JPH08304809A - プラズマアドレス液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 信号電圧の変動に対応してプラズマ放電を安
定化する。 【構成】 フラットパネル１は水平ラインとなる放電チ
ャネル５を備えたプラズマセル及び垂直ラインとなる信
号電極４を備えた液晶セルを互いに重ね合わせた積層構
造を有する。プラズマ駆動回路２は順次放電電圧を印加
して各放電チャネル５を選択的に駆動し水平ラインの線
順次走査を行なう。液晶駆動回路３は線順次走査に同期
して水平ライン毎に極性が反転する信号電圧を信号電極
４に印加して表示を行なう。制御手段７は水平ライン毎
に反転する信号電圧の極性に応じて放電電圧に変調をか
け各放電チャネル５の駆動を制御し、信号電圧の極性反
転に応じた一律変調に加えて、個々の水平ラインに割り
当てられる全垂直ライン分の信号電圧の平均的なレベル
に応じて放電電圧に個別変調をかけ、個々の放電チャネ
ル５の放電特性に従って放電電圧に個別変調をかける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中間の誘電体シートを介
して液晶セルとプラズマセルとを重ねたフラットパネル
構造を有するプラズマアドレス液晶表示装置に関する。
より詳しくは、液晶セルに印加される信号電圧に応じて
プラズマセルに供給する放電電圧を制御する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プラズマアドレス液晶表示パネルは例え
ば特開平１−２１７３９６号公報に開示されており、図
５にその構造を示す。プラズマアドレス液晶表示パネル
は液晶セル１０１とプラズマセル１０２とを薄板ガラス
等からなる誘電体シート１０７を介して重ねたフラット
構造を有している。プラズマセル１０２は下側のガラス
基板１０４を用いて形成されており、所定の空隙を介し
て誘電体シート１０７に気密接合されている。気密封止
された空間にはイオン化可能なガスが封入されている。
下側のガラス基板１０４の内表面には互いに平行な放電
電極１０８，１０９が複数個設けられている。一対の放
電電極１０８，１０９は気密封止されたガスをイオン化
しプラズマ放電を発生する為のアノード及びカソードと
して機能し、放電チャネルを形成する。この放電チャネ
ルは線順次走査される水平ラインとなる。一方、液晶セ
ル１０１は誘電体シート１０７と上側のガラス基板１０
３とによって保持された液晶層１０６を備えている。上
側のガラス基板１０３の内表面にはストライプ状の信号
電極１０５が形成されている。この信号電極１０５は垂
直ラインとなり前述した水平ラインの放電チャネルと直
交している。信号電極１０５が列駆動単位（垂直ライ
ン）となり放電チャネルが行走査単位（水平ライン）と
なって両者の交差部分に行列状の画素が規定される。

