专利名称：通过保持放电的矩阵触发来驱动等离子体显示器的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于驱动用于显示图像的等离子体显示器的方法，所述等离子体显示器包括每一个均定位在一对共面保持电极和地址电极的交点处的放电区域，所述方法包括一连串图像帧或子帧，每一个均包括复位阶段、用于选择性激活显示放电区域的地址阶段、以及用于保持放电区域的阶段，所述保持阶段包括-将保持电压脉冲施加在每一对电极之间，将每对电极设计用于在触发脉冲的作用下，引起仅在具有初始激活放电的区域内的这些电极间的等离子体放电，-与这些保持脉冲同步，施加触发电压脉冲，将所述触发电压脉冲设计用于在每一对电极之一和地址电极之间触发这些放电。
背景技术：
文件US 2002/0030645描述了这样一种应用于传统AC等离子体存储显示器的方法，所述AC等离子体存储显示器包括两个平面板，一个前板和一个背板，在两个板之间围成充满放电气体的空间，所述空间被划分为放电区域，特别是通过使用设置在这些板之间的隔板肋，将其划分为放电区域；前板包括两个共面保持电极的阵列，所述电极覆盖有提供存储效应的介电层；阵列之一的每一个电极与另一阵列的电极形成一对；背板包括地址电极的阵列，所述地址电极的朝向垂直于保持电极；因此，在该传统的结构中，每一个放电区域包括三个电极。
当根据文件US 2002/0030645中所描述的方法来进行驱动时，在保持阶段期间的每一个单元内，在这些板之间的充满气体的空间内形成的矩阵放电触发了更长时间的、安装在相同板上的电极之间所形成的共面放电。
其他文件描述了其中共面保持放电由矩阵放电触发的类似驱动方法；例如，可以引述文件US 5 962 983或US 6 376 995。在SID的国际学术讨论会期间，于2003年5月22日公布的由Y.Seo等人(FUJITSULab.)所写的标题为《Highly luminous-efficient AC-PDP with DelTACell structure using new sustain waveform》(见SID Vol.34/1，第137到139页，XP001171716)描述了一种其中触发电压脉冲非常短的驱动方法，为150ns的数量级。
文件US 6 184 848描述了一种应用于包括安装在相同板上的三个共面电极阵列的显示器的类似驱动方法，如前所述，另一板包括地址电极阵列因而，这里的每一个单元包括四个电极，其中三个是共面的第一共面电极仅用于触发、第二共面电极同时用于触发和自身保持，第三共面电极仅用于保持；因此，在每一个单元内，对相对在一起较近的前两个共面电极之间的触发或“窄间隙”区域、以及在分开较远的后两个共面电极之间的放电延伸或“宽间隙”区域彼此进行区分。
应用于这些显示器之一或另一个的这样的驱动方法允许在每一对保持电极之间触发放电，即使当该对保持电极分开的间隙较宽，也不必增加保持脉冲的电压；特别是由于在这些电极之间获得了极大延伸的放电，这样的驱动方法使具有共面保持电极的等离子体显示器的发光效率得到了显著的提高。
事实上，在等离子体放电中，阳极或伪阳极区的能量效率比阴极电辉的能量效率高得多，这是关注等离子体显示器结构设计以及使用在该伪阳极区体系中实现稳定操作的、用于驱动这些显示器的方法的原因所在。然而，在使用三个电极并具有刚刚描述过的驱动方法的传统显示器结构中，通过简单地增加共面电极之间的间隙来获得阳极区等离子体不会导致发光效率的非常显著的增加。如稍后将解释的，通过放电形成机制和施加到这些电极上的电信号之间的较近的相关性，可以解释在实现具有比窄间隙放电的发光效率大得多的发光效率的宽间隙放电中的难度。
发明内容
本发明的主要目的是最优地提高等离子体显示器中的共面放电的发光效率，特别是在通过使用矩阵放电来触发这些放电而驱动这些等离子体显示器的情况下。
出于此目的，本发明的目的是提出一种用于驱动用于显示图像的等离子体显示器的方法，所述显示器包括保持电极阵列和至少一个触发电极阵列、每一个均与成对的保持电极和至少一个触发电极交叉的放电区域，所述方法包括一连串的图像帧或子帧，每一个均包括放电区域保持阶段，其自身包括将大致恒定的保持电压脉冲VS施加到用于这些区域的每一对电极之间；以及将触发电压脉冲VM施加在触发电极(XA)和用于这些区域的每一对电极之一和/或另一个之间，将电压VM设计用于触发所述电极对之间的等离子体放电，并且每一个触发脉冲的持续时间τM小于1μs。
实际上，每一个保持脉冲包括上升沿、持续时间为τp的大致恒定的电压平稳状态Vs和下降沿。优选地，触发脉冲的持续时间τM小于保持脉冲的持续时间τp。
对于保持对的每一个电极，或者通过将其直接施加到触发电极上，或者保持触发电极电位恒定，通过将互补脉冲叠加到保持脉冲上，可以获得触发脉冲。
