JPS6095595A - Ｍｏｓトランジスタ駆動ａｃプラズマデイスプレイ装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、Ａ、Ｃ（交流）型プラズマディスグレイ装置
の高輝度・低消費電力駆動法に関するものである。

ＡＣ型プラズマディスプレイ装置では、誘電体層で被覆
された電極が放電ガス空間を介して対向して配置されて
おり、たとえば、外部よシ両電極間に高電圧パルスを繰
り返えし印加することにより、該電極交叉部を繰シ返え
し放電発光させて表示が行なわれる。（表示上ルの輝度
は、その放電発光の回数に比例して定まる）。第１図は
、行および列電極が網目状に配列されたマ）ＩＪソック
ス極構造のプラズマディスグレイ装置を図解したもので
ある。この種の装置は最近薄型の利点を生かして、文字
表示やグラフィック表示用に大いに活用され”Ｃいる。

本装置を動作させるには、たとえば同図において、行電
極）’ｌ　ｈ　Ｙｘ　＋　Ｙｓ　・・・の一本にＶ　＝
＋１５０Ｖの駆動電圧パルスを繰シ返えし入力Ｃ し、同時に列電極Ｘ１　＋　Ｘ２　＋　Ｘ＠・・・側か
らは画像信号に応じて選択的に、行電極とは位相の異な
るＶＤＡ＝＋１５０Ｖの駆動電圧パルスを繰り返えし入
力し、その交点を発光せしめる。通常、行電極、列電極
側とも、発光に必要な全駆動電圧の１／２の（Ｖ、。

＋ＶＤＡ　）　／　２の同一高電圧電源を用いるので、
この駆動法は、一般に、バランス形駆動法と称される。

この場合、ｙ側行電極からは、何んら画像情報は入力さ
れないが、同電極は一行ずつ一定期間選択され、駆動電
圧パルスが入力される毛髪がある。

全行電極が走査され、一画面分の表示が終了すると、同
様の駆動が再びｙＩ　行電極に戻って繰シ返えされる。

この画面の繰り返えし表示は人間の眼がちらつきを知覚
できない程度以上に鉛い周期で行なわれ、通常６０回／
秒程度である。

さて、ＯＡ端末用表示装置等に、本プラズマディスプレ
イ装［６１を活用しようとすると多数の文字や図形を、
一度に表示することが望ましく、それを実現するために
は、より多くの行電極、列＋に極を有する大面積表示パ
ネルが必要となる。ところで、ＡＣ型プラズマディスプ
レイの表示セルあたりの発光輝度は、そのセルが単位時
間あたり何回高電圧パルスが印加され発光するかの発光
回数に通常正比例′する。従って、従来と同じｆ４に、
で、よシ多くの画像情報を表示しようとすると駆動周波
数（駆動パルス数）をより高くする必要がある。

すなわち、表示行数を、倍にすれば、駆動周波数を倍に
する必要がある。一方、列電極が長くなり列電極から見
た表示セル数が増えるから、列電極一本当りの負荷容量
は増大する。ここで、表示容量の倍増に対する消費電力
は、駆動周波数が倍増１−たのみでなく、列電極当りの
負荷容量も増加しているから、倍以上になってしまう。

このように、従来ＡＣＣダグ２ズマデイスプレイ装置大
画面化しようとすると、その消費電力は・面積比以上に
増大する。しかし、プラズマディスプレイ装置が広く使
われるためには、大画面でもこれまで以上の低消費電力
化が９８％されておシ、上記のよう表欠点は、Ａ、Ｃ型
プラズマディスプレイ装置の発展にとって正に致命的で
あった。さらに、従来プラズマディスプレイ装置駆動用
高電圧パルス発生回路には、主にバイポーラのＰＮＰお
よびＮＰＮ）ランジスタからなる相補型インバータが用
いられているが、高耐圧バイポーラトランジスタは、動
作速度がキャリヤの蓄積効果のため充分速くなく、４０
０〜５００　ＫＴＩｚ以上の高周波駆動は困難であると
か、負性抵抗現象を起して、二次破壊に至りやすいとい
う駆動回路−ヒの問題もあった。

本発明の目的は、これらの欠点を解決し、大面積のＡＣ
型プラズマディスプレイ装置を、充分な発光輝度を確保
したまま、低消費電力駆動を実現するＭＯＳ）ランジス
タ駆動Ａ、Ｃプラズマディスプレイ装置の駆動方法を提
供することＫある。

