JPS628196A - 表示装置の駆動方法および駆動用出力インバ−タ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、近年急速に重要度を一増している薄型ディス
プレイの駆動方法および駆動回路に関する。

さらに具体的には、ｘ−ｙド、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および駆動
用出力インバータに関する。

〔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
表示装置であシ、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カラ、大容量光示装置の開発
・商品化が競われている。

プラズマディスプレイ（ＦＤＰ）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、光示情報をノ々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シ返えし読み出して表示する
ものはり７し、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、ｔ
！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−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／４ルス電圧の数によって決まる。リフ
レッシ。聾でＸ−Ｙドツトマトリックス表示ツクネルを
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、−走査電
極（行電極ｙ、・・・ｙｎ）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（Ｘｌ・・・ｘｖＱ）側からは、被遇択電
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ＦＤＰ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ＦＤＰで充
分な嚢示輝度を得るためには、／母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
ノ４ルスを加える必要があるとすれば４００本の走査電
極数のノ々ネルに必要な駆動周波数は、２０００Ｘ４０
０−８００（ｋＨｚ）となる。ガス放電に必要な電圧は
通常１２０〜１５０　Ｖ　（片側）であるから、大容量
ＡＣ−ＰＤＰの駆動には、高周波、高電圧が必要でアシ
、従来駆動回路の高周波化と、消費電力の低減が大きな
課題でらりた。

これに対し、１９８４年ＢＩＤ　（５ｏｃｉｅｔｙ　ｆ
ｏｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ　）のテ
クニカルダイジェストに掲載された論文″Ａｎ　ＡＣＲ
ｅｆｒｅｓｈ　ＰＤＰ　ｗｉｔｈＨ１ｇｈ＠Ｖｏｌｔａ
ｇｅ　０ＭＯ８Ｄｒｌｖａｒｓ　ａｎｄ　Ｕｎｂａｌａ
ｎｃｅｄＰｏｗｅｒ　５ｕｐｐｌｉｅｓ　’　（＠演番
号７，５　、　Ｐ、９９　　）では、従来の高電圧バイ
ポーラ駆動回路に代わる１速高電圧ＣＭＯ８駆動回路″
と、低電力化のために走査側駆動電圧をできるかぎシ高
く、データ側駆動電圧を出来る限り低くした“アンバラ
ンス駆動方式”とが提案されている。これらの方法によ
り、従来法によるよりも約１桁低い消費電力の大容量Ｆ
ＤＰ（たとえば、４００走査電極×６４０データ電極）
母ネル）が実現されている。

〔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、４００Ｘ６４０ドツト表示ノやネ
ルの電極数を、それぞれ２倍の８ｏｏＸ　１２８０ドツ
トにしようとすれば、表示ドツト数は４倍になる。高速
ＣＭＯ８駆動回路により、走査は充分可能としても同・
母ネルの消費電力は駆動周波数、負荷容量、双方の増加
によ９４倍以上に増大する。−行ごとに駆動される走査
電極側では、電極数が２８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倍にな夛、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、　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および駆動回路により、　　
　□データ電極側における駆動消費電力を大巾に削減　
　　ニーし、もって低消費電力で大懺示容量なＦＤＰ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〕

本発明は、 （１）走査電極側から高電圧パルス列を、データ電極側
から逆位相の低電圧パルス列を印加し、その交点を選択
的に線順次に発光させて情報表示を行なうＸ−Ｙドツト
マトリックスＷ　ＡＣ−リフレッシ鳳プラズマディスプ
レイなどの表示装置を駆動する方法において、電圧／４
ルス列印加の初期に、走査電極側パルスとデータ電極側
／４ルスの合計電圧値ががス放電開始電圧より充分大き
くなるような大きさのデータ電極側パルスを少なくとも
１個以上印加し、その後、該合計電圧値ががス放電保持
電圧を確保できるし４ルまで該データ電極側／４’ルス
電圧を低下させるようにしたことを特徴とする表示装置
の駆動方法、 （２）１個の駆動トランジスタと少なくとも２個以上の
負荷トランジスタとからなシ、それぞれの負荷トランジ
スタを異なった電位の電源および独↓ 立だゲート入力手段に接続し、少なくとも、もっとも高
電位電源に接続された負荷トランジスタ以外の負荷トラ
ンジスタと出力端子との間にダイオード素子を挿入し、
少なくとも二種以上の異表る電圧パルスを同一端子から
出力することができるようにしたことを特徴とする表示
装置駆動用出力インバータとが得られる。

