JP2005208167A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

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敦史 横山
Takashi Fujisaki
隆 藤崎
Takeshi Kumakura
健 熊倉
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Abstract

【課題】 ファン等を用いずにかつ停止させずに、プラズマディスプレイ装置内の局所的な温度上昇を防止することができるプラズマディスプレイ装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 温度に応じて特性が変化する回路素子(103)の特性値を検出する検出回路(102)と、検出された特性値に応じて回路素子に流れる電流量を制御する制御回路(110)とを有するプラズマディスプレイ装置が提供される。また、温度に応じて変化する電流、電圧又は遅延時間を検出する特性検出回路(123)と、特性検出回路の温度を検出する温度検出回路(122)と、検出された温度に応じて検出された電流、電圧又は遅延時間を補正する補正回路(110)とを有するプラズマディスプレイ装置が提供される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、プラズマディスプレイ装置に関し、特に温度に応じた処理を行うプラズマディスプレイ装置に関する。
図13は、プラズマディスプレイ装置の基本構成を示す図である。制御回路部1101は、アドレスドライバ1102、維持電極(X電極)サステイン(維持放電)回路1103、スキャン電極(Y電極)サステイン回路1104、及びスキャンドライバ1105の制御を行う。
アドレスドライバ1102は、アドレス電極A1,A2,A3,・・・に所定の電圧を供給する。以下、アドレス電極A1,A2,A3,・・・の各々を又はそれらの総称を、アドレス電極Ajといい、jは添え字を意味する。
スキャンドライバ1105は、制御回路部1101及びスキャン電極サステイン回路1104の制御に応じて、スキャン電極Y1,Y2,Y3,・・・に所定の電圧を供給する。以下、スキャン電極Y1,Y2,Y3,・・・の各々を又はそれらの総称を、スキャン電極Yiといい、iは添え字を意味する。
維持電極サステイン回路1103は、維持電極X1,X2,X3,・・・にそれぞれ同一の電圧を供給する。以下、維持電極X1,X2,X3,・・・の各々を又はそれらの総称を、維持電極Xiといい、iは添え字を意味する。各維持電極Xiは相互接続され、同一の電圧レベルを有する。
表示領域1107では、スキャン電極Yi及び維持電極Xiが水平方向に並列に延びる行を形成し、アドレス電極Ajが垂直方向に延びる列を形成する。スキャン電極Yi及び維持電極Xiは、垂直方向に交互に配置される。リブ1106は、各アドレス電極Aj間に設けられるストライプリブ構造を有する。
スキャン電極Yi及びアドレス電極Ajは、i行j列の2次元行列を形成する。表示セルCijは、スキャン電極Yi及びアドレス電極Ajの交点並びにそれに対応して隣接する維持電極Xiにより形成される。この表示セルCijが画素に対応し、表示領域1107は2次元画像を表示することができる。
図14(A)は、図13の表示セルCijの断面構成を示す図である。維持電極Xi及びスキャン電極Yiは、前面ガラス基板1211上に形成されている。その上には、放電空間1217に対し絶縁するための誘電体層1212が被着されるとともに、更にその上にMgO(酸化マグネシウム)保護膜1213が被着されている。
一方、アドレス電極Ajは、前面ガラス基板1211と対向して配置された背面ガラス基板1214上に形成され、その上には誘電体層1215が被着され、更にその上に蛍光体が被着されている。MgO保護膜1213と誘電体層1215との間の放電空間1217には、Ne+Xeペニングガス等が封入されている。
図14(B)は、交流駆動型プラズマディスプレイの容量Cpを説明するための図である。容量Caは、維持電極Xiとスキャン電極Yiとの間の放電空間1217の容量である。容量Cbは、維持電極Xiとスキャン電極Yiとの間の誘電体層1212の容量である。容量Ccは、維持電極Xiとスキャン電極Yiとの間の前面ガラス基板1211の容量である。これらの容量Ca,Cb,Ccの合計によって、電極Xi及びYi間の容量が決まる。
図14(C)は、交流駆動型プラズマディスプレイの発光を説明するための図である。リブ1216の内面には、赤、青、緑色の蛍光体1218がストライプ状に各色毎に配列、塗付されており、維持電極Xi及びスキャン電極Yi(放電電極対)の間の画素表示のための放電によって蛍光体1218を励起して光1221が生成されるようになっている。
図15は、画像の1フレームFRの構成図である。画像は、例えば60フレーム/秒で形成される。1フレームFRは、第1のサブフレームSF1、第2のサブフレームSF2、・・・、第nのサブフレームSFnにより形成される。このnは、例えば10であり、階調ビット数に相当する。サブフレームSF1,SF2等の各々を又はそれらの総称を、以下、サブフレームSFという。
各サブフレームSFは、リセット期間Tr、アドレス期間Ta、及びサステイン期間(維持放電期間)Tsにより構成される。リセット期間Trでは、表示セルの初期化を行う。アドレス期間Taでは、アドレス指定により各表示セルの点灯又は非点灯を選択することができる。選択されたセルはサステイン期間Tsで発光を行う。各SFにおいて発光回数(時間)が異なる。これにより、階調値を決めることができる。
図16は、図15に示したサブフレームSFの波形図である。図16は、1フレームを構成する複数のサブフレームのうちの1サブフレーム分における、X電極、Y電極、アドレス電極へ印加する電圧の波形例を示している。1つのサブフレームは、全面書き込み期間及び全面消去期間から成るリセット期間Trと、アドレス期間Taと、維持放電(サステイン)期間Tsとに区分される。
