专利名称：一种交流等离子体平板显示器的驱动方法
技术领域：
本发明是关于三电极表面放电型交流等离子体平板显示器的驱动方法。
等离子体平板显示器是利用惰性气体放电发出紫外光，从而激励荧光粉发光的器件。图一所示为三电极表面放电型交流彩色等离子体平板显示器一个像素单元的结构。11、21分别为前、后玻璃基板。前玻璃基板上平行并置着X、Y显示电极，其中X又称维持电极，Y又称扫描电极，它们分别由透明导带14和金属电极条15构成。显示电极上涂着一层透明绝缘介质12，其上还有一层氧化镁保护膜13。后玻璃基板上涂一层低熔点玻璃22，其上寻址电极A沿着与显示电极垂直的方向平行印制，显示电极A之间用玻璃障壁23隔开，障壁侧及电极上涂荧光粉，荧光粉24R、24G、24B分别采用受紫外光激励发红、绿、蓝三基色光的荧光物质，每个像素分别由红、绿、蓝三个亚像元构成以实现彩色显示。前后基板制成后压封在一起使障壁顶部与氧化镁保护膜相接触，中间充入500乇气压的潘宁气体(氖、氙混合气)即可。
图二为三电极表面放电型交流等离子体平板显示器m*n显示阵列的示意图。其中维持电极X彼此相连，扫描电极Y彼此独立，寻址电极A和显示电极X、Y垂直，且在每个寻址电极A和一对显示电极X、Y的交叉处形成一个放电单元。
交流等离子体平板显示器通过对一个电视场内的脉冲数目调制技术来实现灰度显示。目前普遍采用的驱动方式主要有ADS(AddressDisplay-period Seperation)方式，和CLEAR(hiContrast & LowEnergy Address & Reduction of false contour sequence)方式。ADS方式将一个电视场分为若干个子场，每个子场又分复位期、寻址期和维持期，不同子场的维持期中维持脉冲的个数不同，有选择地点亮子场就可实现灰度显示。如将一场分为8个子场，各子场中维持脉冲数的比例为20、21、22、23、24、25、26、27，可实现256级灰度。在各子场的复位期中，目前都采取首先加一个全写入脉冲，使得全屏放电，再利用自擦除放电或者宽、窄脉冲擦除放电等方式来擦除壁电荷，使得全屏复位。图三所示为日本富士通公司采用的一种ADS驱动方案，详见美国专利5,446,344。图中所示为一个子场中各电极的驱动电压波形，在复位期，首先在X电极上加全写入脉冲Vs+Vw，使X、Y电极间的电位差大于它们之间的放电电压Vfxy，全屏放电，X电极上带负的壁电荷，Y电极上带正的壁电荷，且使X、Y电极间的壁电压也大于它们之间的放电电压，因此在撤去全写入脉冲后，X、Y电极之间在壁电压的作用下产生自擦除放电。由于器件制造过程中的不均匀性，各显示单元的放电电压存在一定范围的零散。对于那些没能产生自擦除放电的单元，全写入脉冲后加在Y电极上的维持脉冲Vs可使其壁电荷极性反转，之后，X、Y电极上同时加相反脉冲，X为Va，Y为-Vy，在该脉冲作用下，壁电荷被放大，同时极性再次反转，然后再在Y电极上加斜坡电压擦除脉冲，擦除这部分壁电荷。该方案虽可做到有效复位，但是由于每一个子场均需加全写入脉冲，产生全屏放电，全屏放电是与显示图象无关的放电，而且亮度大，导致背景显示亮度增大，对比度下降，而且功耗增大。另外，斜坡电压擦除脉冲产生小规模放电，放电后仍可保留小部分壁电荷，其极性与放电前相同，此处，Y电极在擦除脉冲后仍带有小部分正电荷，极性与寻址时所加寻址电压极性相反，不利于低压寻址。
