專利名稱：一種交流等離子體平板顯示器的驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于三電極表面放電型交流等離子體平板顯示器的驅(qū)動方法。
等離子體平板顯示器是利用惰性氣體放電發(fā)出紫外光，從而激勵熒光粉發(fā)光的器件。圖一所示為三電極表面放電型交流彩色等離子體平板顯示器一個像素單元的結(jié)構(gòu)。11、21分別為前、后玻璃基板。前玻璃基板上平行并置著X、Y顯示電極，其中X又稱維持電極，Y又稱掃描電極，它們分別由透明導(dǎo)帶14和金屬電極條15構(gòu)成。顯示電極上涂著一層透明絕緣介質(zhì)12，其上還有一層氧化鎂保護膜13。后玻璃基板上涂一層低熔點玻璃22，其上尋址電極A沿著與顯示電極垂直的方向平行印制，顯示電極A之間用玻璃障壁23隔開，障壁側(cè)及電極上涂熒光粉，熒光粉24R、24G、24B分別采用受紫外光激勵發(fā)紅、綠、藍三基色光的熒光物質(zhì)，每個像素分別由紅、綠、藍三個亞像元構(gòu)成以實現(xiàn)彩色顯示。前后基板制成后壓封在一起使障壁頂部與氧化鎂保護膜相接觸，中間充入500乇氣壓的潘寧氣體(氖、氙混合氣)即可。
圖二為三電極表面放電型交流等離子體平板顯示器m*n顯示陣列的示意圖。其中維持電極X彼此相連，掃描電極Y彼此獨立，尋址電極A和顯示電極X、Y垂直，且在每個尋址電極A和一對顯示電極X、Y的交叉處形成一個放電單元。
交流等離子體平板顯示器通過對一個電視場內(nèi)的脈沖數(shù)目調(diào)制技術(shù)來實現(xiàn)灰度顯示。目前普遍采用的驅(qū)動方式主要有ADS(AddressDisplay-period Seperation)方式，和CLEAR(hiContrast & LowEnergy Address & Reduction of false contour sequence)方式。ADS方式將一個電視場分為若干個子場，每個子場又分復(fù)位期、尋址期和維持期，不同子場的維持期中維持脈沖的個數(shù)不同，有選擇地點亮子場就可實現(xiàn)灰度顯示。如將一場分為8個子場，各子場中維持脈沖數(shù)的比例為20、21、22、23、24、25、26、27，可實現(xiàn)256級灰度。在各子場的復(fù)位期中，目前都采取首先加一個全寫入脈沖，使得全屏放電，再利用自擦除放電或者寬、窄脈沖擦除放電等方式來擦除壁電荷，使得全屏復(fù)位。圖三所示為日本富士通公司采用的一種ADS驅(qū)動方案，詳見美國專利5,446,344。圖中所示為一個子場中各電極的驅(qū)動電壓波形，在復(fù)位期，首先在X電極上加全寫入脈沖Vs+Vw，使X、Y電極間的電位差大于它們之間的放電電壓Vfxy，全屏放電，X電極上帶負的壁電荷，Y電極上帶正的壁電荷，且使X、Y電極間的壁電壓也大于它們之間的放電電壓，因此在撤去全寫入脈沖后，X、Y電極之間在壁電壓的作用下產(chǎn)生自擦除放電。由于器件制造過程中的不均勻性，各顯示單元的放電電壓存在一定范圍的零散。對于那些沒能產(chǎn)生自擦除放電的單元，全寫入脈沖后加在Y電極上的維持脈沖Vs可使其壁電荷極性反轉(zhuǎn)，之后，X、Y電極上同時加相反脈沖，X為Va，Y為-Vy，在該脈沖作用下，壁電荷被放大，同時極性再次反轉(zhuǎn)，然后再在Y電極上加斜坡電壓擦除脈沖，擦除這部分壁電荷。該方案雖可做到有效復(fù)位，但是由于每一個子場均需加全寫入脈沖，產(chǎn)生全屏放電，全屏放電是與顯示圖象無關(guān)的放電，而且亮度大，導(dǎo)致背景顯示亮度增大，對比度下降，而且功耗增大。另外，斜坡電壓擦除脈沖產(chǎn)生小規(guī)模放電，放電后仍可保留小部分壁電荷，其極性與放電前相同，此處，Y電極在擦除脈沖后仍帶有小部分正電荷，極性與尋址時所加尋址電壓極性相反，不利于低壓尋址。