リセット期間Trにおいては、まず、維持電極Xへ印加する電圧がグランドレベルから(−Vs/2)に引き下げられる。一方、スキャン電極Yへ印加する電圧は、電圧Vwと電圧(Vs/2)とを加算した電圧が印加される。このとき、電圧(Vs/2+Vw)は時間経過とともに徐々に上昇してゆく。これにより、維持電極Xとスキャン電極Yとの電位差が(Vs+Vw)となり、以前の表示状態に関わらず、全表示ラインの全セルで放電が行われ、壁電荷が形成される(全面書き込み)。
次に、維持電極X及びスキャン電極Yの電圧をグランドレベルに戻した後、維持電極Xに対する印加電圧がグランドレベルから(Vs/2)まで引き上げるとともに、スキャン電極Yに対する印加電圧が(−Vs/2)に落とされる。これにより、全セルにおいて壁電荷自身の電圧が放電開始電圧を越えて放電が開始される。このとき、上述のように維持電極Xに対する印加電圧により、蓄積されていた壁電荷が消去される(全面消去)。
次に、アドレス期間Taにおいては、表示データに応じて各セルのオン/オフを行うために、線順次でアドレス放電が行われる。このとき、維持電極Xには、電圧(Vs/2)が印加される。また、ある表示ラインに相当するスキャン電極Yに電圧を印加するときは、線順次により選択されたスキャン電極Yには(−Vs/2)レベル、非選択のスキャン電極Yにはグランドレベルの電圧が印加される。
このとき、各アドレス電極A1〜Am中の維持放電を起こすセル、すなわち点灯させるセルに対応するアドレス電極Ajには、電圧Vaのアドレスパルスが選択的に印加される。この結果、点灯させるセルのアドレス電極Ajと線順次で選択されたスキャン電極Yとの間で放電が起こり、これをプライミング(種火)として維持電極Xとスキャン電極Yとの放電に即移行する。これにより、選択セルの維持電極X及びスキャン電極Yの上のMgO保護膜面に、次の維持放電が可能な量の壁電荷が蓄積される。
その後、維持放電期間Tsになると、維持電極Xの電圧は後述する電力回収回路の働きにより徐々に上昇してゆく。そして、その上昇のピークの近傍において維持電極Xの電圧を(Vs/2)にクランプする。
次に、スキャン電極Yの電圧は徐々に下降してゆく。このとき、その一部の電荷を電力回収回路が回収する。尚、電力回収回路の動作については後述する。そして、その下降のピークの近傍において、スキャン電極Yの電圧を(−Vs/2)にクランプする。同様にして、維持電極X及びスキャン電極Yの印加電圧を電圧(−Vs/2)からグランドレベル(0V)にするときには、印加電圧を徐々に上昇させていく。また、スキャン電極Yにおいて、最初の高電圧の印加時のみ電圧(Vs/2+Vx)を印加する。尚、電圧Vxは、図16に示したアドレス期間Taに発生した壁電荷の電圧に加えることで維持放電に必要な電圧を生成する上乗せ分の電圧である。
また、維持電極X及びスキャン電極Yの印加電圧を電圧(Vs/2)からグランドレベル(0V)にするときには、印加電圧を徐々に下降させるとともに、セルに蓄積されていた電荷の一部を電力回収回路に回収する。
このようにして維持放電期間Tsには、維持電極Xと各表示ラインのスキャン電極Yとに互いに極性の異なる電圧(+Vs/2,−Vs/2)を交互に印加して維持放電を行い、1サブフレームの映像を表示する。尚、交互に印加する動作は、サステイン動作と呼ばれ、後述する図18を用いてその動作の詳細を説明する。
尚、プラズマディスプレイ装置の各セルは、各セルの放電空間、維持電極Xとスキャン電極Yとの間、及び前面ガラス基板にそれぞれ容量成分が存在し、これらの合計によってセル1つ当りの容量が決まる。また、プラズマディスプレイ装置のセルの内面には、赤、青、緑色の蛍光体がストライプ状に各色毎に配列、塗付されており、維持電極X及びスキャン電極Yの間の放電によって蛍光体を励起して発光するようになっている。
しかし、上述したXサステイン回路1103及びYサステイン回路1104(以下、駆動回路とする)には、セル内で放電させるため高電圧の信号を出力する回路であり、その為、駆動回路を構成する各素子は高い耐圧が求められ製造コストを押し上げる要因であった。そこで、上述した駆動回路の具備する各素子の耐圧を低くして、回路構成の簡素化及び製造コストの低減化を図る技術が提案されている。例えば、一方の電極には正の電圧を印加し、他方の電極には負の電圧を印加することにより、電極間の電位差を利用して電極間の放電を行う駆動回路が提案されている(例えば下記の特許文献1)。この回路は、TERES(Technology of Reciprocal Sustainer)回路と称されている。
以下に、上述したTERES回路の概略構成と動作について説明する。
図17は、図13に示したXサステイン回路1103の概略構成を示す図である。Yサステイン回路1104も同様の構成を有する。
図17において、容量負荷20(以下、「負荷」と称す。)は、1つの維持電極Xと1つのスキャン電極Yとの間に形成されているセルCijの合計の容量である。負荷20には、維持電極X及びスキャン電極Yが形成されている。ここで、スキャン電極Yとは、複数のスキャン電極Y1〜Ynの中の任意のスキャン電極である。
まず、維持電極X側では、スイッチSW1、SW2は、電源から供給される電圧(Vs/2)の電源ライン(電源線)とグランド(GND)との間に直列に接続される。上記2つのスイッチSW1、SW2の相互接続点にはコンデンサC1の一方の端子が接続され、このコンデンサC1の他方の端子とグランドとの間には、スイッチSW3が接続される。尚、コンデンサC1の一方の端子に接続される信号ラインを第1の信号ラインOUTAとし、他方の端子に接続される信号ラインを第2の信号ラインOUTBとする。
また、スイッチSW4、SW5は、上記コンデンサC1の両端に直列に接続される。そして、これら2つのスイッチSW4、SW5の相互接続点は出力ラインOUTCを介して負荷20の維持電極Xに接続されるとともに、電力回収回路21に接続されている。電力回収回路21は、負荷20に接続された2つのコイルL1、L2と、一方のコイルL1に直列に接続されるスイッチSW6と、もう一方のコイルL2に直列に接続されるスイッチSW7とを備える。さらに、電力回収回路21は上記2つのスイッチSW6、7の相互接続点と第2の信号ラインOUTBとの間に接続されるコンデンサC2を備える。
