(57)【要約】【課題】  わずかなエネルギーの損失を可能にする、プラズマパネルにおいて電圧ランプを発生するための装置を提供する。【解決手段】  本発明は、プラズマディスプレイパネルで電圧ランプを発生するための装置に関する。プラズマディスプレイパネルのセルの壁に存在する電荷をプライム及び／又はリセットするため、該ディスプレイパネルのセルの電極間に電圧ランプを印加することが知られている。このランプを発生する役割を果たす装置は、少なくとも１つの直流電圧源、インダクタ、リニアモードで動作するスイッチ及びダイオードを一般に備えている。スイッチとしての役割を果たすトランジスタで消失されるエネルギーは比較的高い。この消失を低減するため、本発明はスイッチがチョッピングモードで動作する装置を提案する。【選択図】  図１
2005055901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルを含むプラズマディスプレイパネルで、電圧ランプを発生するための装置であって、該電圧ランプは、該セルの壁の電荷をプライム及び／又はリセットするため、該プラズマディスプレイパネルのセルの電極に印加され、
直流電圧源、インダクタ、スイッチ及びダイオードを備え、該電圧ランプを生成するため、該スイッチの少なくとも１つがチョッピングモードで動作する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
正の端子及び負の端子を有し、正の直流電圧を発生する直流電圧源と、
該直流電圧源の該正の端子と該負の端子との間に直列に接続される第一のスイッチ及び第二のスイッチと、該第一のスイッチ及び該第二のスイッチは第一のダイオード及び第二のダイオードとそれぞれ並列に接続され、該第一のダイオードのカソードは、該直流電圧源の該正の端子に接続され、該第二のダイオードのアノードは、該直流電圧源の該負の端子に接続されており、
該プラズマディスプレイパネルのセルの容量性の負荷と共振回路を形成するため、その第一の端部が該第一のスイッチと該第二のスイッチの間に位置されるポイントに接続されるインダクタと、
該プラズマディスプレイパネルのセルの該電極間で直列に接続される第三のスイッチ及び第四のスイッチと、該第三のスイッチ及び該第四のスイッチは第三のダイオード及び第四のダイオードとそれぞれ並列に接続され、該第三のダイオードのカソードは、該パネルの該セルの一方の電極に接続され、該第四のダイオードのアノードは、該パネルの該セルの別の電極と該直流電圧源の該負の端子とに接続されており、
該パネルのセルの電極にプログラマブルな電圧ランプを発生するために、該スイッチをチョッピングモードでオン又はオフにするための制御回路と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
立ち上がりの電圧ランプを発生するため、該第四のスイッチは、チョッピングモードで動作し、該第一のスイッチはオン状態にされ、該第二のスイッチ及び該第三のスイッチはオフ状態にされる、
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
立ち上がりの電圧ランプを発生するため、該第一のスイッチ及び該第四のスイッチは、チョッピングモードで同期して動作し、該第二のスイッチ及び該第三のスイッチはオフ状態にされる、
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項５】
