JPH10254404A

JPH10254404A - 表示装置及び階調表示方法

Info

Publication number: JPH10254404A
Application number: JP10040001A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Konoue; 明彦鴻上; Shigeo Mikoshiba; 茂生御子柴; Shinichi Shinada; 眞一品田; Mutsuzo Suzuki; 睦三鈴木; C Carzon F; エフ．シー．カーゾン; Ho Kitagawa; 邦北川
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】画質劣化のない階調表示技術の提供。【解決手段】１フィールド期間内の複数のサブフィール
ドの配列を、最短表示期間のサブフィールドと２番目に
短い表示期間のサブフィールドとがそれぞれ、最長表示
期間のサブフィールドとの間に、それぞれよりも表示期
間の長い複数のサブフィールドをはさんで配される構成
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス放電パネル、
ＥＬ表示素子、蛍光表示管、液晶表示素子等における表
示技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マトリクスパネルにおける画像の
階調表示技術としては、例えば、加治他：電子通信学会
画像工学研究会資料、資料番号ＩＴ７２−４５（１９７
３−０３）（１９７３．３．１２）「ＡＣ形プラズマデ
ィスプレイによる中間調動画表示」に記載されたメモリ
形ガス放電パネルについてのものがある。該従来技術で
は、例えば８ビット階調で、各サブフィールドを、それ
ぞれが有する表示期間の長さの順にｂ０，ｂ１，ｂ２，
…ｂ７とした場合（ｂ０：表示期間が最短のサブフィー
ルド（最下位サブフィールド）、ｂ７：表示期間が最長
のサブフィールド（最上位サブフィールド））、階調を
表わすためのサブフィールドの配列順序は、１フィール
ドの時間（例えばＮＴＳＣテレビ信号では１／６０秒
（ｓ）（約１６.７ｍｓ））内で、表示期間が次第に長
くなる順番であるｂ０，ｂ１，ｂ２，…ｂ７の順番とさ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
におけるサブフィールド配列順序では、動画に対して画
質劣化が生じ、階調落ちに見えたり、画素が粗いように
感じられたりする。

【０００４】以下、図２〜図５を用い、ガス放電テレビ
の場合の階調表示技術を例にとって、本発明が解決しよ
うとする課題点を説明する。

【０００５】図２は、３電極式のガス放電パネルのセル
の断面構造例を示す図である。基板２００上に、第１電
極（陰極）２２０が、ＢａまたはＮｉ，ＬａＢ₆等の材
料で形成されている。一方、面板２１０には、第３電極
（表示陽極）２４０が印刷技術等で形成されている。ま
た、放電空間（表示放電空間２５０と補助放電空間２７
０）がスペーサの積層構造等により形成され、第２電極
（補助陽極）２３０も所定位置に設けられる。

【０００６】第１電極（陰極）２２０と第３電極（表示
陽極）２４０との間で放電（表示放電）が生じると、表
示放電空間２５０内のガス（ＸｅまたはＮｅ−Ｘｅ，Ｈ
ｅ−Ｘｅ等の混合ガス）から紫外線が発生し蛍光体２６
０が発光して表示が行われる。また、第１電極２２０と
第２電極（補助陽極）２３０との間では、いわゆる種火
放電なる補助放電が発生する。この補助放電が、上記第
１電極２２０と上記第３電極２４０との間の表示放電に
移行するか否かは、上記第２電極２３０に対しパルス電
圧が印加されるか否かで決まる。

【０００７】図３は、マトリクス形ガス放電パネル３０
０の電極と電極リード線の接続構成例を示す図である。
ガス放電パネルのセル３５０の第１電極と第３電極は、
横方向に第１電極リード線３１０（本例では、電極リー
ド線数を４８０本とし、各リード線の番号を上から順に
Ｋ₁，Ｋ₂，…Ｋ₄₈₀としている）と第３電極リード線３
４０（本例でも、電極リード線数は４８０本で、各リー
ド線の番号を上から順にＡ₁，Ａ₂，…Ａ₄₈₀としてい
る）に接続され、第２電極は縦方向に第２電極リード線
（補助陽極リード線）３２０，３３０に接続される。

