WO2002101704A1 - Plasma display and its driving method - Google Patents

Description

明細書

プラ ズマデ ィ ス プ レ イ パネル表示装置と その駆動方法 技術分野

本発明は、 プラズマデ ィ ス プ レイ パ ネ ル表示装置とその駆動方 法に関する。 技術背景

プラ ズマ デ ィ スプ レ イ パネル （ PDP ) 表示装置は、 2枚の薄いフ ロ ン ト ノ、。ネルガラ ス およ びバ ッ クノ、。ネルガラ ス を、 複数の隔壁を 介 して対向 させ、 当該複数の隔壁の間にそれぞれ赤 （R)、 緑 （G)、 青 （ B ) 各色の蛍光体層 を配 し、 両ガラ ス板の間隙であ る放電空 間に放電ガス を封入 して なる PDP部を持つ。 フ ロ ン ト パネルガラ ス側 に は ス キ ヤ ン電極お よ びサ ス テ ィ ン電極を一対と す る表示 電極が複数対形成さ れて い る 。 ま た ノ ッ ク ノ、。 ネ ル ガ ラ ス側に は 、 放電空間をは さ んで表示電極と 直交する よ う に、 複数の ア ド レ ス 電極が並設されてい る。 これら の各電極には後述するサブフ ィ 一 ル ド において、 例えば図 1 5 に示す駆動波形プロ セ ス に基づき、 初期化パ ル ス 、 走査パ ル ス 、 書き込みパ ル ス 、 維持パル ス 、 消去 ノ、。ル ス等の各パルス が印加される よ う に な っ てお り 、 放電ガス 中 に発生 し た放電に よ っ て蛍光発光す る。 こ の よ う な構成を持つ PDP 表示装置は大画面化 して も従来のデ ィ ス プ レ イ の C RT の よ う に奥行き寸法や重量が増大 しに く く 、 ま た視野角が限定される こ と がない と い う 点で優れている。

こ のよ う な PDP表示装置は、 大画面化 · 高精細化が求め られる よ う にな つ てお り 、 現在では 50 イ ンチ以上の も のが商品化され る に至っ ている。

と こ ろでテ レ ビ映像をデ ィ ス プ レ イ で表示する場合、 ア ナ ロ グ カ ラ ーテ レ ビ映像信号方式では、 1 秒間に 60枚の フ レーム （フ ィ 一ル ド） で構成されている。 元来 PDP表示装置では、 基本的に点 灯か消灯のいずれかで しか映像表示でき ないので、 図 1 6 の フ レ ーム構成図 に示すよ う に、 赤 （R )、 緑 （G )、 青 （ B ) の各色に対 応す る点灯時間を時分割 し、 例えば 1 ( T V) フ レ ー ムを構成する 8 個のサブフ ィ ール ドの組み合わせに よ っ て複数の階調表示時を 行い、 中間色を表示する方法が用い られている。 こ の 8個の各サ ブフ ィ ー ル ドにおける相対輝度比は昇順に 1、 2、 4、 8、 1 6、 32、 64、 1 28 のよ う に してノ イ ナ リ で重み付け し、 こ の 8 ビ ッ ト の相 対輝度比が異な る重み付けの組み合わせ に よ っ て、 例え ば合計 256 階調 （0 階調〜 255 階調） を表現する。 また実動作時に充分な 明 る さ を確保する ために、 各サブフ ィ ール ドの放電維持期間内に 印加する維持パ ル ス数を、 前記重み付けにほぼ比例さ せてい る。 上記相対輝度比順に 3、 7、 1 5、 3し 63、 1 27、 255、 51 1 である と する （以降、 「0 階調」 「 1 階調」 「2 階調」 〜 「8 階調」 等の記述 は、 合計 256 階調中に含まれる特定の階調を示す も の とす る。）。

以上の特徴を もつ PDP表示装置ではあるが、 低階調表示時にお いて以下の よ う な問題がある。

すなわち、 一般的にデ ィ ス プ レ イ では階調表示が低階調にな る ほ ど相対輝度比を小さ く なる よ う にする のが望ま し く 、 こ う する こ と に よ っ て暗い階調表示を滑 ら か に表現す る こ と がで き る と されてい る。 上記合計 256 階調の う ち、 0 階調と、 相対輝度比が 最小の重み付けに対応する 1 階調を表示する場合、 その階調差が 示す輝度比は、 C RT では O cd/m ²に近 く 、 滑ら かな階調表示時が可 能にな っ ている。 と こ ろが PDP 表示装置では、 0 階調表示と 1 階 調表示の輝度比は 2 c d /m²以上も あ り 、 CRT の よ う に滑 らかな輝度 変化を表現する こ と が困難である。

こ れに対 して、 維持パル ス の比率を低階調側でよ り 低 く 設定す れば、 1 階調表示時における維持パル ス に よ っ て得られる発光は 抑え られる が、 初期化パル ス 、 書き込みパル ス 、 消去パル ス に よ る発光は残るので大幅に輝度を落とす こ と はできない。 ま た誤差 拡散処理 （デ ィ ザ法） に よ り 擬似的に階調表示時 し ょ う と して も、 階調が も と も と 低い理由 か ら 画面に誤差拡散 ノ イ ズのザラ ツ キ 感が 目立っ て し まい、 誤差拡散の有効な効果が得られずに、 かえ つ て画質が劣化する とい う新たな問題が発生する。 発明の開示

本発明は上記課題を鑑みてなされた も のであ っ て、 多階調表示 を行う 際に、 特に低階調表示時において優れた性能を呈する こ と が可能な P DP表示装置と その駆動方法を提供する こ と を 目的とす る。

上記課題を解决す るために、 本発明は、 重み付けの異なる複数 のサブフ ィ ール ドに よ り 1 フ レーム を構成 して多階調表示を行う PDP 表示装置の駆動方法であ っ て、 相対輝度比が最小の重み付け に対応す る サブフ ィ ール ドでは、 初期化期間および書き込み期間 の 2期間の放電を行う こ と に よ っ て表示する も の と した。

