JP2007033736A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の削減と発光輝度のばらつきの低減とを両立したプラズマディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】維持パルス発生回路５１は、定電圧電源Ｖ１と、コイルＬ１と回収コンデンサＣ１とスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２と逆流防止用ダイオードＤ１、Ｄ２とを有する電力回収部と、スイッチング素子Ｓ５、Ｓ６を有する電圧クランプ部とを備え、維持パルス発生回路６１は、定電圧電源Ｖ２と、コイルＬ２と回収コンデンサＣ２とスイッチング素子Ｓ３、Ｓ４と逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ４とを有する電力回収部と、スイッチング素子Ｓ７、Ｓ８を有する電圧クランプ部とを備え、維持期間初期には立ち上がり波形の傾きが緩やかな維持パルスＡを発生し、維持期間中期にはその傾きが急峻な維持パルスＢと維持パルスＡとを周期的に切り替えて発生し、維持期間後期には維持パルスＢを維持期間中期より多く発生する。
【選択図】図５

Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるプラズマディスプレイ装置に関する。

ＡＣ型として代表的な交流面放電型プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と略記する）は、面放電を行う走査電極および維持電極を配列しさらにその上を保護層で覆って形成したガラス基板からなる前面板と、データ電極を配列しさらにその上を保護層で覆って形成したガラス基板からなる背面板とを、両電極がマトリックスを組むように、しかも間隙に放電空間を形成するように平行に対向配置し、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着することにより構成されている。そして、前面板と背面板との両基板間には、隔壁によって区画された放電セルが設けられ、この隔壁間のセル空間に蛍光体層が形成された構成である。このようにして構成された放電セルによって表示セルが形成される。

そして、各電極に駆動パルス電圧を印加して各放電セルにガス放電を発生させ、そのガス放電により紫外線を発生させる。そして、その紫外線で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色の蛍光体を励起して発光させることによりカラー表示を行っている。

ＰＤＰは、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドの組み合わせによって駆動することにより階調表示を行う。各サブフィールドは初期化期間、書込み期間および維持期間からなり、放電セルを発光させるために、初期化期間、書込み期間および維持期間でそれぞれ異なる信号波形を各電極に印加している。

このようなＰＤＰを組み込んだプラズマディスプレイ装置では、その消費電力を削減するため、様々な消費電力削減技術が提案されている。

消費電力を削減する技術の一つとして、ＰＤＰが容量性の負荷であることに着目し、インダクタを構成要素に含む共振回路によってそのインダクタとＰＤＰの負荷容量とをＬＣ共振させ、ＰＤＰの負荷容量に蓄えられた電力を電力回収用のコンデンサに回収し、回収した電力をＰＤＰの駆動に再利用する、いわゆる電力回収回路が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

この技術では、例えば、維持期間における走査電極および維持電極への維持パルス電圧の印加にＰＤＰから回収した電力を再利用し、維持期間に消費される電力を削減することで、消費電力の削減を実現することができる。

一方、このようなＰＤＰにおいては、放電セルにおいて放電を起こす場合、放電セルに印加された電圧が放電開始電圧を超えてから放電が開始されるまでに時間差（放電遅れ）がある。そのため、維持期間における維持放電において、放電セルに印加された電圧、すなわち、放電セル内の保護層上に形成された壁電荷によって生じる電圧（以下、「壁電圧」と記す）と、走査電極または維持電極に印加される維持パルス電圧によって走査電極と維持電極との間に生じる電圧との加算電圧が放電開始電圧に達してから放電遅れの後、維持放電が発生する。

また、放電セルにおいては、維持放電が発生した時点で放電セルに印加されている電圧を打ち消すように壁電荷が形成される。したがって、維持放電が発生した時点で走査電極と維持電極との間の電位差が十分に大きくなければ、それによって形成される壁電圧も十分に高い電圧値とはならない。壁電圧が十分でなければ、放電セルに印加される電圧も維持放電を発生させるに十分な値となりにくく、その結果、次の維持放電が不安定となる。

一方、共振回路を利用した駆動回路で走査電極および維持電極を駆動し維持パルス電圧を印加する場合、維持パルス波形の立ち上がりおよび立ち下がりには共振回路の共振周波数に依存した傾きの緩やかな部分がそれぞれ生じる。上述の共振回路において、電力の回収率および再利用率を上げるためにはできるだけ共振周波数を低くした方がよいことがわかっている。逆に、共振周波数を高くすると維持パルスの立ち上がりおよび立ち下がりにおける傾きはその分急峻になるが、電力の回収率および再利用率は下がってしまう。したがって、電力の回収率および再利用率を上げるためには共振周波数をできるだけ低くしなければならず、それにより、維持パルスの立ち上がりおよび立ち下がりにおける傾きも緩やかになってしまう。

そして、例えば維持パルスの立ち上がりにおいて維持放電を発生させる場合、維持パルスの立ち上がりにおける傾きが緩やかであれば放電セルに放電が発生するタイミングがばらつき、先に放電が発生する放電セルと後で放電が発生する放電セルとが生じる。このように放電の開始時間に差が生じると、先に放電した放電セルと後に放電した放電セルとで放電の強度が異なってしまい、それによって発光強度がばらつくといった問題が生じる。また、放電の開始時間の差が大きいほどそのばらつきは大きくなってしまう。したがって、立ち上がりの傾きが緩やかな維持パルスによって維持放電を発生させる場合、放電セルにおける維持放電の開始時間に差が生じ、ＰＤＰの表示面における発光輝度のばらつきが発生する恐れがある。

また、画像の表示状態によって放電が発生する放電セルの数が変動すると、それにより駆動時のインピーダンスが変動し、放電セルに放電が発生するタイミングはさらに大きくばらつく。

そこで、表示させる映像信号からＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）を検出し、ＡＰＬが所定のしきい値よりも小さい場合には電力回収回路から駆動電力を印加して放電セルに維持放電を発生させ、ＡＰＬが上記のしきい値以上の場合には定電圧電源から駆動電力を印加して維持パルス波形の立ち上がりが急峻な状態で放電セルに維持放電を発生させ放電のばらつきを抑えるという技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特公平７−１０９５４２号公報 特開２００５−１７３４６号公報

この技術では、ＡＰＬが所定のしきい値よりも大きい画像、すなわち点灯率（維持放電が発生する放電セルの割合）の高い画像を表示する際に、定電圧電源から低いインピーダンスで電力を供給して維持放電を発生させるので、放電のばらつきを抑えて輝度のばらつきの少ない画像を表示するといった効果が得られる。しかしながら、一方で、回収された電力を再利用するのではなく定電圧電源から供給される電力によって放電が発生するため、消費電力が増加するといった問題があった。特に、ＡＰＬが高い画像では点灯率も高くなるので、その分消費電力も増加する。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、消費電力の削減と発光輝度のばらつきの低減とを両立した画像表示を実現できるプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイ装置は、表示電極対を構成する複数の走査電極および維持電極を有するＰＤＰと、走査電極に接続される走査電極駆動回路と、維持電極に接続される維持電極駆動回路とを備え、走査電極駆動回路および維持電極駆動回路は、１フィールドを構成する複数のサブフィールドの各維持期間において立ち上がり波形および立ち下がり波形の少なくとも一方の傾きが異なる少なくとも２種類の維持パルスを周期的に切り替えて発生する維持パルス発生回路を有したことを特徴とする。

