JP4463743B2 - プラズマ表示装置及びその電源供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマ表示装置及びその電源供給装置に関するものである。

プラズマ表示装置は、気体放電によって生成されるプラズマを利用して文字または映像を表示するプラズマ表示パネル（PDP）を利用した表示装置である。このようなプラズマ表示パネルには、その大きさによって数十から数百万個以上の画素（放電セル）がマトリクス形態に配列されている。

このようなプラズマ表示装置の表示パネルは、一つのフレームが各々の加重値を有する複数のサブフィールドに分割されて駆動され、各サブフィールドは、リセット期間、アドレス期間及び維持期間で構成される。
プラズマ表示装置の電源供給装置は、リセット期間、アドレス期間及び維持期間で電極を駆動するための高電圧を駆動回路に供給し、映像処理部、ファン、オーディオ部、制御回路部などに低電圧を供給する。

従来電源供給装置は、温度に関係なく各サブフィールドのリセット期間、アドレス期間及び維持期間に同一な駆動電圧を印加してプラズマ表示装置を駆動する。しかし、プラズマ表示装置は、パネルの放電電圧及び放電特性が温度によって変わる特性を持っている。つまり、温度が上がれば放電電圧が低くなり、温度が下がれば放電電圧が高くなる傾向がある。特に、高温では二つの電極の間で対向放電がよく起こる反面、低温では対向放電がよく起こらないために、電源供給装置でプラズマ表示パネルの温度に関係なく同一の駆動電圧を印加すれば、正常な放電が起こらない。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、温度によってプラズマ表示装置を駆動する電圧を自動的に調整して、温度が変わっても正常な放電を起こせるプラズマ表示装置及びその電源供給装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある特徴によれば、並列に交互に配置された複数の第１電極及び複数の第２電極および、それらの電極に交差する複数の第３電極を含み、前記第１電極ないし前記第３電極の交差地点に放電セルが形成されるプラズマ表示パネルと、前記プラズマ表示パネルを駆動するアドレス電極駆動部、走査電極駆動部及び維持電極駆動部と、前記プラズマ表示パネルの温度を感知する温度感知部と、出力電圧を前記それぞれの駆動部のそれぞれの駆動電圧に出力する電源供給部であって、出力端と基準電圧との間に直列に連結される複数の第１抵抗を有し、前記複数の第１抵抗のうちの少なくとも一つの第１抵抗の大きさは、前記温度感知部によって感知された温度によって可変され、前記複数の第１抵抗によって分圧されるノード（Ｎ１）の電圧をフィードバックすることにより前記ノード（Ｎ１）の電圧が所定の電圧値となるように前記出力電圧を調節する前記電源供給部とを含み、入力される映像信号に応じて一つのフレームを各々リセット期間、アドレス期間及び維持期間を含む複数のサブフィールドに分割して駆動し、前記走査電極駆動部は前記アドレス期間で前記複数の第１電極に順次に第１電圧を印加し、前記アドレス電極駆動部の駆動電圧は前記第１電圧を含み、前記温度が高くなるにつれて前記少なくとも一つの抵抗の大きさを減少させる、ことを特徴とする。

本発明によれば、プラズマ表示パネルの温度及びプラズマ表示パネルの周辺温度によって、プラズマ表示装置の駆動に必要な駆動電源の出力電圧が変更される。つまり、温度によってプラズマ表示装置に最適化された駆動電圧が印加されるので、プラズマ表示装置を安定して駆動させることができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様で相異な形態に実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。図面で本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略した。

明細書全体にわたって類似な部分については同一図面符号を付した。ある部分が他の部分と連結されているとする時、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の素子を間に置いて連結されている場合も含む。

まず、本発明の実施形態によるプラズマ表示装置の概略的な構造について、図１を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態によるプラズマ表示装置を示す図面である。
図１に示すように、本発明の実施形態によるプラズマ表示装置は、プラズマ表示パネル１００、制御部２００、アドレス電極駆動部３００、走査電極駆動部４００、維持電極駆動部５００、温度感知部６００及び電源供給部７００を含む。