そして、上記容量負荷20とそれに接続されるそれぞれのコイルL1、L2により、2系統の直列共振回路が構成される。すなわち、この電力回収回路21は、2系統のL−C共振回路を持つものであり、コイルL1と負荷20との共振によって供給した電荷を、コイルL2と負荷20との共振によって回収するものである。
上述したスイッチSW1〜SW7は、図13に示した制御回路部1101からそれぞれ供給される制御信号により制御される。制御回路部1101は、論理回路等を用いて構成され、外部から供給される表示データD、クロックCLK、水平同期信号HS及び垂直同期信号VS等に基づいて上記制御信号を生成し、スイッチSW1〜SW7に供給する。また、上述したようにセル中の維持電極Xとスキャン電極Yが放電する期間を維持放電期間Tsと呼ぶ。
図18は、上記図17のように構成したXサステイン回路1103による維持放電期間Tsの駆動波形を示すタイムチャートである。
維持放電期間Tsにおいて、維持電極X側では、最初にスイッチSW1、SW3、SW5をオンにし、残りのスイッチSW2、SW4、SW6、SW7はオフにする。このとき、第1の信号ラインOUTAの電圧(第1の電位)は(+Vs/2)となり、第2の信号ラインOUTBの電圧(第2の電位)及び出力ラインOUTCの電圧はグランドレベルとなる(t1)。
次に、電力回収回路21内のスイッチSW6をオンにすることにより、コイルL1と負荷20の容量によりL−C共振が行われ、コンデンサC2に回収されていた電荷がスイッチSW6及びコイルL1を介して負荷20に供給される(t2)。このような電流の流れにより、維持電極Xに印加される出力ラインOUTCの電圧は図18の時刻t2〜t3に示すように徐々に上昇してゆく。また、時刻t2でスイッチSW5はオフする。
次に、この共振時に発生するピーク電圧の近傍においてスイッチSW4をオンとすることにより、維持電極Xに印加される出力ラインOUTCの電圧を(Vs/2)にクランプする(t3)。また、時刻t3でスイッチSW6はオフする。
また、維持電極Xに印加される出力ラインOUTCの電圧を(Vs/2)からグランドレベル(0V)にする時には、まず、スイッチSW7をオンして、スイッチSW4をオフする(t4)。これにより、コイルL2と負荷20の容量にてL−C共振が行われ、コイルL2及びスイッチSW7を介して、負荷20に蓄積されていた電荷の一部を電力回収回路21内のコンデンサC2に回収する。このような電流の流れによって、維持電極Xに印加される出力ラインOUTCの電圧は図18の時刻t4〜t5に示すように徐々に下降してゆく。
次に、この共振時に発生するピーク電圧(マイナス方向へのピーク)の近傍においてスイッチSW5をオンとすることにより、維持電極Xに印加される出力ラインOUTCの電圧を(−Vs/2)にクランプする(t5)。また、時刻t5でスイッチSW7はオフする。
次に、スイッチSW1、SW3、SW5をオフにし、スイッチSW2、SW4をオンにする。この時、スイッチSW6、SW7はオフのままである。これにより、第1の信号ラインOUTAの電圧はグランドレベルとなり、第2の信号ラインOUTB及び出力ラインOUTCの電圧は(−Vs/2)となる(t6)。
次に、電力回収回路21内のスイッチSW7をオンにすることにより、コイルL2と負荷20の容量によりL−C共振が行われ、コンデンサC2に回収されていた電荷(マイナス側)がスイッチSW7及びコイルL2を介して負荷20に供給される(t7)。このような電流の流れにより、維持電極Xに印加される出力ラインOUTCの電圧は図18の時刻t7〜t8に示すように徐々に下降してゆく。また、時刻t7でスイッチSW4はオフする。
次に、この共振時に発生するピーク電圧(マイナス方向へのピーク)の近傍においてスイッチSW5をオンとすることにより、維持電極Xに印加される出力ラインOUTCの電圧を(−Vs/2)にクランプする(t8)。また、時刻t8でスイッチSW7はオフする。
また、維持電極Xに印加される出力ラインOUTCの電圧を(−Vs/2)からグランドレベル(0V)にする時には、まず、スイッチSW6をオンして、スイッチSW5をオフする(t9)。これにより、コイルL1と負荷20の容量にてL−C共振が行われ、コイルL1及びスイッチSW6を介して、負荷20に蓄積されていた電荷の一部を電力回収回路21内のコンデンサC2に回収する。このような電流の流れによって、維持電極Xに印加される出力ラインOUTCの電圧は図18の時刻t9〜t10に示すように徐々に上昇してゆく。
次に、この共振時に発生するピーク電圧の近傍においてスイッチSW4をオンとすることにより、維持電極Xに印加される出力ラインOUTCの電圧をグランドレベルにクランプする(t10)。また、時刻t10でスイッチSW6はオフする。以上に示した動作により、図17に示した駆動回路は、維持放電期間Tsの間、維持電極Xへ−Vs/2〜Vs/2まで変化する電圧を印加する。また、上述した維持電極Xに供給する電圧と極性の異なる電圧(+Vs/2,−Vs/2)を各表示ラインのスキャン電極Yに交互に印加する。以上により、プラズマディスプレイ装置は、維持放電を行うことができる。
尚、維持放電期間Tsの間、維持電極X及びスキャン電極Yの上の保護膜面に、維持放電が可能な量の極性の異なる壁電荷が蓄積されている。そして、維持電極Xとスキャン電極Yとの間で放電が行われると、そのセル内の維持電極Xとスキャン電極Y上の壁電荷は、それまでとは逆の極性の壁電荷となり、放電を収束させる。この時、壁電荷が移動するための時間が必要であり、その時間は、維持電極Xに電圧+Vs/2又は電圧−Vs/2が印加されている時間により定まる。
また、下記の特許文献2には、プラズマディスプレイパネルの温度を検出し、検出した温度に基づいてプラズマディスプレイパネルの輝度を制御する技術、及び温度に応じて冷却又は停止する技術が開示されている。
特許第3201603号公報 特開平9−6283号公報
