CN103258497A

CN103258497A - 一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法

Info

Publication number: CN103258497A
Application number: CN2012105814435A
Authority: CN
Inventors: 张宏元; 杨正军; 陈修强; 王爽
Original assignee: Sichuan COC Display Devices Co Ltd
Current assignee: Sichuan COC Display Devices Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-08-21

Abstract

本发明提供一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法，通过等离子显示器的控制电路输出时序控制信号控制高压驱动电路的开关，根据开关的时序变更输出驱动波形，再根据放电负载的变化在驱动波形的维持期调整X/Y维持脉冲之间的时间间隔，并在此基础上调整能量恢复电路中的ERH时间、ERL时间和SUSH时间。其中，调整X/Y维持脉冲之间的时间间隔的最小设定值为200ns，能量恢复电路中的ERH时间在200ns至600ns之间调整，能量恢复电路中的ERL时间在300ns至900ns之间调整。利用本发明的方法，在放电负载不高于90%时，实现了在降低等离子显示器能耗的同时提升其亮度，具有简单易行、经济有效、有利于降低研发成本和缩短开发周期等突出优点。

Description

一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法

技术领域

本发明涉及等离子显示器领域，尤其是涉及一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法。

背景技术

等离子显示器是目前主流的平板显示器之一，它由前、后基板对合而成。如图1所示，在前基板上制作了互相平行的多对显示电极对，每个显示电极对由一组扫描电极（Y电极）与维持电极（X电极）组成，在显示电极对上覆盖有介质层及保护层。在后基板上制作了多个互相平行的数据电极（A电极），其上覆盖有介质层，介质层上制作有障壁，并涂覆荧光粉。按照显示电极对与数据电极交叉的方式将前、后基板对位后进行密封，再充入放电气体，在显示电极对与数据电极对置的部分则形成放电单元。目前，等离子显示器的驱动方式主要采用ADS（Address Display Separation，简写为ADS）驱动方法，即寻址与显示分离的方法，其驱动波形包含复位期、寻址期和维持期，如图2所示。其中，复位期对全部放电单元状态进行初始化，寻址期通过扫描电极施加寻址脉冲写入像素信息，而维持期波形采用能量恢复电路实现X/Y之间交替的高压脉冲波形，它是等离子显示器主要的能源消耗和发光区间。

在现有技术中，为了降低等离子显示器能耗并提升其发光效率，通常是从等离子显示屏的结构及材料方面进行改进，但是，这种改进方案的实施必然导致研发成本投入较高，并且开发周期较长。同时，在传统的等离子显示器驱动波形方面，改进方向主要是考虑确保电路可靠性及等离子屏放电状态。而目前常用的等离子显示器驱动波形均从等离子屏放电状态考虑出发，维持期脉冲之间的间隔时间都设置较短，例如，以白场波形为例，等离子屏的所有显示单元全部点亮，放电负载最大时，其维持脉冲间的典型间隔值为50ns。另外，针对等离子显示器产品能效指数的提升则没有有效的可行性解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法，在降低等离子显示器能耗的同时提升其亮度。

本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：通过等离子显示器的控制电路输出时序控制信号控制高压驱动电路的开关，根据开关的时序变更在电极上输出驱动波形，再根据放电负载的变化在所述的驱动波形的维持期调整X/Y维持脉冲之间的时间间隔，并在此基础上调整能量恢复电路中的ERH时间、ERL时间和SUSH时间。其中，所述的调整X/Y维持脉冲之间的时间间隔的最小设定值为200ns，所述的调整能量恢复电路中的ERH时间在200ns至600ns之间调整，所述的调整能量恢复电路中的ERL时间在300ns至900ns之间调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在放电负载不高于90%时，根据放电负载的不同，通过设置200ns以上较宽调整范围的X/Y维持脉冲之间的时间间隔，并在此基础上优化设置能量恢复电路中的ERH时间、ERL时间和SUSH时间，实现了在降低等离子显示器能耗的同时提升其亮度的目的，提升了等离子显示器的能效指数。既简单易行，又经济有效，有利于降低研发成本，缩短开发周期。

附图说明

图1为等离子显示器的电极结构图。

图2为等离子显示器的驱动波形组成图。

图3为等离子显示器的能量恢复电路图。

图4为图2中维持期X/Y维持脉冲间隔示意图。

图5为图3中ERH、ERL及SUSH开关控制时序图。

图6为本发明一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法的实现原理图。

图7为图2中维持期波形控制信号时序图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图2所示，目前等离子显示器的驱动方式主要采用的是寻址与显示分离的驱动方式，其驱动波形包含三个区间：复位期、寻址期和维持期。等离子屏可等效为一个容性放电负载，其负载大小随其显示图像的不同而变化。所述的放电负载，是指等离子显示器在显示图像过程中根据不同的图像显示需求，所需要点亮的像素单元数量与全部像素单元数量的比值，该比值是以百分比表示。为了降低维持期放电过程中产生的无用损耗，等离子显示器驱动电路采用了如图3所示的能量恢复电路。

