JPH1062762A

JPH1062762A - プラズマアドレス液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1062762A
Application number: JP8221617A
Authority: JP
Inventors: Shinji Watanabe; 伸二渡辺; Tetsuya Morita; 哲也森田; Kazunao Oniki; 一直鬼木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1998-03-06
Also published as: US5903381A

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマ減衰時間が短く、寿命が長いプラズ
マアドレス液晶表示装置を提供する。【解決手段】ＰＡＬＣ（プラズマアドレス液晶表示装
置）において、プラズマ室１２内に、放電ガスとして、
１００容量％のキセノン（Ｘｅ）あるいはクリプトン
（Ｋｒ）を封入する。このとき、放電ガスの圧力Ｐと電
極間距離ｄとの積であるＰ・ｄを、「０．２≦Ｐ・ｄ
（Ｐａ・ｍ）≦３．０」の範囲に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、プラズマ室内に封
入された放電ガスに特徴を有するプラズマアドレス液晶
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気光学セルとして液晶表示セル
を用いたマトリックスタイプの電気光学装置、例えば液
晶表示装置が知られている。この液晶表示装置を、高解
像度化、高コントラスト化するための手段として、各画
素毎に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を設け、
これを線順次で駆動するアクティブマトリックス型液晶
表示装置が開発されている。

【０００３】しかしながら、この場合、薄膜トランジス
タの様な半導体素子を基板上に多数設ける必要があり、
特に、大面積化した時に製造歩留りが悪くなるという短
所がある。このため、最近、薄膜トランジスタ等からな
るスイッチング素子に代えてプラズマ放電に基づくスイ
ッチを利用して電気光学セルを駆動するプラズマアドレ
ス液晶表示装置（ＰＡＬＣ: Plasma Addressed Liquid
Crystal)が提唱されている（例えば、特開平１−２１７
３９６号、特開平５−２９７３５９号等）。

【０００４】このプラズマアドレス液晶表示装置は、例
えば液晶表示セルに代表される表示セルと、これに近接
して配置され、プラズマ電極を有する放電領域のプラズ
マ室が列方向にストライプ状に形成されたプラズマセル
とを有する。このプラズマセルで放電される領域に基づ
く仮想電極と、これに直交して配置された透明電極とに
より表示セルを、画素毎に駆動する。

【０００５】従来、このようなプラズマ室に封入される
放電ガスとしては、放電電圧（Ｖf）を低くするという
観点から、ヘリウム（Ｈｅ）あるいはネオン（Ｎｅ）を
主成分とした純ガスあるいは混合ガスが使用されてき
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のプラズマアドレス液晶表示装置では、減衰時間
（ディケイ）が長く、速い走査での書き込みを行うこと
ができないという問題がある。

【０００７】また、前述した従来のプラズマアドレス液
晶表示装置では、放電中に電極材がスパッタされること
による透過率劣化が早く、また、経時的に異常放電（微
小アーク放電）が増加し、パネル寿命が短いという問題
がある。さらに、前述した従来のプラズマアドレス液晶
表示装置では、放電電流（密度）が大きく、動作温度な
どに問題がある。

【０００８】本発明は上述した従来技術に鑑みてなさ
れ、減衰時間が短く、寿命が長いプラズマアドレス液晶
表示装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、プラズマア
ドレス液晶表示装置における上記したような放電ガスに
起因する製品寿命あるいは特性の低下の問題を解消する
ために鋭意検討した結果、放電ガスとして、キセノン
（Ｘｅ）またはクリプトン（Ｋｒ）の純ガス、あるい
は、キセノンおよび／またはクリプトンを特定の割合で
配合してなる混合ガスを用いると、従来用いられている
Ｈｅ系またはＮｅ系の放電ガスを用いた場合と比較し
て、放電の動作電圧が安定しており、放電電圧および透
過率の経時変化が少なく、長寿命で、かつ減衰時間が短
いプラズマアドレス液晶表示装置を提供できることを見
い出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明のプラズマアドレス液晶
表示装置は、放電が行なわれるプラズマ室内にアノード
電極とカソード電極とが平行して配置してあるプラズマ
セルと、このプラズマ室に近接して配置され、このプラ
ズマセルで放電される領域に形成される仮想電極を介し
て駆動される液晶表示セルとを有するプラズマアドレス
液晶表示装置であって、前記プラズマ室に封入される放
電ガスとして、約１００容量％または濃度約１００％の
キセノン（Ｘｅ）を用いる。

【００１１】また、本発明のプラズマアドレス液晶表示
装置は、好ましくは、前記放電ガスの分圧をＰとし、平
行して配置された前記アノード電極と前記カソード電極
との距離をｄとすると、前記圧力Ｐと前記距離ｄとの積
Ｐ・ｄが下記式（５）の関係を満たす。

