JP2008083135A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】大画面のプラズマディスプレイパネルであっても、パネルの局部的な温度上昇を抑制する。
【解決手段】基板上に互いに平行となるように走査電極と維持電極とを複数配列して形成しかつ基板上に複数の維持電極を電気的に短絡する短絡配線を設けたプラズマディスプレイパネル10と、プラズマディスプレイパネル10を保持するシャーシ170と、プラズマディスプレイパネル10の維持電極に維持パルスを供給するための維持側駆動回路ブロックとを備え、プラズマディスプレイパネル10の短絡配線を設けた領域とシャーシ170との間に熱伝導シート185を介在させた。
【選択図】図6

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルを用いたプラズマディスプレイ装置に関する。
画像表示パネルとして代表的なプラズマディスプレイパネル(以下、単に「パネル」と略記する)を用いたプラズマディスプレイ装置は、視野角が広く大画面化が容易であり、かつ自発光型であり画像表示品質が高いこと等から大画面画像表示装置の主流となりつつある。
パネルは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。前面板は、1対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス製の基板上に互いに平行に複数対形成されている。背面板は、ガラス製の基板上に複数の平行なデータ電極が形成され、さらに隔壁と蛍光体層が形成されている。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板と背面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。
プラズマディスプレイ装置は、表示電極対に交互に維持パルスを印加してこれらの放電セルを放電、発光させることにより画像を表示している。
このとき、放電セルが発光する際に熱を発生しパネル自体の温度も上昇する。一般に放電セルの放電特性は温度の影響を受けて変化するため、パネルの温度が上がりすぎると放電が不安定となり、画像表示品質が劣化することがある。またパネルの温度が局部的に極端に上昇するとパネルの破損につながる恐れもある。
そのため、パネルの温度を抑える様々な方法が提案されてきた。例えば特許文献1には、シリコン系樹脂等からなる熱伝導シートを介してパネルをシャーシに取り付けることにより、パネルで発生した熱をシャーシに効率よく伝導して、パネルの温度上昇を抑える方法が開示されている。
特開平10−25432号公報
しかしながら、さらなるパネルの大画面化が進むにつれて、放電に伴う放電電流も増大し、パネルの温度もさらに上昇する傾向にある。加えてパネルの大画面化に伴い駆動回路からそれぞれの表示電極対までの電流経路のインピーダンスの差も大きくなるが、この電流経路の差に起因するパネルの局部的な発熱といった新たな問題が発生してきた。
実際、パネルの画面サイズが100インチ程度に大きくなると、パネルの短辺の長さが1m以上、長辺の長さが2m以上となり、電流経路の長さが長くなってインピーダンスが高くなるだけでなく、維持パルスに大きなリンギングが重畳される。そして電流経路が異なるとリンギングの形状も異なるため、維持パルスの形状に大きなバラツキが生じる。そしてこれらがパネルの温度を局部的に上昇させてパネルを破損させる恐れを増加させている。
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、大画面のパネルであっても、パネルの局部的な温度上昇を抑制し、パネルを破損する恐れのない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。
本発明のプラズマディスプレイ装置は、基板上に互いに平行となるように走査電極と維持電極とを複数配列して形成しかつ基板上に複数の維持電極を電気的に短絡する短絡配線を設けたプラズマディスプレイパネルと、プラズマディスプレイパネルを保持するシャーシと、プラズマディスプレイパネルの維持電極に維持パルスを供給するための維持側駆動回路ブロックとを備え、プラズマディスプレイパネルの短絡配線を設けた領域とシャーシとの間に熱伝導シートを介在させたことを特徴とする。この構成により、大画面のパネルであっても、パネルの局部的な温度上昇を抑制し、パネルを破損する恐れのないプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
また本発明のプラズマディスプレイ装置の維持側駆動回路ブロックは、維持パルスを発生する維持パルス発生基板と、この維持パルス発生基板で発生させた維持パルスをプラズマディスプレイパネルの短絡配線に供給する中継基板とを有してもよい。
本発明によれば、大画面のパネルであっても、パネルの局部的な温度上昇を抑制し、パネルを破損する恐れのないプラズマディスプレイ装置を提供することが可能となる。
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10の分解斜視図である。前面板20はガラス製の基板21を有する。基板21上には、平行に配列された走査電極22と維持電極23とからなる表示電極対28が複数形成されている。そして走査電極22と維持電極23とを覆うように誘電体層24が形成され、その誘電体層24上に保護層25が形成されている。