特許文献2では、プラズマディスプレイパネルの温度を検出するものであるため、プラズマディスプレイパネル内の局所的な温度上昇に対応することができない。局所的に温度上昇したときには、その部分の温度を下げる必要がある。また、温度を下げる手段として、プラズマディスプレイパネルの輝度を制御する以外の方法を考える必要がある。
また、特許文献2では、温度が上昇すると冷却にファン等を用いるためにコストアップ及び騒音が懸念される。また、温度上昇により停止させてしまうのも問題が多い。
本発明の目的は、ファン等を用いずにかつ停止させずに、プラズマディスプレイ装置内の局所的な温度上昇を防止することができるプラズマディスプレイ装置を提供することである。
本発明の他の目的は、プラズマディスプレイ装置内の温度上昇に応じて補正を行うことができるプラズマディスプレイ装置を提供することである。
本発明の一観点によれば、温度に応じて特性が変化する回路素子の特性値を検出する検出回路と、検出された特性値に応じて回路素子に流れる電流量を制御する制御回路とを有するプラズマディスプレイ装置が提供される。
本発明の他の観点によれば、温度に応じて変化する電流、電圧又は遅延時間を検出する特性検出回路と、特性検出回路の温度を検出する温度検出回路と、検出された温度に応じて検出された電流、電圧又は遅延時間を補正する補正回路とを有するプラズマディスプレイ装置が提供される。
検出された回路素子の特性値に応じて電流量を制御することにより、回路素子の発熱量を減少させることができる。発熱量を減少させれば、表示の信頼性を向上させ、寿命を長くすることができる。
また、特性検出回路により検出される電流、電圧又は遅延時間は温度に応じて変化するので、温度に応じて補正することにより、正確な電流、電圧又は遅延時間を得ることができる。
本発明の第1〜第11の実施形態は、図13〜図18に示したプラズマディスプレイ装置及びその動作波形に適用する場合を例に説明する。上記の図13〜図18及びそれらの説明は、本発明の実施形態でも同じである。
プラズマディスプレイパネルの高輝度化及び大画面化に伴い、プラズマディスプレイパネル内の回路素子の発熱が深刻な問題になってきている。回路素子の発熱は、表示の信頼性及び寿命に大きな影響を与える。回路素子の温度が上昇した場合には、回路素子の発熱量を減少させることにより、プラズマディスプレイ装置の信頼性を向上させ、寿命を長くすることができる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態によるプラズマディスプレイパネル100の構成例を示す。プラズマディスプレイパネル100は、回路基板101,121及び制御基板110を有する。
回路基板101は、回路素子(発熱素子)103及びその近傍に温度センサ(温度検出回路)102を有する。温度センサ102は、回路素子103の温度を検出する。温度センサ102は、例えばサーミスタである。サーミスタは温度に応じて抵抗値が変化するので、サーミスタに所定の電圧を印加すればサーミスタに流れる電流が変化する。その電流値又は電圧値を検出することにより、回路素子103の温度を検出することができる。制御基板110は、温度センサ102から温度情報A104を入力し、回路素子103に制御信号A105を出力し、回路素子103の発熱量(電流量)を制御する。具体的には、制御基板110は、温度情報A104が所定値よりも高いときには、回路素子103に流す電流量を少なくすることにより、回路素子103の発熱量を減少させる。
回路基板121は、特性検出回路123及びその近傍に温度センサ(温度検出回路)122を有する。温度センサ122は、温度センサ102と同様に、例えばサーミスタであり、特性検出回路123の温度を検出し、その温度情報A124を制御基板110へ出力する。特性検出回路123は、プラズマディスプレイパネル100内の所定箇所の電流、電圧又は遅延時間を検出情報A125として制御基板110に出力する。この電流、電圧又は遅延時間の検出情報A125は、プラズマディスプレイパネル100が正常動作しているか否かを監視するために用いられる。特性検出回路123は、温度特性を有し、温度に応じて検出する電流、電圧又は遅延時間が変化する。制御基板110は、検出された温度情報A124に応じて検出された電流、電圧又は遅延時間の検出情報A125を補正する補正回路を有する。制御基板110内の監視回路は、補正された電流、電圧又は遅延時間の検出情報を基に正常動作しているか否かを監視し、異常の場合はプラズマディスプレイパネルの停止又はリセットを行う。
一般的にプラズマディスプレイパネルを駆動する素子としてMOS電界効果トランジスタ(FET)が用いられる。例えば、図17のスイッチSW1〜SW7には、MOSFETが用いられる。回路素子103は、例えばスイッチSW1〜SW7のMOSFETである。MOSFETは、スイッチングや電流供給等によって発熱する。回路素子103の発熱は、回路素子103の信頼性に大きな影響を与える。
そこで、回路基板101上のサーミスタのような温度検出素子102を設けて、回路素子103の温度を監視する。画面の表示データによって、温度条件が厳しくなる回路素子は異なるため、温度検出素子102は複数箇所設けることが望ましい。MOSFETの温度が高くなった場合には、対象とするMOSFETの使用頻度を減らすことによって、MOSFETの温度を低下させる。
高温環境下における信頼性を確保するために、常温においても回路素子103の使用制限を行うことも考えられる。本実施形態によれば、通常の使用条件にて回路素子103の能力を最大に引き出すことができる。これにより、高温環境下での性能は落ちてしまう(例えば輝度が下がる)ことになるが、通常の使用環境下においては実害はない。
また、MOSFETだけではなく、電解コンデンサのような高温環境下における寿命の厳しい回路素子を監視してもよい。さらに、電圧又は電流等の検出回路123にも温度特性がある場合は、この付近に温度検出素子122を設けてもよい。
さらに、温度検出素子に関しては、サーミスタに限らず、温度特性のある素子であれば、何でもよい。回路構成上用いられている回路素子の温度特性の情報をそのまま利用することができれば、コスト低減にもなる。
