JPH0675534A - プラズマアドレス液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラズマアドレス液晶表示装置の完全な交流
駆動を実現する。 【構成】 プラズマアドレス液晶表示装置は誘電シート
３を介して液晶セル１とプラズマセル２を一体的に積層
した構造を有する。液晶セル１には列信号ラインＹ１，
Ｙ２，Ｙ３，…，ＹＭとなる複数の信号電極が設けられ
ており、プラズマセル２には行走査ラインＸ１，Ｘ２，
Ｘ３，…，ＸＮとなる複数の放電電極対１０が設けられ
ている。さらに、液晶セル１の有効表示領域外に行走査
ラインＸ１，Ｘ２，…，ＸＮと直交する検出用電極Ｄが
設けられている。又、各放電電極対１０の一方のアノー
ド電極Ａと検出用電極Ｄとの間に検出容量が接続されて
いる。加えて、該検出容量の両端に発生する電圧を検出
する手段と、該検出電圧に応じて各信号ラインＹ１，Ｙ
２，…，ＹＭに印加される画像信号のオフセットレベル
を補正する調整手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶セルとスイッチング
用プラズマセルの二層構造からなるプラズマアドレス液
晶表示装置に関する。より詳しくはその駆動制御方式に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶セルを用いたマトリクスタイ
プの表示装置を高解像度化、高コントラスト化する為の
手段としては、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
マトリクスアドレス方式が一般に知られている。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。

【０００３】そこでこの短所を解決する手段として、ブ
ザク等は特開平１−２１７３９６号公報において、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
ズマスイッチを利用する方式を提案している。以下、プ
ラズマ放電に基くスイッチを利用して液晶セルを駆動す
るプラズマアドレス液晶表示装置の構成を簡潔に説明す
る。図３に示す様に、この装置は液晶セル１０１とプラ
ズマセル１０２と両者の間に介在する極薄の誘電シート
１０３とからなる積層フラットパネル構造を有してい
る。プラズマセル１０２はガラス基板１０４を用いて形
成されており、その表面に複数の平行な溝１０５が設け
られている。この溝１０５は例えば行列マトリクスの行
方向に伸びている。各溝１０５は誘電シート１０３によ
って密封されており個々に分離したプラズマ室１０６を
構成している。この密封されたプラズマ室１０６にはイ
オン化可能なガスが封入されている。隣接する溝１０５
を隔てる凸状部１０７は個々のプラズマ室１０６を区分
けする隔壁の役割を果たすとともに各プラズマ室１０６
のギャップスペーサとしての役割も果たしている。各溝
１０５の底部には互いに平行な一対の放電電極１０８，
１０９が設けられている。この放電電極対はアノード及
びカソードとして機能しプラズマ室１０６内のガスをイ
オン化して放電プラズマを発生する。かかる放電領域は
行走査ラインとなる。

【０００４】一方液晶セル１０１は透明基板１１０を用
いて構成されている。この透明基板１１０は誘電シート
１０３に所定の間隙を介して対向配置されており間隙内
には液晶層１１１が充填されている。又、透明基板１１
０の内表面には透明導電材料からなる信号電極１１２が
形成されている。この信号電極１１２はプラズマ室１０
６と直交しており列信号ラインとなる。列信号ラインと
行走査ラインの交差部分にマトリクス状の画素が規定さ
れる。

【０００５】かかる構成を有する表示装置においては、
プラズマ放電が行なわれるプラズマ室１０６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
ル側の信号電極１１２に画像信号を印加する事により表
示駆動が行なわれる。プラズマ室１０６内にプラズマ放
電が発生すると内部は略アノード電位に近くなり１走査
ライン毎の画素選択が行なわれる。換言すると、放電領
域の直上で液晶層と接する誘電シート１０３の表面に仮
想電極が現われる事になる。仮想電極の電位は誘電シー
ト１０３の分極によって定まり放電領域の電位に応じた
ものとなる。プラズマ室１０６はこの仮想電極に所定の
電位を与える為の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
画素に画像信号が印加されると、サンプリングホールド
が行なわれ画素の点灯もしくは消灯が制御できる。即ち
仮想電極と信号電極との間に生じる電位差に応じて液晶
層の光透過率が変化する。プラズマサンプリングスイッ
チが非導通状態になると仮想電極の電位が浮遊状態にな
り画素に書き込まれた画像信号はそのまま保持される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】液晶を直流駆動すると
劣化が生じ寿命が短かくなる為好ましくない。通常液晶
は交流駆動される。一般の液晶表示装置では、対向電極
の電位を基準として信号電極の電位を例えばフレーム毎
に反転させる。一般の液晶表示装置では対向電極の電位
は一定であるので問題は生じない。しかしながら、上述
したプラズマアドレス液晶表示装置では仮想電極が対向
電極に対応している。この仮想電極の電位は放電電位の
支配を受けている。プラズマ室内における放電電位はア
ノード電位側に近くなるが必ずしも完全に一致する事は
なく誤差が含まれている。換言すると、このアノード電
位に対する誤差分だけ、各プラズマ室に寄生電圧が発生
する事になる。この寄生電圧は一定ではなく個々のプラ
ズマ室の放電特性に応じてばらつきがある。従って予め
所定の誤差量を見込んでオフセット電位を設定し交流駆
動を行なっても、実際には直流成分が含まれ液晶劣化の
原因になるという問題点あるいは課題がある。又、個々
の行走査ラインの間で寄生電圧のばらつきがある為画像
表示面全体に渡って均一な表示コントラストを得る事が
できないという問題点がある。

