专利名称：等离子体显示装置和设定驱动操作的方法
技术领域：
本发明涉及一种使用等离子体显示板(PDP)显示图像的等离子体显示装置和设定驱动等离子体显示板的驱动电路的操作的方法。
正如电视机具有大屏幕那样，等离子体显示装置正变得很平常。为了促使它更加普及，必需提高等离子体显示装置的性能。由于目前等离子体显示装置的发光效率不如液晶显示装置，因而尤其急需提高通过亮度与功率损耗之比确定的发光效率。
背景技术：
正如彩色显示装置，一种表面放电AC型PDP被大家所公知。该表面放电型具有三电极结构，其中，在用于确定单元的发光量的显示放电中为阳极和阴极的第一和第二显示电极被并联地设置在基底的其中一个上，并且地址电极被设置在另一基底上以便穿过显示电极对。该显示电极对为介质层所覆盖，并且地址电极通过放电气体空间与显示电极相对。在该表面放电型中，用于彩色显示的荧光材料层在设置有地址电极的基底上形成，以便沿面板厚度方向与显示电极对分开。通过使荧光材料层与显示电极对分开，可以减轻由于放电所影响的荧光材料层的退化。
正如所公知的AC型等离子体显示板的显示器那样，线顺序寻址被执行，以根据显示数据控制单元的壁电压，然后保持过程被执行，其中将保持电压脉冲串施加到该单元。寻址过程确定哪一个单元被点亮或未被点亮，同时保持过程确定每一个单元的发光量。在上述三电极结构中，构成一对和对应于矩阵显示的一行的显示电极的其中一个为扫描电极，用于在寻址过程中选择行。扫描电极和地址电极之间的地址放电导致显示电极之间的地址放电，从而适用于保持过程的壁电荷形成。在保持过程中，在一个时间将具有交替波形的驱动电压施加到所有单元的显示电极对，并且在该时间仅在具有预定壁电荷的单元中表面放电形式的显示放电沿着基底的表面产生(单元被点亮)。
关于对PDP的驱动电压波形的设计，日本未审查专利公布文献第2001-242825号已经提出一种用于确定复位过程的驱动电压的方法，其中在通过利用微放电起始电压闭合曲线(以下称为Vt闭合曲线)寻址过程之前屏幕的壁电荷是均匀的。在该方法中，具有多个电极的PDP的单元中的电位状态被认为是在被称为单元电压平面的坐标系的空间的一个点。通过测定被驱动的等离子体显示板的电极间的微放电起始电压和通过测绘单元电压平面中的电压，工作电压特性作为Vt闭合曲线被示出。这使得易于在实际驱动波形中找出最佳的电压状态。作为单元电压平面的坐标轴的单元电压通过驱动电路电极间施加的电压和在单元中通过壁电荷形成的电极(壁电压)间的电位差的和确定。在三电极结构的情况下，选择三个极间电极(interelectrode)其中的两个，并且单元电压平面通过使单元电压的每一个作为坐标轴确定。
图14显示了在被施加到三电极结构的显示放电的传统方法中通常的驱动波形。在传统的驱动方法中，在显示周期期间将具有振幅Vs的简单矩形波的保持脉冲交替地施加到第一显示电极和第二显示电极，也就是说，将第一和第二显示电极临时和交替地加偏压到电位-Vs，地址电极不被加偏压。通过这种电位控制，具有交替极性脉冲串的驱动电压信号被施加到第一显示电极和第二显示电极(即XY极间电极)之间。对应于显示电极的偏压的电压被施加到第一显示电极和地址电极(即XA极间电极)之间以及地址电极和第二显示电极(即AY极间电极)之间。响应于把第一保持脉冲施加于所有单元，显示放电在先前的寻址过程中已形成预定的壁电荷的单元中产生。当产生放电时，介质层上的壁电荷消除，并且马上开始重新形成壁电荷。被重新形成的壁电荷的极性与先前的极性相反。当壁电荷重新形成时，在XY极间电极的单元电压降低因而显示放电结束，流过显示电极放电电流的放电装置最终基本上变为零。当第二保持脉冲被施加时，由于驱动电压的极性与在那个时间点的壁电压的极性相同，因而显示放电再次产生，并且当壁电压加到驱动电压时单元电压升高。之后，与每次施加保持脉冲类似，产生显示放电。
