CN100545991C - 等离子体显示面板及驱动方法 - Google Patents

Abstract

等离子体显示面板使用两开关来控制一组能量回复电路以充电或放电相对应的面板电容。等离子体显示面板包含一面板电容、一电压箝位电路、一能量回复电路、一第一开关以及一第二开关。该面板电容包含一第一电极和一第二电极。该电压箝位电路用来提供该面板电容的工作电压。该能量回复电路提供充电与放电该第一电极以及该第二电极时所需的电压。该第一开关开启或关闭该能量回复电路充电和放电该第一电极的路径。该第二开关开启或关闭该能量回复电路充电和放电该第二电极的路径。

Description

等离子体显示面板及驱动方法

发明领域

本发明提供了一种等离子体显示面板及驱动方法，尤指一种使用一组能量回复电路和电路开关驱动相对应的面板电容的等离子体显示面板及相关驱动方法。

背景技术

近几年来，因为等离子体显示面板(Plasma Display Panel，PDP)、液晶显示器(Liquid-Crystal Display，LCD)以及电致发光显示器(electroluminescentdisplay，EL display)等平面显示器的轻薄机身，带来使用与摆设时的方便性，并提供高质量的显示画面，消费者对于平面显示器的需求与日俱增，而有渐渐地取代传统阴极射线管(cathode ray tube，CRT)显示器的趋势。这类的平面显示器通常藉由提供其电极电压来对电极充电，再藉由电极放电发光，来达到显示画面的功能。

在等离子体显示面板中，电极的电荷累积量与其所对应的显示数据相关，而维持放电脉冲(sustaining discharge pulse)会被施加在维持电极对(sustainelectrode pair)上，以初始化显示器的放电发光现象。就等离子体显示面板而言，其需要对电极施予极高的电压，且通常所施予的高电压脉冲会历时数微秒。所以，等离子体显示面板的功率消耗就成为了制造商所必须正视的问题之一，因此如何达到能源回复(或称节省能源)的目的，也就成了各厂商所必须考虑到的一环。目前已经有许多已公开的设计或专利公开了各式各样用于等离子体显示面板的能源回复的方法及装置。例如，Weber等人在美国专利公告第4,866,349号“Power Efficient Sustain Drivers and Address Drivers forPlasma Panel”专利中，就公开了一种平面显示器的能源回复驱动电路。

请参考图1，图1为先前用于等离子体显示面板的驱动电路100的电路图。等离子体显示面板在电路上可以以一等效电容Cp来加以表示，等效电容Cp包含一X侧和一Y侧。驱动电路100包含一第一电压箝位电路110、一第二电压箝位电路112、一X侧能量回复电路120，以及一Y侧能量回复电路130。第一电压箝位电路110和第二电压箝位电路112分别电连接于等效电容Cp的X侧和Y侧，用来提供等效电容Cp在充电及放电时所需的电压，电压箝位电路110和112分别包含开关S1、S3与开关S2、S4，开关S1及S2电连接于一正电压Vs，开关S3及S4电连接于接地电位。X侧能量回复电路120以及Y侧能量回复电路130分别经X侧与Y侧来对等效电容Cp充电及放电，S5～S8为控制电流方向的开关，D5～D8则为二极管，C1和C2为用来使能源回复至等离子体显示面板的电容，而L1和L2则为共振电感。X侧能量回复电路120包含有一由开关S6、二极管D6和电感L1所构成的能源前进通路(energy-forward channel)，以及一由电感L1、二极管D5和开关S5所构成的能源回复通路(energy-backward channel)。与之相似的，Y侧能量回复电路130包含有一由开关S8、二极管D8和电感L2所构成的能源前进通路，以及一由电感L2、二极管D7和开关S7所构成的能源回复通路。当开关S1～S8开启时，电流可以从其上通过，开关S1～S8相当于呈闭路状态；当开关S1～S8关闭时，电流无法从其上通过，开关S1～S8相当于呈开路状态。

请参考图2，图2为图1的先前驱动电路100充电与放电等效电容Cp时的流程图，其流程包含下列步骤：

步骤200：开始；

步骤210：藉由开启开关S3及S4并关闭其它开关，来使等效电容Cp的X侧与Y侧的电位保持为接地电位；

步骤220：藉由开启开关S6及S4并关闭其它开关，来使电容C1开始对等效电容Cp的X侧充电，并使Y侧的电位维持在接地电位，使得等效电容Cp的X侧的电位逐渐被提升至Vs；

