专利名称：电弧管阵列型显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及电弧管阵列型显示装置及其驱动方法，并且更具体地涉及下述的电弧管阵列型显示装置及其驱动方法，在该电弧管阵列型显示装置中多个电弧管(也被称为“显示管”和“气体放电管”)彼此平行对齐以显示所需要的图像，每个电弧管都由直径大约为0.5到5mm的细管形成，其中设置了荧光层，并且其中密封了放电气体。
背景技术：
就这种类型的电弧管阵列型显示器而言，已经知道在日本专利申请早期公开No.2003-86141和日本专利申请早期公开No.2003-86142中被公开。图17和18示出了这些示例。图18是图17的部分截面图，其示出了显示装置沿与显示装置的电弧管的长度方向垂直的方向被切割的状态。
在这种电弧管阵列型显示器中，显示面板由许多彼此平行对齐的电弧管1(电弧管阵列)构成，这些电弧管被夹在由玻璃、树脂等制成的一对平板支撑元件31和32之间。而且，在公知的另一种结构中，使用透明的薄膜薄片作为支撑元件。在电弧管1中设置了红色荧光层R、绿色荧光层G和蓝色荧光层B，并且其中密封了放电气体。
在这种类型的显示装置中，在电弧管内部产生放电，并且用于放电的电极形成于支撑元件与电弧管阵列相对的面上，所述电极被制成与电弧管的表面相接触。
就这些电极而言，通常地址电极(也被称为数据电极)A顺着每个电弧管被排列在位于后表面侧的支撑元件32与电弧管阵列相对的面上，并且许多用于面放电(face-discharging)的成对显示电极X和Y沿与地址电极A交叉的方向被排列在位于前表面侧(显示表面侧)的支撑元件31与电弧管阵列相对的面上。每个显示电极由用ITO膜或SnO2膜等制成的透明电极12和用金属膜制成的总线电极13形成。每个地址电极A由金属膜制成。
在进行显示过程时，成对显示电极的Y电极被用作用于扫描的电极，并且通过在Y电极和地址电极A之间的交叉部分产生地址放电来选择发光区域。接下来，通过利用由地址放电而在相应区域的电弧管内表面上形成的壁电荷，在成对电极X和Y处产生显示放电(也被称为保持(holding)放电或维持(sustain)放电)以执行显示过程。因而，如图18中的箭头所示，从电弧管1中发出红光33、绿光34和蓝光35。地址放电是在位于Y电极和地址电极A之间的电弧管1内部产生的相对放电(opposing discharge)，所述Y电极和地址电极A彼此相对并且电弧管1被夹在它们之间，显示放电是在位于两个显示电极X和Y之间的电弧管1内部产生的面放电，所述显示电极X和Y彼此平行地放置在平面上。利用这种电极布局，沿电弧管的长度方向形成了多个发光区域(单位发光区域)。
但是在这种电极布局的电弧管阵列中，由于显示放电被设定为面放电，所以需要较高的放电电压。而且，荧光层形成于电弧管内部的后表面侧，并且由于面放电的区域与上述荧光层相分离，因此被用于进行激发的真空紫外射线不能被充分地提供给荧光层。而且，由于两个显示电极被置于电弧管阵列的前表面侧上的单个发光区域处，所以遮光率变高，导致发光效率很低。
而且，由于电弧管的管直径等的偏离所引起的不规则性，往往会发生显示电极和电弧管之间不充分的附着，从而引起每个发光区域的放电开始电压的偏差，导致不能保证较大的操作余量等问题。
这里，在下述类型的PDP(等离子显示面板)的情形中，日本专利申请早期公开No.2000-331615中所描述的PDP被认为是与本发明相关的专利，其中在上述PDP中通过使用隔离墙分离形成于一对基板之间的放电空间，从而形成单元，其不同于上述电弧管阵列型显示装置的结构。这种PDP具有如下结构，其中显示电极被排列在每个隔离墙的侧面。
考虑到这种情况而提出了本发明，并且扫描电极和成对的显示放电电极以分离的方式进行安装，因此成对的显示放电电极被安装在电弧管的侧面以提供四电极结构；因而，可以减小放电电压并且提高发光效率。
发明内容
本发明提供了一种电弧管阵列型显示装置，其包括电弧管阵列，其中多个电弧管并排排列，每个电弧管中密封有放电气体；支撑元件，其被制成与电弧管阵列的显示表面侧和后表面侧中的至少一个相接触以支撑电弧管阵列；多个显示电极，它们被排列在电弧管之间的相邻部分处并且通过从两个相邻部分向电弧管中的每一个施加电压来在电弧管内部产生相对放电；多个扫描电极，它们沿与电弧管的纵向方向交叉的方向以带状形式被排列在电弧管的显示表面侧，以便在与电弧管相对的交叉部分形成发光区域；以及多个地址电极，它们被用来选择排列在各个电弧管的后表面侧的发光区域。
