專利名稱：等離子體顯示板驅(qū)動方法及離子體顯示板裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及等離子體顯示板驅(qū)動方法及用作計算機、電視等的顯示屏的等離子體顯示板顯示裝置，特別涉及使用地址顯示期分開的子場(以下稱作ADS)方法的驅(qū)動方法。
背景技術：
近來，等離子體顯示板(以下稱作PDP)因其能夠?qū)崿F(xiàn)用在計算機、電視等中的大面積、薄而輕的顯示裝置而成為受關注的焦點。
PDP總體上可分為兩類直流和交流型。EP 0762461公開了一種直流PDP的實例，該PDP的放電小室按矩陣排列，交流PDP適于用作大屏幕上，因此為現(xiàn)在主要用到的類型。
現(xiàn)在已經(jīng)引入了其分辨率已高達1920×1080象素的高分辨率電視，且PDP最好能與其它類型顯示器一樣與此種高分辨率的顯示器相兼容。
圖1為傳統(tǒng)交流PDP的示意圖。
在此種PDP中，平行地放置著前襯板11和后襯板12，彼此相面對地放置且其間有空隙，隨后將襯層的邊沿封起來。
在前襯層11的內(nèi)表面上呈平行條狀地形成掃描電極組19a和保持電極組19b。用由銅玻璃等構(gòu)成的介電層17覆蓋電極組19a和19b。之后用氧化錳(MgO)保護層18覆蓋在介電層17的表面上。由鉛玻璃等絕緣層13覆蓋的以平行條狀形成的數(shù)據(jù)電極組14置于后襯板12的內(nèi)表面上。在絕緣層13的頂上與數(shù)據(jù)電極組14平行地放置多個隔離肋15。襯板11、12間的空間被隔離肋15分成100-200微米的空間。在這些空間中封有放電氣體。封有放電氣體處的壓力通常設在外界(大氣)氣壓之下，典型地在200-500乇之間。
圖2示出PDP電極矩陣。電極組19a和19b與數(shù)據(jù)電極組14呈直角地安置。在襯板間電極插入處形成放電小室。隔離肋15將相鄰放電小室分開以防相鄰放電小室間的放電擴散，這樣可獲得高分辨率。
在單色PDP中，主要由氖組成的混合氣體被用作放電氣體，在放電時發(fā)出可見光。但在圖1的彩色PDP中，由紅、綠、蘭三基色的熒光粉構(gòu)成的熒光層16在放電小室的內(nèi)壁上形成，且主要由氙構(gòu)成的混合氣體(如氖/氙或氦/氙)被用作放電氣體。通過用熒光層16將放電所產(chǎn)生的紫外光轉(zhuǎn)換成各色可見光而進行彩色顯象。
在這種PDP中的放電小室基本上僅有兩個顯示狀態(tài)，開和關。其一幀(一場)被分成多個子幀(子場)的ADS方法與各子幀中的開和關狀態(tài)相結(jié)合以表現(xiàn)灰度級。
圖3表示在表達256個灰度級時對一幀的分割方法。水平軸表示時間，而陰影部分表示放電保持期。
在圖3的示例分割法中，一幀被分成8個子幀。子幀的放電保持期的比率分別設為1、2、4、8、16、32、64和128。這些8位二進制組合表達了256種灰度級。NTSC制電視規(guī)定幀速率為60幀/秒，因此一幀的時間定為16.7ms。
每個子幀由以下構(gòu)成一個建立期、一個寫期、一個放電保持期和一個擦除期。
圖4為一時序圖，示出在相關技術中在一個子幀中脈沖何時被加到電極上。
在建立期，通過將建立脈沖加到所有掃描電極19a上而建立起放電小室。
在寫期，數(shù)據(jù)脈沖被加到選定的數(shù)據(jù)電極14上而掃描脈沖隨后被加到掃描電極19a上。這使壁上電荷累積在待點亮的小室中，寫出一個象素數(shù)據(jù)屏。
在放電保持期，在掃描電極19a和保持電極19b間加一個大電壓，使其中累加了壁電荷的放電小室出現(xiàn)放電，并在某個時期發(fā)出光。
在擦除期，在掃描電極19a上大量加窄脈沖，使放電小室中的壁電荷被擦除掉。
在上述驅(qū)動方法中，正常情況下光僅應在放電保持期中發(fā)出來而不應在建立、寫入和擦除期有光放出。但當加有建立或擦除脈沖時，放電會使整個顯示板發(fā)光，并因而使對比度降低。在加寫脈沖時出現(xiàn)的放電也使放電小室發(fā)光，進行損害對比度。因此，需要一種解決這些問題的方法。
上述PDP驅(qū)動方法也應使每幀中的放電保持期盡可能地長，以改進亮度。因此，寫脈沖(掃描脈沖和數(shù)據(jù)脈沖)最好應盡可能短，這樣可高速地寫。
高分辨率PDP具有大量的掃描電極，因此需要使寫脈沖(掃描脈沖和數(shù)據(jù)脈沖)窄，從而可以高速進行驅(qū)動。
但在傳統(tǒng)PDP中，較窄地設定寫脈沖會產(chǎn)生寫的缺陷，使顯示的圖象質(zhì)量降低。
如果寫脈沖的電壓高且脈沖窄，就可無缺陷地以高速可靠地寫。但正常來講，高速數(shù)據(jù)驅(qū)動器耐壓的能力較低，因此難于獲得可以高壓高速寫入的驅(qū)動電路。
在上述PDP驅(qū)動方法中，另一重點是以低功耗驅(qū)動PDP。為達到這一點，應減小放電保持期的無效功耗，以增加亮度效率。
本發(fā)明的目的在于提供一種PDP驅(qū)動方法，它可高速工作，并在不引起寫缺陷的情況下改善對比度。本發(fā)明的另一目的在于提供一種改進發(fā)光效率的PDP驅(qū)動方法。本發(fā)明的再一目的是提供一種PDP驅(qū)動方法，在不引起閃爍和毛邊的情況下產(chǎn)生高畫質(zhì)和高亮度。
在本發(fā)明中，以兩階或多階上升階梯的波形用作建立脈沖。不用簡單矩形脈沖而用此種波形作為建立脈沖可改善對比度而不產(chǎn)生寫缺陷。
不用簡單矩形脈沖而用兩階或多階下降階梯波形作寫脈沖，可實現(xiàn)高速驅(qū)動而不引起寫的缺陷。
同時，用兩階或多階上升階梯波形作寫脈沖可改善對比度而不會引致寫缺陷。
另外，不用簡單矩形波而用兩階或多階下降階梯波形作保持脈沖可允許用高壓來設定保持脈沖，以確保穩(wěn)定地工作，從而得到高質(zhì)畫面。
如果不用簡單矩形波而用兩階或多階上升階梯波形作保持脈沖可提高發(fā)光效率。當波形的上升部分的第二階和下降部分的第一階與連續(xù)函數(shù)對應時，則可獲得明顯的發(fā)光效率的提高。
通過使用其波形的上升部分為斜形的波形作保持脈沖，也可改善發(fā)光效率。
另一種改善發(fā)光效率的方法是使用一種波形，其中在放電電流最大時刻的電壓高于在保持脈沖的脈沖開始時刻出現(xiàn)的所加的電壓。
用兩階或多階階梯波形作放電保持期所加的第一保持脈沖可改善圖象質(zhì)量。
此外，不用簡單矩形波形而用兩階或多階上升階梯波形作擦除脈沖可改進對比度，獲得高畫質(zhì)。
使用兩階或多階下降階梯波形作擦除脈沖可縮短擦除期。
通過同時對建立、寫、保持和擦除脈沖使用階梯波形可進一步改進這些效果。
象用在建立、寫、保持和擦除脈沖上的以兩階上升或下降的階梯波形可通過將兩個或多個脈沖加在一起來獲得。


圖1為傳統(tǒng)交流PDP的輪廓圖；圖2示出上述PDP的電極矩陣；圖3示出在驅(qū)動上述PDP時的幀分割方法；圖4為在一幀中將脈沖加到電極上時的時序圖的相關實例；圖5示出與本發(fā)明相關的PDP驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6示出圖5的掃描驅(qū)動器結(jié)構(gòu)框圖；圖7示出圖5的數(shù)據(jù)驅(qū)動器結(jié)構(gòu)框圖；圖8示出與第一實施例有關的PDP驅(qū)動方法的時序圖；圖9為與實施例相關的脈沖相加電路的方框圖；圖10示出由脈沖相加電路將第一和第二脈沖相加以形成兩階上升階梯波形時的情況；圖11示出實驗1的結(jié)果；圖12為時序圖，示出與第二實施例相關的PDP驅(qū)動方法；圖13示出用脈沖相加電路將第一和第二脈沖相加以形成有兩階下降階梯的波形時的情況；圖14示出實驗2的結(jié)果；圖15為時序圖，示出與第三實施例相關的PDP驅(qū)動方法；圖16為與第三實施例有關的階梯波發(fā)生電路的方框圖；圖17示出實驗3的測量結(jié)果；圖18為時序圖，示出與第四實施例有關的PDP驅(qū)動方法；
圖19為實驗4A的測量結(jié)果；圖20為時序圖，示出與第五實施例有關的PDP驅(qū)動方法；圖21示出實驗5A的測量結(jié)果；圖22為時序圖，示出與第六實施例有關的PDP驅(qū)動方法；圖23和24示出實驗6的測量結(jié)果；圖25為時序圖，示出與第七實施例有關的PDP驅(qū)動方法；圖26示出用脈沖相加電路將第一和第二脈沖相加以產(chǎn)生兩階上升和下降的階梯波形的情況；圖27為時序圖，示出以簡單矩形波作為保持脈沖進行驅(qū)動時所產(chǎn)生的V-Q Lissajous圖；圖28為用第七實施例的方法驅(qū)動PDP時所看到的V-Q Lissajous圖的實例；圖29為時序圖，示出與第八實施例相關的PDP驅(qū)動電路；圖30示出第八實施例中保持脈沖的波形；圖31示出用脈沖相加電路將第一和第二脈沖相加以形成第八實施例的階梯波形的情況；圖32示出實驗8A的測量結(jié)果；圖33為V-Q Lissajous圖的實例，示出實驗8A的測量結(jié)果；圖34為時序圖，示出與第九實施例有關的PDP驅(qū)動方法；圖35為方框圖，示出與第九實施例有關的梯形波形發(fā)生電路；圖36示出由梯形波形發(fā)生電路產(chǎn)生的梯形波形；圖37示出實驗9A的測量結(jié)果；圖38為V-Q Lissajous圖的實例，示出實驗9A的測量結(jié)果；圖39為時序圖，示出與第十實施例有關的PDP驅(qū)動方法；圖40示出實驗10A的測量結(jié)果；圖41為時序圖，示出與第十一實施例有關的PDP驅(qū)動方法；圖42示出實驗11的測量結(jié)果；圖43為時序圖，示出與第十二實施例有關的PDP驅(qū)動方法；圖44為時序圖，示出與第十三實施例有關的PDP驅(qū)動方法；圖45示出實驗13A的結(jié)果圖；圖46為時序圖，示出與第十四實施例有關的PDP驅(qū)動方法；圖47為時序圖，示出與第十五實施例有關的PDP驅(qū)動方法；
具體實施例方式
下面參考附圖描述本發(fā)明的實施例。
在各實施例中所用的PDP 10與參考圖1在已有技術中解釋的PDP具有相同的物理結(jié)構(gòu)，因此與圖1中的相同用相同的標號。
實施例的驅(qū)動方法基本用與所應用的相關技術部分中解釋的ADS方法。但分別在建立、掃描、保持和擦除期所加的建立、掃描、保持和擦除脈沖不是為簡單的矩形波，而是為階梯波或為敘波形。
下面解釋實施例中所用的驅(qū)動裝置和驅(qū)動方法。
圖5為方框圖，示出驅(qū)動裝置100的結(jié)構(gòu)。
驅(qū)動裝置100包括預處理器101、幀存儲器102、同步脈沖發(fā)生單元103、掃描驅(qū)動器104、保持驅(qū)動器105和數(shù)據(jù)驅(qū)動器106。預處理器101處理從外圖象輸出裝置輸入的圖象數(shù)據(jù)。幀存儲器102存儲處理后的數(shù)據(jù)。同步脈沖發(fā)生單元103為每幀和每個子幀產(chǎn)生同步脈沖。掃描驅(qū)動器104將脈沖加到掃描電極19a上，保持驅(qū)動器105將脈沖加到保持電極19b上，而數(shù)據(jù)驅(qū)動器將脈沖加到數(shù)據(jù)電極14上。
