专利名称：等离子体显示面板的驱动方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子体显示面板(plasma display parel,PDP)的驱动方法和装置，特别涉及能够对于等离子体显示面板，降低其重置期间(resetperiod)中放电(discharge)操作所造成的背景闪烁(backglow)现象。
PDP主要是利用电极放电累积电荷的方式进行显示，由于具有大荧光屏、高容量以及能够显示全彩色(full-color)图像，是未来最具潜力的平面显示器。以下就PDP的基本原理和操作方式加以说明。
图1表示公知技术PDP中单元(cell)结构的侧视剖面图。如图所示，PDP主要是由两块玻璃基板1和7及其上构件所组成，在玻璃基板1和7之间的空腔(cavity)内则填入惰性气体，如Ne、Xe。在玻璃基板1上包括维持电极(sustain electrodes)X和扫描电极Yi(彼此平行延伸)、介电层3以及保护膜(protective film)5。在玻璃基板7上则包括地址电极(address electrodes)Ai和其上的荧光材料9。在每个单元的四周则以分隔墙(partition wall)8加以隔离。因此，在每个单元10中包含三个电极，分别是平行的维持电极X和扫描电极Yi以及横跨其上的地址电极Ai。
图2表示利用图1所示的PDP所组成的电极显示器的方块图。如图所示，PDP100是由彼此平行的扫描电极Y1～Yn以及维持电极X，以及横跨其上的地址电极Al～Am所驱动。单元10的位置则如图中所示，而每个单元之间则是由图1中所示的分隔墙8加以隔离。另外，等离子体显示器还包括控制电路(control circuit)110、Y扫描驱动器(Y scan driver)112、维持驱动器(X driver)114以及地址驱动器(address driver)116。控制电路110根据外部所提供的时钟脉冲信号CLOCK、数据信号DATA、垂直同步信号VSYNC以及水平同步信号HSYNC，产生各驱动器所需要的时序信息。其中时钟脉冲信号CLOCK表示数据传输时钟脉冲，数据信号DATA表示显示数据，垂直同步信号VSYNC和水平同步信号HSYNC则是用以定义单一帧(frame)和单一扫描线(scanning line)的时序。控制电路110将显示数据和时钟脉冲送到地址驱动器116，并且将相关的帧控制时序送至Y扫描驱动器112和维持驱动器114。必须注意的是，显示相关数据是由控制电路110送至地址驱动器116，并且在Y扫描驱动器112依序扫描各扫描电极Y1～Yn时，通过地址电极A1～Am将显示数据写入各单元中。其详细显示动作和各电极所需要的控制信号，则结合图3和图4说明如下。
图3表示公知技术驱动PDP显示一帧(frame)的动作示意图。如图所示，每一个帧分割成8个子场(sub-field)SF1～SF8。必须注意的是，此处子场的意义与传统阴极射线管(cathode ray tube,CRT)中的场(field)不同，传统CRT中的场是分别对于奇偶数扫描线进行扫描显示，而PDP的场则是对于全部扫描线显示不同的灰阶等级(gray scale)。每个子场由三个操作动作期间所组成，分别为重置期间(reset period)R1～R8、写入期间(address period)A1～A8以及维持期间(sustain period)S1～S8。重置期间是用来清除前一子场显示时所残余的电荷，以及在每个单元中留下一定数量的壁电荷(wall charge)。写入期间则是通过地址放电(address discharge)在需要显示的单元中(即呈on状态)累积壁电荷。