JP5167260B2 - プラズマディスプレイパネルの駆動装置、駆動方法およびプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

プラズマディスプレイパネルの駆動装置、駆動方法およびプラズマディスプレイ装置 Download PDF

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Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルの駆動装置および駆動方法ならびにそれを用いたプラズマディスプレイ装置に関する。
プラズマディスプレイパネル(以下、「パネル」と略記する)として代表的な交流面放電型パネルは、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を備える。
前面板は、前面ガラス基板、複数の表示電極、誘電体層および保護層により構成される。各表示電極は、一対の走査電極および維持電極からなる。複数の表示電極は、前面ガラス基板上に互いに平行に形成され、それらの表示電極を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。
背面板は、背面ガラス基板、複数のデータ電極、誘電体層、複数の隔壁および蛍光体層により構成される。背面ガラス基板上に複数のデータ電極が平行に形成され、それらを覆うように誘電体層が形成されている。その誘電体層上にデータ電極と平行に複数の隔壁がそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とにR(赤)、G(緑)およびB(青)の蛍光体層が形成されている。
そして、表示電極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。表示電極とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。
このような構成を有するパネルにおいて、各放電セル内でガス放電により紫外線が発生し、その紫外線でR、GおよびBの蛍光体が励起されて発光する。それにより、カラー表示が行われる。
パネルを駆動する方法としてはサブフィールド法が用いられている。サブフィールド法では、1フィールド期間が複数のサブフィールドに分割され、それぞれのサブフィールドで各放電セルを発光または非発光させることにより階調表示が行われる。各サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。
初期化期間においては、各放電セルで初期化放電が行われ、続く書込み動作のために必要な壁電荷が形成される。加えて、初期化期間は、放電遅れを小さくし書込み放電を安定して発生させるためのプライミングを発生させるという働きを有する。ここで、プライミングとは、放電のための起爆剤となる励起粒子をいう。
書込み期間では、走査電極に順次走査パルスを印加するとともに、データ電極には表示すべき画像信号に対応した書込みパルスを印加する。それにより、走査電極とデータ電極との間で選択的に書込み放電が発生し、選択的な壁電荷形成が行われる。
続く維持期間では、表示させるべき輝度に応じた所定の回数の維持パルスを走査電極と維持電極との間に印加する。それにより、書込み放電による壁電荷形成が行われた放電セルで選択的に放電が起こり、その放電セルが発光する。以下、基準となる表示輝度に対する各サブフィールドの表示輝度の比率を「輝度重み」と呼ぶ。
複数の走査電極は走査電極駆動回路により駆動され、複数の維持電極は維持電極駆動回路により駆動され、複数のデータ電極はデータ電極駆動回路により駆動される。
走査電極駆動回路は、複数の走査電極にそれぞれ接続される複数の走査IC(集積回路)を含む。また、走査電極駆動回路は、低い電位が与えられる第1のノードと、高い電位が与えられる第2のノードとを有する。各走査ICは、走査電極と第1のノードとの間に接続される第1のスイッチと、走査電極と第2のノードとの間に接続される第2のスイッチとを含む。第1のノードと第2のノードとの間には、一定電圧を保持するコンデンサが接続される。それにより、第2のノードの電位は第1のノードの電位よりも一定電圧分高くなる。
第1のノードの電位が電圧印加回路により制御されるとともに、各走査ICの第1および第2のスイッチの一方が選択的にオンされる。それにより、初期化期間、書込み期間および維持期間において各走査電極にそれぞれ所定の波形を有する駆動電圧が印加される(例えば、特許文献1および2参照)。
特開2004−287003号公報 特開2005−266776号公報 特開2004−317609号公報
上記のように、走査電極駆動回路では、第2のノードの電位は第1のノードの電位よりも一定電圧分高くなる。走査ICの第1のスイッチがオンした状態が第2のスイッチがオンする状態に切り替わると、走査電極の電位が急激に上昇する。この場合に、第2のノードから走査ICに流れ込む電流を制限するために、第2のノードと走査ICの第2のスイッチとの間に保護抵抗が設けられる。これにより、走査ICに大電流が流れ込むことが防止される。
しかしながら、走査ICの一時的な異常動作により本来第2のスイッチがオフすべき期間で第2のスイッチがオン状態に固定される可能性がある。その場合、走査電極に予定外の高い電圧が印加される。
例えば、正常動作の維持期間においては、複数の走査ICの第1のスイッチはオン状態に固定され、第2のスイッチはオフ状態に固定される。この状態で、第1のノードにパルス電圧が繰り返し与えられる。それにより、走査電極に維持パルスが印加される。
この維持期間において走査ICの一時的な異常動作により第1のスイッチがオフ状態に固定され、第2のスイッチがオン状態に固定された場合、走査電極に予定外の高い電圧が繰り返し印加される。その結果、保護抵抗に繰り返し大きな電流が流れ、保護抵抗が発熱したり、半田が溶融する可能性がある。
また、走査電極駆動回路が複数の回路基板に分割して実装され、それらの回路基板がコネクタを介して接続される場合がある(例えば、特許文献3参照)。この場合、複数の回路基板間において、走査ICを制御するための制御信号がコネクタを経由して伝送される。
このようなプラズマディスプレイ装置では、製造時またはメンテナンス時の作業ミス等により、コネクタの接続不良が発生することがある。その場合、走査ICに制御信号が適切に伝送されず、走査ICの異常動作が発生する。その状態で通電すると、走査電極駆動回路が破損するおそれがある。
また、ごみによる端子間の短絡、または断線等により、走査ICに制御信号が適切に伝送されないことがある。その場合にも、走査電極駆動回路が破損するおそれがある。
本発明の目的は、スイッチ回路の異常動作による走査電極駆動回路の破損を防止することが可能なプラズマディスプレイパネルの駆動装置および駆動方法ならびにそれを用いたプラズマディスプレイ装置を提供することである。
(1)本発明の一局面に従うプラズマディスプレイパネルの駆動装置は、複数の走査電極および複数の維持電極と複数のデータ電極との交差部に複数の放電セルを有するプラズマディスプレイパネルを1フィールドが複数のサブフィールドを含むサブフィールド法で駆動する駆動装置であって、複数の走査電極に対応して設けられ、複数の走査電極を第1のノードに接続する第1の状態および複数の走査電極を第2のノードに接続する第2の状態に制御される複数のスイッチ回路と、サブフィールドの維持期間に維持パルスの発生のために第1のノードの電位を変化させる電圧印加回路と、第2のノードと第3のノードとの間に設けられる保護抵抗と、第1のノードと第3のノードとの間を走査パルスの発生のための第1の電圧に保持する電圧保持回路と、サブフィールドの書込み期間に電圧保持回路により保持される第1の電圧に基づく走査パルスが複数の走査電極に順次印加されるように複数のスイッチ回路を制御し、サブフィールドの維持期間に複数の走査電極に維持パルスが印加されるように複数のスイッチ回路を第1の状態に制御する制御回路と、制御回路における信号の状態に基づいて、複数のスイッチ回路の少なくとも一部が第2の状態に所定時間以上保持される異常動作を検出するとともに、電圧保持回路により保持される電圧が許容値を超える電圧異常を検出する検出回路と備え、検出回路は、異常動作または電圧異常が検出された場合に、電圧印加回路の動作を停止するための信号を出力するものである。
この駆動装置においては、電圧保持回路により第1のノードと第3のノードとの間が第1の電圧に保持される。それにより、第3のノードおよび第2のノードの電位は第1のノードの電位よりも第1の電圧分高い。この状態で、電圧印加回路によりサブフィールドの維持期間に維持パルスの発生のために第1のノードの電位が変化される。また、サブフィールドの書込み期間に電圧保持回路により保持される第1の電圧に基づく走査パルスが複数の走査電極に順次印加されるように複数のスイッチ回路が制御回路により制御され、サブフィールドの維持期間に複数の走査電極に維持パルスが印加されるように複数のスイッチ回路が第1の状態に制御される。
正常動作時には、所定時間内に少なくとも1回は複数のスイッチ回路が第1の状態および第2の状態のいずれにも制御される。それに対して、異常動作時には、複数のスイッチ回路の少なくとも一部が第1および第2の状態のいずれかに所定時間以上固定される。
制御回路における信号の状態に基づいて、複数のスイッチ回路の少なくとも一部が所定時間以上第2の状態に保持される異常動作が検出回路により検出されるとともに、電圧保持回路により保持される電圧が許容値を超える電圧異常が検出回路により検出される。異常動作または電圧異常が検出された場合に、検出回路により電圧印加回路の動作を停止するための信号が出力される。
それにより、異常動作または電圧異常が発生したときに迅速に電圧印加回路を停止することができる。その結果、異常動作が発生した状態で保護抵抗に長時間にわたって電流が流れ続けることを防止することができ、部品の破損を防止することができる。また、部品点数および組み立て工数が低減される。その結果、駆動装置の低コスト化が可能となる。
数のスイッチ回路は複数の回路基板に分割して実装され、検出回路は、複数の回路基板の各々に設けられ、各回路基板に実装されるスイッチ回路の異常動作をそれぞれ検出する複数の異常検出部を含んでもよい。
この場合、複数の回路基板の各々に異常検出部が設けられるので、複数の回路基板のいずれにおいてスイッチ回路の異常動作が発生しても、その異常動作を確実に検出することができる。
定時間は、1フィールド期間であってもよい。正常動作時には、1フィールド期間内に少なくとも1回は複数のスイッチ回路が第1の状態に制御される。したがって、複数のスイッチ回路の少なくとも一部が1フィールド期間以上第2の状態に保持されることを検出することにより、異常動作の検出が可能となる。
動装置は、第1の制御信号を発生する信号発生回路をさらに備え、制御回路は、信号発生回路により発生される第1の制御信号に応答して複数のスイッチ回路を制御し、検出回路は、信号の状態として第1の制御信号の状態に基づいて異常動作を検出してもよい。
複数のスイッチ回路の少なくとも一部の異常動作時には、信号発生回路により発生される第1の制御信号に異常が発生している。そのため、第1の制御信号の状態に基づいて、スイッチ回路の異常動作を検出することができる。
御回路は、第1の制御信号が第1の論理にある場合に複数のスイッチ回路を第1の状態に制御し、第1の制御信号が第2の論理にある場合に複数のスイッチ回路を第2の状態に制御し、検出回路は、所定時間以上第1の制御信号が第2の論理を継続する場合に異常動作の発生を示す異常検出信号を出力してもよい。
この場合、所定時間以上第1の制御信号が第2の論理を継続する場合に、複数のスイッチ回路が所定時間以上第2の状態に保持される。その場合に、異常動作の発生を示す異常検出信号を出力することができる。その検出信号を用いて駆動装置の電源回路を一時的に停止することができる。それにより、異常動作が発生しても、電源を再投入することで回復させることができる。
出回路は、第1の容量素子と、第1の制御信号が第2の論理にあるときに第1の容量素子を一定の時定数で充電する第1の充電回路と、第1の制御信号が第2の論理にないときに第1の容量素子を放電させる第1の放電回路と、第1の容量素子の充電電圧が所定値より大きいときに異常検出信号を出力する第1の信号出力回路とを含んでもよい。
この場合、第1の制御信号が第2の論理で維持されると、第1の充電回路によって第1の容量素子が一定の時定数で充電され、第1の容量素子の充電電圧が徐々に上昇する。そこで、第1の制御信号が上記所定時間以上第2の論理で維持された場合に第1の容量素子の充電電圧が所定値より大きくなるように時定数を設定する。それにより、複数のスイッチ回路の少なくとも一部が所定時間以上第2の状態に保持された場合に、異常動作の発生を示す異常検出信号を出力することができる。
御回路は、複数のスイッチ回路を制御するための第2の制御信号を発生し、検出回路は、信号の状態として第2の制御信号の状態に基づいて異常動作を検出してもよい。
