等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法
2023-10-22 23:59:57 5
專利名稱：等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法
技術領域：
本發明涉及等離子平面顯示器內的部件散熱方法，尤指一種等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法。
在傳統交流放電型等離子平面顯示器10的製作技術中，參閱
圖1所示，主要在二玻璃基板11、12上製作不同作用層，再將二者的周邊封合，並在其間的放電空間中，封入依一定比例混合的特殊氣體(如氦(He)、氖(Ne)、氙(Xe)或氬(Ar))，該結構中面向觀看者的基板為前基板11，該前基板11內側依序布設有複數條平行的透明電極111、輔助(bus)電極112、誘電層113及保護層114，其對應的背基板12上則依序布設有複數條平行的定址(data)電極121、誘電層124、複數條平行排列的阻隔壁122及均勻塗布的螢光體123，當施加電壓於相關位置的該等電極111、112、121時，對應位置的誘電層113、124將於相鄰阻隔壁122間所形成的對應放電單元(Cell)13內放電，令該螢光體123感應出對應的色光。
在傳統交流放電型等離子平面顯示器10中，該前基板11上的電極，一般先利用濺鍍及光蝕刻(Photolithography)或印刷技術，在該前基板11內側表面形成複數條彼此間隔且水平排列的透明電極111，再利用蒸鍍(或濺鍍)及光蝕刻(Photolithography)技術，在該透明電極111上形成該輔助電極112，借該輔助電極112降低該透明電極111的線阻抗。本發明在以下的敘述中，將以X電極及Y電極分別代表該前基板11上相鄰的二平行透明電極111(含輔助電極112)，該二電極將與背基板12對應位置上的定址電極121(或A電極)，形成三電極，當施加電壓於該等電極上時，令其誘電層113、124於對應放電單元13內進行放電，使封入其中的該混合氣體，因放電而產生UV光，再藉由UV光，激發該放電單元13處所塗布的螢光體123，令紅色、綠色、藍色等三色螢光粉能產生可見光，並進而顯示圖像。
在該種三電極的交流型等離子顯示面板中，由圖2所示的基本結構平面圖可知，該顯示面板1包括X電極21、Y電極31-31000、定址A電極41-4M、顯示格點5、阻隔板6(Barrier rib)及Y電極各顯示線71-71000，其中X電極21與Y電極31-31000處於同一水平面上，定址電極41-4M則與X及Y電極呈現垂直交叉，且各該電極本身分別具有不同的功能。該X電極21主要用以負責寫入及維持放電的功能，該Y電極31-31000負責掃瞄及維持放電的功能，至於定址A電極41-4M則只負責定址功能，該顯示面板1借該等電極間的相互配合，即可達成圖像顯示的目的。
該三電極的交流型等離子顯示面板的驅動電路，請參閱圖3所示，主要包括定址電極驅動晶片(晶片)51-55，Y電極驅動晶片61-64，Y電極驅動電路7、X電極驅動電路8及控制電路9等，其中定址電極驅動晶片51-55，主要系接受控制電路9的控制信號後，依據控制信號來驅動定址電極41-4M，以達成定址功能，Y電極驅動晶片61-64在接受控制電路9的控制信號後，依控制信號去驅動Y電極31-31000的各條顯示線，以達成掃瞄及維持放電的功能，而Y電極驅動電路7則由該控制電路9控制其動作程序，並與Y電極驅動晶片61-64相互搭配，以使掃瞄/定址周期與維持放電顯示周期能很清楚地分開，至於X電極驅動電路8亦在接受控制電路9的控制信號後，依據控制信號驅動X電極，達成面板的寫入及維持放電功能，因此，利用該控制電路9控制定址電極驅動晶片51-55、Y電極驅動晶片61-64、Y電極驅動電路7以及X電極驅動電路8等四者的程序，令彼此能相互搭配，即可實現對顯示面板1的驅動，以正確顯示圖像。