根据本发明的第一实施例，保持电压Vs大于或等于值VS-min，从该值VS-min开始以及在该值VS-min之上，可以在保持阶段期间无需触发脉冲地在显示器中获得保持放电，并且如果将保持脉冲的电压平稳状态VS的持续时间表示为τp，且将触发脉冲的开始和触发电极(XA)中的放电电极变为零的时刻之间的时间间隔表示为τC，则50ns≤τC≤150ns，并且优选地-如果τP≥2μs，100ns≤τM≤1μs，-如果1.2μs≤τp≤2μs，100ns≤τM≤τp-1μs，-如果τP＜1.2μs，100ns≤τM≤200ns。
由于本发明，显示器的发光性能和放电效率得到了显著的提高。
触发电极中的电流变为零的时刻对应于成对的保持电极之间的放电延伸的开始，并且对应于由触发电极充当连接作用的结束。
通过按照这种方式来施加触发脉冲，较早地触发保持放电，并且其强度和效率得到了显著的提高。明显地，应该将电压VM设计用于实现该较早的触发，并且避免与在不存在触发脉冲的情况下获得的放电相同的放电的“自发”触发。
根据本发明的第二实施例，保持电压Vs小于值VS-min，从该值VS-min开始以及在该值VS-min之上，可以在保持阶段期间无需触发脉冲地在显示器中获得保持放电，并且现在，在保持脉冲期间施加每一个触发脉冲。由于本发明，显示器的发光性能和放电效率得到了显著的提高。
在这种情况下，仅施加触发脉冲就能够在放电区域内引起保持放电的启动。保持脉冲自身不足以启动成对的电极之间的放电，并且将触发脉冲设计用于与保持脉冲进行组合来触发这些放电。
因此，根据本发明，每一个触发脉冲在保持脉冲的上升沿结束之后开始，而在该保持脉冲的下降沿开始之前结束。按照这种方式，获得了具有较好发光效率的稳定放电。
优选地，如果将保持脉冲的持续时间表示为τp，并且将保持脉冲平稳状态的开始和相应触发脉冲的开始之间的时间间隔表示为τR，则-如果τP≥2μs，100ns≤τM≤1μs，且τR≤τP-1μs-τM，-如果1.2μs≤τp≤2μs，100ns≤τM≤τp-1μs，且τR≤τP-1μs-τM，-如果τP＜1.2μs，100ns≤τM≤200ns，且τR＜100ns。
将在该保持脉冲期间触发保持放电的脉冲表示为‘与保持脉冲相对应的触发脉冲’。
优选地，如果τP＜1.2μs，则τR接近于零。
通过按照这种方式来施加触发脉冲，保持放电的强度和效率得到了显著的提高。
优选地，如果将触发脉冲的开始时刻TM和由该触发脉冲触发的保持放电的峰值发光时刻TI-max之间的时间间隔表示为τI-max，则τM＜τI-max。
因此，通过在放电的峰值电流或光强度之前结束触发脉冲，这些放电的效率和强度再次得到了提高。
无论是根据第一还是根据第二实施例，优选地，在保持相位期间，在两个连续的保持脉冲之间不存在电压平稳状态。
用“电压平稳状态”来表示显著的持续时间的时间间隔，典型地为大于10ns，在其间，各个对的电极之间的电压几乎恒定，典型地为零。通过避免保持脉冲之间的零电平电压平稳状态，限制了自清除放电区域的危险，保持了令人满意的存储效应，并且提高了显示器内放电的稳定性。
在每一个保持阶段之前，每一个帧或子帧通常还包括用于选择性激活显示放电区域的地址阶段，并且将触发脉冲设计用于与仅在预激活的放电区域内的保持脉冲进行组合以触发放电。
在每一个地址阶段之前，每一个帧或子帧通常还包括放电区域复位阶段。该复位阶段通常包括放电启动和放电清除操作。
本发明的另一方面是一种用于显示图像的设备，包括-等离子体显示器，所述等离子体显示器包括保持电极阵列和至少一个触发电极阵列、每一个均与成对的保持电极和至少一个触发电极交叉的放电区域，-用于实现根据本发明的驱动方法的装置。
优选地，所述等离子体显示器还具有一个或多个以下特征-触发电极还用于地址阶段；-分离每一个区域内的相同对的保持电极的距离大于将触发电极与该相同区域内的该对电极之一和/或另一个分离的距离。这样的结构能够产生所谓的“宽间隙”保持放电分离每一对保持电极的距离最好大于或等于500μm。
-每一个保持电极的宽度小于或等于150μm。尽管保持电极的较窄宽度，由于根据本发明，通过触发脉冲来触发保持放电，仍然获得了提供了较高发光效率的延伸的阳极区的等离子体放电。有利地，该较窄的宽度允许这些电极由不透明的导电材料制成，例如铝，而没有光强度的显著损失。这样的不透明材料比通常针对这些电极所采用的、诸如ITO的透明导电材料成本低廉。
-放电区域由所设置的隔板肋分隔，从而由隔板肋分离来自所述触发阵列的任意两个相邻的触发电极。
