CN100520875C - 等离子体显示板驱动器和等离子体显示器 - Google Patents

等离子体显示板驱动器和等离子体显示器 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于包括具有多个电极的放电单元的PDP的驱动器，所述驱动器包括：第一电压源，其具有第一电压电平；第一有源元件，用于在第一电压源的方向上截取电流；第一开关，其连接在第一有源元件与电极之间；电容器，用于存储第二电压；以及第二开关，用于向所述电极供应存储在所述电容器上的第二电压。第一有源元件和第一开关均可以是晶体管，并且它们可以以背对背的方式连接在一起。

Description

等离子体显示板驱动器和等离子体显示器
本申请要求于2003年8月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2003-58736号的优先权和利益，在此全文引用作为参考。
技术领域
本发明涉及等离子体显示板(PDP)驱动电路。具体地，本发明涉及一种用于防止由在主放电通道(main discharge path)上提供的阻抗引起的波形失真(waveform distortion)的驱动电路。
背景技术
近来，液晶显示器(LCD)、场致发射显示器(FED)和等离子体显示器已得到积极地发展。在平面板设备中，等离子体显示器与平面板设备的其它种类相比，可具有更好的亮度和光发射效率，而且还可具有更宽的视角。因此，在大于40英寸的大显示器方面，等离子体显示器可适合于替代传统阴极射线管(CRT)。
通常，等离子体显示器是使用经由气体放电过程产生的等离子体来显示字符或图像的平板显示器，并依据它的大小以矩阵形式在其上提供几百到几百万的像素。根据它们各自的驱动电压波形，两种常见类型的等离子体显示器是直流等离子体显示板(DC PDP)和交流等离子体显示板(AC PDP)。
因为DC等离子体显示器具有暴露在放电空间中的电极，所以在供应电压的同时，它们允许电流在所述放电空间中流动，从而，它们十分需要用于电流限制的电阻器。另一方面，因为AC等离子体显示器具有由电介质层覆盖的电极，所以必然形成电容以限制电流。因此，在放电期间保护电极不受离子冲击。从而，它们比DC等离子体显示器具有更长的寿命。
图1示出了AC PDP的透视图。如图所示，在第一玻璃衬底1下，可平行地提供布置在电介质层2和保护膜3上的扫描电极4和维持电极5，并且扫描电极4和维持电极5可相互形成一对。在第二玻璃衬底6上，可以安装由绝缘层7覆盖的多个寻址电极8。在绝缘层7上、在寻址电极8之间，可形成与寻址电极8平行的栅栏排9。并且在绝缘层7的表面上、在栅栏排9之间，可形成磷光体10。可面对面地提供第一玻璃衬底1和第二玻璃衬底6，以便扫描电极4和维持电极5可以分别交叉寻址电极8，其中在所述第一玻璃衬底1和第二玻璃衬底6之间具有放电空间11。寻址电极8和形成在扫描电极4和维持电极5的交叉部分的放电空间11可以形成放电单元12。
图2示出了PDP电极的排列图。如图所示，PDP电极具有m×n的矩阵结构，具体地说，它在列向具有寻址电极A1至Am，并且在行向交替地具有扫描电极Y1至Yn和维持电极X1至Xn。为了便于标识，将用“Y电极”来标记扫描电极，而用“X电极”来标记维持电极。图2中所示的放电单元12对应于图1中所示的放电单元12。
图3示出PDP。如图所示，PDP包括等离子体板10、寻址驱动器20、扫描/维持驱动器30和控制器40。
等离子体板10包括：以列向排列的多个寻址电极A1至Am、和以行向交替排列的多个扫描电极Y1至Yn和维持电极X1至Xn。
寻址驱动器20从控制器40接收寻址驱动控制信号，并将用于选择要显示的放电单元的显示数据信号施加到各个寻址电极，并且它包括用于回收无功功率(reactive power)和重新使用该无功功率的功率回收电路(power recoverycircuit)。
