JP3393419B2 - プラズマアドレス表示装置 - Google Patents

プラズマアドレス表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気光学材料層を有
する電気光学表示セルとプラズマセルとが誘電体シート
を介して積層されてなるプラズマアドレス表示装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、電気光学表示セルとプラズマセル
とが誘電体シートを介して積層されてなるプラズマアド
レス表示装置が提案されている。図5および図6は、プ
ラズマアドレス表示装置100の構成例を示している。
【0003】同図において、プラズマアドレス表示装置
100は、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とされる。誘電体シート3は薄板ガ
ラス等で構成される。この誘電体シート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。
【0004】表示セル1は上側のガラス基板(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
延びる複数本のデータ電極5が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6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、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。
【0005】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。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10
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。
【0006】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1
1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、イオン化可能なガスが封入される。封入されるガ
スとしては、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が使用される。
【0007】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放電
チャネル(空間)12が行方向に並列的に形成される。
すなわち、放電チャネル12はデータ電極5と直交する
ように形成される。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1対の放電チャネル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
7に示すように画素13が規定される。
【0008】以上の構成において、所定の一対の放電チ
ャネル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、その一対の放電
チャネル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、その内部は略アノード電位に維持
される。この状態で、データ電極5にデータ電圧が印加
されると、その一対の放電チャネル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、放電チャネル12は浮遊電位となり、各画素1
3の液晶層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フレーム後)まで保持される。この場
合、放電チャネル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はサンプリングキ
ャパシタとして機能する。
【0009】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
が行なわれる。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放電チャネル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。
【0010】図8は、上述したプラズマアドレス表示装
置100の全体回路構成を示している。この図8におい
て、図5および図6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〜DSmが同時に
出力され、この複数画素のデータ電圧DS1〜DSmはそ
れぞれバッファ221〜22mを介して複数のデータ電極
1〜5mに供給される。
【0011】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2
4およびカソードドライバ25の動作も制御されてい
る。
【0012】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9A1〜9Anに基準電圧としてのアノード電圧VA
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9K1〜9Kn-1に順次アノード電位と所定電位差
のカソード電圧VK1〜VKn-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9K1〜9Kn-1に対応
する一対の放電チャネル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〜DSmを書き込む一対の放
電チャネル12が行方向(垂直方向)に順次走査される
ことになる。
【0013】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9A〜Dは、連続するカソー
ド電極9Ka〜9Ka+3にそれぞれ印加されるカソード電
圧VKa〜VKa+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DSを示している。カソ
ード電極9Ka〜9Ka+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VKa〜VKa+3が印加される。この
