專利名稱：具有能量回收系統(tǒng)的顯示板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平板顯示裝置，它包括具有維持電極和掃描電極的等離子體放電單元、具有用于向放電單元提供數(shù)據(jù)的電路的驅(qū)動(dòng)電路、和能量回收(energy recovery)電路。本發(fā)明還涉及一種用于回收平板顯示器中的能量的方法，該平板顯示器具有維持電極和掃描電極以及驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明特別涉及用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等的AC等離子體顯示板(PDP)。
在PDP中，矩陣中的每一行都由兩個(gè)電極來(lái)限定一掃描電極和一維持(sustain)電極。每個(gè)單元由一行(兩個(gè)電極)和一列電極限定。
為了在該顯示器上顯示圖像，需要在各子幀中應(yīng)用三個(gè)驅(qū)動(dòng)模式的序列-清除模式，其中將單元中的舊數(shù)據(jù)“清除”掉，從而可以載入下一(子)幀。
-尋址模式，其中將該將要顯示的(子)幀的數(shù)據(jù)寫入到這些單元中。
-維持模式，其中產(chǎn)生光(從而產(chǎn)生圖像)。所有這些單元都在相同的時(shí)間被維持。
將數(shù)據(jù)寫入多個(gè)子場(chǎng)中以便產(chǎn)生灰度級(jí)。
這種顯示設(shè)備經(jīng)常包括用于能量回收的能量回收系統(tǒng)。
在這種設(shè)備中，在維持期間(在通常稱為行方向的方向上)以及尋址期間(因而在通常稱為列方向的方向上)可以進(jìn)行能量回收，從而降低該顯示板的能耗。列驅(qū)動(dòng)器(即驅(qū)動(dòng)電路中用于驅(qū)動(dòng)列的部分)的能量回收的優(yōu)點(diǎn)在于能耗和電磁輻射的降低。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供在第一段中所述的顯示設(shè)備，其中改進(jìn)了尋址期間的能量回收。
為了這一目的，在根據(jù)本發(fā)明的顯示設(shè)備中，數(shù)據(jù)排列在多個(gè)子場(chǎng)中，且用于啟動(dòng)能量回收電路的裝置用于僅為總數(shù)目子場(chǎng)中的一部分啟動(dòng)能量回收電路。
本發(fā)明是基于這種認(rèn)識(shí)，即當(dāng)列上的數(shù)據(jù)改變了值(1到零或零到1，或者通常為有效到無(wú)效或相反)時(shí)用于列驅(qū)動(dòng)器的能量回收是有益的，而當(dāng)該數(shù)據(jù)必須保持為高時(shí)，最好不要能量回收。顯然的方案是僅向那些數(shù)據(jù)改變了值的列應(yīng)用能量回收。但是由于如果并不是所有的列都與相同的電源電纜和能量回收系統(tǒng)連接，因此這是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此，實(shí)際上僅能向列的組(或所有列)提供能量回收，或者根本不像任何列提供能量回收。
通常利用所謂的子場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方案來(lái)驅(qū)動(dòng)PDP，從而產(chǎn)生灰度級(jí)。在本發(fā)明的設(shè)備中，僅向有限數(shù)目的子場(chǎng)提供用于列驅(qū)動(dòng)器的能量回收。對(duì)于某些子場(chǎng)，本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)能量回收可以實(shí)際上消耗能量。因此對(duì)這種子場(chǎng)啟動(dòng)能量回收電路就是不利的。
在最佳實(shí)施例中，多個(gè)子場(chǎng)中在其操作時(shí)能量回收電路也啟動(dòng)的那部分子場(chǎng)平均具有比其它子場(chǎng)更低的子場(chǎng)加權(quán)。
具有較低加權(quán)的子場(chǎng)將具有非常低的數(shù)據(jù)相關(guān)。因此，數(shù)據(jù)值會(huì)經(jīng)常改變且需要能量回收。在另一方面，具有高加權(quán)值的子場(chǎng)將具有高數(shù)據(jù)相關(guān)。因此數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)常保持高(或低)，從而不需要能量回收。通過(guò)使用本發(fā)明，能量回收僅應(yīng)用于一部分子場(chǎng)(具有相對(duì)較低加權(quán)值的部分)。整體上，這會(huì)導(dǎo)致更好的能耗和EMI降低。屬于該部分的子場(chǎng)最好比在操作時(shí)會(huì)啟動(dòng)能量回收電路的那些子場(chǎng)具有更低或相等的加權(quán)值。
在一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)電極呈Z字形結(jié)構(gòu)。
如果應(yīng)用了分布式子場(chǎng)方案從而為相鄰像素使用了不同灰度級(jí)方案，則這種結(jié)構(gòu)是特別有利的。通過(guò)將數(shù)據(jù)電極布置為Z子形結(jié)構(gòu)，可以使數(shù)據(jù)電極與隨后的行中的像素耦合，其中該隨后的行中的像素是由相同的灰度級(jí)方案來(lái)驅(qū)動(dòng)的，從而使該數(shù)據(jù)電極上隨后的數(shù)據(jù)具有更好的相關(guān)性。因此可以為具有較低加權(quán)值的子場(chǎng)再次使用選擇性能量回收。
在最佳實(shí)施例中，該顯示裝置包括鑒別器，該鑒別器具有用于根據(jù)將要顯示的數(shù)據(jù)來(lái)選擇一部分子場(chǎng)的裝置，其中在這部分子場(chǎng)期間將啟動(dòng)能量回收電路。
本發(fā)明的這些和其它目的將從下面參照實(shí)施例的描述中變得明顯。