脉冲基电位不一定是地电位(GND)。保持脉冲的极性可以是正的而不局限于说明的负极性的情况。此外，通过将具有振幅Vs’的脉冲施加到显示电极的其中一个和同时将具有振幅-(Vs-Vs’)的脉冲施加到其他显示电极，可以将与说明的驱动电压信号相似的驱动电压信号施加到XY极间电极。
图15显示了根据传统驱动方法的显示过程的单元电压平面。根据该单元电压平面可以理解单元的状态变化。在图15中，XA极间电极的单元电压Vc(XA)被分配给水平轴，AY极间电极的单元电压Vc(AY)被分配给垂直轴。图15中用圆圈(○)所示的状态〔1〕，〔1’〕，〔2〕，〔3〕，〔3’〕和〔4〕分别与图14中所示的时间点t〔1〕，t〔1’〕，t〔2〕，t〔3〕，t〔3’〕和t〔4〕相对应。
当第二显示电极被加偏压到负电位时，显示放电产生，此时第一显示电极为阳极。当该显示放电结束后，在这个期间仍然继续将驱动电压(Vs)施加到XY极间电极直到脉冲的后沿为止。因此，空间电荷以静电的方式通过介质层被吸引成为壁电荷，这种带电现象继续直到在XY极间电极的单元电压Vc(XY)变为零。在XY极间电极的壁电压Vw(XY)在带电现象的最后为-Vs。从这种状态，状态变化被执行，如下(1)-(4)所述。
(1)在状态〔1〕中，通过空间电荷的静电引力壁电荷的形成完成，驱动电压由壁电压Vw(XY)消除，并且在XY极间电极的单元电压Vc(XY)为零。另外，在XA极间电极的单元电压Vc(XA)和AY极间电极的单元电压Vc(AY)也为零。当第二显示电极的偏置结束时，单元电压Vc(AY)从零变为壁电压值Vw(AY)。在状态〔1’〕，单元电压Vc(AY)为-Vs。
(2)然后当第一显示电极被加偏压到负电位时，在XA极间电极的单元电压Vc(XA)改变。在状态〔2〕，Vc(XA)＝-Vs，Vc(AY)＝-Vs。对应于从状态〔1’〕到状态〔2〕的变化，产生显示放电，此时第二显示电极为阳极。
(3)通过显示放电和空间电荷的静电引力，壁电压Vw(XA)变为Vs。在状态〔3〕，Vc(XA)＝0，Vc(AY)＝0。当第一显示电极的偏置结束时，单元电压Vc(XA)变为壁电压值Vw(XA)，并且单元电压Vc(AY)变为壁电压值Vw(AY)。在状态〔3’〕，Vc(XA)＝Vs，并且Vc(AY)＝0。
(4)当第二显示电极再次被加偏压时，在AY极间电极的单元电压Vc(AY)改变。在状态〔4〕中，Vc(XA)＝Vs，Vc(AY)＝Vs。对应于从状态〔3’〕到状态〔4〕的变化，显示放电再次产生，此时第一显示电极为阳极。之后，状态〔4〕回到状态〔1〕，并重复上述的状态变化。
如上所述，在传统的驱动方法中，其中具有简单矩形波的保持脉冲被施加，当如状态〔2〕和状态〔4〕中所示的显示放电产生时，此时对于XA极间电极的单元电压和AY极间电极的单元电压，有关系式Vc(XA)＝Vc(AY)。当脉冲振幅(Vs)被设定为最佳驱动状态所容许范围内的任何值时，该关系式完全满足。换句话说，在单元电压平面中，状态〔2〕和状态〔4〕总是在穿过坐标原点(两个坐标轴的相交点)并在单元电压平面具有斜率的直线上。图16中显示了传统的驱动方法中亮度和发光效率对驱动电压的依赖关系。这里的驱动电压是被施加到用于显示放电的XY极间电极的保持电压(Vs)，并且发光效率是每一单位功率损耗(W)的发光量〔1m〕。正如图16中所示的那样，在传统的方法中存在一个间题即当使亮度增大时，发光效率降低。
发明内容
本发明的一个目的是在显示放电中提高亮度和发光效率，并防止缩短显示器的使用寿命。
