CN1223978C - 具有低启动电压的等离子显示器 - Google Patents

Abstract

一种等离子显示器，包括上基板与下基板、寻址电极、共用电极、第一与第二扫描电极以及第一与第二维持电极。上下基板相互平行，电离气体填充于上下基板之间。寻址电极配置于上基板之上。共用电极配置于下基板上，与寻址电极相互垂直。第一与第二扫描电极配置于下基板上并分别位于共用电极的第一侧与第二侧。第一与第二维持电极配置于下基板上，且分别位于共用电极的第一侧与第二侧。寻址电极、共用电极、第一扫描电极与第一维持电极确定第一显示单元，而寻址电极、共用电极、第二扫描电极与第二维持电极是确定第二显示单元。

Description

具有低启动电压的等离子显示器

技术领域

本发明涉及一种等离子显示器，尤其涉及一种具有低启动电压的等离子显示器。

背景技术

在大尺寸及大面积的显示装置中，等离子显示器(Plasma DisplayPanel，PDP)是一种非常具有潜力的显示装置。现有的等离子显示器需要靠非常大的启动电压(firing voltage)才能将其内的电离气体转换成可供往复驱动的等离子。高压启动不仅需使用昂贵的驱动及控制元件，而且容易造成元件的损坏及元件的使用寿命的缩短。因此如何降低等离子显示器的启动电压是当今研究的一个课题。

请参照图1，其所示为传统的等离子显示器100的剖面图。等离子显示器100包括有相互平行的上基板102及下基板104，电离气体填充于上基板102及下基板104之间。等离子显示器100还包括寻址电极(addresselectrode)106，维持电极(sustain electrode)108以及扫描电极(scanelectrode)110。维持电极108与扫描电极110平行且交错地设置于下基板104上，而寻址电极106则是以与维持电极108和扫描电极110相垂直的方式设置于上基板102上。介电质层114覆盖于下基板104上，而保护层116则覆盖于介电质层114上。萤光层118设置于寻址电极106上用来产生萤光。而阻隔壁(barrier rib)120设置于寻址电极106上。

如图所示每一显示单元122包括寻址电极106、维持电极108及扫描电极110。当维持电极108与扫描电极110间施加的电压大于启动电压后，维持电极108与扫描电极110间的电场效应会使其上的电离气体产生电子游离现象而形成空间电荷。在产生空间电荷后，利用寻址电极106与扫描电极110之间的电场作用来产生等离子，并决定显示单元122内所产生的壁电荷(wall charge)密度是否可大到可以点燃等离子，此壁电荷密度是使显示单元122得以保持亮状态(on)或是成为不明亮状态(off)的主要关键。若不需保持明亮状态，则显示单元122内的空间电荷会在很短的时间内还原成正常的电离气体(非游离状态)。在决定保持明亮状态后，维持电极108和扫描电极110会被用来往复驱动显示单元122内的等离子以使其得以持续地发出紫外线，而紫外线在为萤光层118所吸收后会使其发出萤光，经由透明的下基板102使得使用者可以看到显示单元122所发出的光线。

维持电极108和扫描电极110均是由铬铜铬(CrCuCr)或其他高导电性材料所构成的不透明电极124、128以及由氧化铟锡(ITO)材料所构成的透明电极126与130所组成。铬铜铬材料具有良导电性但是不透光，而ITO材料则可透过部分的可见光但是电阻值较大且制造不易。由于显示单元122的启动电压的大小与维持电极108和扫描电极110间的间距(gap)有关，所以传统使用TIO材料的透明电极126与130来使得维持电极108和扫描电极110间的间距(gap)变小来降低等离子显示器110的启动电压。然而，因为TIO材料的透明电极126与130会吸收部分的可见光，如此将使得等离子显示器的发光效率降低。又因为其电阻值较高，故会产生较大的能量损耗。因为TIO材料的透明电极126与130的制造不易，相对地，也会影响到等离子显示器的品质。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种具有低启动电压的等离子显示器，可不需使用到透明电极即可达到低启动电压的目的。而且，本发明更具有高发光效率与高对比的优点。