こ の駆動方法によれば、 相対輝度比が最小であるサブフ ィ ール ドにおけ る発光輝度は、 初期化期間におけ る発光と書き込み期間 における発光のみで表示する こ と にな り 、 維持期間およ び消去期 間におけ る各放電が不要になる。 こ の こ と か ら本発明では、 相対 輝度比が最小である サブフ ィ 一ル ド における発光輝度が、 従来に 比べて 1 /2 程度と飛躍的に低 く 抑え られるので、 これに基づいて 合計 256 階調の う ち、 0 階調か ら 1 階調表示時におけ る低階調の 変化を滑 ら かに表示する こ とができ る。

ま た本発明は、 マ ト リ ク ス状に複数のセルが配された PDP部を 備え る PDP表示装置の駆動方法であ っ て、 第一フ レーム中の相対 輝度比が最小の重み付けに対応する第一サブフ ィ ール ドでは、 書 き込み期間において、 相対輝度比が最小の表示領域か ら選択 した 第一のセ ル群について放電させ、 前記第一の フ レ ー ム に続 く 第二 の フ レ ー ム 中の相対輝度比が最小の重み付け に対応す る第二の サブフ ィ 一ル ドでは、 前記相対輝度比が最小の表示領域において 前記第一のサ ブ フ ィ ール ドで放電 さ せなか っ た第二のセ ル群を 放電させる こ と も でき る。

こ の駆動方法に よれば、 相対輝度比が最小に重み付けに対応す るサブフ ィ ール ドの表示領域を、 2 つの フ レームでそれぞれ部分 的に分担 して点灯する こ と にな り 、 1 フ レ ー ム中の相対輝度比が 最小の重み付け に対応す る サ ブフ ィ ール ド に おけ る発光量が従 来の 1 / 4程度に まで低減でき る。 したが つ て こ の駆動方法を用い れば、 0 階調か ら 1 階調表示時における暗い発光を さ ら に滑 ら か に表示する こ と ができ る。

ま た、 これに加えて 1 フ レーム中で相対輝度比が 2番 目 に小さ いサブフ ィ ール ドでは、 初期化期間およ び書き込み期間の 2 期間 の放電で表示を行えば、 前記 2 つの連続する サブフ ィ ール ドで、 相対輝度比が最小の重み付けに対応する発光と、 重み付けが次に 小 さ い発光 と を それぞれ従来よ り も 暗い表示で滑 ら か に行 う こ とが可能 と な り 、 優れた複数の低階調表示時が実現される。

さ ら に本発明は、 1 フ レーム中で相対輝度比が最小のサブフ ィ 一ル ドに続 く 次のサブフ ィ ール ドでは、 初期化期間において漸増 形状を含む初期化パルス を印加する こ と も でき る。

こ の方法に よれば、 相対輝度比が最小の重み付けに対応 したサ ブフ ィ ール ド に起因する壁電荷を、 これに続 く 次のサブフ ィ ール ドの初期化放電で徐々 に初期化する こ と ができ、 明 るい誤放電が 生 じ るの を効果的に防止でき る ので、 相対輝度比が最小の重み付 けに対応 した階調表示か ら、 次の階調表示へ滑ら かに移行する こ とが可能 と な り 、 良好な表示性能が発揮される。

なお初期化パルス の漸増形状は、 前記漸増形状は、 傾斜状、 ス テ ツ プ状、 指数関数曲線状、 三角関数曲線状の中か ら選ばれた形 状と する こ と ができ る。 さ ら に本発明は、 第一基板の表面には複数対の表示電極が形成 され、 第二基板の表面には複数のデー タ 電極と 、 当該各デー タ 電 極の長手方向 に沿っ て複数の隔壁が併設され、 隣接する二つの隔 壁間に蛍光体層が形成され、 表示電極と デー タ 電極の各長手方向 が交差する よ う に、 第一基板と第二基板の主面を対向さ せてな る

PDP 部を備え、 重み付けの異なる複数のサブフ ィ ー ル ドか ら な る フ レーム を有する駆動波形プロ セ ス に基づいて、 任意の対の表示 電極およ び任意のデー タ 電極に電圧印加 して P D P部を駆動するパ ネル駆動部を備えた PDP 表示装置であ っ て、 1 フ レ ー ム中で相対 輝度比が最小のサブフ ィ ール ドは、 初期化期間および書き込み期 間の 2期間で構成され、 前記パネル駆動部は当該両期間に合わせ て デー タ 電極お よ び複数対の表示電極に電圧印加す る構成 と す る こ と も でき る。 図面の簡単な説明

図 1 は、 実施の形態 1 の駆動波形プロ セ ス を示す図である。 図 2 は、 実施の形態 2 の駆動波形プロ セ ス を示す図である。 図 3 は、 実施の形態 2 の PDP部におけ る発光表示領域を示す模 式図であ る。

図 4 は、 PDP 駆動部に入力 される各種信号波形と、 実施の形態 2 においてパル ス制御装置が発生す る各種信号波形を示す図であ る。

図 5 は、 実施の形態 2 の発光表示領域の形成過程を示す図であ る。

図 6 は、 実施の形態 3 の駆動波形プロ セ ス を示す図である。 図 7 は、 実施の形態 3 の駆動波形プ ロ セ ス （バ リ エ ー シ ョ ン） を示す図である。

図 8 は、 実施の形態 3 の駆動波形プ ロ セ ス （バ リ エ ー シ ョ ン） を示す図である。 図 9 は、 実施の形態 3 の駆動波形プロ セ ス （バ リ エ ー シ ョ ン） を示す図であ る。

図 1 0 は、 本発明の駆動波形プロ セ ス のバ リ エ ー シ ョ ン を示す 図である。

図 1 1 は、 従来の PDP 表示装置における階調表示と重み付けの 関係を示す図である。

図 1 2 は、 PDP部の構成を示す断面斜視図である。

図 1 3 は 表示電極と ァ ド レ ス電極と の配列を示す模式図であ る。

図 1 4 は、 P DP駆動回路の構成を示す図である。

図 1 5 は、 従来の PDP部の駆動波形プロ セ ス を示す図であ る。 図 1 6 は、 1 フ レ ー ム （フ ィ ー ル .ド） 中 に おけ る サ ブフ ィ ー ル ド の構成を示す図である 発明 を実施するための好ま しい形態

