專利名稱：等離子體顯示設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種等離子體顯示設備。
背景技術：
在常規(guī)等離子體顯示設備中，功率MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)已經(jīng)成為它們的保持電路的最普通輸出元件。與此相反，等離子體顯示設備的近來保持電路的一些逐步轉入IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)的使用，其具有作為功率MOSFET優(yōu)點的輸入特性，以及作為具有縮短的關斷時間的雙極型晶體管優(yōu)點的低飽和電壓特性(例如，參看專利文獻1(日本專利申請公開2000-330514號))。
另一個提議關于用于驅動等離子體顯示器的并入IGBT的驅動器集成電路而提出，其中功率MOSFET和IGBT以推拉輸出電路連接的形式而連接(例如，參看專利文獻2(日本專利申請公開Hei 8-46053號))。
IGBT，其特征在于正如雙極型晶體管一樣的其傳導性修改效應，可以將飽和電壓降低到電源以下。因此，IGBT可以通過關斷時間的減少來實現(xiàn)作為等離子體顯示設備的保持電路的輸出器件的基本操作。與常規(guī)的IGBT相比較，當前商品化的IGBT關斷時間確實減少，但是仍然次于功率MOSFET，因為它們在導通時間和關斷時間方面都較長，從而在開關損耗方面不利。
考慮到上面的情況，一個提議已經(jīng)關于空調器的反相器而提出，其包括當施加有第一驅動電壓時達到導電狀態(tài)的功率MOSFET，和當施加有與第一驅動電壓具有不同電平的第二驅動電壓時達到導電狀態(tài)的IGBT，其中功率MOSFET和IGBT關于供給到負載的電流并聯(lián)(例如，參看專利文獻3(日本專利申請公開2002-16486號))。在上述空調器的反相器中，當待供給到負載的電流相對小時，僅驅動功率MOSFET的第一驅動電壓施加到柵電極，而當待供給到負載的電流相對大時，主要驅動IGBT并且比第一驅動電壓大的第二驅動電壓施加到柵電極。
在專利文獻3中公開的技術中，在空調器等的反相器的大電流驅動(起動)過程中，功率MOSFET和IGBT都被驅動。而在空調器等的反相器的小電流驅動(平穩(wěn)驅動)過程中，IGBT關斷，而僅功率MOSFET被驅動，以便減少平穩(wěn)驅動過程中的功率損耗。
在專利文獻3中公開的、應用于等離子體顯示設備的電路在平穩(wěn)驅動過程中操作，以便關斷IGBT而僅激活功率MOSFET，所以它可以保證僅小的驅動裕度，因為受歸因于放電電流的電壓波動所影響。因此，這可能導致顯示特性的退化，其由噪聲或閃爍的產(chǎn)生來代表。特別是，具有典型地42英寸或更大屏幕尺寸的等離子體顯示設備易于遭受可歸因于放電電流的大的電壓波動，從而高度地引起顯示特性的退化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在考慮上述問題之后而設想，并且其目的在于通過減小可歸因于放電電流的電壓波動來擴大驅動裕度，以及在于防止等離子體顯示設備顯示特性的退化。
本發(fā)明的等離子體顯示設備包括多個第一電極；與多個第一電極幾乎平行排列的多個第二電極，以便與其一起構成顯示單元，并且以便激活它們與構成顯示單元的第一電極之間的放電；用于將放電電壓施加到多個第一電極上的第一電極驅動電路；以及用于將放電電壓施加到多個第二電極上的第二電極驅動電路。第一和第二電極驅動電路中至少任何一個包括并聯(lián)電路，具有高速開關性能的第一開關元件和具有低飽和電壓性能的第二開關元件并聯(lián)于其中。
根據(jù)本發(fā)明，當放電電流在第一電極和第二電極之間流動時，與具有高速開關性能的第一開關元件并聯(lián)的、具有低飽和電壓性能的第二開關元件達到導電狀態(tài)，并且這使得放電電流能夠流過第二開關元件，可以成功地減小電壓波動。因此，這擴大了等離子體顯示設備的驅動裕度并且防止顯示特性的退化。
另一方面，具有高速開關性能的第一開關元件和具有低飽和電壓性能的第二開關元件都能夠在保持脈沖的上升或下降時操作，以便將電流主要供給到具有快開關速度的第一開關元件，并且這成功地減少保持脈沖上升或下降時的開關損耗。
圖1是根據(jù)第一實施方案的等離子體顯示設備的典型構造的框圖；圖2是顯示根據(jù)第一實施方案的等離子體顯示設備的操作波形的波形圖；圖3是應用有圖1中所示構造的等離子體顯示設備的典型整體構造的框圖；圖4A～4C是顯示圖3中所示的等離子體顯示設備的顯示單元的圖；圖5是顯示圖3中所示的等離子體顯示設備的操作波形的波形圖；圖6是根據(jù)第二實施方案的等離子體顯示設備的典型構造的電路圖；圖7是顯示根據(jù)第二實施方案的等離子體顯示設備的操作波形的波形圖；圖8是根據(jù)第三實施方案的等離子體顯示設備的典型構造的電路圖；圖9是根據(jù)第四實施方案的等離子體顯示設備的典型構造的電路圖；以及圖10是根據(jù)第五實施方案的等離子體顯示設備的典型構造的電路圖；具體實施方式
接下來的段落將參考附加附圖具體地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
(第一實施方案)圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的等離子體顯示設備的典型構造的框圖。圖1顯示等離子體顯示設備的Y電極驅動電路和X電極驅動電路。