本発明によれば、ＭＯＳトランジスタ回路により発生さ
せた位相の異なる高パルス電圧を、走査側電極およびデ
ータ側電極に選択的に入力・印加して画情報の放電表示
を行なうＭＯＳ　）ランジスタ駆動ＡＣプラズマディス
プレイ装置の駆動方法において、放電発光に必要な全駆
動パルス電圧のうち、少なくともＶ３以上を走査電極側
から、多くとも１／１以下をｆ−タを極ｌ１１１１□か
ら印加するようにしたことを特徴とするＭＯＳ）ランジ
スタ駆動ＡＣプラズブディスプレイ装置の駆動方法が得
ら５− れる。

前記本発明によれば充分な発光輝度を確保したｔま、消
費電力を従来の１／、〜１／６以下に低下させることが
でき、ＡＣ型プラズマディスプレイ装置の有用性を飛躍
に増大させることができる。

以下、本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。

本発明の実施対象となるＡＣ型プラズマディスグレイ装
置は、たとえば８ｇ２図に示すような高速高電圧パルス
を発生するだめのＭＯＳ）ランジスタ回路を基本回路と
する高電圧パルス発生回路を備えている。本基本回路は
、発明者らが既に提案しているもので、５〜ＩＯＶの低
電圧パルス入力信号によって、プラズマディスプレイの
駆動に必要な高速の矩形波高電圧パルスを発生すること
ができる。発明者らは、このような、ＭＯＳ）ランジス
タパルス発生回路をマトリックス型プラズマディスプレ
イ装置の行１１１極側（又は走査電極側）、列電極＠（
又はデータ電極ＩＩＩ）の双方の高電圧パルス発生に用
い放電表示セルの放電開始電圧を調６− べたところ、第４図に示すような従来のバイポーラ回路
とは著しく異なる結果を見い出した。すなわち、第４図
は、行および列電極側からパルスに加えるパルス電圧ｖ
ｓｃおよび”ＤＡの合計電圧を、横軸に、その時の、相
対発光輝度を縦軸にプロットしたものである。図かられ
かるように、行・列ともバイポーラ回路によって発生さ
れたパルスを加えた場合に比べ、ＭＯ８回路の場合には
、発光開始電圧合計が７０〜８０■低下している。はぼ
同じ発光輝度が得られる条件で、比較すると、本実験例
の場合、バイポーラ回路で、２８０　Ｖ必要なのに対し
、ＭＯ８回路では２００Ｖでよいことになる。

すなわち、ＶＳＣ−Ｖｌ）Ａ＝１４０Ｖの電源電圧のバ
イポーラ回路で駆動するのとＶｓｃ−Ｖ’ＤＡ＝１００
Ｖ　ノ［源電圧のＭＯ８回路で駆動するとでちょうど同
じ発光輝度が得られる。プラズマディスプレイパネルは
線形な容量性負りｔなので駆動′直圧が１／１４に低下
すると駆動に要する消費電力は、（１／１．４　）′ｌ
キ１／／２と著しく低下し、プラズマディスプレイ装置
における欠点が大ｔｊＪに改善できることになる。しか
し、前述の如く、パネル面積を２倍にすると、消費電力
は２倍以上に増加することを考えると、この程度の低消
費電力化は、大表示面積化にとって未だ不充分と言わざ
るを得ない。ところで、発明者らは、さらに、以下に述
べる事実を見い出した。すなわち、第５図は、行・列の
うち、一方の側の電極に加えるパルス電圧値を、他方の
側より高くしておき第４図と同様の表示上ルの発光開始
電圧を図示したものである。図では後述の理由により走
査側（行側）、電極電圧Ｖ、ｃを１７０■一定としてい
る。この実験例は、従来のバイポーラ回路がデータ側電
圧ＶＤＡとして、１００ｖ必要なのに対し、ＭＯ８回路
では、ＶＤＡを２０〜３０．’Ｖにしてもなおプラズマ
ディスプレイパネルを駆動できることを示している。こ
のようなＭＯＳ駆動回路と、バイポーラ駆動回路の噛合
の必要駆動電圧条件の著しい違いは、まず第３図（ａｌ
　ｆｂｌに比較して図示したような両回路で発生される
、高電圧パルス波形の違いに起因しているものと考えら
れる。すなわち、第３図（ａ）は、ＭＯＳ駆動回路によ
って発生される電圧Ｖの高電圧パルス波形を示したもの
である。

