JP2007072471A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ゲートドライバーの回路をより単純化し、製造費用をより低減したプラズマディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】サステイン信号を供給するための第1のスイッチング素子M20,M30,M40,M60,2スイッチング素子M50,M70を備えるサステインドライバー500と、前記第1,2スイッチング素子それぞれを駆動するための第1ゲートドライバー510a〜d,2ゲートドライバー520a,520bとを備え、前記第1ゲートドライバーが、前記第1スイッチング素子を駆動する駆動電圧を前記第1ゲートドライバーの駆動電圧源P6から供給され、前記第2ゲートドライバーが、前記第2スイッチング素子を駆動する駆動電圧を前記第2ゲートドライバーの補助電圧P5から供給される様構成する。
【選択図】図5
【解決手段】サステイン信号を供給するための第1のスイッチング素子M20,M30,M40,M60,2スイッチング素子M50,M70を備えるサステインドライバー500と、前記第1,2スイッチング素子それぞれを駆動するための第1ゲートドライバー510a〜d,2ゲートドライバー520a,520bとを備え、前記第1ゲートドライバーが、前記第1スイッチング素子を駆動する駆動電圧を前記第1ゲートドライバーの駆動電圧源P6から供給され、前記第2ゲートドライバーが、前記第2スイッチング素子を駆動する駆動電圧を前記第2ゲートドライバーの補助電圧P5から供給される様構成する。
【選択図】図5
Description
本発明は、プラズマディスプレイ装置に関する。
一般に、プラズマディスプレイ装置は、画像を表示するプラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイパネルを駆動する駆動部がプラズマディスプレイパネルの背面に付着されて形成される。
プラズマディスプレイパネルは、画像が表示されるプラズマディスプレイパネルの前面パネルと後面パネルとの間に形成された隔壁により形成された複数の放電セルを有するものであって、各セル内には、ネオン(Ne)、ヘリウム(He)又はネオン及びヘリウムの混合気体(Ne+He)のような主放電気体と少量のキセノンとを含有する不活性ガスが充填されている。このような放電セルは、複数個が集まって1つのピクセルをなす。例えば、赤色(Red,R)放電セル、緑色(Green,G)放電セル、青色(Blue,B)放電セルが集まって1つのピクセルをなす。
駆動部は、このようなプラズマディスプレイパネルを駆動するための様々な機能の駆動信号を供給する。
このような駆動部のうち、各放電セル内の放電が維持されるように高電圧のサステイン信号を供給することがサステインドライバーである。
サステインドライバーが、このように高い電圧を含むサステイン信号を制御し供給するために、サステインドライバーのスイッチング素子も高い電圧を制御するスイッチング素子で構成される。
サステインドライバーのスイッチング素子は、制御部から供給される低電圧の制御信号により直接制御されるものではなく、サステインドライバーのスイッチング素子のゲート端を制御するゲートドライバーに制御信号が供給されて、ゲートドライバーにより制御される。
図1は、一般的なサステインドライバー及びゲートドライバーについて説明するための図である。
同図に示すように、サステインドライバー100の各スイッチング素子MH,MLには、各スイッチング素子MH,MLを制御するためのゲートドライバー回路110,120が電気的に接続する。
ここで、各スイッチング素子MH,MLは、ゲート端Gがソース端Sより5〜15V以上であれば、ターンオンし、5〜15V以下であれば、ターンオフする。
ここで、各スイッチング素子MH,MLを制御するためのゲートドライバー回路110,120をブートストラップ方式の回路という。
ブートストラップ方式の回路は、印加電圧Vsと接地電圧(GND)を選択的に出力端Voutに供給するためのスイッチング素子MH,MLを制御信号HI,LIを利用してターンオン又はターンオフするためのものであって、FETスイッチング素子に接続するブートストラップ回路とは、充電キャパシタCH,CLを利用して、各スイッチング素子MH,MLのゲート端Gにソース端Sより5〜15V以上の高い電圧を供給させる回路を意味する。
同図に示すように、サステイン信号のグラウンド電圧を供給するスイッチング素子MLと、サステイン信号のサステイン電圧を供給するスイッチング素子MHがそれぞれ1個ずつある場合、スイッチング素子MLがターンオンするための電圧は、ゲート端Gとソース端Sとの間の電圧差が15V程度であれば良い。
したがって、ゲートドライバー110は、第1電流パスに沿って15V電源Pを利用して充電キャパシタCLに駆動電圧を充電した後、ラインLIに供給される制御信号により、Vcc端とLO端とが互いに接続するように動作して、スイッチング素子MLのゲート端に充電キャパシタCLに充電された電圧を供給することによって、ゲート端とソース端との間に15Vの電圧差を発生させて、スイッチング素子MLをターンオンさせることができる。
また、ゲートドライバー110は、LO端とCOM端とを互いに接続させる制御信号により、スイッチング素子MLをターンオフさせる。
ゲートドライバー120もスイッチング素子MHのゲート端に駆動電圧を供給して、ゲート端とソース端との間に15Vの電圧差を発生させて、スイッチング素子MHをターンオンさせることができる。
ここで、スイッチング素子MHのゲート端とソース端との間に15Vの電圧差を発生するために、充電キャパシタCHに15Vの電圧を充電しなければならない。
但し、ここで、充電キャパシタCHが充電されるためには、スイッチング素子MLがターンオンしなければならない。それは、スイッチング素子MLがターンオンすることにより、15Vの定電圧源の電圧がCHキャパシタに充電され得る第2電流パスが形成されるためである。
