CN100399381C - 等离子平面显示器上定址电极驱动晶片的散热控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子平面显示器上定址电极驱动晶片的散热控制装置，此散热控制装置包括有外加电压脉波电路及控制电路。利用此外加电压脉波电路，驱动等离子平面显示器上的复数个定址电极驱动晶片，并借上述的控制电路，控制该外加电压脉波电路及各该定址电极驱动晶片中开关的切换顺序，以令该定址电极驱动晶片在产生一外加电压准位或零电压准位，并将其输出至一等离子平面显示器的定址电极时，各该驱动晶片中各开关因进行切换所产生的切换损失，可完全被转嫁至该外加电压脉波电路的开关上，有效避免该驱动晶片将开关切换所产生的大量热能损失累积在该晶片中。

Description

等离子平面显示器上定址电极驱动晶片的散热控制装置

技术领域

本发明涉及等离子平面显示器内的部件散热装置，尤指一种等离子平面显示器上定址电极驱动晶片的散热控制装置。

背景技术

在传统交流放电型等离子平面显示器10的制作技术中，参阅图1所示，主要在二玻璃基板11、12上制作不同作用层，再将二者的周边封合，并在其间的放电空间中，封入依一定比例混合的特殊气体(如：氦(He)、氖(Ne)、氙(Xe)或氩(Ar))，该结构中面向观看者的基板为前基板11，该前基板11内侧依序布设有复数条平行的透明电极111、辅助(bus)电极112、诱电层113及保护层114，其对应的背基板12上则依序布设有复数条平行的定址(data)电极121、诱电层124、复数条平行排列的阻隔壁122及均匀涂布的荧光体123，当施加电压于相关位置的该等电极111、112、121时，对应位置的诱电层113、124将于相邻阻隔壁122间所形成的对应放电单元(Cell)13内放电，令该荧光体123感应出对应的色光。

在传统交流放电型等离子平面显示器10中，该前基板11上的电极，一般先利用溅镀及光蚀刻(Photolithography)或印刷技术，在该前基板11内侧表面形成复数条彼此间隔且水平排列的透明电极111，再利用蒸镀(或溅镀)及光蚀刻(Photolithography)技术，在该透明电极111上形成该辅助电极112，借该辅助电极112降低该透明电极111的线阻抗。本发明在以下的叙述中，将以X电极及Y电极分别代表该前基板11上相邻的二平行透明电极111(含辅助电极112)，该二电极将与背基板12对应位置上的定址电极121(或A电极)，形成三电极，当施加电压于该等电极上时，令其诱电层113、124于对应放电单元13内进行放电，使封入其中的该混合气体，因放电而产生UV光，再借由UV光，激发该放电单元13处所涂布的荧光体123，令红色、绿色、蓝色等三色荧光粉能产生可见光，并进而显示图像。

在该种三电极的交流型等离子显示面板中，由图2所示的基本结构平面图可知，该显示面板1包括X电极2、Y电极3₁-3₁₀₀₀、定址A电极4₁-4_M、显示格点5、阻隔板6(Barrier rib)及Y电极各显示线7₁-7₁₀₀₀，其中X电极2与Y电极3₁-3₁₀₀₀处于同一水平面上，定址电极4₁-4_M则与X及Y电极呈现垂直交叉，且各该电极本身分别具有不同的功能。该X电极2主要用以负责写入及维持放电的功能，该Y电极3₁-3₁₀₀₀负责扫瞄及维持放电的功能，至于定址A电极4₁-4_M则只负责定址功能，该显示面板1借该等电极间的相互配合，即可达成图像显示的目的。

