CN100369091C - 等离子显示板及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种等离子显示板，具有多个相互平行形成在第一基底上的扫描电极和维持电极，以及在第二基底上形成多个与第一电极和第二电极交叉的寻址电极。在复位周期期间，复位波形施加到扫描电极，而在寻址周期期间，施加从第一电压电平落到第二电压电平的扫描脉冲到扫描电极。在复位周期和寻址周期之间，比第一电压电平高的第三电压电平的预扫描脉冲施加到扫描电极，或者根据寻址数据的模式调节第三电压电平的幅度或预扫描脉冲的宽度。

Description

等离子显示板及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种等离子显示板(PDP)，以及特别地，涉及一种在低电压寻址操作中的驱动PDP的方法。
背景技术
通常，PDP是使用通过气体放电产生的等离子来显示符号和图像的平板显示器。根据其尺寸，PDP可以包括以矩阵格式排列的几千到几百万个像素。
如图1所示，PDP包括互相面对的玻璃基底1和6以及布置在其间的放电空间11。多个扫描电极4和维持电极5以平行对形式布置在第一玻璃基底1上并且沿着第一方向伸延。电介质层2和保护层3将扫描电极4和维持电极5覆盖。在第二玻璃基底6上形成多个寻址电极8，并沿着第二方向延伸，其实质上与第一方向垂直。在其上形成具有栅栏肋条9的绝缘体层7将寻址电极8覆盖，栅栏肋条9在寻址电极8之间。荧光体10放置在绝缘体层7面对玻璃基底1的表面上和栅栏肋条9的两侧。放电单元12形成在放电空间11中处于寻址电极8和一对扫描和维持电极4和5相交的位置。壁电荷源于在放电单元12中寻址电极8和扫描电极4之间产生的寻址放电，然后将其用扫描电极4和维持电极5之间重复产生的维持放电进行维持以显示图像。
壁电荷是在接近放电单元的电极的壁(比如，电介质层)上形成和积累的电荷。虽然所述壁电荷实际上不和电极接触，还是将这些壁电荷形容为在电极上“形成的”或“积累的”。
通过拦截在放电期间产生的光线，限定放电空间的栅栏肋条防止在相邻像素间的错误操作(即，串扰)。PDP包括以矩阵格式排列的多个像素，其中每个像素包括涂敷有荧光体的表面。通常使用的PDP通过由维持放电产生的紫外射线激励涂敷在像素内壁的荧光体，来产生所期望的颜色。
参照图2，PDP的电极排列成矩阵形式，其中寻址电极A1到Am排列成列，而扫描电极Y1到Ym和维持电极X1和Xm成对排列成行。
现在，可以将一帧(即，一个TV场)分割为多个子场，其经受时间分割控制而在PDP中显示颜色的中间灰度级数据。
如在图3中可以看到的，可以将一个TV场分割为6个子场，而且根据6比特灰度级数据显示方法，每个子场都包括寻址周期和显示放电维持周期。
而且，参看图4，由寻址电极和维持电极对子之间产生的电容性元件Cx和寻址电极之间产生的电容性元件Ca的和限定了电容性元件Ca+x。
发明内容
本发明提供PDP及其驱动方法，其具有使用低电压实现有效寻址操作的优点。
本发明公开的PDP包括多个寻址电极、多个扫描电极、和多个维持电极。该PDP还包括控制器、寻址电极驱动器、维持电极驱动器、和扫描电极驱动器。控制器接收图像信号并且产生子场数据来生成扫描电极驱动信号、维持电极驱动信号、和寻址电极驱动信号。根据它们各自的寻址、维持、和扫描驱动信号，寻址、维持、和扫描电极驱动器施加电压到对应的寻址、维持、和扫描电极。而且，在寻址周期期间，扫描电极驱动器施加扫描脉冲，该扫描脉冲将扫描波形的电压从第一电压电平降低到第二电压电平，并且在复位周期和寻址周期之间，施加比第一电压电平高的第三电压电平的预扫描脉冲。根据子场数据的模式来控制预扫描脉冲的宽度。
控制器可以包括子场数据产生器、检测器、和计算器。子场数据产生器接收外部图像信号并且产生子场数据。检测器检测在子场数据中的变化，计算器根据子场数据的变化计算和输出预扫描脉冲的宽度。
本发明还公开了一种PDP，该PDP根据子场数据的模式控制预扫描脉冲的的第三电压电平，而不控制预扫描脉冲的宽度。
