(57)【要約】  プラズマディスプレイモジュールにおいて、電源回路を低コスト化かつ小型化する。  表示画素のアドレスを選択するアドレス電極および表示画素を選択するＹ電極と選択された画素の維持放電電圧を印加するＸ電極を有するプラズマディスプレイパネル１と、アドレス電極駆動回路４と、Ｙ電極駆動回路２と、Ｘ電極駆動回路３と、制御回路５と、電源回路６と、を備えたプラズマディスプレイモジュールにおいて、前記電極回路６に電界コンデンサ６１と１フレームの放電電流の２０倍以上の電荷を蓄積できる容量の電気２重層コンデンサ６２を、Ｙ電極駆動回路２およびＸ電極駆動回路３に高周波電流を流すための電界コンデンサＣｄまたは／および図示を省略したセラミックコンデンサまたは／およびフィルムコンデンサＣｆをそれぞれ放電維持電圧ラインＶｓとグランドＧ間に備えた。【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画素のアドレスを選択するアドレス電極および表示画素を選択するＹ電極と選択された画素の維持放電電圧を印加するＸ電極を有するプラズマディスプレイパネルと、アドレス電極駆動回路と、Ｙ電極駆動回路と、Ｘ電極駆動回路と、制御回路と、電源回路と、を備えたプラズマディスプレイモジュールにおいて、
前記電極回路に、１フレームの放電電流の少なくとも２０倍の電荷を蓄積できる容量のコンデンサを備えたことを特徴とするプラズマディスプレイモジュール。
【請求項２】
前記コンデンサが電気２重層コンデンサであり、更にプラズマディスプレイ駆動回路または電源回路に高周波電流を流すための電界コンデンサまたは／およびセラミックコンデンサまたは／およびフィルムコンデンサを放電維持電圧の高圧ラインと低圧ライン間に備えた請求項１記載のプラズマディスプレイモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイモジュールに関し、特に表示のための電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイは、大型／大容量の平面型ディスプレイであり、家庭用の平面テレビとして市場が拡大しているが、ＣＲＴと同程度の消費電力、表示品質、コストが要求されている。【０００３】
プラズマディスプレイは、パルス駆動デバイスであり、特に表示放電のためにスパイク状の大電流が流れる。表示を安定に行わせ、また表示輝度を所定に保つためには、電源電圧の安定化が必要であり、電源回路にはピーク電流を流すための大電力素子が必要となる。また、プラズマディスプレイは、大電流のスパイク状の電流が流れるため、トランスなどから騒音が発生しやすい。【０００４】
従来の交流駆動型プラズマディスプレイモジュールの構成およびその制御方法について、図６から図９を用いて説明する。図６を用いて、プラズマディスプレイモジュールの基本構成を説明する。プラズマディスプレイモジュールは、プラズマディスプレイパネル１と、Ｘ電極駆動（Ｘサステイン：Ｘ電極維持放電）回路３と、Ｙ電極駆動（Ｙスキャン）回路２と、アドレス電極駆動回路（アドレスドライバ）４と、制御回路５と、電源回路６とを有している。【０００５】
プラズマディスプレイパネル１は、Ｙ電極駆動回路２によって各画素の書き込みが制御されるＹ電極（スキャン電極：Ｙバス）Ｙｉと、Ｘ電極駆動回路３によって各画素に維持放電電圧が印加されるＸ電極（維持放電電極：Ｘバス）Ｘｉと、アドレス電極駆動回路４によって各画素のアドレスが制御されるアドレス電極Ａｊとを有している。【０００６】
Ｙ電極駆動回路（スキャンドライバ）２は、制御回路５の制御に応じて、スキャン電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…に所定の電圧を供給する。以下、スキャン電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３…の各々を又はそれらの総称をスキャン電極Ｙｉといい、ｉは添え字を意味する。【０００７】
