CN1760955A - 等离子显示设备及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及等离子显示设备及其驱动方法，且更为具体的说涉及产生维持脉冲的等离子显示设备及其驱动方法。本发明根据视频信号的负载，比如APL值、显示面积或维持脉冲的数目控制加到电极的维持脉冲的上升时间。本发明的等离子显示设备和驱动方法根据负载控制维持脉冲的上升时间。因此，能够防止亮度残留影像且改进画面质量。

Description

等离子显示设备及其驱动方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2004年10月11日在韩国提交的专利申请No.2004-81133的优先权，将其整个内容在此完全包括并作为参考。
技术领域
本发明涉及等离子显示设备及其驱动方法，且更为具体地说，涉及产生维持脉冲的等离子显示设备及其驱动方法。
背景技术
通常，等离子显示面板包括由碱石灰玻璃组成的前基片和后基片。在前基片和后基片之间形成的阻挡条将多个放电单元分区。将比如氦-氙(He-Xe)或氦-氖(He-Ne)的惰性气体注入放电单元，且惰性气体以高频电压产生放电。当结束放电时，惰性气体产生真空紫外线。真空紫外线激发在阻挡条之间形成的荧光材料，由此显示图像。
图1是示意性地示出了现有等离子显示面板的结构的透视图。
如图1所示，现有等离子显示面板包括前面板和后面板。前面板包括前玻璃基片10。后表面包括后玻璃基片20。前面板和后面板彼此平行，且在其间具有预定距离。
在前玻璃基片10上形成用于通过互相放电来维持单元的发射的维持电极对11、12。维持电极对包括扫描电极11和维持电极12。扫描电极11包括由透明ITO材料形成的透明电极11a和由金属材料形成的总线电极11b。维持电极12包括由透明ITO材料形成的透明电极12a和由金属材料形成的总线电极12b。
扫描电极11接收用于扫描面板的扫描信号和用于维持放电的维持信号。维持电极12主要接收维持信号。在维持电极对11、12上形成介质层13a，且它用于限定放电电流和提供在电极对之间的绝缘。在介质层13a的上表面上形成保护层14，且其由氧化镁(MgO)形成从而改善放电条件。
在后玻璃基片20上设置和维持电极对11、12交叉的寻址电极22。在寻址电极22上形成介质层13b，且其用于提供在寻址电极22之间的绝缘。在介质层13b上形成阻挡条21，并对放电单元分区。在阻挡条21和阻挡条21之间涂覆R、G和B荧光材料层23，且其放射用于显示图像的可见光。
前玻璃基片10和后玻璃基片20由密封材料组合在一起。将比如氦(He)、氖(Ne)或氙(Xe)的惰性气体注入其上执行耗尽过程的等离子显示面板。
下面将参考图2描述上述结构的现有等离子显示面板的表现图像灰度级的方法。
图2是用于示出现有等离子显示设备的表现图像灰度级的方法的视图。
如图2所示，现有等离子显示设备通过将一帧划分为几个子场来表现灰度级，该几个子场具有不同的辐射数目。每个子场被划分为用于均匀产生放电的复位周期、用于选择待放电的单元的寻址周期、和用于根据放电数目实现灰度级的维持周期。例如，如果需要以256个灰度级显示图像，将对应于1/60秒的帧周期(16.67ms)划分为八个子场SF1到SF8，如图2所示。八个子场的每一个被再次划分为复位周期、寻址周期和维持周期。每个子场的复位周期和寻址周期对于每个子场都相同，然而其维持周期在每个子场中以2n的比率增加(其中，n＝0，1，2，3，4，5，6，7)
图3是用于示出现有等离子显示设备的驱动方法的视图。
如图3所示，通过将其划分为用于复位整个单元的复位周期、用于选择待放电的单元的寻址周期和用于维持所选单元的放电的维持周期，来驱动现有的等离子显示设备。
在复位周期的建立周期SU中，同时将上升沿波形(Ramp-up)加到所有扫描电极Y。上升沿波形引起在整个屏幕的单元中产生放电。建立放电使得正的壁电荷在寻址电极X和维持电极Z上累积，并使得负的壁电荷在扫描电极Y上累积。