立下り電圧ランプを発生するため、該第二のスイッチ及び該第三のスイッチは、チョッピングモードで同期して動作し、該第一のスイッチ及び該第四のスイッチは、オフ状態にされる、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルにおいて電圧ランプを発生するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、フラットディスプレイである。ＰＤＰは、それぞれが１以上の電極アレイを支持して、該電極アレイの間にガスで満たされる空間を画定する２つの平行な絶縁プレートを一般に備えている。プレートは、これらアレイの電極間に交点を画定するように互いに接合される。それぞれの電極の交点は、基本セルを画定し、この基本セルは、隔壁により部分的に境界付けられるガス空間に対応し、ここで、セルがアクチベートされたときに放電が生じる。従来では、それぞれのアレイが異なるプレート上に配置される２つの交差された電極からなるアレイは、セルにおける放電をアドレス指定する役割を果たし、平行な同一平面の電極からなる２つのアレイは、これらの放電を保持する役割を果たす。一般に、同一平面にある電極のアレイのうちの一方は、アドレス指定及び保持の両方の役割を果たす。したがって、パネルは、３つの電極アレイを備えている。以下の説明では、ＰＤＰのセルをアドレス指定するだけの役割を果たす電極アレイをＡで示し、ＰＤＰのセルを保持するだけの役割を果たす電極アレイをＸで示し、ＰＤＰのセルをアドレス指定及び保持する両方の役割を果たす電極アレイをＹで示す。同じプレートに配置されるアレイＸ及びＹ、並びにアレイＡの電極は、アレイＸ及びアレイＹの電極に直交する。これらのアレイは、特にメモリ作用を提供するために誘電体層で覆われている。この誘電体層は、一般にマグネシアに基づいた、保護的な、二次電子放出層でそれ自身覆われている。
【０００３】
アレイＸのそれぞれの電極は、アレイＹの電極と電極の対を形成し、この電極対の間で、パネルの放出領域の行に沿って一般に分布される、連続した光放出領域が画定される。したがって、電極アレイＸ及びＹは、放出領域に関する行を提供し、アドレス指定だけの役割を果たす電極アレイＡは、放出領域に関する列を提供する。光放出領域は、パネル上に二次元のマトリクスを形成する。
【０００４】
隣接する放電領域は、少なくとも異なる色を放出する領域であり、一般に隔壁により境界付けされる。光放出領域の壁は、一般に、光放出からの紫外線に敏感な蛍光物質で部分的にコートされている。隣接する放出領域には、これら隣接する領域の組み合わせが画素すなわちピクセルを形成するように、異なる基本色を放出する蛍光物質が設けられている。
【０００５】
プラズマパネルが動作しているとき、画像を表示するため、放電領域からなるマトリクスを使用して、連続した表示動作又はサブ表示動作が実行される。それぞれのサブ表示動作は、一般に、以下のステップを備えている。
第一に、選択的なアドレス指定ステップ。このステップの目的は、アクチベートされるべき放電領域のそれぞれにおいて、これらの領域において交差するアレイＡ及びＹの電極間で少なくとも１つの電圧パルスを印加することで、誘電体層の電荷を変更することである。
次いで、非選択的な保持ステップ。このステップの間、事前にアクチベートされている放電領域においてのみ連続した光放出を生じさせるため、連続した電圧パルスがアレイＸ及びＹの電極間に印加される。
【０００６】
サブ表示動作の後、特に放電領域がこのサブ表示動作の間にアクチベートされているか否かに依存して、これらの放電領域は、非常に異なる内部電圧状態となる場合がある。他のファクタは、パネルの製造工程による、これらの領域に対応する蛍光物質の特性、これらの放電領域の寸法的な特性における避けられない変動、及びこれらの領域の壁の表面の組成における変動のような、この内部電圧状態の分散に寄与する。
【０００７】
アドレス指定されるべき放電領域の内部電圧状態を一様にするため、殆どのアドレス指定ステップは、これらの領域をリセットするステップに先行される。このステップの目的は、本質的に、先行するサブ表示動作の間にアクチベートされていようとなかろうと、アドレス指定されるべき全ての放電領域を同じ内部電圧状態にリセットすることにある。このリセットステップは、電荷プライミング動作、及びこれに続く、従来「消去」動作とも呼ばれる電荷調整動作を備えている。この消去動作では、これらの電荷が消去され、消去された後、理想的に、それぞれの放電領域内の内部電圧は、かかる領域の点火閾値に接近する。
【０００８】
