CN1150584C - 等离子体显示器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种改进的交流等离子体显示板结构及其高效的驱动方法。气体放电可以在与前基底中的保持电极平行的微沟道中隧道穿通或引发，从而降低操作电压并使气体混合物的使用更为有效。写入步骤向与将被接通的单元对应的所选择的第一和第二保持电极施加脉冲，擦除步骤向与将被关闭的单元对应的第一和第三电极施加电压。写入放电通过微沟道发生隧道穿通。

Description

等离子体显示器及其操作方法
技术领域
本发明涉及等离子体显示器和一种用于提高效率的操作方法。更具体地说，本发明涉及通常被称作PDP(等离子体显示板)监视器的全色高分辨率交流(AC)等离子体显示器，其具有前或顶视板和在包含气体放电的后板上的微槽，这些微槽发射UV光并激发微槽表面上的发光荧光体。这种显示器应用于计算机屏幕和TV，但与CRT管相比其通常以低频操作。
背景技术
平板显示器是一种电子显示器，其中由例如电致发光器件、AC等离子体显示板、DC等离子体板和场致发射显示器等诸如此类的显示器件的大正交阵列形成平板显示屏。
AC等离子体显示板或PDP的基本结构包括两个由充气间隙分隔的玻璃板，在每个玻璃板的内表面上具有电极的导体图形。利用本领域所熟知的薄膜技术，该导体被构造为x-y矩阵，其具有水平电极和与水平电极彼此间成直角淀积的垂直列透明电极。AC等离子体板显示器的电极覆盖有一层薄的玻璃电介质层。玻璃板被装配在一起以形成夹层的形式，在两个玻璃板之间的距离由间隔层确定。玻璃板的边缘被密封，板间的空隙被抽空并回填入氖和氩或类似的气体混合物。当气体电离时，所述电介质如小电容一样充电，使得驱动电压和电容电压的总和大到足够激发玻璃板之间的气体并产生辉光放电。当电压被施加给行电极和列电极时，多个小发光象素形成了可视图像。
阻挡肋通常置于上述绝缘基底之间，从而防止电极间的串色和串象素干扰并提高分辨率以提供清晰分明的图像。阻挡肋通过利用其高度、宽度和图形间隙在玻璃板之间提供了均匀的放电空间，从而获得所需的象素间距。例如，等离子体显示板的阻挡肋最好具有高度约为100μm的结构并且尽可能的窄，其宽度最好小于20μm并间隔大约120μm的间距。为了获得作为印刷工业标准类型的每英寸72线的颜色象素间距，以上这种尺寸要求是必要的，该标准类型等同于具有红绿蓝荧光条纹颜色配置的每英寸216线的子象素间距。通常把这种形式应用于平板显示器和在计算机终端设备和电视机中显示图像和文本信息的具有20至40英寸级对角线尺寸的多种阴极射线管显示器，从而得到颜色输出。
根据结合在此作为参考的美国专利申请08/629,723给出另一种用于AC PDP的几何结构。在这种PDP中，后板的制造方法是：首先构造一微槽阵列，金属化微槽的凹陷表面，将荧光性材料覆盖在与金属化的表面重合的微槽表面上，用包含有与微槽阵列基本正交并由电介质隔离的导体阵列的前板进行密封，即敷金属槽(MOG)(metal ongroove)结构。平板显示器，例如AC等离子体显示板(AC-PDP)，希望具有大屏幕，大容量，和显示全色图像的能力。具体地说，AC PDP必须提供更多的显示行和亮度级，和在不降低屏幕亮度的情况下可靠地对屏幕进行重写，但同时其功率消耗应合理。
发明内容
本发明的一个目的是提供改进的显示板结构，以及以高效驱动AC等离子体显示板的方法和设备。本发明的另一个目的是提供一种驱动侧面放电等离子体显示板的方法和设备，该显示板能够在比现有技术更低的电压下显示256灰度。
简而言之，根据本发明提供一种具有严密密封的充气外壳的AC等离子体平板显示器的操作方法。该外壳包括顶部透明基底和与顶部透明基底间隔开但相接触的底部基底。顶部基底具有成对顶部电极的阵列以及覆盖顶部电极的可发射电子并且绝缘的膜，但还具有新发明的在所述顶部电极下并与之平行的微沟道。底部基底具有多个平行微槽，这些微槽布置为与顶部电极正交，在每个具有底部和侧壁的微槽中淀积有由金属形成的底部电极，在每个底部电极上淀积荧光材料，并与每个底部电极重合从而在由顶部电极形成的行与由微槽形成的列的投影相交处(projected intersection)形成称作子象素的子单元对。底部基底可以是现有技术的几种类型之一，但其采用上述MOG几何结构较为有利。
一般来说，该方法包括以下步骤：
进行保持步骤，包括：向顶部电极对的第一电极施加第一电压，向与所述第一电极成对的第二电极施加与第一电压极性相反的第二电压，从而在其对应顶部电极下的电介质中存储有电荷的子单元对之间产生放电，
