CN100520878C - 驱动等离子体显示面板的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于等离子体显示面板的驱动装置包括：脉冲发生器，用于将交替的脉冲提供给电极；和能量恢复单元，用于当脉冲电压降低时存储来自放电单元的电荷，或者当脉冲电压增加时将所存储的电荷输出到放电单元。所述能量恢复单元具有磁开关，其与放电单元和能量存储电容器耦合，并且具有可变电感，用于当脉冲从第一电压转变为第二电压时控制瞬变时间。所述瞬变时间取决于磁开关电感和平板电容的LC谐振，并且可被减少来提高平板的分辨率。磁开关可以使用绝缘门双极性晶体管(Insulated gate bipolartransistor)来减少切换期间和处于导通状态(on-state)的功耗，并且可以维持高浓度Xe放电气体所需的高电压。

Description

驱动等离子体显示面板的装置

技术领域

本发明涉及一种用于驱动显示面板的装置，尤其涉及这样一种驱动显示面板的装置，即，可以通过减少施加到等离子体显示面板电极的脉冲的上升沿和下降沿的瞬变时间来减少切换损耗和导通状态损耗。

背景技术

等离子体显示面板在平板显示市场正日益吸引人们的关注。等离子体显示面板通过将放电电压施加到位于两个基板之间的电极来激励以预定模式形成的荧光材料以产生期望的图像。放电电压激励基板之间密封的放电气体，并且当放电气体返回到较低能量状态时，它发射紫外线。然后紫外线与荧光材料碰撞并且激励它们。当荧光材料返回到较低能量状态时，它们发射预定颜色的可见光，以便在等离子体显示面板上形成图像。

用于驱动等离子体显示面板的装置生成被施加到每个电极的驱动信号，因此在等离子体显示面板中可以产生放电。

图1示出了图解说明用于驱动等离子体显示面板的传统装置的电路图，其中维持脉冲被施加到所选放电单元以在其中产生维持放电。

U.S.专利第5081400号公开了一种类似于图1所述的装置的、用于驱动等离子体显示面板的传统装置。

对于图1的驱动装置，假设等离子体显示面板具有X电极、与X电极平行提供的Y电极、以及与X和Y电极交叉的A电极。图1中仅示出了X电极的驱动装置。图1中所示的驱动器包括：维持脉冲发生器10，用于输出维持放电电压Vs或者地电压Vg；能量恢复单元20，用于在向其施加维持脉冲之后接收并存储从放电单元输出的电荷，或者用于将所存储的电荷输出到放电单元。

维持脉冲发生器10具有与维持放电电压源Vs耦合的开关元件Sa，用于将维持放电电压Vs施加到面板的放电单元，并且具有与接地端耦合的开关元件Sb，用于将地电压施加到面板的放电单元。两个开关元件Sa和Sb轮流接通和断开，以便在维持周期期间施加在维持放电电压与地电压之间交替的维持脉冲。

能量恢复单元20包括：电容器C，用于存储从放电单元恢复的电荷或者将所存储的电荷输出到放电单元；开关元件Sc和Sd，用于确定是否要恢复或输出电荷；和线圈L，用于通过与面板中的电容Cp的LC谐振来确定从地电压上升到维持放电电压或者从维持放电电压下降到地电压的脉冲瞬变时间。

图2示出了图解说明从图1的驱动器施加的维持脉冲的时序图。

参考图1和图2，通过线圈的电感L与电容器的电容Cp产生的LC谐振来确定开关元件Sc接通之后维持脉冲从地电压Vg上升到维持放电电压Vs所需的上升时间T_rise。上升时间T_rise等于

。另外，开关元件Sd接通之后维持脉冲从维持放电电压Vs下降到地电压Vg所需的下降时间T_fall等于 $\mathrm{\π}\sqrt{L{C}_p}$ 。

例如，如果面板中的电容大约70nF并且电感大约250nH，则上升时间或下降时间等于415ns。

示例性维持脉冲可以具有0.4μs的上升时间T_rise、1.44μs的维持放电电压时间T_top、0.4.4μs的下降时间T_fall、以及2.0μs的地电压时间T_off。结果，用于施加维持放电电压的总时间T_on是2.28μs，并且维持脉冲的一个完整周期是4.28μs。因此，维持脉冲的频率变成234kHz，并且维持脉冲的占空比是53.35％。另一示例性维持脉冲可以具有0.3μs的上升时间T_rise、1.9μs的维持放电电压时间T_top、0.3μs的下降时间T_fall、以及2.5μs的地电压时间T_off。结果，用于施加维持放电电压的总时间T_on是2.5μs，并且维持脉冲的一个周期是5μs。因此，维持脉冲的频率变成200kHz，并且维持脉冲的占空比是50％。传统上，使用了上述维持脉冲。

为了有效地执行维持放电，应当最小化维持脉冲的上升沿和下降沿的瞬变时间。然而，由于电感L的线圈与电容Cp的电容器的固有材料属性的限制，传统等离子体显示面板具有比期望更高的维持脉冲的上升沿和下降沿的瞬变时间。

最近，在等离子体显示面板中使用包括Ne或Xe的混合物的气体作为放电气体。当使用高浓度的Xe气体来提高亮度效率时，也使用更高的维持放电电压。然而，开关元件传统上包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。因为MOSFET在开关导通状态中具有高阻抗，因此在维持周期期间交替的开关接通和断开期间出现大的功耗。因此，在驱动装置中使用Xe气体和MOSFET的等离子体显示面板驱动器将消耗不期望的功率量。因此提供本发明以克服现有技术中的这些问题。