さらに詳細には、スイッチング素子MLがターンオンして出力電圧Voutがグラウンドレベルの電圧となる時点において、同図に示すような電流パスが形成されて、15V電源P電圧がダイオードDを介して充電キャパシタCHが充電されて、スイッチング素子MHの駆動電圧が形成される。
以後、充電キャパシタCHが充電されて、スイッチング素子MHの駆動電圧は、ラインHIに供給される制御信号によりゲートドライバー120のVb端とHO端とが互いに接続して、スイッチング素子MHのゲート端に充電キャパシタCHに充電された電圧を供給することによって、ゲート端とソース端との間に15Vの電圧差を発生させて、スイッチング素子MHをターンオンさせることができる。
また、ゲートドライバー120は、HO端とVb端とを互いに接続させる制御信号により、スイッチング素子MHをターンオフさせる。
ここで、ゲートドライバー110のような回路をブートストラップ(Boot−Strap)方式の回路といい、ゲートドライバー120のように駆動電圧を他のゲートドライバーの電圧源から供給される回路をブートストラップチェーン(Boot−Strap Chain)方式の回路という。
同図に示すように、サステインドライバーがサステイン信号として正極性サステイン電圧のみを供給する場合には、サステインドライバーのスイッチを駆動するための回路として、ブートストラップ回路又はブートストラップチェーン回路の適用が容易である。
しかしながら、サステインドライバーがサステイン信号として正極性サステイン電圧の半分の電圧2/Vs、正極性サステイン電圧Vsのように、多様なレベルの電圧を供給する場合には、上述したようなブートストラップ回路又はブートストラップチェーン回路のみでサステインドライバーを制御することができないという問題が発生する。
これは、ブートストラップチェーン回路であるゲートドライバー120の場合、サステインドライバーのスイッチング素子MLがターンオンして、充電キャパシタCHの一方がグラウンド電圧レベル(GND)と接続する場合のみに電流パスが形成されて、15V電源Pの電圧が充電キャパシタCHに供給されることができるためである。
このような場合には、充電キャパシタに充電するための電圧源として、体積と電力消費の大きいフローティング電源を使用せざるをえないという問題が発生する。
このようなフローティング電源を物理的に具現するためには、同図に示す電源Pより相対的に大きい面積が求められ、回路構成要素が複雑に追加されるだけでなく、比較的高価の素子が求められるため、製造費用が上昇するという問題がある。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、サステインドライバーのスイッチング素子を制御するゲートドライバーにおいてフローティング電源を使用せず、接地を基準とする電源を使用することにより、ゲートドライバーの回路がより単純化し、製造費用がより低減したプラズマディスプレイ装置を提供することにある。
上記目的を達成すべく、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の一例によれば、電極を備えるプラズマディスプレイパネルと、前記電極にサステイン信号を供給し、前記サステイン信号を供給するための第1,2スイッチング素子を備えるサステインドライバーと、前記第1,2スイッチング素子それぞれを駆動するための第1,2ゲートドライバーとを備え、前記第1ゲートドライバーが、前記第1スイッチング素子を駆動する駆動電圧を前記第1ゲートドライバーの駆動電圧源から供給され、前記第2ゲートドライバーが、前記第2スイッチング素子を駆動する駆動電圧を供給する駆動電圧源を備え、前記第2スイッチング素子が前記駆動電圧により駆動されるように前記駆動電圧を補助する補助電圧を前記第2ゲートドライバーの外部から供給される。
また、プラズマディスプレイ装置の他の一例によれば、電極を備えるプラズマディスプレイパネルと、前記電極にサステイン信号を供給し、前記サステイン信号を供給するための第1,2,3スイッチング素子を備えるサステインドライバーと、前記第1,2,3スイッチング素子それぞれを駆動するための第1,2,3ゲートドライバーとを備え、前記第1ゲートドライバーが、前記第1スイッチング素子を駆動する駆動電圧を前記第1ゲートドライバーの駆動電圧源から供給され、前記第2ゲートドライバーが、前記第2スイッチング素子を駆動する駆動電圧を供給する駆動電圧源を備え、前記第2スイッチング素子が前記駆動電圧により駆動されるように、前記駆動電圧を補助する補助電圧を前記第2ゲートドライバーの外部から供給され、前記第3ゲートドライバーが、前記第3スイッチング素子を駆動する駆動電圧を他のゲートドライバーから供給される。
本発明によれば、ゲートドライバーの回路がより単純化し、製造費用がより低減したプラズマディスプレイ装置を得ることができるという効果がある。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。
プラズマディスプレイ装置の一例は、電極を備えるプラズマディスプレイパネルと、電極にサステイン信号を供給し、サステイン信号を供給するための第1,2スイッチング素子を備えるサステインドライバーと、第1,2スイッチング素子それぞれを駆動するための第1,2ゲートドライバーとを備え、第1ゲートドライバーが、第1スイッチング素子を駆動する駆動電圧を第1ゲートドライバーの駆動電圧源から供給され、第2ゲートドライバーが、第2スイッチング素子を駆動する駆動電圧を供給する駆動電圧源を備え、第2スイッチング素子が駆動電圧により駆動されるように駆動電圧を補助する補助電圧を第2ゲートドライバーの外部から供給される。
ここで、第2ゲートドライバーが、補助電圧をサステインドライバーのキャパシタから供給されることが好ましい。
ここで、補助電圧は、サステインドライバーのキャパシタから電圧を供給されて、第2スイッチング素子のゲート端に直列に接続した補助充電キャパシタに充電されて形成されることが好ましい。
ここで、補助充電キャパシタの両端には、それぞれの抵抗が直列に接続し、それぞれの抵抗が、サステインドライバーのキャパシタと直列に接続することが好ましい。
また、サステインドライバーは、電極に第1電圧から第2電圧まで共振により上昇し、第2電圧から第3電圧まで共振により上昇する信号を供給することが好ましい。