通过阅读作为非限定性实例所示出的以下描述并参考附图，本发明将得到更好的理解，其中-图1和2示出了本发明所应用的等离子体显示器中的放电区域；-图3示出了在本发明的一个实施例中，施加到显示器的电极上的电压信号的时序图；-图4A示出了根据本发明的一个实施例，施加到放电区域的共面电极之间的保持电压脉冲Vs、以及施加在这些电极之一和穿过该区域的地址电极之间的触发脉冲；图4B以任意单位(a.u.)示出了在共面电极之间流动的放电电流；-图5A示出了从触发脉冲的起始处开始并在保持脉冲期间，在放电区域中由各个电极所取得的电流；-图5B示出了在触发脉冲结束之后而在相同的保持脉冲期间，在图5A的放电区域中，在覆盖各个电极的介电层区域上的电荷状态；-图6A示出了按照与图4A相同的表示方式的三种类型的触发脉冲；图6B和6C分别示出了针对每一种类型的触发脉冲所获得的放电电流和光强度；-图7示出了为了获得触发脉冲，对与保持脉冲相关的图3中的时序图中的一个变化；-图8A描述了根据本发明的优选实施例的不具有中间电压平稳状态的保持信号的实例，而图8B示出了相应的触发信号；-图9A、9B和9C分别示出了针对保持脉冲的两个可能值，一个为自发保持阈值Vs-min之下10V而另一个为自发保持阈值Vs-min之上5V，作为触发脉冲幅度VM的函数的放电的亮度、电流和发光效率；所示出的这些亮度、电流和效率相对于在保持脉冲为Vs＝Vs-min、而不具有触发脉冲时所获得的亮度、电流和效率进行了归一化。
-图10示出了作为保持脉冲的持续时间τp的函数的触发脉冲的最大持续时间τM-max。
具体实施例方式
示出了时序图的附图未考虑任何数值比例，以便更为清楚地示出特定的细节，如果已经考虑了比例，则这些细节将不明显。
参考图1和2，应用了根据本发明的驱动方法的等离子体显示器包括两个平面板，一个前板和一个背板，在两个板之间围成了充满了放电气体的空间，这里为150μm的厚度；前板具有个涂覆了介电层(未示出)的两个共面保持电极阵列；阵列之一的每一个电极Ys与另一阵列的电极YAS形成一对；背板具有地址电极XA的阵列，所述地址电极XA的朝向与保持电极垂直；在这些板之间是将这些板之间的空间划分为放电区域的隔板肋的阵列；在每一对保持电极之间存在隔板肋；在每一个地址电极之间也存在隔板肋；因此，显示器的每一个放电单元或区域由所述板和隔板肋界定。
根据等离子体显示器的一个可能的变体，在保持电极对之间没有隔板肋。
分隔相同对的共面电极的距离或间隙Dc大于在其交叉点处分离这些电极与地址电极的距离；因此，这里的共面间隙Dc是500μm，而放电气体厚度或矩阵间隙DM是150μm。
这里，每一个共面保持电极LE_S的宽度仅为大约127μm，而其通常在不具有矩阵触发的传统共面显示器则大得多；在这些传统显示器中，对于更大宽度的理由在于容纳用于延伸放电的更大区域。
显示器的背板和隔板肋的侧面涂覆有磷光体，该磷光体在来自放电的紫外线辐射的激发下，发射要显示的图像的各种原色；图1示出了形成显示器的一个像素的三个不同颜色，红色、绿色和蓝色的单元。
这里，两个相邻行的单元或两对电极之间的距离是1080μm。
作为实例，以上给出了所有数值，而其不应被看作对本发明范围的限定。
如稍后将看到的那样，每一对中的电极之一YAS还用作地址电极。
按照传统的方式，通过要激活或未激活的放电区域的一连串扫描或保持来实现操作中的等离子体显示器上的图像的产生；参考图3，每一个扫描或保持包括以下连续步骤-放电区域复位步骤PR，这里包括被称为“启动”的电荷平衡操作和电荷清除操作；通常，通过以线性倾斜的形式施加电压信号来实现这些操作。
-选择性寻址步骤PA，其目的在于通过将至少一个电压脉冲施加在这些区域中彼此交叉的地址电极YAS、XA之间，将电荷沉积在要激活的放电区域的介电层的一部分上。该电荷沉积对应于放电区域的激活；-然后，非选择性保持步骤PS，在该步骤期间，将一连串的交变电压脉冲Vs施加在保持对的共面电极Ys、YAS之间，并且将一连串触发脉冲VM施加在前板的电极YAS和背板的地址电极XA之间，从而仅在位于这些共面电极之间并已经预激活的放电区域中引起了一连串的发光放电Ec。
如稍后将看到的，地址电极XA用于在非选择性保持步骤PS期间触发保持放电；因此，这些地址电极也是触发电极；根据等离子体显示器的变体，与地址阵列不同的特定的触发电极阵列可以用于触发，如在前述的文件US 6 184 848中所述。
图3示出了三个电压脉冲的时序图施加到保持和地址电极YAS上的电压脉冲；仅施加到保持电极YS上的电压脉冲；以及，施加到在每一个单元内与保持和地址电极YAS相交的地址电极XA上的电压脉冲。这些时序图表示属于等离子体显示器的相同扫描或子扫描周期的一连串的前述阶段。
为了描述在该所谓的“宽间隙”结构中的共面保持放电的操作，作为对本发明的介绍，将考虑施加到显示器的放电区域上的保持信号的单个的半周期τs/2；该半周期仅包括单个的保持脉冲；在该半周期内-将电极YAS看作阴极，施加到该电极上的电位VYAS是恒定的并且为零，因此，由该电极IYAS所取得的电流是负值或零；-将电极Ys看作阳极，施加到该电极上的电位VYS在保持脉冲的平稳状态的持续时间τP期间达到数值Vs，因此，由该电极所取得的电流IYS是正值或零；-将地址电极XA看作相对于电极YAS的阳极；施加到该电极上的电位VXA在触发脉冲平稳状态的持续时间τM内达到了数值VM＜VS，并且在该周期之外为零；将由该电极所取得的电流表示为IXA。
