TWI285388B - Plasma display panel and imaging device using the same - Google Patents

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1285388 A7 » » B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（彳） 本發明之領域： 本發明係關於一種電漿顯示器面板，及使用此面板之 成像裝置。 本發明之背景： 近年來，電漿顯示器面板（在下文中被稱爲”PDPs”）已經 吸引相當的注意，做爲大型平面螢幕及低-外型顯示裝置。 現在，ac-驅動共平面-放電型PDPs(在下文中被稱爲ac共平 面-放電型PDPs)主宰市場，此ac共平面-放電型PDPs爲一 成像裝置，其具有大量的小放電空間（放電單元）密封在一對 玻璃基板之間。 在PDP中，藉由在放電單元中所含有之氣體（放電氣體 )的放電來產生電漿，並且來自電漿之紫外線激發磷以發射 可見光，並藉以形成影像顯示。有另外一種藉由使用直接 來自電漿之發光來形成影像顯示的方法。 稀有氣體（特別是Ne及Xe的混合氣體）已經是主要被 用作放電氣體，其爲電漿顯示裝置的其中一材料。日本專 利申請公告第Hei- 34263 1號案（公告於1994年12月13日）揭示 He，Ne及Xe三種氣體之混合氣體的使用，在此，He對Ne 之體積比被選擇在從6/4到9/1的範圍中，而xe被選擇在從 佔放電氣體之總體積的1 · 5 %到1 0 %的範圍中。但是，有一 個問題在於過多的He量會使顯示裝置的壽命縮短。日本專 利申請公告第2000-67758號案（公告於2000年3月3日）揭示一 種技術，其藉由使用He，Ne及Xe三種氣體之混合氣體來 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —lv 訂

-4 · 1285388 A7 B7 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 控制相鄰放電單元之間的串音，並藉以增加持續電壓的驅 動邊限。日本專利申請公告第Hei 1 1- 10343 1號案（公告於 1 999年4月13日）揭示一種技術，其藉由使用He，Ne及Xe三 種氣體之混合氣體，且He及Xe的濃度相等，以實現壽命 長、驅動電壓穩定、及亮度適當等特性。在N. Uemura等人 5U Kinetic Model of the VUV Production in AC-PDPs as Studied by Time-resolved Emission Spectroscopy,” Proceedings of IDW Ό0 (The 7th International Display Workshops),第 639-642頁（2000)”中已經報告了藉由使用He，Ne及Xe三種氣體 之混合氣體來改善紫外線產生效率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在PDPs的發展中希望改善發光效率（lm/W)，發光效率 係最初藉由將亮度値（或照度）（cd/m2)除以激發一單位面積所 需之電功率（W/m2)來提供上面的亮度値，而後當從光源來看 時，藉由使用由測量系統所維持之立體角（球面角度）來修改 所獲得到之商數來予以決定。因爲放電氣體對紫外線的產 生具有很大的影響，所以其設定對發光效率之改善而言係 重要的，電漿的條件視放電氣體之組成及壓力而顯著地改 變，且因此，發光效率也顯著地改變。但是，在爲實際使 用而發展電漿顯示器的情況中，綜合地說，電漿顯示器在 其他性能以及發光效率的改善方面應該係優異的。當改變 放電氣體之組成及壓力以改善發光效率時，壽命可能被縮 短，而且驅動可能不穩定。此外，爲了實際使用，非常需 要高淸晰度、高亮度、及低成本等等，因此，在實際使用 之電漿顯示器的發展上，除了放電氣體的組成及壓力以外 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】〇X297公釐） -5- 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 1285388 A7 ’ ’ B7 五、發明説明（3) ，必須考慮其他條件（驅動條件、成本等等）。 本發明之槪述： · 本發明提供一種PDP，其能夠改善發光效率、保證長 的壽命、並且被穩定地驅動。此外，依據本發明之PDP使 得高亮度、高淸晰度、及低成本之顯示裝置成爲可能。 爲了解決上述問題，本發明之特色包含放電氣體之組 成及總壓力的選擇、寫入-電壓之脈波寬度等等，這樣的特 色有助於改善發光效率、保證長的壽命、以及去除驅動上 的不穩定性。 在本發明中，（1)使用一含有至少Ne，Xe及He三種成 分之放電氣體混合物，並且放電氣體混合物的成分比例及 放電氣體混合物的壓力和用於寫入-放電之脈波寬度被選擇 如下。 放電氣體混合物的條件係如下： (2) Xe比例係在從2 %到20 %的範圍中、He比例係在從 1 5 %到5 0 %的範圍中，其中，（4) He比例係大於Xe比例， 以及（5)放電氣體混合物的總壓力係在從4〇〇 Ton.到550 Τ ο it的範圍中。 此外’（6)即將被施加於位址電極之電壓脈波的寬度 爲2 // s或2 // s以下。 