CN101246666A - 金属网板等离子体显示板改进型驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属网板等离子体显示板驱动方法，它在采用低成本驱动电路以及和现有显示屏的前提下，有效缩短等离子显示屏地址电极的扫描时间，从而提高了显示效率。本发明所涉及的波形主要包括产生金属网板型等离子体显示板的基本工作波形，包括点火波形、扫描波形、维持波形(或者还有擦除波形)，以及为实现视频显示所设计的波形工作时序。本发明适用于金属网板型等离子体显示板，并且可以有效的提高显示效率，从而提高等离子体显示屏的驱动性能和显示质量。

Description

金属网板等离子体显示板改进型驱动方法

技术领域

本发明涉及一种金属网板等离子体显示板显示技术，尤其是一种基于现有驱动电路及显示屏质量已定前提下提高显示效率的驱动技术，具体的说是一种金属网板等离子体显示板改进型驱动方法。

背景技术

目前，金属网板型等离子体显示板主要由分别带有称为扫描电极的水平电极和称为寻址电极的垂直电极的前后基板以及带有大量称为像素点的小孔放电空间的金属板或表面镀有金属导电层或内部有导电添加材料的介质板材料通过封接并充入适当气体组成。

金属网板型等离子体显示板的结构主要由后基板1、栅网板3和前基板2构成。后基板1包括后衬底玻璃基板4，在后衬底玻璃基板4上形成的薄膜第一电极5(列电极、寻址电极)，在后衬底玻璃基板4上形成的绝缘层6；前基板2包括前衬底玻璃基板8，在前衬底玻璃基板8下表面上形成与后基板1上的第一电极5成空间垂直正交的第二电极9(行电极、扫描电极)，在第二电极9的下表面上形成的介电层10，在前衬底玻璃基板8和介质层10上形成的保护膜11；夹在前后基板1、2之间的栅网板3是一块包含网格孔阵列的导电板(公共电极)。在网格孔中充以一定气压的所需工作气体，就成为该等离子体显示屏的放电单元空间。具体结构图如图一、二所示。

目前广泛采用的存储式驱动波形方案采用的工作波形分别是点火波形，扫描波形、维持波形(或者还有擦除波形)。点火波形是为了实现全屏放电空间的壁电荷的预积累，而在各电极上所加的电压波形；扫描波形是为了正确配合列上数据电压将所需点亮的放电单元正确的产生放电，而在各电极上所加的电压波形；维持波形是为了使已经开始气体放电的放电单元空间保持气体放电状态而在各电极上所加的电压波形；擦除波形是为了使已经开始气体放电的放电单元空间停止气体放电状态、清除放电单元空间的带电粒子而在各电极上所施加的电压波形。

完成视频显示功能必须依赖一定的基本工作波形的排放时序。如图三所示，将点火波形工作的时间称为点火期，将扫描波形工作的时间称为扫描期，维持波形工作的时间称为维持期，擦除波形工作的时间称为擦除期。依次将点火期、扫描期、维持期，(或者还有擦除期)顺序排列，每一组点火期、扫描期、维持期，(或者还有擦除期)，构成一个子场。在一帧时间含有多个子场，由于每个子场的维持期的时间长短有差异，采用不同子场的组合，就能在一帧时间内表现出不同的灰度等级。

一帧时间内维持期的时间占整个一帧时间的百分比称为显示效率。等离子体显示屏的亮度特性在很大程度上取决于显示效率。显示效率越高，显示屏的亮度也越高。

目前的提高显示效率的方法主要就是减少点火期、扫描期，擦除期持续时间的长度以增加维持期的持续时间。降低扫描时间和窄脉冲擦除的方法对显示效率在一定程度上都有所改进。但是全局的缩短这两个时间期长度必然也会带来一些问题，在扫描或擦除时间缩短到一定的程度以后，由于屏响应速度及制屏工艺上的限制，显示效果反而下降。此时该显示板显示效果将很难再提升，如果要继续提升显示效率，就必须提升驱动电路性能或者改进制屏工艺使显示屏本身的工艺质量达到更高级别的要求。而高要求必然伴随着高成本和很长的开发周期。那么，在显示屏已定的前提上，还有没有办法寻求显示效率的进一步提升，成为倍受关注的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属网板等离子体显示板驱动方法，既避免驱动电路的成本增加，又在显示屏工艺质量既定的前提下有效缩短扫描时间，从而提高显示效率，并达到更好的显示效果。