ＭＯＳトランジスタのゲート入力信号に対する応答動作
速度が速いため高電圧パルスの立上り、および立下り時
間ｔｒ、ｔｆ　は共に短い。一方、第３図（ｂｌに示し
た波形はバイポーラ駆動回路によって発生される同様の
高電圧パルスのものであり、立上り、立下り時間ｔ’ｌ
　、　ｔ’（は、ＭＯＳと比較して著しく長い。Ａ（３
プラズマデイスプレイでは、外部印加電圧は、前述の２
つの誘電体層と放電ガス空間の３つの部分に、その静電
容量比に従って分割印加されるはずである。速い立上シ
波形のパルスが印加されれば、この比に従って、放電ガ
ス空間に高い分圧が加わすｔ＋時間内に大きな放電（従
って、大きな放電電１１ｆ、　）が生ずる。こ１１は、
高輝度発光音生じ、多量の壁電荷をもたらｔｏこの多量
の壁電荷は、次の位相で逆方向の電圧が印加された時、
放電空間の電界を強めるｍ＠をするから、引ｌ！続き、
大きな放電が生じ、高装置発光がおこる。一方、遅い立
上りのパルスが印加されると放電開始電圧に達した放電
空間で弱い放電が＝９− 継続して生ずる。放電電流が流れると、放電空間のイン
ピーダンスは減少するから、外部印加電圧がその後さら
に上昇しても同空間に卵わる分圧は増加せず大きな放電
、高輝度な発光は生じない。

このようなＭ　Ｏ８回路と、バイポーラ回路での駆動波
形の違いが上述の著しい発光開始電圧や輝度の相違、さ
らには著しい一方の電極側の低電圧化を可能にしている
ものと考えられる。もう−り、留意すべき点は、バイポ
ーラパルス発生回路では、通常高耐圧バイポーラトラン
ジスタが高速スイッチング動作時に起す危険のある熱暴
走現象を押えるため、回路中に５０〜１００Ωの直列抵
抗を挿入することである。これにより、トランジスタに
瞬時に大電流が流れ５ＩｃＦ破壊に至るのを防止してい
る。しかし、この抵抗の存在は、容量性負荷であるプラ
ズマ放電セルに、速い、従って高い分圧が加わるのを妨
げる。たとえば、放電セルに２００ｍＡのパルス電流が
流れる時１００Ωの等価抵抗が存在すれば、そこで、２
０Ｖの電圧低下をもたらす。

すなわち、外部印加電圧が、１５０ｖでも電流が流１０
− れている間放電セルに加わる実効電圧は、１３０ｖまで
しか上昇しない。高耐圧ＭＯ８）ランジスタは熱暴走（
二次破壊現象とも言う）が無いため、上述の様な保護抵
抗を一切入ねる必要がない。従って、放電セルの端子電
圧は瞬時にほぼ外部印加電圧に等ｊ７い電圧まで上昇す
る。

第６図に示す駆動方法は、以上の新しい知見を踏まえ、
ＡＣ型プラズマディスプレイ装置の大巾な低消費電力化
を図るだめのものである。すなわち、第６図ｆａｌ　、
　ｆｂ）は走査ｇＡ電極Ｙ１ｒ　３’２　”’から、プ
ラズマディスプレイパネルに入力する２（Ｖ、ｃ＋Ｖｌ
、＾）７３以上の高電圧パルス列（たとえば１５０〜ｔ
ｇｏＶ）を示し、第６図ｆｃｌ　、　ｆｄｌ　、（ｅｌ
はデータ側電極ＸＩ＋　ＸＩ　ｒＸ、・・・から本パネ
ルに入力すべき（ｖＳＣ”ｖｌ’）Ａ）　／　３以下の
高電圧パルス列（たとえば３０〜６０■）を示したもの
である。これらのパルス列はいづれも、第２図に示すよ
うな高電圧ＭＯ８回路から発生されたものである必要が
ある。走査電極側電圧をより高く、データ電極側電圧を
よシ低く設定する理由は次の如くである。すなわち、行
走査型プラズマディスプレイパネルでは、走査側は多数
の行電極のうち常にどれか一本のみにしか駆動パネルが
入力されないのに対してデータ側はデータ信号に応じて
、最大全データ電極に駆動パルスを入力する必要がある
。従って、常に負荷容量の少ない走査電極側をより高置
１４二とし、大負荷容量のデータ電極側をより低電圧と
することによってはじめて、プラズマディスプレイパネ
ルの大巾な消費電力低減が可能となる。