圖四所示為CLEAR驅(qū)動方式示意圖，詳見NIKKEI ELECTRONICS1999.10.25(NO.755)中驅(qū)動法ゃセル構(gòu)造を變えてPDPの畫質(zhì)を高めゐ一文。該方式將一場分為12個子場，每個子場包括尋址期和顯示期，各顯示期中維持脈沖數(shù)完全相等。每一場僅在開始處有一個復(fù)位期，且每一場僅復(fù)位期全屏放電一次，因此背景亮度低對比度高，復(fù)位期使所有像素單元帶上相同的壁電荷。其后在各子場的尋址期利用擦除脈沖將不該點亮單元的壁電荷擦除，由于各顯示單元放電電壓存在一定范圍的零散，擦除脈沖的動態(tài)范圍小，采用擦除式尋址方式的尋址準(zhǔn)確率不及寫入式尋址方式。在其后的顯示期，未被擦除壁電荷的單元在維持脈沖的作用下繼續(xù)點亮，而擦除了壁電荷的單元就不再點亮。因此通過選擇各顯示單元上擦除脈沖所在子場的位置，就可控制顯示灰度。由于共有12個子場，可顯示12級灰度，若要顯示256級灰度，還需通過dither法或誤差擴散理論對顯示數(shù)據(jù)進行處理，這就必然要增加顯示數(shù)據(jù)處理電路的復(fù)雜性。
本發(fā)明的目的旨在解決以往驅(qū)動方案中存在的這些不足之處，在ADS方式的基礎(chǔ)上提出了一種一場只需全屏放電一次的驅(qū)動方法，尋址仍采用寫入式尋址方式，且在保證準(zhǔn)確尋址的前提下，能夠增大尋址電壓動態(tài)范圍，并且降低尋址電壓。圖五為本發(fā)明所采用的各電極驅(qū)動電壓波形圖。這里作為例子仍將一場分為8個子場，各子場中維持脈沖的比例為20∶21∶22∶23∶24∶25∶26∶27，圖中僅給出前兩個子場的波形圖。每一個子場仍舊分為復(fù)位期、尋址期和維持期。在第一個子場的復(fù)位期，為了使全屏的所有像素單元回復(fù)到同一狀態(tài)，首先加全寫入脈沖X電極加維持電壓Vs，Y電極加尋址電壓-Vy，兩者之間電位差大于它們之間的放電電壓Vfxy，全屏放電，X電極帶負的壁電荷，Y電極帶正的壁電荷，為降低全屏放電的強度，X、Y電極上均采用斜坡電壓脈沖，使放電處于小規(guī)模狀態(tài)。全寫入脈沖后，X電極回到零電位，Y電極加維持脈沖Vs，維持電壓加上X、Y電極間的壁電壓大于放電電壓Vfxy，再次全屏放電，壁電荷極性反轉(zhuǎn)，X電極為正，Y電極為負。然后給X、Y電極加擦除脈沖，擦除屏上壁電荷，以便在尋址期能夠?qū)崿F(xiàn)寫入式尋址。擦除脈沖采用斜坡電壓脈沖，X電極為+Vsc斜坡電壓脈沖，Y電極為-Vy斜坡電壓脈沖；或者X電極直接加+Vsc電壓，Y電極加-Vy斜坡電壓脈沖。采用這種斜坡電壓脈沖的好處如下一方面，由于器件制造過程中的不均勻性，使各顯示單元的放電電壓存在一定范圍的零散，因此對于方波型寬及窄擦除脈沖，前者可能擦除不徹底，后者則可能擦除過度(形成極性相反的壁電荷)，導(dǎo)致尋址期間發(fā)生誤寫入，而采用斜坡電壓脈沖擦除就可有效避免上述情況。首先因為斜坡電壓脈沖放電為小規(guī)模放電，放電后壁電荷極性不會反轉(zhuǎn)，所以不會產(chǎn)生擦除過度的情況；其次在斜坡電壓脈沖的末端，X、Y電極間所加電壓差為Vsc+Vy大于維持電壓Vs，因此對于尋址時未被寫入壁電荷的單元，維持脈沖到來時不會產(chǎn)生誤放電；另外由于擦除脈沖末端X、Y電極上的電位恰與尋址期掃描到的行上的電位情況一致，所以尋址時不該點亮的單元不會因為X、Y電極間的電位差產(chǎn)生誤放電，這樣就確保了有效地擦除。另一方面，由于斜坡電壓脈沖放電是在X、Y電極緊鄰的區(qū)域上小規(guī)模進行，所以只有緊鄰區(qū)域的壁電荷被中和，而在X、Y電極的遠離區(qū)域仍可保留一些原來極性的壁電荷，且其極性與尋址時尋址脈沖的極性一致，因此對于實現(xiàn)低壓尋址十分有利。進入尋址期，X電極上始終加Vsc的電壓，Y電極上逐行掃描，掃描到的行加掃描電壓-Vy，未掃描到的行及掃描過的行加-Vsc電壓，尋址電極A則根據(jù)掃描到的行上的顯示數(shù)據(jù)有選擇的在相應(yīng)列上加尋址電壓Va。