預處理器101從輸入圖象數(shù)據(jù)中提取每幀的圖象數(shù)據(jù)，從所提取的圖象數(shù)據(jù)(子幀圖象數(shù)據(jù))提取每個子幀的圖象數(shù)據(jù)，并將其存儲在幀存儲器102中。預處理器101隨后逐行將幀存儲器102中所存的當前子幀圖象數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)驅(qū)動器106上，從輸入的圖象數(shù)據(jù)中檢測諸如水平同步信號和垂直同步信號的同步信號，并將每幀和子幀的同步信號發(fā)送到同步脈沖發(fā)生單元103上。
幀存儲器102能存儲每個子幀的分裂成子幀圖象數(shù)據(jù)的每幀的數(shù)據(jù)。
具體講，幀存儲器102為兩口幀存儲器，具有兩個存儲區(qū)，每個區(qū)能存儲一幀(八個子幀圖象)。在對幀存儲器區(qū)讀出的同時可交替地在存儲區(qū)上寫入幀數(shù)據(jù)。
同步脈沖發(fā)生電路103產(chǎn)生觸發(fā)信號，此時為每個建立、掃描、保持和擦除脈沖上升的時刻。這些觸發(fā)信號參照每幀和每個子幀處從預處理器101上接收的同步信號來產(chǎn)生，并發(fā)送到驅(qū)動器104-106上。
掃描驅(qū)動器104根據(jù)從同步脈沖發(fā)生單元103上接收的觸發(fā)信號產(chǎn)生建立、掃描、保持和擦除脈沖。
圖6為方框圖，示出掃描驅(qū)動器104的結(jié)構(gòu)。
建立、保持和擦除脈沖被加到所有的掃描電極19a上。所需的脈沖波形依情況而不同。
結(jié)果，掃描驅(qū)動器104有三個脈沖發(fā)生器，如圖6所示，每個發(fā)生器產(chǎn)生一種脈沖。這些發(fā)生器是建立脈沖發(fā)生器111、保持脈沖發(fā)生器112a和擦除脈沖發(fā)生器113。三個脈沖發(fā)生器以浮地方法串聯(lián)，并根據(jù)單元103的觸發(fā)信號依次將建立、保持和擦除脈沖加到掃描電極組19a。
如圖6所示，掃描驅(qū)動器104還包括一個乘法器115及與之相連的掃描脈沖發(fā)生器114，它使掃描脈沖順序地加到掃描電極19a1、19a2、...19aN。采用在掃描脈沖發(fā)生器114中產(chǎn)生脈沖并由乘法器115切換而輸出的方法，但也可采用為每個掃描電極19a提供單獨的掃描脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)。
開關SW1和SW2安置在掃描驅(qū)動器104中，以有選擇地將上述脈沖發(fā)生器111-113的輸出和掃描脈沖發(fā)生器114的輸出加到掃描電極組19a。
保持驅(qū)動器105具有一個保持脈沖發(fā)生器112b，并根據(jù)來自同步脈沖發(fā)生單元103的觸發(fā)信號產(chǎn)生保持脈沖，并將該保持脈沖加到保持電極19b。
數(shù)據(jù)驅(qū)動器106將數(shù)據(jù)脈沖輸出到并聯(lián)的數(shù)據(jù)電極141-14M上。根據(jù)一次在一行上串行輸入到數(shù)據(jù)驅(qū)動器106的子場信息進行輸出。
圖7為數(shù)據(jù)驅(qū)動器106結(jié)構(gòu)的方框圖。
數(shù)據(jù)驅(qū)動器106包括一次取一個掃描行的子幀數(shù)據(jù)的第一鎖存電路121、產(chǎn)生數(shù)據(jù)脈沖的數(shù)據(jù)脈沖發(fā)生器123、以及在每個電極141-14M入口處的與門1241-124M。
在第一鎖存電路121中，按順序從預處理器101送出的子幀數(shù)據(jù)與時鐘CLK信號同步并一次順序地取許多位。一旦鎖存了一掃描行的子幀圖象數(shù)據(jù)(表明數(shù)據(jù)電極141-14M是否有脈沖加上)，就傳送給第二鎖存電路122。第二鎖存電路122根據(jù)來自同步脈沖發(fā)生單元122的觸發(fā)信號將在屬于加有脈沖的數(shù)據(jù)電極的與門1241-124M打開。與此同時，數(shù)據(jù)脈沖發(fā)生器123產(chǎn)生數(shù)據(jù)脈沖，且該數(shù)據(jù)脈沖隨著與門的打開被加到數(shù)據(jù)電極上。
在驅(qū)動裝置100中，如下面將解釋的，為了顯示一幀圖象，要將建立、寫、放電保持和擦除期構(gòu)成的一個子幀的操作重復八次。
在建立期，掃描驅(qū)動器中的開關SW1和SW2分別開和關。建立脈沖發(fā)生器111將一個建立脈沖加到所有的掃描電極12a上，使所有放電小室中出現(xiàn)建立放電，并在每個放電小室中累加壁電荷。在寫周期開始后不久將一定量的壁電壓加到每個小室中，以寫入放電開始。
在寫入周期，掃描驅(qū)動器104中的開關SW1和SW2分別關和開。由掃描脈沖發(fā)生器114產(chǎn)生的負掃描脈沖順序地加到掃描電極19a的第一行1至掃描電極19a的最后一行N。同時，數(shù)據(jù)驅(qū)動器106通過將正數(shù)據(jù)脈沖加到與待點燃的放電小室相對應的數(shù)據(jù)電極141-14M而進行寫放電，將壁電荷累積在這些放電小室中。因此，一幅點亮的畫面是通過將累積壁電荷寫在待點燃的放電小室中的介電層表面上而實現(xiàn)的。
掃描脈沖和數(shù)據(jù)脈沖(換言之為寫入脈沖)應設得盡可能地窄以允許進行高速的驅(qū)動。但如果寫脈沖太窄，就有相類似的寫缺陷。此外，可能被用到的電路類型的限制意味著脈寬通常需設在約1.25μm或更大一些。
在保持期，掃描驅(qū)動器104中的開關SW1和SW2分別開和關。保持脈沖發(fā)生器112a將固定長度(例如1-5μs)的放電脈沖加到整個掃描電極組12a和保持驅(qū)動器105將固定長度的放電脈沖加到整個保持電極組12b的操作交替地進行。
此操作將介電層表面的電位升到高于其中在寫周期累加了壁電荷的放電小室中的放電啟始電壓(以下稱啟始電壓)，因而在這些小室中出現(xiàn)放電。此保持放電使放電小室中發(fā)出紫外光。該紫外光激發(fā)熒光層中的熒光粉以發(fā)出與每個放電小室的熒光層的彩色對應的可見光。
在擦除期，掃描驅(qū)動器104中的開關SW1和SW2分別開和關。將窄擦除脈沖加到整個掃描電極組19a上，通過產(chǎn)生部分放電將在每個放電小室中壁電荷擦除。
下面15個實施例的每個實施例都解釋了特定的脈沖波形排列及其效果。
第一實施例圖8為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
在圖4所示相關技術驅(qū)動方法中，建立脈沖為簡單矩形。但在此實施例中，建立脈沖采用的是有兩階上升的階梯波形。
通過將兩種脈沖波形相加得到此種波形。
圖9為方框圖，示出產(chǎn)生階梯波形的脈沖相加電路。
脈沖相加電路包括第一脈沖發(fā)生器131、第二脈沖發(fā)生器132和延時電路133。第一和第二脈沖發(fā)生器131和132用浮地法相串聯(lián)，且兩個發(fā)生器的輸出電壓相加。
圖10A示出脈沖相加電路與第一和第二脈沖同步以形成有兩階上升的階梯波形。
由第一脈沖發(fā)生器131產(chǎn)生的第一脈沖為寬矩形波，而第二脈沖發(fā)生器132產(chǎn)生的第二脈沖為窄矩形狀。
發(fā)生器131產(chǎn)生的第一脈沖及發(fā)生器132產(chǎn)生的第二脈沖被延時電路133延時一預定時間。這些脈沖根據(jù)觸發(fā)信號從相加脈沖發(fā)生單元103中產(chǎn)生。設定各脈沖的寬度，這樣幾乎在同一時刻第一和第二脈沖開始下降。
這樣來將第一和第二脈沖相加，以使輸出脈沖中有兩階上升。
作為圖9所示脈沖相加電路的一種變型，第一、二脈沖發(fā)生器131和132可并聯(lián)且第一和第二脈沖輸出疊加。如圖10B所示，具有兩階上升的階梯脈沖可通過使第二脈沖發(fā)生器132產(chǎn)生高于第一脈沖的第二脈沖而產(chǎn)生。
此實施例中的建立脈沖發(fā)生器111具有一個這種電路并用具有兩階上升的階梯波形作為建立脈沖。
如下面將解釋的，不用簡單矩形波而用這種波形作建立脈沖限制了寫入缺陷并改善了對比度。
換言之，建立脈沖被加到放電小室上以將一定量的壁電荷累加在每個放電小室中，上述過程是在寫周期于短時內(nèi)精確地進行寫入的生成條件目標下完成的。
當加上建立脈沖時不應發(fā)光。如果象已有技術中那樣以簡單矩形波作為建立脈沖，當電壓升高時會有大電壓變化(電壓變化范圍)，并產(chǎn)生強放電趨勢。此放電會導致從整個屏幕上發(fā)出強光，且對比度因此而下降。此外，此種強放電的產(chǎn)生(不希望的放電)使在施加了建立脈沖之后在每個放電小室中累加的壁電荷的改變更趨相同。這種改變會導致局部寫缺陷和亮度改變。
如果以兩階上升波形作建立脈沖，就可避免這種電壓中的突變以及所加電壓的升高。從而穩(wěn)定地累加壁電荷而不會產(chǎn)生不希望的光放電。
此原因是，當建立脈沖升高時電壓改變范圍與所出現(xiàn)的亮度間不是正比關系。盡管電壓中的小改變不會引起過大的亮度產(chǎn)生，當電壓變化達到某個值時就會看到亮度明顯地增加。因此，以兩階而不是一級使電壓到達某個值可減小由放電產(chǎn)生的亮度。
也可用諸如Weber在美國專利5745086中教導的斜上升波形來穩(wěn)定地累加壁電荷并限制亮度。但Weber中的上升時間極長。用本發(fā)明的兩階上升波形可代替用窄脈沖穩(wěn)定地進行建立的裝置。
通過使用兩階上升波形，可在短建立期中穩(wěn)定地進行建立，使其可以更高速度進行驅(qū)動。
本實施例的PDP驅(qū)動方法可以高速驅(qū)動顯示板而沒有寫缺陷，并改進對比度以獲得優(yōu)質(zhì)畫面。
美國專利4,104,563公開了一種用逐階上升時間的脈沖的實例。該對比文件教導了用逐階上升時間的脈沖作為正常脈沖。但為了達到上述效果，需要如后所述設定建立脈沖。
如果用于升到第一步的電壓V1與峰值電壓Vst相比太小，則在升到第二階時將會有大量的光射出，并有使已得到改進的對比度有損失。因此，電壓V1與Vst之比應設在0.3-0.4或更大，且(Vst-V1)與Vst之比應設在0.6-0.7或更小。
如果第一階上升末端與第二階上升開始間的時期(即第一階tp的平坦部分)與脈寬tw相比太寬，它將會有毀壞效果。因此，tp與tw之比應設在0.8-0.9或更少。
第一階上升電壓V1最好應設在Vf-70v≤V1≤Vf。Vf是驅(qū)動裝置的啟始電壓。
啟始電壓Vf是由PDP10的結(jié)構(gòu)所確定的固定值。并通過測出在掃描電極12a和保持電極12b間非常緩慢地增長的電壓和讀出在放電小室開始點燃時所加的電壓來確定。
實驗1
當驅(qū)動PDP時以兩階上升波形用作建立脈沖。在驅(qū)動時，峰值電壓Vst和脈寬tw保持固定，但tp與tw之比和(Vst-V1)與Vst之比變?yōu)楦鞣N值和所測的對比度和亮度值上。
