一種蔭罩式等離子顯示器驅動方法
2023-05-11 11:13:01 1
專利名稱：一種蔭罩式等離子顯示器驅動方法
技術領域：
本發明涉及等離子顯示技術，特別是一種蔭罩式等離子顯示器的驅動方法。
背景技術：
等離子體顯示器(PDP)具有大屏幕顯示、易於數位化和顯示效果好等優勢，這使 其在平板顯示器領域佔有重要地位，目前PDP大多採用三電極表面放電的工作方式，其結 構包括前玻璃基板、維持電極、掃描電極、介質層、保護層、RGB螢光粉層、障壁、尋址電極和 後玻璃基板。蔭罩式等離子顯示器(以下簡稱SMPDP)是近年來顯示平板業中的一項新興的顯 示技術，它採用金屬障壁代替傳統的絕緣障壁，簡化了製作障壁的工藝過程，從而大大降低 了生產成本；另外，通過金屬障壁的引入，改變了 PDP單元放電空間的電場以及工作特性。 另有研究表明，該結構具有降低著火電壓，提高響應頻率等優點。SMPDP的電極結構不同於 廣泛使用的三電極表面放電結構，而是改為兩電極的對向放電型，減少了驅動電極，降低了 驅動電路的複雜度，同時也有利於降低驅動電路的成本和提高驅動性能。但是，SMPDP作 為新型的等離子體平板技術，其不同的結構決定了其放電過程及電路驅動的新要求。目前 SMPDP普遍採用的ADS (尋址與顯示相分離)的驅動方法，其通過各個子場組合發光的灰階 顯示模式，導致其不可避免的顯示動態圖像時具有動態偽輪廓的現象。傳統的ADS驅動方 式未能有效的利用壁電荷，因此尋址速度較慢，通常單行尋址時間大於1.2微秒。為了提高 顯示容量，必須改善面板均勻性，加快尋址速度，減少尋址期以獲得足夠的顯示期，實現高 亮度顯示。吳雋、湯勇明等人(吳雋，湯勇明，夏軍，王保平消除蔭罩式等離子體顯示器動態 偽輪廓方法的研究[J].光電子技術，2005，25(3) :159-162)，對蔭罩式等離子顯示器產生 動態偽輪廓的原理進行了深入分析並提出了通過子場維持發光的積累取代子場發光組合 來實現灰度的驅動時序方法，該方法能夠從原理上消除蔭罩式等離子顯示中的動態偽輪 廓，但該文並未給出具體的驅動方法。
發明內容
本發明的目的是針對現有SMPDP存在的問題，在傳統的SMPDP驅動方法的基礎上， 提供一種新的驅動方法，該驅動方法能夠有效消除動態偽輪廓現象，使SMPDP達到較好的 視頻圖像顯示效果、改善其因製作工藝誤差帶來的發光一致性和均勻性的問題，另外達到 降低尋址能量功耗的目的。本發明通過如下方案實現—種蔭罩式等離子顯示器驅動方法，利用驅動時序的調整，通過子場維持發光的 積累來顯示灰度等級，其特徵在於具體通過在行掃描電極上加載特定結構的驅動 波形實現；該特定結構的驅動波形包括一個初始期子場和n(n為小於16的整數，子場過多會造成亮度的下降，在實際應用中通常取10-12個)個後續子場；其中初始期子場包括點火 波形、尋址波形、擦除波形和維持波形；後續子場包括尋址波形、斜坡擦除波形和維持波形； 其中最後一個後續子場在維持波形之後還有一段擦除波形；當像素單元顯示的灰度m = 0 時，所有子場無尋址放電；當像素單元顯示的灰度m興0時，初始期子場進行尋址放電，與灰 度m相對應的後續子場亦進行尋址放電，形成反轉壁電壓，配合尋址期之後的斜坡擦除波 形中和壁電荷，終止後續的維持放電發光，從而通過之前的所有維持脈衝發光的輝度來表 徵灰度。