(第2の実施形態)
図2(A)は、本発明の第2の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す。この図は、図17のXサステイン回路内のスイッチSW1の具体的な回路例を示す。nチャネルMOSFET203がスイッチSW1に相当する。ドライバ201は、抵抗202を介してMOSFET203のゲートに電圧を供給し、MOSFET203のオン/オフを制御する。MOSFET203は、ドレインが電圧Vs/2に接続され、ソースが出力端子207を介して図17の信号ラインOUTAに接続される。
MOSFET203は、スイッチSW1として使用される回路素子であり、図2(B)に示す温度特性を有する。横軸が温度Tj[℃]であり、縦軸がMOSFET203のドレイン−ソース間のオン抵抗Rdsである。一般的に、温度Tjが高くなるほど、オン抵抗Rdsが大きくなる。したがって、抵抗Rdsを測定することにより、温度Tjを検出することができる。オペアンプ205は、MOSFET203のドレイン及びソース間の電圧を入力し、所定の増幅率で増幅して制御基板206へ出力する。MOSFET203のドレイン及びソース間の電圧は、MOSFET203のドレイン及びソース間の抵抗Rdsに相当する。したがって、制御基板206は、オペアンプ205の出力電圧を基にMOSFET203の温度Tjを検出することができる。具体的には、制御基板206は、MOSFET203がオンしている時にオペアンプ205の出力電圧をモニタすることにより、MOSFET203の発熱状態を監視し、これによりMOSFET203の使用頻度を下げる。例えば、制御基板206は、温度が高くなったら、図16の維持放電期間Tsの維持放電パルス数(維持放電回数)を少なくするようにドライバ201を制御する。
図3は、温度が低い場合の維持電極X、スキャン電極Y及びアドレス電極Aの電圧波形を示す。図15に対応し、サブフレームSF1及びSF2を示す。各サブフレームは、リセット期間Tr、アドレス期間Ta、及びサステイン期間(維持放電期間)Tsにより構成される。サステイン期間Tsにおいて、期間T1にて維持放電パルスが生成される。
図4は、温度が高い場合の維持電極X、スキャン電極Y及びアドレス電極Aの電圧波形を示す。図4は、図3と基本的には同じであるが、サステイン期間Tsにおいて、期間T2にて維持放電パルスが生成される。高温時の維持放電パルス期間T2は、図3の低温時の維持放電パルス期間T1よりも短い。すなわち、図4の高温モードは、図3の低温モードよりも維持放電パルス数が少なく、輝度を下げ、発熱量を減らす。
以上のように、本実施形態によれば、スイッチSW1としての回路素子(MOSFET)203自身の温度特性を利用し、MOSFET203の特性(例えばオン抵抗)を検出し、そのMOSFET203の使用頻度(電流量)を制御する。使用頻度を下げることにより、温度を下げることができる。例えば、上記の維持放電パルス数を少なくすることにより、電流量を減らすことができる。
(第3の実施形態)
図5は、本発明の第3の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す。この図は、基本的には図2(A)と同じであり、電解コンデンサ501及び温度センサ(例えばサーミスタ)502が追加されている。コンデンサ501は、電圧Vs/2及びグランドの端子間に接続される。温度センサ502は、コンデンサ501の近傍に設けられ、コンデンサ501の温度を検出し、制御基板503へ出力する。制御基板503は、その温度に応じてコンデンサ501の使用頻度を制御するようにドライバ201を制御する。具体的には、温度センサ502が所定温度より高温を検出すると、ドライバ201はMOSFET203のオン/オフ切り替え回数を減らし、コンデンサ501の充放電回数(充放電電流量)を減らす。これにより、コンデンサ501の発熱量を減らすことができる。
(第4の実施形態)
図6(A)は、本発明の第4の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す。この図は、基本的には図5と同じであり、異なる点を説明する。ドライバ201は、基準端子が信号ラインOUTAに接続され、電源端子がダイオード603及び抵抗604を介して電源電圧Veに接続される。その電源端子及び基準端子間に、電解コンデンサCCが接続される。温度センサ(例えばサーミスタ)601は、コンデンサCCの近傍に設けられ、コンデンサCCの温度を検出し、制御基板602へ出力する。制御基板602は、その温度に応じてコンデンサCCの充放電電流量を制御するようにドライバ201を制御する。
図6(B)は、信号ラインOUTA及びコンデンサCCの電圧波形を示す。コンデンサCCは、ダイオード603の働きにより、信号ラインOUTAがグランドGNDのときの時刻t1〜t2、t3〜t4の間に充電を行う。時刻t3〜t4において、低温時には信号ラインOUTAをグランドGNDにせず、高温時には信号ラインOUTAをグランドGNDにする。時刻t2後、コンデンサCCの電圧が徐々に下がっていく。高温時には、時刻t3〜t4で信号ラインOUTAをグランドGNDにしてコンデンサCCに充電を行う。この際、コンデンサCCの電圧低下が小さいうちに充電するので、充電電流は小さく、発熱量を少なくすることができる。これに対し、低温時には、時刻t3〜t4で信号ラインOUTAをグランドGNDにせずコンデンサCCに充電を行わない。その後、コンデンサCCの電圧低下が大きくなってから充電するので、充電電流は大きく、発熱量は多いままである。本実施形態では、高温時には、低温時に比べて、コンデンサCCの充放電回数を増やしてトータルの充放電電流量を減らし、発熱量を下げることができる。
(第5の実施形態)