複数のスイッチ回路の少なくとも一部の異常動作時には、制御回路により発生される第2の制御信号に異常が発生している。そのため、第2の制御信号の状態に基づいて、スイッチ回路の異常動作を検出することができる。
数のスイッチ回路の各々は、対応する走査電極と第1のノードとの間に接続される第1のスイッチング素子と、対応する走査電極と第2のノードとの間に接続される第2のスイッチング素子とを含み、制御回路は、複数の第1のスイッチング素子のオンオフを制御するための第1のスイッチング信号および複数の第2のスイッチング素子のオンオフを制御するための第2のスイッチング信号を第2の制御信号として発生し、検出回路は、第1のスイッチング信号に基づいて、所定時間内に第1のスイッチング素子がオンしない場合にスイッチ回路の異常動作の発生を示す異常検出信号を出力してもよい。
この場合、所定時間以上第1のスイッチング素子がオフで固定されるとともに第2のスイッチング素子がオンで固定される場合に、スイッチ回路が所定時間以上第2の状態に保持される。その場合に、異常動作の発生を示す異常検出信号を出力することができる。その検出信号を用いて駆動装置の電源回路を一時的に停止することができる。それにより、異常動作が発生しても、電源を再投入することで回復させることができる。
出回路は、第2の容量素子と、第1のスイッチング素子がオフする場合に第2の容量素子を一定の時定数で充電する第2の充電回路と、第1のスイッチング素子がオンする場合に第2の容量素子を放電させる第2の放電回路と、第2の容量素子の充電電圧が所定値より大きいときに異常検出信号を出力する第2の信号出力回路とを含んでもよい。
この場合、第1のスイッチング信号により第1のスイッチング素子がオフで維持されると、第2の充電回路によって第2の容量素子が一定の時定数で充電され、第2の容量素子の充電電圧が徐々に上昇する。そこで、第1のスイッチング素子が上記所定時間以上オフで維持された場合に第2の容量素子の充電電圧が所定値より大きくなるように時定数を設定する。それにより、複数のスイッチ回路の少なくとも一部が所定時間以上第1の状態に保持された場合に、異常動作の発生を示す異常検出信号を出力することができる。
)本発明のさらに他の局面に従うプラズマディスプレイ装置は、複数の走査電極および複数の維持電極と複数のデータ電極との交差部に複数の放電セルを有する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の複数の走査電極を駆動する駆動装置とを備え、駆動装置は、複数の走査電極に対応して設けられ、複数の走査電極を第1のノードに接続する第1の状態および複数の走査電極を第2のノードに接続する第2の状態に制御される複数のスイッチ回路と、サブフィールドの維持期間に維持パルスの発生のために第1のノードの電位を変化させる電圧印加回路と、第2のノードと第3のノードとの間に設けられる保護抵抗と、第1のノードと第3のノードとの間を走査パルスの発生のための第1の電圧に保持する電圧保持回路と、サブフィールドの書込み期間に前記電圧保持回路により保持される第1の電圧に基づく走査パルスが複数の走査電極に順次印加されるように複数のスイッチ回路を制御し、サブフィールドの維持期間に複数の走査電極に維持パルスが印加されるように複数のスイッチ回路を第1の状態に制御する制御回路と、制御回路における信号の状態に基づいて、複数のスイッチ回路の少なくとも一部が第2の状態に所定時間以上保持される異常動作を検出するとともに、電圧保持回路により保持される電圧が許容値を超える電圧異常を検出する検出回路と備え、検出回路は、異常動作または電圧異常が検出された場合に、電圧印加回路の動作を停止するための信号を出力するものである。
このプラズマディスプレイ装置においては、駆動装置によりプラズマディスプレイパネルの複数の走査電極が駆動される。
この駆動装置においては、電圧保持回路により第1のノードと第3のノードとの間が第1の電圧に保持される。それにより、第3のノードおよび第2のノードの電位は第1のノードの電位よりも第1の電圧分高い。この状態で、電圧印加回路によりサブフィールドの維持期間に維持パルスの発生のために第1のノードの電位が変化される。また、サブフィールドの書込み期間に電圧保持回路により保持される第1の電圧に基づく走査パルスが複数の走査電極に順次印加されるように複数のスイッチ回路が制御回路により制御され、サブフィールドの維持期間に複数の走査電極に維持パルスが印加されるように複数のスイッチ回路が第1の状態に制御される。
正常動作時には、所定時間内に少なくとも1回は複数のスイッチ回路が第1の状態および第2の状態のいずれにも制御される。それに対して、異常動作時には、複数のスイッチ回路の少なくとも一部が第1および第2の状態のいずれかに所定時間以上固定される。
制御回路における信号の状態に基づいて、複数のスイッチ回路の少なくとも一部が所定時間以上第2の状態に保持される異常動作が検出回路により検出されるとともに、電圧保持回路により保持される電圧が許容値を超える電圧異常が検出回路により検出される。異常動作または電圧異常が検出された場合に、検出回路により電圧印加回路の動作を停止するための信号が出力される。
それにより、異常動作または電圧異常が発生したときに迅速に電圧印加回路を停止することができる。その結果、異常動作が発生した状態で保護抵抗に長時間にわたって電流が流れ続けることを防止することができ、部品の破損を防止することができる。また、部品点数および組み立て工数が低減される。その結果、駆動装置の低コスト化が可能となる。
本発明によれば、異常動作および電圧異常が発生したときに迅速に駆動装置を停止することができる。その結果、異常動作が発生した状態で電流が流れ続けることを防止することができ、部品の破損を防止することができる。
図1は本発明の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置におけるプラズマディスプレイパネルの一部を示す分解斜視図 図2は本発明の実施の形態におけるパネルの電極配列図 図3は本発明の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 図4は図3のプラズマディスプレイ装置のサブフィールド構成における駆動電圧波形図 図5は走査電極駆動回路の構成を示す回路図 図6は図4の第2サブフィールドの初期化期間および書込み期間における詳細なタイミング図 図7は図4の第2サブフィールドの維持期間における詳細なタイミング図 図8は異常パルスの発生のメカニズムを説明するための模式図 図9は異常パルスの一例を示す波形図 図10(a)は正常動作時および異常動作時における保護抵抗の両端の電圧を示す波形図、図10(b)は正常動作時および異常動作時における走査電極の電圧を示す波形図 図11は走査ICの詳細を示す図 図12は制御信号の論理とトランジスタの制御状態との対応関係を図 図13は検出回路の構成を示す回路図 図14は検出回路の他の構成を示す回路図 図15は検出回路のさらに他の構成を示す回路図 図16は異常検出信号が共用された検出回路および電圧異常検出回路の構成を示すブロック図 図17は電圧異常検出回路の構成を示す回路図 図18は第2の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 図19は本発明の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路の構成を示す回路図 図20は本発明の実施の形態における走査ICの詳細を示す回路ブロック図 図21は制御信号とスイッチング素子の制御状態との関係を示す図 図22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構造を示す分解斜視図 図23は第1回路基板および第2回路基板の構成を示す模式的平面図 図24は制御信号監視回路の動作を説明するための図 図25は制御信号監視回路の動作を説明するための図 図26は電圧異常検出回路の構成を示す回路図
以下、本発明の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置について、図面を用いて詳細に説明する。
(1)第1の実施の形態
(1−1)パネルの構成
図1は本発明の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置におけるプラズマディスプレイパネルの一部を示す分解斜視図である。
プラズマディスプレイパネル(以下、パネルと略記する)10は、互いに対向配置されたガラス製の前面基板21および背面基板31を備える。前面基板21および背面基板31の間に放電空間が形成される。前面基板21上には複数対の走査電極22および維持電極23が互いに平行に形成されている。各対の走査電極22および維持電極23が表示電極を構成する。走査電極22および維持電極23を覆うように誘電体層24が形成され、誘電体層24上には保護層25が形成されている。
背面基板31上には絶縁体層33で覆われた複数のデータ電極32が設けられ、絶縁体層33上に井桁状の隔壁34が設けられている。また、絶縁体層33の表面および隔壁34の側面に蛍光体層35が設けられている。そして、複数対の走査電極22および維持電極23と複数のデータ電極32とが垂直に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、前面基板21と背面基板31との間に放電空間が形成されている。放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンとの混合ガスが封入されている。なお、パネルの構造は上述したものに限られず、例えばストライプ状の隔壁を備えた構造を用いてもよい。
図2は本発明の実施の形態におけるパネルの電極配列図である。行方向に沿ってn本の走査電極SC1〜SCn(図1の走査電極22)およびn本の維持電極SU1〜SUn(図1の維持電極23)が配列され、列方向に沿ってm本のデータ電極D1〜Dm(図1のデータ電極32)が配列されている。nおよびmはそれぞれ2以上の自然数である。そして、1対の走査電極SCi(i=1〜n)および維持電極SUi(i=1〜n)と1つのデータ電極Dj(j=1〜m)とが交差した部分に放電セルDCが形成されている。それにより、放電空間内にm×n個の放電セルが形成されている。
(1−2)プラズマディスプレイ装置の構成
図3は本発明の実施の形態に係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10、画像信号処理回路51、データ電極駆動回路52、走査電極駆動回路53、維持電極駆動回路54、タイミング発生回路55および電源回路(図示せず)を備える。
画像信号処理回路51は、画像信号sigをパネル10の画素数に応じた画像データに変換し、各画素の画像データを複数のサブフィールドに対応する複数のビットに分割し、それらをデータ電極駆動回路52に出力する。
データ電極駆動回路52は、サブフィールド毎の画像データを各データ電極D1〜Dmに対応する信号に変換し、その信号に基づいて各データ電極D1〜Dmを駆動する。
タイミング発生回路55は、水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vに基づいてタイミング信号を発生し、それらのタイミング信号をそれぞれの駆動回路ブロック(画像信号処理回路51、データ電極駆動回路52、走査電極駆動回路53および維持電極駆動回路54)へ供給する。
走査電極駆動回路53は、タイミング信号に基づいて走査電極SC1〜SCnに駆動波形を供給し、維持電極駆動回路54はタイミング信号に基づいて維持電極SU1〜SUnに駆動波形を供給する。
(1−3)サブフィールド構成
次に、サブフィールド構成について説明する。サブフィールド法では、1フィールドが時間軸上で複数のサブフィールドに分割され、複数のサブフィールドに輝度重みがそれぞれ設定されている。
例えば、1フィールドが時間軸上で10個のサブフィールド(以下、第1SF、第2SF、・・・、および第10SFと呼ぶ)に分割され、それらのサブフィールドがそれぞれ0.5、1、2、3、6、9、15、22、30および40の輝度重みを有する。
図4は図3のプラズマディスプレイ装置のサブフィールド構成における駆動電圧波形図である。
図4の上段には、維持電極SU1〜SUn、1本の走査電極SC1およびデータ電極D1〜Dmの駆動波形が示される。また、1フィールドの第1SFの消去期間から第3SFの初期化期間までが示される。ここでは、主として第2SFについて説明する。
第2SFの初期化期間の前半部では、データ電極D1〜Dmおよび維持電極SUl〜SUnを0V(接地電位)に保持し、走査電極SC1〜SCnにランプ電圧を印加する。このランプ電圧は、放電開始電圧以下の正の電位Vscnから放電開始電圧を超える正の電位(Vscn+Vset)に向かって緩やかに上昇する。すると、全ての放電セルにおいて1回目の微弱な初期化放電が起こり、走査電極SC1〜SCn上に負の壁電荷が蓄えられるとともに維持電極SU1〜SUn上およびデータ電極D1〜Dm上に正の壁電荷が蓄えられる。ここで、電極を覆う誘電体層または蛍光体層上等に蓄積した壁電荷により生じる電圧を電極上の壁電圧という。