扫描/维持驱动器30从控制器40接收维持放电信号，并将维持脉冲电压交替地输入到扫描和维持电极，以便对所选择的放电单元执行维持放电。
控制器40接收外部视频信号，产生寻址驱动控制信号和维持放电信号，并将它们分别施加到寻址驱动器20和扫描/维持驱动器30。
图4示出了传统的PDP驱动电路。
通常，AC PDP由维持周期、擦除周期、复位周期和寻址周期来驱动，并且通过使用不同的波形来驱动。
扫描驱动电路包括：功率回收电路、第一斜线(ramp)脉冲源31、第二斜线脉冲源32和扫描电压源33，其中所述功率回收电路是由Weber在美国专利第4,866,349号和第5,081,400号中提出的。
将描述传统的维持放电操作和功率回收操作。
在开关S1导通前导通开关S4，并将面板C2上的电压保持在0V。当开关S1导通时，以电容器C1和开关S1的顺序，和以二极管D1、感应器L1和面板C2的顺序形成LC谐振电路，并且面板C2上的电压增加至电压Vs。
当开关S1截止和开关S3导通时，执行零电压切换，并且因为开关S3上的电压为0V，面板C2上的电压被保持在电压+Vs。
当开关S3截止和开关S2导通时，以面板C2、感应器L1、二极管D2、开关S2和电容器C1的顺序形成LC谐振电路，并且面板C2上的电压减少。
当开关S2截止和开关S4导通时，执行零电压切换，并且因为开关S4上的电压为0V，面板C2上的电压被保持在0V。
维持放电脉冲与由第一斜线脉冲源31、第二斜线脉冲源32和扫描电压源33施加的波形相结合，以便形成不同的驱动波形。在这种情况下，切换在主放电通道A上的开关Ypp和Ynp，以向所述面板供应不同的驱动波形。由于在负向偏置电平(a negative bias level)下可执行擦除操作或扫描操作，因此开关Ypp和Ynp需要双通道开关(double path switch)。
但是，在主放电通道上形成的Ypp和Ynp是引起增加模式阻抗(patternimpedance)的原因。即，在主放电通道A上形成的所述模式阻抗使波形失真，其中所述主放电通道A形成于所述电极和所述维持放电电路之间，并且因为过冲(overshot)电压而影响所述维持电压的容限(margin)。
图5a和5b示出了用于测量主放电通道的模式阻抗的影响的曲线图。
考虑到在主放电通道上作为电感部分提供的模式阻抗，图5a示出了没有模式阻抗时所测量的维持放电波形，图5b示出了具有0.01μH模式阻抗时所测量的维持放电波形。
从图5b可知，因为在主放电通道上形成的模式阻抗，使用于维持放电波形达到稳定状态的时间被延迟了，并且产生了较大的过冲(overshoot)。因此，模式阻抗降低了维持放电电压的容限并且损坏了波形的稳定性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改进的用于最小化在主放电通道上提供的阻抗的PDP驱动电路。
本发明的另一目的是提供一种通过在维持放电电路与面板电极之间提供的通道上不允许任何开关来最小化模式阻抗的PDP驱动电路。
从本发明的一个方面看，一种用于包括具有多个电极的放电单元的PDP的驱动器，包括：扫描驱动电路，其包括分别耦合到所述电极的第一和第二晶体管；第一电压源，其具有第一电压电平；第二电压源，其具有第二电压电平；第三晶体管，其耦合在第一电压源和扫描驱动电路之间；第四晶体管，其耦合在第三晶体管和第一电压源之间，并且用于在从第三晶体管到第一电压源的方向中截止电流流动；电容器，其耦合在第一电压源和第二电压源之间，并且用于被以第一电压源和第二电压源之间的电压差充电；以及第五晶体管，其耦合在所述电容器和所述扫描驱动电路之间，并且用于在复位周期中导通以升高所述电极的电压。其中，在所述第三晶体管和所述扫描驱动电路之间的主放电路径上没有开关。
