CN100354913C - 提供灰度等级表示的等离子显示板和驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种等离子显示板(PDP)驱动器和PDP灰度等级表示方法，施加基于维持脉冲的子场排列和地址光，用于灰度等级的表示，并提高灰度等级的表示性能。对输入图像信号执行反向伽玛校正，以便表示与维持脉冲的数目和地址光对应的反向伽玛校正灰度等级。基于维持脉冲的数目，将反向伽玛校正灰度等级转换为子场，以便通过地址光和由维持脉冲的数目引起的光来表示灰度等级。

Description

提供灰度等级表示的等离子显示板和驱动器
技术领域
本发明涉及一种等离子显示板(PDP)驱动器和一种PDP灰度等级表示方法，并尤其涉及一种用于改善灰度等级表示性能的PDP驱动器和PDP灰度等级表示方法。
背景技术
近来，已积极地开发了平板显示器，如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(field emission display，FED)、以及PDP。在其高亮度、高发光效率、以及宽视角方面，PDP正成为超越其它平板显示器的首选。因此，作为对超过40英寸的大屏幕显示器的传统阴极射线管(CRT)的取代，PDP很突出。
PDP是使用由气体放电生成的等离子体来显示字符或图像的平板显示器。根据PDP的尺寸，PDP包括以矩阵形式排列的多于几十到上百万个像素。根据施加到其中的驱动电压的波形模式和其中的放电单元结构，将这些PDP分类为直流(DC)型和交流(AC)型。
DC PDP具有暴露于放电空间的电极，由此，在对DC PDP施加电压期间，使电流直接流过该放电空间。就此而论，DC PDP具有缺点，即其需要用于限制电流的电阻器。另一方面，AC PDP具有覆盖有介电层的电极，该介电层自然形成电容部件以限制电流、并在放电期间保护电极不受离子的冲击。由此，认为AC PDP在长寿命方面优于DC PDP。
图1为图示AC PDP的一部分的透视图。由介电层2和保护层3覆盖的扫描电极4和维持电极5平行成对地排列在第一玻璃衬底1上。由绝缘层7覆盖的多个地址电极8排列在第二玻璃衬底6上。屏蔽条(barrier rib)9与地址电极8相平行地形成在绝缘层7上，以便将每个屏蔽条9插入在相邻的地址电极8之间。在绝缘层7的表面上、以及每个隔墙(partition wall)9的两侧上涂有荧光体(phosphor)10。第一和第二玻璃衬底1、6彼此面对地排列，同时在它们之间限定放电空间11，以便地址电极8与扫描电极4和维持电极5正交。在该放电空间中，在每个地址电极8和每对扫描电极4及维持电极5之间的交叉点上形成放电单元12。
图2示出了图1的PDP中的电极的排列。PDP的电极以m×n矩阵的形式排列。m个地址电极A1到Am沿列方向排列。n个扫描电极Y1到Yn和n个维持电极X1到Xn沿行方向交替地排列。图2中示出的放电单元12对应于图1中示出的放电单元12。
通常，驱动AC PDP的过程可用时间操作周期来表示，即复位周期、寻址周期、以及维持周期。复位周期为这种周期，其中，初始化每个单元的状态，以便平滑地执行每个单元的寻址操作。寻址周期为这种周期，其中，将寻址电压施加到(寻址的)单元，以在该寻址的单元上积累壁电荷，从而在PDP中选择要导通的单元和不导通的单元。维持周期为这种周期，其中，将维持脉冲施加到寻址的单元，由此执行放电，并根据该放电而实际地显示画面。
如图3所示，在PDP中，通过将一帧(一TV帧)分割为多个子场、并对多个子场执行时分操作来表示灰度等级。每个子场包括复位周期、寻址周期、以及维持周期。图3图示了分割为8个子场的一帧，以表示256个电平的灰度等级。每个子场SF1-SF8包括复位周期(未示出)、寻址周期Ad1-Ad8、以及维持周期S1-S8。维持周期S1-S8具有比率为1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128的发射周期1T、2T、4T......128T。