【数５】０．２≦Ｐ・ｄ≦３．０〔Ｐａ・ｍ〕（５）

【００１２】また、本発明のプラズマアドレス液晶表示
装置は、放電が行なわれるプラズマ室内にアノード電極
とカソード電極とが平行して配置してあるプラズマセル
と、このプラズマ室に近接して配置され、このプラズマ
セルで放電される領域に形成される仮想電極を介して駆
動される液晶表示セルとを有するプラズマアドレス液晶
表示装置であって、前記プラズマ室に封入される放電ガ
スとして、約１００容量％または濃度約１００％のクリ
プトン（Ｋｒ）を用いる。

【００１３】また、本発明のプラズマアドレス液晶表示
装置は、好ましくは、前記放電ガスの圧力をＰとし、平
行して配置された前記アノード電極と前記カソード電極
との距離をｄとすると、前記圧力Ｐと前記距離ｄとの積
Ｐ・ｄが下記式（６）の関係を満たす。

【数６】０．２≦Ｐ・ｄ≦３．０〔Ｐａ・ｍ〕（６）

【００１４】また、本発明のプラズマアドレス液晶表示
装置は、好ましくは、放電が行なわれるプラズマ室内に
アノード電極とカソード電極とが平行して配置してある
プラズマセルと、このプラズマ室に近接して配置され、
このプラズマセルで放電される領域に形成される仮想電
極を介して駆動される液晶表示セルとを有するプラズマ
アドレス液晶表示装置であって、前記プラズマ室に封入
される放電ガスとして、キセノン（Ｘｅ）とキセノン以
外の不活性ガスまたは安定ガスを混合した混合ガスを用
いる。

【００１５】また、本発明のプラズマアドレス液晶表示
装置は、好ましくは、前記放電ガスに含まれるキセノン
の分圧をＰとし、平行して配置された前記アノード電極
と前記カソード電極との距離をｄとすると、前記分圧Ｐ
と前記距離ｄとの積Ｐ・ｄが下記式（７）の関係を満た
す。

【数７】０．０２≦Ｐ・ｄ≦３．０〔Ｐａ・ｍ〕（７）

【００１６】また、本発明のプラズマアドレス液晶表示
装置は、好ましくは、放電が行なわれるプラズマ室内に
アノード電極とカソード電極とが平行して配置してある
プラズマセルと、このプラズマ室に近接して配置され、
このプラズマセルで放電される領域に形成される仮想電
極を介して駆動される液晶表示セルとを有するプラズマ
アドレス液晶表示装置であって、前記プラズマ室に封入
される放電ガスとして、クリプトン（Ｋｒ）とクリプト
ン以外の不活性ガスまたは安定ガスを混合した混合ガス
を用いる。

【００１７】また、本発明のプラズマアドレス液晶表示
装置は、好ましくは、前記放電ガスに含まれるクリプト
ンの分圧をＰとし、平行して配置された前記アノード電
極と前記カソード電極との距離をｄとすると、前記分圧
Ｐと前記距離ｄとの積Ｐ・ｄが下記式（８）の関係を満
たす。

【数８】０．０２≦Ｐ・ｄ≦３．０〔Ｐａ・ｍ〕（８）

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係わる
プラズマアドレス液晶表示装置について説明する。図１
は、本実施形態のプラズマアドレス液晶表示装置の構成
例を示す要部概略断面斜視図、図２は図１に示すプラズ
マアドレス液晶表示装置のデータ電極、プラズマ電極、
プラズマ室の配列を示す図、図３はプラズマアドレス液
晶表示装置の回路構成を示す図、図４はカソード電圧、
データ電圧の変化を示す波形図である。図１に示すよう
に、本実施形態に係るプラズマ利用表示装置は、プラズ
マアドレス液晶表示装置１００であり、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
誘電体シート３とを積層したフラットパネル構造を有す
る。誘電体シート３は、薄板ガラス等で構成される。そ
の誘電体シート３は表示セル１を駆動するためにできる
だけ薄くする必要があり、例えば５０μｍ程度の板厚を
有するように形成される。