【０００７】本発明の理解を容易にする為に、上述した
課題あるいは問題点を具体的に説明する。図４は、図３
に示したプラズマアドレス液晶表示装置の１走査ライン
分を切り取って示した部分断面構造とその等価回路を示
す。この等価回路中、ＣＬＣは液晶層１１１の容量成分
を表わし、ＣＳは誘電シート１０３の容量成分を表わ
し、ＳＷはプラズマスイッチである。このプラズマスイ
ッチＳＷはプラズマ室１０６に設けられたアノード１０
８及びカソード１０９の放電電極対の機能を等価的に表
わしたものである。即ち、プラズマスイッチＳＷは放電
中にのみ閉じる。又、ＲＰはプラズマスイッチの抵抗を
表わし、ＥＰは前述した寄生電圧を表わす。

【０００８】図５は図３に示したプラズマアドレス液晶
表示装置の全体等価回路を示す。図４に示した１走査ラ
イン分の等価回路が全ライン数Ｎ分だけ並列に接続され
た構成となっている。なお、本図では各行走査ラインを
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…ＸＮで表わしている。各行走査ラ
インのアノードＡは共通に結線されている。一方、列信
号ラインはＹｉで表わされており、図示を簡略化する為
に１本のみを示している。この等価回路において、ＣＬ
Ｃ及びＣＳは各走査ライン間で略一定であり且つ計算か
らも求められる数値であるが、ＲＰ及びＥＰは各走査ラ
インの放電状態や構造上のばらつきによって変動する。
本装置では液晶層をオン／オフ駆動する為に、共通結線
されたアノードＡと各信号ラインＹｉの間に交流の駆動
電圧ＶＬＣを印加している。同時に、液晶層に直流電圧
が印加されるのを防ぐ為、寄生電圧ＥＰと等しいオフセ
ット電圧ＥＣを逆極性で加えている。しかしながら、寄
生電圧ＥＰは各走査ライン毎に異なっており、一義的に
定めたオフセット電圧ＥＣでは各走査ライン毎の液晶層
に印加される直流成分を完全に除去する事は不可能であ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は液晶層に印加される直流成分を除去
し完全な交流駆動を達成する事を目的とする。併せて液
晶駆動の均一化を図る事を目的とする。かかる目的を達
成する為に以下の手段を講じた。即ち、列信号ラインと
なる複数の信号電極を有する液晶セルと、行走査ライン
となる複数の放電電極対を有するプラズマセルとを誘電
シートを介して一体的に積層したプラズマアドレス液晶
表示装置において、液晶セルの有効表示領域外に列信号
ラインと直交する検出用電極を設けた事を特徴とする。
この検出用電極はダミー信号電極で構成できる。さら
に、本発明にかかる表示装置は、各放電電極対の一方の
アノード電極と前記検出用電極との間に接続された検出
容量と、該検出容量の両端に発生する電圧を検出する手
段と、該検出電圧に応じて前記信号電極に印加される画
像信号のオフセットレベルを補正する調整手段とを含ん
でいる。この調整手段は、例えば該検出電圧に比例した
オフセット電圧を発生する可変電源からなる。

【００１０】

【作用】本発明によれば、液晶セルの有効表示領域外に
列信号ラインと直交する検出用電極を設けている。さら
に、この検出用電極とアノード電極との間に検出容量を
接続している。各行走査ラインが線順次で放電すると、
検出容量が逐次充電され、各走査ラインに固有の寄生電
圧に応じた電圧が該検出容量の両端に発生する。この検
出電圧に従って、各寄生電圧を打ち消す様に可変のオフ
セット電圧を画像信号に重畳させる。この様にして、各
行走査ライン毎に寄生電圧の補正が行なわれ、画面全体
として実質的に完全な交流駆動が実現できる。