例如，在具有1T的发射周期的子场和具有3T的发射周期的子场期间，通过对放电单元放电来表示电平3的灰度等级，使得具有总发射周期3T。这样，具有不同发射周期的不同子场的组合产生256个电平的灰度等级的画面。
并且，对于传统的PDP灰度等级表示，通过根据每帧平均灰度等级乘以与维持周期对应的子场权重，来确定为每个子场分配的脉冲的数目。也就是说，为了增加每帧的对比度并减少功率消耗，维持脉冲的数目根据每帧平均灰度等级而不同。例如，为了在低平均灰度等级的情况中分配相对较高数目的维持脉冲，使用四倍的子场权重，而为了在高平均灰度等级的情况中分配相对较低数目的维持脉冲，使用两倍子场权重的脉冲，由此表示256个电平的灰度等级。因此，由于通过将根据灰度等级确定的子场权重乘以与维持脉冲的数目无关的预定倍数、并增加维持脉冲的总数，来表示灰度等级，所以传统的方法受限于增加灰度等级的表示性能。此外，由于传统方法使用由维持周期中的多个维持脉冲发射的光，所以传统方法在表示灰度等级中具有较大单位的光，由此限制低灰度等级表示。
发明内容
根据本发明，提供了一种PDP驱动器和一种PDP灰度等级表示方法，用于通过表示和维持脉冲的数目一样多的灰度等级、并通过将地址光(addresslight)施加到灰度等级表示，来改善灰度等级的表示性能，所述地址光是指在寻址周期期间在寻址的单元处产生的放电光。
在本发明的一个方面中，一种用于将与输入图像信号一致的显示在PDP上的每场的图像分割为多个子场、根据子场的组合表示灰度等级、并显示对应于图像信号的图像的PDP驱动器包括：反向伽玛校正器、维持脉冲子场转换器、以及扫描和维持驱动器。该反向伽玛校正器对输入图像信号执行反向伽玛校正，以便表示与维持脉冲的数目和地址光对应的反向伽玛校正灰度等级。该维持脉冲子场转换器基于维持脉冲的数目，将由反向伽玛校正器输出的反向伽玛校正灰度等级转换为子场，以便通过由地址光和维持脉冲的数目引起的光来表示灰度等级。扫描和维持驱动器将与基于维持脉冲子场转换器转换的子场排列而生成的控制信号对应的每个子场的多个维持脉冲施加到PDP。
在本发明的另一方面中，在用于将与输入图像信号一致的显示在PDP上的每场的图像分割为多个子场、根据子场的组合表示灰度等级、并显示对应于图像信号的图像的灰度等级表示方法中：(a)对输入图像信号执行反向伽玛校正，以便表示与维持脉冲的数目和地址光对应的反向伽玛校正灰度等级；(b)基于维持脉冲的数目，将步骤(a)中输出的反向伽玛校正灰度等级转换为子场，以便通过地址光和维持脉冲的数目来表示灰度等级；以及(c)控制与步骤(b)中生成的子场数据对应的图像显示在PDP上。
在本发明的另一个方面中，一种PDP包括：等离子板、驱动器、以及控制器。该等离子板包括：平行地形成在第一衬底上的第一和第二电极，以及形成在第二衬底上、与第一和第二电极相交的第三电极。该驱动器施加用于驱动第一和第二电极的维持脉冲。该控制器将控制信号施加到驱动器，控制信号将一帧分割为多个子场，并控制构成该帧的子场的数目以及分配到各个子场的维持脉冲的数目。在此实例中，该控制器包括：反向伽玛校正器，用于对输入图像信号执行反向伽玛校正，以便表示与维持脉冲的数目和地址光对应的反向伽玛校正灰度等级；以及维持脉冲子场转换器，用于基于维持脉冲的数目，将由反向伽玛校正器输出的反向伽玛校正灰度等级转换为子场，以便通过由地址光和维持脉冲的数目引起的光来表示灰度等级。
附图说明
图1示出了AC PDP的部分透视图。
图2示出了PDP电极排列图。
图3示出了PDP灰度等级表示方法。
图4示出了根据本发明的示范实施例的PDP的方框图。
图5示出了根据本发明的示范实施例的PDP控制器的方框图。
图6示出了根据本发明示范实施例的由反向伽玛校正器进行的示例反向伽玛校正的图形。
图7示出了根据本发明示范实施例的控制器的维持脉冲子场转换器中的若干维持脉冲的子场排列的表。