在复位周期的撤除周期SD中，下降沿波形(Ramp-down)引起在单元中产生弱的擦除放电，从而擦除冗余地形成的一些壁电荷。撤除放电使得壁电荷达到能够稳定产生寻址放电的程度以均匀地留在单元中。
在寻址周期中，当将负的扫描脉冲顺序加到扫描电极Y时，和扫描脉冲同步地将正的数据脉冲(data)提供到寻址电极X。当添加在扫描脉冲和数据脉冲之间的电压差以及在复位周期中产生的壁电压时，在应用了数据脉冲的单元中产生寻址放电。另外，在由寻址放电选择的单元中形成其中当应用维持电压时能够产生放电的程度的壁电荷。在擦除周期和寻址周期期间，向维持电极Z提供正的DC电压(Zdc)，使得通过减少在扫描电极Y和维持电极Z之间的电压差而不在维持电极Z和扫描电极Y之间产生错误放电。
在维持周期中，将维持脉冲(sus)交替加到扫描电极Y和维持电极Z。在由寻址放电选择的单元中，无论何时添加在单元中的壁电压和维持脉冲时应用维持脉冲，都在扫描电极Y和维持电极Z之间产生维持放电。
在完成维持放电之后，将具有窄的脉冲宽度和低电压电平的倾斜波形(erase)加到维持电极Z，擦除留在整个屏幕的单元中的壁电荷。
图4是用于示出在现有等离子显示面板中产生的本地残留影像因子的视图。
如图4所示，在其中在现有等离子显示设备的显示表面200的中心部分200a显示对应于特定灰度级的第一窗口图形的情况中，也就是，平均图像电平(APL)值低时，现有的等离子显示设备通过增加分配的维持脉冲的数目来增强预定窗口图形的亮度。因此，现有等离子显示设备能够改进对比度特性。
在其中在现有等离子显示设备的显示表面200的整个屏幕200b上显示对应于特定灰度级的第二窗口图形的情况中，也就是，当APL值变高时，现有等离子显示设备通过减少分配的维持脉冲的数目降低显示表面200的整个屏幕200b的亮度。因此，现有等离子显示设备能够节省能耗。在该情况中，在显示表面200的部分200a现有的第一窗口图形被表现为残留影像200c。因为荧光材料的辐射效率根据荧光材料在放电情况下的分布区域而不同，从而表现出这个本地亮度残留影像200c
就是说，在阻挡条之间存在的荧光材料包括在阻挡条的侧面侧存在的侧壁荧光材料，以及在阻挡条之间的介质材料上存在的下荧光材料。侧壁荧光材料和下荧光材料的每一个的亮度宽度和返回时间是由初始老化程度决定的。在该情况中，亮度宽度指的是从荧光材料的最大辐射到最小辐射的亮度差。返回时间指的是从荧光材料的最大辐射到最小辐射的返回时间。就是说，因为由表面放电产生初始老化，侧壁荧光材料的恶化程度大于下荧光材料的恶化程度。因此，侧壁荧光材料的亮度宽度和返回时间小于下荧光材料的亮度宽度和返回时间。
如上所述，侧壁荧光材料的亮度宽度和返回时间小于下荧光材料的亮度宽度和返回时间。因此，如果在显示最高亮度的窗口图形之后在整个屏幕上产生放电，因为屏幕的中心部分200a的放电单元的侧壁荧光材料和下荧光材料之间的亮度宽度和返回时间的不匹配，产生亮度残留影像。
发明内容
因此，本发明考虑上述现有技术中出现的问题，且其目的在于提供其中防止亮度残留影像的等离子显示设备及其驱动方法。
为实现上述目的，根据本发明的等离子显示设备包括负载计算器，其接收视频信号并计算视频信号的负载，和上升时间控制器，其根据负载控制维持脉冲的上升时间。
负载计算器接收负载信号并计算APL值。上升时间控制器控制维持脉冲的上升时间以在APL变低时增加。
上升时间控制器设置维持脉冲的最低上升时间为200ns且设置维持脉冲的最高上升时间为600ns。
负载计算器接收视频信号并计算视频信号的显示面积。上升时间控制器控制维持脉冲的上升时间以在显示面积变小时增加。
负载计算器接收视频信号，计算视频信号的APL值，且根据APL值分配维持脉冲的数目。上升时间控制器控制维持脉冲的上升时间以在分配的维持脉冲的数目增加时增加。