发明内容

本发明提供一种用于驱动等离子体显示面板的装置，利用该装置通过减少施加到等离子体显示面板的电极的脉冲的上升沿和下降沿的瞬变时间可以减少切换损耗和导通状态损耗。

本发明的另外的特征在下面的描述中部分阐述，并且部分从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践来获得。

本发明公开了一种用于驱动等离子体显示面板的装置，所述等离子体显示面板具有多个位于第一基板与第二基板之间的电极。所述装置将驱动信号提供给在第一基板与第二基板之间形成的放电单元，以便通过在放电单元中产生放电来发光，其中至少两个电极相互交叉。所述装置包括：脉冲发生器，用于将在第一电压与第二电压之间交替的脉冲提供给电极；和能量恢复单元，用于当脉冲从第二电压降低到第一电压时存储来自放电单元的电荷，或者当脉冲从第一电压增加到第二电压时将电荷输出到放电单元。所述能量恢复单元包括具有可变电感的磁开关，用于执行第一开关操作。而且，所述磁开关沿着能量恢复单元与放电单元之间的电荷的电流通路放置，并且所述可变电感取决于流经磁开关的电流。

本发明还公开了一种用于驱动等离子体显示面板的装置，所述等离子体显示面板具有多个第一电极、与第一电极平行放置的多个第二电极、和与多个第一电极和多个第二电极交叉放置的多个第三电极，并且形成放电单元。所述装置将驱动信号提供给放电单元。所述装置包括：维持脉冲发生器，用于将在维持放电电压与地电压之间交替的维持脉冲提供给第一电极和第二电极中的至少一个，以便在放电单元中产生维持放电；和能量恢复单元，用于当维持脉冲从维持放电电压降低到地电压时存储来自放电单元的电荷，或者当维持脉冲从地电压增加到维持放电电压时将电荷输出到放电单元。而且。所述能量恢复单元包括：能量存储电容器，用于恢复和存储来自放电单元的电荷或者将所述电荷输出到放电单元；和绝缘门双极性晶体管(IGBT)，用于控制能量存储电容器的操作；和具有可变电感的磁开关，用于执行第一开关操作。所述磁开关基于磁开关电感和放电单元电容的LC谐振来确定维持脉冲从地电压上升到维持放电电压所需的上升时间或者维持脉冲从维持放电电压下降到地电压所需的下降时间。另外，所述可变电感取决于通过IGBT的开关操作和通过磁开关在能量存储电容器与放电单元之间流动的电流。

本发明还公开了一种用于驱动等离子体显示面板的装置，所述等离子体显示面板具有多个第一电极、与第一电极平行放置的多个第二电极、和与多个第一电极和多个第二电极交叉放置的多个第三电极，并且形成放电单元。所述驱动装置将驱动信号提供给放电单元。所述装置包括：寻址脉冲发生器，用于将在地电压与寻址电压之间交替的寻址脉冲提供给第三电极，以便在放电单元中产生维持放电；和能量恢复单元，用于当寻址脉冲从寻址电压降低到地电压时存储来自放电单元的电荷，或者当寻址脉冲从地电压增加到寻址电压时将电荷输出到放电单元。而且，所述能量恢复单元包括：能量存储电容器，用于恢复和存储来自放电单元的电荷或者将所述电荷输出到放电单元；绝缘门双极性晶体管(IGBT)，用于控制能量存储电容器的操作；和具有可变电感的磁开关，用于执行第一开关操作。所述磁开关基于磁开关电感和放电单元电容的LC谐振来确定寻址脉冲从地电压上升到寻址电压所需的上升时间或者寻址脉冲从寻址电压下降到地电压所需的下降时间。另外，所述可变电感取决于通过IGBT的开关操作和通过磁开关在能量存储电容器与放电单元之间流动的电流。

应当理解，上述普通描述以及下列详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在对所要求保护的本发明进行进一步解释。

附图说明

附图被包含于此来提供对本发明的进一步理解，并且合并于此并组成本说明书的一部分，所述附图图解说明了本发明的实施例，与说明书一起来解释本发明的原理。

图1示出了图解说明用于等离子体显示面板和用于提供维持脉冲以在期望的放电单元中产生维持放电的传统驱动装置的电路图；

图2示出了图解说明被施加到图1的驱动器的维持脉冲的时序图；

图3示出了图解说明由根据本发明的驱动装置驱动的示例性等离子体显示面板的透视图；

图4示出了图解说明图3的等离子体显示面板中的电极布置的示意图；

图5示出了图解说明图3的等离子体显示面板的驱动装置的方框图；

图6示出了作为驱动图3的等离子体显示面板的方法的示例的、用于Y电极的寻址显示分离驱动方法；

图7示出了图解说明根据本发明的、从图5的驱动器输出的驱动信号的示例的时序图；

图8示出了图解说明根据本发明实施例的用于驱动等离子体显示面板的装置的电路图；

图9示出了图解说明表示图8的磁开关中的磁通密度和磁场强度之间的关系的磁滞(hysteresis)曲线的图；

图10示出了根据材料类型的图8的每个开关元件的特性；

图11示出了图解说明从图8的驱动器施加的维持脉冲的示例的时序图；

图12示出了图解说明根据本发明另一实施例的、用于驱动等离子体显示面板的装置的电路图，其中示出了Y驱动器；

图13示出了图解说明根据本发明另一实施例的、用于驱动等离子体显示面板的装置的电路图，其中示出了A驱动器；

图14示出了图13的驱动器产生的寻址脉冲的时序图。

具体实施方式

下文中参考附图来更全面地描述本发明，在所述附图中示出了本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的方式来体现，并且不应当被曲解为限于此处所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开透彻，并且所述实施例向本领域的普通技术人员完全传达本发明的范围。附图中，为了清楚可以放大层和区域的大小和相对大小。