図7(A)は、本発明の第5の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す。この図は、基本的には図2(A)と同じであり、異なる点を説明する。ドライバ201及びMOSFET203のゲート間に、スイッチ701及び抵抗702の直列接続回路が例えば3つ並列に接続される。温度センサ(例えばサーミスタ)703は、MOSFET203の近傍に設けられ、MOSFET203の温度を検出し、制御基板704へ出力する。制御基板704は、その温度に応じて3つのスイッチ701のオン/オフを制御する。これにより、MOSFET203のゲートに接続されるゲート抵抗Rの値を変えることができる。
図7(B)に、ゲート抵抗RとMOSFET203のドレイン−ソース間のオン抵抗Rdsとの関係を示す。ゲート抵抗Rを大きくすると、オン抵抗Rdsも大きくなる。高温時には、低温時に比べて、ゲート抵抗Rを小さくすることにより、オン抵抗Rdsを小さくし、MOSFET203の発熱量を減らす。
MOSFET203は、一般的にゲートを高電圧で一気にオンさせた方がよい特性で使える。低いゲート電圧では、MOSFET203のオン抵抗Rdsが高くなってしまうからである。しかし、現実的には、EMC(Electro-Magnetic Compatibility)への影響等のノイズ緩和のためにある程度のゲート抵抗Rを入れる。そこで、温度に応じて、ゲート抵抗Rを可変にする。高温になったらゲート抵抗Rを小さくして発熱量を減らし、低温時にはゲート抵抗Rを大きくしてEMCノイズを減らす。なお、EMCノイズ等は、高温の方が少なくなる傾向になる。そこで、高温環境では、そのマージン分を回路素子(MOSFET)の温度上昇を防止するために用いる。
(第6の実施形態)
図8(A)は、本発明の第6の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す。この図は、基本的には図7(A)と同じであり、異なる点を説明する。ゲート抵抗202は図2(A)と同様に固定とし、ゲート電圧のための電源電圧Veを温度に応じて変化させる。ドライバ201は、図6(A)と同様に、電源端子に電源電圧Veが接続され、電源電圧Veに応じてゲート電圧をMOSFET203のゲートに印加する。電源電圧Veは、ゲート電圧の振幅に相当する。温度センサ(例えばサーミスタ)801は、MOSFET203の近傍に設けられ、MOSFET203の温度を検出し、制御基板802へ出力する。制御基板802は、その温度に応じて電源電圧Veを制御する。
図8(B)に、電源電圧VeとMOSFET203のドレイン−ソース間のオン抵抗Rdsとの関係を示す。電源電圧Veを大きくすると、オン抵抗Rdsが小さくなる。高温時Thには、低温時Tlに比べて、電源電圧Veを大きくすることにより、オン抵抗Rdsを小さくし、MOSFET203の発熱量を減らす。
(第7の実施形態)
図9は、本発明の第7の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す。この図は、基本的には図8(A)と同じであり、異なる点を説明する。温度センサ(例えばサーミスタ)901は、nチャネルMOSFET203の近傍に設けられ、MOSFET203の温度を検出し、制御基板902へ出力する。制御基板902は、その温度に応じてMOSFET203のドレインに供給される電源電圧Vs/2を制御する。高温時には、低温時に比べて、電圧Vs/2を小さくすることにより、MOSFET203に流れる電流を減らし、MOSFET203の発熱量を減らす。以上はnチャネルMOSFET203の場合を例に説明したが、pチャネルMOSFETの場合には、ソースに供給される電源電圧を制御すればよい。
(第8の実施形態)
図10は、本発明の第8の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す。この図は、基本的には図9と同じであり、異なる点を説明する。電解コンデンサ1003は、電圧Vs/2及びグランドの端子間に接続される。電解コンデンサ1004及びスイッチ1005の直列回路は、電圧Vs/2及びグランドの端子間に接続される。温度センサ(例えばサーミスタ)1001は、nチャネルMOSFET203の近傍に設けられ、MOSFET203の温度を検出し、制御基板1002へ出力する。制御基板1002は、その温度に応じてスイッチ1005のオン/オフを制御する。高温時にはスイッチ1005をオフし、低温時にはスイッチ1005をオンする。スイッチ1005をオフにすれば、オンの場合に比べて、電圧Vs/2及びグランドの端子間のコンデンサの容量を減らすことができる。MOSFET203のドレインに接続されるコンデンサの容量を減らすことにより、電源電圧Vs/2の電流供給能力を減らし、MOSFET203の発熱量を減らすことができる。以上はnチャネルMOSFET203の場合を例に説明したが、pチャネルMOSFETの場合には、ソースに接続されるコンデンサの容量を制御すればよい。
(第9の実施形態)
図17に、電力回収回路21を含むXサステイン回路の構成例を示し、図18にその動作波形例を示す。これらの説明は、上記と同じである。電力回収回路21は、電力を回収してその回収した電力を消費することにより、消費電力の低減を図ることができる。スイッチSW4及びSW5は、放電電流を流すため、一般的に高温になりやすい。本発明の第9の実施形態では、Xサステイン回路の温度を検出し、検出された温度に応じて電力回収効率を制御する。図18において、高温時には、低温時に比べ、時刻t3を遅くするために、スイッチSW6及びスイッチSW4のオン/オフ切り替え時間を遅らせることにより、電力回収効率を高め、スイッチSW4の発熱量を減らすことができる。また、同様に、時刻t5を遅くすることによっても、電力回収効率を高め、スイッチSW5の発熱量を減らすことができる。ただし、電力回収効率を高めると、維持放電パルスの遅れが生じる。そこで、低温時には電力回収効率を低くして、維持放電パルスの遅れを防止する。
(第10の実施形態)
図11(A)は、本発明の第10の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す。この図は、基本的には図2(A)と同じであり、異なる点を説明する。ダイオード1011は、MOSFET203のソース及び出力端子207間に接続される。オペアンプ1012は、ダイオード1011のアノード及びカソード間の順方向降下電圧Vfを入力し、所定の増幅率で増幅して制御基板1013へ出力する。
