CN100423168C - 等离子体显示板和等离子体显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种等离子体显示板，可提高其发光效率而不会增大放电开始电压。在三电极型PDP中，在产生用于显示的主放电(保持放电)的第一(X)电极与第二(Y)电极之间设置第四(Z)电极，并且在单元中第一电极与第四电极之间的距离和第二电极与第四电极之间的距离其中至少之一是逐渐改变的。

Description

等离子体显示板和等离子体显示装置
技术领域
本发明涉及一种用作个人计算机或工作站的显示部件，平板TV或者作为用于显示广告、信息等的等离子体显示器的A/C型等离子体显示板(PDP)和等离子体显示装置(PDP装置)。
背景技术
在AC型彩色PDP设备中，广泛地采用寻址/显示分离(ADS)系统，其中确定所要显示单元的周期(寻址周期)与使光电元件发生放电以便进行显示的显示周期(保持周期)是分离的。在该系统中，在寻址周期期间，电荷积累于将要点亮的单元中，并且在保持周期期间，利用该电荷发生放电，进行显示。
等离子体显示板包括：两电极型PDP，其中设置有沿第一方向延伸且彼此平行的多个第一电极，设置有沿垂直于第一方向的第二方向延伸且彼此平行的多个第二电极；和三电极型PDP，其中交替设置有均沿第一方向延伸且彼此平行的多个第一电极和多个第二电极，以及设置有多个沿垂直于第一方向的第二方向延伸且彼此平行的第三电极。近来，广泛使用三电极型PDP。
在三电极型PDP的常规结构中，在第一基板上彼此平行地交替设置有第一(X)电极和第二(Y)电极，在与第一基板相对的第二基板上设置有沿垂直于第一和第二电极的方向延伸的第三(地址)电极，并且用介电层覆盖电极的每个表面。在第二基板上，在第三电极之间进一步设置平行于第三电极延伸的单向条形肋，或者提供平行于第三电极和第一及第二电极设置的二维栅格形肋，使单元彼此分离，在肋之间形成荧光层之后，将第一与第二基板彼此粘接在一起。从而，可能存在介电层、荧光层、近而肋形成于第三电极上的情形。
通过在第一与第二电极之间施加电压，使所有单元中电极附近的电荷(壁电荷)都处于均匀状态，并通过向第二电极连续地施加扫描脉冲且与扫描脉冲同步地向第三电极施加寻址脉冲进行寻址、有选择地使要点亮单元中的壁电荷离开，之后，通过施加保持放电脉冲(使发生放电的相邻电极交替地具有相反极性)在通过寻址使壁电荷离开的要点亮的单元中发生保持放电。由于放电产生紫外线，荧光层发射出可通过第一基板看到的光。由此，第一和第二电极由金属材料制成的不透明总线电极与诸如ITO膜之类的透明电极组成，并且可通过透明电极看到荧光层中产生的光。由于普通PDP的结构和操作是众所周知的，此处不再进行详细说明。
考虑上面所述的三电极型PDP，提出了在第一电极和第二电极之间与之平行地设置第四电极的各种PDP。
例如，日本未审专利公报(特开平)No.6-260092描述了一种使用了在第一电极与第二电极之间与之平行地设有第四电极的PDP的非寻址/显示分离(非ADS)系统的PDP装置。
日本未审专利公报(特开平)No.2000-123741描述了一种通过使用第一电极与第四电极之间以及第二电极与第四电极之间的显示行产生交错显示的PDP装置。
日本未审专利公报(特开平)No.2002-110047描述了在第一电极与第二电极之间与之平行地设有第四电极，且第四电极的结构用于多种目的的多种PDP。
日本未审专利公报(特开平)No.2001-34228和日本未审专利公报(特开平)No.2004-192875描述了这样一种结构，其中，不发生放电(非显示行)的第一电极与第二电极之间设有第四电极，且第四电极用于触发操作，防止非显示行中发生放电(防止反转狭缝)，以及用于复位操作。
例如在PDP中，当将放电气体密封于放电空间之间，并且在两个电极之间产生放电时，已知基于两个电极之间的距离与放电气体压力的乘积，确定放电的阈值电压(放电开始电压)。日本未审专利公报(特开平)No.2004-71219描述了这样一种结构：通过使产生保持放电的两个电极之间的距离在逐个位置处不同，产生均匀放电。
发明内容
需要一种改善发光效率并且能使用低能耗获得高显示亮度的PDP装置。如果增大发生放电的两电极之间的距离(狭缝宽度)并发生长距离放电，则提高发光效率，不过放电开始电压升高，从而必须升高所施加的电压，这会引发多种问题，如驱动电路的成本增大。
本发明的目的在于实现一种发光效率提高，同时不升高放电开始电压的等离子体显示板。
为了实现上述目的，根据本发明的等离子体显示板(PDP)是一种三电极型PDP，其中，在产生用于显示的主放电(保持放电)的第一(X)电极与第二(Y)电极之间发生主放电的位置处，设置第四电极(Z)，并且在一个单元中第一电极与第四电极之间的距离和第二电极与第四电极之间的距离其中至少之一是在包括Paschen极小值的条件下以连续地增大或减小中的任一种方式来改变的。
换言之，根据本发明的等离子体显示板(PDP)的特征在于是一种包括第一基板和与第一基板相对设置的第二基板，在它们之间形成放电空间的等离子体显示板，在第一基板与第二基板之间密封有放电气体，所述第一基板包括交替设置的多个第一总线电极和多个第二总线电极，分别设置成与每一个第一总线电极连接的第一放电电极，和分别设置成与每个第二总线电极连接的第二放电电极，所述第二基板包括设置成与第一和第二总线电极相交的多个第三电极，其中使第一放电电极与第二放电电极之间发生用于显示的主放电，在第一放电电极与第二放电电极之间产生主放电的位置处设置多个第四电极，在沿垂直于第一和第二基板的方向观看时，第一放电电极和第二放电电极与每个第四电极的边缘相对，并且在单元中彼此相对的第四电极与第一放电电极之间的距离和彼此相对的第四电极与第二放电电极之间的距离其中至少之一是逐渐改变的。
