CN101154330A - 等离子显示器及其面板的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种等离子显示器包括：用于显示视频图像的面板，其包括地址电极、扫描电极和维持电极；信号处理器，用于接收外部图像信号，生成扫描驱动信号、寻址驱动信号和维持驱动信号；扫描电极驱动器，用于根据扫描驱动信号施加扫描脉冲至扫描电极；地址电极驱动器，用于根据寻址驱动信号施加寻址脉冲至地址电极；维持电极驱动器，用于根据维持驱动信号施加维持脉冲至维持电极；其中，地址电极驱动器在维持周期期间施加至地址电极的信号为高频电压信号，使电子来回振荡，增加电子与离子的碰撞概率，从而提高亮度。本发明还提供一种等离子显示器面板的驱动方法。

Description

等离子显示器及其面板的驱动方法
技术领域
本发明涉及一种等离子显示器及其面板的驱动方法，特别是涉及等离子显示器及其面板驱动中的地址电极的信号频率。
背景技术
等离子显示器是通过气体电离后产生紫外光，再通过该紫外光激发荧光材料发出可见光来照亮各个像素点，几十万到几百万的这样的像素点组合在一起形成图像的显示。
图1是普通等离子显示器面板的部分透视图，第一玻璃基底10和第二玻璃基底20彼此平行设置。在第一玻璃基底10上成对的平行排列着扫描电极16和维持电极18，所述扫描电极16和维持电极18上覆盖有电介质层12和保护层14的。在第二玻璃基底20上排列着多个地址电极24，也称资料电极，所述地址电极24上覆盖有绝缘层22。在绝缘层22上形成阻挡条26，每个阻挡条26位于相邻的二个地址电极24之间，且阻挡条26与地址电极24平行。荧光材料28被涂敷在绝缘层22的表面和每个阻挡条26的二侧上，所述荧光材料28包括红、绿、蓝三种类型，并且相互间隔排布。地址电极24与扫描电极16和维持电极18正交，并在地址电极24与扫描电极16和维持电极18之间形成一个放电空间30。放电空间30中，每个地址电极24和每对扫描电极16和维持电极18交叉处形成放电单元32，并且每个放电单元32内均填充有氖、氙等稀有气体的混合气体。
其工作原理基本是通过时间上的三个操作周期实现对等离子显示器的驱动处理。所述三个操作周期为：寻址周期、维持周期和复位周期。
在所述寻址周期期间，向地址电极24施加正极性的寻址脉冲，向扫描电极16上施加负极性的扫描脉冲，这样在两个电极之间开始放电，使内部的稀有气体放电电离，发出紫外光并激发荧光材料28发出可见光。在气体放电期间，离子被引向扫描电极16，电子被引向地址电极24。当施加在地址电极24和扫描电极16的脉冲停止后，吸附在电极周围的电介质层12上的电子和离子仍然保留下来，形成壁电压。此时，扫描电极为正。
所述维持周期期间，在维持电极18上施加正负交替的维持脉冲，当维持脉冲与所述壁电压极性相反时，原有的离子和电子迅速向对方移动而发生碰撞，发出紫外光并激发荧光材料28发出可见光，并进一步形成与原始壁电压极性相反的壁电压。随着维持脉冲正负交替的变化，不断的循环上述过程，以维持气体的发光。
所述复位周期期间，在扫描电极16和维持电极18施加一个梯形电压，使等离子开始放电，以清除残余电荷。即对每个放电单元32的状态进行初始化，以便后续能够平滑的执行每个放电单元32的寻址操作，所述寻址操作即是根据图像信号确定需要对哪些放电单元32(像素点)进行发光处理。
由于等离子显示器面板内的放电空间很小，使等离子的能量效率很低，一般为1.4％左右。又因为其发光原理是通过紫外光激发荧光材料发光，而荧光材料的能量转换效率只有20％左右。基于上述原因，目前的等离子显示器的亮度无法满足人们要求。又因为等离子显示器发光效率低，导致大面积的等离子显示器的功耗高达数百瓦，既消耗能源又产生很多不必要的热能。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能量效率高的等离子显示器。
