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