〔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ＦＤＰ駆動方法では走査側から片側駆動による誤動作
を起さない限度いっばいの高電圧ノ々ルスを印加し、デ
ータ側から放電開始に必要な電圧分を印加する。

選択された発光セルでは、互に、逆位相の両印加電圧が
重量され、その和が放電開始電圧を越えていれば放電発
光が生ずる。検討対象とした大表示容量ＰＤＰにおいて
は走査側駆動電圧として約１７０　Ｖが許容最大であり
、データ側電圧としてはマージンも入れて、４５ｖ程度
が許容最小であった。

一方、−回点灯して静止表示中に、データ側電圧を徐々
に下げていくと４５　Ｖの許容最小電圧を過ぎても放電
発光が途切れることはなかった。データ側電圧を徐々に
下げていくと、少なくとも３０Ｖ付近まではどの放電中
の表示セルも継続発光し、それ以１下では部分的°に発
光の停止が生じた。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はし、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。そこで
、本発明では、放電セルに選択された期間、駆動電圧／
４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・臂ルスを小さくすることと
した。このようにすることによ）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（イ）−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、はぼデータ側電源電
圧の二乗に比例してデータ側駆動電力を減することがで
きる。データ側駆動電力が装置の消費電力に占める割合
に非常に大きいため、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高電圧ノ臂ル
ス入力の波形を示したものである。本発明を適用するＦ
ＤＰ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ｌ　ＭＨｚ　。

ｖ、ｃ＝１７０ｖの走査側・譬ルスｓｐを加える。一方
、データ側ノ４ルスＤＰとして放電を開始させるための
比較的高い起動／４ルスｖＢ１（たとえば６０ｖ）を入
力する。本実施例の図では三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、この起動ノ４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
ｖＴ１□（＝　１５　Ｖ）まで引下げる。以後、−走査
期間中、選釈放［−１！＃にはＶ、、＝　１７０Ｖ　、
　ＶＨ２＝　１５Ｖ％繰シ返えし周波数Ｉ　ＭＨｚ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１
５Ｖ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／＠ａａ　）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、交流駆動ノ４ルス電圧の和（Ｖｓｃ　
＋　ｖ１１□）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４５Ｖから１５　Ｖに低下できたので、（１
５／４５）２＝　１／９から継続放電時の消費電力は光
分の−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−から五分の−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ＦＤＰを構成しても、全体の消費
電力は従来のＡ？パネル２倍程度にしか増大しない。

第２＠は、本発明の駆動方法の第２の実施例を示す駆動
電圧パルス波形図である。本実施例では起動ノクルスの
繰シ返えし周波数を比較的遅くしくたとえば５００　ｋ
Ｈｚ　）　、その後の輝度を得るための走査期間の駆動
周波数は高（（Ｉ　ＭＨｚ以上）している。起動パルス
巾を広くとると、その期間に充分な壁電荷が成長するた
め起動電圧値をより低くすることができる。たとえば本
実施例では、ｖＩＫ、を３５〜４０　Ｖにしても、充分
放電開始が確保された。このようないわゆる周波数変調
駆動によれば、低いデータ側電圧でも、大表示面積／４
ネルの全面にわたって、均一な放電開始電圧を設定でき
て有利である。

これらの実施例を実現する駆動出力インバータ回路例を
第１図伽）に示す。本回路例では、−個の駆動トランジ
スタに対して、より高電圧（Ｖ、、）な電源に繋がる負
荷トランジスタ１と低電圧（ｖＨ□）な電源に繋がる負
荷トランジスタ２とを有し、負荷トランジスタ２と、出
力端子３間にダイオード４とが設けられている。それぞ
れのトランジスタは独立したゲート入力手段により、独
立したタイミングでオン、オフ動作ができる。ｖＨｌの
起動パルスはまず、負荷トランジスタｌと、駆動トラン
ジスタ５とをインバータの１組として動作させることに
より出力される。この時、ｖ１１２側の回路はダイオー
ド４によって分離されている。次に、負荷トランジスタ
ｌをオフにし、負荷トランジスタ２と駆動トランジスタ
５との組み合わせにより、ｖＩＩ２パルスが出力される
。図示のように、これらの回路を高耐圧なＰＭＯ８、Ｎ
ＭＯ８）　？ンジスタによる０ＭＯ８構成にすれば、高
速、低消費電力な特性を得ることができる。本回路を用
いれば、従来実現が困難であった高電圧パルスと低電圧
ノクルスを小規模な回路から高速で出力するという課題
を容易に解決することができる。もちろん、このような
出カインパータは同一タイプトランジスタを用いても、
又バイポーラ素子を用いても実現は可能である。又、負
荷トランジスタを多段にし、それぞれに第１図（ｂ）の
様なダイオードを設ければ、−個のインバータで二種以
上の電圧値のノクルス出力を得ることができる。

