CN1324545C - 驱动交流等离子体显示面板的扫描电极的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于交流等离子体显示面板(AC PDP)的扫描电极驱动装置，包括多个地址电极和多个被交替布置成彼此成对的扫描电极和维持电极，并且，在扫描电极和维持电极之间具有面板电容器，包括：一个电源恢复单元，用于提供电源以加载用于维持放电的波形，以及恢复和再使用该电源；一个斜坡波形提供器，提供一个重置脉冲信号，用于在重置周期利用从所述电源恢复单元接收的电源，对各个放电单元进行重置；以及一个扫描脉冲发生器，提供用于在扫描周期积累壁电荷到被寻址的放电单元的脉冲信号。

Description

驱动交流等离子体显示面板的扫描电极的装置和方法
                        技术领域
本发明涉及交流(AC)等离子体显示面板(plasma display panel，PDP)。具体地说，本发明涉及一种用于驱动该AC PDP的扫描电极的装置和方法，可以减少扫描Y电极驱动电路中驱动开关的数目，从而在PDP与驱动电路之间设置电流流通通路。
                        背景技术
通常，等离子体显示面板(PDP)是一个扁平的面板显示器，用于通过等离子气体放电来显示字符或图像。布置成矩阵形式的象素数目依照PDP的尺寸从几十万到几百万以上。根据驱动电压的波形和放电单元的结构，PDP分为直流(DC)PDP和交流(AC)PDP。
DC PDP和AC PDP之间最显著的差别是：在DC PDP中，当加上电压时，电流直接在放电区流过，因为电极直接暴露在放电空间。这样，在DC PDP之外必须使用限流电阻。然而，在AC PDP中，电流被覆盖在电极上的绝缘层所自然形成的电容所限制。AC PDP比DC PDP的寿命长，因为电极被得到了保护，避免了由于放电产生的离子轰击。AC PDP的一个重要特性之一是记忆特性，它是由覆盖在电极上的绝缘层引起的电容来实现的。
根据AC PDP的光发射原理，放电产生的原因是因为在普通电极(X电极)与扫描电极(Y电极)之间存在脉冲形式的电势差。此时，在放电过程中产生的真空紫外(UV)线激发红色(R)、绿色(G)、蓝色(G)荧光体。各荧光体在光合成时分别发光。有各种各样的影响放电的因素，如PDP中放电气体的压力、氧化镁(MgO)保护薄膜的二次电子发射特性、以及电极的结构和驱动条件。
在AC PDP中，由于用于维持放电操作的普通电极(X电极)与扫描电极(Y电极)是容性负载，X电极与Y电极就形成了电容器Cp。为了加载用于维持放电的波形，则需要不同于放电电源的电抗性电源。用于恢复和再使用电抗性电源的电路被称为维持放电电路或电源恢复电路。
图1示出了一个普通PDP的电极布置方式。
电极布成一个n行m列的矩阵。在列方向是从A1到Am的地址电极，在行方向是n行从SCN1到SCNn的扫描电极和从SUS1到SUSn的维持电极。放电区位于一个地址电极与一对扫描电极与维持电极彼此交叉的位置，并形成一个放电单元。
传统的Y电极驱动电路包括一个电源恢复单元、一个重置脉冲提供器、和一个扫描缓存集成电路(IC)、和一个扫描脉冲提供器。
电源恢复单元通过基于操作时序的开关操作向一个面板电容器供电，并在放电后恢复电源。重置脉冲提供器产生一个重置脉冲以重置每一个放电单元。扫描缓存IC存有一个按照预定时序输出的扫描脉冲信号。扫描脉冲提供器选择哪些放电单元应该导通或关断。
根据由Y电极驱动电路驱动面板的方法，一帧包括n个子场。每个子场包括一个重置周期、一个扫描周期、一个维持周期、和一个消除周期。
在重置周期的上半周期时，从A1到Am的地址电极和从SUS1到SUSn的维持电极被维持在0伏特(V)。一个斜坡电压被加在从SCN1到SCNn的扫描电极，该斜坡电压从不高于维持电极的开始放电电压，增加到高于维持电极的开始放电电压。在重置周期的下半周期时，加在扫描电极上的斜坡电压从不高于维持电极的开始放电电压缓慢地降低到0V。