每個建立脈沖的波形都是由給定的波形發(fā)生器產(chǎn)生，且此輸出電壓在被加到PDP之前被高速高壓放大器放大。
通過點燃PDP的一部分所測出的對比度在暗室中產(chǎn)生白色并測量暗與亮部分的亮度比。
圖11示出此實驗的結(jié)果，表示出了tp與tw之比和(Vst-V1)與V1之比以及對比度。
附圖中的陰影區(qū)為對比度高的地方，且由寫入缺陷造成的亮度的改變很小，換言之，該區(qū)是可接受的區(qū)域。陰影區(qū)之外的區(qū)域表示不可接受的結(jié)果。
從圖中可見，tp與tw之比最好應為0.8-0.9或更小，(Vst-V1)與Vst之比最好應為0.6-0.7或更小。但如果tp/tw和(Vst-V1)/Vst太小，就不會獲得任何結(jié)果，這樣，最好使其比例設在0.05或更大。
本實施例采用將兩個脈沖相加以形成兩階上升階梯的波形作為建立脈沖。但也可通過將三個或多個脈沖相加以產(chǎn)生具有三個或多個上升級的多階波形來達到同樣的優(yōu)質(zhì)圖象效果。
第二實施例圖12為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
在第一實施例中，用兩階上升波形作為建立脈沖，但在此實施例中，用兩階下降波形作為建立脈沖。
圖13示出脈沖相加電路將第一和第二脈沖相加以形成有兩階下降階梯波形。
兩階下降波形利用如第一實施例中的脈沖相加電路并通過將第一脈沖發(fā)生器131產(chǎn)生的第一脈沖與第二脈沖發(fā)生器132產(chǎn)生的第二脈沖相加來產(chǎn)生。
具體講，使用如圖9的脈沖相加電路，其中的第一脈沖發(fā)生器和第二脈沖發(fā)生器用浮地方法相串聯(lián)。如圖13A所示，第一脈沖發(fā)生器131幾乎與第二脈沖發(fā)生器132將窄矩形波的第二脈沖升高的同時將寬矩形波的第一脈沖升高。通過將兩個脈沖相加產(chǎn)生一個兩階下降波形。另一方案是用其中第一和第二脈沖發(fā)生器是并聯(lián)的脈沖相加電路。如圖13B所示，在此情況下，第一脈沖發(fā)生器將窄矩形波的第一脈沖升到較高電平，而第二脈沖發(fā)生器將矩形波升到較低的電平。這兩個脈沖相加以產(chǎn)生一個兩階下降波形。
但如果象已有技術中那樣，以簡單矩形波作為建立脈沖，當電壓降較大時，電壓中的突變(電壓變化范圍)就會使自擦除放電產(chǎn)生。該自擦除放電使強光從整個屏幕上發(fā)出，降低了對比度。
由于在建立脈沖的上升期形成的一部分壁電荷被自擦除電荷消滅，其基礎(priming)效果也被減弱。
如果用兩階下降波形作為建立脈沖，在電荷下降時經(jīng)歷的電壓突變將不再出現(xiàn)，這樣，自擦除放電就受到限制。如果，可限制從整個屏幕上發(fā)出的光、改進對比度，同時使壁電荷的消滅受到限制，使基礎效果得以提高。
如果用梯度下降波形作建立脈沖，可穩(wěn)定地累加壁電荷并以類似方式控制亮度，但波形的下降時間較長。但在本實施例中，使用兩階下降波形可使利用窄脈沖進行的建立穩(wěn)定地進行。
因此，使用兩階下降波形可在短建立期內(nèi)進行建立，并可高速進行驅(qū)動。
本實施例的PDP驅(qū)動方法可進行高速驅(qū)動而不會有寫入缺陷，并使對比度顯著提高。結(jié)果可得到優(yōu)質(zhì)的圖象。
在IBM技術公開報告(1978年第3期卷21)中公開了用逐階下降時間波形作脈沖的技術。這一對比文件教導了用逐階下降時間寫入脈沖來避免自擦除。但為獲上述效果，最后應以下述方式設定建立脈沖。
如果在第一步中下降所用的電壓V1相對于峰值電壓Vst來講太窄，則在第二步下降中將有大量的光射出，且影響將會失去。因此，V1與Vst之比應設在不大于0.8-0.9。
如果第一階下降的末端與第二階下降的啟始之間的時間(即第一階tp的平坦部分的寬度)相對于脈寬tn來講太大，則會有不利的效果。因此，tp與tw之比應設為不大于0.6-0.8。
實驗2用第一實施例中實驗中的同樣方法驅(qū)動PDP，使用具有不同的兩階下降波形的各種建立脈沖并在各種情況下測出對比度。
在驅(qū)動PDP時，使用了將脈寬tw與第一下降階tp的寬度相比的tp與tw之比，以及將最大電壓Vst與第一階V1電壓下降量相比的V1與Vst之比。
圖14示出了此實施例的結(jié)果，表示了tp與tw之比和V1與Vst之比同對比度之間的關系。
圖中的陰影區(qū)為對比度較高的區(qū)域，且由寫入缺陷所產(chǎn)生的亮度改變很低，換言之，是可接受的區(qū)域。陰影區(qū)之外的區(qū)域為不可接受的區(qū)域。
從圖中可見，tp與tw之比和V1與Vst之比不應太大，這樣，tp與tw之比最好應不大于0.6-0.8且V1與Vst之比不大于0.8-0.9。但如果tp與tw和V1與Vst之比大小，則無法獲得有用的結(jié)果，因此，其比例最好設在0.05或更大。
本實施例使用了兩個脈沖相加以形成兩階下降階梯波形的波形作為建立脈沖。但通過將三個或多個脈沖相加以產(chǎn)生具有三個或多個下降階的多階波形也可獲得同樣的效果，可獲得優(yōu)質(zhì)畫面。
第三實施例圖15為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
在第一實施例中，以兩階上升波形用作建立脈沖。但本實施例也可用有三個或多個(例如5階)上升階的多階階梯波形。
通過使用作為建立脈沖發(fā)生器111的階梯波發(fā)生電路可以獲得此種多階波形建立脈沖。
圖16為階梯波發(fā)生電路的方框圖，這種電路在Denshi TsushinGakkai出版的《電子通信手冊》中有描述。
階梯波發(fā)生電路包括時鐘脈沖發(fā)生器141，它產(chǎn)生固定個數(shù)的(此例為5)的連續(xù)負脈沖(電壓Vp)，還包括電容142和143以及復位開關144。電容器142的容值C1設定為高于電容器143的容值C2。
當時鐘脈沖發(fā)生器141發(fā)出第一脈沖時，輸出單元145的電壓升至C1/(C1+C2)Vp。當發(fā)出第二脈沖時輸出單元145的電壓升至C1·C2/(C1+C2)2Vp。當發(fā)出第三脈沖時則升至C1·C2/(C1+C2)3Vp。
因此，當時鐘脈沖振蕩器141發(fā)出固定個數(shù)(5個)的脈沖時，則輸出有與階數(shù)相應的上升階的波形。在固定時間過后，由復位開關144產(chǎn)生具有多個上升級(5級)的建立脈沖波形。在電路的輸出一側(cè)產(chǎn)生放電使電壓下降。
使用此種多階上升波形所得的結(jié)果基本上與第一實施例中的效果相同。但盡管電壓升到同樣水平，在每一階中電壓的上升卻很小，這樣可獲得更好的效果。
在此階梯脈沖波形中，在第一階之后的各階中電平改變率的平均值(圖15中線A的斜率)最好應設在不小于1V/μs但不大于9V/μs。具原因如下如果電壓升高，電壓改變率在這些限值之內(nèi)，則在I-V特性為正的區(qū)域中產(chǎn)生弱放電，且放電發(fā)生在幾乎恒壓的模式下，因此，放電小室內(nèi)保持值Vf*，比啟始電壓Vf略低。這意味著與電壓V和Vf*的電位差(V-Vf*)相對應的負壁電荷可有效地累積在掃描電極12a表面上的介電層的表面上。
如果電壓改變率的平均值α設在10V/μs或更大，則由建立脈沖放電所發(fā)出的光就更強且對比度明顯下降。如果α值在此范圍內(nèi)，且特別是設在6V/μs或更小時，由建立脈沖放電所發(fā)出的光則弱于由保持放電所發(fā)出的光且總體上講對比度幾乎未受影響。
如果α值為10V/μs或更大時進行建立，在平均率上控制壁電荷的累積較困難，更容易在以下的寫入期中產(chǎn)生寫缺陷。在建立脈沖的上升部分增加時過大的電壓改變則會使建立脈沖產(chǎn)生的光很強且壁電壓不平均。這是因為在脈沖的上升期產(chǎn)生的強放電和上升期累加過量的壁電荷意味著會在脈沖的下降部分產(chǎn)生強放電(自擦除放電)。
如在第一實施例中所解釋的，第一上升階的電壓V1應設為與啟始電壓Vf有關，這樣Vf-70V≤V1≤Vf。
實驗3用具有5階上升階梯波形作建立脈沖來驅(qū)動一個PDP，并測出壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ[PC]與寫脈沖電壓Vdata[V]間的關系。為了查清在上升期電壓平均變化率α下驅(qū)動條件的依賴性，在2.1和10.5間設定的各種值處設定第一階之后的平均電壓變化率α[V/μs]，并進行測量。
利用給定的波形發(fā)生器產(chǎn)生各種波形的建立脈沖，且其電壓在加到PDP之前被高速高壓放大器放大。在第一階上升中的建立脈沖電壓被設在180V，比啟始電壓Vf低20V。
通過將壁電荷測量裝置連接到PDP形測出壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ。此電路與計算鐵電特性等用的Sawyer-Tower電路的原理相同。
圖17示出此測量的結(jié)果，示出針對每個平均電壓變化率α值的寫脈沖電壓Vdata和壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ之間的關系。
如果ΔQ大于3.5pc，則就易產(chǎn)生寫入缺陷和屏閃。因此，為使PDP被正常驅(qū)動，就應將Vdata設在圖中所示的ΔQ＝3.5pc的線之上。
從圖中可見，電壓Vdata隨寫放大產(chǎn)生的壁電荷轉(zhuǎn)移量的升高而或高。這表明Vdata的升高使放電機率加大并減小了寫缺陷。
在圖中，Vdata占一個小范圍，表明對于較大的平均電壓變化率α，壁電荷的轉(zhuǎn)移量也較大。換言之，如果平均電壓變化率α設在此范圍內(nèi)的較高水平，則可維持壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ的水平且甚至在Vdata設在較低值時仍可正確地驅(qū)動PDP。
在此實施例的驅(qū)動方法中，在整個建立期的壁電荷可被限制在所要的水平上而不會損失對比度并可減少寫放電缺陷。結(jié)果，可使因閃爍和顆粒粗糙所造成的圖象質(zhì)量劣化得以改善并獲得優(yōu)質(zhì)畫面。
本發(fā)明實施例中用多階上升波形作建立脈沖，但也可用多階上升或下降的波形作建立脈沖，以獲得同樣高質(zhì)量的圖象質(zhì)量。
第四實施例圖18為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
本實施例采用具有兩階下降的階梯波形作數(shù)據(jù)脈沖。
在數(shù)據(jù)脈沖發(fā)生器123中可以采用第二實施例中所解釋的那種脈沖相加電路，以將兩階下降階梯波形用在數(shù)據(jù)脈沖中。
如果用了與已有技術中相似的簡單矩形波，數(shù)據(jù)脈寬設在不大于2μs將使保持放電的放電效率下降，且有一種將寫入缺陷產(chǎn)生的圖象質(zhì)量下降明顯減少的趨勢出現(xiàn)。