维持期间则是在已通过地址放电累积壁电荷的单元中，以维持放电(sustain discharge)进行显示。其中，重置期间R1～R8和维持期间S1～S8是同时处理PDP上的全部单元，而写入期间A1～A8则是依序对于各扫描电极Y1～Yn上的各单元进行写入动作。另外，显示亮度是与维持期间S1～S8的长度成正比。在图3的例子中，各子场SF1～SF8中维持期间S1～S8的长度可以设为1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128的比例，由此实现256灰阶。
图4表示公知技术在单一子场中各电极上控制信号的时序图。其中地址电极Ai上的信号是由地址驱动器116所产生，维持电极X上的信号是由维持驱动器114所产生，扫描电极Y1～Yn上的信号是由扫描驱动器112所产生。如图所示，每个子场是包含重置期间、写入期间和维持期间。以下详细说明各期间信号波形以及其所造成的动作。
在重置期间的时间点a，扫描电极Y1～Yn设为0V，维持电极X上则送入电压值为VS+VW的写入脉冲(write pulse)201，其中电压值VS+VW大于维持电极X和Yi之间的放电启始电压(discharge start voltage)。因此，在维持电极X和扫描电极Yi之间出现全域写入放电(total write discharge)W。此放电过程会在维持电极X上累积负电荷，在扫描电极Yi上累积了正电离子。由于累积的负电荷和正电离子所造成的电场会抵消掉维持电极之间的压差，因此全域写入放电W的时间很短。
接着在时间点b，维持电极X设为0V，所有扫描电极Y1～Yn上则送入电压值为VS的维持脉冲(sustain pulse)202，其中电压值VS加上累积于维持电极间电荷所造成的电压值必须大于扫描电极Yi和X之间的放电启始电压。因此在维持电极X和扫描电极Yi之间出现全域维持放电(total sustaindischarge)S。此放电过程与前一放电过程相反，在维持电极X上会累积正电离子，在扫描电极Yi上会累积了负电荷。
接着在时间点c，扫描电极Yi设为0V，而维持电极X上则送入电压值低于VS的清除脉冲(erase pulse)203，同时在地址电极Ai上也可以送入-VS的地址脉冲。清除脉冲203是用来中和(neutralize)部分电荷，最后在扫描电极Y1～Yn上留下所需要的壁电荷。此壁电荷使后续写入期间中，能够以较低的电压值进行写入动作。
接着开始写入期间。首先在时间点d，将维持电极X和扫描电极Yi拉至电压值VS。接着从时间点e开始，依序对于各扫描电极Y1～Yn送入扫描脉冲(scan pulse)204，同时在地址电极Ai上送入电压值为VA的地址脉冲。当某个扫描线中的单元是设为ON时，则会发生写入放电，也就是将对应的显示数据写入此单元中。
在完成所有扫描电极Y1～Yn的扫描后，则进入维持期间。首先将各维持电极X和扫描电极Yi设为0V。接着以交错的方式(时间点f和时间点g)，对维持电极X和扫描电极Yi送入相同电压值的维持脉冲205。此时在写入期间被写入on数据的单元即会显示亮度。必须说明的是，上述所说明的驱动信号波形仅为一范例，在实际应用上的波形可能与此一范例不同，但是基本原理是一致的。
如前所述，维持期间的长度与其显示的亮度成正比。假设一个帧中包含510次维持放电周期(每周期包含两次放电)，则在子场SF1～SF8中维持放电周期数量可以分别配置为2、4、8、16、32、64、128、256。因此，一个帧显示期间用于维持期间的放电次数为510×2=1020。此部分的放电操作是显示图像的主要部分。