對于子場中需要點亮的單元，尋址電極A與掃描電極Y在掃描到時電位差為Va+Vy大于它們之間的放電電壓Vfay，產(chǎn)生放電，放電后A電極與X電極上帶負的壁電荷，Y電極上帶正的壁電荷，因此顯示數(shù)據(jù)就以壁電荷的形式記憶在屏上。在尋址期令X電極上的電位Vsc＝Va，可使尋址放電時產(chǎn)生的負電荷盡可能多地吸附在X電極上成為對維持放電有用的壁電荷。另外掃描過的行上X、Y電極間所加電位差為2Vsc，而且極性與所寫入的與顯示數(shù)據(jù)有關(guān)的壁電荷的極性相反，使壁電荷能夠穩(wěn)定地吸附在顯示電極上，以待維持期到來。到了維持期，Y、X電極上交替加維持脈沖Vs，第一個維持脈沖的極性與尋址時寫入的壁電荷的極性相同，其和大于它們之間的放電電壓Vfxy，產(chǎn)生維持放電，壁電荷極性反轉(zhuǎn)，再與下一個維持脈沖迭加，再次產(chǎn)生維持放電，依次類推就可顯示出圖像。在維持期，A電極上始終加電壓Vaw＝Vs/2，使其對正負離子的吸引程度相同，避免其上積累壁電荷。這里我們將維持脈沖的個數(shù)選為奇數(shù)個，如21-1、22-1、23-1、24-1、25-1、26-1、27-1、28-1，使最后一個維持脈沖加在Y電極上。這樣在維持期結(jié)束時，對于那些在該子場中被點亮的單元，X電極帶正的壁電荷，Y電極帶負的壁電荷，這恰與復(fù)位期中維持脈沖后壁電荷的極性一致；而對于那些未被點亮的單元，壁電荷仍處于復(fù)位期中擦除脈沖后的狀態(tài)。因此，當(dāng)下一個子場的復(fù)位期到來時，無需再從全寫入脈沖開始，而只需從擦除脈沖開始即可。上一場中被點亮單元的壁電荷將被有效擦除，而未被點亮單元的壁電荷本身已處于上一場中被擦除時的狀態(tài)，未再發(fā)生變化，因此就可實現(xiàn)一場僅全屏放電一次，極大地降低了顯示的背景亮度，提高了對比度，并可在一定程度上減小功耗。
綜上所述，本發(fā)明是關(guān)于三電極表面放電型交流等離子體平板顯示器的驅(qū)動方法，在ADS方式的基礎(chǔ)上提出了一種一場僅全屏放電一次的驅(qū)動方案。在本方案中，一個顯示場被分為若干個子場，每個子場又分復(fù)位期、尋址期和維持期。第一個子場的復(fù)位期包括一個全寫入脈沖，一個維持脈沖和一個擦除脈沖，其它子場的復(fù)位期均只有一個擦除脈沖。全寫入脈沖采用分別加在X、Y電極上的斜坡電壓脈沖，X為+Vs，Y為-Vy，全屏放電，X電極帶負壁電荷，Y電極帶正壁電荷。其后的維持脈沖令壁電荷極性反轉(zhuǎn)。擦除脈沖或者采用分別加在X、Y電極上的斜坡電壓脈沖，X為+Vsc，Y為-Vy；或者采用X電極上直接加+Vsc電壓，Y電極上加-Vy斜坡電壓脈沖。擦除脈沖末端X、Y電極電位與它們在尋址期中被掃描到時電位一致，且擦除脈沖后Y電極所帶壁電荷極性與其在尋址期所加脈沖極性相同。尋址期仍采用寫入式尋址方式。維持期中維持脈沖的個數(shù)為奇數(shù)，使維持期結(jié)束時被點亮單元壁電荷的極性與復(fù)位期中維持脈沖后壁電荷的極性相同。本發(fā)明能夠降低背景亮度，提高對比度，減小功耗，還可增大尋址電壓動態(tài)范圍，并在保證準(zhǔn)確尋址的前提下，降低尋址電壓。


圖1 三電極表面放電型交流彩色等離子體平板顯示器單元結(jié)構(gòu)圖2 三電極表面放電型交流等離子體平板顯示器M*N顯示陣列示意3 一種以往采用的ADS方式各電極驅(qū)動電壓波形4 一種以往采用的CLEAR驅(qū)動方式示意5 本發(fā)明采用的各電極驅(qū)動電壓波形圖
權(quán)利要求
