CN201153097Y - 混合放电型荫罩式等离子体显示板 - Google Patents

Abstract

本实用新型针对现有的荫罩式等离子体显示板采用对向型放电产生的问题，公开了一种混合放电型荫罩式等离子体显示板，它包括前基板(1)、后基板(2)、荫罩(3)，其特征是所述的荫罩(3)为一厚度d为0.1～1.0mm的包含漏斗形网格孔(12)阵列的导电板，第一电极对(5，6)呈平行排列，第二电极(10)与荫罩(3)上的漏斗形网格孔(12)的下开口(14)相对应。本实用新型同时公开了其对向式放电和表面式放电相结合的驱动方法。本实用新型具有着火电压低、亮度和发光效率高、功耗低的优点。

Description

混合放电型荫罩式等离子体显示板

技术领域

本实用新型涉及一种等离子体显示板，尤其是一种荫罩式等离子体显示板，具体地说是一种混合放电型荫罩式等离子体显示板。

背景技术

目前采用的荫罩式等离子体显示板主要包括前基板、后基板和荫罩。前基板从玻璃基板起，分别是扫描电极、介质层以及在介质层表面形成的保护层；后基板从玻璃基板起，分别是与扫描电极垂直的寻址电极，介质层以及在介质层上形成的保护层；夹在前、后基板中间的荫罩是由导电材料(例如铁或其合金)加工而成的包含网孔阵列的金属薄网板。将上述前基板、荫罩和后基板组装封接后充入预定的工作气体，譬如各种惰性气体，即形成了荫罩式等离子体显示板。目前荫罩式等离子体显示板采用对向放电的工作原理，其工作原理如下：首先，在寻址电极组和扫描电极之间加一高压窄脉冲或斜坡脉冲擦除信号，擦除上次放电积累的壁电荷；然后在扫描电极上加一高脉冲寻址电压选中该行，同时在寻址电极上施加该行的数据脉冲，该数据脉冲电压幅度与扫描电压之差高于扫描电极与寻址电极之间的着火电压，控制触发放电，从而在该行形成与所需显示信息对应的壁电荷分布；在逐行完成整屏图像初始放电之后，在扫描电极组和寻址电极之间施加维持放电脉冲，以显示该帧图像。如此循环即可逐帧显示图象。对彩色荫罩式等离子体显示板而言，荫罩的内壁涂敷三基色荧光粉，每一放电单元中气体放电产生的真空紫外光，激发不同荧光材料发出相应的三基色光。然而，上述荫罩式等离子体显示板中存在以下几个问题：①由于采用对向型放电结构，放电空间较小，放电路径较短，因此放电效率较低。②由于荫罩孔壁上可涂敷荧光粉的面积较小，因此亮度较低。③由于放电区域距离荧光粉层较远，放电产生的147nm真空紫外光在向荧光粉辐射过程中共振吸收损耗大，因此亮度和发光效率较低。

现有的表面放电型等离子体显示板虽具有发光效率高、发光亮度亮的优点，但障壁结构制作工艺复杂，成本高，制作成品率低。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的荫罩式等离子体显示板采用对向型放电产生的问题及表面放电型等离子体显示板障壁制作成本高且成品率低的问题，发明一种具有高亮度、高发光效率和低功耗、制造方便的集对向表面放电为一体的混合型荫罩式等离子体显示板及其驱动方法。