公开的PDP驱动方法包括：将帧分割成多个子场，每个子场包括复位周期、寻址周期和维持周期；在复位周期施加复位波形，在寻址周期施加从第一电压电平落到第二电压电平的扫描脉冲到扫描电极；在复位周期和寻址周期之间，施加比第一电压电平高的第三电压电平的预扫描脉冲到扫描电极；以及根据寻址数据的模式调节预扫描脉冲。
附图说明
图1示出了通常的PDP的部分透视图；
图2示出了PDP的典型电极排列图；
图3示出了在PDP中显示中间灰度级数据的典型方法；
图4示出了平板的电容；
图5示出了根据本发明实施例的PDP的驱动波形图；
图6示出了根据所显示的图像的种类的寻址功率消耗特性；
图7示出了由许多寻址脉冲开关产生的图像和由少量寻址脉冲开关产生的图像的差别；
图8示出了根据本发明另一实施例的PDP的示意图；
图9示出了图8的控制器的方框图；
图10示出了复位操作之后在X、Y和寻址电极中的壁电荷分布图；
图11示出了在施加预扫描脉冲时的壁电荷分布；
图12示出了在预扫描脉冲的宽度增加时的壁电荷分布。
具体实施方式
在下面的详细描述中，简单地通过说明的方式，仅对本发明的某些实施例进行了描述。本领域的技术人员应该认识到，只要不脱离本发明的精神和范围，可以将所描述的实施例进行各种不同的改进。相应地，附图以及所伴随的详细的说明实质上是说明性而不是限制性的。
图5示出了根据本发明实施例的PDP的扫描(Y)电极和寻址(A)电极的波形。为进行低电压寻址操作，将预扫描脉冲施加到Y电极。未示出的、施加到维持(X)电极的波形可以是传统的电压波形。
参照图5，在寻址周期开始之前当施加预扫描脉冲到Y电极时，在Y电极上可能积累负壁电荷(-)的增加量。
即使施加到A电极的寻址电压减少到低于典型寻址电压电平的电平Va`，壁电荷积累的增加还是使得产生寻址放电。但是，当寻址数据或子场数据要求许多寻址脉冲开关操作时，功率消耗迅速增加。换句话说，当响应于图像数据执行寻址脉冲开关操作时，平板的电容性元件Cx和Ca的充电/放电消耗了更多的无功功率。
根据所显示的图像的类型，寻址功率消耗可以变化很大。
图6示出了当不使用寻址能量回收电路(AERC)时，不同类型图像的寻址功率消耗曲线。典型的情况是，当显示需要少量寻址脉冲开关操作的图像时，寻址功率消耗很低，但是当显示需要许多寻址脉冲开关操作的图像时，这个寻址功率消耗很高。
图7示出了需要许多寻址脉冲开关操作的图像(点开/关)和另一个需要少量寻址脉冲开关操作的图像(全白)。
在点开/关图像的情况下，因为在相邻的单元之间寻址数据变化很大，所以需要许多寻址脉冲开关操作。寻址数据的变化增加电容性元件的充电/放电，并且相应地，增加总的寻址功率消耗。
相反地，因为在相邻的单元之间寻址数据变化不大，所以全白图像需要少量寻址脉冲开关操作，因此，减少充电/放电电容性元件而减少了寻址功率消耗。
因此，当显示需要许多寻址脉冲开关操作的图像时，寻址功率消耗迅速增加。这里，给PDP供电的开关模式电源(SMPS)具有有限容量，并且，当寻址功率消耗迅速增加时，在施加到A电极的寻址电压波形中可以因此发生电压下降。
在图5的驱动波形中，因为在寻址周期之前施加预扫描脉冲，所以寻址电压电平Va`已经低于传统寻址电压。结果由于SMPS的有限容量，因为当更频繁地执行寻址脉冲开关操作时寻址功率消耗增加，所以寻址电压可以落到Va`以下。当寻址电压降到Va`以下时，寻址放电可能变得不稳定，从而增加错误激发(misfire)的可能性。
下面描述根据本发明的另一个实施例的用于防止这样的错误激发的方案。
参照图8，PDP包括等离子板100、控制器200、A电极驱动器300、Y电极驱动器400和X电极驱动器500。
等离子板100包括多个沿着第一方向排列成列的A电极A1-Am，和沿着第二方向排列成行的多个维持电极X1-Xn和多个扫描电极Y1-Yn。X电极X1-Xn每一个都有对应的Y电极Y1-Yn。通常地，X电极的末端共享公共连接。等离子板100包括第一玻璃基底(未示出)，在该基底上X和Y电极平行成对排列，所述等离子板100还包括A电极排列在其上的第二玻璃基底(未示出)。玻璃基底互相面对放置，在其间有放电空间，从而成对X电极X1-Xn和Y电极Y1-Yn可以与A电极A1-Am交叉。在放电空间中的一对扫描和维持电极与寻址电极的交叉处形成放电单元。
