电—光显示装置 本发明涉及诸如等离子体寻址显示装置和TFT液晶显示装置的一种电—光显示装置，在这种显示装置中每个象素是由一个电—光材料层和开关元件的串联电路构成。
在Buzak的美国第4,896,149号专利(公开日：1990年1月23日)中、Buzak的美国第5,007,533号专利(公开日：1991年12月31日)中和1992年2月20日Shigeki Miyazaki对电光装置提出的美国专利申请号07/837,961中提出了一种等离子体寻址显示装置，在这种装置中等离子体单元和电—光显示单元通过介质层分层。以上指出的三篇参考文献的公开内容从而体现在本文中。
图6表示部分等离子体寻址显示装置的等效电路。在图6中，标号101代表一个象素的等效电路。CL代表一个象素的液晶层7的电容，CS和RS分别代表介质层3的电容和电阻，SW代表一个由放电通道12构成的虚拟开关(采样开关)，与虚拟开关SW并联的CP和RP代表由阻隔肋10或类似物形成的等离子体部分的电容和电阻。在写入时，通过等离子体放电接通虚拟开关SW，数据电压DS和阳极电压VA之间的电压差分配到电容CS和CL上，并作用到液晶层7，通过此电压差执行数据电压DS的写入。
图7表示数据电压DS(DS(1)-DS(m))、阳极电压VA、阴极电压Vk(Vk(1)-Vk(n-1))等之间的关系。如图7所示，在每一个行写入周期tω内数据电压DS由液晶驱动器21作用到数据电极5((1)-5(m))上，在其它周期内数据电极5处于零电平。从液晶驱动器21输出的数据电压DS对每一行交变输出，每一扫描场输出平均值为(VH＋VL)12。这里VH代表直流正压，VL代表直流负压。
如图7B所示，由阳极驱动器24输出的阳极电压VA，对每一行交变输出，每一扫描场有平均值为(VH＋VL)/2。因此，数据电压DS和阳极电压VA对一行、一帧交替倒相，以交流驱动液晶层7。
如图7B所示，对每一行阳极电压VA交替变换成VH和VL。数据电压DS和阳极电压VA之间的电压差以及再作用到液晶层7、介质层3和虚拟开关SW的串联电路上的电压如图7D所示变化，这样甚至在写入周期tω之外的周期也存在一个预定的电压差。正如等效电路图6所示一样，介质层3和等离子体部分分别有一定地电阻RS和RP，甚至在写周期tω以外的周期内也有一个不必要的电压作用到液晶层7上，这导致把直流成分作用到液晶层7上。这种作用是人们不希望的，因为它可以引起诸如液晶图象滞留这样的显示特性的损坏。
本发明的目的是提供一种电—光显示装置，在这种装置中阻止了写周期以外的周期内作用到电—光层上的不必要的电压，通过这种装置诸如电—光材料图象滞留这样的显示特性的损坏能够得到抑制，并且增加了长期可靠性。
根据本发明提供的一种电—光显示装置包括：排列成矩阵的多个象素，每个象素由电—光材料层和一个开关元件构成，此开关元件以串联方式与材料层相连，用以在写周期内经由开关元件向电—光材料层上提供一个数据电压；将参考电压作用到一个连接件另一端的装置，数据电压作用到该连接件上，在每个预定的周期内参考电压同数据电压一起交替倒相，由这种交替倒相交流驱动电—光材料层；以及在写周期以外的其它周期内使数据电压值与参考电压值近似一致的控制装置。
由于写周期以外的其它周期内数据电压值与参考电压值近似一致，用这种结构能够在写周期以外的其它周期内阻止不必要的电压作用到电—光材料层，通过这种结构能抑制电—光材料的图象滞留等，并能增强长期可靠性。由于写周期以外的其它周期内，例如每个水平周期，数据电压值也近似与参考电压值一致，每一行驱动信号(数据电压和参考电压之间的电压差)的有效值减小，因此能抑制由于其它行驱动信号产生的相互干扰。
开关元件可由一个等离子体开关或一个薄膜晶体管形成。当由一个等离子体开关形成开关元件时，即使存在一定的电阻与一个等离子体单元形成的开关元件并联，数据电压值也近似与参考电压值一致。因此，在写周期以外的其它周期内，作用到电—光材料层的不必要电压能够得到抑制。当此开关元件由一个薄膜晶体管形成时，即使存在一定的电阻与一个薄膜晶体管形成的开关元件并联，数据电压值也近似与参考电压一致。因此，能在写周期以外的其它周期内抑制不必要的电压作用到电—光材料层。
