专利名称：一种荫罩式等离子显示器驱动方法
技术领域：
本发明涉及等离子显示技术，特别是一种荫罩式等离子显示器的驱动方法。
背景技术：
等离子体显示器(PDP)具有大屏幕显示、易于数字化和显示效果好等优势，这使 其在平板显示器领域占有重要地位，目前PDP大多采用三电极表面放电的工作方式，其结 构包括前玻璃基板、维持电极、扫描电极、介质层、保护层、RGB荧光粉层、障壁、寻址电极和 后玻璃基板。荫罩式等离子显示器(以下简称SMPDP)是近年来显示平板业中的一项新兴的显 示技术，它采用金属障壁代替传统的绝缘障壁，简化了制作障壁的工艺过程，从而大大降低 了生产成本；另外，通过金属障壁的引入，改变了 PDP单元放电空间的电场以及工作特性。 另有研究表明，该结构具有降低着火电压，提高响应频率等优点。SMPDP的电极结构不同于 广泛使用的三电极表面放电结构，而是改为两电极的对向放电型，减少了驱动电极，降低了 驱动电路的复杂度，同时也有利于降低驱动电路的成本和提高驱动性能。但是，SMPDP作 为新型的等离子体平板技术，其不同的结构决定了其放电过程及电路驱动的新要求。目前 SMPDP普遍采用的ADS (寻址与显示相分离)的驱动方法，其通过各个子场组合发光的灰阶 显示模式，导致其不可避免的显示动态图像时具有动态伪轮廓的现象。传统的ADS驱动方 式未能有效的利用壁电荷，因此寻址速度较慢，通常单行寻址时间大于1.2微秒。为了提高 显示容量，必须改善面板均勻性，加快寻址速度，减少寻址期以获得足够的显示期，实现高 亮度显示。吴隽、汤勇明等人(吴隽，汤勇明，夏军，王保平消除荫罩式等离子体显示器动态 伪轮廓方法的研究[J].光电子技术，2005，25(3) :159-162)，对荫罩式等离子显示器产生 动态伪轮廓的原理进行了深入分析并提出了通过子场维持发光的积累取代子场发光组合 来实现灰度的驱动时序方法，该方法能够从原理上消除荫罩式等离子显示中的动态伪轮 廓，但该文并未给出具体的驱动方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有SMPDP存在的问题，在传统的SMPDP驱动方法的基础上， 提供一种新的驱动方法，该驱动方法能够有效消除动态伪轮廓现象，使SMPDP达到较好的 视频图像显示效果、改善其因制作工艺误差带来的发光一致性和均勻性的问题，另外达到 降低寻址能量功耗的目的。本发明通过如下方案实现—种荫罩式等离子显示器驱动方法，利用驱动时序的调整，通过子场维持发光的 积累来显示灰度等级，其特征在于具体通过在行扫描电极上加载特定结构的驱动 波形实现；该特定结构的驱动波形包括一个初始期子场和n(n为小于16的整数，子场过多会造成亮度的下降，在实际应用中通常取10-12个)个后续子场；其中初始期子场包括点火 波形、寻址波形、擦除波形和维持波形；后续子场包括寻址波形、斜坡擦除波形和维持波形； 其中最后一个后续子场在维持波形之后还有一段擦除波形；当像素单元显示的灰度m = 0 时，所有子场无寻址放电；当像素单元显示的灰度m兴0时，初始期子场进行寻址放电，与灰 度m相对应的后续子场亦进行寻址放电，形成反转壁电压，配合寻址期之后的斜坡擦除波 形中和壁电荷，终止后续的维持放电发光，从而通过之前的所有维持脉冲发光的辉度来表 征灰度。本发明的驱动方法通过子场维持发光的积累来显示灰度，可从原理上彻底消除传 统ADS驱动方式造成的动态伪轮廓现象；本发明的驱动方法在一帧时间内由初始期子场和 若干后续子场组成，每帧只在初始期子场有一个点火期，在初始期子场和后续某一子场各 有一次寻址放电，或者一帧之内无寻址放电(像素显示“黑”情况下)，从而可提高暗室对比 度且使得寻址驱动能量功耗大大降低；本发明的驱动方法提出了在后续子场的寻址期利用 窄脉冲寻址放电、寻址期结束后斜坡擦除的方案，在终止后续子场维持放电的同时可实现 高速寻址，节省出的寻址时间可以适当增多子场数目或者维持期的脉冲个数，用以丰富灰 阶或者提高屏的显示亮度。本发明方案中后续子场中的擦除波形可使用线性斜坡波形或指数波波形。