根据本发明的一个方面，当用于在被点亮的单元中形成壁电荷的寻址过程之后，为了产生显示放电和随后在被点亮的单元中重复形成壁电荷，在一个单元中至少一个显示电极的电位被改变，使得显示放电的开始时间点和结束时间点之间不同，并将在显示放电的开始时间点显示电极和地址电极间的单元电压设定为低于事先测定的微放电起始电压的电压。显示电极的电位的改变对应于波形不是一个简单矩形形状的电压信号被施加到显示极间电极。通过改变被施加到极间电极的驱动电压，可以在各种可选项中选择有关显示放电的单元状态的选择，并且可以提高亮度和发光效率。通过将显示电极和地址电极之间的单元电压设定为低于微放电起始电压的电压，引起荧光材料退化的显示电极和地址电极之间的放电不会产生，因此可以使显示器获得足够的使用寿命。
此外，本发明采用一种通过确定单元电压平面测定Vt闭合曲线的方法以设置产生显示放电的保持过程的驱动操作，因此，可以减轻作为使操作状态最佳化的设计工作。
图1是显示根据本发明的等离子体显示装置的方框图；图2是显示显示屏幕的单元排列的平面图；图3是显示PDP(等离子体显示板)的单元结构的透视图；图4是显示显示电极的形状的平面图；图5是显示分帧原理的简图；图6显示了在显示周期中驱动电压信号的波形；图7是显示了驱动电压和放电的变化之间的关系；图8是显示根据本发明的显示过程的单元电压平面的简图；图9是显示亮度对偏压的依赖关系图；图10是显示发光效率对偏压的依赖关系图；图11A到11C是利用Vt闭合曲线的操作设置过程的说明图；图12是显示偏移向量的具体示例图；
图13是显示寿命试验的结果的图形；图14显示了传统的被施加到三电极结构的用于显示放电的正常驱动波形；图15是显示根据传统的驱动方法的显示过程的单元电压平面的简图；图16是显示在传统的方法中亮度和发光效率对驱动电压的依赖关系图。
具体实施例方式
下面将参照实施例和附图更具体地说明本发明。
图1是显示根据本发明的等离子体显示装置的方框图。等离子体显示装置100包含具有三电极结构的PDP 1、32英寸彩色显示屏幕和用于控制单元发光的驱动单元70。等离子体显示装置100被用作壁挂电视机、计算机系统的监视器等。
PDP 1包含一对基底结构，该基底结构表示包含电极和其他被设置在玻璃衬底上的构成部件的结构主体。在PDP 1中，将构成用于产生显示放电的电极对的显示电极X和Y沿相同的方向设置，并设置地址电极A以便穿过显示电极X和Y。显示电极X和Y沿屏幕的行的方向(即沿水平方向)延伸并为介质层和保护膜所覆盖。显示电极Y被用作扫描电极。地址电极A沿列的方向(即沿垂直方向)延伸，地址电极A被用作数据电极。行表示一组沿列的方向具有相同排列顺序的单元，而列是一组沿行的方向具有相同排列顺序的单元。
驱动单元70包含控制器71、电源电路73、X驱动器76、Y驱动器77和A驱动器78。表示红、绿和蓝色的亮度水平的帧数据Df与来自外部设备例如TV(电视)调谐器或计算机的各种同步信号一起被提供给驱动单元70。帧数据Df被暂时存储在控制器71的帧存储器。控制器71把帧数据Df转变成用于分级显示(gradation display)的子帧数据Dsf并将该子帧数据Dsf传递到A驱动器78。子帧数据Dsf是一组显示数据，它的一位对应一个单元。每一位的数值表示对应子帧的单元是否将被点亮，更具体地说，是否地址放电是必需的。此外，在隔行显示的情况下，帧由多个字段组成，并且字段的每一个由多个子字段组成。因此，对每一个子字段的发光控制被执行，但是发光控制自身与顺序显示的情况相类似。
X驱动器76、Y驱动器77和A驱动器78的每一个包含用于将脉冲施加到电极的切换装置，并根据来自控制器71的指令在对应于脉冲振幅的偏置电源线和电极之间打开或关闭导电路径。
图2是显示显示屏幕的单元排列的平面图。