图3示出了图解说明由根据本发明的装置驱动的示例性等离子体显示面板的透视图。

在等离子体显示面板的第一基板100与第二基板106之间布置寻址电极A₁到A_m、第一介电层102和第二介电层110、Y电极Y₁到Y_n、X电极X₁到X_n、荧光层112、隔断壁(partition wall)114、和保护层104。

在朝向第一基板100的第二基板106上以预定模式形成寻址电极A₁到A_m。寻址电极A₁到A_m可以由诸如Ag、Al或Cu的导电金属组成。

可以形成第二介电层110来覆盖寻址电极A₁到A_m。在第二介电层110上，可以与寻址电极A₁到A_m平行地形成隔断壁114。第二介电层110可以由诸如PbO、B₂O₃、或SiO₂的绝缘材料形成，其能够吸引壁电荷并且防止寻址电极不受正离子或电子的损害。

隔断壁114对于每个放电单元分割放电区域并且防止相邻放电单元之间的光干扰。尽管图3中示出了隔断壁114以条状模式排列，但是本发明不限于此，该隔断壁可以以诸如矩阵、格状或三角状的各种形式来实现。另外，放电空间的横截面形状可以是圆形、椭圆形、或者包括矩形、三角形或五边形的多边形。

在隔断壁114之间的寻址电极A₁到A_m之上、在第二介电层110上可以形成荧光层112。荧光层112可以包括依次排列的红色荧光层、绿色荧光层和蓝色荧光层。红色荧光层可以由Y(V，P)O₄:Eu组成，绿色荧光层可以由Zn₂SiO₄:Mn或者YBO₃:Tb组成，并且蓝色荧光层可以由BAM:Eu组成。

在朝向第二基板106的第一基板100上以预定模式并且与寻址电极A₁到A_m交叉地形成X电极X₁到X_n和Y电极Y₁到Y_n。放电单元位于电极交叉处。通过将诸如氧化铟(ITO)的透明导电材料(Xna和Yna)与金属电极(Xnb和Ynb)组合可以形成X电极X₁到X_n和Y电极Y₁到Y_n，以提高X电极和Y电极的导电率。

可以形成第一介电层102来覆盖X电极X₁到X_n和Y电极Y₁到Y_n。第一介电层102可以由诸如PbO、B₂O₃和SiO₂的介电材料形成，其能够吸引壁电荷并且保护X电极和Y电极不被正离子或电子损坏。

保护层104可以由例如MgO形成，以覆盖第一介电层102的整个表面。保护层104保护面板不受放电单元内的高电场的影响。通过阴极溅镀或者电子束放射沉积薄膜(by depositing a thin film through sputtering，orelectron-beam evaporation)可以形成保护层104。

放电空间108中密封有诸如Ne、Xe或其混合器的放电气体。

本发明不限于图1中所示的等离子体显示面板。

图4示出了图解说明图3的等离子体显示面板的电极布置的示意图。

Y电极Y₁到Y_n和X电极X₁到X_n交替放置并且彼此平行，并且寻址电极A₁到A_m与X电极X₁到X_n和Y电极Y₁到Y_n交叉布置。形成放电单元Ce以便与电极相互交叉的区域对应。

图5示出了图解说明图3所示的3电极型的等离子体显示面板的驱动装置的方框图。

图5所示的驱动装置包括图像处理器100、逻辑控制器102、Y驱动器104、寻址驱动器106、X驱动器108、和等离子体显示面板1。

图像处理器100从诸如个人计算机、DVD、视频播放器或者电视机等的外部源接收外部模拟图像信号，将该模拟信号转换为数字信号，并且处理该数字信号以便输出内部图像信号。该内部图像信号可以包括8位的红、绿和蓝图像信号、时钟信号、以及垂直和水平同步信号。

逻辑控制器102接收该内部图像信号，执行诸如伽马(gamma)校正和自动功率控制之类的各种处理，并且输出寻址驱动控制信号S_A、Y驱动控制信号S_Y、和X驱动控制信号S_X。

Y驱动器104、寻址驱动器106、和X驱动器108接收相应的驱动控制信号，并且将驱动信号分别输出到等离子体显示面板1的Y电极、寻址电极和X电极。

图6示出了作为驱动图3的等离子体显示面板的方法的示例的、用于Y电极的寻址显示分离驱动方法。

一单位帧可被划分为多个子场，如图6的SF1到SF8所示，用以实现时分梯度。每个子场可被划分为复位间隔(未示出)、寻址间隔(如A1到A8所示)、和维持放电间隔(如S1到A8所示)。

在每个寻址间隔A1到A8中，将寻址脉冲施加到寻址电极A₁到A_m，并且将扫描脉冲同时并依次施加到将被寻址或导通的放电单元中的相应的Y电极Y₁到Y_n。这些单元中的扫描脉冲的施加引起寻址放电，因此，在这些放电单元中累积了壁电荷。

在诸如维持放电间隔S1到S8的维持放电间隔中，将维持脉冲交替地施加到Y电极Y₁到Y_n和X电极X₁到X_n，从而在先前的寻址间隔中累积壁电荷的放电单元中产生维持放电。

通过单位帧的维持放电间隔S1到S8之内的维持放电脉冲的总数来确定等离子体显示面板的亮度。在其中一个图像由具有8个子场和256个梯度级的一帧表示的实施例中，可以将不同数量的维持脉冲，例如1、2、4、8、16、32、64或128，分配给每个子场。例如，为了获得133的梯度级，寻址单元以便在第一子场SF1期间执行一个维持放电，在第三子场SF3期间执行四个维持放电，并且在第八子场SF8期间执行一百二十八个维持放电。

