CN100479013C - 显示装置的驱动方法 - Google Patents

Abstract

为了通过具有三电极表面放电构造屏幕的气体放电显示设备来实现对比度良好且寻址稳定的显示，在带电状态的初始化之前，在相对电极之间形成正电荷，并实施不使形成的正电荷消失的初始化，其中，所述三电极表面放电构造具有相对放电开始电压高于表面放电开始电压的特性，所述带电状态的初始化是指由最后实施的寻址进行的设定的解除，所述正电荷使在紧接着该初始化的寻址中容易发生放电。

Description

显示装置的驱动方法

技术领域

本发明涉及具有可选择发光的多个放电单元的气体放电显示设备的驱动方法。在气体放电显示设备中，包括显示管、由多个显示管构成的显示装置、以及等离子显示面板。

背景技术

用于彩色显示的三电极表面放电型等离子显示面板包括：隔着放电气体空间而相对的一对基板、排列在第一基板上的显示电极、覆盖显示电极的电介体层和保护膜、界定放电气体空间的分割壁、排列在第二基板上的寻址电极、以及覆盖寻址电极的用于彩色显示的荧光体层。在构成屏幕的各个放电单元中，一对显示电极(第一电极和第二电极)在放电气体空间的前面侧或背面侧间隔表面放电间隙相邻，显示电极对和寻址电极(第三电极)隔着放电气体空间相对。

在等离子显示面板的大量生产中，在电介体层的厚度和分隔壁的高度方面有制约。从降低显示放电中的驱动电压角度出发，希望电介体层变薄。其原因在于电介体层越薄，显示电极间的表面放电就越容易，驱动电压就越低。但是，当电介体层变薄时，由于放电电流增大，不仅使发光效率降低，还增加了发热量。另外，为了防止破坏绝缘，要求电介体层汽泡少且质量优良。另一方面，从获得高清晰、发光效率高的屏幕的角度出发，希望分隔壁变高。其原因在于分隔壁越高，放电气体空间就越大，激发效率也就越高，并且荧光体的配置面积也会越大。但是，分隔壁越高，在形成阶段就越容易产生碎片、凹坑等缺陷，从而使成品率降低。

在上述制约下设计的等离子显示面板，在结构上势必具有显示电极间的表面放电开始电压高于显示电极和寻址电极之间的相对放电开始电压的特征。具体来说，当电介体层的厚度为30μm，分隔壁的高度为140μm时，表面放电开始电压为240V左右，相对放电开始电压为180V左右。即使通过使电介体层变薄来使表面放电开始电压下降，如果不增加分隔壁的高度，则由于显示电极和寻址电极仅靠近电介体层变薄的程度，因此，相对放电开始电压也下降，从而继续保持表面放电开始电压比相对放电开始电压高的关系。

在等离子显示面板的驱动中使用将帧置换成多个子帧的子帧法，通常按照每个子帧进行复位、寻址和维持。复位是对所有放电单元(以下称为单元)中的电介体层的带电状态进行初始化的过程，寻址是根据与各个单元的电介体层的带电状态相当的子帧数据来进行二进制设定的过程。维持是在处于带预定量壁电荷状态的应点亮单元中发生设定次数的放电的过程。

在寻址当中，显示电极对中的一个(第二电极)是选择矩阵显示的行的扫描电极，寻址电极是将二进制信息传给选择行的放电单元的数据电极。在选择行的显示电极和选择列的寻址电极之间发生寻址放电，并控制选择单元的壁电荷。

当发生寻址放电时，以将显示电极作为阴极的方式向显示电极和寻址电极的电极之间施加电压。这样做的理由是，覆盖显示电极的电介体层的保护膜是由二次电子发射系数比覆盖寻址电极的荧光体层的二次电子发射系数大的材料构成，显示电极为阴极时的放电开始电压低于显示电极为阳极时的放电开始电压。