该三电极的交流型等离子显示面板的驱动电路，请参阅图3所示，主要包括定址电极驱动晶片(晶片)5₁-5₅，Y电极驱动晶片6₁-6₄，Y电极驱动电路7、X电极驱动电路8及控制电路9等，其中定址电极驱动晶片5₁-5₅，主要系接受控制电路9的控制信号后，依据控制信号来驱动定址电极4₁-4_M，以达成定址功能，Y电极驱动晶片6₁-6₄在接受控制电路9的控制信号后，依控制信号去驱动Y电极3₁-3₁₀₀₀的各条显示线，以达成扫瞄及维持放电的功能，而Y电极驱动电路7则由该控制电路9控制其动作程序，并与Y电极驱动晶片6₁-6₄相互搭配，以使扫瞄/定址周期与维持放电显示周期能很清楚地分开，至于X电极驱动电路8亦在接受控制电路9的控制信号后，依据控制信号驱动X电极，达成面板的写入及维持放电功能，因此，利用该控制电路9控制定址电极驱动晶片5₁-5₅、Y电极驱动晶片6₁-6₄、Y电极驱动电路7以及X电极驱动电路8等四者的程序，令彼此能相互搭配，即可实现对显示面板1的驱动，以正确显示图像。

在该驱动电路中，请参阅图4所示。该X电极驱动电路8主要包括3个部份，其一系用以维持放电的电路81，其二系写入电路82，其三则为能量回复电路83。该写入电路82系负责激发每个显示格点，促使其放电发光，并产生激发因子；该维持放电电路81系将有激发因子的显示格点，借该电路81的动作，而放电发光，同时，累积下一周期的激发因子；该能量回复电路83系为减少消耗于电路寄生元件上的能量损失，将储存于显示格点的能量，借该电路83的动作，转移至另一外加储存元件上，令所储存的能量，可于下一周期动作前，再供应至显示格点，如此，即可将90％以上消耗于电路寄生元件中的能量，回收再利用。

在该驱动电路中，复请参阅图4所示，该Y电极驱动电路7亦包括三个部份，分别为扫瞄电路71、维持放电电路72及能量回复电路73，其中该扫瞄电路71主要在扫瞄周期内，为令欲显示的资料，能依序被写入显示面板中，而将Y电极区分成被选取的显示线及未被选取的显示线，以便定址电极能够正确定址；该Y电极驱动晶片6则系用以搭配该扫瞄电路71及维持放电电路72，促使每个电路的动作，能够依序进行；至于，该定址电极驱动晶片501则系属用以通过定址电极，依照欲显示的资料，将资料写入Y电极上被选择到的显示线，达成更新显示资料的定址电路。

由于，该定址电极驱动晶片501的主要任务，是在提供一外加电压(Va)或0电压给定址电极，故该定址电极驱动晶片501必须通过切换其内所设的开关(半导体电路)才能输出一外加电压Va或0电压。在目前所设计的一个定址驱动晶片内，一般均包括64组开关，有些甚至更多，故该定址电极驱动晶片在产生一外加电压Va或0电压，并将其输出至等离子平面显示器时，该驱动晶片必须承受因多组开关切换所形成的能量损失。该项损失主要系导因于开关切换时电容负载所产生的切换损失。图5所示为该晶片的等效电路图，其中S₁代表作为开关的一半导体电路，S₂代表作为开关的另一半导体电路，R₁、R₂分别代表S₁、S₂的等效电阻，Va为外加电源，C为电容负载，故当开关S₁已被闭路，且开关S₂被开路时，请参阅图6所示，电阻R₁的消耗功率为：

P_R1＝1/2CVa²，

电容负载C所储存的能量为：

P_C＝1/2CVa²，

当开关S₁被开路，且开关S₂被闭路时，请参阅图7所示，初始电容负载C所储存的能量P_C＝1/2CVa²，将全部供给电阻R₂，该电阻R₂的消耗功率为：

P_R2＝1/2CVa²

故电容负载C每放电一次的切换损失即为：

P_T＝P_R1+P_R1＝CVa²，

若每秒充放电次数为f次时，则其切换损失即为CVa²f。此外，由于在等离子显示面板上，驱动所谓的“千鸟图形”时，如图8所示，该定址电极驱动晶片在切换瞬间，等离子显示面板上的定址电极，几乎可被视为该驱动晶片的电容负载，故该驱动晶片所承受的能量损失即CVa²f，其热能将累积在该驱动晶片内，尤其是，在每秒放电切换次数极高的情形下，该定址电极驱动晶片所承受的热能也将相对增加，而导致发生过热烧毁的危险。

