专利名称：等离子体显示板的驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种电容性负载的驱动电路，且特别是有关于一种等离子体显示板的驱动电路，其可以避免等离子体显示单元(电容性负载)因两极间突然短路或施加高压而出现的大电流，并进而减少能量损失及电磁干扰。
等离子体显示板(plasma display panel)的尺寸大而薄，而且没有辐射线，因此是未来大尺寸显示器的主流。等离子体显示板的原理是借由高压高频的交流电使等离子体中的电荷来回驱动，在驱动的过程中放出紫外线来打击管壁上的萤光剂而发出光线。等离子体显示板的电路特性可约略用一个电容来表示。在驱动等离子体显示板时，对电容性负载的两极突然短路或施加高压，会在瞬间造成很大的电流而产生不少能量损失与电磁干扰，这是驱动等离子体显示板的驱动电路所急需解决的问题。传统等离子体显示板的驱动电路为了降低上述的瞬间电流，采用电感与电容共振的方式，使等离子体显示板和缓的充放电，但普遍都有电路过于复杂与成本过高的问题。
请参考
图1，此为已知单边驱动电路10的电路图。单边驱动电路10是用来驱动等离子体显示单元14。等离子体显示单元14是以一等效的负载电容CL来表示。单边驱动电路10包含有一个双向控制开关12，四个晶体管M11、M12、M15与M16，二个二极管D11及D12，一个电感L11，一大电容C11以及二直流电压源V与VG。双向控制开关12包含二个晶体管M13与M14以及二个用来限压的齐纳(Zener)二极管ZD11与ZD12。
图2则是图1单边驱动电路10的时序图。其中A表示双向控制开关12输入点的电位，B表示双向控制开关12输出点的电位，C表示晶体管M11的栅极的电位，D表示晶体管M12的栅极的电位，E表示晶体管M15的栅极的电位，F表示晶体管M16的栅极的电位，Vo表示等离子体显示单元14输出端的电位，而Io则表示流经等离子体显示单元14的电流。在控制晶体管M11及M15时，由于晶体管M11及M15的源极均是电连接于一高电位，因此将晶体管M11及M15的栅极的电位控制在低电位时会使晶体管M11及M15导通，反之则会将其断路。在控制晶体管M12及M16时，由于晶体管M12及M16的源极均是接地，因此将晶体管M12及M16的栅极的电位控制在高电位时会使晶体管M12及M16导通，反之则会将其断路。图2的控制时序图所显示的控制程序如下步骤(1)在时段T1前，等离子体显示单元14的电位Vo为0，晶体管M11与M15为断路，M12与M16为导通步骤(2)在时段T1中，晶体管M11的栅极C会被控制成为低电位22，因此会使晶体管M11导通，A点电位会上升至VG以控制双向开关12动作，B电位也会跟着上升至V/2，此时电感与等离子体显示单元14开始共振，输出端电位Vo会被缓慢充电至V；步骤(3)在时段T2中，晶体管M12的栅极D会被控制成为高电位24，这会使晶体管M12导通，A点电位会为降为0以控制双向开关12，这会使B电位更向上升至V，此时输出端电位仍保持在V；由于此时晶体管M15漏极与源极间的电位差趋近于0而使漏极与源极间的寄生二极管导通，此时将晶体管M15的栅极E降为低电位26以使晶体管M15产生零电位切换；步骤(4)在时段T3中，晶体管M11的栅极C会再度被降为低电位28使晶体管M11导通，A点电位会再度上升以导通双向开关12使B点电位降至V/2，晶体管M15的栅极E会被控制为高电位而使晶体管M15断路，此时电感与等离子体显示单元14开始共振，负载电容CL缓慢放电而使输出端电位Vo降为0；步骤(5)在时段T4中，晶体管M12的栅极D会被控制为高电位使晶体管M12导通，A点电位会降为0以使双向开关12断路，此时输出端电位Vo保持为0，B点电位也降至0，由于晶体管M16漏极与源极间的电位差趋于为0而使漏极与源极间的寄生二极管导通，此时将晶体管M16的栅极F升高为高电位30以使晶体管M16导通以达成零电位切换；步骤(6)重复步骤(2)至(5)以使等离子体显示单元14得以持续的来回充电。
由于单边驱动电路10的电感L与负载电容CL会形成一具有能量交换功能的谐振电路，因此储存在电感L与负载电容CL上的能量便会互相交换。然而在交换的过程中，为了使能量不会大量的被晶体管M15与M16的导通电阻消耗掉并使输出端Vo的电位能做平缓的变化，因此借由控制晶体管M15与M16的导通时间，使其在共振完成亦即输出端Vo的电位为0或V时才导通，如此便可大量减少负载电容充放电所消耗的能量。而晶体管M15与M16都是在本身的漏极到源极间的电位为0时才导通，因此称为零电位切换。