【０００３】次に、図６を参照して図５に示したプラズ
マアドレス液晶表示パネルの駆動原理を簡潔に説明す
る。このパネルでは、プラズマ放電が行なわれる放電チ
ャネルに所定の放電電圧を逐次印加して線順次で選択走
査を行なうと共に、液晶セル側の信号電極１０５に対し
て該選択走査と同期して所定の画像信号電圧を印加する
事により所望の画像を表示する。この為、プラズマセル
側にはプラズマ駆動回路２０１が接続され、液晶セル側
には液晶駆動回路２０２が接続されている。放電チャネ
ルにプラズマ放電が発生するとその内部は略アノード電
位に維持される。この状態で信号電極１０５に画像信号
電圧を印加すると誘電体シート１０７を介して各画素の
液晶層１０６に信号電圧が書き込まれる。プラズマ放電
が終了すると放電チャネルは浮遊電位となり書き込まれ
た信号電圧が各画素に保持される。所謂サンプリングホ
ールドが行なわれており、放電チャネルはサンプリング
スイッチとして機能する一方、液晶層１０６は、サンプ
リングキャパシタとして機能する。サンプリングされた
信号電圧に応じて液晶の透過率が変化しプラズマアドレ
ス液晶表示パネルの点灯及び消灯が画素単位で行なわれ
る。なお、液晶セルを駆動する場合、通常１ライン毎に
極性が反転する交流信号電圧を印加して交流駆動を行な
い、液晶材料の劣化を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラズマアドレ
ス液晶表示パネルでは、信号電圧の書き込みに放電チャ
ネルをスイッチとして用いている。放電チャネルが選択
的に放電駆動されると、内部が略アノード電位となりプ
ラズマスイッチが導通状態になると共に、信号電極側か
ら供給された信号電圧が書き込まれる。これにより、プ
ラズマスイッチが非導通状態に移行した時点で、誘電体
シートの下面には書き込まれた信号電圧に応じた電荷の
パタンが形成される。その後、次の選択期間が来るまで
ホールド状態が維持される。この間、プラズマスイッチ
は非導通状態にある為誘電体シートの下面に形成された
電荷パタンは非選択期間中信号電極側から印加される信
号電圧のレベルにより変動する。次の選択期間では、誘
電体シートの下面に形成された電荷パタンの存在により
プラズマ放電開始時の放電状態が変化し、定常状態に落
ち着くまでの時間が変動する。その為、従来安定した書
き込みを行なう為には放電時間を長く設定する必要が生
じ問題となっていた。放電時間が長くなるとプラズマ粒
子による放電電極表面のスパッタリングが進行するので
付着物の堆積によりガラス基板の透過率が低下し寿命の
点から見ると好ましくない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為以下の手段を講じた。即ち、本発明にか
かるプラズマアドレス液晶表示装置は、フラットパネル
と、プラズマ駆動回路と、液晶駆動回路と、制御手段と
を備えている。フラットパネルは水平ラインとなる放電
チャネルを備えたプラズマセル及び垂直ラインとなる信
号電極を備えた液晶セルを互いに重ね合わせた積層構造
を有する。プラズマ駆動回路は順次放電電圧を印加して
各放電チャネルを選択的に駆動し、水平ラインの線順次
走査を行なう。液晶駆動回路は該線順次走査に同期して
水平ライン毎に極性が反転する信号電圧を該信号電極に
印加して所望の画像を表示する。特徴事項として、前記
制御手段は水平ライン毎に反転する該信号電圧の極性に
応じて放電電圧に変調をかけ各放電チャネルの駆動を制
御する。好ましくは、前記制御手段は、信号電圧の極性
反転に応じた一律変調に加えて、個々の水平ラインに割
り当てられる全垂直ライン分の信号電圧の平均的なレベ
ルに応じて該放電電圧に個別変調をかける。又好ましく
は、前記制御手段は信号電圧の極性反転に応じた一律変
調に加えて、個々の放電チャネルの放電特性に従って放
電電圧に個別変調をかける。

【０００６】

【作用】本発明によれば、プラズマ放電を利用して信号
電圧（データ）の書き込みを行なうプラズマアドレス液
晶表示装置において、液晶に印加する信号電圧の極性に
応じて放電電圧に一律変調をかけてプラズマセルを駆動
する。又、前フィールドで書き込んだ一水平ライン分の
信号電圧に応じて放電電圧に個別変調をかけてプラズマ
セルの駆動を行なう。さらに、各放電チャネルの放電特
性に応じて最適に個別変調された放電電圧をかけてプラ
ズマセルを駆動する。この様な一律変調及び個別変調を
行なう事により、選択された放電チャネルのプラズマ放
電が定常状態に落ち着くまでの時間が短縮され、短時間
のプラズマ放電で安定したデータの書き込みを実現する
事ができる。

