背景技术
近年来,等离子体显示装置已被预期认为是一种有希望的大尺寸薄彩色显示装置。尤其是AC表面放电型PDP是被投入使用的PDP中最通用的一种类型,因其有简单的结构和较高的可靠性。虽然本发明将主要通过利用常规的AC表面放电型PDP来进行解释,但本发明也同样可以用于其它类型的PDP。
图2是等离子体板一个实例的部分结构的分解图。形成在正面玻璃衬底(面对后面要解释的观察空间的衬底)内侧上的是透明的公共电极(以下称作X电极)22-1、22-2和透明的独立电极(以下称作Y电极或扫描电极)23-1、23-2。X总线电极24-1、24-2和Y总线电极25-1、25-2分别重叠在X电极22-1、22-2以及Y电极23-1、23-2上。另外,X电极22-1、22-2和Y电极23-1、23-2、X总线电极24-1、24-2和Y总线电极25-1、25-2被一种电介质26覆盖,并再被一个保护膜(也称作保护层)如氧化镁(MgO)覆盖。X电极22-1、22-2和Y电极23-1、23-2、X总线电极24-1、24-2和Y总线电极25-1、25-2统称为显示放电电极或显示电极(当表示一对X和Y电极时称作显示放电电极对或显示电极对)。
上文中,已解释了X电极22-1、22-2和Y电极23-1、23-2为透明电极,这是因为这样可以获得较亮(高亮度)的板,但无需赘述,并不总要求这些电极是透明的。氧化镁(MgO)被介绍为是一种具体的作为保护膜27的材料,但用作保护膜27的材料不限于氧化镁。保护膜27的目的在于保护显示放电电极和电介质26免受离子碰撞并通过入射离子导致的二次电极发射促进放电的启动和维持。其它的能够实现上述目的的材料也可以使用。以此种方式与电极、电介质、保护膜形成整体结构的正面玻璃衬底21称为前板。
另一方面,形成在后玻璃衬底28上的是电极29(以下称作A电极或定址电极),使得它们以直角与X电极22-1、22-2以及Y电极23-1、23-2立体交叉。电极29被电介质30覆盖,并且在电介质30上形成阻挡肋31,使得它们平行于A电极29延伸。另外,在由阻挡肋31的壁表面和电介质30的上表面形成的腔的内表面上涂布荧光物质32。以此种方式与A电极和电介质、保护膜形成整体结构的后玻璃衬底28称为后板。
等离子体板通过粘接设置有上述必要构件的前后板、填充一种形成等离子体的气体(放电气体)并再密封该板等步骤制备。无需赘述,必须粘结并密封前后板以确保包含放电气体的密封封装的气密性。
图3是在图2中箭头D1方向看到的图2所示PDP的截面图,图中表示了一个用作最小象素的单元,该单元的边界粗略地用虚线表示。以下也把这些单元称作放电单元。
在图3中,A电极29设置在两个阻挡肋31之间的中间位置,用于产生等离子体的气体(放电气体)包含在由前玻璃衬底21、后玻璃衬底28和阻挡肋31围成的放电空间33内。
此处,放电空间是一个在等离子体板的工作中产生显示放电、定址放电或预备放电(也称复位放电)的空间。具体地说,该放电空间是一个填充了放电气体的空间,在其间施加了一个放电所需的电场,有一个产生放电所需的空间扩展区域。另外,一个显示放电空间意味着一个发生显示放电的空间,具体地说,是一个填充有放电气体的空间,其间被施加了显示放电所必需的电场,有一个产生显示放电所必需的空间扩展区域。放电空间和显示放电空间是指一个包含在每个放电单元中的空间,或是包含在放电单元中的空间的总和。
在彩色PDP中,通常在单元内涂布红、绿和蓝三种荧光物质。涂布有三种不同荧光物质的三个一组的单元当作一个象素。具有多个这种连续或周期分布的单元或象素的空间称作显示空间。一种被称作等离子体显示板或等离子体板的装置包括显示空间并配置有其它必需的结构,如真空密封和用于外部连结的电极引线。以下也把等离子体板称作PDP。
在等离子体板中,一种整体制作的其间气密地密封放电气体的结构被称作基础等离子体板。在基础等离子体显示板中,发出用于显示的可见光的表面称作显示面,向其中辐射用于显示的可见光的空间称作观察空间。
如上所述,在基础等离子体板中,有一个包含连续分布的多个放电单元的空间,以下称作显示空间。显示空间在显示面上的投影被称作一个显示区Rp,放电空间在显示面上的投影称作放电区,显示放电空间在显示面上的投影被称作显示放电区。显示区Rp中除显示放电区以外的区域称作非显示放电区。放电单元在显示面上的投影称作单元区。
垂直于显示面的方向称作高度方向。在放电单元包括阻挡肋作为其构件的情况下,连结两个相邻的、其间夹有一个阻挡肋的放电单元的中心的连线的方向称作宽度方向,在平行于显示面的平面中垂直于宽度方向的方向称作长度方向。
阻挡肋宽度定义为在宽度方向测得的阻挡肋的宽度,阻挡肋宽度在阻挡肋高度方向上的平均值称作平均阻挡肋宽度Wrba。
在图2所示的常规等离子体板中,阻挡肋的长度方向大致在一个方向上取向,等离子体板的这种结构称作直线阻挡肋(straight-barrier-rib)结构。在另一种常规等离子体板中,阻挡肋的长度方向在至少两个方向上取向,即DR1和DR2,等离子体板的此种结构称作箱形阻挡肋(box-barrier-rib)结构。
图4是图2所示箭头D2方向中观察的图2所示PDP的截面图,图中表示了一个单元,该单元的边界粗略地用虚线表示。附图标记Wgxy表示显示电极对(X和Y电极)之间的间距,间距Wgxy称作显示电极间隙。在图4中,附图标记3表示电子,4表示正离子,5表示正壁电荷,6表示负壁电荷。
作为举例,图4示意性地图解了通过对Y电极23-1施加一个负电压并对A电极29和X电极22-1施加一个相对于Y电极23-1的正电压来首先产生放电,并再停止放电。这样导致形成一种有助于在Y电极23-1和X电极22-1之间启动放电的壁电荷,并且壁放电的形成称作定址。在此状态下,当对Y电极23-1和X电极22-1之间施加一个与前述相反极性的适当电压时,通过电介质26(和保护膜27)在两个电极之间的放电空间产生放电。放电停止之后,如果施加到Y电极23-1和X电极22-1之间的电压的极性反转,又产生新的放电。通过重复此过程,连续产生放电,这些放电被称作显示放电(或维持放电)。
图5是表示一种包含采用PDP的等离子体显示装置和与其耦合的视频信号源的图像显示系统的框图。驱动装置(也称作驱动电路)从视频信号源接收代表显示象幅的信号,并在下面解释的过程中把所述信号转变成PDP的驱动信号并驱动PDP。
图6A-6C表示在图2所示的PDP上显示一幅画面所需的一个TV场(TV field)(以下也简称为一个场)期间的操作。图6A是时序图。如图6A部分(I)所示,一个TV场40被分成分场41到48,每个有不同数量的多个发光时间。通过选择性地使分场中的一个或多个发光而产生灰度。