所述第三晶体管和第四晶体管可以以背对背的方式互相连接。
第三晶体管的源极可以连接到第一电压源，并且可以以背对背的方式将第三晶体管和第四晶体管的漏极互相连接。
第三晶体管的漏极可以连接到第一电压源，并且可以以背对背的方式将第三晶体管和第四晶体管的源极互相连接。
附图说明
并入说明书且作为说明书一部分的附图，图解说明了本发明的实施例，并且结合描述，用来解释本发明的原理：
图1示出了AC PDP的透视图；
图2示出了PDP电极排列图；
图3示出了PDP；
图4示出了传统的PDP驱动电路；
图5a和5b示出了用于测量主放电通道的模式阻抗的影响的曲线图；
图6a和6b示出了用作本发明示例性实施例的、用于描述背对背连接的电路图；
图7示出了根据本发明第一示例性实施例的显示板驱动电路；
图8示出了根据本发明示例性实施例的扫描电极的驱动波形和各个开关的操作的时序图；
图9示出了根据本发明示例性实施例的用于复位操作的电路图；
图10示出了根据本发明第一示例性实施例的用于寻址操作的电路图；
图11示出了根据本发明第二示例性实施例的驱动电路；和
图12a和12b示出了在斜线上升的情形时本发明的第一和第二示例性实施例的等效电路。
具体实施方式
在下面具体的描述中，简单地通过图解说明所构思的最佳实施方式，仅示出和描述本发明的优选实施例。如所知道的那样，在不脱离本发明的情况下，本发明可以在各种显著的方面作出修改。从而，附图和描述实际上应当被视作说明性的，而非限制性的。为了阐明本发明，省略了在说明书中没有描述的部分，以及被提供了类似描述的部分具有相同的附图标记。而且，应当注意，在一个元件或部件与另一个元件或部件相连接时，该连接不仅包括在元件或部件之间的直接连接，而且包括经由另一个元件或部件在元件与部件之间的间接连接。
下面将具体描述根据本发明的示例性实施例的驱动电路。
图6a和6b示出了用作本发明示例性实施例的、用于描述背对背连接的电路图。
图6a和6b示出了对应于晶体管的背对背连接的等效电路。如图所示，背对背连接的晶体管构成主要二极管(body diode)Dp1、Dp2、Dp3和Dp4，以及驱动信号开关SM1、SM2、SM3和SM4根据晶体管M1、M2、M3和M4的栅极驱动信号来切换。
例如，当没有栅极信号施加到晶体管M1，而有栅极信号施加到晶体管M2时，电流相应地从晶体管M1流向晶体管M2。
图7示出了根据本发明的第一示例性实施例的显示板驱动电路。
如图所示，显示板驱动电路包括图4中所示的功率回收电路和维持放电电路。所述功率回收电路包括：电容器C3、开关Yr与Yf、二极管Dr与Df、开关Ys与Yg和第一电压源Vs。
同样，开关Yp1可以以背对背的方式与开关Ys相连接，并且开关Yp2可以以背对背的方式与开关Yg相连接。所述开关Yp1和Yp2切换主放电通道。
除了维持放电电路之外，用于供应上升斜线波形的第二电压源Vset可以通过电容器Cset连接至开关Yp1，并可以连接至晶体管Yrr。用于允许驱动电压斜线上升的恒定电流驱动器(未示出)可以连接至晶体管Yrr。
此外，第一实施例包括：扫描驱动器，该驱动驱动器包括电压源VscH与VscL、开关Yscs、Ysc与YscL以及电容器Csc；下降斜线驱动器，包括二极管Dfr和晶体管Yfr；以及擦除驱动器，包括二极管Der和晶体管Yer。用于允许驱动波形斜线下降的恒定电流驱动器可以与晶体管Yfr和Yer的栅极相连接(尽管没有示出)。通过执行相同操作的传统电路可以实现扫描驱动器、下降斜线驱动器和擦除驱动器，而且在示例性实施例中实现的所述操作将在下面描述。
从图7可知，在所述维持放电电路和所述电极之间提供的主放电通道A上没有提供开关，因此，没有以现有技术同样的方式产生根据主放电通道的模式阻抗。