在寻址放电之前，优选在作为阳极的寻址电极一侧形成正极性的壁电荷。由于壁电荷叠加到驱动电压上容易产生放电，因此，增大了驱动电压的余裕、提高了寻址的可靠性。并能够进行更快速的寻址。

由上述可知，在以往的等离子显示面板的显示中，使用了在寻址的前处理即复位中包括在寻址电极一侧形成电荷的步骤的驱动方法。即，在以往的等离子显示面板的驱动方法中，在复位期间，为了对与维持有关的电介体层的壁电荷进行初始化，在所有单元的显示电极之间发生放电，并在寻址电极和显示电极的电极间积极地发生将寻址电极作为阴极的放电。

另一方面，作为适于屏幕比等离子显示面板的更大的气体放电显示设备，公知有由并排配置的大量气体放电显示管组成的三电极表面放电结构的显示装置。在日本专利文献2003-68214号公报中记载的这种显示装置包括：不带电极的大量细小的显示管；和配置在显示管群前后的电极支承板。显示管呈前后表面平坦的筒状，并具有下述结构：通过接触前后面的电极支承板的电极群来界定多个放电单元(以下称为单元)。在各个显示管中，多个单元排列在管的轴向上，并与矩阵显示的一列对应。

显示管不仅适于扩大屏幕，也适于提高发光效率。在显示管中，扩大作为***器件的玻璃管的直径，由此能够容易地在各单元中设置足够大的放电气体空间。即，在显示管中没有等离子显示面板的上述分隔壁的高度制约。例如，如果使用内径为0.8mm的玻璃管，则放电气体空间的前后方向的长度在等离子显示面板的四倍以上。

当进行显示管的结构设计时，放电气体空间在前后方向上越大，相对放电开始电压就越高。与传统的等离子显示面板相比具有足够大的放电气体空间的显示管具备如下特点，即：相对放电开始电压高于表面放电开始电压。

专利文献1：日本专利文献特开2003-68214号公报；

非专利文献1：K.Sakita et al.“Analysis of Cell Operation at AddressPeriod Using Wall Voltage Transfer Function in Three-electrode Surface-Discharge AC-PDPs”IDW’01，pp.841-844，2001.

发明内容

当在相对放电开始电压高于表面放电开始电压的显示设备中使用在复位期间在寻址电极上形成正电荷的以往的驱动方法时，背景发光而导致的对比度下降、以及放电扩散而导致的驱动电压余量缩小会很显著。其原因如下。

在寻址当中寻址电极为阳极，而在复位中寻址电极为阴极。但是，由于在将寻址电极偏置为正极性和负极性的电位时需要复杂且昂贵的驱动电路，因此，希望能够确定寻址电极的偏置是正负中的哪一个。在寻址中，由于必须向寻址电极和扫描电极双方施加脉冲，因此，向寻址电极施加正极性脉冲。从而在复位中将扫描电极相对于寻址电极偏置为阳极。此时的偏置电压必须要高于相对放电开始电压。在相对放电开始电压高于表面放电开始电压的显示设备中，通过扫描电极的偏置而向显示电极之间施加远超出表面放电开始电压的电压。其结果是，产生导致诸如背景发光和放电扩散的过度强放电。

本发明的目的在于通过具有相对放电开始电压高于表面放电开始电压的三电极表面放电结构的显示设备来实现对比度良好且稳定的显示。

在本发明中，在不同的时间实施有利于寻址的低电压化的电荷的形成和表面放电电极对附近的带电状态的初始化。在带电状态的初始化之前，在相对电极之间形成用于紧接着该初始化的寻址的正电荷，并实施不使形成的正电荷消失的初始化。其中，所述带电状态的初始化是指由最后实施的寻址进行的设定的解除。