在显示屏幕中，由弯曲的隔板(partition)29将放电空间有规则地划分成列，因此列空间31形成，其中宽部分(具有沿行方向的大宽度的部分)31A和窄部分(具有小宽度的部分)31B被交替地排列，换句话说，在平面图中隔板29的每一个以恒定的周期和恒定的宽度弯曲，并且将隔板29排列使得相邻隔板29之间的距离小于以恒定间距沿列方向排列的每一位置的定值。该定值表示能够抑制放电的大小并且其取决于放电条件例如气压。由使两个隔板靠近并在整个行上连续而确定的列空间31的结构具有的优点在于通过准备好每一列易于驱动、荧光材料层的厚度均匀和在生产过程中易于排出。由于在窄部分31B中几乎不产生表面放电，因而基本上由宽部分31A产生发射光，即在显示屏幕中的一个宽部分31A内每一单元C是一个结构主体。这些单元在每行中每隔一列被设置。注意相邻的两行，具有单元的列每一个列交替地转换。也就是说，将单元沿行的方向和列的方向以锯齿形排列。在图2中，用点划的圆圈表示的六个单元C被示出(为更好地观察图形，用圆圈圈起的小区域要比实际区域大)。在PDP 1中，一个像素由是红、绿和蓝单元总共三个单元组成，并且彩色显示的三种颜色的排列形式是三角形(Δ)排列形式。三角形排列可以使沿行方向单元的宽度大于1/3像素间距，并且与直线排列相比其具有高清晰度的优势。此外，由于非发光区域与整个屏幕的比率小，因而可以执行高亮度显示。行方向不必是水平方向，它可以是垂直方向并且列方向可以是水平方向。
图3是显示PDP的单元结构的透视图。
在PDP 1中，显示电极X和Y、介质层17和保护膜18被设置在前基底结构10的玻璃衬底11的内表面上，并且地址电极A、绝缘层24、隔板29和荧光材料层28R，28G和28B被设置在后基底结构20的玻璃衬底21的内表面上。显示电极X和Y以固定的间隙(表面放电间隙)沿列方向交替地排列。表面放电间隙的间隙方向即显示电极X和Y的反方向是列方向。
图4是显示显示电极形状的平面图。
显示电极X和Y的每一个是由为避开宽部分31A沿列方向在行的弯曲方向延伸的透明导电薄膜41和沿隔板29在行的弯曲方向延伸的带状金属薄膜42组成。透明导电薄膜41具有一种似波纹的弯曲的带状形状并具有从金属薄膜42向每一列的宽部分31A突出的拱形形成部分间隙。在宽部分31A的每一个中，显示电极X的间隙形成部分和显示电极Y的间隙形成部分相互相对，以便形成鼓状表面放电间隙。在一对相对的间隙形成部分中，其对边不是平行的。带状透明导电薄膜41的宽度能够有规律地改变。根据这个电极的形状，与线性带状形状的情况相比，在不加大表面放电间隙长度(电极间的最小距离)的情况下可以减小极间距离的容量。此外，由于在沿行方向宽部分31A中间的透明导电薄膜41和金属薄膜42之间的距离大，因而在透明导电薄膜41和金属薄膜42之间的间隙产生的电场强度小，其有助于防止行与行之间的放电干扰。此外，做为另一效应，金属薄膜42的光屏蔽效应降低，因而提高了发光效率。
图5显示了帧分割的原理。在使用PDP 1的显示器中，色彩再现通过光的二进制控制被执行。因此，构成输入图像的时序帧F的每一个被划分为预定的q个子帧SF，也就是说，每一个帧F由一组q个子帧SF所替换。将权数例如20，21，22，…2q-1依次地分配给这些子帧SF以便在每一个子帧SF中设定显示放电次数。在图5中，加权顺序是子帧排列顺序，但它也可以是其他顺序。为了简化准轮廓线(quasi-contour)可以采用冗余的加权。根据该帧结构，将为帧传送周期的帧周期Tf划分为q个子帧周期，并且将一个子帧周期分配给每一个子帧SF。此外，将子帧周期划分为用于初始化的复位周期TR、用于寻址的地址周期TA和用于保持的显示周期TS。复位周期TR和地址周期TA的长度是与权数无关的恒定值，而显示周期TS的长度随着权数的增大而变长。因此，子帧周期的长度随着对应子帧SF的权数的增大而变长。驱动顺序在每一个子帧重复，并且复位周期TR和地址周期TA和显示周期TS的顺序对q个子帧SF是一样的。与本发明的特征相关的显示周期TS中的驱动波形将在下文说明。
图6显示了在显示周期中驱动电压信号的波形。图7显示了驱动电压的变化和放电之间的关系。在图6和图7中，说明了两次显示放电的驱动电压信号。在形成三次或更多次显示放电的子帧中，所说明的驱动电压信号被重复地施加到电极。被施加到极间电极的该驱动电压信号是用于对应电极的每一个的驱动电压信号的复合信号。
