等離子顯示器及其驅動方法
2023-05-01 11:41:31 1
專利名稱：等離子顯示器及其驅動方法
技術領域：
本發明是有關在擴大陽(與陰相反)光柱區域使其提高放電效率的等離子顯示器及其驅動方法。
背景技術：
等離子顯示器(以下稱PDP)是由He+Xe、Ne+Xe和He+Ne+Xe等惰性混合氣體放電時產生了147nm的紫外線使螢光體發光來達到清楚地顯示文字或者圖像的目的。這種PDP不但可使屏幕超薄化和大型化，而且依靠最新的技術開發，還能大大提高畫面質量，尤其是3電極交流面放電型的PDP在放電時能在表面積累壁電荷，從而在阻止放電時產生的電子激發而起到保護電極的作用，因此它具有低電壓驅動和長壽命的特點。
圖1是這種3電極交流面放電等離子顯示器的放電單元的斜視圖，圖2是圖1展示的等離子顯示器的斷面圖。如圖參照圖1和圖2，3電極交流面放電型PDP的放電單元就具備了形成於上部基板10的掃描電極Y和維持電極Z以及形成於下部基板18的尋址電極X。掃描電極Y和維持電極Z分別包括透明電極12Y、12Z和金屬母線電極13Y、13Z，它的線幅比透明電極12Y、12Z小且形成於透明電極一方的邊緣，透明電極一般由銦、錫氧化物(以下稱ITO)製成形成於上部基板10上，金屬母線電極13Y、13Z一般由鉻Cr金屬製成形成於透明電極12Y、12Z上。由於透明電極12Y、12Z的電阻大，就能起到降低電壓的作用。在掃描電極Y和維持電極Z並排形成的上部基板10上，積蓄著上部電介質層14和保護膜16，在上部電介質層14中，它能積累等離子放電時產生的壁電荷，保護膜16依照等離子放電時產生的衝激電子，它能防止上部電介質層14的損傷，同時還能提高電子的2次釋放效率。保護膜16一般用氧化鎂MgO製成。形成於尋址電極X的下部基板18上有下部電介質層22和隔離牆24。下部電介質層22和隔離牆24的表面塗有螢光體層26，隔離牆24與尋址電極並排，它能防止在放電時產生的紫外線和可見光洩露到鄰近的放電單元上。螢光體層在等離子放電時產生的紫外線的作用下產生了紅色、綠色或青色中的一種可見光。在上、下部基板10、18和隔離牆之間的放電單元的放電空間中，為了產生放電效果則在其中填充了He+Xe、Ne+Xe和He+Ne+Xe等惰性混合氣體。
這種3電極交流面放電型PDP為了實現畫面的色度，它的一幀由發光次數不同的其他許多副半幀即隔行掃描來區分和驅動。各副半幀又分為使再次均等放電的復位時段、為選擇放電單元的源時段和依據放電次數來實現色度的支持時段等。例如，圖3中在想表示256色度畫面的情況下，在1/60秒的一幀期間，則要分為8個副半幀(8F1到8F8)，同時8個副半幀又重新分別分為復位時段、源時段和支持時段。這裡各半幀的復位及源時段又按各半幀的同一面的支持時段按2n(n＝0，1，2，3，4，5，6，7)的比率增加。此時，由於各半幀的支持時段的變化就實現了畫面的色度。
圖4是一般的等離子顯示器的驅動方法的波形圖。參照圖4包含PDP的一幀的副半幀SF分為復位時段RPD、源時段APD和支持時段SPD，在復位時段RPD中供給掃描電極Y的復位脈衝RP，復位脈衝RP的作用是以斜路波形式在建立時段內增加電壓在載入時段內減小電壓。在電壓慢慢增加的建立時段大多會產生細微的建立放電現象。這樣在上部電介質層上就產生了壁電荷，接下來在電壓慢慢減小的載入時段裡按照多數細微的建立放電，不但能部分消除帶電粒子以防止壁電荷的錯誤放電，而且對接下來的源放電有幫助。在載入時段期間，維持電極上供給的是正極+直流電，對於這一正極+直流電，由於復位脈衝RP是以慢慢減小的形態來供給的，所以在載入時掃描電極Y相對於維持電極Z來說，就是相反的負極了，即極性相反的建立時段生成的壁電荷就減少了。
