CN1397923A - 两点触发放电型交流等离子体显示屏的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两点触发放电型交流等离子体显示屏的驱动方法。利用壁电荷作为记忆媒介工作，采用寻址与显示分离的子场驱动方法实现灰度图像显示，在准备期通过施加电压脉冲于辅助放电间隙放电，使所有显示单元处于一致状态。在寻址期依据显示图像的数据选择一定显示单元的辅助放电间隙放电，在单元中积累壁电荷。在维持期，使寻址期积累了壁电荷的显示单元的主放电间隙放电，维持图像的显示。本发明可以实现寻址准确，维持电压低，高亮度，低功耗，而且显示图像稳定无串扰。尤其适用于大屏幕的交流等离子体显示屏的驱动。

Description

两点触发放电型交流等离子体显示屏驱动方法

一、所属领域

本发明属于信息显示技术领域，涉及一种等离子体显示屏的驱动方法，特别是一种用于信息终端显示及壁挂电视的两点触发放电型交流等离子体显示屏的驱动方法。

二、背景技术

目前通用的交流型等离子体显示屏均采用面放电型结构。其维持放电电极在前玻璃板上排列如下：维持放电电极X和扫描/维持放电电极Y由上而下交错排列，即X1Y1X2Y2X3Y3……XnYn，其中n为显示屏垂直分辨率。由一条X电极和相邻的一条Y电极组成一个显示行，寻址与维持期间气体放电等离子体即在这一对电极之间产生。

根据以上现有技术中的结构特点可知，现有技术等离子体显示屏有以下缺点：

1)在有效显示尺寸及显示屏的分辨率确定的情况下，放电区域的尺寸也就相应确定，放电区域和非放电区域的宽度之比较小，因而制约了显示屏的发光亮度。

2)寻址与维持期间的放电间隙为同一放电间隙，使得寻址与维持工作状态相互关联、相互制约，不能方便地选择各自的最佳工作状态，从而限制了显示屏的驱动，不能达到最优显示效果。

3)由于受到IC电路的限制，为了使寻址时寻址电压(包括X电极、Y电极和寻址电极上的电压)不致于太高，现有等离子体显示屏结构上的另外一个显著缺点是放电间隙较小，从而使其发光效率较低。

为了解决上述现有技术存在的缺陷或不足，一种全新结构的两点触发放电型交流等离子体显示屏(中国专利申请号：02114596.2)已经被提了出来。它包括一个前玻璃板1及与之封接的后玻璃板5，前玻璃板1的内侧面配置有放电电极2，放电电极2包括维持放电电极X和扫描/维持放电电极Y，在放电电极2的表面覆盖一层透明介质层3，介质层3上覆盖一层介质保护层4，所述的后玻璃板5上配置有与放电电极2相互垂直的寻址电极6，寻址电极6上覆盖一层介质层7，介质层7上配置与寻址电极6平行并且处于寻址电极6之间的障壁8，障壁8的间隙底部和侧面覆盖有荧光粉层9，其特点是：每个显示行由配置在前玻璃板内侧的两根维持放电电极X与两根扫描/维持放电电极Y构成，两根维持放电电极X与两根扫描/维持放电电极Y交错排列，并且相邻显示行之间的非放电间隙两端为一对X电极或一对Y电极，由四根电极构成的显示行形成一个主放电间隙和位于主放电间隙两边的辅助放电间隙；可用于全彩色交流等离子体显示屏，也可用于单色交流等离子体显示屏。采用此种结构的等离子体显示屏有以下的显著的优点：

1)较小的辅助放电间隙有利于减小寻址电压，从而降低对寻址电路的耐压要求，使寻址电路成本下降。

2)较大的主放电间隙有利于提高显示屏的发光效率和发光亮度，从而显著降低显示器功耗，节约能源。

3)寻址与维持期间放电间隙的分离使得寻址与维持工作状态相互关联程度降低，可以方便地选择各自的最佳工作状态，从而使显示屏能够达到最优显示效果。

4)寻址与维持期间相邻显示行之间电位差的显著降低使相邻显示行之间的放电串扰得到有效抑制，在确保不会发生放电串扰的前提下，可大幅度减小相邻显示行之间的间隔，同时增大放电区域，这样在象素尺寸一定的条件下，放电区域所占比例较大，从而提高显示屏的发光亮度。

