JPWO2011007524A1 - プラズマディスプレイパネルの駆動回路 - Google Patents
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Abstract
プラズマディスプレイパネルの駆動回路は走査電極駆動回路を備える。上記走査電極駆動回路は、前記複数の表示電極対を複数の表示電極対グループに分け、任意の表示電極対グループに属する走査電極に印加する維持パルスを発生させる1つの走査電極側維持パルス発生回路と、前記複数の表示電極対グループのそれぞれに対して設けられ、対応する表示電極対グループに属する走査電極に印加する走査パルスを発生させる走査パルス発生回路と、前記走査パルス発生回路のそれぞれに対して設けられ、対応する走査パルス発生回路と前記走査電極側維持パルス発生回路とを電気的に分離又は接続する走査電極側スイッチ回路とを備える。
Description
本発明は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置に関し、さらに詳しくはプラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路およびこの駆動回路を用いたプラズマディスプレイ装置に関する。
プラズマディスプレイパネル(以下、「パネル」と略記する。)として代表的な交流面放電型パネルでは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。
前面基板には走査電極と維持電極とからなる表示電極対が互いに平行に複数対形成され、背面基板にはデータ電極が平行に複数形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極との対向する部分に放電セルが形成される。
パネルを駆動する構成としては、1フィールドを複数のサブフィールドに分割した上で、サブフィールドの組み合わせによって階調表示を行うサブフィールド法による構成が用いられる。各サブフィールドは、初期化期間、書き込み期間、および維持期間を有する。初期化期間では初期化放電を発生させ、続く書き込み動作に必要な壁電荷を形成する。書き込み期間では、表示する画像に応じて選択的に放電セルで書き込み放電を発生させ壁電荷を形成する。そして維持期間では、表示電極対に交互に維持パルスを印加して維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。
サブフィールド法の中でも、すべての放電セルに対する維持期間の位相をそろえることにより書き込み期間と維持期間とが重ならないように時間的に分離した、書き込み/維持分離方式が一般的に用いられている。書き込み/維持分離方式では、書き込み放電を発生させる放電セルと維持放電を発生させる放電セルとが共存するタイミングが存在しないので、書き込み期間には書き込み放電に最適な条件で、維持期間には維持放電に最適な条件でパネルを駆動することができる。そのため放電制御が比較的簡単であり、またパネルの駆動マージンも大きく設定することができる。
その反面、書き込み/維持分離方式では、書き込み期間を除く期間に維持期間を設定しなければならない。このため、パネルの高精細度化等により書き込み期間に要する時間が長くなると、画像表示品質を向上するための十分なサブフィールド数が確保できなくなるという問題があった。
このような問題を解決するために、表示電極対を複数のグループに分ける構成が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この構成では、複数のグループ間で書き込み期間が時間的に重ならないように、各グループに対するサブフィールドの開始時間がずらされている。
しかしながら特許文献1に記載の駆動回路によれば、表示電極対グループの数と同数の走査電極駆動回路および維持電極駆動回路がそれぞれ必要となる。このため、制御信号を含めた駆動回路のレイアウト等の回路設計が煩雑になり、駆動回路の製造コストが増大するといった課題があった。さらに、複数の維持電極駆動回路を用いてパネルを駆動する場合、各維持電極駆動回路のばらつきにより輝度差が発生し、画像表示品質が低下するという課題があった。
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、高精細度パネルにおいて十分なサブフィールド数を確保するとともに、低コストでかつ輝度差の発生しにくいプラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動回路は、走査電極と維持電極とで構成された表示電極対を複数備えたプラズマディスプレイパネルを駆動するプラズマディスプレイパネルの駆動回路であって、プラズマディスプレイパネルの駆動回路は走査電極駆動回路を備え、上記走査電極駆動回路は、複数の表示電極対を複数の表示電極対グループに分け、任意の表示電極対グループに属する走査電極に印加する維持パルスを発生させる1つの走査電極側維持パルス発生回路と、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して設けられ、対応する表示電極対グループに属する走査電極に印加する走査パルスを発生させる走査パルス発生回路と、走査パルス発生回路のそれぞれに対して設けられ、対応する走査パルス発生回路と走査電極側維持パルス発生回路とを電気的に分離又は接続する走査電極側スイッチ回路とを備えたことを特徴とする。この構成により、高精細度パネルであっても十分なサブフィールド数を確保することができ、簡素でかつ輝度差の発生しにくいプラズマディスプレイパネルの駆動回路を提供することができる。
さらに、本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動回路はさらに維持電極駆動回路を備え、上記維持電極駆動回路は、任意の表示電極対グループに属する維持電極に印加する維持パルスを発生させる1つの維持電極側維持パルス発生回路と、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して設けられ、対応する表示電極対グループに属する維持電極に印加する所定電圧を発生させる所定電圧発生回路と、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して設けられ、対応する表示電極対グループに属する維持電極と維持電極側維持パルス発生回路とを電気的に分離又は接続する維持電極側スイッチ回路とを備えてもよい。
さらに、本発明は、上記に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動回路と、上記プラズマディスプレイパネルとを備えたことを特徴とする。この構成により、高精細度パネルであっても十分なサブフィールド数を確保することができ、簡素でかつ輝度差の発生しにくいプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置によれば、走査電極側スイッチ回路を備えることにより、単一の維持パルス発生回路が、維持パルスを複数の走査電極グループに、それぞれ互いに異なる書き込み期間において印加することができる。さらに、単一の傾斜波形発生回路が、消去パルスにおける上昇傾斜波形電圧を複数の走査電極グループに、それぞれ互いに異なる消去期間において印加することができる。これにより、一方の走査電極グループの書き込み期間と、他方の走査電極グループの維持期間および消去期間とを、同時に並行して実行することができる。その結果、サブフィールド構成に余裕ができるため、維持パルス数を増加してさらに高輝度化したり、サブフィールド数を増加してさらに高階調化したりして、パネルをさらに高画質化することができる。それとともに、維持パルス発生回路および傾斜波形発生回路を各1個備えればよいため、部品点数を少なくし、回路構成を簡素化することにより、駆動回路を低コスト化し、低消費電力化することが可能となる。さらに、単一の維持パルス発生回路による構成を可能にすることにより、走査電極グループ間に発生しがちな輝度差を抑制し、画像表示品質を向上させることが可能となる。
以下、本発明を実施するための形態に関するいくつかの例について、図面を参照しながら説明する。図面において、実質的に同一の構成、動作、および効果を表す要素には、同一の符号を付す。図面上の符号は、符号で示される信号の大きさを表す変数値として、式上でも用いられる。符号A1、A2、…、Anは、A1からAnまで、末尾の数詞が1ずつ繰り上がる符号を表し、A1〜An、またはAi(i=1〜n)のようにも記される。
図1は、プラズマディスプレイ装置のプラズマディスプレイパネル10(以下、「パネル」と略記する。)の分解斜視図である。ガラス製の前面基板21上には走査電極22と維持電極23とで構成された表示電極対24が複数形成されている。そして表示電極対24を覆うように誘電体層25が形成され、その誘電体層25上に保護層26が形成されている。
背面基板31上にはデータ電極32が複数形成され、データ電極32を覆うように誘電体層33が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁34が形成されている。そして、隔壁34の側面および誘電体層33上には赤色、緑色および青色の各色に発光する蛍光体層35が設けられている。
これら前面基板21と背面基板31とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対24とデータ電極32とが交差するように対向配置され、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着されている。そして放電空間には、例えばネオン、アルゴン、キセノンなどの希ガスあるいは、これらの混合ガスが放電ガスとして封入されている。放電空間は隔壁34によって複数の区画に仕切られており、表示電極対24とデータ電極32とが交差する位置のそれぞれに放電セルが構成されている。そしてこれらの放電セルが放電、発光することにより画像が表示される。
なお、パネル10の構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。
図2は、プラズマディスプレイ装置のパネル10の電極配列図である。パネル10には、行方向に長いn本の走査電極SC1〜SCn(図1の走査電極22)およびn本の維持電極SU1〜SUn(図1の維持電極23)が配列され、列方向に長いm本のデータ電極D1〜Dm(図1のデータ電極32)が配列されている。そして、1対の走査電極SCi(i=1〜n)および維持電極SUi(i=1〜n)で構成されるn対の表示電極対と、1つのデータ電極Dj(j=1〜m)とが交差した部分に、放電セルCij(i=1〜n、j=1〜m)が形成される。放電セルCijは、放電空間内にm×n個形成されている。表示電極対の数について特に制限はないが、一例として、n=2160として説明する。
走査電極SC1〜SC2160および維持電極SU1〜SU2160からなる2160対の表示電極対は、N個の表示電極対グループDG1〜DGNに分けられている。表示電極対グループの数Nの決め方については後述することとして、一例として、パネルを上下に2分割し、2つの表示電極対グループDG1、DG2に分けたとして説明する。図2に示したように、パネルの上半分に位置する表示電極対を表示電極対グループDG1とし、パネルの下半分に位置する表示電極対を表示電極対グループDG2とする。また、1080本の走査電極SC1〜SC1080を走査電極グループSG1とし、1080本の維持電極SU1〜SU1080を維持電極グループUG1とする。さらに、1080本の走査電極SC1081〜SC2160を走査電極グループSG2とし、1080本の維持電極SU1081〜SU2160を維持電極グループUG2とする。すなわち、走査電極グループSG1および維持電極グループUG1が表示電極対グループDG1に属し、走査電極グループSG2および維持電極グループUG2が表示電極対グループDG2に属している。
次に、パネル10を駆動するための駆動構成について説明する。一例として、初期化期間を除き、書き込み動作が連続して行われるように走査パルスおよび書き込みパルスのタイミングを設定している。その結果、1フィールド期間内に最大限の数のサブフィールドを設定することができる。以下に、その詳細について、例を挙げて説明する。
図3は、プラズマディスプレイ装置のサブフィールド構成を示すタイミング図である。図3(a)、図3(b)、図3(c)、および図3(d)の縦軸は走査電極SC1〜SC2160を示し、横軸は時間tを示している。また、書き込み動作を行うタイミングを表す書き込みタイミングtWは太い実線で示し、維持期間および後述する消去期間のタイミングを表す維持消去期間タイミングtSEはハッチングで示している。以下の説明では、1フィールド期間Tfを16.7msとした。
まず、図3(a)に示すように、1フィールド期間Tfの最初に、すべての放電セルCij(i=1〜n、j=1〜m)で一斉に初期化放電を発生させる初期化期間Tinを設ける。一例として、初期化期間Tinを500μsと設定した。
次に、図3(b)に示すように、走査電極SC1〜SC2160のすべてに走査パルスを順次印加する(すなわち、走査電極SC1〜SC2160のすべてに書き込み動作を1回行う)ために要する期間を表す全書き込み期間Twを見積もる。このとき、書き込み動作が連続して行われるように、走査パルスを可能な限り短くかつ可能な限り連続して印加することが望ましい。一例として、走査電極1本あたりの書き込み動作に要する期間を0.7μsとした。走査電極の数が2160本であるため、全書き込み期間Twは、0.7×2160=1512μsである。
次に、サブフィールド数を見積もる。当初は、消去期間を無視する。1フィールド期間Tfから初期化期間Tinを引いて、全書き込み期間Twで割ると、(16.7−0.5)/1.5=10.8msとなる。その結果、図3(c)に示すように、最大で10個のサブフィールドSF1、SF2、…、SF10を確保できることがわかる。
次に、必要な維持パルス数にもとづき、表示電極対グループDG1〜DGNの数を表す表示電極対グループ数Nを決める。一例として、サブフィールドSF1〜SF10においてそれぞれ「60」、「44」、「30」、「18」、「11」、「6」、「3」、「2」、「1」、「1」の個数の維持パルスを、走査電極SC1〜SC2160に印加するものと仮定する。維持パルスを印加するために要する期間を表す維持期間Ts1、Ts2、…、Ts10は、それぞれサブフィールドSF1〜SF10における上述した維持パルスの個数に、維持パルス周期を掛けたものとなる。維持パルス周期を10μsとすると、最大の維持期間を表す最大維持期間Ts1は、10×60=600μsとなる。
図3(d)(ならびに後述する図4、図5、図6、図10、および図11)において、書き込み期間Tw1は、全書き込み期間Twのうち、各表示電極対グループDG1〜DGNの書き込み動作に要する期間を表し、式1により求められる。
Tw1=Tw/N (1)
Tw1=Tw/N (1)
維持期間Ts1〜Ts10は、それぞれのサブフィールドSF1〜SF10において、書き込み期間Tw1の後に設けられる。表示電極対グループDG1〜DGNのうちp番目(p=1〜N)の表示電極対グループDGpに対するq番目(q=1〜10)のサブフィールドSFqの維持期間は、各表示電極対グループDG(p+1)〜DGN(ここで、p=1、2、…、N−1)に対するサブフィールドSFqの書き込み期間Tw1と時間的に並行して設定される。さらに、表示電極対グループDGpに対するサブフィールドSFqの維持期間は、各表示電極対グループDG1〜DG(p−1)(ここで、p=2、3、…、N)に対するサブフィールドSF(q+1)(ここで、q=1〜9)の書き込み期間Tw1と、時間的に並行して設定される。
表示電極対グループ数Nは、全書き込み期間Twと最大維持期間Ts1を用いて、以下の式2を満たす最小の整数として求められる。
N≧Tw/(Tw−Ts1) (2)
N≧Tw/(Tw−Ts1) (2)
ここで、式2の導出を説明する。式2の元の式は、
Ts1≦Tw×(N−1)/N (3)
である。式3は、全書き込み期間Twからグループ単位書き込み期間Tw/Nを引いた残りの期間を、最大維持期間Ts1が超えてはならないことを示している。言い換えれば、最大維持期間Ts1よりも、式3の右辺で表される期間(Tw×(N−1)/N)が長くなるように、表示電極対グループ数Nを決める必要がある。例えば、式3が成立しない小さなNを選択する場合、表示電極対グループDGNに対するサブフィールドSFqの書き込み動作が終了した時点で、表示電極対グループDG(N−1)に対するサブフィールドSFqの維持期間が終了していないことになる。その結果、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF(q+1)の書き込み動作が、直ちには行えない。したがって、次のサブフィールドに向けて連続した書き込み動作が実現せず、駆動時間が短縮できない。よって、式3が成立する自然数Nを選択する必要がある。式2は、式3のこのような導出理由の結果として表される。
Ts1≦Tw×(N−1)/N (3)
である。式3は、全書き込み期間Twからグループ単位書き込み期間Tw/Nを引いた残りの期間を、最大維持期間Ts1が超えてはならないことを示している。言い換えれば、最大維持期間Ts1よりも、式3の右辺で表される期間(Tw×(N−1)/N)が長くなるように、表示電極対グループ数Nを決める必要がある。例えば、式3が成立しない小さなNを選択する場合、表示電極対グループDGNに対するサブフィールドSFqの書き込み動作が終了した時点で、表示電極対グループDG(N−1)に対するサブフィールドSFqの維持期間が終了していないことになる。その結果、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF(q+1)の書き込み動作が、直ちには行えない。したがって、次のサブフィールドに向けて連続した書き込み動作が実現せず、駆動時間が短縮できない。よって、式3が成立する自然数Nを選択する必要がある。式2は、式3のこのような導出理由の結果として表される。
上述したように、Tw=1512μs、Ts1=600μsであるので、式2から、
1512/(1512−600)=1.66 (4)
となり、表示電極対グループ数Nは2となる。
1512/(1512−600)=1.66 (4)
となり、表示電極対グループ数Nは2となる。
以上の考察にもとづき、図2に示したように表示電極対を2つの表示電極対グループDG1、DG2に分ける。この場合、N=2、Tw=1512μs、Ts1=600μsであるので、
Tw×(N−1)/N=756≧600 (5)
となり、もちろん式3の条件を満たしている。以上のようにして、パネル10を駆動するための駆動構成および表示電極対グループ数Nを決めることができる。
Tw×(N−1)/N=756≧600 (5)
となり、もちろん式3の条件を満たしている。以上のようにして、パネル10を駆動するための駆動構成および表示電極対グループ数Nを決めることができる。
次に、駆動電圧波形の詳細とその動作について説明する。
図4は、プラズマディスプレイ装置のパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形を示す波形図である。上から順に、1つ目は、データ電極D1〜Dmの駆動電圧波形である。2つ目は、表示電極対グループDG1に属する走査電極グループSG1および維持電極グループUG1の駆動電圧波形である。3つ目は、表示電極対グループDG2に属する走査電極グループSG2および維持電極グループUG2の駆動電圧波形である。1フィールド期間Tfの最初に、各放電セルCijで初期化放電を発生させる初期化期間Tinを設ける。さらに、1フィールド期間Tf内の初期化期間Tinの後に、図3(d)と同様に、表示電極対グループDG1、DG2ごとにサブフィールドSF1〜SF10を設ける。サブフィールドSFqは、書き込み期間Tw1、維持期間Tsq、および消去期間Teの順序で構成される(q=1〜10)。消去期間Teは、各維持期間Ts1〜Ts10の後に、その維持期間で放電した放電セルCijに対して消去放電を発生させる期間である。
図3(d)において上述したように、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF1〜SF10は、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF1〜SF10に比べて、全体的に書き込み期間Tw1だけ遅れている。その結果、表示電極対グループDG1の維持期間Tsqおよび消去期間Teは、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSFqの書き込み期間Tw1と時間的に並行することになる(q=1〜10)。
まず、初期化期間Tinについて説明する。初期化期間Tinでは、データ電極D1〜Dmおよび維持電極グループUG1、UG2にそれぞれ電圧0(V)を印加する。電圧0(V)は、ゼロボルトの電圧を表し、基準電圧または接地電圧とも呼ばれる。走査電極グループSG1、SG2には、それぞれ維持電極グループUG1、UG2に対する正の放電開始電圧よりも低い所定の正の電圧Vi1から、放電開始電圧を超える所定の正の電圧Vi2に向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup1を印加する。上昇傾斜波形電圧Vup1が上昇する間に、走査電極SC1〜SC2160と、維持電極SU1〜SU2160およびデータ電極D1〜Dmとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が発生する。そして、走査電極SC1〜SC2160上に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極D1〜Dm上および維持電極SU1〜SU2160上には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上の壁電圧とは、電極を覆う誘電体層上、保護層上、および蛍光体層上等に蓄積された壁電荷により生じる電圧を表す。なお、この期間では、データ電極D1〜Dmに所定の正の書き込みパルス電圧Vdを印加してもよい。
次に、データ電極D1〜Dmに電圧0(V)を印加し、維持電極グループUG1、UG2に正の所定電圧Ve1を印加し、走査電極グループSG1、SG2には、それぞれ維持電極グループUG1、UG2に対する正の放電開始電圧よりも低い所定の正の電圧Vi3から、負の放電開始電圧を負方向に超える所定の負の電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw1を印加する。この間に、走査電極SC1〜SC2160と、維持電極SU1〜SU2160およびデータ電極D1〜Dmとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が発生する。そして、走査電極SC1〜SC2160上の負の壁電圧および維持電極SU1〜SU2160上の正の壁電圧が弱められ、データ電極D1〜Dm上の正の壁電圧は書き込み動作に適した値に調整される。その後、走査電極グループSG1、SG2に所定の電圧Vcを印加する。以上により、すべての放電セルCijに対して初期化放電を行う初期化動作が終了する。
ここで、初期化期間Tinは、上昇期間と下降期間とに分割することができる。駆動電圧波形は、上昇期間において上昇傾斜波形電圧Vup1を含み、下降期間において下降傾斜波形電圧Vdw1を含む。上昇傾斜波形電圧Vup1および下降傾斜波形電圧Vdw1を含む初期化期間Tinの駆動電圧波形は、初期化パルスと呼ばれる。
次に、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1について説明する。維持電極グループUG1に、所定電圧Ve1よりも高い正の所定電圧Ve2を印加する。そして走査電極SC1に所定の負の走査パルス電圧Vadを持つ走査パルスを印加するとともに、発光すべき放電セルC1jに対応するデータ電極Dj(j=1〜m)に、正の書き込みパルス電圧Vdを持つ書き込みパルスを印加する。するとデータ電極Dj上と走査電極SC1上との交差部の電圧差は、外部印加電圧の差(Vd−Vad)に、データ電極Dj上の壁電圧と走査電極SC1上の壁電圧との差が加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、データ電極Djと走査電極SC1との間で放電が開始し、維持電極SU1と走査電極SC1との間の放電に進展して書き込み放電が発生する。その結果、走査電極SC1上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極SU1上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Dj上にも負の壁電圧が蓄積される。このようにして、1行目に発光させるべき放電セルC1jにおいて書き込み放電が発生し、各電極上に壁電圧を蓄積する書き込み動作が行われる。一方、書き込みパルスを印加しなかったデータ電極D1〜Dmと走査電極SC1との交差部の電圧は、放電開始電圧を超えないので、書き込み放電は発生しない。
次に、2行目の走査電極SC2に走査パルスを印加するとともに、発光すべき放電セルC2jに対応するデータ電極Djに書き込みパルスを印加する。すると走査パルスと書き込みパルスとが同時に印加された2行目の放電セルC2jでは、書き込み放電が発生し、書き込み動作が行われる。
以上の書き込み動作を1080行目の放電セルCij(i=1080、j=1〜m)に至るまで繰り返し、発光すべき放電セルCijに対して選択的に書き込み放電を発生させて壁電荷を形成する。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、走査電極グループSG2には電圧Vcが、維持電極グループUG2には所定電圧Ve1が、それぞれ印加されたままである。この書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は、放電が発生しない休止期間となっている。なお、表示電極対グループDG2に属する各電極に印加する電圧は、上述した電圧に限定されるものではなく、放電が発生しない範囲の、他の電圧を印加してもよい。
次に、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1について説明する。
維持電極グループUG2に正の所定電圧Ve2を印加する。そして走査電極SC1081に走査パルスを印加するとともに、発光すべき放電セルCij(i=1081)に対応するデータ電極Djに書き込みパルスを印加する。するとデータ電極Djと走査電極SC1081との間、維持電極SU1081と走査電極SC1081との間で書き込み放電が発生する。次に、走査電極SC1082に走査パルスを印加するとともに、発光すべき放電セルCij(i=1082)に対応するデータ電極Djに書き込みパルスを印加する。すると走査パルスと書き込みパルスとが同時に印加された1082行目の放電セルCij(i=1082)で、書き込み放電が発生する。
以上の書き込み動作を2160行目の放電セルCij(i=2160)に至るまで繰り返し、発光すべき放電セルCijに対して選択的に書き込み放電を発生させて壁電荷を形成する。
表示電極対グループDG2がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG1は、サブフィールドSF1の維持期間Ts1となっている。この維持期間Ts1では、走査電極グループSG1へ「60」個の維持パルスと、維持電極グループUG1へ「60」個の維持パルスとを、1個ずつ交互に印加して、書き込み期間Tw1において書き込み放電を行った放電セルCijを発光させる。
具体的には、まず走査電極グループSG1に所定の正の維持パルス電圧Vsを印加するとともに、維持電極グループUG1に電圧0(V)を印加する。すると書き込み放電を発生させた放電セルCijでは、走査電極SCi上の壁電圧と維持電極SUi上の壁電圧との差に維持パルス電圧Vsが加算され、走査電極SCi上と維持電極SUi上との電圧差が放電開始電圧を超える。そのため走査電極SCiと維持電極SUiとの間に維持放電が発生し、このとき発生した紫外線により蛍光体層35が発光する。そして走査電極SCi上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極SUi上に正の壁電圧が蓄積される。書き込み期間Tw1において書き込み放電を発生させなかった放電セルCijでは、維持放電は発生せず、初期化期間Tinの終了時における壁電圧が保たれる。
続いて、走査電極グループSG1には電圧0(V)を、維持電極グループUG1には正の維持パルス電圧Vsをそれぞれ印加する。すると、維持放電を発生させた放電セルCijでは、維持電極SUi上と走査電極SCi上との電圧差が放電開始電圧を超えるので、再び維持電極SUiと走査電極SCiとの間で維持放電が発生し、維持電極SUi上に負の壁電圧が蓄積され走査電極SCi上に正の壁電圧が蓄積される。以降同様に、走査電極グループSG1と維持電極グループUG1とに交互に維持パルスを印加し、表示電極対の電極間に電位差を与える。これにより、書き込み期間Tw1において書き込み放電を発生させた放電セルCijで、維持放電が継続して発生し、放電セルCijが発光する。
