CN1820294A - 等离子显示屏的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

构成1场的各子场的初始化期间进行下列两种动作其中任一种动作，具体来说，使进行图像显示的全部放电单元进行初始化放电这种全部单元初始化动作，或者有选择地使前一子场中进行过维持放电的放电单元进行初始化放电这种选择初始化动作，全部单元初始化期间中发生扫描电极为阳极、维持电极和数据电极为阴极这种初始化放电时，对数据电极加上使数据电极为阴极的放电比维持电极为阴极的初始化放电迟这种电压。

Description

等离子显示屏的驱动方法
                              技术领域
本发明涉及等离子显示屏的驱动方法。
                              背景技术
作为等离子显示屏(下面简称为“显示屏”)其中具有代表性的交流面放电型显示屏，在相向设置的正面面板和背面面板两者间形成有众多的放电单元。正面面板在正面玻璃基板上平行形成有多对由1对扫描电极和维持电极所组成的显示电极，并形成有电介质层和保护层以便覆盖上述显示电极。背面面板在背面玻璃基板上分别形成有多个平行的数据电极；覆盖上述数据电极的电介质层；以及其上与数据电极平行的多个隔壁，电介质层的表面和隔壁的侧面形成有荧光体层。而且，正面面板和背面面板相向设置密封为显示电极和数据电极两者立体交叉，内部放电空间中封入放电气体。这里，显示电极和数据电极相向的部分形成有放电单元。上述构成的显示屏中，各放电单元内利用气体放电发生紫外线，用该紫外线使RGB各色荧光体激励发光来进行彩色显示。
作为显示屏的驱动方法通常有子场法，具体来说，将1场期间分成多个子场，再通过对发光子场组合来进行灰度显示。而且，子场法当中，日本特開2000-242224号公报中也披露了一种新颖的驱动方法，极力减小与灰度显示无关的发光来抑制黑色亮度的提高，提高对比度。
下面简要说明该驱动方法。各子场分别有初始化期间、写入期间、以及维持期间。另外，在初始化期间中进行下列两种动作其中任一种，具体来说，使进行图像显示的全部放电单元进行初始化放电这种全部单元初始化动作，或有选择地使前一子场中进行过维持放电的放电单元进行初始化放电这种选择初始化动作。
首先，全部单元初始化期间，由全部放电单元一起进行初始化放电，消除此前壁电荷给各个放电单元带来的记忆，同时形成后续写入动作所需的壁电荷。此外，还具有发生起爆(priming)(放电用的起爆剂＝激励粒子)用以减小放电延迟、稳定发生写入放电这种作用。后续的写入期间，将扫描脉冲依次加到扫描电极上，同时将与应显示的图像信号相对应的写入脉冲加到数据电极上，在扫描电极和数据电极之间有选择地发生写入放电，有选择地进行壁电荷形成。而且，维持期间在扫描电极和维持电极之间加上与亮度权重相对应的规定次数的维持脉冲，使利用写入放电进行壁电荷形成的放电单元有选择地放电、发光。
这样，为了正确地显示图像，重要的是在写入期间可靠地进行有选择的写入放电，因此可靠地进行作为写入动作所需的准备这种初始化动作变得很重要。
全部单元初始化期间中，需要发生扫描电极为阳极、维持电极和数据电极为阴极这种初始化放电，但数据电极一侧涂布的是电子发射系数小的荧光体，因而将数据电极作为阴极的初始化放电其放电延迟大，有时初始化放电不稳定。
另外，还进行了使封入显示屏的放电气体氙气的分压增加来提高显示屏的发光效率这种研究。但问题在于，一旦增加氙气分压，放电尤其是初始化放电就会不稳定，后续的写入期间有可能发生写入异常等，写入动作的驱动电压容许范围变窄。
本发明正是要解决上述问题，其目的在于，提供一种可以通过使初始化放电稳定以良好品质进行图像显示的显示屏驱动方法。
                              发明内容