共面电极YS、YAS或行由保持脉冲发生器、或由复位发生器、或由地址偏置发生器，经由针对阵列之一的行(或线)驱动器进行供电，所述行驱动器使该阵列的每一个保持电极与或不与这些发生器中的一个或另一个相连。
地址电极XA或列由地址脉冲VX发生器、或由触发脉冲VM发生器通过列驱动器进行供电，所述列驱动器使每一个地址电极与或不与这些发生器中的一个或另一个相连。
如图4A所示，取VS＝200V和VM＝100V，获得了其电流如图4B所示的共面放电(按照任意单位)；选择电压Vs以使其低于最小保持电压VS-min，所述最小保持电压VS-min将允许利用VM＝0V来获得共面放电。因此，如果采用Vs＝200V和VM＝0V的情况，则不会获得共面放电。
这里，保持脉冲的平稳状态持续时间τp大约为2500ns，而触发脉冲的平稳持续时间τM在所示的实例中为大约600ns。
每一个保持脉冲包括从此处为零的参考电压电平开始的上升沿、处于恒定电压电平Vs的平稳状态和返回到参考电压电平的下降沿；根据所示的实例，触发脉冲在几乎紧接在上升沿结束之后开始将保持脉冲上升沿的结束和触发脉冲的开始之间的时延表示为τR。
图4B示出了当将图4A中的信号施加到电极上时所获得的共面放电中的电流IYS；该电流对于在时间TM1触发并在其间电极YS充当阳极的第一放电为正值；该电流对于在时间TM2触发并在其间电极YS充当阴极的第二放电为负值。
图5A示出了在施加触发脉冲期间和紧接在施加触发脉冲之后，针对单元中的三个电极，作为时间的函数的电流的演变。在该图中，可以再次看到图4B的第一电流峰值IYS位于时间TI_max处；因此，与该峰值相对应的放电在所述的板之间开始，换句话说，在矩阵中，在触发脉冲结束之后返回到相同电位(零)的电极YAS和XA之间开始；在该步骤中，如图5所示，IXA＝-IYAS；随后，放电在背表面上向单元的中心进展和展开，直到其与阳极YS相连为止；首先在矩阵中然后是共面，将该放电在时间上划分为三个阶段矩阵放电的开始、该放电与共面阳极相连、以及共面放电的进展。这种类型的放电对应于在覆盖不同电极的介电层区域之间的电荷传递，并且以新的电荷平衡结束，从该新的电荷平衡开始，可以在相同的级之后触发新的电荷，一连串的这样的放电形成了非选择性保持步骤PS。
采用时间原点T＝0作为瞬态状态的开始或施加在共面电极之间的保持信号的上升沿的开始，现在将详细示出三个放电阶段和所获得的新平衡1.时间间隔0＜T＜TE对应于矩阵放电的开始阶段。在该阶段期间，在所述板之间的空间的任一侧上，彼此相对设置的电极YAS、XA上的电流增加，直到在时间TE处的电极XA上的峰值电流ISA；2.时间间隔TE≤T＜TC，其中TC是当IXA变为零的时刻，对应于该放电向单元的中心延伸，直到其与阳极YS相连。
在涵盖矩阵放电的开始并然后使该放电与共面阳极YS相连的这两个第一间隔1和2期间，传递到地址电极XA上的总的(负)电荷是QM=∫0TCI(XA)dt.]]>从图5A所示的曲线中，可以推断出在这两个时间间隔期间，电荷转移QC经过充当连接作用的电极XA，开始发生在共面电极YAS、YS之间(由于IYS≠0)。在时间T＝TC，建立共面放电。
在该时刻，电极XA不再充当连接作用，并且在该电极上的电流通过零(IXA＝0)。在该时间之后(T＞TC)，通过直接在电极YAS和YS(阴极-阳极)之间转移电荷，共面放电进展；然后，电极XA刚好充当中间阴极的作用，使正(离子)电荷的转移相等。
在整个放电期间，在共面电极之间转移的总电荷是QC=∫0TTI(YS)dt,]]>其中TT表示总放电时间，换句话说，在触发脉冲的开始和其中所有电极电流为零或几乎为零的共面放电结束之间的时间间隔；因此，在放电结束时，IXA、IYS和IYAS是零或几乎为零，换句话说，实际上低于1μA，或者对于IYS和IYAS，低于在放电期间的IYS的最大值的1％。应该记得，TI-max是峰值电流强度或针对共面放电的峰值发射的时刻(见图5)。
4.在图5B中示出了所考虑的单元中的放电结束之后并在触发脉冲结束之后所获得的新电荷平衡-施加到所述电极上的电位如下VYAS＝VXA＝0，VYS＝VS；-在单元内的介电层的表面电位如下·在电极YAS上的VW_AS，对应于正电荷QW_AS；·在电极YS上的-VW_S，对应于负电荷-QW_S·在电极XA上的VW_X，对应于正电荷QW_X；由于放电结束，并且所有电流是零或几乎为零，因此，单元气体中的电压为零V-gas＝0。
