JP2007218970A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】走査パルス発生回路に異常が発生した時に、発煙等を生じることなく動作を停止する保護回路と、この保護回路が正常に動作を開始するまでの間は異常検出信号の出力を抑制するゲート回路を備えたプラズマディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】維持パルスを発生する維持パルス発生回路412および走査パルスを発生する走査パルス発生回路413を有し走査電極を駆動する走査電極駆動部113を備え、走査パルス発生回路413は、出力電圧を切り替えるためのスイッチング回路422と、このスイッチング回路422を制御する走査制御回路423と、この走査制御回路423に印加する走査制御電源と、この走査制御電源の電圧が所定の電圧以下に低下したことを検出して警告信号を出力する異常電圧検出回路424と、この異常電圧検出回路424が起動するまで警告信号の出力を停止するゲート回路425を備える。
【選択図】図4

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置であるプラズマディスプレイ装置に関するものである。
プラズマディスプレイパネル(以下、「パネル」と略記する)は、大画面、薄型、軽量であることを特徴とする視認性に優れた表示デバイスである。このパネルを用いたプラズマディスプレイ装置を安全に使用するために、例えば部品の破壊等の異常が万一発生した場合にその異常を検出し、プラズマディスプレイ装置の電源を遮断する等、様々な保護回路が提案されている。これら保護回路を備えたプラズマディスプレイ装置として、例えば下記特許文献1には、走査パルス発生回路に印加する電源電圧の異常を検出してパネルの駆動回路の動作を停止するプラズマディスプレイ装置が提案されている。
特開2004−309606号公報
このような保護回路を備えることにより、走査パルス発生回路等に異常が発生した時に、その異常発生を検出してプラズマディスプレイ装置を停止させ、機器の破壊等の事態に至るのを防止することは可能である。しかしながら、走査パルス発生回路の異常のモードによっては、走査パルス発生回路に用いられているICが破損し、そのICパッケージから発煙する等のトラブルに至ることがあった。
本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、万一、走査パルス発生回路等に異常が発生しても、ICが破損し、そのICパッケージから発煙する等のトラブルに至ることなく動作を停止することができる保護回路を備えると同時に、このような異常電圧検出回路と保護回路が電源の立ち上がりから正常に動作するまでの間は、異常警告信号の出力を停止するような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。
本発明は、走査電極と維持電極とを有するプラズマディスプレイパネルと、維持パルスを発生する維持パルス発生回路および走査パルスを発生する走査パルス発生回路を有し走査電極を駆動する走査電極駆動部とを備え、走査パルス発生回路は、出力電圧を切り替えるためのスイッチング回路と、スイッチング回路を制御する走査制御回路と、走査制御回路に印加する走査制御電源と、走査制御電源の電圧が所定の電圧以下に低下したことを検出して警告信号を出力する異常電圧検出回路と、異常電圧検出回路が起動するまで警告信号の出力を停止するゲート回路とを備えた、プラズマディスプレイ装置である。
このような構成を採ることによって、万一、走査パルス発生回路等に異常が発生しても、ICが破損し、そのICパッケージから発煙する等のトラブルに至ることなく動作を停止することができる保護回路を備えると同時に、このような異常検出回路と保護回路が電源の立ち上がりから正常に動作するまでの間は、異常警告信号の出力を停止することが可能になる。
本発明によれば、万一、走査パルス発生回路等に異常が発生しても、ICが破損し、そのICパッケージから発煙する等のトラブルに至ることなく動作を停止することができる保護回路を備えると同時に、このような異常検出回路と保護回路が電源の立ち上がりから正常に動作するまでの間は、異常警告信号の出力を停止することが可能なプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置について、図面を用いて説明をする。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの構造を示す分解斜視図である。パネル100は、ガラス製の前面基板121と背面基板131とを対向配置して、その間に多数の放電セル136(図2参照)を形成するように構成されている。
前面基板121には、表示電極対を構成する走査電極122と維持電極123とが互いに平行に対をなして、複数形成されている。走査電極122と維持電極123とを覆うように誘電体層124が形成され、誘電体層124上には保護層125が形成されている。
背面基板131には、絶縁体層133で覆われた複数のデータ電極132が設けられ、絶縁体層133上に井桁状の隔壁134が設けられている。絶縁体層133の表面と隔壁134の側面には、赤青緑に発光する蛍光体が交互に塗布された蛍光体層135が設けられている。