维持所述电压直至放电消失，从而将电荷沉积在相反极性的顶部电极下，
根据需要向第一顶部电极施加第一终止电压，向第二顶部电极施加第二终止电压，从而扫除气体容积中的残余电荷，和
颠倒第一和第二顶部电极的极性，并由下述选择性寻址步骤连续地重复上述步骤顺序，选择性寻址步骤包括：
进行选择性写入步骤，包括：向一对或多对顶部电极中的第一电极施加与先前的或同时发生的(co-incident)保持电压具有共同极性的写入电压，并向所有底部电极施加共用写入电压，
向与第一电极成对的第二电极施加与第一写入电压极性相反的第二写入电压，使得开始进行放电并沿顶部基底微沟道扩展，和
维持上述电压直至放电消失，从而沿整个行将电荷沉积和存储在顶部电极下的电介质涂层中，和
进行选择性擦除步骤，包括：向一对顶部电极中的第一电极施加与先前的保持电压极性相反的擦除电压，向所选择的底部电极施加列电压，所得组合幅值的电压足够使仅在那些在对应顶部电极下存储有电荷的子单元处发生放电，和
维持所述电压直至放电消失，从而去除那些在随后的保持步骤中阻止放电的存储电荷。
对于MOG器件，该方法包括以下步骤：
进行保持步骤，包括：向顶部电极对的第一电极施加第一电压，向所有底部电极施加参考电压，其幅值之差足够使仅对于那些在对应顶部电极下存储有电荷的子单元，产生向在巴邢(Paschen)最低值相交的底部电极的侧壁的初始放电，和
向与第一电极成对的第二电极施加与第一电压极性相反的第二电压，使得在压力间隙乘积值大于巴邢最低值的子单元对之间，在由向侧壁的初始放电形成的虚拟电极间产生侧面放电，
维持所述电压直至放电消失，从而在相反极性的顶部电极下沉积电荷，
根据需要向第一顶部电极施加第一终止电压，向第二顶部电极施加第二终止电压，从而扫除气体容积中的残余电荷，和
颠倒第一和第二顶部电极的极性，并由下述选择性寻址步骤连续地重复上述步骤顺序，选择性寻址步骤包括：
进行选择性写入步骤，包括：向一对或多对顶部电极中的第一电极施加与先前的或同时发生的保持电压具有共同极性的写入电压，并向所选择的底部电极施加选择性写入电压，其幅值之差足够导致向在巴邢最低值相交的所有底部电极的侧壁的放电，与此相结合，向与第一电极成对的第二电极施加与第一写入电压极性相反的第二写入电压，使得放电开始进行并沿顶部微沟道扩展，和
维持所述电压直至放电消失，从而沿整个行在顶部电极下的电介质涂层上沉积和存储电荷，和
进行选择性擦除步骤，包括：
向一对顶部电极中的第一电极施加与先前的保持电压极性相反的擦除电压，向所选择的底部电极施加列电压，所得组合幅值的电压足够使得在巴邢最低值处产生向所选择的底部电极的侧壁的放电，但仅在那些在对应顶部电极下存储有电荷的子单元处才发生放电，和
维持所述电压直至放电消失，从而去除那些在随后的保持步骤中阻止放电的存储电荷。
不管怎样，关键之处在于，在顶部或前视的基底中通过微沟道的放电的隧道效应可以与某种波形一起来降低用于寻址的写入电压和最大保持电压。将该要素与更高效的气体混合物以及利用该要素的寻址波形相结合，能够生产出以更高效率操作的显示器。
附图说明
通过下面参考附图的详细描述，本发明的其它特性、目的和优点将变得显而易见，其中：
图1显示具有微沟道的MOG器件；
图2显示另一种具有微沟道的结构；
图3a-3c(现有技术)显示在表面放电AC等离子体显示板中放电的形成；
图4a-4d显示根据本发明的在等离子显示器的放电的形成；
图5a-5d显示根据本发明的对MOG结构的寻址技术；
图6显示本发明中用于寻址和保持的优选波形；
图7是用于产生优选波形的设备的方框图；
图8是X驱动系统的方框图；
图9是Y驱动系统的方框图；
图10是Z驱动系统的方框图；
图11是X驱动系统的原理图；
图12是Y驱动系统的原理图；
图13是Z驱动系统的原理图；
图14是显示隧道效应的PDP的巴邢曲线的示例；
图15显示具有变化气体组分的电压和效率的隧道效应。
具体实施方式
参见附图，其中相同的标号代表相同的元件，图1中显示了作为示例的全色显示器的局部横截面图。前或顶部基底在其内表面具有显示电极7，该显示电极7可与覆盖有电介质材料9的透明延伸部8组合，而电介质材料9的表面上覆盖有光电发射层10。在该表面中形成有与显示电极平行的微沟道11。前基底与后基底1相接触密封，后基底1包含有在微槽表面上的发光区5，微槽由薄阻挡层4分隔并在所述微槽中形成充气沟道。在区域5与覆盖微槽内表面的电极2重合的区域上淀积荧光材料。每个相邻发光区可以以重复方式包含三种不同的荧光颜色，例如红(R)，绿(G)，和蓝(B)。一个图象元素通常是由对应于上述三种颜色的至少三个发光区5定义。我们将把这种结构称为MOG(敷金属槽)几何结构。