ここで、表示電極対グループDG1に交互に印加する維持パルスは、走査電極グループSG1および維持電極グループUG1が同時に高電位となるタイミングを有する維持パルスである。すなわち、走査電極グループSG1に正の維持パルス電圧Vsを印加するとともに、維持電極グループUG1に電圧0(V)を印加する場合には、まず走査電極グループSG1の電圧を電圧0(V)から維持パルス電圧Vsに向かって上昇させる。その後に維持電極グループUG1の電圧を維持パルス電圧Vsから電圧0(V)に向かって下降させる。また、走査電極グループSG1に電圧0(V)を印加するとともに、維持電極グループUG1に正の維持パルス電圧Vsを印加する場合には、まず維持電極グループUG1の電圧を電圧0(V)から維持パルス電圧Vsに向かって上昇させる。その後に走査電極グループSG1の電圧を維持パルス電圧Vsから電圧0(V)に向かって下降させる。
このように、走査電極グループSG1および維持電極グループUG1が同時に高電位となるタイミングが存在するように維持パルスを印加することにより、データ電極に印加される書き込みパルスの影響を受けずに安定した維持放電を継続することができる。以下にその理由について説明する。
最初に、走査電極グループSG1に電圧0(V)を印加するとともに、維持電極グループUG1に維持パルス電圧Vsを印加する場合について検討する。この場合、まず走査電極グループSG1の電圧を維持パルス電圧Vsから電圧0(V)に向かって下降させ、その後に維持電極グループUG1の電圧を電圧0(V)から維持パルス電圧Vsに向かって上昇させたと仮定する。すると、データ電極に書き込みパルスが印加されている場合、走査電極グループSG1の電圧が下降した時点で、走査電極とデータ電極との間で放電が発生し、維持放電の継続に必要な壁電荷が減少する可能性がある。次に、走査電極グループSG1に維持パルス電圧Vsを印加するとともに、維持電極グループUG1に電圧0(V)を印加する場合について検討する。この場合、まず維持電極グループUG1の電圧を維持パルス電圧Vsから電圧0(V)に向かって下降させ、その後に走査電極グループSG1の電圧を電圧0(V)から維持パルス電圧Vsに向かって上昇させたと仮定する。すると、データ電極に書き込みパルスが印加されている場合、維持電極グループUG1の電圧が下降した時点で、維持電極とデータ電極との間で放電が発生し、維持放電の継続に必要な壁電荷が減少する可能性がある。
このように、表示電極対のうち、一方の電極の電圧が下降した時点で放電が発生し壁電荷が減少すると、その後に他方の電極の電圧を上昇させて維持パルスを印加しても、維持放電が発生しない、または弱い維持放電となるなど、十分な壁電荷が蓄積されない。そのため、継続して維持放電を発生させることができなくなる恐れがあった。
しかしながら図4では上述したように、表示電極対のうち、一方の電極の電圧を上昇させた後に、他方の電極の電圧を下降させて維持パルスを印加する。これにより、データ電極に書き込みパルスが印加されていても、表示電極対の一方の電極とデータ電極との間で先行して放電が発生する恐れがない。そのため、書き込みパルスの有無にかかわらず維持放電を安定して継続することができる。
維持期間Ts1の後には、消去期間Teが設けられている。消去期間Teでは、走査電極グループSG1と維持電極グループUG1との間にいわゆる細幅パルス状の電圧差を与えて、データ電極Dj上の正の壁電圧を残したまま、走査電極SCiおよび維持電極SUi上の壁電圧を消去している。消去期間における駆動電圧波形は、消去パルスとも呼ばれる。
次に表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1について説明する。維持電極グループUG1に正の所定電圧Ve2を印加する。そして走査電極グループSG1に対しては、サブフィールドSF1の書き込み期間Tw1と同様に走査パルスを順次印加するとともに、データ電極Djに書き込みパルスを印加して、1〜1080行目の放電セルCijで書き込み動作を行う。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は、サブフィールドSF1の維持期間Ts1となっている。この維持期間Ts1では、走査電極グループSG2と維持電極グループUG2とに、それぞれ「60」の維持パルスを1個ずつ交互に印加して、書き込み期間Tw1において書き込み放電を行った放電セルCijを発光させる。
この場合でも、表示電極対に交互に印加される維持パルスは、走査電極グループSG2および維持電極グループUG2が同時に高電位となるタイミングを有する維持パルスである。
そして、維持期間Ts1の後の消去期間Teでは、走査電極グループSG2と維持電極グループUG2との間に細幅パルス状の電圧差を与えて、データ電極Dj上の正の壁電圧を残したまま、走査電極SCi上および維持電極SUi上の壁電圧を消去している。
以降同様に、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF3の書き込み期間Tw1、…と続く。最後に、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF10の書き込み期間Tw1、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF10の維持期間Ts10および消去期間Teと続いて、1フィールド期間Tfを終える。
このように、初期化期間Tinの後に、表示電極対グループDG1、DG2のうちいずれか一方のグループにおいて書き込み動作が連続して行われるように、走査パルスおよび維持パルスのタイミングを設定している。すなわち、式6に示すように、1フィールド期間Tfは、初期化期間Tinと、全書き込み期間TwのサブフィールドSF1〜SF10相当分(Tw×10)と、サブフィールドSF10の維持期間Ts10と、サブフィールドSF10の消去期間Teとの総和以上であればよい。
Tf≧(Tin+Tw×10+Ts10+Te) (6)
Tf≧(Tin+Tw×10+Ts10+Te) (6)
サブフィールドSF1〜SF9における維持期間Ts1〜Ts9および消去期間Teは、全書き込み期間TwのサブフィールドSF1〜SF10相当分(Tw×10)と時間的に並行しているため、実質的に無視することができる。
その結果、1フィールド期間Tf内に10個のサブフィールドSF1〜SF10を設定することができる。このサブフィールドSF1〜SF10の数は、上述したように、1フィールド期間Tf内に設定できる最大の数である。
また上述したように、最後に表示電極対グループDG2に対する維持期間Ts10および消去期間Teで1フィールド期間Tfを終える(式6を参照)。そのために、最後のサブフィールドSF10に輝度重みの最も小さい維持期間Ts10を配置することで、式6の駆動時間Ts10を短縮することができる。
なお、上述したように消去期間Teでは、走査電極SC1〜SCnと維持電極SU1〜SUnとの間に細幅パルス状の電圧差を与えて消去動作を行うものとし、消去期間Teを無視してサブフィールド構成および表示電極対グループ数Nを決めた。また、表示電極対グループDG1、DG2のうちいずれか一方のグループが消去期間Teであっても書き込み動作を行うものとして説明した。なお、消去動作は上述した動作に限定されるものではなく、例えば走査電極に傾斜波形電圧を印加して消去動作を行ってもよい。また、消去期間Teは壁電圧を消去するだけでなく、次の書き込み期間Tw1の書き込み動作に備えてデータ電極上の壁電圧を調整する期間でもあるため、データ電極の電圧を固定しておくことが望ましい。したがって、表示電極対グループDG1、DG2のうちいずれか一方のグループが消去期間Teであるときには書き込み動作を行わないことが望ましい。
このような駆動電圧波形の詳細とその動作を、以下に説明する。
図5は、プラズマディスプレイ装置のパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形を示す波形図である。
まず、初期化期間Tinは、図4に示した駆動電圧波形の初期化期間Tinと同様であるため説明を省略する。
続く表示電極対グループDG1に対する、サブフィールドSF1の書き込み期間Tw1も、図4に示した駆動電圧波形と同様である。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は、放電が発生しない休止期間Tidとなっている。この休止期間Tidでは、走査電極グループSG2に、電圧Vcよりも高い所定の正の電圧Vbを印加する。このように休止期間Tidにおいては、放電が発生しない範囲で、走査電極グループSG2をできるだけ高電位に保持することで壁電荷の減少を抑制することができ、続く書き込み期間Tw1において安定した書き込み動作を行うことができる。
続く表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の駆動電圧波形は、図4に示した、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1と同様である。
表示電極対グループDG2がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG1は、サブフィールドSF1の維持期間Ts1となっている。この維持期間Ts1では、図5に示す駆動電圧波形においても走査電極グループSG1および維持電極グループUG1に交互に維持パルスを印加する。ここで、表示電極対に交互に印加される維持パルスも、走査電極グループSG1および維持電極グループUG1が同時に高電位となるタイミングを有する維持パルスである。
維持期間Ts1の後には、消去期間Teが設けられている。消去期間Teでは、走査電極グループSG1に、所定の正の電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を印加し、その後電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を印加する。こうしてデータ電極Dj上の正の壁電圧を残したまま、走査電極SCiおよび維持電極SUi上の壁電圧を消去している。
ここで、消去期間Teは、上昇期間と下降期間とに分割することができる。駆動電圧波形は、上昇期間において上昇傾斜波形電圧Vup2を含み、下降期間において下降傾斜波形電圧Vdw2を含む。上昇傾斜波形電圧Vup2および下降傾斜波形電圧Vdw2を含む消去期間の駆動電圧波形は、消去パルスとも呼ばれる。
このように消去動作を行うためには、ある程度の時間が必要である。そして消去期間Teは壁電圧を消去するだけでなく、次の書き込み期間Tw1の書き込み動作に備えてデータ電極上の壁電圧を調整する期間でもあるため、データ電極の電圧を固定しておくことが望ましい。そのため図5に示す駆動電圧波形では、表示電極対グループDG1の消去期間Teにおいて表示電極対グループDG2の書き込み動作を停止している。すなわち、走査電極グループSG2には走査パルス電圧Vadは印加されず、データ電極Djには書き込みパルス電圧Vdは印加されない。
その後、表示電極対グループDG1に対しては放電が発生しない休止期間Tidであり、走査電極グループSG1には電圧Vcよりも高い電圧Vbを印加する。この休止期間Tidは、表示電極対グループDG2の書き込み期間Tw1が終了するまで続く。このように、放電が発生しない範囲で走査電極グループSG1をできるだけ高電位に保持することで、壁電荷の減少を抑制することができ、続く書き込み期間Tw1において安定した書き込み動作を行うことができる。
続く表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1の駆動電圧波形は、図4に示した駆動電圧波形と同様である。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は、サブフィールドSF1の維持期間Ts1となっている。この維持期間Ts1では、同時に高電位となるタイミングが存在するように、走査電極グループSG2と維持電極グループUG2とに交互に維持パルスを印加する。
続く消去期間Teでは、走査電極グループSG2に、電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を印加し、その後電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を印加する。こうしてデータ電極Dj上の正の壁電圧を残したまま、走査電極SCiおよび維持電極SUi上の壁電圧を消去している。そして、表示電極対グループDG2の消去期間Teでは、表示電極対グループDG1の書き込み動作を停止する。
その後の、表示電極対グループDG2の休止期間Tidでは、走査電極グループSG2には電圧Vcよりも高い電圧Vbを印加する。
以降同様に、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF3の書き込み期間Tw1、…と続く。最後に、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF10の書き込み期間Tw1、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF10の維持期間Ts10および消去期間Teと続いて、1フィールド期間Tfを終える。
なお、図5に示す駆動電圧波形では、消去期間Teと書き込み期間Tw1との間に休止期間Tidを設けているが、休止期間Tidは消去期間Teの上昇期間と下降期間との間に設けてもよい。
図6は、プラズマディスプレイ装置のパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形を示す波形図である。
まず、初期化期間Tinは、図5に示した駆動電圧波形の初期化期間Tinと同様であるため説明を省略する。
続く表示電極対グループDG1に対する、サブフィールドSF1の書き込み期間Tw1および維持期間Ts1とも、図5に示した駆動電圧波形と同様である。表示電極対グループDG1がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は休止期間Tidとなっている。なお、この休止期間Tidでは、図5に示す駆動電圧波形の場合には電圧Vbを印加しているが、図6に示す駆動電圧波形の場合には電圧Vi1を印加してもよい。
続く表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF1の消去期間Te1では、走査電極グループSG1に、電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を印加し、維持期間Ts1において維持放電していた放電セルCijの壁電圧を消去させる。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF1の消去期間Te1の間、表示電極対グループDG2は、書き込み動作を停止している。書き込み動作を停止する理由は、図5において上述した理由と同様である。
続く休止期間Tidにおいて、走査電極グループSG1に電圧0(V)を印加した後、維持電極グループUG1に所定電圧Ve1を印加する。表示電極対グループDG1の休止期間Tidの開始と同時に、表示電極対グループDG2は書き込み動作を再開し、走査電極SC2160の書き込みが終了するまで表示電極対グループDG1の休止期間Tidの動作を行う。
その後、表示電極対グループDG1に対する消去期間Te2では、走査電極グループSG1に、電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を印加し、次の書き込み期間Tw1の書き込み動作に備えてデータ電極上の壁電圧を調整する。その後直ちに書き込み期間Tw1になり走査電極SC1から書き込み動作を始める。このように下降傾斜波形電圧Vdw2を印加した直後に書き込み動作を開始することによって、壁電荷の減少を抑制することができ、続く書き込み期間Tw1において安定した書き込み動作を行うことができる。
ここで、消去期間Te1、Te2は、上昇期間と下降期間に分割することができる。駆動電圧波形は、上昇期間において上昇傾斜波形電圧Vup2を含み、下降期間において下降傾斜波形電圧Vdw2を含む。図6の場合、消去期間Te1は上昇期間に対応し、消去期間Te2は下降期間に対応する。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は、サブフィールドSF1の維持期間Ts1となり、この時の動作は図5に示す駆動電圧波形の時と同様である。
以降同様に、一方の表示電極対グループの維持期間に続く消去期間Te1において上昇傾斜波形電圧Vup2を印加し、続く休止期間Tidの動作は、他方の表示電極対グループの書き込み動作が終了するまで行う。その後、一方の表示電極対グループにおける消去期間Te2において下降傾斜波形電圧Vdw2を印加する。このような一連の動作を、各表示電極対グループDG1、DG2において行う。図6に示す駆動電圧波形では、休止期間Tidにおける電圧Vbを生成する回路が不要となるため、図5に示す駆動電圧波形よりも図6に示す駆動電圧波形の方が、駆動回路設計がより簡単になる場合がある。
例えば、電圧Vi1は150(V)、電圧Vi2は400(V)、電圧Vi3は200(V)、電圧Vi4は−150(V)、電圧Vcは−10(V)、電圧Vbは150(V)に設定される。さらに例えば、走査パルス電圧Vadは−160(V)、維持パルス電圧Vsは200(V)、電圧Vrは200(V)、所定電圧Ve1は140(V)、所定電圧Ve2は150(V)、書き込みパルス電圧Vdは60(V)に設定される。また例えば、上昇傾斜波形電圧Vup1、Vup2のこう配は10(V/μs)、下降傾斜波形電圧Vdw1、Vdw2のこう配は−2(V/μs)に設定される。なお、これらの電圧値およびこう配は上述した値に限定されるものではなく、パネルの放電特性やプラズマディスプレイ装置の仕様にもとづき最適に設定されてもよい。
次に、プラズマディスプレイパネルの駆動回路について説明する。
図7は、プラズマディスプレイ装置40のブロック図である。プラズマディスプレイ装置40は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路46およびパネル10を備えている。プラズマディスプレイパネルの駆動回路46は、画像信号処理回路41、データ電極駆動回路42、走査電極駆動回路43、維持電極駆動回路44、タイミング発生回路45、および各回路ブロックに必要な電源を供給する電源回路(図示せず)を備えている。
タイミング発生回路45は、画像信号の水平同期信号および垂直同期信号にもとづいて各回路の動作を制御する各種のタイミング信号S45を発生させ、それぞれの回路へ供給する。タイミング発生回路45は、ワイヤードロジック回路で構成されてもよいし、タイミング信号S45を生成するプログラムが組み込まれたプログラム組み込み回路、すなわちマイクロコンピュータまたはFPGA(Field Programmable Gate Array)で構成されてもよいし、さらに、ワイヤードロジック回路およびプログラム組み込み回路の両方で構成されてもよい。画像信号処理回路41は、タイミング信号S45にもとづいて、画像信号を、各サブフィールドにおいて放電セルCij(i=1〜2160、j=1〜m)の発光又は非発光を示す画像データに変換する。
データ電極駆動回路42は、データ電極D1〜Dmにそれぞれ対応するm個のスイッチを備える。m個のスイッチのそれぞれは、画像データおよびタイミング信号S45にもとづいて、書き込みパルス電圧Vdまたは電圧0(V)を選択する。その結果、データ電極駆動回路42は、iライン目(i=1〜2160)において、j列(j=1〜m)ごとに書き込みパルス電圧Vdまたは電圧0(V)のうちいずれか一方の電圧を表すm系統の電圧信号を生成する。このm系統の電圧信号は、データ書き込みパルス列と呼ばれる。このようにデータ電極駆動回路42は、タイミング信号S45にもとづいて、画像データをiライン目(i=1〜2160)ごとにデータ書き込みパルス列に変換し、各データ電極D1〜Dmに印加する。
図8および図9にそれぞれ示される走査電極駆動回路43および維持電極駆動回路44内の各スイッチング素子は、タイミング発生回路45からのタイミング信号S45をそのスイッチング素子の制御端子に受ける。スイッチング素子がMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)またはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)の場合、制御端子はゲート端子である。さらに各スイッチング素子は、タイミング信号S45により制御され、オン/オフされる。図8でおよび図9は、図示を簡単にするために、タイミング信号S45の配線は、省略されている。
図8は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路46における走査電極駆動回路43の回路図である。走査電極駆動回路43は、走査電極側維持パルス発生回路50(以下、単に「維持パルス発生回路50」と略称する)、傾斜波形発生回路60、走査パルス発生回路70a、走査パルス発生回路70b、走査電極側スイッチ回路75a(以下、単に「スイッチ回路75a」と略称する)、および走査電極側スイッチ回路75b(以下、単に「スイッチ回路75b」と略称する)を備えている。走査電極駆動回路43は、電極経路グループPSG1を介して走査電極グループSG1に接続され、電極経路グループPSG2を介して走査電極グループSG2に接続される。電極経路グループPSG1は、走査電極駆動回路43において、走査電極グループSG1への出力経路または走査電極グループSG1からの入力経路を表す。電極経路グループPSG2は、走査電極駆動回路43において、走査電極グループSG2への出力経路または走査電極グループSG2からの入力経路を表す。走査電極駆動回路43は、タイミング信号S45にもとづいて、走査電極駆動回路43を構成する各スイッチング素子が制御される。これにより、走査電極駆動回路43は、初期化期間に初期化パルス、書き込み期間に走査パルス、維持期間に維持パルス、および消去期間に消去パルスを発生させ、電極経路グループPSG1、PSG2を介して走査電極グループSG1、SG2に、それぞれ印加する。
維持パルス発生回路50は、電力回収部51および電圧クランプ部55を有する。電力回収部51は、電力回収用のコンデンサC51、スイッチング素子Q51およびQ52、逆流防止用のダイオードD51およびD52、ならびに共振用のインダクタL51およびL52を有する。電圧クランプ部55は、スイッチング素子Q55、Q56、およびQ59、ならびにダイオードD55およびD56を有する。
コンデンサC51の一端は接地され、同他端はスイッチング素子Q51の一端およびスイッチング素子Q52の一端に接続される。スイッチング素子Q51の他端はダイオードD51のアノードに接続され、スイッチング素子Q52の他端はダイオードD52のカソードに接続される。ダイオードD51のカソードはインダクタL51の一端に接続され、ダイオードD52のアノードはインダクタL52の一端に接続される。インダクタL51の他端は、電圧クランプ部55におけるスイッチング素子Q55の一端とスイッチング素子Q59の一端との接続点に接続される。インダクタL52の他端は、電圧クランプ部55におけるスイッチング素子Q59の他端とスイッチング素子Q56の一端と共通経路PSとの接続点に接続される。スイッチング素子Q55の他端は、電源経路PsSを介して電圧源EsSに接続され、スイッチング素子Q56の他端は接地される。
これらのスイッチング素子Q51、Q52、Q55、Q56、およびQ59は、MOSFETおよびIGBT等のトランジスタ素子を用いて構成することができる。図8には、スイッチング素子Q51、Q52、Q55、Q56としてIGBTを用いた回路構成を示した。特に電圧クランプ部55を構成するスイッチング素子Q55、Q56としてIGBTを用いる場合には、制御される電流の順方向とは逆の方向の電流経路を設けて、IGBTの逆耐圧特性を確保する必要がある。電流の順方向とは、コレクタからエミッタへ流れる順方向の電流方向である。そのために、ダイオードD55はスイッチング素子Q55に対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続され、ダイオードD56はスイッチング素子Q56に対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続されている。なお、図示されていないが、IGBTを保護するために、各スイッチング素子Q51、Q52に並列にダイオードが接続されてもよい。
電力回収部51は、走査電極グループSG1と維持電極グループUG1との間または走査電極グループSG2と維持電極グループUG2との間の各1080個の電極間容量と、インダクタL51とをLC共振させて、維持パルスの立ち上がり動作を行う。さらに、電力回収部51は、この各1080個の電極間容量とインダクタL52とをLC共振させて、維持パルスの立ち下がり動作を行う。
電力回収部51は、維持パルスの立ち上がり時には、スイッチング素子Q51、Q59がオンされることにより、電力回収用のコンデンサC51に蓄えられている電荷(または電力)を、所定の供給経路を介して、維持期間中の走査電極グループに属する1080個の電極間容量に供給する。走査電極グループSG1の維持期間の場合、所定の供給経路は、スイッチング素子Q51、ダイオードD51、インダクタL51、スイッチング素子Q59、共通経路PS、スイッチ回路75a、走査パルス発生回路70a、電極経路グループPSG1、および走査電極グループSG1を介する経路である。走査電極グループSG2の維持期間の場合、所定の供給経路は、スイッチング素子Q51、ダイオードD51、インダクタL51、スイッチング素子Q59、共通経路PS、スイッチ回路75b、走査パルス発生回路70b、電極経路グループPSG2、および走査電極グループSG2を介する経路である。
さらに、電力回収部51は、維持パルスの立ち下がり時には、スイッチング素子Q52がオンされることにより、維持期間中の走査電極グループに属する1080個の電極間容量に蓄えられた電荷(または電力)を、所定の回収経路を介して、電力回収用のコンデンサC51に回収する。走査電極グループSG1の維持期間の場合、所定の回収経路は、走査電極グループSG1、電極経路グループPSG1、走査パルス発生回路70a、スイッチ回路75a、共通経路PS、インダクタL52、ダイオードD52、およびスイッチング素子Q52を介する経路である。走査電極グループSG2の維持期間の場合、所定の回収経路は、走査電極グループSG2、電極経路グループPSG2、走査パルス発生回路70b、スイッチ回路75b、共通経路PS、インダクタL52、ダイオードD52、およびスイッチング素子Q52を介する経路である。
このように、電力回収部51は電源から電力を供給されずにLC共振によって維持パルスの立ち上がりおよび立ち下がり動作を行うため、理想的には消費電力が「0」となる。電力回収用のコンデンサC51は、1080個の電極間容量に比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収部51の電源として働くように、維持パルス電圧Vsの半分の約Vs/2に充電されている。
電圧源EsSは、維持パルス電圧Vsを発生させ、スイッチング素子Q55は、電源経路PsSを介して維持パルス電圧Vsを受ける。電圧クランプ部55は、スイッチング素子Q55、Q59がオンされスイッチング素子Q56がオフされることにより、共通経路PSの電圧を維持パルス電圧Vsに保持する。一方、電圧クランプ部55は、スイッチング素子Q55がオフされスイッチング素子Q56がオンされることにより、共通経路PSの電圧を電圧0(V)に保持する。維持パルス電圧Vsは維持パルスのパルス尖頭電圧に対応し、電圧0(V)は維持パルスのパルス基準電圧に対応する。電圧クランプ部55は、維持期間中の走査電極グループSG1、SG2を、維持パルスのパルス尖頭電圧とパルス基準電圧とに交互にクランプすることにより、走査電極グループSG1、SG2に維持パルスを印加する。共通経路PS側から電圧クランプ部55を見た電圧印加時の出力インピーダンスは充分に小さく、電圧クランプ部55は維持放電による大きな放電電流を安定して流すことができる。
スイッチング素子Q59は、維持期間ではオンされ、初期化期間Tinではオフされる分離スイッチである。初期化期間Tinにおいて例えば電圧Vi2のように、共通経路PSの電圧が維持パルス電圧Vsよりも大きくなる場合、スイッチング素子Q59は、傾斜波形発生回路60からダイオードD55を介して電圧源EsSへ逆流する電流を防止する。
このように、維持パルス発生回路50は、タイミング信号S45にもとづいてスイッチング素子Q51、Q52、Q55、Q56が制御されることによって、維持パルスの立ち上がり/立ち下がり動作、および維持パルス電圧Vs/電圧0(V)の保持動作を行う。維持パルスは、立ち上がりの状態、維持パルス電圧Vsの状態、立ち下がりの状態、および電圧0(V)(またはパルス基準電圧)の状態を含む4つの状態を繰り返すパルス波形を表す。維持パルスの立ち上がり/立ち下がりの状態を無視すれば、維持パルスは、維持パルス電圧Vsおよび電圧0(V)の2つの電圧を繰り返すパルス波形を表すともいうことができる。維持パルス発生回路50は、このような立ち上がり/立ち下がり動作および維持パルス電圧Vs/電圧0(V)の保持動作によって維持パルスを発生させ、共通経路PSを介して走査電極グループSG1、SG2に維持パルスを印加する。