放電領域のアドレス又は保持電極のそれぞれの対について、これらの電極間に印加される外部電圧と、これらの電極を覆う材料を分離するガス空間における内部電圧とを関連付けすることが可能である。一般に、内部電圧は、電極を覆う絶縁材料の表面に生じる表面電荷、及び放電領域におけるこれら誘電体とガスとの間のインタフェースのために、外部電圧とは異なる。
【０００９】
これらの表面電荷は、一方で、放電領域を画定する材料の誘電特性による容量的な作用から生じるものであり、他方で、これらの放電領域におけるガス内での先行する放電により生成される「メモリ」電荷と呼ばれる電荷の蓄積から生じる。
【００１０】
これらプライミング及び消去動作は、一般に、ＰＤＰのアレイＹの電極に電圧ランプを印加することで実行され、ＰＤＰのアレイＸ又はＡの電極の電位は一定に保持される。より正確には、ＰＤＰのセル上の電荷のプライミングは、立ち上がりの電圧ランプをアレイＹの電極に印加することで得られ、電荷の調整は、立下りの電圧ランプをＰＤＰのアレイＹの電極に再び印加することで得られる。
【００１１】
現在のところ、プラズマパネルでは、直流電圧源、及びリニアモードで動作するパワートランジスタを使用した回路により電圧ランプが発生される。したがって、リニアモードにおけるトラジスタのこの動作では、ＣＶ2Ｆタイプの法則に従うエネルギー損失が生じる。ここで、Ｃは、設定されるべきセルのグループに関する全体のキャパシタンスを表しており、このキャパシタンスは、２つの他のアレイＡ及びＸに関する電極アレイＹのキャパシタンスであり、Ｖは、到達されるべき最大充電電圧であり、約４００〜６００Ｖであり、Ｆは、毎秒当たりのセルにおける充電及び放電の回数である。現在のところ到達される対応する電力は、約１０Ｗである。装置のエネルギー効率を改善するためだけでなく、このエネルギーを費やすトランジスタの温度上昇を低減し、したがってこれらトランジスタの大きさ及びこのエネルギーを消失させる役割を果たすヒートシンクの大きさを低減するために、このエネルギー損失を低減することは価値がある。
【００１２】
これらの損失を低減するため、プラズマパネルのキャパシタンスとインダクタとの共振をつくることが知られている。かかる装置は、LG Electronics社の名で提出された国際特許出願WO02/058041号に開示されている。かかる装置では、エネルギー損失は、ＲPｉ2タイプの法則に従う。ここで、ＲPは、装置の残余抵抗であり、かかる残余抵抗は、そのうちのいくつかはコストを表す低い抵抗素子を選択することで低減することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
また、かかる装置は、以下の問題点を有している。
発生された電圧の波形は、線形に変化する電圧ランプではなく、正弦波の一部であり、その波形は、共振をつくるために使用されたインダクタの値により定義される。
パネルの全体のキャパシタンスは、約８０ｎＦ〜１００ｎＦであるので、したがって、プライミング及びイレージングランプのために必要な立ち上がり及び立下り時間に準じるために、インダクタの値は比較的高くなければならない。
製造において、インダクタの高い値のために困難である、インダクタ値の機械的な調節のみにより、所与のパネルのスロープを最適化することができる。
最後に、この装置は、セルをアドレス指定及び保持するために使用される電圧源に加えて追加の電圧源を必要とする。
【００１４】
本発明は、僅かなエネルギー損失をもたらし、上述された問題点を完全又は部分的に解決する、プラズマパネルにおいて電圧ランプを発生するための装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、複数のセルを含むプラズマディスプレイパネルにおいて電圧ランプを発生するための装置に関する。該電圧ランプは、該セルの壁の充電をプライム（prime）及び／又はリセット（reset）するために、該プラズマディスプレイパネルのセルの電極に印加される。該装置は、直流電圧源、インダクタ、スイッチ及びダイオードを備え、該電圧ランプを生成するため、該スイッチがチョッピングモードで動作することを特徴とする。