< 実施の形態 1 >

卜 1 . PDP表示装置の構成

本実施の形態 1 の PDP 表示装置は、 PDP 部 1 と、 これを駆動さ せる ノ、 °ネル駆動部 20 と か らな る。

図 1 2 は、 本実施の形態 1 における交流面放電型 PD P 部の主要 構成を示す部分的な断面斜視図であ る。 図中、 z 方向が PDP部の 厚み方向、 xy 平面が P DP 部のパネル面に平行な平面に相当する。 当図に示すよ う に、 本 PDP部 1 は互いに主面を対向 させて配設さ れた フ ロ ン ト ノ ネ ル FP およ びノ ッ ク ノ ネ ル B P か ら構成 される。

フ ロ ン ト ノ、。 ネ ル FP の基板 と な る フ ロ ン ト ノ、。 ネ ル ガ ラ ス 2 に は、 その片側の主面に一対をなす 2 つの表示電極 4、 5 (ス キ ヤ ン電極 4、 サ ス テ ィ ン電極 5 ) が X方向に沿っ て複数対構並設され、 それ ぞれ一対の表示電極 4、 5 間で面放電を行う よ う にな っ ている。 表示電極 4、 5 は、 こ こ では一例 と して Ag にガラ ス を混合 し、 焼 成 してな る金属電極と してい るが、 それぞれ帯状の I T0 か ら な る 透明電極の上にバス ラ イ ンを配 した構成と して も よい。

ス キ ヤ ン電極 4 は、 各個が電気的に独立 して給電される よ う に な っ てい る。 ま たサ ス テ ィ ン電極 5 は、 各個がすべて電気的に同 電位にな る よ う に接続されてい る。

上記表示電極 4、 5 を配設 した フ ロ ン ト パ ネ ルガ ラ ス 2 の主面 には、 絶縁性ガラ ス材料か ら なる誘電体層 6 と酸化マ グネ シ ウ ム ( MgO) か ら なる保護層 7 が順次コ ー ト されている。

ノ ッ ク パ ネ ル BP の基板と な る ノ ッ ク Λ ネ ノレガ ラ ス 3 に は、 そ の片側主面に複数の ア ド レ ス電極 1 1 が y 方向を長手方向 と して 一定間隔でス ト ラ イ プ状に並設されてい る。 こ のァ ド レ ス電極 1 1 は Ag と ガラ ス を混合 し、 焼成 してな る。

ァ ド レ ス電極 1 1 を配設 したバ ッ ク ノヽ。 ネ ルガラ ス 3の主面には、 絶縁性材料か ら なる誘電体層 1 0 が コ ー ト される。 誘電体層 1 0 上 には、 隣接する 2 つのア ド レ ス電極 1 1 の間隙に合わせて隔壁 8 が配設される。 そ して、 隣接する 2 つの隔壁 8 の各側壁とその間 の誘電体層 1 0 の面上には、 赤色 （R)、 緑色 （G)、 青色 （B) の何 れかの色に対応する蛍光体層 9 R、 9G、 9 B が形成される。

なお当図では、 蛍光体層 9 R、 9 G、 9 B の X 方向幅を同一サイ ズ で示 してい るが、 こ れらの各蛍光体の輝度バ ラ ン ス を取る ために 特定の色の蛍光体層の X方向幅を広 く 取る こ と がある。

こ の よ う な構成を有する フ ロ ン ト ノ、。 ネ ル FP と ノ ッ ク ノ、。ネ ル BP は、 ァ ド レ ス電極 1 1 と表示電極 4、 5 の互いの長手方向が直交す る よ う に対向 させられる。

フ ロ ン ト ノ、。ネ ル FP と ノ ッ ク Aネ ル BP は、 フ リ ッ ト ガ ラ ス 等の 低融点ガラ ス を含む封止部材に よ り 、 それぞれの周縁部にて封止 され、 両パネル FP、 BP の内部が密閉されてい る。

こ の よ う に封止された フ ロ ン ト ノ、。 ネ ル FP と ノ ッ ク ノ、。ネ ル BP の 内部には、 Xe等の希ガス を組成に含む放電ガス （封入ガス） が所 定の圧力 （通常 40k Pa〜 66.5k Pa程度） で封入される。

こ れに よ り 、 フ ロ ン ト ノ、。ネ ル FP と バ ッ ク ノ、。 ネ ル BPの間に おい て、 誘電体層 6 と蛍光体層 9R、 9G、 9B、 および隣接する 2つの隔 壁 8 で仕切 られた空間が放電空間 12 と な る。 ま た、 隣 り 合う 一 対の表示電極 4、 5 と、 1 本のア ド レ ス電極 11 が放電空間 12 を挟 んで交叉す る領域が、 画像表示にかか る セ ル （不図示） と な る。 こ こ で図 13 は、 PDP部の複数対の表示電極 4、 5 (N行） と複数の ァ ド レ ス電極 11 (M行） が形成する マ ト リ ク ス を示す。

駆動時に は各セ ル において、 ア ド レ ス電極 11 と表示電極 4、 5 のいずれかの間で放電が開始される。 一対の表示電極 4、 5 同士 での放電では短波長の紫外線 （Xe共鳴線、 波長約 147nm) が発生 し、 こ の紫外線を受けて蛍光体層 9R、 9G、 9Bが可視光発光する。 次に、 PDP 部を駆動するためのパネル駆動部の構成について説 明する。 図 14 は、 当該パネ ル駆動部の構成図であ る。

当図に示すパネル駆動部 20 は、 各ア ド レ ス電極 11 と接続され た ア ド レ ス ド ラ イ バ 203、 各 ス キ ャ ン電極 4 と接続された ス キ ヤ ン ド ラ イ ノ 20し 各サ ス テ ィ ン電極 5 と接続された サ ス テ ィ ン ド ラ ィ バ 202、 およびこれ らの ドラ イ バ 201~ 203の動作を制御する ノ、。ネル駆動回路 200等か ら なる。

ノ、 °ネル駆動回路 200 には、 維持パルス発生タ イ ミ ン グ制御装置 2し主制御回路 22、 およ びク 口 ッ ク 回路 23等が内蔵されている。

ク ロ ッ ク 回路 23 は 内部に ク ロ ッ ク （ CLK) 発生部およ び PLL ( Phase Locked Loop) 回路を内蔵 してお り 、 所定のサ ン プ リ ン グク ロ ッ ク すなわち同期信号を発生 し、 主制御回路 22 およびパ ル ス制御装置 21 に送 る よ う に な っ て い る 。