本发明适用于具有多个放电单元的气体放电显示设备，其特征在于，所述的各个放电单元包括：第一电极；与所述第一电极相邻的第二电极；隔着放电气体空间与所述第二电极相对的第三电极；介于所述第一电极以及第二电极与所述放电气体空间之间的第一绝缘体；以及介于所述第三电极和所述放电气体空间之间的第二绝缘体；并且，所述放电单元具有至少在使所述第三电极成为阴极时的该第三电极和所述第二电极之间的放电开始电压高于所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压的构造特征，所述驱动方法执行：寻址，形成在应点亮的放电单元中的第一绝缘体上蓄积需要量的壁电荷的状态；维持，使得在应点亮的放电单元的第一电极和第二电极之间发生放电；以及复位，对所有放电单元的第一绝缘体的壁电荷进行初始化；其中，在所述寻址中，在应点亮的放电单元或者不应点亮的放电单元的第二电极和第三电极之间发生将该第三电极作为阳极的放电；在所述维持中，在所有放电单元的第二绝缘体上蓄积正极性的壁电荷；在所述复位中，在使所述第二电极和所述第三电极之间不发生放电的情况下，使得在第一电极和第二电极之间发生放电。另外，当将所述第三电极为阳极时该第三电极和所述第二电极之间的放电开始电压高于所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压的气体放电显示设备也包括在本发明的适用对象中。

根据本发明，能够通过具有相对放电开始电压高于表面放电开始电压的三电极表面放电结构的显示设备来实现对比度良好且稳定的显示。

附图说明

图1是本发明显示装置的整体结构的简要示意图；

图2是显示装置的主要部分的结构示意图；

图3是放电单元的结构示意图；

图4是本发明的驱动过程的概念性示意图；

图5是驱动电压波形的一个示例的示意图；

图6是驱动电压波形的变形例的示意图；

图7是等离子显示面板的一个示例的示意图。

具体实施方式

图1简要示出了本发明的显示装置的整体结构。显示装置1包括：并排配置的气体放电显示管3、4、5；具有透光性的前面侧电极支承板10和背面侧电极支承板20。在电极支承板10上排列有第一电极11和第二电极12，在电极支承板20上排列有第三电极13，所述第一电极和第二电极具有跨越所有大量气体放电显示管3、4、5的长度，所述第三电极具有与各个气体放电电极3、4、5的全长相对应的长度。气体放电显示管3、4、5各自对应一根第三电极13。

图2示出了显示装置的主要部分的结构。气体放电显示管3、4、5是将前后表面平坦的玻璃管31作为其***器件、长度约为1m、宽度约为1mm的细筒状的显示设备，除了决定发光颜色的荧光体36、46、56的材质以外，其它结构相同。玻璃管31作为电介体发挥功能，其内表面上披覆有作为二次电子发射材料的氧化镁。以覆盖玻璃管31的内表面的背面侧而不覆盖其前面侧平坦部的方式配置荧光体36、46、56。配置在气体放电显示管3中的荧光体36的发光颜色为红色(R)，配置在气体放电显示管4中的荧光体46的发光颜色为绿色(G)，配置在气体放电显示管5中的荧光体56的发光颜色为蓝色(B)。玻璃管31中封装有用于对荧光体36、46、56进行紫外线激发的放电气体。在每个气体放电显示管3、4、5中形成有轴向排列的多个放电单元(以下称为单元)30、40、50。这些单元30、40、50的位置由电极支承板10的第一电极11和第二电极12来界定。

图3示出了放电单元的结构。如上所述，由于单元30、40、50的基本结构相同，因此，在这里以放电显示管3的单元30为代表进行图示。

单元30的结构是与传统的等离子显示面板相类似的三电极表面放电结构。在放电气体空间35的前面侧，第一电极11和第二电极12相邻，构成用于表面放电61的电极对(表面放电电极对)。在表面放电电极对和放电气体空间35之间存在有由玻璃管31和氧化镁膜32构成的第一绝缘体33。第一绝缘体33的厚度约为100μm。在放电气体空间35的背面侧，第三电极13在与表面放电电极对交差的方向上延伸。第三电极13与表面放电电极对隔着放电气体空间35相对。表面放电电极对中的第二电极12是扫描电极，第二电极12和第三电极13构成用于相对放电62的电极对(相对放电电极对)。在第三电极13和放电气体空间35之间存在有由玻璃管31、氧化镁膜32以及荧光体36构成的第二绝缘体34。另外，也可以将氧化镁膜32仅设置在玻璃管31内表面中的表面放电电极对一侧，此时，第二绝缘体34由玻璃管31和荧光体36构成。

