JP2003140608A - 放電セル装置及びプラズマアドレス表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アノード電極の表面に対する絶縁性の不純物
の付着を抑制し、動作特性の経時変化を防止する。 【解決手段】 放電装置は、複数の放電チャネルＸを有
するプラズマセルと、各放電チャネルＸを順次駆動する
走査回路１５とからなる。各放電チャネルＸは、絶縁性
の基材の上に形成されたアノードＡ及びカソードＫとな
る少くとも二本の放電電極及びこれらの放電電極に接し
て配された放電可能な気体を有する。走査回路１５は、
各放電チャネルＸに割り当てられた選択期間が来る毎
に、アノードＡとカソードＫの間に所定の電圧を印加し
て該気体を放電させ、各放電チャネルＸを順次選択す
る。走査回路１５は、該選択期間以外のタイミングでア
ノードＡとカソードＫを入れ換えて逆方向の放電を発生
させ、以ってアノードＡの表面の清浄化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放電セル装置及びこ
れを利用したプラズマアドレス表示装置に関する。より
詳しくは、カソードとアノードとの間で放電を発生させ
るＤＣ駆動型放電セルの駆動方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、放電セル装置は放電セル自体と
これを駆動する回路部とで構成されている。放電セル
は、絶縁性の基材、その上に形成された少くとも二本の
電極及びこれらの電極に接して配された放電可能な気体
を有する。回路部は、選択期間が来る毎に、一方の電極
をアノード電位（接地電位）にし、他方の電極をカソー
ド電位（接地電位に対して絶対値が数百Ｖ程度の負電
位）にして、セルに封入された気体をプラズマ放電させ
る。以下、本明細書では、アノード電位に接続される側
の電極をアノード（Ａ）と呼び、カソード電位に接続さ
れる側の電極をカソード（Ｋ）と呼ぶ場合がある。係る
放電セル装置は、例えばプラズマアドレス表示装置に適
用可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】誘電体膜を介すること
なく一対の電極間で直接ＤＣ型の放電を行なう放電セル
装置においては、上述した様にカソードとして機能する
放電電極と、アノードとして機能する放電電極の二種類
が必要になる。このうち、負電位が印加されるカソード
については、動作中に正イオンの衝撃にさらされる。こ
の為、電極材料の表面がスパッタリングを受けることに
なる。このスパッタリングによる電極材料の磨耗を防ぐ
為、カソード側の電極は十分にイオン衝撃に対して強い
材料を用いなければならない。この場合、放電ガス中に
含まれる不純物が仮にカソード電極に付着しても、上述
したイオン衝撃によりその不純物が直ちに除去される
為、動作上の問題とはならない。例えば、放電ガスとし
てＸｅなどの希ガスを用いた場合、不純物としてＨ
₂Ｏ、ＣＯ、ＣＯ₂などが含まれている場合がある。一
方、放電中接地電位に接続されるアノード電極について
は、この様なイオン衝撃を受けない為、電極表面に付着
した不純物を除去することができない。アノード電極の
表面に絶縁性の不純物が付着すると、これが除去されな
いので、長期間動作後の特性に経時変化が生じる場合が
あり、解決すべき課題となっている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為に以下の手段を講じた。すなわち、本発
明は、複数の放電要素を有する放電セルと、各放電要素
を順次駆動する走査回路とからなり、各放電要素は、絶
縁性の基材の上に形成されたアノード及びカソードとな
る少くとも二本の放電電極及びこれらの放電電極に接し
て配された放電可能な気体を有し、前記走査回路は、各
放電要素に割り当てられた選択期間が来る毎に、アノー
ドとカソードの間に所定の電圧を印加して該気体を放電
させ各放電要素を順次選択する放電セル装置において、
前記走査回路は、該選択期間以外のタイミングでアノー
ドとカソードを入れ換えて逆方向の放電を発生させ、以
ってアノードの表面の清浄化を図ることを特徴とする。