在圖1中，Cp代表電容負載，其用符號表示包括等離子體顯示板的X電極和Y電極的顯示單元。將驅動電壓供給到電容負載Cp一端的Y電極驅動電路101具有復位電路102，Y保持電路104和掃描電路105。將驅動電壓供給到電容負載Cp另一端的X電極驅動電路具有X保持電路111。
復位電路102依賴于從復位信號端子Iw接收的控制信號輸出從復位電壓端子Vw供給的復位電壓。
Y保持電路104包括前置驅動電路P1～P4和開關元件Q1～Q4。Y保持電路104供給有從源電壓端子Vs通過二極管103供給的源電壓。二極管103被提供，以便防止當復位電壓從復位電路102供給時電流的回流。
第一到第四前置驅動電路P1～P4是用于放大從第一到第四控制信號端子I1～I4接收的控制信號的放大電路。第一到第四開關元件Q1～Q4響應從第一到第四前置驅動電路P1～P4輸出的控制信號(柵電壓)VG1～VG4導通或關斷(開或關)。第一到第四開關元件Q1～Q4將隨后詳述。
掃描電路105供給有從Y保持電路104輸出的驅動電壓Yo，并且依賴于從掃描信號端子Isc接收的控制信號將電壓供給到電容負載Cp的一端。
第一和第二開關元件Q1，Q2是具有高速開關性能(由短的導通時間和短的關斷時間所代表的短的開關時間)的開關元件。另一方面，第三和第四開關元件Q3，Q4是具有低飽和電壓性能，也就是具有低于電源的開關元件輸入和輸出之間的小的電勢差的開關元件。圖1顯示典型情況，其中第一和第二開關元件Q1，Q2配置成N通道功率MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)，而第三和第四開關元件Q3，Q4配置成IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)。
第i個(i是1～4的整數(shù))開關元件Qi的柵極或基極連接到第i個前置驅動電路Pi的輸出側。第一開關元件Q1的漏極和第三開關元件Q3的集電極共同地連接到二極管103的陰極，并且復位電路102的輸出端子連接到互連點。第二開關元件Q2的源極和第四開關元件Q4的發(fā)射極連接到接地端子。第一開關元件Q1的源極，第二開關元件Q2的漏極，第三開關元件Q3的發(fā)射極和第四開關元件Q4的集電極共同地連接到掃描電路105的輸入端子(信號線Yo)。
第一和第三開關元件Q1，Q3在這里構成用于供給隨后所述的保持脈沖的高電平電壓的高壓側(較高電勢側)開關電路106，而第二和第四開關元件Q2，Q4構成用于供給保持脈沖的低電平電壓的低壓側(較低電勢側)開關電路107。換句話說，本實施方案中的高壓側開關電路106和低壓側開關電路107各自包括具有高速開關性能的開關元件(例如，功率MOSFET)和具有低飽和電壓性能的開關元件(例如，IGBT)的并聯(lián)電路。
優(yōu)選地，并聯(lián)的具有高速開關性能的開關元件和具有低飽和電壓性能的開關元件具有幾乎彼此相等的輸入閾電壓。輸入閾電壓在這里稱作各個開關元件導通狀態(tài)和關斷狀態(tài)下的閾電壓。
X保持電路111具有前置驅動電路P5～P8和開關元件Q5～Q8，與Y保持電路104相類似。第五到第八前置驅動電路P5～P8是用于放大從第五到第八控制信號端子I5～I8接收的控制信號的放大電路。第五到第八開關元件Q5～Q8響應從第五到第八前置驅動電路P5～P8輸出的控制信號(柵電壓)VG5～VG8導通或關斷。
第五和第六開關元件Q5，Q6是具有高速開關性能的開關元件，而第七和第八開關元件Q7，Q8是具有低飽和電壓性能的開關元件。圖1顯示典型情況，其中第五和第六開關元件Q5，Q6配置成N通道功率MOSFET，而第七和第八開關元件Q7，Q8配置成IGBT。
第j個(j是5～8的整數(shù))開關元件Qj的柵極或基極連接到第j個前置驅動電路Pj的輸出側。第五開關元件Q5的漏極和第七開關元件Q7的集電極共同地連接到源電壓施加到其上的源電壓端子Vs，并且第六開關元件Q6的源極和第八開關元件Q8的發(fā)射極連接到接地端子。第五開關元件Q5的源極，第六開關元件Q6的漏極，第七開關元件Q7的發(fā)射極和第八開關元件Q8的集電極共同地連接到用于將驅動電壓供給到電容負載Cp另一端的信號線Xo。
第五和第七開關元件Q5，Q7在這里構成用于供給保持脈沖的高電平電壓的高壓側開關電路112，而第六和第八開關元件Q6，Q8構成用于供給保持脈沖的低電平電壓的低壓側(較低電勢側)開關電路113。換句話說，本實施方案中的高壓側開關電路112和低壓側開關電路113各自包括具有高速開關性能的開關元件和具有低飽和電壓性能的開關元件的并聯(lián)電路。優(yōu)選地，并聯(lián)的具有高速開關性能的開關元件和具有低飽和電壓性能的開關元件具有幾乎彼此相等的輸入閾電壓。
圖2是顯示圖1中所示的X電極驅動電路和Y電極驅動電路的操作的波形圖，更準確地說，顯示等離子體顯示設備的操作中保持周期(保持放電的期間)中的操作。在保持周期中，復位電路102不激活，同時由分別從復位信號端子Iw和掃描信號端子Isc接收的控制信號來控制，使得掃描電路105產(chǎn)生到各個Y電極的Y保持電路104輸出電壓的并行輸出。
在圖2中，Yo代表Y電極驅動電路(Y保持電路104)的輸出電壓，而Xo代表X電極驅動電路(X保持電路111)的輸出電壓。VG1～VG8代表從前置驅動電路P1～P8輸出的柵電壓，其目的在于驅動各個開關元件Q1～Q8，其中這些柵電壓VG1～VG8的高電平導致開關元件Q1～Q8的導通狀態(tài)(導電狀態(tài))。