在附圖中圖1示出PDP設(shè)備的像素的截面圖；圖2示出在現(xiàn)有技術(shù)已知的子場(chǎng)模式中，用于驅(qū)動(dòng)表面放電類型PDP的電路；圖3示出已知PDP的掃描電極和維持電極之間的電壓波形；圖4示出等離子顯示板中的像素分布；圖5到6e示出在維持階段用于回收能量的能量回收電路；圖7到8d示出在尋址階段用于回收能量的能量回收電路；圖9以圖表的形式示出作為視頻圖像的子場(chǎng)數(shù)目的函數(shù)，尋址階段中的能量回收；圖10以圖表形式示出作為對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)-圖形圖像的子場(chǎng)數(shù)目的函數(shù)，尋址階段中的能量回收；圖11示出復(fù)制子場(chǎng)(duplicated subfield)方案；圖12示出怎樣將其它灰度級(jí)實(shí)現(xiàn)方案應(yīng)用于相鄰像素；圖13示出具有Z子結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)電極；圖14示出具有像素的Z子結(jié)構(gòu)，其中像素具有用于發(fā)出不同顏色的不同單元；這些附圖都是示例性的，因此并非成比例繪制。通常在這些附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同的部件。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1所示出的現(xiàn)有技術(shù)像素產(chǎn)生圖像的步驟如下。
圖1示出像素(放電單元)的結(jié)構(gòu)。該像素包括后部襯底結(jié)構(gòu)1和前部結(jié)構(gòu)2以及將后部結(jié)構(gòu)1與前部結(jié)構(gòu)2分隔開的分隔壁3。放電氣體4例如氦、氖、氙或它們的氣體混合物填充在該后部結(jié)構(gòu)1和前部結(jié)構(gòu)2之間的空間。放電氣體在放電期間產(chǎn)生紫外光。該后部結(jié)構(gòu)1包括透明玻璃板1a，在該透明玻璃板1a上形成了數(shù)據(jù)電極1b。該數(shù)據(jù)電極1b上覆蓋有介質(zhì)層1c，且該介質(zhì)層1c上層疊有磷層1d。紫外光輻射在該磷層1d上，且該磷層1d將該紫外光轉(zhuǎn)換為可見光。該可見光由箭頭AR1指示。前部襯底2包括透明玻璃板2a，在該玻璃板2a上形成有掃描電極2b，2d和維持電極2c，2e。該掃描電極2b，2d和維持電極2c，2e與數(shù)據(jù)電極1b垂直延伸。這些電極2b，2c，2d和2e上都覆蓋有介質(zhì)層2f，該介質(zhì)層2f上覆蓋有保護(hù)層2g。該保護(hù)層由例如氧化鎂形成，用于保護(hù)介質(zhì)層2f避免放電。在掃描電極2b和數(shù)據(jù)電極1b之間施加一個(gè)大于放電閾值的初始電壓。從而在它們之間發(fā)生放電。正電荷和負(fù)電荷分別經(jīng)過(guò)掃描電極2b和數(shù)據(jù)電極1b向介質(zhì)層2f和1c運(yùn)動(dòng)，從而在他們之上匯集成為壁電荷。該壁電荷產(chǎn)生勢(shì)壘并逐步減小有效電勢(shì)。因此，該放電在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì)停止。然后，在掃描電極2b和維持電極2c之間施加持續(xù)脈沖(sustainpulse)，該脈沖的極性與壁電勢(shì)的極性相同。因此，該壁電勢(shì)將與持續(xù)脈沖重疊。這種重疊導(dǎo)致有效電勢(shì)超過(guò)了放電閾值，從而開始放電。因此在將持續(xù)脈沖施加到掃描電極2b和維持電極2c之間的同時(shí)，可以開始持續(xù)放電(sustain discharge)并繼續(xù)持續(xù)放電。這就是該設(shè)備的存儲(chǔ)功能。該處理在所有像素中同時(shí)發(fā)生。
當(dāng)在掃描電極2b和維持電極2c之間施加清除脈沖時(shí)，壁電勢(shì)消失，且持續(xù)放電停止。該清除脈沖具有很寬的脈沖寬度。
圖2示出在現(xiàn)有技術(shù)的子場(chǎng)模式中，用于驅(qū)動(dòng)表面放電類型PDP的電路。兩個(gè)玻璃板(未示出)彼此相對(duì)布置。數(shù)據(jù)電極D位于其中一個(gè)玻璃板上。一對(duì)掃描電極Sc和維持電極Su位于另一玻璃板上。該掃描電極Sc與維持電極Su對(duì)準(zhǔn)或平行，且該掃描電極和維持電極對(duì)Sc，Su與數(shù)據(jù)電極D垂直。在數(shù)據(jù)電極和掃描電極與維持電極對(duì)Sc，Su的交叉點(diǎn)形成顯示元件(例如等離子體單元或像素)。定時(shí)發(fā)生器21接收將在PDP上顯示的顯示信息Pi。如圖3所示，該定時(shí)發(fā)生器21將顯示信息Pi的一個(gè)場(chǎng)周期Tf分為預(yù)定數(shù)目的連續(xù)子場(chǎng)周期Tsf。一個(gè)子場(chǎng)周期Tsf包括一尋址周期或初始起動(dòng)周期(primeperiod)Tp和一顯示或維持周期Ts。在尋址周期Tp期間，掃描驅(qū)動(dòng)器22向掃描電極Sc提供脈沖，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器23向數(shù)據(jù)電極D提供數(shù)據(jù)di，從而將數(shù)據(jù)di寫入到與所選擇的掃描電極Sc相聯(lián)系的顯示元件C中。這樣就可以對(duì)與該所選擇掃描電極Sc相聯(lián)系的顯示元件C進(jìn)行預(yù)處理。維持驅(qū)動(dòng)器26驅(qū)動(dòng)維持電極Su。在尋址周期Tp期間，維持驅(qū)動(dòng)器26提供固定電勢(shì)。在顯示周期Ts期間，持續(xù)脈沖發(fā)生器25產(chǎn)生持續(xù)脈沖Sp，并通過(guò)掃描驅(qū)動(dòng)器22將該持續(xù)脈沖Sp提供到顯示元件C和維持驅(qū)動(dòng)器26。該顯示元件已經(jīng)在尋址周期Tp其間被預(yù)處理以便在顯示周期Ts期間產(chǎn)生光，此時(shí)顯示元件根據(jù)持續(xù)脈沖Sp的數(shù)目或頻率產(chǎn)生一定量的光。還可以將持續(xù)脈沖Sp提供給掃描驅(qū)動(dòng)器22或維持驅(qū)動(dòng)器26。
