(57)【要約】【課題】  低損失で高速にプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を駆動でき、かつ簡素な構成で実現できるＰＤＰの駆動装置を提供する。【解決手段】  駆動装置は、駆動端子Ａ、Ｂを介してＰＤＰ５０にパルス電圧を印加し、表示セルの放電発光を起こして発光を維持する駆動回路１０、２０と、駆動回路１０、２０の電源６０と、表示セルの駆動損失となる無効電力に関わるＰＤＰ５０の蓄積電荷を回収、再利用する回収回路とを有する。回収回路は、電源とグランド間に直列接続された高圧側スイッチ３１、４１と低圧側スイッチ３２、４２を含む回収スイッチ回路３０、４０と、回収スイッチ回路３０、４０と駆動端子Ａ、Ｂ間に接続されたインダクタ３３、４３とを有する。回収スイッチ回路３０、４０はインダクタ３３、４３を介してＰＤＰの蓄積電荷を充放電する。【選択図】図１Ａ
2005077981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
維持電極、走査電極及びアドレス電極が接続された表示セルを有し、前記電極に電圧を印加する駆動端子を備えるプラズマディスプレイパネルを駆動する駆動装置であって、
前記駆動端子を介してパルス電圧を印加し、前記表示セルの放電発光を起こして該発光を維持する駆動回路と、
該駆動回路の電源電圧を供給する電源と、
表示セルの駆動損失となる無効電力に関わる、プラズマディスプレイパネルの蓄積電荷を回収及び再利用する回収回路とを有し、
該回収回路は、前記電源とグランド間に直列接続された高圧側スイッチと低圧側スイッチを含む回収スイッチ回路と、前記高圧側スイッチと低圧側スイッチの接続点と、前記プラズマディスプレイパネルの駆動端子との間に接続されたインダクタとを有し、
前記回収スイッチ回路は前記インダクタを介して前記プラズマディスプレイパネルの蓄積電荷を充放電する
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、プラズマディスプレイパネルの放電発光を維持するために、前記維持電極と前記走査電極間に交流パルス電圧を印加することを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記回収回路の高圧側スイッチは前記駆動回路の充放電動作直前にオンされ、前記接続点の電位を上昇させ、該電位が電源の高圧側出力端の電位と等しくなったときにオフされることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＡＣ型プラズマディスプレイパネルの駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルを用いた表示装置は薄型・大画面等の利点により汎用化が進んでいる。中でも放電維持発光を交流パルスで行うＡＣ型プラズマディスプレイパネルは高輝度であること、パネル構造が簡素で量産化と画素の精細化に適することなどから、広範囲に使用されている。
【０００３】
従来、ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの駆動装置として、電源に接続された高圧側スイッチと低圧側スイッチの直列回路からなるスイッチ回路と、スイッチとインダクタとからなる回収回路とを組合わせた駆動装置が用いられてきた（例えば、特許文献１参照）。回収回路は、容量性負荷であるプラズマディスプレイパネルに交流パルスを加える際に生ずる無効電力を回収、再利用するための回路である。そのような駆動装置は、回収回路の働きにより、少ない損失でプラズマディスプレイパネルを駆動することができる。
【０００４】
以下、図面を参照しながら、上述した従来の駆動装置について説明する。図３は従来のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの駆動装置に用いられる回路のうち、維持放電と回収に関る部分の回路図であり、図４はその回路の各部での波形図である。なお、プラズマディスプレイパネルは、Ｘ、Ｙ方向にマトリクス状に配置される複数の表示セルを含み、各セルの容量を１つにまとめてプラズマディスプレイパネル負荷５０としている。
【０００５】