在該驅動電路中，請參閱圖4所示。該X電極驅動電路8主要包括3個部份，其一系用以維持放電的電路81，其二系寫入電路82，其三則為能量回復電路83。該寫入電路82系負責激發每個顯示格點，促使其放電發光，並產生激發因子；該維持放電電路81系將有激發因子的顯示格點，借該電路81的動作，而放電發光，同時，累積下一周期的激發因子；該能量回復電路83係為減少消耗於電路寄生元件上的能量損失，將儲存於顯示格點的能量，借該電路83的動作，轉移至另一外加儲存元件上，令所儲存的能量，可於下一周期動作前，再供應至顯示格點，如此，即可將百分的九十以上消耗於電路寄生元件中的能量，回收再利用。
在該驅動電路中，復請參閱圖4所示，該Y電極驅動電路7亦包括三個部份，分別為掃瞄電路71、維持放電電路72及能量回復電路73，其中該掃瞄電路71主要在掃瞄周期內，為令欲顯示的資料，能依序被寫入顯示面板中，而將Y電極區分成被選取的顯示線及未被選取的顯示線，以便定址電極能夠正確定址；該Y電極驅動晶片6則系用以搭配該掃瞄電路71及維持放電電路72，促使每個電路的動作，能夠依序進行；至於，該定址電極驅動晶片5則系屬用以通過定址電極，依照欲顯示的資料，將資料寫入Y電極上被選擇到的顯示線，達成更新顯示資料的定址電路。
由於，該定址電極驅動晶片5的主要任務，是在提供一外加電壓(Va)或0電壓給定址電極，故該定址電極驅動晶片5必須通過切換其內所設的開關(半導體電路)才能輸出一外加電壓Va或0電壓。在目前所設計的一個定址驅動晶片內，一般均包括64組開關，有些甚至更多，故該定址電極驅動晶片在產生一外加電壓Va或0電壓，並將其輸出至等離子平面顯示器時，該驅動晶片必須承受因多組開關切換所形成的能量損失。該項損失主要系導因於開關切換時電容負載所產生的切換損失。圖5所示為該晶片的等效電路圖，其中S1代表作為開關的一半導體電路，S2代表作為開關的另一半導體電路，R1、R2分別代表S1、S2的等效電阻，Va為外加電源，C為電容負載，故當開關S1已被閉路，且開關S2被開路時，請參閱圖6所示，電阻R1的消耗功率為PR1＝1/2CVa2，電容負載C所儲存的能量為PC＝1/2Va2，當開關S1被開路，且開關S2被閉路時，請參閱圖7所示，初始電容負載C所儲存的能量PC＝1/2CVa2，將全部供給電阻R2，該電阻R2的消耗功率為
PR2＝1/2CVa2故電容負載C每放電一次的切換損失即為PT＝PR1+PR1＝CVa2，若每秒充放電次數為f次時，則其切換損失即為CVa2f。此外，由於在等離子顯示面板上，驅動所謂的「千鳥圖形」時，如圖8所示，該定址電極驅動晶片在切換瞬間，等離子顯示面板上的定址電極，幾乎可被視為該驅動晶片的電容負載，故該驅動晶片所承受的能量損失即CVa2f，其熱能將累積在該驅動晶片內，尤其是，在每秒放電切換次數極高的情形下，該定址電極驅動晶片所承受的熱能也將相對增加，而導致發生過熱燒毀的危險。
雖部分等離子顯示面板的設計及製造業者，針對在顯示「千鳥圖形」時該定址電極驅動晶片上嚴重消耗功率的問題，曾開發出W-APC(Automatic powercontrol)，該W-APC主要控制定址電極驅動晶片的切換次數，以降低該驅動晶片的切換損失，進而降低等離子顯示面板的功率消耗，但該方法卻犧牲了畫質品質，對目前高畫質電視(HDTV)的發展，有背道而馳的遺憾。
本發明的目的就是要克服前述傳統交流放電型等離子平面顯示器中，該定址電極晶片無法避免過熱燒毀的現象，而提出一種等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法。
本發明的目的是這樣實現的該方法主要系利用一外加電壓脈波電路，驅動等離子平面顯示器上的複數個定址電極驅動晶片，並借一控制電路，控制該外加電壓脈波電路及各該定址電極驅動晶片中開關的切換順序，以令該定址電極驅動晶片在產生一外加電壓準位或零電壓準位，並將其輸出至一等離子平面顯示器的定址電極時，各該驅動晶片中各開關因進行切換所產生的電壓損失，可完全被轉嫁至該外加電壓脈波電路的開關上，有效避免該驅動晶片將開關切換所產生的大量熱能損失累積在該晶片中。
