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JP3297777B2 - 電気光学表示装置 - Google Patents

電気光学表示装置

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JP3297777B2
JP3297777B2 JP08992694A JP8992694A JP3297777B2 JP 3297777 B2 JP3297777 B2 JP 3297777B2 JP 08992694 A JP08992694 A JP 08992694A JP 8992694 A JP8992694 A JP 8992694A JP 3297777 B2 JP3297777 B2 JP 3297777B2
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dielectric sheet
liquid crystal
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display cell
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Sony Corp
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G09G2300/0426Layout of electrodes and connections
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  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気光学表示セルと
誘電シートとが積層され、誘電シートを介して電気光学
表示セルの電気光学材料層にデータ電圧の書き込みが行
なわれる電気光学表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プラズマセルと電気光学表示セル
とが誘電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。誘電シート3は薄板ガラス
等で構成される。この誘電シート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50
μm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シート3に接合される。上側
基板4および誘電シート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
の頂部は誘電シート3の下面に当接され、下側基板8お
よび誘電シート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。そして、各データ電極5は列駆動単
位となると共に各放電チャネル12は行駆動単位とな
り、両者の交差部にはそれぞれ図7に示すように画素1
3が規定される。
【0008】以上の構成において、所定の放電チャネル
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13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フィ
ールド後あるいは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】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶表示装
置を駆動する場合には、液晶に直流成分が印加されるこ
とを防止するために、直流成分を排除する必要がある。
液晶に直流成分が印加されると、焼き付きが発生する等
の問題があるからである。
【0011】上述したプラズマアドレス表示装置におい
ても、同様の理由から液晶層7に直流成分が印加されな
いようにすることが必要となる。しかしながら、液晶層
7に直流成分が印加されないようにすることは、その構
成上容易ではない。その理由を図8を使用して説明す
る。図8は、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。
【0012】図において、DSはデータ電圧、RLCおよ
びCLCはそれぞれ液晶層7の抵抗および容量、RGおよ
びCGはそれぞれ誘電シート3の抵抗および容量、SW
1は放電チャネル12で構成される仮想的スイッチ、V
Bは直流電源、Rは電流制限用の抵抗、SW2はアノー
ド電極9Aとカソード電極9Kとの間に所定電圧を印加
するためのスイッチである。スイッチSW2をオンとす
ることで、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、放電チャネル12にプラズマ放
電が発生して仮想的スイッチSW1がオンとなり、誘電
シート3を介して液晶層7にデータ電圧DSに比例した
電圧が書き込まれる。
【0013】この場合、仮想的スイッチSW1は放電状
態によっては単純なスイッチではなく、直流オフセット
を持つことがある。すなわち、誘電シート3の下面電位