1ft外’如果本發明被組構如下，則本發明變得更加實 際。 在本發明之第二實施例中，放電氣體混合物包含在從2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-6- 1285388 A7 B7 五、發明説明（4) %到1 4 %的範圍中的Xe比例及在從1 5 %到5 0 %的範圍中的 He比例，以及He比例係大於Xe比例；放電氣體混合物的 總壓力係在從400 Ton·到550 Ton·的範圍中；以及即將被施 加於位址電極之電壓脈波的寬度爲2 // s或2 // s以下。本實 施例能夠實現在實際使用上更加有利的PDP，如果xe比例 被選擇爲遠大於14 %，則持續放電電壓增加。 在本發明之第三實施例中，放電氣體混合物包含在從6 %到1 4 %的範圍中的X e比例及在從1 5 %到5 0 %的範圍中的 H e比例，以及H e比例係大於X e比例；放電氣體混合物的 總壓力係在從400 Ton·到550 Ton·的範圍中；以及即將被施 加於位址電極之電壓脈波的寬度爲2 // s或2 // s以下。此實 施例實現提供特別高的亮度及優異的發光效率之PDP。 在本發明之第四實施例中，放電氣體混合物包含在從6 %到1 2 %的車e圍中的X e比例及在從1 5 %到5 0 %的範圍中的 H e比例，以及H e比例係大於X e比例；放電氣體混合物的 總壓力係在從400 Ton·到5 50 Τοι·ι·的範圍中；以及即將被施 加於位址電極之電壓脈波的寬度爲2 // s或2 // s以下。對上 面的Xe比例來說，由He比例所達成之優點係特別顯著的 ，並且發光效率被有效地改善以實現高亮度PDP。 不用說，本發明之PDP提供能夠有上面之特性的成像 裝置。 附圖之簡略說明： 在伴隨之圖形中，其中，在所有的圖形中，相同的參 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 L·. 1285388 . . A7 ______ _B7____ 五、發明説明（5) 考數字表示相同的組件，且其中： 圖1係顯示應用本發明之PDP的一部分之分解立體圖； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2係當從圖1中所指示之方向D2來看時，顯示圖1之 PDP主要部分的剖面結構及顯示一放電單元的剖面圖； 圖3係顯示圖2所示之電漿1〇中帶電粒子（正粒子及負粒 子）之移動的剖面示意圖； 圖4A到圖4C係時間圖表，各顯示在將圖像顯示於PDP 上之一 TV場期間上的操作； 圖5係顯示藉由測量發光效率，使用Ne，Xe及He三種 成分之放電氣體混合物，來爲實施例中他們的各種比例所 獲得到之結果的圖表； 圖6係顯示藉由測量發光效率之改善率對Xe比例，使 用Ne，Xe及He三種成分之放電氣體混合物，來爲實施例 中他們的各種比例所獲得到之結果的圖表； 圖7係顯示藉由測量發光效率之改善率對He比例，使 用Ne，Xe及He三種成分之放電氣體混合物，來爲實施例 中他們的各種比例所獲得到之結果的圖表； 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 圖8係顯示當X e比例改變時，在持續放電電壓上改變 的圖表； 圖9係顯示當H e比例改變時，亮度保持比率隨著操作 時間而改變的圖表； 圖1 0係顯不H e比例與売度保持比率中之改變速率間的 關係之圖表； 圖1 1係顯示當含有Ne，Xe及He之三種成分放電氣體混 本ϋ尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（21CKX297公釐） ~ ~ -8- 1285388 A7 ' ' B7 五、發明説明（6) 合物的總壓力改變時，藉由測量亮度保持比率及發光效率 所獲得到之結果的圖表； 圖12係顯示當含有Ne，Xe及He之三種成分放電氣體混 合物的寫入-電壓及He比例改變時，藉由調查用以確保穩 定之寫入-放電所獲得到之結果的圖表；以及 圖1 3係顯不設置有本發明之P D P的成像系統例之方塊 圖。 主要元件對照 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 元/ ί牛對照表 21 前側面 板 22-1,22-1 X電 極 23- 1,23-2 Y電 極 24-1,24-2 X電 極 25- 1,25-2 Y電 極 26, 30 電介質層 27 保護膜 28 後側面板 29 Α電極 31 肋部 32 磷層 33 放電空 間 10 電漿 3 負粒子 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ 297公釐）