図11(B)に、ダイオード1011の順方向降下電圧Vfと温度との関係を示す。一般的に、温度が高いほど、順方向降下電圧Vfが大きくなる。制御基板1013は、順方向降下電圧Vfを基に温度を検出し、温度に応じてMOSFET203の使用頻度を変えるようにドライバ201を制御する。高温時には、低温時に比べて、MOSFET203の使用頻度を減らし、発熱量を減らす。
(第11の実施形態)
図12(A)は、本発明の第11の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す。この図は、基本的には図2(A)と同じであり、異なる点を説明する。ドライバ201は、図12(B)に示すように、入力信号A1をレベル変換して出力信号A2を出力する。出力信号A2は、入力信号A1に対して遅延時間tdを有する。
図12(C)に、温度と遅延時間tdとの関係を示す。例えば、温度が高くなるほど、遅延時間tdが短くなる。ドライバ201の種類によっては、逆に、温度が高くなるほど、遅延時間tdが長くなる場合もある。いずれにしても、遅延時間tdは温度特性を有するので、制御基板1021は、遅延時間tdを基に温度を検出することができる。例えば、遅延時間tdの検出方法としては、論理積(AND)回路により、入力信号A1及び出力信号A2の論理積(AND)の信号A3を生成し、信号A3のハイレベル期間teを基に遅延時間tdを検出することができる。ハイレベル期間teが長いほど、遅延時間tdが短くなる。
制御基板1021は、遅延時間tdを基に温度を検出し、温度に応じてMOSFET203の使用頻度を変えるようにドライバ201を制御する。高温時には、低温時に比べて、MOSFET203の使用頻度を減らし、発熱量を減らす。
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明の実施形態は、例えば以下のように種々の適用が可能である。
(付記1)
温度に応じて特性が変化する回路素子の特性値を検出する検出回路と、
前記検出された特性値に応じて前記回路素子に流れる電流量を制御する制御回路と
を有するプラズマディスプレイ装置。
(付記2)
前記回路素子は電界効果トランジスタであり、
前記検出回路は、前記電界効果トランジスタのオン抵抗値を検出し、
前記制御回路は、前記検出されたオン抵抗値に応じて前記電界効果トランジスタに流れる電流量を制御する付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記3)
前記制御回路は、前記回路素子の使用頻度を制御することにより、電流量を制御する付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記4)
さらに、画素表示のための維持放電を行う放電電極対を有し、
前記制御回路は、前記維持放電回数を変化させることにより、前記回路素子の使用頻度を制御する付記3記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記5)
コンデンサの温度を検出する検出回路と、
前記検出された温度に応じて前記コンデンサの充放電電流量を制御する制御回路と
を有するプラズマディスプレイ装置。
(付記6)
前記制御回路は、前記コンデンサの充放電回数を制御することにより、電流量を制御する付記5記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記7)
電界効果トランジスタの温度を検出する検出回路と、
前記検出された温度に応じて前記電界効果トランジスタのゲートに接続される抵抗値を制御する制御回路と
を有するプラズマディスプレイ装置。
(付記8)
電界効果トランジスタの温度を検出する検出回路と、
前記検出された温度に応じて前記電界効果トランジスタのゲートに印加する電圧値を制御する制御回路と
を有するプラズマディスプレイ装置。
(付記9)
電界効果トランジスタの温度を検出する検出回路と、
前記検出された温度に応じて前記電界効果トランジスタのドレイン又はソースに印加する電圧値を制御する制御回路と
を有するプラズマディスプレイ装置。
(付記10)
電界効果トランジスタの温度を検出する検出回路と、
前記検出された温度に応じて前記電界効果トランジスタのドレイン又はソースに接続されるコンデンサの容量値を制御する制御回路と
を有するプラズマディスプレイ装置。
(付記11)
回路素子の温度を検出する検出回路と、
電力を回収してその回収した電力を消費する電力回収回路と、
前記検出された温度に応じて前記電力回収効率を制御する制御回路と
を有するプラズマディスプレイ装置。
(付記12)
前記検出回路は、ダイオードのアノード及びカソード間の電圧値を基に温度を検出する付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記13)
前記検出回路は、信号の遅延時間を基に温度を検出する付記1記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記14)
温度に応じて変化する電流、電圧又は遅延時間を検出する特性検出回路と、
前記特性検出回路の温度を検出する温度検出回路と、
前記検出された温度に応じて前記検出された電流、電圧又は遅延時間を補正する補正回路と
を有するプラズマディスプレイ装置。
(付記15)
さらに、前記補正された電流、電圧又は遅延時間を基に正常動作しているか否かを監視する監視回路を有する付記14記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記16)
前記温度検出回路は、電界効果トランジスタのオン抵抗値を基に温度を検出する付記14記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記17)