图8示出了根据本发明的示例性实施例的扫描电极的驱动波形和各个开关的操作的时序图。
PDP的驱动时间间隔包括：维持放电周期t1、擦除周期t2、复位周期t3和t4、以及寻址周期t6和t7。
电压Vy代表施加到扫描电极上的电压的波形。在维持放电操作的情形下，在维持放电周期t1期间可以重复施加带有电压Vs的维持放电脉冲。在可将用于维持放电的电压Vs的脉冲施加到扫描电极上的同时，可以将带有相反极性的脉冲施加到维持电极上。以与图4中所示的功率回收电路的操作相同的方式执行维持放电操作。
在擦除周期t2期间，扫描电极上的波形斜线下降，同时可擦除在所述电极上积聚的势垒电荷(wall charge)。在复位周期t3和t4期间，可施加用于产生强放电的电压(Vs+Vset)，可控制所述电压逐渐地下降，并可执行用于寻址的复位操作。在寻址周期t6和t7期间，可选择将要放电的面板。
如图8所示，在开关Yp1和Yp2保持在导通状态的同时，可顺序地切换开关Ys和Yg，以便执行维持放电操作，其中所述放电操作对应于图4的电路的维持放电操作。
可导通用于驱动晶体管Yer的恒定电流驱动器，维持电压Vs斜线下降，并执行擦除操作。
图9示出了根据本发明的第一示例性实施例的用于复位操作的电路图。
在周期t3中，可立即导通开关Yp1、Yp2和Ys，并用电压Vs将其充电，目的是用于复位周期的斜线上升。通过电压(Vs+Vset)可导通用于驱动晶体管Yrr的恒定电流驱动器，以允许波形斜线上升。可截止晶体管Yrr并可导通开关Yp1、Yp2和Yg以减少电压，并且可导通用于驱动晶体管Yrr的恒定电流驱动器以允许电压斜线下降到预定的电平。
图10示出了根据本发明的第一示例性实施例的、用于描述寻址操作的电路图。
当完成复位操作时，通过扫描驱动电路300可施加带有电压Vsc的脉冲，并且在周期t7期间可导通开关YscL以立即减少电压电平。在这种情况下，将寻址电压施加到寻址电极上，以便在周期t7期间产生寻址放电(未示出)。
如上所述，第一实施例允许执行用于驱动板的维持、擦除、复位和寻址操作而在主放电通道A上不需要提供开关。因此，产生了用于驱动PDP而不需要在主放电通道上产生阻抗部分的各种波形。
图11示出了根据本发明的第二示例性实施例的驱动电路。
与第一实施例相比，在第二实施例中，用于施加维持放电电压的开关的位置可与模式开关Yp3的位置调换，并被背对背地连接。因此，通过开关Yp3可将流过感应器L1的电流供应到电极上。
第二实施例可根据图8中所示的时序图执行维持放电、擦除、复位和寻址操作，因此，将不提供有关操作的具体描述。
但是，在第二实施例中，开关Yp3被安排在功率回收电路和电极之间，以便在复位周期期间的斜线上升操作中减少功率回收电路的抵抗电压(withstanding voltage)。
图12a和12b示出了在斜线上升的情形时本发明的第一和第二示例性实施例的等效电路。
如图12a所示，在第一实施例中，可将电压(Vs+Vset)施加到功率回收电路。在斜线上升的情形中，开关Yp1、Vp2、Ys和Yg可被截止，但是通过如图5a和5b中所示的以背对背连接出现的主要二极管，可将电压(Vs+Vset)施加到用圆圈描述的功率回收电路，从而，减少了抵抗电压。
如图12b所示，在第二实施例中，当开关Ys和Yp3的位置调换后，开关Yp3和Yp4可被截止并且在斜线上升的情形时通过功率回收电路阻塞电压(Vs+Vset)，从而，可减少了在功率回收电路的元件上的抵抗电压。
与现有技术相比，第一实施例和第二实施例增加了用于执行维持操作的开关Ys和Yg的抵抗电压，但是可以以较少的成本有效地消除了模式阻抗的不良影响，这是因为用于高抵抗电压的大量IGBT元件已得到发展并且基于IGBT的发展，成本正在变得更低。