傾斜波形発生回路60は、2つのミラー積分回路61、62を備えている。ミラー積分回路61の一端は、電源経路Ptを介して電圧源Etに接続され、同他端は、共通経路PSに接続される。ミラー積分回路62の一端は、電源経路Prを介して電圧源Erに接続され、同他端は、共通経路PSに接続される。
電圧源Etは、所定の正の電圧Vtを発生させ、ミラー積分回路61は、電源経路Ptを介して電圧Vtを受ける。初期化期間Tinの上昇期間では、直前に、スイッチング素子Q56がオンされることにより、電圧クランプ部55は共通経路PSの電圧を電圧0(V)にする。続く初期化期間Tinの上昇期間において、ミラー積分回路61は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、オンされることにより、電圧0(V)から電圧Vtに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧を発生させ、共通経路PSへ出力する。この上昇傾斜波形電圧は、初期化パルスの一部を成す上昇傾斜波形電圧Vup1を形成している。
電圧源Erは、図5において上述した電圧Vrを発生させ、ミラー積分回路62は、電源経路Prを介して電圧Vrを受ける。消去期間の上昇期間では、直前に、スイッチング素子Q56がオンされることにより、電圧クランプ部55は共通経路PSの電圧を電圧0(V)にする。続く消去期間の上昇期間において、ミラー積分回路62は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、オンされることにより、電圧0(V)から電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を発生させ、共通経路PSへ出力する。上昇傾斜波形電圧Vup2は、消去期間における消去パルスの一部を形成している。
スイッチ回路75aはスイッチング素子Q76aを有し、スイッチ回路75bは、スイッチング素子Q76bを有する。スイッチ回路75aは、共通経路PSと走査パルス発生回路70aのロー側経路PL1との間に接続され、スイッチ回路75bは、共通経路PSと走査パルス発生回路70bのロー側経路PL2との間に接続される。スイッチ回路75aは、オンまたはオフされることにより、共通経路PSとのロー側経路PL1とを電気的にそれぞれ導通または遮断する。スイッチ回路75bは、オンまたはオフされることにより、共通経路PSとのロー側経路PL2とを電気的にそれぞれ導通または遮断する。電気的に導通または遮断することを、それぞれ電気的に接続または分離するともいう。
スイッチ回路75aは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の維持期間においてオンされることにより、共通経路PSからの維持パルスをロー側経路PL1へ出力する。スイッチ回路75aが維持パルスをロー側経路PL1へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ回路75bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の維持期間においてオンされることにより、共通経路PSからの維持パルスをロー側経路PL2へ出力する。スイッチ回路75bが維持パルスをロー側経路PL2へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。
スイッチ回路75a、75bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの上昇期間において両方ともオンされることにより、ミラー積分回路61によって発生した上昇傾斜波形電圧をロー側経路PL1、PL2の両方へ出力する。
スイッチ回路75aは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の消去期間の上昇期間においてオンされることにより、共通経路PSからの上昇傾斜波形電圧Vup2をロー側経路PL1へ出力する。スイッチ回路75aが上昇傾斜波形電圧Vup2をロー側経路PL1へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ回路75bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の消去期間の上昇期間においてオンされることにより、共通経路PSからの上昇傾斜波形電圧Vup2をロー側経路PL2へ出力する。スイッチ回路75bが上昇傾斜波形電圧Vup2をロー側経路PL2へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。
走査パルス発生回路70aは、ミラー積分回路71a、電圧源Ep1、およびスイッチ部グループYG1を備えている。スイッチ部グループYG1は、1080個のスイッチ部Yi(i=1〜1080)を備えている。スイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiおよびスイッチング素子QLiを備えている(i=1〜1080)。ミラー積分回路71aは、電圧源Eadへの電源経路Padとロー側経路PL1との間に接続される。電圧源Ep1の負極はロー側経路PL1に接続され、同正極はハイ側経路PH1に接続される。スイッチング素子QHiは、ハイ側経路PH1と電極経路PSiとの間に接続され、スイッチング素子QLiは、電極経路PSiとロー側経路PL1との間に接続される(i=1〜1080)。1080系統の電極経路PSi(i=1〜1080)は、上述した電極経路グループPSG1を表す。
走査パルス発生回路70bは、ミラー積分回路71b、電圧源Ep2、およびスイッチ部グループYG2を備えている。スイッチ部グループYG2は、1080個のスイッチ部Yi(i=1081〜2160)を備えている。スイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiおよびスイッチング素子QLiを備えている(i=1081〜2160)。ミラー積分回路71bは、電圧源Eadへの電源経路Padとロー側経路PL2との間に接続される。電圧源Ep2の負極はロー側経路PL2に接続され、同正極はハイ側経路PH2に接続される。スイッチング素子QHiは、ハイ側経路PH2と電極経路PSiとの間に接続され、スイッチング素子QLiは、電極経路PSiとロー側経路PL2との間に接続される(i=1081〜2160)。1080系統の電極経路PSi(i=1081〜2160)は、上述した電極経路グループPSG2を表す。
電圧源Eadは、負の走査パルス電圧Vadを発生させ、各ミラー積分回路71a、71bは、電源経路Padを介して走査パルス電圧Vadを受ける。ミラー積分回路71a、71bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの下降期間においてオンされる。これにより、ミラー積分回路71a、71bは、走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw1を生成し、それぞれロー側経路PL1、PL2へ出力する。ミラー積分回路71a、71bが下降傾斜波形電圧Vdw1をそれぞれロー側経路PL1、PL2へ出力している間、スイッチ回路75a、75bは、両方ともオフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1およびPL2とを電気的に遮断する。
ミラー積分回路71aは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の書き込み期間Tw1において常にオン状態となることにより、ロー側経路PL1の電圧を走査パルス電圧Vadにする。ミラー積分回路71aがロー側経路PL1の電圧を走査パルス電圧Vadにしている間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。同様に、ミラー積分回路71bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の書き込み期間Tw1において常にオン状態となることにより、ロー側経路PL2の電圧を走査パルス電圧Vadにする。ミラー積分回路71bがロー側経路PL2の電圧を走査パルス電圧Vadにしている間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。
ミラー積分回路71aは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の消去期間の下降期間においてオンされる。これにより、ミラー積分回路71aは、走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を生成し、ロー側経路PL1へ出力する。ミラー積分回路71aが下降傾斜波形電圧Vdw2をロー側経路PL1へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。同様に、ミラー積分回路71bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の消去期間の下降期間においてオンされる。これにより、ミラー積分回路71bは、走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を生成し、ロー側経路PL2へ出力する。ミラー積分回路71bが下降傾斜波形電圧Vdw2をロー側経路PL2へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。
電圧源Ep1は、所定の正の走査差電圧Vpを発生させる。ロー側経路PL1における電圧はロー側電圧VL1と呼ばれ、ハイ側経路PH1における電圧はハイ側電圧VH1と呼ばれる。ハイ側電圧VH1は、ロー側電圧VL1よりも走査差電圧Vpだけ高い。スイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiがオフされスイッチング素子QLiがオンされることによりロー側経路PL1を選択し、ロー側電圧VL1を電極経路PSiへ出力する(i=1〜1080)。さらにスイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiがオンされスイッチング素子QLiがオフされることによりハイ側経路PH1を選択し、ハイ側電圧VH1を電極経路PSiへ出力する(i=1〜1080)。
電圧源Ep2は、走査差電圧Vpを発生させる。ロー側経路PL2における電圧はロー側電圧VL2と呼ばれ、ハイ側経路PH2における電圧はハイ側電圧VH2と呼ばれる。ハイ側電圧VH2は、ロー側電圧VL2よりも走査差電圧Vpだけ高い。スイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiがオフされスイッチング素子QLiがオンされることによりロー側経路PL2を選択し、ロー側電圧VL2を電極経路PSiへ出力する(i=1081〜2160)。さらにスイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiがオンされスイッチング素子QLiがオフされることによりハイ側経路PH2を選択し、ハイ側電圧VH2を電極経路PSiへ出力する(i=1081〜2160)。
スイッチ部グループYG1は、ロー側電圧VL1またはハイ側電圧VH1のうちいずれか一方の電圧を選択し、選択された電圧を同時にすべての電極経路PSi(i=1〜1080)へ出力してもよい。さらに、スイッチ部グループYG1は、ロー側電圧VL1またはハイ側電圧VH1のうちいずれか一方の電圧を、電極経路PSi(i=1〜1080)のうち少なくとも1系統の電極経路へ出力している間、他方の電圧を残りの電極経路へ出力してもよい。
スイッチ回路75aは、走査電極グループSG1の維持期間において、上述したように維持パルスをロー側経路PL1へ出力する。スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の維持期間において、ロー側経路PL1を選択することにより、維持パルスを電極経路グループPSG1へ出力する。スイッチ部グループYG1が維持パルスを電極経路グループPSG1へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ回路75bは、走査電極グループSG2の維持期間において、上述したように維持パルスをロー側経路PL2へ出力する。スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の維持期間において、ロー側経路PL2を選択することにより、維持パルスを電極経路グループPSG2へ出力する。スイッチ部グループYG2が維持パルスを電極経路グループPSG2へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。
スイッチ回路75a、75bは、初期化期間Tinの上昇期間において、上述したように電圧0(V)から電圧Vtに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧をロー側経路PL1、PL2の両方へ出力する。スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの上昇期間において、ハイ側経路PH1を選択する。これにより、スイッチ部グループYG1は、電圧Vpから電圧(Vt+Vp)に向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup1を電極経路グループPSG1へ出力する。同様に、スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの上昇期間において、ハイ側経路PH2を選択する。これにより、スイッチ部グループYG2は、電圧Vpから電圧(Vt+Vp)に向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup1を電極経路グループPSG2へ出力する。
スイッチ回路75aは、走査電極グループSG1における消去期間の上昇期間において、上述したように電圧0(V)から電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2をロー側経路PL1へ出力する。スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1における消去期間の上昇期間において、ロー側経路PL1を選択することにより、上昇傾斜波形電圧Vup2を電極経路グループPSG1へ出力する。スイッチ部グループYG1が上昇傾斜波形電圧Vup2を電極経路グループPSG1へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2における消去期間の上昇期間において、ロー側経路PL2を選択することにより、上昇傾斜波形電圧Vup2を電極経路グループPSG2へ出力する。スイッチ部グループYG2が上昇傾斜波形電圧Vup2を電極経路グループPSG2へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。
初期化期間Tinの下降期間では、直前に、スイッチング素子Q55、Q59がオンされることにより、電圧クランプ部55は共通経路PSの電圧を維持パルス電圧Vsにする。スイッチ回路75a、75bはオンされているので、ロー側経路PL1、PL2の電圧も維持パルス電圧Vsとなる。続く初期化期間Tinの下降期間において、スイッチ回路75a、75bはオフされ、ミラー積分回路71a、71bは、上述したように走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw1をそれぞれロー側経路PL1、PL2へ出力する。すなわち、下降傾斜波形電圧Vdw1は、維持パルス電圧Vsから走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧となる。スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの下降期間において、ロー側経路PL1を選択することにより、このような下降傾斜波形電圧Vdw1を電極経路グループPSG1へ出力する。スイッチ部グループYG1が下降傾斜波形電圧Vdw1を電極経路グループPSG1へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの下降期間において、ロー側経路PL2を選択することにより、下降傾斜波形電圧Vdw1を電極経路グループPSG2へ出力する。スイッチ部グループYG2が下降傾斜波形電圧Vdw1を電極経路グループPSG2へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。
走査電極グループSG1における消去期間の下降期間では、直前に、スイッチング素子Q56がオンされることにより、電圧クランプ部55は共通経路PSの電圧を電圧0(V)にする。スイッチ回路75aはオンされているので、ロー側経路PL1の電圧も電圧0(V)となる。続く走査電極グループSG1における消去期間の下降期間において、スイッチ回路75aはオフされ、ミラー積分回路71aは、上述したように走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2をロー側経路PL1へ出力する。すなわち、下降傾斜波形電圧Vdw2は、電圧0(V)から走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧となる。スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1における消去期間の下降期間において、ロー側経路PL1を選択することにより、このような下降傾斜波形電圧Vdw2を電極経路グループPSG1へ出力する。スイッチ部グループYG1が下降傾斜波形電圧Vdw2を電極経路グループPSG1へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2における消去期間の下降期間において、ロー側経路PL2を選択することにより、下降傾斜波形電圧Vdw2を電極経路グループPSG2へ出力する。スイッチ部グループYG2が下降傾斜波形電圧Vdw2を電極経路グループPSG2へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。
ミラー積分回路71aは、走査電極グループSG1の書き込み期間Tw1において、上述したようにロー側経路PL1の電圧を走査パルス電圧Vadにする。スイッチ部グループYG1は、走査電極グループSG1の書き込み期間Tw1においてロー側経路PL1における走査パルス電圧Vadよりも走査差電圧Vpだけ高い電圧を表す走査基準電圧Vc(図4〜図6に示される)を生成し、ハイ側経路PH1の電圧を走査基準電圧Vcにする。各スイッチ部Yi(i=1〜1080)は、書き込み期間Tw1内の所定のタイミングにおいて、走査パルスの幅に対応する期間では走査パルス電圧Vadを選択し、書き込み期間Tw1における残りの期間では走査基準電圧Vcを選択することにより、走査パルスを生成する。さらにスイッチ部Yi(i=1〜1080)のうち1個のスイッチ部が走査パルス電圧Vadを選択している間、残りの1079個のスイッチ部は走査基準電圧Vcを選択する。
それゆえに、1080個のスイッチ部Yiは、互いに異なるタイミングで走査パルスを生成し、それぞれ1080系統の電極経路PSiへ出力する(i=1〜1080)。すなわち、スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の書き込み期間Tw1において、互いに異なる1080系統のタイミングで走査パルス電圧Vadおよび走査基準電圧Vcを順次選択する。これにより、スイッチ部グループYG1は、1080系統の互いに異なるタイミングの走査パルスを生成し、電極経路グループPSG1へ出力する。走査パルスは、走査パルス電圧Vadをピークレベルとし、走査基準電圧Vcを基準レベルとするパルス波形を表す。
同様に、スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の書き込み期間Tw1において、互いに異なる1080系統のタイミングで走査パルス電圧Vadおよび走査基準電圧Vcを順次選択する。これにより、スイッチ部グループYG2は、1080系統の互いに異なるタイミングの走査パルスを生成し、電極経路グループPSG2へ出力する。
図9は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路46における維持電極駆動回路44の回路図である。維持電極駆動回路44は、維持電極側維持パルス発生回路80(以下、単に「維持パルス発生回路80」と略称する)、所定電圧発生回路90a、所定電圧発生回路90b、維持電極側スイッチ回路100a(以下、単に「スイッチ回路100a」と略称する)、および維持電極側スイッチ回路100b(以下、単に「スイッチ回路100b」と略称する)を備えている。維持電極駆動回路44は、電極経路PU1を介して維持電極グループUG1に接続され、電極経路PU2を介して維持電極グループUG2に接続される。電極経路PU1は、維持電極駆動回路44において、維持電極グループUG1への出力経路または維持電極グループUG1からの入力経路を表す。電極経路PU2は、維持電極駆動回路44において、維持電極グループUG2への出力経路または維持電極グループUG2からの入力経路を表す。維持電極駆動回路44は、タイミング信号S45にもとづいて、維持電極駆動回路44を構成する各スイッチング素子が制御される。これにより、維持電極駆動回路44は、維持期間に維持パルスを発生させ、電極経路PU1、PU2を介して維持電極グループUG1、UG2に、それぞれ印加する。
維持パルス発生回路80は、電力回収部81および電圧クランプ部85を有する。電力回収部81は、電力回収用のコンデンサC81、スイッチング素子Q81およびQ82、逆流防止用のダイオードD81およびD82、ならびに共振用のインダクタL81およびL82を有する。電圧クランプ部85は、スイッチング素子Q85およびQ86、ならびにダイオードD85およびD86を有する。
コンデンサC81の一端は接地され、同他端はスイッチング素子Q81の一端およびスイッチング素子Q82の一端に接続される。スイッチング素子Q81の他端はダイオードD81のアノードに接続され、スイッチング素子Q82の他端はダイオードD82のカソードに接続される。ダイオードD81のカソードはインダクタL81の一端に接続され、ダイオードD82のアノードはインダクタL82の一端に接続される。インダクタL81の他端およびインダクタL82の他端は、電圧クランプ部85におけるスイッチング素子Q85の一端とスイッチング素子Q86の一端との接続点に共通に接続される。スイッチング素子Q85の他端は、電源経路PsSを介して電圧源EsSに接続され、スイッチング素子Q86の他端は接地される。
これらのスイッチング素子Q81、Q82、Q85、およびQ86は、MOSFETおよびIGBT等のトランジスタ素子を用いて構成することができる。図9には、IGBTを用いた回路構成を示した。特に電圧クランプ部85を構成するスイッチング素子Q85、Q86としてIGBTを用いる場合には、制御される電流の順方向とは逆の方向の電流経路を設けてIGBTの逆耐圧特性を確保する必要がある。そのために、ダイオードD85はスイッチング素子Q85に対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続され、ダイオードD86はスイッチング素子Q86に対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続されている。なお、図示されていないが、IGBTを保護するために、各スイッチング素子Q81、Q82に並列にダイオードが接続されてもよい。
維持パルス発生回路80の動作は、維持パルス発生回路50の動作と同様である。すなわち、電力回収部81は、維持電極グループUG1と走査電極グループSG1との間または維持電極グループUG2と走査電極グループSG2との間の各1080個の電極間容量と、インダクタL81とをLC共振させて、維持パルスの立ち上がり動作を行う。さらに、電力回収部81は、この各1080個の電極間容量とインダクタL82とをLC共振させて、維持パルスの立ち下がり動作を行う。
電力回収部81は、維持パルスの立ち上がり時には、スイッチング素子Q81がオンされることにより、電力回収用のコンデンサC81に蓄えられている電荷(または電力)を、所定の供給経路を介して、維持期間中の維持電極グループに属する1080個の電極間容量に供給する。維持電極グループUG1の維持期間の場合、所定の供給経路は、スイッチング素子Q81、ダイオードD81、インダクタL81、共通経路PU、スイッチ回路100a、電極経路PU1、および維持電極グループUG1を介する経路である。維持電極グループUG2の維持期間の場合、所定の供給経路は、スイッチング素子Q81、ダイオードD81、インダクタL81、共通経路PU、スイッチ回路100b、電極経路PU2、および維持電極グループUG2を介する経路である。
さらに、電力回収部81は、維持パルスの立ち下がり時には、スイッチング素子Q82がオンされることにより、維持期間中の維持電極グループに属する1080個の電極間容量に蓄えられた電荷(または電力)を、所定の回収経路を介して、電力回収用のコンデンサC81に回収する。維持電極グループUG1の維持期間の場合、所定の回収経路は、維持電極グループUG1、電極経路PU1、スイッチ回路100a、共通経路PU、インダクタL82、ダイオードD82、およびスイッチング素子Q82を介する経路である。維持電極グループUG2の維持期間の場合、所定の回収経路は、維持電極グループUG2、電極経路PU2、スイッチ回路100b、共通経路PU、インダクタL82、ダイオードD82、およびスイッチング素子Q82を介する経路である。
電圧源EsSは、維持パルス電圧Vsを発生させ、スイッチング素子Q85は、電源経路PsSを介して維持パルス電圧Vsを受ける。電圧クランプ部85は、スイッチング素子Q85がオンされスイッチング素子Q86がオフされることにより、共通経路PUの電圧を維持パルス電圧Vsに保持する。一方、電圧クランプ部85は、スイッチング素子Q85がオフされスイッチング素子Q86がオンされることにより、共通経路PUの電圧を電圧0(V)に保持する。電圧クランプ部85は、維持期間中の維持電極グループUG1、UG2を、維持パルスのパルス尖頭電圧とパルス基準電圧とに交互にクランプすることにより、維持電極グループUG1、UG2に維持パルスを印加する。
このように、維持パルス発生回路80は、タイミング信号S45にもとづいてスイッチング素子Q81、Q82、Q85、Q86が制御されることによって、維持パルスの立ち上がり/立ち下がり動作、および維持パルス電圧Vs/電圧0(V)の保持動作を行う。維持パルス発生回路80は、このような立ち上がり/立ち下がり動作および維持パルス電圧Vs/電圧0(V)の保持動作によって維持パルスを発生させ、共通経路PUを介して維持電極グループUG1、UG2に維持パルスを印加する。
所定電圧印加回路90aは、スイッチング素子Q91a、スイッチング素子Q92a、および所定電圧スイッチ部93aを有する。所定電圧印加回路90bは、スイッチング素子Q91b、スイッチング素子Q92b、および所定電圧スイッチ部93bを有する。所定電圧スイッチ部93aおよび所定電圧スイッチ部93bは、スイッチ部の一例である。所定電圧スイッチ部93aはスイッチング素子Q93aおよびスイッチング素子Q94aを有し、所定電圧スイッチ部93bはスイッチング素子Q93bおよびスイッチング素子Q94bを有する。
スイッチング素子Q91aの一端は、電源経路Pe1を介して所定電圧源Ee1に接続され、スイッチング素子Q92aの一端は、電源経路Pe2を介して所定電圧源Ee2に接続される。スイッチング素子Q91aの他端およびスイッチング素子Q92aの他端は、共通に所定電圧スイッチ部93aにおけるスイッチング素子Q93aの一端に接続され、スイッチング素子Q93aの他端は、スイッチング素子Q94aを介して電極経路PU1に接続される。同様に、スイッチング素子Q91bの一端は、電源経路Pe1を介して所定電圧源Ee1に接続され、スイッチング素子Q92bの一端は、電源経路Pe2を介して所定電圧源Ee2に接続される。スイッチング素子Q91bの他端およびスイッチング素子Q92bの他端は、共通に所定電圧スイッチ部93bにおけるスイッチング素子Q93bの一端に接続され、スイッチング素子Q93bの他端は、スイッチング素子Q94bを介して電極経路PU2に接続される。