本發明的驅動方法通過子場維持發光的積累來顯示灰度，可從原理上徹底消除傳 統ADS驅動方式造成的動態偽輪廓現象；本發明的驅動方法在一幀時間內由初始期子場和 若干後續子場組成，每幀只在初始期子場有一個點火期，在初始期子場和後續某一子場各 有一次尋址放電，或者一幀之內無尋址放電(像素顯示「黑」情況下)，從而可提高暗室對比 度且使得尋址驅動能量功耗大大降低；本發明的驅動方法提出了在後續子場的尋址期利用 窄脈衝尋址放電、尋址期結束後斜坡擦除的方案，在終止後續子場維持放電的同時可實現 高速尋址，節省出的尋址時間可以適當增多子場數目或者維持期的脈衝個數，用以豐富灰 階或者提高屏的顯示亮度。本發明方案中後續子場中的擦除波形可使用線性斜坡波形或指數波波形。為了進一步提高本發明方案中擦除的準確性，本發明還提出了一種掃描電壓基準 分離的方案，即除初始期子場的掃描基準電壓與現有技術相同，均為GND(接地電壓)外，後 續子場尋址期的掃描脈衝分為脈衝正電壓Vpp+和脈衝負電壓Vpp-兩部分，兩部分電壓幅 值可分別調節，且可任意調節掃描電壓基準的高度，從而改變尋址放電強度；為保證行晶片 的正常工作，兩者的壓差須低於行驅動晶片最大工作電壓，即滿足Vpp+| + |Vpp- <行驅動晶片最大工作電壓。兩者間壓差可以與初始期子場的掃描脈衝電壓值相同或不同。要實現該方案只需 在現有硬體上略作改動，增加兩組可調電源，分別對應驅動波形上的Vpp+和Vpp-，掃描脈 衝電壓即為Vpp+和Vpp-的壓差，調節時保持壓差低於行驅動晶片最大工作電壓，以確保行 晶片正常工作。相比現有的蔭罩式等離子顯示器驅動方法，本發明具有以下優點1、本發明提出的驅動方案採用若干子場維持發光的積累來顯示灰度，可以提高暗 室對比度且從原理上消除傳統ADS驅動方式造成的動態偽輪廓現象，提高圖像的顯示質量。2、本發明提出的驅動方案在一幀時間內只有一個點火期，與傳統ADS驅動方式的 每個子場都有點火期相比，可降低顯示「黑」時的亮度，從而提高暗室對比度。3、本發明提出的驅動方案在一幀時間內只有初始期子場和一個後續子場有尋址 放電，或者所有子場均無尋址放電(顯示「黑」時)，所以至多只有兩次尋址放電，與多個子 場都需尋址放電的傳統驅動方式相比，可以大大地降低尋址驅動能量功耗，另外，節省下來 的尋址能量部分應用於維持發光，可以得到更加明亮的圖像顯示4、本發明提出的驅動方案在後續子場中採用窄脈衝來尋址放電，使斜坡擦除期之 前的壁電荷反轉，便於斜坡擦除波形起到擦除的作用；另外，尋址窄脈衝在實現高速尋址的 同時，可以縮短尋址掃描的總時間，節省出的尋址時間可以適當增多子場數目或者維持期 的脈衝個數，來豐富灰階或者提高顯示亮度。
5、本發明提出的驅動方案採用掃描電壓基準分離的方法，在保證晶片正常工作的 情況下，可任意調節掃描電壓基準的高度，從而改變擦除尋址的放電強度，保證斜坡擦除的 準確性。6、本發明提出的驅動方案在後續子場的尋址期後加入線性斜坡波形或者指數波 波形，可以有效地擦除壁電荷，結合後續子場的尋址窄脈衝，使該驅動方法具有較好的列尋 址電壓動態範圍，可以有效改善SMPDP因製造工藝誤差造成的發光一致性和均勻性問題， 有助於提高SMPDP的顯示性能。本發明方案在實際使用時，由於原理限制，只能實現「子場數目+1」的灰階顯示，因 此還可以通過結合誤差擴散法、抖動算法等方法來進一步豐富灰階，達到更佳的顯示效果。