控制器200接收图像信号，并且输出X电极驱动信号、Y电极驱动信号和A电极驱动信号。控制器200将一帧分割成多个子场，而每个子场可以包括复位周期、寻址周期和维持周期。特别是，控制器200产生子场数据，并且在复位周期之后和寻址周期之前施加第一电压的预扫描脉冲。该控制器根据子场数据的模式改变预扫描脉冲的宽度，并且产生和对应于预扫描脉冲宽度的寻址电极驱动信号和Y电极驱动信号，X电极驱动信号。
寻址电极驱动器300从控制器200接收寻址电极驱动信号，并且施加显示数据信号到每个A电极A1-Am以选择所需要的放电单元。X电极驱动器500从控制器200接收X电极驱动信号，并且施加驱动电压到X电极X1-Xn。Y电极驱动器400从控制器200接收Y电极驱动信号，并且施加驱动电压到Y电极Y1-Yn。
参照图9，控制器200包括子场数据产生器210、数据变化检测器220、计算器230、XY控制器240，和寻址数据控制器250。
子场数据产生器210接收图像信号并且产生子场数据。
数据变化检测器220检测子场数据中的变化。
计算器230基于子场数据变化来计算和输出预扫描脉冲的宽度。
XY控制器240产生对应于所计算的预扫描脉冲宽度的X电极驱动信号和Y电极驱动信号。
寻址数据控制器250产生对应于所计算的预扫描脉冲宽度的A电极驱动信号。
下面将更详细描述具有上述配置的PDP的操作。
图10示出了在复位周期之后在X、Y和A电极中的壁电荷分布图；
由于A电极和Y电极之间的电位差产生了寻址放电。因为当有负电位(-)的扫描脉冲施加到Y电极并且有正电位(+)的寻址脉冲施加到寻址电极时，壁电荷增加了，所以产生了寻址放电。在复位操作之后在电极上积累更多的壁电荷促进了寻址放电的产生。图11示出了在施加预扫描脉冲来积累更多的壁电荷时的壁电荷分布。
当施加预扫描脉冲来促进寻址放电的产生时，在Y电极上积累负(-)壁电荷的增加量。如图12所示，预扫描脉冲宽度的增加还将增加在Y电极上的负(-)壁电荷的积累。
根据本发明的另一实施例，在低电压寻址操作中，通过控制预扫描脉冲的宽度而增加Y电极上的壁电荷积累，从而当寻址脉冲开关操作出现增加时，防止由寻址电压下降低于电平Va`所造成的错误激发。
下面将更详细描述根据本发明的另一实施例的PDP的操作。
如上，控制器200的子场数据产生器210接收图像信号并且输出需显示在等离子板100上的子场数据。但是在另一实施例中，数据变化检测器220检测每个子场的寻址数据变化，并且给该数据变化指定数字值。
然后计算机230对应于指定给寻址数据变化的数字值输出预扫描脉冲宽度值。可以从内部存储器(未示出)检索与指定给寻址数据变化的数字值相对应的预扫描脉冲宽度，该内部存储器将预扫描脉冲宽度以映射表格式存储，而且明显地，可以采用其他方案来存储所述的数据。
将为每个子场计算的预扫描脉冲宽度发送到XY控制器240和寻址数据控制器250。
XY控制器240通过控制X和Y电极驱动器400和500的开关(FET)的开/关定时来产生驱动波形，并且寻址数据控制器250产生寻址数据。基于所计算的预扫描脉冲宽度，控制器240和250为每个子场分别产生驱动波形和寻址数据，其中施加到驱动波形的预扫描脉冲宽度根据寻址数据变化。在施加到Y电极的驱动波形中的预扫描脉冲宽度是可变的，并且将预扫描脉冲宽度设置为随寻址脉冲开关操作的增加而增加。
寻址电极驱动器300接收寻址电极驱动信号，并且施加用于选择所需要的放电单元的显示数据信号到各个A电极A1-Am。
X电极驱动器500接收X电极驱动信号并且施加驱动电压到X电极X1-Xn，并且Y电极驱动器400接收Y电极驱动信号并且施加驱动电压到Y电极Y1-Yn。
然后起动等离子板100来在其上显示数据。
如上所述，当频繁地开关寻址数据，寻址脉冲开关操作增加并且电容性元件的充电/放电迅速增加，其又导致能够引起错误激发的功率消耗的迅速增加。
