CN101197104A - 等离子体显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种等离子体显示装置，其包含：具备一端与第1维持电压源，第1维持电压源相连接的Y1开关，及Y1开关的另一端上形成的第1节点的扫描驱动部；具备一端与第2维持电压源，第2维持电压源相连接的Z1开关，及上述Z1开关的另一端上形成的第2节点的维持驱动部；第1节点与第2节点间形成的电感，并且在某个子域的最后一个维持脉冲被负加后，在复位区间前，Y1开关将在第1节点的电压被电感中存储的电流而上升至维持电压后开启。根据本发明，利用一个电感组成扫描及维持驱动能量回收回路，从而可以提高面板驱动效率，稳定驱动回路的输出电压，从而防止回路的发热，信号的不稳定，以及误放电。

Description

等离子体显示装置
技术领域
本发明是关于等离子体显示(Plasma Display)装置的，更具体讲，是关于驱动等离子体显示面板的驱动部的结构及工作原理的。
背景技术
一般等离子体显示面板，由其上部基板与下部基板间形成的隔层组成一个单位信元(cell)，各个信元(cell)内填充了氖(Ne)，氦(He)，或氖与氦的混合气体(Ne+He)等主放电气体与少量含有氙的惰性气体。高频电压导致放电时，惰性气体产生真空紫外线(Vacuum Ultraviolet ray)，使隔层间形成的荧光体发光，显示画面。如上所述的等离子体显示面板具有轻薄的结构，作为新一代显示装置备受瞩目。
为了驱动等离子体显示面板，需要向面板中形成的各个电极提供驱动信号的驱动。在面板驱动回路中，由于电压的不稳定等原因而产生脉冲(peaking)电流时，将产生面板的误动作及回路损伤，给等离子体显示装置的信赖性带来问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于，提高等离子体显示面板驱动回路的稳定性，从而提供高信赖性的等离子体显示装置。
为此，本发明中的等离子体显示装置，包含：具备第1维持电压源，并且一端与第1维持电压源相连接的Y1开关，及Y1开关的另一端上形成的第1节点的扫描驱动部；具备第2维持电压源，并且一端与第2维持电压源相连接的Z1开关，及上述Z1开关的另一端上形成的第2节点的维持驱动部；第1节点与第2节点间形成的电感(inductor)，并且在某个子域(subfield)的最后一个维持脉冲被负加后，在复位区间前，Y1开关将在第1节点的电压被电感(inductor)中存储的电流而上升至维持电压后开启(ON)。
上述扫描驱动部，包含：其一端与上述第1节点相连接的Y2开关，与上述Y2开关的另一端相连接的接地(GND)电压源。在负加上述最后一个维持脉冲后，上述Y2开关将关闭(off)。上述扫描驱动部，还包含：位于上述扫描驱动部的输出端与上述第1节点间的Y3开关，在负加上述最后一个维持脉冲后，上述Y3开关将关闭(off)。此时，应该在上述Y3开关关闭(off)后，关闭(off)上述Y2开关。
又，上述Y3开关包含：调整输出的可变电阻，上述第1节点的电压与上述第1维持电压源的电压实际上相等时，将开启(ON)。实际上，上述Y3开关应该在复位区间开始时开启(ON)。
又，上述扫描驱动部，在上述第1维持电压源与上述第1节点间的电位差为0时，将调整上述可变电阻，负加上升斜坡波形。
为解决上述问题而发明的，本发明中的另一种等离子体显示装置，包含：具备维持电压，并且一端与上述维持电压源串联的Y1开关的扫描驱动部；与上述Y1开关的另一端相连，在负加维持脉冲时，与面板电容产生共振的电感(inductor)。上述扫描驱动部在最后一个维持脉冲被负加后，在复位区间前，由于上述电感(inductor)中存储的电流能量，上述Y1开关两端的电位差变为0，然后将上升斜坡波形负加在扫描电极中。
具有上述结构的本发明中的等离子体显示装置，在负加最后一个维持脉冲后，调整开关(switching)，使扫描驱动部的维持电压源，及起到导通作用的第1开关不产生脉冲(peak)电流及(peak)电压，从而降低回路的发热量，防止回路的损伤，并且，没有急速的电流及电压的变化，从而可以降低回路产生的噪音(noise)及EMI。