在時間點t1，X保持電路111的開關元件Q6導通，同時使得除開關元件Q6以外的所有開關元件關斷。這使得X保持電路111的輸出電壓Xo達到低電平。另一方面，具有浮動狀態(tài)的Y保持電路104的輸出電壓Yo保持為低電平。
在時間點t2，Y保持電路104的開關元件Q1導通。這使得Y保持電路104的輸出電壓Yo達到高電平。
在放電電流在等離子體顯示設備中流動預先確定的時期過去之后的時間點t3，Y保持電路104的開關元件Q3和X保持電路111中的開關元件Q8導通。也就是，具有低飽和電壓性能并且分別與具有高開關速度性能且在時間點t3處于導電狀態(tài)的開關元件(功率MOSFET)Q1，Q6并聯(lián)的開關元件(IGBT)Q3，Q8導通。應當指出，放電電流在等離子體顯示設備中流動的時間點典型地基于等離子體顯示設備的結構或驅動電壓來適當?shù)卮_定。
通過如上所述在放電電流流動時導通開關元件Q3，Q8，可歸因于放電電流的保持脈沖(輸出電壓Yo，Xo)的電壓波動ΔVYH，ΔVXL可以減小，如圖2中所示。應當指出，為了參考和比較，圖2也由虛線顯示當開關元件Q3，Q8恒久地保持關斷(或不提供開關元件Q3，Q8)時，輸出電壓Yo，Xo的電壓波動。
在時間點t4，開關元件Q3，Q8都關斷。然后，開關元件Q1關斷，從而Y保持電路104的輸出電壓Yo保持為高電平(浮動狀態(tài))。
在時間點t5，開關元件Q2導通，而開關元件Q6關斷。這使得Y保持電路104的輸出電壓Yo保持為低電平。因為開關元件Q5～Q8關斷，X保持電路111的輸出電壓Xo也保持為低電平(浮動狀態(tài))。
在時間點t6，X保持電路111的開關元件Q5導通。這使得X保持電路111的輸出電壓Xo達到高電平。
在放電電流流動預先確定的時期過去之后的時間點t7，Y保持電路104的開關元件Q4和X保持電路111中的開關元件Q7導通。也就是，具有低飽和電壓性能并且分別與具有高開關速度性能且在時間點t7處于導電狀態(tài)的開關元件(功率MOSFET)Q2，Q5并聯(lián)的開關元件(IGBT)Q4，Q7導通。這成功地減小可歸因于放電電流的保持脈沖(輸出電壓Yo，Xo)的電壓波動ΔVYL，ΔVXH。應當指出，為了參考和比較，當開關元件Q4，Q7恒久地保持關斷(或不提供開關元件Q4，Q7)時的輸出電壓Yo，Xo的電壓波動用虛線來顯示。
在時間點t8，開關元件Q4，Q7都關斷。然后，開關元件Q5關斷，從而X保持電路111的輸出電壓Xo保持為高電平(浮動狀態(tài))。而且此后，開關元件Q2關斷。
上述操作將依賴于保持周期中保持脈沖施加的次數(shù)而在此后重復。
如在上面已經(jīng)描述的，等離子體顯示設備可以通過導通具有低飽和電壓性能的開關元件(IGBT)，來減小當放電電流流動時可歸因于放電電流的電壓波動ΔVYH，ΔVYL，ΔVXH，ΔVXL，從而可以擴大等離子體顯示設備的驅動裕度。另一方面，在保持脈沖上升或下降時，具有高速開關性能并且與具有低飽和電壓性能的開關元件并聯(lián)的開關元件(功率MOSFET)能夠操作，并且，與單獨使用具有低飽和電壓性能的開關元件的情況相比較，這在減小與保持脈沖的變化相關聯(lián)的開關損耗方面更加成功。
圖2中所示的等離子體顯示設備被構造，使得僅當放電電流在等離子體顯示設備中流動時，導通具有低飽和電壓性能的開關元件(IGBT)，其中僅要求，該元件至少當放電電流在等離子體顯示設備中流動時導通，而其在任何其他周期中的導通狀態(tài)將不被禁止。
圖2僅顯示典型情況，其中輸出電壓Yo，Xo被改變，使得它們中的任何一個從高電平改變降至低電平，而此后另一個從低電平改變升至高電平，其中輸出電壓Yo，Xo改變的時序可能與圖2中所示的相同，或者可能與圖2中所示的相反。
圖3是應用有圖1中所示驅動電路的等離子體顯示設備的典型構造的框圖。圖3中所示的復位電路301，Y保持電路302，掃描電路303和X保持電路304分別對應于圖1中所示的復位電路102，Y保持電路104，掃描電路105和X保持電路111。復位電路301，Y保持電路302和掃描電路303構成Y電極驅動電路308，而X保持電路304構成X電極驅動電路309。
控制電路306基于外部供給的未說明的時鐘信號，水平同步信號，垂直同步信號，顯示數(shù)據(jù)等等來產(chǎn)生控制信號。然后控制電路306將這樣產(chǎn)生的控制信號輸出到復位電路301，Y保持電路302，掃描電路303，X保持電路304和地址電路305。
X保持電路304的輸出端子共同地連接到X電極X1，X2，...，以便如由控制信號所控制地驅動它們。Y電極驅動電路308包括復位電路301，Y保持電路302和掃描電路303。Y電極驅動電路308如由控制信號所控制地驅動Y電極Y1，Y2，...。地址電路305如由控制信號所控制地驅動地址電極A1，A2，...。
顯示板(等離子體顯示板PDP)307被構造，使得X電極X1，X2，...和Y電極Y1，Y2，...幾乎彼此平行地交替排列，而地址電極A1，A2，...垂直于這些電極而排列，從而形成二維矩陣。與圖1中所示的電容負載Cp相對應的每個顯示單元(象素)CLij包括一個X電極Xi，一個Y電極Yi和一個地址電極Aj。
圖4A是圖3中所示的顯示單元CLij的構造的橫截面視圖。X電極Xi和Y電極Yi在前玻璃襯底411上形成。用于保證與放電空間417絕緣的介電材料層412在其上沉積，并且MgO(氧化鎂)保護膜413進一步在其上形成。