根据本发明的等离子显示设备的驱动方法包括步骤：接收视频信号且计算视频信号的负载，并根据视频信号的负载决定维持脉冲的上升时间。
计算视频信号的负载即计算视频信号的APL值，且根据APL值决定维持脉冲的上升时间。
当APL值变低时，维持脉冲的上升时间增加。
计算视频信号的负载即计算视频信号的显示面积，且根据显示面积决定维持脉冲的上升时间。
当显示面积变小时，设置维持脉冲的上升时间增加。
计算视频信号的负载即根据视频信号的APL值计算维持脉冲的数目，且根据分配的维持脉冲的数目决定维持脉冲的上升时间。
当分配的维持脉冲的数目增加时，设置维持脉冲的上升时间以使其增加。
在映射对应于视频信号的子场之后，分配每个子场的维持脉冲的数目。根据分配给每个子场的维持脉冲的数目来控制分配到多个子场的至少一个的维持脉冲的上升时间。
设置分配给具有高亮度加权的子场的维持脉冲的上升时间增加。
设置分配给具有最高亮度加权的子场的维持脉冲的上升时间增加。
根据本发明的等离子显示设备包括子场映射单元，其接收视频信号并计算对应于灰度级的子场；负载计算器，其接收关于由子场映射单元映射的子场的信息，且分配每个子场的维持脉冲的数目；和上升时间控制器，其根据分配给每个子场的维持脉冲的数目，控制分配给多个子场的至少一个的维持脉冲的上升时间。
上升时间控制器控制分配给具有高亮度级加权的子场的维持脉冲的上升时间以使其增加。
上升时间控制器控制分配给具有最高亮度级加权的子场的维持脉冲的上升时间以使其增加。
附图说明
通过下面结合附图的详细说明能够更加全面地理解本发明的另外的目的和优点，在附图中：
图1是示意性示出现有等离子显示面板的结构的透视图；
图2是用于说明现有等离子显示设备的表现图像灰度级的方法的视图；
图3是用于说明现有等离子显示设备的驱动方法的视图；
图4是用于说明现有等离子显示面板中产生的本地残留影像因子的视图；
图5是用于说明维持脉冲的能量回收(ER)上升时间的视图；
图6是用于说明维持脉冲的上升时间和荧光材料的恶化程度的视图；
图7是示出了在维持脉冲的上升时间和相反放电(oppositedischarge)之间的关系的视图；
图8是用于说明根据本发明的等离子显示设备的驱动方法的视图；
图9示出了本发明的等离子显示设备根据子场的工作；
图10是示出了根据本发明的等离子显示设备的结构的框图；
图11是说明根据本发明的等离子显示设备的驱动方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
根据本发明的等离子显示设备及其驱动方法根据视频信号的负载控制维持脉冲的ER上升时间。负载指的是APL值，其上显示图像的面积、分配的维持脉冲的数目等。如果APL值高，其上显示图像的面积大且分配的维持脉冲的数目低。同时，如果APL值低，其上显示图像的面积小且分配的维持脉冲的数目高。
将首先描述在维持脉冲的ER上升时间和荧光材料的恶化程度之间的关系。
图5是用于示出维持脉冲的ER上升时间的视图。在图3的维持周期中，图5的维持脉冲被交替加到扫描电极Y和维持电极Z。维持脉冲的ER上升时间指的是从最低电平(0V)上升到维持脉冲的最高电平(Vs)(维持电压)所需的时间。因此，本发明根据APL值控制从最低电平上升到维持脉冲的最高电平需要的时间，也就是，维持脉冲的ER上升时间(在下文中，作为“维持脉冲的上升时间”提到)。
图6是用于示出维持脉冲的上升时间和荧光材料的恶化程度的视图。
如图6所示，放电轨迹能够根据维持脉冲的上升时间而改变。也就是，如图6的最左侧所示，如果在维持周期期间将维持脉冲交替加到扫描电极Y和维持电极Z，且因此在扫描电极Y和维持电极Z之间产生表面放电，随着V/t降低，也就是，上升时间(t)增加，在扫描电极Y和维持电极Z之一以及寻址电极X之间产生的相反放电减少。相反的，如果V/t增加，也就是，上升时间(t)变低，在扫描电极Y和维持电极Z之一以及寻址电极X之间产生的相反放电增加。如上所述，相比侧壁荧光材料，当上升时间(t)增加时增加的相反放电加速了下荧光材料的恶化。