本发明的技术方案是：

一种金属网板等离子体显示板驱动方法，其特征是在显示一帧图像的时间内安排若干个子场，每个子场至少包括点火期、扫描期、维持期；点火期完成全屏所有放电单元中壁电荷的预积累，扫描期完成对全屏各像素点的点火和擦除，维持期使扫描期被点火的像素点发光，各子场维持期的长短有所差别，不同子场的组合可以形成各种所需的灰度等级，在每一子场的扫描期，对不同位置的扫描电极加上动态可调制的脉冲宽度不等的脉冲作为扫描脉冲，脉宽在1.5微秒到3微秒的范围内，根据屏幕测量的结果，在放电延迟时间(T_f)较短的位置加上脉宽较窄的扫描脉冲，在T_f较长的位置加上脉宽较宽的扫描脉冲，即在扫描波形产生模块中，新增一个动态查找表模块和脉宽调制模块，动态查找表模块里存储着针对不同扫描位置所需的扫描脉冲宽度的占空比控制信号，脉宽调制模块则按照接收到的占空比控制信号在相应的扫描周期输出经过脉宽调制的动态扫描脉冲，当扫描时钟到来时，首先进入动态查找表模块进行查找对应该位置的占空比控制信号，同时脉宽调制模块也接收到动态查找表模块给出的占空比控制信号，并按照时序要求输出相应的扫描波形到扫描电极上，实现了在不同的扫描位置，该模块输出的是一组脉冲宽度动态可变的扫描波形，达到了既保证正常扫描波形的效果，又杜绝冗余时间浪费的目的，并且能够有效的提高显示效率。

具体地说本发明是在显示一帧图像的时间内安排若干个子场，每个子场至少包括点火期、扫描期、维持期，点火期完成对全屏所有放电单元壁电荷的预积累，扫描期完成对全屏各像素点的点火和擦除，维持期使扫描期被点火的像素点发光，维持期的长短有差别，不同子场的组合可以形成各种所需的灰度等级；在显示屏的每一子场的扫描期，对不同位置的扫描电极加上动态可调制的脉冲宽度不等的脉冲作为扫描脉冲，脉宽在1.5微秒到3微秒的范围内，根据屏幕测量的结果，在扫描延迟时间(T_f)较短的位置加上脉宽较窄的扫描脉冲，在T_f较长的位置加上脉宽较宽的扫描脉冲，即在扫描波形产生模块中，新增一个动态查找表模块和脉宽调制模块，动态查找表模块里存储着针对不同扫描位置所需的扫描脉冲宽度的占空比控制信号，脉宽调制模块则按照接收到的占空比控制信号在相应的扫描周期输出经过脉宽调制的动态扫描脉冲。当扫描时钟到来时，首先进入动态查找表模块进行查找对应该位置的占空比控制信号，同时脉宽调制模块也接收到动态查找表模块给出的占空比控制信号，并按照时序要求输出相应的扫描波形到扫描电极上，实现了在不同的扫描位置，该模块输出的是一组脉冲宽度动态可变的扫描波形，达到了既保证正常的扫描波形效果，又杜绝冗余时间浪费的目的，并且能够有效的提高显示效率。

在扫描期内行电极依次出现动态可变脉宽的负扫描脉冲，在扫描到某一行时，列电极上若有正点火脉冲，则引发该行电极和该列电极交叉点处对应的像素点的气体放电，而在没有点火脉冲的列电极和当前行交叉点对应的像素只受扫描脉冲作用，引发非充分放电，中和该像素放电空间的带电粒子。

为了达到良好的扫描效果，驱动波形可以有点火波形、扫描波形、维持波形、擦除波形；也可以只有点火波形、扫描波形和维持波形。

本发明的有益效果：

本发明能够在采用低成本驱动电路以及和现有显示屏的前提下，有效缩短等离子显示屏的扫描时间，从而提高了显示效率。同时使平均扫描速度有很大程度的提高，节约的时间可以用在维持周期中，能够有效的提高显示效率从而进一步提升显示质量。