如图6中所示，将包含保持脉冲Ps和偏置脉冲Pos1的驱动电压信号施加到显示电极X和显示电极Y，并将包含偏置脉冲Pos2的驱动电压信号施加到地址电极A。保持脉冲Ps被交替地施加到显示电极X和显示电极Y，并且显示放电在施加的每一电极上产生。这是由于当保持脉冲Ps被施加入时，即使偏置脉冲Pos1的振幅Vos(XY)为零，保持脉冲Ps的振幅Vs被设定，使得在XY极间电极的单元电压大于放电起始电压。当保持脉冲Ps被施加到显示电极X和Y其中的一个时，偏置脉冲Pos1被施加到另一显示电极。偏置脉冲Pos1的脉冲宽度Tos(XY)基本上被设定为小于保持脉冲Ps的脉冲宽度值(大约几个微秒)，使得XY极间电极的驱动电压在如图7中所示的显示放电的开始时间点ts1或ts2和结束时间点te1或te2之间不同，即使得偏置脉冲Pos1的施加在显示放电期间结束，并且驱动电压从Vs+Vos(XY)变为Vs。更具体地说，将脉冲宽度Tos(XY)设定为100-200毫微秒范围内的值。当保持脉冲Ps被施加到显示电极X和显示电极Y时，将偏置脉冲Pos2施加到地址电极A。当偏置脉冲Pos2的施加结束时，使AY极间电极或XA极间电极的驱动电压在显示放电期间从Vs+Vos(AY)变为Vs。偏置脉冲Pos2的脉冲宽度Tos(AY)也基本上是小于保持脉冲Ps的脉冲宽度(具体值与偏置脉冲Pos1的相同)。
其中将偏置脉冲Pos1或Pos2加到保持脉冲Ps的这个驱动形式被称做偏置驱动，而如图14中所示的没有加入偏置脉冲的传统驱动形式被称做正常驱动。在偏置驱动中，与正常驱动相似，在显示放电完成后，壁电荷的重新形成主要取决于所施加的电压。因此，即使通过加入偏置脉冲Pos1或Pos2增加放电强度，重新形成的壁电荷的状态也可以达到一种允许显示放电重复地形成的适当状态。
图8显示了根据本发明的显示过程的单元电压平面。下文的说明是关于显示放电，其中由于显示电极X和Y被对称地设置在单元，对于一种情况，显示电极X作为阳极，同时显示电极Y作为阴极，并且对于显示放电显示电极X和Y的作用是相同的。
当偏置脉冲Pos1被加到保持脉冲PS时，在放电开始时间点的单元电压沿图8中所示的水平轴方向移动。此外，当偏置脉冲Pos2被加到保持脉冲PS时，在放电开始时间点的单元电压沿如图8中所示的垂直轴方向移动。即当偏置脉冲Pos1和偏置脉冲Pos2被施加时，在单元电压平面实现从点P到点P’的二维移动。这表示当产生显示放电时在XA极间电极的单元电压和在AY极间电极的单元电压之间的关系能够被任意设定。在单元电压平面中，表示在放电开始时间点的单元状态的位置(图8中用圆圈表示的)并不限于在穿过坐标原点并具有斜率的直线上。这里点P的位移被认为是一个矢量，并且被称做偏移矢量。当偏移矢量的分量即偏置脉冲Pos1(偏压)Vos(XY)的振幅和偏置脉冲Pos2(偏压)Vos(AY)的振幅被适当地确定时，亮度和发光效率被提高。
图9显示了亮度对偏压的依赖关系，图10显示了发光效率对偏压的依赖关系。图9和图10显示了测定试验的结果，其中，PDP 1在保持脉冲Ps的振幅Vs被设定为图6中所示的波形中允许范围的中间值180伏并且偏压(offset voltage)Vos(XY)和偏压Vos(AY)为参数的条件下被驱动。
当单元电压只沿图8中的水平轴方向移动时，Vos(AY)＝0伏的曲线表示一种特性。比较起来，如果单元电压通过加入偏压Vos(XY)和偏压Vos(AY)沿水平轴和垂直轴方向移动，其亮度和发光效率在Vos(AY)＝50伏、Vos(AY)＝100伏、Vos(AY)＝150伏或Vos(AY)＝180伏的条件下则都是高的。此外，当Vos(AY)＝0伏时，发光效率对偏压Vos(XY)的依赖关系具有一个尖锐的峰值，其随着偏压Vos(AY)的增大而变为平滑的关系特性。如果该特性曲线是平滑的，则设定驱动电压的容限(允许范围)大。