上述新型结构等离子体显示屏的电极排列和放电方式都不同于常规的表面放电型交流等离子体显示屏，因此通用的等离子体显示屏的驱动方法和电路无法应用于这种新型结构的等离子体显示屏的驱动。

三、发明内容

本发明的目的就是提供一种可以实现寻址准确，维持电压低，高亮度，低功耗的两点触发放电型交流等离子体显示屏的驱动方法。

本发明的驱动方法的技术方案是：灰度图像的显示采用寻址与显示分离的子场驱动方式，将一个电视场分为几个子场，每个子场包括准备期、寻址期和维持期三个阶段。每个子场的显示分三个时段完成，首先在维持放电电极和扫描/维持放电电极施加一定的电压脉冲，即在准备期通过施加在两根扫描/维持放电电极和两根维持放电电极上的电压脉冲使辅助放电间隙放电，放电使得所有显示单元，不管之前其是否存在壁电荷，都处于一致的无壁电荷状态。在寻址期，顺序扫描各显示行，根据显示图像的信息通过寻址电极上的电压脉冲，选择一定显示单元的辅助放电间隙放电，在显示单元中积累壁电荷，对于主放电间隙来说，壁电荷的极性是相反的，从而该单元处于点亮状态。在维持期，在各电极上施加维持电压脉冲，使积累有壁电荷的主放电间隙放电，维持图像的显示。本发明的驱动方法的特征在于：在准备期，全屏擦除操作是通过在辅助放电间隙的两根电极之间施加电压脉冲(两者之间电压差远大于两根电极之间的着火电压)，而主放电间隙的两个电极由于电极间距大，着火电压高，所以不会在辅助放电间隙放电的同时放电。在电压脉冲的上升沿，不管一个显示单元是否存在壁电荷，辅助放电间隙都发生放电并在各自的电极上积累壁电荷，在电压脉冲的下降沿，壁电荷自身形成的电压使辅助放电间隙又发生放电(自擦除放电)，使所有显示单元中的壁电荷中和，处于一致的无壁电荷状态，为寻址作好准备。

本发明的第二个特征是：在寻址期，同时给某一行的两个扫描/维持放电电极施加扫描电压脉冲，并根据显示图像数据的情况在寻址电极上加或不加电压脉冲，维持放电电极加固定的电压，若某一显示单元的寻址电极有电压脉冲，则本单元的两个辅助放电间隙同时发生放电(两点触发放电)，在主放电间隙的两个电极上积累极性相反的足够的壁电荷，使该显示单元处于点亮状态。

本发明的第三个特征是：在维持期，辅助放电间隙的电极之间首先发生一次维持放电，以使单元中的壁电荷稳定，并以此为触发，有利于后面主放电间隙的维持放电的进行。然后辅助放电间隙的电极的电位差为0，而主放电间隙的电极之间的施加相位差为180°的维持电压脉冲。维持电压的幅值与壁电荷形成的壁电压之和大于主放电间隙的着火电压，这样就使维持放电得以进行，实现图象显示。

本发明的优点在于可以实现寻址准确，维持电压低，高亮度，低功耗，而且显示图像稳定无串扰。尤其适用于大屏幕的交流等离子体显示屏的驱动。

四、附图说明

图1是两点触发放电型交流等离子体显示屏结构原理图；

图2是两点触发放电型交流等离子体显示屏的维持放电电极X和扫描/维持放电电极Y在前玻璃板上的排列情况示意图；

图3是实现灰度图像显示的寻址与显示分离的子场驱动技术；

图4是本发明的第一种具体实施方式的驱动波形。准备期和寻址期的放电在辅助放电间隙的电极之间进行，维持放电在主放电间隙的电极之间进行；

图5是本发明的第二种具体实施方式的驱动波形。准备期和寻址期的放电在辅助放电间隙的电极之间进行，维持放电在主放电间隙的电极之间进行，第一个维持放电在辅助放电间隙和主放电间隙都进行。