【００１９】表示セル１は、上側の透明なガラス基板
（上側基板）４を用いて構成される。上側基板４の内側
主面には、透明導電材料からなると共に行方向（垂直方
向）に延びる複数のデータ電極５が、行方向に沿って所
定の間隔を保持して列方向（水平方向）に並列的に形成
される。上側基板４はスペーサ（図示省略）によって所
定の間隙を保持した状態で誘電体シート３に接合され
る。上側基板４および誘電体シート３の間隙には、電気
光学材料としての液晶が充填されて液晶層７が形成され
る。ここで、上側基板４および誘電体シート３の間隙の
寸法は例えば４〜１０μｍとされ、表示面全体に亘って
均一に保たれる。なお、本実施形態においては流体の電
気光学材料が用いられているが、本発明のプラズマ表示
装置において、この電気光学材料は、必ずしも液晶であ
る必要はなく、例えば電気光学結晶板を用いることもで
きる。

【００２０】一方、プラズマセル２は、下側のガラス基
板（下側基板）８を用いて構成される。下側基板８の内
側主面には、プラズマ電極を構成する列方向に延びる複
数のアノード電極９Ａおよびカソード電極９Ｋが交互に
所定の間隔を保持して行方向に並列的に形成される。ア
ノード電極９Ａの幅は２５０μｍであり、カソード電極
９Ｋの幅は１３０μｍである。また、アノード電極９Ａ
とカソード電極９Ｋとの距離ｄは、１５０μｍである。
また、アノード電極９Ａおよびカソード電極９Ｋの各上
面のほぼ中央部には、それぞれ電極に沿って延在するよ
うに所定幅の隔壁１０が形成される。そして、各隔壁１
０の頂部は誘電体シート３の下面に当接され、下側基板
８および誘電体シート３の間隙の寸法が一定に保持され
る。隔壁１０は、例えば厚膜スクリーン印刷を繰り返す
ことにより形成できる。

【００２１】また、下側基板８の周辺部にはその周辺部
に沿って低融点ガラス等を使用したフリットシール材
（図示省略）が配設され、下側基板８と誘電体シート３
とが気密的に接合される。下側基板８および誘電体シー
ト３の間隙には、各隔壁１０で分離された列方向に延び
る複数のプラズマ室（空間）１２が行方向に並列的に形
成される。すなわち、プラズマ室１２はデータ電極５と
直交するように形成される。プラズマ室１２内に封入さ
れる放電ガスに関しては、後述する。このとき、プラズ
マ室１２の高さは、２５０μｍである。

【００２２】図１に示す各データ電極５は列駆動単位と
なる。また、後述するように各アノード電極９Ａが共通
に接続されてアノード電圧が供給されるため、各カソー
ド電極９Ｋの両側に位置する一対のプラズマ室１２が行
駆動単位となる。そして、両者の交差部にはそれぞれ図
２に示すように画素１３が規定される。以上の構成にお
いて、所定の一対のプラズマ室１２に対応するアノード
電極９Ａとカソード電極９Ｋとの間に所定電圧が印加さ
れると、その一対のプラズマ室１２の部分のガスが選択
的にイオン化されてプラズマ放電が発生し、その内部は
ほぼアノード電位に維持される。この状態で、データ電
極５に順次データ電圧が印加されると、プラズマ放電が
発生した一対のプラズマ室１２に対応して列方向に並ぶ
複数の画素１３の液晶層７に、誘電体シート３を介して
データ電圧が書き込まれる。プラズマ放電が終了する
と、プラズマ室１２は浮遊電位となり、各画素１３の液
晶層７に書き込まれたデータ電圧は、誘電体シート３の
作用により、次の書き込み期間（例えば１フレーム後）
まで保持される。この場合、プラズマ室１２はサンプリ
ングスイッチとして機能すると共に、各画素１３の液晶
層７および／または誘電体シート３はサンプリングキャ
パシタとして機能する。

【００２３】各画素１３の液晶層７に書き込まれたデー
タ電圧によって液晶が動作することから、画素単位で表
示が行われる。したがって、上述したようにプラズマ放
電を発生させて列方向に並ぶ複数の画素１３の液晶層７
にデータ電圧を書き込む一対のプラズマ室１２を行方向
に順次走査していくことで、二次元画像の表示を行うこ
とができる。

【００２４】図３は、上述したプラズマアドレス液晶表
示装置１００の回路構成を示している。この図３におい
て、図１および図２と対応する部分には同一符号を付し
て示している。２１は液晶ドライバであり、この液晶ド
ライバ２１にはビデオデータ（ＤＡＴＡ）が供給され
る。液晶ドライバ２１からは各水平期間毎にそれぞれの
ラインを構成する複数画素のデータ電圧ＤＳ₁ 〜ＤＳ_m
が同時に出力され、この複数画素のデータ電圧ＤＳ₁ 〜
ＤＳ_mはそれぞれバッファ２２₁ 〜２２_mを介して複数
のデータ電極５₁ 〜５_mに供給される。なお、液晶ドラ
イバ２１の動作は制御回路２３によって制御される。制
御回路２３には、ビデオデータ(ＤＡＴＡ)に対応した水
平同期信号ＨＤおよび垂直同期信号ＶＤが同期基準信号
として供給される。また、この制御回路２３によって、
後述するアノードドライバ２４およびカソードドライバ
２５の動作も制御されている。