Ｘ電極駆動回路（維持放電電極サステイン回路）３は、維持放電電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…にそれぞれ同一の電圧を供給する。以下、維持放電電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…の各々を又はそれらの総称を維持放電電極Ｘｉといい、ｉは添え字を意味する。各維持放電電極Ｘｉは相互接続され、同一の電圧レベルを有する。【０００８】
アドレス電極駆動回路４は、アドレス電極Ａ１，Ａ２，Ａ３，…に所定の電圧を供給する。以下、アドレス電極Ａ１，Ａ２，Ａ３，…の各々を又はそれらの総称をアドレス電極Ａｊといい、ｊは添え字を意味する。【０００９】
制御回路５は、Ｙ電極駆動回路２、Ｘ電極駆動回路３、アドレス電極駆動回路４の制御を行う。【００１０】
電源回路６は、制御回路５およびＸ電極駆動回路３およびＹ電極駆動回路２ならびにアドレス電極駆動回路４に駆動電圧を印加する回路である。【００１１】
ＰＤＰパネル１内に設定される表示領域では、スキャン電極Ｙｉおよび維持放電電極Ｘｉが水平方向に並列に延びる行を形成し、アドレス電極Ａｊが垂直方向に延びる列を形成する。スキャン電極Ｙｉおよび維持放電電極Ｘｉは、垂直方向に交互に配置される。各アドレス電極Ａｊ間にはストライプリブ構造が設けられる。【００１２】
スキャン電極Ｙｉおよびアドレス電極Ａｊは、ｉ行ｊ列の２次元行列を形成する。表示セルＣｉｊは、スキャン電極Ｙｉおよびアドレス電極Ａｊの交点並びにそれに対応して隣接する維持放電電極Ｘｉにより形成される。このＣｉｊが画素に対応し、表示領域に２次元画像を表示することができる。【００１３】
図７（Ａ）は、図６の表示セルＣｉｊのアドレス電極Ａｊの延伸方向に平行な面での断面構成を示す図である。維持放電電極Ｘｉおよびスキャン電極Ｙｉは、前面ガラス基板１２上に形成されている。その上には、放電空間１３に対し絶縁するための誘電体層１５が被着されるとともに、更にその上にＭｇＯ（酸化マグネシウム）保護膜１６が被着されている。【００１４】
一方、アドレス電極Ａｊは、前面ガラス基板１２と対向して配置された背面ガラス基板１１上に形成され、その上には誘電体層１４が被着され、更にその上に蛍光体が被着されている。【００１５】
ＭｇＯ保護膜１６と誘電体層１４との間の放電空間１３には、Ｎｅ＋Ｘｅガス等が封入されている。【００１６】
図７（Ｂ）は、交流駆動型プラズマディスプレイの容量Ｃｐを説明するための図である。容量Ｃａは、維持放電電極Ｘｉとスキャン電極Ｙｉとの間の放電空間１３の容量である。容量Ｃｂは、維持放電電極Ｘｉとスキャン電極ｉとの間の誘電体層１５の容量である。容量Ｃｃは、維持放電電極Ｘｉとスキャン電極Ｙｉとの間の前面ガラス基板１２の容量である。これらの容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃの合計によって、電極ＸｉおよびＹｉ間の容量Ｃｐが決まる。【００１７】
図７（Ｃ）は、交流駆動型プラズマディスプレイの発光を説明するためのアドレス電極Ａｊの延伸方向に直交する面での断面図である。リブ１７の内面には、赤、青、緑色の蛍光体１８がストライプ状に各色毎に配列、塗布されており、維持放電電極Ｘｉおよびスキャン電極Ｙｉ（放電電極対）の間の画素表示のための放電によって蛍光体１８を励起して光１９が生成されるようになっている。【００１８】