在扫描周期，所有的Y电极被维持在一个预定的电压。一个地址电压和一个扫描脉冲电压(0V)分别被同时加在相应于将在第一行显示的放电单元的地址电极和Y电极，以在被选择的放电单元内积累壁电荷。
在维持周期，一个维持脉冲被加在所有的Y电极和X电极上，以便在放电单元中根据一定的显示亮度维持放电。
在消除周期，一个消除脉冲被加在所有的X电极以停止放电。
在应用这种面板驱动方法的驱动电路中，需要给Y电极驱动电路的重置脉冲提供器提供多个开关，以产生用于重置周期的斜坡波形。这些开关用来断开驱动电路与面板之间的电流通路，并且当重置波形产生时隔离电源恢复单元和扫描脉冲提供器。
在传统的Y电极驱动电路中，开关在电路的构成中起重要的作用。然而，多个开关增加了驱动电路的制造成本。并且，这些开关位于主电流通路上，这将不利于各个驱动信号的输出特性。
                           发明内容
本发明的目的是，通过去除在电流主通路上的开关，提供一种用于产生作为重置周期的操作波形的重置波形的扫描电极驱动装置。
按照本发明的一个方面，一种包含多个地址电极和按多个Z形(zigzag)布置以便于制做成相互成对的扫描电极和维持电极、以及在扫描电极和维持电极之间具有面板电容器的交流(AC)等离子体显示面板(PDP)的扫描电极驱动装置，包括：一个电源恢复单元，用于给面板提供电源，以便提供维持放电的波形以及恢复和再使用所提供电源；一个斜坡波形提供器，用于基于在重置周期从电源恢复单元接收的电源，来提供用于重置相应放电单元的状态的脉冲信号；一个扫描脉冲发生器，用于在扫描周期积累壁电荷到被寻址的放电单元，其中，所述斜坡波形提供器将第一电流传输通路和第二电流传输通路进行隔离，所述第一电流传输通路将用于重置每个放电单元的脉冲信号传输到面板电容器，所述第二电流传输通路用于从面板电容器恢复电源。
按照本发明的另一方面，一种用于驱动包括多个地址电极和多个按Z形布置以便于做成相互成对的扫描电极和维持电极、以及在扫描电极和维持电极之间具有面板电容器的PDP的方法，包括如下步骤：(a)重置由地址电极、扫描电极、和维持电极构成的放电单元的电荷分布状态；(b)决定是否导通或关断放电单元，并寻址放电单元；和(c)对寻址到的放电单元进行维持放电，其中在步骤(a)包括如下步骤：提供重置电压给面板电容器；通过不同于提供重置电压给面板电容器的通路的第一和第二条通路，导通与面板电容器电耦合的第一和第二开关，以便减少提供到面板电容器的重置电压。
                         附图说明
下面的附图是构成说明书的一部分，说明了本发明的一个实施例，这些附图和文字描述部分一起解释了本发明的原理。
图1示出了一个普通的等离子体显示面板(PDP)的电极布置图。
图2是根据本发明的一个实施例的交流(AC)PDP的Y电极驱动电路的电路图。
图3示出了根据本发明实施例的驱动波形图。
图4A和4B示出了根据本发明实施例的驱动电路在维持周期的波形，并且允许维持波形之间相互对比。
图5A和5B示出了根据本发明实施例的驱动电路在重置周期的波形，并且允许重置波形之间相互对比。
图6A和6B允许比较根据本发明实施例的驱动电路在重置周期的波形的一些可测量部分。
图7A和7B示出了根据本发明实施例的驱动电路在扫描周期的波形，并且允许扫描波形之间相互对比。
图8是显示根据本发明实施例的包括Y电极驱动电路的PDP的结构框图。
                        具体实施方式
以下只详细地描述和示出了通过实现本发明的发明人简单地阐述预期的最好模式下的本发明的优选实施例。本领域技术人员都应明白，可能对本发明各个方面进行修改，而这些修改都不偏离本发明的范围。相应地，附图和描述从实质上将被看作是说明性的，而不是限制性的。