所定電圧スイッチ部93aにおいて、スイッチング素子Q93aとスイッチング素子Q94aとは、制御される電流の順方向が互いに逆になるように直列接続されることにより、双方向のスイッチを形成している。電流の順方向とは、ドレインからソースへまたはコレクタからエミッタへ流れる順方向の電流方向である。同様に、所定電圧スイッチ部93bにおいて、スイッチング素子Q93bとスイッチング素子Q94bとは、制御される電流の順方向が互いに逆になるように直列接続されることにより、双方向のスイッチを形成している。所定電圧スイッチ部93aは、スイッチング素子Q93aおよびスイッチング素子Q94aが同時にオン状態の場合にオン状態となり、同時にオフ状態の場合にオフ状態となる。同様に、所定電圧スイッチ部93bは、スイッチング素子Q93bおよびスイッチング素子Q94bが同時にオン状態の場合にオン状態となり、同時にオフ状態の場合にオフ状態となる。
所定電圧源Ee1は所定電圧Ve1を発生させ、スイッチング素子Q91aおよびスイッチング素子Q91bは、電源経路Pe1を介して所定電圧Ve1を受ける。同様に、所定電圧源Ee2は所定電圧Ve2を発生させ、スイッチング素子Q92aおよびスイッチング素子Q92bは、電源経路Pe2を介して所定電圧Ve2を受ける。所定電圧印加回路90aは、所定電圧スイッチ部93aがオン状態の場合、スイッチング素子Q91aがオンされることにより、電極経路PU1に所定電圧Ve1を印加し、スイッチング素子Q92aがオンされることにより、電極経路PU1に所定電圧Ve2を印加する。同様に、所定電圧印加回路90bは、所定電圧スイッチ部93bがオン状態の場合、スイッチング素子Q91bがオンされることにより、電極経路PU2に所定電圧Ve1を印加し、スイッチング素子Q92bがオンされることにより、電極経路PU2に所定電圧Ve2を印加する。所定電圧スイッチ部93aは、オフされることにより、各電源経路Pe1、Pe2と電極経路PU1とを電気的に遮断する。同様に、所定電圧スイッチ部93bは、オフされることにより、各電源経路Pe1、Pe2と電極経路PU2とを電気的に遮断する。
所定電圧印加回路90a、90bを構成するスイッチング素子は、MOSFETやIGBT等のトランジスタ素子を用いて構成することができる。図9には、MOSFETおよびIGBTを用いた回路構成を示した。スイッチング素子Q94a、Q94bにはIGBTを用いており、双方向スイッチとするためには制御される電流の順方向とは逆の方向の電流経路を設けて、IGBTの逆耐圧特性を確保する必要がある。そのために、ダイオードD94aはスイッチング素子Q94aに対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続され、ダイオードD94bはスイッチング素子Q94bに対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続されている。
なお、スイッチング素子Q94aは、電極経路PU1から所定電圧源Ee1、Ee2に向かって電流を流すために設けられているが、所定電圧源Ee1、Ee2から電極経路PU1に向かってのみ電流を流す場合には省略されてもよい。同様に、スイッチング素子Q94bは、所定電圧源Ee1、Ee2から電極経路PU2に向かってのみ電流を流す場合には省略されてもよい。
なお、スイッチング素子Q93aのゲート・ドレイン間にコンデンサC93aが接続され、スイッチング素子Q93bのゲート・ドレイン間にコンデンサC93bが接続されている。これらのコンデンサC93a、C93bは、所定電圧Ve1、Ve2の印加時に立ち上がりを緩やかにするために設けられているが、必ずしも必要なものではない。特に、所定電圧Ve1、Ve2をステップ状に変化させる場合は、これらのコンデンサC93a、C93bは不要である。また図9には、MOSFETのボディーダイオードが明示されている。
このように、所定電圧印加回路90a、90bは、タイミング信号S45にもとづいてスイッチング素子Q91a、Q92a、Q91b、Q92bおよび所定電圧スイッチ部93a、93bが制御されることによって、各所定電圧Ve1、Ve2を、電極経路PU1を介して維持電極グループUG1に印加し、電極経路PU2を介して維持電極グループUG2に印加する。
スイッチ回路100aは、スイッチング素子Q101aおよびスイッチング素子Q102aを有し、スイッチ回路100bは、スイッチング素子Q101bおよびスイッチング素子Q102bを有する。スイッチ回路100aは、共通経路PUと電極経路PU1との間に接続され、スイッチ回路100bは、共通経路PUと電極経路PU2との間に接続される。
スイッチ回路100aにおいて、スイッチング素子Q101aとスイッチング素子Q102aとは、制御される電流の順方向が互いに逆になるように直列接続されることにより、双方向のスイッチを形成している。同様に、スイッチ回路100bにおいて、スイッチング素子Q101bとスイッチング素子Q102bとは、制御される電流の順方向が互いに逆になるように直列接続されることにより、双方向のスイッチを形成している。スイッチ回路100aは、スイッチング素子Q101aおよびスイッチング素子Q102aが同時にオン状態の場合にオン状態となり、同時にオフ状態の場合にオフ状態となる。同様に、スイッチ回路100bは、スイッチング素子Q101bおよびスイッチング素子Q102bが同時にオン状態の場合にオン状態となり、同時にオフ状態の場合にオフ状態となる。
スイッチ回路100aは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、維持電極グループUG1の維持期間においてオンされることにより、共通経路PUからの維持パルスを電極経路PU1へ出力する。スイッチ回路100aが維持パルスを電極経路PU1へ出力している間、スイッチ回路100bは、オフされることにより、共通経路PUと電極経路PU2とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ回路100bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、維持電極グループUG2の維持期間においてオンされることにより、共通経路PUからの維持パルスを電極経路PU2へ出力する。スイッチ回路100bが維持パルスを電極経路PU2へ出力している間、スイッチ回路100aは、オフされることにより、共通経路PUと電極経路PU1とを電気的に遮断する。
図10は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路46における走査電極駆動回路43の動作を示す波形図である。図10の上半部は、走査電極グループSG1に属する走査電極SC1および走査電極グループSG2に属する走査電極SC1081に印加される駆動電圧波形を示している。図10の下半部は、スイッチ回路75a、スイッチング素子QH1およびQL1、スイッチ回路75b、ならびにスイッチング素子QH1081およびQL1081が、タイミング信号S45にもとづいてオン/オフされる状態を示している。図10では、オン状態がON、オフ状態がOFFのように示される。
図10では、図5に示した電圧Vi1は電圧Vpに等しく、電圧Vi2は電圧(Vt+Vp)に等しく、電圧Vi3は維持パルス電圧Vsに等しく、電圧Vbは走査差電圧Vpに等しく、電圧Vcは電圧(Vad+Vp)に等しく設定される。なお、これらの電圧は上述した設定に限定されるものではなく、回路構成に応じて適宜変更してもよい。
初期化期間Tinにおいて、電圧Vi2に向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup1を走査電極グループSG1、SG2に印加するには、まず走査パルス発生回路70a、70bのスイッチング素子QH1〜QH2160をオンにする。そして、スイッチ回路75aおよびスイッチ回路75bをオンにし、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q56をオンにして、走査電極グループSG1、SG2に電圧Vpを印加する。そしてスイッチング素子Q56をオフにした後、ミラー積分回路61を動作させて走査電極グループSG1、SG2の電圧を電圧(Vp+Vt)に向かって上昇させる。
電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw1を走査電極グループSG1、SG2に印加するには、まず走査パルス発生回路70a、70bのスイッチング素子QH1〜QH2160をオフにする。そして、スイッチング素子QL1〜QL2160をオンにし、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q55、Q59をオンにして、走査電極グループSG1、SG2に維持パルス電圧Vsを印加する。その後、スイッチ回路75aおよびスイッチ回路75bをオフにし、走査パルス発生回路70aのミラー積分回路71a、および走査パルス発生回路70bのミラー積分回路71bを動作させる。そして走査電極グループSG1、SG2の電圧が電圧Vi4まで下降した時点でスイッチング素子QL1〜QL2160をオフにし、スイッチング素子QH1〜QH2160をオンにする。
走査電極グループSG1に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1において、走査電極グループSG1に走査パルスを順次印加するには、走査パルス発生回路70aのスイッチング素子QH1をオフにし、スイッチング素子QL1をオンにして、走査電極SC1に走査パルス電圧Vadを印加する。その後、スイッチング素子QL1をオフにし、スイッチング素子QH1をオンに戻す。次に、スイッチング素子QH2をオフにし、スイッチング素子QL2をオンにして、走査電極SC2に走査パルス電圧Vadを印加する。その後、スイッチング素子QL2をオフにし、スイッチング素子QH2をオンに戻す。以下同様にして、走査電極SC3〜SC1080に走査パルス電圧Vadを順次印加する。
走査電極グループSG1がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、走査電極グループSG2は休止期間Tidとなっている。この休止期間Tidでは、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q55をオフにし、スイッチング素子Q56をオンにし、スイッチ回路75bをオンにして、走査電極グループSG2に電圧Vpを印加する。
続く表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF1の維持期間Ts1において、走査パルス発生回路70aのスイッチング素子QH1〜QH1080をオフにし、スイッチング素子QL1〜QL1080をオンにし、スイッチ回路75aをオンにして、維持パルス発生回路50で発生させた維持パルスを走査電極グループSG1に印加する。
維持パルス発生回路50で維持パルスを発生させるには、まず、スイッチング素子Q52およびQ56をオフにした後、スイッチング素子Q51をオンにして走査電極グループSG1の電圧を維持パルス電圧Vs付近まで上昇させる。その後スイッチング素子Q55をオンにして走査電極グループSG1を維持パルス電圧Vsにクランプする。次に、スイッチング素子Q51、Q55をオフにした後、スイッチング素子Q52をオンにして走査電極グループSG1の電圧を電圧0(V)付近まで下降させ、その後スイッチング素子Q56をオンにして走査電極グループSG1を電圧0(V)にクランプする。以上の動作を繰り返すことにより維持パルスを発生させることができる。
続く消去期間Teにおいて、ミラー積分回路62を動作させ、電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を走査電極グループSG1に印加する。その後、スイッチ回路75aをオフにし、ミラー積分回路71aを動作させて、電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を走査電極グループSG1に印加する。
その後の休止期間Tidでは、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q56をオンにし、スイッチ回路75aをオンにする。そして、走査パルス発生回路70aのスイッチング素子QL1〜QL1080をオフにし、スイッチング素子QH1〜QH1080をオンにして、走査電極グループSG1に電圧Vpを印加する。
走査電極グループSG1がサブフィールドSF1の維持期間Ts1、消去期間Te、および休止期間Tidの間、走査電極グループSG2は、サブフィールドSF1の書き込み期間Tw1となっている。この書き込み期間Tw1では、走査パルス発生回路70bのスイッチング素子QH1081〜QH2160およびスイッチング素子QL1081〜QL2160のうちの対応するスイッチング素子を制御する。これにより、走査電極グループSG2に走査パルスを順次印加する。
続く表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF1の維持期間Ts1において、走査パルス発生回路70bのスイッチング素子QH1081〜QH2160をオフにし、スイッチング素子QL1081〜QL2160をオンにする。そして、スイッチ回路75bをオンにして、維持パルス発生回路50で発生させた維持パルスを、走査電極グループSG2に印加する。
続く消去期間Teにおいて、ミラー積分回路62を動作させ、電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を走査電極グループSG2に印加する。さらにその後、スイッチ回路75bをオフにし、ミラー積分回路71bを動作させて、電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を走査電極グループSG2に印加する。
その後の休止期間Tidでは、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q56をオンにし、スイッチ回路75bをオンにする。さらに、走査パルス発生回路70bのスイッチング素子QL1081〜QL2160をオフにし、スイッチング素子QH1081〜QH2160をオンにして、走査電極グループSG2に電圧Vpを印加する。
以上の動作を繰り返すことにより、図10に示した駆動電圧波形を各走査電極グループSG1、SG2に属する走査電極に印加することができる。
このように、走査電極駆動回路43は、1つの維持パルス発生回路50、走査パルス発生回路70aおよび70b、ならびにスイッチ回路75aおよび75bを有する。1つの維持パルス発生回路50は、任意の表示電極対グループDG1、DG2に属する走査電極に印加する維持パルスを発生させる。走査パルス発生回路70a、70bは、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して、対応する表示電極対グループに属する走査電極に印加する走査パルスを発生させる。スイッチ回路75a、75bは、走査パルス発生回路70a、70bのそれぞれに対して、対応する走査パルス発生回路と維持パルス発生回路50とを電気的に分離又は接続する。そして維持パルス発生回路50で発生させた維持パルスを各表示電極対グループに属する走査電極に印加することで、簡素でかつ輝度差の発生しにくい走査電極駆動回路43を実現している。
図11は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路46における維持電極駆動回路44の動作を示す波形図である。図11の上半部は、維持電極グループUG1および維持電極グループUG2に印加される駆動電圧波形を示している。図11の下半部は、スイッチ回路100a、スイッチング素子Q91aおよびQ92a、所定電圧スイッチ部93a、スイッチ回路100b、スイッチング素子Q91bおよびQ92b、ならびに所定電圧スイッチ部93bが、タイミング信号S45にもとづいてオン/オフされる状態を示している。図11では、オン状態がON、オフ状態がOFFのように示される。
初期化期間Tinにおいて維持電極グループUG1、UG2に電圧0(V)を印加するには、維持パルス発生回路80のスイッチング素子Q86をオンにし、所定電圧スイッチ部93a、93bをオフにする。そしてスイッチ回路100aをオンにして維持電極グループUG1を接地すると同時に、スイッチ回路100bをオンにして維持電極グループUG2を接地する。
次に維持電極グループUG1、UG2に所定電圧Ve1を印加するには、スイッチ回路100a、100bをオフにする。そしてスイッチング素子Q91aおよび所定電圧スイッチ部93aをオンにして維持電極グループUG1に所定電圧Ve1を印加する。同時に、スイッチング素子Q91bおよび所定電圧スイッチ部93bをオンにして維持電極グループUG2に所定電圧Ve1を印加する。
維持電極グループUG1に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1において維持電極グループUG1に所定電圧Ve2を印加するには、スイッチング素子Q91aをオフにし、スイッチング素子Q92aをオンにする。維持電極グループUG1がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、スイッチング素子Q91bをオフにし、スイッチング素子Q92bをオンにして、維持電極グループUG2にも所定電圧Ve2を印加する。
続く維持電極グループUG1に対するサブフィールドSF1の維持期間Tw1において、所定電圧スイッチ部93aをオフにするとともにスイッチ回路100aをオンにして、維持パルス発生回路80で発生させた維持パルスを維持電極グループUG1に印加する。
その後、維持電極グループUG1の消去期間Teにおいて維持電極グループUG1に電圧0(V)を印加するには、スイッチング素子Q85をオフにし、スイッチング素子Q86をオンにする。さらにその後、維持電極グループUG1の消去期間Teの残りおよび休止期間Tidにおいて維持電極グループUG1に所定電圧Ve1を印加するには、スイッチ回路100aをオフにし、スイッチング素子Q91aおよび所定電圧スイッチ部93aをオンにする。
維持電極グループUG1がサブフィールドSF1の維持期間Tw1、消去期間Te、および休止期間Tidの間、表示電極対グループDG2は、サブフィールドSF1の書き込み期間Tw1となっている。この書き込み期間Tw1では、維持電極グループUG2に所定電圧Ve2を継続して印加する。
続く維持電極グループUG2に対するサブフィールドSF1の維持期間Ts1では、所定電圧スイッチ部93bをオフにするとともにスイッチ回路100bをオンにして、維持パルス発生回路80で発生させた維持パルスを維持電極グループUG2に印加する。
その後、維持電極グループUG2の消去期間Teにおいて維持電極グループUG2に電圧0(V)を印加するには、スイッチング素子Q85をオフにし、スイッチング素子Q86をオンにする。さらにその後、維持電極グループUG2の消去期間Teの残りおよび休止期間Tidにおいて維持電極グループUG2に所定電圧Ve1を印加するには、スイッチ回路100bをオフにし、スイッチング素子Q91bおよび所定電圧スイッチ部93bをオンにする。
以上の動作を繰り返すことにより、図11に示した駆動電圧波形を各維持電極グループUG1、UG2に属する維持電極に印加することができる。
このように、維持電極駆動回路44は、1つの維持パルス発生回路80、所定電圧発生回路90aおよび90b、ならびにスイッチ回路100aおよび100bを有する。1つの維持パルス発生回路80は、任意の表示電極対グループに属する維持電極に印加する維持パルスを発生させる。所定電圧発生回路90a、90bは、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して、対応する表示電極対グループに属する維持電極に印加する所定電圧を発生させる。スイッチ回路100a、100bは、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して、対応する表示電極対グループに属する維持電極と維持パルス発生回路80とを電気的に分離又は接続する。そして維持パルス発生回路80で発生させた維持パルスを各表示電極対グループに属する維持電極に印加することで、簡素でかつ輝度差の発生しにくい維持電極駆動回路44を実現している。
なお、上述した実施の形態においては、図3に示したように、表示電極対グループDG1のサブフィールドの位相と表示電極対グループDG2のサブフィールドの位相を、すべてのサブフィールドにおいて互いにずらした構成を例に説明した。しかしながら本発明は、上述したサブフィールド構成に限定されるものではない。例えば、すべての放電セルCij(i=1〜n、j=1〜m)に対して維持期間Ts1〜Ts10の位相をそろえた書き込み/維持分離方式のサブフィールドをいくつか含むサブフィールド構成であっても、本発明は適用することができる。
なお、図10では、図5に示す駆動電圧波形を走査電極に印加する場合を例にして各スイッチング素子の動作を説明したが、図8に示す走査電極駆動回路であれば、図4に示す駆動電圧波形又は図6に示す駆動電圧波形を印加してもよい。
なお、上述した維持パルス発生回路50、80、および傾斜波形発生回路60等の具体的な回路構成は単に一例を示したに過ぎず、同様の駆動電圧波形を発生させることができれば他の回路構成であってもよい。例えば図8に示した電力回収部51は、維持パルスの立ち上がり時には、スイッチング素子Q51、ダイオードD51、インダクタL51、およびスイッチング素子Q59を介して、コンデンサC51の電荷(または電力)を電極間容量に供給している。さらに電力回収部51は、維持パルスの立ち下がり時には、インダクタL52、ダイオードD52、およびスイッチング素子Q52を介して、電極間容量の電荷(または電力)をコンデンサC51に回収している。しかし、インダクタL51の一方の端子の接続をスイッチング素子Q59のソースから共通経路PSに変更して、維持パルスの立ち上がり時にスイッチング素子Q51、ダイオードD51、およびインダクタL51を介してコンデンサC51の電荷(または電力)を電極間容量に供給する回路構成としてもよい。また、インダクタL51とインダクタL52とを1つのインダクタで兼用する回路構成であってもよい。
なお、図8に示した傾斜波形発生回路60は2つのミラー積分回路61、62を備えた回路構成を示したが、1つの電圧切換回路と1つのミラー積分回路とを備え、電圧切換回路によって切り換えられた電圧にもとづいてミラー積分する回路構成であってもよい。
なお、図8に示した電力回収部51のコンデンサC51を削除し、図9に示した電力回収部81をすべて削除し、図9の共通経路PUと図8のスイッチング素子Q51とスイッチング素子Q52との接続点とを接続した回路構成であってもよい。あるいは、図8に示した電力回収部51をすべて削除し、図9に示した電力回収部81のコンデンサC81を削除し、図9のスイッチング素子Q81とスイッチング素子Q82の接続点と図8の共通経路PSとを接続した回路構成であってもよい。
以上のように、本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置によれば、走査電極側スイッチ回路75a、75bを備えることにより、単一の維持パルス発生回路50が、維持パルスを複数の走査電極グループSG1、SG2に、それぞれ互いに異なる書き込み期間Tw1において印加することができる。さらに、単一の傾斜波形発生回路60が、消去パルスにおける上昇傾斜波形電圧Vup2を複数の走査電極グループSG1、SG2に、それぞれ互いに異なる消去期間(Te;Te1)において印加することができる。これにより、一方の走査電極グループの書き込み期間Tw1と、他方の走査電極グループの維持期間Ts1〜Ts10および消去期間(Te;Te1)とを、同時に並行して実行することができる。その結果、サブフィールド構成に余裕ができるため、維持パルス数を増加してさらに高輝度化したり、サブフィールド数を増加してさらに高階調化したりして、パネルをさらに高画質化することができる。それとともに、維持パルス発生回路および傾斜波形発生回路を各1個備えればよいため、部品点数を少なくし、回路構成を簡素化することにより、駆動回路を低コスト化し、低消費電力化することが可能となる。さらに、単一の維持パルス発生回路50による構成を可能にすることにより、走査電極グループ間に発生しがちな輝度差を抑制し、画像表示品質を向上させることが可能となる。
実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等にあわせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。また、ハードウェアによって構成された構成要素は、ソフトウェアによっても構成可能であり、ソフトウェアによって構成された構成要素は、ハードウェアによっても構成可能である。さらに、上述した実施形態におけるすべての構成要素のうち、いくつかを上述した実施形態とは異なる組み合わせで再構成することにより、異なる組み合わせの効果を奏することが可能である。
以上、実施の形態におけるこれまでの説明は、すべて本発明を具体化した一例であって、本発明はこれらの例に限定されず、本発明の技術を用いて当業者が容易に構成可能な種々の例に展開可能である。
本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置によれば、走査電極側スイッチ回路を備えることにより、単一の維持パルス発生回路が、維持パルスを複数の走査電極グループに、それぞれ互いに異なる書き込み期間において印加することができる。さらに、単一の傾斜波形発生回路が、消去パルスにおける上昇傾斜波形電圧を複数の走査電極グループに、それぞれ互いに異なる消去期間において印加することができる。これにより、一方の走査電極グループの書き込み期間と、他方の走査電極グループの維持期間および消去期間とを、同時に並行して実行することができる。その結果、サブフィールド構成に余裕ができるため、維持パルス数を増加してさらに高輝度化したり、サブフィールド数を増加してさらに高階調化したりして、パネルをさらに高画質化することができる。それとともに、維持パルス発生回路および傾斜波形発生回路を各1個備えればよいため、部品点数を少なくし、回路構成を簡素化することにより、駆動回路を低コスト化し、低消費電力化することが可能となる。さらに、単一の維持パルス発生回路による構成を可能にすることにより、走査電極グループ間に発生しがちな輝度差を抑制し、画像表示品質を向上させることが可能となる。
本発明は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置に利用できる。
10…プラズマディスプレイパネル、
22…走査電極、
23…維持電極、
24…表示電極対、
32…データ電極、
40…プラズマディスプレイ装置、
41…画像信号処理回路、
42…データ電極駆動回路、
43…走査電極駆動回路、
44…維持電極駆動回路、
45…タイミング発生回路、
46…プラズマディスプレイパネルの駆動回路、
50、80…維持パルス発生回路、
51、81…電力回収部、
55、85…電圧クランプ部、
60…傾斜波形発生回路、
61、62、71a、71b…ミラー積分回路、
70a、70b…走査パルス発生回路、
75a、75b…(走査電極側)スイッチ回路、
90a、90b…所定電圧発生回路、
93a、93b…所定電圧スイッチ部、
100a、100b…(維持電極側)スイッチ回路、
DG1、DG2…表示電極対グループ、
Ee1、Ee2…所定電圧源、
EsS、Et、Er、Ep1、Ep2、Ead…電圧源、
Pe1、Pe2、PsS、Pt、Pr、Pad…電源経路、
PS、PU…共通経路、
PS1〜PS2160、PU1、PU2…電極経路、
PSG1、PSG2…電極経路グループ、
SG1、SG2…走査電極グループ、
UG1、UG2…維持電極グループ、
YG1、YG2…スイッチ部グループ、
Y1〜Y2160…スイッチ部。
22…走査電極、
23…維持電極、
24…表示電極対、
32…データ電極、
40…プラズマディスプレイ装置、
41…画像信号処理回路、
42…データ電極駆動回路、
43…走査電極駆動回路、
44…維持電極駆動回路、
45…タイミング発生回路、
46…プラズマディスプレイパネルの駆動回路、
50、80…維持パルス発生回路、
51、81…電力回収部、
55、85…電圧クランプ部、
60…傾斜波形発生回路、
61、62、71a、71b…ミラー積分回路、
70a、70b…走査パルス発生回路、
75a、75b…(走査電極側)スイッチ回路、
90a、90b…所定電圧発生回路、
93a、93b…所定電圧スイッチ部、
100a、100b…(維持電極側)スイッチ回路、
DG1、DG2…表示電極対グループ、
Ee1、Ee2…所定電圧源、
EsS、Et、Er、Ep1、Ep2、Ead…電圧源、
Pe1、Pe2、PsS、Pt、Pr、Pad…電源経路、
PS、PU…共通経路、
PS1〜PS2160、PU1、PU2…電極経路、
PSG1、PSG2…電極経路グループ、
SG1、SG2…走査電極グループ、
UG1、UG2…維持電極グループ、
YG1、YG2…スイッチ部グループ、
Y1〜Y2160…スイッチ部。
本発明は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置に関し、さらに詳しくはプラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路およびこの駆動回路を用いたプラズマディスプレイ装置に関する。