另一方面，地址電極Aj在配置以與前玻璃襯底411相對的后玻璃襯底414上形成，介電材料層415在其上沉積，并且熒光體進一步在其上沉積。MgO保護膜413和介電材料層415之間的放電空間417典型地用Ne+Xe彭寧氣體填充。
圖4B是用于說明AC驅動等離子體顯示設備的電容CL的示意圖。Ca代表X電極Xi和Y電極Yi之間的放電空間417的電容，Cb代表介電材料層412的電容，并且Cc代表X電極Xi和Y電極Yi之間的前玻璃襯底411的電容。電極Xi和Yi之間的電容CL由這些電容Ca，Cb和Cc的總和來確定。
圖4C是用于說明AC驅動等離子體顯示設備的發(fā)光的示意圖。條紋圖案的肋狀物被排列，其中每個肋狀物具有涂敷在其內(nèi)表面上的紅，綠和藍熒光材料418的任何一個，以便使得熒光材料418當由在X電極Xi和Y電極Yi之間激活的放電激勵時能夠發(fā)出光421。
圖5是顯示圖3中所示的等離子體顯示設備的操作波形的波形圖。
X電極驅動電路309中的X保持電路304將在保持周期Ts中產(chǎn)生的保持脈沖504輸出到X電極Xi。Y電極驅動電路308中的Y保持電路302將在保持周期Ts中產(chǎn)生的Y保持脈沖505輸出到Y電極Yi。
Y電極驅動電路308中的復位電路301將在復位周期Tr中產(chǎn)生的復位脈沖501輸出到Y電極Yi。Y電極驅動電路308中的掃描電路303將在尋址周期Ta中產(chǎn)生的掃描脈沖503輸出到Y電極Yi。地址電路305將在尋址周期Ta中產(chǎn)生的尋址脈沖502輸出到地址電極Aj。
在復位周期Tr中，電荷的全屏寫入和全屏擦除通過將復位脈沖501施加到Y電極Yi而執(zhí)行，從而通過擦除先前時間的顯示內(nèi)容來形成預先確定的壁電荷。
接下來在尋址周期Ta中，正尋址脈沖502施加到地址電極Aj，然后負掃描脈沖503由順序的掃描施加到期望的Y電極。這激活地址電極Aj和Y電極Yi之間的地址放電，從而指定顯示單元的地址。
接下來在保持周期(保持放電的期間)Ts中，保持脈沖504，505交替地施加到各個X電極Xi和各個Y電極Yi，以便在這些電極之間施加保持放電電壓Vs。這激活與其地址在尋址周期Ta中指定的顯示單元相對應的X電極Xi和Y電極Yi之間的放電，從而引起發(fā)光。
如在上面已經(jīng)描述的，第一實施方案的等離子體顯示設備的X和Y電極驅動電路使用并聯(lián)電路來構造，具有高速開關性能的開關元件(功率MOSFET，例如)和具有低飽和電壓性能的開關元件(IGBT，例如)并聯(lián)于其中。當放電電流流動時，等離子體顯示設備可以導通具有低飽和電壓性能的開關元件，并且可以使得電流能夠流過它們，這成功地減小可歸因于放電電流的電壓波動ΔVYH，ΔVYL，ΔVXH，ΔVXL。因此，等離子體顯示設備在通過減小可歸因于放電電流的電壓波動來擴大驅動裕度方面，以及在防止等離子體顯示設備的顯示特性的退化方面是成功的。
當保持脈沖上升或下降時，設備可以導通與具有低飽和電壓性能的開關元件并聯(lián)的、具有高速開關性能的開關元件，并且可以使得電流能夠主要通過具有高速開關性能的開關元件而流動。與單獨使用具有低飽和電壓性能的開關元件的情況相比較，這在減少導通時間和關斷時間中可能產(chǎn)生的開關損耗方面更加成功。
下面的段落將描述其他實施方案。
圖3和4中先前顯示的等離子體顯示設備的構造和操作是例如應用有前述第一實施方案的那些，并且其本質也將應用于接下來描述的第二到第五實施方案，除了僅Y電極驅動電路308和X電極驅動電路309的構造將依賴于這些實施方案的需求而適當?shù)匦薷模曰镜臉嬙旌筒僮鲗⒉辉斒觥?br>
(第二實施方案)接下來的段落將描述本發(fā)明的第二實施方案。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的等離子體顯示設備的典型構造的電路圖。圖6顯示等離子體顯示設備的Y電極驅動電路和X電極驅動電路。應當指出，具有與圖1中先前所示的組成部分類似的功能的圖6中所示的組成部分將由相同的參考數(shù)字來表示，而因此省略重復的說明。
如圖6中所示，第二實施方案不同于圖1中所示的第一實施方案僅在于，第二實施方案的Y電極驅動電路和X電極驅動電路的每個還包括功率回收電路。
Y電極驅動電路601包括復位電路102，二極管103，Y保持電路104，掃描電路105和Y電極驅動電路的功率回收電路602。X電極驅動電路611包括X保持電路111和X電極驅動電路的功率回收電路612。
功率回收電路602包括前置驅動電路P10和P11，開關元件Q10和Q11，二極管D1和D2，線圈L1和L2，和用于功率回收的電容器C1，C2。
電容器C1，C2在源電壓端子Vs和接地端子之間串聯(lián)。前置驅動電路P10，P11是用于放大從控制信號端子I10，I11接收的控制信號的放大電路。開關元件Q10，Q11被控制，以便響應控制信號(柵電壓)VG10，VG11導通或關斷。開關元件Q10，Q11典型地由具有高速開關性能的開關元件，例如功率MOSFET來配置。
開關元件Q10被構造，使得其柵電極連接到前置驅動電路P10的輸出側，而其漏極連接到電容器C1和C2的互連點。其源極連接到二極管D1的陽極。二極管D1的陰極連接到線圈L1的一端，其中線圈L1的另一端連接到信號線Yo。
開關元件Q11被構造，使得其柵電極連接到前置驅動電路P11的輸出側，而其源極連接到電容器C1和C2的互連點。其漏極連接到二極管D2的陰極。二極管D2的陽極連接到線圈L2的一端，其中線圈L2的另一端連接到信號線Yo。