【００１６】
特定の実施の形態によれば、該装置は、４つのスイッチを備えており、それぞれのスイッチには、ダイオードが並列に設けられる。このとき、本装置は、以下の構成を備えている。
正の端子及び負の端子を有する電圧源。
直流の電圧源の該正の端子と該負の端子との間に直列に接続される第一のスイッチ及び第二のスイッチ。第一のダイオード及び第二のダイオードは、該第一のスイッチ及び該第二のスイッチと並列にそれぞれ接続されている。該第一のダイオードのカソードは、該直流電圧源の該正の端子に接続されており、該第二のダイオードのアノードは、該直流電圧源の該負の端子に接続されている。
該パネルのセルのキャパシタと共振回路を形成するため、その第一の端部が該第一のスイッチと該第二のスイッチの間に位置されるポイントに接続されるインダクタ。
該パネルの該セルの電極間で直列に接続される第三のスイッチ及び第四のスイッチ。第三のダイオード及び第四のダイオードは、該第三のスイッチ及び該第四のスイッチと並列にそれぞれ接続されている。該第三のダイオードのカソードは、該パネルの該セルの一方の電極に接続されており、該第四のダイオードのアノードは、該パネルの該セルの別の電極、及び該直流電圧源の該負の端子に接続されている。
該パネルのセルの電極にプログラマブルな電圧ランプを発生するために、該スイッチをチョッピングモードでオン又はオフするための制御回路。
【００１７】
他の特徴及び利点は、以下の説明を読むことで明らかとなり、この説明は、添付図面を参照して提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明によれば、本装置のスイッチは、電圧ランプを発生するためにチョッピングモードで動作する。発生される電圧ランプは、立ち上がり又は立下りである場合があり、この立ち上がり又は立下り波形を線形又は非線形とすることができる。
【００１９】
図１は、本発明に係る装置を例示する回路図である。本装置は、電圧ＶSを発生する直流電圧源Ｇ、４つのスイッチＭ１，Ｍ２，Ｍ３及びＭ４、４つのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３及びＤ４、並びにインダクタＬを備えている。キャパシタンスＣPは、パネルの容量性の負荷を示している。
【００２０】
スイッチＭ１及びＭ２は、直流電圧源Ｇの正の端子と負の端子の間に直列に接続されている。この例では、直流電圧源Ｇの負の端子は、接地されているが、これは必要なことではない。スイッチは、ＭＯＳパワートランジスタである。トランジスタＭ１のドレインは、直流電圧源Ｇの正の端子に接続されており、そのソースは、トランジスタＭ２のドレインに接続されており、トランジスタＭ２のソースは、直流電圧源Ｇの負の端子に接続されている。さらに、ダイオードＤ１は、トランジスタＭ１と並列に接続されており、そのカソードは、直流電圧源Ｇの正の端子に接続されており、ダイオードＤ２は、トランジスタＭ２と並列に接続されており、そのアノードは、直流電圧源Ｇの負の端子に接続されている。
【００２１】
スイッチＭ３及びＭ４は、プラズマパネルのアレイＹの電極と直流電圧源Ｇの負の端子との間で直列に接続されている。スイッチＭ３を形成しているトランジスタのドレインは、アレイＹの電極に接続されており、そのソースは、スイッチＭ４を形成しているトランジスタのドレインに接続されている。トランジスタＭ４のソースは、直流電圧源Ｇの負の端子に接続されている。ダイオードＤ３は、トランジスタＭ３と並列に接続されており、そのカソードは、トランジスタＭ３のドレインに接続されており、ダイオードＤ４は、トランジスタＭ４と並列に設けられており、そのアノードは、直流電圧源Ｇの負の端子に接続されている。インダクタＬは、スイッチＭ１とスイッチＭ２の中間点と、スイッチＭ３とスイッチＭ４の中間点との間に接続されている。
【００２２】
制御回路（図示せず）は、スイッチＭ１〜Ｍ４をオフ及びオンにするために設けられている。