另一方面，实际上在重置期间也执行了2到3个放电周期，例如全域写入放电、全域维持放电以及清除放电，以便均匀分布壁电荷。不过，这些重置期间内的放电动作也会产生亮度，同时会略高于在维持期间放电动作所产生亮度。大略来说，重置期间三次放电所产生的亮度大约等于维持期间五次放电所产生的亮度。因此在PDP上最大亮度和最小亮度的比率大约为1020∶5×82=26∶1，其对应于黑色(black)的亮度。因此，在重置期间放电所产生的亮度是愈低愈好，如此才能够改善黑色画质。黑色画质是图像显示的重要参数之一，因此降低重置期间放电动作所造成的亮度效应为必须解决的重要课题。
有鉴于此，本发明的主要目的，在于提供一种等离子体显示面板的驱动方法和装置，特别是解决每一子场重置期间的放电操作对于图像亮度影响的问题。
根据上述目的，本发明提出一种等离子体显示面板的驱动方法，等离子体显示面板上包含多条彼此平行的维持电极和扫描电极，以及横跨维持电极和上述扫描电极的多条地址电极。其中，在重置期间的第一时间点上，送入一全域写入脉冲至维持电极和扫描电极之间，用以通过维持电极和扫描电极之间的放电动作产生等离子体显示面板中各单元的壁电荷，全域写入脉冲是以较大斜率波形由第一电压上升至第二电压，再以较小斜率波形从第二电压上升至一第三电压，此一较小斜率波形可以是渐增或渐减的变速率。另外，全域写入脉冲也可以利用较小斜率波形，由第一电压上升至第二电压，再利用较大斜率波形，由第二电压上升至第三电压。以较大斜率波形提升电压的部分可以大量累积壁电荷，而以较小斜率波形提升电压的部分则可以避免造成过强的亮度，影响显示品质。
另外，本发明提出一种等离子体显示面板的驱动装置，其包括控制电路，用以接收外部的显示数据及其相关时序数据；地址驱动器，耦接于控制电路，用以驱动地址电极；X驱动器，耦接于控制电路，用以驱动维持电极，其中在重置期间送入全域写入脉冲至维持电极，用以通过维持电极和扫描电极之间的放电动作产生上述等离子体显示面板中各单元的壁电荷。此全域写入脉冲是以较大斜率波形由第一电压上升至第二电压，再以较小斜率波形从第二电压上升至第三电压，或是以较小斜率波形由第一电压上升至第二电压，再以较大斜率波形由第二电压上升至第三电压；以及Y扫描驱动器，耦接于控制电路，用以驱动上述扫描电极。
另外，本发明提出一种等离子体显示面板的驱动装置，其不同处在于X驱动器和Y扫描驱动器。X驱动器在重置期间送入全域写入脉冲的第一成分脉冲至上述维持电极，上述全域写入脉冲的第一成分脉冲是以一较大斜率波形由第一电压上升至第二电压。Y扫描驱动器则在重置期间送入全域写入脉冲的第二成分脉冲至扫描电极，其以一较小斜率波形下降至第二电压，由此维持电极和扫描电极之间的全域写入脉冲所造成的放电动作，产生等离子体显示面板中各单元的壁电荷。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图，作详细说明如下图1表示公知技术等离子体显示面板(PDP)中单元(cell)结构的侧视剖面图。
图2表示利用图1所示的等离子体显示面板所组成的等离子体显示器的方块图。
图3表示公知技术中驱动等离子体显示面板显示一帧示意图。
图4表示公知技术中在单一子场中各电极(包含地址电极Ai、维持电极X和扫描电极Yi)上控制信号的时序图。
图5表示本发明的第一实施例中在子场的重置期间，各电极(包含地址电极Ai、维持电极X和扫描电极Yi)上控制信号的时序图。
图6表示本发明的第一实施例中等离子体显示面板的驱动装置的方块图。
图7a-7b表示本发明第二实施例中全域写入脉冲的波形示意图。
图8表示本发明第三实施例中在子场的重置期间，各电极(包含地址电极Ai、维持电极X和扫描电极Yi)上控制信号的时序图。
现结合附图对本发明进行详细说明。