功率回收電路612包括前置驅動電路P12和P13，開關元件Q12和Q13，二極管D3和D4，線圈L3和L4，和用于功率回收的電容器C3，C4。功率回收電路612將不在下面詳述，因為它與功率回收電路602類似地構造，并且它的組成部分前置驅動電路P12，P13，開關元件Q12，Q13，二極管D3，D4，線圈L3，L4，和用于功率回收的電容器C3，C4分別與前置驅動電路P10，P11，開關元件Q10，Q11，二極管D1，D2，線圈L1，L2，和用于功率回收的電容器C1，C2相對應。
圖7是顯示圖6中所示的X電極驅動電路611和Y電極驅動電路601的操作波形的波形圖，更準確地說，說明等離子體顯示設備的操作中保持周期(保持放電的期間)中的操作。在保持周期中，復位電路102如由分別從復位信號端子Iw和掃描信號端子Isc接收的控制信號所控制地不操作，而掃描電路105引起到各個Y電極的Y保持電路104輸出電壓的并行輸出。
在圖7中，Yo代表Y電極驅動電路601的輸出電壓，而Xo代表X電極驅動電路611的輸出電壓。VG1～VG8代表從前置驅動電路P1～P8輸出的柵電壓，其目的在于驅動各個開關元件Q1～Q8，而VG10～VG13代表從前置驅動電路P10～P13輸出的柵電壓，其目的在于驅動各個開關元件Q10～Q13。當柵電壓VG1～VG8和VG10～VG13保持為高電平時，開關元件Q1～Q8和Q10～Q13達到導通狀態(tài)(導電狀態(tài))。
在輸出電壓Xo降至低電平的時間點t11，用于激活X電極驅動電路611的開關元件Q13的脈沖產(chǎn)生，從而開關元件Q6在預先確定的時期過去之后導通。這使得輸出電壓Xo從高電平降至低電平，而與該變化相關聯(lián)的功率由功率回收電路612回收。
在輸出電壓Yo升至高電平的時間點t12，用于激活Y電極驅動電路601的開關元件Q10的脈沖產(chǎn)生，從而開關元件Q1導通。這成功地利用作為用于改變輸出電壓Yo的電功率的一部分而回收的電功率，以便使得輸出電壓Yo能夠從低電平改變升至高電平。
在放電電流在等離子體顯示設備中流動的預先確定時期過去之后的時間點t13，Y電極驅動電路601的開關元件Q3和X電極驅動電路611的開關元件Q8導通，與圖2中的時間點t3時相類似。換句話說，具有低飽和電壓性能并且分別與具有高開關速度性能且在時間點t13處于導電狀態(tài)的開關元件Q1，Q6并聯(lián)的開關元件Q3，Q8導通。這在抑制可歸因于放電電流的保持脈沖(輸出電壓Yo，Xo)的電壓波動ΔVYH，ΔVXL方面是成功的。
應當指出，為了參考和比較，圖7也由虛線顯示當開關元件Q3，Q8恒久地保持關斷時輸出電壓Yo，Xo的電壓波動。放電電流流動的時間點依賴于等離子體顯示設備的結構和驅動電壓來適當?shù)卮_定。
在時間點t14，開關元件Q3，Q8都關斷。然后，開關元件Q1關斷，從而Y電極驅動電路601的輸出電壓Yo保持為高電平。
在輸出電壓Yo變成低電平的時間點t15，用于激活Y電極驅動電路601的開關元件Q11的脈沖產(chǎn)生，從而開關元件Q2在預先確定時期過去之后導通。這使得輸出電壓Yo從高電平降至低電平，而與該變化相關聯(lián)的功率由功率回收電路602回收。
在輸出電壓Xo變成高電平的時間點t16，用于激活X電極驅動電路611的開關元件Q12的脈沖產(chǎn)生，從而開關元件Q5導通。這成功地利用作為用于改變輸出電壓Xo的電功率的一部分而回收的電功率，以便使得輸出電壓Xo能夠從低電平改變升至高電平。
在放電電流在等離子體顯示設備中流動的預先確定時期過去之后的時間點t17，具有低飽和電壓性能并且分別與具有高開關速度性能且在時間點t13處于導電狀態(tài)的開關元件Q2，Q5并聯(lián)的開關元件Q4，Q7導通。這在抑制可歸因于放電電流的保持脈沖(輸出電壓Yo，Xo)的電壓波動ΔVYL，ΔVXH方面是成功的。應當指出，虛線表示當開關元件Q4，Q7恒久地保持關斷時輸出電壓Yo，Xo的波動。
在時間點t18，開關元件Q4，Q7都關斷。然后，開關元件Q5關斷，從而X電極驅動電路611的輸出電壓Xo保持為高電平。此后，開關元件Q2關斷。
上述操作將依賴于保持周期中保持脈沖施加的次數(shù)而在此后重復。
如在上面已經(jīng)描述的，第二實施方案可以保證與前述第一實施方案等效的效應。另外，在保持脈沖的上升或下降時，具有高速開關性能并且與具有低飽和電壓性能的開關元件并聯(lián)的開關元件能夠在功率回收電路602，612被激活(適當?shù)貙üβ驶厥针娐?02，612中的開關元件Q10～Q13)之后操作，并且這在減少與保持脈沖的上升和下降相關聯(lián)的開關損耗方面更加成功。
圖7中所示的等離子體顯示設備被構造，使得僅當放電電流在等離子體顯示設備中流動時，導通具有低飽和電壓性能的開關元件(IGBT)，但是僅要求，該元件至少當放電電流在等離子體顯示設備中流動時導通，而其在任何其他周期中的導通狀態(tài)將不被禁止。
圖7僅顯示典型情況，其中輸出電壓Yo，Xo被改變，使得它們中的任何一個從高電平改變降至低電平，而此后另一個從低電平改變升至高電平，其中輸出電壓Xo，Yo改變的時序可能與圖2中所示的相同，或者可能與圖2中所示的相反。
(第三實施方案)接下來的段落將描述本發(fā)明的第三實施方案。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的等離子體顯示設備的典型構造的電路圖。圖8顯示等離子體顯示設備的Y電極驅動電路和X電極驅動電路。應當指出，具有與圖1和6中先前所示的組成部分類似的功能的圖8中所示的組成部分將由相同的參考數(shù)字來表示，而因此省略重復的說明。