虽部分等离子显示面板的设计及制造业者，针对在显示“千鸟图形”时该定址电极驱动晶片上严重消耗功率的问题，曾开发出W-APC(Automatic powercontrol)，该W-APC主要控制定址电极驱动晶片的切换次数，以降低该驱动晶片的切换损失，进而降低等离子显示面板的功率消耗，但该方法却牺牲了画质品质，对目前高画质电视(HDTV)的发展，有背道而驰的遗憾。

发明内容

本发明的目的就是要克服前述传统交流放电型等离子平面显示器中，该定址电极晶片无法避免过热烧毁的现象，而提出一种等离子平面显示器上定址电极驱动晶片的散热控制装置。

本发明的目的是这样实现的：一种等离子平面显示器上定址电极驱动晶片的散热控制装置，其中该定址电极驱动晶片具有一第三开关和一第四开关，该第三开关和该第四开关彼此串联，且连接处作为该定址电极驱动晶片的输出端，而该第四开关的另端耦接一接地端，该散热控制装置包括：一外加电压脉波电路，其包括：一第一开关，其一端耦接一外加电压输入端，该外加电压输入端用以提供一外加电压准位；以及一第二开关，其一端耦接该第一开关的另端及该第三开关的另端，而该第二开关的另端则耦接该接地端；以及一控制电路，用以控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关的切换顺序，其中该第一开关及该第二开关的切换频率相等，且该第一开关的切换频率为该第三开关的切换频率的二倍，该第一开关的导通期间在该第三开关的导通期间内，该第二开关的导通期间为从该第一开关的导通期间的截止时开始至该第三开关的导通期间的截止时间结束，而该第四开关在该第三开关的相邻二个导通期间之间分成二个阶段来导通，其第一阶段导通期间为从该第二开关的导通期间的截止时间开始，第二阶段导通期间的启始时间介于第一阶段导通期间的截止时间与该第一开关的导通期间的起始时间之间，而第二阶段导通期间的截止时间为该第三开关的导通期间的起始时间。

使用本发明的等离子平面显示器上定址电极驱动晶片的散热控制装置，可不减少定址电极驱动晶片的放电切换次数，在保证画面品质的情形下，避免等离子平面显示器上的定址电极驱动晶片发生过热烧毁的危险。