本发明还提供了一种如上所述的电弧管阵列型显示装置的驱动方法。该驱动方法包括以下步骤在屏幕上显示图像时，使用由具有不同亮度的多个子域(sub-field)构成的一个帧，每个子域由复位周期、地址周期和维持周期构成，在复位周期初始化所有发光区域的电荷，在地址周期选择被允许发光的发光区域，在维持周期使得被选择的发光区域发光；在复位周期向所有的电极施加电压脉冲以使得在所有的发光区域中产生放电；接着在地址周期中向扫描电极施加扫描脉冲，同时地址脉冲被施加给所需要的地址电极以使得在每个扫描电极和每个地址电极之间产生地址放电，并且在要发光的发光区域内累积壁电荷；以及在维持周期中在彼此相对并且之间插有电弧管的显示电极之间交替地施加维持脉冲以使得在电弧管内产生维持放电以在屏幕上显示图像，其中复位周期由写周期和电荷补偿周期构成，在写周期，在扫描电极和地址电极之间以及两个彼此相对且中间插有电弧管的显示电极之间产生放电，以使得在形成新的电荷时消除剩余电荷，并且在电荷补偿周期，产生放电以将在写周期形成的电荷设置为适合于下一次地址放电的状态。
根据本发明，显示电极之间的放电被设定为相对放电。因此，与其中显示电极之间的放电被设定为面放电的电弧管阵列型显示装置相比，可以降低显示电极之间的放电电压，并且可以减少置于电弧管阵列的显示表面侧的电极的数目，因此可以降低从电弧管阵列中发出的光的遮光率。因而，通过利用较低的放电电压和较低的遮光率，可以提供具有较高亮度和很高的发光效率的性能优越的电弧管阵列型显示装置。
图1是示出了根据本发明的电弧管阵列型显示装置的整体结构的说明性示图；图2是示出了图1中所示出的电弧管阵列型显示装置的截面图；图3是示出了电极的结构示例的说明性示图；图4是示出了显示电极式样的示例的说明性示图；图5是示出了显示电极式样的另一示例的说明性示图；图6是示出了显示电极式样的另一示例的说明性示图；图7是示出了显示电极式样的另一示例的说明性示图；图8是示出了显示电极式样的另一示例的说明性示图；图9是示出了显示电极式样的另一示例的说明性示图；图10是示出了扫描电极式样的示例的说明性示图；图11是示出了扫描电极式样的另一示例的说明性示图；图12是示出了扫描电极式样的另一示例的说明性示图；图13是示出了驱动方法的对比示例的说明性示图；图14是示出了本发明的驱动方法的基本驱动波形的示例的说明性示图；图15是示出了本发明的驱动方法的驱动波形的另一示例的说明性示图；图16是示出了驱动电路布局的示例的说明性示图；图17是示出了面放电类型的传统电弧管阵列型显示装置的整体结构的透视图；图18是图17的电弧管阵列型显示装置的部分截面图。
具体实施例方式
在本发明的电弧管阵列型显示装置中，可以使用任何类型的电弧管阵列，只要它具有如下的结构，在该结构中有多个电弧管并排排列，每个电弧管都具有密封在其中的放电气体。就形成电弧管管体的细管而言，可以使用具有任一直径的任何细管，并且优选地采用那些直径范围在0.5到5mm之间的用玻璃制成的管。就细管的形状而言，可以使用任何截面形状，例如圆形截面、椭圆形截面以及矩形截面。
就支撑元件而言，可以使用任何元件，只要使其与电弧管阵列的显示表面侧和后表面侧中的至少一个相接触并且其能够支撑电弧管阵列即可。例如，用树脂制成的软片和用玻璃制成的基板都可以被用作支撑元件。就用树脂制成的软片而言，例如可以使用透光膜薄片等等。就被用来制作这种膜片的膜而言，可以采用商业上的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜等。就用玻璃制成的基板而言，例如可以使用由钙钠玻璃制成的基板。
就支撑元件而言，优选地使用可以从显示表面侧和后表面侧同时支撑电弧管阵列的一对支撑元件。在这种情况下，不需要使用相同材料来制作两个元件，并且例如一个用树脂制作而另一个用玻璃制作；因而，可以采用任何想要的结构。
支撑元件的尺寸被优选地设为可以实际覆盖具有薄片形状或平板形状的电弧管阵列的所有部分的尺寸，以支撑整个电弧管阵列。
就显示电极而言，可以使用任何电极，只要电极在电弧管之间的相邻部分处并且被允许从两个侧面向每个电弧管施加电压以使得可以在电弧管中产生相对放电即可。
这些显示电极可以使用在相应领域中已知的各种材料形成。就用来制作这种电极的材料而言，其示例包括例如ITO和SnO2的透明传导性材料以及例如Ag、Au、Al、Cu和Cr的金属传导性材料。就形成电极的方法而言，可以使用在相应领域中已知的各种方法。例如，可以使用例如印刷的厚膜形成技术或者例如物理沉积方法或化学沉积方法的薄膜形成技术形成这些电极。就厚膜形成技术而言，例如可以使用丝网印刷方法。在薄膜形成技术中，就物理沉积方法而言，例如可以使用气相沉积法和溅射沉积法。就化学沉积方法而言，例如可以使用热CVD法、光CVD法或等离子CVD法。