本发明主要是针对公知技术中重置期间放电操作对于显示品质所造成影响，提出可以改善此问题的驱动方法和装置，特别是针对重置期间中全域写入脉冲所造成放电操作，增加其累积壁电荷的能力，同时也减少其放电过程中所产生的亮度。
图5表示本实施例中在子场的重置期间，各电极(包含地址电极Ai、维持电极Xi和扫描电极Yi)上控制信号的时序图。重置期间是同时处理所有扫描线上的单元，使其产生一定数量的壁电荷，因此以下所称扫描电极Yi，是指全部的扫描电极Y。一般而言，在前一子场结束之前，会在扫描电极Yi送入一清除脉冲，用来清除在前一子场中状态设为on的单元内的壁电荷。接着如图5所示，在本子场的重置期间的第一时间，维持电极X上送入一全域写入脉冲300，让维持电极X和扫描电极Yi之间的压差大于两者间的放电启始电压，藉由放电产生所需要的壁电荷。此全域写入脉冲300与公知技术不同，其波形是由两部分所组成。如图所示，全域写入脉冲300是以较大斜率波形由第一电压(0V)提升至第二电压，再以较小斜率波形由第二电压逐渐提升至第三电压。在本实施例中，第二电压可以设为180V，第三电压可以设为360V。接着如前案所示，在扫描电极Yi上依序送入清除脉冲301，再送入清除脉冲302。接着，则进入后续的写入期间和维持期间。必须说明的是，图5中重置期间内各电极控制信号的脉冲配置并非用以限定本发明，对于熟知PDP相关驱动技术者而言，可以依据其显示原理而作不同程度的修改。
由于本实施例主要特征在于全域写入脉冲300，因此以下详细说明其波形。全域写入脉冲300的第一部分是根据一较大斜率波形，由第一电压(0V)提升至第二电压，其作用在于可以累积大量的壁电荷，此亦为此脉冲的主要目的。全域写入脉冲300的第二部分则根据一较小斜率波形，从第二电压提升至第三电压，其作用亦为累积壁电荷，不过由于其电压上升斜率较小，因此放电效果较公知技术不明显，所以不致于太明亮。总而言之，利用这种全域写入脉冲300的波形，一方面仍可以累积大量壁电荷，但是也不会造成太明亮的背景闪烁。
图6表示本实施例中等离子体显示面板的驱动装置的方块图，其基本结构与公知技术大致相同。驱动装置包括控制电路110、地址驱动器116、维持驱动器124以及扫描驱动器122。控制电路110接收外部所提供的显示数据DATA和传输时钟脉冲CLOCK，以及垂直同步信号VSYNC和水平同步信号HSYNC等时序数据，将其送至各驱动器上。地址驱动器116则在写入期间驱动地址电极Ai，将显示数据写入各扫描线的单元内。扫描驱动器122则负责驱动扫描电极Yi；维持驱动器124则负责驱动维持电极X。
如图5所示，维持驱动器124在每个子场的重置期间所送入的全域写入脉冲，是先以较大斜率波形从第一电压上升至第二电压(0V-＞180V)，再以较小斜率波形从第二电压上升至第三电压(180V-＞360V)，利用每个单元内维持电极X和扫描电极Yi之间的放电动作，来产生各单元中的壁电荷。
另外，在图5中所示的全域写入脉冲300的较小斜率波形，是先以相对较大斜率缓慢上升，再以相对较小斜率缓慢上升，其波形呈现类似二次曲线的形状(向外凸)。维持驱动器124产生此种波形的方式，可以利用步阶电压来合成逼近于此波形。
根据以上所述，本实施例的PDP驱动方法主要是修改在重置期间的全域写入脉冲，使其能够累积大量壁电荷，同时不会在放电时造成过高亮度而影响画质。要实现上述全域写入脉冲的波形，则只需要修改原来X驱动器的部分电路，使其能够产生所需要的波形，因此额外增加的成本不高。
本发明的另一实施例与第一实施例的基本驱动方式和驱动装置相同，差别仅在于全域写入脉冲300的波形。在第一实施例中，全域写入脉冲300的第一部分是以较大斜率波形由第一电压上升至第二电压，第二部分则以较小斜率波形上升至第三电压，且第二部分中电压上升斜率则是呈渐减的形态。而在本实施例中则以数个不同的波形说明其变异性，皆可以达到本发明的目的。