如圖8中所示，第三實施方案不同于圖6中所示的第二實施方案僅在于Y電極驅動電路801中的Y保持電路802和X電極驅動電路811中的X保持電路812的構造。
Y保持電路802被構造，使得第一開關元件Q1的柵極和第三開關元件Q3的基極連接到第一前置驅動電路P1的輸出側，并且使得第二開關元件Q2的柵極和第四開關元件Q4的基極連接到第二前置驅動電路P2的輸出側。X保持電路812被構造，使得第五開關元件Q5的柵極和第七開關元件Q7的基極連接到第五前置驅動電路P5的輸出側，并且使得第六開關元件Q6的柵極和第八開關元件Q8的基極連接到第六前置驅動電路P6的輸出側。
換句話說，在第三實施方案中，Y保持電路802被構造，使得從前置驅動電路P1輸出的完全相同的控制信號(柵電壓)VG1用于驅動開關元件Q1，Q3，并且使得從前置驅動電路P2輸出的完全相同的單個控制信號(柵電壓)VG2用于驅動開關元件Q2，Q4，其中不提供前置驅動電路P3，P4。類似地，X保持電路812被構造，使得從前置驅動電路P5輸出的完全相同的控制信號(柵電壓)VG5用于驅動開關元件Q5，Q7，并且使得從前置驅動電路P6輸出的完全相同的單個控制信號(柵電壓)VG6用于驅動開關元件Q6，Q8，其中不提供前置驅動電路P7，P8。
如從上面的描述中顯而易見，在開關操作周期中主要激活具有高速開關性能的開關元件Q1，Q2，Q5，Q6，而至少在放電電流流動的周期中激活具有低飽和電壓性能的開關元件Q3，Q4，Q7，Q8是必要的。在第三實施方案中，Y電極驅動電路和X電極驅動電路使用開關元件Q1～Q8來構造，其中開關元件Q1，Q2，Q5，Q6的輸入閾電壓等于或低于與其并聯(lián)的開關元件Q3，Q4，Q7，Q8的輸入閾電壓。閾電壓在這里意思是各個開關元件導通狀態(tài)和關斷狀態(tài)下的閾電壓。
圖8中所示的X電極驅動電路811和Y電極驅動電路801的操作與圖7中所示的第二實施方案中類似，除了不使用柵電壓VG3，VG4，VG7，VG8，其中當放電電流在等離子體顯示設備中流動時，具有低飽和電壓性能的開關元件Q3，Q4，Q7，Q8可以導通。
如在上面已經(jīng)描述的，第三實施方案可以保證與前述第一和第二實施方案等效的效應。另外，電路結構，其中開關元件的并聯(lián)對Q1和Q3，Q2和Q4，Q5和Q7，Q6和Q8分別由從前置驅動電路P1，P2，P5，P6輸出的控制信號(柵電壓)來驅動，在減小電路規(guī)模方面和在簡化外部控制方面是成功的。
典型地在圖8中所示的Y電極驅動電路801和X電極驅動電路811分別提供有功率回收電路602，612，其中功率回收電路602，612也是可省略的。
(第四實施方案)接下來的段落將描述本發(fā)明的第四實施方案。
在第四實施方案中，分別具有相對于地(零電勢)的、等于保持放電電壓Vs一半的電壓值的正源電壓(Vs/2)和負源電壓(-Vs/2)，代替圖8中所示的第三實施方案中的保持電路的源電壓Vs和地，用作保持電路的源電壓。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的等離子體顯示設備的典型構造的電路圖。圖9顯示等離子體顯示設備的Y電極驅動電路和X電極驅動電路。應當指出，具有與圖1，6和8中先前所示的組成部分類似的功能的圖9中所示的組成部分將由相同的參考數(shù)字來表示，而因此省略重復的說明。
如圖9中所示，Y保持電路802′供給有從源功率端子VsH通過二極管103供給的正源電壓(Vs/2)。第一開關元件Q1的漏極和第三開關元件Q3的集電極共同地連接到二極管103的陰極。第二開關元件Q2的源極和第四開關元件的發(fā)射極共同地連接到負源電壓(-Vs/2)施加到其上的源電壓端子VsL。Y保持電路802′的構造中的其他特征與圖8中所示的Y保持電路802相類似。
X保持電路812′被構造，使得第五開關元件Q5的漏極和第七開關元件Q7的集電極共同地連接到正源電壓(Vs/2)供給到其上的源電壓端子VsH，而第六開關元件Q6的源極和第八開關元件Q8的發(fā)射極共同地連接到負源電壓(-Vs/2)供給到其上的源電壓端子VsL。X保持電路812′的構造中的其他特征與圖8中所示的X保持電路812相類似。
C91和C93代表連接在源電壓端子VsH和接地端子之間的旁路電容器，而C92和C94代表連接在源電壓端子VsL和接地端子之間的旁路電容器。
通過使用正和負源電壓作為保持電路的源電壓，如圖9中所示構造的Y電極驅動電路901和X電極驅動電路911可以使用通常提供到電源線上的通路電容器C91～C94，代替使用在前述第二和第三實施方案的功率回收電路中使用的功率回收電容器C1～C4。因此，功率回收電路602′，612′可以被構造，而不使用功率回收電容器C1～C4。
功率回收電路602′與功率回收電路602類似地構造，其中唯一的差別在于，開關元件Q10的漏極和開關元件Q11的源極連接到接地端子。功率回收電路612′也與功率回收電路612類似地構造，其中唯一的差別在于，開關元件Q12的漏極和開關元件Q13的源極連接到接地端子。應當指出，為了說明的方便而在圖9中獨立顯示的接地端子實際上電連接，以便代表單個實體。
因此，第四實施方案不僅在保證與前述第一到第三實施方案等效的效應方面，而且在進一步減小電路規(guī)模方面是成功的，因為提供功率回收電容器C1～C4到功率回收電路602’，612’不再是必要的。