【０００８】図４には、上記電極に印加する電圧の波形
を示す。

【０００９】図４において、Ｖ_Kは第１電極リード線３
１０を介し第１電極に印加する電圧の波形、４００はマ
トリクスパネル内の１ラインをアドレスするためのパル
ス（以下、第１電極アドレスパルスと称する）である。
該第１電極アドレスパルスのパルス幅は、本図４におい
ては、１ラインをアドレスするために割り当てられた時
間幅Δ（＝１Ｈ／階調ビット数，Ｈ：水平走査期間）と
等しくしてある。例えば、テレビ信号を８ビット階調
（２５６階調）で表示する場合には、該時間幅Δは、Δ
≒７.９μｓとなる。

【００１０】図４において、Ｖｓは第２電極リード線を
介し第２電極に印加するパルス（第２電極パルス）４１
０の電圧波形である。該第２電極パルス４１０は、上記
第１電極アドレスパルス４００よりもパルス幅が狭く、
時間幅Δの後方に位置する。この第２電極パルスは、テ
レビ信号の内容によって、ある場合とない場合とがあ
る。

【００１１】また、Ｖ_Aは第３電極リード線を介し第３
電極に印加する電圧の波形である。第１電極リード線と
第３電極リード線のライン番号の同じものに対しては、
パルス４２０の電圧を、第１電極アドレスパルス４００
の直後から、サブフィールドの表示期間に対応した回数
だけ連続的に第３電極に印加する。

【００１２】次に、図４中の期間I，II，IIIに対応さ
せ、電極間の放電につき説明する。

【００１３】第１電極にアドレスパルス４００の電圧が
印加されると、期間Ｉにおいて、該第１電極と第２電極
との間で放電すなわち補助放電が生じる。この補助放電
は、補助放電空間２７０（図２）に生じる。該補助放電
空間２７０の壁面には蛍光体はなく、しかも該補助放電
空間２７０はパネル前面側からは隠れた位置にあるため
に、この補助放電が表示画質に与える影響は少ない。

【００１４】次に、第２電極にパルス４１０の電圧が印
加される期間IIでは、第１電極と第２電極の電位差が少
なくなるため、該第１電極と該第２電極との間の放電は
停止する。しかし、上記のように、期間Ｉで既に種火放
電（補助放電）が行われているため、該期間IIでは第１
電極の近傍に空間電荷が多数存在する。このために、該
第１電極と第３電極の間で新たな放電すなわち表示放電
が起こる。このように、放電が第２電極から第３電極に
移ることを、ここではスイッチングと呼ぶ。このスイッ
チングが行われると、第１電極と第３電極との間の放電
径路（表示放電空間２５０）に荷電粒子が多数発生す
る。

【００１５】次に、期間IIIでは、第３電極に、先ず、
幅の狭いパルス４２０の電圧が印加される。上記期間II
でのスイッチングにより、表示放電空間２５０には荷電
粒子が多く存在するようになるため、該パルス４２０の
電圧によって、第１電極と第３電極との間で放電が起き
る。この放電により上記表示放電空間２５０にはさらに
荷電粒子が発生し、次のパルス４３０の電圧によっても
放電するようになる。このように、期間IIIでは、この
放電は、パルス電圧が連続印加される期間続く。これを
パルスメモリという。この放電によって蛍光体２６０を
発光させ表示が行われる。また、この放電は、該パルス
電圧が連続印加されている期間内でも、新たな電圧が第
１電極に印加された場合には停止する。

【００１６】パネルを表示発光させない場合には、図４
のパルス４１０の電圧を第２電極に印加しないようにす
る。この場合には、上記スイッチングは行われず、第１
電極と第３電極の間での放電は生じない。このため、表
示放電空間２５０内の荷電粒子は少ない。従って、第３
電極にパルス４２０、４３０の電圧を印加しても放電は
起きず蛍光体２６０も発光しない。このように、第２電
極のパルス４１０の有無によって、第１電極と第３電極
との間の放電を制御でき、パネルの表示発光を制御でき
る。