附图说明

以下为本发明的附图：

图1所示乃一传统等离子平面显示器的结构示意图；

图2所示乃一三电极的交流型等离子显示面板的电极结构图：

图3所示乃一三电极的交流型等离子显示面板驱动电路的方块图；

图4所示乃一三电极的交流型等离子显示面板驱动器电力级方块图；

图5所示乃一定址电极驱动晶片的内部等效电路图；

图6所示乃一定址电极驱动晶片的内部等效电路的动作示意图之一；

图7所示乃一定址电极驱动晶片的内部等效电路的动作示意图之二；

图8所示乃传统等离子平面显示器所显示的一千鸟图形；

图9所示乃本发明的定址电极驱动晶片的电路结构示意图；

图10所示乃本发明的一实施例中定址电极驱动晶片的电路结构意图；

图11乃图10所示实施例中定址电极驱动晶片的输出电压为Va及零电压时的驱动程序图；

图12乃图11所示实施例中定址电极驱动晶片的输出压为Va时的驱动电路动作示意图之一；

图13乃图11所示实施例中定址电极驱动晶片的输出电压为Va时的驱动电路动作示意图之二；

图14乃图11所示实施例中定址电极驱动晶片的输出电压为Va时的驱动电路动作示意图之三；

图15乃图11所示实施例中定址电极驱动晶片的输出电压为Va时的驱动电路动作示意图之四；

图16乃图11所示实施例中定址电极驱动晶片的输出电压为零时的驱动电路动作示意图之一；

图17乃图11所示实施例中定址电极驱动晶片的输出电压为零时的驱动电路动作示意图之二；

图18乃图11所示实施例中定址电极驱动晶片的输出电压为零时的驱动电路动作示意图之三。

图中元件参数说明：

定址电极驱动晶片............121     外加电压脉波电路...............2

第一开关.....................S₁     第二开关.......................S₂

第三开关.....................S₃     第四开关.......................S₄

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明：

本发明主要系针对传统等离子平面显示器中，定址电极驱动晶片在放电切换次数过高的情形下，易发生过热烧毁的危险，所提出的一种解决定址电极晶片过热问题，且不影响其显示器画质的方法，该方法主要利用一外加电压脉波电路2，请参阅图9所示，驱动复数个定址电极驱动晶片121，并借一控制电路，控制该外加电压脉波电路2及各该定址电极驱动晶片121中开关的切换顺序，以令该定址电极驱动晶片121在产生一外加电压准位(Va)或零电压准位，并将其输出至一等离子平面显示器的定址电极时，令该驱动晶片121中各开关因进行切换作所产生的切换损失，可完全被转嫁至该外加电压脉波电路2的开关上，有效避免该驱动晶片121将开关切换损失所产生的大量热能，累积在该晶片121中。

为能更清楚表达本发明的设计思想，特以单一外加电压脉波电路2驱动单一的定址电极驱动晶片121为一实施例，详细说明其动作原理及功效如下：

请参阅图10所示，在该实施例中，当该定址电极驱动晶片121的输出电压为Va时，再请参阅图11所示，其驱动程序中每一个输出周期将包括下列4个步骤：

(1)首先，见图12所示，利用一控制电路(图中未示)先将该定址电极驱动晶片121中的第三开关S₃切换成闭路状态，而第四开关S₄则切换成开路状态，以避免第三开关S₃因切换损失而产生热量；

(2)其次，该控制电路再将该第一开关S₁切换成闭路状态，请参阅图13所示，此时，外加电压Va所形成的电路，将为：

外加电压Va端→第一开关S₁→第三开关S₃→外加电容25→接地端26→外加电压Va端

由于，如前所述，等离子显示面板在显示“千鸟图形”时，其上定址电极在该定址电极驱动晶片121的切换瞬间，几乎可被视为该驱动晶片的电容负载，故该电容负载即此处所称的外加电容25，该外加电容25上的电压，即为输入该定址电极的外加电压。在此期间，因开关切换所造成的能量损失，由该第一开关S₁承受，故可避免该定址电极驱动晶片121的第三开关S₃第四开关S₄因开关切换而产生的热量损失。

(3)然后，该控制电路将令该第一开关S₁切换成开路状态、第二开关S₂切换成闭路状态，请参阅图14所示，此时，外加电压Va所形成的电路将为：

接地端26→外加电容25→第三开关S₃→第二开关S₂→接地端26，即外加电容25所储存的电量(外加电压20)，将流向接地端26，使其呈现零电压状态，在此期间，因开关切换所造成的能量损失，由该第二开关S₂承受，故可避免该定址电极驱动晶片121的第三开关S₃及第四开关S₄因开关切换而产生的热量损失。

(4)最后，该控制电路将令第一开关S₁、第二开关S₂及第三开关S₃切换成开路状态，并将第四开关S₄切换成闭路状态，参见图15所示，此时，外加电压Va所形成的电路，将为：

接地端26→外加电容25→第四开关S₄→接地端26，

由于，在前一步骤中，该外加电容25呈现零电压的状态，故，在此期间无电流在该电路上流动，因此，该定址电极驱动晶片121的第三开关S₃及第四开关S₄不致因开关切换，而产生热量损失。

在该实施例中，当定址电极的输出电压为零电压准位时，见图11所示，其驱动程序中每一个输出周期包括下列3个步骤：

(1)首先，请参阅图16所示，该控制电路将令该第一开关S₁及第四开关S₄切换成闭路状态，并令该第二开关S₂及第三开关S₃切换成开路状态，此时，外加电压Va所形成的电路，将为：