如图6A的部分II所示,每个分场包括一个预备放电阶段49,一个用于对要发光的单元定址的定址放电阶段50,和一个显示阶段(也称作发光显示阶段)51。
预备放电阶段49是一个匀化所有单元条件(用于建立它们的驱动特性的条件)和作为准备以保证它们的后续操作中的稳定性和可靠性的阶段。通常,在预备放电阶段执行预备放电、复位放电或总的定址放电(同时对整个显示区定址的放电)。
图6B是在图6A所示的定址放电阶段50期间施加到A电极、X电极和Y电极上的电压波形。波形52代表常规的定址放电阶段施加到A电极的电压V0(V),波形53代表施加到X电极的电压V1(V),波形54和55代表施加到第i个和第i+1个Y电极的电压V2(V)。当扫描脉冲56施加到第i个Y电极(在图6B中,扫描脉冲表示为地电势,但也可以选择为负电势)时,在一个位于第i个Y电极和定址电极29的交叉点处的单元中产生定址放电。甚至当对第i个Y电极施加扫描脉冲56时,如果A电极29处于地电势,则不产生定址放电。
通过这种方式,在定址放电阶段50每个Y电极被提供一次扫描脉冲,并且根据是否要发光而与扫描脉冲同步地分别供给电压V0或地电势给A电极。在已经产生定址放电的放电单元中,通过放电在电介质的表面和覆盖Y电极的保护膜上形成电荷。下述的显示放电的开和关借助于上述电荷产生的电场而被控制。即,已产生定址放电的单元充当发光单元,其余的单元充当非发光单元。
另一方面,还有另一种驱动方法,其中,产生定址放电的单元充当非发光单元(由上述总定址放电产生的壁电荷被定址放电消除),其余的单元充当发光单元。
图6C表示施加于X和Y电极之间的显示放电脉冲,X和Y电极在图6A所示的显示阶段51均同时充当显示电极(也称作显示放电电极)。X和Y电极分别被提供电压波形58和59。
幅度为V3(V)并且同样极性的脉冲被交替地施加给X电极和Y电极,其结果是在X和Y电极之间重复电压极性的反转。在此阶段X和Y电极之间放电气体中发生的放电被称作显示放电。此处,显示放电以脉冲式发生,它们的极性交替变化。
显示阶段外部施加到一个单元的显示电极-电极电压Vse(t)由下式表示:
Vse(t)=Vy(t)-Vx(t) (1)
此处,Vx(t)和Vy(t)为在显示阶段分别施加给X和Y电极,t表示时间。
施加的最大显示放电电压Vsemax定义为施加显示放电脉冲的时段内显示电极-电极电压Vse(t)的最大绝对值|Vset(t)|。在图6c中,Vsemax为V3(V)。但是,在实际施加给显示电极的电压波形由于包含在从电源到等离子体板的电路途中的电容、电感和电阻等而发生畸变,从而不象图6c所示情形那样为矩形的情况下,V3表示在施加显示放电脉冲时的一个时段上的显示电极电压的平均值,因此Vsemax有一个不同于V3的幅度。
通常,用于产生显示放电脉冲的装置设置在图5所示的驱动装置中。图7展示了其概要。用于产生显示放电脉冲的装置其构件包括直流电压供给装置即显示放电直流电源和设置在显示放电直流电源和显示电极之间的开关电路(图7中的电路X,Y)。显示放电直流电源可以由纯电容形成,或者可以由纯接地电极(接地互连线)形成。开关电路用于从包括地电势的显示放电直流电源的输出电压中选择电压并将选取的电压施加给显示电极。显示放电直流电源电压Vsdc定义为分别从两个显示放电直流电源输出的两个电压之差的最大绝对值。显示放电直流电源电压Vsdc的幅度约等于V3。但是,在实际施加给显示电极的电压波形由于包含在从电源到等离子体板的电路途中的电容、电感和电阻等而变形,从而不象图6c所示情形那样为矩形时,Vsdc有一个不同于V3的幅度。
在上面的解释中,结合一个驱动系统解释了显示放电,其中定址放电阶段和显示阶段彼此分开,即该驱动系统为定址和显示阶段分开的驱动系统(Address and Display Periods Separated DrivingSystem),但是显示放电的实质在于意图产生显示所需的光发射,因此无需赘述,这种放电在其它驱动系统中也被认做显示放电。
例如,在上述驱动系统(定址和显示阶段分开的驱动系统)中,定址放电阶段和发光显示阶段分别同步提供给整个显示区。但是,还有一种驱动系统,其中在给一些扫描电极(Y电极)提供定址放电阶段的同时,给其它的扫描电极(Y电极)提供发光显示阶段,并且反之亦然,此驱动系统被称作同步定址和显示驱动系统(Simultaneous Address and Display Driving System)。
在上述常规技术中,采用了所谓的逐行扫描驱动系统,显示区中所有的放电单元都被用于在每个场阶段显示一个图像。另一方面,也可以使用所谓的隔行扫描驱动系统。在隔行扫描驱动系统中,等离子体板的放电单元被分成两类(例如A组和B组),图像显示通过在连续场上交替使用A组和B组的放电单元来进行。例如,连续场被分成奇数场和偶数场,图像显示在奇数场上利用A组的放电单元,在偶数场上利用B组的放电单元进行。另外,在第三种驱动系统中,相同的扫描电极(Y电极)可以用于驱动奇数场和驱动偶数场。采用应用隔行扫描驱动系统或上述第三种驱动系统的等离子体板的等离子体显示装置称作ALIS(表面交替发光)型等离子体显示装置。Kanazawa,Y.,T.Ueda,S.Kuroki,K.Kariya和T.Hirose:“high-Resolution Interlaced Addressing for Plasma Displays”,1999 SIDInternational Symposium Digest of Technical Papers,VolumeXXX,14.1,pp.154-157(1999)中详细报道了ALIS型等离子体显示装置。
发明内容
等离子体显示装置包括一个等离子体显示板,作为其构件,等离子体显示板至少有多个放电单元,通过放电在放电单元中建立等离子体,并且通过由等离子体的作用产生的可见光产生图像显示。利用等离子体的作用产生可见光的方法包括利用等离子体本身产生的可见光的方法,和利用等离子体产生的紫外线激发的荧光物质发射的可见光的方法。通常后一种方法被用于等离子体显示装置。
在这些等离子体显示装置中强烈希望的技术改进是关于发光效能h的改进。H是显示屏发射的总光通量(正比于亮度、显示面积和立体角之积)除以输入到显示板用于产生显示的总电功率,并且通常以流明每瓦特来计。发光效能越高,就可以通过输入到显示板的较小功率实现更亮的显示屏。因此,希望在等离子体显示装置中有较高的发光效能。
在等离子体显示装置的重要性能特性中,有一个对比度C。该对比度C定义如下:
C=Bpon/Boff (2)
此处,Bpon是在产生最大亮度的显示时获得的亮度值,
Boff是在产生黑显示时获得的亮度值,
Bpon和Boff的单位表示为cd/m2,和
亮度通常由光度计测量。