この構成によれば、放電のばらつきを抑えて発光輝度のばらつきを低減した画像表示と消費電力の削減とを両立したＰＤＰの駆動を実現することが可能となる。

また、維持パルス発生回路は、第１の維持パルスと第１の維持パルスよりも傾きが急峻な第２の維持パルスとを周期的に切り替えて発生させ、複数のサブフィールドのうちの少なくとも１つのサブフィールドの維持期間において、第１の維持パルスに対する第２の維持パルスの割合が維持期間の前半よりも後半において多くなるように構成してもよい。この構成によれば、消費電力の削減効果が高い傾きの緩やかな第１の維持パルスによる駆動を主に行うとともに放電のばらつきが少ない維持期間の前半よりも放電のばらつきが発生しやすい後半において放電のばらつきを抑える効果が高い傾きの急峻な第２の維持パルスを多く発生させるので、放電のばらつきを抑えて発光輝度のばらつきを低減した画像表示と消費電力の削減とを両立したＰＤＰの駆動を実現することが可能となる。

また、維持パルス発生回路は、複数のサブフィールドのうちの少なくとも１つのサブフィールドにおける維持期間を維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期の少なくとも３つの期間に分けて電極の駆動を行い、維持期間初期においては第２の維持パルスを最も少なく発生させ、維持期間中期においては第２の維持パルスを維持期間初期よりも多く発生させ、維持期間後期においては第２の維持パルスを維持期間中期よりもさらに多く発生させるように構成してもよい。この構成によれば、放電のばらつきが少ない維持期間初期においては第２の維持パルスの発生頻度を最も小さくして消費電力の削減効果を高め、放電のばらつきが発生しやすい維持期間中期においては第２の維持パルスの発生頻度を維持期間初期よりも大きくして放電のばらつきを抑える効果を高め、放電のばらつきが最も発生しやすい維持期間後期においては第２の維持パルスの発生頻度を維持期間中期よりもさらに大きくして放電のばらつきを抑える効果をさらに高めるので、発光輝度のばらつきを低減した画像表示と消費電力の削減とを両立したＰＤＰの駆動を実現することが可能となる。

また、維持パルス発生回路は、傾きが異なる少なくとも３種類の維持パルスを周期的に切り替えて発生させ、複数のサブフィールドのうちの少なくとも１つのサブフィールドにおける維持期間を維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期の少なくとも３つの期間に分けて電極の駆動を行い、維持期間初期においては傾きが最も緩やかな維持パルスのみを発生させ、維持期間中期においては傾きが最も緩やかな維持パルスとそれよりも傾きが急峻な維持パルスとを周期的に切り替えて発生させ、維持期間後期においては傾きが最も緩やかな維持パルスと傾きが最も急峻な維持パルスとを周期的に切り替えて発生させるように構成してもよい。この構成によれば、放電のばらつきが少ない維持期間初期においては傾きが最も緩やかな維持パルスのみによる駆動によって消費電力の削減効果を高め、放電のばらつきが発生しやすい維持期間中期においては傾きが最も緩やかな維持パルスとそれよりも傾きが急峻な維持パルスとを周期的に切り替えて駆動を行い放電のばらつきを抑える効果を高め、放電のばらつきが最も発生しやすい維持期間後期においては傾きが最も緩やかな維持パルスと傾きが最も急峻な維持パルスとを周期的に切り替えて駆動を行い放電のばらつきを抑える効果をさらに高めるので、発光輝度のばらつきを低減した画像表示と消費電力の削減とを両立したＰＤＰの駆動を実現することが可能となる。

また、維持パルス発生回路は、ＬＣ共振によってＰＤＰの電極の容量性負荷に蓄積された電力をコンデンサに回収しその回収した電力をＰＤＰの電極の駆動に再利用する電力回収部と、ＰＤＰの電極を電源電位にクランプする電源クランプスイッチおよびＰＤＰの電極を接地電位にクランプする接地クランプスイッチを有するクランプ部とからなり、電力回収部による駆動期間の長さを変えることにより維持パルスの傾きを変えて発生させるように構成してもよい。この構成によれば、ＬＣ共振を利用した電力回収部による駆動期間の長さを変えることで維持パルスの立ち上がり波形または立ち下がり波形の傾きを変えることができるので、消費電力を削減する効果が高い傾きの緩やかな維持パルス、放電のばらつきを抑える効果が高い傾きの急峻な維持パルス等、傾きの異なる複数の維持パルスを周期的に切り替えて発生させることができ、放電のばらつきを抑えて発光輝度のばらつきを低減した画像表示と消費電力の削減とを両立したＰＤＰの駆動を実現することが可能となる。

また、維持パルス発生回路は、インダクタンスの異なる複数の切り替え可能なコイルを有しＬＣ共振周波数を変えてＰＤＰの電極の容量性負荷に蓄積された電力をコンデンサに回収しその回収した電力をＰＤＰの電極の駆動に再利用することができる電力回収部を有し、複数のコイルを切り替えてＬＣ共振周波数を変えることにより維持パルスの傾きを変えて発生させるように構成してもよい。この構成によっても、消費電力を削減する効果が高い傾きの緩やかな維持パルス、放電のばらつきを抑える効果が高い傾きの急峻な維持パルス等、傾きの異なる複数の維持パルスを周期的に切り替えて発生できるので、放電のばらつきを抑えて発光輝度のばらつきを低減した画像表示と消費電力の削減とを両立したＰＤＰの駆動を実現することが可能となる。また、この構成では常に電力回収部からの電力供給によって維持放電を発生させるので、消費電力の削減効果をさらに高めることができる。

本発明によれば、消費電力の削減と発光輝度のばらつきの低減とを両立した画像表示を実現できるプラズマディスプレイ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態によるプラズマディスプレイ装置について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、ＰＤＰ１０の構造を示す斜視図である。第１の基板であるガラス製の前面板２０上には、ストライプ状の走査電極２２とストライプ状の維持電極２３とで対をなす表示電極が複数形成されている。そして走査電極２２と維持電極２３とを覆うように誘電体層２４が形成され、その誘電体層２４上に保護層２５が形成されている。

第２の基板である背面板３０上には、走査電極２２および維持電極２３と立体交差するように、誘電体層３３で覆われた複数のストライプ状のデータ電極３２が形成されている。誘電体層３３上にはデータ電極３２と平行に複数の隔壁３４が配置され、この隔壁３４間の誘電体層３３上に蛍光体層３５が設けられている。また、データ電極３２は隣り合う隔壁３４の間の位置に配置されている。

これらの前面板２０と背面板３０とは、走査電極２２および維持電極２３とデータ電極３２とが直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、その外周部がガラスフリット等の封着材によって封着されている。そして放電空間には、例えばネオン（Ｎｅ）とキセノン（Ｘｅ）の混合ガスが放電ガスとして封入されている。放電空間は、隔壁３４によって複数の区画に仕切られており、各区画には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色に発光する蛍光体層３５が順次配置されている。そして、走査電極２２および維持電極２３とデータ電極３２とが交差する部分に放電セルが形成され、各色に発光する蛍光体層３５が形成された隣接する３つの放電セルにより１つの画素が構成される。この画素を構成する放電セルが形成された領域が画像表示領域となり、画像表示領域の周囲は、ガラスフリットが形成された領域等のように画像表示が行われない非表示領域となる。

そして、走査電極２２、維持電極２３、データ電極３２はそれぞれの電極端子がガラス基板の端部に引き出されストライプ状に配列されている。

図２は、ＰＤＰ１０の電極配列図である。行方向にｎ行の走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎ（図１の走査電極２２）とｎ行の維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎ（図１の維持電極２３）とが交互に配列され、列方向にはｍ列のデータ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍ（図１のデータ電極３２）が配列されている。そして、一対の走査電極ＳＣ_ｉ、維持電極ＳＵ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極Ｄ_ｊ（ｊ＝１〜ｍ）とを含む放電セルＣ_ｉ，ｊが放電空間内に形成され、放電セルＣの総数は（ｍ×ｎ）個になる。