さて、従来走査側、データ側とも１５０ｖの電源電圧で
駆動していた旧来のプラズマディスプレイパネルに、本
発明のＭＯＳ）ランジスタ駆動法を適用した実施例を示
す。まず、第４図の実験結果を参考にしてパネルに加え
る全駆動パルス電圧ｖＳＣ＋ＶＤムを２２０■に設定し
た。そのうち、片側から印加して誤動作を起すおそれの
ない１７０Ｖ（＞２（Ｖｓｃ　＋■１）７−　）／　３
　）を走査電極側から残りの５０Ｖ（＜　（Ｖｓｃ　＋
Ｖ　ＤＡ　）／　３　）をデータ電極側から印加するこ
ととした。この場合、走査電極側の消費電力は印加電圧
の二乗に比例して（更）２キ１．３倍、５０ データ電極側でのそれは（５０／１５Ｑ　）　２中０１
１倍になると予想される。実際、走査側に比べ、データ
電極側の負荷が大きいため、実施例のパネル全体で新駆
動法により、発光輝度を保ったま−ま、約６分の１の低
消費電力化が実現できた。この結果は、従来、行き詰ま
っていたＡＣ型プラズマディス／レイパネルの大面積化
が本発明により充分ｉＩ能となったことを示すものであ
る。

なお、本発明の実施例ではＭＯＳ駆動回路とし。

てキャパシタ結合ゲート入力による高耐圧ＣＭＯＳパル
ス発生回路を用いたが、本発明を実現する回路は必ずし
もこれに限定されるものではない。すなわち、従来の高
耐圧バイポーラ駆動回路に比し、高耐圧ＭＯＳトランジ
スタの高速動作性、耐二次破壊特性を生かし、第３図か
ら第５図に示した特徴を発揮、活用せしめるようにした
ＭＯＳ）ランジスタ使用駆動回路であればよい。

また、ここでは、詳述しなかったが、ＭＯＳトランジス
タ使用のパルス発生回路は、５００ＫＨｚ以上の高周波
・高電圧パルスを容易に出力するこ１３− とができる。このことは、本発明によれば多数の走査電
極を有するプラズマディスプレイパネルを、充分な輝度
で発光させ得ることを意味し、上述の低消費電力化を有
効に生かした大面積・高効率ディスプレイが実現が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＡＣ型プラズマディスプレイ装置の構成図、
第２図は、本発明に用いうる高耐圧ＭＯＳパルス発生回
路図、第３図（ａｌ　、　（ｂｌは、従来のバイポーラ
駆動回路および、高速動作のＭＯＳ駆動回路からの出力
パルス波形を比較して示した図、第４図、第５図はそれ
ぞれバイポーラ駆動回路とＭＯＳ駆動回路の場合につい
て、全駆動パルス電圧と発光輝度の関係、および、走査
側電圧を一定にした時のデータ側電圧と、発光輝度の関
係を示した図であり、第６図ｆａｔ〜（ｅｌは、本発明
の駆動方法における走査側およびデータ側印加電圧パル
スタイミングを示した図である。 代理人弁Ｊ！Ｉ！Ｉ　内　原　晋 １４− ７１図 第２図 ７３図 第４図 ２００　２５０　３００ 全駆動パルス電圧　ＶＳＣ”ＶＤＡ　ＥＶ）２？５図 ０　２０　４０　６０　８０　ｔｏｏ　１２０　１４０
データ側電圧ＶＤＡ　（Ｖｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＭＯＳ）ランジスタ回路により発生させた位相の異なる
   高パルス電圧を、走査側電極およびデータ側電極に選択
   的に入力・印加して画情報の放電表示を行なうＭ−ＯＳ
   ト”ｉンジスタ駆動ＡＣプラズマディスプレイ装置の駆
   動方法において、放電発光に必要な全駆動パルス電圧の
   うち、少なくとも２／３以上を走査電極側から、多くと
   も１７３以下をデータ電極側から印加するようにしたこ
   とを特徴とするＭＯＳトランジスタ駆動ＡＣプラズマデ
   ィスプレイ装置の駆動方法。