例如，在PDP中，当将放电气体密封到放电空间中，并且使两个电极之间发生放电时，已知基于两个电极之间的距离与放电气体压力的乘积确定放电的阈值电压(放电开始电压)，绘制成曲线图、表示出所述改变的曲线称作Paschen曲线，其中水平轴表示乘积，垂直轴表示放电开始电压。当两电极之间的距离与放电气体压力的乘积采取某一数值时Paschen曲线达到最小值，并将该状态称作Paschen极小。根据第一电极与第二电极之间的距离以及当前PDP中放电气体的压力，乘积比Paschen极小要大得多，并且数值越接近Paschen极小值，发光效率越高。
在根据本发明的PDP中，在第一总线电极与第二总线电极之间设置第四电极，并且第四电极与第一总线电极之间的距离或第四电极与第二总线电极之间的距离小于第一总线电极与第二总线电极之间的距离。从而，与第一总线电极和第二总线电极之间的放电相比，由于放电开始电压较低，第四电极与第一总线电极之间或者第四电极与第二总线电极之间更易于发生放电。一旦发生放电，则在第一总线电极与第二总线电极之间的较长距离上也易于发生放电，从而以高发光效率产生放电。在根据本发明的PDP中，随着第四电极与第一总线电极之间或者第四电极与第二总线电极之间的距离逐渐改变，放电开始电压为接近Paschen极小的较低电压，即便第四电极与第一总线电极之间或第四电极与第二总线电极之间的距离发生改变时也是如此，并且在低压时在第四电极与第一总线电极之间或者第四电极与第二总线电极之间发生放电之后，在较长距离上持续地产生放电，从而可提高发光效率。
最好，使用于显示的主放电发生在第一放电电极与第二放电电极之间，这是由于发光效率更高，并且最好第四电极的面积尽可能小，这是因为使用第四电极与第一电极之间或者第四电极与第二电极之间的放电作为触发。
由第四总线电极和作为第一和第二电极的第四放电电极构成第四电极，或者仅由第四总线电极构成第四电极。无论哪一种方式，都具有遮断光并设置在显示单元部分的总线电极，从而从这些观点触发，最好第四电极的面积尽可能小。可使透明的第四放电电极比第四总线电极更宽，不过在此情形中，最好不使第四放电电极的面积增大得太多。
为了尽可能地减小第四电极的面积，第四放电电极与第四总线电极必须基本重叠。最好第四总线电极是直线状的，并且大致平行于第一和第二总线电极延伸。
为了使第四电极与第一放电电极之间的距离和第四电极与第二放电电极之间的距离在逐位置处是不同的，最好使第四电极与第二(Y)放电电极之间的距离逐位置不同。由此，当将与施加给第一(X)放电电极的电压相同的电压施加给第四电极时，第四电极作为第二(Y)放电电极的触发电极。在此情形中，将相同的电压施加给作为公共电极的第一(X)放电电极，从而也将相同的电压施加给第四电极，因此，有可能简化第四电极的驱动电路结构。
对于与第四电极相对的第一或第二电极的边缘形状，存在多种变型。例如，可以是沿不同方向延伸的直线边缘，不同的弯曲边缘以及距离阶跃式改变的阶跃形状。如果使满足Paschen极小条件的距离处于距离连续改变的范围内，则可得到最小放电开始电压。
当第一放电电极和第二放电电极都具有与每个第四电极的直线边缘相对且沿着与该直线边缘不同的方向直线延伸的边缘时，如果将第四电极夹在中间的第一放电电极和第二放电电极彼此相对的边缘沿不同方向延伸，则以第四电极与第一电极之间或者第四电极与第二电极之间的放电作为触发，平滑地转变为在第一放电电极与第二放电电极彼此靠近的位置处发生放电，另外，平滑地转变成在第一放电电极与第二放电电极分开的位置处发生长距离放电，即平滑地转变成发生高发光效率放电。与之不同的是，还可以使将第四电极夹在中间的第一放电电极与第二放电电极彼此相对的边缘彼此平行，在此情形中，以第四电极与第一电极之间或者第四电极与第二电极之间的放电作为触发，平滑地转变成在第一放电电极与第二放电电极之间产生放电，不过与上述情形相比，由于单元内第一放电电极与第二放电电极之间的距离是恒定的，可以在单元内产生均匀地放电。
在与形成第一和第二总线电极及第一和第二放电电极的相同层中形成第四电极。在此情形中，由于可在形成第一和第二总线电极及第一和第二放电电极的同时形成第四电极，步骤数量不会增加。考虑到制造误差，必须将第四电极与第一总线电极之间和第四电极与第二总线电极之间的最小距离设定为不会引起短路的距离，从而该距离不可能太小。因此，在当前条件下难以将第四电极与第一总线电极之间以及第四电极与第二总线电极之间的最小距离设定为Paschen极小。
还可以在设置于第一和第二总线电极以及第一和第二放电电极上的介电层上形成第四电极。在此情形中，增加了在其上形成第四电极和介电层的步骤。在此情形中，由于第四电极与第一和第二总线电极形成于不同的层中，不会发生短路，从而可以将第四电极与第一总线电极之间以及第四电极与第二总线电极之间的最小距离设定得非常小，并且也可以实现Paschen极小条件。
可将本发明的结构应用于普通的三电极型PDP中，其中在第一与第二电极对之间发生放电，或者可将本发明的结构应用于如日本专利No.2801893中所描述的所谓的ALIS系统PDP中。当本发明应用于普通的三电极型PDP时，将第四电极设置在一对第一总线电极与第二总线电极之间，其间发生放电的第一放电电极和第二放电电极与第四电极相连，并施加公共电压。当本发明应用于ALIS系统PDP时，在第一总线电极与第二总线电极之间的所有部分中设置第四电极，并且根据所设置的位置将第四电极分成四组，并向每一组施加公共电压。
根据本发明，可减小保持放电的放电开始电压，同时保持高发光效率。由此，可实现能以低能耗获得高显示亮度的等离子体显示板。另外，当使用这种等离子体显示板制造等离子体显示装置时，可减小保持放电电压，从而可由具有低击穿电压的部件构成驱动电路，结果可降低成本。
附图说明