このような構成のＰＤＰ１０においては、ガス放電により紫外線を発生させ、その紫外線でＲ、Ｇ、Ｂの各色の蛍光体を励起して発光させることによりカラー表示を行っている。また、ＰＤＰ１０は、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドの組み合わせによって駆動されることにより階調表示を行う。各サブフィールドは初期化期間、書込み期間および維持期間からなり、画像データを表示するために、初期化期間、書込み期間および維持期間でそれぞれ異なる信号波形を各電極に印加している。

図３は、ＰＤＰ１０の各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。図３に示すように、各サブフィールドは初期化期間、書込み期間、維持期間を有している。また、それぞれのサブフィールドは発光期間の重みを変えるため維持期間における維持パルスの数を異ならせている以外はほぼ同様の動作を行い、各サブフィールドにおける動作原理もほぼ同様である。したがって、ここでは１つのサブフィールドについてのみ動作を説明する。

まず、初期化期間では、正のパルス電圧を全ての走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに印加し、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎおよび維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎを覆う誘電体層２４上の保護層２５および蛍光体層３５上に必要な壁電荷を蓄積する。加えて、放電遅れを小さくして書込み放電を安定して発生させるためのプライミング（放電のための起爆剤＝励起粒子）を発生させるという働きを持つ。

具体的には、初期化期間前半部では、データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍ、維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎをそれぞれ０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎには、データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍに対して放電開始電圧以下の電圧Ｖｉ_１から、放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ_２に向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧を印加する。この傾斜波形電圧が上昇する間に、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎと維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎ、データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍとの間でそれぞれ１回目の微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎ上部に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍ上部および維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎ上部には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上部の壁電圧とは電極を覆う誘電体層上に蓄積された壁電荷により生じる電圧を表す。

初期化期間後半部では、維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎを正電圧Ｖｅに保ち、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎには、維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ_３から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ_４に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧を印加する。この間に、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎと維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎ、データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍとの間でそれぞれ２回目の微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎ上部の負の壁電圧および維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎ上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍ上部の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。以上により初期化動作が終了する（以下、初期化期間に各電極に印加される駆動電圧波形を「初期化波形」と略記する）。

次に、書込み期間では、全ての走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに順次負の走査パルスを印加することによって走査を行う。そして、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎを走査している間に、表示データにもとづきデータ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍに正の書込みパルス電圧を印加する。こうして走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎとデータ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍとの間に書込み放電が発生し、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎ上の保護層２５の表面に壁電荷が形成される。

具体的には、書込み期間では、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎを一旦電圧Ｖｓに保持する。次に、放電セルＣ_ｐ，１〜Ｃ_ｐ，ｍ（ｐは１〜ｎの整数）の書込み動作では、走査電極ＳＣ_ｐに走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、データ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍのうちｐ行目に表示すべき映像信号に対応するデータ電極Ｄ_ｑ（Ｄ_ｑはＤ_１〜Ｄ_ｍのうち映像信号にもとづき選択されるデータ電極）に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。こうして、書込みパルス電圧が印加されたデータ電極Ｄ_ｑと走査パルス電圧が印加された走査電極ＳＣ_Ｐとの交差部に対応する放電セルＣ_ｐ，ｑで書込み放電が発生する。この書込み放電により放電セルＣ_ｐ，ｑの走査電極ＳＣ_ｐ上部に正電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ_ｐ上部に負電圧が蓄積されて、書込み動作が終了する。以下、同様の書込み動作をｎ行目の放電セルＣ_ｎ，ｑに至るまで行い、書込み動作が終了する。

続く維持期間では、一定の期間、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎと維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎとの間に放電を維持するのに十分な電圧を印加する。これにより、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎと維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎとの間に放電プラズマが生成され、一定の期間、蛍光体層３５を励起発光させる。このとき、書込み期間において書込みパルス電圧が印加されなかった放電空間では、放電は発生せず蛍光体層３５の励起発光は起こらない。

具体的には、維持期間では、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎを０（Ｖ）に一旦戻した後、維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎを０（Ｖ）に戻す。その後、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに正の維持パルス電圧Ｖｕを印加する。このとき、書込み放電を起こした放電セルＣ_ｐ，ｑにおける走査電極ＳＣ_ｐ上部と維持電極ＳＵ_ｐ上部との間の電圧は、正の維持パルス電圧Ｖｕに加えて、書込み期間において走査電極ＳＣ_ｐ上部および維持電極ＳＵ_ｐ上部に蓄積された壁電圧が加算されて、放電開始電圧より大きくなり、１回目の維持放電が発生する。そして、維持放電を起こした放電セルＣ_ｐ，ｑでは、維持放電発生時における走査電極ＳＣ_Ｐと維持電極ＳＵ_ｐとの電位差を打ち消すように走査電極ＳＣ_ｐ上部に負電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ_ｐ上部に正電圧が蓄積される。こうして、１回目の維持放電が終了する。１回目の維持放電の後、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎを０（Ｖ）に戻し、その後、維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに電圧Ｖｕを印加する。このとき、１回目の維持放電を起こした放電セルＣ_ｐ，ｑにおける走査電極ＳＣ_ｐ上部と維持電極ＳＵ_ｐ上部との間の電圧は、正の維持パルス電圧Ｖｕに加えて、１回目の維持放電において走査電極ＳＣ_ｐ上部および維持電極ＳＵ_ｐ上部に蓄積された壁電圧が加算されて放電開始電圧より大きくなり、２回目の維持放電が発生する。以降同様に、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎと維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎとに維持パルスを交互に印加することにより、書込み放電を起こした放電セルＣ_ｐ，ｑに対して維持パルスの回数だけ維持放電が継続して行われる。

なお、本発明の実施の形態１においては、維持期間を維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期の３つの期間に分け、それぞれの期間において維持パルスの波形を変えて駆動を行う。そして、本発明の実施の形態１においては、維持期間内の維持パルス数がほぼ３等分されるように維持期間を３つの期間に分けている。例えば、維持パルス数が１２８である維持期間であれば、その維持期間において最初の１パルス目から４２パルス目までを維持期間初期、次の４３パルス目から８５パルス目までを維持期間中期、次の８６パルス目から最後の１２８パルス目までを維持期間後期とし維持パルス数が４２、４３、４３とほぼ３等分されるように分け、維持パルス数が６４である維持期間であれば、その維持期間において最初の１パルス目から２１パルス目までを維持期間初期、次の２２パルス目から４２パルス目までを維持期間中期、次の４３パルス目から最後の６４パルス目までを維持期間後期とし維持パルス数が２１、２１、２２とほぼ３等分されるよう分ける。そして、それぞれの期間において維持パルスの波形を変えて駆動を行う。この駆動の詳細については、後で説明する。

図４は、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置の電気的構成を示すブロック図である。図４に示すプラズマディスプレイ装置は、Ａ／Ｄコンバータ１、映像信号処理回路２、サブフィールド処理回路３、データ電極駆動回路４、走査電極駆動回路５、維持電極駆動回路６、ＰＤＰ１０を備えている。

Ａ／Ｄコンバータ１は、入力されたアナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換する。映像信号処理回路２は、入力されたデジタルの映像信号を発光期間の重みの異なる複数のサブフィールドの組み合わせによってＰＤＰ１０に発光表示するため、１フィールドの映像信号から各サブフィールドの制御を行うサブフィールドデータに変換する。