还有必要提供一种提高亮度的等离子显示器的面板的驱动方法。
一种等离子显示器，其包括：
用于显示视频图像的面板，其包括地址电极、扫描电极和维持电极；
信号处理器，用于接收外部图像信号，生成扫描驱动信号、寻址驱动信号和维持驱动信号；
扫描电极驱动器，用于根据所述扫描驱动信号施加扫描脉冲至所述扫描电极；
地址电极驱动器，用于根据所述寻址驱动信号施加寻址脉冲至所述地址电极；
维持电极驱动器，用于根据所述维持驱动信号施加维持脉冲至所述维持电极；其中，
所述信号处理器分为三个周期生成信号，包括寻址周期，维持周期和复位周期，在所述寻址周期期间使面板发光，在所述维持周期期间维持面板发光，在复位周期期间将面板初始化，所述地址电极驱动器在维持周期期间施加至所述地址电极的信号为高频电压信号。
一种等离子显示器面板的驱动方法：包括如下步骤：
接收图像信号生成扫描驱动信号、寻址驱动信号和维持驱动信号；
根据所述扫描驱动信号施加扫描脉冲至所述扫描电极；
根据所述寻址驱动信号施加寻址脉冲至所述地址电极；
根据所述维持驱动信号施加维持脉冲至所述维持电极；其中，
所述接收图像信号后分为三个周期生成信号，所述三个周期为寻址周期，维持周期和复位周期，在所述寻址周期期间使面板发光，在所述维持周期期间维持面板发光，在复位周期期间将面板初始化，在维持周期期间施加至所述地址电极的信号为高频电压信号。
上述等离子显示器以及等离子显示器面板的驱动方法是在不需改变面板结构、气体组成和荧光材料组成的情况下，通过将维持周期期间内地址电极上的信号改为高频电压信号，使面板内的电子在维持周期内高频率的来回振荡，增加电子与离子间的碰撞概率，以产生更多的紫外光，从而来提高等离子显示器的面板的发光亮度。
附图说明
图1为普通等离子显示器面板的部分透视图。
图2为一较佳实施方式的等离子显示器的方框图。
图3为等离子显示器的发光原理示意图。
图4为等离子显示器的地址电极、扫描电极和维持电极在一个操作周期内的电压脉冲波形图。
图5为等离子显示器的地址电极、扫描电极和维持电极在维持周期内的电压脉冲波形图。
图6为实验所得的等离子显示器的地址电极的脉冲频率与亮度和发光效率的关系曲线示意图。
具体实施方式
请参阅图2，等离子显示器50包括面板100、信号处理器200、地址电极驱动器300、维持电极驱动器400和扫描电极驱动器500。
面板100包括在列方向上延伸的多个地址电极302，在行方向上成对交替延伸的多个维持电极400和多个扫描电极502。面板100还包括上下基底(图未示)，并在二基底之间形成放电空间，每个地址电极302与每对维持电极402和扫描电极502的交叉处形成放电单元，与图1所示相同。
信号处理器200从外部接收图像信号，并以三个操作生成寻址驱动信号、维持驱动信号和扫描驱动信号。所述三个操作周期为：寻址周期、维持周期和复位周期。
在寻址周期期间，地址电极302上施加正极性的寻址脉冲。扫描电极驱动器500从信号处理器200上接收扫描驱动信号，以根据该扫描驱动信号依次选择扫描电极502并对需要通电的扫描电极502施加负极性的扫描脉冲。此时，地址电极302与扫描电极502之间开始放电，使气体放电电离产生离子和电子。气体电离后，离子被引向扫描电极502，电子被引向地址电极302。寻址周期结束后，吸附在扫描电极502的离子和地址电极302上电子仍然保留下来形成壁电压，所述壁电压在扫描电极502端为正极。
在维持周期期间，维持电极驱动器400和扫描电极驱动器500从信号处理器200上接收维持驱动控制信号和扫描驱动信号，并交替地向维持电极402和扫描电极502施加维持脉冲，以维持面板100的发光。