在如图3所示的能量恢复电路中，设置了一个能量回收电容ER CAP.（Energy Recovery Capacitor，简写为ER CAP.，下同）和四个控制开关，所述的四个控制开关分别是：（1）ERH（Energy Recovery High）开关，用于控制能量回收电容ER CAP.向等离子显示屏充电的时间，为了方便说明，该充电的时间简称为“ERH时间”，下同；（2）ERL（Energy Recovery Low）开关，用于控制等离子显示屏放电结束后向能量回收电容ER CAP.充电的回充时间，为了方便说明，该回充的时间简称为“ERL时间”，下同；（3）SUSH（Sustain High）开关，用于控制外部电源提供的高电平维持电压的时间，为了方便说明，简称为“SUSH时间”，下同；（4）SUSL（Sustain Low）开关，用于控制等离子显示器驱动波形接地的时间，为了方便说明，简称为“SUSL时间”，下同。

如图4、图5所示，等离子显示器的驱动波形具有以下关键参数：（1）如图4所示的相邻两个高压维持脉冲之间的时间间隔，包括相邻的X维持脉冲到Y维持脉冲之间的时间间隔（以“X→Y GAP”表示，下同）以及相邻的Y维持脉冲到X维持脉冲之间的时间间隔（以“Y→X GAP”表示，下同）。（2）如图5所示的ERH时间段、ERL时间段和SUSH时间段。

为了更加清楚地阐述本发明的实现方法，下面以50寸1368*768分辨率的等离子显示器作为具体实施例，详细说明本发明的具体实施方式。

表一是上述的等离子显示器目前通用的在不同放电负载状态下的驱动波形设置（即优化前的驱动波形设置）：

表一：优化前的驱动波形设置：

表二是在对上述的等离子显示器在不同放电负载状态下利用本发明的方法进行优化后的驱动波形设置（即优化后的驱动波形设置）：

表二：优化后的驱动波形设置：

从上述的表一、表二可以看出，在低放电负载时，即放电负载在90%以下时，对于相同的放电负载，Y→X GAP相比于优化前的相应值提升了6～8倍，即从优化前的50ns依放电负载的不同相应提升到300～400ns之间；X→Y GAP相比于优化前的相应值提升了2～3倍，即从优化前的100ns依放电负载的不同相应提升到200～300ns之间；并且Y→X GAP和X→Y GAP均采用200ns以上的维持脉冲时间间隔。在增加Y→X GAP和X→Y GAP取值的基础上，对能量恢复电路中的ERH时间、ERL时间、SUSH时间进行优化匹配，进一步降低功耗，提升亮度。其中，X-ERH时间从优化前的300ns依放电负载的不同相应提升到400～440ns之间，平均提升幅度在40%左右；Y-ERH时间从优化前的320ns依放电负载的不同相应提升到400～440ns之间，平均提升幅度在40%左右；X-ERL时间从优化前的660ns依放电负载的不同相应缩短到560～520ns之间，平均缩短幅度在20%左右；Y-ERL时间从优化前的700ns依放电负载的不同相应缩短到600～560ns之间，平均缩短幅度在20%左右；X-SUSH时间从优化前的600ns依放电负载的不同相应缩短到550～510ns之间，平均缩短幅度在10%左右；Y-SUSH时间从优化前的600ns依放电负载的不同相应缩短到580～540ns之间，平均缩短幅度在10%左右。

本发明一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法，其实现方法原理如图6所示，通过控制电路控制等离子显示器高压驱动电路的开关，藉由开关的时序变更，达到在电极上输出设计波形的目的。具体而言，所述的控制电路可以分别产生控制寻址电极驱动电路的时序控制信号（A）、扫描电极驱动电路的时序控制信号（Y）和维持电极驱动电路的时序控制信号（X）。其中，扫描电极时序信号包括Y-SUSH/Y-ERH/Y-SUSL/Y-ERL等开关控制信号，维持电极时序信号包括X-SUSH/X-ERH/X-SUSL/X-ERL等开关信号。通过对这些控制信号之间的时序变化调整，从而实现等离子显示器驱动波形变更的目的，其具体实现方式可参考如图7所示的等离子显示器驱动波形中维持期波形控制信号时序图。