请参考图3，此为由图1所示单边驱动电路10构成的双边驱动电路40的电路图。双边驱动电路40具有两个单边驱动电路10电连接于等离子体显示单元14的两端，用来以来回的方式驱动等离子体显示单元14内的等离子体以使等离子体显示单元14得以经由持续的来回充电来维持图像讯号的显示。单边驱动电路10内的双向开关42是由图1驱动电路10的双向控制开关12、晶体管M11与M12以及直流电压源VG所构成，而开关Qa与Qb则是由晶体管M15与M16所构成。由于双边驱动电路40所用的元件复杂，且需使用一大电容C11，因此其电路复杂、控制不易且成本也高。
因此本发明的主要目的便是提供一种等离子体显示板的驱动电路，其利用四个开关(MOS场效应晶体管)控制等离子体显示单元，使其电压拉升/拉降前预先通过一LC电路共振走高/走低，借以避免等离子体显示单元(电容性负载)因两极间突然短路或施加高压所产生的大电流，进而减少能量损失及电磁干扰。
根据本发明所提出的，等离子体显示板的驱动电路具有彼此串联的第一、第二开关及第三、第四开关，分别连接于正负电源间。而电感元件则连接在第一、第二开关的接点及第三、第四开关的接点间。第三、第四开关的接点是用以负载一等离子体显示单元。当欲拉升等离子体显示单元的电压时，控制装置首先会导通第一开关，并在第一预定时间后，截止第一开关及导通第三开关。而当欲拉降等离子体显示单元的电压时，控制装置则首先导通第二开关，并在第二预定时间后，截止第二开关及导通第四开关。在这种驱动电路中，第一预定时间及第二预定时间分别为等离子体显示单元共振升降至正电源及负电源附近所需要的时间，而第一、第二、第三、第四开关则可分别由MOS场效应晶体管所构成，其漏极源极间寄生有限压用的二极管结构。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下
附图简要说明图1是已知单边驱动电路的电路图；图2是图1中单边驱动电路的时序图；图3是由图1单边驱动电路构成的双边驱动电路的电路图；图4是本发明等离子体显示板的单边驱动电路的电路图；图5是本发明等离子体显示板的驱动电路中，等离子体显示单元CL电压与开关M1～M4控制信号的时序图；以及图6是本发明等离子体显示板的单边驱动电路的另一电路图。
当等离子体显示单元CL的电压欲拉升时，开关M1首先导通，此时，正电源V透过电感元件L、等离子体显示单元CL共振，使等离子体显示单元CL的电压上升。待等离子体显示单元CL的电压上升至正电源V附近、并导通二极管D3后，导通开关M3并截止开关M1，如此，电感能量量便可经由二极管D2与开关M3、二极管D3回送至正电源V，并使等离子体显示单元CL的电压维持在正电源V。
当等离子体显示单元CL的电压欲拉降时，开关M2首先导通，此时，负电源(地点)透过电感元件L、等离子体显示单元CL共振，使等离子体显示单元CL的电压下降。待等离子体显示单元CL的电压下降至负电源(地点)附近、并导通二极管D2后，导通开关M4并截止开关M2，如此，电感能量量便可经由二极管D4、开关M4与二极管D1回送至正电源V，并使等离子体显示单元CL的电压维持在负电源(地点)。
接着，说明此电路的详细动作。
请参考图5，此为等离子体显示单元CL电压与开关M1～M4的控制信号G1～G4的时序图。其中，等离子体显示单元CL电压的拉升是在第一时段(t1)及第二时段(t2)内完成；而等离子体显示单元CL电压的拉降则是在第三时段(t3)及第四时段(t4)内完成。
在第一时段(t1)中，开关M1、M2、M3、M4的控制信号分别为低电位、低电位、高电位、低电位，因此，开关M1、M2、M3、M4分别为导通、截止、截止、截止。此时，正电源V透过电感元件L及等离子体显示单元CL共振，使等离子体显示单元CL的电压缓步走高。
第二时段(t2)则在等离子体显示单元CL的电压升至正电源附近、并导通二极管D3后展开。在第二时段(t2)中，开关M1、M2、M3、M4的控制信号分别为高电位、低电位、低电位、低电位，因此，开关M1、M2、M3、M4分别为截止、截止、导通、截止。此时，等离子体显示单元CL是透过开关M3直接连接正电源V，因此电压可维持在高压。并且，由于等离子显示单元CL已在连接正电源V前共振升至正电源V附近，因等离子体显示单元CL，两极间施加高压而出现的大电流可获得改善。
在第三时段(t3)中，开关M1、M2、M3、M4的控制信号分别为高电位、高电位、高电位、低电位，因此，开关M1、M2、M3、M4分别为截止、导通、截止、截止。此时，负电源(地点)透过电感元件L及等离子体显示单元CL共振，使等离子体显示单元CL的电压缓步走低。