【００２５】２４はアノードドライバである。このアノ
ードドライバ２４より共通に接続された複数のアノード
電極９Ａ₁ 〜９Ａ_nに基準電圧としてのアノード電圧Ｖ
Ａが供給される。また、２５はカソードドライバであ
る。各水平期間毎にカソードドライバ２５より複数のカ
ソード電極９Ｋ₁ 〜９Ｋ_n-1 に順次アノード電位と所定
電位差のカソード電圧ＶＫ₁ 〜ＶＫ_n-1 が供給される。
これにより、各水平期間毎にカソード電極９Ｋ₁ 〜９Ｋ
_n-1 に対応する一対のプラズマ室１２にプラズマ放電が
順次発生し、従って列方向（水平方向）に並ぶ複数の画
素１３の液晶層７にデータ電圧ＤＳ₁ 〜ＤＳ_mを書き込
む一対のプラズマ室１２が行方向（垂直方向）に順次走
査されることになる。

【００２６】ここで、カソード電極９Ｋに印加されるカ
ソード電圧およびデータ電極５に印加されるデータ電圧
ＤＳについて説明する。図４（Ａ）〜（Ｄ）は、連続す
るカソード電極９Ｋ_a〜９Ｋ_a+3 にそれぞれ印加される
カソード電圧ＶＫ_a〜ＶＫ_a+ ₃ を示しており、同図
（Ｅ）は所定のデータ電極５に印加されるデータ電圧Ｄ
Ｓを示している。カソード電極９Ｋ_a〜９Ｋ_a+3 には、
それぞれ１フレーム毎に連続する各１水平期間（１Ｈ）
内にアノード電位と所定電位差のカソード電圧ＶＫ _a〜
ＶＫ_a+3 が印加される。これにより、プラズマ放電を発
生させるプラズマ室１２が行方向（垂直方向）に順次走
査される。カソード電圧ＶＫ_a〜ＶＫ_a+3 のパルス幅は
１０μｓであり、周期は３３μｓである。

【００２７】また、データ電圧ＤＳは、１水平期間毎お
よび１フレーム毎にアノード電位に対して極性が反転さ
れ、液晶層７は交流駆動される。液晶層７を交流駆動す
るのは、液晶の劣化を防止するためである。

【００２８】以下に示す実施形態のプラズマアドレス液
晶表示装置は、前述したプラズマアドレス液晶表示装置
１００と同じ構成をしており、放電ガスに特徴を有して
いる。第１実施形態図５は、本実施形態に係わるプラズマアドレス液晶表示
装置の減衰時間を説明するための図であり、横軸は時間
（μｓ）を示し、縦軸は照度（％）を示している。本実
施形態では、図１に示すプラズマ室１２には、放電ガス
として、圧力３３３３Ｐａ（２５Ｔｏｒｒ）で容量約１
００％のキセノン（Ｘｅ）ガスが封入してある。また、
放電パルス電圧は３４０Ｖであり、放電パルス電流は５
０ｍＡである。放電パルス電圧とは、アノード電位に対
するカソード電位の振幅値を言う。また、放電パルス電
流とは、放電状態において、プラズマ室１２を流れる電
流を言う。

【００２９】図５に示すように、このプラズマアドレス
液晶表示装置では、減衰時間（ディケイ）は約３０μｓ
である。これに対して、プラズマ室１２内に圧力１．６
×１０⁴Ｐａ（１２０Ｔｏｒｒ）で約１００容量％のヘ
リウム（Ｈｅ）ガスを封入した場合には減衰時間は５０
μｓである。ここで、減衰時間とは、放電終了から液晶
表示が影響されなくなるまでの時間をいう。このよう
に、本実施形態のプラズマアドレス液晶表示装置では、
放電ガスとして、約１００容量％のキセノンを用いたこ
とで、約１００容量％のヘリウムを用いた場合に比べ
て、減衰時間を大幅に短くすることができ、優れた表示
特性を発揮することができる。

【００３０】これは、ヘリウムに比べてキセノンの方
が、メタステーブルが消滅するまでの時間が短いことに
よるものである。尚、図５に示す特性を有するプラズマ
室１２を、ＴＮ（ねじれネマティック）液晶と組み合わ
せたときの最大コントラストは、１５０以上であった。