続く初期化期間の後半部では、維持電極SU1〜SUnを正の電位Ve1に保ち、走査電極SC1〜SCnに正の電位(Vscn+Vset)から負の電位(−Vad)に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、全ての放電セルにおいて2回目の微弱な初期化放電が起こり、走査電極SC1〜SCn上の壁電圧および維持電極SU1〜SUn上の壁電圧が弱められ、データ電極D1〜Dm上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。
以上のように、第2SFの初期化期間では、全ての放電セルで初期化放電を発生させる全セル初期化動作が行われる。
第2SFの書込み期間では、維持電極SU1〜SUnに電位Ve2を印加し、走査電極SC1〜SCnを一旦電位(Vscn−Vad)に保持する。次に、1行目の走査電極SC1に負の走査パルスPa(=−Vad)を印加するとともに、データ電極D1〜Dmのうち1行目において発光すべき放電セルのデータ電極Dk(kは1〜mのいずれか)に正の書込みパルスPdを印加する。すると、データ電極Dkと走査電極SC1との交差部の電圧は、外部印加電圧(Pd−Pa)にデータ電極Dk上の壁電圧および走査電極SC1上の壁電圧が加算された値となり、放電開始電圧を超える。それにより、データ電極Dkと走査電極SC1との間および維持電極SU1と走査電極SC1との間で書込み放電が発生する。その結果、その放電セルの走査電極SC1上に正の壁電荷が蓄積され、維持電極SU1上に負の壁電荷が蓄積され、データ電極Dk上にも負の壁電荷が蓄積される。
このようにして、1行目において発光すべき放電セルで書込み放電が発生して各電極上に壁電荷を蓄積させる書込み動作が行われる。一方、書込みパルスPdが印加されなかったデータ電極Dh(h≠k)と走査電極SC1との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作を1行目の放電セルからn行目の放電セルに至るまで順次行い、書込み期間が終了する。
続く維持期間では、維持電極SU1〜SUnを0Vに戻し、走査電極SC1〜SCnに維持期間の最初の維持パルスPs(=Vsus)を印加する。このとき、書込み期間で書込み放電が発生した放電セルにおいては、走査電極SCiと維持電極SUiとの間の電圧は、維持パルスPs(=Vsus)に走査電極SCi上の壁電圧および維持電極SUi上の壁電圧が加算された値となり、放電開始電圧を超える。それにより、走査電極SCiと維持電極SUiとの間で維持放電が起こり、放電セルが発光する。その結果、走査電極SCi上に負の壁電荷が蓄積され、維持電極SUi上に正の壁電荷が蓄積され、データ電極Dk上に正の壁電荷が蓄積される。
書込み期間で書込み放電が発生しなかった放電セルでは維持放電は起こらず、初期化期間の終了時における壁電荷の状態が保持される。続いて、走査電極SC1〜SCnを0Vに戻し、維持電極SU1〜SUnに維持パルスPsを印加する。すると、維持放電が起こった放電セルでは、維持電極SUiと走査電極SCiとの間の電圧が放電開始電圧を超えるので、再び維持電極SUiと走査電極SCiとの間で維持放電が起こり、維持電極SUi上に負の壁電荷が蓄積され、走査電極SCi上に正の壁電荷が蓄積される。
以降同様に、走査電極SC1〜SCnと維持電極SU1〜SUnとに予め定められた数の維持パルスPsを交互に印加することにより、書込み期間において書込み放電が発生した放電セルでは維持放電が継続して行われる。このようにして維持期間における維持動作が終了する。
第3SFの初期化期間では、維持電極SU1〜SUnを電位Ve1に保持し、データ電極D1〜Dmを0Vに保持し、走査電極SC1〜SCnに正の電位Vsusから負の電位(−Vad)に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、前のサブフィールドの維持期間で維持放電が起こった放電セルでは微弱な初期化放電が発生する。それにより、走査電極SCi上の壁電圧および維持電極SUi上の壁電圧が弱められ、データ電極Dk上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。
一方、前のサブフィールドで書込み放電および維持放電が起こらなかった放電セルにおいては、放電が発生することはなく、前のサブフィールドの初期化期間の終了時における壁電荷の状態がそのまま保たれる。
このように、第3SFの初期化期間では、直前のサブフィールドで維持放電が起こった放電セルで選択的に初期化放電を発生させる選択初期化動作を行う。
(1−4)走査電極駆動回路53の構成
図5は走査電極駆動回路53の構成を示す回路図である。
走査電極駆動回路53は、走査IC(集積回路)100、直流電源200、保護抵抗R1、回収回路400、ダイオードD10、nチャネル電界効果トランジスタ(以下、トランジスタと略記する)Q3〜Q5,Q7およびNPNバイポーラトランジスタ(以下、トランジスタと略記する)Q6,Q8を含む。図5には、走査電極駆動回路53において1本の走査電極SC1に接続される1つの走査IC100が示される。他の走査電極SC2〜SCnにも同様の走査IC100がそれぞれ接続される。複数の走査電極SC1〜SCnは、共通のノードN1と共通のノードN2との間に接続される。
走査IC100は、pチャネル電界効果トランジスタ(以下、トランジスタと略記する)Q1およびnチャネル電界効果トランジスタ(以下、トランジスタと略記する)Q2を含む。回収回路400は、nチャネル電界効果トランジスタ(以下、トランジスタと略記する)QA,QB、回収コイルLA,LB、回収コンデンサCRおよびダイオードDA,DBを含む。
走査IC100はノードN1とノードN2との間に接続される。走査IC100のトランジスタQ1はノードN2と走査電極SC1との間に接続され、トランジスタQ2は走査電極SC1とノードN1との間に接続される。トランジスタQ1のゲートには制御信号SHが与えられ、トランジスタQ2のゲートには制御信号SLが与えられる。走査IC100の詳細については後述する。
保護抵抗R1は、ノードN2とノードN3との間に接続される。電圧Vscnを受ける電源端子V10は、ダイオードD10を介してノードN3に接続される。直流電源200は、ノードN1とノードN3との間に接続される。この直流電源200は、電解コンデンサからなり、電圧Vscnを保持するフローティング電源として働く。以下、ノードN1の電位をVFGNDとし、ノードN3の電位をVscnFとする。ノードN3の電位VscnFは、ノードN1の電位VFGNDに電圧Vscnを加算した値を有する。すなわち、VscnF=VFGND+Vscnとなる。
トランジスタQ3は、電圧Vsetを受ける電源端子V11とノードN4との間に接続され、ゲートには制御信号CPHが与えられる。トランジスタQ4は、ノードN1とノードN4との間に接続され、ゲートには制御信号CEIが与えられる。トランジスタQ5は、ノードN1と負の電圧(−Vad)を受ける電源端子V12との間に接続され、ゲートには制御信号CELが与えられる。制御信号CEIは制御信号CELの反転信号である。
トランジスタQ6,Q7は、電圧Vsusを受ける電源端子V13とノードN4との間に接続される。トランジスタQ6のベースには制御信号CMHが与えられ、トランジスタQ7のゲートには制御信号CPH2が与えられる。トランジスタQ8は、ノードN4と接地端子との間に接続され、ベースには制御信号CMLが与えられる。
ノードN4とノードN5との間には、回収コイルLA、ダイオードDAおよびトランジスタQAが直列に接続されるとともに、回収コイルLB、ダイオードDBおよびトランジスタQBが直列に接続される。回収コンデンサCRはノードN5と接地端子との間に接続される。
(1−5)走査電極駆動回路53の動作
図6は図4の第2サブフィールドの初期化期間および書込み期間における詳細なタイミング図である。
図6の最上段には、一点鎖線でノードN1の電位VFGNDの変化が示され、点線でノードN3の電位VscnFの変化が示され、実線で走査電極SC1の電位の変化が示される。なお、図6には、回収回路400に与えられる制御信号SA,SBは図示されていない。
初期化期間の開始時点t0では、制御信号CMH,CPH,CELがローレベルにあり、制御信号SH,SL,CML,CPH2,CEIがハイレベルにある。それにより、トランジスタQ1,Q6,Q3,Q5がオフし、トランジスタQ2,Q8,Q7,Q4がオンしている。したがって、ノードN1は接地電位(0V)となっており、ノードN3の電位VscnFはVscnとなっている。また、トランジスタQ2がオンしているので、走査電極SC1の電位は接地電位となっている。
時点t1で、制御信号CML,CPH2がローレベルになり、トランジスタQ8,Q7がオフする。また、制御信号SH,SLがローレベルとなる。それにより、トランジスタQ1がオンし、トランジスタQ2がオフする。したがって、走査電極SC1の電位がVscnに立ち上がる。
時点t2で、制御信号CPHがハイレベルになり、トランジスタQ3がオンする。それにより、ノードN1の電位VFGNDが接地電位からVsetまで緩やかに上昇する。また、ノードN3の電位VscnFおよび走査電極SC1の電位がVscnから(Vscn+Vset)まで上昇する。
時点t3で、制御信号CPHがローレベルになり、トランジスタQ3がオフする。それにより、ノードN1の電位VFGNDがVsetで維持される。また、ノードN3の電位VscnFおよび走査電極SC1の電位が(Vscn+Vset)で維持される。
時点t4で、制御信号CMH,CPH2がハイレベルになり、トランジスタQ6,Q7がオンする。それにより、ノードN1の電位VFGNDがVsusまで低下する。また、ノードN3の電位VscnFおよび走査電極SC1の電位が(Vscn+Vsus)まで低下する。
時点t5で、制御信号SH,SLがハイレベルとなる。それにより、トランジスタQ1がオフし、トランジスタQ2がオンする。したがって、走査電極SC1の電位がVsusまで低下する。
時点t6で、制御信号CMH,CEIがローレベルになり、トランジスタQ6,Q4がオフする。また、制御信号CELがハイレベルになり、トランジスタQ5がオンする。それにより、ノードN1の電位VFGNDおよび走査電極SC1の電位が(−Vad)に向かって緩やかに低下する。また、ノードN3の電位VscnFが(−Vad+Vscn)に向かって緩やかに低下する。
時点t7で、制御信号SH,SLがローレベルとなる。それにより、トランジスタQ1がオンし、トランジスタQ2がオフする。したがって、走査電極SC1の電位が(−Vad+Vset2)から(−Vad+Vscn)まで上昇する。ここで、Vset2<Vscnである。
書込み期間の時点t8で、制御信号CMLがハイレベルになり、トランジスタQ8がオンする。それにより、ノードN4が接地電位となる。このとき、トランジスタQ4がオフしているので、ノードN1および走査電極SC1の電位は(−Vad+Vscn)で維持される。
時点t9で、制御信号SH,SLがハイレベルになる。それにより、トランジスタQ1がオフし、トランジスタQ2がオンする。したがって、走査電極SC1の電位が(−Vad+Vscn)から−Vadまで低下する。
時点t9aで、制御信号SH,SLがローレベルになる。それにより、トランジスタQ1がオンし、トランジスタQ2がオフする。したがって、走査電極SC1の電位が−Vadから(−Vad+Vscn)まで上昇する。その結果、走査電極SC1に走査パルスが発生する。
このように、走査電極SC1の電位は、走査IC100のトランジスタQ1,Q2のオンおよびオフによりノードN1の電位VFGNDおよびノードN3の電位VscnFに切り替わる。
図7は図4の第2サブフィールドの維持期間における詳細なタイミング図である。
図7の最上段には、一点鎖線でノードN1の電位VFGNDの変化が示され、点線でノードN3の電位VscnFの変化が示され、実線で走査電極SC1の電位の変化が示される。なお、図7には、回収回路400に与えられる制御信号SA,SBは図示されていない。
維持期間の開始時点t10で、制御信号CMH,CPH,CELがローレベルにあり、制御信号SH,SL,CML,CPH2,CEIがハイレベルにある。それにより、トランジスタQ1,Q6,Q3,Q5がオフし、トランジスタQ2,Q8,Q7,Q4がオンしている。したがって、ノードN1は接地電位となっており、ノードN3の電位VscnFはVscnとなっている。また、トランジスタQ2がオンしているので、走査電極SC1の電位は接地電位となっている。
時点t11で、制御信号CMLがローレベルになり、トランジスタQ8がオフする。このとき、制御信号SA(図5参照)がハイレベルとなり、トランジスタQAがオンする。それにより、回収コンデンサCRからノードN1および走査電極SC1に電流が供給され、ノードN1の電位VFGNDおよび走査電極SC1の電位が上昇する。