附图说明
图1是本发明中，等离子体显示面板结构的一个实施例示意图。
图2是等离子体显示面板的电极排列的一个实施例剖面图。
图3是将一帧(frame)分为多个子域(subfield)，对等离子体显示面板进行分时驱动的方法的一个实施例示意图。
图4是驱动等离子体显示面板的驱动信号的一个实施例时序图。
图5是本发明的等离子体显示装置的回路结构的一个实施例示意图。
图6是在上述图5的回路结构中，对本发明中的开关(switching)工作进行说明的时序图。
图7a至图7f是本发明的等离子体显示装置的回路中，根据图6的开关(switching)工作进行电流流动的顺序示意图。
具体实施方式
下面，举较佳实施例，并配合附图对本发明中的等离子体显示装置详细说明如下。
图1是本发明中，等离子体显示面板结构的一个实施例示意图。
如图1所示，等离子体显示面板，包含位于上部基板10上的维持电极对，即扫描电极11及维持电极12；位于下部基板20上的定位电极22。
上述维持电极对(11，12)一般包含由氧化铟锡(Indium-Tin-Oxide；ITO)形成的透明电极(11a，12a)与汇流电极(11b，12b)，上述汇流电极(11b，12b)可以由银(Ag)，铬(Cr)等金属或铬/铜/铬(Cr/Cu/Cr)叠加而形成，或由铬/铝/铬(Cr/Al/Cr)叠加而形成。汇流电极(11b，12b)位于透明电极(11a，12a)上，起到降低因电阻值较高的透明电极(11a，12a)导致的电压下降的作用。
一方面，根据本发明的一个实施例，维持电极对(11，12)不仅可以由透明电极(11a 12a)与汇流电极(11b，12b)叠加而成，还可以不需要透明电极(11a，12a)，仅由汇流电极(11b，12b)组成。上述结构不使用透明电极(11a，12a)，因此可以降低面板制造的成本。用于上述结构的汇流电极(11b，12b)可以使用上面列举的材料以外的感光性材料等多种材料。
扫描电极11及维持电极12的透明电极(11a，12a)与汇流电极(11b，11c)间，排列着具有吸收上部基板10的外部产生的外部光，降低反射的光阻断功能及提高上部基板10的纯度(Purity)及对比度(contrast)的功能的黑底(Black Matrix，BM，15)。
本发明的一个实施例中的黑底(black matrix)15位于上部基板10上，可以由位于与隔层21重叠的位置的第1黑底(black matrix)15，及位于透明电极(11a，12a)与汇流电极(11b，12b)间的第2黑底(black matrix)(11c，12c)组成。其中，第1黑底(black matrix)15与被称为黑层或黑色电极层的第2黑底(black matrix)(11c，12c)，在形成的过程中同时形成并物理性地连接，亦可以不同时形成，不物理性地连接。
又，物理性地连接形成时，第1黑底(black matrix)(15)与第2黑底(black matrix)(11c，12c)以相同的材质形成，而物理性地分离形成时，可以由不同材质形成。
并排形成扫描电极11与维持电极12的上部基板10上将叠加上部电介质层13与保护膜14。上部电介质层13上积聚放电产生的带电粒子，并执行保护维持电极对11，12的功能。保护膜14在气体放电时产生的带电粒子的喷射(spattering)过程中保护上部电介质层13，从而提高2次电子的放射效率。
又，定位电极22以与扫描电极11及维持电极12交叉的方向形成。  又，形成定位电极22的下部基板20上将形成下部电介质层23与隔层21。
又，下部电介质层23与隔层21表面形成荧光体层。隔层21由纵向隔层21a与横向隔层21b封闭型地形成，并且物理地划分放电信元(cell)，防止放电产生的紫外线与可视光线泄漏到相邻的放电信元(cell)中。
本发明的一个实施例中，不仅是图1中图示的隔层21结构，其他多种形状的隔层21也可以。例如，纵向隔层21a与横向隔层21b的高度不同的差等型隔层结构，纵向隔层21a或横向隔层21b中，至少一个上形成可以用作排气管道的通道(Channel)的管道型隔层结构，纵向隔层21a或横向隔层21b中，至少一个以上中形成槽(Hollow)的槽型隔层结构等。