换句话说，即使偏压Vos(XY)变化，由于该改变造成的该特性的变化很小，因此，容易确保预定程度的显示质量。如果该特性很尖锐，则当Vos(XY)稍微变化时，显示质量可能变化很大。因此，加入偏压Vos(AY)的方法的有益之处不仅在于显示特性，而且在于驱动控制。此外，如果Vos(AY)＝0伏，偏压Vos(XY)应当为160伏以使发光效率最大。相比而言，如果偏压Vos(AY)被加入，则Vos(AY)＝100伏、Vos(XY)＝130伏就足够了。加入偏压Vos(AY)的方法也有助于减小驱动电路的耐压和减小电源电压。
如从图9和10所示的特性可以理解，如上所述，当偏压Vos(AY)具有的值在50-180伏的范围内时，亮度和发光效率可以被提高。偏压Vos(AY)的优选范围为100-180伏，对于偏压Vos(AY)为0的情况，该范围可能产生明显的不同。此外，考虑到亮度可以被提高1.5倍，偏压Vos(AY)更好的范围为150-180伏。另一方面，XY极间电极的偏压Vos(XY)的优选范围为80-180伏，在该范围内可以提高亮度和发光效率。考虑更进一步的提高，偏压Vos(XY)的更可取的范围是120-180伏。
如上所述，通过在显示周期TS期间使操作为偏置驱动可以提高亮度和发光效率。但是，当偏置驱动引起比正常驱动的强度大的显示放电时，其对单元的放电冲击增大。因此，PDP 1的显示寿命可能被缩短。特别是如果通常所说的反放电(counter discharge)在保持过程期间与显示电极之间的表面放电一道在显示电极X或Y和相对的地址电极A之间产生，荧光材料则可能以高速退化。所以，当设计驱动单元70的驱动操作时，要求保证足以满足实际使用的显示寿命。对于在这样一种需求下设计，利用要被驱动的PDP 1的Vt闭合曲线的分析方法是有效的。换句话说，获得Vt闭合曲线并在单元电压平面上确定偏移矢量是有效的。
图11A到11C是利用Vt闭合曲线的操作设置过程的说明图。
具有三电极结构的PDP 1具有显示电极X和显示电极Y的极间电极(XY极间电极)、显示电极X和地址电极A的极间电极(XA极间电极)和地址电极A和显示电极Y的极间电极(AY极间电极)。如果分析这三个极间电极的其中两个，三个电极之间的关系则变得很清楚。这里，考虑到防止反放电，其中地址电极A被涉及到，XA极间电极和AY极间电极应被注意。但是，其他的组合可以被选择用于分析。
如图11A中所示，XA极间电极的单元电压Vc(XA)为水平轴并且AY极间电极的单元电压Vc(AY)为垂直轴的坐标空间被定义为单元电压平面。对于三个极间电极的每一个，为能够产生微放电的单元电压的微放电起始电压被测定，而其他两个极间电极的单元电压被转换，具体说明如下文所述。首先，足够的高电压被施加，用于产生大的放电，以便单元中的壁电荷自抹除。在以这种方式使壁电压变为零之后，一个电极的电位逐渐上升，同时通过光传感器监视发光，其他电极的电位被固定。当电压上升得足够慢时，在该电压超出恒定电压时的时间点后，伴随有弱的发光的微放电继续。如果是某个大的放电，壁电荷的重新形成引起单元电压大的电压降并致使放电停止。但是，如果是微放电，单元电压只是降低很小一点，并且当施加的电压升高时，单元电压被迅速恢复。因此，在发光持续进行的短周期期间微放电被重复产生。当微放电开始时，在发光开始时的施加电压被读取，用于获得一组单元电压(Vc(XA)和Vc(AY))。当逐渐改变其他电极电位时，重复同样的操作，对其他电极执行同样的测定。当将测定结果绘制在单元电压平面上时，一个基本上六边形的Vt闭合曲线81显现。以当单元中的电位状态从内部移动到Vt闭合曲线81的外部时，产生放电的这样一种方式，通过获得Vt闭合曲线81，可以容易地分析包含单元电压分量之间相互作用的最佳施加电压。