本发明的显示屏驱动方法，为在扫描电极及维持电极和数据电极之间的交叉部形成放电单元而成的等离子显示屏的驱动方法，其特征在于，1场期间由具有初始化期间、写入期间、以及维持期间的多个子场所构成，多个子场的初始化期间中，或者进行全部单元初始化动作，使进行图像显示的全部放电单元发生初始化放电，或者进行选择初始化动作，有选择地使前一子场中发生过维持放电的放电单元发生初始化放电，在进行全部单元初始化动作的初始化期间，在使以扫描电极为阳极、以维持电极和数据电极为阴极的初始化放电发生时，将电压加到数据电极上，使得数据电极为阴极的放电迟于维持电极为阴极的放电。
                              附图说明
图1为示出本发明实施方式中所用的显示屏其主要部分的立体图。
图2为该显示屏的电极排列图。
图3为采用该显示屏驱动方法的等离子显示装置的构成图。
图4为加到该显示屏各电极上的驱动波形图。
图5示出的为该显示屏驱动方法的子场构成。
                            具体实施方式
下面参照附图说明本发明一实施方式中的显示屏驱动方法。
图1为示出本发明实施方式中所用的显示屏其主要部分的立体图。显示屏1构成为使玻璃制的正面基板2和背面基板3相向设置，其间形成放电空间。正面基板2上通过使构成显示电极的扫描电极4和维持电极5互相平行成对来形成多对。而且，形成电介质层6以便覆盖扫描电极4和维持电极5，而电介质层6上形成有保护层7。作为保护层7来说，为了发生稳定的放电最好使用二次电子发射系数大而且耐溅射性能高的材料，本发明实施方式中采用MgO薄膜。背面基板3上附着设置有绝缘体层8所覆盖的多个数据电极9，数据电极9之间的绝缘体层8上与数据电极9平行设置有隔壁10。而且，绝缘体层8的表面和隔壁10的侧面设有荧光体层11。而且，在扫描电极4及维持电极5和数据电极9交叉的方向上将正面基板2和背面基板3相向设置，其间所形成的放电空间中封入了例如氖气和氙气的混合气体作为放电气体。本实施方式中，为了提高显示屏的发光效率，将封入显示屏的放电气体中的氙气分压增加到10％。
图2为本发明实施方式中显示屏的电极排列图。行方向上交替排列有n条扫描电极SCN1～SCNn(图1中的扫描电极4)和n条维持电极SUS1～SUSn(图1中的维持电极5)，而列方向上排列有m条数据电极D1～Dm(图1中的数据电极9)。而且，一对扫描电极SCNi及维持电极SUSi(i＝1～n)和1个数据电极Dj(j＝1～m)两者交叉的部分形成有放电单元，在放电空间内形成有m×n个放电单元。
图3为采用本发明实施方式中显示屏驱动方法的等离子显示装置的构成图。该等离子显示装置包括显示屏1、数据电极驱动电路12、扫描电极驱动电路13、维持电极驱动电路14、定时发生电路15、AD(模拟数字)变换器18、扫描数变换单元19、子场变换单元20、APL(平均图像电平)检测单元30、以及电源电路(未图示)。
图3中，图像信号sig输入AD变换器18。而且，水平同步信号H和垂直同步信号V输入至定时发生电路15、AD变换器18、扫描数变换单元19、以及子场变换单元20。AD变换器18将图像信号sig变换为数字信号的图像数据，将该图像数据输出至扫描数变换单元19和APL检测单元30。APL检测单元30检测图像数据的平均亮度电平。扫描数变换单元19将图像数据变换为与显示屏1的像素数量相对应的图像数据，输出至子场变换单元20。子场变换单元20将各像素的图像数据分成与多个子场相对应的多个位，将每个子场的图像数据输出至数据电极驱动电路12。数据电极驱动电路12将每个子场的图像数据变换为与各数据电极D1～Dm相对应的信号，驱动各数据电极D1～Dm。
定时发生电路15根据水平同步信号H和垂直同步信号V发生定时信号，输出至各个扫描电极驱动电路13和维持电极驱动电路14。扫描电极驱动电路13根据定时信号将驱动波形提供给扫描电极SCN1～SCNn，维持电极驱动电路14根据定时信号将驱动波形提供给维持电极SUS1～SUSn。这里，定时发生电路15根据APL检测单元30输出的APL控制驱动波形。具体来说，如后面述及的那样，根据APL决定构成1场的各个子场的初始化动作为全部单元初始化还是选择初始化，控制1场内全部单元初始化动作的次数。
下面说明驱动显示屏用的驱动波形及其动作。实施方式中假定，将1场分成10个子场(第1SF(第1子场)、第2SF(第2子场)、…、第10SF(第10子场))，各子场分别具有(1、2、3、6、11、18、30、44、60、80)这种亮度权重。这样便构成为越是后面的子场其亮度权重越大。
