CN1305020C - 等离子体显示板及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了可以降低PDP驱动波形的复位电压，从而可以使用低压元件和达到高对比度的PDP驱动方法。由于传统PDP波形需要非常高的复位电压，这引起了背景光发射强、对比度低、使用高压部件、和电路成本高等问题。根据本发明的驱动波形，对寻址电极与X电极之间和X电极与Y电极之间的相对电压差加以考虑后再设计低复位电压的波形，从而提供了高对比度和低成本的电路。

Description

等离子体显示板及其驱动方法
技术领域
本发明涉及PDP(等离子体显示板)驱动方法。更具体地说，本发明涉及低压复位PDP驱动方法。
背景技术
最近，诸如LCD(液晶显示器)、FED(场致发射显示器)和PDP的平面显示器已经得到大大发展。在它们当中，与其它平面显示器相比，PDP具有较高的亮度和较宽的视角。因此，PDP作为屏幕尺寸大于40英寸的传统CRT(阴极射线管)的替代品，成为大家注目的中心。
PDP是利用通过气体放电过程生成的等离子体显示字符或图像的平面显示器。取决于它的尺寸，在上面以矩阵的形式配有数千万个像素。取决于驱动电压和放电单元结构，PDP被分类成DC PDP(直流等离子体显示板)和ACPDP(交流等离子体显示板)。
由于DC PDP拥有暴露在放电空间中的电极，当施加电压时，它们让电流流过放电空间，因此，它们存在着需要电阻来限制电流的问题。另一方面，AC PDP拥有被介电层覆盖着的电极。这种结构自然形成限制电流的电容，并且保护电极在放电情况下免遭离子冲击。因此，它们具有比DC PDP更长的寿命。
图1显示了AC PDP的透视图。
如图所示，在第一玻璃基底1的下面，平行地摆放着布置在介电层2和保护膜3上的扫描电极4和维持电极5，它们彼此形成一对一对的。用绝缘层7覆盖着的数个寻址电极8被安装在第一玻璃基底6上。在寻址电极8之间的绝缘层7上，与寻址电极8平行地形成阻挡条9，和在阻挡条9之间的绝缘层7的表面上形成荧光体10。在它们之间存在放电空间11的第一玻璃基底1和第二玻璃基底6面对面地摆放着，以便扫描电极4和维持电极5可以分别横跨寻址电极8。寻址电极8和在扫描电极4和维持电极5的横跨部分上形成的放电空间11形成放电单元12。
图2显示了PDP电极排列图。
如图所示，PDP电极具有m×n矩阵结构，更详细地说，它在列向拥有寻址电极A1-Am，和在行向交替地拥有扫描电极Y1-Yn和维持电极X1-Xn。下文把扫描电极称为Y电极，把维持电极称为X电极。图2所示的放电单元12对应于图1所示的放电单元12。
图3显示了现有技术的PDP驱动波形，和图4A、4B、4C和4D显示了使用传统驱动方法时，在每个时段上的壁电荷分布。也就是说，图4A、4B、4C和4D分别显示了与图3所示的驱动波形的(a)、(b)、(c)和(d)各个部分相对应的电荷分布。
如图3所示，根据传统PDP驱动方法，每个子域包括复位时段、寻址时段、和维持时段。
在复位时段中，控制板清除在前一维持放电时段中形成的壁电荷，和设置新的壁电荷状态，以保证接下来的寻址时段适当地进行下去。
在寻址时段中，控制板选择将接通的单元和累加要接通单元的壁电荷。在维持时段中，控制板使被寻址单元持续放电，以便显示图像。
下面参照图3和4A至4D，进一步描述在复位时段期间的传统操作。如图3所示，传统复位时段包括清除时段、Y向上倾斜时段、和Y向下倾斜时段。
(1)清除时段
如图4A所示，当最后的维持放电完成时，正电荷累积在X电极上，负电极累积在Y电极上。在维持时段期间，寻址电压维持在0伏特上，但是，由于内部试图维持在维持放电的中间电压上，因此，大量正电荷累积在寻址电极上。
当维持放电完成时，逐渐从0(V)上升到Ve(V)的倾斜清除电压施加在X电极上，然后，逐渐清除形成在X和Y电极上的壁电荷，进入图4B所示的状态。
(2)Y向上倾斜时段