、1T 線I·· -9- 1285388 . . A7 -一 ___^ 五、發明説明（7) 4 正粒子 5 正壁電荷 6 負壁電荷 100 電漿顯示器面板 101 驅動電路 102 成像裝置 103 影像源 104 成像系統 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳實施例之詳細說明： S本結構及操作 ac共平面-放電型PDP爲一具有大量的小放電空間（放 電單元）密封在一對玻璃基板之間的成像裝置。 將參照伴隨之圖形來解釋諸實施例，在所有的圖形中 ’相同的參考數字表示對應或功能性類似的部件或部分， 並且省略他們解釋的重複部分。 圖1係例舉舉例說明ac共平面-放電型PDP之典型結構 的一部分之分解立體圖。圖1中所示之PDP具有前側面板21 及後側面板28，其係由玻璃所做的，並且以整合的方式而 被黏結在一起，本例爲一反射型PDP，其中，紅（R)色、綠 (G)色、藍（B)色磷之磷層32被形成於後側面板28上，前側面 板21在其面向後側面板28之表面上具有多對持續放電電極（ 有時候被稱爲”顯示電極”），被排列成互相平行，其間具有 預定的間隔，此多對持續放電電極的每一個放電電極均包 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 1285388 . . A7 _一 _B7_ 五、發明説明（8) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 含—互相連接的透明電極（在下文中僅被稱爲X電極）（22^ 22~2，…），及一獨立之透明電極（在下文中僅被稱爲γ電極 )(23 -1，23-2，...）。爲了補充透明X，γ電極的電導率之目的 ，X電極（22-1，22-2，…）及Y電極（23-1，23-2，…）分別被覆 蓋以不透明的X匯流排電極（24-1, 24-2，…）及不透明的γ匯 流排電極（2 5 -1，2 5 - 2，…），延伸於圖1中所指示之箭號；d 2的 方向上。 對於ac驅動，X電極（22-1，22-2，…）' Y電極（23-1，23-2， ·.. ） 、 X 匯流 排電極 （24-1 ， 24-2， … ） 、 及 Y 匯流 排電極（25-1，2 5 - 2，…）和放電絕緣。明確地說，這些電極的每一個被塗 覆以一電介質層26，其典型上係由低熔點玻璃所做的，而 且電介質層26被塗覆以一保護膜27。 後側面板2 8在其面向前側面板2 1之表面上被設置有位 址電極29(在下文中僅被稱爲”A電極”），延伸於圖1中所指示 之箭號D 1的方向上，而且A電極被間隔分開，並延伸而垂 直於形成在前側面板21上之X電極（22-1，22-2，...）及Y電極 (23-1，23-2,…），且被覆蓋以一電介質層30。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 肋部31被設置於電介質層30之上，以使A電極29彼此 分開，並藉以防止放電的擴展（而因此界定放電的區域）。在 一些情況中，延伸於D2之方向上的肋部被設置以使X及Y 持續放電電極對互相分開。 紅（R)色、綠（G)色、藍（B)色發光磷層32依序以條紋之 形狀而被塗覆於形成在肋部3 1間之對應凹槽的表面上。 圖2係當從圖1中之箭號D2的方向來看時，PDP之主要 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） -11 - 1285388 A7 B7 五、發明説明（9) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 部分的剖面圖，並例舉一用作最小之圖像元素的放電單元 。在圖2中，以虛線來示意指示放電單元的邊界，參考數字 33表示一放電空間，塡充以用來產生電漿的放電氣體。當 電壓被施加於電極之間時，藉由放電氣體的電離來產生電 漿1 0。圖2係示意顯示電漿1 0被產生之情況的剖面圖，和在 圖1中所使用之相同的參考數字指示圖2中對應的部分。來 自電漿10之紫外線激發磷32以發射光，並且來自磷32之光 通過前側面板21，使得藉由來自個別放電單元之光的組合 來產生影像顯示。 圖3係顯示圖2所示之電漿10中帶電粒子（正粒子及負粒 子）之移動的示意例舉。參考數字3表示負粒子（例如，電子） ，參考數字4表示正粒子（例如，正離子），參考數字5表示一 正壁電荷，且參考數字6表示負壁電荷。圖3例舉在PDP的 操作期間，電荷在時間之時刻處的狀態，而且圖3中之電荷 的配置並不具有任何特別的意義。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3係藉由舉例來顯示一狀態的示意例舉，在此狀態中 ，藉由將一負電壓施加於Y電極23-1，並且將一相對的正 電壓施加於A電極29及X電極22-1兩者以開始放電，而且 之後放電已經停止。結果，壁電壓之形成（其被稱爲”寫入 (writing)”）已經被實施，其協助γ電極23-1與X電極22-1間 之放電的開始。在此狀態中，當一適當之反向電壓被施加 於Y電極23-1與X電極22-1之間時，放電經由電介質層26( 及保護膜27)而發生在X，Y電極之間的放電空間中。在停止 放電之後，當在Y電極23-1與X電極22-1之間所施加的電 本紙張尺度^用中國國家標準（匸奶）八4規格（210'/297公釐） ~ ' -12- 1285388 • . A7 * ' _ B7 五、發明説明（以 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 壓被換向時，另一放電發生。藉由重複X，γ電極22-1，23-1 之間所施加之電壓極性的反向，能夠連續產生放電，這被 不冉爲持繪放電。 在持續放電中，開始放電的容易有時候係受到漂浮於 放電空間中之帶電粒子及受激發中性粒子（主要是亞穩狀態 中的長壽命粒子）的比例所影響，上述帶電粒子及受激發中 性粒子有時候被集體稱爲充放電粒子（priming particle)。 