显示电极可以形成于电弧管两侧上的外壁面上，或者可以形成于电弧管的外壁面中的一个上以使得相邻的电弧管共同拥有放置在它们之间的一个显示电极。
显示电极优选地由与发光区域部分相对应的粗电极部分和与不发光区域相对应的细电极部分构成。在这种情况下，细电极部分优选地形成于离电弧管阵列的后表面更近的部分。
就扫描电极而言，可以使用任何电极，只要这些电极沿与电弧管的长度方向交叉的方向以带状形式排列在电弧管的显示表面侧以在与电弧管相对的交叉部分形成发光区域即可。从易于形成的角度，扫描电极优选地形成于支撑元件与电弧管相对的面上，所述支撑元件置于电弧管阵列的显示表面侧。
就地址电极而言，可以使用任何电极，只要这些电极被排列在各个电弧管的后表面侧用于选择发光区域即可。这些地址电极中的每一个优选地由与发光区域部分相对应的粗电极部分和与不发光区域部分相对应的细电极部分构成。从易于形成的角度，扫描电极优选地形成于支撑元件与电弧管相对的面上，所述支撑元件置于电弧管阵列的后表面侧。
这些扫描电极和地址电极可以使用相应领域中已知的各种材料和方法来形成。
本发明还涉及电弧管阵列型显示装置的驱动方法，其中当在屏幕上显示图像时使用由具有不同亮度的多个子域构成的一个帧，每个子域由复位周期、地址周期和维持周期构成，其中在复位周期初始化所有发光区域的电荷，在地址周期选择被允许发光的发光区域，在维持周期使得被选择的发光区域发光，并且在这种结构中，在复位周期向所有的电极施加电压脉冲以使得在所有的发光区域中产生放电，在地址周期向扫描电极相继施加扫描脉冲，同时地址脉冲被施加给所需要的地址电极以使得在每个扫描电极和每个地址电极之间产生地址放电，在要发光的发光区域内累积壁电荷，并且在维持周期在显示电极之间交替施加维持脉冲，所述显示电极彼此相对并且它们之间插有电弧管以使得在电弧管内产生维持放电以在屏幕上显示图像，并且这种电弧管阵列型显示装置的驱动方法的特征在于复位周期由写周期和电荷补偿周期构成，并且在写周期，分别在扫描电极和地址电极之间以及两个彼此相对且中间插有电弧管的显示电极之间产生放电，以使得在形成新的电荷时消除剩余电荷，并且在电荷补偿周期，产生用于将在写周期形成的电荷设置为适合于下一次地址放电的状态的放电。
在这种驱动方法中，在写周期，施加于扫描电极和地址电极之间的电压脉冲以及施加于两个显示电极之间的电压脉冲优选地被设置为分别超过放电开始电压的电压。
当在上述写周期在扫描电极和地址电极之间施加电压脉冲时，被施加于扫描电极的电压脉冲可以被设计成具有钝形波形(blunt waveform)。在这种情况下，“钝形波形”指波高值逐渐上升的电压脉冲。上升的程度可以是线性的，或者可以对应于曲线(指数函数)。而且，在写周期在两个显示电极之间施加电压脉冲时，向显示电极中的一个施加的电压脉冲可以被设计成具有钝形波形。在这种情况下，“钝形波形”指波高值逐渐上升的电压脉冲。上升的程度可以是线性的，或者可以对应于曲线(指数函数)。优选地，这些钝形波形的电压值被设置为1.5到3倍的各个静电放电开始电压的水平。
在电荷补偿周期施加的电压脉冲优选地由显示电极之间的电荷补偿脉冲以及地址电极和扫描电极之间的电荷补偿脉冲构成，所述显示电极之间的电荷补偿脉冲产生彼此相对且中间插有电弧管的两个显示电极之间的放电，并且所述地址电极和扫描电极之间的电荷补偿脉冲产生扫描电极和地址电极之间的放电。
显示电极之间的电荷补偿脉冲以及地址电极和扫描电极之间的电荷补偿脉冲都可以具有钝形波形。在这种情况下，“钝形波形”指波高值逐渐下降的电压脉冲。下降的程度可以是线性的，或者可以对应于曲线(指数函数)。
显示电极之间的电荷补偿脉冲优选地被使得在地址电极和扫描电极之间的电荷补偿脉冲之前发生。
而且，在施加显示电极之间的电荷补偿脉冲时，优选地，分别预先向地址电极和扫描电极施加固定的电位。施加给地址电极的固定电位具有与地址脉冲的波高值相同的波高值，并且施加给扫描电极的固定电位具有与维持脉冲的波高值相同的波高值。
当接着在地址周期向扫描电极施加扫描脉冲时，在相应的周期向所需要的地址电极施加地址脉冲，优选地，分别预先向显示电极施加固定电位，所述显示电极彼此相对且它们之间插有电弧管。在这种情况下，被分别施加给彼此相对且中间插有电弧管的显示电极的固定电位中的每一个都被优选地设置为比维持脉冲的波高值高并且比两个电极之间的放电开始电压低的值，此外，上述电位也被优选地设为如下电位，当在地址电极和扫描电极之间产生放电时，所述电位能够通过使用经放电而形成的电荷作为触发来产生维持放电。
当在彼此相对且中间插有电弧管的显示电极之间交替施加维持脉冲时，优选地分别预先向扫描电极和地址电极施加固定电位。
在电弧管阵列型显示装置中，本发明的目的在于降低驱动电压并且提高发光效率。