時点t12で、制御信号CMHがハイレベルとなり、トランジスタQ6がオンする。このとき、制御信号SA(図5参照)がローレベルとなり、トランジスタQAはオフする。それにより、ノードN1の電位VFGNDおよび走査電極SC1の電位がVsusとなる。また、ノードN3の電位VscnFが(Vscn+Vsus)となる。
時点t13で、制御信号CMHがローレベルとなり、トランジスタQ6がオフする。このとき、制御信号SB(図5参照)がハイレベルとなり、トランジスタQBがオンする。それにより、ノードN1および走査電極SC1から回収コンデンサCRに電流が供給され、ノードN1の電位VFGNDおよび走査電極SC1の電位が低下する。
時点t14で、制御信号CMLがハイレベルとなり、トランジスタQ8がオンする。このとき、制御信号SB(図5参照)がローレベルとなり、トランジスタQBはオフする。それにより、ノードN1の電位VFGNDおよび走査電極SC1の電位が接地電位となる。また、ノードN3の電位VscnFがVscnまで低下する。
このように、ノードN1の電位VFGNDおよび走査電極SC1の電位は接地電位とVsusとに交互に変化する。また、ノードN3の電位VscnFはVscnと(Vscn+Vsus)とに交互に変化する。
なお、図4の下段には、第1SFの消去期間から第3SFの初期化期間までの制御信号CMH,CML,CPH,CPH2,CELの波形および走査IC100の状態が示されている。“ALL−L”は全ての走査IC100のトランジスタQ1がオフし、トランジスタQ2がオンする状態を示し、“ALL−H”は全ての走査IC100のトランジスタQ1がオンし、トランジスタQ2がオフする状態を示す。“データ”は、書込みパルスPdに同期して選択的に1つの走査IC100のトランジスタQ1がオンし、トランジスタQ2がオフする状態を示す。
(1−6)異常パルス
次に、図7に示した維持期間に発生する異常パルスについて説明する。図8は異常パルスの発生のメカニズムを説明するための模式図である。図8には、走査電極駆動回路53、パネル容量CPおよび維持電極駆動回路54の一部が簡略化されて示されている。
図7に示したように、正常動作の維持期間では、全ての走査IC100においてトランジスタQ1がオフし、トランジスタQ2がオンする。しかしながら、異常動作時には、パネル10に表示される画像のパターンに関わらず全ての走査IC100においてトランジスタQ1がオンし、トランジスタQ2がオフする。それにより、異常時には維持期間において走査電極SC1〜SCnと維持電極SU1〜SUnとの間の放電電流が保護抵抗R1に流れる。
図8(a)に示されるように、走査電極駆動回路53のトランジスタQ6がオフし、トランジスタQ8がオンするときには、維持電極駆動回路54のトランジスタQ31がオンし、トランジスタQ32がオフする。異常動作により走査IC100のトランジスタQ1がオンし、トランジスタQ2がオフしている場合、走査電極SC1の電位はVscnとなる。電位Vscnは例えば約140Vである。また、維持電極SU1の電位はVsusとなる。電位Vsusは例えば約190Vである。この場合、走査電極SC1と維持電極SU1との電位差が放電開始電圧を超えないため、走査電極SC1と維持電極SU1との間に接続される放電セルにおいて放電が発生しない。そのため、保護抵抗R1に放電電流が流れない。
図8(b)に示されるように、走査電極駆動回路53のトランジスタQ6がオンし、トランジスタQ8がオフするときには、維持電極駆動回路54のトランジスタQ31がオフし、トランジスタQ32がオンする。異常動作により走査IC100のトランジスタQ1がオンし、トランジスタQ2がオフしている場合、走査電極SC1の電位は(Vscn+Vsus)となる。電位(Vscn+Vsus)は例えば約330Vである。また、維持電極SU1の電位は0Vとなる。この場合、走査電極SC1と維持電極SU1との電位差が放電開始電圧を超えるため、走査電極SC1と維持電極SU1との間に接続される放電セルにおいて放電が発生する。それにより、保護抵抗R1に放電電流I3が流れる。
このように、維持電極SU1の電位はVsusと0Vとに交互に変化する。これに対して、走査電極SC1の電位はVscnと(Vscn+Vsus)とに変化する。したがって、保護抵抗R1には一方向にのみ放電電流I3が流れる。この放電電流I3により保護抵抗R1の両端にパルス電圧が発生する。上記のように、このパルス電圧を異常パルスと呼ぶ。
図9は異常パルスの一例を示す波形図である。図9の例では、異常パルスのピークは50Vを超える。このような異常パルスは、1フィールド(16.6ms)当たり50〜1000回程度発生する。
図10(a)は正常動作時および異常動作時における保護抵抗R1の両端の電圧を示す波形図であり、図10(b)は正常動作時および異常動作時における走査電極SC1の電圧を示す波形図である。
正常動作時には、維持期間において保護抵抗R1に電流は流れない。したがって、図10(a)に示すように、保護抵抗R1の両端の電圧振幅はほぼ0Vとなる。
一方、上記のように、異常動作により走査IC100のトランジスタQ1,Q2がそれぞれオン状態およびオフ状態に固定されると、維持期間において保護抵抗R1に一方向に放電電流が流れる。それにより、図10(a)に示すように、保護抵抗R1の両端の電圧振幅は著しく増加する。また、図10(b)に示すように、維持期間において走査電極SC1に与えられる維持パルスが電圧Vscnだけ上昇する。
このような異常動作のために保護抵抗R1に放電電流が流れることにより、保護抵抗R1が発熱する。それにより、保護抵抗R1が赤熱したり、半田が溶融する可能性がある。
そこで、本実施の形態では、後述の検出回路によって走査IC100の異常動作が検出される。走査IC100の異常動作が検出された場合に電源回路が一時的に停止される。
(1−7)走査ICの詳細
次に、走査IC100の詳細について説明する。図11は、走査IC100の詳細を示す図である。図11に示されるように、各走査IC100は、スイッチ回路101および論理回路110を備える。スイッチ回路101は、トランジスタQ1,Q2およびレベルシフト回路111を含む。
スイッチ回路101のレベルシフト回路111は、ノードN2およびノードN1に接続される。論理回路110は、電圧VddLを受ける電源端子V21およびノードN1に接続される。電圧VddLは例えば5Vである。
論理回路110の入力端子には、論理“1”(本例ではハイレベル)および論理“0”(本例ではローレベル)に変化する制御信号OC1,OC2が与えられる。制御信号OC1,OC2は、タイミング発生回路55により発生されるタイミング信号に含まれ、全ての論理回路110に共通に与えられる。論理回路110は、与えられた制御信号OC1,OC2に基づいてトランジスタQ1にレベルシフト回路111を通して制御信号SHを与え、トランジスタQ2に制御信号SLを与える。それにより、トランジスタQ1,Q2のオンオフが制御される。
図12には、制御信号OC1,OC2の論理とトランジスタQ1,Q2の制御状態との対応関係が示される。本例では、制御信号OC1,OC2がともに論理“0”である場合には、トランジスタQ1,Q2がともにオフし、全ての走査IC100が高インピーダンス状態となる。制御信号OC1が論理“0”であり、制御信号OC2が論理“1”である場合には、書込み期間において走査電極SC1〜SCnに順次走査パルスが印加されるようにトランジスタQ1,Q2が制御される(図4の“データ”の状態)。
制御信号OC1が論理“1”であり、制御信号OC2が論理“0”である場合には、走査電極SC1〜SCnに対応する全てのトランジスタQ1がオフし、全てのトランジスタQ2がオンする(図4の“ALL−L”の状態)。制御信号OC1,OC2がともに論理“1”である場合には、走査電極SC1〜SCnに対応する全てのトランジスタQ1がオンし、全てのトランジスタQ2がオフする(図4の“ALL−H”の状態)。
(1−7−1)検出回路
図11に示されるように、論理回路110の入力端子には、検出回路120が接続される。本実施の形態では、複数の論理回路110の各々に対応するように複数の検出回路120が設けられる。検出回路120は、走査IC100の内部に設けられてもよく、外部に設けられてもよい。検出回路120により、走査IC100の異常が検出される。本実施の形態では、検出回路120は、走査ICの異常を検出した場合にローレベルの異常検出信号SSを出力する。
検出回路120の詳細について説明する。図13は、検出回路120の構成を示す回路図である。なお、図13においては、レベルシフト回路111の図示が省略される。図13に示されるように、検出回路120は、インバータINa、NORゲート回路121、抵抗R11〜R14、コンデンサ122、NPNバイポーラトランジスタ(以下、トランジスタと略記する)Q11およびPNPバイポーラトランジスタ(以下、トランジスタと略記する)Q12を含む。
インバータINaの入力端子には制御信号OC1が与えられる。NORゲート回路121の一方の入力端子にはインバータINaの出力信号が与えられる。NORゲート回路121の他方の入力端子には制御信号OC2が与えられる。
NORゲート回路121の出力端子は抵抗R11を介してトランジスタQ11のベースに接続される。トランジスタQ11のコレクタはノードN11に接続され、エミッタは接地端子G11に接続される。例えば5Vの電圧を受ける電源端子V22とノードN11との間に抵抗R12が接続され、ノードN11と接地端子G11との間にコンデンサ122が接続される。また、ノードN11は抵抗R13を介してトランジスタQ12のベースに接続される。
トランジスタQ12のエミッタは例えば5Vの電圧を受ける電源端子V23に接続され、コレクタはノードN12に接続される。ノードN12と接地端子G11との間には抵抗R14が接続される。ノードN12から異常検出信号SSが出力される。
制御信号OC1が論理“1”であり、制御信号OC2が論理“0”である場合には(図12の“ALL−L”の状態)、NORゲート回路121の一方の入力信号および他方の入力信号がともに論理“0”となる。この場合、NORゲート回路121の出力信号は論理“1”になり、トランジスタQ11がオンする。それにより、トランジスタQ11を通してコンデンサ122が放電される。したがって、ノードN11がほぼ接地電位になる。
この場合、トランジスタQ12のベース・エミッタ間電圧が十分に大きくなる。それにより、トランジスタQ12がオンする。その結果、ノードN12の電位が高くなり、ノードN12からローレベルの異常検出信号SSが出力されない。
制御信号OC1,OC2の論理が上記以外の場合、すなわち、トランジスタQ1,Q2の制御状態が図12の“高インピーダンス”、“データ”または“ALL−H”の状態である場合、NORゲート回路121の出力信号が論理“0”になり、トランジスタQ11がオフする。
それにより、電源端子V22から抵抗R12を通してコンデンサ122が充電される。この場合、抵抗R12の値およびコンデンサ122の値により決まる時定数でノードN11の電位が徐々に上昇し、トランジスタQ12のベース・エミッタ間電圧が小さくなる。トランジスタQ12のベース・エミッタ間電圧がしきい値よりも小さくなると、トランジスタQ12がオフする。その結果、ノードN12が接地電位となり、ノードN12からローレベルの異常検出信号SSが出力される。
本実施の形態では、コンデンサ122の充電が開始されてからトランジスタQ12がオフするまでの時間(以下、充電継続時間と呼ぶ)が、1フィールド期間(16.67ms)となるように、抵抗R12の値およびコンデンサ122の値が設定される。
走査IC100が正常に動作している場合、図7に示したように、各サブフィールドの維持期間には、トランジスタQ1がオフし、トランジスタQ2がオンする。そのため、1フィールド期間内において、少なくともサブフィールドの回数は、制御信号OC1が論理“1”になるとともに制御信号OC2が論理“0”になる(図12の“ALL−L”の状態)。
それにより、1フィールド期間内に少なくともサブフィールドの回数はトランジスタQ11がオンし、コンデンサ122が放電される。したがって、ローレベルの異常検出信号SSが出力されない。
一方、走査IC100の異常動作により1フィールド期間にわたって論理“1”の制御信号OC1および論理“1”の制御信号OC2が論理回路110に与えられた場合には、トランジスタQ1がオンで固定され、トランジスタQ2がオフで固定される。この場合、コンデンサ122が放電されないため、ノードN11の電位が上昇してトランジスタQ12がオフする。その結果、ローレベルの異常検出信号SSが出力される。
本実施の形態では、複数の検出回路110のいずれかからローレベルの異常検出信号SSが出力されると、それに応答して電源回路の動作が一時的に停止される。それにより、保護抵抗R1(図5)に長時間にわたって電流が流れることが防止され、保護抵抗R1の異常な発熱が防止される。走査IC100の異常動作は一時的な場合が多いため、電源回路を一時的にオフするとともにプラズマディスプレイ装置をリセットすることにより、走査IC100を正常動作に戻すことができる。
