JPH0772458A - 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パルス駆動
を実現しアナログドライバを不要にするとともにクロス
トークを抑制する。 【構成】 プラズマアドレス液晶表示装置は液晶セルと
プラズマセルとを互いに重ねたフラットパネル構造を有
する。液晶セルは列状に配列した信号電極Ｄを備えてい
る。プラズマセルは行状に配列した放電チャネルを備え
ている。各放電チャネルはアノードＡとカソードＫの対
からなる。信号電極Ｄと放電チャネルの交差部に画素１
が規定される。走査回路２は放電チャネルのカソードＫ
に対して線順次走査で選択パルスを供給する。駆動回路
３は線順次走査に同期して各信号電極Ｄに画像信号を印
加する。駆動回路３は各選択パルスの立ち下がりタイミ
ングｔ１を基準として立ち上がりタイミングｔ２が変調
された固定電圧Ｖｐの信号パルスからなる画像信号を出
力して階調表示を行なう。

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プラズマセル
とを互いに重ねたフラットパネル構造を有するプラズマ
アドレス液晶表示装置に関する。より詳しくは、プラズ
マセルの線順次走査に同期した液晶パネル側の画像信号
出力方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３を参照して従来のプラズマアドレス
液晶表示装置の一般的な構成を簡潔に説明する。なお、
プラズマアドレス液晶表示装置は例えば特開平１−２１
７３９６号公報に開示されている。図示する様に、この
液晶表示装置は液晶セル１０１とプラズマセル１０２と
両者の間に介在する共通の中間シート１０３とからなる
積層フラットパネル構造を有する。プラズマセル１０２
は下側のガラス基板１０４を用いて形成されており、そ
の表面にストライプ状の溝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延びてい
る。各溝１０５は中間シート１０３によって密封されて
おり個々に分離した放電チャネル１０６を構成してい
る。この密封された放電チャネル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は個々の放電チャネル１０６を区分けする
隔壁の役割りを果たす。各溝１０５の弯曲した底部には
互いに平行な一対の放電電極１０８，１０９が設けられ
ており、アノードＡ及びカソードＫとして機能し放電チ
ャネル１０６内のガスをイオン化してプラズマを発生す
る。かかる放電チャネル１０６は行走査単位となる。一
方、液晶セル１０１は上側のガラス基板１１０を用いて
構成されている。このガラス基板１１０は中間シート１
０３に所定の間隙を介して対向配置されており該間隙に
は液晶層１１１が保持されている。ガラス基板１１０の
内表面には透明導電膜からなる信号電極Ｄが形成されて
いる。この信号電極Ｄは放電チャネル１０６と直交して
おり列信号単位となる。列信号単位と行走査単位の交差
部分にマトリクス状の液晶画素が規定される。

【０００３】かかる構成を有するプラズマアドレス液晶
表示装置においては、プラズマ放電が行なわれる放電チ
ャネル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Ｄに画像信号を
印加する事により表示駆動が行なわれる。この点につ
き、図４を参照して若干説明を加える。図４は、図３に
示したプラズマアドレス液晶表示装置に含まれる液晶画
素を２個分だけ切り取って模式的に示したものである。
各液晶画素１１２は信号電極Ｄ１，Ｄ２及び中間シート
１０３によって挟持された液晶層１１１からなるサンプ
リングキャパシタと、プラズマサンプリングスイッチＳ
１との直列接続からなる。プラズマサンプリングスイッ
チＳ１は放電チャネルの機能を等価的に表わしたもので
ある。即ち、放電チャネルが活性化するとその内部は略
全体的にアノード電位に接続される。一方、プラズマ放
電が終了すると放電チャネルは浮遊電位となる。サンプ
リングスイッチＳ１を介して個々の液晶画素１１２のサ
ンプリングキャパシタにアナログ画像信号を書き込み所
謂サンプリングホールドを行なうものである。アナログ
画像信号のレベルによって各液晶画素１１２の階調的な
点灯あるいは消灯が制御できる。