五、具体实施方式

为了更清楚的理解本发明，下面结合附图和发明人依本发明的技术方案所完成的具体实施例作进一步的详细说明，这些实施例仅是完成本发明较优的实施例，并不限于这些实施例。

参见附图，图1是两点触发放电型交流等离子体显示屏的结构原理图，包括一个前玻璃板1及与之封接的后玻璃板5，前玻璃板1的内侧面配置有放电电极2，放电电极2包括维持放电电极X和扫描/维持放电电极Y，在放电电极2的表面涂覆一层介质层3，介质层3上覆盖一层介质保护膜4。所述的后玻璃板5上制备有寻址电极6，寻址电极6上涂覆一层介质层7，介质层7上设置障壁8，障壁8的间隙底部与侧壁涂覆有荧光粉层9，其中，R、G、B分别代表红色、绿色和兰色荧光粉层。在前玻璃板1和后玻璃板5之间充有Ne、Ar、Xe、He等混合放电气体。

图2是两点触发放电型的维持放电电极X和扫描/维持放电电极Y在前玻璃板1上的排列情况。1)当显示屏的垂直分辨率n为奇数时，排列为X11Y11X12Y12-Y21X21Y22X22-X31Y31X32Y32……Xn1Yn1Xn2Yn2；2)当显示屏的垂直分辨率n为偶数时，排列为X11Y11X12Y12-Y21X21Y22X22-X31Y31X32Y32……Yn1Xn1Yn2Xn2。维持放电电极X11、X12、X21、X22、……Xn1、Xn2单独引出，在外部分为两组连接在一起，接受不同的控制信号。分组规则为：第一组X11、X22、X31、X42……(下标之和为偶数)，第二组X21、X12、X32、X41……(下标之和为奇数)。扫描/维持放电电极Y11、Y12、Y21、Y22……Yn1、Yn2则分别引出，单独控制。

图2中的虚线框为一个个放电单元，每个放电单元包括了两根维持放电电极和两根扫描/维持放电电极。以放电单元C2i为例，维持放电电极为X21电极和X22电极，扫描/维持放电电极为Y21电极和Y22电极。两个辅助放电间隙分别位于Y21电极、X21电极之间和Y22电极、X22电极之间，主放电间隙位于X21电极与Y22电极之间。

图3为本发明采用的实现灰度图像显示的寻址与显示分离的子场驱动技术。将一场分为几个子场，如图中所示分为8个子场，每个子场包括准备期、寻址期和维持期。各子场维持期的维持电压脉冲个数(或维持期长度)的关系为1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128，通过不同子场的组合就可以实现256级灰度的显示。在实际应用中，维持电压脉冲的比率也可不按上述的顺序安排，而且各子场的维持电压脉冲个数可根据实际显示亮度调节。

图4为依据本发明的技术方案所完成的第一种实施实例的驱动波形。如上所述，一子场分为三个阶段：准备期、寻址期和维持期。由于前面一子场结束时单元中与之显示相应的壁电荷可能会保留了下来，因此，在准备期通过在辅助放电间隙的强放电使全屏所有显示单元不管上一子场是否发生过维持放电都进行放电。图4的波形中是在所有X电极施加电压脉冲Vw(Vw的幅值远大于辅助放电间隙的着火电压)，这样在辅助放电间隙的两个电极上积累了极性相反的壁电荷，壁电荷形成的壁电压大于辅助放电间隙的着火电压。这样，在电压脉冲的下降沿，由于各电极的外加电压都为0V，所以壁电压又引起辅助放电间隙放电(自擦除放电)，该放电使得单元中的壁电荷得到中和，从而使全屏所有显示单元处于一致的无壁电荷状态。

