JPH07104658B2 - プラズマ表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、近年急速に重要度を増している薄型ディスプ
レイの駆動方法に関する。さらに具体的には、Ｘ−Ｙド
ットマトリックス型AC−リフレッシュプラズマディスプ
レイ装置の大表示容量化、低消費電力化を実現するため
の新駆動方法に関する。

〔従来の技術〕

プラズマディスプレイは、希ガスの放電現象を利用した
表示装置であり、近年の薄型，軽量の事務用，工業用デ
ィスプレイへの強いニーズから、大容量表示装置の開発
・商品化が競われている。プラズマディスプレイ（PD
P）は、直流放電を利用したDC型と、交流電圧を印加す
るAC型とに大別される。AC型のうち、表示情報をパネル
内部の壁電荷として記憶しこれを表示するタイプはメモ
リタイプ、外部メモリに貯えられた情報を繰り返えし読
み出して表示するものはリフレッシュタイプと呼ばれ、
それぞれに特長を有している。

本発明が対象とするAC−リフレッシュ型PDPは、パネル
構造が簡単で、視認性が良く、信頼性，寿命に優れると
いう利点がある。AC−リフレッシュ型PDPの発光輝度
は、放電セルの発光回数、すなわち、同セルに加えられ
る交流パルス電圧の数によって決まる。リフレッシュ型
でＸ−Ｙドットマトリックス表示パネルを構成する場
合、駆動回路は第５図に示すような線順次走査方式とな
る。走査回路21によって、順次、一走査電極（行電極y₁
…y_n）が選択され、選択されている期間、所要の高電圧
パルス列が印加される。それと同時に、列電極（x₁…
x_m）側からは、被選択電極に対応する画像データ信号入
力回路22からのデータ信号に従って逆位相の高電圧パル
ス列が入力され、両電極の交点にあるセルが印加パルス
数に比例して発光する。ところで大表示容量PDPでは、
走査電極数は最低でも400本は必要になる。このように
大きなPDPで充分な表示輝度を得るためには、パネル駆
動周波数を走査電極数に合わせて高くする必要がある。
実際、充分な表示輝度を得るのに表示セルに2000回／秒
の交流パルスを加える必要があるとすれば400本の走査
電極数のパネルに必要な駆動周波数は、2000×400＝800
〔kHz〕となる。ガス放電に必要な電圧は通常120〜150V
（片側）であるから、大容量AC−PDPの駆動には、高周
波，高電圧が必要であり、従来駆動回路の高周波化と、
消費電力の低減が大きな課題であった。これに対し、19
85年エス・アイ・ディー〔SID（Society for Informati
on Display）〕のテクニカルダイジェストに掲載された
論文「AC−リフレッシュプラズマディスプレイ」（“AC
Refresh Plasma Display"）（セッション番号19.1,p.3
51）では、従来の高電圧バイポーラ駆動回路に代わり、
高電圧CMOS集積回路で高速化をはかり、アンバランス電
源電圧と位相選択方式により低消費電力化をはかった新
表示装置が報告されている。すなわち、新駆動方式で
は、第２図に示すように放電セルの発光開始に必要なパ
ルス電圧のうち、単方向放電などの誤動作を生じない限
度一ぱいの電圧分を負荷容量の少ない走査電極側から印
加し、残りの必要電圧を、一度に駆動すべき電極数が多
く、したがって合計の負荷容量の大きいデータ電極側か
ら供給するようにしたアンバランス電源電圧方式により
大巾な低消費電力化を実現している。又、放電発光させ
ない状態では、走査電極側パルスとデータ電極側パルス
を同位相として、その差分を小さくしておき、放電発光
させたい時には、データ電極側パルスの位相を走査電極
側パルスと逆位相とすることにより、発光時の交流駆動
電圧をより大きくし、高効率の駆動を実現している。す
なわち、この位相選択方式によりデータ電極側パルス電
圧のいっそうの引下げと駆動電圧マージンの拡大が達成
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、近年の急速な情報社会化の進展により、電池
で使えるほど低消費電力な表示装置や、より一層大容量
化した表示装置へのニーズが強まっている。電池駆動の
ためには、せいぜい数Ｗで動作する必要がある。一方、
大容量化については、1000本,2000本といった多走査電
極を有する大容量表示パネルの実現が要請されている。
たとえば、400×640ドット表示パネルの電極数を、それ
ぞれ２倍の800×1280ドットにしようとすれば、表示ド
ット数は４倍になる。高速CMOS駆動回路により、走査は
充分可能としても同パネルの消費電力は駆動周波数，負
荷容量，双方の増加により４倍以上に増大する。一行ご
とに駆動される走査電極側では、電極数が２倍，各電極
の負荷容量が２倍となるから、合計で駆動回路への負担
は４倍である。ところがデータ電極側では、まず周波数
が２倍，電極数が２倍，各電極ごとの負荷容量が２倍に
なり、駆動回路への負担は合計で８倍にもなる。もとも
と、AC−リフレッシュPDPでは同時駆動されるデータ側
の駆動電力の方が走査側に対してはるかに大きいため、
先の例のように表示容量を４倍に拡大した時のPDP全体
の消費電力の増大は４倍でなく、むしろ８倍に近くなる
わけである。