【０００４】図５は、信号電極に印加されるアナログ画
像信号及び放電チャネルのカソードに供給される選択パ
ルスの波形図である。ある選択タイミングで１本の放電
チャネルにカソードＫを介して所定の負電圧Ｖｓを有す
る選択パルスを印加すると、放電チャネル内にプラズマ
放電が発生する。選択パルスはｔ＝０で立ち上がり所定
の選択期間経過後ｔ１で立ち下がる。即ち、ｔ１におい
てカソード電位を接地電位（０Ｖ）に戻すとプラズマ放
電は終了する。なお、アノード電位は常に接地電位に設
定されている。この立ち下がり時点ｔ１ではプラズマ放
電により発生したイオン等の荷電粒子が放電チャネル内
に存在する為、薄板ガラス等からなる中間シートの下面
はアノード及びカソードと導通状態であり、接地電位
（０Ｖ）となっている。従って、この時点ｔ１において
アナログ画像信号Ｖｓｉｇがサンプリングされ、液晶層
と中間シートの容量分割比に従って所定の画像信号を液
晶層に書き込む事ができる。やがてプラズマ放電により
発生したイオン等は基底状態に戻り放電チャネル内は小
さな浮遊容量分を残し高抵抗となる為液晶層に書き込ま
れた画像信号は次の選択タイミングまで維持される。従
って、放電チャネルを線順次で走査する事により、所望
の階調が施された画像表示が可能になる。なお、放電チ
ャネル内の浮遊容量は例えば図３に示した凸状部１０７
の容量成分等が含まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】プラズマアドレス液晶
表示装置において所望の階調表示を行なう為には、信号
電極群に対してアナログ画像信号Ｖｓｉｇを供給する必
要がある。しかしながら、この画像信号は液晶層と中間
シートの容量分割に従って各液晶画素に書き込まれるの
で、予め大きな駆動電圧が必要になる。この駆動電圧は
数十Ｖ程度に達し液晶セル単層からなるアクティブマト
リクス液晶表示装置に比べると遥かに高い。この為、耐
圧等の関係から信号電極群に接続される駆動回路をアナ
ログドライバで構成した場合高集積化は困難であるとい
う課題がある。又、プラズマアドレス液晶表示装置では
前述した放電チャネル内の浮遊容量が存在する為、これ
を介して非選択期間中にも画像信号が若干加わる事にな
り、液晶画素に書き込まれた電位が変動する。従って、
各液晶画素の輝度はこの変動分を含めた実効電圧により
支配される。互いに隣り合う信号電極間でアナログ画像
信号のレベルに極端な隔たりがあると対応する液晶画素
の実効電圧にも差が生じ、所謂クロストークが発生する
という課題がある。

【０００６】

【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、本発明は高集積化の困難なアナログドライバ
に代わる駆動回路を用いてプラズマアドレス液晶表示装
置の液晶セル側の駆動を可能にする事を目的とする。併
せて、上述したクロストークの発生を抑制する事を目的
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、本発明にかかるプラズマアドレス液晶表示装
置は基本的に、液晶セルとプラズマセルとを互いに重ね
たフラットパネル構造を有する。液晶セルは列状に配列
した信号電極を備えている。又プラズマセルは行状に配
列した放電チャネルを備えている。さらに該放電チャネ
ルに線順次走査で選択パルスを供給する走査回路と、線
順次走査に同期して各信号電極に画像信号を印加する駆
動回路とを備えている。本発明の特徴事項として、前記
駆動回路は各選択パルスの立ち下がりタイミングを基準
として立ち上がりタイミングが変調された固定電圧の信
号パルスからなる画像信号を出力して階調表示を行な
う。本発明の一態様によれば、前記駆動回路は立ち上が
りタイミングが変調され且つ固定パルス幅を有する信号
パルスを出力する。他の態様によれば、立ち上がりタイ
ミングが変調される一方立ち下がりタイミングが固定さ
れた信号パルスを出力するものであっても良い。

【０００７】

【作用】プラズマスイッチング素子を構成する放電チャ
ネルはプラズマ放電終了後内部抵抗が徐々に増大する動
作特性を有する。これを利用して、液晶画素へ書き込む
画像信号を電圧値一定の信号パルスで構成する様にし
た。この信号パルスの出力タイミングを変調する事によ
り所望の階調表示を行なう。即ち、選択パルス解除後直
ちに信号パルスを出力した場合には放電チャネルの内部
抵抗がまだ十分低い状態にあるので、該パルスの一定電
圧が略そのまま書き込まれる。これに対して、選択パル
ス解除後遅れて信号パルスを出力した場合には遅延量に
応じて放電チャネルの内部抵抗が増大し、液晶画素に書
き込まれる実際の電圧値が、所期の一定電圧レベルに比
べ低くなる。又、画像信号のレベルに関わらず、全ての
選択パルスは固定電圧を有しており、さらには固定パル
ス幅としても良い。従って、画像信号のレベルに関わら
ず信号パルスは略一定の実効電圧を有している。従っ
て、仮に放電チャネル内に浮遊容量が存在し液晶画素に
書き込まれた電位が変動しても、隣接する信号電極間に
大きな電圧差が発生する惧れがなく、前述したクロスト
ークを効果的に抑制できる。