背面板30はガラス製の基板31を有する。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。
これら前面板20と背面板30とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対28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、例えばネオンとキセノン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28とデータ電極32とが交差する部分に放電セルが形成されている。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。
ここで、走査電極22と維持電極23とは互いに平行に対をなして形成されているために、走査電極22と維持電極23との間に大きな電極間容量Cpが存在する。
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10の基板21上に形成された表示電極対28および電極端子部の配置図である。本実施の形態におけるパネル10は、画面サイズが103インチであり、パネル10の大きさは、長辺(横方向)の長さが約2.3m、短辺(縦方向)の長さが約1.3mである。パネル10には、行方向に延長されたn本(本実施の形態においては、n=1080)の走査電極22およびn本の維持電極23が配列されている。
図2において、走査電極22のそれぞれはパネル周辺部の左側に設けられた走査電極用の電極端子62のそれぞれに接続されている。一方、維持電極23のそれぞれはパネル周辺部の右側に設けられた短絡配線73に接続されており、維持電極23のそれぞれは互いに電気的に短絡されている。そしてさらにその右側に設けられた維持電極用の電極端子63のそれぞれに接続されている。
この電極端子62、63は、パネル10の各電極に駆動電圧を印加するためのフレキシブル配線基板(以下、「FPC」と略記する)82、83を接続するために、それぞれ複数本ずつグルーピングされて配置されている。なお、図2には8本ずつグルーピングされた走査電極用の電極端子62および維持電極用の電極端子63を示しているが、これらの数値は図面を見やすくするためのものである。本実施の形態においては、例えば走査電極用の電極端子62は90本ずつグルーピングされ、12枚のFPC82を用いて走査電極22のそれぞれに電圧が印加され、12枚のFPC83を用いて維持電極23に電圧が印加されている。
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100の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置100は、パネル10と、画像信号処理回路110と、データ電極駆動回路120と、走査電極駆動回路130と、維持電極駆動回路140と、タイミング発生回路150と、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)とを備えている。
画像信号処理回路110は、入力された画像信号を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。データ電極駆動回路120はサブフィールド毎の画像データをデータ電極32のそれぞれに対応する信号に変換し各データ電極32を駆動する。タイミング発生回路150は水平同期信号、垂直同期信号をもとにして各回路ブロックの動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路ブロックへ供給する。走査電極駆動回路130はタイミング信号にもとづき走査電極22のそれぞれを駆動する。維持電極駆動回路140は維持期間において維持パルスを発生するための維持パルス発生部200を有し、タイミング信号にもとづいて維持電極23を駆動する。
次に、維持電極駆動回路140の詳細について説明する。図4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100の維持電極駆動回路140の詳細を示す回路図である。維持パルス発生部200は、電力回収部210とクランプ部220と一定電圧印加部230とを備えている。電力回収部210は、電力回収用のコンデンサC210と、スイッチング素子Q211、Q212と、逆流防止用のダイオードD211、D212と、共振用のインダクタL210とを有し、クランプ部220は、スイッチング素子Q221、Q222を有する。
次に、パネル10を駆動するための駆動電圧波形とその動作について説明する。本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置100はサブフィールド法を用いてパネル10を駆動している。これは、1フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドで各放電セルの発光、非発光を制御することにより階調表示を行う方法である。そして、サブフィールドのそれぞれは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。
図5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10の各電極に印加する駆動電圧波形図であり、第1のサブフィールド(第1SF)および第2のサブフィールド(第2SF)の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電圧波形もほぼ同様である。
