JPH10171414A - 画像表示装置の初期エージング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要な異常放電を抑制することができ、チラ
ツキやムラのない画像表示を可能とする画像表示装置の
初期エージング方法を提供する。 【解決手段】 放電電極間のプラズマ放電により画像を
表示する画像表示装置を初期エージングするに際し、初
期の全面放電可能電圧以上の初期エージング用パルス電
圧を初期エージング終了時まで連続して印加することを
特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電電極間のプラ
ズマ放電により画像を表示する画像表示装置、例えばプ
ラズマを利用して電気光学材料層を駆動し画像表示を行
う画像表示装置（いわゆるプラズマアドレス表示装置）
の初期エージング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば液晶方式のディスプレイを高解像
度化及び高コントラスト化するための手法としては、各
表示画素毎にトランジスタ等の能動素子を設け、これを
駆動する方法、いわゆるアクティブマトリクスアドレス
方式がある。

【０００３】しかしながら、この場合、薄膜トランジス
タの如き半導体素子を多数設ける必要があることから、
特にディスプレイを大面積化したときに歩留まりの問題
が懸念され、どうしてもコスト高になるという問題が生
じる。

【０００４】そこで、この問題を解決する手段として、
能動素子としてＭＯＳトランジスタや薄膜トランジスタ
等の半導体素子ではなく放電プラズマを利用する方法が
提案されている。

【０００５】この放電プラズマを利用して液晶を駆動す
る画像表示装置（以下、プラズマアドレス表示装置と称
する。）は、電気光学材料層である液晶層と、プラズマ
の放電がなされるプラズマセルとが、ガラス等からなる
誘電体薄板を介して隣接配置されてなるものである。

【０００６】上記プラズマアドレス表示装置において
は、プラズマセルが隔壁によりライン状のプラズマ室に
分割されており、プラズマ放電が行われるプラズマ室を
順次切り替え走査するとともに、液晶層を挟んで対向す
る透明電極にこれと同期して信号電圧を印加することに
より、液晶層が駆動される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プラズマ放
電により画像を表示する画像表示装置においては、一般
に、放電パネルを初期エージングすることによりその全
面放電可能な電圧を下げ、放電を安定化することが行わ
れている。

【０００８】そして、従来は、この初期エージングの方
法として、放電パネルの全面放電可能な電圧の降下に追
従するように、初期エージング用の放電電圧を下げてい
く手法が用いられている。

【０００９】しかしながら、このような初期エージング
方法を採用した場合、放電パネルの特性改善が十分に進
行せず、以下のような欠点があった。

【００１０】先ず、第１に、全面放電電圧が高い状態
（４００Ｖ程度）に留まり、駆動回路を圧迫する。第２
に、放電の不均一性に起因する画像のチラツキが多い。
第３に、微少な異常放電が多く、画像のノイズとして現
れる。第４に、放電の不均一性がコントラストに悪影響
を及ぼす。

【００１１】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであって、不要な異常放電を抑制する
ことができ、チラツキやムラのない画像表示を可能とす
る画像表示装置の初期エージング方法を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために、放電電極間のプラズマ放電により画像
を表示する画像表示装置を初期エージングするに際し、
初期の全面放電可能電圧以上の初期エージング用パルス
電圧を初期エージング終了時まで連続して印加すること
を特徴とするものである。

【００１３】このように、初期エージングの際の放電電
圧を高い電圧に維持し続けることにより、放電パネルの
特性改善が十分に進行し、異常放電によるノイズや、画
像のチラツキ、ムラが解消される。

【００１４】なお、初期エージング中には、異常放電が
起きやすく、それに起因した回路の破損や放電パネルの
破損が起こり得る。これを低減するためには、初期エー
ジング用のパルス電圧のパルス幅を、４〜８μ秒とする
ことが好ましい。

【００１５】また、本発明は、プラズマアドレス表示装
置の他、通常のプラズマディスプレイ等、均一な放電を
必要とする画像表示装置全般に応用可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１７】初期エージングの対象となるプラズマアド
レス表示装置は、図１及び図２に示すように、電気光学
表示セル１と、プラズマセル２と、それら両者の間に介
在する誘電シート３とを積層した、いわゆるフラットパ
ネル構造を有する。