更具体地说，设定了具有四电极的结构，其中扫描电极(下文中被称为扫描电极)和定址电极(下文中被称为地址电极)以及一对用于显示的主电极(下文中被称为显示电极)被置于单个电弧管的各个发光区域中。而且，成对的显示电极被置于电弧管的侧壁上，并且扫描电极沿与电弧管的长度方向交叉的方向置于电弧管的前表面侧，地址电极与电弧管的长度方向平行地置于电弧管的后表面侧。在扫描电极和地址电极之间产生地址放电以利用结果启动(resulting priming)效应，在成对的显示电极之间产生维持放电。
通过利用这种类型的具有四电极的结构，可以将包括地址放电和维持放电的所有放电都提供为相对放电。由于在置于电弧管的侧壁上的成对显示电极之间产生了维持放电(相对放电)，因此可以降低维持放电的电压。而且，由于维持放电产生于荧光层附近，因此由真空紫外射线引起的荧光激发效率变高，使得可以提高发光效率。此外，由于在显示表面上的每个发光区域只放置一个扫描电极，所以与面放电类型的电弧管阵列型显示装置相比，可以降低由电极引起的遮光率，从而提高发光效率。
下面的描述将基于附图中所示出的实施例详细讨论本发明。这里，不希望通过这些来限制本发明，并且可以对其进行各种修改。
图1是示出了本发明的电弧管阵列型显示装置的整体结构的说明性示图。显示装置10是这样的电弧管阵列型显示装置，其中多个电弧管彼此平行地排列以显示所需要的图像，每个电弧管具有如下结构，其中荧光层被置于用玻璃制成的直径为0.5到5mm的细管内部，在细管中密封有放电气体。
在该图中，标号31代表在前表面侧(显示表面侧)的支撑元件(基板)，32代表在后表面侧的支撑元件(基板)，1代表电弧管，S代表扫描电极，X和Y代表显示电极，A代表地址电极。
上述电弧管阵列型显示装置具有如下结构，其中多个电弧管1彼此平行地排列以形成电弧管阵列，并且电弧管阵列被夹在位于前表面侧的支撑元件31和位于后表面侧的支撑元件32之间。
位于前表面侧的支撑元件31和位于后表面侧的支撑元件32用例如PET膜的软片制成。位于前表面侧的支撑元件31是透明的。从显示对比的角度考虑，位于后表面侧的支撑元件32被优选地制成不透明的。电弧管1的管体由硼硅酸盐玻璃等制成。
多个扫描电极S形成于位于前表面侧的支撑元件31与电弧管相对的面上。沿与地址电极A交叉的方向形成扫描电极S以使得它们与电弧管1相接触。扫描电极S中的每一个由用ITO、SnO2等制成的透明电极以及用例如镍、铜、铝和铬的金属制成的总线电极构成。另外，扫描电极可以被设定为仅由金属电极制成而不使用透明电极。
地址电极A形成于位于后表面侧的支撑元件32与电弧管相对的面上。沿电弧管1的长度方向形成地址电极A以使得它们与电弧管1相接触。地址电极A由诸如镍、铜、铝和银之类的金属制成。
显示电极X和Y被置于电弧管1之间。通过使用诸如溅射法、气相沉积法、电镀法和印刷法之类的方法将由诸如镍、铜、铝和银之类的金属制成的显示电极X和Y直接形成于电弧管的外壁面上。
以这种方式，在本电弧管阵列型显示装置中，扫描电极S排列在电弧管1的前表面侧，地址电极A被置于电弧管1的后表面侧，并且显示电极X和Y被置于电弧管1的侧面。扫描电极S和地址电极A彼此正交地排列在显示装置的平面图中，因此在地址电极A和扫描电极S之间的每个交叉部分都形成了单位发光区域(单位放电区域)。因此，本电弧管阵列型显示装置的电极结构被称为四电极结构，其中扫描电极S、地址电极A、显示电极X和Y被排列在单个发光区域上。
显示操作按如下方式进行当在扫描电极S和地址电极A之间的交叉部分处产生地址放电时发光区域被选择，并且利用通过地址放电在相应区域的管内表面上形成的壁电荷，产生在显示电极X和Y之间的维持放电。地址放电是产生于扫描电极S和地址电极A之间的电弧管1内部的相对放电，并且维持放电是产生于被置于电弧管1的侧面的显示电极X和Y之间的电弧管1内部的相对放电。
图2是示出了电弧管阵列型显示装置的横截面的说明性示图。该图示出了与电弧管的长度方向垂直的横截面。
电弧管1的管体用由玻璃制成的细管形成。这个细管具有圆形的截面，并且用Pyrex(注册商标由U.S.Corning Inc.制造的耐热性玻璃)形成，管直径为0.7到1.5mm，管厚度为0.07到0.1mm，并且长度为220到300mm。
形成电弧管1的管体的上述细管按如下方式形成使用Danner*方法形成圆柱形管，对圆柱形管加热并且将其浇铸成具有细管要被形成的对称形状的玻璃基材料，然后在被加热并且变软的同时对其进行重新拉伸(伸展)。
荧光层被置于后表面侧，以产生在电弧管1内部的放电空间中的各种颜色R(红)、G(绿)和B(蓝)，并且包含氖和氙的放电气体被注入其中；因而电弧管的两端被密封以使得放电气体形成在电弧管的内部。