图4为加到本发明实施方式中显示屏的各电极上的驱动波形图，即针对具有进行全部单元初始化动作的初始化期间这种子场(下文简称为“全部单元初始化子场”)和具有进行选择初始化动作的初始化期间这种子场(下文简称为“选择初始化子场”)的驱动波形。图4为了便于说明，将第1SF作为全部单元初始化子场、第2SF作为选择初始化子场来给出。
首先说明全部单元初始化子场的驱动波形及其动作。
初始化期间的前半部使维持电极SUS1～SUSn保持为0(V)，数据电极D1～Dm保持为正电压Vx(V)，对扫描电极SCN1～SCNn加上从放电开始电压或以下的电压Vp(V)开始缓慢升高至超过放电开始电压的电压Vr(V)这种渐高扫描电压。这样，加到数据电极D1～Dm上的正电压Vx(V)为了使数据电极和扫描电极两者间的电场减弱，先发生扫描电极SCN1～SCNn为阳极、维持电极SUS1～SUSn为阴极这种微弱的初始化放电。这时的放电由于为阴极的维持电极SUS1～SUSn其表面由二次电子发射系数大的保护层7所覆盖，所以为稳定的放电。接着，发生扫描电极SCN1～SCNn为阳极、数据电极D1～Dm为阴极这种微弱的初始化放电。这时的放电因为维持电极SUS1～SUSn为阴极的放电所发生的起爆以充分存在的状态发生，所以不论是否涂布二次电子发射系数小的荧光体，总是稳定的放电。这样，全部单元初始化动作便对全部放电单元发生第1次微弱的、但稳定的初始化放电，扫描电极SCN1～SCNn上积累负的壁电压，同时维持电极SUS1～SUSn上和数据电极D1～Dm上积累正的壁电压。这里，所谓电极上的壁电压是指覆盖电极的电介质层或荧光体层上积累的壁电荷所形成的电压。
初始化期间的后半部使维持电极SUS1～SUSn保持为正电压Vh(V)，对扫描电极SCN1～SCNn加上从电压Vg(V)开始缓慢下降至电压Va(V)这种渐降扫描电压。这样，便针对全部放电单元发生扫描电极SCN1～SCNn为阴极、维持电极SUS1～SUSn和数据电极D1～Dm为阳极的第2次微弱的初始化放电。而且，扫描电极SCN1～SCNn上的壁电压和维持电极SUS1～SUSn上的壁电压减弱，数据电极D1～Dm上的壁电压也调整为适合写入动作的数值。这样，全部单元初始化子场的初始化动作便为针对全部放电单元进行初始化放电这种全部单元初始化动作。
后续的写入期间，将扫描电极SCN1～SCNn一度保持为Vs(V)。接着，数据电极D1～Dm当中，对第1行应显示的放电单元的数据电极Dk(k＝1～m)加上正的写入脉冲电压Vw(V)，同时对第1行的扫描电极SCN1加上扫描脉冲电压Vb(V)。这时，数据电极Dk和扫描电极SCN1两者交叉部的电压为外加电压(Vw-Vb)(V)与数据电极Dk上的壁电压和扫描电极SCN1上的壁电压相加的大小，超过放电开始电压。于是，数据电极Dk和扫描电极SCN1两者之间以及维持电极SUS1和扫描电极SCN1两者之间发生写入放电，该放电单元的扫描电极SCN1上积累有正的壁电压，维持电极SUS1上积累有负的壁电压，数据电极Dk上也积累有负的壁电压。通过这样可进行由第1行应显示的放电单元发生写入放电从而在各电极上积累壁电压这种写入动作。另一方面，未加上正的写入脉冲电压Vw(V)的数据电极和扫描电极SCN1两者交叉部的电压不超过放电开始电压，所以不发生写入放电。依次进行以上写入动作直至第n行放电单元为止，写入期间结束。
后续的维持期间，首先维持电极SUS1～SUSn返回为0(V)，扫描电极SCN1～SCNn加上正的维持脉冲电压Vm(V)。这时，发生写入放电的放电单元中扫描电极SCNi和维持电极SUSi两者间的电压为维持脉冲电压Vm(V)与扫描电极SCNi上的壁电压和维持电极SUSi上的壁电压相加的大小，超过放电开始电压。于是，扫描电极SCNi和维持电极SUSi两者间发生维持放电，扫描电极SCNi上积累有负的壁电压，维持电极SUSi上积累有正的壁电压。这时，数据电极Dk上也积累有正的壁电压。写入期间中未发生过写入放电的放电单元不发生维持放电，保持初始化期间结束时的壁电压状态。