【００２３】
図２を参照して、本装置の動作が説明される。図２は、その上部分において、図１の装置により発生される電圧の曲線の例を示しており、その下部分において、該曲線のそれぞれの部分について本装置のスイッチの状態を示すテーブルを示している。
【００２４】
図２の上部分における曲線は、図１の装置の幾つかの動作フェーズを例示している。この曲線は、図１の装置で得ることができる様々な電圧波形を説明するために、例を通して与えられる。実際の動作条件では、これらのフェーズは、この図で示されるものと互いに従わない。このサクセッションの目的は、本装置により立ち上がり及び立下りの電圧ランプ、並びに立ち上がり及び立下りの電圧エッジを生成できることを単に示すことにある。
【００２５】
これらのフェーズ（phase）は、１〜９により示されている。それぞれのフェーズの間、本装置のスイッチは、オフ状態又はオン状態、或いはチョッピングモードのいずれかにある。このチョッピングモードでは、スイッチがチョッピング周波数ｆでオン状態とオフ状態の間を交互する。
【００２６】
図２の下の部分におけるテーブルは、それぞれの動作フェーズについて本装置のスイッチの状態を示している。テーブルのそれぞれの列は、その番号により識別される、本装置の動作フェーズを示しており、テーブルのそれぞれの行は、スイッチＭ１〜Ｍ４を示している。
【００２７】
テーブルでは、オン状態にあるスイッチが“on”で示されており、オフ状態にあるスイッチが“off”で示されており、チョッピングモードで動作しているスイッチが“chopping mode”で示されている。
【００２８】
フェーズ１の間、本装置で発生される電圧信号は、直流電圧ＶSに重ね合わせされた立ち上がりの電圧ランプである。このフェーズの間、スイッチＭ１はオン状態にあり、スイッチＭ２及びＭ３はオフ状態にあり、スイッチＭ４はチョッピングモードで動作する。インダクタＬは、スイッチＭ４が導通しているとき（オン状態）に充電し、該スイッチＭ４がオフ状態にあるときにダイオードＤ３を介してキャパシタンスＣPに放電する。このフェーズの間、本装置により発生される電圧は、ＶP＝４００ボルトに到達する。この電圧は、インダクタＬの存在により、追加の電圧ジェネレータを用いることなしに得られる場合がある。この正の電圧ランプは、プラズマパネルのセルに関するプライミングフェーズの間に特に使用される。
【００２９】
この立ち上がり電圧ランプを取得するための別の方法は、ランプの開始で良好な線形性を得るために、スイッチＭ１をチョッピングモードで動作させることからなる。この動作モードでは、スイッチＭ１の動作は、スイッチＭ４の動作と同期される。スイッチＭ１及びＭ４がオン状態であるときにインダクタＬは充電し、該スイッチＭ１及びＭ４がオフ状態にあるとき、ダイオードＤ２及びＤ３を介してキャパシタＣPに放電する。スイッチＭ１及びＭ４がオフ／オンするたびに、キャパシタＣPの端子間の電圧はｄＶPだけ増加する。
【００３０】
フェーズ２の間、発生される電圧は、ＶPから０ボルトに降下する立下りエッジである。このエッジは、スイッチＭ３をオンにして、スイッチＭ１，Ｍ２及びＭ４をオフにすることで得ることができる。トランジスタＭ３は、インダクタＬがキャパシタンスＣPと共振するためにオン状態に保持される。エネルギーは、キャパシタンスＣPからダイオードＤ１を介して電圧源Ｇに伝送される。
【００３１】
フェーズ３の間、発生される電圧は、たとえば電圧源Ｇの負の端子が接地されている場合には０ボルトといった、更に低い電圧にＶSから降下する立下りのランプである。このフェーズの間、スイッチＭ２及びＭ３は、チョッピングモードで動作し、スイッチＭ１及びＭ４は、オフ状態である。スイッチＭ２及びＭ３は、同期して制御され、同時に同じ状態にある。該スイッチがオン状態にあるとき、キャパシタンスＣPの端子間の電圧は低下し、キャパシタンスＣPからインダクタＬにエネルギーが伝送され、該スイッチがオフ状態にあるとき、インダクタＬに蓄積されているエネルギーは、ダイオードＤ１及びＤ４を介して電圧源Ｇに伝送される。