如图11B中所示，在构成Vt闭合曲线81的六个边当中，表示AY极间电极和XA极间电极放电起始电压的四个边通过添加线延伸，使得基本上矩形的闭合曲线画出。这是一个想像的Vt闭合曲线82，它仅表示反放电的放电起始状态。为了在XY极间电极只产生表面放电以避免反放电，在放电前的单元电压应被设定在基本上是矩形Vt闭合曲线82的内部(不超出阈值电平的区域)和基本上是六边形Vt闭合曲线81的外部即如图11C中所示的两个带有影线(反放电避免区域)91和96的三角形区域的区域。最好在这些区域91和96内选择具有最高发光效率的点以确定偏置脉冲的振幅。这样不产生反放电，因而可以实现荧光材料退化很小的高效率驱动。
上述基于避免荧光材料退化的操作的设置是必不可少的，但是保持过程中的反放电不必要求完全被阻止，相反可以有一种操作设置，其中在某种程度上允许荧光材料的退化并且发光效率提高。同样在发光效率优先的该设置中，驱动波形可以通过利用如下所述的Vt闭合曲线确定。
图12显示了偏移向量的具体示例，图13显示了寿命试验的结果。在图12中，一组小的菱形符号表示测定的Vt闭合曲线。下文的说明也是关于显示放电的示例，其中显示电极X用作阳极，而显示电极Y用作阴极。在显示放电开始时的正常驱动的单元状态是位于穿过坐标原点并具有斜率的线上的点P。此外，在不产生如上所述的反放电的偏置驱动中，将显示放电开始时的单元状态设置在位于三角形反放电避免区域91的内部的位置而不是在上述的线上。比较起来，就发光效率优先的设置来说，显示放电开始时的单元状态不限于反放电避免区域91的内部。实际上，当试图根据有关图10中所示的发光效率的数据实现最高发光效率时，显示放电开始时的单元状态将偏离反放电避免区域91。如果相关效率是2.0或更大的条件被设置，则将在单元电压平面上图12中所示的区域92是允许的。但是，为了抑制荧光材料的退化，所允许的范围被限定。图13显示了偏置驱动(圆点)，用于将显示放电开始时的单元状态设定到远离反放电避免区域91的区域92中的点Q；偏置驱动(圆圈)，用于将显示放电开始时的单元状态设定到与反放电避免区域91具有小于50伏的电压差的区域93中的点R；和正常驱动(黑三角形)，当整个的屏幕被继续点亮时，呈随时间亮度变化的状态。由于一次显示放电的发光亮度取决于驱动方法，(初始点亮X小时)的值被用于水平轴，利用初始亮度归一化的相对亮度值被用于垂直轴。
由于点Q沿垂直轴方向偏离反放电避免区域91 120伏以上，因而在显示放电开始时的单元状态被设定到点Q的偏置驱动中亮度有较大的降低。在其中显示放电开始时的单元状态被设定到点R的偏置驱动中，亮度的降低是较小的，因此获得与正常驱动相同的使用寿命。从这个试验结果可以认为即使单元状态偏离反放电避免区域91，通过偏置驱动荧光材料的退化也是在允许的范围之内，在该偏置驱动中在显示放电开始时的单元状态被设定到与反放电避免区域91的电压差ΔV为50伏或更小的区域的内部。如果将荧光材料的退化抑制在允许范围之内并且其相对亮度被设定到值2.0或更大，显示放电开始时的单元状态则应被设定到属于区域93和区域92的区域921中的点S。
尽管利用如上所述的Vt闭合曲线的方法可用于设计偏置驱动的波形，但它并不局限于在偏置驱动中使用。当放电产生时，其通常可以用于设定单元电压。驱动的目标并不限于三电极结构。如果改变单元结构，Vt闭合曲线的形状则也被改变，并且亮度退化的条件也被改变。通过测定与单元结构无关的Vt闭合曲线，可以确定驱动操作，以便易于退化的元件例如荧光材料或介质层不受大的放电冲击。
根据上述实施例，由于偏置脉冲不仅被施加到显示电极X和Y，而且被施加到地址电极A，显示放电开始时的单元状态能够沿任何方向在单元电压平面上移动，因此，可以实现比当显示放电开始时的单元电压只沿一个方向移动时的情况的发光效率高的显示。