图7a表示本实施例中全域写入脉冲300的第一种变异波形。如图7a所示，全域写入波形300在第一部分亦以较大斜率波形由第一电压上升至第一电压，在第二部分以较小斜率波形上升至第二电压，其与第一实施例不同之处在于第二部分中电压上升斜率是呈渐增的形态，因此其波形呈现二次曲线向内凹的形状。此波形的全域写入脉冲300同样可以一方面大量累积电荷，另一方面避免在放电过程中发出过强的亮度而影响画质。
图7b表示本实施例中全域写入脉冲300的第二种变异波形。与第一实施例不同的是，图7b的全域写入波形300仍是区分第一部分与第二部分，而是先以较小斜率波形上升，再以较大斜率波形上升(几乎垂直的脉冲)，因此其波形呈现二次曲线向内凹的形状。此波形的全域写入脉冲300同样可以一方面大量累积电荷，另一方面避免在放电过程中发出过强的亮度而影响画质。
根据以上所述，本发明并不特别限定全域写入脉冲的实际波形，而只要符合以至少两阶段的方式来提升电压，即可以符合本发明的精神。
本发明的第三实施例是以等效波形的观念来实现第一实施例。参考第一实施例的图5，在维持电极X上的全域写入脉冲300是以两部分所合成，因此维持驱动器124产生此波形的电路相对来说比较复杂，成本也比较高。在本实施例中则将此全域写入脉冲300的两个部分，分别由维持驱动器124和扫描驱动器122产生并送入维持电极X和扫描电极Yi上，以此简化波形产生电路。
图8表示本实施例中在子场的重置期间，地址电极Ai、维持电极X和扫描电极Yi上控制信号的时序图。如图所示，原来的全域写入脉冲300是以维持电极X上的第一成分脉冲300a(第一电压急速上升至第二电压)和扫描电极Yi上的第二成分脉冲300b(第三电压缓慢下降至第四电压)加以等效合成，其产生的放电效果与第一实施例相同。其中第一成分脉冲300a等于原全域写入脉冲300的较大斜率波形成分，而第二成分脉冲300b等于原全域写入脉冲300的较小斜率波形成分。但是以电路实际工作的角度来说，要产生图8的波形要比产生图5的波形来得容易，不仅维持驱动器124不需要使用到倍压电路，同时只需要在扫描驱动器122上增加几个基本元件即可达到波形产生的目的，具有较高的产业利用价值。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1．一种等离子体显示面板的驱动方法，所述等离子体显示面板上包含一维持电极和一扫描电极，以及横跨所述维持电极和所述扫描电极的一地址电极，该方法包括下列步骤在一重置期间的第一时间点上，送入一全域写入脉冲至所述维持电极和所述扫描电极之间，使所述维持电极和所述扫描电极之间进行放电动作而产生壁电荷，其中该全域写入脉冲包含有一较大斜率波形与一较小斜率波形，先选择该较大斜率波形与该较小斜率波形两者之一将所述全域写入脉冲由一第一电压上升至一第二电压，再以该较大斜率波形与该较小斜率波形两者之中未被选择者由所述第二电压上升至一第三电压。
2．如权利要求1所述的驱动方法，其中所述全域写入脉冲是以所述较大斜率波形，由所述第一电压上升至所述第二电压，以所述较小斜率波形，由所述第二电压上升至所述第三电压。
3．如权利要求2所述的驱动方法，其中所述较小斜率波形是一斜率渐增曲线。
4．如权利要求2所述的驱动方法，其中所述较小斜率波形是一斜率渐减曲线。
5．如权利要求1所述的驱动方法，其中所述全域写入脉冲是以所述较小斜率波形，由所述第一电压上升至所述第二电压，以所述较大斜率波形，由所述第二电压上升至所述第三电压。