定時(shí)產(chǎn)生器21還為每一場(chǎng)周期Tf中的多個(gè)子場(chǎng)周期Sf分配了固定順序的加權(quán)因子Wf。該維持發(fā)生器25與定時(shí)發(fā)生器耦合以便根據(jù)這些加權(quán)因子Wf提供一定數(shù)目或頻率的持續(xù)脈沖Sp，從而使經(jīng)過(guò)預(yù)處理的顯示元件C所產(chǎn)生的光的量對(duì)應(yīng)該加權(quán)因子Wf。子場(chǎng)數(shù)據(jù)發(fā)生器24對(duì)顯示信息Pi執(zhí)行操作，從而使數(shù)據(jù)di與加權(quán)因子Wf對(duì)應(yīng)。
當(dāng)對(duì)于完整的顯示平板(complete panel)時(shí)，通常對(duì)于該P(yáng)DP板的所有行，維持電極Sc都是互相連接的。掃描電極Sc與行IC連接并在尋址或初始起動(dòng)階段內(nèi)被掃描。列電極D由列IC操作且等離子體單元C以下面三種模式工作1.清除模式。在初始起動(dòng)各子場(chǎng)之前，同時(shí)對(duì)所有的等離子體單元C執(zhí)行清除。這是通過(guò)首先將等離子體單元C驅(qū)動(dòng)到導(dǎo)通狀態(tài)，然后清除在單元C中產(chǎn)生的所有電荷來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
2.初始起動(dòng)模式。將等離子體單元C調(diào)節(jié)為使它們可以在維持模式期間出與打開或關(guān)閉狀態(tài)。由于等離子體單元C僅可以全部打開或全部關(guān)閉，因此寫入亮度值的所有位需要幾個(gè)初始起動(dòng)階段。等離子體單元C是按照每次一行的原則被選擇的，且列上的電壓電平將決定該單元的打開/關(guān)閉情況。如果將亮度值表示為9個(gè)位，則也應(yīng)當(dāng)在一個(gè)場(chǎng)中定義9個(gè)子場(chǎng)。子場(chǎng)分布還可能有其它不同例子。
3.維持模式，同時(shí)將一個(gè)交流電壓施加到所有行的掃描和維持電極Sc，Su上。該列電壓主要處于高電勢(shì)。此時(shí)已經(jīng)被初始起動(dòng)為打開狀態(tài)的等離子體單元或像素C就可以發(fā)光。各亮度位的加權(quán)將決定維持周期內(nèi)光脈沖的數(shù)目。
圖3示出PDP的掃描電極Sc和維持電極Su之間的電壓波形。由于存在三種模式，因此將對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列表示為Te，bx(對(duì)應(yīng)x位子場(chǎng)的清除模式)，Tp，bx(對(duì)應(yīng)x位子場(chǎng)的初始起動(dòng)模式)和Ts，bx(對(duì)應(yīng)x位子場(chǎng)的維持模式)。不同的子場(chǎng)由SF1，SF2等來(lái)表示。在該例子中，在場(chǎng)Tf內(nèi)存在六個(gè)子場(chǎng)(SF1到SF6)。該子場(chǎng)分布為4/16/32/8/2/1。
圖4還示出了等離子顯示板Pa中的像素C的分布。這些像素在結(jié)構(gòu)上與圖1中所示的像素相同并形成顯示區(qū)域。這些像素被排列為j行和k列，圖4中的每一小方塊表示一個(gè)像素。掃描電極(Sci)和維持電極(Sui)沿行方向延伸，且掃描電極與各自的維持電極成對(duì)。該掃描/維持電極對(duì)與各自的像素行相聯(lián)系。數(shù)據(jù)電極(Di)沿列方向延伸并與各自的像素列相聯(lián)系。
在能量回收系統(tǒng)中，能量回收電路通常位于掃描和維持電極之間或位于各電極組和緩沖電容之間。因此，需要在該設(shè)備的長(zhǎng)度上，通常是沿后部側(cè)或外部元件(緩沖電容器)布置的電流導(dǎo)線，該電流導(dǎo)線中載有主要電流(大約100A)。
圖5、6a到6e中以例子形式示出了在維持階段用于回收能量的回收系統(tǒng)。
由于PDP(等離子體顯示器)的主要電容特性，利用適當(dāng)?shù)哪芰炕厥针娐房梢詷O大地改進(jìn)電抗功率消耗和EMI。在圖5和6a到6c中，能量回收電路位于掃描和公共“行電極”之間或位于掃描電極組和行電極組之間。在圖5中，所謂的Weber能量回收拓?fù)渑cPDP的“行電極”連接。在圖5和6中，顯示板的掃描側(cè)被表示為Sc，公共側(cè)表示為Co。在該回收系統(tǒng)中，緩沖電容器Cbuffer用于該顯示板的兩側(cè)以便存儲(chǔ)能量并重新使用它們。不同的開關(guān)表示為s1和s2(對(duì)應(yīng)掃描側(cè))，c1和c2(對(duì)應(yīng)公共側(cè))以及對(duì)應(yīng)能量回收電路的e1到e4。顯示板的電容由Cpanel來(lái)表示。圖5示意性示出在其兩側(cè)具有能量回收電路的顯示板。利用該Weber能量回收拓?fù)?energy recovery topology)，可以在兩個(gè)步驟中將該顯示板電容的電壓反轉(zhuǎn)。這些步驟如圖6a到6d所示，而圖6e示出作為時(shí)間函數(shù)的電流和維持電壓，即在圖a到d所示的不同周期內(nèi)。最后，在最下面的圖的底部示出了在那個(gè)周期內(nèi)啟動(dòng)哪個(gè)開關(guān)。在圖6b中，顯示板的掃描側(cè)被放電并存儲(chǔ)在緩沖電容Cbuffer中。圖6b中的箭頭示出了該回收電流Irecoverl。現(xiàn)在如圖6c所示，必須再次對(duì)顯示板電容的公共側(cè)充電。電荷從顯示板電容Cpanel轉(zhuǎn)移到緩沖電容Cbuffer，反之亦然。代替在放電期間消耗能量，通過(guò)緩沖電容可以回收該能量。
圖7到8d示出了在尋址階段用于回收能量的能量回收方案。