通过下面结合附图的描述，将更易于理解本发明的特征和优点，其中：
图1表示本发明第一实施例中PDP装置的总体结构。
图2为第一实施例中PDP的分解透视图。
图3A和图3B为第一实施例中PDP的剖面图。
图4表示第一实施例中的电极形状。
图5表示第一实施例中的驱动波形。
图6A至6G表示第一实施例中壁电荷的改变。
图7表示电极结构的一个变型例。
图8表示电极形状的一个变型例。
图9表示电极形状的一个变型例。
图10表示电极形状的一个变型例。
图11表示本发明第二实施例中的电极形状。
图12表示第二实施例中的驱动波形。
图13A至13G表示第二实施例中壁电荷的改变。
图14表示本发明第三实施例中PDP装置的总体结构。
图15表示第三实施例中的电极形状。
图16表示第三实施例中的驱动波形(奇数场)。
图17表示第三实施例中的驱动波形(偶数场)。
具体实施方式
图1表示本发明第一实施例中等离子体显示装置(PDP装置)的总体结构。第一实施例中PDP装置内使用的PDP1是一种传统的PDP，其中在第一(X)电极与第二(Y)电极对之间发生放电，并采用本发明。如图1中所示，在第一实施例的PDP1中，均横向延伸的X电极X1，X2，…，Xn和Y电极Y1，Y2，…，Yn交替设置，并且每一个第四电极Z1，Z2，…，Zn设置在每一对X电极与Y电极之间。从而形成n个三电极组，即X电极，Y电极和Z电极。另外，设置沿垂直方向延伸的地址电极A1，A2，…，Am，从而与n组X电极、Y电极和Z电极相交，在交点处形成一个单元。从而，形成n个显示行和m个显示列。
如图1中所示，第一实施例中的PDP装置包括用于驱动m个地址电极的地址驱动电路2，用于向n个Y电极施加扫描脉冲的扫描电路3，用于通过扫描电路3向n个Y电极共同地施加并非扫描脉冲的电压的Y驱动电路4，用于向n个X电极共同地施加电压的X驱动电路5，用于向n个Z电极共同地施加电压的Z驱动电路，以及用于控制各部件的控制电路7。第一实施例中的PDP装置与传统PDP装置的区别在于，PDP1设有Z电极和用于驱动Z电极的Z驱动电路6，其他部件与传统PDP中的部件相同，从而，此处仅说明与Z电极有关的部件，不对其他部件进行说明。
图2为第一实施例中PDP的分解透视图。如图示意性所示，在前(第一)玻璃基板11上，彼此平行地交替设置均沿横向延伸的第一(X)总线电极13和第二(Y)总线电极15，并组成对。设置X和Y透光电极(放电电极)12和14，与X和Y总线电极13和15重叠，并且X和Y放电电极12和15的一部分彼此相对地朝向电极延伸。在X和Y总线电极对13和15之间，彼此重叠地设置有第四放电电极16和第四总线电极17。例如，由金属层形成总线电极13，15和17，由例如ITO层膜形成放电电极12，14和16，并且总线电极13，15和17的电阻小于或等于放电电极12，14和16的电阻。下面，将从X和Y总线电极13和15伸出的X和Y放电电极对12和14简称为X和Y放电电极12和14，并将第四放电电极16与第四总线电极17的整体称作第四电极。
在放电电极12，14和16以及总线电极13，15和17上，形成覆盖这些电极的介电层18。介电层18由SiO2等构成，可见光透过介电层，另外，在介电层上形成诸如MgO的保护层19。保护层19由于离子轰击通过发射电子而使放电增强，并且具有减小放电电压、放电延迟等作用。在该结构中，由于所有电极都覆盖有保护层19，即使任何电极组作为阴极，也能利用保护层的作用引发放电。使用具有上述结构的玻璃基板11作为前基板，并通过玻璃基板11观看显示器。
另一方面，在后(第二)基板20上，设置与总线电极13，15和17相交的第三(地址)电极21。例如，由金属层形成地址电极21。在地址电极组上形成介电层22。另外，在介电层上形成纵向肋23。在肋23与介电层22形成的凹槽的侧面和底面上，为受到放电产生的紫外线激励时产生红、绿和蓝可见光的荧光层24，25和26。
图3A和3B为第一实施例中PDP的部分剖面图，其中图3A为纵剖图，图3B为横剖图。在由肋23分隔的第一基板11与后基板20之间的放电空间27中，密封有放电气体，如Ne，Xe，He等。
图4表示单元中的电极形状。如图示意性所示，X总线电极13与Y总线电极15彼此平行地设置，Z电极16和17彼此平行地设置在它们中间。然后，设置沿垂直于总线电极13，15和17的方向延伸的肋。地址电极设置在肋23之间，不过图中并未示出。在由肋23限定的每一部分处，设有从X总线电极13延伸出的X放电电极12和从Y总线电极15延伸出的Y放电电极14。X放电电极12和Y放电电极的与Z电极16和17相对的边缘，为相对于总线电极13，15和17的延伸方向倾斜的直线。由此，X放电电极12和Y放电电极14的边缘与彼此相对的Z电极16和17的边缘之间的距离，即狭缝宽度，是连续改变的。另外，将Z电极16和17夹在中间的X电极12和Y放电电极14彼此相对的边缘之间的距离也是连续改变的。在第一实施例中，X放电电极12与Z电极16和17之间的距离越小，则Y放电电极14与Z电极16和17之间的距离越接近于Paschen极小，从而，可减小放电开始电压。
另外，以Z电极16和17与X放电电极12之间的放电或者Z电极16和17与Y放电电极14之间的放电作为触发，当放电扩展到在X放电电极12与Y放电电极14之间放电时，X放电电极12与Y放电电极14之间的距离逐渐增大，从而，可从较小距离上的放电平滑地过渡到较大距离上的长距离放电。
下面将说明第一实施例中PDP装置的操作。PDP的每个单元可以仅选择点亮状态或者未点亮状态，不可能改变亮度，即不可能产生分级显示。从而，将一帧分成具有预定权重的多个子场，并且对于每个单元通过组合子场产生分级显示。一般，每个子场具有相同的驱动时序。
图5表示第一实施例PDP装置的子场中的驱动波形，图6A至图6G表示第一实施例中壁电荷的改变。