(1−7−2)検出回路の他の構成
次に、検出回路の他の構成について説明する。図14は、検出回路の他の構成を示す回路図である。なお、図14においては、レベルシフト回路111の図示が省略される。図14に示される検出回路130は、ANDゲート回路131,132、インバータINb、抵抗R15〜R18、コンデンサ133およびNPNバイポーラトランジスタ(以下、トランジスタと略記する)Q13,Q14を含む。
ANDゲート回路131の一方の入力端子には制御信号OC1が与えられ、他方の入力端子には制御信号OC2が与えられる。インバータINbの入力端子には制御信号OC2が与えられる。ANDゲート回路132の一方の入力端子には制御信号OC1が与えられ、他方の入力端子にはインバータINbの出力信号が与えられる。
ANDゲート回路131の出力端子は抵抗R15を介してノードN13に接続される。ANDゲート回路132の出力端子は抵抗R16を介してトランジスタQ13のベースに接続される。トランジスタQ13のコレクタはノードN13に接続され、エミッタは接地端子G12に接続される。ノードN13は抵抗R17を介してトランジスタQ14のベースに接続される。また、ノードN13と接地端子G12との間にはコンデンサ133が接続される。
トランジスタQ14のコレクタはノードN14に接続され、エミッタは接地端子G12に接続される。例えば5Vの電圧を受ける電源端子V24とノードN14との間に抵抗R18が接続される。ノードN14からローレベルの異常検出信号SSが出力される。
制御信号OC1が論理“1”であり、制御信号OC2が論理“0”である場合には(図12の“ALL−L”の状態)、ANDゲート回路131の出力信号は論理“0”になり、ANDゲート回路132の出力信号は論理“1”になる。この場合、トランジスタQ13がオンし、コンデンサ133がトランジスタQ13を通して放電される。それにより、ノードN13がほぼ接地電位となる。
この場合、トランジスタQ14のベース・エミッタ間電圧が小さくなる。トランジスタQ14のベース・エミッタ間電圧がしきい値よりも小さくなると、トランジスタQ14がオフする。その結果、ノードN14の電位が高くなり、ノードN14からローレベルの異常検出信号SSが出力されない。
制御信号OC1が論理“1”であり、制御信号OC2が論理“1”である場合には(図12の“ALL−H”の状態)、ANDゲート回路131の出力信号は論理“1”になり、ANDゲート回路132の出力信号は論理“0”になる。この場合、トランジスタQ13がオフするとともに、ANDゲート回路131の出力端子から抵抗R15を通してコンデンサ133が充電される。
この場合、抵抗R15の値およびコンデンサ133の値により決まる時定数でノードN13の電位が徐々に上昇し、トランジスタQ14のベース・エミッタ間電圧が大きくなる。トランジスタQ14のベース・エミッタ間電圧がしきい値以上になると、トランジスタQ14がオンする。その結果、ノードN14がほぼ接地電位となり、ノードN14からローレベルの異常検出信号SSが出力される。
制御信号OC1,OC2の論理が上記以外の場合、すなわち、トランジスタQ1,Q2の制御状態が図12の“高インピーダンス”または“データ”の状態である場合、ANDゲート回路131,132の出力信号がともに論理“0”になる。この場合、コンデンサ133の充電および放電が行われない。
本実施の形態では、コンデンサ133の充電が開始されてからトランジスタQ14がオフするまでの時間(充電継続時間)が、1フィールド期間(16.67ms)となるように、抵抗R15の値およびコンデンサ133の値が設定される。
上記のように、走査IC100が正常に動作している場合、1フィールド期間内に少なくともサブフィールドの回数は制御信号OC1が論理“1”になるとともに制御信号OC2が論理“0”になる。そのため、1フィールド期間内に少なくともサブフィールドの回数はトランジスタQ13がオンし、コンデンサ133が放電される。したがって、ローレベルの異常検出信号SSが出力されない。
一方、走査IC100の異常動作により1フィールド期間にわたって論理“1”の制御信号OC1および論理“1”の制御信号OC2が論理回路110に与えられた場合には、トランジスタQ1がオンで固定され、トランジスタQ2がオフで固定される。この場合、コンデンサ133が放電されないため、ノードN13の電位が上昇してトランジスタQ14がオンする。その結果、ローレベルの異常検出信号SSが出力される。
上記の検出回路120(図13)を用いた場合と同様に、複数の検出回路130のいずれかからローレベルの異常検出信号SSが出力されると、それに応答して電源回路の動作が一時的に停止される。それにより、保護抵抗R1(図5)に長時間にわたって電流が流れることが防止され、保護抵抗R1の異常な発熱が防止される。
なお、図13および図14に示した検出回路120,130は、走査IC100の内部および外部のいずれに設けることも可能である。検出回路120,130を走査IC100の外部に設ける場合には、走査IC100の分解または設計変更を行うことなく、検出回路120,130の取り付けまたは取り外し等が可能となる。したがって、検出回路120,130の取り付けまたは取り外しのためのコストおよび作業時間を削減することができる。
(1−8)検出回路のさらに他の構成
次に、検出回路のさらに他の構成について説明する。図15は、検出回路のさらに他の構成を示す回路図である。なお、図15の検出回路140は、走査IC100内に形成されてもよい。
検出回路140は、NPNバイポーラトランジスタ(以下、トランジスタと略記する)Q15、NPNバイポーラトランジスタ(以下、トランジスタと略記する)Q16、抵抗R19〜R21およびコンデンサ141を含む。
トランジスタQ15のベースは論理回路110の他方の出力端子に抵抗R19を介して接続される。トランジスタQ15のコレクタはノードN15に接続され、エミッタはノードN1に接続される。ノードN15とノードN1との間にはコンデンサ141が接続される。
ノードN16は電源端子V21に接続される。ノードN15とノードN16との間には抵抗R20が接続される。ノードN15はトランジスタQ16のベースに接続される。トランジスタQ16のエミッタはノードN16に接続され、コレクタはノードN17に接続される。ノードN17とノードN1との間には抵抗R21が接続される。ノードN17からローレベルの異常検出信号SSが出力される。
トランジスタQ15のベースには、制御信号SLが与えられる。制御信号SLがハイレベルである場合には、トランジスタQ15がオンする。それにより、トランジスタQ15を通してコンデンサ141が放電される。したがって、ノードN15がほぼ接地電位になる。
この場合、トランジスタQ16のベース・エミッタ間電圧が十分に大きくなる。それにより、トランジスタQ16がオンする。その結果、ノードN17の電位が高くなり、ノードN17からローレベルの異常検出信号SSが出力されない。
制御信号SLがローレベルである場合、トランジスタQ15がオフする。それにより、電源端子V21から抵抗R20を通してコンデンサ141が充電される。この場合、抵抗R20の値およびコンデンサ141の値により決まる時定数でノードN15の電位が上昇し、トランジスタQ16のベース・エミッタ間電圧が小さくなる。トランジスタQ16のベース・エミッタ間電圧がしきい値よりも小さくなると、トランジスタQ16がオフする。その結果、ノードN17が接地電位となり、ノードN17からローレベルの異常検出信号SSが出力される。
本実施の形態では、コンデンサ141の充電が開始されてからトランジスタQ16がオフするまでの時間(充電継続時間)が、1フィールド期間(16.67ms)となるように、抵抗R20の値およびコンデンサ141の値が設定される。
上記のように、走査IC100が正常に動作している場合、各サブフィールドの維持期間において、トランジスタQ1がオフし、トランジスタQ2がオンする。そのため、1フィールド期間内に少なくともサブフィールドの回数はトランジスタQ15がオンし、コンデンサ141が放電される。したがって、ローレベルの異常検出信号SSが出力されない。
一方、走査IC100の異常動作により1フィールド期間にわたってトランジスタQ1がオンで固定され、トランジスタQ2がオフで固定される場合には、コンデンサ122が放電されないため、ノードN15の電位が上昇してトランジスタQ16がオフする。その結果、ローレベルの異常検出信号SSが出力される。
上記の検出回路120(図13)を用いた場合と同様に、複数の検出回路140のいずれかからローレベルの異常検出信号SSが出力されると、それに応答して電源回路の動作が一時的に停止される。それにより、保護抵抗R1(図5)に長時間にわたって電流が流れることが防止され、保護抵抗R1の異常な発熱が防止される。
(1−9)電源異常検出回路
上記実施の形態の検出回路120,130,140による異常検出信号SSは、直流電源200(図5)の電圧異常を検出する電圧異常検出回路による異常検出信号と共用することができる。
図16は異常検出信号が共用された検出回路および電圧異常検出回路の構成を示すブロック図である。また、図17は電圧異常検出回路の構成を示す回路図である。図16および図17においては、検出回路120(図13参照)を用いた場合の構成が示される。
図16に示すように、ノードN1とノードN3との間に電圧異常検出回路500が接続される。検出回路120のノードN12から出力される異常検出信号SSは電圧異常検出回路500に与えられる。電圧異常検出回路500のノードNEから異常検出信号SOSaが出力される。なお、図16には、複数の走査IC100のうちの1つの走査IC100、および複数の検出回路120のうちの1つの検出回路120のみが示される。
図17に示すように、電圧異常検出回路500は、抵抗R51〜R59、NANDゲート回路501、コンデンサC51,C52、ツェナーダイオードZD51、ダイオードD51,D52、コンパレータCP1,CP2およびフォトカプラPHを含む。
NANDゲート回路501の入力端子には複数の検出回路120のノードN12が接続される。NANDゲート回路501の出力端子はノードN31に接続される。抵抗R51〜R53はノードN3とノードN31との間に直列に接続され、抵抗R54はノードN31とノードN1との間に接続される。コンデンサC51はノードN31とノードN1との間に接続される。抵抗R55はノードN32とノードN33との間に接続され、抵抗R56はノードN33とノードN34との間に接続される。ツェナーダイオードZD51はノードN34とノードN1との間に接続される。
コンパレータCP1の一方の入力端子はノードN33に接続され、他方の入力端子はノードN31に接続される。コンパレータCP2の一方の入力端子はノードN31に接続され、他方の入力端子はノードN34に接続される。コンパレータCP1,CP2の出力端子はノードN35に接続される。抵抗R57およびフォトカプラPHの発光ダイオードはノードN32とノードN35との間に直列に接続される。コンデンサC52はノードN35とノードN1との間に接続される。
フォトカプラPHのフォトトランジスタは電圧Vddを受ける電源端子V25とノードN36との間に接続される。抵抗R58はノードN36と接地端子との間に接続され、抵抗R59およびダイオードD52はノードN36とノードNEとの間に直列に接続される。
上記のように、ノードN3の電位VscnFは、ノードN1の電位VFGNDよりも電圧Vscnだけ高い電位(VFGND+Vscn)である。また、ノードN32の電位VzFは(VFGND+Vz)である。ここで、Vzは一定電圧である。ノードN33の電位VaはノードN34の電位Vbよりも高い。
直流電源200により保持される電圧Vscnが正常範囲内にある場合には、ノードN31の電位は、ノードN34の電位Vbよりも高く、ノードN33の電位Vaよりも低い。それにより、コンパレータCP1,CP2の出力端子の電位はハイレベルとなる。この場合、フォトカプラPHの発光ダイオードに電流が流れず、発光ダイオードは発光しない。したがって、フォトカプラPHのフォトトランジスタはオンしない。その結果、ノードN36の電位は低く、ノードNEの電位はローレベルとなっている。
一方、直流電源200により保持される電圧Vscnが正常範囲の上限値よりも高くなると、ノードN31の電位はノードN33の電位Vaよりも高くなる。それにより、コンパレータCP1の出力端子の電位はローレベルとなる。この場合、フォトカプラPHの発光ダイオードに電流が流れ、発光ダイオードが発光する。したがって、フォトカプラPHのフォトトランジスタがオンする。その結果、ノードN36の電位が高くなり、ノードNEからハイレベルの異常検出信号SOSaが出力される。
また、直流電源200により発生される電圧Vscnが正常範囲の下限値よりも低くなると、ノードN31の電位はノードN34の電位Vbよりも低くなる。それにより、コンパレータCP2の出力端子の電位はローレベルとなる。この場合、フォトカプラPHの発光ダイオードに電流が流れ、発光ダイオードが発光する。したがって、フォトカプラPHのフォトトランジスタがオンする。その結果、ノードN36の電位が高くなり、ノードNEからハイレベルの異常検出信号SOSaが出力される。