在尋址“列電極”中還需要驅(qū)動(dòng)大的電容性負(fù)載。與對(duì)于行電容所作的一樣，還需要對(duì)列電容中所存儲(chǔ)的能量進(jìn)行存儲(chǔ)和再次使用(從而改進(jìn)功率消耗和EMI)。情況雖然有所不同，但利用基于Weber拓?fù)?Weber topology)的諧振電路，仍然可以存儲(chǔ)并再次使用列電容中的能量。圖7中示出了用于PDP的列電極的能量回收的等效電路圖(在尋址周期內(nèi))。該列電極由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC來(lái)驅(qū)動(dòng)。為了簡(jiǎn)便起見，僅示出了由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC的一個(gè)輸出級(jí)(由開關(guān)sIC1和sIC2表示)驅(qū)動(dòng)的一個(gè)列。實(shí)際上，利用在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC中的相同的sIC1和sIC2，每個(gè)列都可以被連接到“CDH節(jié)點(diǎn)”(見圖8)或“地”。與圖5相比，這種情況下僅存在一個(gè)單獨(dú)的能量回收電路，因此也僅有一個(gè)緩沖電容器Cbuffer。電路中的不同開關(guān)可以表示為sI(向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC提供Vaddress)和e3和e4以便于回收能量。利用該電路，可以按照諧振方式控制對(duì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC的電源電壓“VDH”。
圖8a到8c示出來(lái)存儲(chǔ)和再次使用在列中所存儲(chǔ)的能量的完整順序。在圖8d中，示出了在圖8a到8c所示的不同周期內(nèi)，作為時(shí)間函數(shù)的電流和電壓。最后，在最下面圖的底部示出了在哪個(gè)周期內(nèi)應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)哪個(gè)開關(guān)。在圖8a中，通過(guò)開關(guān)s1將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC的電源管腳(VDH)與固定電壓電源(通常60V)連接。該電源向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC提供穩(wěn)定的電壓，這對(duì)于對(duì)列的正確尋址非常重要。通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC的控制線可以完成對(duì)應(yīng)所掃描的行尋址正確的列。通過(guò)開關(guān)sIC1和sIC2，使一個(gè)列與地址電壓VDH連接或接地。連接到VDH的列可以被尋址，而連接到地的列不能被尋址。
在已經(jīng)尋址了適當(dāng)?shù)牧兄?，開關(guān)s1斷開且將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC中的開關(guān)(sIC1和sIC2)設(shè)定為“高阻抗”模式?，F(xiàn)在，在所尋址的列中仍然存在電荷(通過(guò)列的電容性行為)的時(shí)候，這些列是浮動(dòng)的。利用開關(guān)e4和與開關(guān)sIC1平行的寄生二極管(圖8b)，可以將電感Lrecover與列電容串聯(lián)。此時(shí)正弦波形的電流將開始流動(dòng)，而充電后的列上的電壓將按照余弦函數(shù)下降。在圖8b之后將示出“能量存儲(chǔ)”期間的流動(dòng)電流和列電壓。在該電路中，利用了諧振現(xiàn)象的半周期(由Ccolumn和Lrecover來(lái)決定)。當(dāng)已經(jīng)完成了半個(gè)正弦波形時(shí)，電流(Istore)具有一次零交叉。與開關(guān)e4串連的二極管可以防止電流變負(fù)。此時(shí)，列電容上的電壓將達(dá)到它的最小值。
在存儲(chǔ)能量的同時(shí)，對(duì)應(yīng)將要被尋址的下一行的數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)器IC。當(dāng)用于存儲(chǔ)能量的半個(gè)正弦波形完成時(shí)，設(shè)定該“新”數(shù)據(jù)以便啟動(dòng)適當(dāng)?shù)膕IC1和sIC2開關(guān)。從而將正確的列與VDH節(jié)點(diǎn)連接，并啟動(dòng)開關(guān)e3(圖8c)。將那些已經(jīng)啟動(dòng)了開關(guān)sIC1的列中的緩沖電容中所存儲(chǔ)的能量轉(zhuǎn)移回顯示板。正弦電流將按照相反的方向開始流動(dòng)，且所選擇的列上的電壓將按照余弦函數(shù)增加。圖8d中示出了所存儲(chǔ)的能量的再次使用。當(dāng)半個(gè)正弦波形再次完成時(shí)，電流(Ire-use)經(jīng)過(guò)零，且與開關(guān)e3串聯(lián)的二極管阻止其流回。在諧振環(huán)路中必然存在損耗，因此驅(qū)動(dòng)開關(guān)s1將使數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC的VDH電源線與Vaddress連接。現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)器IC將被供應(yīng)穩(wěn)定的電壓且可以正確尋址適當(dāng)?shù)牧?。這樣，就完成了一個(gè)完整的尋址列、存儲(chǔ)能量、再次利用能量的循環(huán)。
為了該電路的改進(jìn)操作，優(yōu)選非常大的緩沖電容器。如果提供了該電容器，則該緩沖電容器上的電壓升高和降低(在存儲(chǔ)和再次使用能量期間)將變得可以忽略不計(jì)并且將穩(wěn)定為尋址電壓的一半(通常為30V)。