図３において、駆動装置は、高圧側スイッチ１１と低圧側スイッチ１２からなるＸ側主スイッチ回路１０と、高圧側スイッチ２１と低圧側スイッチ２２からなるＹ側主スイッチ回路２０と、Ｘ側及びＹ側回収スイッチ回路７０、８０を含む。
【０００６】
Ｘ側主スイッチ回路１０とＹ側主スイッチ回路２０が相補うように毎秒数百キロサイクルのスイッチングを繰り返して、電源６０を電力供給源とする交流パルス電圧を、プラズマディスプレイパネル負荷５０に加えることにより放電維持発光を行う。
【０００７】
このとき容量性負荷であるプラズマディスプレイパネル負荷５０には無効電力が生じるため、無効電力回収手段として回収スイッチ回路７０、８０が動作する。すなわち、Ｘ側主スイッチ回路１０のスイッチング動作に先んじてＸ側回収スイッチ回路７０が、またＹ側主スイッチ回路２０のスイッチング動作に先んじてＹ側回収スイッチ回路８０がスイッチング動作を行い、無効電力の回収、再利用を行う。
【０００８】
プラズマディスプレイパネル負荷５０のＸ側駆動端子Ａの電圧Ｖａを、電位０に保持されている状態から、電源電圧に等しいＶｓまで立ち上げるスイッチング動作は、Ｘ側主スイッチ回路１０の低圧側スイッチ１２をオフし、高圧側スイッチ１１をオンすることのみで可能である。しかし、この場合、プラズマディスプレイパネル負荷５０のＸ側駆動端子電圧ＶａがＶｓに達しない状態でＸ側主スイッチ回路１０の高圧側スイッチ１１をオンすると、プラズマディスプレイパネル負荷５０の容量に蓄積されていた電荷がＸ側主スイッチ回路１０の高圧側スイッチ１１により短絡されて消費され無効電力となる。その結果として、回路における電力損失が増大し、プラズマディスプレイパネル５０の駆動効率が低下する。
【０００９】
この課題を解決するため従来の駆動装置においては、Ｘ側主スイッチ回路１０の高圧側スイッチ１１のオンに先んじて回収スイッチ回路７０の高圧側スイッチ７１をオンしている。これにより、電位０にあるプラズマディスプレイパネル負荷５０のＸ側駆動端子ＡをＸ側回収インダクタ７３を介してＸ側回収コンデンサ７４に接続する。Ｘ側回収コンデンサ７４の電圧はＶｓ／２に保持されており、かつ、その容量は約１〜１００μＦとプラズマディスプレイパネル負荷５０の容量０．０１〜１μＦより充分に大きく設定されていることから、Ｘ側駆動端子ＡをＸ側回収インダクタ７３を介してＸ側回収コンデンサ７４に接続してもＸ側回収コンデンサ７４の電圧はほとんど変動しない。つまりプラズマディスプレイパネル負荷５０のＸ側駆動端子Ａの電圧Ｖａは、Ｖｓ／２を共振動作の電圧源とし、即ちＶｓ／２をフォーシング電圧とする共振動作により、図４に見られるような波形に沿ってＶｓまで立ち上げられる。
【００１０】
上記の動作によりプラズマディスプレイパネル負荷５０に交流パルスを加える際に生ずる無効電力の回収がなされ、回収された電力は、プラズマディスプレイパネル負荷５０のＸ側駆動端子ＡをＶｓから０の電位に立ち下げるスイッチング動作において再利用されるため、原理的に損失は生じない。Ｙ側回路においても同様の動作により無効電力の回収再利用がなされる。
【特許文献１】特開昭６３−１０１８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の従来の駆動装置には以下のような課題がある。従来の駆動装置においては、回収スイッチ回路の動作は回収コンデンサに蓄積されたＶｓ／２をフォーシング電圧とする共振動作であるため、駆動端子ＡおよびＢの電圧ＶａおよびＶｂは原理上Ｖｓを超えることはない。この点と、電流経路の抵抗によって生ずる電圧降下とを考慮すると、図５に見られるように駆動電圧ＶａおよびＶｂは、回収スイッチ回路の動作においてＶｓまで到達せず、主スイッチ回路における完全な零電圧スイッチングが実現されない。その結果、主スイッチ回路におけるスイッチングロスの増大ならびにノイズの発生が起こる。
【００１２】
また、上述の従来の駆動装置においては、共振を利用するため充放電電流は共振サイクルの終端近傍で減衰してエネルギー供給が減少するため、共振サイクルの終端近傍で主スイッチ回路がオンし、放電電流が流れ、パネル負荷に加わる電圧が不安定になる。結果としてパネルの一部セルにおける誤放電や不灯といった誤動作が生じ、画質が損われる。
【００１３】