使用本發明的等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法，可不減少定址電極驅動晶片的放電切換次數，在保證畫面品質的情形下，避免等離子平面顯示器上的定址電極驅動晶片發生過熱燒毀的危險。
以下為本發明的附圖圖1所示乃一傳統等離子平面顯示器的結構示意圖；圖2所示乃一三電極的交流型等離子顯示面板的電極結構圖圖3所示乃一三電極的交流型等離子顯示面板驅動電路的方塊圖；圖4所示乃一三電極的交流型等離子顯示面板驅動器電力級方塊圖；圖5所示乃一定址電極驅動晶片的內部等效電路圖；圖6所示乃一定址電極驅動晶片的內部等效電路的動作示意圖之一；圖7所示乃一定址電極驅動晶片的內部等效電路的動作示意圖之二；圖8所示乃傳統等離子平面顯示器所顯示的一千鳥圖形；圖9所示乃本發明的定址電極驅動晶片的電路結構示意圖；圖10所示乃本發明的一實施例中定址電極驅動晶片的電路結構意圖；圖11乃圖10所示實施例中定址電極驅動晶片的輸出電壓為Va及零電壓時的驅動程序圖；圖12乃圖11所示實施例中定址電極驅動晶片的輸出壓為Va時的驅動電路動作示意圖之一；圖13乃圖11所示實施例中定址電極驅動晶片的輸出電壓為Va時的驅動電路動作示意圖之二；圖14乃圖11所示實施例中定址電極驅動晶片的輸出電壓為Va時的驅動電路動作示意圖之三；圖15乃圖11所示實施例中定址電極驅動晶片的輸出電壓為Va時的驅動電路動作示意圖之四；圖16乃圖11所示實施例中定址電極驅動晶片的輸出電壓為零時的驅動電路動作示意圖之一；圖17乃圖11所示實施例中定址電極驅動晶片的輸出電壓為零時的驅動電路動作示意圖之二；
圖18乃圖11所示實施例中定址電極驅動晶片的輸出電壓為零時的驅動電路動作示意圖之三。
圖中元件參數說明定址電極驅動晶片…………121 外加電壓脈波電路……………2第一開關……………………S1第二開關………………………S2第三開關……………………S3第四開關………………………S4下面結合附圖對本發明做詳細說明本發明主要系針對傳統等離子平面顯示器中，定址電極驅動晶片在放電切換次數過高的情形下，易發生過熱燒毀的危險，所提出的一種解決定址電極晶片過熱問題，且不影響其顯示器畫質的方法，該方法主要利用一外加電壓脈波電路2，請參閱圖9所示，驅動複數個定址電極驅動晶片121，並借一控制電路，控制該外加電壓脈波電路2及各該定址電極驅動晶片121中開關的切換順序，以令該定址電極驅動晶片121在產生一外加電壓準位(Va)或零電壓準位，並將其輸出至一等離子平面顯示器的定址電極時，令該驅動晶片121中各開關因進行切換作所產生的切換損失，可完全被轉嫁至該外加電壓脈波電路2的開關上，有效避免該驅動晶片121將開關切換損失所產生的大量熱能，累積在該晶片121中。
為能更清楚表達本發明的設計思想，特以單一外加電壓脈波電路2驅動單一的定址電極驅動晶片121為一實施例，詳細說明其動作原理及功效如下請參閱圖10所示，在該實施例中，當該定址電極驅動晶片121的輸出電壓為Va時，再請參閱圖11所示，其驅動程序中每一個輸出周期將包括下列4個步驟(1)首先，見圖12所示，利用一控制電路(圖中未示)先將該定址電極驅動晶片121中的第三開關S3切換成閉路狀態，而第四開關S4則切換成開路狀態，以避免第三開關S3因切換損失而產生熱量；(2)其次，該控制電路再將該第一開關S1切換成閉路狀態，請參閱圖13所示，此時，外加電壓Va所形成的電路，將為外加電壓Va端→第一開關S1→第三開關S3→外加電容25→接地端26→外加電壓Va端由於，如前所述，等離子顯示面板在顯示「千鳥圖形」時，其上定址電極在該定址電極驅動晶片121的切換瞬間，幾乎可被視為該驅動晶片的電容負載，故該電容負載即此處所稱的外加電容25，該外加電容25上的電壓，即為輸入該定址電極的外加電壓。在此期間，因開關切換所造成的能量損失，由該第一開關S1承受，故可避免該定址電極驅動晶片121的第三開關S3第四開關S4因開關切換而產生的熱量損失。