接地端26→外加电容25→第四开关S₄→接地端26，

在此期间，由于外加电容25呈现零电压状态，故输出电压为零，因此，该定址电极驱动晶片121的开关S₄不致因开关切换而产生热量损失。

(2)然后，该控制电路将令第一开关S₁切换成开路状态，并令该第二开关S₂切换成闭路状态，请参阅图17所示，此时，外加电压Va所形成的电路，仍为：

接地端26→外加电容25→第四开关S₄→接地端26，

在此期间，由于外加电容25呈现零电压状态，故输出电压为零，因此，该定址电极驱动晶片121的第四开关S₄不致因开关切换，而产生热量损失。

(3)最后，该控制电路将令该第二开关S₂切换成开路状态，请参阅图18所示，此时，外加电压Va所形成的电路，仍为：

接地端26→外加电容25→第四开关S₄→接地端26，

在此期间，由于外加电容25呈现零电压状态，故输出电压为零，因此，该定址电极驱动晶片121的第四开关S₄不致因开关切换，而产生热量损失。

由以上所述可知，本发明借由该控制电路，控制该外加电压脉波电路2及各该定址电极驱动晶片121中各开关的切换程序，即可将该驱动晶片121中各开关因切换动作所产生的电压损失，完全转嫁至该外加电压脉波电路2的开关上，故仅需通过极低的制造成本及简单的电路设计，即可有效避免该驱动晶片121将开关切换损失所产生的大量热能，累积在该晶片121中。

至于在该实施例中，由于第一开关S₂及第二开关S₂将承受由该定址电极驱动晶片121所转嫁的能量损失，其上将累积大量热能，本发明可借由在该第一开关S₁及第二开关S₂上增设额外的散热片，以加大该第一开关S₁及第二开关S₂的散热面积及空间，令其不致发生过热烧毁的危险。

以上仅为本发明的实施例，但本发明所主张的权利范围并不局限于此，凡本领域的普通技术人员，依据本发明所公开的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应属不脱离本发明的保护范畴。

Claims (3)

1.一种等离子平面显示器上定址电极驱动晶片的散热控制装置，其中该定址电极驱动晶片具有一第三开关和一第四开关，该第三开关和该第四开关彼此串联，且连接处作为该定址电极驱动晶片的输出端，而该第四开关的另端耦接一接地端，该散热控制装置包括：

一外加电压脉波电路，其包括：

一第一开关，其一端耦接一外加电压输入端，该外加电压输入端用以提供一外加电压准位；以及

一第二开关，其一端耦接该第一开关的另端及该第三开关的另端，而该第二开关的另端则耦接该接地端；以及

一控制电路，用以控制该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关的切换顺序，其中该第一开关及该第二开关的切换频率相等，且该第一开关的切换频率为该第三开关的切换频率的二倍，该第一开关的导通期间在该第三开关的导通期间内，该第二开关的导通期间为从该第一开关的导通期间的截止时开始至该第三开关的导通期间的截止时间结束，而该第四开关在该第三开关的相邻二个导通期间之间分成二个阶段来导通，其第一阶段导通期间为从该第二开关的导通期间的截止时间开始，第二阶段导通期间的起始时间介于第一阶段导通期间的截止时间与该第一开关的导通期间的起始时间之间，而第二阶段导通期间的截止时间为该第三开关的导通期间的起始时间。

2.如权利要求1所述的等离子平面显示器上定址电极驱动晶片的散热控制装置，其中该定址电极驱动晶片的输出端耦接至上述等离子平面显示器中的一定址电极，该定址电极在该定址电极驱动晶片中的开关的切换瞬间，可被视为与该定址电极驱动晶片的输出端相连接的一外加电容，该外加电容的另端耦接该接地端，且该外加电容上的电压即为输入该定址电极的外加电压。

3.如权利要求1所述的等离子平面显示器上定址电极驱动晶片的散热控制装置，其中该第一开关及该第二开关上可借增设额外的散热片，以加大该第一开关及该第二开关的散热面积。

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