图8示出了用于表示关于使用地址光的若干维持脉冲的子场排列中的各个灰度等级的光发射模式表。
具体实施方式
现在参照图4，根据本发明示范实施例的PDP包括等离子面板100、地址驱动器200、扫描和维持驱动器300、以及控制器400。
等离子面板100包括：沿列方向排列的多个地址电极A1到Am，以及沿行方向交替排列的多个扫描电极Y1到Yn和多个维持电极X1到Xn。地址驱动器200从控制器400接收地址驱动控制信号，并将显示数据信号施加到各个地址电极A1到Am，用于选择期望的放电单元。扫描和维持驱动器300从控制器400接收控制信号，并将维持脉冲电压交替地分别施加到扫描电极Y1到Yn和维持电极X1到Xn，由此使所选的放电单元执行维持放电。
控制器400从外部接收视频信号，如红、绿、蓝(RGB)图像信号和同步信号，将一帧RGB图像信号分割为多个子场，并将每个子场分割为复位周期、寻址周期、以及维持周期，用于驱动PDP。控制器400随后通过调节要在一帧内的每个子场的每个维持周期期间施加的维持脉冲的数目，而向地址驱动器200以及扫描和维持驱动器300供应需要的控制信号。
通过参照图5到8，将更详细地描述根据本发明示范实施例的控制器400。控制器400包括反向伽玛校正器410和维持脉冲子场转换器420。
反向伽玛校正器410将n-位输入图像信号映射到反向伽玛曲线，以将其校正为Q-位图像信号。由于传统的输入图像信号为8-位信号，所以将描述8-位输入图像信号的情况。当将输入图像信号的8-位灰度等级校正为Q-位灰度等级时，反向伽玛校正器410根据预定数目的维持脉冲，确定反向伽玛校正的输出。通过方程式1来确定由反向伽玛校正器410输出的Q位。
方程式1
2Q-1≤2P＜2Q
其中，P为维持脉冲的数目。
例如，当给定维持脉冲的数目为1023时，根据方程式1，输出数据有11位，并且如图6所示确定反向伽玛校正器410的查找表。也就是说，反向伽玛校正器410表示对应于维持脉冲的数目的反向伽玛校正灰度等级。在此实例中，由于使用发射地址光的子场来表示灰度等级、而不是通过维持脉冲的数目来表示灰度等级，所以方程式1中使用‘2P’，而不使用一般的‘P’。因此，反向伽玛校正器410表示与维持脉冲的数目和地址光(其指明由具有寻址周期的子场发射的光)对应的反向伽玛校正灰度等级。
在此实例中，输入到反向伽玛校正器410的图像信号为数字信号，而当将模拟图像信号输入到PDP时，需要通过使用模数转换器(未图示)来将模拟信号转换为数字信号。反向伽玛校正器410可包括：查找表(未图示)，用于存储与映射图像信号的反向伽玛曲线对应的数据；以及逻辑电路(未图示)，用于通过逻辑操作来生成对应于该反向伽玛曲线的数据。
返回参照图5，维持脉冲子场转换器420基于维持脉冲的数目，将由反向伽玛校正器410输出的维持脉冲的数目和对应于地址光的反向伽玛校正灰度等级转换为子场数据。也就是说，已基于现有技术的维持脉冲的数目转换了子场，但可基于根据本发明示范实施例的维持脉冲的数目而转换子场。例如，当维持脉冲的数目为1023、子场的数目为11时，可使用图7中示出的维持脉冲子场排列，并将由具有寻址周期的子场发射的地址光用于灰度等级的表示。
图7示出了根据本发明示范实施例的控制器的维持脉冲子场转换器420中关于维持脉冲的数目的子场排列的表。换句话说，图7示出了当维持脉冲的数目为1023、子场的数目为11、并且将地址光用于灰度等级的表示时，各个子场的维持脉冲数目的表。如所示出的，各个子场sf0到sf10不具有权重，而具有许多维持脉冲。在此实例中，当表示最小灰度等级1时，使用地址光，而不使用由维持脉冲的数目引起的维持光。sf0指明没有维持脉冲的子场，并执行寻址。也就是说，当表示最小灰度等级1时，生成寻址操作，并用一个维持脉冲来表示灰度等级2。在此实例中，由于在于场sf1中执行寻址操作，所以使用地址光，而不使用用于执行寻址操作的子场来表示灰度等级2。添加用于执行寻址操作的子场，并将发射地址光的子场用于表示灰度等级。寻址周期起到生成弱放电并积累壁电荷、以便在PDP 100上选择期望的单元的作用，并且现在在示范实施例中将弱放电用作表示灰度等级的光，通过其进一步提高低灰度等级的表示性能。