对比度C根据它们的测量条件分类为亮室对比度Cb和暗室对比度Cd。亮室对比度Cb是在良好的光照环境下(通常假设为起居室,即周围室内照明产生150-200lx)测得的对比度,暗室对比度Cd是在暗室中测得的对比度。
利用方程(2)算出的对比度越高,可以产生的图像越清晰和越漂亮。即,等离子体显示装置希望有较高的对比度。
在等离子体显示装置的情况下,当在暗室中产生黑显示时测得的亮度Boff并非总是零。原因在于在预备放电阶段(也称作复位放电或总定址放电)的预备放电、或是定址放电阶段的定址放电产生对于显示图像来说并不总是需要的光发射。因此,在等离子体显示装置的情况下,暗室对比度不是无限而是有限的,由下式表示:
Cd=Bpond/Boffd (3)
此处,Bpond是在暗室中产生最大亮度的显示时测得的亮度(cd/m2),和
Boff是在暗室中产生黑显示时测得的亮度(cd/m2)。
暗室对比度Cd通过增大Bpond或减小Boffd而增大,并且由单元的结构或放电特性决定。
另一方面,亮室对比度通常利用一个其透射特性受到控制的滤光片来增大。如下所述,当透射因子α降低、从而增大亮室对比度Cb时,采用该滤光片情况下的发光效能、即装置发光效能hs随着α的降低而降低。即,在常规等离子体显示装置的情况下,必需在设置的亮度效率hs和亮室对比度Cb之间进行折衷,因此很难同时实现较高的设置亮度效率hs和较高的亮室对比度Cb。
根据本发明的等离子体显示装置减少了由其亮度效率和其亮室显示对比度之间的折衷强加的限制,并且实现了一种具有较高的设置亮度效率(即能够产生低功耗的高亮度显示图像)、产生较高亮室对比度的等离子体显示装置。
下面解释本说明书中公开的本发明代表性方面的概述。
(1)包括一个等离子体板和用于驱动等离子体板的驱动电路的等离子体显示装置,所述的等离子体板设置有多个放电单元,这些放电单元中的每一个包括:至少一个X电极和一个Y电极,用于产生显示放电;一个电介质膜,用于至少部分地覆盖X电极和Y电极;一种放电气体,填充在放电空间中;和一种荧光物质,用于通过由放电气体的放电产生的紫外线激发而发射可见光,其特征在于Vsemax处于200V-1000V的范围内,其中Vsemax是在对X电极和Y电极施加显示放电脉冲以产生显示放电的显示阶段中,X电极和Y电极之间电压差的最大绝对值;在等离子体板中,显示放电区域面积比Ad满足0.05≤Ad≤0.4,此处,在等离子体板中,显示面是一个从其发射用于显示的可见光的表面,观察空间是用于显示的可见光从显示面辐射到其中的空间,显示空间是包含所述多个连续分布的放电单元的空间,显示区Rp是显示空间在显示面上的投影,Sp是显示区Rp的面积,显示放电空间是放电空间中产生显示放电的一部分,显示放电区是显示放电空间在显示面上的投影,Rd表示显示区Rp中显示放电区域的集合,Sd是集合Rd的面积;并且Ad=Sd/Sp;并且至少在所述多个放电单元的一些中,当白光从观察空间进入非显示放电区中时,从非显示放电区发出的光能量与所述白光能量之比等于或小于0.2,此处,单元区是所述多个放电单元中的一个在显示面上的投影,并且非显示放电区是所述单元区中除显示放电区以外的一部分。
(2)等离子体显示装置包括一个等离子体板和一个用于驱动等离子体板的驱动电路,所述的等离子体板配置有多个放电单元,这些放电单元中的每一个包括:至少一个X电极和一个Y电极,用于产生显示放电;一个电介质膜,用于至少部分地覆盖X电极和Y电极;一种放电气体,填充在放电空间中;和一种荧光物质,用于通过由放电气体的放电产生的紫外线激发而发射可见光,其特征在于Vsemax处于200V-1000V的范围内,其中Vsemax是在对X电极和Y电极施加显示放电脉冲以产生显示放电的显示阶段中,X电极和Y电极之间电压差的最大绝对值;其中,多个放电单元中的至少一些配置有一个黑色区域,当白光从观察空间进入显示面时,该区域中从显示面发射的光能量与进入到该显示面中的白光能量之比等于或小于0.2,此处,显示面是从其发射用于显示的可见光的面,观察空间是从显示面辐射的用于显示的可见光进入其中的空间,黑色区域面积比Ab满足下列不等式:0.95≥Ab≥0.5,此处,显示空间是一个包含所述多个连续分布的放电单元的空间,显示区Rp是显示空间在显示面上的投影,Sp是显示区Rp的面积,Rb表示显示区Rp中所述黑色区域的集合,Sb是显示面中所述黑色区域集合Rb的面积,并且Ab=Sb/Sp。
(3)等离子体显示装置包括一个等离子体板和一个用于驱动等离子体板的驱动电路,所述的等离子体板配置有多个放电单元,这些放电单元中的每一个包括:至少一个X电极和一个Y电极,用于产生显示放电;一个电介质膜,用于至少部分地覆盖X电极和Y电极;一种放电气体,填充在放电空间中;和一种荧光物质,用于通过由放电气体的放电产生的紫外线激发而发射可见光,其特征在于Vsemax处于200V-1000V的范围内,其中Vsemax是在对X电极和Y电极施加显示放电脉冲以产生显示放电的显示阶段中,X电极和Y电极之间电压差的最大绝对值;其中,所述多个放电单元中的至少一些配置有一个反射率等于或小于0.5×βmax的黑色区域,此处,在等离子体板中,显示面是一个从其发射用于显示的可见光的表面,观察空间是用于显示的可见光从显示面向其中辐射的空间,反射率是当白光从观察空间进入显示面时,从显示面发射的光能量与进入到显示面中的白光能量之比,βmax是所述多个放电单元中至少一些中的每一个各自的最大反射率,并且黑色区域面积比Ab满足下列不等式:0.95≥Ab≥0.5,此处,显示空间是一个包含所述多个连续分布的放电单元的空间,显示区Rp是显示空间在显示面上的投影,Sp是显示区Rp的面积,Rb表示显示区Rp中所述黑色区域的集合,Sb是显示面中所述黑色区域集合Rb的面积,并且Ab=Sb/Sp。
(4)等离子体显示装置包括一个等离子体板和一个用于驱动等离子体板的驱动电路,所述的等离子体板配置有多个放电单元,这些放电单元中的每一个包括:至少一个X电极和一个Y电极,用于产生显示放电;一个电介质膜,用于至少部分地覆盖X电极和Y电极;一种放电气体,填充在放电空间中;和一种荧光物质,用于通过由放电气体的放电产生的紫外线激发而发射可见光,其特征在于Vsemax处于200V-1000V的范围内,其中Vsemax是在对X电极和Y电极施加显示放电脉冲以产生显示放电显示阶段中,X电极和Y电极之间电压差的最大绝对值;其中,平均反射率β满足0.02≤β≤0.2,此处,在等离子体板中,显示面是从其发射用于显示的可见光的表面,观察空间是用于显示的可见光从显示面辐射到其中的空间,显示空间是包含所述多个连续分布的放电单元的空间,显示区Rp是显示空间在显示面上的投影,反射率是当白光从观察空间进入显示区Rp中时从显示区Rp发射的光的能量与进入到显示区Rp中的白光能量之比,并且平均反射率β是在所述显示区上平均的反射率。