步骤230：藉由开启开关S1及S4并关闭其它开关，从X侧来激化等离子体显示面板的等效电容Cp，使得等效电容Cp的X侧的电位维持在Vs，而等效电容Cp的Y侧的电位维持在接地电位；

步骤240：藉由开启开关S5及S4并关闭其它开关，经X侧来对等效电容Cp放电，并使等效电容Cp的Y侧的电位保持为接地电位，使得等效电容Cp的X侧的电位逐渐被降至接地电位；

步骤250：藉由开启开关S3及S4并关闭其它开关，来使等效电容Cp的X侧与Y侧的电位保持为接地电位；

步骤260：藉由开启开关S8及S3并关闭其它开关，来使电容C2开始对等效电容Cp的Y侧充电，并使X侧的电位维持在接地电位，使得等效电容Cp的Y侧的电位逐渐被提升至Vs；

步骤270：藉由开启开关S2及S3并关闭其它开关，从Y侧来激化等离子体显示面板的等效电容Cp，使得等效电容Cp的Y侧的电位维持在Vs，而等效电容Cp的X侧的电位维持在接地电位；

步骤280：藉由开启开关S7及S3并关闭其它开关，经Y侧来对等效电容Cp放电，并使等效电容Cp的X侧的电位保持为接地电位，使得等效电容Cp的Y侧的电位逐渐被降至接地电位；

步骤290：藉由开启开关S3及S4并关闭其它开关，来使等效电容Cp的X侧与Y侧的电位保持为接地电位；以及

步骤295：结束。

请参考图3，图3为等效电容Cp的X、Y两侧电压以及用来控制开关S1～S8的控制信号M1～M8的时序图。其中横轴表示时间，纵轴表示电位。需注意的是，将开关S1～S8设计成当对应的控制信号M1～M8为高电位时，则会开启(形成闭路)以使电流得以从其上通过；而当对应的控制信号M1～M8为低电位时，则会关闭(形成开路)以使得电流无法从其上通过。

由此可知，先前技术的等离子体显示面板的驱动电路100使用两组能量回复电路120、130，在等效电容Cp的两侧分别提供两个相互独立的充电与放电通路(能源前进通路及能源回复通路)，以分别对等效电容Cp的每一侧进行充电与放电的动作。因此，先前技术中的能量回复电路所需的组件会非常巨大，而用来回复能源至等离子体显示面板的电容C1和C2也会增加生产等离子体显示面板的成本。因此，先前技术中等离子体显示面板的能量回复电路的成本并不容易降低，因而降低了产品的市场竞争力。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种等离子体显示面板及相关驱动方法，以解决先前技术的问题。

本发明所公开的等离子体显示面板包含一面板电容、一电压箝位电路、一能量回复电路、一第一开关以及一第二开关。该面板电容包含一第一电极和一第二电极。该电压箝位电路包含一第一电压箝位电路和一第二电压箝位电路，分别电连接于该第一电极和该第二电极，用来提供该面板电容的工作电压。该能量回复电路电连接于该面板电容，用来提供充电与放电该第一电极以及该第二电极时所需的电压。该第一开关电连接于该第一电极和该能量回复电路之间，用来开启或关闭该能量回复电路充电和放电该第一电极的路径。该第二开关电连接于该第二电极和该能量回复电路之间，用来开启或关闭该能量回复电路充电和放电该第二电极的路径。

本发明所公开的驱动等离子体显示面板的方法包含提供一等离子体显示面板的面板电容，该面板电容包含一第一电极和一第二电极；提供一能量回复电路以提供充电与放电该第一电极以及该第二电极时所需的电压；提供一第一开关以控制该能量回复电路对该第一电极的充电和放电；以及提供一第二开关以控制该能量回复电路对该第二电极的充电和放电。