在单元30中，放电气体空间35前后方向的长度大于等于300μm，在构造上具有相对放电开始电压(Vf2)高于表面放电开始电压(Vf1)的特征。具体来说，表面放电开始电压(Vf1)为300伏～310伏左右，而相对放电开始电压(Vf2)为350伏～400伏。这里的相对放电开始电压(Vf2)是第三电极13为阴极时的相对放电的开始电压，比第三电极13为阳极时的相对放电的开始电压(Vf3)还要高。Vf2和Vf3不同的原因在于，当第三电极13为阳极时，前面侧的氧化镁膜32的二次电子发射作用有效地发挥了作用。当向第三电极13和第二电极12施加交流电压脉冲以测定放电开始电压时，放电开始电压大约是Vf2和Vf3的平均值。

如果Vf2＞Vf1，则Vf3＞Vf1和Vf3≤Vf1都是可以的。而当设备中的Vf3＞Vf2成立时，则需要Vf3＞Vf2＞Vf1也成立。

在上述结构的显示装置1中，可以通过使用子帧法来进行和等离子显示面板相同的全彩显示。将帧置换成辉度被加权了的多个子帧，并将复位期间、寻址期间和维持期间分配给各个子帧。由于该驱动顺序(sequence)众所周知，因此这里省略其说明。在复位期间，作为寻址的准备而将所有单元中的第一绝缘体33的带电状态进行初始化。即，消除上一个维持中点亮的单元和没有点亮的单元之间的带电状态的差异。在寻址期间，根据子帧数据控制第一绝缘体33的壁电荷，并在接下来的维持中，在应该点亮的单元的表面放电电极对中产生预定的壁电荷。于是在维持期间，在应该点亮的单元中发生对应辉度权重的次数的放电。

图4概念性示出了本发明的驱动过程。使用本发明的驱动顺序的特征在于，在维持中，在第二绝缘体34上形成正电荷，并且进行不使形成的正电荷消失的复位。

图4中的(A)示出的是维持结束时的点亮单元的带电状态。在维持期间，在第一电极11和第二电极12之间每次发生表面放电，第一绝缘体33的壁电荷的极性就会发生反转。在维持期间中，如果使第三电极13的电位低于表面放电的阳极电位，则即使不发生相对放电，空间电荷也会被吸到第三电极13上而在第二绝缘体34上蓄积正电荷。

图4中的(B)示出的是复位时的单元的带电状态。在复位期间，在所有单元中发生强制性表面放电。此时，控制三个电极间的电压，使得不发生相对放电。虽然在表面放电的影响下多少有些变化，但留有在维持期间形成在第二绝缘体34上的正电荷。

图4中的(C)示出的是寻址中的单元的带电状态，图4中的(D)示出的是寻址结束时应该点亮的单元的带电状态。例如，在寻址是写入形式的情况下，在应于维持期间点亮的单元中，在寻址期间发生第三电极13为阳极、第二电极12为阴极的相对放电。以该相对放电作为触发而发生表面放电。此时，第二绝缘体34的正电荷有利于用于产生相对放电的驱动电压的低压化。

