CN1627467A - 等离子显示板的光闸及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子显示板的光闸及其驱动方法。按照本发明，采用根据电湿现象移动的黑色有机溶液和一对提供电压的电极的光闸被设置在等离子显示板的显示表面上。在这种状态下，在非显示期期间，电压不被施加到光闸，使得从面板发射出的光不能够透射光闸。在显示期期间，具有不同极性的电压被施加到光闸的电极，使得从面板发射出的光能够透射光闸。因此，能够完全地防止单元被初始化和选择的非显示期期间生成的弱发射。于是，能够有效地改善对比度并因此能够提高图像的质量。

Description

等离子显示板的光闸及其驱动方法

本申请要求于2003年12月10日在韩国申请的专利申请号为10-2003-0089830的优先权，其全部内容据此引为参考。

技术领域

本发明涉及等离子显示板的光闸(optical shutter)及其驱动方法。尤其是，本发明涉及这样一种等离子显示板的光闸及其驱动方法，其中，能够按照电湿(electrowetting)现象被选择性地驱动的光闸形成在等离子显示板的发光单元上，并且，光闸仅在显示期间被打开，因此，改善了对比度。

背景技术

近来，作为大屏幕数字墙上安装型电视的等离子显示板(下文称为‘PDP’)的尺寸已经从30英寸增加到76英寸。PDP制造商正热心于为实现低的成本而相互竞争。

与TFT LCD、有机EL、FED等一起被认为是下一代显示设备的PDP设备是一种采用了如果磷光体被在阻隔壁隔离的放电单元(discharge cells)里的气体例如He+Xe或者Ne+Xe的放电期间生成的147nm的紫外线激发，当红(R)、绿(G)和蓝(B)磷光体从激发状态返回到基态(groundstate)时，由于能量差产生发光现象的显示设备。

按照其实现方法，PDP能够具有各种各样的结构。然而，大多数的PDP具有相似的结构，即，用于驱动每一个单元的电极总线被设置在其内，并且，每一个单元发光的磷光层涂敷在由阻隔壁隔离的单元区域内。

图1是说明普通AC型PDP设备的结构的透视图。

PDP的下面板包括：形成在下部玻璃基板1的上表面上的放电单元的编址电极2；形成在整个编址电极2上的下部介电层3；形成在介电层3上并隔离放电单元的阻隔壁4；和形成在介电层3上并由阻隔壁4隔离的磷光层5。介电层3或阻隔壁4能够包括一些用于反射由磷光层5产生的可见光的反射材料。用于防止包含在玻璃基板1中的碱离子渗透的保护膜能够形成在下部玻璃基板1上。

此外，等离子显示板的上面板包括：形成在上部玻璃基板11的底表面上的透明电极12；降低透明电极12的电阻值的总线电极13；形成在上部玻璃基板11的整个上表面上的介电层14，包括透明电极12和总线电极13；和一个形成在介电层14的整个表面上并根据等离子放电来保护介电层14的保护层15。形成的上面板从而被设置以便保护层15面向下面板的阻隔壁4和磷光层5。

在传统的等离子显示板的上面板结构中，包括一对透明电极12和总线电极13的电极用作扫描电极和维持电极，并且由于提供的电压差而产生放电。这时，在放电单元中的磷光层5被产生的紫外线激发，从而产生可见光。这样，通过按照视频数据，即维持放电的数量控制放电的维持期，等离子显示板实现为显示图像所必需的灰度级。

驱动这种等离子显示板的方法通常采用一种ADS(编址和显示分开：Address and Display Separation)驱动方法，其中，该设备按这样被驱动：它被分成屏幕非显示期和屏幕显示期，即放电维持期。在ADS驱动方法中，一个帧被分成n位，并且每一个子区域被分成复位期、编址期和维持期。