走査電極122および維持電極123とデータ電極32とが交差するように、前面基板21と背面基板31とが対向配置されており、電極の交差するそれぞれの位置に放電セル136が形成される。放電セルには放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。
なお、パネル100の構造は必ずしも上述したものに限られるわけではなく、例えば井桁状の隔壁134のかわりにストライプ状の隔壁を備えていても構わない。
図2は、本発明の実施の形態に用いるパネル100の電極配列図である。行方向にn本の走査電極122(SCN1〜SCNn)およびn本の維持電極123(SUS1〜SUSn)が配列され、列方向にm本のデータ電極132(D1〜Dm)が配列されている。そして、1対の走査電極122(SCNi)および維持電極123(SUSi)(i=1〜n)と、1つのデータ電極132(Dj)(j=1〜m)とが交差した部分に、放電セル136が形成され、放電セル136は放電空間内にm×n個形成されている。
図3は、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の、回路ブロック図である。このプラズマディスプレイ装置は、パネル100、画像信号処理部117、データ電極駆動部112、走査電極駆動部113、維持電極駆動部114、タイミング発生部115、および各回路ブロックに必要な電源を供給する電源部(図示せず)、を備えている。
このプラズマディスプレイ装置は、その他の部分も多く備えているが、本発明の本質と直接関係しないものは図示と説明を省略している。
画像信号処理部117は、画像信号sigを、各放電セルのサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データに変換する。
データ電極駆動部112は、サブフィールド毎の画像データを、各データ電極132(D1〜Dm)に対応する信号に変換し、各データ電極132を駆動する。
走査電極駆動部113は、各走査電極122(SCN1〜SCNn)に所定の駆動電圧波形を供給する。維持電極駆動部114は、各維持電極123(SUS1〜SUSn)に所定の駆動電圧波形を供給する。
タイミング発生部115は、水平同期信号Hと垂直同期信号Vをもとにして、各電極駆動部が駆動電圧波形を制御するための各種タイミング信号を発生し、各電極駆動部へ供給する。
図4に、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動部113の構成を示す回路図の一例を示し、図5には、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動部113の構成を示す回路図の他の例を示す。
走査電極駆動部113は、走査電極側維持パルス発生回路(以後、単に「維持パルス発生回路」と呼ぶ)412と、走査パルス発生回路413とを備え、走査パルス発生回路413の出力はパネル100の走査電極122(SCN1〜SCNn)に接続されている。走査電極駆動部113は、これら以外の部分も多く含んでいるが、本発明の本質と直接関係しないものについては、却って煩雑となって発明の本質が不明確になるのを避けるため、図示と説明とを省略する。
走査パルス発生回路413は、基準電位Aを負の走査パルス電圧Vaに接続するためのスイッチ426と、基準電位Aに対して電圧Vcを重畳させる電源427と、n本の走査電極122(SCN1〜SCNn)のそれぞれに走査パルスを印加するためのn個のスイッチング回路422と、各スイッチング回路422を制御するためのn個の走査制御回路423と、各走査制御回路423に電圧Vz(5V)を印加するための電源428と、走査制御回路のための電源428の電圧異常を検出するための異常電圧検出回路424と、これらの電源や回路等が正常に立ち上がるまでの間、異常警告信号の出力を停止するためのゲート回路425と、を備えている。
ゲート回路425は、タイミング発生部115から供給されるマスク信号に基づいて、異常電圧検出回路424が起動し、その出力が正常状態を示すローレベルになるまで、ローレベルを維持する回路である。
走査パルス発生回路413は、これら以外の部分も多く含んでいるが、本発明の本質と直接関係しないものについては、却って煩雑となって発明の本質が不明確になるのを避けるため、図示と説明とを省略する。
各スイッチング回路422は、直列に接続された2つのMOSスイッチと、これら2つのMOSスイッチのそれぞれに並列に接続されたダイオードから構成され、各スイッチング回路の両端は、基準電位Aと電位Vcとに接続されている。
各スイッチング回路422の2つのMOSスイッチは、各走査制御回路423によって制御され、走査制御回路423には電位Vzが供給される。
スイッチング回路422と走査制御回路423とは、複数個ずつ組になってIC化されている。このICを「走査IC」と呼ぶ。このようにIC化することで、回路をコンパクトにまとめることができ、実装面積も小さくすることができ、機器の小型化に貢献することができる。そして、このICがモノリシックICであれば実装面積もさらに小さくなり、より望ましい。