在图3作为示例的现有技术方法中，显示了一种具有三个电极结构的表面放电型AC等离子体显示板。在前基底6上形成有多个平行的显示电极对7，在后基底1上形成有与显示电极对垂直的多个地址电极2。前基底显示电极上覆盖有电介质材料9，电介质材料9的表面上覆盖有光电发射层10，而地址电极上覆盖有电介质材料3。在电介质材料3上形成阻挡肋4，在阻挡肋之间淀积荧光材料。荧光材料被布置在基底面对显示电极对的区域上，在荧光材料和显示电极对之间有放电间隔，荧光材料由从显示电极之间的表面放电产生的紫外线激发，从而导致发光。其可参见，例如在此作为参考的美国专利4,638,218；4,737,687和5,661,500。
图2显示另一种结构。该结构通过向显示电极加入ITO，使原本要在电极后隐藏的光得以通过，导致良好的光输出。其还允许由光的增加造成的更宽的放电区域，但具有相应的电流增加。这种透明材料必须覆盖在正常电极材料上，并且在形成前基底材料的过程中需要进行不希望有的对准步骤。
在用于具有图2所示的底部基底的表面放电结构的现有技术驱动方法中，包括以下步骤：向成对的第一和第二显示电极施加第一电压脉冲的复位步骤；向对应于要被接通的单元的第二和第三电极施加第二电压脉冲的写入步骤；和向成对的第一和第二电极施加第四电压的AC脉冲的保持放电步骤，其中对第一电压的脉冲进行设置使其擦除显示器中的所有单元。在写入步骤中，第一显示行中要被接通的单元接收第二电压的脉冲，第二显示行中要被接通的单元接收第二电压的脉冲，第三显示行中要被接通的单元接收第二电压的脉冲，如此等等，直至显示器中的所有单元都被写入过为止。
施加这样的电压序列导致了图3所示的表面放电，其中通过应用通常由氧化铟锡(ITO)组成的透明电极8，增宽了前板的平行电极7。图3c显示施加到显示电极7和地址电极2的写入电压形成了前基底6和后基底1之间的放电14。所造成的放电在前基底6和后基底1上累积电荷。在前基底6上的电荷必须足够大以使在施加下一个保持脉冲时，在两个显示电极7之间会发生放电。所造成的放电12如图3a所示穿过显示电极之间的薄间隙形成。图3b显示随放电13的进展，其逐渐伸长而覆盖显示电极的整个宽度并且在前面的显示电极和后面的地址电极上都形成电荷。由显示电极7形成的表面放电造成的光输出如图5所示。
现有技术显示器的保持和操作状态是由主要与巴邢曲线有关的气体物理学设置的，巴邢曲线的形状如图14所示，作为保持电压与压力的曲线，其对于本领域的技术人员是公知的，当压力增加时，该曲线经过一个最小值。图14示出了保持电压作为与表示固定电极间隙为100微米的气体压力的函数。由于该间隙距离对于图14的数据是固定的，则标为压力的水平轴也能表示为固定间隙距离的压力与间隙距离的乘积，而仅需重新校准刻度而读为乇/微米。在已知的现有技术显示器中，放电必须发生在巴邢曲线的右侧。即，在对应于显示器的几何尺寸的巴邢曲线的最低值之上并且在巴邢曲线所定义的区域内的下降的P×d(压力和间隙距离的乘积)造成下降的操作电压的区域内。这对于保持的机理是重要的，否则的话，当放电开始时，将建立虚拟阴极和阳极，其会严重缩短保持电极间的距离(d)并使放电过早地自己消失。另一方面，其还迫使在覆盖地址电极的电介质上形成不应有的电荷累积，使得必须在寻址电路中进行补偿。而且，为获得合理的操作和寻址电压，这种结构将气体混合物限制为缓冲气体中有低百分比Xe(氙)。
图4显示根据本发明的PDP横截面，其提供与沿电场矢量方向的较短间隙距离d相结合的改进E/P(由气体压力划分的电场)。在这种情况下，在前基底和电极对之间以倒T的形状形成微沟道11，但是，应理解可以构想和采用其它横截面形状的微沟道。在这种器件中，放电的顺序如图4所示，当与本发明的波形结合时，其与现有技术不同，使得保持和寻址电压有利地得到降低。这在图14和15的数据图中显示为具有隧道效应的保持范围的上限。
在本发明的另一实施例中，图5显示了在采用MOG结构时根据本发明的在AC等离子体显示器中侧面放电的形成。对于在前基底6上形成的显示电极7，施加有保持电压Va使得具有壁电压Vw的“接通”(ON)的单元继续保持接通，其条件是：
Va+Vw＞Vfmax1+Vfmax2                          I
