專利名稱：具有低啟動電壓的等離子顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種等離子顯示器，尤其涉及一種具有低啟動電壓的等離子顯示器。
背景技術：
在大尺寸及大面積的顯示裝置中，等離子顯示器(Plasma Display Panel，PDP)是一種非常具有潛力的顯示裝置。現有的等離子顯示器需要靠非常大的啟動電壓(firing voltage)才能將其內的電離氣體轉換成可供往復驅動的等離子。高壓啟動不僅需使用昂貴的驅動及控制元件，而且容易造成元件的損壞及元件的使用壽命的縮短。因此如何降低等離子顯示器的啟動電壓是當今研究的一個課題。
請參照
圖1，其所示為傳統的等離子顯示器100的剖面圖。等離子顯示器100包括有相互平行的上基板102及下基板104，電離氣體填充于上基板102及下基板104之間。等離子顯示器100還包括尋址電極(addresselectrode)106，維持電極(sustam electrode)108以及掃描電極(scanelectrode)110。維持電極108與掃描電極110平行且交錯地設置于下基板104上，而尋址電極106則是以與維持電極108和掃描電極110相垂直的方式設置于上基板102上。介電質層114覆蓋于下基板104上，而保護層116則覆蓋于介電質層114上。螢光層118設置于尋址電極106上用來產生螢光。而阻隔壁(barrier rib)120設置于尋址電極106上。
如圖所示每一顯示單元122包括尋址電極106、維持電極108及掃描電極110。當維持電極108與掃描電極110間施加的電壓大于啟動電壓后，維持電極108與掃描電極110間的電場效應會使其上的電離氣體產生電子游離現象而形成空間電荷。在產生空間電荷后，利用尋址電極106與掃描電極110之間的電場作用來產生等離子，并決定顯示單元122內所產生均壁電荷(wallcharge)密度是否可大到可以點燃等離子，此壁電荷密度是使顯示單元122得以保持亮狀態(on)或是成為不明亮狀態(off)的主要關鍵。若不需保持明亮狀態，則顯示單元122內的空間電荷會在很短的時間內還原成正常的電離氣體(非游離狀態)。在決定保持明亮狀態后，維持電極108和掃描電極110會被用來往復驅動顯示單元122內的等離子以使其得以持續地發出紫外線，而紫外線在為螢光層118所吸收后會使其發出螢光，經由透明的下基板102使得使用者可以看到顯示單元122所發出的光線。
維持電極108和掃描電極110均是由鉻銅鉻(CrCuCr)或其他高導電性材料所構成的不透明電極124、128以及由氧化銦錫(ITO)材料所構成的透明電極126與130所組成。鉻銅鉻材料具有良導電性但是不透光，而ITO材料則可透過部分的可見光但是電阻值較大且制造不易。由于顯示單元122的啟動電壓的大小與維持電極108和掃描電極110間的間距(gap)有關，所以傳統使用TIO材料的透明電極126與130來使得維持電極108和掃描電極110間的間距(gap)變小來降低等離子顯示器110的啟動電壓。然而，因為TIO材料的透明電極126與130會吸收部分的可見光，如此將使得等離子顯示器的發光效率降低。又因為其電阻值較高，故會產生較大的能量損耗。因為TIO材料的透明電極126與130的制造不易，相對地，也會影響到等離子顯示器的品質。
發明目的及概述有鑒于此，本發明的目的就是提供一種具有低啟動電壓的等離子顯示器，可不需使用到透明電極即可達到低啟動電壓的目的。而且，本發明更具有高發光效率與高對比的優點。
根據本發明的目的，提出一種等離子顯示器，該等離子顯示器包括上基板與下基板、尋址電極、共用電極、第一掃描電極與第二掃描電極以及第一維持電極與第二維持電極。上基板與下基板是相互平行，電離氣體填充于上基板與下基板之間。尋址電極配置于上基板之上。共用電極配置于下基板上，并與尋址電極相互垂直。第一掃描電極與第二掃描電極配置于下基板上并分別位于共用電極的第一側與第二側。而第一維持電極與第二維持電極配置于下基板上，且分別位于共用電極的第一側與第二側。其中，尋址電極、共用電極、第一掃描電極與第一維持電極確定第一顯示單元，而尋址電極、共用電極、第二掃描電極與第二維持電極確定第二顯示單元。在第一顯示單元中，在清除期間(erasing period)內，在第一掃描電極與共用電極之間施加一點火電壓，在尋址期間(addressing period)內，尋址電極與第一掃描電極是相互作用以決定是否點亮第一顯示單元，在維持放電期間(sustaining period)內，共用電極、第一掃描電極及第一維持電極之間則往復驅動第一顯示單元內的等離子以維持第一顯示單元的顯示作用。