【００１７】次に、図５を用いて、ガス放電パネルの場
合の８ビット階調（２５６階調）の画像表示の例を説明
する。

【００１８】図５は、１フィールドの間に第１電極に印
加する電圧の波形Ｖ_Kと、第３電極に印加する電圧の波
形Ｖ_Aの例を示す図である。第１電極には１フィールド
間にサブフィールドに対応した８つのパルス４００の電
圧を印加する。該８つのパルス４００の各々を、各サブ
フィールドｂ０，ｂ１，ｂ２…内のアドレスパルスと呼
ぶ。第３電極に印加するパルス４２０の電圧は、図４及
び図５に示すように、アドレスパルス４００の電圧印加
の直後から繰り返し印加され、次のサブフィールドのア
ドレスパルス４００が来る前に終る。パルス４２０は、
各サブフィールドｂ０，ｂ１，ｂ２…内において、それ
ぞれのサブフィールドに対応した表示期間を形成する。

【００１９】各サブフィールドｂ０，ｂ１，ｂ２…ｂ７
内のパルス４２０のパルス数の、サブフィールド毎の比
を、該サブフィールドｂ０，ｂ１，ｂ２…に対応し１：
２：４：８：…：１２８とすれば、この組合せにより画
像の２進符号の２５６階調が構成される。この第３電極
に印加するパルス列４２０の電圧でパネルを表示放電さ
せるか否かは、各サブフィールドｂ０，ｂ１，ｂ２…内
のアドレスパルス４００に対応した期間に第２電極パル
ス（図４中の４１０）があるかないかで決まる。

【００２０】従来の階調表示では、図５に示すように、
最下位（最短表示期間）のサブフィールドｂ０から次第
に上位（長い表示期間）のサブフィールドへと順番に、
すなわち、ｂ０，ｂ１，ｂ２…ｂ７の順に配列される。
この場合においては、表１に示すように、階調レベル
が、レベル１２７とレベル１２８の間で１レベル変わる
とき、レベル１２７のときはｂ０〜ｂ６の７個のサブフ
ィールドで表示が行われ、レベル１２８のときはサブフ
ィールドｂ７のみで表示が行われる。

【００２１】

【表１】

【００２２】図５からも明らかなように、かかる従来技
術の場合は、あるフィールドでレベル１２７を表示し、
次のフィールドでレベル１２８を表示するとき、このフ
ィールド切替り時に１フィールドの時間幅（約１６.７
ｍｓ）にわたって表示部が全く発光しない期間ができ
る。特に動画の場合は、これによる画質劣化が著しく、
階調落ちに見えたり、画素が粗いように感じられたりす
る。

【００２３】また、表２には、他の階調レベルの場合を
示す。同表２に示すように、隣り合ったフィールド間
で、階調レベルが、レベル６３とレベル６４の間で変化
するときや、レベル３１とレベル３２の間で変化すると
きや、レベル１５とレベル１６の間で変化するときや、
さらに、レベル１９１とレベル１９２の間での変化のよ
うに、サブフィールドｂ７のレベル１２８を基準にして
レベル６３とレベル６４の間で変化するときにも、表示
部に長い不発光期間ができ、動画に対する画質劣化があ
る。この画質劣化は、輝度の高い表示の場合に顕著で、
輝度が低い場合は観測されにくい。

【００２４】

【表２】

【００２５】以上、述べたように、上記従来技術では、
サブフィールドの順番を、ｂ０，ｂ１，…ｂ７の順番と
しているために、動画に対し画質劣化が生じている。

【００２６】本発明の目的は、かかる画質劣化を生じな
い階調表示技術を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、（１）１フィールド期間内のサブフィールドの配列を、
最短表示期間のサブフィールドと２番目に短い表示期間
のサブフィールドとの間に、他の表示期間のサブフィー
ルドが配されるようにする。

