专利名称：具有加热元件的电浆显示装置及使其温度平衡的方法
技术领域：
本发明涉及一种电浆显示装置，特别是关于一种具有加热元件形成于显示面板上的电浆显示装置，用以达到面板温度平衡，以及达到上述温度平衡的方法。
电浆显示装置(plasma display panel，PDP)为一种可以自行发光(self-luminous)的平面显示装置。因为电浆显示装置具备高速显像的特征，以及其相较于液晶显示器可以制作较大尺寸的显示画面。因此在电视显像例如高解析度电视、电脑屏幕以及公众显示装置方面的应用对于电浆显示装置寄于高度的期待。
电浆显示装置包含一对玻璃面板(glass panels)，在其间形成一空间，一些特定的可离子化气体在低气压下密封于此空间中，通常填入的气体包含霓虹(neon)以及/或氩气(argon)。阳极形成于该对玻璃面板其中之一的内侧，而阴极则形成于另一面板之上，一电位施加于上述玻璃面板之间，以利于存在于其间的气体解离而放射出光。藉由选择特定的电极施加电位，则画面透过上玻璃面板显现。电浆显示装置利用矩阵显示系统显示画面，为了显示画面，一线接一线的连续定址以选择所要显像的区域并施以电压使其放射光线。电位用来改变极性用以维持光放射状态，假如重复施加电位，可以持续光的放射。在电浆显示器中，在前玻璃面板与后玻璃面板所形成的放电空间产生电浆，且利用面对面的阴极与阳极；使存在于放电空间的气体放射紫外线(ultraviolet ray)而照射在荧光粉上以显现出影像。为限制电浆只会放电在特定区域分布，分隔壁(barrier ribs)通常以条状形态形成而分割该放电空间。
当显示装置的显示画面为待机、示范或显示其它目的的特定画面时，传统的电浆显示装置面临在明亮(bright display)区域与深色(darkdisplay)区域温度差异过大的问题，因此温度的分布变异过大。图1A与图1B显示由前玻璃面板10a与后玻璃面板10b所组成的显示玻璃面板10的温度分布，一小区间的明亮区域(浅色物品)12紧邻于一深色区域(深色背景)14。若此画面维持一段时间，或浅色影像固定出现在画面中相同位置，则明亮区域的温度会上升至68℃，而邻接于明亮区域12侧边的非显示区域温度只有40℃左右。因此28℃的温度梯度的差异极大，足以造成玻璃中应力的上升，而应力可累积于玻璃结构的中造成结构疲乏，导致玻璃的破碎，因此电浆显示面板面临玻璃破碎的风险。
现有技术利用贴附一散热装置或一导热材料来达到散热的效果，上述的相关资料可以参阅美国专利U.S Patent No.5,971,566，如图2A所示的结构，上述的散热装置20及/或一导热材料22贴附于玻璃面板24的表面上以利于降低温度散热。此装置可以散热，由于此方法为全面性平均地降低温度，但是温差的问题仍然没有解决，应力仍然存在于玻璃面板的结构的中。图2B以及图2C中显示在靠近明亮区域的玻璃非显示区域的应力仍然很高，图中虚线代表应力强度相对于距离的关系，实线代表相对于距离的温度分布。此外，在整个玻璃面板上制作导热材质22的成本也所费不赀。
因此目前急需一种应用于电浆显示器中用来达到热平衡的装置，以有效降低整个面板上温度梯度的差异。
本发明的目的在于提供一种具有加热元件的电浆显示装置及使其温度平衡的方法，开启或关闭相应区域的加热元件，使得玻璃基板达到温度平衡。
本发明的再一目的为利用控制模块切换加热元件的状态用以降低温度差异。
本发明的电浆显示装置包含电浆显示面板及加热元件，加热元件形成于电浆显示面板的周边区域用以加热电浆显示面板以达到温度平衡，其中邻接较高温明亮区域的加热元件将被开启以加热电浆显示面板，邻接较低温深色区域的加热元件将被关闭。
本发明的电浆显示装置包含一显示面板，由一显示区域以及一环绕该显示区域的周边区域所构成，该电浆显示装置还包含一控制模块，该控制模块包含至少一加热元件，形成于周边区域用以加热显示面板。驱动电路耦合至加热元件用以切换加热元件，及比较器控制电路耦合到控制电路以及反应加热元件以发送讯号到驱动电路用以控制加热元件。控制模块更包含一电路置于控制模块的中，该电路与上述的加热元件构成一惠斯登电桥。
本发明所提供的具有加热元件的电浆显示装置及使其温度平衡的方法，是在电浆显示装置玻璃基板的周边区域上提供复数个加热元件，开启邻接于玻璃基板较高温明亮区域的加热元件，关闭邻接于玻璃基板较低温深色区域的加热元件，用以加热玻璃基板以达到温度平衡的效果。另外，其还利用控制模块切换加热元件的状态，来达到降低温度差异的目的。