其中，对于保持放电的阶段I，Vfmax1是产生从Y显示电极到地址电极2的放电13所需的最大触发电压，Vfmax2是产生Z显示电极和地址电极之间放电(如图5a所示)所需的最大触发电压。Va+Vw还必须小于产生显示电极Y和Z之间放电所需的触发电压Vfmax3。当以上放电形成时，开始放电的阶段II，其中气体发生电离并且放电继续扩展从而在(在阶段I过程中)显示电极上形成的虚拟阳极和阴极之间形成放电14(如图5c所示)。该放电导致放电的阶段III，其中在前基底的表面上聚集电荷(+和-)使得单元内的电压降低并且放电消失。通过使施加在显示电极间的电压反向可使该放电再次发生，从而导致具有相应的相反壁电荷的反向放电。这种再次放电的顺序称为“保持”。
应理解由于在地址电极上没有覆盖电介质材料，因此这些电极上没有聚集壁电荷。还应理解向具有MOG结构的壁的放电是在保持的第一阶段中在巴邢曲线的最低值区域形成的，并将沿微槽侧壁在某处发生。因为随虚拟阴极和阳极的形成这种放电将开始自己消失，所以在前基底和后基底之间仅发生很小量的电流，并且损害荧光材料的可能性被降至最低。这对于维持长的显示器寿命是很主要的。另外，因为上述P×d乘积中的d很小，因此MOG器件的起动电压自动地降至最小。
在侧面放电的第二阶段过程中，由第一阶段形成的虚拟阴极和阳极将进而在其间产生侧向放电。在前板上的电极保持对之间的间隔此时将决定侧面放电阶段的触发电压和路径。可将该间隔设计为相对独立于槽深度，并且显示电压和光输出被更优化地调节。
例如，如果使电极对的间隔较大，则放电表现得较长，如同沿槽空隙的长度侧向形成的细细的一条光线。在这种情况下，主要在电极位置处有溅射，因此溅射损伤被限制在放电单元表面的一个小区域内。该设计对于低功率，高分辨率装置较为理想，但因为必须选择与实际电压相匹配的气体混合物故其效率趋于过低，并且放电路径越长保持电压越高。
通过审看图15所示效率、气体混合物和操作电压之间的关系图，提出一种具有更高电压气体混合物的设计。因为即使在高的保持电压下，用于擦除的寻址电压也可保持为较低值，所以与现有技术相比该新设计更易于与MOG结构结合。但是，写入电压会变得难以接受的高，这个问题通过利用根据本发明的微沟道和适当的波形得到了解决。
图5显示用于MOG结构的寻址技术，其中将大小为电压Vpw的写入脉冲施加给一个显示电极7和地址电极2。Vpw必须大于前述所需的触发电压Vfmax1。但是，如果可以使在相邻沟道中的放电隧道穿通沿顶部基底电极形成的微沟道11，则可以使该电压大大地降低。在有适当的电压波形的条件下，这种放电将沿整个象素行传播。起始单元可以简单地是沿该行最容易触发的单元。在这种情况下，该行的最小触发电压成为该行的写入电压。否则，该电压将是该行的最大电压。另外，可以沿有源显示矩阵的边缘提供起始单元。
产生的放电导致在前基底上聚集壁电荷Vwa，这样Va+Vpw+Vwa大于Vfmax1+Vfmax2，使得在先前保持波形的过渡点，“保持”被起动并且该单元被接通。
为擦除一个单元，必须减少图5d所示的壁电荷，使得不满足上述的方程I。这是通过使前显示电极中的一个与导致电极之间产生放电而完成的。在这种情况下，所产生的放电导致壁电荷被置于具有与第二显示电极相同极性的前表面上。例如，如果Y显示电极包含正壁电荷，Z显示电极具有负壁电荷，则可以通过向Y电极施加正电压和向地址电极施加负电压来产生Y电极和地址电极之间的放电。该放电的结果是使负电荷置于Y电极上。由于Y和Z此时都包含负壁电荷，所以壁电压降低，不满足方程I的条件，该单元将被熄灭。
图6显示本发明的一个优选实施例的波形，其满足驱动MOG结构所需的条件。在图6中，L代表从所选择的单元的光输出，X是施加到所选择单元的地址电极的波形，Y是施加到所选择单元的Y显示电极的电压，Z是施加到所选择单元的Z电极的Z电压。Y和Z的幅值相同，而极性相反。当Y转变到低电平3时，Z转变到高电平1，因此幅值Va的电压被施加到该单元，这使得先前“接通”的单元放电，产生光输出脉冲12。在下一步，Y转变到高电平1，Z转变到低电平，这导致幅值Va的负电压施加到该单元，该“接通”的单元再次放电并产生光输出。如果该单元的先前状态是关闭，那么Y和Z的变化不会大到导致关闭的单元放电，该单元将保持关闭状态。
在图6中显示了当向Y显示电极施加负脉冲5和向Z显示电极施加正脉冲7时进行的写入寻址。在前述隧道效应的帮助下，所施加的这些脉冲导致由Y和Z电极形成的线上的单元放电，并在前基底上聚集足够多的壁电荷，使得在Y和Z电极的下一个过渡点处，该单元再次放电并变为“接通”。以这种方式，在由Y和Z电极形成的水平线上的所有单元将进行写入操作。