また、サステインドライバーは、電極に第1電圧から第2電圧まで共振により上昇した以後、第2電圧を所定の期間の間に維持するサステイン信号を供給することがが好ましい。
ここで、第1電圧は、実質的にグラウンドレベルの電圧(GND)であることが好ましい。
また、第3電圧は、実質的にサステイン電圧であることが好ましい。
また、第2電圧は、実質的にサステイン電圧の半分であることが好ましい。
また、電極は、サステイン電極又はスキャン電極のうちのいずれかであることが好ましい。
プラズマディスプレイ装置の他の一例は、電極を備えるプラズマディスプレイパネルと、電極にサステイン信号を供給し、サステイン信号を供給するための第1,2,3スイッチング素子を備えるサステインドライバーと、第1,2,3スイッチング素子それぞれを駆動するための第1,2,3ゲートドライバーとを備え、第1ゲートドライバーが、第1スイッチング素子を駆動する駆動電圧を第1ゲートドライバーの駆動電圧源から供給され、第2ゲートドライバーが、第2スイッチング素子を駆動する駆動電圧を供給する駆動電圧源を備え、第2スイッチング素子が駆動電圧により駆動されるように、駆動電圧を補助する補助電圧を第2ゲートドライバーの外部から供給され、第3ゲートドライバーが、第3スイッチング素子を駆動する駆動電圧を他のゲートドライバーから供給される。
ここで、第2ゲートドライバーは、補助電圧をサステインドライバーのキャパシタから供給されることが好ましい。
また、補助電圧は、サステインドライバーのキャパシタから電圧を供給されて、第2スイッチング素子のゲート端に直列に接続した補助充電キャパシタに充電されて形成されることが好ましい。
また、補助充電キャパシタの両端には、それぞれの抵抗が直列に接続し、それぞれの抵抗が、サステインドライバーのキャパシタと直列に接続することが好ましい。
また、第3ゲートドライバーは、第3ゲートドライバーの駆動電圧を第1ゲートドライバーから供給されることが好ましい。
ここで、駆動電圧は、第1スイッチング素子がターンオンする間、第1ゲートドライバーから第3ゲートドライバーに供給されることが好ましい。
また、駆動電圧は、第1ゲートドライバーの充電キャパシタから電圧を供給されて、第3ゲートドライバーに備えられた充電キャパシタに充電されて形成されることが好ましい。
また、第3ゲートドライバーの充電キャパシタと第1ゲートドライバーの充電キャパシタとの間には、ダイオードがさらに備えられることを特徴が好ましい。
また、ダイオードのカソードが、第3ゲートドライバーの充電キャパシタと電気的に接続し、ダイオードのアノードが、第1ゲートドライバーの充電キャパシタと電気的に接続することが好ましい。
また、サステインドライバーが、電極にグラウンドレベルの電圧からサステイン電圧の半分の電圧まで共振により上昇し、
サステイン電圧の半分の電圧からサステイン電圧まで共振により上昇する信号を供給することが好ましい。
サステイン電圧の半分の電圧からサステイン電圧まで共振により上昇する信号を供給することが好ましい。
上記のようなプラズマディスプレイ装置の一例を、添付した図面を参照して詳細に説明すれば、次の通りである。
図2は、プラズマディスプレイ装置の一例を説明するための図である。
同図に示すように、プラズマディスプレイ装置の一例は、プラズマディスプレイパネル200、第1駆動部210、第2駆動部220及び第3駆動部230を備える。
第1駆動部210及び第2駆動部220は、サステインドライバーを備え、第3駆動部230は、データ駆動部を備える。
第1駆動部210は、プラズマディスプレイパネル200の第1電極Y1〜Ynを駆動する。
ここで、第1駆動部210は、サステインドライバーを備え、サステインドライバーは、放電を維持して映像が表示され得るようにマルチレベルのサステイン信号をサステイン期間において第1電極Y1〜Ynに供給できる。
例えば、マルチレベルのサステイン信号は、正極性サステイン電圧の半分、正極性サステイン電圧を含むことができる。
このようなサステインドライバーは、サステイン信号を制御するための複数のスイッチング素子を備え、このような複数のスイッチング素子は、ゲートドライバーの制御される。
このようなゲートドライバーは、少なくとも2種類のゲートドライバーを備える。このようなゲートドライバーについては、図5以下を通じて説明する。
また、第1駆動部210は、第1電極Y1〜Ynに放電セル内に壁電荷が均一に形成されるように、リセット期間においてリセット信号を供給することができ、アドレス期間においてスキャン基準電圧、スキャン信号を供給することができる。
第2駆動部220は、プラズマディスプレイパネル200の第2電極Zを駆動する。
ここで、第2駆動部220は、サステインドライバーを備え、このようなサステインドライバーは、サステイン期間においてマルチレベルのサステイン信号を供給することができる。
第3駆動部230は、データ駆動部を備え、データ駆動部は、アドレス期間においてプラズマディスプレイパネル200に形成された第3電極X1〜Xmにデータ信号を供給する。
図3は、図2に示すプラズマディスプレイパネルの構造の一例を説明するための図である。
同図に示すように、プラズマディスプレイパネル200は、画像がディスプレイされる表示面である前面基板301に放電を維持する第1電極302,Y及び第2電極303,Zが形成された前面パネル300と、背面をなす後面基板311上に上述した第1電極302,Yと第2電極303,Zに交差するように複数の第3電極313,Xが配列された後面パネル310とが一定距離を隔てて並列に結合される。
前面パネル300は、1つの放電空間、すなわち放電セルで相互放電させ、放電セルの発光を維持するための第1電極302,Y及び第2電極303,Zが備えられる。このような維持電極は、透明なITO物質で形成された透明電極a及び金属材質で製作されたバス電極bで備えられた第1電極302,Y及び第2電極303,Zが対をなして形成されることができる。第1電極302,Y及び第2電極303,Zは、放電電流を制限し、電極対間を絶縁させる1つ以上の上部誘電体層304により覆われ、上部誘電体層304の上面には、放電条件を容易にするために、酸化マグネシウム(MgO)を蒸着した保護層305が形成されることができる。