(3)然後，該控制電路將令該第一開關S1切換成開路狀態、第二開關S2切換成閉路狀態，請參閱圖14所示，此時，外加電壓Va所形成的電路將為接地端26→外加電容25→第三開關S3→第二開關S2→接地端26，即外加電容25所儲存的電量(外加電壓20)，將流向接地端26，使其呈現零電壓狀態，在此期間，因開關切換所造成的能量損失，由該第二開關S2承受，故可避免該定址電極驅動晶片121的第三開關S3及第四開關S4因開關切換而產生的熱量損失。
(4)最後，該控制電路將令第一開關S1、第二開關S2及第三開關S3切換成開路狀態，並將第四開關S4切換成閉路狀態，參見圖15所示，此時，外加電壓Va所形成的電路，將為接地端26→外加電容25→第四開關S4→接地端26，由於，在前一步驟中，該外加電容25呈現零電壓的狀態，故，在此期間無電流在該電路上流動，因此，該定址電極驅動晶片121的第三開關S3及第四開關S4不致因開關切換，而產生熱量損失。
在該實施例中，當定址電極的輸出電壓為零電壓準位時，見圖11所示，其驅動程序中每一個輸出周期包括下列3個步驟(1)首先，請參閱圖16所示，該控制電路將令該第一開關S1及第四開關S4切換成閉路狀態，並令該第二開關S2及第三開關S3切換成開路狀態，此時，外加電壓Va所形成的電路，將為接地端26→外加電容25→第四開關S4→接地端26，在此期間，由於外加電容25呈現零電壓狀態，故輸出電壓為零，因此，該定址電極驅動晶片121的開關S4不致因開關切換而產生熱量損失。
(2)然後，該控制電路將令第一開關S1切換成開路狀態，並令該第二開關S2切換成閉路狀態，請參閱圖17所示，此時，外加電壓Va所形成的電路，仍為接地端26→外加電容25→第四開關S4→接地端26，在此期間，由於外加電容25呈現零電壓狀態，故輸出電壓為零，因此，該定址電極驅動晶片121的第四開關S4不致因開關切換，而產生熱量損失。
(3)最後，該控制電路將令該第二開關S2切換成開路狀態，請參閱圖18所示，此時，外加電壓Va所形成的電路，仍為接地端26→外加電容25→第四開關S4→接地端26，在此期間，由於外加電容25呈現零電壓狀態，故輸出電壓為零，因此，該定址電極驅動晶片121的第四開關S4不致因開關切換，而產生熱量損失。
由以上所述可知，本發明藉由該控制電路，控制該外加電壓脈波電路2及各該定址電極驅動晶片121中各開關的切換程序，即可將該驅動晶片121中各開關因切換動作所產生的電壓損失，完全轉嫁至該外加電壓脈波電路2的開關上，故僅需通過極低的製造成本及簡單的電路設計，即可有效壁免該驅動晶片121將開關切換損失所產生的大量熱能，累積在該晶片121中。
至於在該實施例中，由於第一開關S2及第二開關S2將承受由該定址電極驅動晶片121所轉嫁的能量損失，其上將累積大量熱能，本發明可藉由在該第一開關S1及第二開關S2上增設額外的散熱片，以加大該第一開關S1及第二開關S2的散熱面積及空間，令其不致發生過熱燒毀的危險。
以上僅為本發明的實施例，但本發明所主張的權利範圍並不局限於此，凡本領域的普通技術人員，依據本發明所公開的技術內容，可輕易思及的等效變化，均應屬不脫離本發明的保護範疇。
權利要求
1.一種等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法，其特徵是在一等離子平面顯示器中，利用一外加電壓脈波電路，驅動複數個定址電極驅動晶片，並借一控制電路，控制該外加電壓脈波電路及各該定址電極驅動晶片中各開關的切換順序，以令該定址電極驅動晶片在產生一外加電壓準位或零電壓準位，並將其輸出至該等離子平面顯示器的定址電極時，各該驅動晶片中各開關因進行切換所產生的切換損失，可完全被轉嫁至該外加電壓脈波電路的開關上。
2.如權利要求1所述的等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法，其特徵是其中該外加電壓脈波電路對應於每一定址電極，包括一第一開關及一第二開關，該二開關彼此串聯，且該第一開關的另端與一外加電壓輸入端相連接，該二開關的另端則與一接地端相連接。