根据本发明的目的，提出一种等离子显示器，该等离子显示器包括上基板与下基板、寻址电极、共用电极、第一扫描电极与第二扫描电极以及第一维持电极与第二维持电极。上基板与下基板是相互平行，电离气体填充于上基板与下基板之间。寻址电极配置于上基板之上。共用电极配置于下基板上，并与寻址电极相互垂直。第一扫描电极与第二扫描电极配置于下基板上并分别位于共用电极的第一侧与第二侧。而第一维持电极与第二维持电极配置于下基板上，且分别位于共用电极的第一侧与第二侧。其中，寻址电极、共用电极、第一扫描电极与第一维持电极确定第一显示单元，而寻址电极、共用电极、第二扫描电极与第二维持电极确定第二显示单元。在第一显示单元中，在清除期间(erasing period)内，在第一扫描电极与共用电极之间施加一点火电压，在寻址期间(addressing period)内，寻址电极与第一扫描电极是相互作用以决定是否点亮第一显示单元，在维持放电期间(sustaining period)内，共用电极、第一扫描电极及第一维持电极之间则往复驱动第一显示单元内的等离子以维持第一显示单元的显示作用。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1是传统的等离子显示器的剖面图。

图2是本发明的等离子显示器的一优选实施例的剖面图。

图3是图2所示的等离子显示器的驱动波形图。

图4A～4F所示为各个时间点的显示单元中的等离子分布示意图。

图5是本发明的等离子显示器的另一驱动波形图。

具体实施方式

请参照图2，其所示是依照本发明一优选实施例的一种具有低启动电压的等离子显示器的剖面图。在本发明的等离子显示器200中，上基板202与下基板204相互平行，且电离气体填充于上基板202与下基板204之间。寻址电极A配置于上基板202之上。共用电极C1与C2配置于下基板204上，并与寻址电极A相互垂直。第一扫描电极D1与第二扫描电极D2配置于下基板204上并分别位于共用电极C1的左侧与右侧。而第一维持电极X1与第二维持电极X2配置于下基板204上，且分别位在共用电极C1的左侧与右侧。

其中，第一扫描电极D1位于第一维持电极X1与共用电极C1之间，而第二扫描电极D2位于第二维持电极X2与共用电极C1之间。并且，第一扫描电极D1与第二扫描电极D2邻近于共用电极C1。寻址电极A、共用电极C1、第一扫描电极D1与第一维持电极X1确定第一显示单元222。而寻址电极A、共用电极C1、第二扫描电极D2与第二维持电极X2确定第二显示单元224。

等离子显示器200还可包括第三显示单元226，其是由寻址电极A、共用电极C2、第三扫描电极D3与第二维持电极X2所确定。然而，第二显示单元224与第三显示单元226的动作原理与第一显示单元222的动作原理相似，为了简化说明起见，本实施例仅以第一显示单元222为例做说明。

等离子显示器的驱动包括三个期间：清除期间(erasing period)、寻址期间(addressing period)，以及维持放电期间(sustaining period)。在清除期间内，在第一扫描电极D1与共用电极C1之间施加一点火电压(priming voltage)在寻址期间内，寻址电极A与第一扫描电极D1相互作用以决定是否点亮第一显示单元222。在维持放电期间内，共用电极C1、第一扫描电极D1及第一维持电极X1之间则往复驱动第一显示单元222内的等离子以维持第一显示单元222的显示作用。

更进一步来说，驱动图2的等离子显示器的驱动方法是有多种，现举一例以做说明。请参照图3，其所示是图2所示等离子显示器的驱动波形图的一个实施例。在清除期间T1内，所有的显示单元施以同样的驱动波形。在第一显示单元222中，首先，施加电压大小为(VS+Vw)的清除脉冲于第一扫描电极D1，以清除第一显示单元222内的壁电荷。接着，施加一电压大小为-Vy的脉冲于第一扫描电极D1，亦即施加一点火电压Vy于第一扫描电极D1与共用电极C1之间，使点火动作(priming)发生于第一扫描电极D1与共用电极C1之间，以使电离气体游离而产生空间电荷。然后，施加一缓升正向脉冲于第一扫描电极D1上，使MgO表面电荷因自我放电(self-erase)中和而消失掉。此时，可让等离子显示器上的所有显示单元的状态趋于一致。尔后，再次地施加点火电压Vy于第一扫描电极D1之间，使电离气体游离而产生空间电荷及壁电荷。