在源時段裡，在供給擁有掃描電極Y上負極-掃描電壓Vy的掃描脈衝的同時，作為供給與尋址電極X裡的源電壓Va有關的數據脈衝DP，它能產生源放電，此源放電產生的壁電荷它能維持其他放電單元的源時段期間，在支持時段SPD裡，從開始部向掃描電極Y供給觸發脈衝TP，在源時段APD中積累了足夠的壁電荷，所以形成的放電單元開始進行支持放電。接下來在維持電極Z和掃描電極Y交替產生支持電壓Vs，以供給支持脈衝SUSPz、SUSPy，這就可以維持在支持時段SPD期間的支持放電。在這種支持時段SPD期間的消除時段中，維持電極Z供給消除脈衝EP，以終止維持的放電狀態，消除脈衝EP擁有發光小的斜路波狀態。為了消除放電，它有1μs大小的脈衝幅度，依據這種消除脈衝EP，它能消除帶電粒子以終止放電。
圖5a是支持放電時展示區分發光區域的圖紙，圖5b是以圖5a的發光區域為基礎表示電壓分布的圖紙。
參照圖5a和5b，放電時，在PDP單元內部的放電空間中，區分和展示發生發光現象的區域。和圖5a所展示的相同，如果引入陰極(例如維持電極Z)和陽極(例如掃描電極Y)之間規定的電壓，依照兩電極間的電子的釋放，就能導致放電。此時，從陰極釋放出的1次電子在兩電極間的電場內得到了加速，並與中性粒子產生衝撞，便產生了新的電子(即2次電子)。2次電子根據電壓變大的變化而導致的電場的增大，就在圖5a的A部分得到強大的加速，這樣2次電子就實現了離子化，並繼續得到能量就到達了圖5b的B區域，圖5b的B區域的2次電子沒有得到能量，便與之產生了衝撞，從而傳遞了能量。在此過程中，這裡的粒子下落到底層，這就產生了可見光和真空紫外線。這一區域如圖5a所示，被叫做負熱區域(Negative Glow)2，經過負熱區域2的電子的能量極其微弱，它們表現出了全部均等的等離子狀態，這一區域如圖5a所示，被叫做陽(與陰相反)光柱區域4，在陽光柱區域4中，不是根據電場的能量而是根據在電場中高能量的電子作用在氣體上而導致發光，在陽光柱區域4中，幾乎不能產生離子化，而是在這裡發光，所有的能量均以光的形式出現，可見其效率是很高的。
另外，目前商業用的PDP的效率為1~1.5m/W，部分試驗樣品的標準比此高一些，達到了2.0m/W。與現有的相比，效率提高的原因是與改善構造相比起來，他們大都在氣體中提高了氙氣Xe的比例，達到了14％，即目前使用的Ne+Xe的惰性混合氣體中氮Ne的量為95％，Xe的量為5％，為了使放電效率提高，在顯示器中注入的Xe的量提高到了14％，但是Xe的大小比Ne更大，因此，如果增加Xe的量，就會限制電荷的線路，從而就必須增加產生放電的電壓，即Xe的量的增加就會導致掃描電極Y和維持電極Z之間產生更大的空間，導致電壓增大的結果。另外就驅動方面來說，如果用更多的Xe，就必須增強電子的冷卻效果，即Xe比Ne大，電子移動起來就變得困難了，同時還產生了推遲放電點火的時間的延遲現象的發生。即以上PDP的驅動方法就會發生時間延遲的問題，從而提高效率就很困難了。因此，以上的PDP為了提高效率就增加了Xe的量。但是如果增大Xe的量，就會出現螢光體中紫外線暫時不發光的時間延遲現象。即PDP的構造中，由於時間延遲問題的出現，就會使放電效率的提高變得很難。
發明內容因此本發明作為擴大陽光柱區域的等離子顯示器及其驅動方法，其目的就是提高放電效率。
為了達到以上目的，依據本發明實例的等離子顯示器，它具有在上部基板上相互並排形成的掃描電極和維持電極，掃描電極和維持電極交叉而形成於下部基板上的尋址電極，這裡設定為掃描電極和維持電極的間隔要比掃描電極和尋址電極間的間隔要寬。