1.一種交流等離子體平板顯示器的驅(qū)動方法，所驅(qū)動器件結(jié)構(gòu)為三電極表面放電型結(jié)構(gòu)。顯示電極X、Y平行并置。其中X電極彼此相連，又稱維持電極；Y電極彼此獨立，又稱掃描電極。尋址電極A與顯示電極垂直相對。一個顯示場被分為若干個子場，每個子場又分復(fù)位期、尋址期和維持期。本發(fā)明的特征是，復(fù)位期包括全寫入脈沖、一個維持脈沖和擦除脈沖，且僅第一個子場需要加全寫入脈沖和一個維持脈沖，其它子場均只有擦除脈沖。擦除脈沖末端，一對顯示電極X、Y上電位與其在尋址期中被掃描到時所加電位一致；且擦除脈沖后，掃描電極Y上殘余壁電荷極性與其在尋址時所加脈沖極性相同。維持期中，維持脈沖的個數(shù)為奇數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1，在第一個子場的復(fù)位期先加全寫入脈沖，其特征是該全寫入脈沖采用分別加在X、Y電極上的斜坡電壓脈沖。X電極為Vs，其幅度與維持脈沖幅度相等；Y電極為-Vy，其幅度與尋址時所加脈沖幅度相等。在全寫入脈沖的作用下全屏放電，X電極帶負壁電荷，Y電極帶正壁電荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1，在第一個子場的復(fù)位期中，全寫入脈沖之后，在Y電極上加一個維持脈沖Vs，使X、Y電極之間產(chǎn)生維持放電，壁電荷極性反轉(zhuǎn)，X電極帶正壁電荷，Y電極帶負壁電荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1，在第一個子場的復(fù)位期中，維持脈沖之后，以及其它子場的復(fù)位期中加擦除脈沖。擦除脈沖的特征是采用分別加在X、Y電極上的斜坡電壓脈沖，且斜坡電壓脈沖末端的電位與X、Y電極在尋址期中被掃描到時的電位一致，X為+Vsc，Y為-Vy。由于斜坡電壓脈沖放電為小規(guī)模放電，放電后殘余壁電荷極性與放電前相同，即X帶正壁電荷，Y帶負壁電荷，此極性與尋址期中Y電極所加尋址脈沖極性相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1，在第一個子場的復(fù)位期中，維持脈沖之后，以及其它子場的復(fù)位期中加擦除脈沖。擦除脈沖的特征是X電極上直接加+Vsc電壓，Y電極上加-Vy斜坡電壓脈沖，擦除脈沖末端的電位與X、Y電極在尋址期中被掃描到時的電位一致。由于斜坡電壓脈沖放電為小規(guī)模放電，放電后殘余壁電荷極性與放電前相同，即X帶正壁電荷，Y帶負壁電荷，此極性與尋址期中Y電極所加尋址脈沖極性相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求書1，維持期中維持脈沖的個數(shù)為奇數(shù)，最后一個維持脈沖加在Y電極上。使該子場中被點亮單元在維持期結(jié)束時，X電極帶正壁電荷，Y電極帶負壁電荷，與復(fù)位期中維持脈沖后的極性相同；而未被點亮單元中壁電荷的狀態(tài)維持在該子場復(fù)位期中擦除脈沖后的狀態(tài)，未再發(fā)生變化，因此下一子場復(fù)位期到來時，僅需從擦除脈沖開始既可。
全文摘要
一種交流等離子體平板顯示器的驅(qū)動方法,所驅(qū)動器件結(jié)構(gòu)為三電極表面放電型結(jié)構(gòu)。每一顯示場被分為若干個子場,每一子場分復(fù)位期、尋址期和維持期。復(fù)位期包括全寫入脈沖、一個維持脈沖及擦除脈沖,僅第一個子場需要加全寫入脈沖和一個維持脈沖,其它子場均只有擦除脈沖。全寫入脈沖采用分別加在X、Y電極上的斜坡電壓脈沖,以降低全屏放電的亮度。擦除脈沖采用分別加在X、Y電極上的斜坡電壓脈沖,且斜坡電壓脈沖末端的電位與尋址時掃描到的行上的電位一致。維持期中維持脈沖的個數(shù)為奇數(shù),使得在子場結(jié)束時,參與放電的單元與未參與放電的單元中壁電荷的極性相同,且與復(fù)位期中維持脈沖后的極性一致。本方案可極大地降低背景顯示亮度,提高對比度,進一步地減小功耗,還可增大尋址電壓動態(tài)范圍,并且利于低壓尋址。
文檔編號G09G3/28GK1348160SQ011359
公開日2002年5月8日 申請日期2001年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月18日
發(fā)明者許蓓蕾, 偰正才, 牛憨笨 申請人:深圳大學(xué)光電子學(xué)研究所