请参阅图3，其为等离子显示器的发光原理示意图，图示结构一个放电单元的截面图，基本包括地址电极302、维持电极402和扫描电极502。放电空间中还包括有气体放电产生的离子42和电子44。在维持周期期间，维持电极402和扫描电极502上交替的电压脉冲形成交替的电场。在该电场作用下使离子42和电子44发生运动，并产生碰撞发出紫外光46。紫外光发出后激发周围的荧光材料48发出可见光。可见，离子42和电子44的碰撞概率的大小直接影响着紫外光的强弱，从而直接影响等离子显示器50的亮度。通常，增加等离子显示器50的亮度通过增加气体密度或者调整维持周期中维持脉冲的频率来实现。然而，增加气体密度后，整个面板100的驱动电压要求需要大大提高，不仅电能消耗大，技术上也难以支持。通过调整维持周期中维持脉冲的频率来提高等离子显示器50的亮度，最多只是增加了原本光源的发光时间，并且调整空间非常有限。
传统技术中，在维持周期期间，由于地址电极24不再需要做驱动动作，所以在此期间固定输出为60V的直流电压。本实施例的等离子显示器50的地址电极302、维持电极402和扫描电极502在一个操作周期内的电压脉冲波形图如图4所示，在维持周期期间，地址电极驱动器300提供给地址电极302一个高频电压信号，通常为1MHz以上的正弦振荡信号，而传统等离子显示器在维持周期内地址电极302上为60V直流电压。由于高频电压信号的产生在现有技术中已有许多种方式实现，此处不再作介绍。在维持周期期间，维持电极402和扫描电极502则交替地施加维持脉冲，用于维持面板100发光。下面先针对高频电场的频率对放电空间内的气体粒子的碰撞关系进行说明。
由于气体粒子间的碰撞频率与粒子所在的环境有很大的关系。当单位体积里的气体粒子数量较多时，也就是密度较高时，粒子发生碰撞机会便会增加，粒子间的碰撞频率也就会上升。此外，施加于放电空间上的外加电场比较强时，空间中粒子的动能就会增大，运动速度加快，则粒子发生碰撞的机率也会增加，粒子间的碰撞频率也就会跟着上升。
又因为离子42的质量远高于电子44，根据动量守恒定律FT＝MV，其中F表示电场对粒子产生的洛伦磁力；T表示电场对粒子单方向施加作用力的持续时间，即二倍频率的倒数；M表示粒子的质量；V表示粒子速度变化量。可见，外加交流电压信号的频率对离子42运动速度的影响比对电子44运动速度的影响大得多。因此当外加交流电压的频率越高时，离子42在电场中所获得的速度就越小，运动速度也就越慢。如再继续提高外加交流电压的频率，并且高到电场的转换已无法有效地对离子42做加速时，离子42将不再因为阴/阳极左右切换而改变其运动方向和速度。当将地址电极302的电压信号频率提高至13MHz左右，放电空间中的离子42几乎不受该电压信号的影响，而只受维持电极402和扫描电极502上维持脉波的影响。电子44则因为地址电极302上高频电压信号产生的高频电场而发生高频率的来回振荡，以获得进行各种撞击反应所需的速度和能量，大大提高电子44与离子42的碰撞概率。
由此可见，在维持周期期间，在地址电极302上施加频率1MHz以上的正弦振荡信号，可使放电空间中的离子42和电子44不仅在维持电极402和扫描电极502所产生的交替变化的电场作用下移动，而且在地址电极302所产生的高频电场下发生高频率的来回振荡，大大提高了离子42和电子44的碰撞概率，从而产生更多的紫外光，进而提高等离子显示器50的亮度。
为了验证本实施例所提出之地址电极24高频驱动方式提高发光效率的，采用传统的8.5寸等离子显示器面板进行实验，其放电空间与一般传统面板的构造相同，前后两面玻璃基板之间充满组成为500Torr(1Torr≈133Pa)的氖气-氙气混合气体，介电层的厚度为30微米，气化镁保护层的厚度则在700-900纳米之间，每一个像素的宽度和长度皆为1.08毫米，由红、绿、蓝三种颜色之子像素所组成。红、绿、蓝三个子像素的放电空间则由高度为100微米的对称式直条型阻挡条隔开。
为了单纯地比较本实施例所提出之地址电极302高频驱动方式在不同频率范围内对等离子显示器的面板发光亮度及其发光效率的影响，实验中仅以维持周期之驱动波形来点亮等离子显示器的面板，而不做复位周期与寻址周期的动作，促使等离子显示器的面板持续地显示全白画面。因此，施加在维持电极402、扫描电极502和地址电极302的驱动信号如图5所示，维持电极402、扫描电极502为50KHZ交替变化的电压脉冲信号，称为维持脉冲。地址电极302则施加1MHz以上高频电压信号。