图四所示为CLEAR驱动方式示意图，详见NIKKEI ELECTRONICS1999.10.25(NO.755)中驅動法ゃセル構造を變えてPDPの畫質を高めゐ一文。该方式将一场分为12个子场，每个子场包括寻址期和显示期，各显示期中维持脉冲数完全相等。每一场仅在开始处有一个复位期，且每一场仅复位期全屏放电一次，因此背景亮度低对比度高，复位期使所有像素单元带上相同的壁电荷。其后在各子场的寻址期利用擦除脉冲将不该点亮单元的壁电荷擦除，由于各显示单元放电电压存在一定范围的零散，擦除脉冲的动态范围小，采用擦除式寻址方式的寻址准确率不及写入式寻址方式。在其后的显示期，未被擦除壁电荷的单元在维持脉冲的作用下继续点亮，而擦除了壁电荷的单元就不再点亮。因此通过选择各显示单元上擦除脉冲所在子场的位置，就可控制显示灰度。由于共有12个子场，可显示12级灰度，若要显示256级灰度，还需通过dither法或误差扩散理论对显示数据进行处理，这就必然要增加显示数据处理电路的复杂性。
本发明的目的旨在解决以往驱动方案中存在的这些不足之处，在ADS方式的基础上提出了一种一场只需全屏放电一次的驱动方法，寻址仍采用写入式寻址方式，且在保证准确寻址的前提下，能够增大寻址电压动态范围，并且降低寻址电压。图五为本发明所采用的各电极驱动电压波形图。这里作为例子仍将一场分为8个子场，各子场中维持脉冲的比例为20∶21∶22∶23∶24∶25∶26∶27，图中仅给出前两个子场的波形图。每一个子场仍旧分为复位期、寻址期和维持期。在第一个子场的复位期，为了使全屏的所有像素单元回复到同一状态，首先加全写入脉冲X电极加维持电压Vs，Y电极加寻址电压-Vy，两者之间电位差大于它们之间的放电电压Vfxy，全屏放电，X电极带负的壁电荷，Y电极带正的壁电荷，为降低全屏放电的强度，X、Y电极上均采用斜坡电压脉冲，使放电处于小规模状态。全写入脉冲后，X电极回到零电位，Y电极加维持脉冲Vs，维持电压加上X、Y电极间的壁电压大于放电电压Vfxy，再次全屏放电，壁电荷极性反转，X电极为正，Y电极为负。然后给X、Y电极加擦除脉冲，擦除屏上壁电荷，以便在寻址期能够实现写入式寻址。擦除脉冲采用斜坡电压脉冲，X电极为+Vsc斜坡电压脉冲，Y电极为-Vy斜坡电压脉冲；或者X电极直接加+Vsc电压，Y电极加-Vy斜坡电压脉冲。采用这种斜坡电压脉冲的好处如下一方面，由于器件制造过程中的不均匀性，使各显示单元的放电电压存在一定范围的零散，因此对于方波型宽及窄擦除脉冲，前者可能擦除不彻底，后者则可能擦除过度(形成极性相反的壁电荷)，导致寻址期间发生误写入，而采用斜坡电压脉冲擦除就可有效避免上述情况。首先因为斜坡电压脉冲放电为小规模放电，放电后壁电荷极性不会反转，所以不会产生擦除过度的情况；其次在斜坡电压脉冲的末端，X、Y电极间所加电压差为Vsc+Vy大于维持电压Vs，因此对于寻址时未被写入壁电荷的单元，维持脉冲到来时不会产生误放电；另外由于擦除脉冲末端X、Y电极上的电位恰与寻址期扫描到的行上的电位情况一致，所以寻址时不该点亮的单元不会因为X、Y电极间的电位差产生误放电，这样就确保了有效地擦除。另一方面，由于斜坡电压脉冲放电是在X、Y电极紧邻的区域上小规模进行，所以只有紧邻区域的壁电荷被中和，而在X、Y电极的远离区域仍可保留一些原来极性的壁电荷，且其极性与寻址时寻址脉冲的极性一致，因此对于实现低压寻址十分有利。