プラズマディスプレイパネル(以下、「パネル」と略記する。)として代表的な交流面放電型パネルでは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。
前面基板には走査電極と維持電極とからなる表示電極対が互いに平行に複数対形成され、背面基板にはデータ電極が平行に複数形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極との対向する部分に放電セルが形成される。
パネルを駆動する構成としては、1フィールドを複数のサブフィールドに分割した上で、サブフィールドの組み合わせによって階調表示を行うサブフィールド法による構成が用いられる。各サブフィールドは、初期化期間、書き込み期間、および維持期間を有する。初期化期間では初期化放電を発生させ、続く書き込み動作に必要な壁電荷を形成する。書き込み期間では、表示する画像に応じて選択的に放電セルで書き込み放電を発生させ壁電荷を形成する。そして維持期間では、表示電極対に交互に維持パルスを印加して維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。
サブフィールド法の中でも、すべての放電セルに対する維持期間の位相をそろえることにより書き込み期間と維持期間とが重ならないように時間的に分離した、書き込み/維持分離方式が一般的に用いられている。書き込み/維持分離方式では、書き込み放電を発生させる放電セルと維持放電を発生させる放電セルとが共存するタイミングが存在しないので、書き込み期間には書き込み放電に最適な条件で、維持期間には維持放電に最適な条件でパネルを駆動することができる。そのため放電制御が比較的簡単であり、またパネルの駆動マージンも大きく設定することができる。
その反面、書き込み/維持分離方式では、書き込み期間を除く期間に維持期間を設定しなければならない。このため、パネルの高精細度化等により書き込み期間に要する時間が長くなると、画像表示品質を向上するための十分なサブフィールド数が確保できなくなるという問題があった。
このような問題を解決するために、表示電極対を複数のグループに分ける構成が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この構成では、複数のグループ間で書き込み期間が時間的に重ならないように、各グループに対するサブフィールドの開始時間がずらされている。
しかしながら特許文献1に記載の駆動回路によれば、表示電極対グループの数と同数の走査電極駆動回路および維持電極駆動回路がそれぞれ必要となる。このため、制御信号を含めた駆動回路のレイアウト等の回路設計が煩雑になり、駆動回路の製造コストが増大するといった課題があった。さらに、複数の維持電極駆動回路を用いてパネルを駆動する場合、各維持電極駆動回路のばらつきにより輝度差が発生し、画像表示品質が低下するという課題があった。
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、高精細度パネルにおいて十分なサブフィールド数を確保するとともに、低コストでかつ輝度差の発生しにくいプラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動回路は、走査電極と維持電極とで構成された表示電極対を複数備えたプラズマディスプレイパネルを駆動するプラズマディスプレイパネルの駆動回路であって、プラズマディスプレイパネルの駆動回路は走査電極駆動回路を備え、上記走査電極駆動回路は、複数の表示電極対を複数の表示電極対グループに分け、任意の表示電極対グループに属する走査電極に印加する維持パルスを発生させる1つの走査電極側維持パルス発生回路と、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して設けられ、対応する表示電極対グループに属する走査電極に印加する走査パルスを発生させる走査パルス発生回路と、走査パルス発生回路のそれぞれに対して設けられ、対応する走査パルス発生回路と走査電極側維持パルス発生回路とを電気的に分離又は接続する走査電極側スイッチ回路とを備えたことを特徴とする。この構成により、高精細度パネルであっても十分なサブフィールド数を確保することができ、簡素でかつ輝度差の発生しにくいプラズマディスプレイパネルの駆動回路を提供することができる。
さらに、本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動回路はさらに維持電極駆動回路を備え、上記維持電極駆動回路は、任意の表示電極対グループに属する維持電極に印加する維持パルスを発生させる1つの維持電極側維持パルス発生回路と、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して設けられ、対応する表示電極対グループに属する維持電極に印加する所定電圧を発生させる所定電圧発生回路と、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して設けられ、対応する表示電極対グループに属する維持電極と維持電極側維持パルス発生回路とを電気的に分離又は接続する維持電極側スイッチ回路とを備えてもよい。
さらに、本発明は、上記に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動回路と、上記プラズマディスプレイパネルとを備えたことを特徴とする。この構成により、高精細度パネルであっても十分なサブフィールド数を確保することができ、簡素でかつ輝度差の発生しにくいプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置によれば、走査電極側スイッチ回路を備えることにより、単一の維持パルス発生回路が、維持パルスを複数の走査電極グループに、それぞれ互いに異なる書き込み期間において印加することができる。さらに、単一の傾斜波形発生回路が、消去パルスにおける上昇傾斜波形電圧を複数の走査電極グループに、それぞれ互いに異なる消去期間において印加することができる。これにより、一方の走査電極グループの書き込み期間と、他方の走査電極グループの維持期間および消去期間とを、同時に並行して実行することができる。その結果、サブフィールド構成に余裕ができるため、維持パルス数を増加してさらに高輝度化したり、サブフィールド数を増加してさらに高階調化したりして、パネルをさらに高画質化することができる。それとともに、維持パルス発生回路および傾斜波形発生回路を各1個備えればよいため、部品点数を少なくし、回路構成を簡素化することにより、駆動回路を低コスト化し、低消費電力化することが可能となる。さらに、単一の維持パルス発生回路による構成を可能にすることにより、走査電極グループ間に発生しがちな輝度差を抑制し、画像表示品質を向上させることが可能となる。
以下、本発明を実施するための形態に関するいくつかの例について、図面を参照しながら説明する。図面において、実質的に同一の構成、動作、および効果を表す要素には、同一の符号を付す。図面上の符号は、符号で示される信号の大きさを表す変数値として、式上でも用いられる。符号A1、A2、…、Anは、A1からAnまで、末尾の数詞が1ずつ繰り上がる符号を表し、A1〜An、またはAi(i=1〜n)のようにも記される。
図1は、プラズマディスプレイ装置のプラズマディスプレイパネル10(以下、「パネル」と略記する。)の分解斜視図である。ガラス製の前面基板21上には走査電極22と維持電極23とで構成された表示電極対24が複数形成されている。そして表示電極対24を覆うように誘電体層25が形成され、その誘電体層25上に保護層26が形成されている。
背面基板31上にはデータ電極32が複数形成され、データ電極32を覆うように誘電体層33が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁34が形成されている。そして、隔壁34の側面および誘電体層33上には赤色、緑色および青色の各色に発光する蛍光体層35が設けられている。
これら前面基板21と背面基板31とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対24とデータ電極32とが交差するように対向配置され、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着されている。そして放電空間には、例えばネオン、アルゴン、キセノンなどの希ガスあるいは、これらの混合ガスが放電ガスとして封入されている。放電空間は隔壁34によって複数の区画に仕切られており、表示電極対24とデータ電極32とが交差する位置のそれぞれに放電セルが構成されている。そしてこれらの放電セルが放電、発光することにより画像が表示される。
なお、パネル10の構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。
図2は、プラズマディスプレイ装置のパネル10の電極配列図である。パネル10には、行方向に長いn本の走査電極SC1〜SCn(図1の走査電極22)およびn本の維持電極SU1〜SUn(図1の維持電極23)が配列され、列方向に長いm本のデータ電極D1〜Dm(図1のデータ電極32)が配列されている。そして、1対の走査電極SCi(i=1〜n)および維持電極SUi(i=1〜n)で構成されるn対の表示電極対と、1つのデータ電極Dj(j=1〜m)とが交差した部分に、放電セルCij(i=1〜n、j=1〜m)が形成される。放電セルCijは、放電空間内にm×n個形成されている。表示電極対の数について特に制限はないが、一例として、n=2160として説明する。
走査電極SC1〜SC2160および維持電極SU1〜SU2160からなる2160対の表示電極対は、N個の表示電極対グループDG1〜DGNに分けられている。表示電極対グループの数Nの決め方については後述することとして、一例として、パネルを上下に2分割し、2つの表示電極対グループDG1、DG2に分けたとして説明する。図2に示したように、パネルの上半分に位置する表示電極対を表示電極対グループDG1とし、パネルの下半分に位置する表示電極対を表示電極対グループDG2とする。また、1080本の走査電極SC1〜SC1080を走査電極グループSG1とし、1080本の維持電極SU1〜SU1080を維持電極グループUG1とする。さらに、1080本の走査電極SC1081〜SC2160を走査電極グループSG2とし、1080本の維持電極SU1081〜SU2160を維持電極グループUG2とする。すなわち、走査電極グループSG1および維持電極グループUG1が表示電極対グループDG1に属し、走査電極グループSG2および維持電極グループUG2が表示電極対グループDG2に属している。
次に、パネル10を駆動するための駆動構成について説明する。一例として、初期化期間を除き、書き込み動作が連続して行われるように走査パルスおよび書き込みパルスのタイミングを設定している。その結果、1フィールド期間内に最大限の数のサブフィールドを設定することができる。以下に、その詳細について、例を挙げて説明する。
図3は、プラズマディスプレイ装置のサブフィールド構成を示すタイミング図である。図3(a)、図3(b)、図3(c)、および図3(d)の縦軸は走査電極SC1〜SC2160を示し、横軸は時間tを示している。また、書き込み動作を行うタイミングを表す書き込みタイミングtWは太い実線で示し、維持期間および後述する消去期間のタイミングを表す維持消去期間タイミングtSEはハッチングで示している。以下の説明では、1フィールド期間Tfを16.7msとした。
まず、図3(a)に示すように、1フィールド期間Tfの最初に、すべての放電セルCij(i=1〜n、j=1〜m)で一斉に初期化放電を発生させる初期化期間Tinを設ける。一例として、初期化期間Tinを500μsと設定した。
次に、図3(b)に示すように、走査電極SC1〜SC2160のすべてに走査パルスを順次印加する(すなわち、走査電極SC1〜SC2160のすべてに書き込み動作を1回行う)ために要する期間を表す全書き込み期間Twを見積もる。このとき、書き込み動作が連続して行われるように、走査パルスを可能な限り短くかつ可能な限り連続して印加することが望ましい。一例として、走査電極1本あたりの書き込み動作に要する期間を0.7μsとした。走査電極の数が2160本であるため、全書き込み期間Twは、0.7×2160=1512μsである。
次に、サブフィールド数を見積もる。当初は、消去期間を無視する。1フィールド期間Tfから初期化期間Tinを引いて、全書き込み期間Twで割ると、(16.7−0.5)/1.5=10.8msとなる。その結果、図3(c)に示すように、最大で10個のサブフィールドSF1、SF2、…、SF10を確保できることがわかる。
次に、必要な維持パルス数にもとづき、表示電極対グループDG1〜DGNの数を表す表示電極対グループ数Nを決める。一例として、サブフィールドSF1〜SF10においてそれぞれ「60」、「44」、「30」、「18」、「11」、「6」、「3」、「2」、「1」、「1」の個数の維持パルスを、走査電極SC1〜SC2160に印加するものと仮定する。維持パルスを印加するために要する期間を表す維持期間Ts1、Ts2、…、Ts10は、それぞれサブフィールドSF1〜SF10における上述した維持パルスの個数に、維持パルス周期を掛けたものとなる。維持パルス周期を10μsとすると、最大の維持期間を表す最大維持期間Ts1は、10×60=600μsとなる。
図3(d)(ならびに後述する図4、図5、図6、図10、および図11)において、書き込み期間Tw1は、全書き込み期間Twのうち、各表示電極対グループDG1〜DGNの書き込み動作に要する期間を表し、式1により求められる。
Tw1=Tw/N (1)
Tw1=Tw/N (1)
維持期間Ts1〜Ts10は、それぞれのサブフィールドSF1〜SF10において、書き込み期間Tw1の後に設けられる。表示電極対グループDG1〜DGNのうちp番目(p=1〜N)の表示電極対グループDGpに対するq番目(q=1〜10)のサブフィールドSFqの維持期間は、各表示電極対グループDG(p+1)〜DGN(ここで、p=1、2、…、N−1)に対するサブフィールドSFqの書き込み期間Tw1と時間的に並行して設定される。さらに、表示電極対グループDGpに対するサブフィールドSFqの維持期間は、各表示電極対グループDG1〜DG(p−1)(ここで、p=2、3、…、N)に対するサブフィールドSF(q+1)(ここで、q=1〜9)の書き込み期間Tw1と、時間的に並行して設定される。
表示電極対グループ数Nは、全書き込み期間Twと最大維持期間Ts1を用いて、以下の式2を満たす最小の整数として求められる。
N≧Tw/(Tw−Ts1) (2)
N≧Tw/(Tw−Ts1) (2)
ここで、式2の導出を説明する。式2の元の式は、
Ts1≦Tw×(N−1)/N (3)
である。式3は、全書き込み期間Twからグループ単位書き込み期間Tw/Nを引いた残りの期間を、最大維持期間Ts1が超えてはならないことを示している。言い換えれば、最大維持期間Ts1よりも、式3の右辺で表される期間(Tw×(N−1)/N)が長くなるように、表示電極対グループ数Nを決める必要がある。例えば、式3が成立しない小さなNを選択する場合、表示電極対グループDGNに対するサブフィールドSFqの書き込み動作が終了した時点で、表示電極対グループDG(N−1)に対するサブフィールドSFqの維持期間が終了していないことになる。その結果、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF(q+1)の書き込み動作が、直ちには行えない。したがって、次のサブフィールドに向けて連続した書き込み動作が実現せず、駆動時間が短縮できない。よって、式3が成立する自然数Nを選択する必要がある。式2は、式3のこのような導出理由の結果として表される。
Ts1≦Tw×(N−1)/N (3)
である。式3は、全書き込み期間Twからグループ単位書き込み期間Tw/Nを引いた残りの期間を、最大維持期間Ts1が超えてはならないことを示している。言い換えれば、最大維持期間Ts1よりも、式3の右辺で表される期間(Tw×(N−1)/N)が長くなるように、表示電極対グループ数Nを決める必要がある。例えば、式3が成立しない小さなNを選択する場合、表示電極対グループDGNに対するサブフィールドSFqの書き込み動作が終了した時点で、表示電極対グループDG(N−1)に対するサブフィールドSFqの維持期間が終了していないことになる。その結果、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF(q+1)の書き込み動作が、直ちには行えない。したがって、次のサブフィールドに向けて連続した書き込み動作が実現せず、駆動時間が短縮できない。よって、式3が成立する自然数Nを選択する必要がある。式2は、式3のこのような導出理由の結果として表される。
上述したように、Tw=1512μs、Ts1=600μsであるので、式2から、
1512/(1512−600)=1.66 (4)
となり、表示電極対グループ数Nは2となる。
1512/(1512−600)=1.66 (4)
となり、表示電極対グループ数Nは2となる。
以上の考察にもとづき、図2に示したように表示電極対を2つの表示電極対グループDG1、DG2に分ける。この場合、N=2、Tw=1512μs、Ts1=600μsであるので、
Tw×(N−1)/N=756≧600 (5)
となり、もちろん式3の条件を満たしている。以上のようにして、パネル10を駆動するための駆動構成および表示電極対グループ数Nを決めることができる。
Tw×(N−1)/N=756≧600 (5)
となり、もちろん式3の条件を満たしている。以上のようにして、パネル10を駆動するための駆動構成および表示電極対グループ数Nを決めることができる。
次に、駆動電圧波形の詳細とその動作について説明する。
図4は、プラズマディスプレイ装置のパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形を示す波形図である。上から順に、1つ目は、データ電極D1〜Dmの駆動電圧波形である。2つ目は、表示電極対グループDG1に属する走査電極グループSG1および維持電極グループUG1の駆動電圧波形である。3つ目は、表示電極対グループDG2に属する走査電極グループSG2および維持電極グループUG2の駆動電圧波形である。1フィールド期間Tfの最初に、各放電セルCijで初期化放電を発生させる初期化期間Tinを設ける。さらに、1フィールド期間Tf内の初期化期間Tinの後に、図3(d)と同様に、表示電極対グループDG1、DG2ごとにサブフィールドSF1〜SF10を設ける。サブフィールドSFqは、書き込み期間Tw1、維持期間Tsq、および消去期間Teの順序で構成される(q=1〜10)。消去期間Teは、各維持期間Ts1〜Ts10の後に、その維持期間で放電した放電セルCijに対して消去放電を発生させる期間である。
図3(d)において上述したように、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF1〜SF10は、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF1〜SF10に比べて、全体的に書き込み期間Tw1だけ遅れている。その結果、表示電極対グループDG1の維持期間Tsqおよび消去期間Teは、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSFqの書き込み期間Tw1と時間的に並行することになる(q=1〜10)。
まず、初期化期間Tinについて説明する。初期化期間Tinでは、データ電極D1〜Dmおよび維持電極グループUG1、UG2にそれぞれ電圧0(V)を印加する。電圧0(V)は、ゼロボルトの電圧を表し、基準電圧または接地電圧とも呼ばれる。走査電極グループSG1、SG2には、それぞれ維持電極グループUG1、UG2に対する正の放電開始電圧よりも低い所定の正の電圧Vi1から、放電開始電圧を超える所定の正の電圧Vi2に向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup1を印加する。上昇傾斜波形電圧Vup1が上昇する間に、走査電極SC1〜SC2160と、維持電極SU1〜SU2160およびデータ電極D1〜Dmとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が発生する。そして、走査電極SC1〜SC2160上に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極D1〜Dm上および維持電極SU1〜SU2160上には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上の壁電圧とは、電極を覆う誘電体層上、保護層上、および蛍光体層上等に蓄積された壁電荷により生じる電圧を表す。なお、この期間では、データ電極D1〜Dmに所定の正の書き込みパルス電圧Vdを印加してもよい。
次に、データ電極D1〜Dmに電圧0(V)を印加し、維持電極グループUG1、UG2に正の所定電圧Ve1を印加し、走査電極グループSG1、SG2には、それぞれ維持電極グループUG1、UG2に対する正の放電開始電圧よりも低い所定の正の電圧Vi3から、負の放電開始電圧を負方向に超える所定の負の電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw1を印加する。この間に、走査電極SC1〜SC2160と、維持電極SU1〜SU2160およびデータ電極D1〜Dmとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が発生する。そして、走査電極SC1〜SC2160上の負の壁電圧および維持電極SU1〜SU2160上の正の壁電圧が弱められ、データ電極D1〜Dm上の正の壁電圧は書き込み動作に適した値に調整される。その後、走査電極グループSG1、SG2に所定の電圧Vcを印加する。以上により、すべての放電セルCijに対して初期化放電を行う初期化動作が終了する。
ここで、初期化期間Tinは、上昇期間と下降期間とに分割することができる。駆動電圧波形は、上昇期間において上昇傾斜波形電圧Vup1を含み、下降期間において下降傾斜波形電圧Vdw1を含む。上昇傾斜波形電圧Vup1および下降傾斜波形電圧Vdw1を含む初期化期間Tinの駆動電圧波形は、初期化パルスと呼ばれる。
次に、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1について説明する。維持電極グループUG1に、所定電圧Ve1よりも高い正の所定電圧Ve2を印加する。そして走査電極SC1に所定の負の走査パルス電圧Vadを持つ走査パルスを印加するとともに、発光すべき放電セルC1jに対応するデータ電極Dj(j=1〜m)に、正の書き込みパルス電圧Vdを持つ書き込みパルスを印加する。するとデータ電極Dj上と走査電極SC1上との交差部の電圧差は、外部印加電圧の差(Vd−Vad)に、データ電極Dj上の壁電圧と走査電極SC1上の壁電圧との差が加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、データ電極Djと走査電極SC1との間で放電が開始し、維持電極SU1と走査電極SC1との間の放電に進展して書き込み放電が発生する。その結果、走査電極SC1上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極SU1上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Dj上にも負の壁電圧が蓄積される。このようにして、1行目に発光させるべき放電セルC1jにおいて書き込み放電が発生し、各電極上に壁電圧を蓄積する書き込み動作が行われる。一方、書き込みパルスを印加しなかったデータ電極D1〜Dmと走査電極SC1との交差部の電圧は、放電開始電圧を超えないので、書き込み放電は発生しない。
次に、2行目の走査電極SC2に走査パルスを印加するとともに、発光すべき放電セルC2jに対応するデータ電極Djに書き込みパルスを印加する。すると走査パルスと書き込みパルスとが同時に印加された2行目の放電セルC2jでは、書き込み放電が発生し、書き込み動作が行われる。
以上の書き込み動作を1080行目の放電セルCij(i=1080、j=1〜m)に至るまで繰り返し、発光すべき放電セルCijに対して選択的に書き込み放電を発生させて壁電荷を形成する。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、走査電極グループSG2には電圧Vcが、維持電極グループUG2には所定電圧Ve1が、それぞれ印加されたままである。この書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は、放電が発生しない休止期間となっている。なお、表示電極対グループDG2に属する各電極に印加する電圧は、上述した電圧に限定されるものではなく、放電が発生しない範囲の、他の電圧を印加してもよい。
次に、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1について説明する。
維持電極グループUG2に正の所定電圧Ve2を印加する。そして走査電極SC1081に走査パルスを印加するとともに、発光すべき放電セルCij(i=1081)に対応するデータ電極Djに書き込みパルスを印加する。するとデータ電極Djと走査電極SC1081との間、維持電極SU1081と走査電極SC1081との間で書き込み放電が発生する。次に、走査電極SC1082に走査パルスを印加するとともに、発光すべき放電セルCij(i=1082)に対応するデータ電極Djに書き込みパルスを印加する。すると走査パルスと書き込みパルスとが同時に印加された1082行目の放電セルCij(i=1082)で、書き込み放電が発生する。
以上の書き込み動作を2160行目の放電セルCij(i=2160)に至るまで繰り返し、発光すべき放電セルCijに対して選択的に書き込み放電を発生させて壁電荷を形成する。
表示電極対グループDG2がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG1は、サブフィールドSF1の維持期間Ts1となっている。この維持期間Ts1では、走査電極グループSG1へ「60」個の維持パルスと、維持電極グループUG1へ「60」個の維持パルスとを、1個ずつ交互に印加して、書き込み期間Tw1において書き込み放電を行った放電セルCijを発光させる。
具体的には、まず走査電極グループSG1に所定の正の維持パルス電圧Vsを印加するとともに、維持電極グループUG1に電圧0(V)を印加する。すると書き込み放電を発生させた放電セルCijでは、走査電極SCi上の壁電圧と維持電極SUi上の壁電圧との差に維持パルス電圧Vsが加算され、走査電極SCi上と維持電極SUi上との電圧差が放電開始電圧を超える。そのため走査電極SCiと維持電極SUiとの間に維持放電が発生し、このとき発生した紫外線により蛍光体層35が発光する。そして走査電極SCi上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極SUi上に正の壁電圧が蓄積される。書き込み期間Tw1において書き込み放電を発生させなかった放電セルCijでは、維持放電は発生せず、初期化期間Tinの終了時における壁電圧が保たれる。
続いて、走査電極グループSG1には電圧0(V)を、維持電極グループUG1には正の維持パルス電圧Vsをそれぞれ印加する。すると、維持放電を発生させた放電セルCijでは、維持電極SUi上と走査電極SCi上との電圧差が放電開始電圧を超えるので、再び維持電極SUiと走査電極SCiとの間で維持放電が発生し、維持電極SUi上に負の壁電圧が蓄積され走査電極SCi上に正の壁電圧が蓄積される。以降同様に、走査電極グループSG1と維持電極グループUG1とに交互に維持パルスを印加し、表示電極対の電極間に電位差を与える。これにより、書き込み期間Tw1において書き込み放電を発生させた放電セルCijで、維持放電が継続して発生し、放電セルCijが発光する。
ここで、表示電極対グループDG1に交互に印加する維持パルスは、走査電極グループSG1および維持電極グループUG1が同時に高電位となるタイミングを有する維持パルスである。すなわち、走査電極グループSG1に正の維持パルス電圧Vsを印加するとともに、維持電極グループUG1に電圧0(V)を印加する場合には、まず走査電極グループSG1の電圧を電圧0(V)から維持パルス電圧Vsに向かって上昇させる。その後に維持電極グループUG1の電圧を維持パルス電圧Vsから電圧0(V)に向かって下降させる。また、走査電極グループSG1に電圧0(V)を印加するとともに、維持電極グループUG1に正の維持パルス電圧Vsを印加する場合には、まず維持電極グループUG1の電圧を電圧0(V)から維持パルス電圧Vsに向かって上昇させる。その後に走査電極グループSG1の電圧を維持パルス電圧Vsから電圧0(V)に向かって下降させる。
このように、走査電極グループSG1および維持電極グループUG1が同時に高電位となるタイミングが存在するように維持パルスを印加することにより、データ電極に印加される書き込みパルスの影響を受けずに安定した維持放電を継続することができる。以下にその理由について説明する。