さらに、複数の検出回路120のいずれかからローレベルの異常検出信号SSが出力されると、NANDゲート回路501の出力信号がハイレベルになり、ノードN31の電位はノードN33の電位Vaよりも高くなる。それにより、コンパレータCP1の出力端子の電位はローレベルとなる。この場合、フォトカプラPHの発光ダイオードに電流が流れ、発光ダイオードが発光する。したがって、フォトカプラPHのフォトトランジスタがオンする。その結果、ノードN36の電位が高くなり、ノードNEからハイレベルの異常検出信号SOSaが出力される。
このようにして、検出回路120の異常検出信号SSと電圧異常検出回路500の異常検出信号SOSaとを共用することができる。それにより、部品点数および組み立て工数が低減される。その結果、プラズマディスプレイ装置の低コスト化が可能となる。
なお、検出回路120の代わりに検出回路130,140を用いた場合にも、上記同様に異常検出信号SSと異常検出信号SOSaとを共用することができる。したがって、プラズマディスプレイ装置の低コスト化が可能となる。
(1−10)変形例
上記実施の形態では、1つのスイッチ回路101に対応して1つの論理回路110が設けられるが、これに限らず、複数(例えば60〜70個)のスイッチ回路101に対応して共通の1つの論理回路110が設けられてもよい。その場合、複数のスイッチ回路101にそれぞれ制御信号SH,SLを出力するために、共通の論理回路120,130にさらに他の制御信号が与えられる。
また、上記実施の形態では、複数の論理回路110の各々に対応するように複数の検出回路120,130が設けられるが、これに限らず、複数の論理回路110に共通の検出回路120,130が設けられてもよい。
ただし、ノイズまたは配線のショート等により、複数の論理回路110のうち一部の論理回路110に誤った制御信号OC1,OC2が与えられる場合がある。したがって、複数の論理回路110の各々に対応するように複数の検出回路120,130を設けてもよい。
また、上記実施の形態の検出回路120,130,140においては、1フィールド期間にわたってトランジスタQ1,Q2の制御状態が“ALL−L”にならない場合に異常検出信号SSが出力される。しかしながら、異常検出信号SSの出力タイミングは、これに限定されない。
上記のように、走査IC100が正常に動作していれば、各サブフィールドにおいて少なくとも1回はトランジスタQ1,Q2の制御状態が“ALL−L”になる。したがって、1サブフィールド期間にわたってトランジスタQ1,Q2の制御状態が“ALL−L”にならない場合に異常検出信号SSが出力されてもよい。具体的には、検出回路120,130,140において充電継続時間が最長の1サブフィールド期間になるように、抵抗R12,R15,R20の値およびコンデンサ122,133,141の値により決まる時定数が設定される。
例えば、1フィールド期間といった短い時間では走査IC100の異常動作による保護抵抗R1の発熱が問題とならない場合には、例えば数秒〜数分間にわたってトランジスタQ1,Q2の制御状態が“ALL−L”にならない場合に異常検出信号SSが出力されてもよい。
また、上記実施の形態では、走査IC100の異常動作時にローレベルの異常検出信号SSが出力されるように検出回路120,130,140が構成されるが、逆に、異常動作時にハイレベルの異常検出信号SSが出力されるように検出回路120,130,140が構成されてもよい。
(2)第2の実施の形態
次に、本発明の第2の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置について、上記第1の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置と異なる点を説明する。
(2−1)プラズマディスプレイ装置の構成
図18は、第2の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図である。図18に示すように、本実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置は、図3の走査電極駆動回路53の代わりに走査電極駆動回路53aを備える。また、走査電極駆動回路53aには、制御信号監視回路60が接続される。制御信号監視回路60は、タイミング発生回路55から走査電極駆動回路53aに所定の制御信号が適切に伝送されているか否かを監視し、その結果に応じた検出信号をタイミング発生回路55に与える。制御信号監視回路60の詳細については後述する。
(2−2)走査電極駆動回路の構成
図19は、本発明の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路53aの構成を示す回路図である。図19に示すように、走査電極駆動回路53aは、初期化電圧発生部41、維持パルス発生部42および走査パルス発生部43を備える。
走査パルス発生部43は、スイッチ44、電源E43、スイッチング素子QH1〜QHnおよびスイッチング素子QL1〜QLnを含む。
ノードN41と負の電圧(−Va)を受ける電源端子V31との間にスイッチ44が接続される。スイッチ44がオンすることによりノードN41が電源端子V31に接続される。
電源E43は、ノードN41とノードN42との間に接続される。走査電極SC1〜SCnとノードN42との間にスイッチング素子QH1〜QHnがそれぞれ接続され、走査電極SC1〜SCnとノードN42との間にスイッチング素子QL1〜QLnがそれぞれ接続される。
なお、スイッチング素子QH1〜QHnは、上記第1の実施の形態におけるトランジスタQ1に相当し、スイッチング素子QL1〜QLnは、上記第1の実施の形態におけるトランジスタQ2に相当する。
スイッチング素子QH1〜QHnがオンすることにより、走査電極SC1〜SCnに電源E43の高圧側の電圧が印加される。スイッチング素子QL1〜QLnがオンすることにより、走査電極SC1〜SCnに電源E43の低圧側の電圧が印加される。
スイッチング素子QH1〜QHnおよびスイッチング素子QL1〜QLnは、複数の走査ICを構成する。例えば、スイッチング素子QH1〜QHnのうちの64個分およびスイッチング素子QL1〜QLnのうちの64個分が1つのモノリシックICとして集積され、1つの走査ICが構成される。n=768である場合、12個の走査ICが設けられ、その12個の走査ICにより走査電極SC1〜SC768が駆動される。以下、必要に応じて、n=768である場合に設けられる12個の走査ICをそれぞれ走査IC1,走査IC2,・・・,走査IC12と表記する。
このように、スイッチング素子QH1〜QHn,QL1〜QLnのうちの複数個分を1つの走査ICとして集積することにより、走査電極駆動回路53aをコンパクト化することができる。また、走査ICの実装面積が小さくなり、低コスト化が可能となる。
初期化電圧発生部41および維持パルス発生部42は、走査パルス発生部43のノードN41に接続される。
初期化期間において、初期化電圧発生部41は、走査パルス発生部43のノードN41の電位(以下、基準電位Aと呼ぶ)をランプ状に上昇または降下させる駆動電圧波形を発生する。このとき、走査パルス発生部43のスイッチング素子QH1〜QHnがオフし、スイッチング素子QL1〜QLnがオンすることにより、スイッチング素子QL1〜QLnを経由して駆動電圧波形が走査電極SC1〜SCnに印加される。
また、スイッチング素子QH1〜QHnがオンし、スイッチング素子QL1〜QLnがオフすることにより、電源E43の電圧が重畳された駆動電圧波形がスイッチング素子QH1〜QHnを経由して走査電極SC1〜SCnに印加される。
なお、初期化電圧発生部41は、図5のトランジスタQ3,Q4,Q6〜Q8および電源端子V11,V13に相当する。
維持期間において、維持パルス発生部42は、基準電位AをVsus(図4参照)と接地電位とに交互に変化させる維持パルスを発生する。このとき、走査パルス発生部43のスイッチング素子QH1〜QHnがオフし、スイッチング素子QL1〜QLnがオンすることにより、スイッチング素子QL1〜QLnを経由して各走査電極SC1〜SCnに維持パルスが印加される。
なお、維持パルス発生部42は、図5のトランジスタQ6〜Q8、電源端子V13および回収回路400に相当する。
このように、走査電極SC1〜SCnには、走査ICを経由して種々の駆動電圧波形が印加される。特に、維持期間においては、輝度重みに応じた数の維持パルスが各走査ICを介して走査電極SC1〜SCnに印加される。このとき、各走査ICには、対応する放電セルの維持放電に伴う大きな維持放電電流が流れる。そのため、維持パルス発生部42からスイッチング素子QL1〜QLnを経由して走査電極SC1〜SCnに至る経路のインピーダンスが極力小さくなるように、走査パルス発生部43の回路が設計される。
(2−3)走査ICの詳細
図20は、本発明の実施の形態における走査ICの詳細を示す回路ブロック図である。図20には、スイッチング素子QH1〜QH64,QL1〜QL64を含む走査IC1が示される。
図20に示すように、走査IC1は、スイッチング素子QH1〜QH64,QL1〜QL64に加えて、スイッチング素子QH1〜QH64,QL1〜QL64を制御するためのスイッチング素子制御部57を含む。スイッチング素子制御部57は、スイッチング素子QH1〜QH64,QL1〜QL64にそれぞれ対応する出力制御部RG1〜RG64、およびシフトレジスタSRを有する。
シフトレジスタSRは、データ入力端子DTin、クロック入力端子CKin、出力端子O1〜O64およびデータ出力端子DToutを有する。データ入力端子DTinには制御信号DTが入力され、クロック入力端子CKinにはクロック信号CKが入力される。また、出力端子O1〜O64から制御信号OSがそれぞれ出力され、データ出力端子DToutから伝達信号DTaが出力される。
本例において、制御信号DT、クロック信号、制御信号OSおよび伝達信号DTaは、ハイレベルおよびローレベルに変化する2値データである。なお、制御信号DTおよびクロック信号CKは、図18のタイミング発生回路55により発生されるタイミング信号に含まれる。
シフトレジスタSRは、64個の2値データを記憶する。それらの2値データが、制御信号OSとして出力端子O1〜O64からそれぞれ出力され、出力制御部RG1〜RG64に与えられる。また、クロック入力端子CKinに例えば正のパルスがクロック信号CKとして入力される毎に、シフトレジスタSRに記憶される64個の2値データが1つずつ制御信号DTとして入力された2値データに更新される。
出力制御部RG1〜RG64には、上記の制御信号OS1〜OS64が入力されるとともに、制御信号C1,C2が入力される。制御信号C1,C2は、ハイレベルおよびローレベルに変化する。なお、制御信号C1,C2は、上記第1の実施の形態における制御信号OC1,OC2に相当し、図18のタイミング発生回路55により発生されるタイミング信号に含まれる。
出力制御部RG1〜RG64は、制御信号OS1〜OS64および制御信号C1,C2に応じて、対応するスイッチング素子QH1〜QH64,QL1〜QL64のオンオフをそれぞれ制御する。
走査IC2〜IC12の構成は走査IC1の構成と同様である。すなわち、走査IC2〜IC12には、スイッチング素子QH65〜QH768,QL65〜QL768に対応する出力制御部RG65〜RG768、およびシフトレジスタSRがそれぞれ設けられる。
書込み期間において、走査パルスの基となる2値データのパルス(例えば負のパルス)が、走査IC1のシフトレジスタSRのデータ入力端子DTinに制御信号DTとして入力される。そして、クロック入力端子CKinに連続的に正のパルスがクロック信号CKとして入力される。それにより、データ入力端子DTinに制御信号DTとして入力されたパルスが、出力制御部RG1〜RG64に順次制御信号OSとして出力される。
出力制御部RG1〜RG64の全てにパルスが出力されると、同様のパルスがデータ出力端子DToutから伝達信号DTaとして出力される。データ出力端子DToutから出力された伝達信号DTaは、次の走査IC(例えば走査IC2)のデータ入力端子DTinに入力される。
このようにして、走査ICi(i=1〜11)のデータ出力端子DToutから出力された伝達信号DTaが、次の走査IC(i+1)のデータ入力端子DTinに入力される。それにより、出力制御部RG1〜RG768に順次走査パルスの基となるパルスが与えられる。
図21は、制御信号C1,C2とスイッチング素子QH1〜QHn,QL1〜QLnの制御状態との関係を示す図である。スイッチング素子QH1〜QHn,QL1〜QLnのオンオフは、タイミング発生回路55からの制御信号C1,C2およびシフトレジスタSRからの制御信号OSに応じて出力制御部RG1〜RGnにより制御される。以下の説明では、ローレベルを「L」と略記し、ハイレベルを「H」と略記する。