在寻址期间T2内，所有的寻址电极与扫描电极的动作是根据所要显示的影像资料来决定。在第一显示单元222中，寻址电极A是与第一扫描电极D1是相互作用以决定是否点亮第一显示单元222。

而在维持放电期间T3内，等离子显示器进行预维持放电动作与进行主维持放电动作。预维持放电动作是在期间T3a内执行，而其后的主维持放电动作则是在期间T3b内反覆地执行。其将分述于下。

步骤(T3a)：

在时间点t1～t3之间，在共用电极C1与第一扫描电极D1间施加一第一预维持电压VSI。此步骤例如是由子步骤(a1)与(a2)所组成。子步骤(a1)为，在时间点t1，施加一负电压-VS1的脉冲305于第一扫描电极D1，使共用电极C1与第一扫描电极D1间的电位差为第一预维持电压VS1。而子步骤(a2)则为，在时间点t2，施加一正电压VS1的脉冲306于共用电极C1，使共用电极C1与第一扫描电极D1间的电位差为第一预维持电压VS1。

步骤(T3b)：

包括：

(1)在时间点t3～t4之间，在维持电极X1、X2…施加维持电压VS2。例如通过施加一正电压VS2的脉冲308于第一维持电极X1上，使第一维持电极X1与共用电极C1间的电位差为第二预维持电压VS2。

(2)在时间点t4～t5之间，在扫描电极D1、D2…等施加VS3的电压，并在此VS3电压未完全消失前，在共用电极C1、C2…等加上电压VS4，以维持主放电期间，空间等离子团的面积可达到维持电极与共用电极之间而达到最大面积，以增加有效的放电及发光效率。

随后的主维持放电动作则包括有：

步骤(c)：

其为使共用电极C1、第一扫描电极D1及第一维持电极X1之间往复驱动第一显示单元222内的等离子，以维持第一显示单元222的显示作用。此步骤(c)例如由子步骤(c1)、(c2)、(c3)及(c4)所组成。

子步骤(c1)：

在时间点t4之后，使第一扫描电极D1与第一维持电极X1间的电位差为第一维持电压VS3，例如通过输入正电压VS3的脉冲310来实现。

子步骤(c2)：

使共用电极C1与第一维持电极X1间的电位差为第二维持电压VS4，例如通过输入正电压VS4的脉冲312来实现。

子步骤(c3)：

在时间点t5之后，使第一扫描电极D1与第一维持电极X1间的电位差实质上为零电位。例如使第一扫描电极D1回复至零电位来实现。

子步骤(c4)：

使第一维持电极X1与第一扫描电极D1间，以及第一维持电极X1与共用电极C1间的电位差为第三维持电压VS5。例如通过施加一正电压VS5的脉冲314于第一维持电压X1来实现。之后，重复子步骤(c1)、(c2)、(c3)及(c4)。

其中，VS1、VS2、VS3、VS4与VS5可以均相等，或是不等。只要能达到维持放电的目的即在本发明的范围。

各个时间点的显示单元中的等离子分布示意图将如图4A～4F所示。假设第一显示单元222、第二显示单元224与第三显示单元226均被选取，则在寻址期间T2之后，在第一扫描电极D1、第二扫描电极D2和第三扫描电极D3的上方有等离子形成，如图4A所示。在图4A～4F中，现以外加电压VS1＝VS2＝VS3＝VS4＝VS5＝VS的情况为例做说明。在时间点t2时，如图4B所示，由于共用电极C1与第一扫描电极D1间的电位差为VS，此时等离子分布于共用电极C1与第一扫描电极D1之间。在时间点t3时，如图4C所示，由于第一维持电极X1与共用电极C1间的电位差为VS，此时等离子扩散分布于第一维持电极X1与共用电极C1之间，亦即是整个第一显示单元222。在时间点t4时，如图4D所示，由于第一扫描电极D1与第一维持电极X1间的电位差为VS，此时等离子分布于第一扫描电极D1与第一维持电极X1之间。在时间点t5之后，如图4E所示，由于共用电极C1与第一维持电极X1间的电位差为VS，此时等离子扩散分布于共用电极C1与第一维持电极X1之间。而在时间点t6之后，第一维持电极X1与共用电极C1之间的电位差为VS，等离子则反向往第一维持电极X1的方向移动。如此反覆驱动等离子之后，以维持第一显示单元222的显示动作。