其中，差等型隔层结构，其横向隔层21b的高度应该更高，管道型隔层结构或槽型隔层结构，应在横向隔层21b上形成管道或槽。
一方面，本发明的实施例中，对R，G及B放电信元(cell)分别排列在同一条线上的结构为例进行了图示及说明，然，以其他形状排列亦可以。例如，R，G及B放电信元(cell)以三角形的形状排列的三角形(Delta)类型的排列亦可以。又，放电信元(cell)的形状也不限于四边形，五角形，六角形等多种多边形亦可以。
又，上述荧光体层由于气体放电时产生的紫外线而发光，产生红色(R)，绿色(G)或蓝色(B)中的某一种可视光。其中，上部/下部基板(10，20)与隔层21间的放电空间中，将注入可以产生放电的He+Xe，Ne+Xe及He+Ne+Xe等惰性混合气体。
图2是等离子体显示面板的电极排列的一个实施例剖面图，组成等离子体显示面板的多个放电信元(cell)如图2所示，应以矩阵(matrix)形状排列。多个放电信元(cell)分别位于扫描电极行(line)(Y1至Ym)，维持电极行(line)(Z1至Zm)及定位电极行(line)(X1至Xn)的交叉部分。扫描电极行(line)(Y1至Ym)可以依次驱动或同时驱动，维持电极行(line)(Z1至Zm)可以同时驱动。定位电极行(line)(X1至Xn)可以分为奇数行与偶数行驱动或依次驱动。
图2中图示的电极排列仅代表本发明中等离子体面板的电极排列的一个实施例，本发明并非受限于图2中图示的等离子体显示面板的电极排列及驱动方式。例如，上述扫描电极行(line)(Y1至Ym)中，还允许2个扫描电极行(line)同时进行扫描的双重扫描(dual scan)方式。又，上述定位电极行(line)(X1至Xn)可以在面板的中央部分分为上，下两部分进行驱动。
图3是将一帧(frame)分为多个子域(subfield)，对等离子体显示面板进行分时驱动的方法的一个实施例示意图。单位帧(frame)为了实现分时灰阶显示，可以分为一定的数量的子域(subfield)，例如：8个子域(subfield)(SF1，...，SF8)。又，各子域(subfield)(SF1，...SF8)分为复位(reset)区间(未图示)，定位(address)区间(A1，...，A8)，及维持(sustain)区间(S1，...，S8)。
其中，根据本发明的一个实施例，复位(reset)区间在多个子域(subfield)中的至少一个中可以省略。例如，复位(reset)区间可以仅存在于第一个子域(subfield)中，或仅存在于第一个子域(subfield)及整个子域(subfield)中，中间部分的子域(subfield)中。
各定位(address)区间(A1，...，A8)中，向定位电极(X)负加显示数据信号，向各扫描电极(Y)依次负加上升的扫描脉冲。
各维持(sustain)区间(S1，...，S8)中，向扫描电极(Y)与维持电极(Z)交互地负加维持脉冲，在定位(address)区间(A1，...，A8)由壁电荷形成的放电信元(cell)产生维持放电。
等离子体显示面板的亮度与单位帧(frame)所占的维持放电区间(S1，...，S8)内的维持放电脉冲数量成正比。形成1图像的一个帧(frame)，显示8个子域(subfield)及256灰阶时，各子域(subfield)将依次以1，2，4，8，16，32，64，128的比例分配不同数量的维持脉冲。若要获得133灰阶的亮度，可以在子域(subfield)1区间，子域(subfield)3区间及子域(subfield)8区间中对信元(cell)进行定位(addressing)，从而进行维持放电。
分配给各子域(subfield)的维持放电数量，可以随着APC(Automatic Power Control)阶段的子域(subfield)的加重值(weight)产生变化。即，图3中以将一帧(frame)分为8个子域(subfield)的情况为例进行了说明，然本发明并非受限于此，可以根据设计式样对形成一帧(frame)的子域(subfield)数进行多种变更。例如，可以将一帧(frame)分为12或16子域(subfield)等，可以分为8子域(subfield)以上，对等离子体显示面板进行驱动。