圖4A到圖4C係時間圖表，用以解釋在將圖像顯示於圖 1所示之PDP上所需之一 TV場周期期間的操作。在圖4A的 時間圖表中，如（I)中所示，一 TV場周期40被分割成8個子 場41到48，各具有多於1之彼此不同數目的發光，以在8個 子場41到48中所選擇之一或多個發光子場的組合來表示各 灰階。如（II)中所示，各子場具有一重設-放電周期49、一用 以決定發光單元之寫入-放電周期50、及一持續放電周期51 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖4B顯示在圖4A之寫入-放電周期50期間施加於A電 極、X電極及Y電極的電壓脈波外型。一電壓脈波外型52 爲一在寫入-放電周期50期間施加於其中一 A電極之電壓的 波形、一電壓脈波外型53爲一施加於X電極之電壓的波形 、及電壓脈波外型54及55分別爲第i個及第（i+Ι)個Y電極 之電壓·的波形，並且分別以V0，VI及V2 (V)來表示上面的 電壓。在圖4B中，以r a表示施加於A電極之電壓脈波的 寬度，在圖4B中，當一掃描脈波56被施加於第i個Y電極 時，一寫入-放電發生於在第i個Y電極和A電極29之交點 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 1285388 • . A7 _____B7_ 五、發明説明（彳） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 處的單元中。但是，甚至當掃描脈波56被施加於第i個γ 電極時，如果A電極29係在接地電位（GND)時，則寫入-放 電不發生。這樣，在寫入-放電周期50期間，掃描脈波5 6被 施加於一 Y電極，並且和掃描脈波56同步，想要產生光之 單元的A電極29被供應以電壓V0，而且不想要產生光之其 他單元的A電極被設定在接地電位。在已經發生寫入-放電 的放電單元中，電荷藉由寫入-放電而被產生於覆蓋γ電極 之電介質層及保護膜上。有了由寫入-充電所產生之電場的 幫助，能夠獲得到持續放電的開或關控制，如同在此說明 書中稍後所敘述的。也就是說，已經產生寫入放電之放電 單元用作發光單元，且剩餘的單元用作無光單元。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖4C顯示施加於所有的X電極及Y電極之電壓脈波， 而他們在圖4 A中之持續放電周期5 1期間用作持續放電電極 ，一電壓脈波外型58被施加於X電極，且一電壓脈波外型 5 9被施加於Y電極，相同極性之電壓脈波V 3 (V)被交替施 加於X電極及Y電極，而因此，X與Y電極間之電壓極性 的換向被重複。在X電極與Y電極之間的放電氣體中，藉 由電壓脈波所產生之放電被稱爲持續放電，此等持續放電 被脈波化，並且其極性交替。 目前可供使用之PDPs的對角線螢幕尺寸舉例來說包含 32吋、42吋及60吋，在如此之大尺寸PDPs中的放電間隙一 般係在從50到1 50 // m的範圍中，本發明足可應用於這樣的 習知PDPs。 在上文中，已經藉由舉例說明來敘述可應用本發明之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 1285388 A7 B7 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（^ 基本的PD P結構，現在將經由本發明之實施例，根據上述 基本的PDP結構來詳細敘述本發明。 現在將參照圖5到圖7所示之結果來敘述本發明。藉由 使用上面所解釋之基本的PDP結構，及引進Ne，Xe及He 三種氣體之混合氣體當作進入放電空間3 3內之放電氣體， 改變放電氣體混合物的組成來做成發光效率（lm/W)之測量。 在此實施例中，放電氣體混合物包括Ne，Xe及He，但有時 候可以含有少量的雜質氣體。但是，甚至在這樣的情況中 ，仍能夠確保本發明的特性。 對Xe，He及Ne的35種比例組合實施測量，其中，Xe 的比例J 爲 2%，4%，6%，8%，12%，14%及 20%，He 的比例爲 〇%， 10%，15%，30%，及50%，以及Ne的比例爲餘額，此35種比例 組合之各比例組合的總壓力被設定爲500 Ton·，Ne的比例 未被顯示於圖5到圖7中，並且他們爲組成的餘額。 能夠以下面的方式來定義及測量氣體混合物中之氣體 的比例。 放電氣體混合物之構成分子α的比例被定義如下： 構成分子α的比例=N a /Nt.........(1), 其中， Ν α =放電氣體混合物之每單位體積之構成分子α的粒 子（原子或分子）數目，舉例來說，被表示成原子/m3，或分 子/m3，以及

Nt =放電氣體混合物之每單位體積之所有粒子（原子或 分子）的數目，舉例來說，被表示成原子/m3，或分子/m3。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-15- 285388 A7 * B7 五、發明説明（4 上面所定義之構成分子^的比例依據物理法則能夠被 重寫成下面的型式，並且能夠被測量。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 構成分子α的比例=Pa /Pt.........(2)， 其中， Ρ α =放電氣體混合物之構成氣體α的分壓，以及