图8示出了表示用于使用地址光的关于维持脉冲数目的子场排列中的各个灰度等级的光发射模式表。如所示出的，将用于执行寻址操作的子场sf0用于生成地址光，以表示灰度等级1，而具有一个维持脉冲的子场sf1发射光，以表示灰度等级2。并且，当地址光(在子场sf0中)和维持光(在子场sf1中具有一个维持脉冲)通过用于执行寻址操作的子场sf0和具有一个维持脉冲的子场sf1相加时，表示灰度等级3。同样地，如图8所示，当子场的数目为11、维持脉冲的数目为1023、并使用用于执行寻址操作的子场时，通过基于维持脉冲的数目的子场排列来表示总共2048个灰度等级。也就是说，由于由使用执行寻址操作的子场sf0引起的光小于由一个维持脉冲引起的光，所以，当使用1023个维持脉冲时，如图8所示表示2048个灰度等级。
因此，通过控制器增加基于维持脉冲的数目的子场排列以及使用地址光的子场，灰度等级的表示性能被加倍，并被最大化，而无需附加计算。也就是说，通过根据最大限度使用的维持脉冲的数目(随机确定)来确定维持脉冲子场排列，使灰度等级的表示性能最大化，而无需附加计算，如错误扩散方法。并且，通过增加使用地址光的子场并减少预定数量的光，来提高灰度等级的表示性能。
当基于维持脉冲的数目表示灰度等级时，可在某种程度上修改图7和8中示出的各个子场的维持脉冲的数目，这可被本领域的技术人员所理解。例如，子场sf3可具有三个维持脉冲，而对于其它子场，可改变维持脉冲的数目。
如在图5中所看出的，由维持脉冲子场转换器420转换的基于维持脉冲的数目的子场排列的子场数据(维持脉冲数目数据)被传送到PDP驱动器500，即地址驱动器200以及扫描和维持驱动器300，并被显示在PDP 100上。在此实例中，扫描和维持驱动器300不将维持脉冲施加到不具有用于表示最小灰度等级的维持脉冲的子场(即sf0)，并由此表示发射地址光的子场。
如上所述，通过增加基于维持脉冲的数目的子场排列以及使用地址光的子场，灰度等级的表示性能被加倍，并被最大化，而无需附加计算。另外，通过增加使用地址光的子场来减少预定数量的光，由此来进一步提高灰度等级的表示性能。
尽管已与当前视为实际实施例的内容相结合来描述了此发明，但是应当理解，本发明不限于公开的实施例，而相反，其试图覆盖包括在所附权利要求的精髓和范围内的各种修改和等价配置。
相关申请的交叉引用
本申请要求2003年11月26日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2003-0084554号的优先权和利益，通过引用将其全部内容合并于此。

Claims (20)

1、一种等离子显示板驱动器，其执行复位周期、寻址周期、以及复位周期，该驱动器将与输入图像信号一致的显示在离子显示板上的每场图像分割为多个子场，根据子场的组合表示灰度等级，并显示对应于图像信号的图像，该等离子显示板驱动器包括：
反向伽玛校正器，用于对输入图像信号执行反向伽玛校正，以提供表示与维持脉冲的数目和地址光对应的反向伽玛校正灰度等级的图像信号数据输出；
维持脉冲子场转换器，用于基于维持脉冲的数目、将由反向伽玛校正器输出的图像信号数据转换为子场，以便通过由地址光和维持脉冲的数目引起的光来表示灰度等级；以及
扫描和维持驱动器，用于将与基于维持脉冲子场转换器转换的子场排列而生成的控制信号对应的每个子场的多个维持脉冲施加到等离子显示板。
2、如权利要求1所述的等离子显示板驱动器，其中，该维持脉冲子场转换器生成用于执行寻址操作的子场，以便使用在寻址操作期间创建的地址放电光来表示灰度等级。
3、如权利要求1所述的等离子显示板驱动器，其中，该维持脉冲子场转换器将灰度等级转换为对应于最小灰度等级的子场，以便可导通具有地址光的子场。