【０００８】

【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
ス液晶表示装置の回路構成並びに動作波形を示してい
る。本液晶表示装置は基本的に図３に示した積層フラッ
トパネル構造を有しており、液晶セルとプラズマセルと
を備えている。（Ａ）の等価回路図に示す様に、液晶セ
ルは列状に配列した信号電極Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｍを備
えている。又プラズマセルは行状に配列した放電チャネ
ルを備えている。各放電チャネルは一対のアノードＡ及
びカソードＫから構成されている。各カソードＫ１，Ｋ
２，Ｋ３，…，Ｋｎ−１，Ｋｎは垂直方向に沿って順次
配列している。各アノードＡ１，Ａ２，Ａ３，…，Ａｎ
−１，Ａｎはカソードに対して交互に配列されており全
て接地電位にある。列状に配列した信号電極Ｄと行状に
配列した放電チャネル（Ｋ，Ａ）との間にマトリクス状
に配列した画素１が規定される。

【０００９】本液晶表示装置はさらに走査回路２を備え
ており、線順次走査で各放電チャネルのカソードＫに選
択パルスを供給する。又駆動回路３を備えており、線順
次走査に同期して各信号電極Ｄに画像信号を印加する。
これら走査回路２と駆動回路３は制御回路４により互い
に同期制御される。本発明の特徴事項として、駆動回路
３は、各選択パルスの立ち下がりタイミングを基準とし
て立ち上がりタイミングが変調された固定電圧の信号パ
ルスからなる画像信号を出力して階調表示を行なう。

【００１０】引き続き、図１の（Ｂ）を参照して本発明
にかかるプラズマアドレス液晶表示装置の動作を詳細に
説明する。（Ｂ）は１個の画素に着目した場合における
信号パルス及び選択パルスの出力タイミングを示したも
のである。選択パルスはタイミングｔ０で接地電位（０
Ｖ）から所定の負電位−Ｖｓに立ち上がる。この結果放
電チャネル内にプラズマ放電が発生し、イオン等の荷電
粒子で満たされる為放電チャネルは略接地電位となる。
所定の選択期間経過後タイミングｔ１で選択パルスは接
地電位に立ち下がる。これにより放電チャネル内のプラ
ズマ放電は終了する。終了した瞬間では放電により発生
したイオン等の荷電粒子が略そのまま残存している為内
部は接地電位にある。その後時間が経過するにつれてイ
オン等が徐々に減少し、最終的に放電チャネル内は高抵
抗状態となる。一方、信号パルスは選択パルスが解除さ
れた後出力され、固定電圧Ｖｐと固定パルス幅Ｔとを有
している。信号パルスの立ち上がりタイミングｔ２は、
選択パルスの立ち下がりタイミングｔ１を基準として変
調されている。即ち、ｔ１とｔ２の時間差Δｔが変調量
である。本例では信号パルスは固定パルス幅Ｔを有して
いる為、この変調量Δｔに応じて位相変調が行なわれる
事になる。パルス位相変調を行なう駆動回路は従来のア
ナログドライバに比べて構成が単純であり高耐圧化に適
しているとともに高集積化が可能である。加えて、信号
パルスは常に固定電圧Ｖｐと固定幅Ｔを有している為、
その面積は一定である。従って、画像信号レベルに関わ
りなく各信号電極に一定の実効電圧を供給できる為隣接
信号電極間に大きな差が生じない。この為浮遊容量を介
したクロストークを効果的に抑制できる。