【０００５】本発明は、上述した放電セル装置を組み込
んだプラズマアドレス表示装置にも適用される。即ち、
行状の放電チャネルを有するプラズマセル及び列状の信
号電極を有する表示セルを重ね各放電チャネルと各信号
電極の交差部分に画素を設けたパネルと、各放電チャネ
ルを順次選択する走査回路と、該順次選択に応じて各信
号電極に画像信号を印加し、選択された放電チャネルに
対応する画素に該画像信号を書き込む信号回路とからな
り、各放電チャネルは、絶縁性の基材の上に形成された
アノード及びカソードとなる少くとも二本の放電電極及
びこれらの放電電極に接して配された放電可能な気体を
有し、前記走査回路は、各放電チャネルに割り当てられ
た選択期間が来る毎に、アノードとカソードの間に所定
の電圧を印加して該気体を放電させ各放電チャネルを順
次選択するプラズマアドレス表示装置において、前記走
査回路は、該選択期間以外のタイミングでアノードとカ
ソードを入れ換えて逆方向の放電を発生させ、以ってア
ノードの表面の清浄化を図ることを特徴とする。一態様
では、前記走査回路は、各放電チャネルの順次選択に先
立って、該選択期間に先行するタイミングで順次該逆方
向の放電を発生させる。他の態様では、前記走査回路
は、該順次選択の繰り返しによる画像信号の書き込みが
終了した時点で各放電チャネルに該逆方向の放電を発生
させる。

【０００６】本発明によれば、放電要素を順次選択して
プラズマ放電を発生させる放電セル装置において、適宜
放電の極性を入れ換えて、逆方向のプラズマ放電（リフ
レッシュ放電）を行なっている。すなわち、通常の走査
期間以外の時間で、アノードとカソードを入れ換えたリ
フレッシュ放電を行なっている。このリフレッシュ放電
により、アノード電極の表面に付着した不純物を取り除
くことが可能となり、プラズマ放電の均一性や安定性を
長期に亘って確保することが可能になる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１の（Ａ）は、本発明に係
るプラズマアドレス表示装置の全体構成を示す模式的な
回路図である。図示する様に、本プラズマアドレス表示
装置はパネル０を主体とし、これに加えて周辺の信号回
路１６、走査回路１５及び制御回路２３を備えている。
パネル０は、画像信号に応じて入射光を出射光に変調し
画像表示を行なう表示セルと、この表示セルに面接合し
その走査を行なうプラズマセルとからなる。表示セルは
列状に配列した信号電極Ｙ１〜Ｙｍを有し、各放電チャ
ネルＸとの交差部に画素２１を形成する。プラズマセル
は行状に配列した放電チャネルＸを有し、逐次放電して
画素２１を線順次で走査する。各放電チャネルＸは少く
とも二本の放電電極を備えており、走査回路１５によっ
て放電駆動される。二本の放電電極は、片方がカソード
Ｋとして機能し、他方がアノードＡとして機能する。走
査回路１５は、各放電チャネルＸに割り当てられた選択
期間が来る毎に、アノードＡとカソードＫの間に所定の
電圧を印加して、プラズマ放電を発生させることによ
り、各放電チャネルＸを順次選択する。一方、信号回路
１６は放電チャネルＸの線順次走査に同期して画像信号
を各信号電極Ｙ１〜Ｙｍに印加し、画素２１毎に入射光
の変調を行なう。これにより、１フレーム分の画像がパ
ネル０に表示される。更に、線順次走査を繰り返し行な
うことにより逐次フレーム画像が書き換えられる。この
際、制御回路２３は信号回路１６と走査回路１５の同期
制御を行なう。

【０００８】本発明の特徴事項として、走査回路１５
は、選択期間以外のタイミングでアノードとカソードを
入れ換えて逆方向の放電（リフレッシュ放電）を発生さ
せ、以ってアノードＡの表面の清浄化を図る。すなわ
ち、リフレッシュ放電を行なうと、プラズマ中に含まれ
る正イオンが、本来アノードとして機能する放電電極の
表面に照射される為、アノードの表面に付着した不純物
を除去することができる。一態様では、走査回路１５
は、各放電チャネルＸの順次選択に先立って、該選択期
間に先行するタイミングで順次該逆方向の放電（リフレ
ッシュ放電）を発生させる。他の態様では、走査回路１
５は、該順次選択の繰り返しによる画像信号の書き込み
が終了した時点で、各放電チャネルＸに該逆方向の放電
（リフレッシュ放電）を発生させる様にしている。

【０００９】図１の（Ｂ）は、（Ａ）に示したプラズマ
アドレス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。図では、ｊ番目の放電チャネルＸｊ、ｊ＋１
番目の放電チャネルＸｊ＋１・・・に印加されるパルス
電圧波形を表わしている。又、各信号電極Ｙに印加され
る画像信号のデータ波形Ｄも表わしてある。タイミング
チャートの横軸は選択期間Ｈを取っており、ｊ番目の選
択期間Ｈｊは放電チャネルＸｊに割り当てられており、
次の選択期間Ｈｊ＋１は放電チャネルＸｊ＋１に割り当
てられている。