がアノード電位より低い電位、つまりアノード電位とカ
ソード電位との中間電位にある状態でデータ電圧DSが
書き込まれる場合がある。これは、誘電シート3の下面
電位の変化と、放電に起因する荷電粒子(準安定粒子)
の減衰の振舞い等に依存する。
【0014】例えば、アノード電極9Aとカソード電極
9Kとの間に電位差が残ったままで荷電粒子が消滅した
場合には、誘電シート3の下面電位がアノード電位より
低い電位でデータ電圧DSの書き込みが行なわれ、仮想
的スイッチSW1は直流オフセットを持つことになる。
【0015】以上説明したように、プラズマアドレス表
示装置では、仮想的スイッチSW1が直流オフセットを
持つ場合があり、液晶に直流成分が印加されることを防
止するために直流成分を排除することが容易でなく、液
晶の焼き付きが生じる等の問題があった。
【0016】そこで、この発明では、例えばプラズマア
ドレス表示装置で仮想的スイッチが直流オフセットを持
つ場合等で書き込みデータ電圧に直流オフセットがあっ
ても、電気光学材料の焼き付きの発生等を抑制して長期
的な信頼性を向上させることができる電気光学表示装置
を提供するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、電気
光学表示セルと誘電シートとが積層され、誘電シートを
介して電気光学表示セルの電気光学材料層にデータ電圧
の書き込みが行なわれる電気光学表示装置において、1
画素分の上記電気光学表示セルの電気光学材料層の抵抗
および容量をそれぞれRLCおよびCLCとすると共に、1
画素分の誘電シートの抵抗および容量をそれぞれRG
よびCGとするとき、RLC/(RLC+RG)<CG/(C
LC+CG)を満足するように電気光学表示セルおよび誘
電シートを形成するものである。
【0018】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、データ電圧の書き換えの周波数をfDとするとき、
D>1/(CLC・RLC/2π)を満足するように電気
光学表示セルを形成するものである。
【0019】請求項3の発明は、請求項1または2の発
明において、電気光学表示セルの電気光学材料層の厚さ
をdLC、その比抵抗をρLCとすると共に、誘電シートの
厚さをdG、その比抵抗をρGとするとき、ρG≧103×
(dLC/dG)×ρLCを満足するように電気光学表示セ
ルおよび誘電シートを形成するものである。
【0020】請求項4の発明は、請求項1〜請求項3の
いずれかに記載の発明において、誘電体シート側に放電
チャンネルが形成され、電気光学表示セルの電気光学材
料は液晶層となされたプラズマアドレス型であるもので
ある。
【0021】
【0022】
【作用】請求項1の発明においては、電気光学表示セル
および誘電シートで構成される電気光学材料層に対する
フィルタ回路はハイパス特性を呈することとなり、直流
成分の利得を低くでき、書き込みデータ電圧に直流オフ
セットがあっても、電気光学材料層に印加される直流成
分は小さく、電気光学材料の焼き付きの発生等を抑制し
て長期的な信頼性を向上させることが可能となる。
【0023】請求項2の発明においては、電気光学表示
セルおよび誘電シートで構成される電気光学材料層に対
するフィルタ回路に、書き込みデータ電圧の利得が十分
に高くなるハイパス特性を持たせることが可能となる。
【0024】請求項3の発明においては、電気光学表示
セルおよび誘電シートで構成される電気光学材料層に対
するフィルタ回路のハイパス特性における直流成分の利
得は10-3以下となり、書き込みデータ電圧の直流オフ
セットが100V程度であっても電気光学材料層に印加
される直流成分は0.1Vより小さくなるため、電気光
学材料の焼き付きの発生等を効果的に抑制することが可
能となる。
【0025】請求項4の発明においては、電気光学表示
セルおよび誘電シートで構成される電気光学材料層に対
するフィルタ回路のハイパス特性によって電気光学材料
層としての液晶層に印加される直流成分を小さくでき、
液晶の焼き付きの発生等を抑制して長期てきな信頼性を
向上させることが可能となる。
【0026】
【0027】
【実施例】以下、図面を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。本例はプラズマアドレス表示装
置に適用した例である。
【0028】図1は、プラズマアドレス表示装置100
(図5および図6参照)の1画素分の等価回路を示して
おり、放電チャネル12で構成される仮想的スイッチS
W1が直流オフセットVOFFを持っている場合を示して
いる。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。
【0029】仮想的スイッチSW1が直流オフセットV
OFFを持つ場合は、結果として液晶層7に書き込まれる
書き込みデータ電圧に直流オフセットを持つことにな
る。この直流オフセットVOFFはアノード電極9およ
びカソード電極9Kの間に印加される駆動電圧VB(図
8参照)が300V程度であるときは100V程度に達
する場合もある。
【0030】図1に示すように、液晶層7および誘電シ
ート3は直列に接続され、それぞれは抵抗と容量の各成