在单元的左侧，其中YAS和XA彼此交叉，因此(0+VW_AS)-(0+VW_X)＝0在单元的右侧，其中YS和XA彼此交叉，因此(VS-VW_S)_(0+VW_X)＝0其等价于如图5B的虚线所画出的、并对应于电位VEQ的等电位曲线。
因此VEQ＝0+VW_AS；VEQ＝VS-VW_SVEQ＝0+VW_X，该等式满足于VW_AS＝VW_X＝VW_s＝VS/2。因此VEQ＝VS/2。
对该解决方案的完整演示在本领域的技术人员的能力范围内；将考虑每一个板的介电层的电容、其他的电容，以及显然地，针对放电期间所转移的电荷守恒等式QW_AS+QW_x-QW_S＝0。
此外，将τQ定义为达到电荷平衡所需的时间段，该时间段从触发脉冲的起始处开始测量；应该记得，该平衡定义为在共面电极中的电流IYS和IYAS的值下降到低于在放电期间所获得的峰值的1％的电平时的情况。针对平衡重建的时间段τQ特别依赖于显示单元的几何形状、界定单元的材料的物理化学特性、以及放电气体的物理化学特性。
对于给定值的保持脉冲电压VS，在共面电极之间的宽间隙放电的进展非常依赖于矩阵间隙、以及覆盖共面电极及在适用的情况下也覆盖地址电极的介电层的电容。优选地，覆盖共面电极YAS、YS的电介质的电容应该较高，以便在放电结束时获得较多的存储电荷(存储效应)。一方面，这将有利于矩阵放电的开始，另一方面，确保了足够能量的阳极区。优选地，相反，覆盖地址电极XA的电介质的电容应该非常小，从而使矩阵放电的延伸及其与阳极的连接尽可能快地发生。
针对存储在阴极YAS的介电层中的电容性能量，两个放电，矩阵和共面放电现在处于竞争状态。为了比表现出较低发光效率的矩阵放电更倾向于共面放电，优选地，在设计用于最大化所转移的电荷比QC/QM的条件下进行操作；一种实现较高的值的该比率的方式在于按照本来已知的方式来适配或调节介电层的厚度、其介电常数、或电极的几何形状。
如稍后将看到的，触发阶段对于放电的后续进展是决定性的，在稳定性方面与在该放电效率方面同样是决定性的。
1/放电的开始和进展较大地依赖于显示器的放电单元或区域的结构，2/已经观察到，实现稳定的宽间隙放电对于形状和保持信号和触发信号的同步非常敏感。
本发明主要涉及到以上的点2/，并且更特别地涉及持续时间τM，触发脉冲的开始和结束的定时，与保持脉冲的平稳状态VS的开始和结束的定时有关。
根据本发明的一个实施例，选择保持平稳状态电压VS的值，以使其低于最小共面保持电压VS-min，从而仅当将触发脉冲施加到地址电极上时，才能够进行共面放电；根据本发明，这需要1.确定触发脉冲的持续时间τMa.触发脉冲应该具有足够长的持续时间，以引起所述板之间的矩阵中的击穿和共面电极之间的共面放电的开始。已经观察到，压力为0.6×105Pa的包括4％的Xe(氙)的气体混合物的最小持续时间是100ns。因此，优选地，TM＞100ns。一般地说，对于其他充电气体成分和压力条件，触发脉冲的持续时间TM应该长于共面放电开始时间τC；τC对应于TC-TM，其中TM是触发脉冲开始的时刻(取决于是否正在考虑第一或第二放电，分别为图4A中的TM1和TM2)，其中已经参考图5进行了定义的TC是流过触发电极IXA的电流变为零的时刻。因此，时间TC对应于当红外线中的放电发光将共面阴极与共面阳极相连的时刻。可以利用摄像机来观察该时刻。
b.触发脉冲应该充分早地结束(见以下的第二点)，以使在触发脉冲结束之后而在随后的保持脉冲之前，在覆盖触发电极的介电层的区域上的正电荷的充分再生；“充分再生”表示当在该随后的保持脉冲期间，将与该电荷相关的电位添加到触发脉冲电位上时，产生完全放电而存储的正电荷的水平。该存储的电荷通过电荷容积排出(volumedrainage)而获得，因此，重要的是，这些电荷的容积密度应该充分高。为了实现充分大的密度，通过试验观察到，触发脉冲应该在该相同脉冲开始之后不超过一微秒结束，特别是针对上述的气体成分和压力条件。
2.利用时延值τR来确定触发脉冲相对于保持脉冲的位置，所述时延值先前定义为在保持脉冲平稳状态的开始和触发脉冲开始之间的时间间隔。
a.触发脉冲最早应该在保持脉冲平稳状态的起始处开始，换句话说，不早于该脉冲的上升时间的结束；因此0≤τR≤τP；b.触发脉冲应该不迟于保持脉冲平稳状态的结束而结束，换句话说，在该脉冲的下降时间的开始之前；因此τM≤τP且τR≤τP-τM；如在以上的1.b中已经示出的那样，触发脉冲应该充分早地结束，以便在触发脉冲已经结束之后而在保持脉冲平稳状态结束之前，实现覆盖了触发电极的介电层上的正电荷的充分再生。已经通过试验确定了针对该再生所需的空间电荷的排出时间大约为1μs，特别是在上述的气体成分和压力条件下因此，如果τP≥1.2μs，换句话说，实际上，对于保持周期τS≥2.4μs或对于低于大约400kHz的保持频率(在实际中通常是这样的情况)，可以将该条件表达为τM≤τP-1μs且τR≤τP-1μs-τM；当保持平稳状态的持续时间τP小于1.2μs时，换句话说，在高于大约400kHz的保持频率的情况下，在放电容积中更大量的电荷的出现减小了击穿电压，从而使为了在随后的保持脉冲期间产生完全的放电而要在介电层上再生的存储电荷少于要在诸如前述的更低频率上再生的存储电荷，并且该减少后的存储电荷不会改变触发放电的启动特性。在该高频域中，因而可以减少再生所存储电荷的最小时间，以使其低于先前所述的1μs的数值，然而，特别是在上述的气体成分和压力条件下，应该考虑以下方面-触发脉冲的持续时间τM应该小于或等于200ns，同时还大于100ns(见上述的1.a点)，-时延τR应该接近于零(τR≈0μs)，换句话说，小于100ns。