最初に、走査電極グループSG1に電圧0(V)を印加するとともに、維持電極グループUG1に維持パルス電圧Vsを印加する場合について検討する。この場合、まず走査電極グループSG1の電圧を維持パルス電圧Vsから電圧0(V)に向かって下降させ、その後に維持電極グループUG1の電圧を電圧0(V)から維持パルス電圧Vsに向かって上昇させたと仮定する。すると、データ電極に書き込みパルスが印加されている場合、走査電極グループSG1の電圧が下降した時点で、走査電極とデータ電極との間で放電が発生し、維持放電の継続に必要な壁電荷が減少する可能性がある。次に、走査電極グループSG1に維持パルス電圧Vsを印加するとともに、維持電極グループUG1に電圧0(V)を印加する場合について検討する。この場合、まず維持電極グループUG1の電圧を維持パルス電圧Vsから電圧0(V)に向かって下降させ、その後に走査電極グループSG1の電圧を電圧0(V)から維持パルス電圧Vsに向かって上昇させたと仮定する。すると、データ電極に書き込みパルスが印加されている場合、維持電極グループUG1の電圧が下降した時点で、維持電極とデータ電極との間で放電が発生し、維持放電の継続に必要な壁電荷が減少する可能性がある。
このように、表示電極対のうち、一方の電極の電圧が下降した時点で放電が発生し壁電荷が減少すると、その後に他方の電極の電圧を上昇させて維持パルスを印加しても、維持放電が発生しない、または弱い維持放電となるなど、十分な壁電荷が蓄積されない。そのため、継続して維持放電を発生させることができなくなる恐れがあった。
しかしながら図4では上述したように、表示電極対のうち、一方の電極の電圧を上昇させた後に、他方の電極の電圧を下降させて維持パルスを印加する。これにより、データ電極に書き込みパルスが印加されていても、表示電極対の一方の電極とデータ電極との間で先行して放電が発生する恐れがない。そのため、書き込みパルスの有無にかかわらず維持放電を安定して継続することができる。
維持期間Ts1の後には、消去期間Teが設けられている。消去期間Teでは、走査電極グループSG1と維持電極グループUG1との間にいわゆる細幅パルス状の電圧差を与えて、データ電極Dj上の正の壁電圧を残したまま、走査電極SCiおよび維持電極SUi上の壁電圧を消去している。消去期間における駆動電圧波形は、消去パルスとも呼ばれる。
次に表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1について説明する。維持電極グループUG1に正の所定電圧Ve2を印加する。そして走査電極グループSG1に対しては、サブフィールドSF1の書き込み期間Tw1と同様に走査パルスを順次印加するとともに、データ電極Djに書き込みパルスを印加して、1〜1080行目の放電セルCijで書き込み動作を行う。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は、サブフィールドSF1の維持期間Ts1となっている。この維持期間Ts1では、走査電極グループSG2と維持電極グループUG2とに、それぞれ「60」の維持パルスを1個ずつ交互に印加して、書き込み期間Tw1において書き込み放電を行った放電セルCijを発光させる。
この場合でも、表示電極対に交互に印加される維持パルスは、走査電極グループSG2および維持電極グループUG2が同時に高電位となるタイミングを有する維持パルスである。
そして、維持期間Ts1の後の消去期間Teでは、走査電極グループSG2と維持電極グループUG2との間に細幅パルス状の電圧差を与えて、データ電極Dj上の正の壁電圧を残したまま、走査電極SCi上および維持電極SUi上の壁電圧を消去している。
以降同様に、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF3の書き込み期間Tw1、…と続く。最後に、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF10の書き込み期間Tw1、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF10の維持期間Ts10および消去期間Teと続いて、1フィールド期間Tfを終える。
このように、初期化期間Tinの後に、表示電極対グループDG1、DG2のうちいずれか一方のグループにおいて書き込み動作が連続して行われるように、走査パルスおよび維持パルスのタイミングを設定している。すなわち、式6に示すように、1フィールド期間Tfは、初期化期間Tinと、全書き込み期間TwのサブフィールドSF1〜SF10相当分(Tw×10)と、サブフィールドSF10の維持期間Ts10と、サブフィールドSF10の消去期間Teとの総和以上であればよい。
Tf≧(Tin+Tw×10+Ts10+Te) (6)
Tf≧(Tin+Tw×10+Ts10+Te) (6)
サブフィールドSF1〜SF9における維持期間Ts1〜Ts9および消去期間Teは、全書き込み期間TwのサブフィールドSF1〜SF10相当分(Tw×10)と時間的に並行しているため、実質的に無視することができる。
その結果、1フィールド期間Tf内に10個のサブフィールドSF1〜SF10を設定することができる。このサブフィールドSF1〜SF10の数は、上述したように、1フィールド期間Tf内に設定できる最大の数である。
また上述したように、最後に表示電極対グループDG2に対する維持期間Ts10および消去期間Teで1フィールド期間Tfを終える(式6を参照)。そのために、最後のサブフィールドSF10に輝度重みの最も小さい維持期間Ts10を配置することで、式6の駆動時間Ts10を短縮することができる。
なお、上述したように消去期間Teでは、走査電極SC1〜SCnと維持電極SU1〜SUnとの間に細幅パルス状の電圧差を与えて消去動作を行うものとし、消去期間Teを無視してサブフィールド構成および表示電極対グループ数Nを決めた。また、表示電極対グループDG1、DG2のうちいずれか一方のグループが消去期間Teであっても書き込み動作を行うものとして説明した。なお、消去動作は上述した動作に限定されるものではなく、例えば走査電極に傾斜波形電圧を印加して消去動作を行ってもよい。また、消去期間Teは壁電圧を消去するだけでなく、次の書き込み期間Tw1の書き込み動作に備えてデータ電極上の壁電圧を調整する期間でもあるため、データ電極の電圧を固定しておくことが望ましい。したがって、表示電極対グループDG1、DG2のうちいずれか一方のグループが消去期間Teであるときには書き込み動作を行わないことが望ましい。
このような駆動電圧波形の詳細とその動作を、以下に説明する。
図5は、プラズマディスプレイ装置のパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形を示す波形図である。
まず、初期化期間Tinは、図4に示した駆動電圧波形の初期化期間Tinと同様であるため説明を省略する。
続く表示電極対グループDG1に対する、サブフィールドSF1の書き込み期間Tw1も、図4に示した駆動電圧波形と同様である。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は、放電が発生しない休止期間Tidとなっている。この休止期間Tidでは、走査電極グループSG2に、電圧Vcよりも高い所定の正の電圧Vbを印加する。このように休止期間Tidにおいては、放電が発生しない範囲で、走査電極グループSG2をできるだけ高電位に保持することで壁電荷の減少を抑制することができ、続く書き込み期間Tw1において安定した書き込み動作を行うことができる。
続く表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の駆動電圧波形は、図4に示した、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1と同様である。
表示電極対グループDG2がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG1は、サブフィールドSF1の維持期間Ts1となっている。この維持期間Ts1では、図5に示す駆動電圧波形においても走査電極グループSG1および維持電極グループUG1に交互に維持パルスを印加する。ここで、表示電極対に交互に印加される維持パルスも、走査電極グループSG1および維持電極グループUG1が同時に高電位となるタイミングを有する維持パルスである。
維持期間Ts1の後には、消去期間Teが設けられている。消去期間Teでは、走査電極グループSG1に、所定の正の電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を印加し、その後電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を印加する。こうしてデータ電極Dj上の正の壁電圧を残したまま、走査電極SCiおよび維持電極SUi上の壁電圧を消去している。
ここで、消去期間Teは、上昇期間と下降期間とに分割することができる。駆動電圧波形は、上昇期間において上昇傾斜波形電圧Vup2を含み、下降期間において下降傾斜波形電圧Vdw2を含む。上昇傾斜波形電圧Vup2および下降傾斜波形電圧Vdw2を含む消去期間の駆動電圧波形は、消去パルスとも呼ばれる。
このように消去動作を行うためには、ある程度の時間が必要である。そして消去期間Teは壁電圧を消去するだけでなく、次の書き込み期間Tw1の書き込み動作に備えてデータ電極上の壁電圧を調整する期間でもあるため、データ電極の電圧を固定しておくことが望ましい。そのため図5に示す駆動電圧波形では、表示電極対グループDG1の消去期間Teにおいて表示電極対グループDG2の書き込み動作を停止している。すなわち、走査電極グループSG2には走査パルス電圧Vadは印加されず、データ電極Djには書き込みパルス電圧Vdは印加されない。
その後、表示電極対グループDG1に対しては放電が発生しない休止期間Tidであり、走査電極グループSG1には電圧Vcよりも高い電圧Vbを印加する。この休止期間Tidは、表示電極対グループDG2の書き込み期間Tw1が終了するまで続く。このように、放電が発生しない範囲で走査電極グループSG1をできるだけ高電位に保持することで、壁電荷の減少を抑制することができ、続く書き込み期間Tw1において安定した書き込み動作を行うことができる。
続く表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1の駆動電圧波形は、図4に示した駆動電圧波形と同様である。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は、サブフィールドSF1の維持期間Ts1となっている。この維持期間Ts1では、同時に高電位となるタイミングが存在するように、走査電極グループSG2と維持電極グループUG2とに交互に維持パルスを印加する。
続く消去期間Teでは、走査電極グループSG2に、電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を印加し、その後電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を印加する。こうしてデータ電極Dj上の正の壁電圧を残したまま、走査電極SCiおよび維持電極SUi上の壁電圧を消去している。そして、表示電極対グループDG2の消去期間Teでは、表示電極対グループDG1の書き込み動作を停止する。
その後の、表示電極対グループDG2の休止期間Tidでは、走査電極グループSG2には電圧Vcよりも高い電圧Vbを印加する。
以降同様に、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1、表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF3の書き込み期間Tw1、…と続く。最後に、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF10の書き込み期間Tw1、表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF10の維持期間Ts10および消去期間Teと続いて、1フィールド期間Tfを終える。
なお、図5に示す駆動電圧波形では、消去期間Teと書き込み期間Tw1との間に休止期間Tidを設けているが、休止期間Tidは消去期間Teの上昇期間と下降期間との間に設けてもよい。
図6は、プラズマディスプレイ装置のパネル10の各電極に印加する駆動電圧波形を示す波形図である。
まず、初期化期間Tinは、図5に示した駆動電圧波形の初期化期間Tinと同様であるため説明を省略する。
続く表示電極対グループDG1に対する、サブフィールドSF1の書き込み期間Tw1および維持期間Ts1とも、図5に示した駆動電圧波形と同様である。表示電極対グループDG1がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は休止期間Tidとなっている。なお、この休止期間Tidでは、図5に示す駆動電圧波形の場合には電圧Vbを印加しているが、図6に示す駆動電圧波形の場合には電圧Vi1を印加してもよい。
続く表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF1の消去期間Te1では、走査電極グループSG1に、電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を印加し、維持期間Ts1において維持放電していた放電セルCijの壁電圧を消去させる。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF1の消去期間Te1の間、表示電極対グループDG2は、書き込み動作を停止している。書き込み動作を停止する理由は、図5において上述した理由と同様である。
続く休止期間Tidにおいて、走査電極グループSG1に電圧0(V)を印加した後、維持電極グループUG1に所定電圧Ve1を印加する。表示電極対グループDG1の休止期間Tidの開始と同時に、表示電極対グループDG2は書き込み動作を再開し、走査電極SC2160の書き込みが終了するまで表示電極対グループDG1の休止期間Tidの動作を行う。
その後、表示電極対グループDG1に対する消去期間Te2では、走査電極グループSG1に、電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を印加し、次の書き込み期間Tw1の書き込み動作に備えてデータ電極上の壁電圧を調整する。その後直ちに書き込み期間Tw1になり走査電極SC1から書き込み動作を始める。このように下降傾斜波形電圧Vdw2を印加した直後に書き込み動作を開始することによって、壁電荷の減少を抑制することができ、続く書き込み期間Tw1において安定した書き込み動作を行うことができる。
ここで、消去期間Te1、Te2は、上昇期間と下降期間に分割することができる。駆動電圧波形は、上昇期間において上昇傾斜波形電圧Vup2を含み、下降期間において下降傾斜波形電圧Vdw2を含む。図6の場合、消去期間Te1は上昇期間に対応し、消去期間Te2は下降期間に対応する。
表示電極対グループDG1がサブフィールドSF2の書き込み期間Tw1の間、表示電極対グループDG2は、サブフィールドSF1の維持期間Ts1となり、この時の動作は図5に示す駆動電圧波形の時と同様である。
以降同様に、一方の表示電極対グループの維持期間に続く消去期間Te1において上昇傾斜波形電圧Vup2を印加し、続く休止期間Tidの動作は、他方の表示電極対グループの書き込み動作が終了するまで行う。その後、一方の表示電極対グループにおける消去期間Te2において下降傾斜波形電圧Vdw2を印加する。このような一連の動作を、各表示電極対グループDG1、DG2において行う。図6に示す駆動電圧波形では、休止期間Tidにおける電圧Vbを生成する回路が不要となるため、図5に示す駆動電圧波形よりも図6に示す駆動電圧波形の方が、駆動回路設計がより簡単になる場合がある。
例えば、電圧Vi1は150(V)、電圧Vi2は400(V)、電圧Vi3は200(V)、電圧Vi4は−150(V)、電圧Vcは−10(V)、電圧Vbは150(V)に設定される。さらに例えば、走査パルス電圧Vadは−160(V)、維持パルス電圧Vsは200(V)、電圧Vrは200(V)、所定電圧Ve1は140(V)、所定電圧Ve2は150(V)、書き込みパルス電圧Vdは60(V)に設定される。また例えば、上昇傾斜波形電圧Vup1、Vup2のこう配は10(V/μs)、下降傾斜波形電圧Vdw1、Vdw2のこう配は−2(V/μs)に設定される。なお、これらの電圧値およびこう配は上述した値に限定されるものではなく、パネルの放電特性やプラズマディスプレイ装置の仕様にもとづき最適に設定されてもよい。
次に、プラズマディスプレイパネルの駆動回路について説明する。
図7は、プラズマディスプレイ装置40のブロック図である。プラズマディスプレイ装置40は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路46およびパネル10を備えている。プラズマディスプレイパネルの駆動回路46は、画像信号処理回路41、データ電極駆動回路42、走査電極駆動回路43、維持電極駆動回路44、タイミング発生回路45、および各回路ブロックに必要な電源を供給する電源回路(図示せず)を備えている。
タイミング発生回路45は、画像信号の水平同期信号および垂直同期信号にもとづいて各回路の動作を制御する各種のタイミング信号S45を発生させ、それぞれの回路へ供給する。タイミング発生回路45は、ワイヤードロジック回路で構成されてもよいし、タイミング信号S45を生成するプログラムが組み込まれたプログラム組み込み回路、すなわちマイクロコンピュータまたはFPGA(Field Programmable Gate Array)で構成されてもよいし、さらに、ワイヤードロジック回路およびプログラム組み込み回路の両方で構成されてもよい。画像信号処理回路41は、タイミング信号S45にもとづいて、画像信号を、各サブフィールドにおいて放電セルCij(i=1〜2160、j=1〜m)の発光又は非発光を示す画像データに変換する。
データ電極駆動回路42は、データ電極D1〜Dmにそれぞれ対応するm個のスイッチを備える。m個のスイッチのそれぞれは、画像データおよびタイミング信号S45にもとづいて、書き込みパルス電圧Vdまたは電圧0(V)を選択する。その結果、データ電極駆動回路42は、iライン目(i=1〜2160)において、j列(j=1〜m)ごとに書き込みパルス電圧Vdまたは電圧0(V)のうちいずれか一方の電圧を表すm系統の電圧信号を生成する。このm系統の電圧信号は、データ書き込みパルス列と呼ばれる。このようにデータ電極駆動回路42は、タイミング信号S45にもとづいて、画像データをiライン目(i=1〜2160)ごとにデータ書き込みパルス列に変換し、各データ電極D1〜Dmに印加する。
図8および図9にそれぞれ示される走査電極駆動回路43および維持電極駆動回路44内の各スイッチング素子は、タイミング発生回路45からのタイミング信号S45をそのスイッチング素子の制御端子に受ける。スイッチング素子がMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ)またはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)の場合、制御端子はゲート端子である。さらに各スイッチング素子は、タイミング信号S45により制御され、オン/オフされる。図8でおよび図9は、図示を簡単にするために、タイミング信号S45の配線は、省略されている。
図8は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路46における走査電極駆動回路43の回路図である。走査電極駆動回路43は、走査電極側維持パルス発生回路50(以下、単に「維持パルス発生回路50」と略称する)、傾斜波形発生回路60、走査パルス発生回路70a、走査パルス発生回路70b、走査電極側スイッチ回路75a(以下、単に「スイッチ回路75a」と略称する)、および走査電極側スイッチ回路75b(以下、単に「スイッチ回路75b」と略称する)を備えている。走査電極駆動回路43は、電極経路グループPSG1を介して走査電極グループSG1に接続され、電極経路グループPSG2を介して走査電極グループSG2に接続される。電極経路グループPSG1は、走査電極駆動回路43において、走査電極グループSG1への出力経路または走査電極グループSG1からの入力経路を表す。電極経路グループPSG2は、走査電極駆動回路43において、走査電極グループSG2への出力経路または走査電極グループSG2からの入力経路を表す。走査電極駆動回路43は、タイミング信号S45にもとづいて、走査電極駆動回路43を構成する各スイッチング素子が制御される。これにより、走査電極駆動回路43は、初期化期間に初期化パルス、書き込み期間に走査パルス、維持期間に維持パルス、および消去期間に消去パルスを発生させ、電極経路グループPSG1、PSG2を介して走査電極グループSG1、SG2に、それぞれ印加する。
維持パルス発生回路50は、電力回収部51および電圧クランプ部55を有する。電力回収部51は、電力回収用のコンデンサC51、スイッチング素子Q51およびQ52、逆流防止用のダイオードD51およびD52、ならびに共振用のインダクタL51およびL52を有する。電圧クランプ部55は、スイッチング素子Q55、Q56、およびQ59、ならびにダイオードD55およびD56を有する。
コンデンサC51の一端は接地され、同他端はスイッチング素子Q51の一端およびスイッチング素子Q52の一端に接続される。スイッチング素子Q51の他端はダイオードD51のアノードに接続され、スイッチング素子Q52の他端はダイオードD52のカソードに接続される。ダイオードD51のカソードはインダクタL51の一端に接続され、ダイオードD52のアノードはインダクタL52の一端に接続される。インダクタL51の他端は、電圧クランプ部55におけるスイッチング素子Q55の一端とスイッチング素子Q59の一端との接続点に接続される。インダクタL52の他端は、電圧クランプ部55におけるスイッチング素子Q59の他端とスイッチング素子Q56の一端と共通経路PSとの接続点に接続される。スイッチング素子Q55の他端は、電源経路PsSを介して電圧源EsSに接続され、スイッチング素子Q56の他端は接地される。
これらのスイッチング素子Q51、Q52、Q55、Q56、およびQ59は、MOSFETおよびIGBT等のトランジスタ素子を用いて構成することができる。図8には、スイッチング素子Q51、Q52、Q55、Q56としてIGBTを用いた回路構成を示した。特に電圧クランプ部55を構成するスイッチング素子Q55、Q56としてIGBTを用いる場合には、制御される電流の順方向とは逆の方向の電流経路を設けて、IGBTの逆耐圧特性を確保する必要がある。電流の順方向とは、コレクタからエミッタへ流れる順方向の電流方向である。そのために、ダイオードD55はスイッチング素子Q55に対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続され、ダイオードD56はスイッチング素子Q56に対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続されている。なお、図示されていないが、IGBTを保護するために、各スイッチング素子Q51、Q52に並列にダイオードが接続されてもよい。
電力回収部51は、走査電極グループSG1と維持電極グループUG1との間または走査電極グループSG2と維持電極グループUG2との間の各1080個の電極間容量と、インダクタL51とをLC共振させて、維持パルスの立ち上がり動作を行う。さらに、電力回収部51は、この各1080個の電極間容量とインダクタL52とをLC共振させて、維持パルスの立ち下がり動作を行う。
電力回収部51は、維持パルスの立ち上がり時には、スイッチング素子Q51、Q59がオンされることにより、電力回収用のコンデンサC51に蓄えられている電荷(または電力)を、所定の供給経路を介して、維持期間中の走査電極グループに属する1080個の電極間容量に供給する。走査電極グループSG1の維持期間の場合、所定の供給経路は、スイッチング素子Q51、ダイオードD51、インダクタL51、スイッチング素子Q59、共通経路PS、スイッチ回路75a、走査パルス発生回路70a、電極経路グループPSG1、および走査電極グループSG1を介する経路である。走査電極グループSG2の維持期間の場合、所定の供給経路は、スイッチング素子Q51、ダイオードD51、インダクタL51、スイッチング素子Q59、共通経路PS、スイッチ回路75b、走査パルス発生回路70b、電極経路グループPSG2、および走査電極グループSG2を介する経路である。
さらに、電力回収部51は、維持パルスの立ち下がり時には、スイッチング素子Q52がオンされることにより、維持期間中の走査電極グループに属する1080個の電極間容量に蓄えられた電荷(または電力)を、所定の回収経路を介して、電力回収用のコンデンサC51に回収する。走査電極グループSG1の維持期間の場合、所定の回収経路は、走査電極グループSG1、電極経路グループPSG1、走査パルス発生回路70a、スイッチ回路75a、共通経路PS、インダクタL52、ダイオードD52、およびスイッチング素子Q52を介する経路である。走査電極グループSG2の維持期間の場合、所定の回収経路は、走査電極グループSG2、電極経路グループPSG2、走査パルス発生回路70b、スイッチ回路75b、共通経路PS、インダクタL52、ダイオードD52、およびスイッチング素子Q52を介する経路である。
このように、電力回収部51は電源から電力を供給されずにLC共振によって維持パルスの立ち上がりおよび立ち下がり動作を行うため、理想的には消費電力が「0」となる。電力回収用のコンデンサC51は、1080個の電極間容量に比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収部51の電源として働くように、維持パルス電圧Vsの半分の約Vs/2に充電されている。
電圧源EsSは、維持パルス電圧Vsを発生させ、スイッチング素子Q55は、電源経路PsSを介して維持パルス電圧Vsを受ける。電圧クランプ部55は、スイッチング素子Q55、Q59がオンされスイッチング素子Q56がオフされることにより、共通経路PSの電圧を維持パルス電圧Vsに保持する。一方、電圧クランプ部55は、スイッチング素子Q55がオフされスイッチング素子Q56がオンされることにより、共通経路PSの電圧を電圧0(V)に保持する。維持パルス電圧Vsは維持パルスのパルス尖頭電圧に対応し、電圧0(V)は維持パルスのパルス基準電圧に対応する。電圧クランプ部55は、維持期間中の走査電極グループSG1、SG2を、維持パルスのパルス尖頭電圧とパルス基準電圧とに交互にクランプすることにより、走査電極グループSG1、SG2に維持パルスを印加する。共通経路PS側から電圧クランプ部55を見た電圧印加時の出力インピーダンスは充分に小さく、電圧クランプ部55は維持放電による大きな放電電流を安定して流すことができる。
スイッチング素子Q59は、維持期間ではオンされ、初期化期間Tinではオフされる分離スイッチである。初期化期間Tinにおいて例えば電圧Vi2のように、共通経路PSの電圧が維持パルス電圧Vsよりも大きくなる場合、スイッチング素子Q59は、傾斜波形発生回路60からダイオードD55を介して電圧源EsSへ逆流する電流を防止する。
このように、維持パルス発生回路50は、タイミング信号S45にもとづいてスイッチング素子Q51、Q52、Q55、Q56が制御されることによって、維持パルスの立ち上がり/立ち下がり動作、および維持パルス電圧Vs/電圧0(V)の保持動作を行う。維持パルスは、立ち上がりの状態、維持パルス電圧Vsの状態、立ち下がりの状態、および電圧0(V)(またはパルス基準電圧)の状態を含む4つの状態を繰り返すパルス波形を表す。維持パルスの立ち上がり/立ち下がりの状態を無視すれば、維持パルスは、維持パルス電圧Vsおよび電圧0(V)の2つの電圧を繰り返すパルス波形を表すともいうことができる。維持パルス発生回路50は、このような立ち上がり/立ち下がり動作および維持パルス電圧Vs/電圧0(V)の保持動作によって維持パルスを発生させ、共通経路PSを介して走査電極グループSG1、SG2に維持パルスを印加する。
傾斜波形発生回路60は、2つのミラー積分回路61、62を備えている。ミラー積分回路61の一端は、電源経路Ptを介して電圧源Etに接続され、同他端は、共通経路PSに接続される。ミラー積分回路62の一端は、電源経路Prを介して電圧源Erに接続され、同他端は、共通経路PSに接続される。
電圧源Etは、所定の正の電圧Vtを発生させ、ミラー積分回路61は、電源経路Ptを介して電圧Vtを受ける。初期化期間Tinの上昇期間では、直前に、スイッチング素子Q56がオンされることにより、電圧クランプ部55は共通経路PSの電圧を電圧0(V)にする。続く初期化期間Tinの上昇期間において、ミラー積分回路61は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、オンされることにより、電圧0(V)から電圧Vtに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧を発生させ、共通経路PSへ出力する。この上昇傾斜波形電圧は、初期化パルスの一部を成す上昇傾斜波形電圧Vup1を形成している。
