に
関するデータ処理を行う信号処理回路を示すブロック図
である。

【図２】 上記信号処理回路におけるメモリ構成および
データ配置を示すブロック図である。

【図３】 上記実施の形態にて２フレームを基本単位と
して１６階調表示する場合のサブラスタの区分の一例を
示す説明図である。

【図４】 上記実施の形態の動作を説明するためのタイ
ミング図である。

【図５】 従来の気体放電表示方法を実施する装置の表
示パネルの構造の要部を示す斜視図である。

【図６】 上記表示パネルの要部の断面図である。

【図７】 従来の気体放電表示を実施する装置の駆動系
を示すブロック図である。

【図８】 従来の気体放電表示を実施する装置を示すブ
ロック図である。

【図９】 そのシフトレジスタの構成を示すブロック図
である。

【図１０】 従来の気体放電表示を実施する装置におけ
る表示データの変換形式を示すデータ構成図である。

【図１１】 従来の階調表示を行うための陽極駆動ＩＣ
を示すブロック図である。

【図１２】 その動作を説明するためのタイミング図で
ある。

【図１３】 従来の気体放電表示を実施する装置におけ
る表示パネルと駆動系との接続を示す接続構成図であ
る。

【符号の説明】

３ 陽極、４ 陰極、６ 表示パネル、７ 陽極駆動Ｉ
Ｃ、３１〜３６ サブラスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電発光ガスが封止された一定の放電空
   間を隔ててマトリクス状に対向配置された複数の陽極お
   よび陰極との間に表示データに応じた電圧を選択的に印
   加することにより、その陽極と陰極との間の前記放電発
   光ガスを放電発光させて、文字やグラフィック情報を階
   調表示する気体放電表示方法において、第１フレーム〜
   第ｎフレームのｎ個のフレームを、前記階調表示を完結
   する基本単位とし、前記基本単位内での前記各フレーム
   における１ラスタ期間を互いに長さの異なるｍ個のサブ
   ラスタに区分し、前記基本単位内のｎ×ｍ個のサブラス
   タのいずれの期間を発光させるかを指定することによっ
   て階調表示を行うことを特徴とする気体放電表示方法。