但在本實施例中，不用矩形波而用具有兩階下降的階梯波形作數(shù)據(jù)脈沖可使寫脈沖(掃描脈沖和數(shù)據(jù)脈沖)設在較小的脈寬下而不會減小保持放電期間的放電效率。寫脈沖的寬度可設到窄為1.25μs。
通過將寫脈沖設定較窄，就可在寫入期以高速進行驅(qū)動。當驅(qū)動諸如用在具有高分辨率的高清晰度電視中的具有大量掃描線的高清晰度PDP時這種設定方式極為有用。
本實施例可以窄寫入脈沖達到穩(wěn)定寫入的原因如下從寫入期到放電保持期的放電操作以如下方式進行。首先通過加寫入脈沖而在掃描電極和數(shù)據(jù)電極上進行放電。此基礎工作的結(jié)果，使在施加保持脈沖時，可在掃描電極與保持電極之間進行保持放電。
如果以簡單矩形波用作數(shù)據(jù)脈沖，如實驗4B所示，從脈沖被加上到進行放電的放電延時較長且放電延時(從脈沖上升到放電峰值的時間)約在700-900ns。這意味著使數(shù)據(jù)脈沖上升和下降間的時間越短就越易產(chǎn)生放電缺陷。此外，放電延時也可在放電保持期中產(chǎn)生，這也容易產(chǎn)生不穩(wěn)定的發(fā)光。
如在本實施例中若用從兩個相加脈沖產(chǎn)生的兩階下降波形作為數(shù)據(jù)脈沖，放電延時則縮短到300-500nm，且在短時間內(nèi)完成放電。這意味著如果數(shù)據(jù)脈沖的上升和下降之間的時間即脈寬縮短，就可以可靠地進行放電，以進行穩(wěn)定的寫入。
還可進行以下的觀察。
如果以簡單矩形波用作數(shù)據(jù)脈沖，則它可以較高電壓上升，這樣就可以實現(xiàn)短數(shù)據(jù)脈沖和高速驅(qū)動。
但在PDP中傳統(tǒng)地采用的數(shù)據(jù)驅(qū)動器中，在上升期中電壓的回轉(zhuǎn)率與電壓維持不變的能力之間有呈倒數(shù)的關系。因此難于且無法廉價地得到可瞬時地升到100V以上高壓的驅(qū)動電路。
如果產(chǎn)生由第一和第二脈沖組合以形成一個階梯波形所產(chǎn)生的脈沖，則驅(qū)動器IC(功率MOSFET)就用在每個第一和第二脈沖發(fā)生器中。此驅(qū)動器IC具有100V或低于100V的電壓的低的保持能力，以及在脈沖上升期中的快速回轉(zhuǎn)率。這意味著可以高壓和高速進行驅(qū)動。
這樣，本發(fā)明的PDP驅(qū)動方法采用低成本驅(qū)動電路以獲得高速、穩(wěn)定的寫入。
如本發(fā)明，當用兩階下降階梯波形作寫入脈沖時，第一階下降應最好設在10V-100V的范圍內(nèi)。這是因為在低于10V和第一階下降大于100V時都難于使具有較低的保持電壓能力的驅(qū)動器IC達到效果。
在IBM技術公開報告(1978年第3期卷21)中公開了用逐階下降時間波形作脈沖的技術。這篇對比文件教導了用逐階下降波形以避免自擦除是值得的。但為達上述效果，如以下實驗結(jié)果所示，在寫入脈沖的峰值電壓在70-100伏間時，需使脈寬設在0.5μs-2μs間。
實驗4A通過將脈寬被設為各種值的波形構(gòu)成的數(shù)據(jù)脈沖加到數(shù)據(jù)電極上并在寫放電之前和之后測壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ[PC]而驅(qū)動PDP。數(shù)據(jù)脈沖電壓Vdata被設置在60、70、80、90和100伏。
通過將第三實施例的壁電荷測量裝置連接到PDP裝置而測出壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ。
圖19示出此實施例的結(jié)果，它示出針對數(shù)據(jù)脈沖電壓Vdata的每個值的數(shù)據(jù)脈寬PW與壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ之間的關系。
在圖中，可以見到當Vdata為60V時，若脈寬PW在2.0μs或更大的范圍中時，壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ可保持在一高值，這樣，在此范圍內(nèi)寫放電可大致正常地進行。但當Vdata為60伏時，可以看到小量的閃爍。
但如果Vdata設為高于此值，則甚至在脈寬PW減小后，ΔQ仍可保持在高值，寫放電仍可正常地進行。當Vdata為100伏時，甚至在脈寬為1.0μs時，壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ可為約6[PC]的高值，且可正常進行寫放電。
從此可看出，數(shù)據(jù)脈沖的電壓Vdata值越高，則可以更窄的脈沖寬度PW下獲得高穩(wěn)定的壁電荷轉(zhuǎn)移量。
參考圖19作出以下各點。
當脈寬PW在大于2.0μs的范圍時，壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ可保持在基本相同的值上，且電壓Vdata在5.50-6.00PC的范圍內(nèi)是穩(wěn)定的。另一方面，當脈寬PW為0.2μs或更小，70-100伏的電壓Vdata比60伏的電壓Vdata具有更大的壁電荷量。
結(jié)果，當脈寬PW設在2.0μs或更小范圍內(nèi)時，為了累積滿意的壁電荷需要70-100伏峰值電壓的寫入脈沖。
此外，從圖19可見，當脈寬PW小于0.5μs時，壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ的值將小于穩(wěn)定范圍(5.50-6.00PC)。結(jié)果，當寫入脈沖的峰值電壓為100伏或更小時，為了累積滿意的壁電荷需要0.5μs或更寬的脈寬PW。
實驗4B可以用象本實施例中的最大電壓Vp為60伏的矩形波和最大電壓為100伏的兩階下降階梯波形作數(shù)據(jù)脈沖來驅(qū)動PDP。與寫放電的平均放電延時一起測出在每種情況下所加的電壓波形和壁電荷轉(zhuǎn)移量ΔQ波形。還測出屏幕的閃爍。
用數(shù)字示波器測出每種波形。對于每次測量，通過取500次掃描的平均值而消除噪聲。表1示出此實驗的結(jié)果
表一

從這些結(jié)果中可以見到，用兩階下降階梯波形作數(shù)據(jù)脈沖可減少放電延時和屏閃。
第五實施例圖20為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
在本實施例中，用兩階上升階梯波形作數(shù)據(jù)脈沖。
諸如第一實施例中所描述的脈沖相加電路可被用作圖7的數(shù)據(jù)脈沖發(fā)生器123，以為數(shù)據(jù)脈沖上用兩階上升階梯波形。
如果用象已有技術中簡單矩形波，在脈沖上升時間將經(jīng)歷一個電壓的尖銳上升，這樣，如實驗5A所示，由數(shù)據(jù)脈沖導致的發(fā)光變得較強，且壁電壓更不易平均。其原因與第一實施例中建立脈沖的情況中的相同。
如果發(fā)光是由數(shù)據(jù)脈沖產(chǎn)生的，則其發(fā)出的光就疊加在照亮時由保持放電所發(fā)出的光上，當進行低梯度顯示時會使圖象質(zhì)量下降。當用斜坡波形輸入圖象信號并進行灰度級顯示時由數(shù)據(jù)脈沖引發(fā)的發(fā)光很強，則圖象質(zhì)量的劣化特別明顯。
此處，如果加到數(shù)據(jù)電極的數(shù)據(jù)脈沖的電壓設定較低，則由數(shù)據(jù)脈沖引起的發(fā)光可得到限制，但與放電的放電延時則增加。這意味著產(chǎn)生寫入缺陷且更易產(chǎn)生圖象質(zhì)量劣化。
但如果數(shù)據(jù)脈沖用了象本實施例中的兩階上升階梯波形時，各階的電壓變化較小，且脈中可被升到一個高電壓，使由數(shù)據(jù)脈沖引起的發(fā)光得以限制而不會產(chǎn)生寫入缺陷。
如第四實施例中的，具有對100伏或低于100伏的保持電壓的低能力的驅(qū)動器IC被用作脈沖相加電路中的第一和第二脈沖發(fā)生器，以使PDP可以高速被驅(qū)動。甚至在寫脈沖上用兩階上升階梯波形時，第二階上升應最好設在10V-100V范圍內(nèi)。
在上述IBM技術公開報告(1978年8月第3期卷21)中公開了上升階梯波形的寫入脈沖的使用。但為達上述效果，如在第四實施例中所解釋的，需要在寫入脈沖的峰值電壓在70-100伏間時，使脈寬設定在0.5μs-2.0μs或更窄。
實驗5A用采用簡單矩形波作為數(shù)據(jù)脈沖的相關技術驅(qū)動方法驅(qū)動PDP10，并可見到由寫放電和保持放電所產(chǎn)生的發(fā)光。
圖21A示出當進行寫入放電時，數(shù)據(jù)脈沖電壓Vdata、掃描脈沖電壓VSCN-SUS和亮度出現(xiàn)時對時間軸的改變情況。圖21B表示進行保持放電時保持脈沖電壓VSCN-SUS和亮度出現(xiàn)時對時間軸的改變情況。
可以見到圖21A所示的寫入放電的峰值亮度大于由保持脈沖放電所產(chǎn)生的第一保持脈沖的峰值亮度，并與第二保持脈沖的峰值亮度的峰值亮度區(qū)相同。
實驗5B用本實施例中描述的簡單矩形波和兩階上升階梯波形為數(shù)據(jù)脈沖驅(qū)動PDP，并測出圖象質(zhì)量和屏幕的閃爍。
用給定的波形發(fā)生器產(chǎn)生數(shù)據(jù)脈沖，并在加到PDP之前用高速高電壓放大器放大其電壓。在兩種情況下的最大電壓Vp為100V。表二示出實驗的結(jié)果。
表二

從這些結(jié)果可見，使用本實施例的波形為數(shù)據(jù)脈沖可產(chǎn)生更為滿意的半色調(diào)灰度級顯示且閃爍小于采用簡單矩形波時的情形，因而可產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)圖象。
第六實施例圖22為時序圖，示出與本發(fā)明實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
本實施例用兩階下降階梯波形作為保持脈沖。
將此種類的兩階下降階梯波形作為保持脈沖加到脈沖相加電路上，該電路象第二實施例中解釋的那個一樣，最好被用作如圖5和6中所示的保持脈沖發(fā)生器112a和112b。
當驅(qū)動PDP時將象相關技術中的簡單矩形波用作保持脈沖時，保持脈沖放電設定得越高，放電則越強，使光可以高強亮度發(fā)射出去。但如實驗6所示，如果在上升時出現(xiàn)的放電太強，在下降時出現(xiàn)弱放電的異常操作就易產(chǎn)生。
這種現(xiàn)象總體上被稱作自擦除放電，并在上升時過強的放電使累積在放電小室中的壁電荷太多時會出現(xiàn)。這意味著下降時的放電與上升時的情況相反。如果產(chǎn)生自擦除放電，在上升時由放電所累積的壁電荷將減少，這樣使相應的亮度下降。此外，當由下一反方向的脈沖電壓使之放電時，加到放電小室內(nèi)的放電氣體上的有效電壓的減少而產(chǎn)生有不穩(wěn)定的放電的異常操作。
如果用如本實施例中的兩階下降階梯保持脈沖，則可避免出現(xiàn)電壓突變且限制了自擦除放電，甚至在保持脈沖電壓被設定在高電平的情況下也如此。