(5)根据(1)所述的等离子体显示装置,其特征在于所述的驱动电路包括一个直流电源,用于输出多个包含地电势的用以形成显示放电脉冲的电压;和一个开关电路,耦合在直流电源和所述X与Y电极之间,并且Vsdc处于200V-1000V范围内,此处Vsdc定义为显示阶段输出的多个电压的最大值和最小值之间的电压差绝对值。
(6)根据(2)所述的等离子体显示装置,其特征在于所述的驱动电路包括一个直流电源,用于输出多个包含地电势的用以形成显示放电脉冲的电压;和一个开关电路,耦合在直流电源和所述X与Y电极之间,并且Vsdc处于200V-1000V范围内,此处Vsdc定义为显示阶段输出的多个电压的最大值和最小值之间的电压差绝对值。
(7)根据(3)所述的等离子体显示装置,其特征在于所述的驱动电路包括一个直流电源,用于输出多个包含地电势的用以形成显示放电脉冲的电压;和一个开关电路,耦合在直流电源和所述X与Y电极之间,并且Vsdc处于200V-1000V范围内,此处Vsdc定义为显示阶段输出的多个电压的最大值和最小值之间的电压差绝对值。
(8)根据(4)所述的等离子体显示装置,其特征在于所述的驱动电路包括一个直流电源,用于输出多个包含地电势的用以形成显示放电脉冲的电压;和一个开关电路,耦合在直流电源和所述X与Y电极之间,并且Vsdc处于200V-1000V范围内,此处Vsdc定义为显示阶段输出的多个电压的最大值和最小值之间的电压差绝对值。
(9)根据(1)所述的等离子体显示装置,其特征在于所述的放电气体包含比例aXe等于或大于0.1的Xe气体,此处ng是放电气体的粒子(原子或分子)体密度,nXe是Xe气体的粒子体密度,aXe=nXe/ng。
(10)根据(2)所述的等离子体显示装置,其特征在于所述的放电气体包含比例aXe等于或大于0.1的Xe气体,此处ng是放电气体的粒子(原子或分子)体密度,nXe是Xe气体的粒子体密度,aXe=nXe/ng。
(11)根据(3)所述的等离子体显示装置,其特征在于所述的放电气体包含比例aXe等于或大于0.1的Xe气体,此处ng是放电气体的粒子(原子或分子)体密度,nXe是Xe气体的粒子体密度,aXe=nXe/ng。
(12)根据(4)所述的等离子体显示装置,其特征在于所述的放电气体包含比例aXe等于或大于0.1的Xe气体,此处ng是放电气体的粒子(原子或分子)体密度,nXe是Xe气体的粒子体密度,aXe=nXe/ng。
(13)根据(1)所述的等离子体显示装置,还包括多个阻挡肋,其特征在于所述多个阻挡肋大致在一个方向上延伸,在垂直于所述一个方向的方向上分布,并且形成所述多个放电单元的一部分,并且至少在一些放电单元中,所述多个阻挡肋在其高度上平均的平均宽度为0.1mm或更大。
(14)根据(2)所述的等离子体显示装置,还包括多个阻挡肋,其特征在于所述多个阻挡肋大致在一个方向上延伸,在垂直于所述一个方向的方向上分布,并且形成所述多个放电单元的一部分,并且至少在一些放电单元中,所述多个阻挡肋在其高度上平均的平均宽度为0.1mm或更大。
(15)根据(3)所述的等离子体显示装置,还包括多个阻挡肋,其特征在于所述多个阻挡肋大致在一个方向上延伸,在垂直于所述一个方向的方向上分布,并且形成所述多个放电单元的一部分,并且至少在一些放电单元中,所述多个阻挡肋在其高度上平均的平均宽度为0.1mm或更大。
(16)根据(4)所述的等离子体显示装置,还包括多个阻挡肋,其特征在于所述多个阻挡肋大致在一个方向上延伸,在垂直于所述一个方向的方向上分布,并且形成所述多个放电单元的一部分,并且至少在一些放电单元中,所述多个阻挡肋在其高度上平均的平均宽度为0.1mm或更大。
(17)根据(1)所述的等离子体显示装置,还包括多个阻挡肋,其特征在于所述多个阻挡肋在两个彼此交叉呈网格图形的方向上延伸,形成所述多个放电单元的一部分,并且至少在一些放电单元中,在所述多个至少在所述两个方向中的至少一个方向上延伸的阻挡肋中,所述多个阻挡肋在其高度上平均的平均宽度为0.1mm或更大。
(18)根据(2)所述的等离子体显示装置,还包括多个阻挡肋,其特征在于所述多个阻挡肋在两个彼此交叉呈网格图形的方向上延伸,形成所述多个放电单元的一部分,并且至少在一些放电单元中,在所述多个至少在所述两个方向中的至少一个方向上延伸的阻挡肋中,所述多个阻挡肋在其高度上平均的平均宽度为0.1mm或更大。
(19)根据(3)所述的等离子体显示装置,还包括多个阻挡肋,其特征在于所述多个阻挡肋在两个彼此交叉呈网格图形的方向上延伸,形成所述多个放电单元的一部分,并且至少在一些放电单元中,在所述多个至少在所述两个方向中的至少一个方向上延伸的阻挡肋中,所述多个阻挡肋在其高度上平均的平均宽度为0.1mm或更大。
(20)根据(4)所述的等离子体显示装置,还包括多个阻挡肋,其特征在于所述多个阻挡肋在两个彼此交叉呈网格图形的方向上延伸,形成所述多个放电单元的一部分,并且至少在一些放电单元中,在所述多个至少在所述两个方向中的至少一个方向上延伸的阻挡肋中,所述多个阻挡肋在其高度上平均的平均宽度为0.1mm或更大。
(21)根据(17)所述的等离子体显示装置,其特征在于当z轴画在所述多个阻挡肋的高度方向时,绝对值|zY-zX|为0.2mm或更大,zX是X电极的z轴坐标,zY是Y电极的z轴坐标。
(22)根据(18)所述的等离子体显示装置,其特征在于当z轴画在所述多个阻挡肋的高度方向时,绝对值|zY-zX|为0.2mm或更大,zX是X电极的z轴坐标,zY是Y电极的z轴坐标。
(23)根据(19)所述的等离子体显示装置,其特征在于当z轴画在所述多个阻挡肋的高度方向时,绝对值|zY-zX|为0.2mm或更大,zX是X电极的z轴坐标,zY是Y电极的z轴坐标。
(24)根据(20)所述的等离子体显示装置,其特征在于当z轴画在所述多个阻挡肋的高度方向时,绝对值|zY-zX|为0.2mm或更大,zX是X电极的z轴坐标,zY是Y电极的z轴坐标。25
(25)根据(21)所述的等离子体显示装置,其特征在于非孔径表面的面反射率为80%或更大,此处,包围显示放电空间的实体壁称作显示放电空间的内表面,显示放电空间的向观察空间中发射用于显示的可见光的一部分内表面称作孔径表面,显示放电空间除孔径表面以外的一部分内表面称作非孔径表面,所述非孔径表面面反射率定义为在所述非孔径表面上平均的非孔径表面的面反射率。
(26)根据(22)所述的等离子体显示装置,其特征在于非孔径表面的面反射率为80%或更大,此处,包围显示放电空间的实体壁称作显示放电空间的内表面,显示放电空间的向观察空间中发射用于显示的可见光的一部分内表面称作孔径表面,显示放电空间除孔径表面以外的一部分内表面称作非孔径表面,所述非孔径表面面反射率定义为在所述非孔径表面上平均的非孔径表面的面反射率。