以上的掃描電極和維持電極間的間隔設定為300μm以上。依據本發明的實例的等子顯示器的驅動方法是，在上部基板上有一對相互並排的維持電極，與維持電極交叉的下部基板上有尋址電極，支持時段期間包括維持電極中的一個和下部基板的尋址電極產生放電的步驟，放電後，這對維持電極間則產生了面放電步驟。其特點是在以上支持時段期間，這對維持電極向支持脈衝交替供給電能。在以上支持時段期間，這對維持電極向支持脈衝交替供給電能時，它的特點是它引入尋址電極上的正極脈衝。以上脈衝幅度比支持脈衝的幅度要小，除以上目的外，本發明的其它目的和特徵要參照附上的圖紙通過實例加以說明，這樣更明顯。
綜上所述，依據本發明的等離子顯示器其設置為掃描電極和維持電極的間隔比掃描電極與尋址電極的間隔大，因此，作為掃描電極和尋址電極間首先放電，擴大陽光柱區域就可提高放電效率。
通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。
因此，本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利範圍來確定其技術性範圍。
圖1是這種3電極交流面放電等離子顯示器的放電單元的斜視圖；圖2是圖1展示的等離子顯示器的斷面圖；圖3是圖1展示的等離子顯示器的一幀的圖表；圖4是圖1展示的等離子顯示器的驅動方法的波形圖；圖5a是展示維持電極放電時區分發光區域的圖表；圖5b是依照圖5a的發光區域而展示電壓分布的圖表；圖6是依據本發明的實例展示陽光柱區域構造中的放電流向的圖表；圖7a到圖7c依據圖6來詳細表示在水平狀態下陽光柱區域構造中維持電極時段放電開始和持續狀態的圖表；圖8a和8b觀察以上電極構造和陽光柱區域電極構造的效率的圖表；圖9是在尋址電極裡引入脈衝的情況下顯示的圖表；圖10是對在紅色替代像素中產生的可見光的量進行拍照照片；圖11是使用7.5英寸測試機樣品與以前樣品進行比較，從其結果來觀察，可以看到的效率的圖表。
具體實施方式
以下參照從圖6到圖11來說明本發明所要達到的目的。
圖6是依據本發明的PDP的斷面圖，參照圖6依據本發明的利用陽光柱區域的3電極交流面放電型PDP的放電單元就具備了形成於上部基板110的掃描電極Y和維持電極Z以及形成於下部基板118的尋址電極X。掃描電極Y和維持電極Z分別包括透明電極112Y、112Z和金屬母線電極113Y、113Z，它的線幅比透明電極112Y、112Z小且形成於透明電極一方的邊緣，透明電極一般由銦、錫氧化物製成形成於上部基板110上，金屬母線電極113Y、113Z一般由鉻Cr金屬製成形成於透明電極112Y、112Z上。由於透明電極112Y、112Z的電阻大，就能起到降低電壓的作用。在掃描電極Y和維持電極Z並排形成的上部基板110上，積蓄著上部電介質層114和保護膜116，在上部電介質層114中，它能積累等離子放電時產生的壁電荷，保護膜116依靠等離子放電時產生的衝激電子，它能防止上部電介質層114的損傷，同時還能提高電子的2次釋放效率。保護膜116一般用氧化鎂MgO製成。形成於尋址電極X的下部基板117上有下部電介質層122和隔離牆(圖中無展示)。下部電介質層122和隔離牆的表面塗有螢光體層(圖中無展示).隔離牆與尋址電極並排，它能防止在放電時產生的紫外線和可見光洩露到鄰近的放電單元上。螢光體層在等離子放電時產生的紫外線的作用下產生了紅色、綠色或青色中的種可見光。