電圧源Erは、図5において上述した電圧Vrを発生させ、ミラー積分回路62は、電源経路Prを介して電圧Vrを受ける。消去期間の上昇期間では、直前に、スイッチング素子Q56がオンされることにより、電圧クランプ部55は共通経路PSの電圧を電圧0(V)にする。続く消去期間の上昇期間において、ミラー積分回路62は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、オンされることにより、電圧0(V)から電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を発生させ、共通経路PSへ出力する。上昇傾斜波形電圧Vup2は、消去期間における消去パルスの一部を形成している。
スイッチ回路75aはスイッチング素子Q76aを有し、スイッチ回路75bは、スイッチング素子Q76bを有する。スイッチ回路75aは、共通経路PSと走査パルス発生回路70aのロー側経路PL1との間に接続され、スイッチ回路75bは、共通経路PSと走査パルス発生回路70bのロー側経路PL2との間に接続される。スイッチ回路75aは、オンまたはオフされることにより、共通経路PSとのロー側経路PL1とを電気的にそれぞれ導通または遮断する。スイッチ回路75bは、オンまたはオフされることにより、共通経路PSとのロー側経路PL2とを電気的にそれぞれ導通または遮断する。電気的に導通または遮断することを、それぞれ電気的に接続または分離するともいう。
スイッチ回路75aは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の維持期間においてオンされることにより、共通経路PSからの維持パルスをロー側経路PL1へ出力する。スイッチ回路75aが維持パルスをロー側経路PL1へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ回路75bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の維持期間においてオンされることにより、共通経路PSからの維持パルスをロー側経路PL2へ出力する。スイッチ回路75bが維持パルスをロー側経路PL2へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。
スイッチ回路75a、75bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの上昇期間において両方ともオンされることにより、ミラー積分回路61によって発生した上昇傾斜波形電圧をロー側経路PL1、PL2の両方へ出力する。
スイッチ回路75aは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の消去期間の上昇期間においてオンされることにより、共通経路PSからの上昇傾斜波形電圧Vup2をロー側経路PL1へ出力する。スイッチ回路75aが上昇傾斜波形電圧Vup2をロー側経路PL1へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ回路75bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の消去期間の上昇期間においてオンされることにより、共通経路PSからの上昇傾斜波形電圧Vup2をロー側経路PL2へ出力する。スイッチ回路75bが上昇傾斜波形電圧Vup2をロー側経路PL2へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。
走査パルス発生回路70aは、ミラー積分回路71a、電圧源Ep1、およびスイッチ部グループYG1を備えている。スイッチ部グループYG1は、1080個のスイッチ部Yi(i=1〜1080)を備えている。スイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiおよびスイッチング素子QLiを備えている(i=1〜1080)。ミラー積分回路71aは、電圧源Eadへの電源経路Padとロー側経路PL1との間に接続される。電圧源Ep1の負極はロー側経路PL1に接続され、同正極はハイ側経路PH1に接続される。スイッチング素子QHiは、ハイ側経路PH1と電極経路PSiとの間に接続され、スイッチング素子QLiは、電極経路PSiとロー側経路PL1との間に接続される(i=1〜1080)。1080系統の電極経路PSi(i=1〜1080)は、上述した電極経路グループPSG1を表す。
走査パルス発生回路70bは、ミラー積分回路71b、電圧源Ep2、およびスイッチ部グループYG2を備えている。スイッチ部グループYG2は、1080個のスイッチ部Yi(i=1081〜2160)を備えている。スイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiおよびスイッチング素子QLiを備えている(i=1081〜2160)。ミラー積分回路71bは、電圧源Eadへの電源経路Padとロー側経路PL2との間に接続される。電圧源Ep2の負極はロー側経路PL2に接続され、同正極はハイ側経路PH2に接続される。スイッチング素子QHiは、ハイ側経路PH2と電極経路PSiとの間に接続され、スイッチング素子QLiは、電極経路PSiとロー側経路PL2との間に接続される(i=1081〜2160)。1080系統の電極経路PSi(i=1081〜2160)は、上述した電極経路グループPSG2を表す。
電圧源Eadは、負の走査パルス電圧Vadを発生させ、各ミラー積分回路71a、71bは、電源経路Padを介して走査パルス電圧Vadを受ける。ミラー積分回路71a、71bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの下降期間においてオンされる。これにより、ミラー積分回路71a、71bは、走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw1を生成し、それぞれロー側経路PL1、PL2へ出力する。ミラー積分回路71a、71bが下降傾斜波形電圧Vdw1をそれぞれロー側経路PL1、PL2へ出力している間、スイッチ回路75a、75bは、両方ともオフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1およびPL2とを電気的に遮断する。
ミラー積分回路71aは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の書き込み期間Tw1において常にオン状態となることにより、ロー側経路PL1の電圧を走査パルス電圧Vadにする。ミラー積分回路71aがロー側経路PL1の電圧を走査パルス電圧Vadにしている間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。同様に、ミラー積分回路71bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の書き込み期間Tw1において常にオン状態となることにより、ロー側経路PL2の電圧を走査パルス電圧Vadにする。ミラー積分回路71bがロー側経路PL2の電圧を走査パルス電圧Vadにしている間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。
ミラー積分回路71aは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の消去期間の下降期間においてオンされる。これにより、ミラー積分回路71aは、走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を生成し、ロー側経路PL1へ出力する。ミラー積分回路71aが下降傾斜波形電圧Vdw2をロー側経路PL1へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。同様に、ミラー積分回路71bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の消去期間の下降期間においてオンされる。これにより、ミラー積分回路71bは、走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を生成し、ロー側経路PL2へ出力する。ミラー積分回路71bが下降傾斜波形電圧Vdw2をロー側経路PL2へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。
電圧源Ep1は、所定の正の走査差電圧Vpを発生させる。ロー側経路PL1における電圧はロー側電圧VL1と呼ばれ、ハイ側経路PH1における電圧はハイ側電圧VH1と呼ばれる。ハイ側電圧VH1は、ロー側電圧VL1よりも走査差電圧Vpだけ高い。スイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiがオフされスイッチング素子QLiがオンされることによりロー側経路PL1を選択し、ロー側電圧VL1を電極経路PSiへ出力する(i=1〜1080)。さらにスイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiがオンされスイッチング素子QLiがオフされることによりハイ側経路PH1を選択し、ハイ側電圧VH1を電極経路PSiへ出力する(i=1〜1080)。
電圧源Ep2は、走査差電圧Vpを発生させる。ロー側経路PL2における電圧はロー側電圧VL2と呼ばれ、ハイ側経路PH2における電圧はハイ側電圧VH2と呼ばれる。ハイ側電圧VH2は、ロー側電圧VL2よりも走査差電圧Vpだけ高い。スイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiがオフされスイッチング素子QLiがオンされることによりロー側経路PL2を選択し、ロー側電圧VL2を電極経路PSiへ出力する(i=1081〜2160)。さらにスイッチ部Yiは、スイッチング素子QHiがオンされスイッチング素子QLiがオフされることによりハイ側経路PH2を選択し、ハイ側電圧VH2を電極経路PSiへ出力する(i=1081〜2160)。
スイッチ部グループYG1は、ロー側電圧VL1またはハイ側電圧VH1のうちいずれか一方の電圧を選択し、選択された電圧を同時にすべての電極経路PSi(i=1〜1080)へ出力してもよい。さらに、スイッチ部グループYG1は、ロー側電圧VL1またはハイ側電圧VH1のうちいずれか一方の電圧を、電極経路PSi(i=1〜1080)のうち少なくとも1系統の電極経路へ出力している間、他方の電圧を残りの電極経路へ出力してもよい。
スイッチ回路75aは、走査電極グループSG1の維持期間において、上述したように維持パルスをロー側経路PL1へ出力する。スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の維持期間において、ロー側経路PL1を選択することにより、維持パルスを電極経路グループPSG1へ出力する。スイッチ部グループYG1が維持パルスを電極経路グループPSG1へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ回路75bは、走査電極グループSG2の維持期間において、上述したように維持パルスをロー側経路PL2へ出力する。スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の維持期間において、ロー側経路PL2を選択することにより、維持パルスを電極経路グループPSG2へ出力する。スイッチ部グループYG2が維持パルスを電極経路グループPSG2へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。
スイッチ回路75a、75bは、初期化期間Tinの上昇期間において、上述したように電圧0(V)から電圧Vtに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧をロー側経路PL1、PL2の両方へ出力する。スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの上昇期間において、ハイ側経路PH1を選択する。これにより、スイッチ部グループYG1は、電圧Vpから電圧(Vt+Vp)に向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup1を電極経路グループPSG1へ出力する。同様に、スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの上昇期間において、ハイ側経路PH2を選択する。これにより、スイッチ部グループYG2は、電圧Vpから電圧(Vt+Vp)に向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup1を電極経路グループPSG2へ出力する。
スイッチ回路75aは、走査電極グループSG1における消去期間の上昇期間において、上述したように電圧0(V)から電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2をロー側経路PL1へ出力する。スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1における消去期間の上昇期間において、ロー側経路PL1を選択することにより、上昇傾斜波形電圧Vup2を電極経路グループPSG1へ出力する。スイッチ部グループYG1が上昇傾斜波形電圧Vup2を電極経路グループPSG1へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2における消去期間の上昇期間において、ロー側経路PL2を選択することにより、上昇傾斜波形電圧Vup2を電極経路グループPSG2へ出力する。スイッチ部グループYG2が上昇傾斜波形電圧Vup2を電極経路グループPSG2へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。
初期化期間Tinの下降期間では、直前に、スイッチング素子Q55、Q59がオンされることにより、電圧クランプ部55は共通経路PSの電圧を維持パルス電圧Vsにする。スイッチ回路75a、75bはオンされているので、ロー側経路PL1、PL2の電圧も維持パルス電圧Vsとなる。続く初期化期間Tinの下降期間において、スイッチ回路75a、75bはオフされ、ミラー積分回路71a、71bは、上述したように走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw1をそれぞれロー側経路PL1、PL2へ出力する。すなわち、下降傾斜波形電圧Vdw1は、維持パルス電圧Vsから走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧となる。スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの下降期間において、ロー側経路PL1を選択することにより、このような下降傾斜波形電圧Vdw1を電極経路グループPSG1へ出力する。スイッチ部グループYG1が下降傾斜波形電圧Vdw1を電極経路グループPSG1へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、初期化期間Tinの下降期間において、ロー側経路PL2を選択することにより、下降傾斜波形電圧Vdw1を電極経路グループPSG2へ出力する。スイッチ部グループYG2が下降傾斜波形電圧Vdw1を電極経路グループPSG2へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。
走査電極グループSG1における消去期間の下降期間では、直前に、スイッチング素子Q56がオンされることにより、電圧クランプ部55は共通経路PSの電圧を電圧0(V)にする。スイッチ回路75aはオンされているので、ロー側経路PL1の電圧も電圧0(V)となる。続く走査電極グループSG1における消去期間の下降期間において、スイッチ回路75aはオフされ、ミラー積分回路71aは、上述したように走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2をロー側経路PL1へ出力する。すなわち、下降傾斜波形電圧Vdw2は、電圧0(V)から走査パルス電圧Vadに向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧となる。スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1における消去期間の下降期間において、ロー側経路PL1を選択することにより、このような下降傾斜波形電圧Vdw2を電極経路グループPSG1へ出力する。スイッチ部グループYG1が下降傾斜波形電圧Vdw2を電極経路グループPSG1へ出力している間、スイッチ回路75aは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL1とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2における消去期間の下降期間において、ロー側経路PL2を選択することにより、下降傾斜波形電圧Vdw2を電極経路グループPSG2へ出力する。スイッチ部グループYG2が下降傾斜波形電圧Vdw2を電極経路グループPSG2へ出力している間、スイッチ回路75bは、オフされることにより、共通経路PSとロー側経路PL2とを電気的に遮断する。
ミラー積分回路71aは、走査電極グループSG1の書き込み期間Tw1において、上述したようにロー側経路PL1の電圧を走査パルス電圧Vadにする。スイッチ部グループYG1は、走査電極グループSG1の書き込み期間Tw1においてロー側経路PL1における走査パルス電圧Vadよりも走査差電圧Vpだけ高い電圧を表す走査基準電圧Vc(図4〜図6に示される)を生成し、ハイ側経路PH1の電圧を走査基準電圧Vcにする。各スイッチ部Yi(i=1〜1080)は、書き込み期間Tw1内の所定のタイミングにおいて、走査パルスの幅に対応する期間では走査パルス電圧Vadを選択し、書き込み期間Tw1における残りの期間では走査基準電圧Vcを選択することにより、走査パルスを生成する。さらにスイッチ部Yi(i=1〜1080)のうち1個のスイッチ部が走査パルス電圧Vadを選択している間、残りの1079個のスイッチ部は走査基準電圧Vcを選択する。
それゆえに、1080個のスイッチ部Yiは、互いに異なるタイミングで走査パルスを生成し、それぞれ1080系統の電極経路PSiへ出力する(i=1〜1080)。すなわち、スイッチ部グループYG1は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG1の書き込み期間Tw1において、互いに異なる1080系統のタイミングで走査パルス電圧Vadおよび走査基準電圧Vcを順次選択する。これにより、スイッチ部グループYG1は、1080系統の互いに異なるタイミングの走査パルスを生成し、電極経路グループPSG1へ出力する。走査パルスは、走査パルス電圧Vadをピークレベルとし、走査基準電圧Vcを基準レベルとするパルス波形を表す。
同様に、スイッチ部グループYG2は、タイミング信号S45にもとづいて制御され、走査電極グループSG2の書き込み期間Tw1において、互いに異なる1080系統のタイミングで走査パルス電圧Vadおよび走査基準電圧Vcを順次選択する。これにより、スイッチ部グループYG2は、1080系統の互いに異なるタイミングの走査パルスを生成し、電極経路グループPSG2へ出力する。
図9は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路46における維持電極駆動回路44の回路図である。維持電極駆動回路44は、維持電極側維持パルス発生回路80(以下、単に「維持パルス発生回路80」と略称する)、所定電圧発生回路90a、所定電圧発生回路90b、維持電極側スイッチ回路100a(以下、単に「スイッチ回路100a」と略称する)、および維持電極側スイッチ回路100b(以下、単に「スイッチ回路100b」と略称する)を備えている。維持電極駆動回路44は、電極経路PU1を介して維持電極グループUG1に接続され、電極経路PU2を介して維持電極グループUG2に接続される。電極経路PU1は、維持電極駆動回路44において、維持電極グループUG1への出力経路または維持電極グループUG1からの入力経路を表す。電極経路PU2は、維持電極駆動回路44において、維持電極グループUG2への出力経路または維持電極グループUG2からの入力経路を表す。維持電極駆動回路44は、タイミング信号S45にもとづいて、維持電極駆動回路44を構成する各スイッチング素子が制御される。これにより、維持電極駆動回路44は、維持期間に維持パルスを発生させ、電極経路PU1、PU2を介して維持電極グループUG1、UG2に、それぞれ印加する。
維持パルス発生回路80は、電力回収部81および電圧クランプ部85を有する。電力回収部81は、電力回収用のコンデンサC81、スイッチング素子Q81およびQ82、逆流防止用のダイオードD81およびD82、ならびに共振用のインダクタL81およびL82を有する。電圧クランプ部85は、スイッチング素子Q85およびQ86、ならびにダイオードD85およびD86を有する。
コンデンサC81の一端は接地され、同他端はスイッチング素子Q81の一端およびスイッチング素子Q82の一端に接続される。スイッチング素子Q81の他端はダイオードD81のアノードに接続され、スイッチング素子Q82の他端はダイオードD82のカソードに接続される。ダイオードD81のカソードはインダクタL81の一端に接続され、ダイオードD82のアノードはインダクタL82の一端に接続される。インダクタL81の他端およびインダクタL82の他端は、電圧クランプ部85におけるスイッチング素子Q85の一端とスイッチング素子Q86の一端との接続点に共通に接続される。スイッチング素子Q85の他端は、電源経路PsSを介して電圧源EsSに接続され、スイッチング素子Q86の他端は接地される。
これらのスイッチング素子Q81、Q82、Q85、およびQ86は、MOSFETおよびIGBT等のトランジスタ素子を用いて構成することができる。図9には、IGBTを用いた回路構成を示した。特に電圧クランプ部85を構成するスイッチング素子Q85、Q86としてIGBTを用いる場合には、制御される電流の順方向とは逆の方向の電流経路を設けてIGBTの逆耐圧特性を確保する必要がある。そのために、ダイオードD85はスイッチング素子Q85に対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続され、ダイオードD86はスイッチング素子Q86に対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続されている。なお、図示されていないが、IGBTを保護するために、各スイッチング素子Q81、Q82に並列にダイオードが接続されてもよい。
維持パルス発生回路80の動作は、維持パルス発生回路50の動作と同様である。すなわち、電力回収部81は、維持電極グループUG1と走査電極グループSG1との間または維持電極グループUG2と走査電極グループSG2との間の各1080個の電極間容量と、インダクタL81とをLC共振させて、維持パルスの立ち上がり動作を行う。さらに、電力回収部81は、この各1080個の電極間容量とインダクタL82とをLC共振させて、維持パルスの立ち下がり動作を行う。
電力回収部81は、維持パルスの立ち上がり時には、スイッチング素子Q81がオンされることにより、電力回収用のコンデンサC81に蓄えられている電荷(または電力)を、所定の供給経路を介して、維持期間中の維持電極グループに属する1080個の電極間容量に供給する。維持電極グループUG1の維持期間の場合、所定の供給経路は、スイッチング素子Q81、ダイオードD81、インダクタL81、共通経路PU、スイッチ回路100a、電極経路PU1、および維持電極グループUG1を介する経路である。維持電極グループUG2の維持期間の場合、所定の供給経路は、スイッチング素子Q81、ダイオードD81、インダクタL81、共通経路PU、スイッチ回路100b、電極経路PU2、および維持電極グループUG2を介する経路である。
さらに、電力回収部81は、維持パルスの立ち下がり時には、スイッチング素子Q82がオンされることにより、維持期間中の維持電極グループに属する1080個の電極間容量に蓄えられた電荷(または電力)を、所定の回収経路を介して、電力回収用のコンデンサC81に回収する。維持電極グループUG1の維持期間の場合、所定の回収経路は、維持電極グループUG1、電極経路PU1、スイッチ回路100a、共通経路PU、インダクタL82、ダイオードD82、およびスイッチング素子Q82を介する経路である。維持電極グループUG2の維持期間の場合、所定の回収経路は、維持電極グループUG2、電極経路PU2、スイッチ回路100b、共通経路PU、インダクタL82、ダイオードD82、およびスイッチング素子Q82を介する経路である。
電圧源EsSは、維持パルス電圧Vsを発生させ、スイッチング素子Q85は、電源経路PsSを介して維持パルス電圧Vsを受ける。電圧クランプ部85は、スイッチング素子Q85がオンされスイッチング素子Q86がオフされることにより、共通経路PUの電圧を維持パルス電圧Vsに保持する。一方、電圧クランプ部85は、スイッチング素子Q85がオフされスイッチング素子Q86がオンされることにより、共通経路PUの電圧を電圧0(V)に保持する。電圧クランプ部85は、維持期間中の維持電極グループUG1、UG2を、維持パルスのパルス尖頭電圧とパルス基準電圧とに交互にクランプすることにより、維持電極グループUG1、UG2に維持パルスを印加する。
このように、維持パルス発生回路80は、タイミング信号S45にもとづいてスイッチング素子Q81、Q82、Q85、Q86が制御されることによって、維持パルスの立ち上がり/立ち下がり動作、および維持パルス電圧Vs/電圧0(V)の保持動作を行う。維持パルス発生回路80は、このような立ち上がり/立ち下がり動作および維持パルス電圧Vs/電圧0(V)の保持動作によって維持パルスを発生させ、共通経路PUを介して維持電極グループUG1、UG2に維持パルスを印加する。
所定電圧印加回路90aは、スイッチング素子Q91a、スイッチング素子Q92a、および所定電圧スイッチ部93aを有する。所定電圧印加回路90bは、スイッチング素子Q91b、スイッチング素子Q92b、および所定電圧スイッチ部93bを有する。所定電圧スイッチ部93aおよび所定電圧スイッチ部93bは、スイッチ部の一例である。所定電圧スイッチ部93aはスイッチング素子Q93aおよびスイッチング素子Q94aを有し、所定電圧スイッチ部93bはスイッチング素子Q93bおよびスイッチング素子Q94bを有する。
スイッチング素子Q91aの一端は、電源経路Pe1を介して所定電圧源Ee1に接続され、スイッチング素子Q92aの一端は、電源経路Pe2を介して所定電圧源Ee2に接続される。スイッチング素子Q91aの他端およびスイッチング素子Q92aの他端は、共通に所定電圧スイッチ部93aにおけるスイッチング素子Q93aの一端に接続され、スイッチング素子Q93aの他端は、スイッチング素子Q94aを介して電極経路PU1に接続される。同様に、スイッチング素子Q91bの一端は、電源経路Pe1を介して所定電圧源Ee1に接続され、スイッチング素子Q92bの一端は、電源経路Pe2を介して所定電圧源Ee2に接続される。スイッチング素子Q91bの他端およびスイッチング素子Q92bの他端は、共通に所定電圧スイッチ部93bにおけるスイッチング素子Q93bの一端に接続され、スイッチング素子Q93bの他端は、スイッチング素子Q94bを介して電極経路PU2に接続される。
所定電圧スイッチ部93aにおいて、スイッチング素子Q93aとスイッチング素子Q94aとは、制御される電流の順方向が互いに逆になるように直列接続されることにより、双方向のスイッチを形成している。電流の順方向とは、ドレインからソースへまたはコレクタからエミッタへ流れる順方向の電流方向である。同様に、所定電圧スイッチ部93bにおいて、スイッチング素子Q93bとスイッチング素子Q94bとは、制御される電流の順方向が互いに逆になるように直列接続されることにより、双方向のスイッチを形成している。所定電圧スイッチ部93aは、スイッチング素子Q93aおよびスイッチング素子Q94aが同時にオン状態の場合にオン状態となり、同時にオフ状態の場合にオフ状態となる。同様に、所定電圧スイッチ部93bは、スイッチング素子Q93bおよびスイッチング素子Q94bが同時にオン状態の場合にオン状態となり、同時にオフ状態の場合にオフ状態となる。