为了进一步提高本发明方案中擦除的准确性，本发明还提出了一种扫描电压基准 分离的方案，即除初始期子场的扫描基准电压与现有技术相同，均为GND(接地电压)外，后 续子场寻址期的扫描脉冲分为脉冲正电压Vpp+和脉冲负电压Vpp-两部分，两部分电压幅 值可分别调节，且可任意调节扫描电压基准的高度，从而改变寻址放电强度；为保证行芯片 的正常工作，两者的压差须低于行驱动芯片最大工作电压，即满足Vpp+| + |Vpp- <行驱动芯片最大工作电压。两者间压差可以与初始期子场的扫描脉冲电压值相同或不同。要实现该方案只需 在现有硬件上略作改动，增加两组可调电源，分别对应驱动波形上的Vpp+和Vpp-，扫描脉 冲电压即为Vpp+和Vpp-的压差，调节时保持压差低于行驱动芯片最大工作电压，以确保行 芯片正常工作。相比现有的荫罩式等离子显示器驱动方法，本发明具有以下优点1、本发明提出的驱动方案采用若干子场维持发光的积累来显示灰度，可以提高暗 室对比度且从原理上消除传统ADS驱动方式造成的动态伪轮廓现象，提高图像的显示质量。2、本发明提出的驱动方案在一帧时间内只有一个点火期，与传统ADS驱动方式的 每个子场都有点火期相比，可降低显示“黑”时的亮度，从而提高暗室对比度。3、本发明提出的驱动方案在一帧时间内只有初始期子场和一个后续子场有寻址 放电，或者所有子场均无寻址放电(显示“黑”时)，所以至多只有两次寻址放电，与多个子 场都需寻址放电的传统驱动方式相比，可以大大地降低寻址驱动能量功耗，另外，节省下来 的寻址能量部分应用于维持发光，可以得到更加明亮的图像显示4、本发明提出的驱动方案在后续子场中采用窄脉冲来寻址放电，使斜坡擦除期之 前的壁电荷反转，便于斜坡擦除波形起到擦除的作用；另外，寻址窄脉冲在实现高速寻址的 同时，可以缩短寻址扫描的总时间，节省出的寻址时间可以适当增多子场数目或者维持期 的脉冲个数，来丰富灰阶或者提高显示亮度。
5、本发明提出的驱动方案采用扫描电压基准分离的方法，在保证芯片正常工作的 情况下，可任意调节扫描电压基准的高度，从而改变擦除寻址的放电强度，保证斜坡擦除的 准确性。6、本发明提出的驱动方案在后续子场的寻址期后加入线性斜坡波形或者指数波 波形，可以有效地擦除壁电荷，结合后续子场的寻址窄脉冲，使该驱动方法具有较好的列寻 址电压动态范围，可以有效改善SMPDP因制造工艺误差造成的发光一致性和均勻性问题， 有助于提高SMPDP的显示性能。本发明方案在实际使用时，由于原理限制，只能实现“子场数目+1”的灰阶显示，因 此还可以通过结合误差扩散法、抖动算法等方法来进一步丰富灰阶，达到更佳的显示效果。
图1为荫罩式等离子显示器的结构示意图，其中1为前玻璃基板，2为后玻璃基板， 3为行扫描电极，4为寻址电极，5为金属荫罩，6为涂覆在扫描电极3上的介质层，7为介质 层上的MgO保护层；图2为荫罩式等离子显示器电极分布示意图，其中3为行扫描电极，4为垂直于行 扫描电极的寻址电极，5为金属荫罩；图3为传统荫罩式等离子显示器的任意一个子场的驱动波形图，其中8为点火期 波形，9为寻址期波形；10为维持期波形，11为擦除期波形；图4为本发明实施方案的驱动波形图，其中12为初始期子场的点火波形，13为初 始期子场的寻址波形，18为初始期子场的擦除波形，14为初始期子场及后续子场中的维持 波形，15为后续子场的寻址波形，16为后续子场的斜坡擦除波形，17为一帧中最后一个后 续子场维持波形后的擦除波形；图5为本发明实施方案中扫描寻址电压基准分离方案的示意图；图6a为本发明实施方案中线性斜坡波形示意图；图6b为本发明实施方案中指数波波形示意具体实施例方式下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明荫罩式等离子显示器的结构如附图1所示，它的上下最外层为前玻璃基板1和后 玻璃基板2，前后玻璃基板与传统的ACPDP—样，通过ACPDP的制造工艺，在前基板1上形成 扫描电极3，在扫描电极3上有一层介质层6和MgO保护层7，在后基板2上形成垂直于扫 描电极3的寻址电极4，在寻址电极4上同样有介质层6和MgO保护层7，放电单元由金属 荫罩5作为障壁，在金属荫罩5的内壁分别涂覆有RGB三种颜色的荧光粉，整个放电过程在 由金属荫罩5和上下介质(涂有MgO) 6构成的放电单元中进行。