专利名称：等离子体寻址显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有平板结构、其中显示盒与等离子体盒互相叠加在一起的等离子体寻址显示系统，尤其涉及一种能使形成于该等离子体寻址显示系统中的象素具有增强的分辨率的技术。
图7所示的是，在日本专利公开平成4(1992)-265931号中公开的典型等离子体寻址显示系统的结构。如此图中所示，等离子体寻址显示系统具有一平板结构，包括一显示盒1，一等离子体盒2以及一设置于二者之间的公共中间层3。中间层3由极薄的平板玻璃或类似物构成，被称为微型薄片。等离子体盒2包括一个连接到中间层3上的下玻璃衬底4，且在中间层与下玻璃衬底之间的间隙内密封有可电离气体。在下玻璃衬底4的内表面上形成有条状放电电极。这些放电电极相互交错地分别用作阳极A和阴极K。由于这些放电电极可通过丝网印刷技术或类似技术，在平板玻璃衬底4上印刷和烘烤而成，所以能够获得极高的生产率和工作效率。沿着放电电极的每一阳极A在其上形成一隔离肋7，该隔离肋将密封有可电离气体的间隙分隔开来，从而形成一放电通道5。隔离肋7也可通过丝网印刷技术来印刷和烘烤形成，其上端与中间层3的一个表面相连接。在由一对隔离肋7所包围的放电通道5内，在两侧的每一阳极A和中间的阴极K之间产生等离子体放电。中间层3和下玻璃衬底4用玻璃熔接物或类似物互相连接在一起。
显示盒1包括一透明上玻璃衬底8。此玻璃衬底8通过一密封材料或类似材料、以一预定间隙连接到中间层3的另一表面上，液晶9作为一电光物质密封在此间隙内。信号电极10形成于上玻璃衬底8的内表面上。在信号电极10和放电通道5的相交处形成矩阵象素。在玻璃衬底8的内表面上还设置有滤光片13，例如将三种基色R、G、B分配给各个象素。这种平板结构属光线透射型，其中等离子体盒2位于入射侧而显示盒1位于出射侧。一背照光12连接在具有等离子体盒2的这一侧。
在上述结构的等离子体寻址显示系统中，按行顺序地扫描产生等离子体放电的行放电通道5，在进行这种扫描的同时，将一图象信号施加到位于显示盒1这一侧的列信号电极10上，以进行显示驱动。当放电通道5内产生等离子体放电时，其内部便变为一基本均匀的阳极电位，象素可按行进行选择。也就是说，放电通道用作为一取样开关。当将图象信号施加到等离子体取样开关为接通-状态的象素上时，进行取样以控制象素的接通或断开。且即使在等离子体取样开关变为断开状态后，图象信号仍保持在象素内。更确切地说，显示盒1响应图象信号，将来自背照光12的入射光线调制为出射光线，并显示图象。
图8是一个典型的、仅显示所抽取的两个象素的图形。在此图中，为了易于理解，只给出了两个信号电极101和102，一个阴极K1和一个阳极A1。每一象素11都具有一层状结构，包括信号电极101，102，液晶9，中间层3和一放电通道。在等离子体放电期间，放电通道基本上与一阳极电位相连接。当在此状态下，将一图象信号施加到信号电极101和102上时，电荷便射入到液晶9和中间层3中。当等离子体放电结束时，放电通道又恢复到其绝缘状态，并因此具有一漂游电位，而射入的电荷保持在每一象素11内。也就是说，进行了一取样动作和一保持动作。由于放电通道可用作设置于每一象素内的各个取样开关元件，所以它一般用开关符号S1来表示。另一方面，保持在信号电极101，102和放电通道之间的液晶9和中间层3用作一取样电容器。当通过按行顺序扫描接通取样开关S1时，图象信号便保持在取样电容器内，且根据信号电压电平的不同来接通或断开每个象素。且即使在取样开关S1断开之后，信号电压也仍保持在取样电容器内，能够在该显示系统中进行一有源矩阵操作。实际施加到液晶9上的有效电压是由中间层3的分压能力所决定的。
在具有上述结构的等离子体寻址显示系统中，为了提高其分辨率，应使按行和列排列的象素具有较高密度。通过减少每一信号电极的行宽可在水平方向上使每一象素小型化，而通过缩小放电通道的间隔可在垂直方向上使每一象素小型化。但由于各个放电通道是用隔离肋来进行分隔地，因而技术上很难大大地减少隔离肋的厚度，且应确定出足以保证所需机械强度的最小厚度，诸如此类等等。因此，如果放电通道的间隔缩小，则隔离肋的厚度相对来说便占据了较大的部分，从而带来一个问题，即实际透射光线的开口区域减少了。换句话说，即面板的孔径比随着放电通道数即扫描数的增多而成比例地减少。