主制御回路 22 には、 PDP 部 10 の外部よ り 入力 される映像デー 夕 を一定期間記憶する フ レーム メ モ リ である記憶部、 およ び記憶 した画像デー タ を順次取 り 出 し、 ガンマ補正処理などの画像処理 を行う ための複数の画像処理回路 （不図示） が内蔵さ れてい る。 主制御回路 22 には、 ク ロ ッ ク 回路 23 よ り 発生 した同期信号が送 られ、 こ の同期信号に基づいて、 画像情報が主制御回路 22 に取 り込まれ、 各種画像処理が行われる。 画像処理後の画像デー タ は、 各 ド ラ イ バ 201〜 203 内の ド ラ イ ブ素子回路 2011、 2021、 2031 へ と送 られる。 主制御回路 22 は、 ド ラ イ ブ素子回路 2011、 2021、 2031 の制御も併せて行う。

パルス制御装置 21 はパルス を発生する タ イ ミ ン グを制御する も のであ り 、 公知の シーケ ンス コ ン ト ロ ーラ と マ イ ク ロ コ ン ピュ ー タ を内蔵 している。 そ して ク ロ ッ ク 回路 23 の同期信号に基づ き 、 前記マ イ ク ロ コ ン ピ ュ ー タ の制御プ ロ グラ ム に よ っ て 、 ス キ ヤ ン ド ラ イ ノ 201、 サ ス テ ィ ン ド ラ イ ノ 202 お よ びア ド レ ス ド ラ イ ノ 203 のそれぞれに所定のタ イ ミ ングで、 駆動波形プロ セ ス の シ ー ク ェ ン ス に基づ く 初期化パル ス 、 走査パル ス 、 書き込みパル ス 、 維持ノ、。ルス 、 消去パル ス等の各種パル ス （ TRG sen, TRG sus、 TRG data) を送る。 これに よ り 、 表示電極 4、 5 およびア ド レ ス 電極 11 に所定形状のパル ス電圧が印加され、 画面表示がな され る。

駆動波形プ ロ セ ス の シ ー ク ェ ン ス に基づ く 各ノ、。 ル ス の波形お よびその出力タ イ ミ ングは、 前記マ イ ク ロ コ ン ピュ ー タ に よ り 制 御される。 駆動波形プロ セ ス の シ ー ク ェ ン ス は、 パル ス制御装置 21 中のマ イ ク ロ コ ン ピュ ー タ 中において、 主制御回路 22 か ら送 られた画像処理後の画像データ を処理 して形成される。

ス キ ャ ン ド ラ イ ノ 201、 サ ス テ ィ ン ド ラ イ ノ 202、 ア ド レ ス ド ラ イ ノく 203 は、 一般的な ド ラ イ ノく I C (例えばデー タ ドラ イ ノく ： NEC u PD16306A/B, ス キ ャ ン ド ラ イ ノ ： TI SN755854 を用い る こ と が でき る）で構成されてお り 、それぞれ内部にパルス 出力装置 2010、 2020、 2030 と、 ド ラ イ ブ素子回路 2011、 2021、 2031 を備えてい る。

各パル ス 出力装置 2010、 2020、 2030 は、 それぞれ個別に外部 の高圧直流電源か ら送電される よ う に接続されてお り 、 こ の高圧 直流電源か ら得た所定の値の電圧 （VCC scn、 VCC sus、 VCC data) を、 前記パル ス制御装置 21 か ら送 られるパル ス （ in sen, in sus、 in data) に基づいて ドラ イ ブ素子回路 2011、 2021、 2031 側へ出 力す る （ out X、 out Y、 out；)。

1 - 2.基本的な駆動波形プ ロ セ ス

続いて、 従来の PDP表示装置の基本的な駆動波形プロ セ ス の流 れについて説明する。 なお一般的な PDP表示装置の駆動波形プロ セ ス の詳細については特開平 6-186927 号公報、 特開平 5-307935 号公報な どに開示されている。

図 15 に示すよ う に PDP 表示装置の駆動波形プロ セ スでは、 サ ブフ ィ ール ド中で初期化期間、 書き込み期間、 維持期間、 消去期 間と いう 一連の シーケ ン ス を経る よ う にな つ ている。

駆動時には、 まず初期化期間においてサブフ ィ 一ル ド で ス キ ヤ ン電極 4 に初期化パル ス を印加 し、 セ ルの壁電荷を初期化す る。 次に書き込み期間において、 y方向最上位 （ PDP部 1 の最上位） の ス キ ヤ ン電極 4 に走査パル ス を、 サ ス テ ィ ン電極 5 に書き込み パル ス をそれぞれ印加 し、 書き込み放電を行う 。 これに よ り 、 上 記 ス キ ヤ ン電極 4 と サ ス テ ィ ン電極 5 に対応する各セ ルの誘電体 層 6 の表面に壁電荷を蓄積する。 これと 同様に、 上記最上位に続 く 2番 目 以降のスキ ヤ ン電極 4 と サス テ ィ ン電極 5 にそれぞれ走 査パルス と書き込みパルス を印加 し、 各セルに対応する誘電体層 6 の表面に壁電荷を蓄積する。 これを フ ロ ン ト ノ、。ネル FP に配 した すべての表示電極 4、5について行い、 1 画面分の潜像を書き込む。

次に維持期間において、 ア ド レ ス電極 11 を接地 し、 ス キ ャ ン 電極 4 と サス テ ィ ン電極 5 に交互に維持パル ス を印加する。 こ れ に よ り書き込みパル ス に よ っ て選択された表示セ ルでは、 誘電体 層 6 の表面電位が放電開始電圧 （Vf) を上回 り 、 一対の表示電極 4、 5 間隙で維持放電が発生する。 こ の維持放電で短波長の紫外線 (波長約 1 47 nm の Xe 共鳴線） が発生 し、 当該紫外線で蛍光体層 9R、 9 G、 9 B が励起され、 可視光が発生 して画像表示がなさ れる。 当該画像表示は、 メ ー カ 一統一規格に よ り 60 フ レ ー ム / s e c (約 1 6. 67m s /フ レー ム） で構成される よ う にな っ てい る。