本实用新型的技术方案是：

一种混合放电型荫罩式等离子体显示板，包括前基板、后基板、荫罩3，其中荫罩封装在前后基板之间，所述的前基板主要由前衬底玻璃基板、第一电极对、介质层、保护膜组成，其中第一电极对平行排列于前衬底玻璃基板上，电极称为维持电极，电极称为扫描电极，介质层覆盖在第一电极对上，保护膜则覆盖在介质层上；所述的后基板主要由后衬底玻璃基板、第二电极、介质层组成，其中第二电极位于后衬底玻璃基板上，介质层覆盖在第二电极上，第二电极通常称为列电极组或寻址电极，与前基板上的第一电极对成空间垂直正交，其特征是所述的荫罩为一厚度d为0.1～1.0mm的包含漏斗形网格孔阵列的导电板，所述的漏斗形网格孔与前基板相对的上开口面积是其与后基板相对的下开口面积的10～20倍，每一漏斗形网格孔上开口宽度为下开口宽度的3～4倍；第一电极对呈平行排列，分别与荫罩上的漏斗形网格孔的上开口相对应，第二电极与荫罩上的漏斗形网格孔的下开口相对应，每一网格孔的下开口宽度为第二电极宽度的1～2倍，上开口长度为下开口长度的1.5～2.0倍，第一电极对的电极宽度相同，上开口长度是第一电极对的电极宽度的5～20倍，上开口长度是第一电极对之间的平行间距的1.25～5倍，各网格孔与第一电极对和第二电极垂直相交。所述的荫罩、覆盖介质层及保护层的第一电极对和覆盖有介电层的第二电极组成介质阻挡型交流混合放电型的基本单元，在该介质阻挡型交流混合放电型的基本单元中设有可见光发光区域。

荫罩上的漏斗形网格孔的上开口为长条形、四边形、圆形、菱形、六边形或八边形中的一种，下开口为长条形、四边形、圆形、菱形、六边形或八边形中的一种，且可任意组合，上下开口中心在垂直于荫罩表面的同一直线上，或在长度方向以偏心方式排列。

介质阻挡型交流混合放电型的基本单元中的发光区域为漏斗形网格孔的内壁涂覆有荧光粉，而正是这些涂覆有荧光粉的区域构成了本实用新型的混合放电型基本单元中的可见光发光区域。

在介质阻挡型交流混合放电型的基本单元的可见光发光区域涂覆的荧光粉为单色荧光粉。

在介质阻挡型交流混合放电型的基本单元的可见光发光区域涂覆的荧光粉为三基色荧光粉。

所述的阴罩所用材料为铁、含铁合金、其他金属合金或表面镀有导电材料膜的非金属材料。

本实用新型的驱动方法为：

在寻址电极施加正脉冲Va，与显示图像的信号一致，在扫描电极施加负脉冲Vc，使Va+Vc大于单元的着火电压，首先在寻址电极和扫描电极产生对向式放电，积累维持放电所需的壁电荷，同时使该单元处于点亮状态，在维持电极施加负的维持脉冲Vs，选择适当的电压幅值，使点亮的放电单元在壁电荷和维持脉冲共同作用下，在扫描电极和维持电极间产生表面式放电，一直维持点亮状态，直到擦除脉冲到来。较长的放电路径使电离产生的粒子浓度增加，产生更多的真空紫外光激发可见光，使其发光效率提高。放电单元的擦除方式有多种，目的是消除放电单元已存在的壁电荷，使其在维持脉冲作用下由点亮状态转为熄灭状态。如采用窄脉冲擦除，在两次放电之间，在扫描电极施加正的窄擦除脉冲(脉冲宽度约1微秒左右)，它引起的放电产生的壁电荷与原有壁电荷产生中和，从而使放电单元熄灭。施加不同时序的高压脉冲构成不同的驱动方法。本实用新型的等离子体显示板可采用寻址与显示分离(ADS)的子场驱动法，也可采用表面交替发光(ALIS)驱动法。例如采用ADS子场驱动法，在准备期，开始时放电单元的三个电极均为零。在维持电极施加幅度为V_xw(V_xw远大于电极间的着火电压V_fxy)的全屏写脉冲，使屏上所有单元都处于同一状态，即熄灭状态，同时在电极上施加脉冲V_aw(V_aw约为V_xw/2)，使寻址电极基本没有壁电荷积累。进入寻址期，电极加电压V_x；顺序扫描电极，未扫描到的电极加-V_sc，而扫描的电极加-V_y；与此同时，对和需要点亮相对应的电极加寻址脉冲V_a，而不需要亮度的则加0V。在要点亮的单元中，首先在电极和电极之间放电，引起在电极和电极的放电，同时积累壁电荷。对于不需点亮的单元，由于没有寻址脉冲，不产生放电，也没有壁电荷积累。在维持期，在寻址电极加V_aw，上半周电极加0V，电极加维持脉冲V_s，下半周电极加V_s，电极加维持脉冲0V，在壁电荷作用下，维持放电一直进行，放电单元处于点亮状态，直到需要擦除为止。这样对显示板进行逐行扫描，完成整帧图像的显示。通常将一帧图像分为若干子场显示，每个子场都有准备期、寻址期和维持期，并且每个子场的维持期的时间比不同，以实现图像灰度，如采用个子场，可实现256级灰度的图像显示。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的等离子体显示板放电单元内首先在第二电极与扫描电极间的短路径间产生对向式放电，继而在第一电极对之间产生表面放电，因此，与现有对向型放电荫罩式等离子体显示板相比，既具有对向式放电的着火电压低的优点，又具有表面放电的放电路径长的优点，使发光效率提高，显示亮度提高。