如图4B与图4C所示的预维持放电动作因扫描电极D与共用电极C的间距可调整至较小的距离，而可以降低点燃等离子的启动电压(firingvoltage)。

而图4D和图4E所示的先让第一扫描电极D1为基准VS，然后再让共用电极C1为基准VS的作法，可以使得等离子更容易在第一显示单元222中维持点燃的状态，而使等离子不会因为等离子在空间中的扩展而导致消失。

请参照图5，其所示是另一种驱动等离子显示器的波形图。与图3最大的不同处在于，在维持放电期间中，第一扫描电极D1与共用电极C1的电位是同时变化。详而言之，也就是在上述的步骤(c)还可由子步骤(c1′)与(c2′)所组成。在子步骤(c1′)中，同时施加一正电位VS3′的脉冲502于第一扫描电极D1与共用电极C1上，使第一扫描电极D1与第一维持电极X1间，以及共用电极C1与第一维持电极X1间的电位差为第一维持电压VS3′。而子步骤(c2′)则为，施加一正电压VS5′的脉冲504于第一维持电极X1上，使第一维持电极X1与第一扫描电极D1间，以及第一维持电极X1与共用电极C1间的电位差为第三维持电压VS5′。

其中，本发明的等离子显示器由于扫描电极D1，D2，与共用电极C1之间的距离可调整，因此较如图1中的传统的相邻的ITO材质的透明电极的间距为短，所以本发明的等离子显示器的点火电压较传统的等离子显示器为小。也因为本发明的电极的设计可以达到距离短小的目的，故本发明所使用的电极的材质可以不需是ITO材质，而只需使用铬铜铬(CrCuCr)材料所构成的不透明电极即可。如此，可使得制造更加简单，并提升品质。

又，因为本发明的等离子显示器的点火动作(priming)是发生于扫描电极与共用电极之间，因为两者的距离很短，使得所需的点火电压较传统的等离子显示器为小。因为点火电压较小，可以达到省电与效率提高的优点。且可通过调整共用电极与维持电极的宽度，来避免各个显示单元间的干扰。

而且，因为点火动作仅发生于共用电极与扫描电极之间，故在清除期间内，显示单元中发光的面积会仅限于共用电极与扫描电极之间，如此，可以使得所产生的背景亮度减少，而可有效地提高对比率。

为了减少铬铜铬电极的对外界光线的反射，可以在各个电极下方形成黑色矩阵(black matrix)。请参照图2，铬铜铬电极232的下方是形成有氧化铬(CrOx)材质的黑色矩阵233。与传统的将电极与黑色矩阵分开独立制作的方式相较，本发明的作法具有制造简单且品质高的优点。

而且，因为本发明可以不使用到ITO材质的透明电极，且暗区较小，使得光线穿透的有效面积加大。再加上本发明的有效放电空间是可延伸于整个显示单元，与传统的局限于ITO材质的透明电极的间距内放电的情形相比较，本发明的发光效率将更为提高。

本发明上述实施例所披露的具有低启动电压的等离子显示器，不需使用透明电极即可达到低启动电压的目的。而且，本发明更具有高发光效率与高对比的优点。

综上所述，虽然本发明已以一优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (18)

1.一种等离子显示器，包括：

上基板与下基板，相互平行，电离气体填充于所述上基板与所述下基板之间；

寻址电极，配置于所述上基板上；

共用电极，配置于所述下基板上，并与所述寻址电极相互垂直；

第一扫描电极与第二扫描电极，配置于所述下基板上并分别位于所述共用电极的第一侧与第二侧；以及

第一维持电极与第二维持电极，配置于所述下基板上，且分别位于所述共用电极的所述第一侧与所述第二侧；

其中，所述寻址电极、所述共用电极、所述第一扫描电极与所述第一维持电极确定第一显示单元，所述寻址电极、所述共用电极、所述第二扫描电极与所述第二维持电极确定第二显示单元；

在所述第一显示单元中，在清除期间内，在所述第一扫描电极与所述共用电极之间施加一点火电压，在寻址期间内，所述寻址电极与所述第一扫描电极相互作用以决定是否点亮所述第一显示单元，在维持放电期间内，所述共用电极、所述第一扫描电极及所述第一维持电极之间则往复驱动所述第一显示单元内的等离子以维持所述第一显示单元的显示作用。