这时，复位期是初始条件被设置以便可能进行下一个编址的期间。在这一期间中，为了每个单元以均匀的亮度稳定地运行，正好在编址期前允许壁电荷具有一个定常态。

编址期是根据数据脉冲选择单元接通和单元断开的期间。维持期是在编址期中接通的单元的放电被保持的期间。

在复位期和编址期期间屏幕不显示。就此而论，这被称为‘非显示期’。此外，在维持期屏幕被显示。因此，这被叫做‘显示期’。

于是，屏幕实际被显示的期间是放电维持期，即屏幕显示期。这将是理想的：在复位期和编址期内将要放电的单元在维持期之前选择，由于放电而产生的喷射不会产生。然而实际上由于整个面板区域的单元在复位和编址期中被初始化，所以产生弱放电。这导致面板的黑亮度(blackbrightness)增加。于是图像的对比度特性下降并且清晰度也因此降低。

如前所述，传统的等离子显示板采用设备以如下方式被驱动的驱动方法，即，它被分成为将要放电的单元被初始化和选择的非显示期以及放电被维持和屏幕因此被显示的显示期。这就使得对比度降低，因为弱放电被产生在屏幕实际上是未被显示的非显示期。于是存在由于清晰度下降同时显示质量也相应地下降的问题。

发明内容

因此，本发明已经考虑到上述问题，并且，本发明的一个目的是要提供一种用于等离子显示板的光闸及其驱动方法，其中，采用按照电湿现象移动的黑色有机溶液(black organic solution)的光闸，形成在等离子显示板的显示表面上，其中，在非显示期期间，电压没有被施加到光闸上，使得从面板发射出的光不透射光闸，而在显示期期间，具有不同极性的电压被施加到光闸的电极，使得从面板发射出的光能够透射光闸，因此，防止由于弱放电引起的对比度性能的下降。

为了达到上述的目的，按照本发明，提供一种用于等离子显示板的光闸，包括：包含有第一电极图形(electrode pattern)和具有疏水性表面的介电层的第一透明基板；形成在介电层上的用于分隔工作区域的阻隔壁；充满阻隔壁之间的空间的黑色有机溶液和水溶液；和形成在阻隔壁上并具有第二电极图形的第二透明基板。

在按照本发明的等离子显示板的光闸中，使用聚酰亚胺或者聚对二甲苯形成介电层，并且，其厚度在10μm以下，其中，在0.1μm以下的氟基聚合物被涂敷在介电层上以形成疏水性表面。

在按照本发明的等离子显示板的光闸中，水溶液是一种蒸馏水或电解质被溶解于其中的溶液，并且，如果溶解了电解质的水溶液被使用，那么，电解质的浓度低于0.3摩尔/升。

在按照本发明的等离子显示板的光闸中，有机溶液是一种使用碳原子数为10到16烷烃作为溶剂溶解黑色无极性染料的溶液。

在按照本发明的等离子显示板的光闸中，第一电极图形和第二电极图形是互相对称的，并且，如果电压被施加到第一电极图形和第二电极图形上，那么，黑色有机溶液被集中的部分是各个电极在其中被组成图案和移开的部分。

在按照本发明的等离子显示板的光闸中，其中第一电极图形和第二电极图形的电极被移开的部分，是与形成在等离子显示板的上面板中的黑矩阵的位置一致的。

在按照本发明的等离子显示板的光闸中，第一透明基板和第二透明基板是玻璃组合物或薄膜(PET，PE，等等)。

按照本发明，提供一种驱动等离子显示板的光闸的方法，包括下列步骤：在单元被初始化和选择用于驱动面板的非显示期，使有机溶液阻挡从面板射出的光，并且，在非显示期选择的单元发光的显示期中，向光闸的电极施加具有不同极性的电压，因此，从面板发射出的光透射有机溶液被从中移开的光闸的部分。

在按照本发明的驱动等离子显示板的光闸的方法中，用于驱动光闸的电压至少为80V，优选地，超过100V。

如上所述，采用按照电湿现象移动的黑色有机溶液和具有一对用于提供电压的电极的光闸形成在等离子显示板的显示表面上。在这种情况下，在非显示期期间，电压不被施加到光闸，使得从面板射出的光不透射光闸。此外，在显示期期间，具有不同极性的电压被施加到光闸的电极上，使得从面板射出的光能够透射光闸。因此，能够完全地防止在单元被初始化和选择的非显示期期间产生的弱发射。于是，本发明有利于改善对比度并因此提高了图像的质量。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，能够更全面地了解本发明的其他的目的和优点。