在日本专利公开平4(1992)-265933号中公开了一种解决上述问题的方法，如图9所示。如此图中所示，列信号电极101，101′，102，102′，…与行放电通道51，52，53，54，…相交，象素设置于相交处。在相交处如此形成的信号电极图案可分为上、下部分。更确切地说，该信号电极具有一双矩阵结构，它包括与放电通道51-54的上半部分相对应的信号电极101，102，103，104…以及与放电通道51-54的下半部分相对应的信号电极101′，102′，103′，104′，…。在此方式下，与放电通道51-54成正交排列的信号电极，通过在每一扫描单元内分为多个信号电极的形式形成多-矩阵结构。更具体地说，由于此信号电极在一个放电通道内分成上、下部分，而形成双矩阵形式，因此其内进行的操作便等效于在一个放电通道内存在两个象素行(两个扫描行)的情形。因此，如果扫描行数固定，将放电通道的间隔减少为一半，结果便可以简化生产工艺。但为了实现一个放电通道内多行象素的同时写入，基于将信号电极分开的需要，一些区域中其信号线变得极细，如图9所示。施加到信号电极上的信号电压被调节为一个时间常数，该时间常数是由电极电阻和象素电容的乘积决定的。如果信号电极的电阻变得极高，那么在一帧时间内不可能完成包括在一幅画面内所有象素的令人满意的写入。
一般来说，为了利用一有源矩阵型彩色显示系统来实现高分辨率显示，提高屏幕上的象素数目是非常必要的。在这种情况下，需减少每一象素的大小，缩短所分配的写入时间。在一等离子体寻址显示系统中，象素大小由放电通道的间隔和每一信号电极的宽度决定。由于在等离子体寻址显示系统中，需要形成隔离肋来分隔放电通道，由于存在这种隔离肋，故其面板的孔径比随着显示间隔的缩小而成比例地大大降低。为消除上述问题所提出的方法之一是，如上所述在一个放电通道内写入多个扫描行的图象信号。根据此方法，应使放电通道的排列间隔与多个同时写入的扫描行相对应，通过等离子体放电，将储存在一个行存储器中的图象信号同时写入于一放电通道内。但当要求将每一象素内的信号电极分为多个时，此方法也存在缺陷。因此，信号电极的电阻增大。接着施加到信号电极上的电压波形被进行了修整，从而使得无法将预定的信号电压施加到信号电极上。
本发明的一个目的，在于提供一种等离子体寻址显示系统，它能够实现高分辨率的显示，同时又能使孔径比的减少和信号电极电阻的增大达到最小。
根据本发明的一个方面，提供了一种具有平板结构的等离子体寻址显示系统，它包括一个根据一图象信号将入射光调制为出射光、从而显示一图象的显示盒，以及一个通过相应的平面连接到该显示盒上、并对该显示盒进行扫描的等离子体盒。等离子体盒具有成行排列的放电通道，且连续产生放电从而对显示盒按行顺序地进行扫描。显示盒具有基本成列排列的信号电极，且在与放电通道的相交处形成象素。显示盒用于与行顺序扫描同步地施加一图象信号，并对每一象素的入射光进行调制。在此显示系统中，本发明的特征在于，在一行放电通道内，限定了多行象素，且信号电极和放电通道的相交处部分地由一预定图案遮盖，而将相交处剩下的未遮盖的部分分配给任一行象素，同时，通过在一行放电通道内产生的放电，将图象信号施加到多行象素上。
预定的图案最好是网格图案，其中遮盖着的光线屏敞部分和用于象素的、余下的未遮盖着的光线透射部分按格子形状排列。而同时，每个信号电极的形状最好是这样一种形状，即该形状能使遮盖着的光线屏敝部分的行宽缩窄至相对于布线电阻不会产生任何问题的程度，而使未遮盖着的光线透射部分的行宽相应地加宽。进一步来说，每一放电通道最好具有一对形成一行空间的隔离肋，一设置于每一隔离肋之下的阳极，以及一设置于空间内两侧阳极之间的阴极。在一个隔离肋和一个阴极之间限定了一行象素，而在另一隔离肋和该阴极之间限定了另一行象素。更进一步地说，最好提供一图象处理装置，以用于对图象信号先行进行二维滤波，从而使图象信号适用于预定图案。