【００１８】誘電シート３には、薄板ガラス等が使用さ
れ、それ自身、キャパシタとして機能する。したがっ
て、電気光学表示セル１とプラズマセル２との電気的結
合を十分に確保し、且つ電荷の二次元的な広がりを抑制
するために、この誘電シート３は、なるべく薄い方がよ
い。具体的には、例えば５０μｍ程度の厚さの薄板ガラ
スが使用される。

【００１９】上記電気光学表示セル１は、上記誘電シー
ト３の上にスペーサ６によって所定の間隙を保持した状
態でガラス基板（上側基板）４を接合することにより形
成される。

【００２０】そして、この誘電シート３と上側基板４の
間の間隙には、電気光学材料としての液晶材料が充填さ
れ、液晶層７が形成される。なお、電気光学材料として
は、液晶以外のものを使用することもできる。

【００２１】ここで、上側基板４と誘電シート３の間の
間隙の寸法は、例えば４〜１０μｍとされ、表示面全面
に亘ってほぼ均一に保たれている。

【００２２】また、上記上側基板４の誘電シート３との
対向面には、透明導電材料からなり、例えば行方向に延
びる複数本のデータ電極５が所定の間隔を保持して列方
向に並列に配列されている。

【００２３】一方、プラズマセル２は、上記誘電シート
３と、この下方に配されるガラス基板（下側基板）８と
で構成されている。

【００２４】下側基板８の誘電シート３との対向面に
は、上記データ電極５と直交する方向、すなわち列方向
に延びる複数のアノード電極９Ａ及びカソード電極９Ｋ
が、交互に所定の間隔を保持して並列に配列されてお
り、放電電極群を構成している。

【００２５】また、各アノード電極９Ａ、カソード電極
９Ｋの上面中央部には、電極に沿って延在するように、
所定幅の隔壁１０が形成されている。そして、各隔壁１
０の頂部は、誘電シート３の下面に当接され、下側基板
８と誘電シート３間の間隙がほぼ一定に保たれている。

【００２６】さらに、上記誘電シート３は、外周縁部に
おいて、低融点ガラス等を使用したフリットシール１１
により、上記下側基板８に対して気密的に接合されてお
り、プラズマセル２が密閉空間として構成されている。
この密閉空間には、例えばヘリウム、ネオン、アルゴ
ン、あるいはこれらの混合気体等、イオン化可能なガス
が封入されている。

【００２７】上述のプラズマアドレス表示装置において
は、下側基板８と誘電シート３の間隙に、各隔壁１０で
分離された複数の放電チャンネル（空間）１２が行方向
に並列に形成される。この放電チャンネル１２は、デー
タ電極５と直交するものである。

【００２８】したがって、各データ電極５は列駆動単位
となるとともに、各放電チャンネル１２は行駆動単位と
なり、図３に示すように、両者の交差部がそれぞれ画素
１３に対応している。

【００２９】以上の構成のプラズマアドレス表示装置に
おいて、所定の放電チャンネル１２に対応するアノード
電極９Ａとカソード電極９Ｋの間に駆動電圧が印加され
ると、この放電チャンネル１２内において封入されたガ
スがイオン化されてプラズマ放電が起こり、アノード電
位に維持される。

【００３０】この状態でデータ電極５にデータ電圧が印
加されると、上記プラズマ放電が発生した放電チャンネ
ル１２に対応して、列方向に並ぶ複数の画素１３に対応
した液晶層７にデータ電圧が書き込まれる。

【００３１】プラズマ放電が終了すると、放電チャンネ
ル１２は浮遊電位となり、各画素１３に対応した液晶層
７に書き込まれたデータ電圧は、次の書き込み期間（例
えば１フィールド後あるいは１フレーム後）まで保持さ
れる。この場合、放電チャンネル１２はサンプリングス
イッチとして機能し、各画素１３の液晶層７はサンプリ
ングキャパシタとして機能する。