【００１１】

【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
ス液晶表示装置を示す模式図である。（Ａ）は列信号ラ
イン方向即ち信号電極方向に沿って切断した断面構造を
表わしており、（Ｂ）は平面パタン形状を表わしてい
る。本装置は液晶セル１とプラズマセル２と両者の間に
介在する極薄の誘電シート３とを積層した構造を有す
る。液晶セル１はガラス基板４を用いて構成されてお
り、その内側主面には透明導電膜からなるＭ本の信号電
極がストライプ状に形成されており、列信号ラインＹ
１，Ｙ２，Ｙ３，…，ＹＭを構成する。なお、（Ａ）で
は信号電極が陰となっており図示されていない。基板４
はスペーサ６を用いて所定の間隙を介し誘電シート３に
接着されている。間隙内には液晶層７が充填封入されて
いる。

【００１２】一方プラズマセル２は下側のガラス基板８
を用いて構成されている。ガラス基板８の内側主面上に
は列信号ラインＹ１，Ｙ２，…，ＹＭと直交するストラ
イプ状の溝９がＮ本形成されており、行走査ラインＸ
１，Ｘ２，Ｘ３，…，ＸＮを構成する。各溝９の底部に
はアノードＡとカソードＫからなる放電電極対１０が延
設されている。基板８は誘電シート３に接着されてお
り、気密封止された各溝９はプラズマ室１２を構成し、
その内部にはイオン化可能なガスが封入されている。ガ
ス種は例えばヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンあ
るいはこれらの混合気体から選ぶ事ができる。個々の溝
９の間に位置する凸状部１３は隔壁として機能するとと
もに、誘電シート３の裏面側に当接してスペーサとして
の機能も果たす。なおプラズマセル２の構造は図示する
ものに限られるものではない。例えば、平坦な基板表面
にアノード／カソードを厚膜印刷するとともに、隔壁も
厚膜印刷で形成する様にしても良い。

【００１３】本発明の特徴事項として、液晶セル１の有
効表示領域外に行走査ラインＸ１，Ｘ２，…，ＸＮと直
交する検出用電極Ｄを設けている。なお、有効表示領域
は、（Ｂ）に示す一点鎖線により表わされている。この
検出用電極Ｄはダミー信号電極からなり、列信号ライン
Ｙ１，Ｙ２，…，ＹＭと平行に形成されている。但し、
本発明はこれに限られるものではなく、列信号ラインを
構成する何れか１本の信号電極を、検出用電極として用
いる事も可能である。前述した様に、この検出用電極Ｄ
は行走査ラインＸ１，Ｘ２，…，ＸＮと直交しており、
各走査ラインに発生する寄生電圧を検出する為に用いら
れる。

【００１４】次に、図１に示す装置の画像表示動作を説
明する。アノードＡに対しカソードＫを負電位にする事
でプラズマ室１２内にグロー放電が起る。発生したプラ
ズマはストライプ状の溝９に広がり、誘電シート３の裏
面は略アノード電位に近くなる。一方プラズマ放電の発
生していない溝９に位置するアノードＡは高インピーダ
ンスで誘電シート３から分離されている。このプラズマ
放電のスイッチング作用を利用して液晶セル１の線順次
走査を行なう。この走査に同期して信号ラインＹ１，Ｙ
２，…，ＹＭに駆動電圧を印加すると誘電シート３を介
して液晶層７に画像信号を書き込む事ができる。

【００１５】ところで液晶層７に直流電界が印加される
と劣化が生じる。各プラズマ室１２の放電電位がアノー
ド電位からシフトしており寄生電圧が発生するので、こ
の分を見込んで信号ラインＹ１，Ｙ２，…，ＹＭを交流
駆動する必要がある。この為に寄生電圧を正確にモニタ
する必要があり検出用電極Ｄが設けられている。図２
は、図１に示したプラズマアドレス液晶表示装置の等価
回路を表わしており、駆動電圧のレベルを調節する手段
も含んでいる。理解を容易にする為、有効表示領域部分
と非有効表示領域部分を上下に分けて図示している。有
効表示領域では、個々の行走査ラインＸ１，Ｘ２，Ｘ
３，…，ＸＮと各列信号ラインＹｉとの交差部分に画素
が規定される。なお、図示を簡略化する為に列信号ライ
ンＹｉは１本のみを示してある。各画素は、等価的に液
晶容量ＣＬＣ、誘電シート容量ＣＳ、プラズマスイッチ
抵抗ＲＰ、寄生電圧ＥＰ、プラズマスイッチＳＷの直列
接続で表わされる。前述した様に、各プラズマスイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２，…，ＳＷＮは線順次で選択的に閉じら
れる。又、寄生電圧ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３，…，ＥＰ
Ｎは夫々ばらついている。一方、プラズマスイッチ抵抗
ＲＰ、液晶容量ＣＬＣ、誘電容量ＣＳについては各画素
について略一定である。各行走査ラインＸ１，Ｘ２，
…，ＸＮを通じて共通に結線されたアノードＡと、個々
の列信号ラインＹｉとの間に交流駆動電圧ＶＬＣが印加
される。又、駆動電圧ＶＬＣのオフセットレベルを補正
する為の調整手段も接続されている。本例では、この調
整手段はオフセット電圧ＥＣを発生する可変電源２１か
ら構成されている。