なお、ゲート回路425に入力されるマスク信号は、必ずしもタイミング発生部115から供給されるだけでなく、例えば、図5に示すように、マスク信号発生回路435によって供給されるとしても構わない。
図6に本実施の形態における、異常電圧検出回路424の詳細回路図を示す。この異常電圧検出回路424は走査IC(走査制御回路423)に供給される走査制御用電源428の電圧Vzを監視し、この電圧が所定の電圧Vthよりも小さくなったことを検出すると、異常検出信号を出力する。
走査制御用の電源428の電圧Vzは、抵抗R511とR512とで構成される分圧回路で分圧され、シャントレギュレータQ511のリファレンス入力端子に入力される。シャントレギュレータQ511のアノード側は基準電位Aに接続され、カソード側はフォトカプラQ512の発光ダイオードのカソードに接続されている。
フォトカプラQ512の発光ダイオードのアノードは、抵抗R513を介して走査制御用の電源428の電位Vzに接続され、このフォトカプラQ512の発光ダイオードには並列に抵抗R514が接続されている。フォトカプラQ512のフォトトランジスタの出力は、異常検出信号としてゲート回路425に送られる。
このように、走査制御用の電源428の電圧Vzを分圧する分圧回路と、分圧された電圧をリファレンス入力端子に入力されたシャントレギュレータQ511と、シャントレギュレータQ511と直列に発光ダイオードを接続されたフォトカプラQ512とを用いて、比較的少ない部品数からなる簡単な回路構成で、異常電圧検出回路424を構成することができる。なお、異常電圧検出回路424の動作については後で詳細に説明をする。
次に、パネル100を駆動する方法について説明する。
本実施の形態のプラズマディスプレイ装置においては、画像信号に応じた階調を表示する方法として、いわゆるサブフィールド法を用いている。サブフィールド法は1フィールド期間を表示輝度の異なる複数のサブフィールドに分割し、これらのサブフィールドの組合せによって階調を表示する方法である。
各サブフィールドは、初期化期間、書込み期間、維持期間を有している。図7は本発明の実施の形態において、パネル100の各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。図7には2つのサブフィールド(第1サブフィールドと第2サブフィールド)に対する駆動電圧波形を示しているが、他のサブフィールドにおける駆動波形もほぼ同様である。
第1サブフィールドの初期化期間では、維持電極123(SUS1〜SUSn)に0Vを印加するとともに、走査電極駆動部113の初期化パルス発生回路(図示せず)を用いて、電圧Vi1から電圧Vi2に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を基準電位Aに印加する。この時、走査パルス発生回路413のスイッチング回路422の電位Vc側のMOSスイッチはオフ、基準電位A側のMOSスイッチはオンになるよう、走査制御回路423は制御する。これによって、電圧Vi1から電圧Vi2に向かって緩やかに上昇するランプ電圧が、走査電極122(SCN1〜SCNn)に印加される。
その後、維持電極123(SUS1〜SUSn)に電圧Veを印加するとともに、走査電極駆動部113の初期化パルス発生回路(図示せず)を用いて、電圧Vi3から電圧Vi4に向かって緩やかに下降するランプ電圧を、走査電極122(SCN1〜SCNn)に印加する。これによって、各放電セル136において微弱な初期化放電が発生し、続く書込み動作に必要な壁電荷が各電極上に形成される。
なお、初期化期間の動作としては、図7の第2サブフィールドの初期化期間に示すように、走査電極122(SCN1〜SCNn)に対して、電圧Vi3’から電圧Vi4に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加するだけでもよい。
次の書込み期間では、まず、走査電極駆動部113の走査パルス発生回路413のスイッチ426をオンにして、走査パルス発生回路413の基準電位Aを電圧Vaにするとともに、スイッチング回路422の電位Vc側のMOSスイッチはオン、基準電位A側のMOSスイッチはオフとなるように、走査制御回路423は制御する。これによって、各走査電極122(SCN1〜SCNn)に電圧(Vc+Va)が印加される。
次に、第1行目の走査電極122(SCN1)に対応するスイッチング回路422の電位Vc側のMOSスイッチをオフ、基準電位A側のMOSスイッチをオンに制御して、第1行目の走査電極122(SCN1)に負の走査パルスVaを印加する。このとき、発光するべき放電セル136に対応するデータ電極132に、データ電極駆動部112を用いて正の書込みパルスVdを印加する。
これによって、走査パルスVaと書込みパルスVdとが同時に印加された第1行目の放電セル136では書込み放電が発生し、走査電極122(SCN1)と維持電極123(SUS1)に壁電荷を蓄積する書込み動作が行われる。