2、本实用新型的等离子体显示板采用荫罩代替现有的表面放电型等离子体显示板中的障壁，具有制作工艺简单，成本低的优点。

附图说明

图1为本实用新型的显示板的结构示意图。

图2为本实用新型的电极与荫罩相对尺寸关系及结构示意图。

图3为本实用新型的显示板的封装结构示意图。

图4为本实用新型偏心式荫罩孔放电单元及电极结构示意图。

图5为本实用新型各种荫罩网格孔的结构示意图。

图6为本实用新型的放电单元荧光粉涂覆示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例一。

如图1～3，5所示

一种混合放电型荫罩式等离子体显示板，如图1所示，包括前基板1、后基板2、荫罩3，其中荫罩3位于前后基板1，2之间。所述的前基板1主要由前衬底玻璃基板4、第一电极对5、6、介质层7、保护膜8组成，其中第一电极对5、6平行排列，位于前衬底玻璃基板4上，由Al或Ag电极+透明导电薄膜(ITO)构成的电极，电极5称为维持电极，电极6称为扫描电极、介质层7覆盖在第一电极对5、6上，保护膜8则覆盖在介质层7上。所述的后基板2主要由后衬底玻璃基板9、第二电极10、介质层11组成，其中第二电极10位于后衬底玻璃基板9上，介质层11覆盖在第二电极10上，第二电极10通常称为列电极组或寻址电极，与前基板1上的第一电极对5、6成空间垂直正交。

所述的荫罩3为一包含网格孔12(可为漏斗形，如图3、6所示)阵列的导电板，其材料可以为铁、含铁合金、其他金属合金或表面镀有导电材料膜的非金属材料，其厚度d为0.1～1.0mm，所述的网格孔12与前基板1相对的上开口13面积是其与后基板2相对的下开口14面积的10～20倍，每一网格孔12上开口宽度15为下开口宽度16的1～4倍；上开口13与下开口14的中心在垂直于荫罩表面的方向上在同一直线上。第一电极对5、6呈平行排列，对应于荫罩3网格孔12的上开口13内的表面位置，第二电极10对应于荫罩3网格孔12的下开口14的范围内，每一网格孔12的下开口宽度16为第二电极10宽度17的1～2倍，上开口长度19为下开口长度18的1.5～2倍，第一电极对5、6的电极宽度20相同，上开口长度19是第一电极对5、6的电极宽度20的5～20倍，上开口长度19是平行间距21的1.25～5倍，各网格孔12与第一电极对5、6和第二电极10垂直相交。如图2所示。

所述的荫罩3、覆盖介质层7及保护层8的第一电极对5、6和覆盖有介电层11的第二电极10形成介质阻挡型交流混合放电型的基本单元。将前基板1、荫罩3、后基板2的四周用低熔点玻璃制作的封接框22进行气密封接，在显示区域外、封接框22内设置排气管23，通过该排气管与真空系统相连，可以对上述器件进行真空除气，并充以一定气压的所需工作气体后与真空系统封离，这就形成了本实用新型所提供的等离子体显示板。