【００３２】
フェーズ４の間、発生される電圧は、電圧Ｖから電圧ＶSに上昇する、共振モードにおける立ち上がりエッジである。このフェーズの間、スイッチＭ１はオン状態にあり、他のスイッチはオフ状態にある。インダクタＬは、電圧源ＶS、キャパシタンスＣP及びダイオードＤ３と共振回路を形成する。スイッチＭ１は、キャパシタンスＣPの端子間の電圧が所望の値、このケースでは値ＶSに到達するために必要とされる時間の間はオン状態に保持される。これは、たとえば、インダクタＬのキャパシタンスＣPへの完全な放電の後に得られる。
【００３３】
フェーズ５は、本装置の全てのスイッチがオフ状態にある休止フェーズに対応する。このフェーズの間、エネルギーは伝送されない。電圧ＶSは、キャパシタンスＣPに保持される。
【００３４】
フェーズ６の間、発生される電圧はＶSから０ボルトに降下する立下りエッジである。このフェーズの間、スイッチＭ２及びＭ３はオン状態にあり、スイッチＭ１及びＭ４はオフ状態にある。エネルギーは、キャパシタンスＣPからインダクタＬに伝送される。
【００３５】
フェーズ７は、フェーズ５と同一であり、本装置の全てのスイッチがオフ状態にある休止フェーズに対応する。このフェーズの間、インダクタＬに蓄積されるエネルギーは、ダイオードＤ１及びＤ４を介して電圧源Ｇに伝送される。キャパシタンスＣPの端子間の電圧は、ゼロに保持される。
【００３６】
フェーズ８は、発生される電圧が０ボルトからＶSに上昇する立ち上がりの電圧ランプである。このフェーズの間、スイッチＭ１及びＭ４は、チョッピングモードで動作し、他のスイッチはオフ状態にある。スイッチＭ１及びＭ４が導通している間、インダクタＬは、電圧ＶS以下のエネルギーで充電され、次いで、スイッチＭ１及びＭ４がオフにされた後、インダクタは、該エネルギーをダイオードＤ２及びＤ３を介してキャパシタンスＣPに伝送する。
【００３７】
最後に、フェーズ９は、フェーズ７の動作と同じ休止フェーズである。キャパシタンスＣPの端子間のフェーズ８の終わりで得られた電圧は、該キャパシタンスの端子間で保持される。
【００３８】
実際に、スイッチのチョッピング周波数は、１００キロヘルツと５００キロヘルツの間である。それぞれのチョッピングサイクルで、キャパシタンスＣPの端子間の電圧は、ｄＶの量だけ変化する。ランプのスロープは、チョッピング周波数、及びチョッピングモードにおけるスイッチの導通時間を変化することで調節される。
【００３９】
本発明の装置は、特に以下に示される多くの利点を有している。
トランジスタをチョッピングモードで使用することによる、トランジスタにおける低い損失。
インダクタの耐性に依存することなしに、チョピングのデューティサイクル及びスイッチの周波数を変えることでランプのスロープを調節する可能性。このスロープは、制御ループにより制御される場合がある。該制御ループは、パネルの電圧又は電流情報をアナログ又はデジタルの基準ランプと比較する。
たとえば、セルにおけるマグネシア層における変化を補償するために、プラズマパネルの寿命を通してランプのスロープを調節する可能性。
更なる直流電圧源が不要であること。使用される電圧源は、セルを保持するためにプラズマパネルに既に存在している。
幾つかのスロープ値を記憶するため、及びテーブルから読むことでランプのスロープを自動的に調整するためのルックアップテーブルを設ける可能性。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジをもつランプを生成するための装置を例示する回路図である。
【図２】図１の装置の様々な動作フェーズを例示する電圧曲線である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｇ：直流電圧源
Ｍ１〜Ｍ４：スイッチ
Ｄ１〜Ｄ４：ダイオード
Ｌ：インダクタ
ＣP：キャパシタンス
【図１】
2005055901.tif 000003
【図２】
2005055901.tif 000004