(27)根据(23)所述的等离子体显示装置,其特征在于非孔径表面的面反射率为80%或更大,此处,包围显示放电空间的实体壁称作显示放电空间的内表面,显示放电空间的向观察空间中发射用于显示的可见光的一部分内表面称作孔径表面,显示放电空间除孔径表面以外的一部分内表面称作非孔径表面,所述非孔径表面面反射率定义为在所述非孔径表面上平均的非孔径表面的面反射率。
(28)根据(24)所述的等离子体显示装置,其特征在于非孔径表面的面反射率为80%或更大,此处,包围显示放电空间的实体壁称作显示放电空间的内表面,显示放电空间的向观察空间中发射用于显示的可见光的一部分内表面称作孔径表面,显示放电空间除孔径表面以外的一部分内表面称作非孔径表面,所述非孔径表面面反射率定义为在所述非孔径表面上平均的非孔径表面的面反射率。
(29)一种图像显示系统,采用根据(1)的等离子体显示装置。
(30)一种图像显示系统,采用根据(2)的等离子体显示装置。
(31)一种图像显示系统,采用根据(3)的等离子体显示装置。
(32)一种图像显示系统,采用根据(4)的等离子体显示装置。
具体实施方式
在解释根据本发明的实施例之前,先解释由本发明人研究的各项结果。
通常利用一种光透射特性得到控制的滤光片来提高上述亮室对比度Cb。图8是其结构的概要图。下面解释通过利用滤光片提高亮室对比度Cb的原理。
在图8所示的结构中,标为“等离子体板”的部分通常对应于基础等离子体板,有时也称作一个模块。
在图8所示的结构中,当在图8所示的观察方向观看显示图像时,亮室对比度Cb大致表示为:
Cb=(Bponm×α+Br×α2×β)/(Boffm×α+Br×α2×β)(4)
此处,Bponm(cd/m2)为暗室中在没有滤光片时产生最大亮度的显示时获得的亮度值(即,只有一个等离子体板),即模块亮度或模块亮度峰值;
Boffm(cd/m2)为暗室中在没有滤光片、即只有一个等离子体板时产生黑色显示时获得的亮度值;
Br(cd/m2)为亮室中由外部光线在滤光片的正表面(观察方一侧的表面)上虚全反射面(面反射率100%的漫反射面)上产生的亮度;
α为滤光片的透射因子;和
β为在等离子体板的显示区中一个表面上平均的面反射率,即显示区面反射率。
当L(lx)为亮室的环境亮度时,Br=L/π≈3.14cd/m2。
在入射到物体表面(入射面)上的部分光作为反射光离开该表面的一个系统中,面反射率就是反射光的能量与入射光的能量之比,而在入射到物体表面(入射面)上的部分光作为透射光透过物体的系统中,透射因子是透射光能量与入射光能量之比。
原则上,可以以入射光波长量级的精度在任何位置处定义和测量面反射率和透射因子。通常,面反射率和透射因子作为入射面上位置的函数分别利用面反射仪和透射仪进行测量。
通常,面反射率和透射因子是入射光波长的函数。因此,面反射率β和透射因子α是通过考虑室内环境可见光范围的光谱和人眼的标准发光度曲线后确定的平均值。为了方便起见,面反射率β和透射因子α可以是在500nm-600nm波长范围上的平均值,人眼在该范围内有很强的亮度感觉。
在方程(4)中,假设可见光在滤光片的表面上没有反射。
当用零替换方程(4)中的Br时,Cb给出暗室对比度Cd。
Cd=Bponm/Boffm (5)
在方程(4)中,在通常的亮室条件(亮室环境亮度L=150-200lx)下,
Bponm×α>>Br×α2×β,
Boffm×α<<Br×α2×β
因此方程(4)给出:
Cb≈Bponm/(Br×α×β) (6)
即,当因子α减小,Bponm、Br和β固定时,亮室对比度Cb与滤光片的透射因子α反比例增大。这就是通过利用滤光片提高亮室对比度的原理。
下面将讨论发光效能。发光效能h分为两类:在不采用滤光片情况(即,图8中只有等离子体板)下的发光效能hm和采用一个滤光片的情况(即如图8中采用滤光片)下的发光效能hs。
hm=π×Bponm×Sp/Pp (7)
hs=π×Bponm×α×Sp/Pp (8a)
=α×hm (8b)
此处,
hm是不采用滤光片时测得的发光效能(lm/W),也称作模块发光效能;
hs是采用滤光片时测得的发光效能(lm/W),也称作装置发光效能;
π是关于周周长与其直径的圆周率;
Sp是发光显示区的面积(m2);
Pp是输入到等离子体板的电功率(W);并假设发光是良好的漫射发光。
方程(7)、(8a)和(8b)表示产生最大亮度的显示的情形,并且对于表现任意灰度级的显示方程(8b)的关系都成立。
在上述两类发光效能中,最终重要的一个是必须的装置发光效能。方程(8b)表示即使在模发光效能hm保持恒定时,如果滤光片的透射率α减小而使得亮室对比度Cb增大,则装置发光效能hs与滤光片透射因子α正比例减小。
这也就是说在常规等离子体显示装置的情况下,在装置发光效能hs和亮室对比度Cb之间有一个折衷,并且因此很难同时实现较高的装置发光效能和较高的亮室对比度。
本发明的目的在于实现一种具有较高的装置发光效能(即,能够以较低的功耗提供高亮显示图像)并产生较高的亮室对比度的等离子体显示装置。
下文中将首先讨论增大等离子体显示装置发光效能的技术,然后再讨论不降低滤光片透射因子α而增大亮室对比度的技术。
提高等离子体显示装置发光效能的最重要一点是通过放电增大紫外线产生效率。这在本发明人Suzuki,K.,N.Uemura,S.Ho,和M.Shiiki发表的论文“Ultraviolet Ray Production Efficiency of AC-PDPs”Monthly Magazine Display,Vol.7,No.5,pp.48-53(May,2001)和Suzuki,K.,N.Uemura,S.Ho,和M.Shiiki:“Ultraviolet ProductionEfficiency of AC-PDPs and Way to increase It”,3rd InternationalConference on Atomic and Molecular Data and Their ApplicationsICAMDATA,AIP Conference Proceeding,Vol.636,pp.75-84(2002)中有所报道。紫外线产生效率hvuv是放电产生的紫外线瓦特数与输入给等离子体板的电功率之比。