附图说明

图1为现有的金属网板等离子体显示板的结构示意图。

图2为现有的金属网板等离子体显示板电极相对位置分布示意图。

图3为本发明的存储式驱动方案驱动波形时序安排示意图。

图4为实验测得的点火脉冲与扫描脉冲延迟关系及其统计数据示意图。

图5为本发明的扫描脉冲与点火脉冲之间关系示意图。

图6为本发明的驱动电路结构框图。

图7为本发明的增加动态扫描脉冲调制模块后行驱动模块示意图。

图8为本发明的动态扫描脉冲波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图3～8所示。

一种金属网板等离子体显示板驱动方法，在显示一帧图像的时间内安排若干个子场，每个子场至少包括点火期、扫描期、维持期，点火期完成对全屏所有放电单元壁电荷的预积累，扫描期完成对全屏各像素点的点火和擦除，维持期使扫描期被点火的像素点发光，维持期的长短有差别，不同子场的组合可以形成各种所需的灰度等级；在显示屏的每一子场的扫描期，对不同位置的扫描电极加上动态可调制的脉冲宽度不等的脉冲作为扫描脉冲，脉宽在1.5微秒到3微秒的范围内，根据屏幕测量的结果，在扫描延迟时间(T_f)较短的位置加上脉宽较窄的扫描脉冲，在T_f较长的位置加上脉宽较宽的扫描脉冲，即在扫描波形产生模块中，新增一个动态查找表模块和脉宽调制模块，动态查找表模块里存储着针对不同扫描位置所需的扫描脉冲宽度的占空比控制信号，脉宽调制模块则按照接收到的占空比控制信号在相应的扫描周期输出经过脉宽调制的动态扫描脉冲，当扫描时钟到来时，首先进入动态查找表模块进行查找对应该位置的占空比控制信号，同时脉宽调制模块也接收到动态查找表模块给出的占空比控制信号，并按照时序要求输出相应的扫描波形到扫描电极上，实现了在不同的扫描位置，该模块输出的是一组脉冲宽度动态可变的扫描波形，达到了既保证正常的扫描波形效果，又杜绝冗余时间的浪费的目的，并且能够有效的提高显示效率。

为了实现256级灰度图像的显示，本实施例在一帧时间内安排8个子场，每一个子场由扫描期和维持期和组成。

具体例一。

点火期的波形是：在全屏所有行上依次加上预充电的点火电压进行全屏预点火。扫描期的波形是：行电极依次出现脉宽可变的动态负扫描脉冲，直到扫描完所有行，列电极根据当前行和所在列交叉处对应的像素点的实际明暗情况决定是否出正点火脉冲。若出正点火脉冲，则在该像素点的位置引发气体放电，然后通过之后维持期的维持脉冲维持该像素点的气体放电，从而激发荧光粉发光；若没有出正点火脉冲，则负扫描脉冲引发非充分气体放电，中和空间中原有的带电粒子，之后的维持脉冲由于幅度低于点火电压，不能单独引起空间气体放电，所以该像素点在该子场内不发光。

具体例二。

根据具体例一，显示屏以每16.6毫秒的时间显示一帧图像，在显示每帧图像过程中又分为8个子场，每一子场中都包括扫描期，维持期，其中扫描期和维持期的波形如图四所示，假设显示屏的分辨率为640×480，480条扫描电极按照一定的顺序依次发出扫描脉冲，每个扫描脉冲时间内各寻址电极根据输入的图像信号决定是否出与寻址脉冲等脉宽的数据脉冲，每个扫描脉冲宽度为2.8微秒，则每个子场的扫描期约为2.8×480＝1344微秒；如果采用本专利的方法，假设每个维持脉冲周期为10微秒，测量其冗余比率为25％，则扫描总冗余时间1344*25％＝336微秒。因此实际用于扫描的时间就是1344-336＝1008微秒，用1008微妙扫描480行，平均每行扫描的时间就是1008/480＝2.1微秒。也就是说，通过本专利所述的方法，能够使平均的扫描速度很大程度的提高，并且节约的时间可以用在维持周期中，这样势必能够有效的提高显示效率从而进一步提升显示质量。这就构成了本发明的第二个具体实施例。

本发明的实质性内容是动态调节各个子场中的扫描期，利用脉宽可变的扫描脉冲完成原来固定扫描脉冲完成的对显示屏不同行的扫描功能。

本发明的依据是基于对现有的金属网板型等离子体显示装置上进行大量的针对扫描脉冲宽度与放电延迟时间(T_f)关系的实验测试得出的结论：在对金属网板型等离子体显示板按照一定顺序(逐行，隔行，或者其他顺序)进行扫描的过程中，放电延迟时间T_f随扫描位置(即不同行)发生有规律的变化。如图4所示，此时扫描的方式是由显示屏的上下半屏中间同时向上下两边扫描，T_f呈现越向两边延迟越长，越靠近中间延迟越少的规律。该规律显示出在屏的不同位置(即扫描到显示屏不同行)上实际放电的延迟是不同的，但是，加在各不同行上的扫描脉冲却是完全一致的。具体分析扫描脉冲宽度与放电延迟时间关系，如图5所示：1为扫描脉冲，2为测试到的放电脉冲，从扫描起始到放电起始中间相隔的时间就是放电延迟时间T_f.。T_f越小，说明屏的响应速度越快。如图5所示在放电结束之后，扫描脉冲会继续持续一段时间Ts。这段时间上就是冗余的扫描时间。在实际的显示驱动过程中，该段时间是没有实际作用也就是说是多余的。所以，根据实验中测量的数据进行统计分析，很明显的发现，在屏中间位置T_f时间很短，到两边逐渐递增。将整屏的冗余时间(Ts)统计后发现，总冗余时间大约占到了总扫描时间的10％-35％。针对不同的扫描频率该比率有所不同。