当实施本发明的驱动方法时，可以在能够实现上述特征的范围内使用任意的驱动波形。但是对于复位，优选组合使用能够基于微小放电而进行精密电荷调整的三角波。

图5示出了驱动电压波形的一个示例。当重复上述驱动顺序时，既可以将复位看作是寻址的前处理，也可以将其看作是维持的后处理。这里为了方便而将复位看作是后处理。

在分配给第n个子帧的寻址期间TA中，将所有第一电极11偏置为电位Vxa，将所有第二电极12偏置为电位Vyh。由此对所有的单元进行半选择。向对应选择行的一个第二电极12施加波峰值为Vsc的扫描脉冲，将该第二电极12暂时偏置为选择电位Vy。在进行该行选择的同时，向对应选择列的第三电极13施加寻址脉冲，将该第三电极13暂时偏置为寻址电位Va。通过第二电极12和第三电极13的偏置而在选择单元发生用于寻址的相对放电。与寻址有关的电位的具体示例如下所示。

Vxa：30伏；

Vyh：-170伏；

Vy：-290伏；

Va：100伏。

在分配给第n个子帧的维持期间TS中，向第一电极11和第二电极12交替施加波峰值Vs的正极性的维持脉冲。在示例中，最先被施加维持脉冲的是第二电极12，最后被施加的是第一电极11。波峰值Vs比表面放电开始电压Vf1低(|Vs|＜|Vf1|)。重要的是，在整个维持期间TS，第三电极13保持接地电位。由于施加维持脉冲时的阳极为正电位，阴极为接地电位，因此，第三电极13的电位低于或者等于第一电极11的电位和第二电极12的电位。这有利于第二绝缘体34的正电荷的形成。并且，由于波峰值Vs远低于相对放电开始电压Vf2，因此，在第二电极12和第三电极13之间以及在第一电极11和第三电极13之间不发生相对放电。波峰值Vs例如为290伏。

在分配给第(n+1)个子帧的复位期间TR中，向第一电极11和第二电极12之间施加共计两次三角波电压。在第一次电压施加当中，将第一电极11偏置为电位Vxw，使第二电极12的电位从接地电位向电位Vyw变化，并将第三电极13偏置为电位Vaw。第一电极11和第二电极12之间的驱动电压比表面放电开始电压Vf1高。因此，不论在前一个维持中是否点亮，在所有的单元中都产生微小放电。在进行第二个电压的施加过程中，将第一电极11偏置为电位Vxa，并使第二电极12的电位从接地电位向电位Vyn变化。

与复位有关的电位的具体示例如下所示。

Vxw：-80伏；

Vyw：360伏；

Vaw：0～100伏；

Vxa：30伏。

在复位期间TR的电极电位的控制中重要的是，不发生干预第三电极13的相对放电。在第一电极11和第二电极12之间产生表面放电的条件是|Vyw+Vxw|＞|Vf1|。在第二电极12和第三电极13之间不发生相对放电的条件是|Vyw+Vaw|＜|Vf2|。

如果使电位Vaw如图中虚线所示与偏置电位Va相同，则可以简化第三电极13的驱动器的电路结构。

根据上述驱动波形，由于维持中最后表面放电的阳极是第一电极11，因此，在表面放电间隙的第一电极11一侧为负、第二电极12一侧为正的带电状态下开始复位。这有利于复位中的驱动电压的低压化。

图6示出了驱动电压波形的变形例。在维持期间TS中，在向第一电极11施加维持脉冲Ps的同时，向第三电极13施加脉冲Psa。脉冲Psa的极性和维持脉冲Ps的极性相同。即，脉冲Psa降低了施加维持脉冲Ps时第一电极11和第三电极13之间的电压。由此，在覆盖第三电极13的绝缘体34中，在与第二电极12相对的部分上积蓄的正电荷相对来说比在与第一电极11相对的部分上积蓄的正电荷多。在寻址中，仅限于在第二电极12和第三电极13之间产生相对放电，因此降低了因放电扩散而引起的寻址错误的发生概率。