虽然结合优选实施例描述了本发明，但是应当理解本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明包括所附权利要求的精神和范畴之内的各种修改和等价结构。
如上所述，可以消除在PDP驱动电路的主放电通道上产生的阻抗部件，可以增加放电容限，并且阻止了波形的失真，从而允许稳定的放电操作。

Claims (12)

1.一种用于包括具有多个电极的放电单元的等离子体显示板的驱动器，所述驱动器包括：
扫描驱动电路，其包括分别耦合到所述电极的第一和第二晶体管；
第一电压源，其具有第一电压电平；
第二电压源，其具有第二电压电平；
第三晶体管，其耦合在第一电压源和扫描驱动电路之间；
第四晶体管，其耦合在第三晶体管和第一电压源之间，并且用于在从第三晶体管到第一电压源的方向中截止电流流动；
电容器，其耦合在第一电压源和第二电压源之间，并且用于被以第一电压源和第二电压源之间的电压差充电；以及
第五晶体管，其耦合在所述电容器和所述扫描驱动电路之间，并且用于在复位周期中导通以升高所述电极的电压，
其中，在所述第三晶体管和所述扫描驱动电路之间的主放电路径上没有开关。
2.如权利要求1所述的驱动器，其中所述第三晶体管和第四晶体管以背对背的方式连接在一起。
3.如权利要求2所述的驱动器，其中所述第三晶体管的源极与第一电压源相连接，并且所述第三晶体管和第四晶体管的漏极以背对背的方式连接在一起。
4.如权利要求2所述的驱动器，其中所述第三晶体管的漏极与第一电压源相连接，并且所述第三晶体管和第四晶体管的源极以背对背的方式连接在一起。
5.如权利要求3所述的驱动器，还包括恒定电流驱动器，用于控制流向第五晶体管的恒定电流。
6.如权利要求4所述的驱动器，还包括恒定电流驱动器，用于控制流向第五晶体管的恒定电流。
7.如权利要求1所述的驱动器，还包括：
第三电压源，其具有低于第一电压的电平的电压电平；
第六晶体管，其耦合在所述电极和第三电压源之间；以及
第七晶体管，其耦合在第六晶体管和第三电压源之间，并且用于截止在从第六晶体管到第三电压源的方向中流动的电流。
8.如权利要求7所述的驱动器，其中所述第六晶体管和第七晶体管以背对背的方式耦合在一起。
9.如权利要求1所述的驱动器，还包括：斜线下降驱动器，用于斜线下降所述电极的电压。
10.如权利要求7所述的驱动器，其中所述第三和第六晶体管包括IGBT元件。
11.一种等离子体显示设备，包括：
等离子体显示板，其具有放电单元，所述单元形成在维持电极、扫描电极和寻址电极之间；和
驱动电路，用于在复位周期、寻址周期和维持周期期间，将驱动电压施加到所述维持电极、所述扫描电极和所述寻址电极上，
其中所述驱动电路包括：
扫描驱动电路，其包括分别耦合到所述电极的第一和第二晶体管；
第一电压源，其具有第一电压电平；
第二电压源，其具有第二电压电平；
第三晶体管，其耦合在第一电压源和扫描驱动电路之间；
第四晶体管，其耦合在第三晶体管和第一电压源之间，并且用于在从第三晶体管到第一电压源的方向中截止电流流动；
电容器，其耦合在第一电压源和第二电压源之间，并且用于被以第一电压源和第二电压源之间的电压差充电；
第五晶体管，其耦合在所述电容器和所述扫描驱动电路之间，并且用于在复位周期中导通以升高所述扫描电极的电压；
第三电压源，其具有低于第一电压的电平的电压电平；
第六晶体管，其耦合在所述扫描电极和第三电压源之间；以及
第七晶体管，其耦合在第六晶体管和第三电压源之间，并且用于截止在从第六晶体管到第三电压源的方向中流动的电流，
其中，在所述第三晶体管和所述扫描驱动电路之间的主放电路径上没有开关。
12.如权利要求11所述的等离子体显示设备，其中所述第三晶体管和第四晶体管以背对背的方式连接在一起，而第六和第七晶体管以背对背的方式连接在一起。
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