又，分配给各子域(subfield)的维持放电数量，可以考虑其伽马(gamma)特性或面板特性，进行多种变更。例如，可以将分配给子域(subfield)4的灰阶度从8降至6，将分配给子域(subfield)6的灰阶度从32升至34。
图4是对于上述被划分的一个子域(subfield)中，驱动等离子体显示面板的驱动信号的一个实施例时序图。
上述子域(subfield)包含：在扫描电极(Y)上形成正极性壁电荷，在维持电极(Z)上形成负极性壁电荷的预复位(pre reset)区间；利用预复位(prereset)区间形成的壁电荷分布，对整个画面的放电信元(cell)进行初始化的复位(reset)区间；选择放电信元(cell)的定位(address)区间；及维持被选的放电信元(cell)的放电状态的维持(sustain)区间。
复位(reset)区间由上升沿(setup)区间及下降沿(setdown)区间形成，上述上升沿(setup)区间中，同时向所有扫描电极负加上升斜坡波形(Ramp-up)，在所有放电信元(cell)中产生微弱的放电，并由此产生壁电荷。上述下降沿(setdown)区间中，同时向所有扫描电极(Y)负加从比上述上升斜坡波形(Ramp-up)的最高电压低的正极性电压开始下降的下降斜坡波形(Ramp-down)，在所有放电信元(cell)中产生清除放电，并由此清除上升沿放电产生的壁电荷及空间电荷(space charge)中不必要的电荷。
定位(address)区间向扫描电极依次负加负极性扫描信号(scan)，与此同时，向上述定位电极(X)负加正极性数字信号(data)。由于上述扫描信号(scan)与数字信号(data)间的电压差及上述复位(reset)区间期间产生的壁电荷，产生定位(address)放电，选择信元(cell)。一方面，上述下降沿(setdown)区间与定位(address)区间期间，向上述维持电极负加保持维持(sustain)电压的信号。
上述维持(sustain)区间中，向扫描电极与维持电极交替地负加维持脉冲，从而在扫描电极与维持电极间产生表面放电形态的维持放电。
图4中图示的波形图是本发明中，驱动等离子体显示面板(PlasmaDisplay Panel)的驱动信号的一个实施例时序图，本发明并非受限于图4中图示的波形。例如，可以省略上述预复位(pre reset)区间，图4中图示的驱动信号的极性及电压强度(level)可以根据需要进行变更，上述维持放电结束后，还可以向维持电极负加清除壁电荷的清除信号。又，上述维持信号仅负加在扫描电极(Y)与维持(Z)电极中的某一个电极上，产生维持放电的单维持(single sustain)驱动亦可以。
图5是本发明的等离子体显示装置的回路结构的一个实施例示意图。
参考图5，本发明的等离子体显示装置中具备的驱动回路，其扫描驱动部(100)，包含：在复位区间负加复位脉冲时，使电压上升至扫描电压；在定位区间，向扫描电极负加扫描脉冲的复位驱动部(150)。又，包含：第1维持电压源(Vs1)；与第1维持电压源串联，并且为了将第1维持电压(Vs1)负加到面板(Cp)的扫描电极上而开启(turn on)的Y1开关；为了向扫描电极负加接地(GND)电压(Ground)而开启(turn on)的Y2开关。
此时，Y1开关与Y2开关间形成第1节点(A)，第1节点(A)与面板电容间，为了调整电流的流向，还包含路径(path)开关，即Y3开关；并且Y3开关上安装了可变电阻，从而可以通过Y3开关，调整导通的电流的大小。
又，本发明中的等离子体显示装置，包含：维持驱动部(200)。维持驱动部(200)，包含：第2维持电压源(Vs2)；为了将第2维持电压(Vs2)负加到组成面板电容(Cp)的维持电极上而开启(turn on)的Z1开关；为了向维持电极负加接地(GND)电压而开启(turn on)的Z2开关。如上所述的，Z1开关与Z2开关间将形成第2节点(D)。