圖1為蔭罩式等離子顯示器的結構示意圖，其中1為前玻璃基板，2為後玻璃基板， 3為行掃描電極，4為尋址電極，5為金屬蔭罩，6為塗覆在掃描電極3上的介質層，7為介質 層上的MgO保護層；圖2為蔭罩式等離子顯示器電極分布示意圖，其中3為行掃描電極，4為垂直於行 掃描電極的尋址電極，5為金屬蔭罩；圖3為傳統蔭罩式等離子顯示器的任意一個子場的驅動波形圖，其中8為點火期 波形，9為尋址期波形；10為維持期波形，11為擦除期波形；圖4為本發明實施方案的驅動波形圖，其中12為初始期子場的點火波形，13為初 始期子場的尋址波形，18為初始期子場的擦除波形，14為初始期子場及後續子場中的維持 波形，15為後續子場的尋址波形，16為後續子場的斜坡擦除波形，17為一幀中最後一個後 續子場維持波形後的擦除波形；圖5為本發明實施方案中掃描尋址電壓基準分離方案的示意圖；圖6a為本發明實施方案中線性斜坡波形示意圖；圖6b為本發明實施方案中指數波波形示意具體實施例方式下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明蔭罩式等離子顯示器的結構如附圖1所示，它的上下最外層為前玻璃基板1和後 玻璃基板2，前後玻璃基板與傳統的ACPDP—樣，通過ACPDP的製造工藝，在前基板1上形成 掃描電極3，在掃描電極3上有一層介質層6和MgO保護層7，在後基板2上形成垂直於掃 描電極3的尋址電極4，在尋址電極4上同樣有介質層6和MgO保護層7，放電單元由金屬 蔭罩5作為障壁，在金屬蔭罩5的內壁分別塗覆有RGB三種顏色的螢光粉，整個放電過程在 由金屬蔭罩5和上下介質(塗有MgO) 6構成的放電單元中進行。如附圖2所示，本實施方案是將具有特定結構的驅動波形加載掃描電極3上，在尋 址電極4上加載列尋址波形，將金屬蔭罩5作為公共電極，結合正確的波形時序關係，該蔭 罩式等離子顯示平臺就可以完成正常的視頻顯示，其中所述特定結構的驅動波形如附圖4 所示，包括一個初始期子場(subfieldO)和後續若干子場(subfieldl n，n為小於16的 整數，在實際應用中通常取10-12)。初始期子場包括點火波形12、尋址波形13、擦除波形18和維持波形14 ；後續子場包括尋址波形15、斜坡擦除波形16和維持波形14 ；其中最後 一子場維持波形結束後有一段擦除波形17，用來清除所有壁電荷，為下一幀做準備。初始 期子場作為一幀的初始期，目的在於為後續子場的維持發光積累初始壁電荷。每個子場都 有尋址期，初始期子場的尋址期是尋址需要點亮的單元，為其積累初始壁電荷。後續子場 的尋址期，在需要放電停止的子場，對應掃描脈衝會有一列尋址脈衝與其疊加，從而產生尋 址放電，形成反轉壁電壓，配合尋址期之後的斜坡擦除中和壁電荷，終止後續的維持放電發 光；而需要放電繼續的子場，則不施加尋址脈衝，維持壁電壓原狀，繼續後續的維持放電發 光。因此，當像素顯示「黑」時，該像素所有子場都沒有尋址放電，顯示其餘灰度時，初始期 子場有尋址放電，且在灰度所對應的子場尋址、擦除壁電荷，之後不再維持放電，其所顯示 的灰度就是用尋址擦除前的所有維持脈衝發光的輝度來表徵的。