实验数据分析图如图6所示，从图上可以看出，持续增加地址电极302上的电压信号频率时发光亮度持续增加，但是发光效率却不是。在地址电极302上的信号频率为3.5MHz的时候，其发光效率达到最高，若在持续地增加地址电极302上的信号频率，则会使得发光效率降低。所以，没有必要一味地靠增加地址电极302上的信号频率来增加亮度，以避免电能的浪费以及避免等离子显示器产生大量的热量。与原始发光亮度和原始发光效率比较，本实施例中的地址电极302上的电压信号频率在1MHz～4.5MHz的频率范围较佳，其中，3.5MHz时达到发光效率的最大值，为最佳选项。所述原始发光亮度和原始发光效率为该实验采用的等离子显示器在传统方式驱动下所测得的发光亮度和发光效率的数值。
上述等离子显示器50以及等离子显示器面板100的驱动方法是在不改变面板100结构、气体组成和荧光材料组成的情况下，通过将维持周期期间内地址电极302上的信号改为高频电压信号，使面板100内的电子44在维持周期内高频率的来回振荡，增加电子44与离子42间的碰撞概率，以产生更多的紫外光46，从而提高等离子显示器50的面板100的发光亮度。同时，等离子显示器50的发光效率也得到提升，从而降低了等离子显示器50的功耗。

Claims (10)

1.一种等离子显示器，其包括：
用于显示视频图像的面板，其包括地址电极、扫描电极和维持电极；
信号处理器，用于接收外部图像信号，并以三个操作周期生成扫描驱动信号、维持驱动信号和寻址驱动信号，所述三个操作周期包括寻址周期，维持周期和复位周期，在所述寻址周期期间使面板发光，在所述维持周期期间维持面板发光，在复位周期期间将面板初始化；
扫描电极驱动器，用于根据所述扫描驱动信号施加扫描脉冲至所述扫描电极；
维持电极驱动器，用于根据所述维持驱动信号施加维持脉冲至所述维持电极；
地址电极驱动器，用于根据所述寻址驱动信号施加寻址脉冲至所述地址电极，其特征在于：所述地址电极驱动器在所述维持周期期间施加高频电压信号至所述地址电极。
2.如权利要求1所述的等离子显示器，其特征在于：所述高频电压信号的频率在1MHz以上。
3.如权利要求2所述的等离子显示器，其特征在于：所述高频电压信号的频率在1MHz～4.5MHz之间。
4.如权利要求3所述的等离子显示器，其特征在于：所述高频电压信号的频率为3.5MHz。
5.如权利要求1、2、3或4所述的等离子显示器，其特征在于：所述高频电压信号为正弦高频电压信号。
6.一种等离子显示器面板的驱动方法，其特征在于：包括如下步骤：
接收图像信号，并以三个操作周期生成扫描驱动信号、维持驱动信号和寻址驱动信号，所述三个周期为寻址周期，维持周期和复位周期，在所述寻址周期期间使面板发光，在所述维持周期期间维持面板发光，在复位周期期间将面板初始化；
根据所述扫描驱动信号施加扫描脉冲至所述扫描电极；
根据所述维持驱动信号施加维持脉冲至所述维持电极；
根据所述寻址驱动信号施加寻址脉冲至所述地址电极，并在所述维持周期期间施加高频电压信号至所述地址电极。
7.如权利要求6所述的等离子显示器面板的驱动方法，其特征在于：所述高频电压信号的频率在1MHz以上。
8.如权利要求7所述的等离子显示器面板的驱动方法，其特征在于：所述高频电压信号的频率在1MHz～4.5MHz之间。
9.如权利要求8所述的等离子显示器面板的驱动方法，其特征在于：所述高频电压信号的频率为3.5MHz。
10.如权利要求6、7、8或9所述的等离子显示器面板的驱动方法，其特征在于：所述高频电压信号为正弦高频电压信号。
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