4、如权利要求2所述的等离子显示板驱动器，其中，该维持脉冲子场转换器将灰度等级转换为对应于最小灰度等级的子场，以便可导通具有地址光的子场。
5、如权利要求2所述的等离子显示板驱动器，其中，该扫描和维持驱动器不将维持脉冲施加到用于执行寻址操作的子场。
6、如权利要求1所述的等离子显示板驱动器，其中，由施加到等离子显示板的维持脉冲的最大数目来确定反向伽玛校正器输出的图像信号数据的比特数。
7、如权利要求2所述的等离子显示板驱动器，其中，由施加到等离子显示板的维持脉冲的最大数目来确定反向伽玛校正器输出的图像信号数据的比特教。
8、如权利要求1所述的等离子显示板驱动器，其中，由施加到等离子显示板的维持脉冲的最大数目来确定维持脉冲子场转换器转换的子场的数目。
9、如权利要求2所述的等离子显示板驱动器，其中，由施加到等离子显示板的维持脉冲的最大数目来确定维持脉冲子场转换器转换的子场的数目。
10、如权利要求1所述的等离子显示板驱动器，其中，由维持脉冲子场转换器表示的灰度等级的数目等于1和施加到等离子显示板的维持脉冲的最大数目的相加结果的两倍。
11、如权利要求2所述的等离子显示板驱动器，其中，由维持脉冲子场转换器表示的灰度等级的数目对应于1和施加到等离子显示板的维持脉冲的最大数目的相加结果的两倍。
12、一种用于等离子显示板的灰度等级表示方法，其用于将与输入图像信号一致的显示在等离子显示板上的每场的图像分割为多个子场，根据子场的组合表示灰度等级，并显示对应于该图像信号的图像，该方法包括：
(a)对输入图像信号执行反向伽玛校正，以提供表示与维持脉冲的数目和地址光对应的反向伽玛校正灰度等级的图像信号数据输出；
(b)基于维持脉冲的数目，将该图像信号数据输出转换为子场，以便通过地址光和维持脉冲的数目来表示灰度等级；以及
(c)控制与步骤(b)中生成的子场数据对应的图像显示在等离子显示板上。
13、如权利要求12所述的灰度等级表示方法，其中，步骤(b)中转换的子场包括执行寻址操作的子场，以便使用在寻址操作期间创建的地址放电光来表示灰度等级。
14、如权利要求13所述的灰度等级表示方法，其中，当表示最小灰度等级时，步骤(b)中的转换允许执行寻址操作的子场导通。
15、如权利要求12所述的灰度等级表示方法，其中，通过步骤(b)中转换的子场的组合来表示的灰度等级的数目是1和施加到等离子显示板的维持脉冲的最大数目的相加结果的两倍。
16、如权利要求13所述的灰度等级表示方法，其中，通过步骤(b)中转换的子场的组合来表示的灰度等级的数目是1和施加到等离子显示板的维持脉冲的最大数目的相加结果的两倍。
17、如权利要求12所述的灰度等级表示方法，其中，通过施加到等离子显示板的维持脉冲的最大数目来确定步骤(b)中转换的子场的数目。
18、如权利要求13所述的灰度等级表示方法，其中，通过施加到等离子显示板的维持脉冲的最大数目来确定步骤(b)中转换的子场的数目。
19、一种等离子显示板，包括：
等离子板，包括：平行地形成在第一衬底上的第一电极和第二电极，以及形成在第二衬底上、与第一电极和第二电极分别相交的第三电极；
驱动器，用于施加用于驱动第一电极和第二电极的维持脉冲；以及
控制器，用于将控制信号施加到驱动器，该控制信号将一帧分割为多个子场，并控制构成该帧的子场的数目以及分配到各个子场的维持脉冲的数目，
其中，该控制器包括：
反向伽玛校正器，用于对输入图像信号执行反向伽玛校正，以提供表示与维持脉冲的数目和地址光对应的反向伽玛校正灰度等级的图像信号数据输出；以及
维持脉冲子场转换器，用于基于维持脉冲的数目，将由反向伽玛校正器输出的图像信号数据转换为子场，以便通过由地址光和维持脉冲的数目引起的光来表示灰度等级。
20、如权利要求19所述的等离子显示板，其中，该维持脉冲子场转换器生成用于执行寻址操作的子场，以便使用用于表示灰度等级的地址光。
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