图7是示出了在维持脉冲的上升时间和相反放电之间的关系的视图。
从图7可以看出，由上升时间是600ns的维持脉冲产生的放电具有的面积大于由上升时间是320ns的维持脉冲产生的放电的面积。就是说，上升时间降低时放电面积减少的原因在于在表面放电过程中产生了相反放电。
如上参考图6和7所述，如果减少维持脉冲的上升时间，产生相反放电。因此可以克服因为在侧壁荧光材料和下荧光材料之间的初始老化而引起的恶化程度的差别。
同时，当显示具有低APL值和高亮度的图像以及显示具有高APL值和低亮度的图像时，产生亮度残留影像。因此，本发明通过根据APL值控制维持脉冲的上升时间，减少了在侧壁荧光材料和下荧光材料之间的恶化程度的差别。因此可以去除亮度残留影像。
图8是用于说明根据本发明的等离子显示设备的驱动方法的视图。
如图8所示，本发明的等离子显示设备将整个APL值划分为八个区段，且根据APL值控制维持脉冲的上升时间。APL值从区段1到区段8降低。。因此，区段1是最高APL值的区域且区段8是最低APL值的区域。根据本发明的等离子显示设备在因为小的显示面积的缘故而具有低APL值的区段中增加维持脉冲的上升时间，但是在因为大的显示面积而具有高APL值的区段中增加维持脉冲的上升时间。
因此，当显示具有APL值最低且分配的维持脉冲数目最大的峰值白色的亮度的窗口图形时，本发明的等离子显示设备通过增加维持脉冲的上升时间，控制在表面放电期间较少地产生相反放电。另外，当显示具有APL值最高且分配的维持脉冲数目最小的全白色的亮度的窗口图形时，本发明的等离子显示设备通过减少维持脉冲的上升时间，来控制在表面放电期间较多地产生相反放电。
因此，当在显示峰值白色的窗口图形之后显示全白色的窗口图形时，能够减少其中显示峰值白色的窗口图形的残留影像的亮度残留影像。换句话说，当显示峰值白色的窗口图形时，荧光材料产生最大辐射。当显示全白色的窗口图形时，荧光材料产生最小辐射。因为由于初始老化的缘故侧壁荧光材料的恶化程度大于下荧光材料的恶化程度，侧壁荧光材料的返回时间小于下荧光材料的返回时间。因此，侧壁荧光材料相比下荧光材料更快地到达最小辐射。
在这个情况中，本发明的等离子显示设备在显示全白色的窗口图形时减少维持脉冲的上升时间，使得在表面放电期间相对高地产生相反放电。因此，当显示全白色的窗口图形时，下荧光材料的恶化大于侧壁荧光材料的恶化。根据本发明的等离子显示设备能够补偿初始老化情况中恶化量的差别。
同时，如果APL值高，其上显示图像的面积大，且分配的维持脉冲数目小。如果APL值低，其上显示图像的面积小且分配的维持脉冲的数目大。因此，本发明的等离子显示设备在APL变高时减少维持脉冲的上升时间。另外，本发明的等离子显示设备在显示面积增加时减少维持脉冲的上升时间。另外，本发明的等离子显示设备在分配的维持脉冲数目小时减少维持脉冲的上升时间。
表1示出了根据本发明的等离子显示设备的工作，当APL值是8个区段时在各个区段中的上升时间。
【表1】
  APL值的区段   区段1   区段2   区段3   区段4   区段5   区段6   区段7   区段8
  维持脉冲的上升时间   200ns   285.7ns   371.4ns   458ns   543.7ns   629.4ns   714.3ns   800ns
如表1所示，设置上升时间的范围从200ns到800ns且APL的每个区段的上升时间能够根据等离子显示面板的特性、上升时间的可变能力范围和APL值的区段数目改变。
图9示出了本发明的等离子显示设备根据子场的工作。
如图9所示，本发明的等离子显示设备设置在构成一帧的多个子场的至少一个或多个的维持周期中提供的维持脉冲的上升时间大于在剩余子场的维持周期中提供的。在这个情况中，提供了具有高上升时间的维持脉冲的子场优选地是具有相对高的亮度加权的子场。另外，提供具了有最高上升时间的维持脉冲的子场优选地是具有相对高的亮度加权的子场。