接着，扫描电极SCN1～SCNn返回为0(V)，维持电极SUS1～SUSn加上正的维持脉冲电压Vm(V)。于是，发生维持放电的放电单元由于维持电极SUSi和扫描电极SCNi两者间的电压超过放电开始电压，所以再次在维持电极SUSi和扫描电极SCNi两者间发生维持放电，维持电极SUSi上积累有负的壁电压，扫描电极SCNi上积累有正的壁电压。以后同样通过对扫描电极SCN1～SCNn和维持电极SUS1～SUSn交替加上维持脉冲，写入期间发生过写入放电的放电单元可继续进行维持放电。另外，维持期间的最后，扫描电极SCN1～SCNn和维持电极SUS1～SUSn两者间加上所谓宽度窄的脉冲，使数据电极Dk上的正的壁电荷原样保留，消除扫描电极SCN1～SCNn和维持电极SUS1～SUSn上的壁电压。这样维持期间的维持动作结束。
下面说明选择初始化子场的驱动波形及其动作。
初始化期间中，维持电极SUS1～SUSn保持为Vh(V)，数据电极D1～Dm保持为0(V)，扫描电极SCN1～SCNn加上从Vq(V)开始缓慢下降至Va(V)这种渐降扫描电压。于是，前一子场的维持期间进行过维持放电的放电单元发生微弱的初始化放电，扫描电极SCNi上和维持电极SUSi上的壁电压减弱，数据电极Dk上的壁电压也调整为适合写入动作的数值。另一方面，对于前一子场未进行过写入放电和维持放电的放电单元来说不会进行放电，按其原样保持前一子场的初始化期间结束时的壁电荷状态。这样，选择初始化子场的初始化动作为前一子场中进行过维持放电的放电单元进行初始化放电这种选择初始化动作。
对于写入期间和维持期间来说，与全部单元初始化子场的写入期间和维持期间相同，因而说明从略。
这里，再次说明全部单元初始化期间对数据电极加上数据电极为阴极的放电比维持电极为阴极的初始化放电迟这种电压Vx(V)的理由。初始化期间的前半部，扫描电极SCN1～SCNn加上缓慢上升的渐高扫描电压时，发生扫描电极SCN1～SCNn为阳极、维持电极SUS1～SUSn及数据电极D1～Dm为阴极这种微弱的初始化放电。这时，维持电极SUS1～SUSn的表面由二次电子发射系数大的保护层7，所以维持电极SUS1～SUSn为阴极的放电相对稳定地发生。但数据电极D1～Dm的表面由二次电子发射系数小的荧光体层11，所以起爆不足的情况下，数据电极D1～Dm为阴极的放电往往变得不稳定。尤其是显示屏封入的氙气分压一旦变高，这一倾向就变大。因而，为了发生稳定的初始化放电，首先需要发生维持电极SUS1～SUSn为阴极这种微弱的初始化放电，利用这里所发生的起爆，来稳定发生数据电极D1～Dm为阴极这种微弱的初始化放电。因此，数据电极D1～Dm加上数据电极为阴极的放电比维持电极为阴极的初始化放电迟这种电压Vx(V)，来使维持电极SUS1～SUSn为阴极这种微弱的初始化放电提前。
下面说明本发明实施方式中的驱动方法的子场构成。如上所述，本实施方式中所说明的是将1场分成10个子场(第1SF、第2SF、…、第10SF)，并且各子场分别具有(1、2、3、6、11、18、30、44、60、80)这种亮度权重的情形，但子场数量、各子场的亮度权重不限于上述值。
图5示出的为本发明实施方式中的显示屏驱动方法的子场构成，根据应显示的图像信号的APL切换子场构成。图5(a)为属于APL为0～1.5％的图像信号时所用的构成，为只是第1SF的初始化期间进行全部单元初始化动作、而第2SF～第10SF的初始化期间进行选择初始化动作这种子场构成。图5(b)为属于APL为1.5～5％的图像信号时所用的构成，为第1SF和第4SF的初始化期间进行全部单元初始化动作、而第2SF、第3SF、以及第5SF～第10SF的初始化期间进行选择初始化动作这种子场构成。图5(c)为属于APL为5～10％的图像信号时所用的构成，第1SF、第4SF、以及第10SF为全部单元初始化子场，而第2SF、第3SF、以及第5SF～第9SF为选择初始化子场。图5(d)为属于APL为10～15％的图像信号时所用的构成，第1SF、第4SF、第8SF、以及第10SF为全部单元初始化子场，而第2SF、第3SF、第5SF～第7SF、以及第9SF为选择初始化子场。图5(e)为属于APL为15～100％的图像信号时所用的构成，第1SF、第4SF、第6SF、第8SF、以及第10SF为全部单元初始化子场，而第2SF、第3SF、第5SF、第7SF、以及第9SF为选择初始化子场。表1中给出上述子场构成和APL两者间的关系。