サブフィールド処理回路３は、映像信号処理回路２で作成されたサブフィールドデータからデータ電極駆動回路用制御信号、走査電極駆動回路用制御信号および維持電極駆動回路用制御信号を生成し、データ電極駆動回路４、走査電極駆動回路５、維持電極駆動回路６へそれぞれ出力する。また、サブフィールド処理回路３は、走査電極駆動回路５および維持電極駆動回路６に設けられた維持パルス発生回路５１、６１を制御する制御信号を生成する。このとき、サブフィールド処理回路３は、維持パルス発生回路５１、６１において２種類の維持パルスを周期的に切り替えて発生させるように制御信号を生成することができる。そして、サブフィールド処理回路３は、維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期のそれぞれにおいてその切り替えの周期を変更し、それら２種類の維持パルスのパルス数の割合を変えて発生させることができる。これら２種類の維持パルスと維持期間との関係については、後で詳しく説明する。

ＰＤＰ１０は、上述したとおり、行方向にｎ行の走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎ（図１の走査電極２２）とｎ行の維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎ（図１の維持電極２３）とが交互に配列され、列方向にｍ列のデータ電極Ｄ_１〜Ｄ_ｍ（図１のデータ電極３２）が配列されている。そして、一対の走査電極ＳＣ_ｉ、維持電極ＳＵ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極Ｄ_ｊ（ｊ＝１〜ｍ）とを含む放電セルＣ_ｉ，ｊが放電空間内に（ｍ×ｎ）個形成され、赤色、緑色および青色の各色に発光する３つの放電セルにより１つの画素が構成される。

データ電極駆動回路４は、データ電極駆動回路用制御信号にもとづいて各データ電極Ｄ_ｊを独立して駆動する。

走査電極駆動回路５は、維持期間に走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生回路５１を内部に備え、各走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎをそれぞれ独立して駆動することができる。そして、走査電極駆動回路用制御信号にもとづいて各走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎを独立して駆動する。

維持電極駆動回路６は、維持期間に維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生回路６１を内部に備え、ＰＤＰ１０の全ての維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎをまとめて駆動することができる。そして、維持電極駆動回路用制御信号にもとづいて維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎを駆動する。

図５は、本発明の実施の形態１のプラズマディスプレイ装置における走査電極駆動回路５の維持パルス発生回路５１および維持電極駆動回路６の維持パルス発生回路６１を示した回路図である。

以下、維持パルス発生回路５１について説明するが、維持パルス発生回路６１も同様の動作を行う。

維持パルス発生回路５１は、コイルＬ１と回収コンデンサＣ１とスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２と逆流防止用ダイオードＤ１、Ｄ２とを有する電力回収部と、第１の電源である電圧値Ｖｕの定電圧電源Ｖ１と、一端が定電圧電源Ｖ１に接続された電源クランプスイッチであるスイッチング素子Ｓ５および一端が接地電位に接続された接地クランプスイッチであるスイッチング素子Ｓ６を有する電圧クランプ部とからなる。電力回収部では、インダクタンス素子であるコイルＬ１を用いることによりＰＤＰ１０の容量性負荷（走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに生じた容量性負荷）とコイルＬ１のインダクタンスとをＬＣ共振させて、電力の回収および供給を行う。電力の回収時には、ＰＤＰ１０の容量性負荷に蓄えられた電力を、逆流防止用ダイオードＤ２およびスイッチング素子Ｓ２を介して回収コンデンサＣ１に移動させる。電力の供給時には、回収コンデンサＣ１に蓄えられた電力を、スイッチング素子Ｓ１および逆流防止用ダイオードＤ１を介してＰＤＰ１０（走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎ）に移動する。こうして維持期間における走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎの駆動を行う。したがって電力回収部では、維持期間において、電源から電力を供給されることなくＬＣ共振によって走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎの駆動を行うため、実質的な消費電力は０となる。

一方、電圧クランプ部は、電圧値Ｖｕの定電圧電源Ｖ１からスイッチング素子Ｓ５を介して走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに電力を供給して走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎを電圧値Ｖｕにクランプし、また、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎをスイッチング素子Ｓ６を介して接地電位にクランプすることによって、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎの駆動を行う。したがって、電圧クランプ部による走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎの駆動時においては、電力供給のインピーダンスが非常に小さく維持パルスの立ち上がり立ち下がりは急峻になるが、定電圧電源Ｖ１から電力が供給されることによる消費電力が発生する。

こうして維持パルス発生回路５１は、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６の切り替えによって、電力回収部と電圧クランプ部とを切り替え、走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに印加するための維持パルスを発生する。このとき、維持パルス発生回路５１では、維持パルスの電圧が極大値になるまで電力回収部によってＬＣ共振を利用した電力供給を行い、その後、電圧クランプ部に切り替えることで、実質的な消費電力が０である電力回収部を最大限に利用した駆動を行うことができ、走査電極駆動回路５の消費電力を低減することができる。

なお、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング動作を行う一般に知られた素子からなる。

また、維持電極駆動回路６における維持パルス発生回路６１は、電圧値Ｖｕの定電圧電源Ｖ２と、コイルＬ２と回収コンデンサＣ２とスイッチング素子Ｓ３、Ｓ４と逆流防止用ダイオードＤ３、Ｄ４とを有する電力回収部と、スイッチング素子Ｓ７、Ｓ８を有する電圧クランプ部とからなり、ＰＤＰ１０の容量性負荷（維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに生じた容量性負荷）とコイルＬ２のインダクタンスとを共振させて、回収コンデンサＣ２に電力の回収を行う構成であるが、その動作は維持パルス発生回路５１と同様であるので説明を省略する。

このように、維持パルス発生回路５１および維持パルス発生回路６１によるＰＤＰ１０の駆動では、ＰＤＰ１０の容量性負荷に蓄えられた電力を回収しそれを再利用することにより消費電力の削減を実現することができる。

また、上述したように、維持パルス発生回路５１および維持パルス発生回路６１は、２種類の維持パルスを周期的に切り替えて発生することができる。そして、維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期でその切り替えの周期を変え、それら２種類の維持パルスのパルス数の割合を変えて出力する。

次に、この維持パルス発生回路５１、６１において発生される２種類の維持パルス、すなわち第１の維持パルスである維持パルスＡと第２の維持パルスである維持パルスＢについて説明する。以下、維持パルス発生回路５１を例に動作説明を行うが、維持パルス発生回路６１も同様の動作により２種類の維持パルスを発生する構成であるので、重ねての説明を省略する。

図６は、本発明の実施の形態１のプラズマディスプレイ装置における維持パルス発生回路５１が発生する維持パルスＡの電圧波形とスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６の導通状態を示す図である。

まず、ｔ_Ａ１期間では、スイッチング素子Ｓ１を導通状態（ＯＮ）にし、スイッチング素子Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６を非導通状態（ＯＦＦ）にして、電力回収部のコイルＬ１のインダクタンスとＰＤＰ１０の容量性負荷（走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎの容量性負荷）とのＬＣ共振によって回収コンデンサＣ１からＰＤＰ１０の容量性負荷へ電力供給を行う。このとき、回収コンデンサＣ１の容量はＰＤＰ１０の容量性負荷と比較して十分大きく、また回収コンデンサＣ１は定電圧電源Ｖ１の電圧値Ｖｕに対して半分の電圧値である１／２Ｖｕに充電されている。

スイッチング素子Ｓ１がＯＮすると、コイルＬ１とＰＤＰ１０の容量性負荷とのＬＣ共振によってコイルＬ１を通して回収コンデンサＣ１からＰＤＰ１０に電流が流れ始め、ＰＤＰ１０の容量性負荷を充電し始める。そして維持パルス発生回路５１からの出力電圧が極大値Ｖ_１に達した時点で回収コンデンサＣ１からＰＤＰ１０に流れる電流は０となる。