【００３２】上記液晶層７に書き込まれたデータ電圧に
よって液晶が動作し、画素単位で表示が行われる。した
がって、プラズマ放電を発生させる放電チャンネル１２
を順次走査するとともに、各データ電極５にこれに同期
してデータ電圧を印加することで、アクティブマトリク
スアドレッシング方式と同様に液晶層７が駆動され、二
次元画像の表示を行うことができる。

【００３３】上述のプラズマアドレス表示装置において
は、初期エージングによって放電電極表面を改質し、放
電特性を改善する必要がある。そこで、以下に、この初
期エージングについて説明する。

【００３４】初期エージングは、放電によって電極表面
を活性化することにより、放電電圧を下げ、放電の一様
性を確保するために行うものである。また、初期の焼き
付きを緩和し、放電パネルを本来の動作状態とするとい
う意味もある。

【００３５】プラズマアドレス表示装置には、通常、図
４に示すような放電波形の電圧が印加され、画像表示の
ための放電が行われる。ここで言う放電電圧とは、カソ
ード電極とアノード電極間にパルス的に加えられる直流
電圧のＰ−Ｖ値を示し、放電電流とはパルス選択期間内
の電流値を表す。また、実際のパネル動作に必要な（最
適な）電圧を均一放電電圧と称している。

【００３６】上記画像表示のための放電を安定に行うた
めに、初期エージングを行う。

【００３７】図５に示すように、通常、放電パネル（プ
ラズマセルを有するパネル）の全面放電可能な電圧は、
最初は高く、エージングに伴って次第に低下していく。

【００３８】初期エージングの電圧は、なるべく低い方
がよいというのがこれまでの考え方であって、従来は、
全面放電可能な電圧の低下に伴って、エージングのため
の放電電圧も段階的に下げていくのが一般的である（図
５中、線ａ）。

【００３９】これに対して、本発明では、初期の全面放
電可能な電圧Ｖｓよりも高いエージング電圧Ｖａを印加
し続ける。

【００４０】ただし、初期エージング中には異常放電が
起きやすく、それに起因した回路の破損やパネルの破損
が起き得る。これを低減するために、パルス幅を狭め、
異常放電の発生頻度、大きさ、及び放電回路の誤動作を
抑えている。以下に、実際に行った初期エージングの条
件を示す。

【００４１】 初期エージング（初期の全面放電可能電圧＝４８０Ｖ） 開始〜０．５時間：放電電圧５００Ｖ、放電周期２５μ秒、パルス幅 ５μ秒 ０．５〜５．５時間：放電電圧５００Ｖ、放電周期 ５μ秒、パルス幅 ５μ秒 ５．５〜６．０時間：放電電圧４００Ｖ、放電周期３２μ秒、パルス幅１３μ秒 また、比較のために、４００Ｖで１０００時間の初期エ
ージングも行った。

【００４２】図６は、エージング後の放電パネルの放電
電流波形であり、図６中の波形Ａが５００Ｖで初期エー
ジングを行った場合、波形Ｂが４００Ｖで初期エージン
グを行った場合である。

【００４３】５００Ｖでエージングした場合、放電電流
の増加が起き、画質が改善された。また、図６より、放
電電流の立ち上がりも早くなったことがわかる。

【００４４】画質の改善、特にチラツキの抑制は、この
放電電流の増加と立ち上がりの改善によってもたらされ
たものと考えられる。

【００４５】初期エージングは、放電電極をわずかにス
パッタして表面改質をしていると考えられるが、放電電
圧４００Ｖでは長時間エージングしても電流は増加せ
ず、高い電圧でのエージングではじめて電流が増加す
る。したがって、上記効果を得るためには、高圧印加の
作用による表面改質が必要ということである。

【００４６】初期エージング時の放電電圧の低下をミク
ロ的に考えると、電圧の低下は放電電極上で均一に起き
るのではなく、分布を持って変化することが考えられ
る。この場合、部分的に放電電圧が下がりさえすればマ
クロ的には放電電圧が低下し、初期エージングの終了と
なる。５００Ｖ以上の放電電圧を印加し続けると、部分
的な放電電圧の低下とは無関係に電極全面で表面改質作
用が続き、その結果として放電の立ち上がりの改善や電
流の増加が起こるものと推察される。