1 フ レームは 8 個のサブフ ィ ール ドで構成されてお り 、 その相 対輝度比は基本的に、 昇順に 1、 2、 4、 8、 1 6、 32、 64、 1 28 のバ イ ナ リ で重み付けされる。 こ こ では説明のため初期化期間、 書き 込み期間、 維持期間、 消去期間のすべて を有する サブフ ィ ール ド を挙げてい るが、 実際の 1 フ レ ー ムでは相対輝度比の重み付けに 対応 したサブフ ィ ー ル ド のいずれか 1 つ以上で書き込み期間およ び維持期間を存在させる よ う に予め定め られてい る。 ま た、 0 階 調表示の重み付けに対応するサブフ ィ ー ル ドは、 初期化期間と書 き込み期間 （走査パルス な し） で構成される。

消去期間では、 サス テ ィ ン電極 5 に幅の狭い消去パル ス を印加 し、 セ ル内の壁電荷を消滅を させて画面消去させる。

卜 3.本実施の形態 1 における特徴と効果

こ こ で、 従来の PDP 表示装置での低階調表示時 （0 階調 目 〜 8 階調 目） におけ る表示輝度、 フ レーム中の各相対輝度比の重み付 け に対応 し たサ ブフ ィ 一ル ド での書 き込み期間お よ び維持期間 の有無を図 1 1 の表に示す。 図中、 「 1」 で示 した欄が書き込み及 び維持放電を行う サブフ ィ ール ドである。 PDP部は こ こ では 1 3 ィ ンチ VGA 規格の も のについて測定 してい る が、 PDP 部のサ イ ズ規 格が異なる場合については測定数値に若干の違いがある。 しか し なが ら概ね以下の特性が同様に見 られる も の と考えて よい。

当図が示すよ う に、 0 階調表示時における輝度が 0 . 1 5c d/m² で あ り 、当該 0階調表示時では初期化放電のみが発生する こ と から、 初期化放電に よ る発光輝度は 0. 1 5cd/m² である こ とがわか る。 ま た 1 階調表示時 （維持パル ス数 3個） と 2 階調表示時 （維持パル ス数 7個）の維持パルス数差が 4個であ り 、発光輝度比が 1 . 8 cd/m² である こ と か ら、 維持放電 1 回あた り の発光輝度が 0.45cd/m²で あ る こ と がわかる。 さ ら に、 0 階調表示時と 1 階調表示時の輝度 比が 2. 33cd/m² である こ と か ら、 書き込み放電に よ る発光輝度は 約 1. Ocd/m²である と算出 される。

こ の よ う に一般的な PDP 表示装置では、 0 階調表示と 1 階調表 示の輝度比が 2.33cd/m²も あ り 、当該輝度比が CRTではほぼ Ocd/m² である こ と と比べる と、 低階調表示時において CRT の よ う に滑ら かな輝度変化を表現する こ とができ ない性質がある。

これに対 して、 誤差拡散処理 （デ ィ ザ法） に よ り 擬似的に階調 表示時 し ょ う と して も、 階調が も と も と低い理由か ら誤差拡散ノ ィ ズのザラ ツキ感が 目 立っ て しま い、 誤差拡散の有効な効果が得 られずにかえ っ て画質が劣化す る と い う 新たな問題が発生す る。 そ こ で本願発明者らが鋭意検討 した結果、 初期化パルス と書き 込み放電に よ る発光輝度が約 1. 2cd/m² も得 られる こ と に着眼 し て、 図 1 の駆動波形プロ セ ス に示すよ う に、 1 フ レーム中におい て相対輝度比が最小の重み付けに対応す る サブフ ィ ール ドは、 初 期化期間と書き込み期間の 2 期間で構成 し、 従来のよ う に表示電 極 4、 5 に維持パルス を印加 しない も の と した。

こ こ では初期化パル ス 400V、 書き込みパル ス 70V、 走査パル ス - 70V、 書き込み期間でのサス テ ィ ン電極への印加電圧 200V の各 値に設定 した。 こ れら の各パル ス値は従来と ほぼ同様の値で設定 す る こ と ができ る。 なお、 これらの値は以降の実施の形態におい て も 同様に設定 している。

こ のよ う な駆動波形プロ セ ス に よれば、 相対輝度比が最小の重 み 付 け に 対応 す る サ ブ フ ィ ー ル ド で は 、 そ の 枏対輝度 比 が 2. 33cd/m² で あ っ た従来 に 対 し 、 そ の 約 1/2 の 発光輝度 の 約 1. 2cd/m² (初期化パル ス と書き込みパル ス に よ る発光の合計） に 抑え る こ と が可能 と な り 、 よ り Ocd/m²に近い暗い発光表示を行え る。 したが っ て本実施の形態 1 の低階調表示時において は、 誤差 拡散処理を用いな く と も C RT に迫る滑 らかな階調表現が実現でき る。

ま た本実施の形態 1 では、 相対輝度比が最小の重み付けに対応 する サブフ ィ 一ル ド において維持パル ス を印加 しないので、 消去 期間を必要と しない。 したが っ て、 消去パル ス に よ る発光も生 じ ない。 こ のため図 1 に示すよ う に、 書き込み期間の後は直ち に次 のサブフ ィ ー ル ド の初期化期間に移行でき 、 駆動時間の短縮を も 図る こ と が可能であ る。 こ れは、 例えば初期化パル ス 、 書き込み パル ス 、 走査パル ス等のパル ス幅を設定する場合に好都合である ま た、 従来は 0 階調表示および第 1 階調表示に誤差拡散処理を 施す と 、 誤差拡散ノ イ ズが明 る く な つ て画質が劣化 し て し ま う

(ザラ ツ キ感が生 じ る） 傾向が見られたが、 本実施の形態 1 では 相対輝度比が最小の重み付け に対応す る サ ブフ ィ ール ド に おけ る発光輝度が従来に比べて非常に低いので、 誤差拡散処理を行つ て も ノ イ ズが 目 立たない と い う 効果も奏される。