在被寻址的水平线上不是所有的单元都应维持在“接通”状态。因此有必要选择性地擦除那些必须关闭的单元。这是通过向Y显示电极施加擦除脉冲8和向地址电极X施加擦除脉冲9完成的。如果Y脉冲8的幅度是Vw1，可以使用一个共同电源来产生Y电极的写入脉冲和擦除脉冲幅度，以使显示器的电源得到简化。必须对地址脉冲幅度9的值Ve1加以选择，使得Vw1+Ve1必须大于Vfmax1，从而导致Y电极和地址电极X之间的放电，使所选择的单元“关闭”。施加擦除脉冲导致与Y和Z电极相同极性的壁电荷，并且壁电压被降低至不满足方程I的电平，该单元被熄灭。
使用图6所示的相同脉冲5和7可在同一时间写入多条水平线。在一个实施例中，典型地对8条线进行写入操作。将8个分离的擦除脉冲顺序地施加到该8条线。每个擦除脉冲被用于抑制该8条被寻址线上的不需要的单元。如图6所示，水平线L1，L2，…L8利用脉冲5和7对所有单元进行写入操作，然后使用第一擦除脉冲8选择性地擦除L1上不需要的单元，使用第二脉冲选择性地擦除L2上不需要的单元，使用第三脉冲选择性地擦除L3上不需要的单元，如此等等，直到使所有8条线上不需要的单元处于关闭状态为止。
图7显示用于产生所需波形和数据的系统的方框图。该系统的输入是：用于识别水平和垂直同步信号的控制信号，用于显示器中每个象素的红绿蓝信息的数据，和用于指示新象素信息的时钟。象素数据被转换为二进制形式并存储在帧存储器中以备以后读出。定时控制单元与同步信号同步并控制波形发生器。波形发生器用于向Y和Z驱动器电路发送水平地址信息，以及产生用于产生Y和Z波形的信号。以8个为一组对水平线进行写入操作，波形控制单元选择由哪些水平线构成所选择的组。对所选择的组进行整体写入操作，随后选择性地擦除这些线。
数据转换块根据所选择的要被擦除的水平线从帧缓冲器中选择信息，该水平线是根据例如在8位灰度值中哪一位用于选择擦除图形来决定的。因此数据转换块用于操纵帧缓冲器数据从而将所需信息正确显示在等离子体显示屏上。
图8显示地址电极(X)驱动器电路的详细方框图。脉冲发生器从三种电平中择一施加到驱动器电路。使用Vxw电平产生用于所选择单元的擦除脉冲的脉冲幅度，地电平用于未选择的单元，当在正常保持时间内没有产生擦除脉冲时使用Vxm电平。能量恢复电路用于在驱动地址电极的电容时提高效率，并且被同时用于地址脉冲电压(Vxw)和Vxm电平。图7中的数据转换块决定输入X驱动器电路的数据。
图9显示Y显示电极驱动电路的详细方框图。Y保持块产生图6所示的保持波形2。图7中的波形控制块决定对波形定时的控制。Y保持块在保持电压Va和两个中间电平Vym1和Vym2之中进行选择。Vym2是施加擦除脉冲的电平。能量恢复电路被用于在驱动地址电极的电容时提高效率，并被同时用于保持电压(Va)和Vym电平。由Y脉冲控制块产生擦除和写入地址脉冲。擦除和写入脉冲使用相同的脉冲幅度。Y驱动器电路根据来自波形控制块的Y数据选择要进行写入和擦除的线。该数据用于向显示器中每条水平线施加或不施加擦除和写入脉冲。
图10显示Z显示电极驱动电路的详细方框图。Z保持块产生图6所示的保持波形。由图7中的波形控制块决定对波形定时的控制。Z保持块在保持电压Va和两个中间电平Vzm1和Vzm2之中进行选择。Vzm2是施加擦除脉冲的电平。能量恢复电路被用于在驱动地址电极的电容时提高效率，并被同时用于保持电压(Va)和Vzm电平。由Z脉冲控制块产生写入地址脉冲。Z驱动器电路根据来自波形控制块的Z数据选择要进行写入操作的线。该数据用于向显示器中每条水平线施加或不施加写入脉冲。应理解由于Z和Y方框图密切相关，因此可把相同的电路用于Z和Y电极。这样会节省设计、组装和电路成本。
图11显示用于产生X电极所需波形的典型电路。开关SW1，SW2和SW3控制要施加到驱动器的电压。驱动器装置内部的两个开关选择所施加的电压(当上开关闭合，下开关断开)或公共地电平(当下开关闭合，上开关断开)。该驱动器开关由通过图7中的数据转换块装入驱动器电路的数据位控制。每当要以电压Vxa对地址电极进行脉冲输入时，图11中的SW1被闭合，SW2和SW3被断开。每当仅存在保持动作时，SW2被闭合，SW1和SW3被断开，X被固定在中间电压Vxm。每当要使地址电极处于地电平时，SW3被闭合，SW1和SW2被断开。其发生在地址擦除脉冲之间。由SW4和SW5执行能量恢复。每当所施加的电压要从地电平转变到Vxa或从Vxa转变到地电平时，SW4被闭合。在从Vxa转变到地电平时，通过电感L1对电容器充电。在从地电平转变到Vxa时，通过电感L1使电容器放电。因此电容器平均电压将是1/2Vxa。Vxm电平的能量恢复由SW5完成。每当所施加的电压要从地电平转变到Vxm或从Vxm转变到地电平时，SW5被闭合。在从Vxm转变到地电平时，通过电感L1对电容器充电。在从地电平转变到Vxm时，通过电感L1使电容器放电。因此电容器平均电压将是1/2Vxm。其关键是在任何时刻仅有一个开关闭合。SW4和SW5用于电压转变，SW1，SW2和SW3用于将电压钳制在它们相应的电平。