在显示时，红光33、绿光34和蓝光35从电弧管1中发出，并且彼此相邻并且用于产生R、G和B三种颜色的三个电弧管形成一个组以提供一个象素。就电弧管的内部结构而言，可以使用在相应的领域中已知的结构，例如在日本专利申请早期公开No.2003-86142中描述的结构。
代替直接在电弧管的外壁面上形成显示电极X和Y，通过低温溅射法、印刷法等将电极形成在树脂片等的两个面上，并且显示电极X和Y可以被夹在电弧管之间，并且使它们与电弧管的侧面相接触。但是，由于这些显示电极增加了与电弧管的接触面积，因此优选地是直接在电弧管上形成显示电极。
图2已经例示了其中一个显示电极被相邻的电弧管共同拥有的结构；但是，各个显示电极都可以形成在电弧管的外壁面上。在这种情况下，使得相邻电弧管的显示电极彼此相接触；因此，在进行维持放电时，就被使得彼此相接触的两个相邻的显示电极而言，它们被使得具有相同的极性，并且承受电压施加。
图3是示出了电极的结构示例的说明性示图。该图只显示了一个电弧管。
本实施例的电弧管具有矩形横截面；但是，不限于这种形状，电弧管可以具有任何形状的横截面，例如圆形、椭圆形、矩形和梯形。
扫描电极S形成于位于前表面侧的支撑元件上，并且地址电极A形成于位于后表面侧的支撑元件上。显示电极X和Y直接形成于电弧管1的侧面上。
就位于扫描电极S和地址电极A之间的交叉部分处的发光区域部分而言，显示电极X和Y被设定为粗电极部分Xa和Ya以改善放电性能，并且就除发光区域以外的部分而言，显示电极X和Y被设定为细电极部分Xb和Yb。粗电极部分Xa和Ya形成于电弧管的外壁面的中心部分上。细电极部分Xb和Yb形成于靠近电弧管的外壁面的后表面侧的位置处。
以这种方式，两个显示电极X和Y的电极宽度周期性地变化以分离发光区域(发光单元)，因此粗电极部分Xa和Ya彼此面对面排列。形成这种排列以利用放电电压随电极彼此相对的区域不同而不同的事实限定发光区域。
图4到图9是示出了显示电极式样的示例的说明性示图。
图4中所示出的电极式样是基本式样，其中放电区域部分(即粗电极部分Xa和Ya)用固体的金属膜形成。就图4到图9而言，细电极部分Xb和Yb都具有相同的式样。
在图5中所示出的电极式样中，粗电极部分Xa和Ya被形成梳状形状。在图6中所示出的电极式样中，粗电极部分Xa和Ya被形成阶梯形状。
在图7和图8中所示出的电极式样(图4到图6的电极式样的修改示例)中，安装有将粗电极部分Xa和Ya与细电极部分Xb和Yb耦合的连接部分Xc和Yc。
在图7中，粗电极部分Xa和Ya由固体的金属膜形成；在图8中，粗电极部分Xa和Ya被形成梳状形状；并且在图9中，粗电极部分Xa和Ya被形成阶梯形状。
与图4中的电极式样相比，从减少静电电容、减少放电电流、提高发光效率、提高工作余量等的角度考虑，采用图5和图6的电极式样。与图7的电极式样相比，也是从减少静电电容、减少放电电流、提高发光效率、提高工作余量等的角度考虑采用图8和图9的电极式样。
不限于上述示例，显示电极X和Y的粗电极部分Xa和Ya可以具有任何形状，只要其面积大于细电极部分Xb和Yb的面积即可。
图10到图12是示出了扫描电极式样的示例的说明性示图。
扫描电极S被置于电弧管阵列的前表面侧；因此，随着遮光率的变低，可以获得更高的亮度。由于这个原因，电极的宽度被制作得尽可能窄。但是，当电极的宽度变窄时，位于扫描电极S和地址电极A之间的交叉部分的面积就会变小，导致放电开始电压的升高以及放电概率的减少。为了解决这个问题，扫描电极S优选地由具有较宽宽度的用ITO薄膜、SnO2薄膜等制成的透明电极以及具有较窄宽度的用金属膜制成的总线电极构成。
图10示出了其中仅使用金属膜形成扫描电极S的示例。图11和图12示出了其中使用总线电极S1和透明电极S2形成扫描电极S的示例。图11和图12之间的差异在于在图11中透明电极S2形成于整个扫描电极上，而在图12中透明电极S2仅形成于发光区域上。
在透明电极S2仅形成于发光区域上的情况下，与透明电极S2形成于整个区域上的情况相比可以减少静电电容。
由于扫描电极S和地址电极A之间的交叉部分形成了发光区域，因此就地址电极A而言，优选地使与发光区域相对应的部分比其它部分宽。
以这种方式，通过使用作为相对放电的维持放电，显示电极附着于电弧管的外壁面，扫描电极的数目被限制为一个发光区域部分一个，因此与其中在显示电极之间产生面放电的电弧管阵列型显示装置相比，可以提供具有较低的放电开始电压和较低的遮光率并且从而具有高亮度的较高发光效率的显示装置。
以下的描述将讨论本发明的电弧管阵列型显示装置的驱动方法。