【００２８】（２）１フィールド期間内のサブフィール
ドの配列を、配列の両端部にそれぞれ最短表示期間のサ
ブフィールドと２番目に短い表示期間のサブフィールド
が配されるようにする。

【００２９】（３）１フィールド期間内のサブフィール
ドの配列を、最短表示期間のサブフィールドと２番目に
短い表示期間のサブフィールドとがそれぞれ、最長表示
期間のサブフィールドとの間に、それぞれよりも表示期
間の長いサブフィールドを複数個はさんで配されるよう
にする。

【００３０】（４）１フィールド期間内のサブフィール
ドの配列を、最短表示期間のサブフィールドと２番目に
短い表示期間のサブフィールドとが、相互間にサブフィ
ールドの表示期間が長くなる順の配列部分と短くなる順
の配列部分とを有し、かつ該両サブフィールドそれぞれ
が、最長表示期間のサブフィールドとの間に、それぞれ
よりも表示期間の長いサブフィールドを複数はさんで配
されるようにする。

【００３１】（５）１フィールド期間内のサブフィール
ドの配列を、最長表示期間のサブフィールドの両側にそ
れぞれ２個以上の他の表示期間のサブフィールドが次第
に表示期間が短くなる順で配されかつ該配列の両端部の
サブフィールドがそれぞれの側で表示期間が最短のもの
とされる配列とする。

【００３２】（６）サブフィールドにより階調のある画
像を表示する表示装置において、１フィールド期間内に
形成されるサブフィールドが、サブフィールドの表示期
間が長くなる順の配列部分と短くなる順の配列部分とを
有して配列され、最短表示期間のサブフィールドと２番
目に短い表示期間のサブフィールドとがそれぞれ、最長
表示期間のサブフィールドとの間に、それぞれよりも表
示期間の長いサブフィールドを複数はさんで配され、か
つ、表示動作時、隣り合ったフィールド間で、階調が、
少なくとも最高階調の略１／２、略１／４レベルまたは
略１／８レベルの第１階調から該第１階調より１レベル
高い第２階調へと変化するとき、該第２階調が、該第１
階調を形成するサブフィールドのいずれよりも表示期間
が長い１個のサブフィールドの作動で形成され、該第２
階調の後続フィールド内で作動する該１個のサブフィー
ルドの表示期間開始時点から１フィールド遡及した時間
範囲内に、該第１階調の先行フィールド内で最後に作動
するサブフィールドの表示期間があるように配列される
ようにする。

【００３３】上記サブフィールド配列は、特に中間調レ
ベルの階調レベルにおける作動サブフィールドの位置を
分散させ、隣り合ったフィールド間において、先行フィ
ールド内の該レベル変化前の階調レベルに対応したサブ
フィールドのうち最終作動するものの表示期間終了点か
ら、後続フィールド内の該レベル変化後の階調レベルに
対応したサブフィールドのうちの最初の作動サブフィー
ルドの表示期間開始点までの時間を短縮する。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図１、
図６及び図７を用いて説明する。

【００３５】上記から明らかなように、上記画質劣化を
改善するためには、基本的には、複数のサブフィールド
を、表示期間を分散させた順序に配列すればよい。この
ように配列した場合には、上記表１のレベル１２７とレ
ベル１２８とがフィールド毎に変わったとしても、１フ
ィールド期間内には必ず発光期間が存在することにな
る。以下、上記複数のサブフィールドｂ０，ｂ１，ｂ２
…ｂ７を用いる場合であって、該サブフィールドを、最
上位サブフィールド（最長表示期間のサブフィールド
（上記例ではｂ７））の両隣りにこれより短い表示期間
のサブフィールドｂ５とb６を配し、該最上位サブフィ
ールドｂ７を、フィールドの略中央に配するようにした
分散型のサブフィールド配列の構成例（図１、図６）
と、これを用いたガス放電テレビの構成例（図７）とに
つき述べる。