【００１１】最後に、図２を参照して本発明にかかる変
調方式を詳細に説明する。前述した様に、放電終了時点
ｔ１からプラズマスイッチング素子の抵抗が徐々に増大
する。ここで選択パルスはｔ１近傍のｔ２で立ち上が
る。この立ち上がりタイミングｔ２が選択パルスの立ち
下がりタイミングｔ１に極めて近い場合には放電チャネ
ル内に十分な荷電粒子が残存する為、液晶層と中間シー
トの直列容量には略Ｖｐに近い電圧が書き込まれる。し
かしながら、信号パルスの立ち上がりタイミングｔ２が
選択パルスの立ち下がりタイミングｔ１より離れるに従
って、放電チャネル内の荷電粒子が減少する為内部抵抗
が高くなり、実際に書き込まれる画像信号のレベルは低
下する。これを利用して信号パルスの立ち上がりタイミ
ングｔ２を変調する事で所望の画像信号を書き込む事が
可能になり階調表示が自由に行なえる。

【００１２】本例では、例えば信号パルスの固定パルス
幅Ｔは１０μｓに設定され、変調幅Δｔは１μｓ程度で
ある。変調量Δｔに比べパルス幅Ｔが十分大きい場合に
は、選択パルスの立ち下がりタイミングｔ３は固定とし
ても良い。この様にすると駆動回路の構成が簡略化され
る。なお、信号パルスの立ち下がりタイミングｔ３を固
定とする事により信号パルス幅は変調量に応じて変動す
る事になるが、全体的に見ると平均化され実効電圧に大
きな差は生じない。

【００１３】なお実際の駆動にあたっては液晶の劣化を
防止するとともに輝度の変動を抑える為フィールド反転
駆動が行なわれる。即ち、信号パルスは１垂直走査期間
に相当するフィールド期間毎にその極性を反転して信号
電極に供給する。あるいは、これに代えて１選択期間毎
に極性を反転しても良い。

【００１４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、放
電チャネルに線順次で選択パルスを供給する一方、各選
択パルスの立ち下がりタイミングを基準として立ち上が
りタイミングが変調された固定電圧固定幅の信号パルス
からなる画像信号を各信号電極に印加して階調表示を行
なっている。この為、従来必要となっていた高耐圧のア
ナログドライバが不必要となり、駆動回路の高集積化が
可能になる。又、各信号電極に印加される信号パルスの
波形は略一定となる為実効電圧も一定であり、隣接信号
電極間の電圧差が殆どなくなる。この為従来問題となっ
ていたクロストークが略完全に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
の等価回路図及び動作波形図である。

【図２】本発明にかかるプラズマアドレス液晶表示装置
の変調方式を示すグラフである。

【図３】従来のプラズマアドレス液晶表示装置の一般的
な構成を示す斜視図である。

【図４】図３に示したプラズマアドレス液晶表示装置に
含まれる画素の等価回路図である。

【図５】図３に示した従来のプラズマアドレス液晶表示
装置の動作波形図である。

【符号の説明】

１ 画素 ２ 走査回路 ３ 駆動回路 ４ 制御回路 Ｄ 信号電極 Ｋ カソード Ａ アノード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列状に配列した信号電極を備えた液晶セ
   ルと、行状に配列した放電チャネルを備えたプラズマセ
   ルとを互いに重ねたフラットパネル構造を有し、 該放電チャネルに線順次走査で選択パルスを供給する走
   査回路と、線順次走査に同期して各信号電極に画像信号
   を印加する駆動回路とを備えたプラズマアドレス液晶表
   示装置において、 前記駆動回路は、各選択パルスの立ち下がりタイミング
   を基準として立ち上がりタイミングが変調された固定電
   圧の信号パルスからなる画像信号を出力して階調表示を
   行なう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】 前記駆動回路は、立ち上がりタイミング
   が変調され且つ固定パルス幅を有する信号パルスを出力
   す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】 前記駆動回路は、立ち上がりタイミング
   が変調される一方立ち下がりタイミングが固定された信
   号パルスを出力す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。
4. 【請求項４】 列状に配列した信号電極を備えた液晶セ
   ルと、行状に配列した放電チャネルを備えたプラズマセ
   ルとを互いに重ねたフラットパネル構造を有するプラズ
   マアドレス液晶表示装置の駆動方法において、 該放電チャネルに線順次で選択パルスを供給する一方、
   各選択パルスの立ち下がりタイミングを基準として立ち
   上がりタイミングが変調された固定電圧の信号パルスか
   らなる画像信号を各信号電極に印加して階調表示を行な
   う事を特徴とするプラズマアドレス液晶表示装置の駆動
   方法。