因此，在本實施例的驅(qū)動方法中，在保持穩(wěn)定操作的同時將保持脈沖電壓設定為高電平并產(chǎn)生高亮度的光，從而獲得優(yōu)質(zhì)畫面。
美國專利USP 4140945為使用階梯脈沖的技術實例。此對比文件的圖2教導了一種技術，其中將增強脈沖加到常規(guī)脈沖上以形成一種階梯波形。但為了達到上述效果，需要如下所述設定保持脈沖。
當用此種兩階下降波形作保持脈沖時，若保持脈沖的最大值電壓限制在啟始電壓Vf+150伏或略低的范圍內(nèi)時就可限制自擦除放電，這樣，PDP最好在此范圍內(nèi)進行驅(qū)動。
實驗6用簡單矩形波作為保持脈沖驅(qū)動PDP，測出掃描電極與保持電極間電壓在時間軸上的改變以及亮度。用合理的高驅(qū)動電壓和類似傳統(tǒng)PDP中所用的波形。
以兩階階梯波形作保持脈沖以合理的高電壓來驅(qū)動PDP。測出掃描電極與保持電極間電壓在時間軸上的改變和亮度。
此外，在上述的每種條件下驅(qū)動PDP，并以下述方式測出每種情況下的亮度。用光電二極管來觀測從峰值亮度的整數(shù)值中算出的每種情況之下的亮度和相對亮度。用數(shù)字示波器示出每種情況下的波形。
圖23和24示出電壓V和亮度B在時間軸上測出的變化結(jié)果。圖23A示出以矩形波作為整流驅(qū)動電壓時的結(jié)果，而圖23B則示出用合理的高驅(qū)動電壓的矩形波時的結(jié)果。圖24示出用合理的高電壓的兩階下降階梯的結(jié)果。
表三

表三示出保持脈沖的最大電壓Vp，亮度測量結(jié)果(相對值)以及自擦除放電是否存在。
當以矩形波作保持脈沖以傳統(tǒng)的驅(qū)動電壓(Vp＝100伏)驅(qū)動PDP時，發(fā)光的峰值將僅可在上升時間內(nèi)見到而在下降時間內(nèi)無法見到(即不產(chǎn)生自擦除放電)，見圖23A。但當以矩形波作保持脈沖以合理的高驅(qū)動電壓(Vp＝280V)驅(qū)動PDP時，在下降時也可見到小發(fā)光峰值(即產(chǎn)生自擦除放電)，見圖23B。
與之成對比，當以兩階下降階梯波形作保持脈沖以合理的高驅(qū)動電壓(Vp＝280V)驅(qū)動PDP時，僅在上升時間內(nèi)見到發(fā)光峰值而在下降時間內(nèi)無法見到，如圖24。這表明使用本實施例的驅(qū)動方法甚至在合理的高最大驅(qū)動電壓下都不易產(chǎn)生自擦除電荷。
表三中的相對亮度值揭示了當用了兩階下降階梯波形時的亮度高于用矩形波時的亮度。
保持脈沖用了兩階下降階梯波形并檢出設定在各種電平上的最大電壓下的發(fā)光?？梢砸姷疆斪畲箅妷翰淮笥谧钚》烹姳３蛛妷篤smin的2倍(2Vsmin)時，無法在下降時見到發(fā)光峰值，且當最大電壓大于最小放電保持電壓自擦除放電Vsmin的兩倍(2Vsmin)時在下降時可見到發(fā)光。
第七實施例圖25為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
本實施采用兩階上升和下降的階梯波形作保持脈沖。
按下述方法施加兩階上升和下降階梯波形的保持脈沖，如第一實施例中的脈沖相加電路可被用作如圖5和6所示的保持脈沖發(fā)生器112a和112b，且第二脈沖設得更窄。
可以如下方式產(chǎn)生兩階上升和下降階梯波形?？捎脠D9所示的脈沖相加電路，其中用浮地方法將第一和第二脈沖發(fā)生器相串聯(lián)。如圖26A，第一脈沖發(fā)生器使寬矩形波象第一脈沖一樣升高。在特定的延時之后，由第二脈沖發(fā)生器使第二脈沖升高。這兩個脈沖隨后相加。另一方案是，也可用并聯(lián)的第一和第二脈沖發(fā)生器。如圖26B所示，由第一脈沖發(fā)生器使寬矩形波從低電平象第一脈沖一樣升高。在特定延時之后，由第二脈沖發(fā)生器將窄矩形波從高電平象第二脈沖一樣升高。隨后，通過將兩個脈沖相加而產(chǎn)生兩階上升和下降階梯波形。
當類似相關技術的簡單矩形脈沖被用作驅(qū)動PDP中的保持脈沖，驅(qū)動電壓的升高將使亮度升高，但放電電流和功耗也成正比地升高。因此，驅(qū)動電壓的升高對發(fā)光效率的影響很小。
如果兩階上升和下降階梯波形被用作保持脈沖，保持脈沖的最大電壓可設在一高電平，這樣，甚至在以高亮度發(fā)光時，功率也不太大。與相關技術相比，本實施例的PDP驅(qū)動方法具有較高的亮度，且功耗的增長率低于亮度的增長率，從而可使放電效率增加。
這是由于使用兩階上升和下降階梯波形作為保持脈沖，通過將加到放電小室的保持脈沖電壓的相位與放電電流的相位對準而限制不需要的功率的產(chǎn)生。
通過用兩階上升的階梯波形作保持脈沖也可達到同樣的效果，因此并不絕對地要求將脈沖的下降期改為兩階的。
美國專利USP 4140945為使用階梯脈沖的技術實例。此對比文件的圖2教導了一種技術，其中將增強脈沖加到常規(guī)脈沖上以形成一種階梯波形。但為了達到上述效果，需要如下所述設定保持脈沖。
為了進一步改進放電效率，當保持脈沖按兩階上升時，第一階中電壓的升高被設定為與啟始電壓Vf有關，這樣，在不小于Vf-20V但不大于Vf+30V的范圍內(nèi)，第一階上升和第二階上升之間的電壓保持期則設定為與放電延時Tdf有關，這樣，它不小于Tdf-0.2μs但不大于Tdf+0.2μs。
實驗7A用兩階上升和下降階梯波形作保持脈沖來驅(qū)動PDP，通過觀看V-Q Lissajous圖計算在產(chǎn)生保持放電時在放電小室內(nèi)功耗量。由給定的波形發(fā)生器產(chǎn)生保持脈沖并在其電壓被高速高電壓放大器放大之后加到PDP上。
V-Q Lissajous圖表示在一環(huán)中的脈沖變化的第一循環(huán)期間累積在放電小室中的壁電荷Q。在V-Q Lissajous圖中的環(huán)區(qū)WS在放電時與功耗W有一定關系，該關系由以下的方程(1)表示。因此，通過觀看此V-Q Lissajous圖就可算出功耗。
(1)W＝fs(注f為驅(qū)動頻率)當進行此測量后，通過將壁電荷測量裝置與PDP相連就可測出放電小室中累加的壁電荷Q。此裝置使用與評估鐵電特性等的Sawger-Tower電路相同的原理。
圖27示出用簡單矩形波作保持脈沖驅(qū)動PDP時的V-Q Lissajous圖，a為用低電壓驅(qū)動PDP時的圖，而b為用高電壓驅(qū)動PDP時的圖。
如圖所示，當以簡單矩形波作保持脈沖時，Lissajous圖a和b是類似平行四邊圖。這表明在用矩形脈沖時，驅(qū)動電壓的升高會使功耗成正比地升高。
圖28為V-Q Lissajous圖，示出當用兩階上升和下降階梯波形作保持脈沖驅(qū)動PDP時的情況。
此附圖中的V-Q Lissajous圖是平直菱形的而不是圖28的平行四邊形。
這意味著若圖28的V-Q Lissajous圖與圖27的V-Q Lissajous圖的放電小室中出現(xiàn)的壁電荷轉(zhuǎn)移量相同，環(huán)區(qū)卻比后者要小。換言之，對同樣的發(fā)光量來說，功耗卻明顯地減少。
測出在將各種值用在第一階上升的電壓中和從第一階上升到第二階上升的保持期電壓上時用兩階上升和下降階梯波形作保持脈沖來驅(qū)動PDP時的V-Q Lissajous圖。結(jié)果，當?shù)谝浑A中上升電壓設在Vf-20V到Vf+30時，測出一個較平坦的環(huán)。當電壓保持期設在Tdf-0.2μs到Tdf+0.2μs時，也測到一個較平坦的環(huán)。
實驗7B用簡單矩形波和兩階上升和下降階梯波形作保持脈沖來驅(qū)動PDP10，并測出每種情況下的亮度和功耗。
如實驗6，從峰值亮度的整數(shù)值中算出相對亮度。還測出驅(qū)動PDP時的功耗并從相對亮度和相對功耗中算出相對亮度系數(shù)η。表四示出相對亮度、相對功耗和相對亮度系數(shù)的各相對值。
表四

從這些結(jié)果中可見，使用兩階上升和下降階梯波形而不是簡單矩形波作保持脈沖可使亮度增加30％，而功耗的增加則限制在約15％，亮度效率增加13％。
本實施例的PDP驅(qū)動方法可用比有關技術的驅(qū)動方法更高的亮度和發(fā)光效率來實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的驅(qū)動。
第八實施例圖29為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
本實施例采用與第七實施例的情況相同但波形有如下特點的兩階上升和下降階梯波形作保持脈沖。
圖30示出用在本實施例中的保持脈沖的波形。
(1)第一階用與放電小室中啟始電壓Vf幾乎相同的電壓。
(2)可由正弦函數(shù)依三角法則測出第二上升階的電壓，這樣，最大電壓改變點與峰值放電電流點幾乎相同。
(3)下降期的開始幾乎與放電電流停止的點相同。
(4)第一下降階降到以余弦函數(shù)依三角法則確定的速度處最小保持電壓Vs的附近。在此提及的最小保持電壓Vs為用簡單矩形波驅(qū)動PDP時用的最小保持電壓。通過在PDP 10中掃描電極12a和保持電極12b之間加電壓而測出此電壓Vs，以將放電小室?guī)朦c燃狀態(tài)，一點一點地減小所加電壓并在放電小室首次熄滅時讀出所加的電壓。
為了利用具有上述獨特特點的階梯脈沖作保持脈沖，可將如第八實施例所述的脈沖相加電路用作圖5和6中所示的保持脈沖發(fā)生器112a和112b。但以具有RLC(電阻-電感-電容)的脈沖振蕩器用作第二脈沖發(fā)生器，以用三角法則確定第二脈沖的上升和下降部分。
換言之，可用以下方法產(chǎn)生上述特點的波形。具有用圖9的浮地方法相串聯(lián)的第一和第二脈沖發(fā)生器的脈沖相加電路被使用。如圖31A，由第一脈沖發(fā)生器將寬波形升高作第一脈沖。在特定延時之后，由第二脈沖發(fā)生器在其上將極窄的三角形交變波形升起作為第二脈沖。另一方案是用脈沖相加電路，其中的第一和第二脈沖發(fā)生器彼此并聯(lián)。如圖31A，由第一脈沖發(fā)生器將寬矩形波升壓到一較低電平。在特定延時之后，由第二脈沖發(fā)生器將窄的三角法則確定的第二脈沖升到較高電平。兩個脈沖相加以產(chǎn)生具有上述特點的波形。
通過調(diào)節(jié)第二脈沖發(fā)生器中的RLC電路的時間常數(shù)可調(diào)整第二脈沖上升和下降的斜度。
與第七實施例相似，本實施例的驅(qū)動方法改進了亮度，同時限制了功耗的增加，并改善了發(fā)光效率。但由此實施例產(chǎn)生的影響卻很大。
使用本實施例的波形使發(fā)光效率更高的原因在于直到通過使用上述(1)和(2)特性在上升期的第二階中放電電流的相位之后，電壓改變的相位一直滯后。這在放電小室中產(chǎn)生一種情況，在該小室中開始發(fā)生放電之后，從電源加上一個負電壓使電能被強迫地注入到在放電小室內(nèi)的等離子體中。
此外，通過產(chǎn)生一種在發(fā)生發(fā)光的時期內(nèi)將高電壓主要施加在放電小室中這樣一種情況，使發(fā)光效率提高。這可用上述特性(3)和(4)來達到。
根據(jù)上述原因可以得到以下的結(jié)論。