<実施の形態 2〉

図 2 は、 実施の形態 2 におけ る低階調表示時のサブフ ィ ール ド を示す図である。

本実施の形態 2 では、 重み付けの異なる 8個のサブフ ィ ール ド を有する 1 フ レー ム において、 実施の形態 1 と 同様に初期化期間 と書き込み期間の 2期間か ら なるサブフ ィ 一ル ド を 2 つ連続 して 有する駆動波形プロ セス と している。

そ して、 これ ら 2 つのサブフ ィ ー ル ドの う ち、 後行のサブフ ィ 一ル ド 2 では実施の形態 1 と 同様に して初期化期間およ び書き込 み期間における各放電を行う。

一方、 先行するサブフ ィ ー ル ド 1 では、 あ る フ レ ー ムでは、 相 対輝度比が最小の重み付けに対応する低階調表示領域において、 図 3 ( a) に示すよ う に隣接セル群を一つおき に点灯させる。 そ し て、 これに続 く 次の フ レームでは、 図 3 ( b) に示すよ う に、 上記 低階調表示領域において、 上記飛ば して点灯 しなか っ た側のセル 群を点灯させる。 すなわち本実施の形態 2 では、 連続する 2 つの フ レーム で、 相対輝度比が最小の重み付けに対応するサブフ ィ 一 ル ドの表示領域を分担 して点灯する構成と なる。

こ のよ う にセルを点灯させる具体的な方法と して は、 以下の方 法が挙げ られる。

画像を制御する信号と して、 図 4 に示す 「垂直同期信号 （a)」、 「水平同期信号 （c)]、 「ク ロ ッ ク 回路 23 の同期信号 （デー タ ク ロ ッ ク） （ d)」 がある。 パネル駆動部 20 は駆動時に これら の信号 (a)、 （c)、 (d) を外部よ り取 り 込み、 パルス制御装置 21 におい て各信号 （a)、 （ c)、 (d) が L レ ベルか ら H レ ベルに変化する際 に反転す る よ う な信号を作成する と 、 フ ィ ール ド毎に反転する信 号 （ b)、 ラ イ ン毎に反転する信号 （ e)、 水平 ド ッ ト （セル） 毎に 反転する信号 （f) ができ る。

こ のう ち ラ イ ン毎に反転する信号 （e) は垂直同期信号 （a) で リ セ ッ 卜 され、 ド ッ ト 毎に反転する信号 （ f ) は水平同期信号 （ c) で リ セ ッ ト される。 こ の場合 「 リ セ ッ ト される」 と は、 同期信号 が入っ た時点で強制的に L かま たは H レ ベルにセ ッ ト される と い う こ とである。 当図中では Hにセ ッ ト される例を示 してい る。

ラ イ ン毎に反転さ れる信号 （e) と 、 水平 ド ッ ト 毎に反転する 信号 （f) の排他的論理和を取る と、 図 5 に示す様に市松模様と な る。 さ ら に こ れと フ ィ ー ル ド毎に反転する信号 （b) と の排他 的論理和を と る と、 フ ィ ール ド毎に反転する市松パタ ー ンが形成 される。 すなわち、 フ ィ ー ル ド毎に反転する信号 （b)、 ラ イ ン毎 に反転する信号 （ e)、 水平 ド ッ ト （セル） 毎に反転する信号 （ f ) に よ っ て、 外部よ り 入力 される画像デー タ の う ち、 相対輝度比が 最小の重み付け に対応す る サ ブフ ィ ール ドの表示領域の画像デ 一 夕 が、 PDP駆動部 20 の メ モ リ に各市松模様の画像デー タ と して 逐次格納され、 表示に供される こ と と なる。 こ のよ う に して本実施の形態 2 では、 1 サブフ ィ ール ド のデ一 夕 と、 図 5 のよ う に 「0」 か 「 1」 で構成された市松パタ ー ン の論 理積を と り 、 表示領域を点灯する。 こ の と き、 使用する市松バタ ー ンはフ ィ ール ド毎に 「0」 と 「 1」 が反転する。 こ うする こ と で 1 サブフ ィ 一ル ドでは、 本来発光する輝度の 1/2 の輝度を疑似的 に表現でき る。

なお 2サブフ ィ ー ル ドでは市松パタ ー ン と の論理積を と ら ない 以上の本実施の形態 2 に よれば、 相対輝度比が最小の重み付け に対応する サブフ ィ ール ド の表示領域で、 隣接する セルを巿松模 様の ごと く 、 フ レーム毎に交互に点灯させて見かけの表示領域の 発光輝度を全点灯の場合 （つま り サブフ ィ ール ド 2 におけ る発光 輝度よ り ） と比べる と、 初期化パル ス に よ る発光は同等にある が、 書き込みパルス に よ る発光は半減させる こ と ができ る。 すなわち 本実施の形態 2 では、 相対輝度比が最小の重み付けに対応する サ ブフ ィ ー ル ド 1 における発光輝度を、 初期化パル ス によ る発光輝 度 （0.15cd/m²) と、 書き込み放電に よ る発光輝度 （約 1.0cd/m²) の半分 （0.5cd/m²) の合計の約 0.65cd/m² に抑え る こ と が可能で あ る 。 こ れ は 前 述 し た 従 来 の 階 調 表 示 に お け る 発 光 輝 度 2.33cd/m²の約 1/4 の低さ であ っ て、 本実施の形態 2 が優れた低 階調表示性能を有 してい る こ と を示すも のである。

ま た、 本実施の形態 2 では、 サブフ ィ ール ド 2 における発光輝 度も約 1.2cd/m² と低 く 抑え られてい るので、 前記サブフ ィ 一ル ド 1 と合わせて Ocd/m²に迫る複数の暗い低階調表示が実現でき る。

本実施の形態 2 に誤差拡散処理を組み合わせれば、 誤差拡散ノ ィ ズはほ と ん ど視認されず、 画質の劣化を非常に小さ く 抑え る こ と ができ る。

なお、 こ こ ではサブフ ィ ール ド 1 において表示領域の隣接セル を連続する フ レ ー ム毎に交互に点灯させる例を示 したが、 本実施 の形態 2 は こ の駆動方法に限定する も のではな く 、 セルを数個ず の形態 2 は こ の駆動方法に限定する も のではな く 、 セルを数個ず つのセルグループに分け、 こ のセルグループを連続する フ レーム 毎に交互に点灯させる よ う に して も よ い。 ただ し、 あま り セル数 の多いセルグループを形成する と、 表示領域におけ る画像が粗 く なる ので、 P DP 部 1 がハイ ビジ ョ ン型な ど高精細の場合に特に注 意が必要である。