图12显示用于产生Y显示电极所需波形的典型电路。开关SW1，SW2和SW3控制要施加到Y驱动器的电压。驱动器装置内部的两个开关选择所施加的电压(当上开关闭合，下开关断开)或公共地电平(当下开关闭合，上开关断开)。该驱动器开关由通过图7中的波形控制块装入驱动器电路的数据位控制。每当要以保持电压Vya对显示电极进行脉冲输入时，图12中的SW1被闭合，SW2，SW3和SW4被断开。每当要将保持波形固定在中间电压Vym1时，SW2被闭合，SW1，SW3和SW4被断开。每当要使显示电极处于第二中间电平Vym2时，SW3被闭合，SW1，SW2和SW4被断开。其发生在地址擦除脉冲之间。每当要使显示电极处于地电平时，SW4被闭合，SW1，SW2和SW3被断开。开关SW5和SW6执行能量恢复。每当所施加的电压要从Vym1转变到Vya或从Vya转变到Vym1时，SW5被闭合。在从Vya转变到Vym1时，通过电感L1对电容器充电。在从Vym1转变到Vya时，通过电感L1使电容器放电。因此电容器平均电压将是1/2(Vya+Vym1)。由SW6完成Vym2电平的能量恢复。每当所施加的电压要从地电平转变到Vym2或从Vym2转变到地电平时，SW6被闭合。在从Vxm转变到地电平时，通过电感L1对电容器充电。在从地电平转变到Vxm时，通过电感L1使电容器放电。因此电容器平均电压将是1/2Vxm2。其关键是在任何时刻仅有一个开关闭合。SW4和SW5用于电压转变，SW1，SW2和SW3用于将电压钳制在它们相应的电平。
图13显示用于产生Z显示电极所需波形的典型电路。开关SW1，SW2和SW3控制要施加到Z驱动器的电压。驱动器装置内部的两个开关选择所施加的电压(当上开关闭合，下开关断开)或公共地电平(当下开关闭合，上开关断开)。该驱动器开关由通过图7中的波形控制块装入驱动器电路的数据位控制。每当要以保持电压Vza对显示电极进行脉冲输入时，图13中的SW1被闭合，SW2，SW3和SW4被断开。每当要将保持波形固定在中间电压Vzm1时，SW2被闭合，SW1，SW3和SW4被断开。每当要使显示电极处于第二中间电平Vzm2时，SW3被闭合，SW1，SW2和SW4被断开。其发生在地址擦除脉冲之间。每当要使显示电极处于地电平时，SW4被闭合，SW1，SW2和SW3被断开。开关SW5和SW6执行能量恢复。Z显示电极的能量恢复与上述Y显示电极的能量恢复相似。其关键是在任何时刻仅有一个开关闭合。SW4和SW5用于电压转变，SW1，SW2和SW3用于将电压钳制在它们相应的电平。
此处所参考的专利和文献通过对其整体的引用而包含在本发明中。
通过对本发明优选实施例的描述，应理解在所附权利要求的范围内可以有其它的实施方式。

Claims (30)

1.一种交流等离子体平板显示器的操作方法，该显示器包括严密密封的充气外壳，该外壳包括具有成对顶部电极的阵列的顶部透明基底，覆盖顶部电极的具有与顶部电极平行的微沟道的绝缘膜，和可发射电子的表面；与顶部基底接触的底部基底，该底部基底具有多个与顶部电极正交布置的平行微槽并且形成充气腔；在每个微槽中淀积的由金属形成的底部电极，所述底部电极包括底部和侧壁；以及在每个底部电极上淀积并与每个底部电极重合的荧光材料，从而在由顶部电极形成的行与由微槽形成的列的投影相交处形成称作子象素的子单元对，由顶部电极形成的行和由微槽形成的列通过在前基底上形成的所述微沟道相连，该方法包括以下步骤：
保持步骤，包括：
向顶部电极对的第一电极施加第一电压，向所有底部电极施加参考电压，其幅值之差足够使仅对于那些在对应顶部电极下存储有电荷的子单元，在巴邢曲线最低值的区域向底部电极的侧壁产生初始放电，和
向与第一电极成对的第二电极施加与第一电压极性相反的第二电压，使得在压力间隙乘积值大于巴邢曲线最低值的区域的子单元对之间，在由向侧壁的初始放电形成的虚拟电极间产生侧面放电，
维持所述电压直至放电消失，从而在相反极性的顶部电极下沉积电荷，
向第一顶部电极施加第一终止电压，向第二顶部电极施加第二终止电压，从而扫除气体容积中的残余电荷，和