Pt二放電氣體混合物的總壓。 分壓及總壓，舉例來說，能夠被表示成Torr。總壓能 夠藉由使用壓力計來予以測量，放電氣體混合物之個別構 成氣體的分壓能夠藉由使用，舉例來說，質量分析儀來分 析構成氣體而予以測量。 如同從圖5明顯看出，當Xe比例增加時，發光效率改 善。但是，如果Xe比例超過20%，則如果沒有顯著地增加 持續放電電壓（如同解釋於後），PDP不能夠被驅動。因此， 含有超過20%之Xe比例的放電氣體混合物係無法實施的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖8顯示持續放電電壓V3對Xe比例的圖表，當Xe比 例超過20%時，持續放電電壓顯著地增加，因此，超過20% 之Xe比例沒有實際的用處。另一方面，如果Xe比例小於 2%，則發光效率本身變得太低而不實用。在藉由將放電氣 體混合物之總壓設定在500 Ton·，並將He比例設定在0%以 獲得到圖8之圖表的同時，即使He被添加至放電氣體混合 物中，持續放電電壓V3並沒有改變很多，而且僅根據Xe 比例。因此，也在依據本發明的其他條件下，較佳地，X e 比例係在從2%到20%的範圍中。 因此，鑒於發光效率及持續放電電壓，在從2%到20%的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1285388 , A7 B7 五、發明説明（^ 範圍中之Xe比例係較佳的。 現在回到圖5，採用用以評估發光效率之改善的基準値 來做爲具有〇% He比例之放電-氣體混合物（Ne-He二進位系 統）的發光效率，並且爲個別具有He比例10%，15%，30%，及 50%做爲參數之Xe比例來計算發光效率對個別的基準値之 比率，在此說明書中，以％所表示之所計算的比率將被稱爲 ”發光效率的改善率”。圖6顯示”發光效率的改善率”被畫做 爲縱座標，而Xe比例被畫做爲橫座標，圖7顯示”發光效率 的改善率”被畫做爲縱座標，而He比例被畫做爲橫座標。 如同從圖6明顯看出，對於在從15%到50%之範圍中的 He比例來說，發光效率被顯著地改善，也就是說，對於在 從2%到20%之範圍中的Xe比例來說，藉由將在從15%到50% 之範圍中的比例之He氣體添加到放電-氣體混合物中的效 果來進一步改善發光效率。 但是，如上所述，如果Xe比例增加，則需要增加持續 放電電壓。此外，如同從圖5明顯看出，當Xe比例爲20%時 ’發光效率之改善率隨著Xe比例的增加而增加傾向飽和。 因此，鑒於持續放電電壓及發光效率的改善率，可以說， 除了在2%到14%之範圍中的Xe比例以外，放電-氣體混合物 之較佳的實際氣體組成含有在從15%到50%之範圍中的He 比例。 在上面之較佳的氣體組成中，特別是如果Xe比例被選 擇爲6 %或6 %以上，則所獲得到之發光效率的絕對値係和 1·1 lm/W或1·1 lm/W以上一樣高（雖然未顯示於圖6中，峰値 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-17- 285388 A7 __ B7 五、發明説明（^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 亮度値超過1 000 cd/m2)。因此，含有在從6%到14%之範圍中 的Xe比例及在從15%到50%之範圍中的He比例之放電·氣體 混合物能夠實現提供高亮度及高發光效率的PDP。 此外，如同從圖7明顯看出，藉由添加He所提供之效 果的程度視Xe比例而定。當Xe比例係在從6%到12%之範 圍中時，He的添加係特別有效的，因此，除了在從6 %到 12%之範圍中的Xe比例以外，當PDP利用含有在從15%到 5 0%之範圍中的He比例之放電-氣體混合物時，具有發光效 率被特別改善之高亮度PDP能夠藉由He氣體之效果來予以 實現。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 更重要的是，經由圖6之有關H e及X e比例的分析而發 現下面的事實。相較於30%及50%之He比例的發光效率， 發現到對於15%之He比例來說，發光效率在20%之Xe比例 的地方急遽地減小。此外，發現到雖然1 0% He比例幾乎是 無效的，但是對10% He比例來說，當Xe比例從12%增加到 14%再增加到20%時，發光效率急遽地減小。簡言之，當He 比例係大於Xe比例時，將He添加至放電-氣體混合物中的 效果係顯著的。因此，在共同使用He及Xe的情況中，選 擇He比例大於Xe比例係重要的。 藉由使用下面的模型，能夠解釋上面的結果。藉由He 之添加來改善發光效率的原因在於藉由He之添加來增加對 Xe之受激發狀態的串級轉變（其產生紫外線），串級轉變程 序本身已經被報告於，舉例來說，”Proceedings of IDW ’00 (The 7TH International Display Workshops)，第 639 頁（2000)” 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- [285388 A7 ， . 五、發明説明（4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 中。