扫描驱动部(100)与维持驱动部(200)间，直接连接电感(inductor)(L)，并且，电感(inductor)(L)与面板电容(Cp)并联，组成共振回路。即，扫描驱动部(100)的Y1， Y2开关间形成的第1节点(A)，与维持驱动部(200)的Z1，Z2开关间形成的第2节点(D)间，将直接连接电感(inductor)(L)，并且，电感(inductor)(L)与第2节点(D)间形成Z3开关，从而形成从第2节点流向第1节点的电流路径(path)。
一方面，包含在扫描驱动部(100)中的第1维持电压源(Vs1)的电压，与包含在维持驱动部(200)中的第2维持电压源(Vs2)的电压，实际上应该相等，此时，可以组成共有维持电压源的一个以上的等价回路。
复位驱动部(150)，包含：为了将逐渐上升的上升沿(setup)信号，提供给扫描电极而开启(turn on)的上升沿(setup)开关；与负极性电压(-Vy)相连，并且将逐渐下降至负极性电压(-Vy)的下降沿(setdown)信号提供给扫描电极而开启(turn on)的下降沿(setdown)开关。
图6是在上述图5的回路结构中，对本发明中的开关(switching)工作进行说明的时序图，图7a至图7f是本发明的等离子体显示装置的回路中，根据图6的开关(switching)工作进行电流流动的顺序示意图。
本发明中的等离子体显示装置的驱动方法中，对于某个子域(subfield)中，负加最后一个维持脉冲后的工作过程，参考附图6及图7a至图7f进行详细说明如下。
首先，图6的a，b及c表示，在一个子域(subfield)中，在维持区间，向扫描电极及维持电极负加维持脉冲的开关时间(switching timing)。在维持区间，Y3，Z3开关基本上维持开启(turn on)的状态，形成向面板电容(Cp)负加维持脉冲的电流路径(path)，并且，为了向扫描电极及维持电极交替地负加维持脉冲，形成第1节点(A)与第2节点(D)间的电流路径(path)，使其能够流过线圈电流(coil current)。维持区间中，在a时刻(timing)开启(ON)Y1开关与Z2开关。此时，形成第1维持电压源(Vs1)与面板电容(Cp)间的电流路径(path)，因此，将向扫描电极负加维持电压(Vs1)。与此同时，由于第1维持电压源(Vs1)与维持驱动部(200)的接地(GND)电压源间形成的电流路径(path)，线圈电流(coil current)将流向维持电极方向。
维持区间的b时刻(timing)中，若关闭(off)Y1开关及Z2开关，则将如图7b所示，形成闭环(closed loop)，并开始共振。此时，电流将从面板电容的扫描电极流向维持电极，在经过一定时间后，由于共振，第2节点的电压将从接地(GND)电压转向维持电压(Vs)的极性。
然后，在c时刻(timing)，若开启(ON)Z1开关，Y2开关，第2节点的电压将稳定地保持维持电压(Vs)，线圈电流(coil current)由于导通的Y2开关，将从第2节点(D)流向扫描驱动部。  随着反覆如上所述的开关(switching)动作，在维持区间，将交替地负加维持脉冲。一方面，本明细中，仅对向维持电极负加最后一个维持脉冲的情况进行了说明，然，并非受限于此，亦可以向扫描电极负加最后一个维持脉冲。
如上所述，在某一个子域(subfield)中，负加最后一个维持脉冲后，若线圈电流(coil current)从第2节点(D)一定程度地回收至扫描驱动部的接地(GND)电压源端，则面板电容(Cp)的两端间的电压差将变为0。此时，关闭(off)Y3开关与Y2开关。那么，在从第2节点(D)流向扫描驱动部的接地(GND)电压源的电流路径(path)中，通过Y2开关回收至接地(GND)电压源的线圈电流(coil current)，由于Y2开关关闭(off)而无法流过，因此，通过Y1开关的并联二极管回收至第1维持电压源(Vs1)。如上所述，若线圈电流(coil current)回收至第1维持电压源(Vs1)，则第1节点(A)的电压将上升至维持电压(Vs)，Y1开关的两端间的电压差将变为0V。