図８は、画像の１フレームＦＲの構成図である。画像は、例えば６０フレーム／秒で形成される。１フレームＦＲは、第１のサブフレームＳＦ１、第２のサブフレームＳＦ２、・・・第ｎのサブフレームＳＦｎにより形成される。このｎは、例えば１０であり、階調ビット数に依存する。サブフレームＳＦ１，ＳＦ２等の各々を又はそれらの総称を、以下、サブフレームＳＦという。【００１９】
各サブフレームＳＦは、リセット期間Ｔｒ、アドレス期間Ｔａ、およびサステイン期間（維持放電期間）Ｔｓにより構成される。リセット期間Ｔｒでは、表示セルの初期化を行う。アドレス期間Ｔａでは、アドレス指定により各表示セルの点灯又は非点灯を選択することができる。選択されたセルはサステイン期間Ｔｓで発光を行う。各サブフレームＳＦのサステイン期間Ｔｓでは、発光の明るさに応じて発光回数（サステインパルス数）が異なる。１フレームＦＲ内の発光回数の合計により、その画素の輝度が決まる。【００２０】
図９は、図８に示したサブフレームＳＦの波形図である。図９は、１フレームを構成する複数のサブフレームのうちの１サブフレーム分における、Ｘ電極、Ｙ電極、アドレス電極へ印加する電圧の波形例を示している。１つのサブフレームは、全面書き込み期間および全面消去期間から成るリセット期間Ｔｒと、アドレス期間Ｔａと、サステイン期間Ｔｓとに区分される。【００２１】
サステイン期間Ｔｓには、維持放電電極Ｘと各表示ラインのスキャン電極Ｙとに互いに極性の異なる電圧（＋Ｖｓ／２，−Ｖｓ／２）を交互に印加して維持放電を行い、１サブフレームの映像を表示する。なお、交互に印加する動作は、サステイン動作と呼ばれる。サステイン動作により、放電時に維持放電電極Ｘとスキャン電極Ｙの上に異なる極性の電荷が蓄積され、次の維持放電電圧が印加されると蓄積された電荷の影響で放電開始以下の電圧で放電が開始され、各電極には逆極性の電荷が蓄積される。この放電は、きわめて短い時間に大電流が流れる放電となる。【００２２】
上述のような、プラズマディスプレイモジュールの構成および制御方法は既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２６５３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上述のように、従来のプラズマディスプレイの消費電力の大部分は、表示のためのガス放電電力であり、維持放電のための１００ｋＨｚ程度の高周波の放電維持パルス印加によるスパイク状の放電電流が流れる。動画表示のためには通常１秒間に５０フレームまたは６０フレームの書き換えを行うが、ＡＤＳサブフレーム法で多階調表示を行う場合などのサブフレームを書き換えて表示を行う。ＡＣ型プラズマディスプレイでは、輝度は放電維持パルス数にほぼ比例し、維持パルス周期が同じ場合は、各サブフレームの高周波のスパイク状の放電電流が流れる期間が、例えば１／２／４／８／１６／３２と異なることになる。【００２４】
各サブフレームは、リセット／アドレス／表示などの期間で構成され、通常リセット／アドレスなどに表示期間の３／４程度が必要であり、表示放電が行われる時間は全体の１／４程度と小さい。単発の維持パルスに対応する放電電流は通常１μｓ以下の幅で周期が５μｓ程度であるため、単発放電で流れる電流は通常電源回路６の電解コンデンサやフィルムコンデンサなどのコンデンサ６１から供給できるが、放電回数が増加するとコンデンサの電圧が低下してしまうため、放電が連続する場合は電源回路６から、即ち大電流の整流／平滑回路から供給する必要がある。放電期間は全体の約１／４のため、平均電力より約４倍の電流を供給できる大型の電源が必要となり、コストが高く、サイズ／重量が大きくなるという課題があった。また、大電流のスパイク状の電流が流れるため、トランスなどから騒音が発生しやすいという問題を有している。【００２５】