图2是显示根据本发明的一个优选实施例的AC PDP的Y电极驱动电路的电路图。
如图2所示，根据本发明的一个优选实施例的AC PDP的Y电极驱动电路包括一个电源恢复单元100，用于给面板电容Cp提供电源，以便提供用于维持放电、恢复和再使用提供电源的波形；一个重置脉冲提供器200，用于基于从电源恢复单元100接收的电源，提供用于重置相应放电单元状态的脉冲信号给放电单元，以便寻址操作可以平稳地进行；一个扫描缓冲器IC300，用于存储一个用于重置相应放电单元状态的重置信号和一个用于积累壁电荷到放电单元的扫描信号，并且根据预定的时序输出所存储的信号；和一个扫描脉冲提供器400，用于积累壁电荷到被寻址的放电单元。
现在，参照附图详细说明根据本发明的实施例的AC PDP的Y电极驱动电路。
图3示出了根据本发明的实施例的波形。
如图3所示，在一个重置阶段，面板电容器Cp两端的电压被维持在0V，因为开关Yg被控制成恰好先于开关Yr而导通。电源恢复电容器Css预先充电到Vs/2，即外部提供电压Vs的一半，目的是为了防止在维持放电开始时产生浪涌电流。在面板电容器Cp的两端电压都被维持在0V的状态下，当开关Yr开始导通时，开关Ys、Yg、和Yf开始关断，形成一个LC振荡电路，该电路在由电源恢复电容器Css、开关Yr、二极管D1、电感L、和二极管Ds构成的路径上。相应地，电流从当前的路径流过，并且增加面板电容器Cp的输出电压到预定的电压值Vs。
开关Yr和Ys导通，开关Yf和Yg关断。相应地，外部供应电压Vs通过开关Ys流到面板电容器Cp，因此维持面板电容器Cp的输出电压，并且电容器C1维持重置脉冲电压Vset和电压Vs之间的电压差。
此时，开关Yrr导通，以便提供一个上升的斜坡波形。相应地，全电压值可以增加到通过叠加外部提供电压Vs到重置脉冲电压Vset的和。相应地，全电压值是外部提供电压Vs加上重置脉冲电压Vset的和。此时，加在开关Ysp和开关Yfr的门电路上的是低电平信号。相应地，开关Ysp和开关Yfr关断，电压因此上升。根据本发明的实施例，外部提供电压Vs被驱动到160V，并且，因为重置电压Vset被驱动到220V，所以最终的阈值电压是160V+220V＝380V。然而，本发明并不限于本实施例。用于让电流只能单向流过的二极管D3和D4的普通操作的描述将被省略。
如图3所示，传统的驱动方法是除扫描周期外导通开关Ysp。然而本发明是在预定的第一阶段，当采用上升值斜坡波形时关断开关Ysp。相应地，本发明在这个阶段会隔离电源恢复单元100和扫描脉冲提供器400。
在重置周期的后半周期，开关Ysp和Yfr导通。相应地，已增加到重置脉冲电压Vset的驱动电压现在正缓慢下降。
当扫描周期开始时，开关Ysp的门电路被加载低电平信号。当用于在扫描周期操作的扫描脉冲加载到开关Ysc时，开关Yfr的门电路将持续加载高电平信号。在传统技术中，当扫描脉冲被加载时，开关Yfr是关断的。然而，在本发明中，开关Yfr是持续导通的。这是因为开关Yfr在扫描周期加载地偏压到扫描缓冲器IC300的低电平侧。因此，在扫描周期，开关Yfr必须导通。使用开关Yfr会积极影响用于偏置地电压的扫描波形的特性，因为，扫描周期正好开始于下降斜坡波形完成之后。
当扫描周期结束、维持周期开始后，开关Ysp导通、开关Yfr关断。这时，开关Yf导通，开关Yr、Ys、和Yg关断(步骤1)。相应地，LC振荡电路由面板电容器Cp、开关Ysp、电感L、二极管D2、开关Yf、和电源恢复电容器Css组成的通路形成。因此，电流流过电感L，并且面板输出电压降低到0V。因此，开关Yg导通，因此面板输出电压维持在0V(步骤2)。然后，开关Yf和Yg关断且Yr导通，LC振荡电路由面板电容器Cp和电感L形成(步骤3)。此时，电流流过电感L且面板输出电压增加到Vs。这时，开关Ys导通，因此面板输出电压维持在Vs(步骤4)。通过重复步骤1到4，就形成了维持放电的波形。
