专利名称：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各色的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，近些年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
本发明的等离子显示屏的驱动方法，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，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，进行全部单元初始化动作的初始化期间中设有对扫描电极加上渐高倾斜波形电压以进行扫描电极为阳极、维持电极和数据电极为阴极的第1初始化放电的初始化期间前半部；对扫描电极加上渐降倾斜波形电压以进行扫描电极为阴极、维持电极和数据电极为阳极的第2初始化放电的初始化期间后半部；以及对扫描电极加上矩形波电压来对积累过剩壁电压的放电单元发生自行消除放电的异常电荷消除部。
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。
图6A为本发明另一实施方式的显示屏的各电极所加上的驱动波形图。
图6B为本发明又一实施方式的显示屏的各电极所加上的驱动波形图。
具体实施例方式
下面参照
本发明一实施方式中的显示屏驱动方法。
图1为示出本发明一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。如下文所述划分为前半部、后半部、以及异常电荷消除部这3个期间说明全部单元初始化期间。
初始化期间的前半部使维持电极SUS1～SUSn和数据电极D1～Dm保持为0(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)这种渐高倾斜波形电压。于是，发生扫描电极SCN1～SCNn为阳极、维持电极SUS1～SUSn和数据电极D1～Dm为阴极这种微弱的初始化放电。这样，便对全部放电单元发生第1次微弱的初始化放电，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)这种渐降倾斜波形电压。于是，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。
初始化期间的异常电荷消除部，再次使维持电极SUS1～SUSn返回为0(V)。接着，扫描电极SCN1～SCNn加上不足放电开始电压的正电压Vm(V)达5～20μs时间后，再加上负电压Va(V)达3μs或以下的短时间。该期间，进行过稳定的初始化放电的放电单元不发生放电，壁电压也保持初始化期间后半部的状态。但相对于在扫描电极SCNi上积累有正的异常壁电荷的放电单元来说，扫描电极SCN1～SCNn一旦加上电压Vm(V)，便超过放电开始电压而发生较强的放电，扫描电极SCNi上的壁电压反转。接着，扫描电极SCN1～SCNn一旦加上宽度窄的负脉冲电压Va(V)，便发生自行消除放电，消除放电单元内部的壁电压。
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。而且，初始化期间的异常电荷消除部发生过放电的放电单元使数据电极上的壁电压也消除，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两者间加上所谓的宽度窄的脉冲，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)这种渐降倾斜波形电压。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，说明全部单元初始化期间设有异常电荷消除部的理由。初始化期间的前半部，扫描电极SCN1～SCNn加上缓慢上升这种渐高倾斜波形电压时，通常发生扫描电极SCN1～SCNn为阳极、维持电极SUS1～SUSn为阴极这种微弱的初始化放电。但封入显示屏的氙气分压一旦提高，放电延迟便变大，尤其是起爆不足的情况下，有时即便是例如作为阴极的维持电极SUS1～SUSn其表面由二次电子发射系数大的保护层7所覆盖，放电也有较大的延迟。这样，放电发生时远超过放电开始电压，所以不是微弱的放电，而是会发生较强的放电。或者，会提前发生数据电极D1～Dm为阴极这种较强的放电。于是，扫描电极SCN1～SCNn上会积累过剩的负的壁电荷。于是，初始化期间的后半部，对扫描电极SCN1～SCNn加上渐降倾斜波形电压的过程中再次发生较强的放电，接着扫描电极SCN1～SCNn上便积累过剩的正的壁电荷。
或者，全部单元初始化子场之前的子场其写入期间中所发生的写入放电减弱，扫描电极、维持电极或数据电极上应积累的壁电压不足，维持期间中不能发生维持放电的放电单元便有异常的壁电荷残留。另外，即便是写入放电本身可正常进行的情况下，由于某种原因，扫描电极、维持电极或数据电极上积累的壁电压减少的情况也同样存在有异常的壁电荷残留这种情形。接着，具有该异常的壁电压的放电单元在维持期间便发生维持放电。
所以，进行全部单元初始化的初始化期间中包括异常电荷消除部，消除扫描电极上积累了异常壁电荷的放电单元其异常电荷，防止该放电单元在维持期间误放电。
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
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，所以使全部单元初始化次数减少，黑色显示亮度降低，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通过设有对扫描电极加上矩形波电压、针对积累过剩的壁电压的放电单元发生自行消除放电这种异常电荷消除部，从而可以防止随不稳定的初始化放电而发生误放电。
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
表3
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。
而且，本实施方式的全部单元初始化期间的异常电荷消除部，对扫描电极SCN1～SCNn加上不足放电开始电压的正电压Vm(V)达5～20μs时间后，再加上负电压Va(V)达3μs或以下的短时间，但本发明不限于此。图6A和图6B为异常电荷消除部中其他的驱动电压波形图。图6A所示的驱动电压波形为使维持电极SUS1～SUSn返回至0(V)，对扫描电极SCN1～SCNn加上不足放电开始电压的正电压Vm(V)达3μs或以下的短时间来消除壁电荷这种所谓宽度窄的消除波形。该方法由于外加电压的时间短，所以对于积累异常壁电压的放电单元不让其放电的几率稍稍提高，但具有可以使异常电荷消除部所需的时间非常短这种优点。图6B所示的驱动电压波形，使维持电极SUS1～SUSn返回至0(V)，对扫描电极SCN1～SCNn加上不足放电开始电压的正电压Vm(V)达5μs左右的时间来针对积累异常壁电压的放电单元发生放电，使壁电压反转。然后，通过使维持电极SUS1～SUSn保持为Vh(V)，并对扫描电极SCN1～SCNn加上渐降倾斜波形电压，来使经过反转的壁电压减少。该方法采用倾斜波形电压因而存在异常电荷消除部所需的时间变长这种不足，但对各电极进行壁电压调整，所以可在后续的写入期间进行正常的写入动作。
再有，可以通过在全部单元初始化期间重复多次设有图4、或图6A、图6B中所示的异常电荷消除部，对积累异常壁电荷的放电单元来可靠消除异常壁电荷。
这样，按照本发明实施方式的显示屏驱动方法，即便是使封入显示屏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设有对积累过剩的壁电压的放电单元发生自行消除放电这种异常电荷消除部，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30APL检测单元
权利要求
1.一种等离子显示屏的驱动方法，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，进行全部单元初始化动作的初始化期间中设有对所述扫描电极加上渐高倾斜波形电压以进行所述扫描电极为阳极、所述维持电极和所述数据电极为阴极的第1初始化放电的初始化期间前半部；对所述扫描电极加上渐降倾斜波形电压以进行所述扫描电极为阴极、所述维持电极和所述数据电极为阳极的第2初始化放电的初始化期间后半部；以及对所述扫描电极加上矩形波电压来对积累过剩壁电压的放电单元发生自行消除放电的异常电荷消除部。
全文摘要
本发明其特征在于，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设置对扫描电极加上矩形波电压对积累过剩壁电压的放电单元发生自行消除放电这种异常电荷消除部。
文档编号G09G3/20GK1820293SQ2005800006
公开日2006年8月16日 申请日期2005年5月13日 优先权日2004年5月14日
发明者小川兼司, 木子茂雄, 武田实 申请人:松下电器产业株式会社