この極大値Ｖ_１は放電セルにおける放電開始電圧Ｖ_ｆよりも大きく、したがって、維持パルスＡにおいては、電力回収部による電力供給期間中に放電セルに放電が発生する構成となっている。また、極大値Ｖ_１は回収コンデンサＣ１の電圧値の２倍に近い値となるが、放電による電力消費、駆動インピーダンスの電圧降下等のため電圧値Ｖｕには達しない。本発明の実施の形態１では、このｔ_Ａ１期間を５５０ｎｓｅｃに設定している。

続くｔ_Ａ２期間では、維持パルス発生回路５１からの出力電圧が極大値Ｖ_１になった時点でスイッチング素子Ｓ５をＯＮにし、スイッチング素子Ｓ１をＯＦＦにして、電圧クランプ部による電圧印加に切り替える。これにより、定電圧電源Ｖ１からＰＤＰ１０へスイッチング素子Ｓ５を介して電力が供給され、維持パルスは速やかに電圧値Ｖｕまで引き上げられる。

続くｔ_Ａ３期間では、再び電力回収部に切り替え、ＰＤＰ１０の容量性負荷に蓄積された電力を回収コンデンサＣ１に回収する。すなわち、スイッチング素子Ｓ２をＯＮにし、スイッチング素子Ｓ５をＯＦＦにすることで、再びコイルＬ１のインダクタンスとＰＤＰ１０の容量性負荷とがＬＣ共振し、今度はコイルＬ１を通してＰＤＰ１０から回収コンデンサＣ１に電流が流れ始め、その電力が回収コンデンサＣ１に充電される。そしてＰＤＰ１０の電圧が極小値Ｖ_０に達した時点でＰＤＰ１０から回収コンデンサＣ１に流れる電流は０となる。この極小値Ｖ_０は駆動インピーダンス等のため接地電位にはならない。

続くｔ_Ａ４期間では、ＰＤＰ１０の電圧が極小値Ｖ_０になった時点でスイッチング素子Ｓ６をＯＮにし、スイッチング素子Ｓ２をＯＦＦにして、再び電圧クランプ部による駆動に切り替える。これによりＰＤＰ１０の容量性負荷に残留していた電力は接地電位へ放出され、維持パルスの電圧は速やかに０（Ｖ）に引き下げられる。

このように、維持パルスＡは、維持パルスの電圧が放電開始電圧Ｖ_ｆよりも大きい極大値Ｖ_１になった時点で電圧クランプ部に切り替えるため、実質的な消費電力が０である電力回収部による駆動を最大限に利用した駆動波形となり、維持パルス発生に要する消費電力を最小にすることができる。

図７は、本発明の実施の形態１のプラズマディスプレイ装置における維持パルス発生回路５１が発生する維持パルスＢの電圧波形とスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６の導通状態を示す図である。なお、図７に示した維持パルスの電圧波形は、図６に示した維持パルスの電圧波形と立ち上がり期間が異なるだけで、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６の制御方法は図６と同様である。

まず、ｔ_Ｂ１期間は、維持パルスＡのｔ_Ａ１期間と同様の動作により、回収コンデンサＣ１からＰＤＰ１０の容量性負荷（走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎの容量性負荷）へ電力供給を行う。ここで、維持パルスＢでは、ｔ_Ｂ１を、図６に示したｔ_Ａ１の５５０ｎｓｅｃから４００ｎｓｅｃに短縮している。すなわち、維持パルスＢでは、維持パルス発生回路５１からの出力電圧が放電開始電圧Ｖ_ｆより低い電圧Ｖ_２の時点でスイッチング素子Ｓ５をＯＮにし、スイッチング素子Ｓ１をＯＦＦにして、電圧クランプ部による電圧印加に切り替えている。このように、維持パルスＢが維持パルスＡと異なる点は、ｔ_Ｂ１の長さをｔ_Ａ１より短く設定し、電力回収部による電力供給期間中に放電セルに放電が発生しないように構成した点にある。なお、ｔ_Ｂ１期間を短くしすぎると回収電力の利用量が減り消費電力が増加するので、本実施の形態においては、放電開始電圧Ｖ_ｆのばらつき範囲に電圧値Ｖ_２が到達しない程度の長さである４００ｎｓｅｃにｔ_Ｂ１を設定している。

これにより、続くｔ_Ｂ２期間では、電力回収部から電圧クランプ部による電圧印加に切り替えられ、ＰＤＰ１０の容量性負荷へ定電圧電源Ｖ１から低いインピーダンスで電力が供給される。そして、維持パルスＢの電圧は放電開始電圧Ｖ_ｆより低い電圧Ｖ_２から、放電開始電圧Ｖ_ｆを超え、定電圧電源Ｖ１の電圧値Ｖｕまで速やかに引き上げられる。したがって、維持パルスＢにおいては、電力回収部による電力供給期間中ではなく、電圧クランプ部による電力供給により電圧の変化が急峻な状態で放電セルに放電が発生する構成となっている。また、ｔ_Ｂ２を図６に示したｔ_Ａ２よりも１５０ｎｓｅｃ長くして、維持パルスの周期が変わらないようにしている。

続くｔ_Ａ３期間とｔ_Ａ４期間については維持パルスＡと同様の動作を行うため、説明を省略する。

このように、維持パルスＢは、定電圧電源Ｖ１からの電力供給によって低いインピーダンスでＰＤＰ１０の容量性負荷に電力を供給して放電を発生させるため、その分の消費電力は発生するが、立ち上がり波形が急峻になるので電圧の変化が急峻な状態で維持放電を発生させることができ、放電セルにおける放電のばらつきを抑えることのできる駆動波形となる。

本発明の実施の形態１における維持パルス発生回路５１および維持パルス発生回路６１では、この維持パルスＡと維持パルスＢとを周期的に切り替えて発生することが可能である。そして、維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期のそれぞれの期間おいてその切り替えの周期を変更し、それら２種類の維持パルスのパルス数の割合を変えて出力することができる。

次に、維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期の各期間おける２種類の維持パルスの切り替えの周期の変化について説明する。

通常、画像表示中の放電セルの点灯率は一対の走査電極ＳＣ_ｉと維持電極ＳＵ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）とを有する一対の表示電極（以下、「ライン」と略記する）毎に異なるため、駆動負荷はライン毎に異なる。このとき電圧印加手段のインピーダンスが高いと、維持パルスの立ち上がり波形にライン間のばらつきが生じ、放電開始時間がばらつく。また、放電セル間に放電開始電圧の差があると、放電開始時間の差はさらに大きくなる。隣接する放電セルにおいて放電開始時間に差があれば、後に放電する放電セルは、先に放電する放電セルの影響を受け、壁電荷が奪われて放電が弱くなり、輝度のばらつきが生じる。また、放電セルの中には、隣接する放電セルの放電の影響を受けることによって一度開始された放電が停止し、印加電圧の上昇によって再び放電を生じるものがある。放電セルの明るさは放電の回数および放電１回あたりの発光強度と相関があるので、これらの現象によって放電セル間に輝度のばらつきが発生する。そして、これらの現象は、維持パルス波形の立ち上がりが緩やかになるほど顕著になる。

また、維持パルス波形の立ち上がりが緩やかな場合、維持パルス波形の立ち上がりにおいて放電セルに印加された電圧が放電開始電圧に達した後の電圧変化が緩やかなため、放電が発生するまでの間の走査電極と維持電極との電位差も緩やかにしか大きくならない。そのため、維持放電の発生時に放電セル内に形成される壁電圧も十分に高い電圧値とはならず、放電セル内に十分な壁電圧が形成されない恐れがある。そして、放電セル内に十分な壁電圧が形成されないと、それ以降の維持放電が不安定になりやすい。