被分配给每个子场的维持放电脉冲的数量可以根据自动功率控制(APC)处理按照子场的加权来变化。另外，被分配给每个子场的维持放电的数量可以考虑各自面板属性和伽马属性来修改。例如，被分配给第四子场SF4的梯度级可以从8减少到6，并且被分配给第六子场SF6的梯度级从32增加到34。另外，组成一帧的子场的数量可以被调整来适合特定的设计需要。

图7示出了图解说明根据本发明的、从图5的寻址驱动器、Y驱动器和X驱动器输出的驱动信号的示例的时序图。

为了驱动等离子体显示面板1，与一个图像对应的单位帧被分为多个子场，并且每个子场SF被分为复位周期PR、寻址周期PA、和维持周期PS。

首先，在复位周期PR期间，将逐渐上升和逐渐下降的复位脉冲施加到Y电极Y₁至Y_n。当复位脉冲从逐渐上升转变为逐渐下降时，将正偏压Vb施加到X电极X₁至X_n。正偏压Vb在所有放电单元中产生复位放电，并且复位放电初始化放电单元以为随后的寻址周期作准备。复位脉冲的逐渐上升部分从维持放电电压Vs增加附加的复位电压Vset，从而复位脉冲具有等于Vset+Vs的最大电压。复位脉冲的逐渐下降部分从维持放电电压Vs减少到最小电压Vnf。

在寻址周期PA期间，将扫描脉冲依次施加到Y电极Y₁至Y_n，并且将寻址脉冲施加到与寻址电极对应的寻址电极A₁至A_m以便产生寻址放电。寻址放电寻址或选择其中在随后的维持周期PS期间将发生维持放电的放电单元。Y电极被偏压有扫描高电压Vsch，并且具有扫描低电压Vscl的扫描脉冲被施加在将被选择的单元。同时，具有正寻址电压Va的寻址脉冲被施加到将被选择的放电单元中的寻址电极。因此，在将被选择的放电单元之内，与扫描脉冲同步地施加寻址脉冲。

在维持周期PS期间，将维持脉冲替换地施加到X电极X₁至X_n和Y电极Y₁至Y_n，以便产生维持放电。通过维持放电，亮度取决于被分配给其中发生维持放电的子场的梯度加权。维持脉冲可以在维持放电电压Vs与地电压Vg之间交替。

可以从图5的每个驱动器输出图7所示的驱动信号以外的驱动信号的波形，并且本发明不限于图7所示的波形。

图8示出了图解说明根据本发明实施例的用于驱动等离子体显示面板的装置的电路图。

图9示出了图解说明表示图8的磁开关中的磁通密度和磁场强度之间的关系的磁滞曲线的图。

图10示出了根据材料类型的图8的每个开关元件的特性。

参考图7至图10，图8所示的等离子体显示面板的驱动器示意性示出了图5的X驱动器。

X驱动器108包括维持脉冲发生器800和能量恢复单元820。

维持脉冲发生器800提供将被施加到面板的X电极的维持脉冲，以便执行所选择的放大单元中的维持放电。维持脉冲可以在维持放电电压Vs与地电压Vg之间交替。因此，维持脉冲发生器800包括：维持放电电压源Vs，用于提供维持放电电压Vs；第一开关元件S_X1，其与维持放电电压源Vs和面板的X电极耦合(其中X电极所示为电容器Cp的第一端，Y电极是电容器Cp的第二端，和Y电极与Y驱动器104耦合)；地端，用于提供地电压Vg；和第二开关元件S_X2，其与地端和面板的X电极耦合。

当维持脉冲从地电压Vg上升到维持放电电压Vs时，能量恢复单元820恢复来自放电单元的电荷，或者当维持脉冲从维持放电电压Vs下降到地电压Vg时，能量恢复单元820向放电单元输出所存储的电荷。能量恢复单元820包括第一磁开关MS_X1和第二磁开关MS_X2、第三开关元件S_X3和第四开关元件S_X4、和能量存储电容器C_x。在图8中，能量存储电容器C_x与第一磁开关MS_X1和第二磁开关MS_X2并联耦合。第一磁开关MS_X1与第三开关元件S_X3耦合，以及第二磁开关MS_X2与第四开关元件S_X4耦合。第三开关元件S_X3和第四开关元件S_X4分别经由第一二极管D_X1和第二二极管D_X2与面板的X电极耦合，其被包含用来防止过电压。

能量存储电容器C_x在维持放电之后恢复和存储X电极中剩余的电荷，或者将所存储的电荷输出到X电极。

第三开关元件S_X3和第四开关元件S_X4接通或断开来产生用于存储在能量存储电容器C_x中的电荷流到X电极的路径，或者产生用于X电极中的电荷被存储电容器C_x恢复的路径。

第一磁开关MS_X1与第三开关元件S_X3耦合。当第三开关元件S_X3接通时，第一磁开关MS_X1的电感根据从能量存储电容器C_x流到X电极的电流而变化。而且，第二磁开关MS_X2与第四开关元件S_X4耦合。当第四开关元件S_X4接通时，第二磁开关MS_X2的电感根据从X电极流到能量存储电容器C_x的电流而变化。变化的电感感应反电动势，并且该反电动势干扰电流流动，从而执行切换操作。另外，当第一磁开关MS_X1或者第二磁开关MS_X2接通时，根据第一磁开关MS_X1或者第二磁开关MS_X2的电感与面板的电容Cp的LC谐振，使用可变电感来确定维持脉冲的瞬变时间。

通常，磁开关可以包括铁磁心和缠绕该铁磁心的线圈。磁开关中感应的反电动势与电感成比例(参考等式2，将在后描述)，因此随着磁开关的电感的改变而变化。而且，磁开关电感依赖于流过磁开关的电流量而变化。