用于实现触发脉冲的通常定时条件可以按照以下形式进行总结-如果τP≥2μs，100ns≤τM≤1μs，且τR≤τP-1μs-τM，-如果1.2μs≤τp≤2μs，100ns≤τM≤τp-1μs，且τR≤τP-1μs-τM，-如果τP＜1.2μs，100ns≤τM≤200ns，且τR≈0μs。
这样的定时条件使放电的强度和发光效率得到了显著的改善，同时当驱动显示器时确保了放电的稳定性。在图10中示出了与τM的峰值TM-max有关的这些条件。可以看到，无论保持脉冲的频率如何，触发脉冲的持续时间τM小于1μs。
触发脉冲的持续时间τM可以大于或等于放电的总持续时间τT，定义为在触发脉冲开始的时刻τM和先前所定义的共面放电结束的时刻TT之间的时间间隔。
优选地，为了优化放电的发射强度和效率，相反，将对触发脉冲的持续时间τM进行选择，从而在放电光发射达到其峰值的时刻TI-max之前，触发脉冲结束，换句话说，τM＜τI-max，其中，τI-max定义为触发脉冲开始的时刻TM和先前所定义的时刻TI-max之间的时间间隔。
根据本发明的第二实施例，选择保持平稳状态电压VS的值，以使其高于或等于最小共面保持电压VS-min，从而即使在地址电极不存在触发脉冲的情况下，共面放电也将会自触发；根据本发明，有利地，现在将使用触发放电，以便较早地触发共面放电；当然，不再能够按照与先前相同的比例，改变保持脉冲平稳状态的开始和触发脉冲的开始之间的时延τR；关于脉冲持续时间的最佳条件与第一实施例相同；为了定义开始触发脉冲的最佳时刻，将触发电极电流IXA变为零的时刻TC作为相当于定义共面放电开始的持续时间τC的最佳值的参考，其中τC(如上定义)对应于TC-TM。
根据本发明，选择所述脉冲的开始，从而使脉冲在如先前所定义的放电的共面延伸TC的时刻(当IXA变为零的时刻)之前的大约100ns处开始。一般地说，将选择控制了触发脉冲的开始时间的持续时间τC，从而使50ns≤τC≤150ns。通过按照这种方式来定义触发脉冲的开始，确保了其真正为引起保持共面放电的触发放电，尽管保持共面放电可以在没有另外的触发脉冲的情况下自发地触发。如上所述，当通过触发脉冲按照该方式较早地触发共面放电时，提高了发光效率和放电的稳定性。
对于VS≥VS-min的情况，实现触发脉冲的一般定时条件可以按照以下的形式来总结50ns≤τC≤150ns，并且如同第一实施例-如果τP≥2μs，100ns≤τM≤1μs，-如果1.2μs≤τp≤2μs，100ns≤τM≤τp-1μs，-如果τP＜1.2μs，100ns≤τM≤200ns。
在第一和第二实施例中，根据本发明，与触发脉冲相对于保持脉冲的持续时间和定位有关的一般条件特别地提供了以下优点1.较好地控制了放电的触发和演变，使得在显示器中获得了稳定的放电；2.通过增加亮度或通过减少电流、或者通过增加亮度和减小电流，较好地优化了发光效率；一般地说，施加到地址电极上的脉冲允许1.在不存在触发脉冲的情况下，在与场有关的单元中的场的重新分配，从而在启动阶段之后，有助于在较弱的场下的共面放电的进展，引起了放电电流的减少和氙激发的增加；2.在施加到共面电极上的保持电位的减少。
考虑到点1和点2，可以增加放电效率，特别是如果在地址电极上的电流IXA保持在充分低的电平上。
本发明说明书的剩余部分示出了利用等离子体显示器所获得的结果，所述等离子体显示器是诸如上述的显示器，充满了压力为0.6×105Pa的4％的Xe/Ne混合物，并且其共面电极由提供频率为150kHz的交变保持脉冲的保持发生器供电。现在，作为触发脉冲相对于保持脉冲的幅度、宽度和定位的函数，来分析放电的光和电特性。这里，选择保持平稳电压VS，以使其等于最小保持电压VS-min，这将可以获得共面放电而无需触发脉冲。
因此，取τS/2＝3333ns并且τp大于2μs，因此，以上所阐明的一般条件规定如下100ns≤τM≤1μs，并且τR≤τp-1μs-τM。
取τM＝250ns(见图4A)，因此，τR应该为诸如τR≤2μs。
图6A示出了具有三种变化的触发信号的图4A所示的保持脉冲信号的前半段-SM_O对应于被称为在保持脉冲平稳状态VS期间、在时间TM_O处触发的、持续时间为τM_O的最优信号。