如附图2所示，本实施方案是将具有特定结构的驱动波形加载扫描电极3上，在寻 址电极4上加载列寻址波形，将金属荫罩5作为公共电极，结合正确的波形时序关系，该荫 罩式等离子显示平台就可以完成正常的视频显示，其中所述特定结构的驱动波形如附图4 所示，包括一个初始期子场(subfieldO)和后续若干子场(subfieldl n，n为小于16的 整数，在实际应用中通常取10-12)。初始期子场包括点火波形12、寻址波形13、擦除波形18和维持波形14 ；后续子场包括寻址波形15、斜坡擦除波形16和维持波形14 ；其中最后 一子场维持波形结束后有一段擦除波形17，用来清除所有壁电荷，为下一帧做准备。初始 期子场作为一帧的初始期，目的在于为后续子场的维持发光积累初始壁电荷。每个子场都 有寻址期，初始期子场的寻址期是寻址需要点亮的单元，为其积累初始壁电荷。后续子场 的寻址期，在需要放电停止的子场，对应扫描脉冲会有一列寻址脉冲与其叠加，从而产生寻 址放电，形成反转壁电压，配合寻址期之后的斜坡擦除中和壁电荷，终止后续的维持放电发 光；而需要放电继续的子场，则不施加寻址脉冲，维持壁电压原状，继续后续的维持放电发 光。因此，当像素显示“黑”时，该像素所有子场都没有寻址放电，显示其余灰度时，初始期 子场有寻址放电，且在灰度所对应的子场寻址、擦除壁电荷，之后不再维持放电，其所显示 的灰度就是用寻址擦除前的所有维持脉冲发光的辉度来表征的。本实施方案中后续子场中的斜坡擦除波形16选用线性斜坡波形(如附图6a所 示)，也可以选用现有技术中常用的指数波波形(如附图6b所示)；斜坡擦除波形16在本发 明实施方案中的作用是当像素单元显示某灰阶所对应的子场需要放电停止、不再点亮时， 通过寻址放电积累正向壁电荷，并通过寻址期后的斜坡擦除波形进行擦除，中和壁电荷，即 可使后续的维持期不再放电发光。本实施方案中，Vsus = 180V，Vsetup = 150V，Vscan0 = 150V (为保证行芯片的正 常工作，该工作电压不能大于160V或低于90V，150V为实验经验值)。初始期子场中寻址扫 描脉冲电压基准与现有技术相同，采用GND (接地电压)，其余后续子场的寻址扫描脉冲电 压均采用电压基准分离的方案，具体如附图5所示，后续子场寻址扫描脉冲电压分为Vpp+ 和Vpp-两部分，两部分电压幅值可分别调节，且可任意调节扫描脉冲电压基准的高度，从 而改变寻址放电强度，该方案通过在现有驱动电路中增加两组可调电源，分别对应驱动波 形上的Vpp+和Vpp-，扫描脉冲电压即为Vpp+和Vpp-的压差，调节时保持压差等于150V， 以确保行芯片正常工作；在本实施方案中，寻址放电是在Vpp-与列寻址电压(Va)的压差下 进行的。若寻址窄脉冲设为1. 4微秒，调节Vpp+、|Vpp-|，当其值分别为75V时，具有最佳的 Va动态范围20(45 65) V，因此，Va值可以远小于传统的60V。Va的降低可以进一步降低 寻址驱动能量功耗，且合适的寻址放电强度可以保证寻址后斜坡擦除的准确性，改善SMPDP 的发光一致性和均勻性，提高屏的显示性能。本实施方案中，初始期子场的寻址期13的扫描脉冲宽度为1. 5-3. 5微秒，后续子 场的寻址期15的扫描脉冲宽度相同且均为0. 5-1. 5微秒。由于初始期子场壁电压积累不 足，为了获得稳定的寻址，采用的扫描脉冲比较宽；后续子场的寻址是通过寻址放电将需要 熄灭的单元壁电压反转，然后通过斜坡擦除波形来擦除壁电荷，这些单元经过之前子场的 维持放电，积累的壁电压较高，因此可以将后续子场的扫描脉宽减少，这就缩短了寻址扫描 的总时间，在保证寻址充分稳定的情况下，可以增多一帧时间内的子场数，显示更多的灰度 级，或者适当增多维持脉冲的个数，提高屏的显示亮度，从而提高画面的显示质量。因此，在 保证寻址放电充分的情况下，应尽可能地减少扫描脉宽。