本発明者が維持期間における放電ばらつきの変化を確かめるために行った実験では、電圧印加時のインピーダンスが高いｔ_Ａ１期間中に放電を生じさせるように構成している維持パルスＡのみによる駆動の場合、維持期間初期において放電のばらつきは最も小さく、維持期間が経過するにつれて放電のばらつきは徐々に大きくなり、維持期間の最後において放電のばらつきは最も大きくなることが確認された。これは、次のような理由によると考えられる。すなわち、書込み動作が終了した直後、すなわち維持期間初期においては書込み期間に形成された壁電圧が十分な状態で放電セル内に残っているため、立ち上がりの緩やかな維持パルスＡによる駆動であっても放電が発生するタイミングの差が小さく抑えられ、放電ばらつきはほとんど発生しない。しかし、立ち上がりの緩やかな維持パルス波形による駆動を継続して行うことで、上述したような理由により放電セル内に十分な壁電圧が形成されないままそれ以降の維持放電が繰り返され、徐々に放電セル内の壁電圧が不十分となっていき、維持放電が不安定となって放電ばらつきが大きくなると考えられる。

このように、維持期間の開始直後よりも、維持期間が開始されてから時間が経過した維持期間後期の方が各放電セル間における壁電圧のばらつきは大きくなりやすく、特に、維持パルスＡのみによる駆動では、消費電力を抑えた駆動を行うことができるといった特徴を有する反面、放電セルが放電を開始するときの維持パルスの立ち上がりが緩やかであるため、維持放電を繰り返すことで放電セル間の輝度のばらつきを徐々に大きくしてしまう。

一方、電圧印加時のインピーダンスが低い電圧クランプ部による電力供給によって放電を生じさせることができる維持パルスＢによる駆動の場合、電圧の変化が急峻な状態で放電を生じさせることで放電セル間の放電開始電圧のばらつきを吸収し、放電のばらつきを抑えた駆動を行えるが、放電に要する電力を定電圧電源Ｖ１から供給することによって消費電力が増加してしまう。

維持期間において、これらのそれぞれ特徴の異なる維持パルスＡおよび維持パルスＢのどちらか一方だけによる駆動としてしまうと、他方の持つ特徴は損なわれてしまう。例えば、維持期間において維持パルスＡだけによる駆動とした場合には、消費電力の削減効果を得られる反面、放電のばらつきを抑えた駆動とすることは難しい。また、維持パルスＢだけによる駆動とした場合には、放電のばらつきを抑えた画像表示を行うことはできるが、消費電力の削減効果を得ることは難しい。

そして、本発明者がさらに実験を行ったところ、維持期間中、維持パルスＡによる駆動に加え維持パルスＢによる駆動を周期的に行うことで、消費電力の低減とともに放電のばらつきを抑える効果が得られることがわかった。これは、維持パルスＢによる駆動が行われることで、放電セル内に十分な壁電圧が形成され、それにより直後の維持放電が安定するためと考えられる。

そこで、本発明の実施の形態１においては、維持パルスＡによる駆動が多いほど消費電力の削減効果を上げられる、書込み期間に形成された壁電圧が十分な状態で放電セル内に残っている維持期間初期では放電のばらつきが少ない、維持パルスＡによる駆動を繰り返すと放電のばらつきが徐々に大きくなるが維持パルスＢによる駆動を周期的に行うことで放電のばらつきを抑えられる、といったこれらの実験の結果を踏まえ、いずれか一方の維持パルスのみの駆動とするのではなく、維持パルスＡによる駆動と維持パルスＢによる駆動とを周期的に切り替える構成とする。そして、維持期間を維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期の３つの期間に分け、それぞれの期間において維持パルスＡと維持パルスＢとの割合を変えて駆動を行う構成とする。

図８は、本発明の実施の形態１のプラズマディスプレイ装置における駆動電圧波形の維持期間における維持パルス波形を拡大して示した図であり、図８（ａ）は、維持期間初期における維持パルス波形の拡大図、図８（ｂ）は、維持期間中期における維持パルス波形の拡大図、図８（ｃ）は、維持期間後期における維持パルス波形の拡大図である。そして、図８（ａ）〜図８（ｃ）において、上段は走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに印加する維持パルス波形であり、下段は維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに印加する維持パルス波形である。また、立ち上がり部分を濃く示している方が維持パルスＢであり、そうでないのが維持パルスＡである。

まず、図８（ａ）に示すように、維持期間における最初の３分の１の期間である維持期間初期においては、維持パルスＡのみによる駆動を行う。維持期間初期では、書込み動作がなされてからあまり時間が経過しておらず、放電セル内に形成された壁電圧も十分な状態で残っており、維持パルスＢを用いなくても放電のばらつきが抑えられるので、維持パルスＡのみによる駆動としている。

次に、図８（ｂ）に示すように、維持期間における次の３分の１の期間である維持期間中期においては、維持パルスＡと維持パルスＢとの割合が２：１となるように維持パルスＡによる駆動を２回行った後で維持パルスＢによる駆動を１回行う構成とする。このように、維持期間中期においては、維持パルスＢを周期的に挿入することで、放電のばらつきを抑えるとともに消費電力を削減した駆動を行う。

そして、図８（ｃ）に示すように、維持期間における最後の３分の１の期間である維持期間後期においては、最も放電のばらつきが発生しやすい期間であることを考慮し、維持パルスＡと維持パルスＢとの割合が１：１となるように維持パルスＡによる駆動と維持パルスＢによる駆動とを交互に行う構成とする。このように、最も放電のばらつきが発生しやすい維持期間後期においては、維持放電２回のうち１回を維持パルスＢによって発生させることで、消費電力の削減効果を残したまま放電のばらつきを抑える効果を高めた駆動を行う。

以上述べたように、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置においては、消費電力を削減する効果の高い立ち上がり波形の傾きが緩やかな維持パルスＡと放電のばらつきを抑える効果の高い立ち上がり波形の傾きを急峻にした維持パルスＢとを用いてＰＤＰ１０の駆動を行う。そして、維持期間を維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期の３つの期間に分け、それぞれの期間において維持パルスＡと維持パルスＢとの割合を適切な値に設定し、維持期間初期においては維持パルスＡだけを用い消費電力の削減効果を高めた駆動を行い、維持期間中期においては維持パルスＡによる駆動に加え維持パルスＢを一定の周期で挿入することで消費電力の削減と放電のばらつきを抑えた駆動を行い、維持期間後期においては維持期間中期よりも維持パルスＢを挿入する周期を短くして放電のばらつきを抑える効果を最も高めた駆動を行う。これにより、消費電力の削減と放電のばらつきの低減とを両立させた駆動を行うことが可能となる。

なお、本発明の実施の形態１では維持パルスＢを発生させるときに出力電圧が極大値Ｖ_１に達する前に電力回収部から電圧クランプ部に切り替えることで維持パルス波形の立ち上がりを急峻にする構成を説明した。しかし、何等この構成に限定するものではなく、例えば、インダクタンスの異なる複数のコイルを用いて維持パルス発生回路を構成し、電力回収部からＰＤＰ１０へ電力を供給するときにそれらのコイルを切り替えて共振周波数を変えることで、立ち上がり波形の傾きが異なる複数の維持パルスを発生させることができる。

図９は、本発明の実施の形態１のプラズマディスプレイ装置における維持パルス発生回路の他の例を示した回路図である。図９に示した維持パルス発生回路５２は、図５に示した維持パルス発生回路５１の構成に加え、電力回収部にスイッチング素子Ｓ１０、逆流防止用ダイオードＤ１０、コイルＬ１０をさらに設けた構成となっている。