本发明正是在上述实验的结果上受到启发，它所要达到的目的就是要利用到这部分冗余的扫描时间，把这部分时间从不必要的“浪费”中解放出来，达到既减少了扫描时间，同时冗余的时间可以用来增加维持时间从而进一步提高显示效率的目的。

本发明的具体措施是在显示屏的每一行扫描期，对不同位置的扫描电极加上动态可调制的脉冲宽度不等的脉冲作为扫描脉冲，脉宽在1.5微秒到3微秒的范围内，根据屏幕测量的结果，在T_f较短的位置加上脉宽较窄的扫描脉冲，在T_f较长的位置加上脉宽较宽的扫描脉冲。具体解决方法示意图如图6、7所示，在扫描波形产生模块中，新增一个LOOKUPTABLE(动态查找表)和PWM(脉宽调制)模块。LOOKUPTABLE模块里存储着针对不同扫描位置所需的扫描脉冲宽度的占空比控制信号。PWM模块按照接收到的占空比控制信号在相应的扫描周期输出经过脉宽调制的动态扫描脉冲。当扫描时钟到来时，首先进入LOOKUPTABLE模块进行查找对应该位置的占空比控制信号，同时PWM模块也接收到LOOKUPTABLE模块给出的占空比控制信号，按照时序要求输出相应的扫描波形到扫描电极上。这样，在不同扫描位置，该模块输出的是一组脉冲宽度动态可变的扫描波形，如图8所示。该方案所产生的具有动态可变扫描脉冲特征的波形达到了既保证正常的扫描波形效果，又杜绝了冗余时间的浪费的有益效果。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1、一种金属网板等离子体显示板驱动方法，其特征是在显示一帧图像的时间内安排若干个子场，每个子场至少包括点火期、扫描期、维持期；点火期完成全屏所有放电单元中壁电荷的预积累，扫描期完成对全屏各像素点的点火和擦除，维持期使扫描期被点火的像素点发光，各子场维持期的长短有所差别，不同子场的组合可以形成各种所需的灰度等级，在每一子场的扫描期，对不同位置的扫描电极加上动态可调制的脉冲宽度不等的脉冲作为扫描脉冲，脉宽在1.5微秒到3微秒的范围内，根据屏幕测量的结果，在放电延迟时间T_f较短的位置加上脉宽较窄的扫描脉冲，在T_f较长的位置加上脉宽较宽的扫描脉冲，即在扫描波形产生模块中，新增一个动态查找表模块和脉宽调制模块，动态查找表模块里存储着针对不同扫描位置所需的扫描脉冲宽度的占空比控制信号，脉宽调制模块则按照接收到的占空比控制信号在相应的扫描周期输出经过脉宽调制的动态扫描脉冲，当扫描时钟到来时，首先进入动态查找表模块进行查找对应该位置的占空比控制信号，同时脉宽调制模块也接收到动态查找表模块给出的占空比控制信号，并按照时序要求输出相应的扫描波形到扫描电极上，实现了在不同的扫描位置，该模块输出的是一组脉冲宽度动态可变的扫描波形，达到了既保证正常扫描波形的效果，又杜绝冗余时间浪费的目的，并且能够有效的提高显示效率。

2、根据权利要求1所述的金属网板等离子体显示板的驱动方法，其特征在于在扫描期内各行电极依次出现动态的脉宽可变的负扫描脉冲，在扫描到某一行时，列电极上若有正点火脉冲，则引发该行电极和该列电极交叉点处对应的像素点的气体放电，而在没有点火脉冲的列电极和当前行交叉点对应的像素只受扫描脉冲作用，引发非充分放电，中和该像素放电空间的带电粒子。

3、根据权利要求1所述的金属网板等离子体显示板的驱动方法，其特征在于为了达到良好的扫描效果，驱动波形可以有点火波形、扫描波形、维持波形、擦除波形；也可以只有点火波形、扫描波形和维持波形。

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