进入寻址期，X电极上始终加Vsc的电压，Y电极上逐行扫描，扫描到的行加扫描电压-Vy，未扫描到的行及扫描过的行加-Vsc电压，寻址电极A则根据扫描到的行上的显示数据有选择的在相应列上加寻址电压Va。对于子场中需要点亮的单元，寻址电极A与扫描电极Y在扫描到时电位差为Va+Vy大于它们之间的放电电压Vfay，产生放电，放电后A电极与X电极上带负的壁电荷，Y电极上带正的壁电荷，因此显示数据就以壁电荷的形式记忆在屏上。在寻址期令X电极上的电位Vsc＝Va，可使寻址放电时产生的负电荷尽可能多地吸附在X电极上成为对维持放电有用的壁电荷。另外扫描过的行上X、Y电极间所加电位差为2Vsc，而且极性与所写入的与显示数据有关的壁电荷的极性相反，使壁电荷能够稳定地吸附在显示电极上，以待维持期到来。到了维持期，Y、X电极上交替加维持脉冲Vs，第一个维持脉冲的极性与寻址时写入的壁电荷的极性相同，其和大于它们之间的放电电压Vfxy，产生维持放电，壁电荷极性反转，再与下一个维持脉冲迭加，再次产生维持放电，依次类推就可显示出图像。在维持期，A电极上始终加电压Vaw＝Vs/2，使其对正负离子的吸引程度相同，避免其上积累壁电荷。这里我们将维持脉冲的个数选为奇数个，如21-1、22-1、23-1、24-1、25-1、26-1、27-1、28-1，使最后一个维持脉冲加在Y电极上。这样在维持期结束时，对于那些在该子场中被点亮的单元，X电极带正的壁电荷，Y电极带负的壁电荷，这恰与复位期中维持脉冲后壁电荷的极性一致；而对于那些未被点亮的单元，壁电荷仍处于复位期中擦除脉冲后的状态。因此，当下一个子场的复位期到来时，无需再从全写入脉冲开始，而只需从擦除脉冲开始即可。上一场中被点亮单元的壁电荷将被有效擦除，而未被点亮单元的壁电荷本身已处于上一场中被擦除时的状态，未再发生变化，因此就可实现一场仅全屏放电一次，极大地降低了显示的背景亮度，提高了对比度，并可在一定程度上减小功耗。
综上所述，本发明是关于三电极表面放电型交流等离子体平板显示器的驱动方法，在ADS方式的基础上提出了一种一场仅全屏放电一次的驱动方案。在本方案中，一个显示场被分为若干个子场，每个子场又分复位期、寻址期和维持期。第一个子场的复位期包括一个全写入脉冲，一个维持脉冲和一个擦除脉冲，其它子场的复位期均只有一个擦除脉冲。全写入脉冲采用分别加在X、Y电极上的斜坡电压脉冲，X为+Vs，Y为-Vy，全屏放电，X电极带负壁电荷，Y电极带正壁电荷。其后的维持脉冲令壁电荷极性反转。擦除脉冲或者采用分别加在X、Y电极上的斜坡电压脉冲，X为+Vsc，Y为-Vy；或者采用X电极上直接加+Vsc电压，Y电极上加-Vy斜坡电压脉冲。擦除脉冲末端X、Y电极电位与它们在寻址期中被扫描到时电位一致，且擦除脉冲后Y电极所带壁电荷极性与其在寻址期所加脉冲极性相同。寻址期仍采用写入式寻址方式。维持期中维持脉冲的个数为奇数，使维持期结束时被点亮单元壁电荷的极性与复位期中维持脉冲后壁电荷的极性相同。本发明能够降低背景亮度，提高对比度，减小功耗，还可增大寻址电压动态范围，并在保证准确寻址的前提下，降低寻址电压。
图1 三电极表面放电型交流彩色等离子体平板显示器单元结构图2 三电极表面放电型交流等离子体平板显示器M*N显示阵列示意3 一种以往采用的ADS方式各电极驱动电压波形4 一种以往采用的CLEAR驱动方式示意5 本发明采用的各电极驱动电压波形图
权利要求