在本发明的等离子体寻址显示系统中，基本呈条状的信号电极，例如以象素按格子图案排列这种形式，在放电通道内被部分地遮盖住，从而每一放电通道内具有两行象素(两个扫描行)。因此，不需减少孔径比或增加信号电极的电阻，便可提供高密度的象素，从而实现一增强的分辨率。
本发明上述和其他的特征和优点，由下面的参考相关附图而给出的描述将变得非常清楚。
图1A和图1B分别是代表本发明等离子体寻址显示系统的一个实施例的局部平面图和局部剖面图；图2A和图2B分别是相应等离子体寻址显示系统的一个参考实例的局部平面图和局部剖面图；图3A和图3B具有代表性地给出了根据本发明的等离子体寻址显示系统的实施例和参考实例之间的区别所在；图4A和图4B是代表本发明等离子体寻址显示系统的其他实施例的局部平面图；图5A到图5G具有代表性地给出了用于本发明等离子体寻址显示系统中的掩模图案的各种实例；图6是一方框图，所示的是本发明等离子体寻址显示系统的包括外围电路在内的整体结构；图7是一个普通等离子体寻址显示系统实例的剖面图；图8具有代表性地给出的是，在图7普通系统中所进行的操作；以及图9是普通等离子体寻址显示系统另一实例的平面图。
在下文当中，将参考相关附图，对本发明的一些最佳实施例进行详细地描述。
图1A和图1B具有代表性地给出的是，代表本发明等离子体寻址显示系统的示例实施例，其中图1A是一局部平面图，图1B是一局部剖面图。如图1B中所示，等离子体寻址显示系统具有一平板结构，包括一个根据图象信号、通过将入射光调制为出射光来显示图象的显示盒1，和一个通过相应平面连接到显示盒1上并对该显示盒1进行扫描的等离子体盒2。等离子体盒2具有成行排列的放电通道5且连续产生等离子体放电以便按行顺序地扫描显示盒1。每一放电通道5包括一对形成一行空间的隔离肋7，设置于隔离肋下部的阳极A，设置于此空间内两侧阳极A之间的阴极K。另一方面，显示盒1具有成列排列的信号电极10，该信号电极10在与放电通道5的相交处形成象素，并且在进行按行顺序扫描的同时，施加一图象信号，以对每一象素的入射光进行调制。显示盒1和等离子体盒2由中间层3互相分隔开来。等离子体盒2由从下面连接到中间层3上的衬底4构成，而显示盒1则由从上面连接到中间层3上的衬底8构成。液晶9作为电光物质保持在衬底8和中间层3之间。滤光器13形成于衬底8的内表面上，三种基色R，G，B分配给各个象素。且在滤光器13上形成一具有预定图案的掩模M。
在此实施例中，如图1A中所示，在一行放电通道5内设置了多行象素11。为此，信号电极10和放电通道5的相交处由预定图案的掩模M进行了部分光线屏敝，相交处余下的未遮盖部分分配给任一行象素11。基于这样一种结构，通过来自一行放电通道5的等离子体放电，便可将一图象信号同时施加到多行象素11上。在此实施例中，在一个隔离肋7和阴极K之间设置有一行象素11，而在另一隔离肋7和阴极K之间设置有另一行象素11。在预定图案当中，遮盖着的光线屏敝部分和用于象素11的、未遮盖着的光线透射部分排列成格子式的网格图案。在信号电极中，遮盖着的光线屏敞部分的行宽可尽量地小到不会带来任何相应的布线电阻问题的程度，而未遮盖着的光线透射部分的行宽可以相应地大一些。
图1A所示的是属于上一行的象素R1，G1，B1和属于下一行的象素R2，G2，B2。且一组R1，G1，B1构成一个显示单元。在此说明书的下文当中，这样的一个显示单元便被称作为“三象素组”。由图中可明显看出，一个三象素组(R1，G1，B1)在垂直方向上尺寸为P/2，在水平方向上尺寸为W。P所表示的是放电通道5的间隔。另一三象素组(R2，G2，B2)也有一垂直尺寸P/2和一水平尺寸W。因此，根据本发明，每一三象素组的垂直尺寸可缩小为放电通道5间隔的一半，因此可获得所需的小型化。
根据本发明，在通常用于彩色显示系统的条状滤光器13上，如图1A中所示，以将与放电通道5内信号电极10相对应的滤光器条纹二等分的方式形成掩模M。因此才可能在一个放电通道5内沿垂直方向提供两个象素行。且在两个象素行内同时进行写入。由于具有这样一种结构，从而使形成用作为等离子体开关元件的放电通道所需的隔离肋7的数目减少为一半，并因此而提高了其面板的孔径比。因此，才能增强显示亮度，降低背照光能耗。进而由于这样二等分的放电通道5的数目被进行了均分，每一帧周期中放电通道的开关频率降低，最终使每一扫描行所需的写入时间延长，并因此缩减了放电通道侧或信号电极侧驱动电路的工作，且降低了放电通道开关速度的负载。