【０００７】

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は本発明にかかるプラズマアドレ
ス液晶表示装置の基本的な構成を示す模式的なブロック
図である。本プラズマアドレス液晶表示装置は基本的な
構成としてフラットパネル１とプラズマ駆動回路２と液
晶駆動回路３とを備えている。フラットパネル１は液晶
セルとプラズマセルを互いに重ねた積層構造を有し、基
本的には図５に示した通りである。即ち、液晶セルとプ
ラズマセルとを薄板ガラス等からなる誘電体シートを介
して重ねた積層構造を有している。液晶セルは垂直ライ
ンとなる信号電極４を有する一方、プラズマセルは水平
ラインとなる放電チャネル５を備えている。放電チャネ
ル５はアノード電極Ａとカソード電極Ｋの対から構成さ
れている。アノード電極Ａを基準としてカソード電極Ｋ
に所定の放電電圧を順次印加する事により、各放電チャ
ネル５が駆動される。信号電極４と放電チャネル５の交
差部に画素６が規定される。画素６は行列状に配置し表
示画面を構成する。プラズマ駆動回路２は各カソード電
極Ｋ１ないしＫｎに順次放電電圧を印加して各放電チャ
ネル５を選択的に駆動し、水平ラインの線順次走査を行
なう。一方、液晶駆動回路３は線順次走査に同期して水
平ライン毎に極性が反転する信号電圧を各信号電極４に
印加して画面に所望の画像を表示する。この信号回路３
は外部から供給されるビデオ信号等の入力信号に応じ
て、交流の信号電圧を作成し、各信号電極４に印加す
る。

【０００８】本発明の特徴事項として制御手段７がプラ
ズマ駆動回路２と液晶駆動回路３の間に接続されてい
る。この制御手段７は水平ライン毎に反転する信号電圧
の極性に応じて放電電圧に変調をかけ各放電チャネル５
の駆動を制御する。制御手段７は信号電圧の極性反転に
応じた一律変調に加えて、個々の水平ラインに割り当て
られる全垂直ライン分の信号電圧の平均的なレベルに応
じて放電電圧に個別変調をかける。制御手段７はさら
に、信号電圧の極性反転に応じた一律変調に加えて、個
々の放電チャネル５の放電特性に従って放電電圧に個別
変調をかける。

【０００９】図２は図１に示した制御手段７の具体的な
構成例を示すブロック図である。図示する様に、制御手
段は変調回路７１と第１メモリ７２と第２メモリ７３と
制御回路７４とを備えている。この外、図示の回路構成
は説明の都合上、フラットパネル１、プラズマ駆動回路
２、液晶駆動回路３に属する要素についても一部抜き出
して付加されている。放電電源２１とスイッチＳＷはプ
ラズマ駆動回路に属する。信号源３１は液晶駆動回路に
属する。一対のアノード電極Ａ及びカソード電極Ｋとこ
れに交差する１本の信号電極Ｄはフラットパネルに属す
る。

【００１０】引き続き図２を参照して、本プラズマアド
レス液晶表示装置の動作を詳細に説明する。制御回路７
４から逐次出力される放電制御信号に応じてスイッチＳ
Ｗが開閉動作し、一対のアノード電極Ａとカソード電極
Ｋとの間に放電電源２１から所定の放電電圧が印加さ
れ、プラズマ放電が発生する。これに同期して、信号源
３１は所定の交流信号電圧を信号電極Ｄに印加する。こ
れにより、アノード電極Ａとカソード電極Ｋの対からな
る放電チャネルと信号電極Ｄとの交差部に規定された画
素に信号電圧が書き込まれる。なお、交流信号源３１は
外部から入力されたビデオ信号等の入力信号に応じて所
定の信号電圧を信号電極Ｄに印加する。