【００３６】図１は、本発明におけるサブフィールド配
列の一構成例を示す。１フィールド内のサブフィールド
をｂ１，ｂ３，ｂ５，ｂ７，ｂ６，ｂ４，ｂ２，ｂ０の
順で配列した場合であって、その第１電極に印加する電
圧波形Ｖ_Kと第３電極に印加する電圧波形Ｖ_Aの例を示
す。各サブフィールドの表示期間は、図５の従来技術に
おける場合と同じにしてある。また、第３電極に印加す
るパルス４２０の数も各サブフィールドの表示期間に対
応させてあり、図５の従来技術における場合と同じであ
る。本図１のサブフィールド配列においても、フィール
ド切替り時におけるｂ０、ｂ１間での変化等、階調レベ
ルの低いサブフィールドどうしの間の変化の場合は、暗
い表示レベル域内での変化のため、たとえ不発光時間が
長くなっても目立った画質劣化にはならない。

【００３７】また、図６は、本発明におけるサブフィー
ルド配列の他の例を示す。すなわち、１フィールド内の
サブフィールドをｂ０，ｂ２，ｂ４，ｂ６，ｂ７，ｂ
５，ｂ３，ｂ１の順序に配列した場合であって、その第
１電極に印加する電圧波形Ｖ_Kと第３電極に印加する電
圧波形Ｖ_Aの例を示す。この場合も、図１の実施例の場
合と同様、各サブフィールドの表示期間は図５の各サブ
フィールドの場合と同じにしてある。

【００３８】図７は、本発明の装置の実施例で、ガス放
電テレビの場合の具体的構成例を示す。Ｒ，Ｇ，Ｂの各
色信号に分離された映像信号８１０，８２０，８３０
は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器８４０，８５０，８６０に
より、アナログ信号からディジタル信号に変換されてフ
レームメモリ８７０に記憶される。該フレームメモリ８
７０からの信号の読み出しは、専用の読み出しＲＯＭ９
００により、本発明のサブフィールド配列の時間に合っ
たタイミングで行う。該ＲＯＭ９００は、クロック信号
８８０をカウントするカウンタ８９０によって動作す
る。該カウンタ８９０は、テレビ信号のＶ信号（垂直同
期信号）あるいは必要に応じてＨ信号（水平同期信号）
を用いてリセットする。フレームメモリ８７０から読み
出された信号は、シフトレジスタ１０１０、１０３０に
入力され、信号の直並列変換をされた後、第２電極ドラ
イバ１０２０、１０４０によりパネル８００の駆動に必
要な高電圧信号に変換されてパネルの第２電極に入力さ
れる。図７の実施例では、装置構成が、第２電極がパネ
ルの上半分と下半分で分離して駆動される２行同時駆動
方式の構成のため、シフトレジスタとドライバとをそれ
ぞれパネルの上下両側に設けてある。

【００３９】一方、第１電極に入力される信号（図１、
図６におけるＶ_Kのロジック信号）は、ＲＯＭ９２０に
より発生され、１Ｈずつシフトするシフトレジスタ９８
０、９７０に入力され、直並列変換された後、ドライバ
１０００、９９０によって高電圧信号に変換されてパネ
ルの第１電極に入力される。

【００４０】また、第３電極に入力される信号（図１、
図６におけるＶ_Aのロジック信号）は、ＲＯＭ９１０に
より発生され、１Ｈずつシフトするシフトレジスタ９３
０、９４０に入力され、直並列変換された後、ドライバ
９５０、９６０により高電圧信号に変換されてパネルの
第３電極に入力される。

【００４１】以上、本発明の実施例をガス放電テレビの
場合につき述べたが、本発明の範囲はこれに限られず、
他に、例えば、ＥＬ表示素子、液晶表示素子、蛍光表示
管等、ディジタル的にパルス幅またはパルス数で輝度変
調を行うマトリクスパネル等の場合も含む。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、簡易構成下で動画に対
する画質劣化を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるサブフィールド配列の一実施例
を示す図である。