2.如权利要求1所述的等离子显示器，其中，所述第一扫描电极位于所述第一维持电极与所述共用电极之间。

3.如权利要求1所述的等离子显示器，其中，所述第一扫描电极的材质是由不透明金属所形成。

4.如权利要求3所述的等离子显示器，其中，所述不透明金属为CrCuCr。

5.如权利要求1所述的等离子显示器，其中，所述第一扫描电极较所述第一维持电极更邻近于所述共用电极。

6.如权利要求1所述的等离子显示器，其中，所述第一扫描电极是由不透明金属所形成。

7.如权利要求6所述的等离子显示器，其中，所述不透明金属为CrCuCr

8.一种等离子显示器的驱动方法，所述等离子显示器包括相互平行的上基板与下基板、电离气体填充于所述上基板与所述下基板之间、配置于所述上基板上的寻址电极、配置于所述下基板上的共用电极、第一扫描电极与第二扫描电极、第一维持电极与第二维持电极，其中所述扫描电极与维持电极与所述寻址电极相互垂直，所述第一扫描电极与所述第二扫描电极，配置于所述下基板上并分别位于所述共用电极的第一侧与第二侧，及所述第一维持电极与所述第二维持电极，是配置于所述下基板上，且分别位于所述共用电极的所述第一侧与所述第二侧，其中，所述寻址电极、所述共用电极、所述第一扫描电极与所述第一维持电极确定第一显示单元，所述寻址电极、所述共用电极、所述第二扫描电极与所述第二维持电极确定第二显示单元，所述驱动方法包括：

在维持放电期间内，进行预维持放电动作和进行主维持放电动作；

其中，所述预维持放电动作包括：

(a)在所述共用电极与所述第一扫描电极间施加第一预维持电压；及

(b)在所述第一维持电极与所述共用电极间施加第二预维持电压；

所述主维持放电动作包括：

(c)所述共用电极、所述第一扫描电极及所述第一维持电极之间往复驱动所述第一显示单元内的等离子以维持所述第一显示单元的显示作用。

9.如权利要求8所述的驱动方法，其中，所述第一扫描电极位于所述第一维持电极与所述共用电极之间。

10.如权利要求8所述的驱动方法，其中，所述第一扫描电极是由不透明电极所形成。

11.如权利要求10所述的驱动方法，其中，所述不透明电极为CrCuCr。

12.如权利要求8所述的驱动方法，其中，所述第一扫描电极较第一维持电极更邻近于所述共用电极。

13.如权利要求8所述的驱动方法，其中，所述第一维持电极是由不透明电极所形成。

14.如权利要求13所述的驱动方法，其中，所述不透明电极为CrCuCr。

15.如权利要求8所述的驱动方法，其中，所述步骤(a)中包括：

(a1)施加一负电压的脉冲于所述第一扫描电极，并施加一正电压的脉冲于所述共用电极，使所述共用电极与所述第一扫描电极间的电位差为所述第一预维持电压；以及

(a2)施加一正电压的脉冲于所述共用电极，使所述共用电极与第一扫描电极间的电位差为所述第一预维持电压。

16.如权利要求8所述的驱动方法，其中，所述步骤(b)中包括：

(b1)施加一正电压的脉冲于所述第一维持电极，使所述第一维持电极与所述共用电极间的电位差为所述第一预维持电压。

17.如权利要求8所述的驱动方法，其中，所述步骤(c)中包括：

(c1)使所述第一扫描电极与所述第一维持电极间的电位差为第一维持电压；

(c2)使所述共用电极与所述第一维持电极间的电位差为第二维持电压；

(c3)使所述第一扫描电极与所述第一维持电极间的电位差实质上为零电位；以及

(c4)使所述第一维持电极与所述第一扫描电极间，以及所述第一维持电极与所述共用电极间的电位差为第三维持电压。

18.如权利要求8所述的驱动方法，其中，所述步骤(c)中包括：

(c1)同时使所述第一扫描电极与所述第一维持电极之间，以及所述共用电极与所述第一维持电极间的电位差为第一维持电压；以及

(c2)使所述第一维持电极与所述第一扫描电极之间，以及所述第一维持电极与所述共用电极间的电位差为第三维持电压。

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