在这个时段期间，寻址电极和X电极维持在0伏特上，逐渐从电压Vs上升到Vset的倾斜电压施加在Y电极上，Vs低于X电极的点火电压，和Vset高于X电极的点火电压。随着倾斜电压不断上升，造成从Y电极到寻址电极和X电极，对所有放电单元的一次弱复位放电。如图4C所示，其结果是在Y电极上累积负壁电荷，和寻址电极和X电极上同时累积正壁电荷。
(3)Y向下倾斜时段
在X电极维持恒压Ve的同时，倾斜电压施加在Y电极上。倾斜电压从低于X电极的点火电压的电压Vs逐渐下降到0伏。随着倾斜电压不断下降，造成对所有放电单元的二次弱复位放电。其结果是，如图4D所示，在Y电极上的负壁电荷减少，和X电极的极性反转，存储弱负电荷。此外，在寻址电极上的正壁电荷调整成适合于寻址操作。如果控制板得到适当复位，那么，放电单元维持在如方程1所表达的、与点火电压Vf对应的电压差。
方程1
Vf，xy＝Ve+Vw，xy
Vf，ay＝Vw，ay
此处，Vf，xy表示X电极与Y电极之间的点火电压；Vf，ay表示寻址电极与Y电极之间的点火电压；Vw，xy表示由累积在X电极和Y电极上的壁电荷形成的电压；Vw，ay表示由累积在寻址电极和Y电极上的壁电荷形成的电压；和Ve表示外部施加在X电极和Y电极之间的电压。
正如方程1所表达的，由于外部电压Ve(大约200伏特)施加在X电极与Y电极之间，因此，壁电荷起部分维持点火电压的作用。但是，没有外部电压施加在寻址电极与Y电极之间。因此，点火电压只通过壁电荷来维持。
参照图4D，在X电极和Y电极上用圆圈标记的电荷对于维持X电极与Y电极之间的电压是没有用的。但是，电荷是由于分别存储寻址电极中的许多正电荷和Y电极中的负电荷造成的。因此，利用寻址电极与Y电极之间的壁电荷，建立起与点火电压所需那么多的电压差。根据传统方法，需要高压Vset(大约380伏特)来进行充分放电和形成壁电荷。
因此，在传统驱动方法中，为了使Y电极复位，必须施加高于380伏特的电压Vset，以便获得足够的电压余量。这就需要可以承受更高电压的部件。此外，传统方法造成很强的背景光发射，致使难以达到高的对比度。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以降低复位电压，以便使用低压元件和达到高对比度的PDP驱动器和PDP驱动方法。
为了达到这个目的，驱动波形是在考虑了如后所述的、在寻址电极与X电极之间和在X电极与Y电极之间的相对电压差之后生成的。
如前所述，根据传统驱动方法，在图4D中用圆圈标记的壁电荷对生成X电极与Y电极之间的电压差没有贡献。也就是说，即使没有把4个电子提供给X电极和Y电极，它们也不会影响X电极与Y电极之间的电压差。
因此，本发明除去存储在X电极和Y电极中的多余负电荷，和形成内部电压差，以提供寻址电极与Y电极之间的点火电压。因此，由于需要更少的电荷，可以使复位电压降低。
为此，本发明在在前面波形中完成了复位阶段的时候，提供寻址电极与Y电极之间的电压差。也就是说，把Y电极上的电压设置成低于寻址电极上的电压(0伏特)，图5显示了在这种情况下的壁电荷概念。
如图所示，理想地，在复位操作之后，在X电极中不存储电荷，和在寻址电极和Y电极上形成与传统方法相比较少的壁电荷。
在这种情况下，复位操作之后在放电单元中形成的点火电荷由方程2表达。
方程2
Vf，xy＝Ve+Vw，xy
Vf，ay＝V′w，ay+Vn
此处，Vf，xy表示X电极与Y电极之间的点火电压；Vf，ay表示寻址电极与Y电极之间的点火电压；Vw，xy表示由累积在X电极和Y电极上的壁电荷形成的电压；V′w，ay表示由累积在寻址电极和Y电极上的壁电荷形成的电压；Ve表示外部施加在X电极和Y电极之间的电压；和Vn表示外部施加在寻址电极与Y电极之间的电压。
正如方程2所表达的，由于本发明在终止复位操作时维持寻址电极与Y电极之间的电压差Vn，它可以降低由累积在寻址电极和Y电极上的壁电荷引起的电压V′w，ay。因此，由于在寻址电极中可以存储与现有技术相比较少的壁电荷，较低的复位电压Vset可以用于驱动操作。
附图说明