図９に示した維持パルス発生回路５２が維持パルス発生回路５１と異なる点は、回収コンデンサＣ１に蓄えられた回収電力を再利用するための経路を２つ持たせた点である。コイルＬ１０は、コイルＬ１とインダクタンスが異なり、コイルＬ１０とＰＤＰ１０の容量性負荷とのＬＣ共振周波数が、コイルＬ１による場合よりも高くなるように設定されている。したがって、維持パルスＡを発生させる手順は上述した図５を用いての説明と同様であるが、維持パルスＢを発生させる場合には、スイッチング素子Ｓ１に代えてスイッチング素子Ｓ１０をＯＮにすることで、コイルＬ１０とＰＤＰ１０の容量性負荷とをＬＣ共振させて電力の供給を行うことができ、コイルＬ１を用いた場合よりも高い共振周波数、すなわち立ち上がりの急峻な維持パルスを発生させることができる。また、この構成では、電圧クランプ部に切り替え定電圧電源Ｖ１からの電力供給によって維持放電を発生させるのではなく、常に電力回収部からの電力供給によって維持放電を発生させるので、消費電力の削減効果をさらに高めることができる。

なお、本発明の実施の形態１においては、維持パルスＡの立ち上がり期間ｔ_Ａ１を５５０ｎｓｅｃとし、維持パルスＢの立ち上がり期間ｔ_Ｂ１を４００ｎｓｅｃとした。また、維持期間初期では維持パルスＡだけを印加し、維持期間中期では維持パルスＡと維持パルスＢとを２：１にして印加し、維持期間後期では維持パルスＡと維持パルスＢとを１：１にして印加する構成を説明した。しかし、これらの数値は、本発明者が消費電力および表示画像の評価を行い、最適値を求めた結果に過ぎず、何等これらの数値に限定するものではない。これら各維持パルスの立ち上がり期間や維持パルスＡと維持パルスＢとの割合等の最適値はＰＤＰの特性や駆動回路の特性等によって異なるので、プラズマディスプレイ装置の機種毎に最適化することが望ましい。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態１では、維持期間内における維持パルスＡと維持パルスＢとの割合を適切に変えて駆動を行うことで消費電力の削減と放電のばらつきの低減とを両立させる構成を説明した。しかし、例えば、維持パルスＡと維持パルスＢとの割合を変えるのではなく、維持期間内において維持パルスの立ち上がりの傾きを段階的に変える構成であっても同様の効果を得ることができる。

本発明者は、維持パルスの立ち上がり期間、すなわち図６のｔ_Ａ１を徐々に短縮したときの放電のばらつきの変化を調べる実験を行った。この実験では、維持パルスの立ち上がり期間を５５０ｎｓｅｃから４５０ｎｓｅｃ、４００ｎｓｅｃと短縮して立ち上がり波形を急峻にして行ったときにＰＤＰ１０の表示面における放電のばらつきがどう変化するかを調べた。そして、この実験では、維持パルスの立ち上がり期間が５５０ｎｓｅｃのときよりも４５０ｎｓｅｃの方が放電のばらつきが少なく、立ち上がり期間が４５０ｎｓｅｃのときよりも４００ｎｓｅｃの方が放電のばらつきが少なくなるといった、維持パルスの立ち上がり期間の短縮と放電のばらつきの減少との相関関係が確認された。これは、維持パルスの立ち上がり波形の傾きが急峻になるほど、放電セル内に形成される壁電圧が高くなり、直後の維持放電がより安定するためと考えられる。また、一方で、放電のばらつきが減少した分、消費電力が増加することも確認された。また、立ち上がり期間が５５０ｎｓｅｃの維持パルスを印加する中に、立ち上がり期間を短縮した維持パルスを周期的に挿入することでも放電のばらつきが抑えられることもわかった。

そこで、本発明の実施の形態２では、これらの実験の結果を踏まえ、維持期間において立ち上がり期間を段階的に短縮した維持パルスを周期的に挿入することで消費電力の削減と放電のばらつきの低減とを両立させた駆動を行う構成とする。なお、本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイ装置の構成や各回路の動作は実施の形態１に示したプラズマディスプレイ装置と同様であるため説明を省略する。

図１０は、本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイ装置の駆動電圧波形の維持期間における維持パルス波形を拡大して示した図であり、図１０（ａ）は、維持期間初期における維持パルス波形の拡大図、図１０（ｂ）は、維持期間中期における維持パルス波形の拡大図、図１０（ｃ）は、維持期間後期における維持パルス波形の拡大図である。そして、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）において、上段は走査電極ＳＣ_１〜ＳＣ_ｎに印加する維持パルス波形であり、下段は維持電極ＳＵ_１〜ＳＵ_ｎに印加する維持パルス波形である。

まず、図１０（ａ）に示すように、維持期間における最初の３分の１の期間である維持期間初期においては、維持パルスＡのみを用いた駆動を行う。維持期間初期では、書込み動作がなされてからあまり時間が経過しておらず、放電セル内に形成された壁電圧も十分な状態で残っており、維持パルスＡのみによる駆動であっても放電のばらつきを抑えた駆動とすることが可能である。

次に、図１０（ｂ）に示すように、維持期間における次の３分の１の期間である維持期間中期においては、立ち上がり期間を維持パルスＡよりも短く維持パルスＢよりも長い４５０ｎｓｅｃにした維持パルスＢ’を駆動に用いる。そして、維持パルスＡと維持パルスＢ’との割合が２：１となるように維持パルスＡによる駆動を２回行った後で維持パルスＢ’による駆動を１回行う構成とする。このように、維持期間中期においては、維持パルスＢ’を周期的に挿入することで、放電のばらつきを抑えるとともに消費電力を削減した駆動を行う。

そして、図１０（ｃ）に示すように、維持期間における最後の３分の１の期間である維持期間後期においては、最も放電のばらつきが発生しやすい期間であることを考慮し、立ち上がり期間が最も短い４００ｎｓｅｃである維持パルスＢを駆動に用いる。そして、維持パルスＡと維持パルスＢとの割合が２：１となるように維持パルスＡによる駆動を２回行った後で維持パルスＢによる駆動を１回行う構成とする。このように、最も放電のばらつきが発生しやすい維持期間後期においては、立ち上がり波形が最も急峻な維持パルスＢを周期的に挿入することで、消費電力の削減効果を残したまま放電のばらつきを抑える効果を高めた駆動を行う。

以上述べたように、本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイ装置においては、立ち上がり波形の傾きが異なる複数の維持パルスを用いて駆動を行う構成とし、維持期間初期においては立ち上がり波形の傾きが緩やかな維持パルスＡだけを用い消費電力の削減効果を高めた駆動を行い、維持期間中期においては維持パルスＡによる駆動に加え立ち上がり波形の傾きを急峻にした維持パルスＢ’を一定の周期で挿入することで消費電力の削減と放電のばらつきを抑えた駆動を行い、維持期間後期においては維持期間中期における維持パルスＢ’に代え立ち上がり波形の傾きが最も急峻な維持パルスＢを用いることで放電のばらつきを抑える効果を高めた駆動を行う。これにより、消費電力の削減と放電のばらつきの低減とを両立させた駆動を行うことが可能となる。