ま た本実施の形態 2 では、 本発明の特徴的なサブフ ィ ール ド 1 と サブフ ィ ール ド 2 のそれぞれの駆動波形プロ セ ス を組み合わせ る例を示 しているが、 本発明は これ らのサブフ ィ ール ド 1 およ び 2 の組み合わせに よ る駆動波形プロ セ ス に限定する ものではな く サブフ ィ 一ル ド 1 だけを従来の構成のサブフ ィ 一ル ド と組み合わ せて も よい。

さ ら に、 サブフ ィ ール ド 1 では、 2 つの連続す る フ レームでサ ブフ ィ 一ル ド 1 の表示領域における隣接セルを交互に点灯する構 成と しているが、 本発明は隣接セルを交互に点灯する場合に限定 せず、 1 個おき、 ま たはそれ以上の数個おき にセルを点灯する よ う に し、 連続する複数の フ レー ム の合計で対応する表示領域をす ベて点灯する よ う に して も よい。 こ の よ う にすれば、 サブフ ィ 一 ル ド 1 当た り の点灯セ ル数を さ ら に数分の一ま で減少さ せる こ と ができ、 い っ そ う 暗い表示が可能と な る。

<実施の形態 3 >

図 6 は、 実施の形態 2 におけ る低階調表示時のサブフ ィ ー ル ド を示す図である。

当図に示す本実施の形態 3 の駆動波形プロ セ スでは、 まず実施 の形態 1 のよ う に相対輝度比が最小の重み付けに対応するサブフ ィ ール ド を初期化期間と書き込み期間の 2期間で構成する。 そ し て、 前記サブフ ィ ール ド に続 く 次のサブフ ィ ール ドの初期化期間 において、 傾斜状の漸増部を有する初期化パル ス を印加する こ と を特徴と してい る。 漸増部の具体的な傾斜と しては、 本願発明者 ら が実際に測定を行っ た結果か ら、 その最大傾斜が約 7.5V/〃 s とする のが よ く 、 よ り望ま し く は lV/〃 s~ 3.5V/ s 程度の範囲 とする のが よい と考え られる。 当該初期化パル ス の最大値は、 従 来と 同 じ 400V程度でよい。

こ の よ う な漸増部を有す る初期化パル ス を 印加す る駆動波形 プロ セス に よれば、 先行する相対輝度比が最小の重み付けに対応 するサブフ ィ ー ル ド で発生 した放電に起因す る壁電荷 （特に書き 込み期間におけ る書き込み放電で発生 した壁電荷） が、 次のサブ フ ィ ール ド に持ち越されて誤放電 （例えば 0.5cd/m²程度） を誘発 するのが効果的に防止される。 すなわち本実施の形態 3 では、 傾 斜状の漸増部を有する初期パル ス 400 に よ っ て、 先行する サブフ ィ ール ド ょ り 残 っ て いた セル内の壁電荷が ゆ る やかに初期化 さ れ、 表示電極 4、 5 間あ るいは表示電極 4、 5 と ア ド レ ス電極 11 と の間の電位が小さ く な る ため、 突発的な放電の発生が回避され る。 これに よ り 、 相対輝度比が最小の重み付けに対応する サブフ ィ 一ル ド と 、 これに続 く サブフ ィ ール ド において、 画像表示のた めに好ま し く ない明 るい誤放電が発生 し、 維持期間へ誤放電が持 続 して し ま う のを効果的に回避でき、 良好な低階調表示がなされ る こ と と な る。

なお漸増部を有する初期パル ス と しては、 上記傾斜状の初期化 ノ ルス 400 のパタ ー ンに限定する も のではな く 、 例えば図 7 に示 すよ う に、 曲線状の漸増部を有する初期化パル ス 500 であ っ て も よい。 当図に示す初期化パルス 500 の場合、 その漸増部の曲線は f (x) = {l- (l/e)x)^1/2 で表さ れる関数曲線を利用 してお り 、 緩やか な漸増曲線に基づいた初期化パルス 500 に よ っ て、 セル内の壁電 荷が 目 立 っ た誤放電を起 こ す こ と な く ス ム ー ズに初期化 さ れ る よ う にな っ てい る。

ま た、 前記漸増部の曲線と しては こ の他に も正弦波形 （sin 力 ーブ） ， 余弦波形 （cos カ ーブ） 等の三角関数、 および各種指数関 数、 あるいは高次関数を利用 して、 緩やかに漸増する関数曲線に 基づき形成する こ と も でき るが、 実際にはオ シ ロ ス コ ープや放電 確認用の顕微鏡等を用いて、 任意の 曲線状の漸増部に よ っ て、 目 立 っ た誤放電の発生が効果的に 防止 さ れて い る か否か を確認す る のが望ま しい。

なお、 前記漸増部の形状と しては、 こ の他に誤放電を行わない 範囲で初期化パル ス を図 8 のパル ス波形 600 ま たは図 9 の指数関 数波形 700 に示すよ う に、 急峻に立ち上げる （こ の場合 1 50 V 程 度に立ち上げる） こ と も可能である。 こ の よ う にすれば、 あ る程 度初期化パルス の幅を小さ く する こ とができ るので、 駆動時間の 短縮を図 る こ と が可能と な る利点 も ある。

<その他の事項 >

本発明の駆動波形プロ セ ス と して は、 サブフ ィ ール ドにおけ る 各パルス を スキ ャ ン電極 4 と サス テ ィ ン電極 5 の両方に適宜電圧 印加する こ と に よ り差分波形と して形成 して も よい。 こ こ で図 1 0 の駆動波形プロ セ スでは、 初期化パルス （差分波形 400 V ) を、 ス キ ャ ン電極 4 への印加電圧 200V、 サ ス テ ィ ン電極 5 への印加電圧 - 200 V の合計で構成 してい る。 これ と 同様に して、 走査パルスや 書き込みパルス 、 あるいは実施の形態 3 で示 した漸増部を有する 初期化パル ス を差分波形で構成 して も よい。 こ の よ う にすれば、 ス キ ャ ン ド ラ イ バ 20 1、 サ ス テ ィ ン ド ラ イ ノ 202、 ア ド レ ス ド ラ イ ノく 203 に対 して、 それぞれ個別に給電する と きの印加電圧が低 く なるので、 これ ら にそれほ ど高耐圧の ド ラ イ ノ I C を使わな く て も済み、 コ ス ト 的に有利になる と い う 効果が望める。