本發(fā)明基于這樣的理解，即當(dāng)列上的數(shù)據(jù)改變其值(當(dāng)需要驅(qū)動(dòng)列中的后面單元時(shí)，從有效變?yōu)闊o(wú)效或相反)，對(duì)列驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行能量回收是有用的，而當(dāng)數(shù)據(jù)需要保持為高時(shí)，這種能量回收是不利的。PDP由所謂的子場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方案來(lái)驅(qū)動(dòng)以便產(chǎn)生灰度級(jí)。本發(fā)明僅將對(duì)列驅(qū)動(dòng)器的能量回收應(yīng)用于有限數(shù)目的子場(chǎng)。具有較低值的子場(chǎng)將具有非常低的數(shù)據(jù)相關(guān)性。因此這些數(shù)據(jù)值會(huì)經(jīng)常改變，從而需要能量回收。另一方面，具有高值的子場(chǎng)將具有高的數(shù)據(jù)相關(guān)性。因此數(shù)據(jù)將經(jīng)常保持高(或低)，從而不希望能量回收。通過(guò)利用本發(fā)明，如果希望能量回收，則僅將能量回收應(yīng)用于所需的子場(chǎng)。這樣，這將導(dǎo)致較低的能量損耗和更好的EMI減小。本發(fā)明的有益效果將通過(guò)計(jì)算結(jié)果來(lái)說(shuō)明。假設(shè)對(duì)應(yīng)交替尋址的計(jì)算，即首先尋址奇數(shù)行然后尋址偶數(shù)行的尋址方案，因此整個(gè)圖像可以被保持。慶祝以這將降低數(shù)據(jù)相關(guān)性(由于兩個(gè)時(shí)間上連續(xù)的行可能在空間上彼此分隔較遠(yuǎn))。該計(jì)算非常簡(jiǎn)單●第一，對(duì)于圖像中的各列(R，G，B)和各子場(chǎng)，計(jì)算所有從零到一和從一到零(通常為有效到無(wú)效)的轉(zhuǎn)變。這是不使用能量回收的功率消耗的測(cè)量值。
●第二，對(duì)于圖像中的各像素(R，G，B)和各子場(chǎng)，計(jì)算電壓中存在較小托尾邊緣的次數(shù)(見圖8d，V-t圖形，其中Ire-use階段之后的電壓稍小于“正常尋址電壓”；該邊緣說(shuō)明了在回收循環(huán)中的損耗)。該次數(shù)與能量回收期間的損耗因子(假設(shè)為30％)相乘。此時(shí)，當(dāng)進(jìn)行了能量回收時(shí)，將計(jì)算得出的值作為功率消耗的測(cè)量值。
當(dāng)對(duì)具有8個(gè)二進(jìn)制加權(quán)后的子場(chǎng)的圖像完成該計(jì)算之后(加權(quán)值1/2/4/8/16/32/64/128)，產(chǎn)生如圖9所示的圖形。其中實(shí)線表示在沒有能量回收情況下的計(jì)算結(jié)果，而虛線表示存在能量回收情況下的結(jié)果。該圖形表示出視頻信息的結(jié)果。這里存在一個(gè)盈虧平衡點(diǎn)對(duì)低加權(quán)子場(chǎng)使用能量回收將導(dǎo)致消耗的能量顯著降低，而對(duì)高加權(quán)子場(chǎng)使用能量回收將導(dǎo)致消耗的能量增加。根據(jù)本發(fā)明，列方向中的能量回收應(yīng)當(dāng)僅用于具有最低值的4或5個(gè)子場(chǎng)。
對(duì)于16個(gè)不同的圖像可以執(zhí)行相同的計(jì)算。表1中示出了這些結(jié)果。第二列示出了相對(duì)于沒有能量回收的初始情況，如果對(duì)所有子場(chǎng)應(yīng)用了能量回收，能量損耗相對(duì)減小。第三列示出了與沒有能量回收的情況相比，當(dāng)使用了本發(fā)明的子場(chǎng)選擇性能量回收時(shí)的能量損耗減小。對(duì)所有子場(chǎng)進(jìn)行能量回收將得到20％的減小，而本發(fā)明將得到27％的功率消耗減小。
表1對(duì)于16個(gè)不同圖像的結(jié)果

在上述計(jì)算中，使用了二進(jìn)制加權(quán)后的子場(chǎng)。但是，還有很多種子場(chǎng)分布方法。因此，可以對(duì)復(fù)制子場(chǎng)(加權(quán)12/8/4/2/1/4/8/12)進(jìn)行相同計(jì)算。這是降低了運(yùn)動(dòng)贗像(artifact)百分比的子場(chǎng)分布，它可以在很多市場(chǎng)上出現(xiàn)的顯示板(例如FHP)中執(zhí)行。作為對(duì)復(fù)制子場(chǎng)尋址方案說(shuō)明的一個(gè)例子，可以參照ASIA顯示器‘96，第S-19-3部分，由T.Makino，A.Mochizuki等所著的“通過(guò)利用足夠的灰影能力抑制不希望的彩色效應(yīng)，改進(jìn)AC等離子顯示板中的視頻圖像質(zhì)量(Improvement of Video Image Quality in AC Plasma DidplayPanels by Suppressing the Unfavorable Coloration Effect withSufficient Gray Shades Capability)”，該文章已經(jīng)引用結(jié)合在本文中。該計(jì)算結(jié)果也可以從表1中的“復(fù)制的子場(chǎng)”中看出，開始它們可能顯得比較驚人。如果對(duì)所有子場(chǎng)進(jìn)行能量回收，則功率消耗將會(huì)增加！這可以由子場(chǎng)的復(fù)制來(lái)解釋。如果對(duì)于特定像素接通了復(fù)制的子場(chǎng)，則很可能也會(huì)為下面尋址的行接通復(fù)制的子場(chǎng)(如果使用交替尋址)。如果現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行能量回收，則功率消耗會(huì)減小17％，這是一個(gè)顯著的改進(jìn)。
例子還涉及視頻信息的顯示。圖10示出對(duì)于數(shù)據(jù)圖形的結(jié)果(即，例如，白色背景上的黑色文本)。對(duì)于這種類型的圖像，由于數(shù)據(jù)中的變化數(shù)目非常小，因此“盈虧平衡點(diǎn)”位于相對(duì)較低的子場(chǎng)處。最好僅對(duì)前兩個(gè)子場(chǎng)使用能量回收。在該實(shí)施例中最好使用鑒別器，它非常有用并能在所顯示的信息類型(視頻或數(shù)據(jù)圖形)之間進(jìn)行鑒別，然后選擇適當(dāng)數(shù)目的子場(chǎng)。