在上、下部基板(110、118)和隔離牆之間的放電單元的放電空間中，為了產生放電效果則在其中填充了Ne+Xe惰性混合氣體。與此同時，在依據本發明的PDP中，設定為在上部基板110上的掃描電極Y和維持電極Z的間隔d要比掃描電極Y和尋址電極X的間隔L(或者為維持電極Z和尋址電極X的間隔L)大，因此，在支持時段SPD裡，掃描電極Y和尋址電極X間的電壓差就比掃描電極Y和維持電極Z間的電壓差要高。所以掃描電極Y和尋址電極X間就會首先發生放電現象，對此進行詳細說明。由於設定為掃描電極Y和維持電極Z間的間隔d比掃描電極Y和尋址電極X間的間隔大，所以掃描電極Y和尋址電極X間的電壓差就比掃描電極Y和維持電極Z間的電壓差要高。當在掃描電極上引入支持脈衝時，就會首先發生如圖6的①的方向上掃描電極Y和尋址電極X間的對向放電現象，之後，依靠掃描電極Y和維持電極Z間的高電位差，電子就會向圖6的②的方向上擴散，從而形成陽光柱區域，這裡在陽光柱區域的擴散的最後時刻就會發生向圖6的③的方向上的維持電極Z和尋址電極X間產生對向放電，與此同時，在維持電極Z和掃描電極相互交替引入支持脈衝時，就會在圖6的③的方向上維持電極Z和尋址電極X首先發生對向放電之後，依據掃描電極Y和維持電極Z間的高電位差，電子就會向圖6的②的方向上擴散，從而形成陽光柱區域，在陽光柱區域的3擴散完了時刻在圖6的①方向上掃描電極Y和尋址電極X間發生對向放電，與此同時，設定為掃描電極Y和維持電極Z間的間隔d比掃描電極Y和尋址電極X的間隔L大，就形成了放電效率好的寬大的陽光柱區域。
因此，利用依據本發明的陽光柱區域的PDP實現了在普通的構造中也能夠適用的更高的Xe的比例，也能在陽光柱區域裡靈活使用。一般情況下，陽光柱區域中主要在300μm以上的放電路徑中才能發生，與負火區域的效率的1~2m/W相比，其效率(一般7m/W)大大地提高了。為了擴大陽光柱區域在單元內的ITO間的間隔(＝d)使其最大化(ex.0.81mm像素速度的標準中，ITO的間隔要在300μm以上)，依據ITO間的間隔的增加，放電開始及維持電壓的增加需維持掃描電極Y和尋址電極X間的間隔(＝L)的d＞L的關係。在支持時段SPD期間不是以上的掃描電極Y和維持電極Z間而是以掃描電極Y和尋址電極X之間發生放電並向維持電極Z移動為目標。為此，必須設立d＞L的關係.再說設定掃描電極Y和維持電極Z間的間隔d比掃描電極Y和尋址電極X間的間隔大，這樣就會使陽光柱區域變寬，從而提高放電效率。
圖7a到圖7c是依據圖6來詳細說明在水平狀態的陽光柱區域的構造裡，支持時段期間放電開始及維持的圖紙。
參照圖7a到圖7c與掃描電極Y和維持電極Z間的距離相比，掃描電極Y和尋址電極X間的距離相對要近，因此掃描電極Y和維持電極X間就不能產生面放電，掃描電極Y和尋址電極X間就會發生微弱的對向放電，之後如圖7b所示，依靠掃描電極Y和支持電Z之間的電位差，電子向維持電極Z擴散的同時，便形成了陽光柱區域，接著如圖7c陽光柱區域繼續擴散直到結束的時刻，依靠積蓄的相反極性的電荷，掃描電極Y和維持電極Z間的電位差相互抵銷，因此一邊放電慢慢變弱，一邊各電極的壁電荷的極性進行轉變或變成中性粒子。在此陽光柱區域中，不是依靠電場的能量，而是在帶電體中只是能量高的電子使氣體發光，即在陽光柱區域中，幾乎不能發生離子化，這裡導致發光的原因是所有能量轉變成了光的形式，因此，如果使這種陽光柱區域變得更大，就會提高放電效率。
圖8a和8b是以上電極構造和展示陽光柱電極構造的效率的圖表。如果注入5％的Xe給以500Torr的壓力，並密封Xe-Ne氣體，使其驅動，參照圖8a和8b的說明，可以從圖8a的圖表看出其放電效率為11％，即圖表中瞬間降低就可以實現部分的放電效率，另一方面，依據本發明的陽光柱區域的電極的構造，如圖8b所示為23％，即瞬間提高再降低，就可以看出陽光柱區域電極構造的放電效率。結論是如果注入同樣量的Xe，與以前的電極構造相比，本發明的陽光柱區域的放電效率會更高。