また、上述の従来の駆動装置においては、半周期の共振を完了するため充放電に充分な時間を割当てる必要があり、本来発光に必要である壁電荷形成動作や他の動作に割当てる時間が小さくなるという課題がある。その結果としてパネルの誤放電や不灯といった誤動作が生じることに加え、単位時間にパネル負荷に加える事のできるパルス数が制限されるため、輝度が損われる。
【００１４】
本発明の目的は、上述課題に鑑み、主スイッチ回路の完全な零電圧スイッチングを実現して低損失低ノイズで高速にプラズマディスプレイパネルを駆動でき、しかも簡素な構成で実現できるプラズマディスプレイパネルの駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る駆動装置は、維持電極、走査電極及びアドレス電極が接続された表示セルを有し、電極に電圧を印加する駆動端子を備えるプラズマディスプレイパネルを駆動する装置である。駆動装置は、駆動端子を介してパルス電圧を印加し、表示セルの放電発光を起こして該発光を維持する駆動回路と、駆動回路の電源電圧を供給する電源と、表示セルの駆動損失となる無効電力に関わる、プラズマディスプレイパネルの蓄積電荷を回収及び再利用する回収回路とを有する。回収回路は、電源とグランド間に直列接続された高圧側スイッチと低圧側スイッチを含む回収スイッチ回路と、高圧側スイッチと低圧側スイッチの接続点と、プラズマディスプレイパネルの駆動端子との間に接続されたインダクタとを有する。回収スイッチ回路はインダクタを介してプラズマディスプレイパネルの蓄積電荷を充放電する。
【００１６】
好ましくは、駆動回路は、プラズマディスプレイパネルの放電発光を維持するために、維持電極と走査電極間に交流パルス電圧を印加する。
【００１７】
好ましくは、回収回路の高圧側スイッチは、駆動回路の充放電動作の直前にオンされ、接続点の電位を上昇させ、その電位が電源の高圧側出力端の電位と等しくなったときにオフされる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、主スイッチ回路における完全な零電圧スイッチングを高速に行うことが可能となり、電力損失の小さい、小型でありかつ高効率な製品が実現できる。また、本発明によれば、従来の駆動装置で用いられていた回収コンデンサならびに回収スイッチ回路高圧側ダイオードならびに回収スイッチ回路低圧側ダイオードが不要となるため簡素な構成となり、コストも低減され信頼性も向上する。結果として、低ノイズで低消費電力なプラズマディスプレイ装置が低コストで高品質に実現されるため、極めて実用上価値は高いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明に係るプラズマディスプレイパネルの駆動装置の実施形態について説明する。
【００２０】
図１Ａに、本発明に係るプラズマディスプレイパネルの駆動装置の回路図を示す。図１Ａでは、プラズマディスプレイパネルの駆動装置の回路のうち、特に、維持放電動作と回収動作に係る部分の回路の構成を示している。なお、プラズマディスプレイパネルは、Ｘ、Ｙ方向にマトリクス状に配置される複数の表示セルを含み、図１Ａにおいて各セルの容量を１つにまとめてプラズマディスプレイパネル負荷５０として示している。
【００２１】
図１Ｂはプラズマディスプレイパネルの１画素のセルの断面構造を示す図である。セルにおいて、維持電極３、走査電極５及びアドレス電極７が設けられている。駆動装置は、これらの電極のうちの２つの電極間に電圧を印加することにより放電を生じさせ、蛍光体９を発光させる。本実施形態の駆動装置は特に維持放電時にプラズマディスプレイパネル負荷５０に印加されるパルス電圧を供給するものである。維持放電時には維持電極３と走査電極５間に交流パルス電圧が印加される。プラズマディスプレイパネル負荷５０の各電極には、プラズマディスプレイパネル負荷５０の駆動端子Ａ、Ｂを介してパルス電圧が供給される。
【００２２】
図１Ａにおいて、駆動装置は、電源６０からプラズマディスプレイパネル負荷５０に対して駆動電圧を供給するためのＸ側主スイッチ回路１０とＹ側主スイッチ回路２０を備える。
【００２３】
さらに、駆動装置は、無効電力の回収回路として、Ｘ側回収スイッチ回路３０及びインダクタ３３、並びにＹ側回収スイッチ回路４０及びインダクタ４３を備える。
【００２４】