图9示出了图解说明表示磁开关中的磁通密度和磁场强度之间的关系的磁滞曲线的图。该图示出了电感为何依赖于流过磁开关的电流量而变化。

[等式1]

$L_{\mathrm{MS}}=\mathrm{\μr}{\mathrm{\μ}}_0\frac{\mathrm{Am}}{\mathrm{lm}}{N}_t^2$

其中，L_MS是磁开关的电感，μ₀是真空的磁导率，μr是相对于真空磁导率的特定磁导率，Am是铁心的横截面积，lm是磁场的路径长度，以及Nt是线圈的圈数。

[等式2]

$V_{\mathrm{MS}}=-L_{\mathrm{MS}}\frac{\mathrm{dI}}{\mathrm{dt}}$

其中，I是流过磁开关的电流量，t是时间。因此，dI/dt是每时间的变化的电流变化。

参考等式1、等式2以及图9，磁场强度H在水平轴上，并且磁通密度B在垂直轴上。磁场强度H与流过磁开关的线圈的电流量I成比例。在图9中，当磁场强度H大于临界值Hs时，在磁场强度H小于临界值Hs的情况下相比，图9中的磁通密度变化率ΔB显著地减少。这种现象称作磁通密度的“饱和”。由于特定磁导率μr与每磁场强度的变化率的磁通密度的变化率(dB/dH)成比例，因此在H超过磁场强度H的临界值Hs的情况下，特定磁导率μr也显著地减少。例如，当磁通密度未饱和时，特定磁导率μr可以大约为1000～100000，而当磁通密度饱和时，特定磁导率μr可以大约为1。由于反电动势与特定磁导率μr成比例，因此在饱和区中反电动势V_MS也减少多达100000的系数。因此，当磁通密度未饱和时，电流不能超过反电动势V_MS，并且不能流经磁开关。然而，当磁通密度饱和时，电流可以超过反电动势V_MS，并且可以流经磁开关。结果，通过将磁开关从未饱和区转变到饱和区可以执行切换操作。

通过等式1来确定饱和区中磁开关的电感L_MS。因此，磁开关的电感与饱和区中的特定磁导率、铁心的横截面积Am、以及线圈圈数的平方Nt²成比例，并且与磁场的路径长度lm成反比。由于饱和区中的特定磁导率比未饱和区中的特定磁导率小得多，因此饱和区中的电感也比未饱和区中的电感小得多。通过选择期望的线圈横截面积Am、线圈圈数Nt、以及磁场的路径长度lm可以进一步获得期望的电感。

磁开关的切换时间由磁场强度H来确定，该磁场强度H与流经磁开关的电流量成比例。因此，在设计过程中必须确定切换定时。尽管在操作期间上述磁开关是被动的，但是由于其结构特性，磁开关也很少有可能失效或变得损坏。

绝缘门双极性晶体管(IGBT)可被用作第三开关元件S_X3或第四开关元件S_X4。

图10图解说明了MOSFET、IGBT和IGBT+磁开关(MS)的切换特性。

表1提供了切换特性的列表，尤其是MOSFET、IGBT和IGBT+MS的切换功率损耗和导通状态功率损耗。

[表1]

参考表1和图10，MOSFET在时间周期T_M之后最快地响应导通信号(即，被施加以接通开关的控制信号)，并且具有小的切换损耗。然而，由于MOSFET在导通之后具有相对高的导通状态电阻，因此其导通状态功耗也较大。

相反，IGBT在时间周期T_I之后响应导通信号，这比MOSFET的T_M发生得晚。而且，IGBT具有较大的切换损耗，因为它的切换电阻高。然而，由于IGBT在导通之后具有相对低的导通状态电阻，因此与MOSFET相比，其导通状态功耗低。因此，与MOSFET不同，IGBT可用于高压切换。由于最近使用高浓度的Xe气体来提高等离子体显示面板的放电效率，并且施加高压来驱动高浓度Xe气体，因此IGBT对于高浓度Xe放电气体的等离子体显示面板具有有用的导通状态特性。

具有图10和表1中所示的切换特性的IGBT+MS对应于图8中所示的电路。IGBT+MS电路具有MOSFET的优点，还具有IGBT的优点。具体地，在IGBT导通之后，磁开关(MS)基于流经MS的电流量而接通。因此，IGBT+MS具有小的切换损耗并且还具有小的导通状态损耗。另外，与单独使用IGBT时相同，IGBT+MS可用于高压切换。然而，由于IGBT在预定时间周期T_I之后导通，并且MS仅在时间周期T_MS之后在流经MS的电流达到临界值Is(其对应于图9中所示的磁场强度临界值Hs)之后导通，因此IGBT应当早于至少一段时间周期T_MS导通，以便施加图11中所示的维持脉冲的波形。

图11示出了图解说明通过图8中所示的驱动器施加的维持脉冲的示例的时序图。

参考图8、图9、图10和图11，通过第一磁开关MS_X1的电感L_MSX1与面板的电容Cp产生的LC谐振来确定在第一磁开关MS_X1和IGBT S_X3接通之后维持脉冲从地电压Vg上升到维持放电电压Vs所需的上升时间T_rise。该上升时间T_rise等于

通过第二磁开关MS_X2的电感L_MSX2与面板的电容Cp产生的LC谐振来确定在第二磁开关MS_X2和IGBT S_X4接通之后维持脉冲从维持放电电压Vs下降到地电压Vg所需的下降时间T_fall。该下降时间T_fall等于 $\mathrm{\π}\sqrt{L_{\mathrm{MSX}2}{C}_P}.$