【００１０】選択期間Ｈｊが来ると、対応する放電チャ
ネルＸｊのカソードＫｊに負極性のパルスが印加され、
接地電位に保たれているアノードＡｊとの間にプラズマ
放電を発生させる。プラズマ放電が終了した時点で対応
するデータＤｊが放電チャネルＸｊの各画素にサンプリ
ングされる。次の選択期間Ｈｊ＋１が来ると、放電チャ
ネルＸｊ＋１のカソードＫｊ＋１に負極性のパルスが印
加され、接地電位に保持されているアノードＡｊ＋１と
の間でプラズマ放電が発生する。これにより、対応する
データＤｊ＋１が放電チャネルＸｊ＋１上の各画素２１
に書き込まれる。この様にして、放電チャネルＸｊ，Ｘ
ｊ＋１，Ｘｊ＋２・・・を順次プラズマ放電させること
で、画像信号の各データＤｊ，Ｄｊ＋１，Ｄｊ＋２・・
・を書き込んでいく。

【００１１】本実施形態では、放電チャネルＸｊに割り
当てられた選択期間Ｈｊが到来する前の選択期間Ｈｊ−
２で、いわゆるリフレッシュ放電を行なっている。この
リフレッシュ放電は、カソードＫｊを接地電位に維持す
る一方、通常とは逆にアノードＡｊに負極性のパルスを
印加している。これによりプラズマ放電が発生する。こ
のプラズマ放電で発生した正イオンは、アノードＡｊ側
の表面に照射される。この結果、アノードＡｊの表面に
付着した不純物が除かれることになる。尚、このリフレ
ッシュ放電によりプラズマ放電が発生した場合、一時的
に本来のデータではないＤｊ−２が放電チャネルＸｊ上
の各画素２１に書き込まれることになる。しかし、この
データＤｊ−２は直ぐ後の選択期間Ｈｊで本来のデータ
Ｄｊに書き換えられる為、実際上はほとんど問題がな
い。以下同様に、選択期間Ｈｊ−１では先行して放電チ
ャネルＸｊ＋１のリフレッシュ放電を行なっている。こ
の後選択期間Ｈｊ＋１が到来すると、Ｘｊ＋１で通常の
プラズマ放電を発生させている。この様に、本実施形態
では、放電チャネルＸの順次選択に先立って、選択期間
Ｈに先行するタイミングで順次リフレッシュ放電を発生
させている。１フレーム周期をＴとし、リフレッシュ放
電から本来の放電までの期間をＴｅｒｒとすると、表示
セルに本来でないデータが書き込まれている時間の割合
はＴｅｒｒ／Ｔである。図示の例では、Ｔｅｒｒが２Ｈ
周期程度である。７６８ラインの放電チャネルＸで構成
されている表示装置を考えた場合、Ｔｅｒｒ／Ｔ＝２／
７６８＝０．２６％となり、実質的に無視できる。

【００１２】別の実施例としては、表示装置の電源を切
ってバックライトを消灯した後、適当な一定時間だけア
ノードとカソードを入れ換えたリフレッシュ放電を行な
うことで、アノード上に付着した不純物を除く様にして
もよい。その後、一定期間通常の放電走査を行なった
後、装置の電源を完全に落とす様にするとよい。リフレ
ッシュ放電の後通常の放電走査を行なうことで、画面の
焼きつきなどを防止することができる。

【００１３】以上の実施形態では、ＤＣ型のプラズマセ
ルを用いたプラズマアドレス表示装置の場合について説
明したが、本発明はこれに限られずＤＣ型のプラズマ放
電を用いる放電セル装置において、アノード電極表面の
汚染を防止する手段として、広く有効である。

【００１４】以下、図２〜図５を参照して、図１に示し
たプラズマアドレス表示装置の構造並びに動作を詳細に
説明する。図２は、図１に示した表示パネルの具体的な
構成を示す断面図である。図示する様に、プラズマアド
レス型の表示パネル０は、液晶セル１とプラズマセル２
と両者の間に介在する薄板ガラス３とからなるフラット
パネル構造を有する。薄板ガラス３はマイクロシートと
呼ばれている。プラズマセル２はフリット１０によって
薄板ガラス３に接合した下側のガラス基板４から構成さ
れている。薄板ガラス３とガラス基板４との間の空隙に
ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンなどイオン化可
能な気体が封入されている。下側のガラス基板４の内表
面にはストライプ状の放電電極が形成されている。これ
らの放電電極は交互にアノード電極Ａ及びカソード電極
Ｋとして機能する。各アノード電極Ａの上には隔壁7が
形成されており、イオン化可能な気体が封入された空隙
を分割して放電チャネルＸを構成する。隔壁７の頂部は
薄板ガラス３の一面側に当接している。一対の隔壁７で
囲まれた放電チャネルＸ内で、アノード電極Ａとカソー
ド電極Ｋとの間にプラズマ放電を発生させる。尚、薄板
ガラス３と下側のガラス基板４は前述した様にガラスフ
リット１０などにより互いに接合している。