第四时段(t4)则在等离子体显示单元CL的电压降至负电源(地点)附近、并导通二极管D4后展开。在第四时段(t4)中，开关M1、M2、M3、M4的控制信号分别为高电位、低电位、高电位、高电位，因此，开关M1、M2、M3、M4分别为截止、截止、截止、导通。此时，等离子体显示单元CL是透过开关M4直接连接负电源(地点)，因此电压可维持在低压。并且，由于等离子体显示单元CL已在连接负电源(地点)前共振降至负电源(地点)附近，因等离子体显示单元CL两极间突然短路而出现的大电流可获得改善。
请参考图6，此为本发明等离子体显示器的驱动电路的另一电路图。不同于图1的驱动电路，此电路中的开关M1、M2、M3、M4及二极管D1、D2、D3、D4分别以MOS场效应晶体管T1、T2、T3、T4取代。其中，开关M1、M2、M3、M4的连接两端分别由MOS场效应晶体管T1、T2、T3、T4的漏极、源极所构成，开关M1、M2、M3、M4的控制信号则分别由MOS场效应晶体管T1、T2、T3、T4的栅极G1、G2、G3、G4输入，而二极管D1、D2、D3、D4则分别由MOS场效应电晶体管T1、T2、T3、T4在漏极源极间的寄生二极管D1＇、D2′、D3′、D4′所构成。
这种驱动电路的操作原理及动作与图4中的驱动电路完全相同，因此不再予以重述。至于开关M1、M2、M3、M4或MOS场效应晶体管T1、T2、T3、T4的控制信号则可由一控制装置所提供，其可以是微处理器或其他方式得到的时序控制电路。
综上所述，本发明的驱动电路是利用四个开关(MOS场效应晶体管)控制等离子体显示单元，使其电压拉升/拉降前预先通过一LC电路共振走高/走低，借以避免等离子体显示单元(电容性负载)因两极间突然短路或施加高压所产生的大电流，进而减少能量损失及电磁干扰。
虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视本发明的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1．一种等离子体显示板的驱动电路，用以驱动该等离子体显示板的等离子体显示单元，其特征在于，该等离子体显示板的驱动电路包括一第一开关及一第二开关，彼此串联于高低电位间；一第三开关及一第四开关，彼此串联于高低电位间，且接点连接至该等离子体显示单元；一缓和电路，连接于该第一、第二开关的接点及该第三、第四开关的接点之间，用以使该等离子体显示单元的电位缓升至高电位或缓降至低电位；以及借此，在拉升该等离子体显示单元至高电位时，首先导通该第一开关，并在第一预定时间后，截止该第一开关、导通该第三开关，以及，在拉降该等离子体显示单元至低电位时，首先导通该第二开关，并在第二预定时间后，截止该第二开关、导通该第四开关。
2．如权利要求1所述等离子体显示板的驱动电路，其特征在于，该第一、第二、第三及第四开关分别并连一第一二极管、一第二二极管、一第三二极管及一第四二极管。
3．如权利要求2所述等离子体显示板的驱动电路，其特征在于，该第一预定时间是该等离子体显示单元的电压，共振升高至导通该第三二极管所需的时间。
4．如权利要求2所述等离子体显示板的驱动电路，其特征在于，该第二预定时间是该等离子体显示单元的电压，共振降低至导通该第四二极管所需的时间。
5．如权利要求2所述等离子体显示板的驱动电路，其特征在于，该第一、第二、第三、第四开关分别由一MOS场效应晶体管所构成，而该第一、第二、第三、第四二极管则是该些MOS场效应晶体管的寄生二极管。
6．如权利要求2所述等离子体显示板的驱动电路，其特征在于，该缓和电路是由一电感元件所构成，其连接于该第一、第二开关的接点及该第三、第四开关的接点之间，用以使该等离子体显示单元的电位缓升至高电位及缓降至低电位。
全文摘要
一种等离子体显示板的驱动电路,其具有彼此串联的第一、第二开关及第三、第四开关,分别连接于正负电源间。而电感元件则连接在第一、第二开关的接点及第三、第四开关的接点间。第三、第四开关的接点是用以负载一等离子体显示单元。当欲拉升等离子体显示单元的电压时,控制装置首先会导通第一开关,并在第一预定时间后,截止第一开关及导通第三开关。而当欲拉降等离子体显示单元的电压时,控制装置则首先导通第二开关,并在第二预定时间后,截止第二开关及导通第四开关。
文档编号G09G3/28GK1284702SQ9911772
公开日2001年2月21日 申请日期1999年8月12日 优先权日1999年8月12日
发明者陈秋麟, 林宋宜 申请人:达碁科技股份有限公司