在复位周期开始时，在向地址电极A施加0V的状态下，向X电极和Z电极施加电压逐渐下降然后达到恒定电压的负复位脉冲101和102，并且在施加预定电压之后，向Y电极施加电压逐渐增大的正复位脉冲103。由此，首先在所有单元中在Z电极16和17与Y放电电极14之间发生放电，并转变成在X放电电极12与Y放电电极14之间发生放电。此处施加的是电压逐渐改变的钝波(obtuse wave)，因此，发生轻微的放电，并反复地形成电荷，从而在所有单元中均匀地形成壁电荷。所形成的壁电荷在X放电电极和Z电极附近为正，在Y放电电极附近为负。
然后，通过向X放电电极和Z电极施加正补偿脉冲104和105(例如+Vs)，向Y电极施加电压逐渐下降的补偿钝波106，以钝波的形式施加极性与上述所形成的壁电荷相反的电压，从而，因轻微放电使单元中的壁电荷数减小。如上所述，完成复位周期，使所有单元处于均匀状态。
在本实施例的PDP中，Z电极16和17与Y放电电极14之间的距离较小，即使在低放电开始电压下也会发生放电，并且以该放电作为触发，转变成在X放电电极12与Y放电电极14之间放电，从而，可减小复位周期期间X电极与Y电极之间以及Z电极与Y电极之间施加的复位电压。由此，通过与显示无关的复位放电来减少所发射的光量，可增大对比度。
在下一个寻址周期期间，向X电极和Z电极施加与补偿电压104和105相同的电压(例如+Vs)，另外，在预定的负电压施加给Y电极的状态下，连续地施加扫描脉冲107。根据扫描脉冲107的施加，向要点亮的单元的地址电极施加寻址脉冲108。由此，如图6A中所示，在施加有扫描脉冲的Y电极与施加有寻址脉冲的地址电极之间产生放电，并以该放电作为触发，在X电极与Y电极之间以及Z电极与Y电极之间引起放电。通过这种寻址放电，在X电极和Z电极附近(在介电层的表面上)形成负壁电荷，在Y电极附近形成正壁电荷，如图6B中所示。由于Z电极的面积小于X电极的面积，Z电极附近形成的壁电荷的数量少于X电极附近形成的壁电荷的数量。另外，在Y电极处形成正壁电荷，其数量与X电极和Y电极附近形成的负壁电荷的总和相当。由于在既没有施加扫描脉冲也没有施加寻址脉冲的单元内不发生寻址放电，从而保持复位时的壁电荷数量。在寻址周期期间，通过相继向所有Y电极施加扫描脉冲，执行上述操作，并在显示板的整个表面上在所有要点亮的单元中都产生寻址放电。
在寻址周期结束时，存在用于调节没有发生寻址放电的单元中所形成的壁电荷的脉冲。
在保持放电周期期间，首先向X电极和Z电极施加具有电压-Vs的负保持放电脉冲109和110，并向Y电极施加具有电压+Vs的正保持放电脉冲111。如图6B中所示，在引起寻址放电的单元中，Y电极附近形成的正壁电荷产生的电压与电压+Vs相加，X电极附近形成的负壁电荷产生的电压与电压-Vs相加。由此，首先在Z电极与Y电极之间的小距离上产生放电，并以该放电作为触发，转变成在X电极与Y电极之间的较大距离上产生放电。X电极与Y电极之间的放电是一种长距离放电，具有优异的发光效率。当放电所产生的电荷中的正电荷在X电极和Z电极附近积累为壁电荷，负电荷在Y电极附近积累为壁电荷时，放电结束，壁电荷产生的电压减小了X电极与Y电极之间以及Z电极与Y电极之间的电压。在放电结束时，如图6C中所示，正壁电荷形成于X电极和Y电极附近，负壁电荷形成在Y电极附近。在不发生寻址放电的单元中，不发生上述放电，并且在保持放电周期期间不发生放电，从而此处不再进行说明。
接下来，如图5中所示，将具有电压+Vs的正保持放电脉冲112施加给X电极，将具有电压-Vs的负保持放电脉冲114施加给Y电极，并将在变成电压+Vs之后立即变成电压-Vs的脉冲113施加给Z电极。由此，如图6D中所示，Y电极附近形成的负壁电荷产生的电压与电压-Vs相加，X电极和Z电极附近形成的正壁电荷产生的电压与电压+Vs相加。由此，首先在Z电极与Y电极之间开始放电，并以该放电作为触发，转变成在X电极与Y电极之间的长距离上发生放电。在此之后，施加给Z电极的电压从+Vs立即变为-Vs，Z电极与Y电极之间的放电结束。当负电荷在X电极附近积累为壁电荷且正电荷在Y电极附近积累为壁电荷时，X电极与Y电极之间的放电结束，不过，由于此时将-Vs电压施加给Z电极，在Z电极附近形成正壁电荷。从而，当放电结束时，如图6E中所示，负壁电荷形成在X电极附近，正壁电荷形成在Y电极和Z电极附近。
下面，如图5中所示，将具有电压-Vs的负保持放电脉冲115施加给X电极，将具有电压+Vs的正保持放电脉冲117施加给Y电极，并将变成电压+Vs后立即变成电压-Vs的脉冲116施加给Z电极。由此，如图6F中所示，X电极附近形成的负壁电荷产生的电压与电压-Vs相加，Y电极和Z电极附近形成的正壁电荷产生的电压与电压+Vs相加。为此，首先在Z电极与X电极之间开始引起放电，并以该放电作为触发，转变成在X电极与Y电极之间的较长距离上发生放电。在此之后，施加给Z电极的电压从+Vs立即变成-Vs，并且Z电极与X电极之间的放电结束，不过，由于此时将-Vs施加给Z电极，在Z电极附近形成正壁电荷。从而，当放电结束时，如图6G中所示，正壁电荷形成在X电极和Z电极附近，负壁电荷形成在Y电极附近。换言之，可以认为返回到图6C中所示的状态。之后，通过向X电极和Y电极交替地施加正和负保持放电脉冲，在施加保持放电脉冲的同时将具有窄宽度的脉冲施加给Z电极，重复图6C至图6G的操作，从而重复保持放电。
尽管上面描述了本发明的第一实施例，不过电极结构和形状具有多种变型例，下面说明某些变型例。