分を持っていることから、これらは液晶層7にとっては
利得G(|VLC|/|Vi|)を持った一種のフィルタ
回路とみなすことができる。ここに、VLCは液晶層7に
印加される電圧、Viは液晶層7および誘電シート3の
直列回路に印加される電圧である。
【0031】ところで、液晶層7に印加されるべき正規
の信号、すなわち書き込まれるデータ電圧は矩形波信号
であって、その周波数fDは例えば30Hzである。そ
のため、液晶層7に印加される直流成分を小さくするた
めには、上述した液晶層7および誘電シート3で構成さ
れるフィルタ回路の利得Gが、直流に対しては十分に低
く、またfD以上の信号に対しては十分に高いことが望
ましい条件となる。
【0032】本例においては、基本的には図5および図
6に示すように構成されるが、図2に周波数特性を示す
ように、さらに液晶層7および誘電シート3で構成され
る液晶層7に対するフィルタ回路がハイパス特性を有す
るように構成される。すなわち、1画素分の液晶層7の
抵抗および容量をそれぞれRLCおよびCLCとすると共
に、1画素分の誘電シート3の抵抗および容量をそれぞ
れRGおよびCGとするとき、RLC/(RLC+RG)<CG
/(CLC+CG)を満足するように液晶層7および誘電
シート3が形成される。これにより、直流成分の利得を
低くでき、書き込みデータ電圧に直流オフセットVOFF
があっても、液晶層7に印加される直流成分は小さく、
液晶の焼き付きの発生等を抑制して信頼性を向上させる
ことができる。なお、図において、fLはほぼ1/(CG
・RG/2π)であり、fHはほぼ1/(CLC・RLC/2
π)である。
【0033】また、図2に示すように、データ電圧の書
き換えの周波数をfDとするとき、fD>fH=1/(C
LC・RLC/2π)を満足するように液晶層7が形成され
る。これにより、データ電圧DSの利得を十分に高くす
ることができ、液晶層7に対するデータ電圧DSの書き
込みを良好に行うことができる。
【0034】ここで、液晶層7および誘電シート3で構
成される液晶層7に対するフィルタ回路の直流成分の利
得GはRLC/(RLC+RG)となるため、抵抗RLCを小
さくするか抵抗RGを大きくすることで、フィルタ回路
の直流成分の利得Gを下げることが可能となる。この場
合、液晶層7の抵抗RLCを小さくしていくと、図3に示
すように直流分の利得G=RLC/(RLC+RG)は小さ
くなっていくが、周波数fHも高くなっていき、周波数
Dのデータ電圧DSの利得を確保することが困難とな
る。また、高品質な液晶材料は比較的抵抗RLCが大き
く、抵抗RLCを小さくして直流成分の利得Gを下げるこ
とは現実的ではない。
【0035】一方、誘電シート3の抵抗RGを大きくし
ていく場合にも、図4に示すように直流分の利得G=R
LC/(RLC+RG)は小さくなっていくが、液晶層7の
抵抗RLCを小さくしていく場合とは異なって周波数fH
は変化しない。したがって、直流成分の利得Gを下げる
ためには、誘電シート3の抵抗RGを大きくすることが
好ましい。
【0036】さて、液晶層7および誘電シート3で構成
される液晶層7に対するフィルタ回路の直流成分に関す
る利得Gは、次のように概算できる。アノード電極9A
およびカソード電極9Kの間に印加される電圧が300
V程度であるとする。仮想的スイッチSW1に発生し得
る最大の直流オフセットVOFFは、実験的には100V
程度である。また、液晶層7自体に対する直流電圧の許
容量は0.1V程度であるとする。この場合、直流成分
に関する利得Gは、G≦0.1/100=10 -3と求め
られる。
【0037】直流成分に関する利得G=RLC/(RLC
G)を10-3以下とするためには、液晶層7の厚さを
LC、その比抵抗をρLCとすると共に、誘電シート3の
厚さをdG、その比抵抗をρGとするとき、ρG≧103×
(dLC/dG)×ρLCを満足するように、液晶層7およ
び誘電シート3を形成することになる。このようにし
て、直流成分に関する利得Gを10-3以下とする場合に
は、書き込みデータ電圧の直流オフセットVOFFが10
0V程度であっても液晶層7に印加される直流成分は
0.1V程度となるため、液晶の焼き付きの発生等を効
果的に抑制することができる。
【0038】例えば、高信頼性の液晶として通常用いら
れるフッ素系の液晶材料は、1014Ωcm程度の比抵抗
ρLCを持っている。また、液晶層7の厚さdLCが例えば
5μm、誘電シート3の厚さdGが例えば50μmに設
定される場合、直流成分に関する利得Gを10-3以下と
するためには、誘電シート3の比抵抗ρGを、次式で求
められるように1016Ωcm以上とする必要がある。例
えば、Schott製の「AF45」というガラスは2
0°Cで1020Ωcm以上の比抵抗を有するので使用す
ることができる。
【0039】 G=RLC/(RLC+RG) =(1014×5)/(1014×5+ρG×50)≦10-3 ∴ρG≧1016Ωcm ・・・(1) なお、上述実施例においては、電気光学表示セル1は液
晶層7を有して構成される例を示したが、直流成分が印
加されることで焼き付き等が生じるその他の電気光学材
料層を有して構成されるものにも、この発明を同様に適
用することができる。
【0040】また、上述実施例はプラズマアドレス表示