【００１５】一方、液晶セル１は透明な上側のガラス基
板８を用いて構成されている。このガラス基板８は薄板
ガラス３の他面側に所定の間隙を介してシール材６によ
り接着されており、間隙には電気光学物質として液晶９
が封入されている。上側のガラス基板８の内表面には透
明な信号電極Ｙが形成されている。この信号電極Ｙと放
電チャネルＸが交差する部分にマトリクス状の画素が形
成される。又、図示しないが、ガラス基板８の内表面に
はカラーフィルタも設けてあり、各画素に例えばＲＧＢ
三原色を割り当てる。係る構成を有するフラットパネル
は透過型であり、例えばプラズマセル２が入射側に位置
し、液晶セル１が出射側に位置する。この場合、図示し
ないがバックライトがプラズマセル２側に取り付けられ
る。

【００１６】図３は、図２に示した表示パネル０の電極
構造を示す模式図である。図示する様に、ガラス基板４
にはアノード電極Ａ、カソード電極Ｋが交互に形成され
ており、更に各アノード電極Ａの上に隔壁７が形成され
ている。一対の隔壁７によって仕切られた領域が一本の
放電チャネルＸを構成する。これに対し、液晶セル側の
ガラス基板（図示せず）には透明な信号電極Ｙがストラ
イプ状に形成されている。放電チャネルＸと信号電極Ｙ
との交差部分に画素が形成される。係る構成を有するプ
ラズマアドレス型の液晶表示パネルでは、プラズマ放電
が行なわれる行状の放電チャネルＸを線順次で切り換え
走査するとともに、この走査に同期して液晶セル側の列
状信号電極Ｙに映像信号を印加することにより表示駆動
が行なわれる。放電チャネルＸ内にプラズマ放電が発生
すると内部はほぼ一様にアノード電位になり、一行毎の
画素選択が行なわれる。即ち、一本の放電チャネルＸは
走査線一ライン分に対応し、サンプリングスイッチとし
て機能する。プラズマサンプリングスイッチが導通した
状態で各信号電極Ｙに映像信号が印加されると、サンプ
リングが行なわれ画素の点灯もしくは消灯が制御でき
る。プラズマサンプリングスイッチが非導通状態になっ
た後にも映像信号はそのまま画素内に保持される。液晶
セル１は映像信号に応じてバックライトからの入射光を
出射光に変調し映像表示を行なう。

【００１７】図４は、図２及び図３に示した表示パネル
の一画素分を模式的に表わしている。放電チャネルＸを
構成するアノード電極Ａとカソード電極Ｋとの間に所定
の電圧を印加すると、放電チャネルＸ内のガスがイオン
化されプラズマ放電が発生する。この結果、放電チャネ
ルＸは導通状態となり、液晶層９の下面にある薄板ガラ
ス３の裏面が、仮想的に接地される。ここで、信号回路
１６から液晶層９の上面にある信号電極Ｙに信号電位を
与えると、液晶層９の上下間に電位差が発生し、容量成
分である液晶層９に対する充電が行なわれる。薄板ガラ
ス３自体は絶縁体の為、放電チャネルＸに対して直交す
る様に複数の透明な信号電極Ｙを配置し、プラズマ発生
時にそれぞれ異なった信号電位を印加すると、プラズマ
が消失した後放電チャネルＸが非導通状態となり、各画
素に対応する液晶層９に書き込まれた信号電位はそのま
まホールドされる。

【００１８】図５は、図２〜図４に示した表示パネルを
含むプラズマアドレス表示装置の全体構成を示す模式図
である。図示する様に、本表示装置は、表示パネル０と
走査回路１５と信号回路１６とで構成されている。表示
パネル０は、行列状に配され且つ信号に応答して輝度が
変化する画素を備えている。具体的には、表示パネル０
は一対の上基板８と下基板４とで構成されており、液晶
セルとプラズマセルを積層したフラット構造を有してい
る。図５には、表示パネル０の部分拡大図も含まれてお
り、液晶セル側の信号電極とプラズマセル側の放電電極
との間に行列状の画素が規定されている。尚、表示パネ
ル０の裏面側にはバックライト１３が取り付けられてい
る。走査回路１５はフレキシブルプリントケーブル（Ｆ
ＰＣ）１４を介して表示パネル０の画素の各行に接続さ
れており、行単位で画素を順次選択する。信号回路１６
もフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）１４を介し
て画素の各列に接続されており、順次選択された画素に
信号を書き込んで１フレーム分の画像を表示する。