图7表示电极结构的一种变型例。在第一实施例中，如图3A中所示，在形成X电极(X放电电极12，X总线电极13)和Y电极(Y放电电极14，Y总线电极15)的相同层中形成Z电极(Z放电电极16，Z总线电极17)。在该结构中，可在与用于X电极和Y电极的相同步骤中形成Z电极，不必采用新的步骤来形成Z电极。不过，产生以下问题：由于Z电极设置在X放电电极12与Y放电电极14之间，由于位置改变以及制造过程中的线宽度，Z电极与X放电电极12和Y放电电极14短路，并且生产率降低。从而，在图7所示的变型例中，在覆盖X电极(X放电电极12，X总线电极13)和Y电极(Y放电电极14，Y总线电极15)的介电层18上形成Z电极(Z放电电极16，Z总线电极17)，另外，在Z电极上形成介电层28，以便覆盖Z电极。在这种结构中，也可进行与第一实施例相同的操作。
图7中的变型例存在的问题是制造成本增加，这是因为与第一实施例相比增加了形成Z电极的步骤，不过，由于在与形成X电极和Y电极的层不同的层中形成Z电极，因为不发生短路，不会降低生产率。另外，由于Z电极设置在不同的层中，还可以使Z电极与X放电电极12之间以及Z电极与Y放电电极14之间的距离在垂直于基板的方向观看时非常窄，例如窄于发生Paschen极小时的距离。例如，在图4所示的电极形状中，当X放电电极12与Z电极之间以及Y放电电极14与Z电极之间的距离的极小值小于发生Paschen极小的距离时，随着距离逐渐改变，必然存在发生Paschen极小的距离，并且在Paschen极小条件下设定放电开始电压。从而，即使降低保持放电电压，也必然能发生保持放电。
图8表示电极形状的一种变型例。与图4相比显然可以看出，X放电电极12和Y放电电极14的与Z电极16和17相对的边缘为相对于Z电极16和17的边缘倾斜的直线，不过X放电电极12的所述边缘平行于Y放电电极14的所述边缘。换言之，X放电电极12与Y放电电极14之间的距离不变。由此，尽管不如图4中所示形状的情形那样平滑地发生从Z电极与X放电电极12之间或者Z电极与Y放电电极14之间的放电到X放电电极12与Y放电电极14之间的放电这种转变，不过短距离放电占X放电电极12与Y放电电极14之间的主放电的比例下降，长距离放电占据支配地位，发光效率提高，壁电荷更有效地积累，从而可产生更稳定的保持放电。
图9表示电极形状的另一种变型例。如图示意性所示，在该变型例中，X放电电极12和Y放电电极14的与Z电极16和17相对的边缘，由到Z电极16和17较小距离的直线边缘和距离逐渐改变的曲线边缘组成。在此情形中，以Z电极16和17与X放电电极12之间或者Z电极16和17与Y放电电极14之间小距离上的放电作为触发，转变成在X放电电极12与Y放电电极14之间发生放电。
图10表示电极形状的另一种变型例。如图示意性所示，在该变型例中，X放电电极12和Y放电电极14的与Z电极相对的边缘平行于Z总线电极17，不过Z放电电极16从Z总线电极17沿两个方向延伸，并且Z放电电极16的边缘为相对于X放电电极12和Y放电电极14的边缘倾斜的直线。在该形状中，也可以实现与第一实施例相同的操作。不过，随着Z放电电极16面积的增大，长距离放电的比例减小，发光效率降低，从而Z放电电极16的面积最好不太大。
如上所述说明了电极形状的变型例，在除了图10以外的变型例中，Z总线电极17与Z放电电极16具有相同形状，还可以直接在玻璃基板上设置Z总线电极17，不设置Z放电电极16。
图11表示在本发明的第二实施例中PDP装置的PDP中的电极形状。与图1中所示第一实施例中的电极形状相比显然可以看出，在第二实施例的电极形状中，仅Y放电电极14的边缘相对于Z电极16和17的边缘是倾斜的，X放电电极12的边缘平行于Z电极16和17的边缘。
图12表示第二实施例中PDP装置的一个子场中的驱动波形，图13A至13G表示第二实施例中壁电荷的改变。从与图5中所示第一实施例的驱动波形比较显然可以看出，第二实施例与第一实施例的区别在于，在保持放电周期期间向Z电极施加与施加给X电极的驱动波形类似但电压不同的驱动波形。
按照与第一实施例相同的方式，在保持放电周期期间，首先向X电极施加具有电压-Vs的负保持放电脉冲109，向Y电极施加具有电压+Vs的正保持放电脉冲111，并向Z电极施加具有电压-Vs(Vz＜Vs)的负保持放电脉冲110。如图13B中所示，Y电极附近形成的正壁电荷产生的电压与电压+Vs相加，X电极附近形成的负壁电荷产生的电压与电压-Vs相加，Z电极附近形成的负壁电荷产生的电压与电压-Vz相加。由于Vz＜Vs，Z电极与Y放电电极之间的电压低于X放电电极与Y放电电极之间的电压，不过Z电极和Y放电电极的宽度较窄，从而，首先在Z电极与Y放电电极之间发生轻微的放电，并以该放电作为触发，转变成在X放电电极与Y放电电极之间发生放电。一旦在X放电电极与Y放电电极之间开始放电，则由于Z电极与Y放电电极之间的电压低于X放电电极与Y放电电极之间的电压，主要在X放电电极与Y放电电极之间发生放电，Z电极与Y放电电极之间的放电保持比较微小。
当这些脉冲引起的放电结束时，正壁电荷形成在X电极和Z电极附近，负壁电荷形成在Y电极附近，如图13C中所示。
然后，如图12中所示，向X电极施加具有电压+Vs的正保持放电脉冲112，向Y电极施加具有电压-Vs的负保持放电脉冲114，并向Z电极施加具有电压+Vz的正保持放电脉冲121。如图13D中所示，Y电极附近形成的负壁电荷产生的电压与电压-Vs相加，X电极附近形成的正壁电荷产生的电压与电压+Vs相加，且Z电极附近形成的正壁电荷产生的电压与电压+Vz相加。由此，如上所述首先在Z电极与Y电极之间引发轻微的放电，并以该放电作为触发，转变成在X电极与Y电极之间在较大距离上发生放电。在第二实施例中，施加给Z电极的电压依然为+Vz，从而当X电极与Y电极之间的放电结束时，由于+Vz施加给Z电极，在Z电极附近形成负壁电荷。从而，在放电结束时，负壁电荷形成在X电极和Z电极附近，正壁电荷形成在Y电极附近，如图13E中所示。