第３図および第４図は、上記駆動出力インバータを用い
て表示・ぐネル駆動回路を構成した場合の構成例を示し
た図である。第３図は、上記インバータ１１をデータ側
全体を駆動するためのノ４ルス源として用い九場合を示
したものであシ、インバータ１１からのパルス電圧出力
を、スイッチ回路１２で選択して表示パネル１３のデー
タ電極に送シ込む。

この場合、充分な電流供給能力のあるインバータ回路を
一個ないし数個設ければよい。１４は制御回路、１５は
走査回路を示している。第４図はスイッチ回路を用いず
に上記インバータ１１を表示パネルのデータ側電極数分
だけ用意した回路方式である。最終的には、データ側回
路を該インバータ出力段を含む大規模ＩＣで実現するの
が望ましい。

実施例１．実施例２とも、これら第３図、第４図の駆動
回路構成を用い、制御回路等により駆動のタイミングを
調整するだけで実現することが出来た。

〔発明の効果〕

本発明の駆動方法によれば低い電圧でドツトマトリック
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。又、
本発明の駆動出力インバータによれば、異なる高周波・
高電圧Ａｌｌスス小規模・低価格な回路から出力させる
という従来、実現の難しかった課題が一挙に解決するこ
とができ、その回路は大規模集積化も容易であシ、工業
的価値が極めて大である。

さらに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１７３程度の数Ｗに低下した。この
ことは、電池駆動のポータプル表示端末として、ＦＤＰ
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、従来ツクネルの四倍の
面積の大表示容量ＦＤＰ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・ぐネルの普及、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
パルス波形図、第１図（ｂ）は同じく本発明の駆動用出
力インバータの構成例を示す図、第２図は本発明の駆動
方法の別な実施例における駆動パルス波形図、第３図、
第４図は実際の表示パネルを駆動するための回路ブロッ
クの例を示す図、第５図はＡＣ−リフレッシュ形プラズ
マディスグレイの構成を説明するための図である。 ｌ、２・・・負荷トランジスタ、３・・・出力端子、４
・・・ダイオード、ｖＨｌ・・・高電圧電源、ｖＨ２・
・・低電圧電源。 特許出願人　　日本電気株式会社 （α） 第１図 ｖＨｌ （ｂ） 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）走査電極側から高電圧パルス列を、データ電極側
   から逆位相の低電圧パルス列を印加し、その交点を選択
   的に線順次に発光させて情報表示を行なうＸ−Ｙドット
   マトリックス型ＡＣ−リフレッシユプラズマディスプレ
   イなどの表示装置を駆動する方法において、電圧パルス
   列印加の初期に、走査電極側パルスとデータ電極側パル
   スとの合計電圧値がガス放電開始電圧より充分大きくな
   るような大きさのデータ電極側パルスを少なくとも１個
   以上印加し、その後、該合計電圧値がガス放電保持電圧
   を確保できるレベルまで該データ電極側パルス電圧を低
   下させることを特徴とする表示装置の駆動方法。
2. （２）１個の駆動トランジスタと少なくとも２個以上の
   負荷トランジスタとからなり、それぞれの負荷トランジ
   スタを異なった電位の電源および独立したゲート入力手
   段に接続し、少なくとも、もっとも高電位電源に接続さ
   れた負荷トランジスタ以外の負荷トランジスタと出力端
   子との間にダイオード素子を挿入し、少なくとも二種以
   上の異なる電圧パルスを同一端子から出力することがで
   きるようにしたことを特徴とする表示装置駆動用出力イ
   ンバータ。