プラズマ表示パネル１００は、列方向に伸びている複数のアドレス電極A１〜Am、そして行方向に互いに対をなして伸びている複数の維持電極X１〜Xn及び、走査電極Y１〜Ynを含む。維持電極X１〜Xnは、各走査電極Y１〜Ynに対応して形成され、一般にその一端が互いに共通に連結されている。そしてプラズマ表示パネル１００は、維持及び走査電極X１〜Xn、Y１〜Ynが配列された基板（図示せず）とアドレス電極A１〜Amが配列された基板（図示せず）で構成される。両基板は、走査電極Y１〜Ynとアドレス電極A１〜Am及び維持電極X１〜Xnとアドレス電極A１〜Amが各々直交するように放電空間を間に置いて対向配置される。この時、アドレス電極A１〜Amと維持及び走査電極X１〜Xn、Y１〜Ynの交差部にある放電空間が放電セルを形成する。このようなプラズマ表示パネル１００の構造は一例に過ぎず、以下で説明する駆動波形が適用できる他の構造のパネルも本発明に適用することができる。

制御部２００は、外部から映像信号を受信してアドレス駆動制御信号、維持電極駆動制御信号及び、走査電極駆動制御信号を出力する。そして制御部２００は、一つのフレームを複数のサブフィールドに分割して駆動し、各サブフィールドは時間的な動作変化で表現すればリセット期間、アドレス期間及び維持期間で構成される。

また、制御部２００は、温度感知部６００との通信を通じて温度感知部６００によって感知されたプラズマ表示パネル１００またはプラズマ表示パネル１００の周辺温度を示す信号を受信し電源供給部７００に伝達する。この時、温度感知部６００からプラズマ表示パネル１００またはプラズマ表示パネル１００の周辺温度を受信する制御部が、別途存在することがある。

アドレス電極駆動部３００は、制御部２００からアドレス電極駆動制御信号を受信して表示しようとする放電セルを選択するための表示データ信号を各アドレス電極に印加する。
走査電極駆動部４００は、制御部２００から走査電極駆動制御信号を受信して走査電極に駆動電圧を印加する。
維持電極駆動部５００は、制御部２００から維持電極駆動制御信号を受信して維持電極に駆動電圧を印加する。
温度感知部６００は、プラズマ表示パネル１００またはプラズマ表示パネル１００の周辺温度を測定して、測定した温度を示す信号を制御部２００に伝達する。

電源供給部７００は、プラズマ表示装置の駆動に必要な電源を制御部２００及び各駆動部３００、４００、５００に供給する。この時、電源供給部７００は、制御部２００から伝達を受けたプラズマ表示パネル１００の温度によってプラズマ表示装置の駆動に必要な電圧を変更させ、駆動部３００、４００、５００に供給する。
次に、プラズマ表示装置の駆動波形について、図２を参照して詳細に説明する。以下では便宜上、一つのセルを形成する走査電極（以下、“Y電極”という）、維持電極（以下、“X電極”という）及びアドレス電極（以下、“A電極”という）に印加される駆動波形についてのみ説明する。

図２は、本発明の実施形態によるプラズマ表示装置の駆動波形を示す図面である。
図２に示すように、リセット期間の上昇期間ではX電極を０Vに維持した状態でY電極の電圧をVs電圧からVset電圧まで漸進的に増加させる。図２では、Y電極の電圧がランプ形態に増加すると示した。その後、Y電極の電圧が増加する間にY電極とX電極との間及びY電極とA電極との間で微弱な放電（以下、“弱放電”という）が起こりながら、Y電極には（−）壁電荷が形成され、X及びA電極には（＋）壁電荷が形成される。そして電極の電圧が図２のように漸進的に変わる場合には、セルに微弱な放電が起こりながら、外部から印加された電圧とセルの壁電圧の合計が放電開始電圧状態を維持するように壁電荷が形成される。このような原理については、ウェバー（weber）の米国登録特許第５，７４５，０８６に開示されている。リセット期間では全てのセルの状態を初期化しなければならないので、Vset電圧は全ての条件のセルで放電が起こり得る程度の高い電圧である。また、Vs電圧は、一般に維持期間でY電極に印加される電圧のうちの高い電圧であり、Y電極とX電極との間の放電開始電圧より低い電圧である。

リセット期間の下降期間では、X電極をVe電圧に維持した状態でY電極をVs電圧からVnf電圧まで漸進的に減少させる。その結果、Y電極の電圧が減少する間にY電極とX電極との間及びY電極とA電極との間で弱放電が起こりながら、Y電極に形成された（−）壁電荷とX電極及びA電極に形成された（＋）壁電荷が消去される。一般に（Vnf-Ve）電圧の大きさは、Y電極とX電極との間の放電開始電圧近くに設定されるが、その結果、Y電極とX電極との間の壁電圧がほとんど０Vになって、アドレス期間でアドレス放電が起こらないセルが維持期間に誤放電することを防止することができる。