接下来，如图12中所示，向X电极施加具有电压-Vs的负保持放电脉冲115，向Y电极施加具有电压+Vs的正保持放电脉冲117，并向Z电极施加具有电压-Vs的负脉冲122。由此，如图13F中所示，X电极附近形成的负壁电荷产生的电压与电压-Vs相加，Y电极附近形成的正壁电荷产生的电压与电压+Vs相加，Z电极附近形成的负壁电荷产生的电压与电压-Vz相加。由此，首先在Z电极与Y电极之间产生轻微的放电，并以该放电作为触发，转变为在X电极与Y电极之间在较大距离上发生放电。同样，当X电极与Y电极之间的放电结束时，由于向Z电极施加-Vs，在Z电极附近和X电极附近形成正壁电荷。从而，在放电结束时，正壁电荷形成在X电极和Z电极附近，负壁电荷形成在Y电极附近，如图13G中所示。换言之，可认为返回图13C的状态。之后，通过向X电极和Z电极以及Y电极交替地施加正和负脉冲，重复图13C到图13G的操作，并重复保持放电。
第二实施例中的整体构造，电极结构等与第一实施例相同，并且上述变型例可同样应用于第二实施例。
图14表示本发明第三实施例中PDP装置的整体结构。第三实施例是将本发明应用于日本专利No.2801983中所述的ALIS系统PDP装置的一个例子，在其结构中，第一和第二电极(X和Y电极)设置在第一基板(透明基板)上，第三电极(地址电极)设置在第二基板(后电极)上，第四电极(Z电极)设置在X电极与Y电极之间。如日本专利No.2801893中所述的ALIS系统，此处将不再进行详细说明。
如图14中所示，等离子体显示板1具有多个沿横向(纵向)延伸的第一电极(X电极)和第二电极(Y电极)。所述多个X电极和Y电极交替设置，且X电极的数量比Y电极的数量大一个。在X电极与Y电极之间设有第四电极(Z电极)。从而，Z电极的数量是Y电极的两倍。第三电极(地址电极)沿垂直于X，Y和Z电极的方向延伸。在ALIS系统中，使用X电极与Y电极之间的所有部分作为显示行，并使用奇数显示行和偶数显示行产生隔行显示。换言之，奇数显示行形成在奇数X电极与奇数Y电极之间以及偶数X电极与偶数Y电极之间，偶数显示行形成在奇数Y电极与偶数X电极之间以及偶数Y电极与奇数Y电极之间。一个显示场由一个奇数场和一个偶数场组成，并且在奇数场中显示奇数显示行，在偶数场中显示偶数显示行。从而，相应的Z电极存在于相应的奇数显示行与相应的偶数显示行之间.此处，分别将设置在奇数X电极与奇数Y电极之间的Z电极称作第一组Z电极，将设置在奇数Y电极与偶数X电极之间的Z电极称作第二组Z电极，将设置在偶数X电极与偶数Y电极之间的Z电极称作第三组Z电极，将设置在偶数Y电极与奇数X电极之间的Z电极称作第四组Z电极。换言之，第(4p+1)(p为自然数)个Z电极为第一组中的Z电极，第(4p+2)个Z电极为第二组中的Z电极，第(4p+3)个Z电极为第三组中的Z电极，第(4p+4)个Z电极为第四组中的Z电极。
如图14中所示，第三实施例中的PDP装置包括用于驱动地址电极的地址驱动电路2，用于向Y电极施加扫描脉冲的扫描电路3，用于通过扫描电路3向奇数Y电极共同施加除扫描脉冲之外的电压的奇数Y驱动电路41，用于通过扫描电路3向偶数Y电极共同施加除扫描脉冲之外的电压的偶数Y驱动电路42，用于向奇数X电极共同施加电压的奇数X驱动电路51，用于向偶数X电极共同施加电压的偶数X驱动电路52，用于共同地驱动第一组Z电极的第一Z驱动电路61，用于共同地驱动第二组Z电极的第二Z驱动电路62，用于共同地驱动第三组Z电极的第三Z驱动电路63，用于共同地驱动第四组Z电极的第四Z驱动电路64，以及用于控制各部件的控制电路7。
第三实施例中的PDP具有与第一实施例中相同的结构，不过X放电电极与Y放电电极分别设置在X总线电极和Y总线电极的两侧，并且Z电极设置在X总线电极与Y总线电极之间的各个位置处，从而此处省略了分解透视图。Z电极也可以如图3中所示形成在与X和Y电极相同的层中，或者如图7中所示形成在与形成X和Y电极的层不同的层中。
图15表示第三实施例中的电极形状。如图示意性所示，X总线电极和Y总线电极15按照相等的间隔彼此平行地设置，Z电极16和17彼此平行地设置在它们中心处。然后，设置沿垂直于总线电极13，15和17的方向延伸的肋23。在肋23之间设置地址电极，但图中未示出。在肋23限定的每个部分处，设置从X总线电极13向下延伸的X放电电极12A，从X总线电极13向上延伸的X放电电极12B，从Y总线电极15向上延伸的Y放电电极14A和从Y总线电极15向下延伸的Y放电电极14B。X放电电极12A和12B的与Z电极16和17相对的边缘平行于Z电极16和17的延伸方向，不过，Y放电电极14A和14B的与Z电极16和17相对的边缘相对于Z电极16和17的延伸方向是倾斜的直线。换言之，在第三实施例中，如同在第二实施例中那样，是一种Y放电电极与Z电极之间的距离逐渐改变，不过X电极与Z电极之间的距离恒定的结构。从而，在第三实施例中，在Y放电电极14A和14B与Z电极16和17之间的距离较小的一侧，该距离更接近于Paschen极小，从而可减小放电开始电压。
图16和17表示第三实施例中PDP装置的驱动波形，其中图16表示奇数场中的驱动波形，图17表示偶数场中的驱动波形。施加给X电极、Y电极和地址电极的驱动波形与专利文献7等中所述的驱动波形相同，将与第二实施例中施加给Z电极的驱动波形相同的驱动波形施加给设置在发生放电的X电极与Y电极之间的Z电极，将稍不同的驱动波形施加给设置在不发生放电的X电极与Y电极之间的Z电极。
复位周期期间的驱动波形与第一和第二实施例中的驱动波形相同，并且在复位周期期间使所有单元处于均匀状态。