6．如权利要求1所述的驱动方法，其中还包含下列步骤在所述第一时间点之后，送入一第一清除脉冲至所述维持电极和所述扫描电极之间，用以清除多余的所述壁电荷；再送入一与第一清除脉冲极性相反的第二清除脉冲至所述维持电极和所述扫描电极之间，用以清除放电后产生的离子。
7．如权利要求1所述的驱动方法，其中产生所述壁电荷的步骤中，是直接将所述全域写入脉冲送入所述维持电极上，而扫描电极维持固定电位。
8．如权利要求1所述的驱动方法，其中产生所述壁电荷的步骤中，是将该所述全域写入脉冲区分为一第一成分脉冲与一第二成分脉冲，将第一成分脉冲与第二成分脉冲分别送入所述维持电极与扫描电极两者之一，且所述第一成分脉冲与第二成分脉冲是对应于所述全域写入脉冲中的较大斜率波形与较小斜率波形。
9．一种等离子体显示面板的驱动装置，所述等离子体显示面板上包含一维持电极和一扫描电极，以及横跨所述维持电极和所述扫描电极的一地址电极，其包括一控制电路，用以接收外部的显示数据及其相关时序数据；一地址驱动器，耦接于所述控制电路，用以驱动所述地址电极；一维持驱动器，耦接于所述控制电路，用以驱动所述维持电极，其中在一重置期间送入一全域写入脉冲至所述维持电极，用以通过所述维持电极和所述扫描电极之间的放电动作产生壁电荷，所述全域写入脉冲包含一较大斜率波形和一较小斜率波形，用以由一第一电压上升至一第二电压，再由所述第二电压上升至一第三电压；以及一扫描驱动器，耦接于所述控制电路，用以驱动所述扫描电极。
10．如权利要求9所述的驱动装置，其中所述全域写入脉冲是以所述较大斜率波形，由所述第一电压上升至所述第二电压，以所述较小斜率波形，由所述第二电压上升至所述第三电压。
11．如权利要求10所述的驱动装置，其中所述较小斜率波形为一斜率渐增曲线。
12．如权利要求10所述的驱动装置，其中所述较小斜率波形为一斜率渐减曲线。
13．如权利要求9所述的驱动装置，其中所述全域写入脉冲是以所述较小斜率波形，由所述第一电压上升至所述第二电压，以所述较大斜率波形，由所述第二电压上升至所述第三电压。
14．一种等离子体显示面板的驱动装置，所述等离子体显示面板上包含多个彼此平行的维持电极和扫描电极，以及横跨所述维持电极和所述扫描电极的多个地址电极，其包括一控制电路，用以接收外部的显示数据及其相关时序数据；一地址驱动器，耦接于所述控制电路，用以驱动所述地址电极；一维持驱动器，耦接于所述控制电路，用以驱动所述维持电极，其中在一重置期间送入一全域写入脉冲的第一成分脉冲至所述维持电极，所述全域写入脉冲的第一成分脉冲是以一较大斜率波形由一第一电压上升至一第二电压；以及一扫描驱动器，耦接于所述控制电路，用以驱动所述扫描电极，其中在所述重置期间送入所述全域写入脉冲的第二成分脉冲至所述扫描电极，所述全域写入脉冲的第二成分脉冲是以一较小斜率波形由一第三电压下降至一第四电压，由此所述维持电极和所述扫描电极之间的所述全域写入脉冲所造成的放电动作而产生壁电荷。
15．如权利要求14所述的驱动装置，其中所述较小斜率波形为一斜率渐增曲线。
16．如权利要求14所述的驱动装置，其中所述较小斜率波形为一斜率渐减曲线。
全文摘要
一种等离子体显示面板的驱动方法,在重置期间的第一时间点上,送入全域写入脉冲至维持电极X和扫描电极Yi间,通过维持电极X和扫描电极Yi间放电产生等离子体显示面板中各单元的壁电荷。全域写入脉冲是以较大斜率波形由第一电压上升至第二电压,再以较小斜率波形从第二电压上升至第三电压。以较大斜率波形提升电压的部分可大量累积壁电荷,而以较小斜率波形提升电压的部分则可避免造成过强的亮度而影响显示品质。
文档编号G09G3/28GK1307324SQ00101
公开日2001年8月8日 申请日期2000年1月26日 优先权日2000年1月26日
发明者蔡宗光, 罗立声 申请人:达碁科技股份有限公司