【００４７】異常放電の軽減に関しても、同様な表面改
質の効果と考えられる。異常放電の発生メカニズムは明
確でないが、放電電極表面の不純物や絶縁膜が引き金と
なって微小アーク放電を起こしていると考えられる。こ
の引き金をエージング中に除去することによって、異常
放電の頻度を下げているものと考えられる。

【００４８】次に、初期エージングの他の実験例とし
て、同様の放電パネル（初期の全面放電可能電圧＝４８
０Ｖ）に対して、放電電圧５００Ｖ、放電周期３２μ
秒、パルス幅７μ秒で、１６時間の初期エージングを行
った。

【００４９】放電パネルのエージング前後の放電特性の
相違を下記の表１に示す。また、異常放電の発生頻度の
相違を図７に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】初期エージングを行うことによって、均一
放電電圧が３６Ｖ下がり、チラツキが大幅に軽減され、
コントラストも改善された。

【００５２】また、図７から明らかなように、画質を劣
化させる微小な異常放電の発生頻度が格段に抑えられ、
実用放電電圧での駆動では、異常放電はほぼ解消され
た。

【００５３】以上、本発明を適用した具体的な実施形態
について説明してきたが、本発明がこの例に限定される
ものでなく、種々の変更が可能であることは言うまでも
ない。

【００５４】例えば、本例ではプラズマアドレス表示装
置に適用した例について説明してきたが、通常のプラズ
マディスプレイ等にも適用可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、次のような効果を得ることが可能である。

【００５６】イ．放電電圧を低減させ、駆動回路の負荷
を軽減する。

【００５７】ロ．アーク放電等の不要な異常放電を抑制
する。

【００５８】ハ．初期エージング中の回路の誤動作発生
を抑え、放電パネルの損傷を防ぐ． ニ．画像のチラツキを抑え、画質を向上させる。

【００５９】ホ．書き込み動作を確実にし、コントラス
トを向上させる。

【００６０】ヘ．放電電流の立ち上がりを早くし、放電
電流値そのものも増やす。

【００６１】ト．放電パネル内の放電均一性を増し、ム
ラの少ない画像にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラズマアドレス表示装置の構成例を一部切り
欠いて示す概略斜視図である。

【図２】プラズマアドレス表示装置の構成例を示す概略
断面図である。

【図３】データ電極、放電電極、放電チャンネルの配列
を示す模式図である。

【図４】プラズマアドレス表示装置における放電波形の
一例を示す波形図である。

【図５】全面放電可能電圧の変化の様子と印加する初期
エージング電圧の違いを示す特性図である。

【図６】初期エージングの違いによる放電電流波形の違
いを示す特性図である。

【図７】初期エージングの有無による異常放電の発生頻
度の相違を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 電気光学表示セル、２ プラズマセル、３ 誘電シ
ート、４ 上側基板、５データ電極、７ 液晶層、８
下側電極、９Ａ アノード電極、９Ｋ カソード電極、
１０ 隔壁、１１ フリットシール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電電極間のプラズマ放電により画像を
   表示する画像表示装置を初期エージングするに際し、 初期における全面放電可能電圧以上の初期エージング用
   パルス電圧を初期エージング終了時まで連続して印加す
   ることを特徴とする画像表示装置の初期エージング方
   法。
2. 【請求項２】 印加するパルス電圧のパルス幅を４〜８
   μ秒とすることを特徴とする請求項１記載の画像表示装
   置の初期エージング方法。
3. 【請求項３】 初期における全面放電可能電圧が略４８
   ０Ｖであるときに、初期エージング用パルス電圧を５０
   ０〜５６０Ｖとすることを特徴とする請求項１記載の画
   像表示装置の初期エージング方法。
4. 【請求項４】 画像表示装置が、プラズマアドレス方式
   の液晶表示装置であることを特徴とする請求項１記載の
   画像表示装置の初期エージング方法。