本発明の目的は、プラズマディスプレイモジュールにおいて電源回路を低コスト化／小型化した表示装置を提供することである。また、本発明は、騒音が発生しない電源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題を解決するために、本発明は、表示画素のアドレスを選択するアドレス電極および表示画素を選択するＹ電極と選択された画素の維持放電電圧を印加するＸ電極を有するプラズマディスプレイパネルと、アドレス電極駆動回路と、Ｙ電極駆動回路と、Ｘ電極駆動回路と、制御回路と、電源回路と、を備えたプラズマディスプレイモジュールにおいて、前記電極回路に、１フレームの放電電流の２０倍以上の電荷を蓄積できる容量のコンデンサを放電維持電圧ラインとグランド間に備えた。【００２７】
さらに、本発明は、上記プラズマディスプレイモジュールにおいて、前記コンデンサが電気２重層コンデンサであり、更にプラズマディスプレイ駆動回路または電源回路に高周波電流を流すための電界コンデンサまたは／およびセラミックコンデンサまたは／およびフィルムコンデンサを放電維持電圧ラインとグランド間に備えた。【００２８】
すなわち、プラズマディスプレイパネルまたはプラズマディスプレイモジュールにおいては、１フレーム内で瞬時電力の変動があるが、１フレーム内のピーク電流／電力をコンデンサなどに蓄えることができれば、平均電流／電力の電源回路で済む。プラズマディスプレイの場合、電源のピーク電力は平均電力の約４倍と大きいため、１フレームの間、放電動作や輝度に影響しない程度に電源電圧を維持できるコンデンサを電源とパラレルに設置すれば、電源回路は平均電力を供給すれば良く、約１／４に小さくすることができる。したがって、電源回路を構成するトランスに流れる電流がほぼ一定となることから、トランスなどからの騒音発生も防止できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、１フレーム内のピーク電力に対応した大電力の電源回路ではなく、約１／４の平均電力に対応した電源回路で済むことから、電源回路を低コスト化／小型化することができ、騒音の発生もなくなる。また、印加電圧の瞬時の電圧変動を小さくすることもでき、安定な表示を行える。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明にかかるプラズマディスプレイモジュールの構成の概要を説明する図である。
【図２】図２は、本発明にかかるプラズマディスプレイモジュールにおける１表示フレームの構成を説明する図である。
【図３】図３は、図２に示したフレームにおけるＸ電極駆動回路およびＹ電極駆動回路に印加される電圧と放電電流の関係を模式的に示す図である。
【図４】図４は、本発明におけるプラズマディスプレイモジュールの１フレームでの放電電流と電源電流との関係を説明する図である。
【図５】図５は、ＡＣ型ＰＤＰの動作マージンを説明する図である。
【図６】図６は、従来のプラズマディスプレイモジュールの構成の概要を説明する図である。
【図７（Ａ）】図７（Ａ）は、プラズマディスプレイパネルの構造を説明するアドレス電極の延伸方向に平行な面での縦断面図である。
【図７（Ｂ）】図７（Ｂ）は、プラズマディスプレイパネルにおけるコンデンサの生成を説明する図である。
【図７（Ｃ）】図７（Ｃ）は、プラズマディスプレイパネルの構造を説明するアドレス電極の延伸方向と直交する面での縦断面図である。
【図８】図８は、本発明の維持放電電流形の例を示す波形図である。
【図９】図９は、プラズマディスプレイモジュールにおける印加電圧の大要を説明する図である。
【符号の説明】
【００３１】
１：プラズマディスプレイパネル、
２：Ｙ電極駆動回路、
３：Ｘ電極駆動回路、
４：アドレス電極駆動回路、
５：制御回路、
６：電源回路、
６１：電界コンデンサ、
６２：電気２重層コンデンサ、
Ａ：アドレス電極
Ｘ：Ｘ電極（維持放電電極）、