【００１１】アノード電極Ａとカソード電極Ｋの間には
放電電源２１に加え変調回路７１が接続されている。こ
の変調回路７１は交流信号源３１から出力される極性信
号に応じて放電電圧に一律変調をかけ放電チャネルの駆
動を制御する。具体的には図３に示す様に、正極性の信
号電圧＋Ｖが割り当てられる水平ラインに対しては、負
の変調をかけた放電電圧を印加する。逆に、負極性−Ｖ
の信号電圧が割り当てられる水平ラインに対しては正の
変調をかけた放電電圧を供給する。換言すると、正極性
の信号電圧に対応して放電電圧のレベルを下げ、負極性
の信号電圧−Ｖに対応して放電電圧のレベルを上昇させ
ている。これにより、各放電チャネルにおけるプラズマ
放電が定常状態に落ち着くまでの時間が短縮され、短時
間のプラズ放電で安定した信号電圧の書き込みを実現す
る事ができる。

【００１２】制御回路７４は上述した信号電圧の極性反
転に応じた一律変調に加えて、各放電チャネル毎の個別
変調を行なう。第１メモリ７２はフィールド毎に入力信
号の供給を受けており、前回の書き込み時に印加した一
水平ライン中の最低電圧及び最高電圧を記録する。制御
回路７４はフィールド毎にこの記録内容を参照して個別
変調を行なう。即ち、制御回路７４は個々の水平ライン
に割り当てられる全垂直ライン分の信号電圧の平均的な
レベルを予め記録された最高電圧及び最低電圧に基づい
て算出する。この算出結果に基づいて電圧制御信号を変
調回路７１に供給し、各放電チャネル毎の個別変調をか
ける。これにより、さらに安定した書き込みが実現でき
る。

【００１３】制御回路７４には第２メモリ７３も接続さ
れている。この第２メモリ７３は各水平ライン毎に予め
放電チャネルの放電特性を記録してある。制御回路７４
はその記録内容を逐次参照して電圧制御信号を生成し、
変調回路７１に供給する。

【００１４】本発明の理解を容易にする為、さらに図４
を参照して動作説明を続ける。図４は、１個の画素に着
目した動作説明図である。図４の上段にプラズマアドレ
ス液晶表示装置の等価回路を模式的に表わす。液晶層と
誘電体シートの積層は等価的に容量Ｃとして表わされ
る。その両端の電位はａ，ｂとして示してある。一方、
放電チャネルは等価的にプラズマスイッチＰとして表わ
される。交流信号源３１から供給される信号電圧はプラ
ズマスイッチＰを介して容量Ｃに印加される。書き込み
時にはプラズマスイッチＰが閉じ、保持時にはプラズマ
スイッチＰが開く。図では先の書き込みで正極性の信号
電圧＋Ｖを印加し、所定の保持時間を経過した後次の書
き込みでは負極性の信号電圧−Ｖを印加している。この
時容量Ｃのａ点の電位は図の下段に示す様に信号電圧に
従って変化する。一方、容量Ｃのｂ点の電位（誘電体シ
ートの下面の電位）は図の中段に示す様に変化する。即
ち、タイミングｔ１でプラズマスイッチＰが閉じるとｂ
点の電位はプラズマスイッチＰを介して接地レベル（０
Ｖ）になる。この後、プラズマ放電が終了すると、プラ
ズマスイッチＰが開く為ｂ点の電位はａ点の電位に従っ
て変動する。所定の保持時間を経過した後、タイミング
ｔ２で再びプラズマスイッチＰが閉じｂ点の電位は０Ｖ
になる。プラズマ放電が完了しスイッチＰが開くと、ｂ
点の電位は同様にａ点の電位（信号電圧）に応じて変動
する。その変動幅は２Ｖに及ぶ。