在上述实施例中，最好采用一种电流控制，其中当显示放电指向结束时，在偏移脉冲的后沿将在驱动电源和显示电极X或Y之间电流提供路径设定到高阻抗状态。通过这个控制，从驱动电源提供给放电空间的电流在显示放电中被抑制，而放电电流从以单元结构例如介质层17构成的电容器流过。由于电流路径被缩短，在路径中产生的功率损失减少，因而提高了发光效率。
尽管目前已显示和描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员应当理解本发明并不局限于此，在不脱离所附权利要求所述的本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改变和修改。
权利要求
1.一种等离子体显示装置，包含三电极表面放电AC型等离子体显示板，其包含由显示电极排列和地址电极排列组成的电极矩阵；驱动电路，其用于驱动等离子体显示板；具有这样一种结构的等离子体显示板的单元，其中放电气体空间和荧光材料位于显示电极和地址电极之间，荧光材料通过放电发光；在用于在被点亮的单元中形成壁电荷的寻址过程之后，驱动电路在每一个单元中执行至少改变一个显示电极的电位的驱动操作，使得显示放电的开始时间点和结束时间点之间不同，以产生显示放电和随后在被点亮的单元中重新形成壁电荷，其中对于驱动操作，将在显示放电的开始时间点显示电极和地址电极之间的单元电压设定为低于事先测定的微放电起始电压的电压。
2.一种等离子体显示装置，包含三电极表面放电AC型等离子体显示板，其包含由显示电极排列和地址电极排列组成的电极矩阵；驱动电路，其用于驱动等离子体显示板；具有这样一种结构的等离子体显示板的单元，其中放电气体空间和荧光材料位于显示电极和地址电极之间，荧光材料通过放电发光；在用于在被点亮的单元中形成壁电荷的寻址过程之后，驱动电路在每一个单元中执行至少改变一个显示电极的电位的驱动操作，使得显示放电的开始时间点和结束时间点之间不同，以产生显示放电和随后在被点亮的单元中重新形成壁电荷，其中对于驱动操作，将在显示放电的开始时间点显示电极和地址电极之间的单元电压设定为高于事先测定的微放电起始电压和低于微放电起始电压加50伏的范围内的电压。
3.一种用于设定具有单元的等离子体显示板的驱动操作的方法，在该单元中三个或更多电极被设置，该方法包含以下步骤测定微放电起始电压，微放电起始电压是当单元的三个极间电极的每一个产生微放电时的单元电压，同时在其他的两个极间电极改变单元电压；确定具有基本上是六边形形状的闭合曲线，该闭合曲线通过在具有第一极间电极的单元电压的第一轴和第二极间电极的单元电压的第二轴的坐标平面上绘制测定结果，表示三个电极的微放电起始电压之间的关系；以及将在显示放电的开始时间点的第一和第二极间电极的单元电压设定为在坐标平面中的闭合曲线外部的区域中的电压。
4.根据权利要求3的方法，其步骤还包含确定具有基本上为矩形形状的闭合曲线，该闭合曲线通过根据具有基本上为六边形形状的闭合曲线来画出表示第一和第二极间电极的微放电起始电压间的关系；以及将在显示放电的开始时间点的第一和第二极间电极的单元电压设定为在具有基本上为六边形形状的闭合曲线外部和具有基本上为矩形形状的闭合曲线内部的区域中的电压。
全文摘要
在不缩短使用寿命的情况下，一种在显示放电中具有提高亮度和发光效率的等离子体显示装置被提供。等离子体显示板具有这样一种结构，该结构包括在显示电极和地址电极之间放电气体空间和荧光材料。当用于在被点亮的单元中形成壁电荷的寻址过程之后，用于改变至少一个显示电极电位的驱动操作被执行，使得显示放电的开始时间点和结束时间点之间不同，以产生显示放电和随后在单元中重新形成壁电荷，并且将在显示放电开始时间点显示电极和地址电极间的单元电压设定为低于事先测定的微放电起始电压值。
文档编号G09G3/298GK1462052SQ031082
公开日2003年12月17日 申请日期2003年3月25日 优先权日2002年5月30日
发明者糸川直樹, 瀨尾欣穗, 橋本康宜 申请人:富士通株式会社