當用兩階上升和下降階梯波形作保持脈沖時，在上升期的第二階中電壓(放電小室的端電壓)改變的相位最好設定慢于放電電流的相位，這樣，可以提高發(fā)光效率。
當使用其第二階按三角函數(shù)上升的兩階波形作保持脈沖時，第二階上升最好應在一放電期Tdise中進行，在此期間有放電電流流過，從而改善了發(fā)光效率。
放電期Tchg是放電小室被充電到其容量值時的充電期Tchg完成時刻到放電電流流完為止的時刻之間的時期。此處的“放電小室容積”可被當作由掃描電極、保持電極、介電層和放電氣體組成的放電小室的結(jié)構(gòu)來確定的幾何容積。結(jié)果，放電期Tdise可被描述成“從放電小室被充電到其幾何容積的充電期Tchg結(jié)束到放電電流結(jié)束之間的時期”。
在本實施例的另一變形中，當通過將第一和第二脈沖相加而產(chǎn)生一個階梯脈沖時，一個由三角法則確定的脈沖也可被用作第一脈沖。這產(chǎn)生一個脈沖，其中有按三角法則確定的上升期的第一和第二階的脈沖被用作保持脈沖。
當使用此種波形的保持脈沖時，可以根據(jù)PDP的結(jié)構(gòu)使發(fā)光效率進一步地提高。在此情況中，第一階上升為從放電期Tdise的開始到放電電流達其最大值時的放電期dscp。第二階上升為放電電流達到其最大值到放電期Tdise結(jié)束之間的時期。
實驗8A利用上述特點的波形作保持脈沖來驅(qū)動PDP。測出放電小室電極(掃描和保持電極)間出現(xiàn)的電壓V、在放電小室中累加的壁電荷量Q、壁電荷的改變量dQ/dt及PDP的亮度B，并觀測V-Q Lissajous圖。
壁電荷Q、亮度B等的測量與第七實施例的實驗中一樣進行。
圖32和33示出這些測量的結(jié)果。在圖32中，給出沿時間軸的電極電壓V和壁電壓Q，以及壁電壓改變量ΔQ和亮度B。圖33為V-QLissajous圖。
從圖32可見，在上升期，第二階上升的電壓中的上升是在放電電流開始流動的點(圖中t1)之后立即開始的，而第二階的電壓中上升的相位延遲到放電電流的相位之后。電壓V中上升的最高點限制在放電電流峰值時刻(圖中t2)附近。
在亮度B為高電平的時期與將高電壓加到放電小室上的時期相吻合，表明高壓主要是在發(fā)光期加到放電小室中的。
圖33的V-Q Lissajous圖是扁平菱形的，其左和右端有彎曲的鋸齒。這些鋸齒形表明甚至放電小室中壁電荷轉(zhuǎn)移量保持相同時環(huán)區(qū)仍被縮小。換言之，盡管發(fā)光量相同，但功耗卻變小了。
實驗8B用與第七實施例中實驗相同的方法驅(qū)動PDP 10，其中用簡單矩形波然后用本實施例的階梯波作保持脈沖。測出亮度和功耗，并從相對亮度和相對功耗中算出相對發(fā)光效率。表五示出相對亮度、相對功耗和相對發(fā)光效率的各值。
表五

從這些結(jié)果可見，用來實施例中的階梯波形而不是簡單矩形波作保持脈沖可使亮度加倍，而功耗的增加則限制在62％左右，且發(fā)光效率提高30％。
本實施例示出了一個實例，該實例的波形其上升期的第二階和下降期的第一階是依三角法則確定的，但也可用其它連續(xù)函數(shù)來達到類似的效果。例如可用指數(shù)函數(shù)或高斯函數(shù)的波形。
第九實施例圖34為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
本發(fā)明采用一個梯形波作保持脈沖，因此在上升期電壓被驅(qū)動向上升時無沖擊產(chǎn)生。
這種上升斜波形可用作保持脈沖，它用圖35所示的梯形波發(fā)生電路作圖5和圖6所示的保持脈沖發(fā)生器112a和112b。這種梯形波發(fā)生電路由時鐘脈沖振蕩器51、三角波發(fā)生電路152和限壓器153構(gòu)成。限壓器153將電壓嵌位在某一電平上。在梯形波發(fā)生電路中，時鐘脈沖振蕩器151根據(jù)來自相加脈沖發(fā)生器103觸發(fā)信號產(chǎn)生矩形波。三角波形發(fā)生電路152在此矩形波上產(chǎn)生如圖36B所示的三角波。限壓器153隨后將三角波的峰值截斷以產(chǎn)生如圖36C所示的梯形波。
如圖35，可用鏡象集成的鋸齒波發(fā)生電路用作三角波形發(fā)生器151。在已提及的Denshin Tsushin Handobuku中已描述了圖35的鏡象集成的切除波發(fā)生電路。諸如齊納二極管限壓器也可用作限壓器153。
用上升斜波形作保持脈沖而不是相關技術的簡單矩形波作保持脈沖可使功耗保持在低水平而不會降低亮度。換言之，可以低功耗獲得優(yōu)質(zhì)畫面。
以一個斜角使保持脈沖上升期間的電壓升高的原因在于，在最大放電電流的點上所加的電壓高于放電開始點處所加的電壓，這與第八實施例中的情況相同。
作為本實施例的另一種變型，可用上升期為斜的且下降期為兩階的波形作保持脈沖來獲得與第七實施例中相同的效果。
在保持脈沖中上升傾斜的角度最好在20V-800V/μs。當保護脈沖寬度小于5μs時，角度最好在40V-400V/μs。
實驗9A用上升斜坡保持脈沖驅(qū)動PDP，并按第八實施例的實驗8B的方式測出電極(掃描和保持電極)間出現(xiàn)的電壓V、在放電小室中累積的壁電荷量Q、壁電荷量Q的改變量dQ/dt以及PDP的亮度B。還觀測V-Q Lissajous圖。
保持脈沖的上升斜度有200V/μs的梯度。
圖37和38示出這些測量結(jié)果。在圖37中，給出沿時間軸的電極電壓V、壁電壓Q、壁電壓變量ΔQ和亮度B。圖38為V-Q Lissajous圖。
從圖37可見，在峰值放電電流的點(圖中t2點，它也是峰值亮度出現(xiàn)的點)附近，電壓V高于在放電電流開始流動的點(圖中t1)處的電壓。
圖38的V-Q Lissajous圖是一個薄扁平菱形。此V-Q Lissajous圖由斜的左和右端構(gòu)成，這兩端是由于啟始電壓低于結(jié)束電壓的緣故造成的。
這表明甚至在放電小室中壁電荷轉(zhuǎn)移量保持不變時用上升斜波作保持脈沖而不是用簡單矩形波可使環(huán)區(qū)變小。換言之，盡管發(fā)光相同，但功耗卻較小。
實驗9B以第七實施例的實驗中同樣的方法驅(qū)動PDP 10，用簡單矩形波或本實施例的上升斜波作保持脈沖。測出每種情況下的亮度和功耗，并從相對亮度和相對功耗中算出相對發(fā)光效率η。表六示出相對亮度、相對功耗和相對發(fā)光效率η的各值。
表六

從這些結(jié)果可見，用本實施例的上升斜脈沖作保持脈沖而不是用簡單矩形脈沖可使亮度減少7％、功耗減少13％，這樣，發(fā)光效率增加約7％。
第十實施例圖39為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
在放電保持期所加的第一保持脈沖用了兩階上升和下降交替的波形，但從第二保持脈沖開始用與相關技術中相同的簡單矩形波。
為了僅使第一保持脈沖有兩階上升和下降波形，使用了第一實施例中描述的脈沖相加電路作為如圖5所示的保持脈沖發(fā)生器112b。但卻提供了一個開關供第二脈沖發(fā)生器開和關之用。僅當加了第一保持脈沖時第二脈沖發(fā)生器不打開(導通)。
當加第一保持脈沖時，由第一脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的第一脈沖和由第二脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的第二脈沖被相加以如與第七實施例有關的圖26產(chǎn)生一個兩階上升和下降階梯波形。另一方面，當產(chǎn)生第二和隨后的保持脈沖時，僅第一脈沖是由第一脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的。
當將與有關技術中那樣的簡單脈沖用作保持脈沖時，由在放電保持期所加的第一保持脈沖產(chǎn)生的放電不穩(wěn)定(低放電能力)且發(fā)光量較小。這是由屏閃引起的圖象質(zhì)量劣化的原因之一。
下面給出由第一保持脈沖產(chǎn)生的放電能力較低的原因。
總地講，當脈沖加上到產(chǎn)生放電電流間就有了延時(放電延時)。放電延時與所加電壓有很強的相關性。廣泛認為，電壓越高，放電延時越小，并使放電延時的分布很窄。由不穩(wěn)定放電產(chǎn)生的長放電延時問題也適用于保持脈沖上。
但加到放電小室中的放電氣體上的電壓Vgas取決于從放電小室外的電源上所加的驅(qū)動電壓和累加在覆蓋在電極的介電層上的壁電壓。換言之，壁電壓嚴重影響放電延時。
因此，在寫放電之前累加的壁電荷產(chǎn)生的閃爍更易引起第一保持脈沖的放電延時和不穩(wěn)定放電。
但如在本實施例中以兩階上升和下降波形作第一保持脈沖而不是用簡單矩形波，放電延時則減小。因此當加第一保持脈沖時，放電概率就提高，從而減少屏幕閃爍。
若用寬脈沖時，通過用簡單矩形波作第一保持脈沖，可在放電期間達到同相的穩(wěn)定性。但如本實施例中用相加的兩階梯波作脈沖可使所用的脈沖很窄，這樣可以更高速度進行驅(qū)動。
當按此方法以兩階上升和下降階梯波形作第一保持脈沖時，要想使放電概率增加最好要保證第一階上升應升到最小放電保持電壓Vs附近。在第二階升到峰值電壓電平時，波形從靠近放電端點處迅速下降。第一階下降的電壓最好應被減到最小放電保持電壓Vs附近。
從第二階上升到第一階下降的時期，換言之為最大電壓保持期Pwmax最好應設定不小于0.2μs且不大于脈寬PW的90％。
此外，第一保持脈沖的最大電壓保持期PWmax1應設定不小于0.1μs，長于第二和隨后脈沖PWmax2的最大電壓保持期。在這種設定下，第一保持脈沖的放電概率明顯增加并可獲得無閃爍的滿意圖象。
實驗10A用相關技術的簡單矩形波和本實施例的階梯波作第一保持脈沖來驅(qū)動PDP，并測出在各種情況下在放電小室中電極(掃描和保持電極)間出現(xiàn)的電壓VSCN-SUS和PDP的發(fā)光效率B。
由給定波形發(fā)生器產(chǎn)生保持脈沖，且在加到PDP之前其電壓被高速高電壓放大器放大。由數(shù)字示波器測出電壓波形和亮度波形。
圖40示出這些測量結(jié)果，A為當矩形脈沖被用作第一保持脈沖時的情況，而B為階梯波形被用作第一保持脈沖時的情況。在兩圖中給出了沿時間軸的電極電壓VSCN-SUS和亮度B。
在圖40中，在脈沖上升開始點和發(fā)光峰值間的時期，換言之為放電延時在B中的低于在A中的。此外，可見到由放電產(chǎn)生的發(fā)光在B中的強于在A中的。
實驗10B用最大電壓Vp為180伏的簡單矩形波和最大電壓為230伏的兩階上升和下降階梯波形作第一保持脈沖來驅(qū)動PDP 10。測出各種情況下的電壓波形和亮度波形，并算出平均放電延時。還測出亮度和屏閃。這些結(jié)果如表七所示。
表七

從這些結(jié)果可見，用兩階階梯波形作第一保持脈沖可減小放電延時和屏閃。
本發(fā)明的PDP驅(qū)動方法可使PDP獲得優(yōu)質(zhì)的高分辨率圖象。
第十一實施例圖41為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
本實施例用兩階上升階梯波形作擦除脈沖。將這樣的兩階上升波形作擦除脈沖，將類似第一實施例中所說明的脈沖相加電路用作圖6中的擦除脈沖發(fā)生器113。