本発明の目的はプラズマガス放電の原理に基づいた新デ
ータ電極駆動法により、データ電極側における駆動消費
電力を大巾に削減し、もって低消費電力で大表示容量な
PDPを実現せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、走査電極側からは線順次に高電圧パル
ス列を、データ電極側からは、非発光時には前記高電圧
パルス列と同位相の低電圧パルス列を、発光時には前記
高電圧パルス列と逆位相の低電圧パルス列を印加せし
め、任意の電極交点を選択的に放電発光させて情報表示
を行なう位相選択方式AC−リフレッシュプラズマ表示装
置の駆動方法において、走査電極側高電圧パルスと、デ
ータ電極側低電圧パルスの合計電圧値をガス放電保持電
圧以上かつ、ガス放電開始電圧以下となし、逆位相低電
圧パルス列印加の初期に走査電極側高電圧パルスとデー
タ電極側低電圧パルスとの合計電圧値がかつ、大電開始
電圧よりも充分大きくなるような大きさのデータ電極側
低電圧パルスを少なくとも１個以上、データ電極側から
印加することを特徴とするプラズマ表示装置の駆動方法
が得られる。

［原理・作用〕 AC−リフレッシュPDPの駆動電圧パルスと放電発光現象
との関係を詳細に検討したところ、以下のような事実が
わかった。すなわち、前述の文献に記載の改良されたPD
P駆動方法では、選択された放電セルに対し、走査電極
側からは、走査電極側パルスとデータ電極側パルスとの
電圧差が片側駆動による誤動作を起さない限度いっぱい
に限定された、該走査電極側パルスを印加し、データ電
極側からは、あらかじめ放電開始に必要として設定され
た電圧を有するデータ電極側パルスを逆位相にして印加
する。選択されたセルでは、互に逆位相の両印加電圧が
重畳され、その和が放電開始電圧を越えるので放電発光
が生ずる。たとえば実用化されている本方式によるプラ
ズマ表示装置では代表的な値として、走査電極側電圧と
して、180V,データ電極側電圧として30Vを使用してい
る。この場合、走査されている非選択セルには、180−3
0＝150〔Ｖ〕のパルスが印加される。一方、選択セルに
は180Vと、30Vの逆位相のパルスが印加され、合計電圧
は180＋30＝210〔Ｖ〕となる。このような表示装置の消
費電力をさらに下げるには負荷容量の大きいデータ電極
側への印加電圧をさらに下げることがもっとも有効であ
る。しかしデータ電極側電圧を30V以下にすることは、
大容量パネルでの放電開始電圧のバラつきがあるため、
きわめて困難である。一方、既に放電しているセルへの
合計印加電圧を徐々に低下させていっても、放電はかな
り低い電圧のところまで継続的に行なわれる。この一度
点灯したセルが放電を維持できる最低の電圧を、一般に
は放電維持（又は保持）電圧と称している。たとえば、
実験に用いた表示パネルの放電維持電圧は約180Vであっ
た。この電圧以下では放電が一部のセルで停止しはじめ
た。これは、一度放電が開始されると、その放電セル内
にいわゆる壁電荷が成長し、それが次回のリフレッシュ
駆動の時まで影響を及ぼし、次回の放電開始に必要な電
圧が低下するためと考えられる。すなわち、大容量表示
パネル全面をむらなく発光開始させるには、セルへの合
計印加電圧として、210V程度が必要であるが、一度点灯
した放電セルの放電を維持するには、180V程度あればよ
いことがわかった。そこで、本発明では、放電セルに選
択された期間、駆動電圧パルス列を印加するに際し、そ
の初期に新たに放電を開始させるのに必要充分な高いデ
ータ側電圧パルスを印加し、その後、データ側電圧パル
スを継続放電が維持できる電圧までの範囲内で、できる
だけ小さくすることとした。このようにすることにより
いずれの放電セルでも選択されれば確実に発光が開始さ
れる。一方、たとえば、選択期間の90％以上の期間中、
より低いデータ側電圧パルスを印加することにより、ほ
ぼデータ側電源電圧の二乗に比例してデータ側駆動電力
を減ずることができる。データ側駆動電力が装置の消費
電力に占める割合は非常に大きいため、本駆動方法を採
用すれば表示装置全体の消費電力の大巾な削減が可能に
なる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図によって説明する。第１図
は、本発明の駆動方法を行なうための１実施例における
走査側、データ側それぞれの電圧パルス入力の波形を示
したものである。本発明を適用するPDPは駆動電圧パル
スを変える他は基本的に前述の論文に記載されたもので
よい。本実施例では選択された走査電極にたとえば1MH
z,V_SC＝170Vの走査側パルスSPを加える。一方、データ
側パルスDPとして非発光時には、走査側パルスSPと同位
相で の低電圧パルス列を印加し、発光時の初期には走査パル
スSPと逆位相の放電を開始させるための比較的高い起動
パルスV_H1（たとえば60V）を入力する。本実施例の図で
は二個の起動パルスが描かれている。この起動パルス数
は、パネル自身の特性や印加電圧値に依存し、具体的に
は一個から数個が適当である。要するに、この起動パル
スに要求されることは、放電開始に必要なだけの電圧値
とパルス巾、放電がコンスタントに継続するのに必要な
だけの壁電荷を作りだすための繰り返えし回数である。
さて次に、データ側電圧を まで引下げる。以後、一走査期間中、選択放電セルの走
査電極側にはV_SC＝170V,データ電極側には 繰り返えし周波数1MHzの駆動パルスが入力され発光が行
なわれる。このようにして、一画面分の電極走査が終れ
ば、又順次、同じ選択走査を繰り返し、情報の表示を行
なう。