颠倒第一和第二顶部电极的极性，并由下述选择性寻址步骤连续地重复上述步骤顺序，选择性寻址步骤包括：
选择性写入步骤，包括：
向一对或多对顶部电极中的第一电极施加与先前的或同时发生的保持电压具有共同极性的写入电压，并向所选择的底部电极施加选择性写入电压，其幅值之差足够导致在巴邢曲线最低值的区域向所有底部电极的侧壁的放电，与此相结合，向与第一电极成对的第二电极施加与第一写入电压极性相反的第二写入电压，使得放电开始进行并沿顶部微沟道扩展，和
维持所述电压直至放电消失，从而沿整个行在顶部电极下的电介质涂层上沉积和存储电荷，和
选择性擦除步骤，包括：
向一对顶部电极中的第一电极施加与先前的保持电压极性相反的擦除电压，向所选择的底部电极施加列电压，所得组合幅值的电压足够使得在巴邢曲线最低值的区域产生向所选择的底部电极的侧壁的放电，但仅在那些在对应顶部电极下存储有电荷的子单元处才发生放电，和
维持所述电压直至放电消失，从而去除那些在随后的保持步骤中阻止放电的存储电荷。
2.根据权利要求1的方法，其中在成对的顶部基底电极上的所有第一和第二电压和终止电压幅值相等，极性相反。
3.根据权利要求1的方法，其中写入电压为负极性。
4.根据权利要求1的方法，其中擦除电压为负极性。
5.根据权利要求1的方法，其中列电压为正极性。
6.根据权利要求1的方法，其中列电压以地电平为参考。
7.根据权利要求2的方法，其中顶部基底电极上的平均电压被偏置为接近地电平，使得所有电极之间的电压最小化。
8.根据权利要求1的方法，其中通过构造保持步骤或周期的序列，向显示器连续地，但不必是顺序地，将位图或每象素一位地进行写入，所述序列根据以下方式构造：
执行保持周期，包括写入步骤和选择性擦除步骤，写入步骤选择一组行并对其进行写入操作使得其中的单元成为“接通”状态，选择性擦除步骤利用与所述组中行数对应数目的擦除脉冲在相同保持周期内顺序地寻址该组行，其中要“关闭”的单元被擦除而要“接通”的单元不作处理，然后，以相同方式对第二组执行第二周期，和
执行上述顺序周期，直至寻址了所有的组，并且显示器被更新为新的位图。
9.根据权利要求1的方法，其中所述第一和第二电压在150至350伏范围内，写入电压和擦除电压在40至100伏范围内。
10.根据权利要求1的方法，其中所述保持电压的维持时间为2至5微秒，擦除时间是0.5至1微秒，写入操作时间为2至5微秒。
11.一种交流等离子体平板显示器的操作方法，该显示器包括严密密封的充气外壳，该外壳包括具有成对顶部电极的阵列的顶部透明基底，覆盖顶部电极的具有与顶部电极平行的微沟道的绝缘膜，和可发射电子的表面；与顶部基底接触的底部基底，该底部基底具有多个与顶部电极正交布置的平行微槽形成充气腔；在所述微槽的表面或下面的由金属形成的底部电极；在微槽内和底部电极上淀积的荧光材料，从而在由顶部电极形成的行与由底部电极形成的列的投影相交处形成称作子象素的子单元对，由顶部电极形成的行和由底部电极形成的列通过在前基底上形成的所述微沟道相连，该方法包括以下步骤：
保持步骤，包括：向顶部电极对的第一电极施加第一电压，向与所述第一电极成对的第二电极施加与第一电压极性相反的第二电压，从而在子单元对之间产生放电，其中所述子单元对在对应顶部电极下的电介质中存储有电荷，
维持所述电压直至放电消失，从而将电荷沉积在相反极性的顶部电极下，
向第一顶部电极施加第一终止电压，向第二顶部电极施加第二终止电压，从而扫除气体容积中的残余电荷，和
颠倒第一和第二顶部电极的极性，并由下述选择性寻址步骤连续地重复上述步骤顺序，选择性寻址步骤包括：
选择性写入步骤，包括：向一对或多对顶部电极中的第一电极施加与先前的或同时发生的保持电压具有共同极性的写入电压，并向所有底部电极施加共用写入电压，
向与第一电极成对的第二电极施加与第一写入电压极性相反的第二写入电压，使得开始进行放电并沿顶部基底微沟道扩展，和
维持上述电压直至放电消失，从而沿整个行将电荷沉积和存储在顶部电极下的电介质涂层中，和
选择性擦除步骤，包括：向一对顶部电极中的第一电极施加与先前的保持电压极性相反的擦除电压，向所选择的底部电极施加列电压，所得组合幅值的电压足够使仅在那些在对应顶部电极下存储有电荷的子单元处才发生放电，和
维持所述电压直至放电消失，从而去除那些在随后的保持步骤中阻止放电的存储电荷。
12.根据权利要求11的方法，其中在成对的顶部基底电极上的所有第一和第二电压和终止电压幅值相等，极性相反。
13.根据权利要求11的方法，其中写入电压为负极性。
14.根据权利要求11的方法，其中擦除电压为负极性。