图2A和2B所示的是，等离子体寻址显示系统的一个参考实例，其中图2A是一局部平面图，图2B是一局部剖面图。从根本上说，此参考实例与上述图1中所示的实施例相似，且那些与上述系统部件相对应的系统部件都用相同的参考标号来表示，以易于理解。区别在于在滤光器13上未形成掩模这一点上。在此情形下，三象素组(R1，G2，B1)的垂直尺寸为P，等于放电通道5的间隔，其水平尺寸仍为W。相类似地，另一三象素组(R2，G1，B2)的垂直尺寸为P，水平尺寸为W。通过图1和图2之间的比较可以明显看出，实施例当中每一三象素组的垂直尺寸为参考实例当中每一三象素组的垂直尺寸的一半。而实施例当中信号电极10的行宽也为参考实例当中信号电极10行宽的一半。从技术上来说，行宽可以很容易地缩短，在制造工艺上不存在任何问题。
图3所示的是从一不同的视点出发，所看到的图1实施例和图2参考实例之间的区别，其中图3A所示的实施例，图3B所示的是参考实例。假设二者的垂直分辨率互相相等且实施例中放电通道5的间距为P，则参考实例中放电通道5的行距需设定为P/2。因此，如图3B中所示，每一放电通道5内，隔离肋7和阴极K所占区域相对变大，并因此使孔径比减少了。同时如图3A中所示，在实施例当中则可以确保有足够高的孔径比。换句话说，在垂直分辨率相同的情形下，当垂直间距较小时，即使考虑掩模的光线屏敝作用，在实施例中获得的孔径比也要高于在参考实例中获得的孔径比，从而使得屏幕亮度与其相对应地、成比例地提高。在信号电极中，遮盖着的光线屏敞部分的行宽可尽量小，直到相对于布线电阻不会产生任何问题，而未遮盖着的光线透射部分的行宽则可相应地大一些。
图4B所示的是，表示本发明等离子体寻址显示系统的又一实施例，为了比较的目的，而图4A所示的还是上述图1中的实施例。如图4B中所示，在此实施例中，每一信号电极的行宽与图4A中前述实施例中的信号电极行宽相比，为其两倍。因此，三象素组(R，G，B)的水平尺寸增大为2W。但由图中可清楚地看出，在一个放电通道内，象素R，G，B作为一个三象素组包含在W这一宽度内，此宽度是通过对2W进行均分而确定的。由于在驱动中可以将每一三象素组的水平尺寸看作是W，因此假色的产生不是很明显。因此这种结构适宜于实现水平分辨率和每一信号电极电阻的提高。
图5A到5G所示的是，在滤光器上形成的各种不同的掩模图案。本发明并不仅仅局限于用图1A中所示的掩模图案，图5A到5G中所示的任何示例掩模图案都可以选择运用。而且可进一步采用如图5中所示的任一反射对称图案、翻转对称图案、周期性相同图案或重排RGB图案。在图5F和图5G的图案中，象素G的垂直分辨率提高了，这从视觉灵敏度的观点来说尤其明显，而另外的象素R和B，它们的垂直分辨率并未加倍。自然地，图5F和5G中的掩模图案也都包括在本发明中。
图6是一方框图，给出了等离子体寻址显示系统的包括外围电路在内的整个结构。从根本上来说，此等离子体寻址显示系统包括一具有平板结构的面板0，一扫描电路22和一信号电路23。面板0具有层状结构，其中如图1所示显示盒和等离子体盒互相叠加在一起。更确切地说，由薄平板玻璃或类似物构成的中间层设置在显示盒与等离子体盒之间。显示盒具有排列成列的信号电极10，而等离子体盒具有排列成行的放电通道5。每一放电通道5包括一个位于中间的中间阴极K和位于该阴极K两侧的阳极A。在信号电极10和放电通道5的相交处设置有象素11。如上所述，象素11限定为格子状掩模图案，一行放电通道5内配置两行象素11。象素11按网格形状排列以构成显示屏。扫描电路22以同时选择两行象素的方式，顺序地选择放电通道5，从而产生等离子体放电，而在放电驱动的同时，信号电路23将一图象信号施加到信号电极10上。同步电路27连接于扫描电路22及信号电路23上，并产生一个使两电路22和23互相同步动作所需的同步信号。图象处理电路28连接到信号电路23上，用于将由外部设备提供的初级图象信号转换为适于驱动面板0的次级图象信号。具体地说，图象处理电路28首先对施加到一预定掩模图案上的初级图象信号进行二维滤波，接着将此滤波结果作为次级信号送入信号电路23内。