附图简述

图1为先前等离子体显示面板驱动电路的电路图。

图2为图1的驱动电路在充电与放电等效电容时的流程图。

图3为图1的驱动电路中等效电容的两侧电压与各开关的控制信号在充电与放电等效电容时的时序图。

图4为本发明等离子体显示面板驱动电路的电路图。

图5为图4的驱动电路中等效电容的两侧电压与各开关的控制信号在充电与放电等效电容时的时序图。

图6为图4的驱动电路在充电与放电等效电容时的流程图。

附图标记说明

100、400            驱动电路

110、112、410、412  电压箝位电路

120                 X侧能量回复电路

130                 Y侧能量回复电路

200～295、600～695  流程步骤

420                 能量回复电路

C1、C2、Cr          电容

Cp                  等效电容

D1～D8              二极管

L、L1、L2           电感

M1～M8，N1～N8    控制信号

S1～S8、T1～T8    开关

V1～V4、Vs        电压源

X                 等离子体显示面板X侧电极

Y                 等离子体显示面板Y侧电极

具体实施方式

请参考图4，图4为本发明等离子体显示面板的驱动电路400的电路图，驱动电路400可用于一交流型等离子体显示面板(alternative-current typeplasma display panel，AC type PDP)。在图4中，等离子体显示面板在电路上同样以一等效电容Cp来加以表示，包含一X侧和一Y侧。驱动电路400包含一第一电压箝位电路410、一第二电压箝位电路412、一能量回复电路420，以及两开关T7和T8。电压箝位电路410、412和电压箝位电路110、112的结构类似，分别电连接于等效电容Cp的X侧和Y侧，用来提供等效电容Cp在充电及放电时所需的电压。第一电压箝位电路410和第二电压箝位电路412分别包含开关T1、T3与开关T2、T4，开关T1～T4分别电连接于电压V1～V4。电压V1及V2可为相同的正电压，而电压V3及V4可为接地电位。

能量回复电路420电连接于等效电容Cp，包含一能量回收电容Cr、两开关T5和T6、四个二极管D1～D4，以及一电感L。藉由电感L与等效电容Cp之间的共振，能量回复电路420可提供等效电容Cp的X侧与Y侧所需的电压。开关T7电连接于等效电容Cp的X侧和电感L之间，而开关T8电连接于等效电容Cp的Y侧和电感L之间。当开关T7开启时，等效电容Cp可从X侧进行充电或放电，而当开关T8开启时，等效电容Cp可从Y侧进行充电或放电。开关T1-T8可采用金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)，绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或其它提供相同功能的组件。当开关T1～T8开启时，电流可以从其上通过，开关T1～T8相当于呈闭路状态；当开关T1～T8关闭时，电流无法从其上通过，开关T1～T8相当于呈开路状态。

本发明的驱动电路400给等效电容Cp提供四条充电与放电路径，分别为：

X侧能源前进通路XEF：Cr→T5→D1→L→T7→Cp

X侧能源回复通路XEB：Cp→T7→L→D2→T6→Cr

Y侧能源前进通路YEF：Cr→T5→D1→L→T8→Cp

Y侧能源回复通路YEB：Cp→T8→L→D2→T6→Cr

请参考图5，图5为等效电容Cp的X、Y两侧电压以及用来控制开关T1～T8的控制信号N1～N8的时序图。其中横轴表示时间，纵轴表示电位。需注意的是，开关T1～T8被设计成当对应的控制信号N1～N8为高电位时，则会开启(形成闭路)以使电流得以从其上通过；而当对应的控制信号N1～N8为低电位时，则会关闭(形成开路)以使得电流无法从其上通过。

在图5中，当充电等效电容Cp的X侧的过程中，开关T1、T4、T5、T7以及二极管D1会被开启，Cp的Y侧的电位被降至接地电位，电流由能量回收电容Cr经由X侧能源前进通路XEF流至等效电容Cp的X侧，使得等效电容Cp的X侧的电位被提升至V1。在放电等效电容Cp的X侧的过程中，开关T4、T6、T7以及二极管D2会被开启，Cp的Y侧的电位维持接地电位，并关闭开关T1，此时电流由等效电容Cp的X侧经由X侧能源回复通路XEB流至能量回收电容Cr，等效电容Cp的X侧的电位会被降回至接地电位。