图1是表示典型的等离子显示板的结构的透视图；

图2是表示应用了按照本发明实施例的光闸的等离子显示板的平面图；

图3是表示按照本发明实施例的光闸的第一电极图形的平面图；

图4是用于解释按照本发明实施例的光闸的运行的横截面图；

图5是用于解释垂直于图4的横截面图的光闸的运行的横截面图。

具体实施方式

参考附图，以更详细的方式，说明本发明的优选的实施例。

图2是表示应用了按照本发明实施例的光闸的等离子显示板的平面图。

参考图2，将详细描述形成在上部基板11上的光闸的结构。光闸包括：用于确定工作区域并物理地支撑部件，被设置在具有第一电极22及具有疏水性表面的介电层23的第一基板21和具有第二电极27的第二基板28之间的阻隔壁24。水溶液26和有机溶液25被注入到阻隔壁24之间的区域内。光闸因此被完成。阻挡前显示表面的有机溶液25是光不能够穿透的材料。通过使用碳原子数为10到16的烷烃作为溶剂使黑色无极性燃料溶解于有机溶液中。此外，该区域中的剩余部分用蒸馏水或溶解了电解质的透明的水溶液26充满。

有机溶液25重于水溶液26。因此，在光闸不工作的情况下，有机溶液25广泛地散布在具有疏水性表面的介电层23上，从而阻挡来自等离子显示板的光。阻隔壁24能够与等离子显示板的阻隔壁4(参见图1)一致，从而分隔开在单元部件中的光闸的工作区域。

在上述的结构中，如果具有不同极性的80V或更高(优选地，超过100V)的电压被施加到第一电极22和第二电极27上，那么，在具有疏水性表面的介电层23和有机溶液25之间的接触特性发生变化。由这些电压引起的在具有疏水性的固体和液体之间的接触特性的这种变化，被叫做“电湿现象”。本发明利用这一电湿现象。

第一电极22和第二电极27被组成图案以形成一个电极被移开的区域。在这种状态下，如果施加电压，那么，有机溶液25被集中在电极不被形成的区域中。有机溶液25因此从在电极被形成的区域中的具有疏水性表面的介电层23处移开。因此，如果施加电压，那么光闸被打开，并且，从等离子显示板射出的光能够透射光闸。

对于这种光传送性能，除了其中混合有黑色无极性染料的有机溶液25以外，用作制造光闸的材料必须是透明材料。

使用玻璃材料或透明薄膜(即：PET、PE、等等)，能够形成第一基板21和第二基板28。使用具有高透射率的材料(即：ITO或ZnO)能够形成第一电极22和第二电极27。

使用聚酰亚胺或者聚对二甲苯，能够形成具有疏水性表面的介电层23，并且，其厚度在10μm以下。为了形成疏水性表面，0.1μm的氟基聚合物被涂敷在介电层23上。

如上所述，使用蒸馏水或溶解了电解质的水溶液，形成水溶液26。如果溶解了电解质的水溶液被使用，那么，电解质的浓度必须低于0.3摩尔/升。

图3是表示第一电极22的图案的平面图，其确定由电湿现象推动的有机溶液25能够被集中的区域。在图3中，因为一些电极被表示，所以，看起来好像电极被绝缘。然而，应该注意到：在整个光闸的边界部分处，所有的电极是电连接的，并能够被按照批处理方式由单个电极驱动。当然，电极能够被分开用于单个驱动。因此，本发明不局限于一种特定的电路配置。

如图3所示，透明的第一电极22被组成图案以形成一个当光闸工作时有机溶液能够被集中的区域。优选地，被组成图案和移开的部分与形成在应用了光闸的等离子显示板的上面板中的黑矩阵一致。因此，现有的等离子显示板的发光区域能够被最大限度地保持，因为，有机溶液被光闸的运行集中的部分不阻挡发光区域。

当介电层23形成在第一电极22中之后，有机溶液25和水溶液26被充入。然后其上形成有第二电极27的第二基板28被设置。在这种状态下，如果该图案是从A-A’线看到的，那么，图2中所示的光闸的横截面被获得。即，如果电压不被施加到该电极，那么，有机溶液25分布在整个区域以及第一电极22部分和第一电极22被组成图案的部分，从而阻挡光透射光闸。