後面パネル310は、複数個の放電空間すなわち、放電セルを形成させるためのストライプタイプ(又はウェルタイプ)の隔壁312が並列に配列され得る。また、アドレス放電を行って真空紫外線を発生させる複数の第3電極313,Xが隔壁312に対して並列に配置されることができる。後面パネル310の上側面には、アドレス放電の際の画像表示のための可視光線を放出するR,G,B蛍光体314が塗布される。第3電極313,Xと蛍光体314との間には、第3電極313,Xを保護するための下部誘電体層315が形成されることができる。
この図3では、プラズマディスプレイパネル200の一例のみを示し説明したもので、このような構造に限定されるものではない。
例えば、図3では、上述した維持電極である第1電極302,Y及び第2電極303,Zは、それぞれ透明電極302a,303a及びバス電極302b,303bからなることのみを示しているが、これとは異なり、第1電極302,Yと第2電極303,Zのうちの1つ以上は、バス電極302b,303bのみからなることも可能である。
また、例えば、図面では、上部誘電体層304の厚さを一定に示したが、上部誘電体層304は、領域別に厚さと誘電定数が異なることもあり、隔壁312の間隔を一定に示したが、ホワイトバランスを合せるために、B放電セルの隔壁312の間隔がより広く形成されることもできる。
また、隔壁312の側面が凹凸状になるようにし、塗布される蛍光体層314も凹凸の形状に沿って形成させることにより、プラズマディスプレイパネル200に具現される映像の輝度をより高くすることができる。
また、プラズマディスプレイパネルを製造する工程において、排気特性の向上のために、隔壁312の側面にトンネルが形成されることもできる。
次は、図2において上述したそれぞれの駆動部210,220,230がプラズマディスプレイパネル200の複数の電極を駆動させるための駆動方法の一例を、添付した図4を参照して詳細に説明すれば、次の通りである。
図4は、プラズマディスプレイパネルを駆動する方法の一例を説明するための図である。
同図に示すように、図2において上述したそれぞれの駆動部210,220,230は、リセット期間、アドレス期間及びサステイン期間の間に第1電極Y、第2電極Z及び第3電極Xに駆動信号を供給する。
第1駆動部210は、リセット期間のセットアップ期間では、第1電極Yに示すようなセットアップ信号Set−upを供給することができる。
このようなセットアップ信号Set−upにより前画面の放電セル内には、弱い暗放電(Dark Discharge)が起きる。このセットアップ放電により第2電極Zと第3電極X上には、正極性壁電荷が蓄積され、第1電極Y上には、負極性の壁電荷が蓄積される。
また、第1駆動部210は、セットダウン期間において第1電極Yにセットアップ信号Set−upを供給した後、セットアップ信号Set−upの最高電圧より低い正極性電圧から落ち始めて、グラウンド(GND)レベル電圧以下の特定電圧レベルまで落ちるセットダウン信号Set−downを供給することができる。これにより、放電セル内に微弱な消去放電を起こすことによって、放電セル内に過度に形成された壁電荷を十分に消去させるようになる。このセットダウン放電により、アドレス放電が安定して起きることができる程度の壁電荷が放電セル内に均一に残留する。
この図4では、リセット期間においてセットアップ信号Set−upとセットダウン信号Set−downが全て供給される場合に対してのみ例に挙げたが、これとは異なり、セットアップ信号Set−upとセットダウン信号Set−downのうちの少なくとも1つは、グラウンドレベルの電圧を維持させることもでき、セットアップ信号Set−upがセットアップ期間の間、正極性サステイン電圧と同じレベルの電圧に維持される信号となるようにすることができる。
また、第1駆動部210は、アドレス期間においてスキャン基準電圧Vscを第1電極に供給し、第3駆動部230が供給するデータ信号Vaがアドレス期間中に第3電極に供給される時点に合せることにより、第1駆動部210は、スキャン基準電圧Vscから負極性電圧−Vyまで下降するスキャン信号Scanを第1電極Yに供給できる。
このようなスキャン信号Scanとデータ信号Vaとの電圧差と、リセット期間に生成された壁電圧とが加算され、かつデータ信号Vaが供給される放電セル内にはアドレス放電が発生する。
このようなアドレス放電により選択された放電セル内には、サステイン電圧Vsが印加される際、放電をおこす程度の壁電荷が形成される。これにより、第1電極Yがスキャニングされる。
図4では、第1駆動部210がアドレス期間の間に第1電極Yにスキャン基準電圧Vscを供給することを一例に挙げて説明したが、これとは異なり、スキャン基準電圧Vscの代わりに、スキャンバイアス電圧−Vy+Vscを供給することもできる。
サステイン期間では、第1駆動部110に備えられたサステインドライバーと第2駆動部120に備えられたサステインドライバーは、第1電極Yと第2電極Zとにサステイン信号を交互に供給できる。
ここで、サステイン信号は、同図に示すように、正極性サステイン電圧の半分Vs/2、正極性サステイン電圧Vsのような多様な電圧を含む。
また、第1電極Yと第2電極Zに互いに交互に供給されるサステイン信号は、一部又は全てが重なるように供給されることができる。
このようにサステイン期間の間に供給されるサステイン信号により、アドレス放電により選択された放電セルは、放電セル内の壁電圧とサステイン信号susとが加算されながら、毎サステイン信号susが印加されるごとに、第1電極Yと第2電極Zとの間にサステイン放電すなわち、表示放電がおきるようになる。
このような駆動方法は、一例として説明したものであって、消去期間がさらに追加されることもできる。
図5は、図4に示すサステイン信号を供給するためのサステインドライバー及びゲートドライバーについて説明するための図である。
同図に示すように、サステイン信号を供給するためのサステインドライバー500は、第1スイッチング素子M20,M30,M40,M60、第2スイッチング素子M50,M70、第3スイッチング素子M10,M80と複数個のインダクターL1〜L4、複数個のキャパシタC11〜C14を備える。