但是，根据本发明的另一实施例，可以通过增加预扫描脉冲宽度而增加在Y电极上负壁电荷的积累，来降低能够引起错误激发的寻址放电的不稳定性。
这样，虽然由于增加的功率消耗可以降低寻址电压，但是因为Y电极上负壁电荷的额外积累，其促进了稳定的寻址放电的产生。
当寻址脉冲开关操作较少进行时，寻址数据开关操作经常也较少执行并且平板的电容性元件的充电/放电也对应地减少。相应地，可以防止上述功率消耗的迅速增加并且SMPS提供产生稳定寻址放电的稳定寻址电压。在这种情况下，因为不需要在Y电极上积累额外的负壁电荷，通过减少预扫描脉冲的宽度和增加维持脉冲可以增加亮度。
根据本发明的另一实施例，控制预扫描脉冲的宽度，但是在某些情况下还可以控制预扫描脉冲的电压电平。在这个例子中，为了在寻址脉冲开关频繁时获得与增加预扫描脉冲宽度同样的效果，可以增加预扫描脉冲的电压。因此，预扫描脉冲的宽度可以减少并且可以增加维持周期来增加亮度。
结合现在被认为是实际的示例实施例描述了本发明，应该理解本发明不受所述公开的实施例的限制，相反地，所述实施例只想在所附权利要求的精神和范围内覆盖各种改变和等效的方案。

Claims (10)

1.一种等离子显示设备，包括：
等离子显示板，其具有多个寻址电极、多个扫描电极和多个维持电极；
控制器，其接收图像信号并且产生子场数据、扫描电极驱动信号、维持电极驱动信号，和寻址电极驱动信号；和
扫描电极驱动器，其对应于扫描电极驱动信号，施加电压到多个扫描电极中的一扫描电极，
其中在寻址周期期间，扫描电极驱动器施加从第一电压电平落到第二电压电平的扫描脉冲，并且在复位周期和寻址周期之间，扫描电极驱动器施加比第一电压电平高的第三电压电平的预扫描脉冲，以及
其中根据寻址脉冲开关操作的频率控制预扫描脉冲的宽度。
2.根据权利要求1所述的等离子显示设备，其中随寻址脉冲开关操作频率的增加，扫描电极驱动器增加预扫描脉冲的宽度。
3.根据权利要求1所述的等离子显示设备，其中控制器包括：
子场数据产生器，其接收图像信号和产生子场数据；
数据变化检测器，其根据子场数据检测寻址脉冲开关操作的频率的变化；和
计算器，其根据寻址脉冲开关操作的频率的变化，计算和输出预扫描脉冲的宽度。
4.根据权利要求3所述的等离子显示设备，其中所述计算器对应于寻址脉冲开关操作的频率的各自变化，将预扫描脉冲的宽度作为映射表存储在内部存储器中。
5.一种等离子显示设备，包括：
等离子板，其包括多个寻址电极、多个扫描电极、和多个维持电极；
控制器，其接收图像信号并且产生子场数据、扫描电极驱动信号、维持电极驱动信号、和寻址电极驱动信号；和
扫描电极驱动器，其对应于扫描电极驱动信号，施加电压到多个扫描电极中的一扫描电极，
其中在寻址周期期间，扫描电极驱动器施加从第一电压电平落到第二电压电平的扫描脉冲，并且在复位周期和寻址周期之间，扫描电极驱动器施加比第一电压电平高的第三电压电平的预扫描脉冲，
其中根据寻址脉冲开关操作的频率控制预扫描脉冲的第三电压电平。
6.一种驱动等离子显示设备的方法，包括：
将图像帧分割成多个子场，每个子场包括复位周期、寻址周期和维持周期；
在复位周期施加复位波形到扫描电极；
在寻址周期施加从第一电压电平落到第二电压电平的扫描脉冲到扫描电极；
在复位周期和寻址周期之间，施加比第一电压电平高的第三电压电平的预扫描脉冲到扫描电极；和
根据寻址数据的寻址脉冲开关操作的频率调节预扫描脉冲。
7.根据权利要求6所述的方法，其中调节预扫描脉冲包括调节预扫描脉冲的宽度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中随着所述寻址数据的寻址脉冲开关操作频率的增加，增加预扫描脉冲的宽度。
9.根据权利要求7所述的方法，其中随着寻址数据的寻址脉冲开关操作频率的增加，减小预扫描脉冲的宽度并增加维持周期的长度。
10.根据权利要求6所述的方法，其中调节预扫描脉冲包括调节预扫描脉冲的第三电压电平的幅度。
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