本发明的驱动方法是上述四电极结构的电弧管阵列型显示装置的驱动方法，其利用了电弧管的特殊结构和在相对放电中放电开始电压降低的优点。利用这种安排，就可以解决其中产生的维持放电为面放电的电弧管阵列型显示装置所具有的问题，即较高的驱动电压以及由较高的遮光率引起的发光效率的降低。
换句话说，在本驱动方法中，在扫描电极S和地址电极A之间产生地址放电，并且利用它的启动效应，在形成于电弧管的外壁面上的两个显示电极X和Y之间产生维持放电。通过使用这种驱动方法，可以将包括地址放电和维持放电的所有放电提供为相对放电。当在形成于电弧管的外壁面上的电极之间提供了维持放电的情况下，因为是相对放电，放电开始电压降低，并且由于放电产生于荧光层的附近，因此真空紫外射线所引起的荧光激发效率变高，从而提高了发光效率。而且，由于对于发光区域的每个单元只有一个扫描电极S形成于显示表面上，因此与面放电类型的电弧管阵列型显示装置相比，可以降低遮光率，从而可以利用降低了的遮光率提高发光效率。
以下的描述将详细讨论本驱动方法。
在屏幕上显示图像时，使用由具有不同亮度的多个子域构成的一个帧，每个子域由复位周期、地址周期和维持周期构成，其中在复位周期初始化所有发光区域的电荷，在地址周期选择被允许发光的发光区域，在维持周期使得被选择的发光区域发光。
而且，在复位周期，向所有的电极施加电压脉冲以使得在所有的发光区域中产生放电。在地址周期扫描脉冲被相继施加给扫描电极S，同时地址脉冲被施加给所需要的地址电极A以使得在每个扫描电极S和每个地址电极A之间产生地址放电，在要发光的发光区域内累积成壁电荷。在维持周期，在显示电极X和Y上交替施加维持脉冲以使得在发光区域内再次产生维持放电，所述显示电极X和Y彼此相对并且在它们之间插有电弧管，在所述发光区域内累积有壁电荷以允许发光区域发光。通过用维持放电所产生的紫外射线激发荧光材料以使得荧光材料产生具有所需要的色彩的可见光射线来实现发光区域中的光发射。
图13是示出了所述驱动方法的对比示例的说明性示图。该图示出了图17和图18中所示出的面放电类型的电弧管阵列型显示装置的驱动波形。在图13中示出的驱动波形表示一个子域周期。
与本发明的驱动方法不同，该对比示例的驱动方法具有如下安排，其中在复位周期在显示电极X和Y之间产生复位放电，在地址周期在地址电极A和显示电极Y之间产生地址放电，并且在维持周期在显示电极X和Y之间产生维持放电。
图14是示出了本发明的驱动方法的基本驱动波形的一个示例的说明性示图。
由于本驱动方法涉及具有四电极结构的电弧管阵列型显示装置的驱动方法，因此需要用于这种结构的特殊装置。以下描述将详细讨论该装置。
驱动波形主要被分为三个步骤，即复位周期、地址周期和维持周期，并且复位周期由写周期和电荷补偿周期构成，并且维持周期由维持预处理周期和维持循环构成。以下描述将讨论在各个周期要施加的电压。
(1)复位周期(a)写周期在写周期，目标是在所有的发光区域中产生放电，而不管在前面子域中在维持周期的剩余电荷的状态。
因为是四电极结构，写放电需要根据四电极的角色来进行。这里，电极被分成提供维持放电的一组两个显示电极X和Y和提供地址放电的一组扫描电极S和地址电极A。由于这个原因，电压脉冲以某种方式被分别施加给这两组电极以超过它们各自的放电开始电压。
在下一个的地址周期，优选地在扫描电极S上累积负电荷并且在地址电极A上累积正电荷。因此，正的写脉冲被施加到扫描电极S上。而且，在下一个地址周期，正电荷和负电荷也需要分别累积到两个显示电极X和Y上。因此，正的写脉冲被施加给显示电极中的任一个。对要施加的电压值进行设置以满足如下条件Vsw＞Vfs-a|Vxw|+|Vyw|＞Vfx-y在这些表达式中，Vsw表示要施加给扫描电极S的电压，并且Vfs-a表示要施加到扫描电极和地址电极之间的放电开始电压。而且，Vxw表示要施加给显示电极X的电压，Vyw表示要施加给显示电极Y的电压并且Vfx-y表示要施加到显示电极X和Y之间的放电开始电压。
在写周期要施加给扫描电极S的电压Vsw和要施加给显示电极Y的电压Vyw具有钝形波形，并且被使得线性上升。
当写电压波形被设定为钝形波形时，要施加给显示电极X的电压Vxw和要施加给显示电极Y的电压Vyw的绝对值的总和|Vxw|+|Vyw|被优选地设为大约是各个静电放电开始电压的1.5到3倍的值。
(b)电荷补偿周期写周期之后，电荷被设置为适合于在该电荷补偿周期的地址放电的状态。电荷补偿周期被再分割以使得用于产生显示电极X和Y之间的放电的显示电极的电荷补偿过程以及用于产生地址电极A和扫描电极S之间的放电的地址电极和扫描电极之间的电荷补偿过程以分离的方式进行。