Ｘ側主スイッチ回路１０は、電源６０とグランド間に直列接続された高圧側スイッチ１１と低圧側スイッチ１２を含む。Ｙ側主スイッチ回路２０は、電源６０とグランド間に直列接続された高圧側スイッチ２１と低圧側スイッチ２２を含む。Ｘ側主スイッチ回路１０における高圧側スイッチ１１と低圧側スイッチ１２の接続点は、駆動端子Ａを介してプラズマディスプレイパネル負荷５０に接続される。また、Ｙ側主スイッチ回路２０における高圧側スイッチ２１と低圧側スイッチ２２の接続点は、駆動端子Ｂを介してプラズマディスプレイパネル負荷５０に接続される。
【００２５】
Ｘ側回収スイッチ回路３０は、電源６０とグランド間に直列に接続された高圧側スイッチ３１と低圧側スイッチ３２を含む。Ｙ側回収スイッチ回路４０は、電源６０とグランド間に直列に接続された高圧側スイッチ４１と低圧側スイッチ４２を含む。
【００２６】
Ｘ側回収スイッチ回路３０における高圧側スイッチ３１と低圧側スイッチ３２の接続点は、Ｘ側回収インダクタ３３を介してＸ側主スイッチ回路１０における高圧側スイッチ１１と低圧側スイッチ１２の接続点に接続される。Ｙ側回収スイッチ回路４０における高圧側スイッチ４１と低圧側スイッチ４２の接続点は、Ｙ側回収インダクタ４３を介してＹ側主スイッチ回路２０における高圧側スイッチ２１と低圧側スイッチ２２の接続点に接続される。
【００２７】
Ｘ側主スイッチ回路１０及びＹ側主スイッチ回路２０のいずれか一方が維持電極３をドライブし、他方が走査電極５をドライブする。すなわち、Ｘ側主スイッチ回路１０の高圧側スイッチ１１とＹ側主スイッチ回路２０の低圧側スイッチ２２対と、Ｘ側主スイッチ回路１０の低圧側スイッチ１２とＹ側主スイッチ回路２０の高圧側スイッチ２１対が交互にオンすることにより、維持電極３と走査電極５間に維持放電のための交流パルス電圧が印加される。
【００２８】
Ｘ側主スイッチ回路１０とＹ側主スイッチ回路２０が相補うように毎秒数百キロサイクルのスイッチング動作を繰返してプラズマディスプレイパネル負荷５０に電源６０を電力供給源とする交流パルス電圧を加え、放電維持発光を行う。
【００２９】
このとき容量性負荷であるプラズマディスプレイパネル負荷５０には無効電力が生じるため、無効電力回収手段としてＸ側回収スイッチ回路３０及びＹ側回収スイッチ回路４０が動作する。
【００３０】
図２に、本実施形態の駆動装置各部の電圧、電流波形を示す。同図において、電圧Ｖ11、Ｖ12、Ｖ21、Ｖ22、Ｖ31、Ｖ32、Ｖ41、Ｖ42は、それぞれスイッチ１１、スイッチ１２、スイッチ２１、スイッチ２２、スイッチ３１、スイッチ３２、スイッチ４１、スイッチ４２を駆動するための電圧である。
【００３１】
図２に示すように、Ｘ側回収スイッチ回路３０及びＹ側回収スイッチ回路４０は、Ｘ側主スイッチ回路１０及びＹ側主スイッチ回路２０のスイッチング動作に先んじてスイッチング動作を行う。これにより無効電力の回収、再利用を実現している。
【００３２】
一例として、Ｘ側主スイッチ回路１０の高圧側スイッチ１１とＹ側主スイッチ回路２０の低圧側スイッチ２２の対がオンする前後の駆動装置の動作を具体的に説明する。
【００３３】
図２を参照し、主スイッチ回路１０、２０における高圧側スイッチ１１及び低圧側スイッチ２２がオンされる直前において、Ｘ側回収回路３０の高圧側スイッチ３１及びＹ側回収回路４０の低圧側スイッチ４２がオンされる。これにより、電源６０からの電源電圧Ｖｓがプラズマディスプレイパネル負荷５０のＸ側駆動端子Ａに接続されるとともにＹ側駆動端子Ｂがグランドに接続され、Ｘ側駆動端子Ａの電圧Ｖａが上昇する。やがてＸ側駆動端子Ａの電圧Ｖａが電源電圧Ｖｓに到達した時点で、回収スイッチ回路３０、４０における高圧側スイッチ３１及び低圧側スイッチ４２がオフされる。このようにＸ側駆動端子Ａの電圧ＶａがＶｓに到達した時点で回収スイッチ回路のスイッチをオフするのは、スイッチ３１→インダクタ３３→スイッチ１１→スイッチ３１→…と電流が循環するのを防止し、無駄な電力損失を抑えるためである。高圧側スイッチ３１及び低圧側スイッチ４２のオフと同時に、主スイッチ回路１０、２０において高圧側スイッチ１１及び低圧側スイッチ２２がオンされる。
【００３４】
Ｘ側主スイッチ回路１０の低圧側スイッチ１２及びＹ側主スイッチ回路２０の高圧側スイッチ２１の組をオンする場合も、同様の動作を行なう。