以上的驱动方法不仅适用于由显示管组成的显示装置，还可适用于图7所示的等离子显示面板。

在图7中，等离子显示面板2由在玻璃基板上设置了单元构件的一对板状体构成，并具有相对放电开始电压高于表面放电开始电压的三电极表面放电结构的单元的集合。将两个一组的显示电极X(第一电极)和显示电极Y(第二电极)按照每一组形成矩阵显示的一行的方式配置在前面侧的玻璃基板41的内表面上。显示电极X、Y由形成表面放电间隙的透明导电膜71和重合在其端部边缘部上的金属膜72构成，并被由二氧化硅构成的电介体层47和由氧化镁构成的保护膜48所覆盖。将寻址电极A按照每一个寻址电极形成一列的方式配置在背面侧的玻璃基板51的内表面上。寻址电极A被电介体层44覆盖，在电介体层44的上面设有将放电空间按每列进行界定的分隔壁59。电介体层44的表面和分隔壁59的侧面被用于彩色显示的荧光体层58R、58G、58B覆盖。图中的斜体字母(R、G、B)表示荧光体的发光颜色。颜色排列是R、G、B的重复性图案，其中每一列的单元颜色相同。荧光体层58R、58G、58B被放电气体放射出的紫外线局部激发而发光。

工业实用性

本发明可用于具有利于提高辉度的大放电空间的三电极表面放电型放电单元所进行的图像显示，并可适用于由容易扩大相对电极间隙的放电管构成的显示装置和具有足够大的相对电极间隙的等离子显示面板的驱动。

Claims (6)

1.一种显示装置的驱动方法，其特征在于，该驱动方法是由多个气体放电显示管组成的显示装置的驱动方法，所述多个气体放电显示管分别具有可选择发光的多个放电单元，

其中，在所述多个气体放电显示管中，分别涉及多个放电单元且各自放电气体空间连续，并且，各个放电单元具有：第一电极；与所述第一电极相邻的第二电极；隔着所述放电气体空间与所述第二电极相对的第三电极；介于所述第一电极以及第二电极与所述放电气体空间之间的第一绝缘体；以及介于所述第三电极和所述放电气体空间之间的第二绝缘体；并且，所述放电单元具有所述第三电极和所述第二电极之间的放电开始电压高于所述第一电极和所述第二电极之间的放电开始电压的构造特征，

所述驱动方法执行：寻址，形成在应点亮的放电单元中的第一绝缘体上蓄积需要量的壁电荷的状态；维持，使得在应点亮的放电单元中的第一电极和第二电极之间发生放电；以及复位，对所有放电单元中的第一绝缘体的壁电荷进行初始化，

在所述寻址中，在应点亮的放电单元或者不应点亮的放电单元的第二电极和第三电极之间发生将该第三电极作为阳极的放电，

在所述维持中，使第三电极的电位低于在第一电极与第二电极之间发生放电的阳极电位，并且使其为在第一电极和第二电极与该第三电极之间不发生放电的电位。

在所述复位中，在使所述第二电极和所述第三电极之间不发生放电的情况下，使得在第一电极和第二电极之间发生放电。

2.如权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，在所述维持中，使全部所述放电单元中的第三电极的电位始终与在第一电极和第二电极之间发生放电的阴极的电位相同。

3.如权利要求2所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，在所述维持中，在向第一电极施加脉冲的同时，向第三电极施加使该第一电极和第三电极之间的电位差降低的脉冲。

4.如权利要求1至3中任一项所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，在所述维持中，不论放电次数是多少，最后放电的阳极为第一电极。

5.如权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，在所述复位中，偏置所有的所述放电单元中的第三电极，使得该第三电极和第二电极之间电位差降低。

6.如权利要求5所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，在所述寻址中，向应点亮的放电单元或者不应点亮的放电单元中的第三电极施加正极性的寻址脉冲，

在所述复位中，所有放电单元中的第三电极的偏置电压与所述寻址脉冲的波峰值相同。

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