所定電圧源Ee1は所定電圧Ve1を発生させ、スイッチング素子Q91aおよびスイッチング素子Q91bは、電源経路Pe1を介して所定電圧Ve1を受ける。同様に、所定電圧源Ee2は所定電圧Ve2を発生させ、スイッチング素子Q92aおよびスイッチング素子Q92bは、電源経路Pe2を介して所定電圧Ve2を受ける。所定電圧印加回路90aは、所定電圧スイッチ部93aがオン状態の場合、スイッチング素子Q91aがオンされることにより、電極経路PU1に所定電圧Ve1を印加し、スイッチング素子Q92aがオンされることにより、電極経路PU1に所定電圧Ve2を印加する。同様に、所定電圧印加回路90bは、所定電圧スイッチ部93bがオン状態の場合、スイッチング素子Q91bがオンされることにより、電極経路PU2に所定電圧Ve1を印加し、スイッチング素子Q92bがオンされることにより、電極経路PU2に所定電圧Ve2を印加する。所定電圧スイッチ部93aは、オフされることにより、各電源経路Pe1、Pe2と電極経路PU1とを電気的に遮断する。同様に、所定電圧スイッチ部93bは、オフされることにより、各電源経路Pe1、Pe2と電極経路PU2とを電気的に遮断する。
所定電圧印加回路90a、90bを構成するスイッチング素子は、MOSFETやIGBT等のトランジスタ素子を用いて構成することができる。図9には、MOSFETおよびIGBTを用いた回路構成を示した。スイッチング素子Q94a、Q94bにはIGBTを用いており、双方向スイッチとするためには制御される電流の順方向とは逆の方向の電流経路を設けて、IGBTの逆耐圧特性を確保する必要がある。そのために、ダイオードD94aはスイッチング素子Q94aに対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続され、ダイオードD94bはスイッチング素子Q94bに対して電流の順方向が互いに逆となるように並列に接続されている。
なお、スイッチング素子Q94aは、電極経路PU1から所定電圧源Ee1、Ee2に向かって電流を流すために設けられているが、所定電圧源Ee1、Ee2から電極経路PU1に向かってのみ電流を流す場合には省略されてもよい。同様に、スイッチング素子Q94bは、所定電圧源Ee1、Ee2から電極経路PU2に向かってのみ電流を流す場合には省略されてもよい。
なお、スイッチング素子Q93aのゲート・ドレイン間にコンデンサC93aが接続され、スイッチング素子Q93bのゲート・ドレイン間にコンデンサC93bが接続されている。これらのコンデンサC93a、C93bは、所定電圧Ve1、Ve2の印加時に立ち上がりを緩やかにするために設けられているが、必ずしも必要なものではない。特に、所定電圧Ve1、Ve2をステップ状に変化させる場合は、これらのコンデンサC93a、C93bは不要である。また図9には、MOSFETのボディーダイオードが明示されている。
このように、所定電圧印加回路90a、90bは、タイミング信号S45にもとづいてスイッチング素子Q91a、Q92a、Q91b、Q92bおよび所定電圧スイッチ部93a、93bが制御されることによって、各所定電圧Ve1、Ve2を、電極経路PU1を介して維持電極グループUG1に印加し、電極経路PU2を介して維持電極グループUG2に印加する。
スイッチ回路100aは、スイッチング素子Q101aおよびスイッチング素子Q102aを有し、スイッチ回路100bは、スイッチング素子Q101bおよびスイッチング素子Q102bを有する。スイッチ回路100aは、共通経路PUと電極経路PU1との間に接続され、スイッチ回路100bは、共通経路PUと電極経路PU2との間に接続される。
スイッチ回路100aにおいて、スイッチング素子Q101aとスイッチング素子Q102aとは、制御される電流の順方向が互いに逆になるように直列接続されることにより、双方向のスイッチを形成している。同様に、スイッチ回路100bにおいて、スイッチング素子Q101bとスイッチング素子Q102bとは、制御される電流の順方向が互いに逆になるように直列接続されることにより、双方向のスイッチを形成している。スイッチ回路100aは、スイッチング素子Q101aおよびスイッチング素子Q102aが同時にオン状態の場合にオン状態となり、同時にオフ状態の場合にオフ状態となる。同様に、スイッチ回路100bは、スイッチング素子Q101bおよびスイッチング素子Q102bが同時にオン状態の場合にオン状態となり、同時にオフ状態の場合にオフ状態となる。
スイッチ回路100aは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、維持電極グループUG1の維持期間においてオンされることにより、共通経路PUからの維持パルスを電極経路PU1へ出力する。スイッチ回路100aが維持パルスを電極経路PU1へ出力している間、スイッチ回路100bは、オフされることにより、共通経路PUと電極経路PU2とを電気的に遮断する。同様に、スイッチ回路100bは、タイミング信号S45にもとづいて制御され、維持電極グループUG2の維持期間においてオンされることにより、共通経路PUからの維持パルスを電極経路PU2へ出力する。スイッチ回路100bが維持パルスを電極経路PU2へ出力している間、スイッチ回路100aは、オフされることにより、共通経路PUと電極経路PU1とを電気的に遮断する。
図10は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路46における走査電極駆動回路43の動作を示す波形図である。図10の上半部は、走査電極グループSG1に属する走査電極SC1および走査電極グループSG2に属する走査電極SC1081に印加される駆動電圧波形を示している。図10の下半部は、スイッチ回路75a、スイッチング素子QH1およびQL1、スイッチ回路75b、ならびにスイッチング素子QH1081およびQL1081が、タイミング信号S45にもとづいてオン/オフされる状態を示している。図10では、オン状態がON、オフ状態がOFFのように示される。
図10では、図5に示した電圧Vi1は電圧Vpに等しく、電圧Vi2は電圧(Vt+Vp)に等しく、電圧Vi3は維持パルス電圧Vsに等しく、電圧Vbは走査差電圧Vpに等しく、電圧Vcは電圧(Vad+Vp)に等しく設定される。なお、これらの電圧は上述した設定に限定されるものではなく、回路構成に応じて適宜変更してもよい。
初期化期間Tinにおいて、電圧Vi2に向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup1を走査電極グループSG1、SG2に印加するには、まず走査パルス発生回路70a、70bのスイッチング素子QH1〜QH2160をオンにする。そして、スイッチ回路75aおよびスイッチ回路75bをオンにし、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q56をオンにして、走査電極グループSG1、SG2に電圧Vpを印加する。そしてスイッチング素子Q56をオフにした後、ミラー積分回路61を動作させて走査電極グループSG1、SG2の電圧を電圧(Vp+Vt)に向かって上昇させる。
電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw1を走査電極グループSG1、SG2に印加するには、まず走査パルス発生回路70a、70bのスイッチング素子QH1〜QH2160をオフにする。そして、スイッチング素子QL1〜QL2160をオンにし、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q55、Q59をオンにして、走査電極グループSG1、SG2に維持パルス電圧Vsを印加する。その後、スイッチ回路75aおよびスイッチ回路75bをオフにし、走査パルス発生回路70aのミラー積分回路71a、および走査パルス発生回路70bのミラー積分回路71bを動作させる。そして走査電極グループSG1、SG2の電圧が電圧Vi4まで下降した時点でスイッチング素子QL1〜QL2160をオフにし、スイッチング素子QH1〜QH2160をオンにする。
走査電極グループSG1に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1において、走査電極グループSG1に走査パルスを順次印加するには、走査パルス発生回路70aのスイッチング素子QH1をオフにし、スイッチング素子QL1をオンにして、走査電極SC1に走査パルス電圧Vadを印加する。その後、スイッチング素子QL1をオフにし、スイッチング素子QH1をオンに戻す。次に、スイッチング素子QH2をオフにし、スイッチング素子QL2をオンにして、走査電極SC2に走査パルス電圧Vadを印加する。その後、スイッチング素子QL2をオフにし、スイッチング素子QH2をオンに戻す。以下同様にして、走査電極SC3〜SC1080に走査パルス電圧Vadを順次印加する。
走査電極グループSG1がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、走査電極グループSG2は休止期間Tidとなっている。この休止期間Tidでは、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q55をオフにし、スイッチング素子Q56をオンにし、スイッチ回路75bをオンにして、走査電極グループSG2に電圧Vpを印加する。
続く表示電極対グループDG1に対するサブフィールドSF1の維持期間Ts1において、走査パルス発生回路70aのスイッチング素子QH1〜QH1080をオフにし、スイッチング素子QL1〜QL1080をオンにし、スイッチ回路75aをオンにして、維持パルス発生回路50で発生させた維持パルスを走査電極グループSG1に印加する。
維持パルス発生回路50で維持パルスを発生させるには、まず、スイッチング素子Q52およびQ56をオフにした後、スイッチング素子Q51をオンにして走査電極グループSG1の電圧を維持パルス電圧Vs付近まで上昇させる。その後スイッチング素子Q55をオンにして走査電極グループSG1を維持パルス電圧Vsにクランプする。次に、スイッチング素子Q51、Q55をオフにした後、スイッチング素子Q52をオンにして走査電極グループSG1の電圧を電圧0(V)付近まで下降させ、その後スイッチング素子Q56をオンにして走査電極グループSG1を電圧0(V)にクランプする。以上の動作を繰り返すことにより維持パルスを発生させることができる。
続く消去期間Teにおいて、ミラー積分回路62を動作させ、電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を走査電極グループSG1に印加する。その後、スイッチ回路75aをオフにし、ミラー積分回路71aを動作させて、電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を走査電極グループSG1に印加する。
その後の休止期間Tidでは、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q56をオンにし、スイッチ回路75aをオンにする。そして、走査パルス発生回路70aのスイッチング素子QL1〜QL1080をオフにし、スイッチング素子QH1〜QH1080をオンにして、走査電極グループSG1に電圧Vpを印加する。
走査電極グループSG1がサブフィールドSF1の維持期間Ts1、消去期間Te、および休止期間Tidの間、走査電極グループSG2は、サブフィールドSF1の書き込み期間Tw1となっている。この書き込み期間Tw1では、走査パルス発生回路70bのスイッチング素子QH1081〜QH2160およびスイッチング素子QL1081〜QL2160のうちの対応するスイッチング素子を制御する。これにより、走査電極グループSG2に走査パルスを順次印加する。
続く表示電極対グループDG2に対するサブフィールドSF1の維持期間Ts1において、走査パルス発生回路70bのスイッチング素子QH1081〜QH2160をオフにし、スイッチング素子QL1081〜QL2160をオンにする。そして、スイッチ回路75bをオンにして、維持パルス発生回路50で発生させた維持パルスを、走査電極グループSG2に印加する。
続く消去期間Teにおいて、ミラー積分回路62を動作させ、電圧Vrに向かって緩やかに上昇する上昇傾斜波形電圧Vup2を走査電極グループSG2に印加する。さらにその後、スイッチ回路75bをオフにし、ミラー積分回路71bを動作させて、電圧Vi4に向かって緩やかに下降する下降傾斜波形電圧Vdw2を走査電極グループSG2に印加する。
その後の休止期間Tidでは、維持パルス発生回路50のスイッチング素子Q56をオンにし、スイッチ回路75bをオンにする。さらに、走査パルス発生回路70bのスイッチング素子QL1081〜QL2160をオフにし、スイッチング素子QH1081〜QH2160をオンにして、走査電極グループSG2に電圧Vpを印加する。
以上の動作を繰り返すことにより、図10に示した駆動電圧波形を各走査電極グループSG1、SG2に属する走査電極に印加することができる。
このように、走査電極駆動回路43は、1つの維持パルス発生回路50、走査パルス発生回路70aおよび70b、ならびにスイッチ回路75aおよび75bを有する。1つの維持パルス発生回路50は、任意の表示電極対グループDG1、DG2に属する走査電極に印加する維持パルスを発生させる。走査パルス発生回路70a、70bは、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して、対応する表示電極対グループに属する走査電極に印加する走査パルスを発生させる。スイッチ回路75a、75bは、走査パルス発生回路70a、70bのそれぞれに対して、対応する走査パルス発生回路と維持パルス発生回路50とを電気的に分離又は接続する。そして維持パルス発生回路50で発生させた維持パルスを各表示電極対グループに属する走査電極に印加することで、簡素でかつ輝度差の発生しにくい走査電極駆動回路43を実現している。
図11は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路46における維持電極駆動回路44の動作を示す波形図である。図11の上半部は、維持電極グループUG1および維持電極グループUG2に印加される駆動電圧波形を示している。図11の下半部は、スイッチ回路100a、スイッチング素子Q91aおよびQ92a、所定電圧スイッチ部93a、スイッチ回路100b、スイッチング素子Q91bおよびQ92b、ならびに所定電圧スイッチ部93bが、タイミング信号S45にもとづいてオン/オフされる状態を示している。図11では、オン状態がON、オフ状態がOFFのように示される。
初期化期間Tinにおいて維持電極グループUG1、UG2に電圧0(V)を印加するには、維持パルス発生回路80のスイッチング素子Q86をオンにし、所定電圧スイッチ部93a、93bをオフにする。そしてスイッチ回路100aをオンにして維持電極グループUG1を接地すると同時に、スイッチ回路100bをオンにして維持電極グループUG2を接地する。
次に維持電極グループUG1、UG2に所定電圧Ve1を印加するには、スイッチ回路100a、100bをオフにする。そしてスイッチング素子Q91aおよび所定電圧スイッチ部93aをオンにして維持電極グループUG1に所定電圧Ve1を印加する。同時に、スイッチング素子Q91bおよび所定電圧スイッチ部93bをオンにして維持電極グループUG2に所定電圧Ve1を印加する。
維持電極グループUG1に対するサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1において維持電極グループUG1に所定電圧Ve2を印加するには、スイッチング素子Q91aをオフにし、スイッチング素子Q92aをオンにする。維持電極グループUG1がサブフィールドSF1の書き込み期間Tw1の間、スイッチング素子Q91bをオフにし、スイッチング素子Q92bをオンにして、維持電極グループUG2にも所定電圧Ve2を印加する。
続く維持電極グループUG1に対するサブフィールドSF1の維持期間Ts1において、所定電圧スイッチ部93aをオフにするとともにスイッチ回路100aをオンにして、維持パルス発生回路80で発生させた維持パルスを維持電極グループUG1に印加する。
その後、維持電極グループUG1の消去期間Teにおいて維持電極グループUG1に電圧0(V)を印加するには、スイッチング素子Q85をオフにし、スイッチング素子Q86をオンにする。さらにその後、維持電極グループUG1の消去期間Teの残りおよび休止期間Tidにおいて維持電極グループUG1に所定電圧Ve1を印加するには、スイッチ回路100aをオフにし、スイッチング素子Q91aおよび所定電圧スイッチ部93aをオンにする。
維持電極グループUG1がサブフィールドSF1の維持期間Ts1、消去期間Te、および休止期間Tidの間、表示電極対グループDG2は、サブフィールドSF1の書き込み期間Tw1となっている。この書き込み期間Tw1では、維持電極グループUG2に所定電圧Ve2を継続して印加する。
続く維持電極グループUG2に対するサブフィールドSF1の維持期間Ts1では、所定電圧スイッチ部93bをオフにするとともにスイッチ回路100bをオンにして、維持パルス発生回路80で発生させた維持パルスを維持電極グループUG2に印加する。
その後、維持電極グループUG2の消去期間Teにおいて維持電極グループUG2に電圧0(V)を印加するには、スイッチング素子Q85をオフにし、スイッチング素子Q86をオンにする。さらにその後、維持電極グループUG2の消去期間Teの残りおよび休止期間Tidにおいて維持電極グループUG2に所定電圧Ve1を印加するには、スイッチ回路100bをオフにし、スイッチング素子Q91bおよび所定電圧スイッチ部93bをオンにする。
以上の動作を繰り返すことにより、図11に示した駆動電圧波形を各維持電極グループUG1、UG2に属する維持電極に印加することができる。
このように、維持電極駆動回路44は、1つの維持パルス発生回路80、所定電圧発生回路90aおよび90b、ならびにスイッチ回路100aおよび100bを有する。1つの維持パルス発生回路80は、任意の表示電極対グループに属する維持電極に印加する維持パルスを発生させる。所定電圧発生回路90a、90bは、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して、対応する表示電極対グループに属する維持電極に印加する所定電圧を発生させる。スイッチ回路100a、100bは、複数の表示電極対グループのそれぞれに対して、対応する表示電極対グループに属する維持電極と維持パルス発生回路80とを電気的に分離又は接続する。そして維持パルス発生回路80で発生させた維持パルスを各表示電極対グループに属する維持電極に印加することで、簡素でかつ輝度差の発生しにくい維持電極駆動回路44を実現している。
なお、上述した実施の形態においては、図3に示したように、表示電極対グループDG1のサブフィールドの位相と表示電極対グループDG2のサブフィールドの位相を、すべてのサブフィールドにおいて互いにずらした構成を例に説明した。しかしながら本発明は、上述したサブフィールド構成に限定されるものではない。例えば、すべての放電セルCij(i=1〜n、j=1〜m)に対して維持期間Ts1〜Ts10の位相をそろえた書き込み/維持分離方式のサブフィールドをいくつか含むサブフィールド構成であっても、本発明は適用することができる。
なお、図10では、図5に示す駆動電圧波形を走査電極に印加する場合を例にして各スイッチング素子の動作を説明したが、図8に示す走査電極駆動回路であれば、図4に示す駆動電圧波形又は図6に示す駆動電圧波形を印加してもよい。
なお、上述した維持パルス発生回路50、80、および傾斜波形発生回路60等の具体的な回路構成は単に一例を示したに過ぎず、同様の駆動電圧波形を発生させることができれば他の回路構成であってもよい。例えば図8に示した電力回収部51は、維持パルスの立ち上がり時には、スイッチング素子Q51、ダイオードD51、インダクタL51、およびスイッチング素子Q59を介して、コンデンサC51の電荷(または電力)を電極間容量に供給している。さらに電力回収部51は、維持パルスの立ち下がり時には、インダクタL52、ダイオードD52、およびスイッチング素子Q52を介して、電極間容量の電荷(または電力)をコンデンサC51に回収している。しかし、インダクタL51の一方の端子の接続をスイッチング素子Q59のソースから共通経路PSに変更して、維持パルスの立ち上がり時にスイッチング素子Q51、ダイオードD51、およびインダクタL51を介してコンデンサC51の電荷(または電力)を電極間容量に供給する回路構成としてもよい。また、インダクタL51とインダクタL52とを1つのインダクタで兼用する回路構成であってもよい。
なお、図8に示した傾斜波形発生回路60は2つのミラー積分回路61、62を備えた回路構成を示したが、1つの電圧切換回路と1つのミラー積分回路とを備え、電圧切換回路によって切り換えられた電圧にもとづいてミラー積分する回路構成であってもよい。
なお、図8に示した電力回収部51のコンデンサC51を削除し、図9に示した電力回収部81をすべて削除し、図9の共通経路PUと図8のスイッチング素子Q51とスイッチング素子Q52との接続点とを接続した回路構成であってもよい。あるいは、図8に示した電力回収部51をすべて削除し、図9に示した電力回収部81のコンデンサC81を削除し、図9のスイッチング素子Q81とスイッチング素子Q82の接続点と図8の共通経路PSとを接続した回路構成であってもよい。
以上のように、本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置によれば、走査電極側スイッチ回路75a、75bを備えることにより、単一の維持パルス発生回路50が、維持パルスを複数の走査電極グループSG1、SG2に、それぞれ互いに異なる書き込み期間Tw1において印加することができる。さらに、単一の傾斜波形発生回路60が、消去パルスにおける上昇傾斜波形電圧Vup2を複数の走査電極グループSG1、SG2に、それぞれ互いに異なる消去期間(Te;Te1)において印加することができる。これにより、一方の走査電極グループの書き込み期間Tw1と、他方の走査電極グループの維持期間Ts1〜Ts10および消去期間(Te;Te1)とを、同時に並行して実行することができる。その結果、サブフィールド構成に余裕ができるため、維持パルス数を増加してさらに高輝度化したり、サブフィールド数を増加してさらに高階調化したりして、パネルをさらに高画質化することができる。それとともに、維持パルス発生回路および傾斜波形発生回路を各1個備えればよいため、部品点数を少なくし、回路構成を簡素化することにより、駆動回路を低コスト化し、低消費電力化することが可能となる。さらに、単一の維持パルス発生回路50による構成を可能にすることにより、走査電極グループ間に発生しがちな輝度差を抑制し、画像表示品質を向上させることが可能となる。
実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等にあわせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。また、ハードウェアによって構成された構成要素は、ソフトウェアによっても構成可能であり、ソフトウェアによって構成された構成要素は、ハードウェアによっても構成可能である。さらに、上述した実施形態におけるすべての構成要素のうち、いくつかを上述した実施形態とは異なる組み合わせで再構成することにより、異なる組み合わせの効果を奏することが可能である。
以上、実施の形態におけるこれまでの説明は、すべて本発明を具体化した一例であって、本発明はこれらの例に限定されず、本発明の技術を用いて当業者が容易に構成可能な種々の例に展開可能である。
本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置によれば、走査電極側スイッチ回路を備えることにより、単一の維持パルス発生回路が、維持パルスを複数の走査電極グループに、それぞれ互いに異なる書き込み期間において印加することができる。さらに、単一の傾斜波形発生回路が、消去パルスにおける上昇傾斜波形電圧を複数の走査電極グループに、それぞれ互いに異なる消去期間において印加することができる。これにより、一方の走査電極グループの書き込み期間と、他方の走査電極グループの維持期間および消去期間とを、同時に並行して実行することができる。その結果、サブフィールド構成に余裕ができるため、維持パルス数を増加してさらに高輝度化したり、サブフィールド数を増加してさらに高階調化したりして、パネルをさらに高画質化することができる。それとともに、維持パルス発生回路および傾斜波形発生回路を各1個備えればよいため、部品点数を少なくし、回路構成を簡素化することにより、駆動回路を低コスト化し、低消費電力化することが可能となる。さらに、単一の維持パルス発生回路による構成を可能にすることにより、走査電極グループ間に発生しがちな輝度差を抑制し、画像表示品質を向上させることが可能となる。
本発明は、プラズマディスプレイパネルの駆動回路およびプラズマディスプレイ装置に利用できる。
10…プラズマディスプレイパネル、
22…走査電極、
23…維持電極、
24…表示電極対、
32…データ電極、
40…プラズマディスプレイ装置、
41…画像信号処理回路、
42…データ電極駆動回路、
43…走査電極駆動回路、
44…維持電極駆動回路、
45…タイミング発生回路、
46…プラズマディスプレイパネルの駆動回路、
50、80…維持パルス発生回路、
51、81…電力回収部、
55、85…電圧クランプ部、
60…傾斜波形発生回路、
61、62、71a、71b…ミラー積分回路、
70a、70b…走査パルス発生回路、
75a、75b…(走査電極側)スイッチ回路、
90a、90b…所定電圧発生回路、
93a、93b…所定電圧スイッチ部、
100a、100b…(維持電極側)スイッチ回路、
DG1、DG2…表示電極対グループ、
Ee1、Ee2…所定電圧源、
EsS、Et、Er、Ep1、Ep2、Ead…電圧源、
Pe1、Pe2、PsS、Pt、Pr、Pad…電源経路、
PS、PU…共通経路、
PS1〜PS2160、PU1、PU2…電極経路、
PSG1、PSG2…電極経路グループ、
SG1、SG2…走査電極グループ、
UG1、UG2…維持電極グループ、
YG1、YG2…スイッチ部グループ、
Y1〜Y2160…スイッチ部。
22…走査電極、
23…維持電極、
24…表示電極対、
32…データ電極、
40…プラズマディスプレイ装置、
41…画像信号処理回路、
42…データ電極駆動回路、
43…走査電極駆動回路、
44…維持電極駆動回路、
45…タイミング発生回路、
46…プラズマディスプレイパネルの駆動回路、
50、80…維持パルス発生回路、
51、81…電力回収部、
55、85…電圧クランプ部、
60…傾斜波形発生回路、
61、62、71a、71b…ミラー積分回路、
70a、70b…走査パルス発生回路、
75a、75b…(走査電極側)スイッチ回路、
90a、90b…所定電圧発生回路、
93a、93b…所定電圧スイッチ部、
100a、100b…(維持電極側)スイッチ回路、
DG1、DG2…表示電極対グループ、
Ee1、Ee2…所定電圧源、
EsS、Et、Er、Ep1、Ep2、Ead…電圧源、
Pe1、Pe2、PsS、Pt、Pr、Pad…電源経路、
PS、PU…共通経路、
PS1〜PS2160、PU1、PU2…電極経路、
PSG1、PSG2…電極経路グループ、
SG1、SG2…走査電極グループ、
UG1、UG2…維持電極グループ、
YG1、YG2…スイッチ部グループ、
Y1〜Y2160…スイッチ部。
Claims (3)
- 走査電極と維持電極とで構成された表示電極対を複数備えたプラズマディスプレイパネルを駆動するプラズマディスプレイパネルの駆動回路であって、
上記プラズマディスプレイパネルの駆動回路は走査電極駆動回路を備え、
上記走査電極駆動回路は、
前記複数の表示電極対を複数の表示電極対グループに分け、任意の表示電極対グループに属する走査電極に印加する維持パルスを発生させる1つの走査電極側維持パルス発生回路と、
前記複数の表示電極対グループのそれぞれに対して設けられ、対応する表示電極対グループに属する走査電極に印加する走査パルスを発生させる走査パルス発生回路と、
前記走査パルス発生回路のそれぞれに対して設けられ、対応する走査パルス発生回路と前記走査電極側維持パルス発生回路とを電気的に分離又は接続する走査電極側スイッチ回路とを備えたことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動回路。 - 上記プラズマディスプレイパネルの駆動回路はさらに維持電極駆動回路を備え、
上記維持電極駆動回路は、
任意の表示電極対グループに属する維持電極に印加する維持パルスを発生させる1つの維持電極側維持パルス発生回路と、
前記複数の表示電極対グループのそれぞれに対して設けられ、対応する表示電極対グループに属する維持電極に印加する所定電圧を発生させる所定電圧発生回路と、
前記複数の表示電極対グループのそれぞれに対して設けられ、対応する表示電極対グループに属する維持電極と前記維持電極側維持パルス発生回路とを電気的に分離又は接続する維持電極側スイッチ回路とを備えた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パネルの駆動回路。 - 請求項1に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動回路と、
前記プラズマディスプレイパネルとを備えたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
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