在消除周期，一个预定的消除脉冲加到所有的X电极以停止维持放电。对放电期开关的操作的描述将被省略。
图4A和4B示出了根据本发明实施例的驱动装置的维持周期波形，并允许维持周期波形的对比。
现在，将要描述维持周期的维持脉冲。在传统技术中，当维持脉冲波形上升和下降时，内置二极管会在脉冲中产生噪音，因为，维持脉冲波形通过了相应于本发明实施例中的二极管Ds的传统开关(下文中称为开关Yp)中的内置二极管。在本发明的实施例中，当维持脉冲上升和下降时，维持脉冲波形是干净的，因为，当维持脉冲波形被加载时，该维持脉冲波形通过图2的二极管Ds。
通常，因为维持脉冲波形的上升脉冲波形通过的是传统开关Yp的内置二极管，所以会产生噪音。然而，在本发明中，维持脉冲波形的上升脉冲波形通过的是二极管Ds，该二极管Ds比传统开关Yp的内置二极管具有更好的的电流特性。同样，在传统方法中，当维持脉冲波形下降时，维持脉冲波形通过开关Yp和开关Ysp。然而，在本发明中，维持脉冲波形仅通过开关Ysp。
图5A示出了根据传统驱动方法的驱动装置的重置周期波形，而图5B示出了根据本本发明的相同部分。
如图5B所示，根据本发明的实施例，将开关Yp切换到二极管Ds后的重置周期波形和图5A中的传统重置周期的重置脉冲波形相似。
图6A示出了根据传统驱动方法的驱动装置的重置周期波形，而图6B示出了根据本发明的相同部分的波形。
如图6B所示，根据本发明实施例的重置周期波形中的电压从电压Vset降低到电压Vs的那一部分，与图6A中通过开关Ysp的操作而形成的波形类似。
图7A示出了根据传统驱动方法的驱动装置的扫描周期波形，而图7B示出了根据本发明实施例的相同部分波形。
图2中的根据本发明实施例的驱动装置中的开关Yfr，在扫描周期，将地偏压加载到扫描缓冲器IC300的低电平侧。根据本发明实施例的扫描波形和图7A中通过开关Yfr的操作而形成的扫描波形相同。
图8是显示根据本发明实施例的包含Y电极驱动装置的PDP的结构框图。
将要在面板8000中显示的模拟图像信号被转换成数字数据并将该数字数据记录在帧存储器1000中。帧发生器2000把存储在帧存储器1000中的数据根据需要进行分割，并将已分割的数字数据输出给扫描电路4000。例如，面板8000根据灰度级将存储在帧存储器1000中的一帧象素数据分割成多个子场，以便显示多个灰度级，并输出相应子场的数据。
扫描电路4000具有用于面板8000的Y电极驱动电路6000和X电极驱动电路5000，根据所产生的操作信号扫描相应的放电单元，并且具有一个用于执行寻址操作的地址电极驱动电路7000，以便根据操作信号导通或关断放电单元。
扫描电路4000包括一个重置脉冲发生器4100；一个扫描脉冲发生器4200；一个维持脉冲发生器4300；和一个消除脉冲发生器4400；它们分别用于产生用于在重置周期、扫描周期、维持周期、和消除周期加载到各个电极上的信号波形。即：重置脉冲发生器4100产生用于重置各放电单元状态的重置信号。扫描脉冲发生器4200产生用于选择放电单元以便接通并寻址所选择的放电单元的地址信号。维持脉冲发生器4300产生用于对由扫描脉冲发生器4200所寻址的放电单元进行放电的维持信号。最后，消除脉冲发生器4400产生用于消除通过所述维持放电所积累的壁电荷的消除信号。此外，扫描电路4000包括一个组合电路4500，用于组合各信号并将其加载到各电极。一个时序控制器3000产生操作帧发生器2000和扫描电路4000所需要的各种时序信号。
虽然对本发明所做的描述是结合目前所认为是最实际和优选的实施例，但应该明白，本发明并不限于所透露的实施例，相反，本发明意图覆盖各种包括在所附权利要求书的精神和范围内的修改和等效设计。