图4和图5是表示当电压被施加到第一电极22和第二电极27上时有机溶液25移动的视图。图4是沿着图3中的B-B’线的横截面视图，而图5是沿着图3中的C-C’线的横截面视图。

由图4能够看到：有机溶液25被集中在介电层23上第一电极22和第二电极27被移开的部分。由其横截面视图垂直于对应方向的图5，能够看到：有机溶液25被集中在第一电极22和第二电极27被组成图案的部分处，并且有机溶液25从剩余的部分(形成有电极的部分)被全部推出。因此，当施加电压时，光能够透射光闸。

电极在其中被形成的区域，与光闸被设置的等离子显示板的发光区域一致。因此，光能够相对无损耗地发射。

因此，当电压被施加到光闸的第一和第二电极时，通过控制时间，能够确定是否显示等离子显示板的屏幕。如果通过在将被显示的单元被初始化和选择的屏幕非显示期期间不允许电压施加到光闸而保持光闸关闭，那么，弱发光能够被阻挡。然后，在屏幕显示期期间，通过向光闸施加电压，光闸保持打开。因此，显示图像能够被输出。

按照上述的驱动方法，屏幕的对比度能够被有效地改善，并且，屏幕的清晰度相应地能够被有效地改善。

本发明已参考特定的说明性实施例进行描述，本发明不受这些实施例所限制，而仅限制于所附的权利要求。应该明白：本领域的技术人员能够在不偏离本发明的范畴和宗旨的情况下改变和修改这些实施例。

Claims (12)

1、一种光闸，包括：

一个具有第一电极图形和介电层的第一透明基板；

形成在介电层上用于分隔工作区域的阻隔壁；

在阻隔壁之间的空间内填充的溶液；及

一个形成在阻隔壁上并具有第二电极图形的第二透明基板。

2、按照权利要求1所述的光闸，其中，该介电层具有一个疏水性表面。

3、按照权利要求1所述的光闸，其中，该溶液包括黑色有机溶液和水溶液。

4、一种光闸，包括：

一个包括第一电极图形和具有疏水性表面的介电层的第一透明基板；

形成在介电层上并分隔工作区域的阻隔壁；

黑色有机溶液和水溶液，两者均填充在阻隔壁之间的空间内；及

一个形成在阻隔壁上并具有第二电极图形的第二透明基板。

5、按照权利要求4所述的光闸，其中，使用聚酰亚胺或者聚对二甲苯形成介电层，并且，其厚度在10μm以下，其中，在0.1μm以下的氟基聚合物被涂敷在介电层上，从而形成疏水性表面。

6、按照权利要求4所述的光闸，其中，水溶液是一种蒸馏水或溶解了电解质的溶液，并且，如果溶解了电解质的水溶液被使用，那么，电解质的浓度低于0.3摩尔/升。

7、按照权利要求4所述的光闸，其中，有机溶液是一种使用碳原子数为10到16的烷烃作为溶剂溶解黑色无极性染料的溶液。

8、按照权利要求4所述的光闸，其中，第一电极图形和第二电极图形是互相对称的，并且，如果电压被施加到第一电极图形和第二电极图形上，那么，黑色有机溶液集中的部分是各个电极被组成图案和移开的部分。

9、按照权利要求4所述的光闸，其中，第一电极图形和第二电极图形的电极被移开的部分与形成在等离子显示板的上面板中的黑矩阵的位置一致的。

10、按照权利要求4所述的光闸，其中，第一透明基板和第二透明基板是玻璃组合物或薄膜(PET、PE等等)。

11、一种驱动设置在等离子显示板的显示表面上的有机溶液光闸的方法，包括下列步骤：

(a)在单元被初始化和选择用于驱动面板的非显示期期间，使有机溶液阻挡从面板射出的光；及

(b)在非显示期选择的单元发光的显示期期间，将具有不同极性的电压施加到光闸的电极，因此，从面板发射出的光透射有机溶液被移开的光闸的部分。

12、按照权利要求11所述的方法，其中，用于驱动光闸的电压至少为80V，优选地，超过100V。

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