-SM_L对应于在保持脉冲的电压上升沿期间、在时间TM_L处触发的、持续时间为τM_L的信号(表示为“左”)；-SM_R对应于在保持脉冲平稳状态VS期间、在时间TM_R＝TM_O处触发的、持续时间为比τM_O长得多的τM_R的信号(表示为“右”)。
图6B示出了针对这三个变化的触发信号SM_O、SM_L和SM_R所获得的放电，在电极YS上的相应电流强度IM_O、IM_L和IM_R。图6C示出了分别针对这三个触发信号SM_O、SM_L和SM_R所获得的波长854nm处的相应氙光强度EM_O、EM_L和EM_R。在854nm处的氙强度通常被认为代表放电的发光能量强度。
为了比较，已经将电流强度I0和光强度E0添加到图6B和6C中；这些值表示在没有触发脉冲的传统情况下将会获得的值，而必要地，保持脉冲足够高，这里即如先前所定义的VS-min，以便获得没有矩阵触发的放电。
可以看到，优化脉冲SM_O具有针对比在不存在触发脉冲的情况下利用幅度VS-min的保持脉冲所获得的I0更低的放电电流，而导致峰值氙发射的位置和宽度。在该最优情况下，触发脉冲在保持脉冲的上升沿的结束处开始，而在共面放电开始之后(T＞TC)结束，即使在已经达到了峰值电流之前(比较图6A中的SM_O和图6B中的IM_O)。该脉冲导致放电区域中的电场分布，有助于矩阵放电的触发和在不存在触发脉冲而利用幅度为VS-min的保持脉冲的情况下更弱的场下的共面放电的进展，从而引起了更强的发光，结果引起了更高的放电亮度和效率。由于在触发脉冲结束处所存储的电荷的再生时间比1μs长得多，放电还更加稳定。
在施加“左”信号SM_L时，在保持脉冲的上升沿期间开始触发脉冲，并且该脉冲与优化信号SM_O同时结束；现在可以看到，共面放电不再展开或非常不稳定。实际上，在矩阵放电时，两个共面电极之间的电位差不足以正确地发起共面放电，这是由于还未达到保持平稳状态VS。这使放电不稳定，并且造成了显示器的故障操作。在该“左”信号SM_L的情况下，共面放电相对于矩阵放电的不利之处在于导致了和与优化脉冲的先前情况相关电流IM_L(图6B)的氙发射EM_L(图6C)的显著减少。因此，为了稳定的放电操作，控制脉冲最早应该在如上述一般条件中所阐述的保持脉冲的上升沿的结束之后开始。
在施加“右”信号SM_D时，触发脉冲在与针对优化信号SM_O相同的时刻处开始，而该脉冲在放电结束之后结束(这样，在时间TT之后)；因此，该持续时间τM_R长于τM_O，而短于如在上述一般条件下所阐明的一微秒。从图6B和6C中可以看到，在这些条件下，所获得的放电特性满足与那些最优情况下的非常小的差别。然而，应该注意到，在按照这种方式远离操作的最优点时，效率的轻微减少可以达到10％。
根据一个变体，通过使地址电极电位保持恒定，但通过将针对保持对的每一个电极的相反极性的互补脉冲叠加到保持脉冲上，可以获得触发脉冲，如图7所示。
如刚才已经看到的，宽间隙放电的稳定性对于形式和触发信号的同步非常敏感。
该稳定性还取决于保持信号例如，在窄间隙放电中所使用的传统保持信号不能够应用于宽间隙放电的情况，这是由于自清除放电的建立的原因。可能会导致共面放电的进展的禁止(换句话说，共面放电展开的失败)的这些自清除放电可能会出现在1.在保持信号零电平平稳状态期间，在施加多电平信号时，在两个脉冲之间；2.当放电的触发同时一方面发生在电极YAS和XA之间、另一方面发生在YS和XA之间时。这可以是共面电极具有较大的表面区域的情况，换句话说，在前表面上具有较大的电容。在这种情况下，除了在YAS和XA之间的启动之外，非常多的已存储电荷可能会导致YS和XA之间的启动，其中电极XA作为阴极。
为了避免自清除放电的产生和/或加强共面放电，根据本发明，优选地，在保持脉冲的极端平稳状态之间，避免中间平稳状态电平，特别是零伏特；图8A描述了保持信号的传统实例，而在极端平稳状态之间没有任何中间平稳状态；在图8B中示出了相应的触发信号。
图9A、9B和9C中针对施加到共面电极上的电位VS的两个值，示出了放电的亮度、放电电流和效率，作为最优持续时间τM的触发脉冲的幅度VM的函数，所述两个值为i.VS＝VS_min+5Vii.VS＝VS_min-10V。
相对于在VS＝VS_min和VM＝0处所获得的值，以归一化的形式示出了结果。
通过试验观察到，通过在VS＜VS_min处工作，能够以更为显著的方式增加发光效率(图9C)。例如，在以上所示出的操作条件下，在VS＝225V处的2lm/W的发光效率已经增加到针对VS＝200V和矩阵脉冲VM＝100V的3lm/W。
亮度(图9A)和效率(图9C)随着触发脉冲幅度的增加而增加，一直达到依赖于VS的特定值共面电位VS的减少需要更高幅度的触发脉冲。
对于更高的VM，效率回落低效率的矩阵放电开始占据主导地位。