如上所述，如果向具有高亮度加权的子场提供的维持脉冲的上升时间增加，因为相比剩余子场较少地产生相反放电，能够有效地去除表面残留影像。
图10是示出了根据本发明的等离子显示设备的结构的框图。如图10所示，本发明的等离子显示设备包括子场映射单元101、负载计算器103、上升时间控制器105和电极驱动器107。
子场映射单元101接收视频信号且将相应子场映射到灰度级。
负载计算器103基于接收的视频信号计算APL值或显示面积，且使用关于由子场映射单元101映射的子场的信息和APL值分配每个子场的维持脉冲的数目。负载计算器103在APL值低时增加分配到子场的维持脉冲的数目，但是在APL值高时减少分配到子场的维持脉冲的数目。负载计算器103通过计算每个单元的灰度级的和相比能够被显示的整个屏幕的单元的数目的比率来计算APL值。另外，负载计算器103基于在寻址周期中选择的单元的数目来计算显示面积。
上升时间控制器105基于从负载计算器103接收的APL值、显示面积和分配的维持脉冲数目的至少一个来决定维持脉冲的上升时间，且输出用于向维持脉冲提供和分配的数目一样多的所决定的上升时间的脉冲应用信号。上升时间控制器105在APL值低时增加维持脉冲的上升时间，且在显示面积小时增加维持脉冲的上升时间，并在分配的维持脉冲的数目小时减少维持脉冲的上升时间。
电极驱动器107从上升时间控制器105接收脉冲应用信号，且将根据决定的上升时间形成的维持脉冲加到电极。
根据本发明的上述结构的等离子显示设备设置在构成一帧的多个子场的至少一个或多个的维持周期中提供的维持脉冲的上升时间大于在剩余子场的维持周期中提供的那些。在该情况中，向其提供具有高上升时间的维持脉冲的子场优选地是具有相对高的亮度加权的子场。另外，向其提供具有最高上升时间的维持脉冲的子场优选地是具有相对高的亮度加权的子场。
就是说，本发明的子场映射单元101接收视频信号且将相应子场映射到灰度级。
负载计算器103从子场映射单元101接收关于映射的子场的信息，且分配每个子场的维持脉冲的数目。
上升时间控制器105根据每个子场的分配的维持脉冲的数目控制分配到多个子场的一个或多个的维持脉冲的上升时间，且输出用于向维持脉冲提供和分配数目一样多的所控制的上升时间的脉冲应用信号。
电极驱动器107从上升时间控制器105接收脉冲应用信号，且根据决定的上升时间将形成的维持脉冲加到电极。
在该情况中，上升时间控制器105增加分配到具有高亮度加权的子场的维持脉冲的上升时间。就是说，本发明的等离子显示设备在维持脉冲的数目增加时增加维持脉冲的上升时间，使得分配给具有高亮度加权的子场的维持脉冲的上升时间增加。
下面将详细描述根据本发明的等离子显示设备的工作。
图11是说明根据本发明的等离子显示设备的驱动方法的流程图。
子场映射单元101首先接收视频信号且映射子场对应于灰度级(步骤S110)。就是说，子场映射单元101将构成一帧的多个子场组合，且映射对应于视频信号的灰度级到子场。
之后，负载计算器103接收视频信号且计算视频信号的负载(步骤S120)。负载是视频信号的APL值、取决于视频信号的显示面积、和分配的维持脉冲数目的至少一个。就是说，负载计算器103使用接收的视频信号计算APL值或显示面积，且使用关于由子场映射单元101映射的子场的信息和APL值分配每个子场的维持脉冲的数目。
上升时间控制器105根据从负载计算器103接收的负载决定维持脉冲的上升时间，且输出用于向维持脉冲提供和由负载计算器103分配的数目一样多的所决定的上升时间的脉冲应用信号(步骤S130)。上升时间控制器105在APL值低时增加维持脉冲的上升时间，且在显示面积小时增加维持脉冲的上升时间，并在分配的维持脉冲数目小时减少维持脉冲的上升时间。另外，上升时间控制器105增加分配给具有高亮度加权的子场的维持脉冲的上升时间。上升时间控制器105优选地增加分配给具有最高亮度加权的子场的维持脉冲的上升时间。