因爲藉由和He的撞擊轉變來增加在串級轉變之初始狀 態中受激發原子的數目，所以串級轉變增加，因此，當He 原子的數目大於一定値時，或者當He原子的數目大於Xe 原子的數目時，換言之，當He比例大於Xe比例時，He之 添加的效果係顯著的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在總壓力爲400或5 50 Ton·的情況中，針對Xe比例， He之添加的效果係類似於上面的情況，更明確地說，在上 面的總壓力下，當在從15%到50%之範圍中之比例的He被 添加至在從2%到20%之範圍中之比例的Xe中時，藉由He 之效果來改善發光效率。又，鑒於持續放電電壓及發光效 率的改善率，具有在從2%到14%之範圍中的Xe比例及在從 15%到50%之範圍中的He比例之放電-氣體混合物係更加實 用的。具有在從6%到14%之範圍中的Xe比例且混合以在從 15%到50%之範圍中的He比例之放電-氣體混合物能夠實現 提供非常高之亮度及優異之發光效率的PDP。此外，如果 使用具有在從6%到12%之範圍中的Xe比例且混合以在從 15%到50%之範圍中的He比例之放電-氣體組成，則特別提 升He之添加的效果，而因此，能夠實現提供高亮度之PDP ，當He比例係大於Xe比例時，He之添加的效果係顯著的 從上面的實施例引出下面的結論。 當在從15%到50%之範圍中的He比例被添加至含有在 從2%到20%之範圍中的Xe比例之放電·氣體混合物中，而使 得He比例係大於Xe比例時，藉由He之添加的效果來改善 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -19- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 285388 A7 * · B7 五、發明説明（^ 發光效率。 鑒於持續放電電壓及發光效率的改善率，具有在從2 % 到1 4 %之範圍中的Xe比例且混合以在從1 5 %到5 0 %之範圍中 的H e比例，而使得H e比例係大於X e比例之氣體組成係更 加實用的。 此外，藉由使用具有在從6 %到1 4 %之範圍中的X e比例 且混合以在從15%到50%之範圍中的He比例，而使得He比 例係大於Xe比例之放電-氣體混合物，能夠實現提供非常 高之亮度及優異之發光效率的PDP。 更重要的是，藉由使用具有在從6%到1 2%之範圍中的 Xe比例且混合以在從15%到50%之範圍中的He比例，而使 得He比例係大於Xe比例之放電-氣體混合物，發光效率係 藉由He之效果而被特別改善，並且高亮度之PDP被實現。 接著，將討論PDP之壽命。發光效率係藉由He之添加’ 來予以改善，但是He之過多量的添加造成使壽命縮短的問 題。在當PDP被連續操作之長時間周期期間，藉由使用隨 著時間而減少之亮度的相對値來評估壽命，更明確地說， 採用在PDP之零小時操作處的亮度値做爲1.0，並且在零小 時後之亮度的相對値被評估做爲亮度保持比率。通常，應 該保證在從20,000到30,000小時之範圍中的壽命，但是因爲 能夠很容易地藉由使用爲約600小時之操作所測量的資料來 預估之後發生之亮度保持比率上的改變，所以僅實施約600 小時之操作的評估。 圖9及圖10顯示本發明之壽命評估的實驗結果，圖9顯 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-20- 1285388 . . A7 ____B7 _ 五、發明説明（4 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 示對含有8 %之Xe比例，以及分別具有0%，15%, 30%，50%及 60%之He比例，且總壓力被保持在500 Torr之各種放電-氣 體混合物所測量的亮度保持比率。接著，採用用以評估亮 度保持比率之基準値來做爲具有0% He比例之放電-氣體混 合物（Ne-He二進位系統）的測量亮度値，並且爲分別具有 〇%，15%，30%，50%，及60%之He比例的放電-氣體混合物來 計算所測量之亮度保持比率對個別的基準値之比率，在此 說明書中，以％所表示之所計算的比率將被稱爲”亮度保持 比率的改變比率”，並且在圖10中被畫做爲縱座標，而He 比例被晝做爲橫座標，並且以消逝的時間當作參數。 如同從圖9明顯看出，亮度保持比率隨著時間而減小， 在亮度保持比率上的減小隨著He比例的增加而減小。在圖 10中，相較於具有零He比例之放電-氣體混合物，在亮度 保持比率上的減小並不是如此地大，直到He比例增加至 5 0%，但是當He比例被選擇爲60 %或60 %以上時，亮度保 持比率急遽地減小。換言之，如果He比例超過50%，則使 PDPs的壽命急遽地縮減，藉以使其實施値減小。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如同從上面的實驗明顯看出，藉由將He比例限制於 50%，能夠充分地保證PDPs的壽命。這些特性和壽命有關 ，也就是說，藉由含有依據本發明之比例的He及Xe之放 電-氣體混合物來確保在亮度保持比率上的改變率。 在依據本發明之實施例中，藉由改變含有62 %之N e、 8%之Xe及30%之He之放電-氣體混合物的總壓力來硏讀在 發光效率及壽命上的改變，藉由使用在672小時之操作後的 本紙張尺度適用中ΐ國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' ' -21 - 1285388 A7 ____ B7 五、發明説明（^ 亮度保持比率來評估壽命。