从以上描述的本发明具体实施方案可以看到，相比附图3所示现有技术中的驱动 方法，本发明实施方案首先由于采用若干子场维持发光的积累来显示灰度，因此可以提高 暗室对比度且从原理上消除传统ADS驱动方式造成的动态伪轮廓现象，提高图像的显示质 量；其次，本发明实施方案在一帧时间内只有一个点火期，且一帧时间内只有初始期子场和一个后续子场的寻址期有寻址放电，或者所有子场均无寻址放电(显示“黑”时)，所以至多 只有两次寻址放电，与多个子场都需寻址放电的传统驱动方式相比，可以大大地降低寻址 驱动能量功耗，另外，节省下来的寻址能量部分应用于维持发光，可以得到更加明亮的图像 显示；再次，本发明实施方案在后续子场中采用窄脉冲来寻址放电，使斜坡擦除期之前的壁 电荷反转，便于斜坡擦除波形起到擦除的作用；另外，寻址窄脉冲在实现高速寻址的同时， 可以缩短寻址扫描的总时间，节省出的寻址时间可以适当增多子场数目或者维持期的脉冲 个数，来丰富灰阶或者提高显示亮度；本发明实施方案采用的扫描电压基准分离的方法，在 保证芯片正常工作的情况下，可任意调节扫描电压基准的高度，从而改变擦除寻址的放电 强度，保证了斜坡擦除的准确性；最后，由于本发明实施方案在后续子场的寻址期后加入了 擦除波形，可以有效地擦除壁电荷，结合后续子场的寻址窄脉冲，使该驱动方法具有较好的 列寻址电压动态范围，可以有效改善SMPDP因制造工艺误差造成的发光一致性和均勻性问 题，有助于提高SMPDP的显示性能。
权利要求
一种荫罩式等离子显示器驱动方法，利用驱动时序的调整，通过子场维持发光的积累来显示灰度等级，其特征在于具体通过在行扫描电极(3)上加载特定结构的驱动波形实现；该特定结构的驱动波形包括一个初始期子场和n个后续子场，n为小于16的整数；其中初始期子场包括点火波形(12)、寻址波形(13)、擦除波形(18)和维持波形(14)；后续子场包括寻址波形(15)、斜坡擦除波形(16)和维持波形(14)；其中最后一个后续子场在维持波形之后还有一段指数波波形(17)；当像素单元显示的灰度m＝0时，所有子场无寻址放电；当像素单元显示的灰度m≠0时，初始期子场进行寻址放电，与灰度m相对应的后续子场亦进行寻址放电，形成反转壁电压，配合寻址期之后的斜坡擦除波形(16)中和壁电荷，终止后续的维持放电发光，从而通过之前的所有维持脉冲发光的辉度来表征灰度。
2.如权利要求1所述荫罩式等离子显示器驱动方法，其特征在于所述初始期子场中 的寻址波形(13)的扫描脉冲宽度为1.5-3. 5微秒；若干后续子场中的寻址波形(15)的扫 描脉冲宽度相同且均为0. 5-1. 5微秒。
3.如权利要求1所述荫罩式等离子显示器驱动方法，其特征在于所述斜坡擦除波形 (16)为指数波波形。
4.如权利要求1所述荫罩式等离子显示器驱动方法，其特征在于所述斜坡擦除波形 (16)为线性斜坡波形。
5.如权利要求1所述荫罩式等离子显示器驱动方法，其特征在于所述后续子场寻址 波形(15)中的扫描脉冲分为脉冲正电压Vpp+和脉冲负电压Vpp-两部分，两部分电压值可 分别调整，调整时需满足下述要求Vpp+I+ |Vpp- <行驱动芯片最大工作电压。
全文摘要
本发明公开了一种荫罩式等离子显示器驱动方法。该驱动方法通过由初始期子场和若干后续子场组成的特定结构的驱动波形实现，本发明方法中每帧只有一次点火期、至多两次寻址放电，可提高暗室对比度且降低寻址驱动能量功耗；本发明方法在后续子场利用窄脉冲寻址放电、寻址期结束后斜坡擦除的方案，在终止后续子场维持放电的同时可实现高速寻址，并通过子场维持发光的积累来显示灰度，从而消除动态伪轮廓现象；本发明还提出了扫描电压基准分离方案，可任意调节扫描电压基准的高度，从而改变寻址放电强度，以保证擦除的准确性；此外，本发明方法可以获得较好的列寻址电压动态范围，从而有效改善显示器的发光一致性和均匀性，有助于提高显示效果。
文档编号G09G3/28GK101853627SQ20101017783
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者张 雄, 彭永林, 杨诚 申请人:东南大学