【００３５】
このように、本実施形態の駆動装置によれば、回収スイッチ回路３０及びインダクタ３３又は回収スイッチ回路４０及びインダクタ４３を介して、プラズマディスプレイパネル負荷５０の駆動端子に電源６０を接続するため、電圧Ｖａ及びＶｂは短時間で電源電圧値Ｖｓへ到達可能となる。また、回収スイッチ回路３０及び４０は、電源６０による電圧値Ｖｓと等しい電圧をフォーシング電圧とする共振動作を行なうため、駆動電圧Ｖａ及びＶｂは原理上、共振周期の４分の１周期、即ち充放電電流のピーク近傍で電源電圧値Ｖｓを超えることになる。電流経路の抵抗によって生ずる電圧降下を考慮しても、駆動電圧Ｖａ及びＶｂは、回収スイッチ回路３０及び４０の動作のみで電源電圧値Ｖｓまで到達することが可能であり、これにより、主スイッチ回路１０、２０における完全な零電圧スイッチングを実現することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、共振周期の４分の１周期、即ち充放電電流のピーク近傍でエネルギー供給が最も増大する期間に、主スイッチ回路１０、２０内のスイッチ１１、１２、２１、２２がオンし、放電電流が流れるため、放電電流のもとでもパネル負荷５０に加わる電圧が不安定になることがない。その結果、パネル負荷５０の一部のセルにおける誤放電や不灯といった誤動作が防止され、画質が向上する。
【００３７】
また、本実施形態によれば、共振を利用するため、充放電に要する時間は従来の駆動装置に比べて短くなり、本来発光に必要である壁電荷形成動作や他の動作に割当てる時間をより大きく確保できるという利点がある。その結果、単位時間にパネル負荷５０により多くのパルスを供給可能となるため、輝度を向上できる。
【００３８】
なお、本実施形態では、回収の対象をプラズマディスプレイパネル負荷５０の維持電極に生ずる無効電力としたが、本発明の回収回路は、プラズマディスプレイパネルにおいて他の電極、例えば画像書込みを行うためのアドレス電極についても同様に適用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の駆動装置は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路に適用でき、特に、プラズマディスプレイパネルの維持放電を行なう維持回路に適用でき、低ノイズで低消費電力なプラズマディスプレイ装置を低コストで実現できる。その他、本発明の駆動装置は、容量性負荷に対してパルス電圧を印加し、充放電させる回路に対して適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１Ａ】本発明に係るプラズマディスプレイパネルの駆動装置の要部の回路図
【図１Ｂ】本発明に係るプラズマディスプレイパネルのセルの断面図
【図２】本発明に係るプラズマディスプレイパネルの駆動装置の各部の電圧、電流波形図
【図３】従来の駆動装置のプラズマディスプレイパネルの要部の回路図
【図４】従来のプラズマディスプレイパネルの駆動装置の各部の電圧、電流波形図
【図５】従来の駆動装置の課題を説明した図
【符号の説明】
【００４１】
３    維持電極
５    走査電極
７    アドレス電極
９    蛍光体
１０    Ｘ側主スイッチ回路
１１    Ｘ側主スイッチ回路の高圧側スイッチ
１２    Ｘ側主スイッチ回路の低圧側スイッチ
２０    Ｙ側主スイッチ回路
２１    Ｙ側主スイッチ回路の高圧側スイッチ
２２    Ｙ側主スイッチ回路の低圧側スイッチ
３０    Ｘ側回収スイッチ回路
３１    Ｘ側回収スイッチ回路の高圧側スイッチ
３２    Ｘ側回収スイッチ回路の低圧側スイッチ
３３    Ｘ側回収インダクタ
４０    Ｙ側回収スイッチ回路
４１    Ｙ側回収スイッチ回路の高圧側スイッチ
４２    Ｙ側回収スイッチ回路の低圧側スイッチ
４３    Ｙ側回収インダクタ
５０    プラズマディスプレイパネル負荷
６０    電源
【図１Ａ】
2005077981.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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