このようなサステインドライバー500は、正極性サステイン電圧の半分Vs/2、正極性サステイン電圧Vsを含むマルチ電圧レベルのサステイン信号を供給することができる。
また、図1に示す第1駆動部又は第2駆動部のうち、少なくとも1つに備えられることができる。
このようなサステインドライバー500が動作する方法は、図7及び図8a〜図8hを通じて詳細に説明する。
ここで、第1,2,3スイッチング素子M10〜M80は、ゲート端の電圧がソース端の電圧より5〜15V以上高ければターンオンし、5〜15V以下であればターンオフする。
制御信号を供給して、上述した第1,2,3スイッチング素子M10〜M80を制御するためのゲートドライバーは、第1ゲートドライバー510a,510b,510c,510d、第2ゲートドライバー520a,520b、第3ゲートドライバーら530a,530bを備える。
それぞれの第1ゲートドライバー510a,510b,510c,510dは、それぞれのラインHI又はラインLIを介して供給されたそれぞれの制御信号に応じて、それぞれの第1スイッチング素子M20,M30,M40,M60を制御する。
このような第1ゲートドライバー510a,510b,510c,510dは、駆動電圧源P2,P3,P4,P6、駆動電圧源P2,P3,P4,P6から供給された電圧を充電して駆動電圧を形成する充電キャパシタC2,C3,C4,C6を備え、回路動作の安定性確保のために、ダイオードD2,D3,D5をさらに備えることができる。
このような第1ゲートドライバー510a,510b,510c,510dが第1スイッチング素子M20,M30,M40,M60を制御する方法を、510cを一例に挙げて説明すれば、次の通りである。
第1ゲートドライバー510cの駆動電圧源P3は、15Vの定電圧をダイオードD3を介して充電キャパシタC3に供給し、充電キャパシタC3に充電された15V駆動電圧は、ラインHI又はラインLIを介して供給された制御信号に応じて、ラインHI又はラインLIの上段又は下段のスイッチをターンオンさせて、スイッチング素子M30を制御する。
ここで、仮りに、制御信号に応じてラインHI又はラインLIの上段スイッチがターンオンすれば、スイッチング素子M30のゲート端Gに充電キャパシタC3に充電された15V駆動電圧が供給される。
このようになれば、スイッチング素子M30のゲート端Gとソース端Sとの間の電圧差が15Vとなって、スイッチング素子M30がターンオンする。
そして、仮りに、制御信号に応じてラインHI又はラインLIの下段スイッチがターンオンすれば、スイッチング素子M30のゲート端Gとソース端Sとの間の電圧差が生じなくても、スイッチング素子M30はターンオフする。
このように、それぞれの第1ゲートドライバーは、それぞれの第1スイッチング素子がターンオン又はターンオフするように制御するものである。
それぞれの第2ゲートドライバー520a,520bは、それぞれの第2スイッチング素子M50,M70を制御する。
このような第2ゲートドライバー520a,520bは、駆動電圧源P7,P5から供給された電圧を充電して駆動電圧を形成する充電キャパシタC7,C5、第2スイッチング素子M50,M70が駆動電圧により駆動されるようにするために、駆動電圧を補助する補助電圧を第2ゲートドライバー520a,520bの外部から供給されて充電する補助充電キャパシタC9,C10、補助充電キャパシタC9,C10の両端にそれぞれ直列に接続する抵抗R1,R2,R3,R4を備える。
ここで、ゲートドライバー520aを例に挙げて説明すれば、一方が、補助充電キャパシタC9の一方と第2スイッチング素子M70のゲート端Gとの間に接続し、他方が、サステインドライバー500のキャパシタC12の一方に直列に接続した抵抗R2は、第2スイッチング素子M50がターンオンするように、第2スイッチング素子M50のゲート端Gとソース端Sとに15V駆動電圧が形成されるようにする機能し、補助充電キャパシタC9の他方に一方が接続し、サステインドライバー500のキャパシタC12の他方に他方が接続した抵抗R1は、回路の安定性を確保する機能を果たす。
このように、第2ゲートドライバーに補助電圧を供給することは、充電キャパシタC5,C7に駆動電圧が充電されていても、スイッチング素子M5,M7のソース端が駆動中にフローティングされるため、充電キャパシタC5,C7に充電された駆動電圧のみでは駆動できないためである。
したがって、このように補助電圧を供給することによって、スイッチング素子M5,M7のゲート端とソース端とに電圧差を形成することができることから、安定してスイッチング素子M5,M7を制御することができる。
このような第2ゲートドライバー520a,520bが駆動される方法は、図6aを通じて詳細に説明する。
それぞれの第3ゲートドライバー530a,530bは、それぞれの第3スイッチング素子M10,M80を制御する。
このような第3ゲートドライバー530a,530bは、第1ゲートドライバー510a,510b,510c,510d又は第2ゲートドライバー520a,520bとは異なり、駆動電圧源を含まず、他のゲートドライバーから供給された電圧を充電して第3ゲートドライバー530a,530bの駆動電圧を形成するための充電キャパシタC8,C1と逆電流を遮断するダイオードD7,D1を備える。
ここで、ダイオードD7,D1のカソードは、第3ゲートドライバー530a,530bの充電キャパシタC8,C1と電気的に接続し、ダイオードD7,D1のアノードは、第1ゲートドライバー510a,510bの充電キャパシタC6,C2と電気的に接続する。
このように、第3ゲートドライバーは、別途の駆動電圧源を含まないため、回路がより単純となり、かつ製造費用が低減するという効果がある。
このような第3ゲートドライバーが駆動される方法は、図6bを通じて詳細に説明する。
図5では、第1,2,3ゲートドライバーが全て回路に備えられたことを一例として説明したが、第3ゲートドライバーの代わりに、第2ゲートドライバーを用いて第1,2ゲートドライバーのみを使用することもでき、第1,3ゲートドライバーのみを使用することもできる。