とき印加されるカソード電圧は、アノード電位を0Vと
すると、例えば−400Vである。これにより、プラズ
マ放電を発生させる放電チャネル12が行方向(垂直方
向)に順次走査される。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。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】図10は、上述したプ
ラズマアドレス表示装置100の1画素分の等価回路を
示している。Cmsは液晶層7の容量と誘電体シート3の
容量の合成容量、SWは放電チャネル12で構成される
仮想的スイッチ(サンプリングスイッチ)、Cpは仮想
的スイッチSWと並列的に配されるプラズマ部の容量で
ある。
【0015】ここで、あるフレームで−80Vのデータ
電圧DSを書き込んだ後、次のフレームで+80Vのデ
ータ電圧DSを書き込む場合を考える。この場合、ある
フレームの書き込み時における等価回路は図11Aに示
す状態となる。そして、次のフレームで−400Vのカ
ソード電圧が印加されてプラズマ放電が発生する直前の
等価回路は同図Bに示す状態となり、誘電体シート3の
下面(プラズマセル2側の面)の電位は+160Vとな
る。
【0016】図12は、図11Bの状態でカソード電極
9Kに−400Vのカソード電圧が印加された場合の放
電チャネル12内の−360V〜0Vの等電位線(40
V間隔)を示しており、放電チャネル12内に強い電界
が発生するため、放電チャネル12内におけるプラズマ
放電の遅れは少ない。
【0017】次に、あるフレームで+80Vのデータ電
圧DSを書き込んだ後、次のフレームで−80Vのデー
タ電圧DSを書き込む場合を考える。この場合、あるフ
レームの書き込み時における等価回路は図11Cに示す
状態となる。そして、次のフレームで−400Vのカソ
ード電圧が印加されてプラズマ放電が発生する直前の等
価回路は同図Dに示す状態となり、誘電体シート3の下
面電位は−160Vとなる。
【0018】図13は、図11Dの状態でカソード電極
9Kに−400Vのカソード電圧が印加された場合の放
電チャネル12内の−360V〜−160Vの等電位線
(40V間隔)を示しており、放電チャネル12内に発
生する電界が弱くなるため、放電チャネル12内におけ
るプラズマ放電が抑制される。
【0019】このように従来のプラズマアドレス表示装
置にあっては、データ電圧DSが負となるフレームで
は、そのデータ電圧DSが大きくなるに従ってプラズマ
放電の抑制力が大きくなるため、プラズマ放電の発生が
不安定となる。このようにプラズマ放電の発生が不安定
となると、液晶層7へのデータ電圧DSの書き込みが安
定して行われなくなり、安定した表示ができなくなる。
一方、データ電圧DSが大きくなってもプラズマ放電が
安定して発生するようにするためには、放電駆動電圧と
してのカソード電圧を大きくする必要がある。
【0020】そこで、この発明では、放電駆動電圧を大
きくしなくてもデータ電圧の大きさに依らずにプラズマ
放電を安定して発生させることができるプラズマアドレ
ス表示装置を提供するものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】この発明に係るプラズマ
アドレス表示装置は、複数のデータ電極が平行に配され
た電気光学表示セルと、データ電極と直交して複数の放
電チャネルが設けられたプラズマセルとが誘電性シート
を介して積層され、複数の放電チャネルを順次選択して
プラズマ放電を発生させるとともに、選択された放電チ
ャネルに対応して誘電性シートを介して複数のデータ電
極にデータ電圧を書き込むプラズマアドレス表示装置に
おいて、選択された放電チャネルにプラズマ放電が発生
て所定時間後に複数のデータ電極に極性反転された
データ電圧を印加して、誘電性シートの電位を一定に保
つようになされたものである。例えば、電気光学材料層
は液晶層である。
【0022】
【作用】この発明においては、選択された放電チャネル
にプラズマ放電が発生した後に複数のデータ電極に印加
されるデータ電圧の極性を反転させるものであり、プラ
ズマ放電が発生する直前の誘電体シートの下面電位はほ
ぼプラズマ電極を構成するアノード電極の電位に保たれ
るため、プラズマ電極を構成するカソード電極にアノー
ド電位と所定電位差のカソード電圧を印加した場合の放
電チャネル内の電界の強さはデータ電圧の大きさに依ら
ずにほぼ一定となり、放電駆動電圧としてのカソード電
圧を大きくしなくてもプラズマ放電を安定して発生させ
ることが可能となる。そして、このようにプラズマ放電
を安定して発生させることができることから、電気光学
材料層の部分へのデータ電圧の書き込みが安定して行わ
れ、安定した表示を実現し得る。
【0023】
【実施例】以下、図1を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。この図1において、図8と対応
する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略す
る。本例は、図8の例における液晶ドライバ21、カソ
ードドライバ25にそれぞれ相当する液晶ドライバ21
N、カソードドライバ25Nの部分を除き、図8の例と
同様に構成される。
【0024】本例においては、各水平期間毎にカソード
ドライバ25Nよりカソード電極9K1〜9Kn-1に順次
アノード電位に対して所定電位差のカソード電圧VK1
〜VKn-1が印加される。この場合、各水平期間の開始
時点から所定時間t0だけアノード電位に対して所定電
位差のカソード電圧VK1〜VKn-1が印加される。
【0025】また、液晶ドライバ21Nよりバッファ2
1〜22mを介してデータ電極51〜5mに供給されるデ
ータ電圧DS1〜DSmは、各水平期間の開始時点から所
定時間△T後、すなわちアノード電位に対して所定電位
差のカソード電圧が印加されたカソード電極に対応する
放電チャネル12にプラズマ放電が発生した後に極性が
反転される。したがって、各水平期間の開始時点から所
定時間△Tの間、データ電極51〜5mには1つ前の水平
期間に書き込まれるデータ電圧DS1〜DSmがそのまま
供給される。
【0026】この場合、上述したように液晶の交流駆動
のためにデータ電圧DS1〜DSmがそれぞれ1水平期間
毎および1フレーム毎に極性が反転されていることか
ら、所定時間△Tの間にデータ電極51〜5mに供給され
るデータ電圧DS1〜DSmは前のフレームに書き込まれ
たデータ電圧DS1〜DSmと同一極性のものとなる。こ