【図２】ガス放電パネルのセルの断面図である。

【図３】ガス放電パネルの配線を示す図である。

【図４】ガス放電パネルの駆動を説明する図である。

【図５】従来の階調表示技術の説明図である。

【図６】本発明におけるサブフィールド配列の他の実施
例を示す図である。

【図７】本発明の装置の一実施例を示す図である。

【符号の説明】

２２０…第１電極、２３０…第２電極、２４０…第
３電極、２５０…表示放電空間、２７０…補助放電空
間、４００…第１電極アドレスパルス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者品田眞一東京都国分寺市恋々窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者鈴木睦三東京都国分寺市恋々窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者エフ．シー．カーゾン東京都国分寺市恋々窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者北川邦千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１フィールド期間内のサブフィールドの配
列を、最短表示期間のサブフィールドと２番目に短い表
示期間のサブフィールドとの間に、他の表示期間のサブ
フィールドが配されるようにしたことを特徴とする表示
装置。
【請求項２】１フィールド期間内のサブフィールドの配
列を、配列の両端部にそれぞれ最短表示期間のサブフィ
ールドと２番目に短い表示期間のサブフィールドが配さ
れるようにしたことを特徴とする表示装置。
【請求項３】１フィールド期間内のサブフィールドの配
列を、最短表示期間のサブフィールドと２番目に短い表
示期間のサブフィールドとがそれぞれ、最長表示期間の
サブフィールドとの間に、それぞれよりも表示期間の長
いサブフィールドを複数個はさんで配されるようにした
ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】１フィールド期間内のサブフィールドの配
列を、最短表示期間のサブフィールドと２番目に短い表
示期間のサブフィールドとが、相互間にサブフィールド
の表示期間が長くなる順の配列部分と短くなる順の配列
部分とを有し、かつ該両サブフィールドそれぞれが、最
長表示期間のサブフィールドとの間に、それぞれよりも
表示期間の長いサブフィールドを複数はさんで配される
ようにしたことを特徴とする表示装置。
【請求項５】１フィールド期間内のサブフィールドの配
列を、最長表示期間のサブフィールドの両側にそれぞれ
２個以上の他の表示期間のサブフィールドが次第に表示
期間が短くなる順で配されかつ該配列の両端部のサブフ
ィールドがそれぞれの側で表示期間が最短のものとされ
る配列としたことを特徴とする表示装置。
【請求項６】サブフィールドにより階調のある画像を表
示する表示装置において、１フィールド期間内に形成さ
れるサブフィールドが、サブフィールドの表示期間が長
くなる順の配列部分と短くなる順の配列部分とを有して
配列され、最短表示期間のサブフィールドと２番目に短
い表示期間のサブフィールドとがそれぞれ、最長表示期
間のサブフィールドとの間に、それぞれよりも表示期間
の長いサブフィールドを複数はさんで配され、かつ、表
示動作時、隣り合ったフィールド間で、階調が、少なく
とも最高階調の略１／２、略１／４レベルまたは略１／
８レベルの第１階調から該第１階調より１レベル高い第
２階調へと変化するとき、該第２階調が、該第１階調を
形成するサブフィールドのいずれよりも表示期間が長い
１個のサブフィールドの作動で形成され、該第２階調の
後続フィールド内で作動する該１個のサブフィールドの
表示期間開始時点から１フィールド遡及した時間範囲内
に、該第１階調の先行フィールド内で最後に作動するサ
ブフィールドの表示期間が存在するように配列されるこ
とを特徴とする表示装置。
【請求項７】１フィールド期間内のサブフィールドを、
サブフィールドの表示期間が長くなる順の配列部分と短
くなる順の配列部分とを有して配列し、最短表示期間の
サブフィールドと２番目に短い表示期間のサブフィール
ドとをそれぞれ、最長表示期間のサブフィールドとの間
に、それぞれよりも表示期間の長いサブフィールドを複
数はさんで配するようにした情報信号に基づき、該情報
信号に対応した表示部駆動用信号を形成し、該表示部駆
動用信号により表示部に階調のある画像を表示するよう
にしたことを特徴とする階調表示方法。