本発明の実施例では継続放電のためのデータ側電圧を10
Vのレベルまで大巾に低下させることができた。これ
は、毎回の走査開始時（60〜70回/sec）に高い電圧パル
スによって確実に放電が開始され、その都度低電圧でも
放電継続が必要な壁電荷が形成されるためである。とこ
ろで、交流駆動パルス電圧の和 を小さくすると発光輝度が若干低下するが、わずかに駆
動周波数を上げて容易に補なうことが可能である。結
局、データ側駆動電圧は本方式の採用により、従来の30
Vから10Vに低下できたので、（10/30）^２＝1/9から継続
放電時の消費電力は九分の一ですむことになった。起動
パルスのための電力、輝度を維持するための高周波化電
力を勘定に入れても、データ側消費電力は従来の四分の
一から五分の一に低下した。従って、本発明の駆動方法
によれば、縦横２倍、表示面積４倍の大容量PDPを構成
しても、全体の消費電力は従来のパネルの２倍程度にし
か増大しない。

第３図は、このような駆動波形を実現するための高電圧
CMOSデータ電極駆動回路の出力部の一例である。負荷ト
ランジスタ２と、駆動トランジスタ５からなるインバー
タで、従来と同様の位相選択駆動が実現できる。一方、
負荷トランジスタ１により、通常のデータ電極側パルス
に重畳させる高電圧パルスを発生させることができる。
これらのトランジスタのオン，オフやタイミングの制御
は、それらに加えるゲート入力信号を通じて行なうこと
ができる。第４図は、このような駆動回路をデータ側に
用いた表示装置の構成図の一例である。

ところで、第１図の実施例では、駆動パルスの周波数を
すべて一定としたが、もちろん本発明を実現する上で異
なったパルス巾を用いてもよい。特に、発光開始のため
の起動パルスはある程度の巾をもたせた方が、充分な壁
電荷をつくる上で、有利である。たとえば発光輝度を確
保するために放電維持時は1MHzの繰りかえしとし、起動
パルスの周波数を500KHz（パルス巾１μｍ）とした場
合、発光開始が容易に行なわれた。すなわち、均質に全
表示セルを発光させるのに必要な起動パルスの波高値を
60Vから40Vに下げることができた。

〔発明の効果〕

本発明の駆動方法によれば低い電圧でドットマトリック
スPDPを均一にむらなく放電開始、継続させることがで
き、データ側消費電力の大巾削減が実現できる。

たとえば、本発明の実施例によれば、PDPの駆動に必要
な総消費電力が従来の1/3程度の数Ｗに低下した。この
ことは、電池駆動のポータブル表示端末として、PDPが
使用可能であることを意味し、PDPの利用分野が大巾拡
大されることになる。一方、従来パネルの四倍の面積の
大表示容量PDPを構成しても、本発明の駆動法を採用す
れば、消費電力は高々二倍程度に収まるので大表示容量
パネルの普及、活用に本発明は極めて貢献するところが
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の駆動方法の実施例における駆動パル
スの波形図、第２図は従来の駆動方法における駆動パル
ス波形図、第３図は、本発明にかかる駆動パルス波形を
創出するための駆動パルス回路出力部の回路図、第４図
は、やはり実際の表示パネルを駆動するための回路構成
を示す回路ブロックのブロック図、第５図はACリフレッ
シュ形プラズマ表示装置の構成を示すための図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走査電極側からは線順次に高電圧パルス列
   を、データ電極側からは、非発光時には前記高電圧パル
   ス列と同位相の低電圧パルス列を、発光時には前記高電
   圧パルス列と逆位相の低電圧パルス列を印加せしめ、任
   意の電極交点を選択的に放電発光させて情報表示を行な
   う位相選択方式ACリフレッシュプラズマ表示装置の駆動
   方法において、走査電極側高電圧パルスとデータ電極側
   低電圧パルスの合計電圧値をガス放電保持電圧以上か
   つ、ガス放電開始電圧以下となし、逆位相低電圧パルス
   列印加の初期に走査電極側高電圧パルスとデータ電極側
   低電圧パルスとの合計電圧値がガス放電開始電圧よりも
   充分大きくなるような大きさのデータ電極側低電圧パル
   スを少なくとも１個、データ電極側から印加することを
   特徴とするプラズマ表示装置の駆動方法。