次に、第1行目の走査電極122(SCN1)に対応するスイッチング回路422の電位Vc側のMOSスイッチをオン、基準電位A側のMOSスイッチをオフに戻し、第2行目の走査電極122(SCN2)に対応するスイッチング回路422の電位Vc側のMOSスイッチはオフ、基準電位A側のMOSスイッチはオンとなるように制御して、第2行目の走査電極122(SCN2)に負の走査パルスVaを印加する。このとき、発光するべき放電セル136に対応するデータ電極132に、正の書込みパルスVdを印加する。
これによって、走査パルスVaと書込みパルスVdとが同時に印加された第2行目の放電セル136では書込み放電が発生し、書込み動作が行われる。以上の書込み動作を、第n行目の放電セル136に至るまで繰り返し実行し、発光すべき放電セル136に対して、選択的に書込み放電を発生させて、壁電荷を形成する。
次の維持期間では、まず、維持電極123に0Vを印加する。そして、走査電極駆動部113のスイッチング回路422の電位Vc側のMOSスイッチをオフ、基準電位A側のMOSスイッチをオンにする。さらに、スイッチ426をオフに、スイッチ415をオンにし、維持パルス発生回路412の電位Vs側のスイッチをオンにして、走査電極122(SCN1〜SCNn)に電圧Vsを印加する。このようにして、走査電極122(SCN1〜SCNn)に維持パルスVsを印加すると、書込み放電を起こした放電セル136では維持放電が起こり、発光する。
次に、維持パルス発生回路412の電位Vs側のスイッチをオフに、GND側のスイッチをオンにして、走査電極122(SCN1〜SCNn)に0Vを印加するとともに、維持電極123(SUS1〜SUSn)に維持パルスVsを印加する。これによって、維持放電を起こした放電セル136では再び維持放電が起こって、発光する。以降同様に、走査電極122(SCN1〜SCNn)と維持電極123(SUS1〜SUSn)とに交互に必要な回数の維持パルスを印加し、放電セル136を所定の輝度で発光させる。
続く各サブフィールドにおいても、上述したサブフィールドと同様の動作を繰り返すことによって放電セル136を発光させ、輝度を変化させた画像を表示する。
このような動作中に、何らかの理由で走査ICに異常が発生し、走査制御用の電源428の電位Vzが低下したと仮定する。本実施の形態においては、このような時、上記した異常電圧検出回路424が異常を検出し、プラズマディスプレイ装置の動作を停止させる。
そのために、具体的には以下のように動作する。
走査制御用の電源428が正常な電圧Vzであれば、シャントレギュレータQ511のリファレンス入力端子に入力される電圧が、シャントレギュレータQ511内部の基準電圧よりも高く、シャントレギュレータQ511のカソード電圧が低下するので、フォトカプラQ512の発光ダイオードに電流が流れ、この発光ダイオードが発光する。そのために、フォトカプラQ512の受光側トランジスタがオンし、異常検出信号はローレベルとなって正常であることを示す。
ところが、何らかの原因によって走査ICに異常が発生し、走査制御用の電源428が短絡され、走査制御用の電源428の電圧Vzが所定の電圧Vthよりも低くなると、シャントレギュレータQ511のリファレンス入力端子の電圧が内部基準電圧よりも低くなり、シャントレギュレータQ511のカソード電圧が上昇して、フォトカプラQ512のダイオードに電流が流れなくなり、この発光ダイオードの発光が停止する。すると、フォトカプラQ512の受光側トランジスタがオフするので、異常検出信号はハイレベルとなり、異常が発生したことを示す。
しかしながら、この異常検出回路424の出力をそのまま異常検出信号としてゲート402に入力すると、電源がオンになった時に、走査パルス発生回路413はそれから一定時間後に起動するが、維持パルス発生回路412はゲート402の制御端子がハイであるために起動しないことが起こり得る。それから一定時間後に、異常検出信号がローレベルとなってゲート402が解除され、タイミング発生部115の信号が維持パルス発生回路412に入力されて、維持パルス発生回路412が起動する。
このように、走査パルス発生回路413の起動よりも維持パルス発生回路412の起動の方が遅いことが発生すると、スイッチ415に異常な電圧を生じる等、不都合を生じることがある。
そこで、異常電圧検出回路424の出力を一旦ゲート回路425に入力し、このゲート回路425で、電源がオンになってから一定時間は、異常検出信号を強制的にローレベルにする。
このゲート回路425の詳細な回路図を図8に示し、その動作タイミングチャートを図9に示す。
図9に示すように、異常電圧検出回路424は、電源がオンになってから正常に走査制御用の電源428の電圧Vzを監視し始めるまでに一定時間を要し、その間はハイレベルを出力する。この異常電圧検出回路424の出力は、そのままゲート回路425のANDゲートG717のIN2に入力される。
一方、ゲート回路425のANDゲートG717のIN1は、図4に示す通り、タイミング発生部115からマスク信号として供給されるか、或いは図5に示す通り、マスク信号発生回路435から供給される。このマスク信号は、図8と図9に示す通り、異常電圧検出回路424の出力が正常にローレベルになるまで、ローレベルに維持される信号である。