初期化期間では、放電セルで初期化放電を発生させ、続く書込み動作のために必要な壁電荷を形成する。図5には、第1SFの初期化期間では上昇する傾斜波形電圧および下降する傾斜波形電圧を走査電極22に印加し、第2SFの初期化期間では下降する傾斜波形電圧を走査電極22に印加する駆動電圧波形を示した。続く書込み期間では、走査電極22のそれぞれに走査パルスVaを順次印加するとともに、データ電極32のそれぞれには表示すべき画像信号に対応した書込みパルスVdを印加して書込み放電を発生させて選択的な壁電荷形成を行う。続く維持期間では表示させるべき輝度に応じた回数の維持パルスを走査電極22と維持電極23とに印加し、書込み放電による壁電荷形成を行った放電セルを選択的に放電、発光させる。
次に、維持期間において維持電極23に維持パルスを印加する方法について詳細に説明する。
維持期間では、まず維持電極駆動回路140のスイッチング素子Q212をオンにする。すると維持電極23から、インダクタL210、ダイオードD212、スイッチング素子Q212を通してコンデンサC210に電流が流れ始め、維持電極23の電圧が下がり始める。そして、維持電極23の電圧が0(V)付近まで低下したときスイッチング素子Q222をオンにする。すると維持電極23はスイッチング素子Q222を通して0(V)にクランプされる。このとき走査電極駆動回路130も動作させて走査電極22の電圧を電圧Vsまで立ち上げる。このようにして、維持電極23に0(V)を印加するとともに走査電極22に正の維持パルス電圧Vsを印加すると、書込み放電を起こした放電セルでは放電開始電圧を超えて維持放電が発生し、このとき発生した紫外線により蛍光体層35が発光する。
続いて、走査電極駆動回路130を動作させて走査電極22の電圧を0(V)まで立ち下げる。そして維持電極駆動回路140のスイッチング素子Q211をオンにする。すると電力回収用のコンデンサC210から、スイッチング素子Q211、ダイオードD211、インダクタL210を介して維持電極23に電流が流れ始め、維持電極23の電圧が上がり始める。そして、維持電極23の電圧がVs付近まで上昇したときスイッチング素子Q221をオンにする。すると維持電極23はスイッチング素子Q221を通して電圧Vsにクランプされる。このようにして、走査電極22に0(V)を印加するとともに維持電極23に維持パルス電圧Vsを印加する。すると再び表示電極対28の間で維持放電が発生する。
以降同様に、走査電極22と維持電極23とに交互に維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して発生する。
このとき、各放電セルで維持放電を安定して発生させるためには、維持パルス電圧Vsが200(V)前後であり、かつ1μsec以下の急峻な立上りを持つ維持パルスを表示電極対28に印加する必要がある。そしてそのためには走査電極22と維持電極23との間の大きな電極間容量Cpをすばやく充放電しなければならず、電流経路には瞬間的に大きな電流が流れる。この瞬間的に流れる電流は、例えば画面サイズが103インチのパネル10では、100(A)を超える電流となる。
ところで、それぞれの放電セルの走査電極22および維持電極23に印加される維持パルスの形状は、その放電セルの発光強度に大きく影響を与えることが実験的に確認されている。さらに、赤色、緑色および青色の蛍光体を持つ放電セルの発光強度の比率にも影響を与えることが確認されている。従って、仮に維持電極23に印加される維持パルスの形状が維持電極毎に異なっていると、維持電極毎に輝度むらや色むらが発生し、画像表示品質を大きく損なうことになる。このような画像表示品質の低下を発生させないために、本実施の形態におけるパネル10は短絡配線73により維持電極23のそれぞれが互いに電気的に短絡されている。そのため維持電極23のそれぞれに印加される維持パルスの形状が等しくなり、輝度むらや色むらが発生する恐れがない。
図6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100の構造の一例を示す分解斜視図である。プラズマディスプレイ装置100は、パネル10と、パネル10を収容する前面枠160およびバックカバー165と、パネル10を保持するシャーシ170と、パネル10で発生した熱をシャーシ170に伝達するとともにパネル10の背面側基板とシャーシ170とを接着するための熱伝導シート180とを備える。熱伝導シート180は、放電セルの放電に伴い発生した熱をシャーシ170に逃がすための放電セル用の熱伝導シート181と短絡配線73で発生したジュール熱をシャーシ170に逃がすための短絡配線用の熱伝導シート185とを有する。そして熱伝導シート185は、パネル10の短絡配線73を設けた領域とシャーシ170との間に介在されるように挿入配置している。
さらに、プラズマディスプレイ装置100は、電源回路、走査電極駆動回路130、維持電極駆動回路140、タイミング発生回路150等のパネル10を駆動するための回路を搭載したプリント基板群190とを備えており、これらのプリント基板群190は前記シャーシ170上に配置されている。