為讓本發明的上述目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉一優選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下附圖的簡要說明圖1是傳統的等離子顯示器的剖面圖。
圖2是本發明的等離子顯示器的一優選實施例的剖面圖。
圖3是圖2所示的等離子顯示器的驅動波形圖。
圖4A～4F所示為各個時間點的顯示單元中的等離子分布示意圖。
圖5是本發明的等離子顯示器的另一驅動波形圖。
優選實施例的詳細說明請參照圖2，其所示是依照本發明一優選實施例的一種具有低啟動電壓的等離子顯示器的剖面圖。在本發明的等離子顯示器200中，上基板202與下基板204相互平行，且電離氣體填充于上基板202與下基板204之間。尋址電極A配置于上基板202之上。共用電極C1與C2配置于下基板204上，并與尋址電極A相互垂直。第一掃描電極D1與第二掃描電極D2配置于下基板204上并分別位于共用電極C1的左側與右側。而第一維持電極X1與第二維持電極X2配置于下基板204上，且分別位在共用電極C1的左側與右側。
其中，第一掃描電極D1位于第一維持電極X1與共用電極C1之間，而第二掃描電極D2位于第二維持電極X2與共用電極C1之間。并且，第一掃描電極D1與第二掃描電極D2鄰近于共用電極C1。尋址電極A、共用電極C1、第一掃描電極D1與第一維持電極X1確定第一顯示單元222。而尋址電極A、共用電極C1、第二掃描電極D2與第二維持電極X2確定第二顯示單元224。
等離子顯示器200還可包括第三顯示單元226，其是由尋址電極A、共用電極C2、第三掃描電極D3與第二維持電極X2所確定。然而，第二顯示單元224與第三顯示單元226的動作原理與第一顯示單元222的動作原理相似，為了簡化說明起見，本實施例僅以第一顯示單元222為例做說明。
等離子顯示器的驅動包括三個期間清除期間(erasing period)、尋址期間(addressing period)，以及維持放電期間(sustaining period)。在清除期間內，在第一掃描電極D1與共用電極C1之間施加一點火電壓(priming voltage)在尋址期間內，尋址電極A與第一掃描電極D1相互作用以決定是否點亮第一顯示單元222。在維持放電期間內，共用電極C1、第一掃描電極D1及第一維持電極X1之間則往復驅動第一顯示單元222內的等離子以維持第一顯示單元222的顯示作用。
更進一步來說，驅動圖2的等離子顯示器的驅動方法是有多種，現舉一例以做說明。請參照圖3，其所示是圖2所示等離子顯示器的驅動波形圖的一個實施例。在清除期間T1內，所有的顯示單元施以同樣的驅動波形。在第一顯示單元222中，首先，施加電壓大小為(VS+Vw)的清除脈沖于第一掃描電極D1，以清除第一顯示單元222內的壁電荷。接著，施加一電壓大小為-Vy的脈沖于第一掃描電極D1，亦即施加一點火電壓Vy于第一掃描電極D1與共用電極C1之間，使點火動作(priming)發生于第一掃描電極D1與共用電極C1之間，以使電離氣體游離而產生空間電荷。然后，施加一緩升正向脈沖于第一掃描電極D1上，使MgO表面電荷因自我放電(self-erase)中和而消失掉。此時，可讓等離子顯示器上的所有顯示單元的狀態趨于一致。爾后，再次地施加點火電壓Vy于第一掃描電極D1之間，使電離氣體游離而產生空間電荷及壁電荷。
在尋址期間T2內，所有的尋址電極與掃描電極的動作是根據所要顯示的影像資料來決定。在第一顯示單元222中，尋址電極A是與第一掃描電極D1是相互作用以決定是否點亮第一顯示單元222。