【００１５】一般に、液晶を電気光学材料として用いた
ディスプレイでは、液晶材料の劣化を防ぐ為に交流電圧
を印加している。プラズマアドレス液晶表示装置の場合
には、液晶だけでなく誘電体シートにも電圧を印加する
必要がある為、通常の液晶表示装置と比較して高い信号
電圧が供給される。図４に示した様に、液晶印加電圧の
極性によっては誘電体シートの下面に最大印加電圧の２
倍の電圧が加わる事になる。この誘電体シートの下面に
書き込まれた電荷の存在によって各放電チャネルの放電
開始時における状態が異なってくる。そこで本発明では
図３に示した様に、誘電体シートの下面に書き込まれた
電荷による影響を打ち消す様に、放電電圧に一律変調を
かけている。これにより、安定した信号電圧の書き込み
を実現する。但し、誘電体シートの下面に書き込まれる
電荷は入力信号により変動する。又、放電電圧には下限
がありこれ以下になるとプラズマ放電が発生しない。そ
こで、放電電圧の一律変調の下限は所定の放電開始電圧
以上となる様に設定する。又、上限についてはアーク放
電に移行する電圧（電流）を超えない様に設定する。本
発明では、信号電圧の極性に応じた放電電圧の一律変調
に加え、個別変調を実施する事によりさらに発展させて
いる。即ち、前回の書き込み時に印加した一ライン中の
最低電圧及び最高電圧をＲＡＭ等のメモリに記憶してお
き、その最低電圧及び最高電圧のデータから平均的な信
号電圧のレベルを算出し、これに基づいて変調幅を決定
する。この構成によりさらに安定した信号電圧の書き込
みを実現できる。加えて、各水平ライン毎の放電電圧の
バラツキを予めメモリに記録しておき、そのデータを変
調電圧に反映させる事により、放電開始電圧のバラツキ
を補正する事が可能になり、さらに安定した書き込みが
実現できる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、液晶セルに印加される
信号電圧の極性に応じてプラズマセルに印加される放電
電圧に一律変調をかけ、各放電チャネルの駆動を制御し
ている。又、該一律変調に加えて信号電圧の振幅に応じ
た個別変調を行なっている。さらに、各放電チャネルの
放電特性に従った個別変調も行なっている。これらの変
調により、放電が定常状態に落ち着くまでの時間が短縮
され、短時間の放電で安定した信号電圧の書き込みを実
現する事ができる。又、放電開始電圧のムラがなくな
り、さらに安定した書き込みが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるプラズマアドレス液晶表示装置
の全体的な構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示したプラズマアドレス液晶表示装置に
組み込まれる制御手段の具体的な構成例を示す回路図で
ある。

【図３】本発明にかかるプラズマアドレス液晶表示装置
の動作説明に供するタイミングチャートである。

【図４】同じく動作説明に供する模式図である。

【図５】プラズマアドレス液晶表示パネルの一般的な構
成を示す斜視図である。

【図６】プラズマアドレス液晶表示パネルの動作原理を
示す模式図である。

【符号の説明】

１ フラットパネル ２ プラズマ駆動回路 ３ 液晶駆動回路 ４ 信号電極 ５ 放電チャネル ６ 画素 ７ 制御手段 ２１ 放電電源 ３１ 交流信号源 ７１ 変調回路 ７２ 第１メモリ ７３ 第２メモリ ７４ 制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平ラインとなる放電チャネルを備えた
   プラズマセル及び垂直ラインとなる信号電極を備えた液
   晶セルを互いに重ね合わせたフラットパネルと、 順次放電電圧を印加して各放電チャネルを選択的に駆動
   し水平ラインの線順次走査を行なうプラズマ駆動回路
   と、 該線順次走査に同期して水平ライン毎に極性が反転する
   信号電圧を該信号電極に印加して表示を行なう液晶駆動
   回路と、 水平ライン毎に反転する該信号電圧の極性に応じて放電
   電圧に変調をかけ各放電チャネルの駆動を制御する制御
   手段とを有するプラズマアドレス液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、信号電圧の極性反転に
   応じた一律変調に加えて、個々の水平ラインに割り当て
   られる全垂直ライン分の信号電圧の平均的なレベルに応
   じて該放電電圧に個別変調をかける請求項１記載のプラ
   ズマアドレス液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、信号電圧の極性反転に
   応じた一律変調に加えて、個々の放電チャネルの放電特
   性に従って放電電圧に個別変調をかける請求項１記載の
   プラズマアドレス液晶表示装置。