该等离子体显示板的工作原理如下：在寻址电极10施加正脉冲Va，与显示图像的信号一致，在扫描电极6施加负脉冲Vc，使Va+Vc大于单元的着火电压，首先在寻址电极10和扫描电极6产生对向式放电，积累维持放电所需的壁电荷，同时使该单元处于点亮状态，在维持电极5施加负的维持脉冲Vs，选择适当的电压幅值，使点亮的放电单元在壁电荷和维持脉冲共同作用下，在扫描电极6和维持电极5间产生表面式放电，一直维持点亮状态，直到擦除脉冲到来。较长的放电路径使电离产生的粒子浓度增加，产生更多的真空紫外光激发可见光，使其发光效率提高。放电单元的擦除方式有多种，目的是消除放电单元已存在的壁电荷，使其在维持脉冲作用下由点亮状态转为熄灭状态。如采用窄脉冲擦除，在两次放电之间，在扫描电极6施加正的窄擦除脉冲(脉冲宽度约1微秒左右)，它引起的放电产生的壁电荷与原有壁电荷产生中和，从而使放电单元熄灭。施加不同时序的高压脉冲构成不同的驱动方法。本实用新型的等离子体显示板可采用寻址与显示分离(ADS)的子场驱动法，也可采用表面交替发光(ALIS)驱动法。例如采用ADS子场驱动法，在准备期，开始时放电单元的三个电极(电极5、6、10)均为零。在维持电极5施加幅度为V_xw(V_xw远大于电极5、6间的着火电压V_fxy)的全屏写脉冲，使屏上所有单元都处于同一状态，即熄灭状态，同时在电极10上施加脉冲V_aw(V_aw约为V_xw/2)，使寻址电极10基本没有壁电荷积累。进入寻址期，电极5加电压V_x；顺序扫描电极6，未扫描到的电极6加-V_sc，而扫描的电极6加-V_y；与此同时，对和需要点亮相对应的电极10加寻址脉冲V_a，而不需要亮度的则加0V。在要点亮的单元中，首先在电极10和电极6之间放电，引起在电极5和电极6的放电，同时积累壁电荷。对于不需点亮的单元，由于没有寻址脉冲，不产生放电，也没有壁电荷积累。在维持期，在寻址电极10加V_aw，上半周电极5加0V，电极6加维持脉冲V_s，下半周电极5加V_s，电极6加维持脉冲0V，在壁电荷作用下，维持放电一直进行，放电单元处于点亮状态，直到需要擦除为止。这样对显示板进行逐行扫描，完成整帧图像的显示。通常将一帧图像分为若干子场显示，每个子场都有准备期、寻址期和维持期，并且每个子场的维持期的时间比不同，以实现图像灰度，如采用8个子场，可实现256级灰度的图像显示。

实施例二。

如图4所示。

在上述实施例一中，当荫罩网格孔12的下开口14的中心与上开口13的中心在沿着电极10的方向呈偏心排列，将上下开口投影在平行于荫罩表面的同一平面上，中心偏心距离25是上开口长度19的0.1～0.4倍。在放电单元中，第一电极对中维持电极6偏离网格孔12上开口中心0.1～0.4倍的下开口长度18，与下开口中心相对应，使首先在电极6与电极10之间产生的对向式放电的放电距离更短，着火电压进一步降低，放电单元示意图如图4所示，这就构成了本实用新型的第二实施例组，工作原理同第一实施例。

实施例三。

在上述实施例一中，荫罩网格孔12上开口为长条形、四边形、圆形、梯形、六边形或八边形等任意多边形结构的一种，下开口为长条形，四边形、圆形、梯形、六边形或八边形等任意多边形的一种，下开口与上开口可同心排列，也可偏心排列，上下开口结构可任意组合。如图5，这就构成了本实用新型的第三实施例组，工作原理同第一实施例。