なお、本発明の実施の形態２においては、実施の形態１と同様に電力回収部による電力供給時間を制御することで維持パルスの立ち上がり波形の傾きを変える構成であってもよく、あるいは、図９に示したように、インダクタンスの異なる複数のコイルを用いて維持パルス発生回路を構成し、電力回収部からＰＤＰ１０へ電力を供給するときにそれらのコイルを切り替えて共振周波数を変えることで、立ち上がり波形の傾きが異なる複数の維持パルスを発生させる構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態２においては、維持パルスＡの立ち上がり期間ｔ_Ａ１を５５０ｎｓｅｃとし、維持パルスＢの立ち上がり期間ｔ_Ｂ１を４００ｎｓｅｃとし、同様に維持パルスＢ’の立ち上がり期間を４５０ｎｓｅｃとした。また、維持期間初期では維持パルスＡだけを印加し、維持期間中期では維持パルスＡと維持パルスＢ’とを２：１にして印加し、維持期間後期では維持パルスＡと維持パルスＢとを２：１にして印加する構成を説明した。しかし、これらの数値は、本発明者が消費電力および表示画像の評価を行い、最適値を求めた結果に過ぎず、何等これらの数値に限定するものではない。これら各維持パルスの立ち上がり期間や維持パルスＡと維持パルスＢとの割合等の最適値はＰＤＰの特性や駆動回路の特性等によって異なるので、プラズマディスプレイ装置の機種毎に最適化することが望ましい。

また、本発明の実施の形態１および実施の形態２では、維持期間をほぼ３分の１ずつに分けて維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期とする構成を説明したが、何等この構成に限定するものではなく、例えば、維持期間の最初の４分の１を維持期間初期、次の４分の２を維持期間中期、最後の４分の１を維持期間後期とする等の期間の長さが異なる分け方であってもよく、あるいは最初１パルス目から２０パルス目までを維持期間初期、次の２１パルス目から４０パルス目までを維持期間中期、次の４１パルス目からその維持期間における最後の維持パルスまでを維持期間後期とする等のパルス数による分け方であってもよい。あるいはまた、維持期間中期においては維持パルスＡと維持パルスＢ’とを２：１にし、維持期間後期においては維持パルスＡと維持パルスＢとを１：１にして駆動を行う等、実施の形態１における構成と実施の形態２における構成とを組み合わせた構成としてもよい。さらにはまた、維持期間を２つあるいは４つ以上の期間に分け、それぞれの期間毎に維持パルスの印加パターンを変える構成であってもよい。いずれにしても、これらの構成は、ＰＤＰの特性や駆動回路の特性、プラズマディスプレイ装置の仕様等にもとづき機種毎に最適化することが望ましい。

また、本発明の実施の形態においては、維持パルス波形の立ち上がりにおいて放電を発生させる構成にもとづき説明を行ったが、維持パルス波形の立ち下がりにおいて放電を発生させる場合においても実施の形態と同様に立ち下がり波形の傾きが異なる複数の維持パルスを発生させ、維持期間の各期間毎に最適に組み合わせて駆動することで、同様の効果を得ることができる。

本発明に係るプラズマディスプレイ装置は、消費電力の削減と発光輝度のばらつきの低減とを両立した画像表示を実現できるので、プラズマディスプレイ装置として有用である。

ＰＤＰの構造を示す斜視図 ＰＤＰの電極配列図 ＰＤＰの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図 本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置の電気的構成を示すブロック図 同プラズマディスプレイ装置における走査電極駆動回路の維持パルス発生回路および維持電極駆動回路の維持パルス発生回路を示した回路図 同プラズマディスプレイ装置における維持パルス発生回路が発生する維持パルスＡの電圧波形とスイッチング素子の導通状態を示す図 同プラズマディスプレイ装置における維持パルス発生回路が発生する維持パルスＢの電圧波形とスイッチング素子の導通状態を示す図 同プラズマディスプレイ装置における駆動電圧波形の維持期間における維持パルス波形を拡大して示した図 同プラズマディスプレイ装置における維持パルス発生回路の他の例を示した回路図 本発明の実施の形態２におけるプラズマディスプレイ装置の駆動電圧波形の維持期間における維持パルス波形を拡大して示した図

符号の説明

１ Ａ／Ｄコンバータ
２ 映像信号処理回路
３ サブフィールド処理回路
４ データ電極駆動回路
５ 走査電極駆動回路
６ 維持電極駆動回路
１０ プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
２０ （ガラス製の）前面板
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２４，３３ 誘電体層
２５ 保護層
３０ 背面板
３２ データ電極
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
５１，５２，６１ 維持パルス発生回路
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１０ スイッチング素子
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ１０ コイル
Ｃ１，Ｃ２ 回収コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ１０ 逆流防止用ダイオード
Ｖ１，Ｖ２ 定電圧電源

Claims (6)

1. 表示電極対を構成する複数の走査電極および維持電極を有するプラズマディスプレイパネルと、
   前記走査電極に接続される走査電極駆動回路と、
   前記維持電極に接続される維持電極駆動回路とを備え、
   前記走査電極駆動回路および前記維持電極駆動回路は、１フィールドを構成する複数のサブフィールドの各維持期間において、立ち上がり波形および立ち下がり波形の少なくとも一方の傾きが異なる少なくとも２種類の維持パルスを周期的に切り替えて発生する維持パルス発生回路を有したこと
   を特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 前記維持パルス発生回路は、第１の維持パルスと前記第１の維持パルスよりも前記傾きが急峻な第２の維持パルスとを周期的に切り替えて発生させ、前記複数のサブフィールドのうちの少なくとも１つのサブフィールドの維持期間において、前記第１の維持パルスに対する前記第２の維持パルスの割合が前記維持期間の前半よりも後半において多くなるように構成したこと
   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. 前記維持パルス発生回路は、前記複数のサブフィールドのうちの少なくとも１つのサブフィールドにおける維持期間を維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期の少なくとも３つの期間に分けて電極の駆動を行い、前記維持期間初期においては前記第２の維持パルスを最も少なく発生させ、前記維持期間中期においては前記第２の維持パルスを前記維持期間初期よりも多く発生させ、前記維持期間後期においては前記第２の維持パルスを前記維持期間中期よりもさらに多く発生させるように構成したこと
   を特徴とする請求項２記載のプラズマディスプレイ装置。
4. 前記維持パルス発生回路は、前記傾きが異なる少なくとも３種類の維持パルスを周期的に切り替えて発生させ、前記複数のサブフィールドのうちの少なくとも１つのサブフィールドにおける維持期間を維持期間初期、維持期間中期、維持期間後期の少なくとも３つの期間に分けて電極の駆動を行い、前記維持期間初期においては前記傾きが最も緩やかな維持パルスのみを発生させ、前記維持期間中期においては前記傾きが最も緩やかな維持パルスとそれよりも前記傾きが急峻な維持パルスとを周期的に切り替えて発生させ、前記維持期間後期においては前記傾きが最も緩やかな維持パルスと前記傾きが最も急峻な維持パルスとを周期的に切り替えて発生させるように構成したこと
   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。
5. 前記維持パルス発生回路は、ＬＣ共振によって前記プラズマディスプレイパネルの電極の容量性負荷に蓄積された電力をコンデンサに回収しその回収した電力を前記プラズマディスプレイパネルの電極の駆動に再利用する電力回収部と、前記プラズマディスプレイパネルの電極を電源電位にクランプする電源クランプスイッチおよび前記プラズマディスプレイパネルの電極を接地電位にクランプする接地クランプスイッチを有するクランプ部とからなり、前記電力回収部による駆動期間の長さを変えることにより前記維持パルスの前記傾きを変えて発生させるように構成したこと
   を特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイ装置。
6. 前記維持パルス発生回路は、インダクタンスの異なる複数の切り替え可能なコイルを有しＬＣ共振周波数を変えて前記プラズマディスプレイパネルの電極の容量性負荷に蓄積された電力をコンデンサに回収しその回収した電力を前記プラズマディスプレイパネルの電極の駆動に再利用することができる電力回収部を有し、前記複数のコイルを切り替えてＬＣ共振周波数を変えることにより前記維持パルスの前記傾きを変えて発生させるように構成したこと
   を特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイ装置。

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