可以将液晶层用作电—光材料层。在这种情况中，如果应用本发明，由于数据电压值近似与参考电压值一致，因此能够在写周期以外的其它周期内抑制一个不必要的电压作用到电—光材料层，通过本发明诸如图象滞留这样的液晶破坏能得到限制，并能增强长期可靠性。
图1表示根据本发明的一种电—光显示装置一个实施例的电路示意图；
图2表示一个实施例中数据电压、阳极电压、阴极电压等图形；
图3表示等离子体寻址显示装置的透视图；
图4表示等离子寻址显示装置的剖视图；
图5表示数据电极、等离子体电极、放电通道的排列图；
图6表示等离子体寻址显示装置的等效电路图；
图7表示数据电压、阳极电压、阴极电压等图形。
下面将参考附图对本发明的一个最佳实施例加以描述。图3和图4表示根据本发明的一个等离子体寻址显示装置100的构成。
等离子体寻址显示装置100具有一个平板结构，在此结构中电—光显示单元1，等离子体单元2和放在这两个单元之间的介质层3是分层的。介质层3由薄玻璃层或类似物形成。要驱动显示单元1，介质层3必须做得尽可能薄，因此介质层3做成厚度例如大约50μm。
在上表面通过使用玻璃衬底(上衬底)4形成显示单元1。在上衬底4内的主表面上，多个数据电极5由透明的导电材料做成并在行方向上延伸，在列方向上平行并保持预定的间隔。上衬底4与介质层3相连并通过隔离层6保持预定的间隙。上衬底4和介质层3之间的间隙填充作为电—光材料的液晶以形成液晶层7。上衬底4和介质层3之间的间隙大小在整个显示表面都保持一致，例如是4-10μm。除了液晶以外的任何电—光材料都可以使用。
另一方面，通过使用玻璃衬底(下衬底)8形成等离子体2。在下衬底8内的主表面上构成等离子体电极的多个阳极9A和阴极9K在列方向上延伸，在行方向平行并相间地保持预定的间隔。实际上在阳极9A和阴极9K上表面的中央形成具有预定宽度的阻隔肋10并沿每个电极方向延伸。阻隔肋10的顶端紧靠在介质层3的下表面，以使下衬底8和介质层3之间空隙的大小保持不变。
在下衬底8的周边，用低熔点玻璃或类似材料的玻璃密封材料沿着下衬底8的周围放置以使下衬底8和介质层3密封连接。下衬底8和介质层3之间的空隙填充一种可离子化的气体。例如，氦、氖、氩或这些气体的混合可被用作填充气体。
下衬底8和介质层3之间的空隙内，多个放电通道12由阻隔肋10分开并沿列方向延伸和在行方向平行。也就是说，放电通道12与数据电极5形成直角。每个数据电极5是一个列驱动单元。因为如后面所述每个阳极9A通常是相连的以供给阳极电压，位于每个阴极9K两侧的一对放电通道12是行驱动单元。在数据电极5和放电通道12的交线处定义了一个象素，如图5所示。阻隔肋10可以只在阳极9A上形成。如果用另外的方式保持等离子体空隙大小不变，就不需形成阻隔肋10。
在以上的结构中，阳极9A和阴9K同预定的放电通道对12相对应，当一个预定的电压加到阳极9A和阴极9K之间时，在成对的放电通道12部分的气体分别离子化，产生等离子体放电，放电通道12的内部实际上保持阳极电位。在这种情况下，当数据电压加到数据电极5上时，通过介质层3，在与成对的放电通道12相对应的在列方向上排列的多个象素13的液晶层7上写入数据电压。等离子体放电完成后，放电通道12有一个浮动电位，使写到每个象素的液晶层7上的数据电压保持到下一个写入周期(例如一扫描场或一帧以后)。在这种情况下，放电通道12起一个采样开关的作用，每个象素13的液晶层7起一个采样电容器的作用。
因为由写在每个象素13的液晶层7中的数据电压操作液晶，而在象素单元执行显示。因此通过产生如上所述的等离子体放电以及通过在行方向连续扫描成对的把数据电压写入到沿列方向排列的多个象素13的液晶层7的放电通道12，可以显示二维图象。
图1表示前面提到的等离子体寻址显示装置100的整体电路结构图。
参考图1，视频数据DATA作用到液晶驱动器21。在每个水平周期构成每一行的多个象素的数据电压DS(1)-DS(m)同时从液晶驱动器21中输出，作为多个象素的数据电压DS分别通过缓冲器22(1)-22(m)作用到多个数据单元5(1)-5(m)。