例如，如果面板的电容是70nF，并且第一磁开关或第二磁开关的电感是28nH，则上升时间T_rise或下降时间T_fall分别等于138ns。如果面板的电容是70nF，并且第一磁开关或第二磁开关的电感是7nH，则上升时间T_rise或下降时间T_fall分别等于69ns。

图8中所示的X驱动器中产生的第一示例性维持脉冲可以具有0.05μs的上升时间T_rise、1.44μs的维持放电电压时间、0.05μs的下降时间T_fall、以及1.54μs的地电压时间T_off。因此，在维持脉冲中用于施加维持放电电压Vs的时间T_on是1.54μs，并且维持脉冲的周期是3.08μs。因此，维持脉冲具有325kHz的频率和50％的占空比。与传统维持脉冲相比，维持脉冲的周期可以减少近似28％，从4.28μs到3.08μs。

图8中所示的X驱动器中产生的第二示例性维持脉冲可以具有0.05μs的上升时间T_rise、1.9μs的维持放电电压时间、0.05μs的下降时间T_fall、以及2.0μs的地电压时间T_off。因此，在维持脉冲中用于施加维持放电电压Vs的时间T_on是2.0μs，并且维持脉冲的周期是4.0μs。因此，维持脉冲具有250kHz的频率和50％的占空比。与传统维持脉冲相比，维持脉冲的周期可以减少近似20％，从5μs到4μs。

结果，可以减少维持脉冲的持续时间，因此也可以减少如图7所示的维持周期PS的持续时间。当维持周期PS的持续时间减少一时间量时，寻址周期PA或者复位周期PR的持续时间可以减少相同的时间量。可选或者附加地，可以增加分配给单位帧的子场的数量。例如，由于在最近的高分辨率等离子体显示面板中扫描(Y)电极线和维持(X)电极线的数量已经增加了，因此必要的话，可以在持续时间中延长依次扫描增加的数量的线的寻址周期。通过减少维持脉冲每次起伏的上升时间T_rise和下降时间T_fall可以补偿增加的寻址周期PA的持续时间，从而导致显示一帧图像的净零时间变化(zero net timechange)。可选或者附加地，通过增加子场，每个单元中显示的梯度电平可以增加超过256。因此，等离子体显示面板可以显示更高的分辨率。

现在参考图11来描述图8的X驱动器的操作。当第三开关元件S_X3接通时，电流开始从能量存储电容器C_X流向面板。然后，当电流超过临界值Is时，第一磁开关MS_X1接通，并且维持脉冲从地电压Vg增加到维持放电电压Vs。然后，维持脉冲发生器800的第一开关元件S_X1接通，并且第三开关元件S_X3断开，因此，维持脉冲保持维持放电电压Vs。然后，在时间周期T_top之后，第一开关元件S_X1断开，并且第四开关元件S_X4接通，从而电流开始从面板流向能量存储电容器C_X。当电流超过临界值Is时，第二磁开关MS_X2接通，并且维持脉冲从维持放电电压Vs降低到地电压Vg。然后，维持脉冲发生器800的第二开关元件S_X2接通，并且第四开关元件S_X4断开，因此维持脉冲保持地电压Vg。

X驱动器不限于图8中所示的结构，但是可以包括用于将偏压Vb施加到图7中所示的X电极的偏压发生器。偏压发生器可以包括偏压源和开关元件，以便通过开关元件的切换操作将偏压施加到面板。

图12示出了图解说明根据本发明另一实施例的、用于驱动等离子体显示面板的装置的电路图，其中示出了Y驱动器。

图12中所示的电路类似于图8中所示的电路。参考图7到图12，图12中所示的电路可以是用于将维持脉冲施加到Y电极(其所示为电容器Cp的第一端)的Y驱动器。电容器Cp的第二端是与X驱动器108耦合的X电极。Y驱动器包括维持脉冲发生器1200和能量恢复单元1220。

维持脉冲发生器1200包括：与第一开关元件S_Y1耦合的维持放电电压源Vs，用于将维持放电电压Vs施加到Y电极；和与第二开关元件S_Y2耦合的接地端，用于将地电压Vg施加到Y电极。

能量恢复单元1220包括第一磁开关MS_Y1和第二磁开关MS_Y2、第三开关S_Y3和第四开关S_Y4、以及能量存储电容器C_Y。能量存储电容器C_Y与第一磁开关MS_X1和第二磁开关MS_X2并联耦合。第一磁开关MS_Y1与第三开关元件S_Y3耦合，并且第二磁开关MS_Y2与第四开关元件S_Y4耦合。第三开关元件S_Y3和第四开关元件S_Y4分别经由第一二极管D_Y1和第二二极管D_Y2与面板的Y电极耦合，其被包含来防止过电压。第三开关元件S_Y3和第四开关元件S_Y4可以是IGBT。

现在参考图11来描述图12的驱动器的操作。当第三开关元件S_Y3导通时，电流开始从能量存储电容器C_Y流向面板Cp。然后，当电流超过临界值Is时，第一磁开关MS_Y1接通，并且维持脉冲通过第一磁开关MS_Y1的电感L_MSY1与面板的电容Cp的LC谐振从地电压Vg增加到维持放电电压Vs。维持脉冲从地电压Vg上升到维持放电电压Vs所需的上升时间T_rise等于

然后，第三开关元件S_Y3断开，并且第一开关元件S_Y1接通，因此，维持脉冲被保持为维持放电电压Vs。然后，在时间周期T_top之后，第一开关元件S_Y1断开，并且第四开关元件S_Y4接通，从而电流开始从面板流向能量存储电容器C_Y。当电流超过临界值Is时，第二磁开关MS_Y2接通，并且维持脉冲通过第二磁开关MS_Y2的电感L_MSY2与面板的电容Cp的LC谐振从维持放电电压Vs降低到地电压Vg。维持脉冲从维持放电电压Vs降低到地电压Vg所需的下降时间T_fall等于