圖1 1顯示實驗的結果橫座標表 示氣體混合物的總壓力，並且縱座標表示實心圓所指示之 壽命’及由空心圓所指示之發光效率。如同從圖i i明顯看 出’藉由使氣體混合物的總壓力從3 50 Ton.增加至550 Ton· 以改善發光效率，而沒有改變氣體混合物組成。但是，即 使使總壓力從550 Torr增加增加至600 Ton.，發光效率不再 被改善，而且，因爲600 Ton·之總壓力係太高了，所以介於 總壓力與大氣壓力之間的差異變得如此地小，以致於因爲 面板內壓力係高於大氣壓力，所以在低大氣壓力（例如，平 面或高地）之處，PDP之面板可以被破壞。此外，當總壓力 被選擇爲3 50 Ton·或350 Torr以下時，發光效率變低，並且 亮度保持比率（壽命）急遽地減小。如果總壓力太低，則離子 在他們與其他中性原子碰撞之前行進的平均自由路徑增加 ，而結果，離子撞擊PDP之保護膜或磷表面的動能增加， 於是，亮度保持比率（壽命）減小。因此，對於含有He之放 電-氣體混合物來說，最佳的總壓力爲在從400到5 50 Ton·的 範圍中。 藉由類似的實驗，使用含有66 %之Ne、4%之Xe及30% 之He之放電-氣體混合物及58 %之Ne、14%之Xe及30%之 、He之另一放電-氣體混合物，再次發現最佳的總壓力爲在從 400 Torr到550 Τοιτ的範圍中。 接著，將討論放電穩定度。在放電-氣體混合物組成、 他們的總壓力及壽命的評估上，一直有一個問題，即，當 增加Xe比例時，放電變得不穩定’特別是’當僅一列排列 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 • l·. -22- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1285388 . . A7 B7 五、發明説明（义 在圖1之方向.D2上的單元被點亮時，閃爍的現象明顯地出現 在PDP顯示螢幕上。藉由徹底地硏究此現象，發現到於圖 4A之（II)中所例舉的寫入-放電周期50期間，在電壓脈波外 型52之電壓被施加於A電極29之後，在寫入-放電中產生延 遲，且結果，甚至當寫入-電壓脈波被施加於A電極29時， 有時候不產生放電。 在寫入-放電中產生延遲的原因被認爲是藉由增加Xe 比例來加速漂浮於放電空間中之充放電粒子（帶電粒子及受 激發中性粒子）數目上的減少，更明確地說，如同從圖1明 顯地看出，在僅一列排列在圖1之方向D2上的單元被點亮的 情況中，因爲發光單元藉由肋狀部而互相分開，所以發光 單元免於相鄰單元中之放電-幫助充放電粒子的影響。這特 別是因爲，在激發於亞穩狀態中之Xe原子中，藉由增加 Xe比例來增加受激發之Xe原子的量，而受激發之Xe原子 在和其他Xe原子的三次體碰撞後形成受激發之Xe2分子， 然後發光，且最後消失。 下面的三種方法將可以被想像做爲去除上面所解釋之 寫入-放電中的延遲之對策： (1) 增加寫入-放電之電壓V0，亦即，增加放電空間中 的電場強度； (2) 增加He濃度，亦即，爲了增加放電-氣體混合物中 正離子之遷移率的目的，藉由增加He比例來加速放 電的形成； (3) 增加即將被施加於經加寬之A電極之電壓脈波的寬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-23- 1285388 . . A7 —B7 五、發明説明（d 度r a，亦即，使脈波寬度r a增加一對應於放電延 遲的時間。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1 2顯示藉由硏究在僅一列排列在圖1之方向D2上的單 元被點亮，並且用於寫入-放電之電壓（寫入-電壓）及He濃 度被改變的情況中，寫入-放電之狀態所獲得到的結果。在 此情況中，Xe比例爲12%，且總壓力爲550 Ton·。在圖12中 ，開路表示正常的寫入-放電狀態，而X表示不正常的寫入-放電狀態，在此，即將被施加於A電極之電壓脈波的寬度 r a爲2 // s。如圖4A所示，寫入-放電周期50之長度被限制 ，並且在寫入-放電周期50之內必須實施指定數目的寫入-放 電。如果需要增加亮度，則需要增加持續放電電壓脈波的 數目，而結果，必須藉由縮短寫入-放電周期來使持續-放電 周期加長。當寫入-放電周期被縮短時，脈波寬度τ a需要被 減小。此外，當需要增加顯示解析度時，必須增加發光單 元的數目，而結果，必須增加寫入-放電周期。因此，必須 減小脈波寬度r a，明確地說，其必須等於或短於2 // s。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從圖1 2發現到，當He比例及寫入電壓增加時，寫入-放電條件變得更好。但是，如上所述，因爲如果He比例超 過60%，則壽命急遽地減少，所以He比例之可接受的上限 爲5 0%。另一方面，如果寫入電壓增加，則將電壓脈波施加 於A電極需要高電壓的驅動器，導致較高的成本，因此， 必須藉由添加在不會對PDPs之壽命有不利影響的範圍中之 比例的He，以減少寫入-電壓並降低成本。 圖12顯示在舉例說明，Xe比例爲12%，但是當He比例 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -24- 1285388 . . A7 _B7____ 五、發明説明（d (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 及寫入電壓增加時，寫入-放電條件變得更好的情況中’又 在Xe比例爲2%，6%，8%，14%及20%的情況中所獲得到之結 果。