前記温度検出回路は、ダイオードのアノード及びカソード間の電圧値を基に温度を検出する付記14記載のプラズマディスプレイ装置。
(付記18)
前記温度検出回路は、信号の遅延時間を基に温度を検出する付記14記載のプラズマディスプレイ装置。
本発明の第1の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの構成例を示す図である。 図2(A)及び(B)は本発明の第2の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例及び特性を示す図である。 温度が低い場合の維持電極、スキャン電極及びアドレス電極の電圧波形を示す図である。 温度が高い場合の維持電極、スキャン電極及びアドレス電極の電圧波形を示す図である。 本発明の第3の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す図である。 図6(A)及び(B)は本発明の第4の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例及び波形を示す図である。 図7(A)及び(B)は本発明の第5の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例及び特性を示す図である。 図8(A)及び(B)は本発明の第6の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例及び特性を示す図である。 本発明の第7の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す図である。 本発明の第8の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例を示す図である。 図11(A)及び(B)は本発明の第10の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例及び特性を示す図である。 図12(A)〜(C)は本発明の第11の実施形態によるプラズマディスプレイ装置の一部の回路例、波形及び特性を示す図である。 プラズマディスプレイ装置の構成図である。 図14(A)〜(C)はプラズマディスプレイの表示セルの断面図である。 画像のフレーム構成図である。 プラズマディスプレイ装置の駆動波形を示す図である。 TERES方式のサステイン回路の原理図である。 図17に示した回路の動作波形図である。
符号の説明
100 プラズマディスプレイパネル
101 回路基板
102 温度センサ
103 回路素子
110 制御基板
121 回路基板
122 温度センサ
123 特性検出回路
1101 制御回路部
1102 アドレスドライバ
1103 維持電極サステイン回路
1104 スキャン電極サステイン回路
1105 スキャンドライバ
1106 リブ
1107 表示領域
1211 前面ガラス基板
1212 誘電体層
1213 Mgo保護膜
1214 背面ガラス基板
1215 誘電体層
1216 リブ
1217 放電空間
1221 光
Tr リセット期間
Ta アドレス期間
Ts サステイン期間

Claims (10)

  1. 温度に応じて特性が変化する回路素子の特性値を検出する検出回路と、
    前記検出された特性値に応じて前記回路素子に流れる電流量を制御する制御回路と
    を有するプラズマディスプレイ装置。
  2. 前記回路素子は電界効果トランジスタであり、
    前記検出回路は、前記電界効果トランジスタのオン抵抗値を検出し、
    前記制御回路は、前記検出されたオン抵抗値に応じて前記電界効果トランジスタに流れる電流量を制御する請求項1記載のプラズマディスプレイ装置。
  3. コンデンサの温度を検出する検出回路と、
    前記検出された温度に応じて前記コンデンサの充放電電流量を制御する制御回路と
    を有するプラズマディスプレイ装置。
  4. 電界効果トランジスタの温度を検出する検出回路と、
    前記検出された温度に応じて前記電界効果トランジスタのゲートに接続される抵抗値を制御する制御回路と
    を有するプラズマディスプレイ装置。
  5. 電界効果トランジスタの温度を検出する検出回路と、
    前記検出された温度に応じて前記電界効果トランジスタのゲートに印加する電圧値を制御する制御回路と
    を有するプラズマディスプレイ装置。
  6. 電界効果トランジスタの温度を検出する検出回路と、
    前記検出された温度に応じて前記電界効果トランジスタのドレイン又はソースに印加する電圧値を制御する制御回路と
    を有するプラズマディスプレイ装置。
  7. 電界効果トランジスタの温度を検出する検出回路と、
    前記検出された温度に応じて前記電界効果トランジスタのドレイン又はソースに接続されるコンデンサの容量値を制御する制御回路と
    を有するプラズマディスプレイ装置。
  8. 回路素子の温度を検出する検出回路と、
    電力を回収してその回収した電力を消費する電力回収回路と、
    前記検出された温度に応じて前記電力回収効率を制御する制御回路と
    を有するプラズマディスプレイ装置。
  9. 温度に応じて変化する電流、電圧又は遅延時間を検出する特性検出回路と、
    前記特性検出回路の温度を検出する温度検出回路と、
    前記検出された温度に応じて前記検出された電流、電圧又は遅延時間を補正する補正回路と
    を有するプラズマディスプレイ装置。
  10. さらに、前記補正された電流、電圧又は遅延時間を基に正常動作しているか否かを監視する監視回路を有する請求項9記載のプラズマディスプレイ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102056091B1 (ko) * 2013-07-03 2019-12-16 현대모비스 주식회사 블랙 아웃 방지 기능을 갖는 디스플레이 장치와 그 방법

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