在寻址期，根据所要显示图像的输入数据信息进行写放电，在要点亮的显示单元中积累壁电荷，使这些单元处于点亮状态。具体的讲就是顺序在各显示行的扫描/维持放电电极Y11Y12、Y21Y22……Yn1Yn2顺序施加电压脉冲-Vy，其中一行中的两个Y电极的扫描电压脉冲是通过两组电路同步施加。而未扫描到的显示行的Y电极的电压为-Vn。根据输入的显示数据在某一个A电极施加电压脉冲Va，这样扫描到的一行中的A电极加有电压脉冲的显示单元就会在辅助放电间隙上的A电极和扫描/维持放电电极间发生放电，而此时X电极在寻址期为电压Vx，这样，以A电极和扫描/维持放电电极Y的放电为引火，辅助放电间隙之间的维持放电电极X和扫描/维持放电电极Y也发生放电，从而在主放电间隙的两个电极上积累了极性相反的大量的壁电荷，使该显示单元处于点亮状态，为下一步的维持显示做好准备。在寻址时，由于主放电间隙的电极间距较大，所以在主放电间隙的电极之间不会发生放电，而仅在辅助放电间隙上放电(由于其电极间距较小)也可以使寻址的电压得到降低。

在维持期，全屏的所有辅助放电间隙的电极之间的电压为0V，而主放电间隙的电极之间的电压为维持电压Vs；同时，在两行之间的非放电间隙之间的电极也处于相同的电位，所以仅在主放电间隙的电极之间进行维持放电。以第一个显示行为例，经过寻址期后，在Y11电极上积累有正电荷，在X12上积累有负电荷；进入维持期后，首先在X11和Y11上施加维持电压脉冲Vs(Vs的幅值与壁电荷的壁电压之和大于主放电间隙的着火电压)，而X12和Y12的电压为0V，这样第一个显示行中在寻址期积累有壁电荷的显示单元就会在主放电间隙上进行放电，放电使壁电荷极性反向。然后在X11和Y11上施加维持电压脉冲0V，而X12和Y12上施加维持电压脉冲Vs，在显示单元的主放电间隙上又进行一次放电。以此重复下去，就可以维持本行显示单元的放电显示。

由图4还可以看到，在施加维持电压脉冲时，相邻两行的非放电间隙的电极之间的电压相同。如图中电极Y12和Y21的电压施加是同相的，保持两者之间的电压差为0V，从而确保相邻两行之间的放电串扰降低到最小，保证了图像显示的稳定性。这样，即使主放电间隙的间距再增大，也不容易出现放电串扰，以进一步提高显示亮度。

图5是本发明的第二种实施实例。因为在第一种实施实例中，进入维持期以后，直接在主放电间隙的电极之间进行维持放电，但由于寻址期的时间较长，较早寻址的单元中的空间电荷已经很少，所以可能会不容易在主放电间隙上发生维持放电，所以在第二种实施实例中对其进行了改进。准备期和寻址期的操作同实施实例一一样，这里就不再赘述。不同的地方在于维持期操作的第一步，在各行的主放电间隙的电极之间放电的同时，辅助放电间隙的电极之间也进行维持放电，由于辅助放电间隙的电极间距较小，所以容易发生放电，这样使主放电间隙的维持放电也容易进行，从而使维持期一开始，在主放电间隙的电极上壁电荷的积累足够且稳定，这也保证了后面主放电间隙上的维持放电可以可靠的进行，确保了显示的可靠性和稳定性。