因此，對於所有上面的Xe比例來講，必須藉由添加在 不會對PDP之壽命有不利影響的範圍中之比例的He，以減 少寫入-放電的電壓，並且選擇即將被施加於A電極之電壓 脈波的寬度τ a爲2 // s或少於2 // s。 更明確地說，藉由將在從15%到50%之範圍中比例的He 添加於含有在從2%到20%之範圍中比例的Xe之放電-氣體混 合物，並且選擇即將被施加於A電極之電壓脈波的寬度r a 爲2// s或少於2// s，以確保PDPs之穩定驅動及高亮度的顯 示0 接著，將敘述依據本發明之成像裝置的例子。圖1 3係 顯示成像系統1 04之例子的方塊圖，一成像裝置（電漿顯示裝 置）1〇2包括一 PDP 100及一用以驅動PDP 100之驅動電路1〇1 ，成像系統1 04包括一影像源1 03，用以將影像資訊送·至成 像裝置1 0 2，成像系統本身可以是習知的成像系統，因此， 其詳細的敘述被省略。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成像裝置1 02之組裝係藉由將驅動電路1 〇 1連接至設置 有放電-氣體混合物之PDP，而放電-氣體混合物含有62 %之 Ne、8%之Xe及30%之He，而且放電-氣體混合物之總壓力 被設定於500 Ton·。用以將影像資訊送至成像裝置之影像源 1 03被連接至成像裝置，藉以建構成像系統。成像系統之影 像的評估被實施，本發明之成像系統展現高發光效率之特 性，而沒有操作上的不穩定性，並且保證長的壽命。 本紙張尺度適用中國國家標準icNS ) A4規格( 210X297公釐） ~ 一 - 25- 1285388 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2¾ 如上所詳細敘述的，本發明提供一 PDP，其能夠具有 高的發光效率、保證長的壽命、並且穩定地驅動。此外， 本發明提供一 PDP，其能夠驅動於高亮度、高淸晰度、及 低成本，本發明提供比習知PDPs還高的亮度，因爲其增加 發光效率。此外，本發明使其可能藉由減小施加於A電極 之電壓脈波的寬度來縮短寫入-放電周期。藉由實施寫入放 電這樣的操作，有可能增加放電單元的數目。因此，本發 明能夠提供高淸晰度PDP。又，因爲本發明能夠藉由利用 較低之持續放電電壓來確保高的發光效率，所以本發明提 供一能夠以較低成本來予以驅動之PDP。 本發明提供一能夠讓其發光效率改善、確保長的壽命 、並且被穩定地驅動之PDP。 依據本發明之電漿顯示裝置的使用提供一成像系統， 其能夠以高亮度穩定地操作，並且保證長的壽命。 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1285388 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍i 1·一種電漿顯示器面板，包括： 一對持續放電電極； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一位址電極，面向該對持續放電電極； 一放電空間，配置在該對持續放電電極與該位址電極 之間； 該放電空間係以含有至少Xe，Ne及He之放電氣體混 合物來予以塡充；以及 一電路’用以將電壓脈波施加於該位址電極，並藉以 產生寫入-放電於該放電空間中‘， 其中’該放電氣體混合物之Xe比例係在從2 %到20 % 的範圍中， 該放電氣體混合物之He比例係在從15 %到50 %的範圍 中， 該He比例係大於該xe比例， S亥放電热體混合物的總壓力係在從4 0 0 T 〇 r r到5 5 0 T 〇 r 1. 的範圍中，及 該電壓脈波的寬度爲2//s或2//s以下。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2.如申請專利範圍第1項之電獎顯示器面板，其中，該 放電氣體混合物之Xe比例係在從2 %到14 %的範圍中。 3·如申請專利範圍第1項之電漿顯示器面板，其中，該 放電氣體混合物之Xe比例係在從6 %到14 %的範圍中。 4 ·如申請專利範圍第1項之電漿顯示器面板，其中，該 放電氣體混合物之Xe比例係在從6 %到12%的範圍中。 5 · —種成像裝置，其包括如申請專利範圍第1項之電發 本紙張尺度適用中國國家禚準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1285388 as B8 • · C8 D8 六、申請專利範圍2 顯示器面板，以及一包含至少一控制電路的驅動電路，用 以驅動該電漿顯示器面板。 6 · —種成像裝置’其包括如申請專利範圍第2項之電槳 顯示器面板，以及一 包含至少一控制電路的驅動電路，用以驅動該電漿顯 示器面板。 7. —種成像裝置，其包括如申請專利範圍第3項之電漿 顯示器面板，以及一 包含至少一控制電路的驅動電路，用以驅動該電漿顯 示器面板。 8. —種成像裝置，其包括如申請專利範圍第4項之電漿 顯示器面板，以及一 包含至少一控制電路的驅動電路，用以驅動該電漿顯 示器面板。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）