このように、第2ゲートドライバー520a,520bと第3ゲートドライバー530a,530bにフローティング電圧源を使用しないことにより、駆動回路の面積と体積を低減することができ、フローティング電圧源を物理的に具現するための高価の素子を使用しないことから、製造費用を低減できるという効果がある。
さらに詳細に説明すれば、マルチレベルのサステイン信号を供給するサステインドライバーのスイッチング素子を制御するためには、ゲートドライバーの全ての回路を第1ゲートドライバーのみで構成することができない。
これは、第1ゲートドライバーのみで構成するためには、必ずゲートドライバーの駆動電圧源が接地と接続しなければならず、サステインドライバーの全てのスイッチング素子のソース端が駆動中に必ずグラウンドレベルの電圧(GND)を有する期間が必要となるが、このようなマルチレベルのサステイン信号を供給するサステインドライバーでは、M10,M50,M70,M80のように、上記の要件を満たさないスイッチング素子が必ず備えられるためである。
したがって、このようなマルチレベルのサステイン信号を供給するサステインドライバーは、M10,M50,M70,M80のようなスイッチング素子を制御するためには、必ずフローティング電圧源を必要とする。
しかしながら、フローティング電圧源を物理的に具現するためには、相対的に大きい体積と大きい面積を使用する素子が必須に要求され、回路の構成もより複雑となって、製造費用が上昇する。
しかしながら、同図に示すように、第2ゲートドライバーと第3ゲートドライバーのように回路を構成すれば、回路の体積と面積を低減することができ、回路の構成もフローティング電圧源を使用したゲートドライバーより単純となるという効果がある。
したがって、プラズマディスプレイ装置の製造費用も低減するという効果がある。
図6aは、図5に示す第2ゲートドライバーが動作される方法を説明するための図である。
同図に示すように、図5において上述したそれぞれの第2ゲートドライバー520a,520bは、サステインドライバー500のキャパシタC12,C14と接続して、補助電圧を第2ゲートドライバー520a,520bの外部のサステインドライバー500のキャパシタC12,C14から供給される。
さらに詳細に説明すれば、補助電圧は、サステインドライバー500のキャパシタC12,C14から電圧を供給されて、第2スイッチング素子M50,M70のゲート端Gに直列に接続した補助充電キャパシタC9,C10に充電されて形成されることができる。
このような第2ゲートドライバー520a,520bの駆動方法は、次の通りである。
まず、スイッチング素子M70を制御するゲートドライバー520aは、15V駆動電圧源、充電キャパシタC7、補助充電キャパシタC9、抵抗R1,R2を備える。
ここで、15V駆動電圧は、P7(+),D6,C7,P7(−)につながる電流パス(図示せず)によって、15V駆動電圧源P7からダイオードD6を介して充電キャパシタC7に充電される。
補助電圧は、同図に示すようなC12(+),R2,C9,R1,C12(−)につながる第1電流パスを介してC12からC9に充電される。
ここで、C12に充電された両端の電圧をV1とすれば、C9に電圧V1がそのまま充電される。
以後、ゲートドライバー520aのラインHIを介してスイッチング素子M70をターンオンさせる制御信号が供給されれば、HI上段のスイッチがターンオンする。
HI上段のスイッチがターンオンすれば、R1とC9との間のノードの電圧は15Vとなり、C9はV1電圧がそのまま維持されるため、C9とR2との間のノード電圧はV1+15Vとなる。そして、C12(−)端の電圧は、グラウンドと接続しているため、C12(+)端の電圧はV1となる。したがって、R2とC12(+)との間のノードの電圧はV1となる。
したがって、R2の両端には、15Vの電圧差が発生し、スイッチング素子M70のゲート端Gとソース端Sとの電圧差は、R2の両端の電圧差と同一であるから、スイッチング素子M70がターンオンする。
次に、スイッチング素子M50を制御するゲートドライバー520bは、15V駆動電圧源P5,充電キャパシタC5、補助充電キャパシタC10、抵抗R3,R4を備える。
ここで、15V駆動電圧は、スイッチング素子M40がターンオンすれば、P5(+)、D4,C5,M40,P5(−)につながる電流パス(図示せず)が形成されて15V駆動電圧源P5からC5充電キャパシタに充電される。
補助電圧は、同図に示すように、C14(+),R4,C10,R3,C14(−)につながる第2電流パスを介して、C14からC10に充電される。
このような15V駆動電圧と補助電圧とがゲートドライバー520bに形成された後、ゲートドライバー520bに制御信号が供給されれば、スイッチング素子M50がターンオンする。
ここで、ゲートドライバー520bによりスイッチング素子M50がターンオンする方法は、520aによりスイッチング素子M70がターンオンする方法と同一である。
図6bは、図5に示す第3ゲートドライバーが動作する方法を説明するための図である。
同図に示すように、第3ゲートドライバー530a,530bは、第3スイッチング素子M10,M80を駆動する駆動電圧を他のゲートドライバーから供給される。
例えば、第3ゲートドライバー530a,530bは、第3ゲートドライバー530a,530bの駆動電圧を第1ゲートドライバー510a,510bから供給されることができる。
このような第3ゲートドライバー530a,530bの駆動方法は、次の通りである。
まず、スイッチング素子M80を制御するゲートドライバー530aは、充電キャパシタC8、ダイオードD7を備える。
ここで、ダイオードD7のカソードは、ゲートドライバー530aの充電キャパシタC8と電気的に接続し、ダイオードD7のアノードは、ゲートドライバー510aの充電キャパシタC6と電気的に接続する。
まず、ゲートドライバー510aが制御するスイッチング素子M60がターンオンすれば、C6(+),D7,C8,L2,D9,M60,C6(−)につながる第1電流パスにより、C6に充電されていた15V駆動電圧がC8に充電される。