下面结合如图7所示的等离子显示器驱动波形中维持期波形控制信号时序图，对上述的本发明的实现方法作进一步说明。为得到Y→X GAP为300ns，需要设置Y-SUSL控制信号至高电平状态，并同时设置X-SUSL控制信号至高电平状态，在X-SUSL控制信号保持高电平状态300ns后，设置X-ERH控制信号为高电平状态。为得到X→Y GAP为200ns，需要设置X-SUSL控制信号至高电平状态，并同时设置Y-SUSL控制信号至高电平状态，在Y-SUSL控制信号保持高电平状态300ns后，设置Y-ERH控制信号为高电平状态。为得到X-ERH时间为400ns，需要设置X-ERH控制信号至高电平状态并保持其高电平状态400ns后，设置X-SUSH控制信号至高电平状态。为得到Y-ERH时间为400ns，需要设置Y-ERH控制信号至高电平状态并保持其高电平状态400ns后，设置Y-SUSH控制信号至高电平状态。为得到X-ERL时间为560ns，需要首先设置X-SUSH控制信号为低电平，然后设置X-ERL控制信号为高电平，并保持其高电平状态560ns之后，设置X-SUSL控制信号为低电平。为得到Y-ERL时间为800ns，需要首先设置Y-SUSH控制信号为低电平状态，然后设置Y-ERL控制信号为高电平状态，并保持其高电平状态600ns之后，设置Y-SUSL控制信号为低电平。为得到X-SUSH时间为550ns，需要设置X-SUSH控制信号为高电平状态，并保持其高电平状态550ns之后，设置X-SUSH控制信号为低电平。为得到Y-SUSH时间为580ns，需要设置Y-SUSH控制信号为高电平状态，并保持其高电平状态580ns之后，设置Y-SUSH控制信号为低电平状态。

经过上述的优化调整之后，当等离子显示器处于Pal制式的工作状态时，其有益技术效果对比数据如表三所示。可以看到，在等离子显示屏驱动波形经过上述方法的优化调整后，其能耗降低了4.1%，而亮度提升了7.0%。

表三：驱动波形优化前、优化后的效果对比：

Figure 2012105814435100002DEST_PATH_IMAGE003

综上所述，在低放电负载时，即放电负载在90%以下时，可以根据放电负载的不同采用不同的驱动波形，通过设置较大的Y→X GAP或者设置较大的X→Y GAP或者同时设置较大的Y→X GAP和X→Y GAP的方法，实现降低等离子显示器能耗的同时提升其发光亮度。因为，两次高压脉冲的间隔时间增加后，前一次脉冲放电所产生的空间电荷对后一次放电的影响被削弱，从而减小了维持期放电电流，降低了功耗；同时增加间隔时间等效于增加了荧光粉吸收维持期放电产生的紫外线的时间，提高了可见光转化效率，从而达到亮度提升的效果。间隔时间的选值范围要根据放电负载的不同而变化，但应当采用200ns以上的维持脉冲时间间隔。在增加维持脉冲时间间隔GAP值的基础上，对能量恢复电路中的ERH时间、ERL时间和SUSH时间进行优化匹配，进一步降低了功耗，提升了亮度。因为，其中的ERH时间决定能量回收电容ER CAP.向等离子显示屏充电的时间，在一定范围内增加ERH时间有助于减少电源对显示屏的供电电流，从而降低等离子显示器的整体功耗，其优选值范围根据放电负载的不同在200ns至600ns之间变化。同时，ERL时间决定等离子显示屏放电结束后向能量回收电容ER CAP.的充电时间，在一定范围内缩短该时间有利于提升辅助维持放电的点火粒子的数量，使放电开始时间提前，提升能量恢复电路效率，降低电源供电电流，并改善放电状态；其优选值范围根据放电负载的不同在300ns至900ns之间变化。另外，SUSH时间决定外部电源提供高压输出的时间，在一定范围内缩短该时间有利于降低功耗，增加空间电荷，提升等离子显示屏亮度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法，其特征在于：通过等离子显示器的控制电路输出时序控制信号控制高压驱动电路的开关，根据开关的时序变更在电极上输出驱动波形，再根据放电负载的变化在所述的驱动波形的维持期调整X/Y维持脉冲之间的时间间隔，并在此基础上调整能量恢复电路中的ERH时间、ERL时间和SUSH时间。

2. 根据权利要求1所述的一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法，其特征在于：所述的调整X/Y维持脉冲之间的时间间隔是根据放电负载的变化调整X维持脉冲与Y维持脉冲之间的时间间隔，或者Y维持脉冲与X维持脉冲之间的时间间隔，或者同时调整X维持脉冲与Y维持脉冲之间的时间间隔和Y维持脉冲与X脉冲之间的时间间隔。

3. 根据权利要求1所述的一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法，其特征在于：所述的调整X/Y维持脉冲之间的时间间隔是根据放电负载的变化调整，并且其最小设定值为200ns。

4. 根据权利要求1所述的一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法，其特征在于：所述的调整能量恢复电路中的ERH时间是根据放电负载的变化在200ns至600ns之间调整。

5. 根据权利要求1所述的一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法，其特征在于：所述的调整能量恢复电路中的ERL时间是根据放电负载的变化在300ns至900ns之间调整。

6. 根据权利要求1至5任一项所述的一种降低等离子显示器能耗并提升其亮度的方法，其特征在于：所述的放电负载的变化的取值范围是在0～90%之间。