【００３１】本実施形態では、放電ガスの圧力Ｐと前述
した電極間距離ｄとの積であるＰ・ｄは、約０．５〔Ｐ
ａ・ｍ〕（３３３３Ｐａ×１５０μｍ）となる。この
とき、放電ガスの圧力Ｐを２×１０⁴Ｐａ（１５０Ｔｏ
ｒｒ）程度にすると、プラズマ室１２内における放電の
広がりが不良となり、放電状態が不安定になることが実
験的に確認された。すなわち、Ｐ・ｄは３．０〔Ｐａ・
ｍ〕（２００００Ｐａ×１５０μｍ）以下にすべきであ
る。また、Ｐ・ｄを０．２未満にすると、プラズマ室１
２において適切に放電を発生させるためには、約５００
Ｖを越える放電パルス電圧が必要となり、駆動ＩＣの耐
圧などの新たな問題が生じてしまう。従って、プラズマ
アドレス液晶表示装置では、放電ガスとして１００容量
％のキセノンガスを用いる場合には、Ｐ・ｄは、「０．
２≦Ｐ・ｄ≦３．０（Ｐａ・ｍ）」の範囲に設定する必
要がある。このように、Ｐ・ｄを用いて放電ガスの特性
を規定するのは、パッシェン(Paschen) の法則により、
放電開始電圧がＰ・ｄの関数になるためである。

【００３２】図６は、本実施形態のプラズマアドレス液
晶表示装置における放電電圧の経時変化を示す図であ
り、横軸は時間（ｈｏｕｒ）を示し、縦軸は放電電圧
（Ｖ）を示している。図６には、放電ガスとして、約１
００容量％のヘリウムを用いた場合、約３容量％のキセ
ノンガスと約９７容量％のヘリウムガスとの混合ガスを
用いた場合、約１０容量％のキセノンガスと約９０容量
％のヘリウムガスとの混合ガスを用いた場合、および、
約１００容量％のキセノンガスを用いた場合について示
している。

【００３３】図６から、プラズマ室１２内に約１００容
量％のキセノンガスや、ヘリウムガスとキセノンガスと
の混合ガスを封入した場合には、約１００容量％のヘリ
ウムガスを封入した場合に比べて、放電電圧の経時変化
が大幅に抑制されていることが分かる。

【００３４】図７は、本実施形態のプラズマアドレス液
晶表示装置における透過率の経時変化を示す図であり、
横軸は時間（ｈｏｕｒ）を示し、縦軸は透過率（％）を
示している。図７には、約１００容量％のヘリウムガス
を用いた場合、約１０容量％のキセノンガスと約９０容
量％のヘリウムガスとの混合ガスを用いた場合、約１０
０容量％のキセノンガスを用いた場合、および、約１０
容量％のキセノンガスと約９０容量％のネオンガスとの
混合ガスを用いた場合について示している。

【００３５】図７から、プラズマ室１２内に約１００容
量％のキセノンガスや、ヘリウムガスとキセノンガスと
の混合ガスを封入した場合には、約１００容量％のヘリ
ウムガスを封入した場合に比べて、透過率の経時変化が
大幅に抑制されていることが分かる。尚、放電ガスとし
て１００容量％のキセノンガスを用いた場合には、１０
０００時間内で、放電電圧および透過率の劣化は２％以
下で、パネル寿命が非常に長くなることが確認された。
これに対して、放電ガスとして１００容量％のヘリウム
ガスを用いた場合には、１０００時間内で、放電電圧お
よび透過率の劣化は７０％程度となる。

【００３６】また、キセノンガスに対してヘリウムガス
やネオンガスなどの不活性ガスを混合した混合ガスを放
電ガスとして用いた場合には、前述した図６および図７
に示す場合に加えて、キセノンガスの濃度が約５〜約１
００容量％の広い混合率において、プラズマアドレス液
晶表示装置が良好に動作することが実験的によって確認
されている。但し、キセノンガスの分圧が低下すると、
減衰時間が長期化することから、本実施形態のプラズマ
アドレス液晶表示装置では、放電ガスとしてキセノンガ
スとヘリウムガスやネオンガスなどの不活性ガスまたは
その他の安定ガスとの混合ガスを用いる場合には、Ｐ・
ｄは、「０．０２≦Ｐ・ｄ≦３．０（Ｐａ・ｍ）」の範
囲に設定する。ここで、Ｐは、放電ガスに含まれるキセ
ノンの分圧を示す。