【００１６】一方、非有効表示領域では、各行走査ライ
ンＸ１，Ｘ２，…，ＸＮと検出用電極Ｄが直交配列され
ており、個々の交差部に画素と同様の等価回路が配置さ
れる。アノード電極Ａと検出用電極Ｄとの間に検出容量
ＣＯが接続されている。この検出容量ＣＯは各プラズマ
スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，…，ＳＷＮが線順次
で導通する毎に充電される。この充電により検出容量Ｃ
Ｏの両端に発生する電圧ＥＯを検出する為の手段２２が
接続されている。図示の等価回路から明らかな様に、検
出電圧ＥＯはＥＰ×（ＣＬＣ＋ＣＳ）／（ＣＯ＋（ＣＬ
Ｃ＋ＣＳ））で与えられる。即ち、検出容量ＣＯ、液晶
容量ＣＬＣ、誘電シート容量ＣＳが一定であるので、検
出抵抗ＥＯは寄生電圧ＥＰに比例している。従って、線
順次走査毎に検出電圧ＥＯをモニタする事により、寄生
電圧ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ３，…，ＥＰＮのばらつきを
検出する事ができる。

【００１７】前述した可変電源２１は、検出電圧ＥＯに
応じて変化するオフセット電圧ＥＣを出力し駆動電圧Ｖ
ＬＣに重畳させる。このオフセット電圧ＥＣにより各行
走査ライン毎の寄生電圧ＥＰ１，ＥＰ２，…，ＥＰＮは
相殺され全体として略完全な交流駆動を行なう事ができ
る。具体的な調整方式としては、例えば検出電圧ＥＯの
平均値に対応して予めオフセット電圧ＥＣの基準レベル
を設定する。従って、この基準レベルは個々の寄生電圧
ＥＰ１，ＥＰ２，…，ＥＰＮの平均レベルに等しい値を
有する。このオフセット電圧ＥＣの基準レベルを中心に
して、検出電圧ＥＯの変化量に比例して実際に出力され
るオフセット電圧ＥＣを補正すれば良い。

【００１８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、行
走査ラインの寄生電圧を個々にモニタする為の検出用電
極を設けるとともに、検出結果に基き液晶交流駆動電圧
のオフセットレベルを調整している。かかる構成によ
り、液晶に対する直流成分の印加を防止でき劣化や表示
品位の低下を抑制できるという効果がある。

【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
の基本的な構成を示す模式図である。

【図２】図１に示すプラズマアドレス液晶表示装置の等
価回路図である。

【図３】従来のプラズマアドレス液晶表示装置を示す斜
視図である。

【図４】従来のプラズマアドレス液晶表示装置の１走査
ライン分を示す模式図である。

【図５】従来のプラズマアドレス液晶表示装置の等価回
路図である。

【符号の説明】

１ 液晶セル ２ プラズマセル ３ 誘電シート ４ ガラス基板 ７ 液晶層 ８ ガラス基板 ９ 溝 １０ 放電電極対 １２ プラズマ室 ２１ 可変電源 ２２ 検出手段 Ａ アノード Ｋ カソード Ｄ 検出用電極 Ｘ 行走査ライン Ｙ 列信号ライン ＶＬＣ 駆動電圧 ＥＣ オフセット電圧 ＥＯ 検出電圧 ＣＬＣ 液晶容量 ＣＳ 誘電シート容量 ＥＰ 寄生電圧 ＳＷ プラズマスイッチ ＣＯ 検出容量

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列信号ラインとなる複数の信号電極を有
   する液晶セルと、行走査ラインとなる複数の放電電極対
   を有するプラズマセルとを誘電シートを介して一体的に
   積層したプラズマアドレス液晶表示装置であって、 液晶セルの有効表示領域外に行走査ラインと直交する検
   出用電極を設けた事を特徴とするプラズマアドレス液晶
   表示装置。
2. 【請求項２】 前記検出用電極はダミー信号電極である
   事を特徴とする請求項１記載のプラズマアドレス液晶表
   示装置。
3. 【請求項３】 各放電電極対の一方のアノード電極と前
   記検出用電極との間に接続された検出容量と、該検出容
   量の両端に発生する電圧を検出する手段と、該検出電圧
   に応じて前記信号電極に印加される画像信号のオフセッ
   トレベルを補正する調整手段とを含む事を特徴とする請
   求項１記載のプラズマアドレス液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記調整手段は該検出電圧に比例したオ
   フセット電圧を発生する可変電源である事を特徴とする
   請求項３記載のプラズマアドレス液晶表示装置。