同样地，在充电等效电容Cp的Y侧的过程中，开关T2、T3、T5、T8以及二极管D1会被开启，Cp的X侧的电位被降至接地电位，电流由能量回收电容Cr经由Y侧能源前进通路YEF流至等效电容Cp的Y侧，等效电容Cp的Y侧的电位会被提升至V2。在放电等效电容Cp的Y侧的过程中，开关T3、T6、T8以及二极管D2会被开启，Cp的X侧的电位维持接地电位，并关闭开关T2，此时电流由等效电容Cp的Y侧经由Y侧能源回复通路YEB流至能量回收电容Cr，等效电容Cp的Y侧的电位会被降回至接地电位。

请参考图6，图6为图4中本发明驱动电路400充电与放电等效电容Cp时的流程图，其包含下列步骤：

步骤600：开始；

步骤610：藉由开启开关T3及T4并关闭其它开关，来保持等效电容Cp的X侧与Y侧的电位为接地电位；

步骤620：藉由开启开关T4、T5、T7并关闭其它开关，来使电容C1开始对等效电容Cp的X侧充电，并使Y侧的电位维持在接地电位，于是等效电容Cp的X侧的电位会逐渐被提升至V1；

步骤630：藉由开启开关T1、T4、T7并关闭其它开关，从X侧来激化等离子体显示面板的等效电容Cp，使得等效电容Cp的X侧的电位维持在V1，而等效电容Cp的Y侧的电位维持在接地电位；

步骤640：藉由开启开关T4、T6、T7并关闭其它开关，经X侧来对等效电容Cp放电，并保持等效电容Cp的Y侧的电位为接地电位，使得等效电容Cp的X侧的电位逐渐降至接地电位；

步骤650：藉由开启开关T3及T4并关闭其它开关，来保持等效电容Cp的X侧与Y侧的电位为接地电位；

步骤660：藉由开启开关T3、T5、T8并关闭其它开关，来使电容C2对等效电容Cp的Y侧充电，并使X侧的电位维持在接地电位，使得等效电容Cp的Y侧的电位逐渐提升至V2；

步骤670：藉由开启开关T2、T3、T8并关闭其它开关，从Y侧来激化等离子体显示面板的等效电容Cp，使得等效电容Cp的Y侧的电位维持在V2，而等效电容Cp的X侧的电位维持在接地电位；

步骤680：藉由开启开关T3、T6、T8并关闭其它开关，经Y侧来对等效电容Cp放电，并保持等效电容Cp的X侧的电位为接地电位，使得等效电容Cp的Y侧的电位逐渐降至接地电位；

步骤690：藉由开启开关T3及T4并关闭其它开关，来保持等效电容Cp的X侧与Y侧的电位为接地电位；以及

步骤695：结束。

本发明等离子体显示面板的驱动电路400仅需一组能量回复电路420来执行面板的充电与放电动作，藉由控制开关T7和T8的开启或关闭，驱动电路400可充电或放电等效电容Cp的X侧或Y侧。相较于先前技术中的两组能量回复电路120和130，本发明的能量回复电路420中组件较少，可降低等离子体显示面板的生产成本。综上所述，本发明藉由控制开关T7和T8，即可以包含较少组件的能量回复电路420来充电或放电面板等效电容Cp，达到省电与降低生产成本的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请保护范围所做的同等变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (23)

1.一种等离子体显示面板，其包含：

一面板电容(panel capacitor)，其包含一第一电极和一第二电极；

一电压箝位电路，其包含一第一电压箝位电路和一第二电压箝位电路，该第一电压箝位电路和该第二电压箝位电路分别电连接于该第一电极和该第二电极，用以提供该面板电容的工作电压；

一能量回复电路，其电连接于该面板电容的第一电极与第二电极，用以提供充电与放电该第一电极以及该第二电极时所需的电压；

一第一开关，电连接于该第一电极和该能量回复电路之间，用以控制该能量回复电路对该第一电极的充电和放电；以及

一第二开关，电连接于该第二电极和该能量回复电路之间，用以控制该能量回复电路对该第二电极的充电和放电。

2.如权利要求1所述的等离子体显示面板，其中该第一开关和第二开关每一个都包含一金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField Effect Transistor，MOSFET)。

3.如权利要求1所述的等离子体显示面板，其中该第一开关和第二开关每一个都包含一绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)。