ここで、前記パネル10の維持電極に維持パルスを供給するための維持側駆動回路ブロックは、維持電極駆動回路140を搭載し維持電極23に印加する維持パルスを発生する維持パルス発生基板541と、維持パルス発生基板541で発生させた維持パルスを短絡配線73に供給する中継基板542、543とを有している。前記中継基板542、543はそれぞれが維持パルス発生基板541で発生させた維持パルスを短絡配線73に供給する。このようにしてパネル10の維持電極用の電極端子63に取り付けられたFPC83を用いて維持電極23と維持パルス発生基板541とが接続される。同様に、走査電極駆動回路130を搭載したプリント基板と走査電極22とが接続され、データ電極駆動回路120を搭載したプリント基板とデータ電極32とが接続される。また、シャーシ170の後面には、プリント基板群190を取り付けたりバックカバー165を固定するためのボス部(図示せず)が、ダイカストによる一体成型等により形成されている。なお、シャーシ170およびボス部は、例えばアルミニウム平板に固定ピンを固定して構成してもよい。
ここで、パネル10の各電極とそれらを駆動する駆動回路とを接続する電流経路はできるだけ短くすることが好ましい。しかし本実施の形態におけるパネル10は画面サイズが103インチであり、FPC83が取り付けられているパネル10の短辺の長さは約1.3mである。一方、駆動回路を搭載するプリント基板は様々な要因によりその大きさが制限されており、通常使用できるプリント基板の大きさは一辺の長さが大きくとも50cm程度である。そのために本実施の形態においては、複数枚のプリント基板を用いてそれぞれの電極駆動回路を構成している。
図7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駆動回路を搭載した回路基板の配置を示す図であり、プラズマディスプレイ装置100のバックカバー165を外した状態を示している。なお、図7には、走査電極駆動回路130、維持電極駆動回路140、データ電極駆動回路120とその配置を模式的に示し、図面を見やすくするためにそれ以外のプリント基板は省略した。
本実施の形態においては、データ電極駆動回路120は12枚のプリント基板520に分割して搭載され、その出力はFPC81を介してデータ電極32のそれぞれに印加される。走査電極駆動回路130は4枚のプリント基板530に分割して搭載され、その出力はFPC82を介して走査電極22のそれぞれに印加される。
維持電極駆動回路140は維持パルス発生基板541に搭載されている。また下辺が維持パルス発生基板541の上辺と対向するように中継基板542が配置され、上辺が維持パルス発生基板541の下辺と対向するようにもう1枚の中継基板543が配置されている。維持パルス発生基板541および中継基板542の互いに対向する辺には、維持パルス発生基板541と中継基板542とをブリッジケーブル545によって電気的に接続するための接続部であるコネクタ546が搭載されている。同様に、維持パルス発生基板541および中継基板543の互いに対向する辺にも、維持パルス発生基板541と中継基板543とをブリッジケーブル545によって電気的に接続するための接続部であるコネクタ546が搭載されている。
そしてこの構成によって、維持パルス発生基板541で発生された維持パルスを中継基板542と維持電極用のFPC83とを介して短絡配線73の上部に印加する電流経路が形成され、維持パルスを維持電極用のFPC83を介して短絡配線73の中央部に印加する電流経路が形成され、さらに維持パルスを中継基板543と維持電極用のFPC83とを介して短絡配線73の下部に印加する電流経路が形成される。そして短絡配線73から維持電極23のそれぞれに維持パルスが印加される。このように、互いにインピーダンスの異なる複数の電流経路を通して各維持電極に維持パルスが印加されるにもかかわらず、それぞれの維持電極にはほぼ同じ形状の維持パルスが印加されることになる。
図8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100の維持パルスの電流経路を示す概念図である。維持パルス発生部200から出力される維持パルスは複数の電流経路を経由して短絡配線73の各部に供給される。破線で示した電流経路(1)は、維持パルス発生部200から維持パルス発生基板541のコネクタ546、ブリッジケーブル545、中継基板542のコネクタ546、中継基板542を経て一番上のFPC83(1)を経由する電流経路である。電流経路(2)は、中継基板542のコネクタ546では電流経路(1)と同様であるが、中継基板542を経て上から2番目のFPC83(2)を経由する電流経路である。同様に、電流経路(3)は中継基板542を経て上から3番目のFPC83(3)を経由する電流経路であり、電流経路(4)は中継基板542を経てFPC83(4)を経由する電流経路である。
また電流経路(5)は、維持パルス発生部200から中継基板を経由することなくFPC83(5)を経由する電流経路である。電流経路(6)、電流経路(7)電流経路(8)についても電流経路(5)とほぼ同様である。
また電流経路(9)は、維持パルス発生部200から維持パルス発生基板541のコネクタ546、ブリッジケーブル545、中継基板542のコネクタ546、中継基板543を経て上から9番目のFPC83(9)を経由する電流経路である。図示していないが、電流経路(10)、電流経路(11)、電流経路(12)についても電流経路(9)とほぼ同様である。