本发明人和其它人员进行的理论研究清楚地表明有两种基本的方式提高紫外线产生效率:(1)降低放电的电子温度Te,和(2)增大放电气体中Xe的比例aXe。这些研究在本发明人Suzuki,K.,Y.Kawanami,N.Uemura,S.Ho,N.Uemura,Y.Yajima,N.Kouchi andY.Hatano发表的论文“Theoretical formulation of the VUVproduction efficiency in a plasma displaypanel,”J.Appl.Phys.,Vol.88,pp.5605-5611(2000)中所有报道。在上述的研究中,假设放电中紫外线产生原子为Xe原子,如同由Ne和Xe组成的(Ne+Xe)气体混合物以及由Ne、Xe和其它原子或分子气体组成的其它气体混合物中一样。
放电气体中的Xe比例aXe定义为nXe/ng之比,此处ng为放电气体粒子(原子或分子)的体密度,nXe是包含在放电气体中的Xe气体粒子体密度。例如通过质谱仪分析放电气体的组成原子或分子来测量粒子的体密度ng和nXe。常规的Xe比例aXe通常为4%~6%。
本发明人的进一步研究表明,在上述(1)中降低放电的电子温度Te的最有效方法是(1a),提高放电中的pd积。pd积是放电气体的压强p与放电电极之间距离的乘积。放电气体的压强p可以通过例如压强计测得。放电电极之间的距离例如是图2中所示常规等离子体显示器中用作显示电极的X和Y电极之间的距离。在电极在跨过两电极之间间隔的方向上缩进的情况下,距离d是两电极中发生有效放电的部分之间的距离。
本发明人的研究结果概括如下:
A1:提高等离子体显示装置发光效能(紫外线产生效率)最有效的方法基本上分为两种:(1a)增大放电中的乘积pd;和(2)增大放电气体的Xe比例aXe。图9A和9B表示就紫外线产生效率的相对值而言上述两种方法的效果。
在此要注意的重要事实如下:
A2:通过增大发光效能h的两种方法增大显示放电电压Vs,这两种方法是(1a)增大放电中的乘积pd,和(2)增大放电气体的Xe比例aXe。图9A和图9B图示了效果。图9A表示乘积pd在Xe比例aXe=4%的条件下变化时的紫外线产生效率和显示放电电压Vs,图9B表示在乘积pd=200Torr×mm时,Xe比例aXe变化时的紫外线产生效率和显示放电电压Vs。
此处,显示放电电压Vs是施加到显示电极之间用于维持显示放电的有效电压,更具体地说,大致是施加的最大显示放电电压Vsemax,或为显示放电直流电源电压Vsdc.常规地,显示放电电压Vs处于150V~180v范围内。
如图9A和9B所示,显示放电电压Vs需要等于或高于200V以使得紫外线产生效率足够高。另外,为了提高上述效果,需要选择显示放电电压Vs等于或高于220V。另外,例如为了同时实现高pd乘积和高Xe比例的效果,需要显示放电电压Vs为220V或更高,最好为260V或更高。
下面讨论输入到等离子体板的放电电功率Pp。
输入到等离子体板的放电电功率Pp由下列方程表示:
Pp=Nc×Pc (9)
Pc=2×Fdr×Cse×Vs2 (10)
此处,
Pp=输入到等离子体板的放电电功率(W),
Pc=输入到一个放电单元的放电电功率(W),
Nc=等离子体板中的放电单元数(显示空间),
Fdr=驱动频率(Hz),
Cse=形成在一个放电单元中的显示电极电容(F),和
Vs=显示放电电压(V)。
驱动频率Fdr是单位时间(一秒)周期性给显示电极施加电压的次数。显示电极电容Cse是一个放电单元内由(X或Y电极)与保护膜27表面上的虚电极(virtual electrode)通过电介质26和保护模27而形成的电容。显示电极电容Cse由下式表示:
Cse=ε×Sse/Dsif (11)
此处,
ε=电介质26和保护膜27的组合的平均介电常数(CV-1m-1),
Sec=显示电极面积(m2),一个放电单元内显示电极(X或Y电极)的面积,和
Dsif=电介质26和保护膜27的厚度之和(m)。
从方程(9)、(10)和(11)来看,输入到等离子体板的放电电功率Pp由下式表示:
Pp=2×Nc×ε×Fdr×(Sse/Dsif)×Vs2 (12)
固定其它的条件,之后,当要实现对等离子体板输入相同的放电电功率Pp时,显示电极面积Sse与显示放电电压Vs的平方成反比。也即,当显示放电电压增大时,即使显示电极面积Sse与显示放电电压Vs反比例减小,也可以对等离子体板输入相同量的放电电功率。
从方程(8a)还看出,
Bpons=hs×Pp/(π×Sp) (13)
Bpons=Bponsm×α (14)
此处,Bpons是采用滤光片并且在暗室中产生最大显示亮度时测得的亮度(cd/m2),即装置亮度或装置峰值亮度。
因此,在上述方法中,即使当显示电极面积Sse减小时,如果可以将输入到等离子体板的放电电功率Pp保持固定,则等离子体显示装置的发光亮度也可以保持固定。
通常认为即使发光效能提高,也不希望采用该方法,因为显示放电电压Vs增大并且由此增大了电路的成本。但是,本发明人的各种研究表明有下列显著的优点。
A3:当显示放电电压Vs增大而至少发光效能hs保持固定时,即使显示电极面积Sse与Vs2反比例减小,也可以确保输入到等离子体板的放电电功率Pp的固定量以及固定的发光亮度。
通过根据上述的发现A1、A2和A3所作的进一步研究,本发明人发明了一项实现一种提供较高装置发光效能(即,以较低的功耗产生高亮显示图像)并产生较高亮室对比度的等离子体显示装置的技术。在下将对其基本构思进行解释。
首先,改进技术的困难由方程(6)、(8b)和(14)表明。如上所述,即使当模块发光效能和模块亮度保持固定时,如果滤光片的透射因子α减小以提高亮室对比度Cb(见方程(6))时,装置发光效能hs和装置亮度Bpons与α成正比降低(见方程(8b)和(14))。
但是,通过进一步研究方程(6)、(8b)和(14),有下列发现
A4:如果可以使等离子体板显示区的面反射率β较小,则可以不降低装置发光效能或装置亮度Bpons而提高亮室对比度Cb。
显示区的面反射率β是在显示区上平均的平均面反射率。增大显示区面反射率β的主要因素是由放电区占据的显示面的面积(即放电区面积)与显示区占据的显示面的面积(即显示区面积)的比例(即,放电区面积比))。尤其重要的是显示放电区面积(即,显示放电区占据的显示面的面积)与显示区面积的比例(即,显示放电区面积比)。原因在于形成放电区的放电空间(尤其是显示放电空间)是产生显示放电的空间,配置有在较宽面积上延伸的荧光物质,以把显示放电产生的紫外线转变成可见光。
通常荧光物质层具有较高的反射率,以有效地利用荧光物质产生的可见光。也就是说,当从外面观察时荧光层显白。另外,放电空间的结构本身构造成将荧光层产生的可见光有效地发射到观察空间中。也就是说,当从外面观察时荧光层显白,因此放电区的反射率较高。因此,当放电区面积比(尤其是显示放电区面积比)增大时,显示区的面反射率β增大。显示放电区面积比Ad由下式表示:
Ad=Sd/Sp (15)