(第五實施方案)接下來的段落將描述本發(fā)明的第五實施方案。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的等離子體顯示設備的典型構造的電路圖。圖10顯示等離子體顯示設備的Y電極驅動電路和X電極驅動電路。應當指出，具有與圖1和9中先前所示的組成部分類似的功能的圖10中所示的組成部分將由相同的參考數(shù)字來表示，而因此省略重復的說明。
在第五實施方案中，其特征在于，Y電極驅動電路1001被構造，使得從復位電路102輸出的復位電壓Vw施加到Y保持電路802’中的開關元件Q2的源極端子和開關元件Q4的發(fā)射極端子。下面的段落將描述Y電極驅動電路1001，同時省略與第四實施方案中描述的具有相同構造的X電極驅動電路911的說明。
圖10中所示的復位電路102包括前置驅動電路P14，P15，開關元件Q14，Q15，和電容器Cw。
前置驅動電路P14，P15是用于放大從控制信號端子Iw1，Iw2接收的控制信號的放大電路。
開關元件典型地使用功率MOSFET來構造。開關元件Q14，Q15被構造，使得其柵極分別連接到前置驅動電路P14，P15的輸出側，以便依賴于輸出打開或關斷它們。開關元件Q14的漏極連接到復位電壓端子Vw，并且開關元件Q15的源極連接到接地端子。開關元件Q14的源極和開關元件Q15的漏極共同地連接到電容器Cw。
電容器Cw的另一端連接到Y保持電路的開關元件Q2的源極和開關元件Q4的發(fā)射極，并且通過電容器Cs也連接到Y保持電路的開關元件Q1的漏極和開關元件Q3的集電極。因此，除了在源電壓端子VsH和復位電路102的輸出側(電容Cw的另一端)之間提供的二極管103之外，在源電壓端子VsL和復位電路102之間提供二極管1002是必要的，以便防止當電壓從復位電路102供給時電流的回流。
前述第四實施方案必須使用具有(Vw+Vs)的耐電壓性(額定電壓)的元件來構成開關元件Q2，Q4。與此相反，如圖10中所示構造的第五實施方案的Y電極驅動電路使得能夠使用具有僅小至[Vs/2-(-Vs/2)]＝Vs的耐電壓性的元件來構成開關元件Q2，Q4。因此，第五實施方案不僅在獲得與前述第一到第四實施方案中類似的效應方面，而且在對于開關元件Q2，Q4使用低耐電壓性元件從而減少生產(chǎn)成本方面是成功的。
另外，如圖10中所示電容器Cw的一端與功率回收電路602’的開關元件Q10的漏極和開關元件Q11的源極的連接使得能夠與來自復位電路102的輸出同步地施加電壓，并且這使得能夠對于開關元件Q11使用具有小耐電壓性的元件。
應當理解，前述實施方案僅是用于實施本發(fā)明的實例的一部分，不應當基于其而做本發(fā)明技術范圍的任何限制性說明。換句話說，本發(fā)明可以不背離其技術本質和或本質特征而以各種修改的形式來實踐。
根據(jù)本發(fā)明，當放電電流在第一電極和第二電極之間流動時，與具有高速開關性能的第一開關元件并聯(lián)的、具有低飽和電壓性能的第二開關元件達到導電狀態(tài)，并且這使得放電電流能夠流過第二開關元件，并且可以成功地減小電壓波動。
另一方面，具有高速開關性能的第一開關元件和具有低飽和電壓性能的第二開關元件都能夠在保持脈沖的上升或下降時操作，以便將電流主要供給到具有快開關速度的第一開關元件，并且這成功地減少保持脈沖上升或下降時的開關損耗。
權利要求
1.一種等離子體顯示設備，包括多個第一電極；與所述多個第一電極近乎平行排列的多個第二電極，以便與它們一起構成顯示單元，并且以便在構成所述顯示單元的它們自身與所述第一電極之間激活放電；用于將放電電壓施加到所述多個第一電極的第一電極驅動電路；以及用于將放電電壓施加到所述多個第二電極的第二電極驅動電路；其中所述第一和第二電極驅動電路中至少任何一個包括并聯(lián)電路，具有高速開關性能的第一開關元件和具有低飽和電壓性能的第二開關元件并聯(lián)于其中。
2.根據(jù)權利要求1的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件是功率MOSFET。
3.根據(jù)權利要求1的等離子體顯示設備，其中所述第二開關元件是IGBT。
4.根據(jù)權利要求1的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件是功率MOSFET，并且所述第二開關元件是IGBT。
5.根據(jù)權利要求1的等離子體顯示設備，其中所述第二開關元件至少在放電電流在所述第一電極和所述第二電極之間流動的周期中導通。
6.根據(jù)權利要求5的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件是功率MOSFET。
7.根據(jù)權利要求5的等離子體顯示設備，其中所述第二開關元件是IGBT。
8.根據(jù)權利要求5的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件是功率MOSFET，并且所述第二開關元件是IGBT。
9.根據(jù)權利要求1的等離子體顯示設備，其中所述電極驅動電路還包括用于輸出保持放電電壓的保持電路，該保持放電電壓用于激活與所述顯示單元中的發(fā)光相關的放電，所述保持電路包括并聯(lián)電路，所述第一開關元件和所述第二開關元件并聯(lián)于其中。
10.根據(jù)權利要求9的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件是功率MOSFET。