【００３７】すなわち、Ｐ・ｄの上限は、前述したよう
に、放電ガスに含まれるキセノンの分圧Ｐを２×１０⁴
Ｐａ（１５０Ｔｏｒｒ）にすると、プラズマ室１２内に
おける放電の広がりが不良となり、放電状態が不安定に
なることが実験的に確認されたことから、「３．０」に
決定する。また、このような混合ガスを用いた場合に
は、Ｐ・ｄを「０．０２」未満にすると、減衰時間が５
０μｓより長くなってしまうことから、Ｐ・ｄの下限は
「０．０２」にする。

【００３８】ところで、倍速ＮＴＳＣ方式の画像では、
１ラインの割当時間（選択時間）は約３０μｓｅｃであ
る。また、ハイビジョン方式では、約１５μｓｅｃに短
くなる。倍速ＮＴＳＣ方式においては、放電時間が約１
０μｓｅｃを占める。最大のデータホールド時間は、２
０μｓｅｃとなり、放電ガスとして１００容量％のヘリ
ウムを用いた比較例の場合には、次のライン選択時ま
で、メタステーブルが残存し、誤ったデータの書き込み
を行うおそれがある。これに対し、１００容量％のキセ
ノン、クリプトンあるいは、ヘリウムとキセノンおよび
／またはクリプトンとの混合気体を放電ガスとして用い
た本実施形態では、次のライン選択時には、誤ったデー
タの書き込みを防止でき、倍速ＮＴＳＣ表示でも、デバ
イスとして十分なコントラストがとれる。このような効
果は、本発明をＸＧＡやＳＸＧＡ、ハイビジョン方式な
どの高解像ディスプレイに適用した場合にも、同様に得
ることができる。

【００３９】以上説明したように、本実施形態のプラズ
マアドレス液晶表示装置によれば、減衰時間を短縮化す
ることができ、優れた表示特性を発揮することができ
る。また、本実施形態のプラズマアドレス液晶表示装置
によれば、透過率、放電電圧および動作電流の経時変化
が長期間にわたって抑制され、パネルの寿命が長い。そ
の結果、放電状態が安定化し、画像ムラが少なく、良質
な画像を長期間にわたって提供できる。また、本実施形
態のプラズマアドレス液晶表示装置によれば、放電ガス
としてヘリウムを用いた場合のような、ガラスへの透過
散逸の問題が発生しない。

【００４０】第２実施形態図８は、本実施形態に係わるプラズマアドレス液晶表示
装置の減衰時間を説明するための図であり、横軸は時間
（μｓ）を示し、縦軸は照度（％）を示している。本実
施形態では、図１に示すプラズマ室１２には、放電ガス
として、圧力５３３３Ｐａ（４０Ｔｏｒｒ）および６６
６６Ｐａ（５０Ｔｏｒｒ）で、約１００容量％のクリプ
トン（Ｋｒ）ガスが封入してある。また、放電パルス電
圧は約３００Ｖであり、放電パルス電流は約９０ｍＡで
ある。

【００４１】図８に示すように、減衰時間は、圧力が５
３３３Ｐａ（４０Ｔｏｒｒ）の場合には約２５μｓであ
り、圧力が６６６６Ｐａ（５０Ｔｏｒｒ）の場合には約
２０μｓである。その結果、前述したように、放電ガス
として、１００容量％のキセノンガスを用いた場合と同
様に、前述した１００容量％のヘリウムガスを放電ガス
として用いた場合に比べて、減衰時間が短くなってい
る。また、１００００時間内で、放電電圧および透過率
の変化が殆どなく、パネル寿命が非常に長くなることが
確認された。クリプトンガスは、キセノンガスと同様
に、ヘリウムガスと比べて、放電電流が小さい、スパッ
タが少ない、減衰時間が短い、可視領域での発光が少な
いといった特性がある。

【００４２】図９は、キセノン、クリプトンおよびヘリ
ウムの純ガスを放電ガスとして用いた場合の書き込み動
作における減衰時間（ディケイ）曲線を示す図である。
図９では、クリプトンおよびキセノンの純ガスにデータ
４０Ｖおよび８０Ｖを印加した場合と、ヘリウムの純ガ
スにデータ４０Ｖおよび８０Ｖを印加した場合について
示している。図１０は、キセノン、クリプトンおよびヘ
リウムの純ガスを放電ガスとして用いた場合の書き込み
−消去動作における減衰時間（ディケイ）曲線を示す図
である。

【００４３】図９では、時刻「−１０〜０μｓ」の間に
放電が行われており、クリプトンおよびキセノンの純ガ
スでは、放電中である時刻「０μｓ」より前に、書き込
み量（照度）が変化するという特徴がある。このような
特性に起因して、図１０に示す書き込み−消去動作にお
ける減衰時間（ディケイ）曲線では、キセノンおよびク
リプトンの方が、ヘリウムに比べて、減衰時間が短く、
データパルスの終了点である時刻「２０μｓ」の少し前
で照度が不連続に変化する。このような図９および図１
０に示した特性は、キセノンおよびクリプトンに特徴的
なもので、ヘリウム、ネオンおよびアルゴンには見られ
ない。