而在維持放電期間T3內，等離子顯示器進行預維持放電動作與進行主維持放電動作。預維持放電動作是在期間T3a內執行，而其后的主維持放電動作則是在期間T3b內反覆地執行。其將分述于下。步驟(T3a)在時間點t1～t3之間，在共用電極C1與第一掃描電極D1間施加一第一預維持電壓VS1。此步驟例如是由子步驟(a1)與(a2)所組成。子步驟(a1)為，在時間點t1，施加一負電壓-VS1的脈沖305于第一掃描電極D1，使共用電極C1與第一掃描電極D1間的電位差為第一預維持電壓VS1。而子步驟(a2)則為，在時間點t2，施加一正電壓VS1的脈沖306于共用電極C1，使共用電極C1與第一掃描電極D1間的電位差為第一預維持電壓VS1。步驟(T3b)包括(1)在時間點t3～t4之間，在維持電極X1、X2…施加維持電壓VS2。例如通過施加一正電壓VS2的脈沖308于第一維持電極X1上，使第一維持電極X1與共用電極C1間的電位差為第二預維持電壓VS2。
(2)在時間點t4～t5之間，在掃描電極D1、D2…等施加VS3的電壓，并在此VS3電壓未完全消失前，在共用電極C1、C2…等加上電壓VS4，以維持主放電期間，空間等離子團的面積可達到維持電極與共用電極之間而達到最大面積，以增加有效的放電及發光效率。
隨后的主維持放電動作則包括有步驟(c)其為使共用電極C1、第一掃描電極D1及第一維持電極X1之間往復驅動第一顯示單元222內的等離子，以維持第一顯示單元222的顯示作用。此步驟(c)例如由子步驟(c1)、(c2)、(c3)及(c4)所組成。子步驟(c1)在時間點t4之后，使第一掃描電極D1與第一維持電極X1間的電位差為第一維持電壓VS3，例如通過輸入正電壓VS3的脈沖310來實現。子步驟(c2)使共用電極C1與第一維持電極X1間的電位差為第二維持電壓VS4，例如通過輸入正電壓VS4的脈沖312來實現。子步驟(c3)在時間點t5之后，使第一掃描電極D1與第一維持電極X1間的電位差實質上為零電位。例如使第一掃描電極D1回復至零電位來實現。子步驟(c4)使第一維持電極X1與第一掃描電極D1間，以及第一維持電極X1與共用電極C1間的電位差為第三維持電壓VS5。例如通過施加一正電壓VS5的脈沖314于第一維持電壓X1來實現。之后，重復子步驟(c1)、(c2)、(c3)及(c4)。
其中，VS1、VS2、VS3、VS4與VS5可以均相等，或是不等。只要能達到維持放電的目的即在本發明的范圍。
各個時間點的顯示單元中的等離子分布示意圖將如圖4A～4F所示。假設第一顯示單元222、第二顯示單元224與第三顯示單元226均被選取，則在尋址期間T2之后，在第一掃描電極D1、第二掃描電極D2和第三掃描電極D3的上方有等離子形成，如圖4A所示。在圖4A～4F中，現以外加電壓VS1＝VS2＝VS3＝VS4＝VS5＝VS的情況為例做說明。在時間點t2時，如圖4B所示，由于共用電極C1與第一掃描電極D1間的電位差為VS，此時等離子分布于共用電極C1與第一掃描電極D1之間。在時間點t3時，如圖4C所示，由于第一維持電極X1與共用電極C1間的電位差為VS，此時等離子擴散分布于第一維持電極X1與共用電極C1之間，亦即是整個第一顯示單元222。在時間點t4時，如圖4D所示，由于第一掃描電極D1與第一維持電極X1間的電位差為VS，此時等離子分布于第一掃描電極D1與第一維持電極X1之間。在時間點t5之后，如圖4E所示，由于共用電極C1與第一維持電極X1間的電位差為VS，此時等離子擴散分布于共用電極C1與第一維持電極X1之間。而在時間點t6之后，第一維持電極X1與共用電極C1之間的電位差為VS，等離子則反向往第一維持電極X1的方向移動。如此反覆驅動等離子之后，以維持第一顯示單元222的顯示動作。
如圖4B與圖4C所示的預維持放電動作因掃描電極D與共用電極C的間距可調整至較小的距離，而可以降低點燃等離子的啟動電壓(firingvoltage)。
而圖4D和圖4E所示的先讓第一掃描電極D1為基準VS，然后再讓共用電極C1為基準VS的作法，可以使得等離子更容易在第一顯示單元222中維持點燃的狀態，而使等離子不會因為等離子在空間中的擴展而導致消失。
請參照圖5，其所示是另一種驅動等離子顯示器的波形圖。與圖3最大的不同處在于，在維持放電期間中，第一掃描電極D1與共用電極C1的電位是同時變化。詳而言之，也就是在上述的步驟(c)還可由子步驟(c1′)與(c2′)所組成。在子步驟(c1′)中，同時施加一正電位VS3′的脈沖502于第一掃描電極D1與共用電極C1上，使第一掃描電極D1與第一維持電極X1間，以及共用電極C1與第一維持電極X1間的電位差為第一維持電壓VS3′。而子步驟(c2′)則為，施加一正電壓VS5′的脈沖504于第一維持電極X1上，使第一維持電極X1與第一掃描電極D1間，以及第一維持電極X1與共用電極C1間的電位差為第三維持電壓VS5′。