アドレス期間では、点灯される放電セルを選択するためにX電極の電圧をVe電圧に維持した状態で、Y電極とA電極に各々VscL電圧を有する走査パルス及びVa電圧を有するアドレスパルスを印加する。そして選択されていないY電極は、VscL電圧より高いVscH電圧でバイアスし、点灯されないセルのA電極には基準電圧を印加する。その結果、Va電圧が印加されたA電極とVscL電圧が印加されたY電極によって形成される放電セルでアドレス放電が起こる。アドレス期間でこのような動作を行うために、走査電極駆動部４００は、Y電極Y１〜YnのうちのVscLの走査パルスが印加されるY電極を選択し、アドレス電極駆動部３００は、一つのY電極が選択される時、当該Y電極によって形成されたセルを通過するA電極A１〜AmのうちのVa電圧のアドレスパルスが印加されるセルを選択する。

次いで、維持期間ではY電極とX電極に交互にVs電圧の維持放電パルスを印加する。その結果、アドレス期間でアドレス放電によってY電極とX電極との間に形成された壁電圧とVs電圧によってY電極とX電極との間で放電が起こる。その後、Y電極にVs電圧の維持放電パルスを印加する過程と、X電極にVs電圧の維持放電パルスを印加する過程を当該サブフィールドが表示する加重値に対応する回数だけ繰り返す。

例えば、アドレス期間でY電極とA電極との間の対向放電が温度に影響を多く受けるために高温では点灯されないセルで放電が起こって誤放電が発生することがあり、低温では点灯されるセルで放電が弱く起こって低放電が発生することがある。したがって、高温でVnf電圧を下げて壁電荷を多く消去し、低温でVnf電圧を高めて壁電荷を少なく消去すれば、誤放電及び低放電を防止することができる。同様に、高温でVscL電圧を高めて放電電圧を下げ、低温でVscL電圧を下げて放電電圧を高めれば、誤放電及び低放電を防止することができる。したがって、本発明の実施形態による電源供給部６００は、プラズマ表示パネル１００の温度によってVnf電圧またはVscL電圧を変更させて走査電極駆動部４００に出力する。

図３は本発明の実施形態によるプラズマ表示装置の電源供給部の構成を示す図面である。
図３に示すように、本発明の実施形態によるプラズマ表示装置の電源供給部７００は、電圧供給部７１０、電圧出力部７２０、電圧部７３０、フィードバック回路部７４０及びフィードバック制御部７５０を含み、プラズマ表示パネル１００の温度またはプラズマ表示パネル１００の周辺温度によってプラズマ表示パネル１００の駆動に必要な駆動電源の出力電圧を変更させる。

電圧供給部７１０はブリッジダイオードBD、キャパシタC１、トランスフォーマーの１次コイルL１、及びトランジスタQswを含む。図３では、トランジスタQswをNMOSトランジスタで示したが、同一または類似な機能を果たす他のスイッチからなることもできる。ブリッジダイオードBDの出力と接地との間にトランスフォーマーの１次コイルL１とトランジスタQswが直列連結され、トランジスタQswのゲートは、フィードバック制御部７４０と連結される。ブリッジダイオードBDとトランスフォーマーの１次コイルL１にキャパシタC１の一端が連結され、キャパシタC１の他端は接地される。この時、ブリッジダイオードBDによって交流電圧が直流電圧に整流される。このような電圧供給部７１０は、直流電圧VinとトランジスタQswのデューティ比によって決められる電流をトランスフォーマーL１、L２を通じて電圧出力部７２０に伝達する。

電圧出力部７２０は、トランスフォーマーの２次コイルL２、ダイオードD１及びキャパシタC２を含む。トランスフォーマーの２次コイルL２の一端と出力電圧Voutとの間にダイオードD１のアノードが連結され、ダイオードD２のカソードと接地との間にキャパシタC２の一端が連結される。そしてキャパシタC２の他端は、トランスフォーマーの２次側L２他端に連結されて接地される。このような電圧出力部７２０は、電圧供給部７１０から伝達を受けた電流に対応してキャパシタC２に電圧を充電し、充電された電圧を駆動部３００、４００、５００に供給する。

電圧部７３０は、可変抵抗制御部７３２、抵抗R１、R２、R３及び可変抵抗Rvを含む。出力電圧Voutと接地との間に抵抗R１、R２、R３が直列連結され、抵抗R２に可変抵抗Rvが並列に連結されて抵抗R１、R２、R３によってされた電圧がフィードバック回路部７４０に伝達される。この時、可変抵抗制御部７３２によって可変抵抗Rvの抵抗値が変更され、可変抵抗制御部７３２は温度感知部６００から感知されたプラズマ表示パネル１００の温度及びプラズマ表示パネル１００の周辺温度によって可変抵抗Rvの抵抗値を決める。