合并在本说明书中，构成本说明书的一部分的附图显示了本发明的实施例，这些附图与如下的描述一起，用于说明本发明的原理，其中，
图1显示了AC PDP的透视图；
图2显示了PDP电极排列图；
图3显示了传统PDP驱动波形图；
图4A、4B、4C和4D与图3所示的驱动波形图的各个步骤有关的壁电荷分布图；
图5显示了根据本发明实施例的驱动波形的壁电荷分布图；
图6显示了根据本发明第一优选实施例的PDP驱动波形；
图7显示了根据本发明第二优选实施例的PDP驱动波形；
图8显示了根据本发明第三优选实施例的PDP驱动波形；
图9显示了根据本发明第四优选实施例的PDP驱动波形；和
图10显示了根据本发明第五优选实施例的PDP驱动波形。
具体实施方式
在如下的详细描述中，简单地通过举例说明实现本发明的、本发明人设想出来的最佳模式，只有本发明的优选实施例得到显示和描述。应该识别到，本发明在许多显而易见的方面都是可以修改的，所有这些均不偏离本发明。因此，附图和描述在性质上被认为是示范性的，而不是限制性的。
图6显示了根据本发明第一优选实施例的PDP驱动电压波形。
如图所示，根据本发明的第一优选实施例，在向下倾斜时段中把Y电极上的电压降低到低于寻址电压(地电压)。因此，把外部施加在X电极和Y电极上的电压的差值(即，V′e+Vn)维持得类似于传统电压差Ve。这提供了外部施加在寻址电极与Y电极之间的电压差(即，Vn)，并且补偿了寻址电极与Y电极之间的不足壁电荷。
图6所示的根据本发明第一优选实施例的驱动波形在向下倾斜时段期间，把电压降低成低于寻址电压。如上所述，这可以或多或少地降低电压V′set，但是不能降低得足够多。这是因为，取决于在各个单元中使用的荧光体是用于红色的，绿色的，还是蓝色的，在低压V′set下有些单元被接通，而另一些单元则没有被接通。这导致背景束的空间不均匀性。因此，有必要把电压V′set维持在可以接通红色、绿色和蓝色单元的预定电平上，强制成为电压V′set的下限。
提供图7所示的根据本发明第二优选实施例的驱动波形可以解决根据本发明第一优选实施例的驱动波形存在的问题。
在第一优选实施例中，由于放电电压随荧光体的特性而改变，因此，难以实现稳定的背景放电。
第二优选实施例在向上倾斜时段期间，造成X电极与Y电极之间的放电，解决了上述问题。如图7所示，当X电极上的电位降低到相对于寻址电压(0伏特)是负电压-Vm时，施加在X电极与Y电极之间的电压变成V′set+Vm。这保证了背景放电。因此，根据本发明第二优选实施例，当与第一优选实施例的电压V′set相比时，可以将电压V′set降低Vm。
根据本发明第二优选实施例，在维持-放电时段期间，维持-放电电压Vs和地电压交替施加到X电极和Y电极上。低于维持-放电时段的电压变化范围的任何复位时段电压都可以让电流从维持-放电电路流入复位电路。因此，需要可以防止这种流动的电路，从而使驱动电路复杂化了。
图8显示了用于解决上述问题的、根据本发明第三优选实施例的PDP驱动波形。
根据第三优选实施例的波形类似于图7所示的那些波形。主要差异在于，在维持-放电时段期间，±Vs/2的电压交替施加在X电极和Y电极上。在复位时段期间，Y向下倾斜时段的电压-Vn的幅度被设置成等于或大于-Vs/2的幅度，和在X电极上负偏压-Vm的幅度被设置成等于或大于-Vs/2的幅度，以便在维持-放电时段期间，它们也许不会下降到低于维持-放电电压。这就防止了电流从维持-放电电路流入复位电路。因此，不需要防止电路，从而使相应电路更简单了。
在第三优选实施例中，Y向下倾斜时段的电压-Vn和在Y向上倾斜时段期间X电极的负偏压-Vm可以被设置成等于-Vs/2。在这种情况下，由于复位部分和维持-放电部分可以共享用于供应电压-Vs/2的电路，电路变得更简单了。
根据图8所示的第三优选实施例，在最后维持-放电之后施加的、用于X电极的清除向上斜波的波形的电压Ve与其它电压(例如，V′e)不同，从而需要附加电源。
图9显示了解决这样的问题的本发明第四优选实施例。