このように本実施の形態においては、複数の電流経路(1)〜(12)を経由して短絡配線73の各部へ維持パルスが印加される。ここで、電流経路(1)〜(4)については、経路が長いために比較的大きなインピーダンスを持つと考えられる。電流経路(9)〜(12)についても同様である。しかし、電流経路(5)〜(8)の距離は短いためにそのインピーダンスは小さくなる。このインピーダンスの差のために、例えば電流経路(4)を経由して印加される維持パルスの形状と電流経路(5)を経由して印加される維持パルスの形状とに差が発生し、短絡配線73に電流が流れてジュール熱が発生する。
また、例えば表示画面の上部の維持電極に対応する放電セルの多くが維持放電し、表示画面の中央部の維持電極に対応する放電セルはほとんど維持放電しない場合には、電流経路(1)〜(4)を経由して放電電流が流れるだけでなく、インピーダンスの低い電流経路(5)〜(9)を経由し、さらに短絡配線73を通して表示画面の上部の維持電極に放電電流が流れる。そのために短絡配線73に流れる電流が増加してジュール熱が発生する。
そこで本実施の形態においては、パネル10の背面側の短絡配線73に対応する位置とシャーシ170との間に熱伝導シートを挟んで、短絡配線73で発生した熱をシャーシ170に効率よく伝導して、パネルの局部的な温度上昇を抑えている。
図9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熱伝導シート180のパネル10に対する相対位置を示す図である。上述したように、熱伝導シート180は放電セルの放電に伴い発生した熱をシャーシ170に逃がすための放電セル用の熱伝導シート181と短絡配線73のジュール熱をシャーシ170に逃がすための短絡配線用の熱伝導シート185とを有する。そしてそれぞれの熱伝導シート181、185は、パネル10の基板31とシャーシ170との間に挟むように設けられる。
放電セル用の熱伝導シート181は放電セルの形成されている画像表示領域のほぼ全域に対応する広い領域に必要となるので、画像表示領域の面積よりも小さい熱伝導シートを複数枚組み合わせて用いられている。これは、面積の小さい熱伝導シートを有効に使用するためだけでなく、熱伝導シートとパネルとの間、または熱伝導シートとシャーシとの間に空気層が形成されるのを防止するためである。図9に示した放電セル用の熱伝導シート181は縦方向に長い矩形の熱伝導シートを4枚用いているが、もちろんこれに限定されるものではない。
短絡配線用の熱伝導シート185は、短絡配線73に対応する位置に細長い帯状の熱伝導シートが用いられている。本実施の形態においては、幅35mm、長さが1300mmの熱伝導シート185がパネル10の背面側の短絡配線73に対応する領域を覆う位置に設けられているため、短絡配線73で発生した熱をシャーシ170に効率よく伝導して、パネル10の局部的な温度上昇を抑えることができる。
本発明は、大画面のパネルであっても、パネルの局部的な温度上昇を抑制し、パネルを破損する恐れがなく、パネルを用いたプラズマディスプレイ装置として有用である。
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分解斜視図 同プラズマディスプレイ装置に用いるパネルの基板上に形成された表示電極対および電極端子部の配置図 同プラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 同プラズマディスプレイ装置の維持電極駆動回路の詳細を示す回路図 同プラズマディスプレイ装置に用いるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形図 同プラズマディスプレイ装置の構造の一例を示す分解斜視図 同プラズマディスプレイ装置の駆動回路を搭載した回路基板の配置を示す図 同プラズマディスプレイ装置の維持パルスの電流経路を示す概念図 同プラズマディスプレイ装置の熱伝導シートのパネルに対する相対位置を示す図
符号の説明
10 パネル
22 走査電極
23 維持電極
28 表示電極対
32 データ電極
62,63 電極端子
73 短絡配線
81,82,83 FPC
100 プラズマディスプレイ装置
110 画像信号処理回路
120 データ電極駆動回路
130 走査電極駆動回路
140 維持電極駆動回路
150 タイミング発生回路
160 前面枠
165 バックカバー
170 シャーシ
180,181,185 熱伝導シート
190 プリント基板群
200 維持パルス発生部
520,530 プリント基板
541 維持パルス発生基板
542,543 中継基板
545 ブリッジケーブル
546 コネクタ(接続部)

Claims (2)

  1. 基板上に互いに平行となるように走査電極と維持電極とを複数配列して形成しかつ前記基板上に複数の前記維持電極を電気的に短絡する短絡配線を設けたプラズマディスプレイパネルと、前記プラズマディスプレイパネルを保持するシャーシと、前記プラズマディスプレイパネルの維持電極に維持パルスを供給するための維持側駆動回路ブロックとを備え、前記プラズマディスプレイパネルの前記短絡配線を設けた領域と前記シャーシとの間に熱伝導シートを介在させたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  2. 前記維持側駆動回路ブロックは、維持パルスを発生する維持パルス発生基板と、この維持パルス発生基板で発生させた維持パルスを前記プラズマディスプレイパネルの短絡配線に供給する中継基板とを有する請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置。
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