在本發(fā)明的變化實(shí)施例中，并不是對(duì)每個(gè)子場(chǎng)，而是對(duì)每個(gè)行進(jìn)行鑒別?，F(xiàn)在必須計(jì)算每個(gè)行是否需要能量回收。這可以通過(guò)相同的計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是現(xiàn)在是對(duì)每個(gè)行而不是每個(gè)子場(chǎng)進(jìn)行這種計(jì)算。表1中的最后一列示出了對(duì)于行選擇能量回收的結(jié)果。功率消耗的減少在某種程度上甚至大于子場(chǎng)選擇性能量回收。但是，本發(fā)明的該實(shí)施例需要的計(jì)算將會(huì)使裝置的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，這可以從下面的描述中看出。
現(xiàn)在僅剩的問(wèn)題是能量回收應(yīng)當(dāng)將哪個(gè)子場(chǎng)設(shè)定為有效，將哪個(gè)子場(chǎng)設(shè)定為無(wú)效。簡(jiǎn)單直接的方法是執(zhí)行前面部分中所述的計(jì)算。但是，這需要對(duì)每個(gè)子場(chǎng)進(jìn)行，操作的總次數(shù)將變得非常大。當(dāng)使用行選擇性能量回收時(shí)也是這樣。每秒中的計(jì)算總數(shù)目等于#行*#點(diǎn)*3(具有和不具有ER和比較)*#幀。另外，需要行存儲(chǔ)器。如果使用50Hz的VGA顯示器，則結(jié)果應(yīng)當(dāng)是480*850*3*50*3＝180兆次操作/秒。
表2中示出一個(gè)變化方案。第三列示出當(dāng)對(duì)固定數(shù)目的子場(chǎng)使用本發(fā)明時(shí)，功率消耗的相對(duì)減小程度。令人奇怪的是，當(dāng)選擇子場(chǎng)的最佳數(shù)目很小時(shí)情況的差別。通過(guò)使用固定數(shù)目的子場(chǎng)，在每秒鐘不需要大量數(shù)目的操作的情況下，可以實(shí)現(xiàn)幾乎整體增益。
表2對(duì)于固定數(shù)目子場(chǎng)的結(jié)果

如我們所看到的，沒有應(yīng)用ER的子場(chǎng)的固定數(shù)目取決于子場(chǎng)分布(二進(jìn)制加權(quán)的子場(chǎng)，復(fù)制子場(chǎng))。另外，還取決于回收能量的效率。其它可用的變量為顯示負(fù)載或子場(chǎng)負(fù)載。如果顯示負(fù)載很大，則數(shù)據(jù)相關(guān)性較高，則應(yīng)當(dāng)對(duì)較少的子場(chǎng)進(jìn)行能量回收。這些變量通常由數(shù)字板來(lái)測(cè)量，因此它們可以被簡(jiǎn)單地再次使用以控制能量回收電路。最后，最后變量為顯示模式。在計(jì)算中使用的圖像可以全部為視頻圖像。對(duì)于數(shù)據(jù)圖形，數(shù)據(jù)相關(guān)性非常高，因此對(duì)較少子場(chǎng)應(yīng)用能量回收會(huì)更有利。所有這些參數(shù)都應(yīng)當(dāng)由鑒別器來(lái)輸入或計(jì)算。但是，它們的計(jì)算都相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因此不需要額外的計(jì)算功率。
在本發(fā)明的整體框架中，子場(chǎng)數(shù)目的選擇，或在操作期間需要啟動(dòng)能量回收的子場(chǎng)的選擇在不同實(shí)施例中可能不同。在一個(gè)簡(jiǎn)單、但相對(duì)非常有利的實(shí)施例中，其間需要啟動(dòng)能量回收電路的子場(chǎng)的數(shù)目是固定的，例如二、三、或四個(gè)最小加權(quán)子場(chǎng)。子場(chǎng)的選擇應(yīng)當(dāng)取決于數(shù)據(jù)安排的方式，即子場(chǎng)的分布。
在更為精心制成的顯示裝置中，使用鑒別器，該鑒別器根據(jù)將要顯示的數(shù)據(jù)計(jì)算能量回收的有利/不利(或具有提供有利/不利之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)和特定參數(shù))，并選擇子場(chǎng)或子場(chǎng)的數(shù)目，其中在該子場(chǎng)期間能量回收電路可能被啟動(dòng)或停用。這種參數(shù)可以是例如顯示板負(fù)載。這可以是一個(gè)容易得到的參數(shù)。鑒別器可以是任何可以計(jì)算或確定效果并做出選擇的硬件和/或軟件。利用該鑒別器，還可以對(duì)每個(gè)行執(zhí)行計(jì)算，從而對(duì)每個(gè)顯示的行啟動(dòng)或停止能量回收電路。鑒別器可以根據(jù)將要顯示的圖像的特性或參數(shù)，決定對(duì)哪個(gè)子場(chǎng)應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)能量回收。
對(duì)于特定行來(lái)說(shuō)應(yīng)當(dāng)尋址的列的數(shù)目當(dāng)然取決于視頻內(nèi)容。因此諧振周期的半周期也取決于視頻內(nèi)容
To＝2π*SQRT(Lrecover*n*Ccolumns)tstore＝tregain＝Tp/2＝π*SQRT(Lrecover*n*Ccolumns)在該公式中，“n”表示所尋址的列的數(shù)目，“Ccolumns”表示單個(gè)列的電容。如果所有的列都被(或需要被)尋址，則該半周期諧振時(shí)間應(yīng)當(dāng)最大(n為最大)。另一個(gè)極限是當(dāng)僅有一個(gè)列被(或需要被)尋址時(shí)，該半周期為最小(n＝1)。與變化的半周期時(shí)間相反，利用固定的時(shí)間間隔來(lái)進(jìn)行開關(guān)的啟動(dòng)和關(guān)閉。最好將開關(guān)的時(shí)間間隔設(shè)定為對(duì)應(yīng)于最大半周期諧振時(shí)間。例如，可以將用于存儲(chǔ)(和再次使用)能量的時(shí)間間隔設(shè)定為250ns。在啟動(dòng)了能量回收的各子場(chǎng)中，知道對(duì)應(yīng)每個(gè)被掃描的行將要消耗的時(shí)間非常重要。