なお PDP 駆動時における表示は、 上記 1 フ レ ー ム を 8 サブフ ィ 一ル ドか ら構成する例の他、 場合に よ っ ては 1 フ レーム を 1 2 サ ブフ ィ ー ル ドで構成 して合計 256 階調を表現する こ と も あ る。 こ の場合は各サブフ ィ ール ド の重み付けを昇順に 1、 2、 4、 6、 1 0、 1 4、 1 9、 26、 33、 47、 53 等とする。 これは 0〜 7 階調までは 8 サ ブフ ィ ール ドか ら な る 1 フ ィ ー ル ド の場合と 同様である が、 8 階 調 目 は 2 サブフ ィ ー ル ド と 4 サブフ ィ ール ド を点灯させる。 さ ら に重み付けを変え る こ と に よ っ て、 5 1 2 階調以上の表示 も可能で ある。 本発明は こ のよ う な フ レーム構成に適用 して も よ い。

産業上の利用可能性

本願発明は、 情報端末機器やパー ソ ナ ル コ ン ピ ュ ータ のデ イ ス プ レイ デバイ ス、 あるいはテ レ ビジ ョ ンの画像表示装置などに用 い られる PDP表示装置に適用が可能である。

Claims

請求の範囲

1 .

重み付けの異なる複数のサブフ ィ ール ド に よ り 1 フ レーム を構 成 して多階調表示を行う PDP表示装置の駆動方法であ っ て、

相対輝度比が最小の重み付けに対応す る サブフ ィ 一ル ドでは、 初期化期間およ び書き込み期間の 2期間の放電を行う こ と に よ つ て表示する こ と を特徴とする PDP表示装置の駆動方法。

2.

マ ト リ ク ス状に複数のセルが配された PDP部を備え る PDP表示 装置の駆動方法であ っ て、

第一フ レ ー ム 中の相対輝度比が最小の重み付け に対応す る第 一サブフ ィ ー ル ドでは、 書き込み期間において、 相対輝度比が最 小の表示領域か ら選択 した第一のセ ル群について放電さ せ、

前記第一の フ レ ー ム に続 く 第二の フ レ ー ム 中の相対輝度比が 最小の重み付けに対応す る第二のサブフ ィ ール ドでは、 前記相対 輝度比が最小の表示領域において、 前記第一のサブフ ィ ール ドで 放電 さ せなか つ た第二の セ ル群を放電 さ せる こ と を特徴 と す る 請求の範囲 1 に記載の PDP表示装置の駆動方法。

3 .

1 フ レーム中で相対輝度比が 2 番 目 に小さ いサブフ ィ ール ドで は、 初期化期間およ び書き込み期間の 2期間の放電で表示を行う こ と を特徴とする請求の範囲 2 に記載の PDP表示装置の駆動方法

4.

1 フ レーム中で相対輝度比が最小のサブフ ィ ール ド に続 く 次の サブフ ィ ー ル ドでは、 初期化期間において漸増形状を含む初期化 パル ス を印加する こ と を特徴とする請求の範囲 1 に記載の P D P表 示装置の駆動方法。

5 . 前記漸増形状は、 傾斜状、 ス テ ッ プ状、 指数関数曲線状、 三角 関数曲線状の中か ら選ばれた形状であ る こ と を特徴 と す る請求 の範囲 3 に記載の PDP表示装置の駆動方法。

6.

第一基板の表面には複数対の表示電極が形成され、 第二基板の 表面には複数のデー タ 電極と、 当該各デー タ 電極の長手方向に沿 つ て複数の隔壁が併設され、 隣接する二つの隔壁間に蛍光体層が 形成され、 表示電極と デー タ電極の各長手方向が交差する よ う に 第一基板と第二基板の主面を対向させて なる PD P部を備え、

重み付けの異な る複数のサ ブ フ ィ ール ド か ら な る フ レ ー ム を 有する駆動波形プロ セ ス に基づいて、 任意の対の表示電極およ び 任意のデー タ 電極に電圧印加 して PDP部を駆動するパネル駆動部 を備えた PDP表示装置であ っ て、

1 フ レーム中で相対輝度比が最小のサブフ ィ ール ドは、 初期化 期間およ び書き込み期間の 2 期間で構成され、 前記パネル駆動部 は当該両期間に合わせて デー タ 電極お よ び複数対の表示電極に 電圧印加する構成であ る こ と を特徴とす る PDP表示装置。

7.

前記 PDP部は、 表示電極と デー タ 電極の各長手方向の交差部分 に対応 してセルがそれぞれ配列されてお り 、

第一フ レ ー ム 中の相対輝度比が最小の重み付け に対応す る 第 一サブフ ィ ール ドでは、 相対輝度比が最小の表示領域の隣接セ ル を書き込み期間で一つ置き に放電させ、

前記第一の フ レー ム に続 く 第二の フ レ ー ム 中の相対輝度比が 最小の重み付けに対応する第二のサブフ ィ ール ドでは、 前記相対 輝度比が最小の表示領域において、 前記第一のサブフ ィ ー ル ド で 放電 さ せなか っ たセ ルを放電 さ せ る構成であ る こ と を特徴 と す る請求の範囲 6 に記載の P DP表示装置。

8. 前記 PDP 部は、 1 フ レーム中で相対輝度比が最小のサブフ ィ 一 ル ドに続 く 次のサブフ ィ ール ドでは、 初期化期間において漸増形 状を含む初期化パ ル ス を 印加す る構成であ る こ と を特徴 と す る 請求の範囲 6 に記載の PDP表示装置。

9.

前記漸増形状は、 傾斜状、 ス テ ッ プ状、 指数関数曲線状、 三角 関数曲線状の中か ら選ばれた形状であ る こ と を特徴 と す る請求 の範囲 8 に記載の PDP表示装置。