如果该系统由图4B结构中每一三象素组水平宽度为W进行驱动，则与图4A中结构相比，其可寻址象素11的总数减少为一半，并从而降低了物理意义上的分辨率。然而在普通电视信号或类似信号中，互邻画面大部分情形下都相互关联，因此使得只有采用适当的掩模图案，画面质量才不会进一步地降低。但在由计算机输出的画面显示或类似显示当中不希望出现这种关联的一些图象中，可能会出现这样一种情形，即根据显示内容的不同，物理意义上的分辨率的降低将造成极坏的影响。例如，在一格子状掩模图案当中，包括在图象信号当中的一些倾斜高频成分被赋予假色。本发明中，在其内提供一图象处理电路28以避免出现这种假色。此电路28首先确认出一显示图案，然后进行适当的与图案保持一致的二维滤波，从而消除假色问题。尽管在此是以一格子状掩模图案作为例子的，但掩模图案形状设置本身并不非常重要，重要的是应注意图象信号数字取样方法以及图象信号低截止滤波器的特性。
根据本发明，如上所述，在等离子体寻址显示系统中为条状信号电极形成一格子状掩模图案，从而使得它在一行放电通道至少设置两行象素，从而在不会对孔径比或信号电极电阻造成任何不好的影响的情况下，至少提高垂直分辨率。因此，才有可能以较低成本来生产高分辨率平板型等离子体寻址显示系统。
尽管在上文当中已参考一些最佳实施例对本发明进行了描述，但应该知道，本发明并不仅仅局限于这些实施例，在不背离本发明精神的情况下，本领域技术人员可轻易地获得许多其他的变形和改进。
因此本发明范围仅由附加的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种具有平板结构的等离子体寻址显示系统，它包括一显示盒，该显示盒用于根据图象信号、通过将入射光调制为出射光来显示图象；和一等离子体盒，该等离子体盒通过相应平面连接到所述显示盒上并对其进行扫描；所述等离子体盒具有排列成行的放电通道，且连续产生放电以对所述显示盒按行顺序地进行扫描；所述显示盒具有多个排列成列的信号电极，且在与所述放电通道相交处形成象素；所述显示盒用于在行顺序扫描的同时，同步地施加一图象信号，并对每一象素的入射光进行调节；其特征在于，在一行放电通道内限定了多行象素，且信号电极和放电通道的相交处部分地由一预定图案所覆盖，而在所述相交处未遮盖着的部分则配置给任一行象素，通过在一行放电通道内产生的放电，将图象信号同时施加到多行象素上。
2.根据权利要求1所述的等离子体寻址显示系统，其特征在于，所述的显示盒具有一用于图象显示的液晶层。
3.根据权利要求1所述的等离子体寻址显示系统，其特征在于，所述的预定图案是一网格图案，其中遮盖着的光线屏敞部分和未遮盖着的光线透射部分排列成网格形状。
4.根据权利要求3所述的等离子体寻址显示系统，其特征在于，遮盖着的光线屏敝部分的行宽小于未遮盖着的光线透射部分的行宽。
5.根据权利要求1所述的等离子体寻址显示系统，其特征在于，所述每一放电通道都有一对形成一行空间的隔离肋，和一个设置在隔离肋之间的阴极；在一个隔离肋和阴极之间限定了一行象素；而在另一个隔离肋和阴极之间限定了另一行象素。
6.根据权利要求1所述的等离子体寻址显示系统，其特征在于，进一步包括一个图象处理装置，用于先对图象信号进行二维滤波，以使图象信号适用于所述预定图案。
全文摘要
一种具有平板结构的等离子体寻址显示系统,它包括一个显示盒和一个等离子体盒。等离子体盒具有排列成行的放电通道,且连续产生放电以对显示盒按行顺序地进行扫描。显示盒具有排列成列的信号电极,且在与放电通道相交处形成象素。显示盒在进行行顺序扫描的同时,同步地施加一图象信号,并对每一象素的入射光进行调节。在一行放电通道内限定了两行象素。信号电极和放电通道的相交处部分地由一预定图案的掩模进行了光线屏敝,而余下的未遮盖着的光线透射部分则配置给任一行象素。
文档编号G09F9/35GK1201968SQ9810249
公开日1998年12月16日 申请日期1998年6月9日 优先权日1997年6月10日
发明者林正健, 岩间纯, 吉见友明 申请人:索尼株式会社