实施例四。

在上述实施例一、二、三中，单色荧光粉24涂覆在荫罩网格孔12的内壁并充以适当的工作气体，使之产生相应波长的紫外光激发紫外荧光粉发出单色可见光，从而实现图象显示，这就构成了本实用新型的第四实施例组，即单色混合型荫罩式等离子体显示板。

在上述实施例一至四中，若在荫罩网格孔12的内壁依次涂覆红、绿、蓝三基色紫外激发荧光粉24，并充以适当的工作气体，使之产生相应波长的紫外光激发紫外荧光粉发出红、绿、蓝三基色可见光，即可实现彩色图象显示，这就构成了本实用新型的第五种实施例组，即彩色混合型荫罩式等离子体显示板。

本实施例仅给出了部分具体的应用例子，但对于从事平板显示器的专业人员而言，还可根据以上启示设计出多种变形产品，这仍被认为涵盖于本实用新型之中。

Claims (5)

1、一种混合放电型荫罩式等离子体显示板，包括前基板(1)、后基板(2)、荫罩(3)，其中荫罩(3)封装在前后基板(1，2)之间，所述的前基板(1)主要由前衬底玻璃基板(4)、第一电极对(5，6)、介质层(7)、保护膜(8)组成，其中第一电极对(5，6)平行排列于前衬底玻璃基板(4)上，介质层(7)覆盖在第一电极对(5，6)上，保护膜(8)则覆盖在介质层(7)上；所述的后基板(2)主要由后衬底玻璃基板(9)、第二电极(10)、介质层(11)组成，其中第二电极(10)位于后衬底玻璃基板(9)上，介质层(11)覆盖在第二电极(10)上，第二电极(10)与前基板(1)上的第一电极对(5，6)成空间垂直正交，其特征是所述的荫罩(3)为一厚度d为0.1～1.0mm的包含漏斗形网格孔(12)阵列的导电板，所述的漏斗形网格孔(12)与前基板(1)相对的上开口(13)面积是其与后基板(2)相对的下开口(14)面积的10～20倍，每一漏斗形网格孔(12)上开口宽度(15)为下开口宽度(16)的2～4倍；第一电极对(5，6)呈平行排列，分别与荫罩(3)上的漏斗形网格孔(12)的上开口(13)相对应，第二电极(10)与荫罩(3)上的漏斗形网格孔(12)的下开口(14)相对应，每一网格孔(12)的下开口宽度(16)为第二电极(10)宽度(17)的1～2倍，上开口长度(19)为下开口长度(18)的1.5～2.0倍，第一电极对(5，6)的电极宽度(20)相同，上开口长度(19)是第一电极对(5，6)的电极宽度(20)的5～20倍，上开口长度(19)是第一电极对(5，6)之间的平行间距(21)的1.25～5倍，所述的荫罩(3)、第一电极对(5，6)和第二电极(10)组成介质阻挡型交流混合放电型的基本单元，在该基本单元中设有可见光发光区域。

2、根据权利要求1所述的混合放电型荫罩式等离子体显示板，其特征是荫罩(3)上的漏斗形网格孔(12)的上开口(13)为长条形、四边形、圆形、梯形、六边形或八边形中的一种，下开口(14)为长条形、四边形、圆形、梯形、六边形或八边形中的一种，且上下开口中心可在垂直于荫罩表面的同一直线上，或在长度方向以偏心方式排列。

3、根据权利要求1或2所述的混合放电型荫罩式等离子体显示板，其特征是在介质阻挡型交流混合放电型的基本单元的可见光发光区域涂覆的荧光粉(24)为单色荧光粉。

4、根据权利要求1或2所述的混合放电型荫罩式等离子体显示板，其特征是在介质阻挡型交流混合放电型的基本单元的可见光发光区域涂覆的荧光粉(24)为三基色荧光粉。

5、根据权利要求1所述的混合放电型荫罩式等离子体显示板，其特征是所述的荫罩(3)所用材料为铁、含铁合金、其他金属合金或表面镀有导电材料膜的非金属材料。

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