フィードバック回路部７４０は、トランジスタQ１、フォトダイオードPC１、フォトトランジスターPC２及びキャパシタCfbを含む。図３では、トランジスタQ１をnpn二極式トランジスタで示したが、同一または類似な機能をする他のスイッチからなることもできる。抵抗R１、R２の間の接続点にトランジスタQ１のベースが連結され、抵抗R３にトランジスタQ１のエミッタが連結されて接地される。ダイオードD１とキャパシタC２との間の接続点とトランジスタQ１のコレクターの間にフォトダイオードPC１が連結され、フォトトランジスターPC２がフォトダイオードPC１に対向するように配置されて、フォトダイオードPC１はフォトトランジスターPC２とフォトカプラーを構成する。フィードバック制御部７４０と接地との間にキャパシタCfbが連結され、フィードバック制御部７４０とキャパシタCfbとの間の接続点、つまり、ノードN２と接地との間にフォトトランジスターPC２が連結される。この時、フィードバック回路部７４０は、プラズマ表示パネル１００の温度及びプラズマ表示パネル１００の周辺温度によって変更された抵抗値による出力電圧Voutに対する情報をフィードバック制御部７５０に提供する。

フィードバック制御部７５０は、キャパシタCfbの一端とトランジスタQswのゲートとの間に連結されてノードN１の電圧を感知し、トランジスタQswのゲートドライバーに伝達される信号のデューティ比を決める。この時、トランジスタQswのゲートに供給される電圧に応じて、トランジスタQswのゲート-ソース間電圧差によってトランジスタQswのドレーン-ソースの間に流れる電流量が変わる。

次に、前述したように構成される電源供給部の動作について詳細に説明する。
一般に、トランスフォーマーの１次コイルL１でトランジスタQswがオンオフされる時間によって電圧出力部７２０から出力される電圧Voutが決められる。つまり、フィードバック制御部７４０からゲートドライバーに伝達される信号のデューティ比を決め、決められたデューティ比によってトランジスタQswのドレーン-ソースの間に流れる電流量が決められる。そして決められた電流値に対応する電圧が電圧出力部７２０に伝達される。その後、電圧出力部７２０はトランスフォーマーの１次コイルL２から伝達された電圧に対応する電圧を駆動部３００、４００、５００に出力する。

そして電圧出力部７２０から出力される電圧Voutは、再びフィードバックされ、このフィードバックされた値を利用してフィードバック制御部７４０でトランジスタQswのデューティ比を制御する。この時、本発明の実施形態によれば、フィードバック回路部７３０の可変抵抗制御部７３２で温度感知部６００によって感知された温度によって可変抵抗Rvの抵抗値を変更する。このように可変抵抗Rvの抵抗値が変更されれば、ノードN１の電圧が変更され、トランジスタQ１のベース-エミッタの間の電圧が変更されながらトランジスタQ１のコレクターとエミッタ間に流れる電流量が変わる。そして変更された電圧は、フォトトランジスターPC２によって感知され、キャパシタCfbが放電されながらノードN２の電圧が変更される。

フィードバック制御部７４０は、可変抵抗制御部７３２から可変抵抗Rvの抵抗値変更によってフィードバック電圧が変更されることによって、出力される制御信号のデューティ比を変更するが、その結果トランジスタQswのデューティ比が変更される。つまり、出力部７２０から出力される電圧が変更される。

このように、電源供給部７００は、プラズマ表示パネル１００及びその周辺温度によって可変抵抗Rvの抵抗値を変更することによってプラズマ表示装置の駆動に必要な駆動電源の出力電圧を変更して駆動部に出力する。したがって、プラズマ表示装置は、温度によって変更された駆動電圧の入力を受けて駆動する。

一方、可変抵抗としてデジタルポテンショメーターを使用すれば、可変抵抗制御部７３２ではビット制御信号でデジタルポテンショメーターの各ビットを制御することによって抵抗値を変更することができる。そして可変抵抗制御部７３２は、温度に対応するデジタルポテンショメーターのビット制御値を保存しているので、温度感知部６００から伝達される温度に応答して、ビット制御値に対応するビット制御信号をデジタルポテンショメーターに伝達することができる。また、変更させる電圧が複数（例えば、Vnf電圧とVscL電圧を変更）である場合には、可変抵抗制御部７３２は、各電圧に対して温度に対応するビット制御値を保存していることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は係る例に限定されないことは言うまでもなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も、また本発明の権利範囲に属するものと了解される。