図21に示すように、制御信号C1,C2がともに「L」である場合、シフトレジスタSRからの制御信号OSにかかわらず、スイッチング素子QH1〜QHn,QL1〜QLnがオフし、全ての走査ICが高インピーダンス状態になる。
制御信号C1が「L」であり、制御信号C2が「H」である場合、シフトレジスタSRからの制御信号OSに応じてスイッチング素子QH1〜QHn,QL1〜QLnが制御される(図4の“データ”の状態)。
具体的には、シフトレジスタSRの出力端子Oj(j=1〜n)から出力される制御信号OSが「H」であると、対応するスイッチング素子QHjがオンし、対応するスイッチング素子QLjがオフする。また、シフトレジスタSRの出力端子Ojから出力される制御信号OSが「L」であると、対応するスイッチング素子QHjがオフし、対応するスイッチング素子QLjがオンする。
制御信号C1が「H」であり、制御信号C2が「L」である場合、シフトレジスタSRからの制御信号OSにかかわらず、スイッチング素子QH1〜QHnがオフし、スイッチング素子QL1〜QLnがオンする(図4の“ALL−L”の状態)。
また、制御信号C1,C2がともに「H」である場合、シフトレジスタSRからの制御信号OSにかかわらず、スイッチング素子QH1〜QHnがオンし、スイッチング素子QL1〜QLnがオフする(図4の“ALL−H”の状態)。
例えば、所定のサブフィールドにおいて、初期化期間の前半部には、制御信号C1,C2がともに「H」となる。それにより、スイッチング素子QH1〜QHnがオンし、スイッチング素子QL1〜QLnがオフする。その状態で、初期化電圧発生部41により上昇するランプ電圧が発生される。この場合、電源E43の電圧が重畳された上昇するランプ電圧が、スイッチング素子QH1〜QHnを経由して走査電極SC1〜SCnに印加される。
初期化期間の後半部には、例えば制御信号C1が「H」となり、制御信号C2が「L」となる。それにより、スイッチング素子QH1〜QHnがオフし、スイッチング素子QL1〜QLnがオンする。その状態で、初期化電圧発生部41により下降するランプ電圧が発生される。この場合、下降するランプ電圧がスイッチング素子QL1〜QLnを経由して走査電極SC1〜SCnに印加される。
初期化期間におけるスイッチング素子QH1〜QHn,QL1〜QLnの制御方法は、上記の例に限定されない。例えば、初期化期間の前半部においても、制御信号C1が「H」となるとともに制御信号C2が「L」となり、初期化電圧発生部41により発生された上昇するランプ電圧がスイッチング素子QL1〜QLnを経由して走査電極SC1〜SCnに印加されてもよい。
書込み期間では、制御信号C1が「L」となり、制御信号C2が「H」となる。そのため、スイッチング素子QH1〜QHn,QL1〜QLnがシフトレジスタSRからの制御信号OSに応じて制御される。
書込み期間の開始前には、各シフトレジスタSRに記憶される全ての2値データが「H」である。その状態で、書込み期間の開始時に、走査IC1のシフトレジスタSRのデータ入力端子DTinに「L」のパルスが制御信号DTとして入力される。さらに、クロック入力端子CKinに例えば「H」のパルスがクロック信号CKとして連続的に入力される。
この場合、シフトレジスタSRの出力O1〜Onから「L」のパルスが順次出力され、出力制御部RG1〜RGnに与えられる。それにより、スイッチング素子QH1〜QHnが順次オフし、QL1〜QLnが順次オンする。その結果、走査電極SC1〜SCnに負の走査パルスが順次印加される。
維持期間では、制御信号C1が「H」となり、制御信号C2が「L」となる。それにより、スイッチング素子QH1〜QHnがオフし、スイッチング素子QL1〜QLnがオンする。その状態で、維持パルス発生部42により維持パルスが発生される。この場合、維持パルスがスイッチング素子QL1〜QLnを経由して走査電極SC1〜SCnに印加される。
なお、上記のように、維持パルス発生部42からスイッチング素子QL1〜QLnを経由して走査電極SC1〜SCnに至る経路は、維持放電に伴う大きな維持放電電流を流すことができるように設計されている。一方、それ以外の経路は、大きな放電電流を流すことができるように設計されていない。そのため、例えばスイッチング素子QH1〜QHnを経由して大きな維持放電電流が流れ続けると、部品の破壊等が発生するおそれがある。
本実施の形態では、このような異常動作が発生した場合に、走査電極駆動回路53aおよび維持電極駆動回路54の動作が停止する。それにより、部品の破壊等が未然に防止される。詳細については後述する。
なお、制御信号C1,C2をともに「L」とする高インピーダンス状態は、スイッチング素子QH1〜QHn,QL1〜QLnの切り替え時等、放電電流等の大きな電流が流れないタイミングで適宜使用することができる。
(2−4)プラズマディスプレイ装置の構造
図22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構造を示す分解斜視図である。図22に示すように、プラズマディスプレイ装置は、パネル10、シャーシ61、熱伝導シート62、回路ブロック63、前面枠65およびバックカバー66を備える。
パネル10は、シャーシ61によって保持される。パネル10で発生した熱は、熱伝導シート62を介してシャーシ61に伝達される。また、熱伝導シート62によりパネル10とシャーシ61とが接着される。回路ブロック63は、図18に示した走査電極駆動回路53a、維持電極駆動回路54、タイミング発生回路55および図示しない電源回路等が実装される回路基板を含み、パネル10を駆動する。パネル10、シャーシ61、熱伝導シート62および回路ブロック63は、前面枠65とバックカバー66との間に収納される。
ところで、データ電極駆動回路52、走査電極駆動回路53aおよび維持電極駆動回路54は、上記のように回路ブロック63の回路基板上に実装される。通常、プラズマディスプレイ装置に使用可能な回路基板の一辺の長さは、大きくとも50cm程度である。この場合、各駆動回路を1枚の回路基板上に実装することは困難である。そのため、各駆動回路は、複数枚の回路基板上に実装される。
本実施の形態では、走査電極駆動回路53aが、第1回路基板71および第2回路基板72,73の3枚に分割して実装される。また、第2回路基板72,73に、図18に示した制御信号監視回路60が実装される。
図23は、第1回路基板71および第2回路基板72,73の構成を示す模式的平面図である。
図23において、第1回路基板71上に、走査電極駆動回路53aの初期化電圧発生部41および維持パルス発生部42が実装される。また、第2回路基板72上に走査パルス発生部43の走査IC1〜IC6が実装され、第2回路基板73上に走査パルス発生部43の走査IC7〜IC12が実装される。走査IC1〜IC6は走査電極SC1〜SC384に対応し、走査IC7〜IC12は走査電極SC385〜SC768に対応する。
第1回路基板71は入力端子P1,P2を有し、第2回路基板72,73は入力端子P3,P4をそれぞれ有する。初期化電圧発生部41および維持パルス発生部42により発生された駆動電圧波形は、第1回路基板71の出力端子P1から第2回路基板72の入力端子P3に伝達され、出力端子P2から第2回路基板73の入力端子P4に伝達される。
第2回路基板72の入力端子P3に伝達された駆動電圧波形は、走査IC1〜IC6を介して走査電極SC1〜SC384に印加される。第2回路基板73の入力端子P4に伝達された駆動電圧波形は、走査IC7〜IC12を介して走査電極SC385〜SC768に印加される。
ここで、第1回路基板71の出力端子P1,P2には、金具P1a,P2aがそれぞれ取り付けられる。第2回路基板72、73の入力端子P3、P4には、金具P3a,P4aがそれぞれ取り付けられる。第1回路基板71の出力端子P1に取り付けられた金具P1aと第2回路基板72の入力端子P3に取り付けられた金具P3aとは、互いに重ね合わされた状態でビスB1により締結される。また、第1回路基板71の出力端子P2に取り付けられた金具p2aと第2回路基板73の入力端子P4に取り付けられた金具p4aとは、互いに重ね合わされた状態でビスB2により締結される。
この場合、維持パルス発生部42から走査電極SC1〜SCnに至る経路のインピーダンスを低減することができる。それにより、維持パルス発生部42から走査電極SC1〜SCnに大きな維持放電電流を流すことが可能となる。
第1回路基板71および第2回路基板72の間には、信号伝送用のコネクタ75が取り付けられる。第2回路基板72,73の間には、信号伝送用のコネクタ76が取り付けられる。
タイミング発生回路55(図18)により発生される制御信号C1,C2は、第1回路基板71からコネクタ75を経由して第2回路基板72に伝送され、走査IC1〜IC6に入力される。また、第2回路基板72に伝送された制御信号C1,C2は、コネクタ76を経由して第2回路基板73に伝送され、走査IC7〜IC12に入力される。
なお、図23においては、タイミング発生回路55から走査電極駆動回路53aの各走査ICに与えられる制御信号のうち制御信号C1,C2のみが示されるが、それ以外の制御信号である制御信号DTおよびクロック信号CK等も同様にコネクタ75,76を経由して各走査ICに与えられる。また、これらの制御信号の伝送経路にバッファ回路およびレベルシフト回路等を挿入してもよい。
(2−5)制御信号監視回路
第2回路基板72,73には、制御信号監視回路60が分割して実装される。制御信号監視回路60は、維持期間において制御信号C1が「H」になりかつ制御信号C2が「L」となることを検出する。
制御信号監視回路60は、検出結果に基づいて検出信号SSaを発生する。検出信号SSaは、タイミング発生回路55(図18)に与えられる。本実施の形態では、制御信号監視回路60が「L」の検出信号SSaを発生すると、タイミング発生回路55が走査電極駆動回路53aおよび維持電極駆動回路54の動作を停止させる制御信号を発生する。
制御信号監視回路60は、第2回路基板72上にNOTゲート回路G71,G76、ANDゲートG72、NANDゲートG73、ダイオードD71、抵抗R71,R72およびコンデンサC71を有し、第2回路基板73上にNOTゲート回路G74およびANDゲート回路G75を有する。
第2回路基板72上において、NOTゲート回路G71の出力端子とANDゲート回路G72の一方の入力端子とが接続される。NOTゲート回路G71およびANDゲート回路G72は、異常検出部37を構成する。第2回路基板72に伝送された制御信号C1は、ANDゲート回路G72の他方の入力端子に与えられ、第2回路基板72に伝送された制御信号C2は、NOTゲート回路G71の入力端子に与えられる。
第2回路基板73上において、NOTゲート回路G74の出力端子とANDゲート回路G75の一方の入力端子とが接続される。NOTゲート回路G74およびANDゲート回路G75は、異常検出部38を構成する。第2回路基板73に伝送された制御信号C1は、ANDゲート回路G75の他方の入力端子に与えられ、第2回路基板73に伝送された制御信号C2は、NOTゲート回路G74の入力端子に与えられる。
異常検出部37のANDゲート回路G72の出力端子がNANDゲート回路G73の一方の入力端子に接続され、異常検出部38のANDゲート回路G75の出力端子がコネクタ76を経由してNANDゲート回路G73の他方の入力端子に接続される。
NANDゲート回路G73の出力端子は、抵抗R71を介してNOTゲート回路G76の入力端子に接続される。また、NANDゲート回路G73の出力端子とNOTゲート回路G76の入力端子との間には、抵抗R71と並列に、抵抗R72およびダイオードD71が接続される。
抵抗R71の値は、抵抗R72の値より高く設定される。例えば、抵抗R71の値が100kΩに設定され、抵抗R72の値が1kΩに設定される。また、NOTゲート回路G76の入力端子は、コンデンサC71を介して接地端子に接続される。
NOTゲート回路G76の出力端子から検出信号SSaが出力される。検出信号SSaは、タイミング発生回路55に伝送される。
制御信号C1が「H」であり、制御信号C2が「L」である場合、第2回路基板72,73に制御信号C1,C2が正しく伝送されていれば、NOTゲート回路G71,G74の出力信号が「H」となり、ANDゲート回路G72,G75の出力信号が「H」となる。すなわち、異常検出部37,38の出力信号が「H」となる。したがって、NANDゲート回路G73の出力信号が「L」となる。
制御信号C1,C2が上記以外の状態である場合、第2回路基板72,73に制御信号C1,C2が正しく伝送されていれば、ANDゲート回路G72,G75の出力信号が「L」となる。すなわち、異常検出部37,38の出力信号が「L」となる。したがって、NANDゲート回路G73の出力信号が「H」となる。
上記のように、維持期間では制御信号C1が「H」となり、制御信号C2が「L」となる。それにより、維持期間において、第2回路基板72,73に制御信号C1,C2が正しく伝送されていれば、NANDゲート回路G73の出力信号が「L」となる。