4.如权利要求1所述的等离子体显示面板，其中该能量回复电路包含：

一电感，用来和该面板电容产生共振，以提供充电该第一电极和该第二电极时所需的电压；

一能量回收电容，用来提供该能量回复电路充电与放电该第一电极和该第二电极时所需的电压；

一第三开关，电连接于该能量回收电容和该电感之间，用以控制该能量回收电容对该第一电极与该第二电极的充电；以及

一第四开关，电连接于该能量回收电容和该电感之间，用以控制该能量回收电容对该第一电极与该第二电极的放电。

5.如权利要求4所述的等离子体显示面板，其中该第三开关和第四开关每一个都包含一金属氧化物半导体场效应晶体管。

6.如权利要求4所述的等离子体显示面板，其中该第三开关和第四开关每一个都包含一绝缘栅双极晶体管。

7.如权利要求4所述的等离子体显示面板，其中该能量回复电路还包含：

一第一二极管，其阳极电连接于该第三开关，阴极电连接于该电感；以及

一第二二极管，其阳极电连接于该电感，阴极电连接于该第四开关。

8.如权利要求1所述的等离子体显示面板，其中该第一电压箝位电路包含一第五开关与一第六开关，该第二电压箝位电路包含一第七开关与一第八开关，且该第五开关电连接于该第一电极和一第一电源之间，该第六开关电连接于该第一电极和一第二电源之间，该第七开关电连接于该第二电极和一第三电源之间，且该第八开关电连接于该第二电极和一第四电源之间。

9.如权利要求8所述的等离子体显示面板，其中该第五开关、第六开关、第七开关和第八开关每一个都包含一金属氧化物半导体场效应晶体管。

10.如权利要求8所述的等离子体显示面板，其中该第五开关、第六开关、第七开关和第八开关每一个都包含一绝缘栅双极晶体管。

11.如权利要求8所述的等离子体显示面板，其中该第一电源和该第三电源为正电位。

12.如权利要求8所述的等离子体显示面板，其中该第二电源和该第四电源为接地电位或负电位。

13.如权利要求8所述的等离子体显示面板，其中该第一电源和该第三电源具有相同电位。

14.如权利要求8所述的等离子体显示面板，其中该第二电源和该第四电源具有相同电位。

15.如权利要求1所述的等离子体显示面板，其是一交流型等离子体显示面板(alternative-current type plasma display panel，AC type PDP)。

16.一种等离子体显示面板的驱动方法，其包含下列步骤：

(a)提供一等离子体显示面板的面板电容，该面板电容包含一第一电极和一第二电极；

(b)通过一能量回复电路提供充电该面板电容的第一电极时所需的电压；

(c)开启耦合于该面板电容的第一电极和该能量回复电路之间的一第一开关以充电该第一电极；

(d)通过该能量回复电路提供放电该面板电容的第一电极时所需的电压；以及

(e)开启该第一开关以放电该第一电极。

17.如权利要求16所述的方法，其中步骤(c)还包含：

关闭耦合于该面板电容的第二电极和该能量回复电路之间的一第二开关。

18.如权利要求16所述的方法，其中步骤(b)包含：

开启该能量回复电路中耦合于一电感和一能量回收电容之间的一第三开关，并藉由该电感与该能量回收电容之间共振所产生的电压来提供充电该第一电极时所需的电压。

19.如权利要求18所述的方法，其中步骤(b)还包含：

关闭该能量回复电路中与该第三开关并联且耦合于该电感和该能量回收电容之间的一第四开关。

20.如权利要求16所述的方法，其中步骤(e)还包含：

关闭耦合于该面板电容的第二电极和该能量回复电路之间的一第二开关。

21.如权利要求16所述的方法，其中步骤(d)包含：

开启该能量回复电路中耦合于一电感和一能量回收电容之间的一第四开关，并藉由该电感与该能量回收电容之间共振所产生的电压来提供放电该第一电极时所需的电压。

22.如权利要求21所述的方法，其中步骤(d)还包含：

关闭该能量回复电路中与该第四开关并联且耦合于该电感和该能量回收电容之间的一第三开关。

23.如权利要求16所述的方法，其中在提供放电该面板电容的第一电极时所需的电压之前，该方法还包含：

开启耦合于该面板电容的第一电极和接地电位之间的一第五开关；以及

开启耦合于该面板电容的第二电极和接地电位之间的一第六开关。

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