Ｙ：Ｙ電極（スキャン電極）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１を用いて、本発明にかかるプラズマディスプレイモジュールの構成および制御方法を説明する。本発明にかかるプラズマディスプレイモジュールは、図６に示したプラズマディスプレイモジュールとほぼ同様な構成を有している。すなわち、本発明にかかるプラズマディスプレイモジュールは、プラズマディスプレイパネル１と、Ｙ電極駆動回路２と、Ｘ電極駆動回路３とアドレス電極駆動回路４と、制御回路５と、電源回路６とを有して構成される。【００３３】
Ｙ電極駆動回路２およびＸ電極駆動回路３は図８に示すサステイン期間Ｔｓの維持放電パルスを生成することができる。【００３４】
本発明においては、Ｙ電極駆動回路２およびＸ電極駆動回路３には、電解コンデンサＣｄおよび／またはフィルムコンデンサＣｆおよび／または図示を省略したセラミックコンデンサＣｃなどが複数組み合わせて設置され、高速の維持放電電圧パルス印加により大電流パルスを流すのに対処している。また、本発明において、電源回路６には、電界コンデンサＣｄ６１に並列に電気２重層コンデンサ６２が接続されるとともに維持放電電圧Ｖｓ出力に並列に接続されている。【００３５】
Ｙ電極駆動回路２の維持パルス発生回路から流れ出る電流は、各維持パルス印加直後に発生する放電電流によるものが主体であり、幅が約０．３μｓ程度のパルス電流が流れる。パルス電流を電源回路６から流すと配線のインピーダンスにより電圧効果が生じるので、Ｙ電極駆動回路２の維持電圧パルス発生回路の近くに電解コンデンサＣｄ／フィルムコンデンサＣｆ／セラミックコンデンサＣｃなどが設置される。【００３６】
本発明における各画素毎の輝度表現の原理を、図２を用いて説明する。例えば、８ビットを用いて階調表示する場合、１６．７ｍｓの１フレームは８個のサブフレームＳＦ１〜ＳＦ８に分割され、それぞれのサブフレームＳＦは、１．５ｍｓのリセット期間およびアドレス期間と、維持放電期間とからなっている。輝度は維持放電期間の放電ペア数によって決定され、例えば、ＳＦ１では輝度１が維持放電期間（０．０１ｍｓ）に２ペアの維持放電により表現され、ＳＦ８では輝度１２８が維持放電期間（１．２８ｍｓ）に２５６ペアの維持放電で表現される。【００３７】
維持放電パルス電流および電源回路６から流れる電流波形を、図３および図４を用いて説明する。４２型パネルの１例では、維持放電パルスのライン当りピーク電流は約２００ｍＡ、維持放電期間の電源電流は６Ａ程度である。１フレームの平均電流としては、約１．５Ａ（１６５Ｖ×１．５Ａ＝約２５０Ｗ）であるが、電源内に設けたコンデンサＣｄの合計コンデンサ容量は通常１０００μＦ程度であるため、１フレーム内の電流を蓄積することができないことから、トランス／整流素子などの電流容量は６Ａ以上に設計される。したがって、平均電力より約４倍の電流容量が必要となる。大電流のスパイク状の電流が流れるとトランスから騒音が発生しやすくなり、通常はトランスに絶縁樹脂を含浸させて低減を図るが、ＴＶ用途では静かな環境で鑑賞することから騒音の発生が大きな問題となる。【００３８】
表示パネルの維持電圧Ｖｓとアドレス電圧Ｖａを変えたときの表示特性を図５に示す。この例では、正常に表示できる維持電圧範囲（電圧マージン）は約８Ｖであり、Ｖｓ電圧の変動が５％以下であれば正常に表示することを示している。しかし、通常は駆動電圧の温度変動や経時変動を考慮し、Ｖｓ電圧の変動は２％以下にすることが望ましい。【００３９】