こで、△T<t0を満している。なお、△Tは、放電チ
ャネル12の構造、放電駆動電圧としてのカソード電圧
の大きさ、放電チャネル12内のガスの種類や圧力等で
決まる。
【0027】図2A〜Dは、連続するカソード電極9K
a〜9Ka+3にそれぞれ印加されるカソード電圧VKa
VKa+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DSを示している。本例は以上の
ように構成され、その他は図8の例と同様に構成され
る。
【0028】本例において、あるフレームで−80Vの
データ電圧DSを書き込んだ後、次のフレームで+80
Vのデータ電圧DSを書き込む場合を考える。ただし、
次のフレームで1つ前の水平期間に書き込まれるデータ
電圧DSは−80Vであるとする。この場合、あるフレ
ームの書き込み時における等価回路は図3Aに示す状態
となる。そして、次のフレームで−400Vのカソード
電圧が印加されてプラズマ放電が発生する直前の等価回
路は同図Bに示す状態となり、データ電圧DSは+80
Vではなく、1つ前の水平期間に書き込まれる−80V
であるため、誘電体シート3の下面(プラズマセル2側
の面)の電位は0Vとなる。
【0029】次に、あるフレームで+80Vのデータ電
圧DSを書き込んだ後、次のフレームで−80Vのデー
タ電圧DSを書き込む場合を考える。ただし、次のフレ
ームで1つ前の水平期間に書き込まれるデータ電圧DS
が+80Vであるとする。この場合、あるフレームの書
き込み時における等価回路は図3Cに示す状態となる。
そして、次のフレームで−400Vのカソード電圧が印
加されてプラズマ放電が発生する直前の等価回路は同図
Dに示す状態となり、データ電圧DSは−80Vではな
く、1つ前の水平期間に書き込まれる+80Vであるた
め、誘電体シート3の下面の電位は0Vとなる。
【0030】なお、実際には、あるフレームに書き込ま
れるデータ電圧DSと次のフレームの1つ前の水平期間
に書き込まれるデータ電圧DSは必ずしも等しくはない
が、ビデオデータの相関性からその差は一般的に小さ
く、アノード電位と所定電位差のカソード電圧がカソー
ド電極に印加される直前の誘電体シート3の下面電位は
0V近傍となる。図4は、図3B、Dの状態でカソード
電極9Kに−400Vのカソード電圧が印加された場合
の放電チャネル12内の−360V〜0Vの等電位線を
示している。
【0031】このように本例においては、アノード電位
と所定電位差のカソード電圧がカソード電極に印加され
る直前の誘電体シート3の下面電位がデータ電圧DSの
大きさに依らずに0V近傍に保たれるため、アノード電
位と所定電位差のカソード電圧をカソード電極に印加し
た場合の放電チャネル12内の電界の強さはデータ電圧
DSの大きさに依らずにほぼ一定となり、放電駆動電圧
としてのカソード電圧を大きくしなくてもプラズマ放電
を安定して発生させることができる。そして、このよう
にプラズマ放電を安定して発生させることができるた
め、液晶層7に対してデータ電圧DSの書き込みを安定
して行うことができ、安定した表示を行うことができ
る。
【0032】
【発明の効果】この発明によれば、選択された放電チャ
ネルにプラズマ放電が発生した後に複数のデータ電極に
印加されるデータ電圧の極性を反転させるものであり、
プラズマ放電が発生する前の誘電体シートの下面電位は
ほぼプラズマ電極を構成するアノード電極の電位に保た
れるため、プラズマ電極を構成するカソード電極にアノ
ード電位と所定電位差のカソード電圧を印加した場合の
放電チャネル内の電界の強さはデータ電圧の大きさに依
らずにほぼ一定となり、放電駆動電圧としてのカソード
電圧を大きくしなくてもプラズマ放電を安定して発生さ
せることができる。そして、このようにプラズマ放電を
安定して発生させることができることから、電気光学材
料層の部分へのデータ電圧の書き込みが安定して行わ
れ、安定した表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るプラズマアドレス表示装置の一
実施例を示す構成図である。
【図2】実施例におけるカソード電圧、データ電圧の変
化を示す波形図である。
【図3】誘電体シートの下面電位の変化を説明するため
の図である。
【図4】放電チャネル内の等電位線を示す図である。
【図5】プラズマアドレス表示装置の構成例を示す斜視
図である。
【図6】プラズマアドレス表示装置の構成例を示す断面
図である。
【図7】データ電極、プラズマ電極、放電チャネルの配
列を示す図である。
【図8】従来のプラズマアドレス表示装置の回路構成を
示す図でる。
【図9】従来例におけるカソード電圧、データ電圧の変
化を示す波形図である。
【図10】プラズマアドレス表示装置の1画素分の等価
回路を示す図である。
【図11】誘電体シートの下面電位の変化を説明するた
めの図である。
【図12】放電チャネル内の等電位線を示す図である。
【図13】放電チャネル内の等電位線を示す図である。
【符号の説明】 1 電気光学表示セル 2 プラズマセル 3 誘電体シート 4 上側のガラス基板(上側基板) 5,51〜5m データ電極 7 液晶層 8 下側のガラス基板(下側基板) 9A,9A1〜9An アノード電極 9K,9K1〜9Kn-1 カソード電極 10 隔壁 12 放電チャネル 13 画素 21N 液晶ドライバ 23 制御回路 24 アノードドライバ 25N カソードドライバ 100 プラズマアドレス表示装置

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】数のデータ電極が平行に配された電気
    光学表示セルと、 上記データ電極と直交して複数の放電チャネルが設けら
    れたプラズマセルとが誘電性シートを介して積層され、 上記複数の放電チャネルを順次選択してプラズマ放電を
    発生させるとともに、上記選択された放電チャネルに対
    して上記誘電性シートを介して複数のデータ電極にデ
    ータ電圧を書き込むプラズマアドレス表示装置におい
    て、 上記選択された放電チャネルにプラズマ放電が発生し
    所定時間後に上記複数のデータ電極に極性反転された
    データ電圧を印加して、上記誘電性シートの電位を一定
    に保つようになされたプラズマアドレス表示装置。
  2. 【請求項2】 上記電気光学材料層は液晶層であること
    を特徴とする請求項1に記載のプラズマアドレス表示装
    置。
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