在这种情况下，必须提供如下安排，其中即使当在地址周期施加了半选择脉冲(被单独施加给Va、Vy、Vsc中的每一个)时，也不会产生错误的放电。更具体地说，进行这样的安排以使得即使当电压Va被施加给地址电极A时，也不会在地址电极A和具有负电荷的显示电极X(或Y)之间产生错误的放电。由于这个原因，在与电压Va相对应的固定电位被施加给地址电极A以后，在显示电极X和Y之间执行电荷补偿放电过程。
而且，有必要提供如下安排，其中在进行维持放电时，不会在还没有经历地址放电的发光区域产生错误的放电。由于这个原因，显示电极X和Y之间的电荷补偿放电的可达电位需要被设为比维持放电时所施加的电压Vs大的值。因此，对要施加的电压值进行设置以满足如下条件|Vax|+|Vay|≥Vs在这个表达式中，Vax表示要施加给显示电极X的电压，并且Vay表示要施加给显示电极Y的电压。
这里，需要在电荷补偿周期将扫描电极S的电位维持为高；但是，为了减少电源的数目，扫描电极S可以被保持为电压Vsw，或者可以在维持放电时被设为电压Vs。
(2)地址周期在地址周期，在地址电极A和扫描电极S之间产生地址放电，并且通过将该放电用作触发，在发光区域中形成了能够产生显示电极X和Y之间的维持放电的电荷量。
(3)维持周期维持周期被分成维持预处理周期和维持循环，在维持循环中重复放电。在维持预处理周期，由于经地址放电形成的壁电荷不稳定，所以壁电荷的形状是可调的以进行稳定的维持放电。由于这个原因，除了电压Vs以外通过添加电压Vxd形成引导脉冲以肯定性地产生放电。而且，优选地在维持循环开始之前施加几个具有比在维持循环中的脉冲宽度更大的脉冲宽度的电压脉冲。
图15是示出了本发明的驱动方法的驱动波形的另一示例的说明性示图。
在该驱动波形中，在复位周期在显示电极X和Y之间不产生写放电，并且前提是利用由前面的子域中的光发射所引起的剩余电荷。由于这个原因，虽然驱动波形可以独立使用，但是当一个帧由多个子帧构成以执行显示过程时在一个帧中的引导子域中采用图14的驱动波形，并且在第二个子域及后面的子域的子域中可以采用图15的驱动波形。
由于利用了前面的子域中的剩余电荷，在写周期仅在扫描电极S和地址电极A之间产生写放电。在这种情况下，具有与写脉冲相同的极性的脉冲被施加给显示电极X和Y，以使得不在扫描电极S和显示电极X(或Y)之间产生错误的放电。在电荷补偿周期及以后，执行与图14的驱动波形中的操作相同的操作。
图16是示出了驱动电路的布局的一个示例的说明性示图。
在这个布局中，用于扫描电极S的扫描驱动器SD被置于电弧管阵列型显示装置10旁边，用于地址电极A的地址驱动器AD被置于电弧管阵列型显示装置10的下面，并且用于显示电极X和Y的维持驱动器TD被置于电弧管阵列型显示装置10的上面。由于地址电极A、扫描电极S和显示电极X和Y是完全独立的，因此可以分别形成专用的基板以便可以很容易地进行为了防止噪声的相互干扰等的测量以及防热测量。
权利要求
1.一种电弧管阵列型显示装置，包括电弧管阵列，其中并排排列着多个电弧管，所述电弧管中的每一个都具有密封在其中的放电气体；支撑元件，其与所述电弧管阵列的显示表面侧和后表面侧中的至少一个相接触以支撑所述电弧管阵列；多个显示电极，所述多个显示电极排列在所述电弧管之间的相邻部分处，并且通过从两个相邻部分向所述电弧管中的每一个施加电压而在所述电弧管内部产生相对放电；多个扫描电极，所述扫描电极沿与所述电弧管的长度方向交叉的方向以带状形式排列在所述电弧管的显示表面侧，以在与所述电弧管相对的交叉部分处形成发光区域；以及多个地址电极，所述多个地址电极被用于选择排列在各个电弧管的后表面侧的发光区域。
2.根据权利要求1所述的电弧管阵列型显示装置，其中所述显示电极被形成于所述电弧管的外壁面中的两侧上。
3.根据权利要求1所述的电弧管阵列型显示装置，其中所述显示电极中的每一个被形成于所述电弧管的外壁面中的两侧中的一侧上，并且相邻的电弧管共同拥有位于所述相邻的电弧管之间的显示电极中的一个。
4.根据权利要求1所述的电弧管阵列型显示装置，其中所述显示电极中的每一个由与所述发光区域相对应的粗电极部分和与作为除了所述发光区域以外的区域的不发光区域相对应的细电极部分构成。
5.根据权利要求4所述的电弧管阵列型显示装置，其中所述显示电极的细电极部分被形成于靠近所述电弧管阵列的后表面的位置上。
6.根据权利要求1所述的电弧管阵列型显示装置，其中所述地址电极中的每一个由与所述发光区域相对应的粗电极部分和与作为除了所述发光区域以外的区域的不发光区域相对应的细电极部分构成。
7.根据权利要求1所述的电弧管阵列型显示装置，其中所述支撑元件由置于所述电弧管阵列的显示表面侧的前表面侧支撑元件和置于所述电弧管阵列的后表面侧的后表面侧支撑元件构成，所述扫描电极被形成于所述前表面侧支撑元件与所述电弧管相对的面上，并且所述地址电极被形成于所述后表面侧支撑元件与所述电弧管相对的面上。