電源回路６の出力電圧Ｖｓ（約１６５Ｖ）とグランドＧ間には電気２重層コンデンサ（２００Ｖ／０．０１Ｆ）６２と電界コンデンサＣｄ（２００Ｖ／２７０μＦ）６１が、Ｘ電極駆動回路３の放電維持電圧Ｖｓ（約１６０Ｖ）とグランドＧ間にはそれぞれ電界コンデンサＣｄ（２００Ｖ／２７０μＦ）とフィルムコンデンサＣｆ（２００Ｖ／２μＦ）が接続されている。本駆動回路では、図３に示すように、維持電圧パルスに対応する放電電流は従来と変わらず、放電維持期間に流れる平均電流は、約６Ａ、１フレームの平均電流は約１．５Ａである。１フレームに流れる電荷Ｑｏは１．５Ａ×１６．７ｍｓ≒２５ｍＱであり、電気２重層コンデンサ６２からだけ電流が流れるとすると、コンデンサの電圧Ｖｓは（Ｖｓ・Ｃ−Ｑｏ）／Ｃ≒０．９８５Ｖｓに減少する。放電維持電圧の変動は約１．５％であり、５％以下であるため、安定動作電圧範囲にあり正常に表示する。【００４０】
電源回路６から流れる電流は図４に示すように約１．５Ａでほぼ一定となり、電源回路のトランス／整流素子などは電流容量約１．５Ａで設計すれば良い。また、トランスなど電源回路に流れる電流が一定であるため、絶縁樹脂を含浸しなくても騒音の発生がない。【００４１】
表示の長期安定性を満たす電圧変動２％以下にするには、（Ｖｓ・Ｃ−Ｑｏ）／Ｖｓ・Ｃ＞０．９８、即ちＶｓ・Ｃ＞５０Ｑｏを満足させる。また、、電圧変動５％以下にするには同様にＶｓ・Ｃ＞２０Ｑｏを満足させる必要がある。すなわち電圧変動を抑えるためには、１フレームの放電電流の少なくとも２０倍、望ましくは５０倍の電荷を蓄積可能な容量のコンデンサが必要である。このような容量の電気２重層コンデンサ６２を維持電圧電源回路に接続することにより、トランス／整流回路などの電源回路６からの出力電流が１フレーム内で変動した場合でも、電源回路に接続することにより、トランス／整流回路などの電源回路からの出力電流が１フレーム内で変動した場合でも、電源回路電流容量が小さいにも拘らず電圧変動はそれぞれ２％以下または５％以下となり、正常な表示を行える。【００４２】
電界コンデンサ６１のみでこの様に大きな容量とするには非常に大型または多数のコンデンサを実装する必要があり、メリットがないが、電気２重層コンデンサ６２を用いれば小型で大容量のコンデンサが実現可能であり、本願実施例のような設計が可能となる。【００４３】
なお、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図１】
2006137116.tif 000002
【図２】
2006137116.tif 000003
【図３】
2006137116.tif 000004
【図４】
2006137116.tif 000005
【図５】
2006137116.tif 000006
【図６】
2006137116.tif 000007
【図７（Ａ）】
2006137116.tif 000008
【図７（Ｂ）】
2006137116.tif 000009
【図７（Ｃ）】
2006137116.tif 000010
【図８】
2006137116.tif 000011
【図９】
2006137116.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月15日(2007.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図７（Ｂ）は、交流駆動型プラズマディスプレイの容量Ｃｐを説明するための図である。容量Ｃａは、維持放電電極Ｘｉとスキャン電極Ｙｉとの間の放電空間１３の容量である。容量Ｃｂは、維持放電電極Ｘｉとスキャン電極Ｙｉとの間の誘電体層１５の容量である。容量Ｃｃは、維持放電電極Ｘｉとスキャン電極Ｙｉとの間の前面ガラス基板１２の容量である。これらの容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃの合計によって、電極ＸｉおよびＹｉ間の容量Ｃｐが決まる。
【国際調査報告】
2006137116.tif 000013
2006137116.tif 000014
2006137116.tif 000015
2006137116.tif 000016