具体的仍以第一个显示行为例，经过寻址期后，在Y11和Y12电极上积累有正电荷，在X11和X12上积累有负电荷；进入维持期后，首先在Y11和Y12上施加维持电压脉冲Vs(Vs的幅值与壁电荷的壁电压之和大于主放电间隙的着火电压)，而X11和X12的电压为0V，从而辅助放电间隙的电极之间的电压为Vs，主放电间隙的电极之间的电压也为Vs，并且外加电压Vs都和壁电荷的电压可以叠加，使间隙之间的总电压大于主放电间隙和辅助放电间隙的着火电压。这样第一个显示行中在寻址期积累了壁电荷的单元就会首先在辅助放电间隙上进行放电，以此为引火，在主放电间隙的电极之间也会发生放电，放电使得壁电荷的极性反向，即在Y11和Y12电极上积累有负电荷，在X11和X12上积累有正电荷。之后，后面的操作同第一种实施实例，辅助放电间隙的电极之间的电压脉冲同相，仅在主放电间隙的电极之间施加维持电压脉冲，使维持放电仅在主放电间隙上进行。

由上述两个实施实例可以看出，本发明的寻址期和维持期的放电在不同的放电间隙上进行，从而可以选择合适的寻址电压和维持电压，使驱动电路的设计有较大的灵活性，以降低寻址的电压，减小驱动功耗，而且可以最大限度地发挥显示屏的性能。

上述实施实例中的驱动时序波形，都可以通过可编程逻辑器件产生低压逻辑信号，再通过其控制高压驱动电路或高压集成电路产生。

采用本发明的两点触发放电型交流等离子体显示屏的驱动方法，可以实现寻址准确，维持电压低，高亮度，低功耗，而且显示图像稳定无串扰。尤其适用于大屏幕的交流等离子体显示屏的驱动。

Claims (5)

1、一种两点触发放电型交流等离子体显示屏的驱动方法，等离子体显示屏包括前玻璃板和后玻璃板，前玻璃板上的两根维持放电电极X与两根扫描/维持放电电极Y交错排列，由四根电极构成的显示行包括一个主放电间隙和位于主放电间隙两边的辅助放电间隙，后玻璃板上排列有与维持放电电极和扫描/维持放电电极相垂直的寻址电极，两根维持放电电极和两根扫描/维持放电电极与寻址电极的交叉点为一个显示单元；其特征在于：该驱动方法包括，灰度图像的显示采用寻址与显示分离的子场驱动方式，将一个电视场分为几个子场，每个子场的显示分三个时段，包括准备期、寻址期和维持期；

在准备期，维持放电电极和扫描/维持放电电极上施加一定的电压脉冲，使辅助放电间隙放电，在显示单元中积累壁电荷，壁电荷形成的壁电压引发自擦除放电使所有显示单元都处于一致的无壁电荷状态；

在寻址期，顺序扫描各显示行，根据显示图像的信息通过寻址电极上的电压脉冲控制，选择一定单元的辅助放电间隙放电，在显示单元的主放电间隙上积累极性相反的壁电荷，使该单元处于点亮状态；

在维持期，对主放电间隙施加电压脉冲，使积累有壁电荷的显示单元的主放电间隙放电，维持图像的显示。

2、根据权利要求1所述的两点触发放电型交流等离子体显示屏的驱动方法，其特征在于：在准备期，全屏擦除操作是通过在辅助放电间隙的两个电极之间施加电压脉冲，使辅助放电间隙的电极之间放电擦除掉存在于主放电间隙的两个电极之上的壁电荷。

3、根据权利要求1所述的两点触发放电型交流等离子体显示屏的驱动方法，其特征在于：在寻址期，是通过同时给某一行的两个扫描/维持放电电极施加扫描电压脉冲，同时根据显示图像数据的情况在寻址电极上加或不加电压脉冲，维持放电电极加固定的电压。

4、根据权利要求1所述的两点触发放电型交流等离子体显示屏的驱动方法，其特征在于：在维持期，同一个辅助放电间隙的两个电极上施加的电压脉冲相同，仅主放电间隙的电极之间存在维持电压。

5、根据权利要求1所述的两点触发放电型交流等离子体显示屏的驱动方法，其特征在于：在维持期，先在辅助放电间隙的电极上施加一个维持电压脉冲，此后同一个辅助放电间隙的两个电极上施加的电压脉冲相同，仅主放电间隙的电极之间存在维持电压。

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