3.如權利要求2所述的等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法，其特徵是其中該定址電極驅動晶片對應於每一定址電極，包括一第三開關和一第四開關，該二開關彼此串聯，且該第三開關的另端與該第一開關及第二開關間的線路相連接，該第四開關的另端則與一接地端相連接。
4.如權利要求3所述的等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法，其特徵是其中該等離子顯示面板上的任一定址電極，在該定址電極驅動晶片的切換瞬間，可被視為與該第三開關及一第四開關間的線路相連接的一外加電容，該外加電容的另端則與一接地端相連接，其上的電壓即為輸入該定址電極的外加電壓。
5.如權利要求4所述的等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法，其特徵是其中當該定址電極驅動晶片的輸出電壓為一外加電壓時，其驅動程序中每一個輸出周期，將包括下列4個步驟(1)該控制電路先將該定址電極驅動晶片中的一第三開關切換成閉路狀態，而其第四開關切換成開路狀態，以避免該第三開關因切換損失而產生熱量；(2)其次，該控制電路再將該第一開關切換成閉路狀態，此時，外加電壓所形成的電路，將為外加電壓端→第一開關→第三開關→外加電容→接地端→外加電壓端，在此期間，因開關切換所造成的能量損失，由該第一開關承受；(3)然後，該控制電路將令該第一開關切換成開路狀態、第二開關切換成閉路狀態，此時，外加電壓所形成的電路，將為接地端→外加電容→第三開關→第二開關→接地端，即外加電容所儲存的電量，將流向接地端，使其呈現零電壓狀態，此期間因開關切換所造成的能量損失，由該第二開關承受；(4)最後，該控制電路將令第一開關、第二開關及第三開關切換成開路狀態，並將第四開關切換成閉路狀態，此時，該外加電壓所形成的電路，將為接地端→外加電容→第四開關→接地端，由於，在前一步驟中，該外加電容呈現零電壓的狀態，故，在此期間，無電流在該電路上流動，因此，該定址電極驅動晶片的第三開關及第四開關不致因開關切換，而產生熱量損失。
6.如權利要求4所述的等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法，其特徵是其中當定址電極的輸出電壓為一零電壓準位時，其驅動程序中每一個輸出周期包括下列3個步驟(1)首先，該控制電路將令該第一開關及第四開關切換成閉路狀態，並令該第二開關及第三開關切換成開路狀態，此時，外加電壓所形成的電路，將為接地端→外加電容→第四開關→接地端，在此期間，由於外加電容呈現零電壓狀態，故輸出電壓為零；(2)然後，該控制電路將令該第一開關切換成開路狀態，並令該第二開關切換成閉路狀態。此時，外加電壓所形成的電路，仍為接地端→外加電容→第四開關→接地端，在此期間，由於外加電容呈現零電壓狀態，故輸出電壓為零；(3)最後，該控制電路將令該第二開關切換成開路狀態，此時，外加電壓所形成的電路，仍為接地端→外加電容→第四開關→接地端，在此期間，由於外加電容系呈現零電壓狀態，故輸出電壓為零。
7.如權利要求2、3、4、5或6所述的等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法，其特徵是其中該第一開關及第二開關上可借增設額外的散熱片，加大該第一開關及第二開關的散熱面積及空間。
全文摘要
本發明公開了一種等離子平面顯示器上定址電極驅動晶片的散熱控制方法,利用一外加電壓脈波電路,驅動等離子平面顯示器上的複數個定址電極驅動晶片,並借一控制電路,控制該外加電壓脈波電路及各該定址電極驅動晶片中開關的切換順序,以令該定址電極驅動晶片在產生一外加電壓準位或零電壓準位,並將其輸出至一等離子平面顯示器的定址電極時,各該驅動晶片中各開關因進行切換所產生的切換損失,可完全被轉嫁至該外加電壓脈波電路的開關上,有效避免該驅動晶片將開關切換所產生的大量熱能損失累積在該晶片中。
文檔編號G09G3/28GK1384479SQ0111568
公開日2002年12月11日 申請日期2001年4月29日 優先權日2001年4月29日
發明者賴曜宏, 陳光郎 申請人:中華映管股份有限公司