15.根据权利要求11的方法，其中列电压为正极性。
16.根据权利要求11的方法，其中列电压以地电平为参考。
17.根据权利要求12的方法，其中顶部基底电极上的平均电压被偏置为接近地电平，使得所有电极之间的电压最小化。
18.根据权利要求11的方法，其中通过构造保持步骤或周期的序列，向显示器连续地，但不必是顺序地，将位图或每象素一位地进行写入，所述序列根据以下方式构造：
执行保持周期，包括写入步骤和选择性擦除步骤，写入步骤选择一组行并对其进行写入操作使得其中的单元成为“接通”状态，选择性擦除步骤利用与所述组中行数对应数目的擦除脉冲在相同保持周期内顺序地寻址该组行，其中要“关闭”的单元被擦除而要“接通”的单元不作处理，然后，以相同方式对第二组执行第二周期，和
执行上述顺序周期，直至寻址了所有的组，并且显示器被更新为新的位图。
19.根据权利要求11的方法，其中所述第一和第二电压在150至350伏范围内，写入电压和擦除电压在40至100伏范围内。
20.根据权利要求11的方法，其中所述保持电压的维持时间是2至5微秒，擦除时间是0.5至1微秒，写入操作时间为2至5微秒。
21.一种交流等离子体显示板，包括：
严密密封的充气外壳，该外壳包括具有成对顶部电极的阵列的顶部透明基底，覆盖顶部电极的具有与顶部电极平行形成的微沟道的绝缘膜，和可发射电子的表面涂层；
与顶部基底接触的底部基底，该底部基底具有多个与顶部基底电极正交布置的平行微槽，形成隔离的充气腔；
在每个微槽表面或下面的由金属形成的多个底部基底电极；和
在底部基底电极上和微槽表面淀积的荧光材料，从而在由顶部电极形成的行与由底部电极形成的列的投影相交处形成称作子象素的子单元对，由顶部电极形成的行和由底部电极形成的列通过在前基底上形成的所述微沟道相连。
22.根据权利要求21的交流等离子体显示板，其中微沟道深度为4至15微米，宽度为50至100微米。
23.根据权利要求21的交流等离子体显示板，其中微沟道宽度为4至15微米，深度为50至100微米，并越过绝缘膜向基底内延伸。
24.根据权利要求21的交流等离子体显示板，其中微沟道具有“L”或倒“T”形状的横截面，并可以越过绝缘膜向基底内延伸。
25.根据权利要求21的交流等离子体显示板，其中所充气体是在大至600乇的压力下氙含量为4％至100％的基本气体。
26.根据权利要求21的交流等离子体显示板，其中所充气体是在大至600乇的压力下氙含量为4％至100％的氖气。
27.根据权利要求21的交流等离子体显示板，其中所充气体是在300至600乇的压力下氙含量为4％至100％的等量的氖和氦气。
28.一种用于操作交流等离子体显示器的装置，包括：
严密密封的充气外壳，该外壳包括具有成对顶部电极的阵列的顶部透明基底，覆盖顶部电极的具有与顶部电极平行形成的微沟道的绝缘膜，和可发射电子的表面涂层；
与顶部基底接触的底部基底，该底部基底具有多个与顶部基底电极正交布置的平行微槽，形成隔离的充气腔；
在每个微槽表面或下面的由金属形成的多个底部基底电极；
在底部基底电极上和微槽表面淀积的荧光材料，从而在由顶部电极形成的行与由底部电极形成的列的投影相交处形成称作子象素的子单元对，由顶部电极形成的行和由底部电极形成的列通过在前基底上形成的所述微沟道相连；
与成对的顶部基底电极中的每个第一电极相连的第一电路，用于产生共用多电平保持波形，该波形具有用于每个电极的选择性负寻址脉冲；
与成对的顶部基底电极中的每个第二电极相连的第二电路，用于产生与第一电路极性相反和幅值相等的共用多电平保持波形，该波形具有用于每个电极的选择性正寻址脉冲；
与底部基底上的每个电极相连的第三电路，用于产生共用多电平保持波形，该波形具有用于每个电极的选择性正寻址脉冲；
输入转换器、帧缓冲器、和数据转换电路，其具有按工业标准数据源构造的外部接口，能够向第三电路并行传送行数据；
波形和波形定时控制电路，与上述四个电路互连，决定保持电路和寻址脉冲的定时和控制，从而在寻址过程中使地址脉冲隧道穿通微沟道，由此降低寻址电压；和
电源电路，能够向前述五个电路提供所需电源，该电源从工业标准电源转换而来。
29.根据权利要求28的装置，其中所述第一和第二电压在150至350伏范围内，写入电压和擦除电压在40至100伏范围内。
30.根据权利要求28的装置，其中所述保持电压的维持时间是2至5微秒，擦除时间是0.5至1微秒，写入操作时间为2至5微秒。
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