有关本发明的详细说明及技术内容，配合
如下图1A所示为传统技术中沿着玻璃面板纵向的温度分布示意图。
图1B所示为传统技术中沿着玻璃面板横向的温度分布示意图。
图2A所示为昔知技术中具有散热装置以及导热材质的玻璃面板示意图。
图2B所示为传统技术中沿着玻璃面板纵向的应力分布示意图。
图2C所示为传统技术中沿着玻璃面板横向的应力分布示意图。
图3A所示为本发明具有加热元件的显示面板示意图。
图3B所示为本发明具有加热元件的玻璃面板温度分布示意图。
图3C所示为本发明具有加热元件的玻璃面板加热前后的温度分布示意图。
图4A所示为本发明另一实施例。
图4B所示为本发明另一实施例。
图4C所示为本发明在各种不同明亮模式下，加热元件对应的状态示意图。
图4D所示为本发明相关的惠斯登电桥示意图。
图5所示为本发明的控制模块示意图。
本发明公开了一种在电浆显示装置面板上达到降低温度变化梯度的方法与装置，存在于玻璃结构中的热应力可藉由本发明有效地消除。本发明提供至少一加热元件环绕于面板显示区域周围的非显示区域，较佳实施例为加热元件区分成复数段分别位于面板非显示区域上，可各自独立加热各别邻接的区域用以降低显示区域与非显示区域间的温差。在明亮区域周边的加热元件开启以产生热用来提升此区域的温度，以利于缩小明亮区域与周边非显示区域的温度差。被加热元件升高的温度介于非显示区域未加热时的启始温度与明亮区域最高温度之间。
本发明的加热元件可贴附于前玻璃面板、后玻璃面板或两者的表面上，在此种结构之下消除显示区域与非显示区域间的热应力。本发明的实施例将伴随图示说明如下。
参阅图3A，本发明的电浆显示装置包含一前玻璃面板300以及一后玻璃面板302。在玻璃面板中定义一显示区域304，加热元件306设置于显示区域304周边的非显示区域305。此实施例中加热元件306构成单一电路环绕显示区域304以及一驱动电路(未图示)用于切换加热元件306的开关状态。加热元件306由电阻抗材质所组成，可以涂布或贴附方式设置于非显示区域305上；显示区域304可再区分为标号307的明亮区域与标号308的深色区域(如图3B所示)。利用电源提供电能使加热元件306产生热，如此加热元件306可用来升高非显示区域305的温度，以降低明亮区域307与非显示区域间305的温度差异。图3B显示当加热元件加热时，明亮区域307与非显示区域305间温度分布的曲线较未加热前为平缓，很明显地加热元件有效地降低温度梯度的斜率。虚线代表加热元件306加热前的温度分布曲线，实线代表加热后的温度分布曲线，其温度差距降为5℃。
在一般状态下，浅色影像出现的明亮区域307只占据显示区域304的一部份而非整个显示区域304，且明亮区域307出现的区域较难以简单电路来加以预测，因此在此情形下难以控制加热元件306只加热明亮区域邻接的非显示区域305。在此情形下，最简单做法就是使用加热元件306加热整个非显示区域305，第一实施例为加热元件306将非显示区域提升至介于加热前明亮区域307平均温度(60℃)以及深色区域308平均温度(30℃)两者的平均值(如45℃)。加热前后的温度分布曲线显示于图3C，加热前明亮区域307与周围非显示区域305温度梯度X为20℃加热后，明亮区域307与周围非显示区域305，全暗区域308与周围非显示区域305温度梯度Y均为15℃。
另一较佳实施例显示于图4A，原先单一的加热元件306被切分为数段可独立开关的加热元件400，这些加热元件400位于玻璃面板上非显示区域305上且环绕显示区域304，显示玻璃面板如前例由前玻璃面板300以及后玻璃面板302组成。每一加热元件400可藉由一与显示区域304相邻接的独立温度感应装置控制而独自开关加热非显示区域305的一部份，此结构可以克服上述实施例单一加热器无法同时降低“明亮区域与非显示区域”与“深色区域与非显示区域”温度梯度问题。
另一实施例可参阅图4B，其包含更多的独立加热元件400可适用于更多不同的状态，较佳为每一侧周边区域包含n个加热元件400设置于其上，其中上述的n大于或等于1。也就是该非显示区域被区分为复数个区间，加热装置400只加热非显示区域复数个区间之一，温度感应装置也只侦测非显示区域复数个区间之一。在操作过程中，加热元件400可藉由各别独立温度感测器来加以控制开关与否，如此邻接较高温明亮区域的加热元件开启，反之邻接较低温深色区域的加热元件则关闭。假使明亮区域位于显示区域的中间区域，而未邻接非显示区域，则所有的加热元件关闭。图4C显示若干明亮区域与深色区域出现位置的可能排列组合以及加热元件相对应的状态，其显示只有邻接于明亮区域的加热元件开启。