此后，如图6所示，在e时刻(timing)，若开启(ON)Y1开关，则第1维持电压源(Vs1)与第1节点(A)间没有电压差，因此，电流缓慢地流动，从而形成舒缓而稳定的开关(switching)。因此，可以最小化Y1开关两端产生的脉冲(peak)电流，亦可以最小化脉冲(peak)电压。
由于上述开关(switching)动作，向第1节点提供稳定的维持电压后，在f时刻(timing)  开启(ON)第3开关，在复位区间形成向面板电容负加电压，使其上升至维持电压的电流路径(path)。此时，第3开关可以利用可变电阻，缓慢地导通电流，使其在复位区间呈现缓慢上升的斜坡波形。
综上所述，虽然本发明关于等离子体显示装置已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改，因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种等离子体显示装置，其特征是：包含：
具备第1维持电压源，并且一端与上述第1维持电压源相连接的Y1开关，及上述Y1开关的另一端上形成的第1节点的扫描驱动部；
具备第2维持电压源，并且一端与上述第2维持电压源相连接的Z1开关，及上述Z1开关的另一端上形成的第2节点的维持驱动部；
上述第1节点与第2节点间形成的电感，并且在某个子域的最后一个维持脉冲被负加后，在复位区间前，上述Y1开关将在上述第1节点的电压被电感中存储的电流而上升至维持电压后开启。
2.如权力要求1所述的等离子体显示装置，其特征是：上述扫描驱动部，包含：
其一端与上述第1节点相连接的Y2开关，与上述Y2开关的另一端相连接的接地电压源，
在负加上述最后一个维持脉冲后，上述Y2开关将关闭。
3.如权力要求2所述的等离子体显示装置，其特征是：上述扫描驱动部，还包含：
位于上述扫描驱动部的输出端与上述第1节点间的Y3开关。
在负加上述最后一个维持脉冲后，上述Y3开关将关闭。
4.如权力要求3所述的等离子体显示装置，其特征是：在上述Y3开关关闭后，关闭上述Y2开关。
5.如权力要求3所述的等离子体显示装置，其特征是：上述Y3开关包含：调整输出的可变电阻，上述第1节点的电压与上述第1维持电压源的电压实际上相等时，将开启。
6.如权力要求5所述的等离子体显示装置，其特征是：上述Y3开关在复位区间开始时开启。
7.如权力要求5所述的等离子体显示装置，其特征是：上述扫描驱动部，在上述第1维持电压源与上述第1节点间的电位差变为0时，将调整上述可变电阻，负加上升斜坡波形。
8.一种等离子体显示装置，其特征是：包含：
具备维持电压，并且一端与上述维持电压源串联的Y1开关的扫描驱动部；
与上述Y1开关的另一端相连，在负加维持脉冲时，与面板电容产生共振的电感，
上述扫描驱动部在最后一个维持脉冲被负加后，在复位区间前，由于上述电感中存储的电流能量，上述Y1开关两端的电位差变为0，然后将上升斜坡波形负加在扫描电极中。
9.如权力要求8所述的等离子体显示装置，其特征是：上述Y1开关，在两端的电位差变为0时开启。
10.如权力要求8所述的等离子体显示装置，其特征是：上述扫描驱动部，包含：与上述Y1开关的另一端相连接的Y2开关。
11.如权力要求10所述的等离子体显示装置，其特征是：上述扫描驱动部，包含：位于上述Y1开关的另一端与上述面板电容间的Y3开关。
12.如权力要求11所述的等离子体显示装置，其特征是：上述扫描驱动部，在上述Y1开关两端的电位差变为0之前，关闭上述Y2开关及Y3开关。
13.如权力要求12所述的等离子体显示装置，其特征是：上述Y2开关及Y3开关关闭时，通过Y2开关流过的电流，将通过与上述Y1开关并联的二极管，回收至上述维持电压源，并且上述Y1开关的两端电位差变为0。
14.如权力要求13所述的等离子体显示装置，其特征是：上述Y3开关由可变电阻调整其输出，并且在上述Y1开关开启后开启，通过上述可变电阻将上升斜坡波形输出给上述面板电容。
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