1.一种交流等离子体平板显示器的驱动方法，所驱动器件结构为三电极表面放电型结构。显示电极X、Y平行并置。其中X电极彼此相连，又称维持电极；Y电极彼此独立，又称扫描电极。寻址电极A与显示电极垂直相对。一个显示场被分为若干个子场，每个子场又分复位期、寻址期和维持期。本发明的特征是，复位期包括全写入脉冲、一个维持脉冲和擦除脉冲，且仅第一个子场需要加全写入脉冲和一个维持脉冲，其它子场均只有擦除脉冲。擦除脉冲末端，一对显示电极X、Y上电位与其在寻址期中被扫描到时所加电位一致；且擦除脉冲后，扫描电极Y上残余壁电荷极性与其在寻址时所加脉冲极性相同。维持期中，维持脉冲的个数为奇数。
2.根据权利要求书1，在第一个子场的复位期先加全写入脉冲，其特征是该全写入脉冲采用分别加在X、Y电极上的斜坡电压脉冲。X电极为Vs，其幅度与维持脉冲幅度相等；Y电极为-Vy，其幅度与寻址时所加脉冲幅度相等。在全写入脉冲的作用下全屏放电，X电极带负壁电荷，Y电极带正壁电荷。
3.根据权利要求书1，在第一个子场的复位期中，全写入脉冲之后，在Y电极上加一个维持脉冲Vs，使X、Y电极之间产生维持放电，壁电荷极性反转，X电极带正壁电荷，Y电极带负壁电荷。
4.根据权利要求书1，在第一个子场的复位期中，维持脉冲之后，以及其它子场的复位期中加擦除脉冲。擦除脉冲的特征是采用分别加在X、Y电极上的斜坡电压脉冲，且斜坡电压脉冲末端的电位与X、Y电极在寻址期中被扫描到时的电位一致，X为+Vsc，Y为-Vy。由于斜坡电压脉冲放电为小规模放电，放电后残余壁电荷极性与放电前相同，即X带正壁电荷，Y带负壁电荷，此极性与寻址期中Y电极所加寻址脉冲极性相同。
5.根据权利要求书1，在第一个子场的复位期中，维持脉冲之后，以及其它子场的复位期中加擦除脉冲。擦除脉冲的特征是X电极上直接加+Vsc电压，Y电极上加-Vy斜坡电压脉冲，擦除脉冲末端的电位与X、Y电极在寻址期中被扫描到时的电位一致。由于斜坡电压脉冲放电为小规模放电，放电后残余壁电荷极性与放电前相同，即X带正壁电荷，Y带负壁电荷，此极性与寻址期中Y电极所加寻址脉冲极性相同。
6.根据权利要求书1，维持期中维持脉冲的个数为奇数，最后一个维持脉冲加在Y电极上。使该子场中被点亮单元在维持期结束时，X电极带正壁电荷，Y电极带负壁电荷，与复位期中维持脉冲后的极性相同；而未被点亮单元中壁电荷的状态维持在该子场复位期中擦除脉冲后的状态，未再发生变化，因此下一子场复位期到来时，仅需从擦除脉冲开始既可。
全文摘要
一种交流等离子体平板显示器的驱动方法,所驱动器件结构为三电极表面放电型结构。每一显示场被分为若干个子场,每一子场分复位期、寻址期和维持期。复位期包括全写入脉冲、一个维持脉冲及擦除脉冲,仅第一个子场需要加全写入脉冲和一个维持脉冲,其它子场均只有擦除脉冲。全写入脉冲采用分别加在X、Y电极上的斜坡电压脉冲,以降低全屏放电的亮度。擦除脉冲采用分别加在X、Y电极上的斜坡电压脉冲,且斜坡电压脉冲末端的电位与寻址时扫描到的行上的电位一致。维持期中维持脉冲的个数为奇数,使得在子场结束时,参与放电的单元与未参与放电的单元中壁电荷的极性相同,且与复位期中维持脉冲后的极性一致。本方案可极大地降低背景显示亮度,提高对比度,进一步地减小功耗,还可增大寻址电压动态范围,并且利于低压寻址。
文档编号G09G3/28GK1348160SQ011359
公开日2002年5月8日 申请日期2001年10月18日 优先权日2001年10月18日
发明者许蓓蕾, 偰正才, 牛憨笨 申请人:深圳大学光电子学研究所