然后，第四开关元件S_Y4断开，并且维持脉冲发生器1200的第二开关元件S_Y2接通，因此，维持脉冲保持地电压Vg。

图13示出了图解说明根据本发明另一实施例的、用于驱动等离子体显示面板的装置的电路图，其中示出了寻址驱动器。

图14示出了图13的驱动器产生的寻址脉冲的时序图。

图13中所示的电路类似于图8中所述的电路。参考图7、图13和图14，图13中所示的电路是用于将寻址脉冲施加到寻址电极的寻址驱动器。寻址驱动器包括寻址脉冲发生器1300和能量恢复单元1320。

寻址脉冲发生器1300包括：与第一开关元件S_A1耦合的寻址电压源Va，用于将寻址电压施加到寻址电极；和与第二开关元件S_A2耦合的接地端，用于将地电压Vg施加到寻址电极。

能量恢复单元1320包括第一磁开关MS_A1和第二磁开关MS_A2、第三开关S_A3和第四开关S_A4、以及能量存储电容器C_A。能量存储电容器C_A与第一磁开关MS_A1和第二磁开关MS_A2并联耦合。第一磁开关MS_A1与第三开关元件S_A3耦合，并且第二磁开关MS_A2与第四开关元件S_A4耦合。第三开关元件S_A3和第四开关元件S_A4分别经由第一二极管D_A1和第二二极管D_A2与面板的A电极耦合，其被包含来防止过电压。第三开关元件S_A3和第四开关元件S_A4可以是IGBT。

现在参考图14来描述图13的寻址驱动器的操作。当第三开关元件SA₃接通时，电流开始从能量存储电容器C_A流向面板Cp。然后，当电流超过临界值Is时，第一磁开关MS_A1接通，并且寻址脉冲通过第一磁开关MS_A1的电感L_MSA1与面板的电容Cp的LC谐振从地电压Vg增加到寻址电压。寻址脉冲从地电压上升到寻址电压Va所需的上升时间T_rise等于然后，第三开关元件S_A3断开，并且寻址脉冲发生器1300的第一开关元件S_A1接通，因此，寻址脉冲被保持为寻址电压。然后，在时间周期T_top之后，第一开关元件S_A1断开，并且第四开关元件S_A4接通，从而电流开始从面板流向能量存储电容器C_A。当电流超过临界值Is时，第二磁开关MS_A2接通，并且寻址脉冲通过第二磁开关MS_A2的电感L_MSA2与面板的电容Cp的LC谐振从寻址电压Va降低到地电压Vg。寻址脉冲从寻址电压降低到地电压所需的下降时间T_fall等于

然后，第四开关元件S_A4断开，并且寻址脉冲发生器1300的第二开关元件S_A2接通，因此，寻址脉冲保持地电压Vg。

如图14所示，寻址脉冲包括：上升时间T_rise，在该上升时间内寻址脉冲从地电压Vg增加到寻址电压Va；寻址电压时间T_top；和下降时间T_fall，在该下降时间内寻址脉冲从寻址电压Va下降到地电压Vg。由于应当持续施加寻址脉冲以便选择连续行中将被导通的放电单元，因此施加地电压Vg的持续时间基本是0μs。例如，传统的寻址脉冲可以包括0.3μs的上升时间T_rise、0.3μs的下降时间T_fall、和1μs的寻址电压时间T_top。因此，传统的寻址脉冲具有1.6μs的周期、625kHz的频率、以及100％的占空比。然而，根据本发明的在驱动器中产生的寻址脉冲可以具有0.05μs的上升时间T_rise、0.05μs的下降时间T_fall、和1μs的寻址电压时间T_top。因此，根据本发明的寻址脉冲具有1.1μs的周期、909kHz的频率、以及100％的占空比。与传统的寻址脉冲相比，可以减小上升时间T_rise和下降时间T_fall，并且还可以减小寻址脉冲的周期——包括上升时间T_rise、寻址电压时间T_top和下降时间T_fall。因此，可以减小如图7所示的寻址周期PA。如上所解释的，可以增加扫描电极线和维持电极线的数量，或者可以增加可用的梯度级(gradient level)，并且等离子体显示面板可以显示更高分辨率。

在根据本发明的用于驱动等离子体显示面板的装置中，因此通过使用与能量恢复单元中的能量开关元件耦合的磁开关能够减少寻址脉冲和维持脉冲的上升沿和下降沿的瞬变时间。

而且，能够缩短等离子体显示面板中执行维持放电的维持脉冲中的维持周期，并且将缩短的维持周期时间分配给寻址周期或复位周期，尤其是在具有增加数量的电极线的等离子体显示面板中。

另外，通过减少寻址脉冲的上升沿和下降沿的瞬变时间能够缩短寻址周期。

另外，可以增加单位帧中子场的数量。因此，能够以更高的分辨率实现梯度显示器(gradient display)，并且可以提高梯度显示器性能。

而且，由于IGBT可被用作能量开关元件，因此在具有高浓度Xe气体的等离子体显示设备中在放电单元中可以使用高放电电压来提高放电效率。

本领域的普通技术人员明显的是，在不背离本发明的精神或范畴的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。因此，本发明意欲涵盖在所附权利要求及其等效物的范围之内提供的本发明的修改和变化。

Claims (19)

1.一种用于驱动等离子体显示面板的装置，所述等离子体显示面板具有多个位于第一基板与第二基板之间的电极，所述装置将驱动信号提供给在第一基板与第二基板之间形成的放电单元，以便通过在放电单元中产生放电来发光，其中至少两个电极相互交叉，所述装置包括：