在较佳实施例中，上述的加热元件不单具有执行加热的功能，而且自身即可以当做温度感测器的一部份。组成上述加热元件的材质具有当温度上升时，电阻值随之上升，反之电阻值下降的特性。藉由此特征，可以利用涂布或是贴附在非显示区域的加热元件电阻值变化，来控制加热元件的开或关的状态。
在较佳实施例中，所述的加热元件与驱动电路构成一惠斯登电桥(Wheatstone Bridge Circuit)，见图4D，其所示为惠斯登电桥的示意电路。R1、R2、R3分别代表位于驱动电路中的三个电阻，且R1，R2，R3的电阻值均为R；而R4代表形成于玻璃面板上的电阻(加热元件400)，R4的电阻值为R+ΔR。施加的输入电位E横跨端点a-c，横跨端点b-d的则为输出电位(Vout)。由昔知技术所知，输出电位(Vout)相当于ΔRE/(4R+2ΔR)，假如4R＞＞2ΔR，则Vout，约等于ΔRE/4R。此外，在已知温度T状况下，加热元件R4的电阻值可以由下公式表示RT＝RTO(1+α0ΔT)。
其中，RT代表温度T时加热元件的电阻，RTO代表参考温度To时加热元件的电阻。α0代表加热元件的温度系数及ΔT代表T0及T之间的温度差。假如加热元件的温度由于玻璃面板的温度上升，而由X0上升到T，加热元件电阻的变化约为ΔR＝RT-RTO＝α0ΔTRTO因此，ΔR是与ΔT成正比，且输出电位Vout，约为ΔRE/4R。如此在已知R与E情形下，量测输出电位Vout，即可以得到ΔR，进而得到温度变化值ΔT。因此，利用上述的特征可以定义开启加热元件的温度，也就是可以藉由侦测惠斯登电桥输出电位Vout的变化，用以切换加热元件400的状态。例如，定义Vout在某一特定参数之上则开启加热元件400加热，反之低于某一特定参数下则关闭该加热元件400。加热元件将产生热于周边非显示区域上以缩小与明亮区域间的温度差，电源供应装置将提供一等功率的电源到上述的加热元件。
参阅图5，其显示为本发明的控制模块功能方块，标号500的面板包含显示区域502以及非显示区域504。复数个加热元件506形成于上述显示区域502周边的非显示区域504的上，且该加热元件506也扮演惠斯登电桥508中的一电阻(R4)，也就是惠斯登电桥508由加热元件506以及一电路510(即电阻R1，R2，R3)所构成。一驱动电路512耦合到上述的电路510用以驱动上述的加热元件506，一比较器控制电路514耦合到上述的驱动电路。
在已知的供给电位E以及惠斯登电桥电阻值R的情况下，侦测Vout输出电位(相当于ΔRE/4R)。假如因为玻璃面板的温度升高，造成加热元件的温度或电阻值上升，进而使Vout变化量增加。比较控制电路514将反应上述的变化与一参考数值比较，假如Vout高于一特定的参数，则发送一讯号到驱动电路512用以开启上述加热元件506加热。反之，假如Vout低于该特定的参数，关闭加热元件。
同时需选择合适加热效率的加热元件506，以避免加热元件506本身所提供的热能过大，进而影响到加热元件506作为温度感应器的效果。例如假设明亮区域307的温度为60℃，而邻接明亮区域307的非显示区域未加热前为40℃。因此加热元件506的加热效率的选择条件如下(1)加热元件506开启加热且邻接明亮区域307时，则邻接的非显示区域305温度需能维持在40℃以上；(2)加热元件506单独加热且邻接深色区域308时，则邻接的非显示区域305需降至40℃以下。如此非显示区域的温度仍然取决于邻接显示画面是明亮区域或深色区域，使其不会因为加热元件506开启后，就将非显示区域的温度固定在40℃上，造成温度感测器误判。
虽然上述的实施例包含利用加热元件做为感测器用于感应玻璃面板的温度，但并非用以限定本发明，也可以单独利用其它的感测器，独自量测玻璃面板的温度，再将讯息传递到比较控制电路中处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限制本发明的保护范围。
权利要求