在沒有使用“對(duì)應(yīng)列的子場(chǎng)選擇性能量回收”的情況下，在尋址階段中回收能量需要大約2ms的時(shí)間。
trecover＝nrows*msubfields*(tstore+tregain)trecover＝480*8*500*10-9＝2msec從維持階段中減去尋址階段中所額外需要的時(shí)間。更少的維持時(shí)間(本例子中為2ms)將導(dǎo)致亮度減小的圖像，因此是不利的。
采用本發(fā)明的“列的子場(chǎng)選擇性能量回收”將導(dǎo)致尋址階段消耗更少的時(shí)間。而且，仍然僅對(duì)特定數(shù)量的子場(chǎng)進(jìn)行能量回收?？梢詢H對(duì)四個(gè)最低子場(chǎng)進(jìn)行能量回收。
trecover＝nrows*mERsubfields*(tstore+tregain)其中mERsubfields表示能量被回收的子場(chǎng)的數(shù)目(在該情況下為4)。
trecover＝480*4*500*10-9＝1msec利用該例子，從維持階段中僅減去1ms。由于在維持階段具有更長(zhǎng)的可用時(shí)間，因此可以顯示更量的圖像。
很明顯本發(fā)明并不局限于上面例子中所給出的實(shí)施例。在所有的描述中，例如當(dāng)尋址階段開始時(shí)，這些單元都處于關(guān)閉狀態(tài)，將所有應(yīng)當(dāng)發(fā)射光的單元變?yōu)橛行?。相反也是可能的。在此情況下，在清除階段將所有單元變?yōu)橛行?該清除階段此后被稱為設(shè)置階段)，在尋址階段將所有不應(yīng)當(dāng)發(fā)射光的單元變?yōu)闊o(wú)效。仍然可以在有效狀態(tài)和無(wú)效狀態(tài)之間進(jìn)行切換。另外，對(duì)于具有高加權(quán)的子場(chǎng)具有高數(shù)據(jù)相關(guān)性，對(duì)于具有低加權(quán)的子場(chǎng)具有低數(shù)據(jù)相關(guān)性。因此，本發(fā)明可應(yīng)用于兩種尋址方案。
通常分布子場(chǎng)方案也被稱為DSF方案，它可用于減小運(yùn)動(dòng)贗像。
圖11中示出了這種方案的一個(gè)例子。這些子場(chǎng)的有效加權(quán)由條上的數(shù)字表示。該條的長(zhǎng)度表示子場(chǎng)的持續(xù)時(shí)間。這些條的位置表示這些子幀在一個(gè)幀中的順序。
通過(guò)這些子場(chǎng)的不同組合可以實(shí)現(xiàn)像素的灰度級(jí)。例如，利用第一方案A，通過(guò)利用第三子場(chǎng)啟動(dòng)像素可以得到灰度級(jí)8。第二方案B可以使用八個(gè)子場(chǎng)來(lái)啟動(dòng)像素。通過(guò)在圖12的行和列方向上對(duì)相鄰像素交替應(yīng)用方案A和B，可以減小運(yùn)動(dòng)贗像的感覺。但是，結(jié)果是即使這些像素的實(shí)際灰度級(jí)都相同，也應(yīng)當(dāng)通過(guò)列驅(qū)動(dòng)器為列方向上的后面的像素提供不同的數(shù)據(jù)。如圖13所示，通過(guò)將Z字結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)電極1b與后面的像素耦合，可以為所有與該數(shù)據(jù)電極1b耦合的單元提供相同的方案A；B。圖12中的矩形表示像素，像素中的字母A或B表示應(yīng)用到該像素的方案。
綜上所述，當(dāng)在結(jié)合數(shù)據(jù)電極1b的Z字形結(jié)構(gòu)的同時(shí)，使用交替變化的方案A，B來(lái)實(shí)現(xiàn)相鄰像素的灰度級(jí)時(shí)，該列上后面的數(shù)據(jù)將具有可與上面實(shí)施例中描述的相關(guān)性相比的相關(guān)性，其中上面實(shí)施例中使用了直的數(shù)據(jù)電極1b且對(duì)所有像素實(shí)現(xiàn)了相同的灰度級(jí)。因此，盡管交替變化的方案A，B能量回收可用于所選擇的子場(chǎng)，但如上面實(shí)施例中所描述的那樣，可以實(shí)現(xiàn)相同的效果。
如果在圖13的實(shí)施例中，每個(gè)像素都包括可以發(fā)出不同顏色光的多個(gè)單元，則數(shù)據(jù)電極1b最好與發(fā)出相同顏色光的單元耦合。例如，如果如圖14所示每個(gè)像素包括3個(gè)不同的單元Re，Gr，B1，其中每個(gè)單元發(fā)出不同顏色的光，則數(shù)據(jù)電極1b按照虛線所示以Z字形結(jié)構(gòu)與發(fā)出同樣顏色光的那些單元Re；Ge；B1耦合。
在沒有能量回收電路和用于對(duì)全部子場(chǎng)中的一部分啟動(dòng)能量回收電路的裝置的情況下，具有Z字形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)電極1b的實(shí)施例還可使用。例如，Z字形結(jié)構(gòu)可以非常有得地與PDP結(jié)合使用，它使用局部線加倍(PLD)來(lái)減少尋址時(shí)間。
由于PLD的原理是公知的，因此不再對(duì)它詳細(xì)說(shuō)明。在應(yīng)用了PLD的情況下，一部分?jǐn)?shù)目的子場(chǎng)應(yīng)用了加倍的行，這意味著例如，利用對(duì)應(yīng)第二行的一部分子場(chǎng)的(通常具有較低加權(quán)的子場(chǎng))與對(duì)應(yīng)第二行之前的第一行的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)，顯示兩個(gè)后來(lái)的行。
但是，直接將PLD與DSF方案結(jié)合為例如如圖12所示并不可能。該DSF方案需要對(duì)一列中隨后的多個(gè)像素具有不同的灰度級(jí)方案，而PLD要求至少對(duì)一部分?jǐn)?shù)目的子場(chǎng)方案重復(fù)(duplication of theschemes)。