本発明の実施形態によるプラズマ表示装置を示す図である。 本発明の実施形態によるプラズマ表示装置の駆動波形を示す図である。 本発明の実施形態によるプラズマ表示装置の電源供給部の構成を示す図である。

符号の説明

１００…プラズマ表示パネル
２００…制御部
３００…アドレス電極駆動部
４００…走査電極駆動部
５００…維持電極駆動部
６００…温度感知部
７００…電源供給部
７１０…電圧供給部
７２０…電圧出力部
７３０…電圧分配部
７３２…可変抵抗制御部
７４０…フィードバック回路部
７５０…フィードバック制御部
A1〜Am…アドレス電極
X1〜Xn…維持電極
Y1〜Yn…走査電極
BD…ブリッジダイオード
C1、C2、Cfb、Cfd…キャパシタ
D１…ダイオード
L1、L2…トランスフォーマー
N2…ノード
PC1…フォトダイオード
PC2…フォトトランジスタ
R1、R2、R３…抵抗
Rv…可変抵抗
Q1、Qsw…トランジスタ

Claims (5)

1. 並列に交互に配置された複数の第１電極及び複数の第２電極および、それらの電極に交差する複数の第３電極を含み、前記第１電極ないし前記第３電極の交差地点に放電セルが形成されるプラズマ表示パネルと、
   前記プラズマ表示パネルを駆動するアドレス電極駆動部、走査電極駆動部及び維持電極駆動部と、
   前記プラズマ表示パネルの温度を感知する温度感知部と、
   第１電圧を前記走査電極駆動部に出力する電源供給部であって、出力端と基準電圧との間に直列に連結される複数の第１抵抗を有し、前記複数の第１抵抗のうちの少なくとも一つの抵抗の大きさは、前記温度感知部によって感知された温度によって可変され、前記複数の第１抵抗によって分圧されるノード（Ｎ１）の電圧をフィードバックすることにより前記ノード（Ｎ１）の電圧が所定の電圧値となるように前記出力電圧を調節する前記電源供給部とを含み、
   入力される映像信号に応じて一つのフレームを各々リセット期間、アドレス期間及び維持期間を含む複数のサブフィールドに分割して駆動し、
   前記走査電極駆動部は前記アドレス期間で前記複数の第１電極に順次に前記第１電圧を印加し、
   前記温度が高くなるにつれて前記少なくとも一つの抵抗の大きさを減少させ、前記少なくとも一つの抵抗は、前記ノード（Ｎ１）と前記基準電圧との間に配置されている、ことを特徴とするプラズマ表示装置。
2. 前記電源供給部は、前記プラズマ表示パネルの温度を第１温度における前記第１電圧を前記第１温度より低い第２温度における前記第１電圧より高くすることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表示装置。
3. 前記電源供給部は、
   入力電源に電気的に連結される１次側コイルと出力端に電気的に連結される２次側コイルを含むトランスフォーマーと、
   前記トランスフォーマーの１次側コイルに電気的に連結されてデューティ比によって前記出力端に出力される電圧を決める第１スイッチと、
   前記プラズマ表示パネルの温度に応答して前記少なくとも一つの第１抵抗の大きさを決める可変抵抗制御部と、
   前記複数の第１抵抗によって分圧される電圧に応答してフィードバック電圧を決めるフィードバック回路部と、
   前記フィードバック電圧に応答して前記第１スイッチのデューティ比を決めるフィードバック制御部と
   を含むことを特徴とする請求項１または２のうちのいずれか一つに記載のプラズマ表示装置。
4. 前記少なくとも一つの第１抵抗はデジタルポテンショメーターであり、
   前記可変抵抗制御部は、ビット制御信号で前記デジタルポテンショメーターの各ビットを制御し抵抗の大きさを変更することを特徴とする請求項３に記載のプラズマ表示装置。
5. 前記少なくとも一つの第１抵抗は、並列に連結される複数の第２抵抗を含み、前記複数の第２抵抗のうちの少なくとも一つの第２抵抗は、デジタルポテンショメーターであり、
   前記可変抵抗制御部は、ビット制御信号で前記デジタルポテンショメーターの各ビットを制御して抵抗の大きさを変更することを特徴とする請求項３記載のプラズマ表示装置。

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