本實施方案中後續子場中的斜坡擦除波形16選用線性斜坡波形(如附圖6a所 示)，也可以選用現有技術中常用的指數波波形(如附圖6b所示)；斜坡擦除波形16在本發 明實施方案中的作用是當像素單元顯示某灰階所對應的子場需要放電停止、不再點亮時， 通過尋址放電積累正向壁電荷，並通過尋址期後的斜坡擦除波形進行擦除，中和壁電荷，即 可使後續的維持期不再放電發光。本實施方案中，Vsus = 180V，Vsetup = 150V，Vscan0 = 150V (為保證行晶片的正 常工作，該工作電壓不能大於160V或低於90V，150V為實驗經驗值)。初始期子場中尋址掃 描脈衝電壓基準與現有技術相同，採用GND (接地電壓)，其餘後續子場的尋址掃描脈衝電 壓均採用電壓基準分離的方案，具體如附圖5所示，後續子場尋址掃描脈衝電壓分為Vpp+ 和Vpp-兩部分，兩部分電壓幅值可分別調節，且可任意調節掃描脈衝電壓基準的高度，從 而改變尋址放電強度，該方案通過在現有驅動電路中增加兩組可調電源，分別對應驅動波 形上的Vpp+和Vpp-，掃描脈衝電壓即為Vpp+和Vpp-的壓差，調節時保持壓差等於150V， 以確保行晶片正常工作；在本實施方案中，尋址放電是在Vpp-與列尋址電壓(Va)的壓差下 進行的。若尋址窄脈衝設為1. 4微秒，調節Vpp+、|Vpp-|，當其值分別為75V時，具有最佳的 Va動態範圍20(45 65) V，因此，Va值可以遠小於傳統的60V。Va的降低可以進一步降低 尋址驅動能量功耗，且合適的尋址放電強度可以保證尋址後斜坡擦除的準確性，改善SMPDP 的發光一致性和均勻性，提高屏的顯示性能。本實施方案中，初始期子場的尋址期13的掃描脈衝寬度為1. 5-3. 5微秒，後續子 場的尋址期15的掃描脈衝寬度相同且均為0. 5-1. 5微秒。由於初始期子場壁電壓積累不 足，為了獲得穩定的尋址，採用的掃描脈衝比較寬；後續子場的尋址是通過尋址放電將需要 熄滅的單元壁電壓反轉，然後通過斜坡擦除波形來擦除壁電荷，這些單元經過之前子場的 維持放電，積累的壁電壓較高，因此可以將後續子場的掃描脈寬減少，這就縮短了尋址掃描 的總時間，在保證尋址充分穩定的情況下，可以增多一幀時間內的子場數，顯示更多的灰度 級，或者適當增多維持脈衝的個數，提高屏的顯示亮度，從而提高畫面的顯示質量。因此，在 保證尋址放電充分的情況下，應儘可能地減少掃描脈寬。從以上描述的本發明具體實施方案可以看到，相比附圖3所示現有技術中的驅動 方法，本發明實施方案首先由於採用若干子場維持發光的積累來顯示灰度，因此可以提高 暗室對比度且從原理上消除傳統ADS驅動方式造成的動態偽輪廓現象，提高圖像的顯示質 量；其次，本發明實施方案在一幀時間內只有一個點火期，且一幀時間內只有初始期子場和一個後續子場的尋址期有尋址放電，或者所有子場均無尋址放電(顯示「黑」時)，所以至多 只有兩次尋址放電，與多個子場都需尋址放電的傳統驅動方式相比，可以大大地降低尋址 驅動能量功耗，另外，節省下來的尋址能量部分應用於維持發光，可以得到更加明亮的圖像 顯示；再次，本發明實施方案在後續子場中採用窄脈衝來尋址放電，使斜坡擦除期之前的壁 電荷反轉，便於斜坡擦除波形起到擦除的作用；另外，尋址窄脈衝在實現高速尋址的同時， 