【００４４】また、実験的に、本実施形態のように１０
０容量％のクリプトンガスを放電ガスとして用いた場合
でも、前述した第１実施形態と同様に、Ｐ・ｄは、
「０．２≦Ｐ・ｄ≦３．０（Ｐａ・ｍ）」の範囲に設定
する必要がある。すなわち、放電ガスの圧力Ｐを２×１
０⁴Ｐａ（１５０Ｔｏｒｒ）にすると、プラズマ室１２
内における放電の広がり不良となり、放電状態が不安定
になることが実験的に確認された。すなわち、Ｐ・ｄは
３．０〔Ｐａ・ｍ〕（２００００Ｐａ×１５０μｍ）以
下にすべきである。また、Ｐ・ｄを０．２未満にする
と、プラズマ室１２において適切に放電を発生させるた
めには、約５００Ｖを越える放電パルス電圧が必要とな
り、駆動ＩＣの耐圧など新たな問題が生じてしまう。

【００４５】また、クリプトンガスに対してヘリウムガ
スやネオンガスなどの不活性ガスまたはその他の安定ガ
スを混合した混合ガスを放電ガスとして用いた場合に
は、クリプトンガスの濃度が約５〜約１００容量％の広
い混合率において、プラズマアドレス液晶表示装置が良
好に動作することが実験的によって確認されている。

【００４６】但し、クリプトンガスの分圧が低下する
と、減衰時間が長期化することから、本実施形態のプラ
ズマアドレス液晶表示装置では、放電ガスとしてクリプ
トンガスとヘリウムガスやネオンガスなどの不活性ガス
またはその他の安定ガスとの混合ガスを用いる場合に
は、Ｐ・ｄは、「０．０２≦Ｐ・ｄ≦３．０（Ｐａ・
ｍ）」の範囲に設定する。ここで、Ｐは、放電ガスに含
まれるクリプトンの分圧を示す。

【００４７】すなわち、Ｐ・ｄの上限は、前述したよう
に、放電ガスに含まれるクリプトンの分圧Ｐを２×１０
⁴Ｐａ（１５０Ｔｏｒｒ）にすると、プラズマ室１２内
における放電の広がりが不良となり、放電状態が不安定
になることが実験的に確認されたことから、「３．０」
に決定する。また、このような混合ガスを用いた場合に
は、Ｐ・ｄを「０．０２」未満にすると、減衰時間が５
０μｓより長くなってしまうことから、Ｐ・ｄの下限は
「０．０２」にする。

【００４８】以上説明したように、本実施形態のプラズ
マアドレス液晶表示装置によっても、前述した第１実施
形態のプラズマアドレス液晶表示装置と同様の効果を得
ることができる。

【００４９】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。たとえば、プラズマアドレス液晶表示装
置のカソード電極およびアノード電極の配置構成は、上
記実施形態に限定されるものではなく、種々に改変する
ことができる。たとえば交流放電を行わせる場合には、
いずれかの電極は、誘電体層内に埋め込まれ、プラズマ
室内に直接露出しなくとも良い。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明プラズマアド
レス液晶表示装置によれば、減衰時間を短縮化すること
ができ、優れた表示特性を発揮することができる。ま
た、本発明のプラズマアドレス液晶表示装置によれば、
透過率、放電電圧および動作電流の経時変化が長期間に
わたって抑制され、パネルの寿命が長い。その結果、放
電状態が安定化し、画像ムラが少なく、良質な画像を長
期間にわたって提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はプラズマアドレス液晶表示装置の構成例
を示す要部概略断面斜視図である。

【図２】図２は図１に示すプラズマアドレス液晶表示装
置のデータ電極、プラズマ電極、プラズマ室の配列を示
す図である。

【図３】図３はプラズマアドレス液晶表示装置の回路構
成を示す図である。

【図４】図４はカソード電圧、データ電圧の変化を示す
波形図である。

【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係わるプラズ
マアドレス液晶表示装置の減衰時間を説明するための図
であり、横軸は時間（μｓ）を示し、縦軸は照度（％）
を示している。

【図６】図６は、本発明の第１実施形態のプラズマアド
レス液晶表示装置における放電電圧の経時変化を示す図
であり、横軸は時間（ｈｏｕｒ）を示し、縦軸は放電電
圧（Ｖ）を示している。