表1
  APL(％)   全部单元初始化次数(次)   全部单元初始化SF
  0～1.5   1   1、
  1.5～5   2   1、4
  5～10   3   1、4、10
  10～15   4   1、4、8、10
  15～100   5   1、4、6、8、10
这样，本发明的实施方式中，属于APL高的图像显示时可认为是没有或极小面积的黑色显示区域，所以通过增加全部单元初始化次数、增加起爆来谋求稳定放电。反之，属于APL低的图像显示时可认为是较大面积的黑色图像显示区域，所以通过减少全部单元初始化次数、降低黑色显示亮度来提高黑色显示品质。因而，即便是亮度高的区域，只要APL低也能进行黑色显示区域其亮度降低、对比度高的图像显示。
另外，每一子场的全部单元初始化动作其次数取决于APL，但全部单元初始化期间发生扫描电极为阳极、维持电极及数据电极为阴极的初始化放电时，通过对数据电极加上数据电极为阴极的放电比维持电极为阴极的初始化放电迟这种电压Vx(V)，从而可以使初始化放电稳定。
另外，本实施方式中所说明的是用10个SF构成1场，并且将全部单元初始化次数控制为1～5次的例子，但本发明并不限于此。表2、表3中给出其他实施例。
表2
  APL(％)   全部单元初始化次数(次)   全部单元初始化SF
  0.0～1.5   1   1、
  1.5～5   2   1、9
  5～10   3   1、4、9
  10～100   4   1、4、8、10
表3
  APL(％)   全部单元初始化次数(次)   全部单元初始化SF
  0.0～1.5   1   1、
  1.5～5   2   1、4
  5～100   3   1、4、6
表2中给出的是按照1～4次的范围控制全部单元初始化次数，并使进行全部单元初始化的子场也变化的例子。而且，表3中给出的是按照1～3次的范围控制全部单元初始化次数，并使靠近最前面的子场优先初始化的例子。
另外，对于数据电极所加上的电压Vx(V)来说，能够使数据电极为阴极的放电比维持电极为阴极的初始化放电迟即可，实施方式中作为电压Vx(V)形成为与写入脉冲电压Vw(V)相同的电压。由此可以简化电路构成。
这样，按照本发明实施方式的显示屏驱动方法，即便是显示屏中所封入的放电气体中的氙气分压增加的显示屏，也可以通过在全部单元初始化期间对数据电极加上电压Vx(V)来使初始化放电稳定，并能够以良好的品质进行图像显示。
按照本发明，可提供一种能够通过使初始化放电稳定以良好的品质进行图像显示的等离子显示屏的驱动方法。
工业实用性
本发明的显示屏驱动方法，可以通过使初始化放电稳定以良好的品质进行图像显示，作为使用等离子显示屏的图像显示装置等是相当有用的。
附图中参照标号一览表
1      显示屏
2      正面基板
3      背面基板
4      扫描电极
5      维持电极
9      数据电极
15     定时发生电路
30     APL检测单元

Claims (1)

1.一种显示屏的驱动方法，为在扫描电极及维持电极和数据电极之间的交叉部形成放电单元而成的等离子显示屏的驱动方法，其特征在于，
1场期间由具有初始化期间、写入期间、以及维持期间的多个子场所构成，
所述多个子场的初始化期间，或者进行全部单元初始化动作，使进行图像显示的全部放电单元发生初始化放电，或者进行选择初始化动作，有选择地使前一子场中发生过维持放电的放电单元发生初始化放电，
在进行全部单元初始化动作的初始化期间，在使以所述扫描电极为阳极、以所述维持电极和所述数据电极为阴极的初始化放电发生时，将电压加到所述数据电极上，使得所述数据电极为阴极的放电迟于所述维持电极为阴极的放电。
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