ダイオードD71、抵抗R71,R72およびコンデンサC71は、積分回路として動作する。NANDゲート回路G73の出力信号が「H」であれば、コンデンサC71が充電される。この場合、高い抵抗値を有する抵抗R71を経由して電流が流れるので、コンデンサC71の充電速度が比較的遅い。
NANDゲート回路G73の出力信号が「L」になると、ダイオードD71を介してコンデンサC71が放電される。この場合、低い抵抗値を有する抵抗R72を経由して電流が流れるので、コンデンサC71の放電速度が比較的速い。
NOTゲート回路G76は、コンデンサC71の電圧が所定のしきい値より低ければ、「H」の検出信号SSaを出力し、コンデンサC71の電圧が所定の値以上であれば、「L」の検出信号SSaを出力する。
図24および図25は、制御信号監視回路60の動作を説明するための図である。図24および図25には、走査電極SC1の電位の変化、第2回路基板72,73に伝送される制御信号C1,C2の変化、NANDゲート回路G73の出力信号の変化、コンデンサC71の電圧の変化および検出信号SSaの変化がそれぞれ示される。
まず、第2回路基板72,73に制御信号C1,C2が正しく伝送されている場合について説明する。図24には、第2回路基板72,73に制御信号C1,C2が正しく伝送されている場合の制御信号監視回路60の動作が示される。
上述のように、所定のサブフィールドにおける初期化期間の前半部には、制御信号C1,C2がともに「H」となる。また、書込み期間には、制御信号C1が「L」となり、制御信号C2が「H」となる。したがって、これらの期間には、NANDゲート回路G73の出力信号が「H」となり、コンデンサC71がゆっくり充電される。それにより、コンデンサC71の電圧が上昇する。
維持期間には、制御信号C1が「H」となり、制御信号C2が「L」となるため、NANDゲート回路G73の出力が「L」となり、コンデンサC71が速やかに放電される。それにより、コンデンサC71の電圧がほぼ0となる。
このように、初期化期間、書込み期間および維持期間が周期的に繰り返されることにより、コンデンサC71が定期的に放電される。これにより、コンデンサC71の電圧が所定のしきい値TH以上となることがない。したがって、NOTゲート回路76から出力される検出信号SSaが「H」で維持される。
次に、第2回路基板72,73に制御信号C1,C2が正しく伝送されていない場合について説明する。
コネクタ75,76の接続不良等があると、第2回路基板72,73に制御信号C1,C2が正しく伝送されない。例えば、制御信号C1,C2が、「H」または「L」のいずれかにそれぞれ固定された状態で第2回路基板72,73に伝送される。
この場合、各走査ICのスイッチング素子QH1〜QHnがオンし、スイッチング素子QL1〜QLnがオフする。上記のように、維持期間に大きな放電電流がスイッチング素子QH1〜QHnを経由して流れ続けると、部品の破壊等が発生するおそれがある。
図25には、制御信号C1,C2がともに「H」に固定された状態で第2回路基板72,73に伝送される場合の制御信号監視回路60の動作が示される。
制御信号監視回路60においては、制御信号C1,C2がともに「H」に固定されると、NANDゲート回路G73の出力信号が常に「H」となる。それにより、コンデンサC71の電圧が上昇し続ける。そのため、コンデンサC71の電圧が所定のしきい値THに達し、NOTゲート回路G76から出力される検出信号SSaが「L」となる。
検出信号SSaが「L」になると、それに応答して、タイミング発生回路55が走査電極駆動回路53aおよび維持電極駆動回路54の動作を停止させる制御信号を発生する。これにより、走査電極駆動回路53aおよび維持電極駆動回路54の動作が停止する。
したがって、維持期間における大きな放電電流がスイッチング素子QH1〜QHnを経由して流れ続けることが防止され、部品の破壊等が未然に防止される。また、画像の表示動作を停止させるために大きな電流が発生することもないので、部品の破壊等をより確実に防止することができる。
なお、検出信号SSa「L」になった場合に、電源回路の動作が一時的に停止されてもよい。その場合も、維持期間における大きな放電電流がスイッチング素子QH1〜QHnを経由して流れ続けることが防止されるので、部品の破壊等が未然に防止される。
コンデンサC71の電圧が上昇し始めてからしきい値THに達するまでの時間、すなわち、制御信号C1,C2が「H」に固定されてから検出信号SSaが「L」になるまでの時間は、例えば50ms〜200msに設定される。この時間は、コンデンサC71および抵抗R71の値ならびにNANDゲート回路G73の設定を調整することで任意に変更可能である。パネル10の特性またはプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて、適宜最適な値に設定することが望ましい。
また、本実施の形態において用いた具体的な他の数値についても同様に、パネル10の特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて適宜最適な値に設定することが望ましい。
また、図25では、第2回路基板72,73のいずれにも制御信号C1,C2が正しく伝送されない場合について説明したが、例えばコネクタ76に接続不良があり、第2回路基板73のみに制御信号C1,C2が正しく伝送されない場合、上記同様に、NANDゲート回路G73の出力信号が常に「H」となる。それにより、NOTゲート回路G76から出力される検出信号SSaが「L」となり、走査電極駆動回路53aおよび維持電極駆動回路54の動作が停止される。すなわち、第2回路基板72,73のいずれにおいて異常動作が発生した場合でも、走査電極駆動回路53aおよび維持電極駆動回路54の動作が停止され、部品の破壊等を未然に防止することができる。
(2−6)電源異常検出回路
制御信号監視回路60による検出信号SSaは、電源E43(図19)の電圧異常を検出する電圧異常検出回路による異常検出信号と共用することができる。
図26は電圧異常検出回路の構成を示す回路図である。図26の電圧異常検出回路500aが図17の電圧異常検出回路500と異なる点を説明する。
図26に示すように、走査電極駆動回路53aのノードN41とノードN42との間に電圧異常検出回路500aが接続される。電圧異常検出回路500aは、図17のNANDゲート回路501の代わりに、NOTゲート回路501aを有する。
NOTゲート回路501aの入力端子に、制御信号監視回路60のNOTゲートG76(図25)から出力される検出信号SSaが与えられる。NOTゲート回路501aの出力端子はノードN31に接続される。
この電圧異常検出回路500aにおいては、制御信号監視回路60から「L」の検出信号SSaが出力されると、NOTゲート回路501aの出力信号が「H」になり、ノードN31の電位がノードN33の電位Vaよりも高くなる。それにより、コンパレータCP1の出力端子の電位は「L」となる。この場合、フォトカプラPHの発光ダイオードに電流が流れ、発光ダイオードが発光する。したがって、フォトカプラPHのフォトトランジスタがオンする。その結果、ノードN36の電位が高くなり、ノードNEから「H」の異常検出信号SOSaが出力される。
このようにして、制御信号監視回路60の検出信号SSaと電圧異常検出回路500aの異常検出信号SOSaとを共用することができる。それにより、部品点数および組み立て工数が低減される。その結果、プラズマディスプレイ装置の低コスト化が可能となる。
(3)請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記実施の形態では、走査電極駆動回路53,53aおよびタイミング発生装置55が駆動装置の例であり、スイッチ回路101またはスイッチング素子QH1〜QHn,QL1〜QLnがスイッチ回路の例であり、ノードN1,N41が第1のノードの例であり、ノードN2,N42が第2のノードの例であり、スイッチング素子制御部57または論理回路110が制御回路の例であり、接地端子および回収回路400が電圧印加回路の例であり、直流電源200または電源E43が電圧保持回路の例である。
また、制御信号OC1,OC2が第1の制御信号の例であり、タイミング発生回路55が信号発生回路の例であり、コンデンサ122,133が第1の容量素子の例であり、電源端子V22が第1の充電回路の一例であり、ANDゲート回路131が第1の充電回路の他の例であり、NORゲート回路121、トランジスタQ11および接地端子G11が第1の放電回路の一例であり、ANDゲート回路132、トランジスタQ13および接地端子G12が第1の放電回路の他の例であり、電源端子V23、トランジスタQ12および接地端子G11が第1の信号出力回路の一例であり、電源端子V24、トランジスタQ14および接地端子G12が第1の信号出力回路の他の例である。
また、制御信号SH,SLが第2の制御信号の例であり、トランジスタQ2が第1のスイッチング素子の例であり、トランジスタQ1が第2のスイッチング素子の例であり、制御信号SLが第1のスイッチング信号の例であり、制御信号SHが第2のスイッチング信号の例であり、コンデンサ141が第2の容量素子の例であり、電源端子V21が第2の充電回路の例であり、トランジスタQ15が第2の放電回路の例であり、トランジスタQ16が第2の信号出力回路の例であり、電圧異常検出回路500が電圧検出回路の例である。
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
本発明は、種々の画像を表示する表示装置に適用することができる。

Claims (2)

  1. 複数の走査電極および複数の維持電極と複数のデータ電極との交差部に複数の放電セルを有するプラズマディスプレイパネルを1フィールドが複数のサブフィールドを含むサブフィールド法で駆動する駆動装置であって、
    前記複数の走査電極に対応して設けられ、前記複数の走査電極を第1のノードに接続する第1の状態および前記複数の走査電極を第2のノードに接続する第2の状態に制御される複数のスイッチ回路と、
    前記サブフィールドの維持期間に維持パルスの発生のために前記第1のノードの電位を変化させる電圧印加回路と、
    前記第2のノードと第3のノードとの間に設けられる保護抵抗と、
    前記第1のノードと前記第3のノードとの間を走査パルスの発生のための第1の電圧に保持する電圧保持回路と、
    前記サブフィールドの書込み期間に前記電圧保持回路により保持される第1の電圧に基づく走査パルスが前記複数の走査電極に順次印加されるように前記複数のスイッチ回路を制御し、前記サブフィールドの維持期間に前記複数の走査電極に維持パルスが印加されるように前記複数のスイッチ回路を前記第1の状態に制御する制御回路と、
    前記制御回路における信号の状態に基づいて、前記複数のスイッチ回路の少なくとも一部が前記第2の状態に所定時間以上保持される異常動作を検出するとともに、前記電圧保持回路により保持される電圧が許容値を超える電圧異常を検出する検出回路と備え、
    前記検出回路は、前記異常動作または前記電圧異常が検出された場合に、前記電圧印加回路の動作を停止するための信号を出力する、駆動装置。
  2. 複数の走査電極および複数の維持電極と複数のデータ電極との交差部に複数の放電セルを有する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の前記複数の走査電極を駆動する駆動装置とを備え、
    前記駆動装置は、
    前記複数の走査電極に対応して設けられ、前記複数の走査電極を第1のノードに接続する第1の状態および前記複数の走査電極を第2のノードに接続する第2の状態に制御される複数のスイッチ回路と、
    前記サブフィールドの維持期間に維持パルスの発生のために前記第1のノードの電位を変化させる電圧印加回路と、
    前記第2のノードと第3のノードとの間に設けられる保護抵抗と、
    前記第1のノードと前記第3のノードとの間を走査パルスの発生のための第1の電圧に保持する電圧保持回路と、
    前記サブフィールドの書込み期間に前記電圧保持回路により保持される第1の電圧に基づく走査パルスが前記複数の走査電極に順次印加されるように前記複数のスイッチ回路を制御し、前記サブフィールドの維持期間に前記複数の走査電極に維持パルスが印加されるように前記複数のスイッチ回路を前記第1の状態に制御する制御回路と、
    前記制御回路における信号の状態に基づいて、前記複数のスイッチ回路の少なくとも一部が前記第2の状態に所定時間以上保持される異常動作を検出するとともに、前記電圧保持回路により保持される電圧が許容値を超える電圧異常を検出する検出回路と備え、
    前記検出回路は、前記異常動作または前記電圧異常が検出された場合に、前記電圧印加回路の動作を停止するための信号を出力する、プラズマディスプレイ装置。
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