當用了象有關技術中的簡單矩形脈沖時，在電壓上升時電壓突變之后有一強放電趨勢產(chǎn)生。此強放電使整個屏幕上產(chǎn)生一個較強的發(fā)光，使對比度下降。
當產(chǎn)生此種強放電時，在加了擦除脈沖之后在放電小室中仍存在的壁電荷則更易產(chǎn)生閃爍并在下一驅(qū)動過程中產(chǎn)生錯放電。
但用了兩階上升波形作擦除脈沖時，使所加電壓上升而避免了電壓中的大量突變，使發(fā)光受到限制并使壁電荷被均勻地擦除。
在本實施例中，用低耐壓的驅(qū)動IC作第一脈沖相加電路中的第一和第二脈沖發(fā)生器，以通過將第一和第二脈沖疊加而產(chǎn)生擦除脈沖。這可使驅(qū)動能高速地進行。
在1975年SID國際討論會文摘中由T.N.Criscimagna的文章《等離子體顯示板的低壓選擇電路》的段落“兩階寫入/擦除”中公開了用上升階梯波形作擦除脈沖的實例。但為達上述效果，擦除脈沖最好應如下那樣設定。
如果在此種兩階上升階梯波形的第一階上升中的電壓V1比峰值電壓Ve小很多，在第二階上升中就有較大量的光發(fā)出，這樣，對比度中的大部分改進將失去。因此V1/Ve的比應設在不小于0.05-0.2且(Ve-V1)/Ve的比不大于0.8-0.95。
此外，若在上升期整個第一階到第二階開始的時期，換言之，第一階電平tp的部分與脈寬tp相比太寬，則會有損害效果。因此，tp/tw的比應設在0.8或更小。
為進一步改善圖象質(zhì)量，上升期第一階中的電壓V1最好應設在Vf-50V至Vf+30V內(nèi)，最大峰值電壓Ve在Vf至Vf+100V內(nèi)。此處，Vf為啟始電壓。
實驗11
用兩階上升階梯波形作擦除脈沖來驅(qū)動PDP。當進行驅(qū)動時，峰值電壓Ve和脈寬tw被設為固定值，但上升期tp中第一階的平坦部分與脈寬tw之比和第二階的電壓(Ve-V1)與峰值電壓Ve之比被設為各種值，且按第一實施例中的實驗相同的方式測出對比度。
圖42示出這些測量結(jié)果。圖中示出tp與tw之比和(Ve-V1)與Ve之比的關系，以及以兩階上升波形作擦除脈沖時的對比度。
圖中陰影區(qū)代表結(jié)果可接受的范圍，其中對比度高且從寫缺陷中產(chǎn)生的亮度改變不普遍。陰影區(qū)之外的區(qū)域表示不可接受的結(jié)果。
從圖中可見，tp/tw之比最好設在0.8或更小，(Ve-V1)/Ve之比可設在0.8-0.95或更小。但若tp/tw和(Ve-V1)/Ve設得太低，則不能獲得效果，這樣，比值最好應設在高于0.05。
本實施例用兩階上升階梯波形作擦除脈沖，但也可用三或多階的多階階梯波形來實現(xiàn)同樣的優(yōu)良圖象質(zhì)量。
第十二實施例圖43為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。本實施例用兩階下降波形作擦除脈沖。
最好用第二實施例中描述的脈沖相加單元作圖6中的擦除脈沖發(fā)生器113，來提供兩階下降波形作擦除脈沖。
當象有關技術中的簡單矩形波被用作擦除脈沖時，這些放電裝置中就有放電延時，其脈寬太窄就會使擦除發(fā)生錯誤且圖象質(zhì)量下降。
用本實施例的兩階下降波形而不是簡單矩形波作擦除脈沖可以在擦除脈沖設定很窄時保持精確的擦除。
減少擦除脈沖的寬度可使擦除期減少。這使寫入期和保持期相應加長，從而得到高密度和高畫質(zhì)。
另外，低耐壓驅(qū)動器IC被用作脈沖相加電路中的第一和第二脈沖發(fā)生器以通過將第一和第二脈沖疊加而產(chǎn)生擦除脈沖。這可使驅(qū)動以高速進行。
當按此法以兩階下降階梯波形用作擦除脈沖時，可以精確地進行擦除并且脈沖寬度可設定得盡可能地窄。結(jié)果，從上升時到整個最大電壓保持期的時期Pwer應定在Tdf-0.1μs至Tdf+0.1μs間。此處，Tdf為放電延時。
當用了這種兩階下降擦除脈沖時，最大電壓Vmax應定在Vf至Vf+100V內(nèi)，以獲得最滿意的圖象質(zhì)量。
實驗12用最大電壓Vp為180V的簡單矩形波、脈寬為1.50μs、最大電壓為200V的兩階下降階梯波形以及脈寬為0.77μs的擦除脈沖來驅(qū)動PDP 10。測出每種情況下的電壓波形和亮度波形并測出擦除期的平均放電延時。依所見的屏幕狀況來判定擦除是否成功。
表八

表八示出這些測量結(jié)果，揭示了在兩種情況下擦除操作都令人滿意。
但是可以見到，用階梯波形而不是用簡單矩形波作擦除脈沖可以大大地減小放電延時，且本實施例所用的PDP驅(qū)動方法在用窄脈沖時仍可達到令人滿意的表現(xiàn)。
在本實施例中是以兩階下降階梯波形作擦除脈沖的，但用三階或更多階的多階下降階梯波形也可達到同樣的效果。
第十三實施例本實施例所用的PDP具有與圖1的PDP 10相同的結(jié)構(gòu)，且用氦、氖、氙和氬四種氣體混合代替氖和氙作封閉放電氣體，且封閉空間的壓力設在800-4000乇、高于大氣壓力。
圖44為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
如圖所示，在本實施例中用兩階下降階梯波形作寫入期所加的數(shù)據(jù)脈沖和放電保持期所加的保持脈沖來進行驅(qū)動。換言之，本實施例象第十四實施例中那樣用兩階下降波形作數(shù)據(jù)脈沖并象第六實施例那樣用兩階下降波形作保持脈沖。
本實施例將結(jié)構(gòu)特征與下面將描述的驅(qū)動PDP時所加的波形特征相結(jié)合，以改進亮度和發(fā)光效率，同時限制放電電壓的增加并顯示質(zhì)量令人滿意的圖象。
當把氣體介質(zhì)封在PDP中時，所用的壓力通常小于500乇。這意味著放電后產(chǎn)生的紫外光主要是中心波長為147nm的諧振線。但如果壓力太高(大量原子封在放電空間內(nèi))，則中心波長為154nm或172nm的準分子輻射的比率就較大。諧振線具有自吸收的傾向，而分子波束無自吸收或自吸收很小，這意味著由熒光層反射的紫外光的量在此情況下較大，從而改進了亮度和發(fā)光效率。由普通熒光層將紫外光轉(zhuǎn)換為可見光的轉(zhuǎn)換效率隨波長越長而越大，因此這是為什么本實施例改進了亮度和發(fā)光效率的另一原因。
在傳統(tǒng)PDP中，放電具有第一發(fā)光階段，但若高氣壓在本發(fā)明中定在800-4000乇，則更易產(chǎn)生燈絲發(fā)光或第二發(fā)光階段。這使在正極中的電子密度提高、提供集中的能量并提高所發(fā)的紫外光的量。
所封閉的氣體介質(zhì)是上述四種氣體的混合，其中氙的量較少，在保持低放電電壓時可得到高亮度和發(fā)光效率。
如果在PDP彼此相對地放置掃描電極和數(shù)據(jù)電極的結(jié)構(gòu)中的封閉空間中設定了高壓，如圖1所示放電空間被夾在其間，這就有一種要產(chǎn)生寫缺陷的趨勢，由于封閉空間中的高氣壓使啟始電壓升高，這種情況就更易發(fā)生。但當象相關技術那樣用簡單矩形波作建立脈沖和寫入脈沖時，甚至在放電中的寫脈沖定在高電平也產(chǎn)生放電延時。結(jié)果，難于避免寫入缺陷。
但在本實施例中用兩階下降階梯波形作數(shù)據(jù)脈沖，減小了放電延時，并在加有數(shù)據(jù)脈沖的時期內(nèi)完成寫入放電。結(jié)果，由寫入放電產(chǎn)生的壁電荷量增加、寫入缺陷減小。通過將兩個脈沖加在一起產(chǎn)生此階梯波形，意味著低耐壓的驅(qū)動器IC可被用作脈沖發(fā)生器。結(jié)果，可以高速地進行驅(qū)動。
在本實施例中，兩階下降階梯波也被用作保持脈沖，這樣可將保持脈沖電壓設得較高，以增加亮度并保持穩(wěn)定地工作。從而可獲得無閃爍的優(yōu)質(zhì)圖象。
實驗13A制造一種電極間距為40μm且放電氣體由50％氦、48％氖、2％氙或50％氦、48％氖、2％氙、1％氬或30％氦、68％氖、2％氙或30氦、67.9％氖、2％氙、0.1％氬組成的PDP。測出每個PDP的Pd區(qū)與啟始電壓Vf間的關系。
圖45示出這些結(jié)果。在圖線下的表格中示出用不同種氣體的PDP的亮度(放電電壓為250伏)。
從圖中可見，在封閉空間中氣壓的增高可使啟始電壓升高，但如果上述四種氣體混合物用作放電氣體時，啟始電壓就可限制在較低的電平上。
具體講，如果用30％氦、67.9％的氖、2％氙、0.1％氬的混合物，則發(fā)光較好，且啟始電壓甚至在Pd區(qū)在6(乇×cm)下時仍可保持在有效啟動電壓區(qū)內(nèi)(小于220伏)，這意味著電極間距d為60μm，封閉空間的壓力為1000乇。
此種氣體組合的最小啟動電壓在Pd＝4附近，因此最好將Pd設在4，(例如封閉空間壓力為2000乇電極間距d為20μm)。
絕對值，特別是啟動電壓隨所用的氙的量而變，但其間的相對關系基本不變。
實驗13B用如圖4的相關技術簡單矩形波形和圖44的本發(fā)明的階梯波的驅(qū)動方法驅(qū)動其每個隔離肋為60μm高2000乇下的四種混合氣的PDP。進行實際圖象顯示，并評估相對亮度、發(fā)光效率η和圖象質(zhì)量(閃爍)。表九示出這些結(jié)果。
表九

從這些結(jié)果可見，當用本發(fā)明的驅(qū)動方法而不是用簡單矩形波的驅(qū)動方法時，相對亮度、功耗、相對效率和顯示質(zhì)量都很好。
這表明了甚至在PDP的封閉空間中的氣壓高時，這種顯示板結(jié)構(gòu)和本發(fā)明的驅(qū)動方法的組合仍可獲得高亮度、高發(fā)光效率和滿意的圖象質(zhì)量。
在本實施例中，將本發(fā)明的驅(qū)動方法用在一種PDP上的，其中四種氣體混合物在封閉空間中為2000乇，還用在為500乇的95％氖和5％氙的混合氣體的PDP上。比較在兩種情況下的發(fā)光效率η并可發(fā)現(xiàn)前一PDP的效率約為后者的一倍半。這確認了本實施例的驅(qū)動方法、放電氣體混合物及壓力是有效的。
在本實施例中，數(shù)據(jù)脈沖和保持脈沖都是兩階下降波形，但作為另一實施例，也可使數(shù)據(jù)脈沖和保持脈沖二者其一或兩者都有兩階上升波形而有同樣效果。
此外，甚至將兩階上升或下降波形僅用在數(shù)據(jù)脈沖且以簡單矩形波用作保持脈沖時，盡管率較低，但仍可達到象本實施例中那樣的效果。
第十四實施例圖46為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
本實施例用階梯波形作建立脈沖、寫入脈沖、第一保持脈沖和擦除脈沖。
如圖46，在本實施例中，象在第一實施例那樣，以兩階上升階梯波形用作建立脈沖，象第四實施例那樣用兩階下降階梯波形用作數(shù)據(jù)脈沖，象第十實施例那樣，將兩階上升和下降階梯波形用作第一保持脈沖，象第十一實施例那樣，用兩階上升階梯波形用作擦除脈沖。
通過將電壓用在每個時期的波形組合上，使對比度提高，并使由放電延時產(chǎn)生的閃爍得到限制。