在第四优选实施例中，用于X电极的清除向上倾斜电压降低到V′e。与X电极的清除向上斜波相对应的Y电极的电压被设置成在Y向上倾斜时段期间，与X电极的负偏压-Vm相匹配。用于X清除斜波的电压Ve不需要通过这种电路修改另外供应，从而使电路更简单了。
并且，为了使第四优选实施例的电路更简单，可以把电压-Vn和-Vm设置得与-Vs/2相匹配。
根据图9所示的第四优选实施例，当Y电极的电压在最后维持-放电之后，从+Vs/2变化到-Vs/2时，在寻址电极与Y电极之间容易造成放电，从而使放电变得不稳定。由于根据本发明的第四优选实施例，电压-Vs/2在如图4A所示的维持-放电的终点施加到Y电极上，因此，容易造成放电。这个问题可以利用作为X电极清除波形的窄-宽清除波形来解决，但是，也可以利用图10所示的根据本发明第五优选实施例的波形来解决。
根据第五优选实施例的驱动波形，Y电极的倾斜电压在最后维持-放电之后，从Vs/2逐渐下降到-Vn。电压从-Vs/2反转成+Vs/2，并且施加给X电极。这些电压波形形成清除倾斜波形，和这样的清除斜波易于实现和使放电变得稳定。
表1显示了图3所示的传统波形与图10所示的第五优选实施例的波形之间的比较。
表1
  传统波形   根据第五实施例的波形
  Vset(V′set)   380(V)   230(V)
  Ve(V′e)   190(V)   110(V)
  背景光发射   0.964(Cd/m2)   0.811(Cd/m2)
  对比度   550∶1   664∶1
如表1所示，本实施例把用于复位操作的驱动电压Vset和Ve降得比传统波形低。从而使低压部件能够得以使用。此外，低复位电压Vset的使用降低了背景光发射，从而取得高的对比度。
尽管表1展示了基于图10所示的驱动波形的优选实施例与传统波形的比较，但是，根据其它优选实施例的驱动波形可以产生与表1相同的结果。
根据本发明，PDP驱动波形的低复位电压使低压元件得以使用，降低了PDP生产成本。
并且，低复位电压可以降低背景光发射和提高对比度。
虽然通过结合从目前看来最实用的优选实施例已经对本发明作了描述，但是，应该明白，本发明不限于所公开的这些实施例，而是覆盖包含在所附权利要求书中的各种变型和等效方案。

Claims (45)

1.一种用于驱动等离子体显示板PDP的方法，其中，该PDP包括分别在上基底上平行形成的第一电极和第二电极、和在下基底上与第一电极和第二电极垂直地形成的寻址电极，该方法包括下列步骤：
在复位时段期间，
把逐渐上升到第一电压电平的第一向上倾斜电压施加到第一电极上，而同时把第二电极保持在第二电压电平上；
把逐渐上升到第三电压电平的第二向上倾斜电压施加到第二电极上，而同时把第一电极保持在第四电压电平上；
把逐渐下降到第五电压电平的向下倾斜电压施加到第二电极上，而同时把第一电极保持在第六电压电平上；和
在整个复位时段期间把寻址电极自始至终保持在第九电压电平上，
其中，第五电压电平具有负极性；以及
在维持时段期间，
在第一子时段中，同时把第七电压电平施加到第一电极上，和把第八电压电平施加到第二电极上；和
在接着的第二子时段中，同时把第八电压电平施加到第一电极上，和把第七电压电平施加到第二电极上；
其中，第七电压电平和第八电压电平幅度相同，极性相反。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第九电压电平高于第五电压电平。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，第六电压电平低于第一电压电平。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，第二电压电平是地电平。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，第四电压电平是地电平。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，第五电压电平与第六电压电平之间的电压差是在足以在第二电极与寻址电极之间引起放电的范围内。