【図７】図７は、本発明の第１実施形態のプラズマアド
レス液晶表示装置における透過率の経時変化を示す図で
あり、横軸は時間（ｈｏｕｒ）を示し、縦軸は透過率
（％）を示している。

【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係わるプラズ
マアドレス液晶表示装置の減衰時間を説明するための図
であり、横軸は時間（μｓ）を示し、縦軸は照度（％）
を示している。

【図９】図９は、キセノンガスとクリプトンガスとの類
似した特性を説明するための図である。

【図１０】図１０は、キセノンガスとクリプトンガスと
の類似した特性を説明するための図である。

【符号の説明】

１…液晶表示セル、２…プラズマセル、３…誘電体シー
ト、４…上側基板、５…データ電極、７…液晶層、８…
下側基板、９Ｋ…カソード、９Ａ…アノード、１０…隔
壁、１２…プラズマ室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電が行なわれるプラズマ室内にアノード
電極とカソード電極とが平行して配置してあるプラズマ
セルと、このプラズマ室に近接して配置され、このプラ
ズマセルで放電される領域に形成される仮想電極を介し
て駆動される液晶表示セルとを有するプラズマアドレス
液晶表示装置において、前記プラズマ室に封入される放電ガスとして、約１００
容量％または濃度約１００％のキセノン（Ｘｅ）を用い
るプラズマアドレス液晶表示装置。
【請求項２】前記放電ガスの圧力をＰとし、隣接して配
置された前記アノード電極と前記カソード電極との距離
をｄとすると、前記圧力Ｐと前記距離ｄとの積Ｐ・ｄが下記式（１）の
関係を満たす請求項１に記載のプラズマアドレス液晶表
示装置。【数１】０．２≦Ｐ・ｄ≦３．０〔Ｐａ・ｍ〕（１）
【請求項３】放電が行なわれるプラズマ室内にアノード
電極とカソード電極とが平行して配置してあるプラズマ
セルと、このプラズマ室に近接して配置され、このプラ
ズマセルで放電される領域に形成される仮想電極を介し
て駆動される液晶表示セルとを有するプラズマアドレス
液晶表示装置において、前記プラズマ室に封入される放電ガスとして、約１００
容量％または濃度約１００％のクリプトン（Ｋｒ）を用
いるプラズマアドレス液晶表示装置。
【請求項４】前記放電ガスの圧力をＰとし、隣接して配
置された前記アノード電極と前記カソード電極との距離
をｄとすると、前記圧力Ｐと前記距離ｄとの積Ｐ・ｄが下記式（２）の
関係を満たす請求項３に記載のプラズマアドレス液晶表
示装置。【数２】０．２≦Ｐ・ｄ≦３．０〔Ｐａ・ｍ〕（２）
【請求項５】放電が行なわれるプラズマ室内にアノード
電極とカソード電極とが平行して配置してあるプラズマ
セルと、このプラズマ室に近接して配置され、このプラ
ズマセルで放電される領域に形成される仮想電極を介し
て駆動される液晶表示セルとを有するプラズマアドレス
液晶表示装置において、前記プラズマ室に封入される放電ガスとして、キセノン
（Ｘｅ）とキセノン以外の不活性ガスまたは安定ガスを
混合した混合ガスを用いるプラズマアドレス液晶表示装
置。
【請求項６】前記放電ガスに含まれるキセノンの分圧を
Ｐとし、平行して配置された前記アノード電極と前記カ
ソード電極との距離をｄとすると、前記分圧Ｐと前記距離ｄとの積Ｐ・ｄが下記式（３）の
関係を満たす請求項５に記載のプラズマアドレス液晶表
示装置。【数３】０．０２≦Ｐ・ｄ〔Ｐａ・ｍ〕≦３．０（３）
【請求項７】放電が行なわれるプラズマ室内にアノード
電極とカソード電極とが平行して配置してあるプラズマ
セルと、このプラズマ室に近接して配置され、このプラ
ズマセルで放電される領域に形成される仮想電極を介し
て駆動される液晶表示セルとを有するプラズマアドレス
液晶表示装置において、前記プラズマ室に封入される放電ガスとして、クリプト
ン（Ｋｒ）とクリプトン以外の不活性ガスまたは安定ガ
スを混合した混合ガスを用いるプラズマアドレス液晶表
示装置。
【請求項８】前記放電ガスに含まれるクリプトンの分圧
をＰとし、平行して配置された前記アノード電極と前記
カソード電極との距離をｄとすると、前記分圧Ｐと前記距離ｄとの積Ｐ・ｄが下記式（４）の
関係を満たす請求項７に記載のプラズマアドレス液晶表
示装置。【数４】０．０２≦Ｐ・ｄ≦３．０〔Ｐａ・ｍ〕（４）