8.一种如权利要求1所述的电弧管阵列型显示装置的驱动方法，所述方法包括以下步骤在屏幕上显示图像时，使用由具有不同亮度的多个子域构成的一个帧，每个子域由复位周期、地址周期和维持周期构成，在所述复位周期中初始化所有发光区域的电荷，在所述地址周期中选择被允许发光的发光区域，在所述维持周期中使得被选择的发光区域发光；在所述复位周期中，向所有的电极施加电压脉冲以使得在所有的发光区域中产生放电；在所述地址周期中，向所述扫描电极相继施加扫描脉冲，同时地址脉冲被施加给所需要的地址电极以使得在每个扫描电极和每个地址电极之间产生地址放电，并且在要发光的发光区域内累积壁电荷；以及在所述维持周期中，在彼此相对并且之间插有电弧管的显示电极之间交替地施加维持脉冲以使得在所述电弧管内产生维持放电以在所述屏幕上显示图像，其中所述复位周期由写周期和电荷补偿周期构成，在所述写周期中，在所述扫描电极和所述地址电极之间以及所述彼此相对并且之间插有电弧管的两个显示电极之间产生放电以使得在形成新的电荷时消除剩余电荷，以及在所述电荷补偿周期中，产生放电以将在所述写周期期间形成的电荷设置为适合于下一次地址放电的状态。
9.根据权利要求8所述的驱动方法，其中，在所述写周期中，在所述扫描电极和所述地址电极之间施加的电压脉冲和在所述两个显示电极之间施加的电压脉冲被设置为超过放电开始电压的电压。
10.根据权利要求8所述的驱动方法，其中，当在所述写周期中在所述扫描电极和所述地址电极之间施加电压脉冲时，使得被施加到所述扫描电极的电压脉冲具有钝形波形。
11.根据权利要求8所述的驱动方法，其中，当在所述写周期中在所述两个显示电极之间施加电压脉冲时，使得被施加到所述显示电极中的一个的电压脉冲具有钝形波形。
12.根据权利要求10或11所述的驱动方法，其中所述钝形波形的电压值被设置为各个静电放电开始电压的1.5到3倍的水平。
13.根据权利要求8所述的驱动方法，其中在所述电荷补偿周期中施加的电压脉冲由所述显示电极之间的电荷补偿脉冲和所述地址电极和扫描电极之间的电荷补偿脉冲构成，所述显示电极之间的电荷补偿脉冲在彼此相对并且中间插有所述电弧管的两个显示电极之间产生放电，并且所述地址电极和扫描电极之间的电荷补偿脉冲在所述扫描电极和所述地址电极之间产生放电。
14.根据权利要求13所述的驱动方法，其中使得在所述显示电极之间施加的电荷补偿脉冲和在所述地址电极和扫描电极之间施加的电荷补偿脉冲具有钝形波形。
15.根据权利要求13所述的驱动方法，其中允许在所述显示电极之间的电荷补偿脉冲发生在所述地址电极和扫描电极之间的电荷补偿脉冲之前。
16.根据权利要求13所述的驱动方法，其中，当在所述显示电极之间施加所述电荷补偿脉冲时，固定电位被施加到所述地址电极和所述扫描电极。
17.根据权利要求16所述的驱动方法，其中所述被施加到所述地址电极的固定电位具有与所述地址脉冲的波高值相同的波高值，并且所述被施加到所述扫描电极的固定电位具有与维持脉冲的波高值相同的波高值。
18.根据权利要求8所述的驱动方法，其中，当在所述地址周期中将所述扫描脉冲相继施加到所述扫描电极同时所述地址脉冲被施加到所需要的地址电极时，固定电位被施加到所述彼此相对并且中间插有电弧管的显示电极上。
19.根据权利要求18所述的驱动方法，其中使得所述被施加到所述显示电极的固定电位比所述维持脉冲的波高值大并且比所述显示电极之间的放电开始电压小，所述固定电位是能够在产生所述地址电极和所述扫描电极之间的放电时通过使用所述放电所形成的电荷作为触发而产生所述维持放电的电压。
20.根据权利要求8所述的驱动方法，其中当在所述维持周期中在所述显示电极之间交替施加维持脉冲时，固定电位被施加到所述扫描电极和所述地址电极。
全文摘要
一种电弧管阵列型显示装置，包括电弧管阵列、支撑元件、多个显示电极、多个扫描电极和多个地址电极。电弧管阵列具有并排排列的多个电弧管。每个电弧管都具密封在其中的放电气体。支撑元件支撑着电弧管阵列。多个显示电极排列在电弧管之间的相邻部分，并且通过从两个侧面向每个电弧管施加电压在电弧管内部产生相对放电。多个扫描电极沿与电弧管的长度方向交叉的方向以带状形式排列在所述电弧管的显示表面侧，以在与所述电弧管相对的交叉部分形成发光区域。多个地址电极被用于选择排列在所述各个电弧管的后表面侧的发光区域。
文档编号H01J11/12GK1860577SQ20038011055
公开日2006年11月8日 申请日期2003年12月1日 优先权日2003年12月1日
发明者平川仁, 石本学, 粟本健司 申请人:富士通株式会社