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，第四电压电平是负电压电平。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，第六电压电平低于第一电压电平。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，第二电压电平是地电平。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，第三电压电平与第四电压电平之间的电压差是在足以在第一电极与第二电极之间引起放电的范围内。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，在整个维持时段中，第一子时段和第二子时段自始至终交替重复。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，第七电压与第八电压之间的差值起码在维持第一电极与第二电极之间的放电所需的范围内。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，第五电压电平的幅度被设置成等于或大于第七电压电平的幅度。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，第四电压电平的幅度被设置成等于或大于第七电压电平的幅度。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，第一向上倾斜电压从第七电压电平逐渐上升到第六电压电平，和
其中，第二电压电平与第五电压电平相同。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，第五电压电平的幅度被设置成等于或大于第七电压电平的幅度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，第一电压电平与第二电压电平之间的电压差是在可以在第一电极与第二电极之间引起放电的范围内。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，第五电压电平的幅度被设置成等于或大于第七电压电平的幅度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，第四电压电平的幅度被设置成等于或大于第七电压电平的幅度。
20.一种用于驱动等离子体显示板PDP的方法，其中，该PDP包括分别在上基底上平行形成的第一电极和第二电极、和在下基底上与第一电极和第二电极垂直地形成的寻址电极，该方法包括下列步骤：
在复位时段期间，
把从第一电压电平逐渐下降到第二电压电平的第一向下倾斜电压施加到第二电极上，而同时把第一电极保持在第一电压电平上；
把逐渐上升到第三电压电平的第一向上倾斜电压施加到第二电极上，而同时把第一电极保持在第四电压电平上；
把逐渐下降到第五电压电平的第二向下倾斜电压施加到第二电极上，而同时把第六电压电平施加到第一电极上；和
在整个复位时段期间把寻址电极自始至终保持在第七电压电平上，
其中，第五电压电平具有负极性。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括下列步骤：
在维持时段期间，
在第一子时段中，同时把第八电压电平施加到第一电极上，和把第一电压电平施加到第二电极上；和
在接着的第二子时段中，同时把第一电压电平施加到第一电极上，和把第八电压电平施加到第二电极上；