其中，本發明的等離子顯示器由于掃描電極D1，D2，與共用電極C1之間的距離可調整，因此較如圖1中的傳統的相鄰的ITO材質的透明電極的間距為短，所以本發明的等離子顯示器的點火電壓較傳統的等離子顯示器為小。也因為本發明的電極的設計可以達到距離短小的目的，故本發明所使用的電極的材質可以不需是ITO材質，而只需使用鉻銅鉻(CrCuCr)材料所構成的不透明電極即可。如此，可使得制造更加簡單，并提升品質。
又，因為本發明的等離子顯示器的點火動作(priming)是發生于掃描電極與共用電極之間，因為兩者的距離很短，使得所需的點火電壓較傳統的等離子顯示器為小。因為點火電壓較小，可以達到省電與效率提高的優點。且可通過調整共用電極與維持電極的寬度，來避免各個顯示單元間的干擾。
而且，因為點火動作僅發生于共用電極與掃描電極之間，故在清除期間內，顯示單元中發光的面積會僅限于共用電極與掃描電極之間，如此，可以使得所產生的背景亮度減少，而可有效地提高對比率。
為了減少鉻銅鉻電極的對外界光線的反射，可以在各個電極下方形成黑色矩陣(black matrix)。請參照圖2，鉻銅鉻電極232的下方是形成有氧化鉻(CrOx)材質的黑色矩陣233。與傳統的將電極與黑色矩陣分開獨立制作的方式相較，本發明的作法具有制造簡單且品質高的優點。
而且，因為本發明可以不使用到ITO材質的透明電極，且暗區較小，使得光線穿透的有效面積加大。再加上本發明的有效放電空間是可延伸于整個顯示單元，與傳統的局限于ITO材質的透明電極的間距內放電的情形相比較，本發明的發光效率將更為提高。
本發明上述實施例所披露的具有低啟動電壓的等離子顯示器，不需使用透明電極即可達到低啟動電壓的目的。而且，本發明更具有高發光效率與高對比的優點。
綜上所述，雖然本發明已以一優選實施例披露如上，然其并非用以限定本發明，本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視后附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種等離子顯示器，包括上基板與下基板，相互平行，電離氣體填充于所述上基板與所述下基板之間；尋址電極，配置于所述上基板上；共用電極，配置于所述下基板上，并與所述尋址電極相互垂直；第一掃描電極與第二掃描電極，配置于所述下基板上并分別位于所述共用電極的第一側與第二側；以及第一維持電極與第二維持電極，配置于所述下基板上，且分別位于所述共用電極的所述第一側與所述第二側；其中，所述尋址電極、所述共用電極、所述第一掃描電極與所述第一維持電極確定第一顯示單元，所述尋址電極、所述共用電極、所述第二掃描電極與所述第二維持電極確定第二顯示單元；在所述第一顯示單元中，在清除期間內，在所述第一掃描電極與所述共用電極之間施加一點火電壓，在尋址期間內，所述尋址電極與所述第一掃描電極相互作用以決定是否點亮所述第一顯示單元，在維持放電期間內，所述共用電極、所述第一掃描電極及所述第一維持電極之間則往復驅動所述第一顯示單元內的等離子以維持所述第一顯示單元的顯示作用。
2.如權利要求1所述的等離子顯示器，其中，所述第一掃描電極位于所述第一維持電極與所述共用電極之間。
3.如權利要求1所述的等離子顯示器，其中，所述第一掃描電極的材質是由不透明金屬，如Cr/Cu/Cr所形成。
4.如權利要求1所述的等離子顯示器，其中，所述第一掃描電極較所述第一維持電極更鄰近于所述共用電極。
5.如權利要求1所述的等離子顯示器，其中，所述第一掃描電極是由不透明金屬，如Cr/Cu/Cr所形成。