用階梯波形作建立和擦除脈沖可使建立和擦除放電期的對比度提高，但還有一種使寫入放電時的放電延時Tdadd和第一保持放電時的放電延時Tdsus1增加的趨勢。此原因是，用階梯波形作建立脈沖和擦除脈沖可使放電變?nèi)酰瑴p小電荷轉(zhuǎn)移量以及在建立期出現(xiàn)的壁電荷轉(zhuǎn)移量。
但在本實施例中，通過用階梯波形作數(shù)據(jù)脈沖來減少放電延時Tdadd的操作和用階梯波作第一保持脈沖來減小放電延時Tdsus1的操作使延時減少，從而不產(chǎn)生閃爍。
在本實施例的驅(qū)動方法中，甚至用1.25μs寬的寫入脈沖進行高速驅(qū)動時仍可得到極高的對比度和滿意的圖象質(zhì)量。
實驗14A用簡單矩形波作寫入和保持脈沖，并用簡單矩形波和兩階上升和下降波作建立和擦除脈沖來驅(qū)動PDP 10。測出在寫入放電時出現(xiàn)的平均放電延時Tdadd(μs)、在第一保持放電時出現(xiàn)的平均放電延時Tdsus1(μs)、第一保持放電的對比度比率和放電效率P(％)。
放電效率P是通過對保持放電寫入10000次并計算在第一保持放電中發(fā)光的次數(shù)來測的。
用雪崩光電二極管(APD)在數(shù)字示波器上觀察在放電時發(fā)出的光，來進行發(fā)光判定。
實驗14B用階梯波作建立和擦除脈沖、用簡單矩形波作全部的保持脈沖，以簡單矩形波和兩階上升和下降階梯波形用作寫入脈沖來驅(qū)動PDP10。測出在寫入放電時出現(xiàn)的平均放電延時Tdadd(μs)、在第一保持放電時出現(xiàn)的平均放電延時Tdsus1(μs)、第一保持放電時的對比度比率和放電效率P(％)。
實驗14C用階梯波形作建立、擦除和寫入脈沖，以簡單矩形波和兩階上升和下降波形作第一保持脈沖來驅(qū)動PDP 10。測出在寫入放電時出現(xiàn)的平均放電延時Tdadd、在第一保持放電時出現(xiàn)的平均放電延時Tdsus1(μs)、第一保持放電時的對比度比率和放電效率P(％)。表十表示實驗14A、14B、14C的結(jié)果。
表十

從實驗14A的結(jié)果可見，用階梯波而不是簡單矩形波作建立和擦除脈沖可以大大改善對比度。但與此同時，在寫入期出現(xiàn)的平均放電延時Tdadd和第一保持放電時出現(xiàn)的平均放電延時Tdsus1將變大，而放電效率P減小。
從此處和實驗14B的結(jié)果可見，用階梯波而不是簡單矩形波作寫入脈沖以及建立和擦除脈沖可使對比度保持在改善的水平上，并限制Tdadd和Tdsus1的增加，并限制放電效率P的下降。
從此處及實驗14C可見，用階梯波而不是簡單矩形波作寫入脈沖和第一保持脈沖以及建立和擦除脈沖可改善對比度，減少延時Tdadd和Tdsus1并改善放電效率P。
第十五實施例圖47為時序圖，示出與本實施例有關的PDP驅(qū)動方法。
在本實施例中，以階梯波象第十四實施例那樣用作建立、寫入和擦除脈沖。階梯波不僅被用作第一而且被用作所有保持脈沖。
如圖47，在本實施例中，象第一實施例那樣，一兩階上升階梯波形被用作建立脈沖，象第四實施例那樣，一兩階下降階梯波形被用作數(shù)據(jù)脈沖，象第七實施例那樣，一兩階上升和下降階梯波被用作保持脈沖，象第十一實施例那樣，一兩階上升階梯波被用作擦除脈沖。
通過在各時期中各波形上加電壓，可提高對比度，限制由放電延時產(chǎn)生的閃爍并如下所述實現(xiàn)高發(fā)光效率。
但總之，高分辨率的PDP其發(fā)光效率都較低。這是因為放電小室越小，意味著在放電空間的單位體積上的壁表面區(qū)越大，這使壁表面損失的激發(fā)子和來自放電氣體的充電顆粒增加。高分辨率的PDP還更易有雜質(zhì)，例如在制造過程中從排空處理中殘留的蒸汽。由于在隔離肋間的間隔減小使導電性變差而更易有此情況發(fā)生。在放電氣體中大量的雜質(zhì)將使啟始電壓升高。
因此用相關技術的簡單矩形波以高速驅(qū)動高分辨率PDP則更易產(chǎn)生閃爍且平衡地驅(qū)動PDP則更難。但在本實施例中，甚至以1.25μs的高速驅(qū)動高分辨率PDP時仍很穩(wěn)定，而在全視場顯示高亮的圖象。
在較高分辨率的PDP中，用階梯波作保持脈沖可大大改進發(fā)光效率。在此種PDP中的小室節(jié)距中的改變將產(chǎn)生寬的影響效果。此原因在于通過在具有寬電極的PDP中的階梯波形作較大放電電流難于獲得效果，甚至用簡單矩形波作保持脈沖時也如此。但在窄電極PDP中，用簡單矩形波作保持脈沖意味著可獲小放電電流，這樣用階梯波就更易產(chǎn)生效果。
實驗15A用階梯波形作建立和擦除脈沖，簡單矩形波作所有保持脈沖，以簡單矩形波和兩階上升和下降階梯波形變化地用作寫入脈沖來驅(qū)動PDP。小室節(jié)距定在360μm和140μm。測出相對發(fā)光效率η和對比度比率。
實驗15B用階梯波作寫入脈沖及建立和擦除脈沖、簡單矩形波作所有的寫入脈沖，以簡單矩形波和兩階上升和下降階梯波形變化地用作保持脈沖來驅(qū)動PDP。小室節(jié)距定在360μm和140μm。測出相對發(fā)光效率η和對比度比率。
在實驗15A和15B中，約400∶1的對比度比率應是滿意的。表十一示出了相對發(fā)光效率η的測量結(jié)果。
表十一

從這些結(jié)果可見，小室節(jié)距為140μm的PDP其發(fā)光效率總體上低于小室節(jié)距為360μm的PDP。
從實驗15A可見，不管是用簡單矩形波或階梯波作寫入脈沖發(fā)光效率都不變。但實驗15B的結(jié)果表明用階梯波作保持脈沖產(chǎn)生的發(fā)光效率高于用簡單矩形波的發(fā)光效率。
實驗15B的結(jié)果還表明用階梯波而不是簡單矩形波作保持脈沖可將小室節(jié)距為360μm的PDP中的發(fā)光效率增加約8％，將小室節(jié)距為140μm的PDP中的發(fā)光效率提高約30％。具體講，這表明用階梯波作高分辨率PDP中的保持脈沖可大大地改善發(fā)光效率。
因此，用本實施例的驅(qū)動方法可以能以高速高發(fā)光效率驅(qū)動PDP，從而可以穩(wěn)定地顯示一幅高分辨率的圖象。
附加信息本發(fā)明通過使用如上所述的獨特波形，特別是階梯波形作建立、寫入、保持和擦除脈沖可使對比度、圖象質(zhì)量和發(fā)光效率提高。但將脈沖加到掃描電極、保持電極和數(shù)據(jù)電極上的裝置并不局限于上述裝置，當用ADS方法驅(qū)動PDP時這類裝置都可采用。
例如，在上述實施例中，描述了將階梯波形建立和擦除脈沖加到掃描電極19a的實例，但本發(fā)明可通過將脈沖加到數(shù)據(jù)電極14和保持電極19b上而獲得同樣的效果。
在上述實施例中，將階梯波形作數(shù)據(jù)脈沖加到用階梯脈沖作寫入脈沖的一例的數(shù)據(jù)電極14上，但階梯波形也可用作加到掃描電極19a上的掃描脈沖。
此外，在上述實施例的放電保持期，給出了正保持脈沖被交替地加到掃描電極19a和保持電極19b的實例。作為另一變型，也可將正和負保持脈沖交替地加到掃描電極19a或保持電極19b上。在此情況下，用階梯波作保持脈沖可達同樣效果。
PDP的顯示屏板的結(jié)構(gòu)并不必須與上述實施例中的相同。本發(fā)明的驅(qū)動方法還適用于驅(qū)動常規(guī)表面放電PDP或相對放電PDP中。
可能的工業(yè)應用可將本發(fā)明的PDP驅(qū)動方法和顯示裝置用在計算機和電視顯示上，特別是此種的大型設備上。
權(quán)利要求
1.一種用于PDP的PDP驅(qū)動方法，在所述PDP中設置了多個放電小室，每個放電小室具有一對第一電極和第二電極，該PDP驅(qū)動方法包括對于多個幀的每一個將建立脈沖加到各放電小室的建立步驟，其中在每個建立步驟中施加的建立脈沖具有這樣的斜坡波形，該波形的一部分以不小于1V/μs但不大于9V/μs的平均電壓改變率下降。
2.一種用于PDP的PDP驅(qū)動方法，在所述PDP中設置了多個放電小室，每個放電小室具有一對第一電極和第二電極，該PDP驅(qū)動方法包括將建立脈沖加到各放電小室的建立步驟，其中在建立步驟中施加的建立脈沖具有這樣的波形，該波形的一部分以不小于1V/μs但不大于9V/μs的平均電壓改變率下降并且以大于所述平均電壓改變率的電壓改變率上升。
3.一種用于PDP的PDP驅(qū)動方法，在所述PDP中設置了多個放電小室，每個放電小室具有一對第一電極和第二電極，該PDP驅(qū)動方法包括將建立脈沖加到各放電小室的建立步驟，其中在建立步驟中施加的建立脈沖具有這樣的波形，該波形的一部分基本上垂直地上升并且以不小于1V/μs但不大于9V/μs的平均電壓改變率下降。
4.一種PDP顯示裝置，包括一個PDP，包括第一襯板，在其上設置了多個成對的第一電極和第二電極；第二襯板，在其上設置了多個第三電極，第二襯板面向第一襯板；和形成在第一襯板和第二襯板之間的多個放電小室，每個放電小室具有第一電極、第二電極和第三電極；以及驅(qū)動電路，可操作用于通過對于多個幀的每一個重復將建立脈沖加到各放電小室的建立周期來驅(qū)動PDP，其中驅(qū)動電路在建立周期施加具有這樣的波形的建立脈沖，該波形的一部分以不小于1V/μs但不大于9V/μs的平均電壓改變率下降。
5.一種PDP顯示裝置，包括一個PDP，包括第一襯板，在其上設置了多個成對的第一電極和第二電極；第二襯板，在其上設置了多個第三電極，第二襯板面向第一襯板；和形成在第一襯板和第二襯板之間的多個放電小室，每個放電小室具有第一電極、第二電極和第三電極；以及驅(qū)動電路，可操作用于通過對于多個幀的每一個重復將建立脈沖加到各放電小室的建立周期來驅(qū)動PDP，其中驅(qū)動電路在建立周期施加具有這樣的波形的建立脈沖，該波形的一部分以不小于1V/μs但不大于9V/μs的平均電壓改變率下降并且以大于所述平均電壓改變率的電壓改變率上升。
6.一種PDP顯示裝置，包括一個PDP，包括第一襯板，在其上設置了多個成對的第一電極和第二電極；第二襯板，在其上設置了多個第三電極，第二襯板面向第一襯板；和形成在第一襯板和第二襯板之間的多個放電小室，每個放電小室具有第一電極、第二電極和第三電極；以及驅(qū)動電路，可操作用于通過對于多個幀的每一個重復將建立脈沖加到各放電小室的建立周期來驅(qū)動PDP，其中驅(qū)動電路在建立周期施加具有這樣的波形的建立脈沖，該波形的一部分基本上垂直地上升并且以不小于1V/μs但不大于9V/μs的平均電壓改變率下降。
全文摘要
用至少兩階上升或下降階梯波將建立、寫入、保持和擦除脈沖變化地加到等離子體顯示板上。這些階梯波可通過將至少兩個脈沖相疊加而實現(xiàn)。用這種波形作建立、寫入和擦除脈沖可改進對比度，并用這種波形作保持脈沖可降低屏閃改善發(fā)光效率。這在驅(qū)動高分辨率等離子顯示板以獲得高畫質(zhì)和高亮度方面特別有用。
文檔編號G09G3/20GK1924966SQ200610099990
公開日2007年3月7日 申請日期1999年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月4日
發(fā)明者長尾宣明, 東野秀隆, 日比野純一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社