权利要求
1.一种用于驱动用于显示图像的等离子体显示器的方法，所述显示器包括保持电极阵列和至少一个触发电极阵列、每一个均与成对的保持电极(YS，YAS)和至少一个触发电极(XA)交叉的放电区域，所述方法包括一连串的图像帧或子帧，每一个均包括放电区域保持阶段，其自身包括将大致恒定的保持电压脉冲VS施加到用于这些区域的每一对电极之间；以及将触发电压脉冲VM施加在触发电极(XA)和用于这些区域的每一对电极之一和/或另一个之间，保持电压VS大于或等于值VS-min，从该值VS-min开始以及在该值VS-min之上，可以在保持阶段期间无需触发脉冲地在显示器中获得保持放电，并且将电压VM设计用于触发所述电极对之间的等离子体放电，其特征在于每一个触发脉冲的持续时间τM小于1μs，并且如果将触发脉冲开始和触发电极(XA)中的放电电流变为零的时刻之间的时间间隔表示为τC，则50ns≤τC≤150ns。
2.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于如果将保持脉冲的电压平稳状态VS的持续时间表示为τP，则-如果τP≥2μs，100ns≤τM≤1μs，-如果1.2μs≤τP≤2μs，100ns≤τM≤τP-1μs，-如果τP＜1.2μs，100ns≤τM≤200ns。
3.根据前述权利要求之一所述的驱动方法，其特征在于在保持相位期间，在两个连续的保持脉冲之间不存在电压平稳状态。
4.一种用于驱动用于显示图像的等离子体显示器的方法，所述显示器包括保持电极阵列和至少一个触发电极阵列、每一个均与成对的保持电极(YS，YAS)和至少一个触发电极(XA)交叉的放电区域，所述方法包括一连串的图像帧或子帧，每一个均包括放电区域保持阶段，其自身包括将大致恒定的保持电压脉冲VS施加到用于这些区域的每一对电极之间；以及将触发电压脉冲VM施加在触发电极(XA)和用于这些区域的每一对电极之一和/或另一个之间，保持电压VS小于值VS-min，从该值VS-min开始以及在该值VS-min之上，可以在保持阶段期间无需触发脉冲地在显示器中获得保持放电，并且将电压VM设计用于触发所述电极对之间的等离子体放电，其特征在于在保持脉冲期间施加每一个触发脉冲，并且每一个触发脉冲的持续时间τM小于1μs。
5.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于如果将保持脉冲的持续时间表示为τP，并且将保持脉冲平稳状态的开始和相应触发脉冲的开始之间的时间间隔表示为τR，则-如果τP≥2μs，100ns≤τM≤1μs，且τR≤τP-1μs-τM，-如果1.2μs≤τP≤2μs，100ns≤τM≤τP-1μs，且τR≤τP-1μs-τM，-如果τP＜1.2μs，100ns≤τM≤200ns，且τR＜100ns。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于如果将触发脉冲的开始时刻TM和由该触发脉冲触发的保持放电的峰值发光时刻TI-max之间的时间间隔表示为τI-max，则τM＜τI-max。
7.根据权利要求4到6之一所述的驱动方法，其特征在于在保持阶段期间，在两个连续的保持脉冲之间不存在电压平稳状态。
8.一种用于显示图像的设备，包括-等离子体显示器，所述等离子体显示器包括保持电极阵列和至少一个触发电极阵列、每一个均与成对的保持电极(YS，YAS)和至少一个触发电极(XA)交叉的放电区域，-用于实现根据前述权利要求之一所述的驱动方法的装置。
9.一种用于显示图像的设备，包括-等离子体显示器，所述等离子体显示器包括保持电极阵列和至少一个触发电极阵列、每一个均与成对的保持电极(YS，YAS)和至少一个触发电极(XA)交叉的放电区域，-用于实现根据权利要求1到7之一所述的驱动方法的装置，其特征在于分离每一个区域内的相同对的保持电极(YS，YAS)的距离大于将触发电极(XA)与该相同区域内的该对电极之一和/或另一个分离的距离。
10.一种用于显示图像的设备，包括-等离子体显示器，所述等离子体显示器包括保持电极阵列和至少一个触发电极阵列、每一个均与成对的保持电极(YS，YAS)和至少一个触发电极(XA)交叉的放电区域，-用于实现根据权利要求1到7之一所述的驱动方法的装置，其特征在于所述放电区域由所设置的隔板肋分隔，从而由隔板肋分离来自所述触发阵列的任意两个相邻的触发电极。
全文摘要
所述等离子体显示器包括每一个与成对的保持电极(Y
文档编号G09G3/294GK1551072SQ200410043
公开日2004年12月1日 申请日期2004年5月14日 优先权日2003年5月16日
发明者安娜·拉科斯特, 安娜 拉科斯特, 克 加尼奥, 多米尼克·加尼奥, 泰西耶, 洛朗·泰西耶 申请人:汤姆森等离子体公司