但是，當(dāng)應(yīng)用了例如圖13的Z字形結(jié)構(gòu)時(shí)，在保持交替變化方案A，B的同時(shí)也可以應(yīng)用PDL。
在這種情況下，第二行的像素將從第一行中的像素中接收到對(duì)應(yīng)具有較低加權(quán)的那部分子場(chǎng)的數(shù)據(jù)，該第一行中的象素與位于第二行的像素上部的那個(gè)第一行像素相鄰。
本發(fā)明可以被簡(jiǎn)單的描述如下。
在包括具有維持電極和掃描電極的等離子體放電單元的平板顯示裝置中，提供了具有用于向放電單元提供數(shù)據(jù)的電路的驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路中引入了能量回收電路和用于啟動(dòng)該能量回收電路的裝置。提供到放電單元的數(shù)據(jù)排列在多個(gè)子場(chǎng)中，用于啟動(dòng)能量回收電路的裝置僅在總數(shù)目的子場(chǎng)中的一部分中啟動(dòng)該能量回收電路。
應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例僅是示例性的，它們并不限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求的范圍的情況下應(yīng)當(dāng)可以設(shè)計(jì)出很多變化實(shí)施例。在權(quán)利要求中，任何位于括號(hào)內(nèi)的附圖標(biāo)記都不會(huì)限制該權(quán)利要求。詞匯“包括”并不排除出現(xiàn)除了權(quán)利要求中列出以外的元件或步驟。在元件前的詞匯“一個(gè)”并不排除存在多個(gè)這種元件。本發(fā)明可以由包括多個(gè)分立元件的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以由適當(dāng)編程后的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在列舉了多個(gè)裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，可以由一個(gè)硬件或同樣的硬件項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)這些裝置。在不同從屬權(quán)利要求中引用的特定措施并不表示不能更有利地使用這些措施的組合。
權(quán)利要求
1.一種平板顯示裝置，包括具有維持電極(2c)和掃描電極(2b)的等離子體放電單元；和驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路具有用于向放電單元提供在多個(gè)子場(chǎng)中排列的數(shù)據(jù)的電路，該驅(qū)動(dòng)電路中引入了能量回收電路和用于僅在總數(shù)目子場(chǎng)中的一部分中啟動(dòng)該能量回收電路的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中所述部分?jǐn)?shù)目的子場(chǎng)平均具有比其余子場(chǎng)更小的加權(quán)。
3.如權(quán)利要求2所述的平板顯示裝置，其中該部分子場(chǎng)全部比在工作中沒有啟動(dòng)能量回收電路的那些子場(chǎng)具有更低的加權(quán)或相等的加權(quán)。
4.如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中數(shù)據(jù)電極(1b)以Z字形結(jié)構(gòu)定位。
5.如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中存在多行和多列的像素，每個(gè)像素包括至少一個(gè)放電單元，數(shù)據(jù)電極(1b)在列方向上在后面的行中與第一列的像素的單元以及與該第一列相鄰的列中的像素的單元交替耦合。
6.如權(quán)利要求5所述的平板顯示裝置，其中數(shù)據(jù)電極(1b)與發(fā)射完全相同顏色光的多個(gè)單元耦合。
7.如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中顯示裝置包括鑒別器，該鑒別器具有根據(jù)將要顯示的數(shù)據(jù)來(lái)選擇一部分子場(chǎng)的裝置，在這些子場(chǎng)中啟動(dòng)能量回收電路。
8.如權(quán)利要求7所述的平板顯示裝置，其中該鑒別器在工作中根據(jù)顯示負(fù)載和/或子場(chǎng)負(fù)載來(lái)進(jìn)行鑒別。
9.如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中進(jìn)行能量回收的子場(chǎng)的數(shù)目是固定的。
10.在平板顯示裝置上顯示圖像的方法，其中該平板顯示裝置包括具有維持電極和掃描電極的等離子體放電單元；具有用于向放電單元提供排列在多個(gè)子場(chǎng)中的數(shù)據(jù)的電路的驅(qū)動(dòng)電路；和能量回收電路，該方法包括僅在總數(shù)目子場(chǎng)中的一部分中啟動(dòng)能量回收電路的步驟。
全文摘要
在包括具有維持電極(Su)和掃描電極(Sc)的等離子體放電單元(c)的平板顯示裝置中，提供了具有用于向放電單元(c)提供數(shù)據(jù)的電路(23)的驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路中結(jié)合了能量回收電路和用于啟動(dòng)該能量回收電路的裝置。提供到放電單元(c)的數(shù)據(jù)排列在多個(gè)子場(chǎng)中，用于啟動(dòng)能量回收電路的裝置僅在總數(shù)目的子場(chǎng)中的一部分中啟動(dòng)該能量回收電路。
文檔編號(hào)G09G3/293GK1639761SQ03805294
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月6日
發(fā)明者J·J·L·霍彭布勞維斯, F·J·沃斯森, B·A·薩特斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司