脉冲发生器，其将第一电压与第二电压之间交替的脉冲提供给电极；和

能量恢复单元，用于当脉冲从第二电压降低到第一电压时将电荷输出到放电单元，或者当脉冲从第一电压增加到第二电压时存储来自放电单元的电荷，所述能量恢复单元包括具有可变电感的磁开关，用于执行开关操作，

其中所述磁开关沿着能量恢复单元与放电单元之间的电荷的电流通路放置，并且所述可变电感取决于流经磁开关的电流。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述能量恢复单元还包括：

能量存储电容器，用于恢复和存储来自放电单元的电荷或者将所述电荷输出到放电单元；和

第一能量开关元件，其与能量存储电容器和放电单元耦合，所述第一能量开关元件通过执行开关操作来控制能量存储电容器的操作。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述电荷基于所述第一能量开关元件执行的开关操作而在能量存储电容器和平板之间流动。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述可变电感感应反电动势以干扰电荷流，并且所述磁开关在所述电流超过临界值时接通，而在所述电流小于临界值时断开。

5.如权利要求4所述的装置，其中所述第一能量开关元件包括绝缘门双极性晶体管IGBT。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述第一能量开关元件在脉冲开始从第一电压增加之前接通。

7.如权利要求5所述的装置，其中所述第一能量开关元件在脉冲开始从第二电压减少之前提前接通。

8.如权利要求2所述的装置，其中所述脉冲发生器包括：

用于提供第一电压的第一电压源；

与第一电压源和放电单元串联耦合的第一开关元件；

用于提供第二电压的第二电压源；

与第二电压源和放电单元串联耦合的第二开关元件。

9.如权利要求1所述的装置，其中所述多个电极包括：

第一电极；

与第一电极平行放置的第二电极；和

与第一电极和第二电极交叉的第三电极。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述脉冲被施加到第一电极。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述脉冲是用于在放电单元中产生维持放电的维持脉冲。

12.如权利要求9所述的装置，其中所述脉冲被施加到第三电极。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述脉冲是用于在放电单元中产生寻址放电的寻址脉冲。

14.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电压是地电压。

15.如权利要求8所述的装置，还包括：

第二能量开关元件，其与能量存储电容器和放电单元耦合，并且与第一能量开关元件并联耦合，

其中当第一能量开关元件接通和第二能量开关元件断开时，所述能量恢复单元存储来自放电单元的电荷，而当第一能量开关元件断开和第二能量开关元件接通时，所述能量恢复单元将所述电荷输出到放电单元。

16.如权利要求15所述的装置，其中磁开关包括与第一能量开关元件耦合的第一磁开关和与第二能量开关元件耦合的第二磁开关，当第一磁开关和第一能量开关元件接通时所述脉冲从第一电压增加到第二电压，当第二开关元件接通而第一能量开关元件断开时所述脉冲维持第二电压，当第二磁开关和第二能量开关元件接通时所述脉冲从第二电压减少到第一电压，并且当第一开关元件接通而第二能量开关元件断开时所述脉冲维持第一电压。

17.如权利要求16所述的装置，其中所述第二能量开关元件包括绝缘门双极性晶体管。

18.一种用于驱动等离子体显示面板的装置，所述等离子体显示面板具有多个第一电极、与第一电极平行放置的多个第二电极、和与多个第一电极和多个第二电极交叉放置的多个第三电极，并且形成放电单元，所述装置将驱动信号提供给放电单元，所述装置包括：

维持脉冲发生器，用于将在维持放电电压与地电压之间交替的维持脉冲提供给第一电极和第二电极，以便在放电单元中产生维持放电；和

能量恢复单元，用于当维持脉冲从维持放电电压降低到地电压时将电荷输出到放电单元，或者当维持脉冲从地电压增加到维持放电电压时存储来自放电单元的电荷，

其中所述能量恢复单元包括：

能量存储电容器，用于恢复和存储来自放电单元的电荷或者将所述电荷输出到放电单元；和

绝缘门双极性晶体管IGBT，用于控制能量存储电容器的操作；和

具有可变电感的磁开关，用于执行开关操作，所述磁开关基于磁开关电感和放电单元电容的LC谐振来确定维持脉冲从地电压上升到维持放电电压所需的上升时间或者维持脉冲从维持放电电压下降到地电压所需的下降时间，

其中所述可变电感取决于通过IGBT的开关操作和通过磁开关在能量存储电容器与放电单元之间流动的电流。

19.一种用于驱动等离子体显示面板的装置，所述等离子体显示面板具有多个第一电极、与第一电极平行放置的多个第二电极、和与多个第一电极和多个第二电极交叉放置的多个第三电极，并且形成放电单元，所述驱动装置将驱动信号提供给放电单元，所述装置包括：

寻址脉冲发生器，用于将在地电压与寻址电压之间交替的寻址脉冲提供给第三电极，以便在放电单元中产生寻址放电；和

能量恢复单元，用于当寻址脉冲从寻址电压降低到地电压时将电荷输出到放电单元，或者当寻址脉冲从地电压增加到寻址电压时存储来自放电单元的电荷，

其中所述能量恢复单元包括：

能量存储电容器，用于恢复和存储来自放电单元的电荷或者将所述电荷输出到放电单元；和

绝缘门双极性晶体管IGBT，用于控制能量存储电容器的操作；和

具有可变电感的磁开关，用于执行开关操作，所述磁开关基于磁开关电感和放电单元电容的LC谐振来确定寻址脉冲从地电压上升到寻址电压所需的上升时间或者寻址脉冲从寻址电压下降到地电压所需的下降时间，

其中所述可变电感取决于通过IGBT的开关操作和通过磁开关在能量存储电容器与放电单元之间流动的电流。

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