これらの2つの信号、マスク信号がIN1に、異常電圧検出回路424の出力信号がIN2に入力され、そのAND信号がANDゲートG717によって出力され、このANDゲートG717の出力信号が異常検出信号としてゲート402に送られるので、電源がオンになると同時にタイミング発生部115からの信号が維持パルス発生回路412に入力され、走査パルス発生回路413の起動よりも維持パルス発生回路412の起動が早くなる。従って、走査パルス発生回路413の起動よりも維持パルス発生回路412の起動の方が遅くなることはなく、スイッチ415に過大な電圧を生じる等の不都合を生じることもない。
このようにして、異常電圧検出回路424の電源がオンになってから正常に走査制御用の電源428の電圧Vzを監視し始めるまでに出力するハイレベルは、ゲート回路425によって停止され、異常状態を示す信号としてゲート402へ送られることはない。
そして、起動後に、万一何らかの異常事態が発生し、異常電圧検出回路424の出力がハイレベルになると、その信号はゲート回路425のANDゲートG717のIN2端子に入力される。この時、上記のように、ゲート回路425のANDゲートG717のIN1端子はハイレベルになっているので、タイミング発生部115に対して、異常状態の発生を示す異常検出信号が送られる。
異常事態の発生を示すゲート回路425からのハイレベルの出力信号は、タイミング発生部115と走査電極駆動部113とを結ぶゲート402に送られてこのゲート402を遮断するので、タイミング発生部115からのタイミング信号が維持パルス発生回路412に入力されなくなり、維持パルス発生回路412は出力がハイインピーダンスとなってその動作を停止する。
このようにして、万一何らかの原因によって走査ICに異常が発生し、走査制御用の電源428が短絡され、走査制御用の電源428の電圧Vzが所定の電圧Vthよりも低くなったとしても、維持パルス発生回路412の動作が停止され維持電流経路がなくなるので、走査ICに過大な電流が流れたり、それによって走査ICが極めて高温になったり、最悪のケースでは走査ICのパッケージが発煙する等の事態にまで至ることはない。
本発明によれば、万一、走査パルス発生回路等に異常が発生しても、ICが破損し、そのICパッケージから発煙する等のトラブルに至ることなく動作を停止することができる保護回路を備えると同時に、このような異常検出回路と保護回路が電源の立ち上がりから正常に動作するまでの間は、異常警告信号の出力を停止することが可能なプラズマディスプレイ装置を提供することができるので、その産業上の利用可能性は極めて大きい。
本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの構造を示す分解斜視図 本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの電極配列図 本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動部の一例を示す図 本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動部の他の例を示す図 本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の異常電圧検出回路の詳細回路図 本発明の実施の形態においてパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図 本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置のゲート回路の詳細回路図 本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置のゲート回路の動作タイミングチャート
符号の説明
100 パネル
112 データ電極駆動部
113 走査電極駆動部
114 維持電極駆動部
115 タイミング発生部
117 画像信号処理部
121 前面基板
122 走査電極
123 維持電極
124 誘電体層
125 保護層
131 背面基板
132 維持電極
133 絶縁体層
134 隔壁
135 蛍光体層
136 放電セル
402 ゲート
412 維持パルス発生回路
413 走査パルス発生回路
415,426 スイッチ
422 スイッチング回路
423 走査制御回路
424 異常電圧検出回路
425 ゲート回路
427,428 電源

Claims (1)

  1. 走査電極と維持電極とを有するプラズマディスプレイパネルと、維持パルスを発生する維持パルス発生回路および走査パルスを発生する走査パルス発生回路を有し前記走査電極を駆動する走査電極駆動部とを備え、
    前記走査パルス発生回路は、出力電圧を切り替えるためのスイッチング回路と、このスイッチング回路を制御する走査制御回路と、この走査制御回路に印加する走査制御電源と、この走査制御電源の電圧が所定の電圧以下に低下したことを検出して警告信号を出力する異常電圧検出回路と、この異常電圧検出回路が起動するまで前記警告信号の出力を停止するゲート回路とを備えた
    プラズマディスプレイ装置。
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