控制电路23控制液晶驱动器21的操作。与视频数据DATA相应的水平同步信号HD和垂直同步信号VD作为同步参考信号作用到控制电路23。控制电路23也控制阳极驱动器24和阴极驱动器25的操作，这在后面将进行描述。
参考数24N代表阳极驱动器。此阳极驱动器24N把作为参考电压的阳极电压VAn作用到有一公共端的多个阳极9A(1)-9A(n)上。参考数25代表阴极驱动器。阴极驱动器25把阴极电压VK(1)-VK(n-1)顺序作用到多个阴极9K(1)-9K(n-1)上。这样在每个水平周期内与阴极9K(1)-9K(n-1)相应的成对放电通道12内顺序发生等离子体放电。因此，可顺序行扫描(垂直方向)成对的放电通道12，放电通道12在以列方向(水平方向)排列的多个象素13的液晶层7上写入数据电压DS(1)-DS(m)。
图2表示数据电压DS(DS(1)-DS(m))、阳极电压VAn、阴极电压VK(VK(1)-VK(n-1))等之间的关系。如图2A所示，在每一行的写入周期tω内液晶驱动器21输出的数据电压DS作用到数据电极5(5(1)-5(m))，数据电极5在其它周期处于零电平。从液晶驱动器21输出的数据电压DS对一行是交变输出的，并对一扫描场输出的平均值为(VH＋VL)/2，如图2B所示。这里VH代表正直流电压而VL代表负直流电压。
如图2B中所示，从阳极驱动器24N作用到阳极电极9A(9A(1)-9A(n))的阳极电压VAn对各行是交变输出的并对各扫描场的平均值为(VH＋VL)/2。从阳极驱动器24N输出的阳极电压VAn只有在写入周期tω是VH或VL，在其它周期与数据电压DS一致，在本实施例中是零。阳极电压VAn不必与数据电压DS完全一致，但可以与数据电压近似一致。由于数据电压DS和阳极电压VA对每一行和每一帧交替倒相，因此交流地驱动液晶层7。
如图2C所示，由阴极驱动器25输出的阴极电压VK在每一行的写入周期tω适合于具有一个阴极电压VK和阳极电压VA之间的预定的电压差以使在阴极9K和阳极9A之间发生等离子体放电，在其它的周期适合于具有和阳极电压VA的值相同的电压值。
在此实施例中数据电压DS和阳极电压VAn之间的电压差，以及依次作用到液晶层7、介质层3和虚拟开关SW组成的串联电路上的电压差，如图2D所示变化，因此，在写入周期tω以外的其它周期，此电压差为零。这样，在写入周期ω由于数据电压DS和阳极电压VAn对每一行每一帧交替倒相，从而交流地驱动液晶层7。在写入周期tω以外的其它周期，由于数据电压DS与阳极电压VAn一致，并且电压差为零，那么在写入周期tω以外的其它周期，没有不必要的电压作用到液晶层7上。因此，能避免直流成分作用到液晶层7上，从而抑制诸如图象滞留在液晶中的损坏，通过这样的抑制能增强长期可靠性。
在写入周期tω以外的其它周期，由于数据电压DS与阳极电压VAn一致，并且电压差是零，每一行驱动信号的有效值(数据电压DS和阳极电压VAn之间的电压差)降低，因此能抑制由其它行驱动信号引起的相互干扰。
在以上实施中表示了一个例子，在此例中电—光显示单元1有一个液晶层7。然而，本发明也能类似地用于一种电—光显示装置，其中的显示单元1有另一种电—光材料层，在该电—光材料层中由于直流成分的作用产生诸如图滞留这样的显示特性的损坏。
同样，在以上的实施例中，等离子体单元2应用到等离子体寻址显示装置100中，起一个开关元件SW(采样开关)的作用。然而，本发明能应用到TFT液晶显示装置或类似的装置，在这样的装置中，薄膜晶体管用作为开关元件SW。在这种情况下，写入周期外的其它周期内，将选通信号作用到栅极，该显示装置可以构造为使信号极电压(数据电压)近似与公共极电压(参考电压)一致。
在以上的实施例中，进一步说明了一个例子，此例中多个阳极9A(1)-9A(n)有一个公共端并使阳极电压加到公共端，并且成对的放电通道12起行驱动单元的作用。另外，本发明能类似地应用到一种装置，在这种装置中阳极电压VAn独立作用到例如多个阳极9A(1)到9A(n)的每个阳极上，并且每个放电通道12起一个行驱动单元的作用，或者本发明应用到一种装置，在该装置中驱动阳极9A(1)到9A(n)的方法是不同的。