在第一半个寻址周期期间，将预定的电压(例如+Vs)施加给奇数X电极X1和第一组Z电极Z1，将偶数X电极X2，偶数Y电极Y2以及第二到第四组Z电极Z2到Z4设定为0V，并且在将预定的负电压施加给奇数Y电极Y1的状态下，另外相继地施加扫描脉冲107。根据扫描脉冲107的施加，向要点亮单元中的地址电极施加寻址脉冲108。由此，在施加有扫描脉冲的奇数Y电极Y1与施加有寻址脉冲的地址电极之间发生放电，并以该放电作为触发，在奇数X电极X1与奇数Y电极Y1之间以及第一组Z电极Z1与奇数Y电极Y1之间产生放电。由于寻址放电，在奇数X电极X1和第一组Z电极Z1的附近(在介电层的表面)形成负壁电荷，在奇数Y电极Y1的附近形成正壁电荷。由于在既未施加扫描脉冲也未施加寻址脉冲的单元内不发生寻址放电，保持复位时的壁电荷。在第一半个寻址周期期间，通过相继地向所有奇数Y电极Y1施加扫描脉冲而执行上述操作。
在第二半个寻址周期期间，将预定的电压施加给偶数X电极X2和第三组Z电极Z3，并将奇数X电极X1，奇数Y电极Y1和第一、第二和第四组Z电极Z1、Z2和Z4设定为0V，并且在将预定的负电压施加给偶数Y电极Y2的状态下，另外相继地施加扫描脉冲107。根据扫描脉冲107的施加，将寻址脉冲108施加给要点亮的单元中的地址电极。由此，在施加有扫描脉冲的偶数Y电极Y2与施加有寻址脉冲的地址电极之间产生放电，并以该放电作为触发，在偶数X电极X2与偶数Y电极Y2之间以及第三组Z电极Z3与偶数Y电极Y2之间产生放电。由于该寻址放电，在偶数X电极X2和第三组Z电极Z3的附近形成负壁电荷，在偶数Y电极Y2附近形成正壁电荷。在第二半个寻址周期期间，通过相继地向所有偶数Y电极Y2施加扫描脉冲来执行上述操作。
按照上述方式，完成对奇数X电极X1与奇数Y电极Y1之间以及偶数X电极X2与偶数Y电极Y2之间的显示行的寻址，即完成对奇数显示行的寻址。在产生寻址放电的单元中，正壁电荷形成在奇数Y电极Y1和偶数Y电极Y2附近，负壁电荷形成在奇数X电极X1，偶数X电极X2以及第一和第三组Z电极Z1和Z3的附近。
在保持放电周期期间，首先向奇数X电极X1施加具有电压-Vs的负保持放电脉冲121，向奇数Y电极Y1施加具有电压+Vs的正保持放电脉冲123，并向第一组Z电极Z1施加具有电压-Vz的脉冲122。向偶数X电极X2和偶数Y电极Y2施加0V。在保持放电周期期间，向第二和第四组Z电极Z2和Z4施加0V。在奇数X电极X1处，负壁电荷产生的电压与电压-Vs相加，在奇数Y电极Y1处，正壁电荷产生的电压与电压+Vs相加，在第一组Z电极Z1处，负壁电荷产生的电压与电压-Vz相加，并在它们之间施加较大电压。由此，如第二实施例中所述，首先在第一组Z电极Z1与奇数Y电极Y1之间较小距离上开始发生轻微放电，并以该放电作为触发，转变成在奇数X电极X1与奇数Y电极Y1之间较大距离上发生放电。在放电结束时，在奇数X电极X1和第一组Z电极Z1附近形成正壁电荷，在奇数Y电极Y1附近形成负壁电荷。
向奇数Y电极Y1施加电压Vs，向第二组Z电极Z2施加0V，在奇数Y电极Y1处加上正壁电荷产生的电压，从而奇数Y电极Y1与第二组Z电极Z2之间的电压为高，不过施加给第二组Z电极Z2的电压为0V，在第二组Z电极Z2处不形成壁电荷，从而没有加上壁电荷所产生的电压，因此不发生放电。同样，在偶数X电极X2与第二组Z电极Z2之间不发生放电。此处，必须将施加给第二组Z电极Z2的电压设定为不引起放电的电压。不过，最好施加给第二组Z电极Z2的电压低于施加给相邻奇数Y电极Y1和偶数X电极X2的电压+Vs。这是由于如果在奇数X电极X1与奇数Y电极Y1之间发生保持放电，那些能移动的粒子开始从奇数X电极X1向奇数Y电极Y1移动，并且如果第二组Z电极Z2的电压与奇数Y电极Y1的电压相同，则电子不断地朝向第二组Z电极Z2移动，并且移动到偶数X电极X2那么远。如果发生这种情形，下一次施加具有相反极性的保持放电脉冲时会导致发生错误的放电，导致显示误差。与之相反，在本实施例中，如果第二组Z电极Z2中的电压被减小到低于奇数Y电极Y1的电压，则可防止电子运动，从而防止相邻显示行之间发生错误放电。
上述条件同样适用于设置在偶数Y电极Y2与奇数X电极X1之间的第四组Z电极Z4。
然后，向奇数X电极X1和偶数Y电极Y2施加具有电压+Vs的正保持放电脉冲131和137，向奇数Y电极Y1和偶数X电极X2施加具有电压-Vs的负保持放电脉冲133和135，向第一组Z电极Z1施加具有电压+Vz的正脉冲132，向第三组Z电极Z3施加具有电压-Vz的负脉冲136。在奇数X电极X1和第一组Z电极Z1处，上述的前一次保持放电形成正壁电荷，并且这些电荷产生的电压分别与电压+Vs和+Vz相加，在奇数Y电极Y1处，前一次保持放电所形成的负壁电荷产生的电压与电压-Vs相加，并在它们之间施加大电压。另外，在偶数X电极X2与第三组Z电极Z3处，保持寻址结束时的负壁电荷，并且这些电荷所产生的电压分别与电压-Vs和-Vz相加，在偶数Y电极Y2处，保持寻址结束时的正壁电荷，这些电荷产生的电压与电压+Vs相加，并在它们之间施加大电压。由此，在第一组Z电极Z1与奇数Y电极Y1之间小距离上以及第三组Z电极Z3与偶数Y电极Y2之间小距离上开始轻微的放电，以该放电作为触发，转变成在奇数X电极X1与奇数Y电极Y1之间较大距离上以及偶数X电极X2与偶数Y电极Y2之间较大距离上发生放电。当放电结束时，在奇数X电极X1和第一组Z电极Z1附近形成负壁电荷，在奇数Y电极Y1附近形成正壁电荷，在偶数X电极X2和在第三组Z电极Z3附近形成正壁电荷，在偶数Y电极Y2附近形成负壁电荷。
此时，在奇数Y电极Y1与偶数X电极X2之间以及奇数Y电极Y1与第二组Z电极Z1之间施加具有相同极性的电压，同样在偶数Y电极Y2与奇数X电极X1之间施加具有相同极性的电压，从而不发生放电。另外，在偶数Y电极Y2与第四组Z电极Z4之间施加电压Vs，不过如上所述不发生放电，防止相邻单元中产生的电子移动，防止发生错误的放电。