如上所述，在用于驱动根据本发明的AC PDP的扫描电极的装置和方法里，有可能通过去掉主通路上存在的用于传导电流的开关来简化扫描电极驱动装置的结构和减少扫描电极驱动装置的制造成本。
此外，还有一个优点是，由于电流通路去掉了开关，也可以减少由于电流传导，开关Ysp和产生维持脉冲所带来的热损失。
同时，也可以形成更想要的扫描脉冲波形，因为，去掉电流通路上的开关之后，在扫描周期，可以通过改变电路通路而将地偏压加载到开关Yfr。

Claims (9)

1.一种用于等离子体显示面板的扫描电极驱动装置，包括多个地址电极和多个被交替布置成彼此成对的扫描电极和维持电极，并且，在扫描电极和维持电极之间具有面板电容器，所述扫描电极驱动装置包括：
一个电源恢复单元，用于提供电源以加载用于维持放电的波形，以及恢复和再使用该电源；
一个斜坡波形提供器，提供一个重置脉冲信号，用于在重置周期利用从所述电源恢复单元接收的电源，对各个放电单元进行重置；
一个扫描脉冲发生器，提供用于在扫描周期积累壁电荷到被寻址的放电单元的扫描脉冲信号；和
一个扫描缓冲器，用于接收并存储所述斜坡波形提供器输出的重置脉冲信号和所述扫描脉冲发生器输出的扫描脉冲信号，并且根据预定的时序输出所存储的信号；
其中，所述斜坡波形提供器将第一电流传输通路和第二电流传输通路进行隔离，所述第一电流传输通路将用于重置每个放电单元的脉冲信号传输到面板电容器，所述第二电流传输通路用于从面板电容器恢复电源。
2.如权利要求1中所述的装置，其中，所述斜坡波形提供器包括一个第一二极管，该第一二极管用于将重置脉冲信号传输到面板电容器，并用于截止从面板电容器恢复电流通路。
3.如权利要求2中所述的装置，其中，所述扫描脉冲发生器包含一个第一开关，该第一开关连接在用于提供扫描脉冲波形的一个端子和所述第一二极管之间，用于设置从面板电容器恢复的第二电流传输通路。
4.如权利要求2中所述的装置，其中，所述斜坡波形提供器包含一个第二开关，该第二开关连接在所述第一二极管与地电压之间，用于提供相应于由扫描脉冲发生器所提供的电压的地电压。
5.如权利要求3中所述的装置，其中，所述第一开关在重置周期的斜坡波形上升期间关断，并在扫描周期关断，使得扫描脉冲信号可以被加载到驱动电路。
6.如权利要求4中所述的装置，其中，所述第二开关在重置周期的斜坡波形下降期间和扫描周期导通，以便在扫描周期提供地电压。
7.一种用于驱动等离子体显示面板的方法，该等离子体显示面板包括多个地址电极和多个被交替布置成彼此成对的扫描电极和维持电极，并且在扫描电极与维持电极之间具有的面板电容器，所述驱动等离子体显示面板的方法包括如下步骤：
(a)重置每一个由地址电极、扫描电极、和维持电极限定的放电单元；
(b)寻址需要被接通的放电单元；和
(c)在被寻址到的放电单元中保持维持放电，
其中，步骤(a)还包括如下步骤：
提供一个重置电压给面板电容器；和
接通第一和第二开关以便减少提供给面板电容器的重置电压，其中该第一开关通过与提供重置电压给面板电容器的通路不同的第一电流传输通路与面板电容器电耦合，该第二开关通过与提供重置电压给面板电容器的通路不同的第二电流传输通路与面板电容器电耦合，
其中，步骤(b)还包括步骤：导通具有与地电压相耦合的一个第二端子的所述第二开关，以便寻址放电单元。
8.如权利要求7所述的方法，其中，步骤(c)还包括步骤：导通具有与维持放电电压相耦合的一个第二端子的所述第一开关，以便对被寻址到的放电单元进行维持放电。
9.如权利要求7所述的方法，其中，在步骤(b)中，在第二开关被导通期间，具有第一电压电平的一个扫描电压偏压被加载到操作电压的高电平侧，并且，一个地电压偏压加载到该操作电压的低电平侧。
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