此处,Sd=显示放电区面积(m2),和
Sp=显示区面积(m2)。
常规的,显示放电区面积比为45%或更大,因此,常规的显示区面反射率β为25%或更多。
显示区的显示放电区面积比Ad和面反射率β由每个放电单元中的显示放电区面积Sd和显示电极面积Sse决定。也即:
A5:如果减小显示电极的面积Sse,则显示放电区面积Sd减小,并导致显示区的面反射率β较小。
只有在将上述事实结合新发明依次阐明的A1至A5放在一起理解才能理解下面的事实A6。
A6:发光效能hs和显示放电电压Vs通过(1a)增大放电中的乘积pd或(2)增大放电气体的Xe比例aXe而增大,由此可以通过大致与Vs2成反比例地减小显示电极面积Sse来使得等离子体板的显示区的面反射率β和显示放电区面积比Ad较小。因此,这使得可以增大装置发光效能hs、装置亮度Bpons和亮室对比度Cb。这就是本发明的基本原理。
如图9A和9B所示,当发光效能hs通过(1a)增大放电中的乘积pd或(2)增大放电气体的Xe比例aXe而增大时,根据所需的发光效能hs,显示放电电压Vs增大到200V或更大、220V或更大、240V或更大、260V或更大,而常规的显示放电电压Vs处于150V~180V的范围内。另一方面,由于装置结构及其材料的耐压所产生的限制,允许的显示放电电压Vs等于或低于1000V。因此,根据所需的各项指标,显示放电区面积比Ad可以减小到40%或更小、35%或更小、30%或更小、20%或更小,而常规的显示放电区面积比为45%或更大(在ALIS型等离子体显示装置情况下为65%或更大),并且,根据所需的各项指标,显示区的面反射率β可以减小到20%或更小、17%或更小、15%或更小、10%或更小,而常规的显示区面反射率为25%或更大。
下文中将通过参考附图对本发明的实施例做详细的解释。用于解释实施例的所有附图中,相同的附图标记或符号用于表示在上述现有技术中功能类似部件或部分,并且省去对它们的重复解释。
实施例1
图1是根据本发明的实施例1中基本等离子体板的截面图,与表示现有技术的图3类似。放电空间33由保护膜27和荧光物质32包围。图1中,阻挡肋31的宽度方向处于横向,阻挡肋31的高度方向处于垂直于宽度方向的方向,即,处于图1的垂直方向,并且z轴画在高度方向。垂直于宽度方向和高度方向的方向、即垂直于纸面的方向是阻挡肋31的长度方向。
Wds(z)和Wrb(z)分别是在宽度方向上测得的放电空间的宽度和阻挡肋的宽度。放电空间宽度Wds(z)和阻挡肋宽度Wrb(z)是高度即z座标的函数。Hds和hrb分别是在高度方向测得的放电空间的高度和阻挡肋的高度。平均放电空间宽度Wdsa是在放电空间高度hds上平均的放电空间宽度Wds(z),平均阻挡肋宽度Wrba是在阻挡肋高度hrb上平均的阻挡肋宽度Wrb(z),hph是荧光层的厚度。在现有技术中,尽可能窄地选择平均阻挡肋宽度Wrba,通常为0.6mm或更小。
下面解释图1中所示的实施例1与结合图2-6解释的现有技术之间的差异以及差异的原因。在对由实施例提供的差异和优点的原因解释中省去前面已有的解释。
为了提高紫外线产生效率,根据所需的各项指标,将放电气体的Xe比例aXe选为10%或更大、15%或更大、20%或更大、50%或更大。随着放电气体中Xe的比例aXe增大,紫外线产生效率提高,重置放电、定址放电和显示放电的放电电压也增大。通过考虑上述因素选择最佳的实际条件。如果允许这些放电电压增大,则可以有利地使用近似纯的Xe气体(aXe≈100%)。
而且,尽可能大地选择显示电极间隙Wgxy。结果,根据所需的各项指标,显示放电电压Vs、更具体地说是施加的最大显示放电电压Vsemax或显示放电直流电源电压Vsdc选为200V或更大、220V或更大、240V或更大、260V或更大。但是,由于装置结构及其材料的耐压所产生的限制,可允许的显示放电电压Vs等于或低于1000V。
如上所述,显示放电电压Vs增大,因此放电单元中显示电极的面积Sse可以减小,并且因此可以提高亮室对比度。
首先,如同上述(A4),下面就显示区面反射率β解释本实施例的实例。
这里,在等离子体板中,从其辐射用于显示的可见光的面被称作显示面,从显示面向其中辐射用于显示的可见光的空间称作观察空间。包含多个连续分布的放电单元的空间称作显示空间,显示空间在显示面上的投影称作显示区Rp。显示区面反射率β是在显示区Rp上平均的比率,白光在该处从观察空间进入显示区Rp,并且该比例是显示区Rp发出的光能量除以入射白光的能量的结果。
在此实施例中,希望满足下列不等式:
0.02≤β≤0.2
为了提高亮室对比度,最好使显示区面反射率β较小,但如果显示区面反射率β选择得过小,则显示亮度本身降低,因此在上述范围内选择β。
如后所述,当通过减小显示放电区面积比Sd/Sp或增大黑色区域面积比Sb/Sp实现显示区面反射率β的减小时,对于显示区面反射率β有一个实际的降低限度,并且上述对于显示区面反射率β的范围是一个实际的范围。对于显示区面反射率β更优选的范围是0.1~0.15。
接下来,如上述讨论(A4),就显示放电区面积比Ad解释本实施例的另一个实例,以通过显示区面反射率β提高亮室对比度。
当显示区Rp的面积为Sp,用于显示的放电空间称作显示放电空间,显示放电空间在显示面上的投影称作显示放电区,显示区Rp中显示放电区的集合称作显示放电区集合Rd,显示放电区集合Rd的面积为Sd时,希望满足下列不等式:
0.05≤Ad≤0.4
此处,显示放电区面积比Ad=Sd/Sp。
如果显示放电区集合Rd的面积Sd选得过小,则发光亮度将变得太小而使显示装置不能起作用。如果维持放电电压Vs选得足够大,则可以因此减小显示放电区的面积比Ad。在维持放电电压Vs的实际范围由下式表示的情况下,
200V≤Vs≤1000V
显示放电区面积比Ad的实际范围由下式表示:
0.05≤Ad≤0.4
因此,可以将显示区面反射率β控制在上述范围内。Ad的更优选范围是0.2-0.3。
放电单元在显示面上的投影称作单元区,并且在至少一些复数个放电单元中,在单元区域中除显示放电区以外的一个区域称作非显示放电区。当白光从观察空间进入非显示放电区中时,可以使从非显示放电区发出的光能量与入射的白光能量之比为0.2或更小。希望使该比例尽可能地小,并且考虑到处理温度(通常大约为500℃的热处理)和材料成本,该比例的实际范围为0.02-0.2。
依据放电气体的Xe比例aXe和单元结构的尺寸如显示电极间隙Wgxy来选择施加的最大显示放电电压Vsemax、显示放电dc电压电压Vsdc、显示放电区面积比Ad和显示区面反射率β。
为了在上述非显示放电区中具体地实现上述反射率,根据所需的各项指标,至少在一些放电单元中将平均阻挡肋宽度Wrba选为0.1mm或更大、0.15mm或更大、0.2mm或更大。