装置100に適用したものであるが、誘電シートを介し
て電気光学材料層にデータ電圧が書き込まれる構成のそ
の他の電気光学表示装置にも同様に適用できる。その場
合、駆動回路のドリフト等の理由で書き込みデータ電圧
に直流オフセットが発生しても、電気光学材料層に印加
される直流成分を小さくできるため、焼き付きの発生等
を抑制して信頼性を向上させることができる。
【0041】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、電気光学表示
セルおよび誘電シートで構成される電気光学材料層に対
するフィルタ回路はハイパス特性を呈することとなり、
直流成分の利得を低くでき、書き込みデータ電圧に直流
オフセットがあっても、電気光学材料層に印加される直
流成分は小さく、電気光学材料の焼き付きの発生等を抑
制して長期的な信頼性を向上させることができる。
【0042】請求項2の発明によれば、電気光学表示セ
ルおよび誘電シートで構成される電気光学材料層に対す
るフィルタ回路に、書き込みデータ電圧の利得が十分に
高くなるハイパス特性を持たせることで、電気光学材料
層に対するデータ電圧の書き込みを良好に行うことがで
きる。
【0043】請求項3の発明によれば、電気光学表示セ
ルおよび誘電シートで構成される電気光学材料層に対す
るフィルタ回路のハイパス特性における直流成分の利得
は10-3以下となり、書き込みデータ電圧の直流オフセ
ットが100V程度であっても電気光学材料層に印加さ
れる直流成分は0.1Vより小さくなるため、電気光学
材料の焼き付きの発生等を効果的に抑制することができ
る。
【0044】請求項4の発明によれば、電気光学表示セ
ルおよび誘電シートで構成される電気光学材料層に対す
るフィルタ回路のハイパス特性によって電気光学材料層
としての液晶層に印加される直流成分を小さくでき、液
晶の焼き付きの発生等を抑制して長期てきな信頼性を向
上させることができる。
【0045】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る電気光学表示装置の一実施例を
説明するための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2】フィルタ回路の液晶層に対する周波数特性を示
す図である。
【図3】液晶層の抵抗を変化させた場合の周波数特性の
変化を示す図である。
【図4】誘電シートの抵抗を変化させた場合の周波数特
性の変化を示す図である。
【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】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。
【符号の説明】
1 電気光学表示セル 2 プラズマセル 3 誘電シート 4 上側のガラス基板(上側基板) 5 データ電極 6 スペーサ 7 液晶層 8 下側のガラス基板(下側基板) 9A アノード電極 9K カソード電極 10 隔壁 11 フリットシール材 12 放電チャネル 13 画素 100 プラズマアドレス表示装置 SW1 放電チャネルで構成される仮想的スイッチ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気光学表示セルと誘電シートとが積層
    され、上記誘電シートを介して上記電気光学表示セルの
    電気光学材料層にデータ電圧の書き込みが行なわれる電
    気光学表示装置において、 1画素分の上記電気光学表示セルの電気光学材料層の抵
    抗および容量をそれぞれRLCおよびCLCとすると共に、
    上記1画素分の上記誘電シートの抵抗および容量をそれ
    ぞれRGおよびCGとするとき、RLC/(RLC+RG)<
    G/(CLC+CG)を満足するように上記電気光学表示
    セルおよび誘電シートを形成することを特徴とする電気
    光学表示装置。
  2. 【請求項2】 上記データ電圧の書き換えの周波数をf
    Dとするとき、fD>1/(CLC・RLC/2π)を満足す
    るように上記電気光学表示セルを形成することを特徴と
    する請求項1に記載の電気光学表示装置。
  3. 【請求項3】 上記電気光学表示セルの電気光学材料層
    の厚さをdLC、その比抵抗をρLCとすると共に、上記誘
    電シートの厚さをdG、その比抵抗をρGとするとき、ρ
    G≧103×(dLC/dG)×ρLCを満足するように上記
    電気光学表示セルおよび上記誘電シートを形成すること
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気光学
    表示装置。
  4. 【請求項4】 上記誘電体シート側に放電チャンネルが
    形成され、上記電気光学表示セルの電気光学材料は液晶
    層となされたプラズマアドレス型であることを特徴とす
    る請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電気光学表示
    装置。
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