1.一种具有加热元件的电浆显示装置，其特征在于包含一电浆显示面板，该电浆显示面板上包括一显示区域与一非显示区域，且该非显示区域邻接于该显示区域；一加热装置，设置于该非显示区域内；及一温度感应装置，设置于该非显示周边区域，且电连接控制该加热装置；当该显示区域显示一明亮区域，且该显示区域上升的温度大于该非显示区域上升的温度时，该温度感应装置侦测到该非显示区域温度上升，该温度感应装置会启动该加热装置，用以加热该非显示区域电浆显示面板以减小该显示区域与该非显示区域的温度差异。
2.根据权利要求1所述的电浆显示装置，其特征在于该温度感应装置包括三个电阻，且该加热装置电阻值会随着温度上升而改变，该加热装置与该三个电阻串接成一惠斯登电桥，用该惠斯登电桥作为该温度感应装置。
3.根据权利要求1所述的电浆显示装置，其特征在于该非显示区域被区分为一个以上区间，该加热装置只加热该非显示区域复数个区间之一，该温度感应装置只侦测该非显示区域复数个区间之一。
4.一种具有加热元件的电浆显示装置，其特征在于包含电浆显示面板；及一个以上加热装置，形成于该电浆显示面板的周边区域用以加热该电浆显示面板以达到温度平衡，其中邻接明亮区域的至少一个上述加热装置将被开启加热该电浆显示面板，其中邻接深色区域的至少一个上述加热装置将被关闭。
5.根据权利要求4所述的电浆显示装置，其特征在于所述的电浆显示装置更包含驱动电路用以切换该加热装置的状态。
6.根据权利要求4所述的电浆显示装置，其特征在于所述的电浆显示装置更包含温度感应装置用以感测该电浆显示面板的温度。
7.一种具有加热元件的电浆显示装置，其特征在于该装置至少包含一显示面板，由一显示区域以及一环绕该显示区域的周边区域所构成；一控制模块，用以达到温度平衡；该控制模块包含至少一加热元件，形成于该周边区域用以加热该显示面板；驱动电路，耦合至该加热元件用以切换该加热元件；及比较器控制电路，耦合到该控制电路以及反应该加热元件以发送一讯号到该驱动电路用以控制该加热元件。
8.根据权利要求7所述的电浆显示装置，其特征在于包含一电路置于该控制模块中，该电路与上述的加热元件构成一惠斯登电桥。
9.一种使上述电浆显示装置达到温度平衡的方法，其特征在于该方法包含提供至少一加热装置于该电浆显示装置玻璃基板的周边区域上；及以该加热装置加热该周边区域用以增加该玻璃基板的该周边区域的温度。
10.根据权利要求9所述的电浆显示装置，其特征在于该玻璃面板的温度被加热到一范围介于该玻璃基板明亮区域最高温度与该周边区域最低温度之间。
11.一种使上述电浆显示装置达到温度平衡的方法，其特征在于该方法包含以下步骤提供一个以上加热装置于该电浆显示装置玻璃基板的周边区域上；及开启邻接于该玻璃基板明亮区域的至少一个上述加热元件，关闭邻接于该玻璃基板深色区域的至少一个上述加热元件。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于该玻璃面板的温度被加热到一范围介于该玻璃面板明亮区域最高温度与该周边区域最低温度之间。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于更包含侦测该玻璃面板的温度用以决定关闭或开启该加热元件的步骤。
14.一种使上述电浆显示装置达到温度平衡的方法，其特征在于该方法包含提供一个以上加热元件个别位于该电浆显示装置玻璃基板的周边区域上；侦测该玻璃面板的温度用以决定关闭或开启该加热元件；提供一惠斯登电桥用以反应上述的温度变化；驱动电路反应该惠斯登电桥用以切换至少一个上述加热元件用以达到该温度平衡；及开启邻接于该玻璃基板明亮区域的至少一个上述加热元件，关闭邻接于该玻璃基板深色区域的至少一个上述加热元件。
15.根据权利要求14所述的电浆显示装置，其特征在于该玻璃面板的温度被加热到一范围介于该玻璃面板明亮区域最高温度与该周边区域最低温度之间。
全文摘要
本发明公开了一种具有加热元件的电浆显示装置及使其温度平衡的方法,该电浆显示装置包含电浆显示面板及加热元件,加热元件形成于电浆显示面板的周边区域来加热电浆显示面板以达到温度平衡,其中,开启邻接明亮区域的加热元件以加热电浆显示面板,邻接深色区域的加热元件关闭。电浆显示装置的控制模块包含驱动电路耦合至加热元件用以切换加热元件,比较器控制电路耦合到控制电路以反应加热元件用以发送讯号到驱动电路控制加热元件。
文档编号G09G3/20GK1339770SQ0012368
公开日2002年3月13日 申请日期2000年8月28日 优先权日2000年8月28日
发明者蔡增喜, 李建兴, 黄郁明 申请人:达棋科技股份有限公司