11.根據(jù)權利要求9的等離子體顯示設備，其中所述第二開關元件是IGBT。
12.根據(jù)權利要求9的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件是功率MOSFET，并且所述第二開關元件是IGBT。
13.根據(jù)權利要求9的等離子體顯示設備，其中所述保持電路還包括用于將與所述保持放電電壓相關的第一電勢供給到構成所述顯示單元的所述電極的較高電勢側開關電路，以及用于供給與所述保持放電電壓相關的、低于所述第一電勢的第二電勢的較低電勢側開關電路；所述較高電勢側開關電路和所述較低電勢側開關電路分別具有所述第一開關元件和所述第二開關元件并聯(lián)于其中的所述并聯(lián)電路。
14.根據(jù)權利要求13的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件是功率MOSFET。
15.根據(jù)權利要求13的等離子體顯示設備，其中所述第二開關元件是IGBT。
16.根據(jù)權利要求13的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件是功率MOSFET，并且所述第二開關元件是IGBT。
17.根據(jù)權利要求13的等離子體顯示設備，其中所述電極驅動電路還包括連接到構成所述顯示單元的所述電極的功率回收電路。
18.根據(jù)權利要求13的等離子體顯示設備，其中所述電極驅動電路還包括經(jīng)由線圈連接到構成所述顯示單元的所述電極的功率回收開關。
19.根據(jù)權利要求18的等離子體顯示設備，其中所述第二開關元件至少在放電電流在所述第一電極和所述第二電極之間流動的周期中導通。
20.根據(jù)權利要求18的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件是功率MOSFET。
21.根據(jù)權利要求18的等離子體顯示設備，其中所述第二開關元件是IGBT。
22.根據(jù)權利要求18的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件是功率MOSFET，并且所述第二開關元件是IGBT。
23.根據(jù)權利要求1的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件和所述第二開關元件在它們的輸入閾電壓特性方面幾乎彼此一致。
24.根據(jù)權利要求1的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件和所述第二開關元件基于相同的驅動信號來驅動。
25.根據(jù)權利要求1的等離子體顯示設備，其中所述第一開關元件的開關時間比所述第二開關元件的開關時間短。
26.根據(jù)權利要求13的等離子體顯示設備，其中所述較高電勢側開關電路被構造，以便將與所述保持放電電壓相關的正電勢供給到構成所述顯示單元的電極，并且所述較低電勢側開關電路被構造，以便將與所述保持放電電壓相關的負電勢供給到構成所述顯示單元的電極。
27.根據(jù)權利要求26的等離子體顯示設備，其中所述正電勢代表在地電平以上、等于所述保持放電電壓一半的電壓，而所述負電勢代表在地電平以下、等于所述保持放電電壓一半的電壓。
28.根據(jù)權利要求26的等離子體顯示設備，其中所述電極驅動電路還包括連接到構成所述顯示單元的所述電極的功率回收電路。
29.根據(jù)權利要求26的等離子體顯示設備，其中所述電極驅動電路還包括經(jīng)由線圈連接到構成所述顯示單元的所述電極的功率回收開關。
30.根據(jù)權利要求29的等離子體顯示設備，其中所述正電勢代表在地電平以上、等于所述保持放電電壓一半的電壓，而所述負電勢代表在地電平以下、等于所述保持放電電壓一半的電壓。
31.根據(jù)權利要求30的等離子體顯示設備，其中所述功率回收開關的一個端子經(jīng)由所述線圈連接到構成所述顯示單元的所述電極，而另一個端子連接到接地端子。
32.根據(jù)權利要求13的等離子體顯示設備，其中在所述復位電壓供給到構成所述顯示單元的所述電極的周期中，用于初始化所述顯示單元的復位電壓疊加到所述較低電勢側開關電路的參考電壓。
33.根據(jù)權利要求32的等離子體顯示設備，其中所述電極驅動電路還包括經(jīng)由線圈連接到構成所述顯示單元的所述電極的功率回收電路。
34.根據(jù)權利要求33的等離子體顯示設備，其中所述功率回收開關的一個端子經(jīng)由線圈連接到構成所述顯示單元的所述電極，以及在所述復位電壓供給到構成所述顯示單元的所述電極的周期中，與用于初始化所述顯示單元的所述復位電壓同步的電壓疊加到所述功率回收開關的另一個端子。
全文摘要
在具有減小的放電電流引起的電壓波動和擴大的驅動裕度，并且在防止顯示特性退化方面成功的等離子體顯示設備中，用于將驅動電壓供給到代表顯示單元的電容的Y電極驅動電路和X電極驅動電路使用并聯(lián)電路來構造，具有高速開關性能的第一開關元件和具有低飽和電壓性能的第二開關元件并聯(lián)于其中，使得具有低飽和電壓性能的第二開關元件至少在放電電流在其間流動的周期中導通。
文檔編號G09G3/28GK1551067SQ20041000789
公開日2004年12月1日 申請日期2004年3月3日 優(yōu)先權日2003年5月9日
發(fā)明者小野澤誠, 黃木英明, 鐮田雅樹, 椎崎貴史, 史, 明, 樹 申請人:富士通日立等離子顯示器股份有限公司