电极驱动器107从上升时间控制器105接收脉冲应用信号，且根据决定的上升时间应用形成的维持脉冲(步骤S140)。
如上所述，根据本发明的等离子显示设备和驱动方法，通过根据负载控制维持脉冲的上升时间来防止亮度残留影像，由此改进了画面质量。
这样描述了本发明，很明显可以做出多种修改。这种修改不应该被认为脱离本发明的精神和范围，并且所有对本领域普通技术人员来说很明显的改变都意在被包括在下面权利要求的范围之中。

Claims (18)

1.一种等离子显示设备，其包括：
负载计算器，其接收视频信号并计算视频信号的负载，和
上升时间控制器，其根据负载控制维持脉冲的上升时间。
2.如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该负载计算器接收负载信号并计算APL值，且
该上升时间控制器控制维持脉冲的上升时间以在APL变低时增加。
3.如权利要求2所述的等离子显示设备，其中，该上升时间控制器设置维持脉冲的最低上升时间为200ns且设置维持脉冲的最高上升时间为600ns。
4.如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该负载计算器接收视频信号并计算视频信号的显示面积，且
该上升时间控制器控制维持脉冲的上升时间以在显示面积变小时增加。
5.如权利要求1所述的等离子显示设备，其中，该负载计算器接收视频信号，计算视频信号的APL值，且根据APL值分配维持脉冲的数目，且
该上升时间控制器控制维持脉冲的上升时间以在分配的维持脉冲的数目增加时增加。
6.一种等离子显示设备的驱动方法，其包括步骤：
接收视频信号并计算视频信号的负载，和
根据视频信号的负载决定维持脉冲的上升时间。
7.如权利要求6所述的驱动方法，其中，计算视频信号的负载即计算视频信号的APL值，且
根据APL值决定维持脉冲的上升时间。
8.如权利要求7所述的驱动方法，其中，当APL值变低时，该维持脉冲的上升时间增加。
9.如权利要求6所述的驱动方法，其中，计算视频信号的负载即计算视频信号的显示面积，且
根据显示面积决定维持脉冲的上升时间。
10.如权利要求9所述的驱动方法，其中，当显示面积变小时，设置该维持脉冲的上升时间增加。
11.如权利要求6所述的驱动方法，其中，计算视频信号的负载7即根据视频信号的APL值分配维持脉冲的数目，且
根据分配的维持脉冲的数目决定维持脉冲的上升时间。
12.如权利要求11所述的驱动方法，其中，当分配的维持脉冲的数目增加时，设置该维持脉冲的上升时间增加。
13.如权利要求6所述的驱动方法，其中，在映射对应于视频信号的子场之后，分配每个子场的维持脉冲的数目，且
分配到多个子场的至少一个的维持脉冲的上升时间被根据分配给每个子场的维持脉冲的数目来控制。
14.如权利要求13所述的驱动方法，其中，分配给具有高亮度加权的子场的维持脉冲的上升时间被设置为增加。
15.如权利要求14的驱动方法，其中，分配给具有最高亮度加权的子场的维持脉冲的上升时间被设置为增加。
16.一种等离子显示设备，其包括：
子场映射单元，其接收视频信号并计算对应于灰度级的子场；
负载计算器，其接收关于由子场映射单元映射的子场的信息，且分配每个子场的维持脉冲的数目；和
上升时间控制器，其根据分配给每个子场的维持脉冲的数目，控制分配给多个子场的至少一个的维持脉冲的上升时间。
17.如权利要求16所述的等离子显示设备，其中，该上升时间控制器控制分配给具有高亮度级加权的子场的维持脉冲的上升时间以使其增加。
18.如权利要求17所述的等离子显示设备，其中，该上升时间控制器控制分配给具有最高亮度级加权的子场的维持脉冲的上升时间以使其增加。
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