6.一種等離子顯示器的驅動方法，所述等離子顯示器包括相互平行的上基板與下基板、電離氣體填充于所述上基板與所述下基板之間、配置于所述上基板上的尋址電極、配置于所述下基板上的共用電極、第一掃描電極與第二掃描電極、第一維持電極與第二維持電極，其中所述掃描電極與維持電極與所述尋址電極相互垂直，所述第一掃描電極與所述第二掃描電極，配置于所述下基板上并分別位于所述共用電極的第一側與第二側，及所述第一維持電極與所述第二維持電極，是配置于所述下基板上，且分別位于所述共用電極的所述第一側與所述第二側，其中，所述尋址電極、所述共用電極、所述第一掃描電極與所述第一維持電極確定第一顯示單元，所述尋址電極、所述共用電極、所述第二掃描電極與所述第二維持電極確定第二顯示單元，所述驅動方法包括在維持放電期間內，進行預維持放電動作和進行主維持放電動作；其中，所述預維持放電動作包括(a)在所述共用電極與所述第一掃描電極間施加第一預維持電壓；及(b)在所述第一維持電極與所述共用電極間施加第二預維持電壓；所述主維持放電動作包括(c)所述共用電極、所述第一掃描電極及所述第一維持電極之間往復驅動所述第一顯示單元內的等離子以維持所述第一顯示單元的顯示作用。
7.如權利要求6所述的驅動方法，其中，所述第一掃描電極位于所述第一維持電極與所述共用電極之間。
8.如權利要求6所述的驅動方法，其中，所述第一掃描電極是由不透明電極，如Cr/Cu/Cr所形成。
9.如權利要求6所述的驅動方法，其中，所述第一掃描電極較第一維持電極更鄰近于所述共用電極。
10.如權利要求6所述的驅動方法，其中，所述第一維持電極是由不透明電極，如Cr/Cu/Cr所形成。
11.如權利要求6所述的驅動方法，其中，所述步驟(a)中包括(a1)施加一負電壓的脈沖于所述第一掃描電極，并施加一正電壓的脈沖于所述共用電極，使所述共用電極與所述第一掃描電極間的電位差為所述第一預維持電壓；以及(a2)施加一正電壓的脈沖于所述共用電極，使所述共用電極與第一掃描電極間的電位差為所述第一預維持電壓。
12.如權利要求6所述的驅動方法，其中，所述步驟(b)中包括(b1)施加一正電壓的脈沖于所述第一維持電極，使所述第一維持電極與所述共用電極間的電位差為所述第一預維持電壓。
13.如權利要求6所述的驅動方法，其中，所述步驟(c)中包括；(c1)使所述第一掃描電極與所述第一維持電極間的電位差為第一維持電壓；(c2)使所述共用電極與所述第一維持電極間的電位差為第二維持電壓；(c3)使所述第一掃描電極與所述第一維持電極間的電位差實質上為零電位；以及(c4)使所述第一維持電極與所述第一掃描電極間，以及所述第一維持電極與所述共用電極間的電位差為第三維持電壓。
14.如權利要求6所述的驅動方法，其中，所述步驟(c)中包括(c1)同時使所述第一掃描電極與所述第一維持電極之間，以及所述共用電極與所述第一維持電極間的電位差為第一維持電壓；以及(c2)使所述第一維持電極與所述第一掃描電極之間，以及所述第一維持電極與所述共用電極間的電位差為第三維持電壓。
15.一種等離子顯示器的維持放電的方法，所述等離子顯示器包括上基板與下基板，相互平行，電離氣體填充于所述上基板與所述下基板之間；尋址電極，配置于所述上基板之上；共用電極，配置于所述下基板上，并與所述尋址電極相互垂直；第一掃描電極與第二掃描電極，配置于所述下基板上并分別位于所述共用電極的第一側與第二側；及第一維持電極與第二維持電極，配置于所述下基板上，且分別位在所述共用電極的所述第一側與所述第二側；其中，所述尋址電極、所述共用電極、所述第一掃描電極與所述第一維持電極確定第一顯示單元，所述尋址電極、所述共用電極、所述第二掃描電極與所述第二維持電極確定第二顯示單元；所述維持放電的方法包括進行一預維持放電動作，包括(a)在所述共用電極與所述第一掃描電極間施加第一預維持電壓；及(b)在所述第一維持電極與所述共用電極間施加第二預維持電壓；進行一主維持放電動作，包括(c)所述共用電極、所述第一掃描電極及所述第一維持電極之間往復驅動所述第一顯示單元內的等離子以維持所述第一顯示單元的顯示作用。
全文摘要
一種等離子顯示器，包括上基板與下基板、尋址電極、共用電極、第一與第二掃描電極以及第一與第二維持電極。上下基板相互平行，電離氣體填充于上下基板之間。尋址電極配置于上基板之上。共用電極配置于下基板上，與尋址電極相互垂直。第一與第二掃描電極配置于下基板上并分別位于共用電極的第一側與第二側。第一與第二維持電極配置于下基板上，且分別位于共用電極的第一側與第二側。尋址電極、共用電極、第一掃描電極與第一維持電極確定第一顯示單元，而尋址電極、共用電極、第二掃描電極與第二維持電極是確定第二顯示單元。
文檔編號H01J17/49GK1426083SQ0114355
公開日2003年6月25日 申請日期2001年12月12日 優先權日2001年12月12日
發明者林鉅山 申請人:友達光電股份有限公司