另外,为了使显示区面反射率β尽可能小,阻挡肋或阻挡肋顶部(在观察空间一侧、即显示面一侧上阻挡肋的端部)用黑色材料制作,或在从阻挡肋移向观察空间的空间中设置阻挡肋形式的并与阻挡肋对齐的黑色层(通常称作黑色带或黑色矩阵)。此处,黑色材料和黑色层指具有上述面反射率值的材料和层。
接下来,就黑色区域面积比解释本实施例的另一个实现显示区面反射率β的上述规定值的实例。
设置在至少一些复数个放电单元中的黑色区域中,当白光从观察空间进入显示面时,从显示面发射的光能量与入射白光的能量比等于或小于0.2。黑色区域面积比Ab满足下列不等式:
0.95≥Ab≥0.5
此处,Ab=Sb/Sp,
Sp是显示区Rp的面积,
Rb表示显示区Rp中黑色区域的集合,和
Sb是显示面中黑色区域Rb的面积。
如果黑色区域集合Rb的面积Sb选择得过大,则发光亮度变得太低而使显示装置不能起作用。如果维持放电电压Vs选得足够高,则可以因此增大黑色区域面积比Sb/Sp。在维持放电电压Vs的实际范围由下式表达时:
200V≤Vs≤1000V
黑色区域面积比Sb/Sp的实际范围表示为:
0.95≥Sb/Sp≥0.5
黑色区域面积比Sb/Sp更优选的范围是0.7-0.8。
在此情况下,当白光进入黑色区域中时,从黑色区域发出的光能量与入射的白光能量的比越小越好。但是,考虑到处理温度(通常大约为500℃的热处理)和材料成本,比例的实际范围为0.02-0.2。
下面解释为实现显示区面反射率β的上述规定值的实施例的另一个实例,其中至少在一些放电单元中,设置一个从观察空间看时对白光有较高面反射率的白色区域RW和一个从观察空间看时对白光有较低面反射率的黑色区域RB,并且满足下列条件。
首先,反射率定义如下:当白光从观察空间进入显示面时,反射率是从显示面发出的光能量与入射的白光能量之比。
在本实施例中,至少一些复数个放电单元配置有一个反射率等于或小于0.5×βmax的黑色区域,此处βmax是在所述的至少一些复数个放电单元中的最大反射率,并且满足下列条件。
此处,包含复数个连续分布的放电单元的空间称作显示空间,显示空间在显示面上的投影称作显示区Rp,显示区Rp的面积为Sp,显示区Rp中黑色区域的集合称由Rb表示,显示面中黑色区域RB的集合Rb的面积由Sb表示。选择黑色区域面积比Ab=Sb/Sp满足下列不等式:
0.95≥Ab≥0.5
如果黑色区域集合Rb的面积Sb选择得过大,则发光亮度变得太低而使显示装置不能起作用。如果维持放电电压Vs选得足够高,则黑色区域面积比Sb/Sp可以因此增大。在维持放电电压Vs的实际范围由下式表示的情况下:
200V≤Vs≤1000V
黑色区域面积比Sb/Sp的实际范围由下式表示:
0.95≥Sb/Sp≥0.5
黑色区域面积比Sb/Sp更优选的范围是0.7-0.8。
为了有高对比度的显示,最好使黑色区域的面积比Ab尽可能地小,但其实际值的选取取决于放电气体的Xe比例aXe、单元结构的尺寸如显示电极间隙Wgxy和所需的亮度值。
实施例2
图10是根据本发明实施例2的基本等离子体板的平面图,它表示从观察空间一侧看去的基本等离子体板的一部分。图11和12分别是图10中所示实施例2在图10中箭头D1和D2方向看时的截面图。在下文中,解释实施例2和实施例中存在的差异。
首先,在本实施例中,阻挡肋为箱形。即,阻挡肋的纵向至少在两个方向DR1和DR2延伸,它们分别与箭头D1和D2对齐。按照与结合实施例1进行的解释类似的方式,可以决定至少有两个纵向(DR1和DR2)的阻挡肋结构中平均的阻挡肋宽度Wrba。
在至少一些放电单元中,根据所需的各项指标,将在其纵向与两个方向DR1和DR2的至少其中之一对齐的阻挡肋的平均阻挡肋宽度Wrba选为0.1mm或更大、0.15mm或更大或0.2mm或更大。
本实施例的另一个特征在于布置了一对显示放电电极(X和Y电极),使得它们的主表面彼此面对。也即,Y电极230和Y总线电极250设置在前玻璃衬底21上,X电极220设置在后玻璃衬底28上与Y电极250面对,在高度方向上与X电极220分开。设置在后玻璃衬底28上的X电极220不需要透射可见光,并且不必总是透明电极。X和Y电极均被电介质26和保护膜27覆盖。荧光物质32只涂布在阻挡肋31的侧壁上而不在覆盖X和Y电极的保护膜27上。在图11和12中,符号h表示单元高度、阻挡肋高度或是放电空间的高度。
通过以此方式在放电空间中布置彼此相对的成对显示电极,一对显示放电电极对之一(X电极)和显示电极间隙Wgxy不必占据部分显示区域。也即,显示放电区的面积Sd变小,并且因此可以减小显示放电区面积比Ad。因此,可以很容易地降低显示区面反射率
如结合图9A和9B所述,必须提高紫外线产生效率以增大放电中的乘积pd。在本实施例中,放电电极之间的距离d是放电空间的高度h。为了获得一个足够的紫外线产生效率,需要根据所需的各项指标将放电空间高度h选为0.2mm或更大、0.4mm或更大、0.6mm或更大或是1.0mm或更大。放电空间高度h越大,紫外线产生效率越高。另一方面,具有较高阻挡肋纵横比Arbas的阻挡肋将必须形成为有增大的放电空间高度,这导致制造成本的增大。阻挡肋纵横比Arbas定义为h/Wrba。
放电空间高度h例如通过下述结构实现。Z轴画在等离子体板的高度方向。令zX为作为显示电极对之一的X电极的z轴坐标,zY是Y电极的z轴坐标,需要根据所需的各项指标将z轴坐标zX和zY之差的绝对值|zY-zX|选为0.2mm或更大、0.4mm或更大、0.6mm或更大或是1.0mm或更大。
另外,当放电空间高度h增大时,放电空间的纵横比Adsas=h/Wdsa也增大。当放电空间纵横比Adsas增大时,荧光物质32产生的可见光在被后衬底上的保护膜27表面(或后衬底上电介质26的表面)或荧光物质32的表面多次反射之后进入观察空间。因此,有效利用可见光需要增大荧光物质32表面或后衬底上保护膜27的表面(或后衬底上电介质26的表面)的面反射率,并且此面反射率称作非孔径表面的面反射率。
非孔径表面的面反射率通常大约为60%,并且根据所需的各项指标,优选非孔径表面的面反射率为80%或更大,或是90%或更大。放电空间的高度h越大,需要越高的非孔径表面的面反射率。
非孔径表面的面反射率定义如下。在放电单元中,包围显示放电空间的实体壁称作显示放电空间的内表面,显示放电空间内表面上用于显示的可见光经其发射到观察空间中的部分称作孔径表面,显示放电空间的内表面上除孔径表面以外的部分称作非孔径表面。非孔径表面面反射率定义为在非孔径表面上平均的非孔径表面面反射率。
本发明能够实现一种具有较高的装置发光效能(即以较低的功耗产生高亮显示图像)并显示较高的亮室对比度的等离子体显示装置。