このようにゲートドライバー530aに15V駆動電圧が形成された以後、ゲートドライバー530aにラインHIにスイッチング素子M50がターンオンするように制御信号が供給されれば、スイッチング素子M50はターンオンする。
ゲートドライバー530aに15V駆動電圧が形成される場合と同じ方式により、ゲートドライバー530bも、図示の第2電流パスに沿って充電キャパシタC2から充電キャパシタC1に電圧が充電されて駆動電圧が形成され、ゲートドライバー530bのラインHIに供給される制御信号に応じて、スイッチング素子M10はターンオンする。
このように第3ゲートドライバーのように、駆動電圧源を別途に具備せず、他のゲートドライバーから駆動電圧を供給されて利用すれば、第3ゲートドライバーを駆動するための別途の駆動電圧源を使用しなくてもよいから、製造費用を低減するという効果がある。
次に、図7は、図5に示すサステインドライバーのスイッチングタイミング図及び出力されるサステイン信号を示す図である。
図8a〜図8hは、図7に示すスイッチングタイミングに応じてサステインドライバーが駆動する方法を説明するための図である。
図7に示すように、図5に示すサステインドライバー500は、正極性サステイン電圧の半分、正極性サステイン電圧を含むサステイン信号を供給する。
このように、サステイン信号がグラウンドレベルから正極性サステイン電圧まで上昇するとき、サステイン信号が一度に上昇せず、このように2段階で上昇させることにより、サステインドライバー500に備えられるスイッチング素子の耐電圧特性を低くすることができることから、製造費用が低減するという効果がある。
このようなサステインドライバー500の駆動方法は、次の通りである。
まず、図示のように、サステインドライバー500のキャパシタC11及びC12には、Vs/2の電圧が充電されており、キャパシタC13及びC14には、Vs/4の電圧が充電されていると仮定する。そして、ここで電圧Vsは、サステイン信号の正極性サステイン電圧と同じ電圧を意味する。
まず、図7のt1期間においてスイッチング素子M30,M40がターンオンすれば、図8aのように、GND,M40,M30,Voutにつながる電流パスが形成され、サステイン信号のグラウンドレベルの電圧がVoutを介して電極に供給される。
次に、図7のt2期間においてスイッチング素子M40,M60がターンオンすれば、図8bのように、GND,M40,C14,M60,L4,Voutにつながる電流パスが形成されて、サステイン信号のグラウンドレベルの電圧がインダクターL4とパネルとの間の共振により、正極性サステイン電圧の半分Vs/2まで上昇する。
次に、図7のt3期間において、スイッチング素子M20,M40がターンオンすれば、図8cのように、GND,M40,C14,C13,M20,Voutにつながる電流パスが形成され、サステイン信号は、正極性サステイン電圧の半分Vs/2を所定の時間の間に維持する。ここで、所定の時間は、プラズマディスプレイパネルの内部放電セルの壁電荷状態により変わることができ、スイッチング素子M20,M40がターンオンした時間により調節される。
次に、図7のt4期間においてスイッチング素子M80,M20がターンオンすれば、図8dのように、GND,M80,L2,D9,C13,M20,Voutにつながる電流パスが形成され、サステイン信号は、正極性サステイン電圧の半分Vs/2から正極性サステイン電圧Vsまで上昇する。これは、キャパシタC12の電圧Vs/2から、インダクターL2とキャパシタC13との間に共振により、Vs/2分の電圧値が上昇するためである。
次に、図7のt5期間においてスイッチング素子M10,M20がターンオンすれば、図8eのように、GND,C11,C12,M10,M20,Voutにつながる電流パスが形成され、サステイン信号は、正極性サステイン電圧Vsを維持し、放電セル内では、正極性サステイン電圧Vsによりサステイン放電が発生する。
次に、図7のt6期間においてスイッチング素子M70,M20がターンオンすれば、図8fのように、Vout,M20,C13,D8,M70,C12,GNDにつながる電流パスが形成され、サステイン信号は、正極性サステイン電圧Vsから正極性サステイン電圧の半分Vs/2まで下降する。これは、正極性サステイン電圧から、インダクターL1とキャパシタC13との間の共振により、電圧値がVs/2分下降するためである。
次に、図7のt7期間においてスイッチング素子M20,M40がターンオンすれば、図8gのように、Vout,M20,C13,C14,M40,GNDにつながる電流パスが形成され、サステイン信号は、キャパシタC13の電圧とキャパシタC14の電圧値により、正極性サステイン電圧の半分Vs/2を維持する。
次に、図7のt8期間においてスイッチング素子M40,M50がターンオンすれば、図8hのように、Vout,D10,L3,M50,C14,M40,GNDにつながる電流パスが形成され、サステイン信号は、サステイン電圧の半分から、インダクターL3とパネルとの間の共振により、グラウンドレベルの電圧まで下降する。
このように、サステイン信号がグラウンドレベルの電圧から正極性サステイン電圧まで一度に上昇せず、図7及び図8a〜図8hのように、グラウンドレベルの電圧から正極性サステイン電圧の半分まで上昇し、再び正極性サステイン電圧の半分から正極性サステイン電圧まで上昇させれば、低い耐電圧特性のスイッチング素子をサステインドライバーに使用することができることから、製造費用を低減することができる。
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
Claims (20)
- 電極を備えるプラズマディスプレイパネルと、
前記電極にサステイン信号を供給し、前記サステイン信号を供給するための第1,2スイッチング素子を備えるサステインドライバーと、
前記第1,2スイッチング素子それぞれを駆動するための第1,2ゲートドライバーと
を備え、
前記第1ゲートドライバーは、前記第1スイッチング素子を駆動する駆動電圧を前記第1ゲートドライバーの駆動電圧源から供給され、
前記第2ゲートドライバーが、前記第2スイッチング素子を駆動する駆動電圧を供給する駆動電圧源を備え、