其中，第一电压电平和第七电压电平幅度相同，极性相反。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，第七电压电平高于第五电压电平。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，第二电压电平与第五电压电平相同。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，第一电压电平与第二电压电平之间的电压差是在可以在第一电极与第二电极之间引起放电的范围内。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，第五电压电平的幅度被设置成等于或大于第八电压电平的幅度。
26.根据权利要求25所述的方法，第四电压电平的幅度被设置成等于或大于第八电压电平的幅度。
27.一种等离子体显示板PDP，包括；
上基底；
在上基底上平行形成的第一电极和第二电极；
下基底；
寻址电极；和
驱动电路，用于在复位时段、寻址时段、和维持时段期间，把驱动信号发送到第一电极、第二电极、和寻址电极，
其中，在复位时段期间，驱动电路，
把逐渐上升到第一电压电平的第一向上倾斜电压施加到第一电极上，而同时把第二电极保持在第二电压电平上；
把逐渐上升到第三电压电平的第二向上倾斜电压施加到第二电极上，而同时把第一电极保持在第四电压电平上；
把逐渐下降到第五电压电平的向下倾斜电压施加到第二电极上，而同时把第一电极保持在第六电压电平上；和
在整个复位时段期间把寻址电极自始至终保持在第九电压电平上，
其中，第五电压电平具有负极性；并且在维持时段期间，驱动电路还
在第一子时段中，同时把第七电压电平施加到第一电极上，和把第八电压电平施加到第二电极上；和
在接着的第二子时段中，同时把第八电压电平施加到第一电极上，和把第七电压电平施加到第二电极上；
其中，第七电压电平和第八电压电平幅度相同，极性相反。
28.根据权利要求27所述的等离子体显示板，其中，第九电压电平高于第五电压电平。
29.根据权利要求27所述的等离子体显示板，其中，第六电压电平低于第一电压电平。
30.根据权利要求27所述的等离子体显示板，其中，第二电压电平是地电平。
31.根据权利要求30所述的等离子体显示板，其中，第四电压电平是地电平。
32.根据权利要求29所述的等离子体显示板，其中，第五电压电平与第六电压电平之间的电压差是在足以在第二电极与寻址电极之间引起放电的范围内。
33.根据权利要求27所述的等离子体显示板，其中，第四电压电平是负电压电平。
34.根据权利要求33所述的等离子体显示板，其中，第六电压电平低于第一电压电平。
35.根据权利要求33所述的等离子体显示板，其中，第二电压电平是地电平。
36.根据权利要求33所述的等离子体显示板，其中，第三电压电平与第四电压电平之间的电压差是在足以在第一电极与第二电极之间引起放电的范围内。
37.根据权利要求27所述的等离子体显示板，其中，在整个维持时段中，第一子时段和第二子时段自始至终交替重复。
38.根据权利要求27所述的等离子体显示板，其中，第七电压与第八电压之间的差值起码在维持第一电极与第二电极之间的放电所需的范围内。
39.根据权利要求38所述的等离子体显示板，其中，第五电压电平的幅度被设置成等于或大于第七电压电平的幅度。
40.根据权利要求39所述的等离子体显示板，其中，第四电压电平的幅度被设置成等于或大于第七电压电平的幅度。
41.根据权利要求27所述的等离子体显示板，其中，第一向上倾斜电压从第七电压电平逐渐上升到第六电压电平，和
其中，第二电压电平与第五电压电平相同。
42.根据权利要求41所述的等离子体显示板，其中，第五电压电平的幅度被设置成等于或大于第七电压电平的幅度。
43.根据权利要求42所述的等离子体显示板，其中，第一电压电平与第二电压电平之间的电压差是在可以在第一电极与第二电极之间引起放电的范围内。
44.根据权利要求43所述的等离子体显示板，其中，第五电压电平的幅度被设置成等于或大于第七电压电平的幅度。
45.根据权利要求44所述的等离子体显示板，其中，第四电压电平的幅度被设置成等于或大于第七电压电平的幅度。
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