此外，向奇数X电极X1和偶数Y电极Y2施加具有电压-Vs的负保持放电脉冲，向奇数Y电极Y1和偶数X电极X2施加具有电压+Vs的正保持放电脉冲，向第一组Z电极Z1施加具有电压-Vz的负放电脉冲，并向第三组Z电极Z3施加具有电压+Vs的正保持放电脉冲。由此，如上所述，以奇数Y电极Y1与第一组Z电极Z1之间的放电作为触发，在奇数X电极X1与奇数Y电极Y1之间引起保持放电。另外，在偶数X电极X2和第三组Z电极Z3处，前一次保持放电形成正壁电荷，且这些电荷产生的电压分别与电压+Vs和+Vz相加，在偶数Y电极Y2处保持前一次保持放电的负壁电荷，这些电荷产生的电压与电压-Vs相加，并在它们之间施加大电压，产生保持放电。之后，通过施加保持放电脉冲同时颠倒极性，反复地发生保持放电。
如上所述，使第一次保持放电仅发生在奇数X电极X1与奇数Y电极Y1之间，在偶数X电极X2与偶数Y电极Y2之间不发生保持放电，从而，通过控制使保持放电仅发生在偶数X电极X2与偶数Y电极Y2之间，在奇数X电极X1与奇数Y电极Y1之间不发生保持放电，可使保持放电的次数彼此相等。
奇数场中的驱动波形如上面所述。对于偶数场中的驱动波形而言，向奇数Y电极Y1和偶数Y电极Y2施加与奇数场中相同的驱动波形，将奇数场中施加给偶数X电极X2的驱动波形施加给奇数X电极X1，将奇数场中施加给奇数X电极X1的驱动波形施加给偶数X电极X2，将奇数场中施加给第二组Z电极Z2的驱动波形施加给第一组Z电极Z1，将奇数场中施加给第一组Z电极Z1的驱动波形施加给第二组Z电极Z2，将奇数场中施加给第四组Z电极Z4的驱动波形施加给第三组Z电极Z3，将奇数场中施加给第三组Z电极Z3的驱动波形施加给第四组Z电极Z4。
上面说明了第三实施例中的PDP装置，并且第一和第二实施例中说明的变型例也适用于第三实施例中的ALIS系统PDP装置。例如，也可以使X放电电极和Y放电电极的与Z电极相对的边缘关于Z电极的延伸方向倾斜，并且在保持放电周期期间向Z电极施加窄脉冲驱动波形。
如上所述，根据本发明可减小放电开始电压，而不会降低发光效率，并提供一种能以较低成本实现高显示质量PDP装置的等离子体显示板。

Claims (11)

1. 一种等离子体显示板，包括：
第一基板；和
与第一基板相对设置的第二基板，在它们之间形成将放电气体密封在第一基板与第二基板之间的放电空间，
所述第一基板包括：
交替设置的多个第一总线电极和多个第二总线电极，设置成与每个第一总线电极相连的第一放电电极，以及设置成与每个第二总线电极相连的第二放电电极，以及
所述第二基板包括：
设置成与所述第一和第二总线电极相交的多个第三电极，
其中：
在所述第一放电电极与第二放电电极之间发生用于显示的主放电；
在所述第一放电电极与第二放电电极之间发生主放电的部分设置多个第四电极；以及
当沿着垂直于所述第一和第二基板的方向观看时，所述第一放电电极和第二放电电极与每一个第四电极的边缘相对，并且在一个单元内，彼此相对的第四电极与第一放电电极之间的距离以及彼此相对的第四电极与第二放电电极之间的距离之中至少一个距离是在包括Paschen极小值的条件下以连续地增大或减小中的任一种方式来改变的。
2. 如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述第一放电电极和第二放电电极其中至少一个具有与每个第四电极的边缘相对，且沿着与每个第四电极的所述边缘的延伸方向不同的方向直线延伸的边缘。
3. 如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述第一放电电极和第二放电电极其中至少之一具有距每个第四电极的边缘的距离逐渐改变的曲线边缘。
4. 如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述第四电极的边缘平行于所述第一和第二总线电极的延伸方向。
5. 如权利要求1所述的等离子体显示板，其中：
所述第一放电电极和第二放电电极都具有到每个第四电极边缘的距离逐渐改变的边缘；并且
将第四电极夹在中间的所述第一放电电极和第二放电电极的彼此相对的边缘之间的距离也是逐渐改变的。
6. 如权利要求1所述的等离子体显示板，其中：
所述第一放电电极和第二放电电极都具有到每个第四电极边缘的距离逐渐改变的边缘；并且
将第四电极夹在中间的所述第一放电电极与第二放电电极彼此相对的边缘之间的距离是恒定的。
7. 如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述第四电极由第四总线电极和与第四总线电极具有大致相同形状的放电电极组成。
8. 如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述第四电极形成在与形成所述第一和第二总线电极以及第一和第二放电电极相同的层中。
9. 如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述第四电极形成在与形成所述第一和第二总线电极以及第一和第二放电电极不同的层中。
10. 如权利要求1所述的等离子体显示板，其中：
与每个所述第二总线电极连接的第二放电电极引起在其自身与连接到两侧相邻第一总线电极的第一放电电极之一之间，以及其自身与另一个第一放电电极之间发生放电。
11. 一种等离子体显示装置，包括如权利要求1中所述的等离子体显示板，其中，在引起用于显示的主放电的保持放电时，在所述第四电极与第一放电电极之间的距离和第四电极与第二放电电极之间的距离其中至少之一上施加引发放电所需的电压，这两个距离都是逐渐改变的。
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