可以縮短尋址掃描的總時間，節省出的尋址時間可以適當增多子場數目或者維持期的脈衝 個數，來豐富灰階或者提高顯示亮度；本發明實施方案採用的掃描電壓基準分離的方法，在 保證晶片正常工作的情況下，可任意調節掃描電壓基準的高度，從而改變擦除尋址的放電 強度，保證了斜坡擦除的準確性；最後，由於本發明實施方案在後續子場的尋址期後加入了 擦除波形，可以有效地擦除壁電荷，結合後續子場的尋址窄脈衝，使該驅動方法具有較好的 列尋址電壓動態範圍，可以有效改善SMPDP因製造工藝誤差造成的發光一致性和均勻性問 題，有助於提高SMPDP的顯示性能。
權利要求
一種蔭罩式等離子顯示器驅動方法，利用驅動時序的調整，通過子場維持發光的積累來顯示灰度等級，其特徵在於具體通過在行掃描電極(3)上加載特定結構的驅動波形實現；該特定結構的驅動波形包括一個初始期子場和n個後續子場，n為小於16的整數；其中初始期子場包括點火波形(12)、尋址波形(13)、擦除波形(18)和維持波形(14)；後續子場包括尋址波形(15)、斜坡擦除波形(16)和維持波形(14)；其中最後一個後續子場在維持波形之後還有一段指數波波形(17)；當像素單元顯示的灰度m＝0時，所有子場無尋址放電；當像素單元顯示的灰度m≠0時，初始期子場進行尋址放電，與灰度m相對應的後續子場亦進行尋址放電，形成反轉壁電壓，配合尋址期之後的斜坡擦除波形(16)中和壁電荷，終止後續的維持放電發光，從而通過之前的所有維持脈衝發光的輝度來表徵灰度。
2.如權利要求1所述蔭罩式等離子顯示器驅動方法，其特徵在於所述初始期子場中 的尋址波形(13)的掃描脈衝寬度為1.5-3. 5微秒；若干後續子場中的尋址波形(15)的掃 描脈衝寬度相同且均為0. 5-1. 5微秒。
3.如權利要求1所述蔭罩式等離子顯示器驅動方法，其特徵在於所述斜坡擦除波形 (16)為指數波波形。
4.如權利要求1所述蔭罩式等離子顯示器驅動方法，其特徵在於所述斜坡擦除波形 (16)為線性斜坡波形。
5.如權利要求1所述蔭罩式等離子顯示器驅動方法，其特徵在於所述後續子場尋址 波形(15)中的掃描脈衝分為脈衝正電壓Vpp+和脈衝負電壓Vpp-兩部分，兩部分電壓值可 分別調整，調整時需滿足下述要求Vpp+I+ |Vpp- <行驅動晶片最大工作電壓。
全文摘要
本發明公開了一種蔭罩式等離子顯示器驅動方法。該驅動方法通過由初始期子場和若干後續子場組成的特定結構的驅動波形實現，本發明方法中每幀只有一次點火期、至多兩次尋址放電，可提高暗室對比度且降低尋址驅動能量功耗；本發明方法在後續子場利用窄脈衝尋址放電、尋址期結束後斜坡擦除的方案，在終止後續子場維持放電的同時可實現高速尋址，並通過子場維持發光的積累來顯示灰度，從而消除動態偽輪廓現象；本發明還提出了掃描電壓基準分離方案，可任意調節掃描電壓基準的高度，從而改變尋址放電強度，以保證擦除的準確性；此外，本發明方法可以獲得較好的列尋址電壓動態範圍，從而有效改善顯示器的發光一致性和均勻性，有助於提高顯示效果。
文檔編號G09G3/28GK101853627SQ20101017783
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月19日 優先權日2010年5月19日
發明者張 雄, 彭永林, 楊誠 申請人:東南大學