前記第2スイッチング素子が前記駆動電圧により駆動されるように前記駆動電圧を補助する補助電圧を前記第2ゲートドライバーの外部から供給されることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。 - 前記第2ゲートドライバーは、前記補助電圧を前記サステインドライバーのキャパシタから供給されることを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記補助電圧は、前記サステインドライバーのキャパシタから電圧を供給されて、前記第2スイッチング素子のゲート端に直列に接続した補助充電キャパシタに充電されて形成されることを特徴とする請求項2に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記補助充電キャパシタの両端には、それぞれの抵抗が直列に接続し、前記それぞれの抵抗が、前記サステインドライバーのキャパシタと直列に接続することを特徴とする請求項3に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記サステインドライバーは、前記電極に第1電圧から第2電圧まで共振により上昇し、前記第2電圧から第3電圧まで共振により上昇する信号を供給することを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記サステインドライバーは、
前記電極に前記第1電圧から前記第2電圧まで共振により上昇した以後、前記第2電圧を所定の期間の間に維持するサステイン信号を供給することを特徴とする請求項5に記載のプラズマディスプレイ装置。 - 前記第1電圧は、実質的にグラウンドレベルの電圧(GND)であることを特徴とする請求項5に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記第3電圧は、実質的にサステイン電圧であることを特徴とする請求項5に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記第2電圧は、実質的にサステイン電圧の半分であることを特徴とする請求項5に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記電極は、サステイン電極又はスキャン電極のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 電極を備えるプラズマディスプレイパネルと、
前記電極にサステイン信号を供給し、前記サステイン信号を供給するための第1,2,3スイッチング素子を備えるサステインドライバーと、
前記第1,2,3スイッチング素子それぞれを駆動するための第1,2,3ゲートドライバーと
を備え、
前記第1ゲートドライバーは、前記第1スイッチング素子を駆動する駆動電圧を前記第1ゲートドライバーの駆動電圧源から供給され、
前記第2ゲートドライバーは、前記第2スイッチング素子を駆動する駆動電圧を供給する駆動電圧源を備え、前記第2スイッチング素子が前記駆動電圧により駆動されるように、前記駆動電圧を補助する補助電圧を前記第2ゲートドライバーの外部から供給され、
前記第3ゲートドライバーは、前記第3スイッチング素子を駆動する駆動電圧を他のゲートドライバーから供給されることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。 - 前記第2ゲートドライバーは、前記補助電圧を前記サステインドライバーのキャパシタから供給されることを特徴とする請求項11に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記補助電圧は、前記サステインドライバーのキャパシタから電圧を供給されて、前記第2スイッチング素子のゲート端に直列に接続した補助充電キャパシタに充電されて形成されることを特徴とする請求項12に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記補助充電キャパシタの両端には、それぞれの抵抗が直列に接続し、前記それぞれの抵抗は、前記サステインドライバーのキャパシタと直列に接続することを特徴とする請求項13に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記第3ゲートドライバーは、前記第3ゲートドライバーの駆動電圧を前記第1ゲートドライバーから供給されることを特徴とする請求項11に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記駆動電圧は、前記第1スイッチング素子がターンオンする間、前記第1ゲートドライバーから前記第3ゲートドライバーに供給されることを特徴とする請求項15に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記駆動電圧は、前記第1ゲートドライバーの充電キャパシタから電圧を供給されて、前記第3ゲートドライバーに備えられた充電キャパシタに充電されて形成されることを特徴とする請求項16に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記第3ゲートドライバーの充電キャパシタと前記第1ゲートドライバーの充電キャパシタとの間には、ダイオードがさらに備えられることを特徴とする請求項17に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記ダイオードのカソードは、前記第3ゲートドライバーの充電キャパシタと電気的に接続し、前記ダイオードのアノードが、前記第1ゲートドライバーの充電キャパシタと電気的に接続することを特徴とする請求項18に記載のプラズマディスプレイ装置。
- 前記サステインドライバーは、前記電極にグラウンドレベルの電圧からサステイン電圧の半分の電圧まで共振により上昇し、
前記サステイン電圧の半分の電圧からサステイン電圧まで共振により上昇する信号を供給することを特徴とする請求項11に記載のプラズマディスプレイ装置。
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