圖9是在尋址電極上在電極脈衝的情況下的圖表。參照圖9，支持時段SPD期間，在掃描電極Y和維持電極Z上進行交替供給支持脈衝(SUSPy，SUSPz)時，與此同時在尋址電極上引入正極性脈衝，由於掃描電極Y和尋址電極X間產生放電，為了降低放電維持電壓就要增加Xe的量，這時供給掃描電極Y和維持電極Z的支持脈衝SUSPy，SUSPz就是在支持電壓裡的基礎電位電壓值的脈衝，這裡進行詳細說明，在圖9的表中，a和b顯示的是引入在掃描電極Y和維持電極Z上的支持脈衝SUSPy，SUSPz，c是在支持脈衝SUSPy，SUSPz的引入的同時，出現的在尋址電極上被引入的正極脈衝。另外，從d和e可以看出在尋址電極上被引入的正極脈衝的情況和不被引入的情況下釋放出的紫外線的量，即在支持時段SPD期間，掃描電極Y和尋址電極X間放電時，在尋址電極上不被引入正極脈衝的情況下，如圖9的e所示，掃描電極Y和尋址電極的放電產生的紫外線的量不但少，而且還會產生推遲放電的時間延遲的現象。因此在供給支持脈衝SUSPy，SUSPz的同時還要對尋址電極如圖9的c所示引入正極脈衝，即在掃描X或維持電極Y上，其支持電壓上應供給支持脈衝SUSPy，SUSPz以基礎電壓值的同時，應供給尋址電極上的電壓要高於支持脈衝SUSPy，SUSPz的電壓。因此依據掃描電極Y或維持電極Z和尋址電極X間的高電壓差，在支持放電時如圖9的e所示，不但能釋放出更多量的紫外線，而且還能快速放電，降低其可能的時間延遲。這時在支持時段SPD期間，在尋址電極上引入或不引入正極脈衝的情況下，產生紅色替代像素的可見光的量從圖10就可以看出，在引入正極脈衝的情況下，在放電單元中央會產生更多的可見光。
另一方面，在7.5英寸測試機樣品的使用過程中，其效率與以前的相比，結果一目了然，從圖11中就可以看出如果封入Xe佔6％的Xe-He混合氣體並施以500Torr的壓力，為了使引入正極脈衝的陽光柱區域的構造達到2.0m/W的效果，就要給以220V的支持電壓，但是為了提高其放電效率，當注入Xe佔14％的Xe-He混合氣體時，以以前的電極構造來達到2.0m/W的效果，就要給以約240V的電壓。這就可以看出此陽光柱區域的構造就會比一般情況下的陽光柱區域變大，這就改善了它的效率，若在尋址電極X上引入正極脈衝，在更低的電壓下，在同等條件下同，其效率也會增加10％-20％。
權利要求
1.等離子顯示器，包括上部基板上相互並排形成的掃描電極和維持電極，在掃描電極和維持電極交叉處形成於下部基板上的尋址電極，掃描電極和維持電極間的間隔比其與尋址電極間的間隔寬。
2.如權利要求1所述的等離子顯示器，其特徵在於，維持電極和尋址電極的間隔與掃描電極和尋址電極的間隔同等設定。
3.如權利要求1所述的等離子顯示器，其特徵在於，掃描電極和支持間的間隔設定為300μm以上。
4.等離子顯示器的驅動方法，其特徵在於，在上部基板上有一對相互並排的維持電極和與這對維持電極相交叉，形成於下部基板的尋址電極，在支持時段期間，這對維持電極的一個和尋址電極產生相對放電；相對放電發生後這對維持電極間產生放電。
5.如權利要求4所述的等離子顯示器的驅動方法，其特徵在於，在支持時段期間交替供給這對維持電極以支持脈衝。
6.如權利要求5所述的等離子顯示器的驅動方法，其特徵在於，在支持時段期間交替供給這對維持電極以支持脈衝時在尋址電極上引入正極脈衝。
7.如權利要求6所述的等離子顯示器的驅動方法，其特徵在於，脈衝的幅度比支持脈衝的幅度小。
全文摘要
本發明是有關在擴大的陽(與陰相反)光柱區域使其提高放電效率的等離子顯示器及其驅動方法的發明。依照本發明的實例，等離子顯示器具備了在上部基板上相互並排形成的掃描電極和維持電極，在掃描電極和維持電極交叉處形成於下部基板上的尋址電極。掃描電極和維持電極間的間隔比掃描電極與尋址電極間的間隔寬。
文檔編號H01J11/10GK1747107SQ20041006627
公開日2006年3月15日 申請日期2004年9月10日 優先權日2004年9月10日
發明者崔盛天, 姜正遠 申請人:南京Lg同創彩色顯示系統有限責任公司