【００１９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ア
ノードとカソードを入れ換えて逆方向の放電（リフレッ
シュ放電）を定期的に行ない、以ってアノードの表面の
清浄化を図っている。リフレッシュ放電により、アノー
ド電極の表面状態の変化を抑制でき、これにより放電セ
ル装置の長期安定性を容易に確保可能となる。リフレッ
シュ放電を行なうことで、放電気体中に含まれる不純物
ガスの濃度を厳しく制限する必要がなくなり、製造プロ
セスを簡略化することが可能となる。これにより、放電
セル装置及びこれを利用したプラズマアドレス表示装置
の生産性の向上とコスト低減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマアドレス表示装置の構成
並びに動作を示す模式図である。

【図２】図１に示したプラズマアドレス表示装置に含ま
れるパネルの具体的な構成を示す断面図である。

【図３】図１に示したプラズマアドレス表示装置に含ま
れるパネルの構成を示す模式的な斜視図である。

【図４】図１に示したプラズマアドレス表示装置に含ま
れるパネルの動作説明に供する模式図である。

【図５】図１に示したプラズマアドレス表示装置の外観
を示す模式図である。

【符号の説明】

０・・・パネル、１５・・・走査回路、１６・・・信号
回路、Ａ・・・アノード、Ｋ・・・カソード、Ｘ・・・
放電チャネル、Ｙ・・・信号電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６７０ Ｇ０９Ｇ 3/36 3/36 3/28 Ｆ Ｆターム(参考） 2H089 HA36 KA19 QA01 TA02 TA07 2H093 NA16 NA21 NA43 NA79 NC09 ND47 NE03 5C006 AC22 BB18 BB29 BC03 FA51 5C080 AA10 BB05 DD29 FF12 JJ02 JJ04 JJ06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 行状の放電チャネルを有するプラズマセ
   ル及び列状の信号電極を有する表示セルを重ね各放電チ
   ャネルと各信号電極の交差部分に画素を設けたパネル
   と、 各放電チャネルを順次選択する走査回路と、 該順次選択に応じて各信号電極に画像信号を印加し、選
   択された放電チャネルに対応する画素に該画像信号を書
   き込む信号回路とからなり、 各放電チャネルは、絶縁性の基材の上に形成されたアノ
   ード及びカソードとなる少くとも二本の放電電極及びこ
   れらの放電電極に接して配された放電可能な気体を有
   し、 前記走査回路は、各放電チャネルに割り当てられた選択
   期間が来る毎に、アノードとカソードの間に所定の電圧
   を印加して該気体を放電させ各放電チャネルを順次選択
   するプラズマアドレス表示装置において、 前記走査回路は、該選択期間以外のタイミングでアノー
   ドとカソードを入れ換えて逆方向の放電を発生させ、以
   ってアノードの表面の清浄化を図ることを特徴とするプ
   ラズマアドレス表示装置。
2. 【請求項２】 前記走査回路は、各放電チャネルの順次
   選択に先立って、該選択期間に先行するタイミングで順
   次該逆方向の放電を発生させることを特徴とする請求項
   １記載のプラズマアドレス表示装置。
3. 【請求項３】 前記走査回路は、該順次選択の繰り返し
   による画像信号の書き込みが終了した時点で各放電チャ
   ネルに該逆方向の放電を発生させることを特徴とする請
   求項１記載のプラズマアドレス表示装置。
4. 【請求項４】 行状の放電要素を有するプラズマセル
   と、各放電要素を順次選択して放電を発生させる走査回
   路とからなり、 各放電要素は、絶縁性の基材の上に形成されたアノード
   及びカソードとなる少くとも二本の放電電極及びこれら
   の放電電極に接して配された放電可能な気体を有し、 前記走査回路は、各放電要素に割り当てられた選択期間
   が来る毎に、アノードとカソードの間に所定の電圧を印
   加して該気体を放電させ各放電要素を順次選択する放電
   セル装置において、 前記走査回路は、該選択期間以外のタイミングでアノー
   ドとカソードを入れ換えて逆方向の放電を発生させ、以
   ってアノードの表面の清浄化を図ることを特徴とする放
   電セル装置。