JP2001142051A

JP2001142051A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001142051A
Application number: JP32410799A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kishimoto; 克彦岸本; Osamu Sakai; 道酒井; Nobuaki Yamada; 信明山田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】クロストーク現象に起因する表示品位の低下
を抑制・防止したプラズマアドレス液晶表示装置を提供
する。【解決手段】複数の電極および複数の電極間と液晶層
との間に形成された高比誘電率層を有する。高比誘電率
層は液晶層に含まれる液晶材料の比誘電率の異方性（Δ
ε）の絶対値よりも大きな比誘電率を有する材料から形
成されている。高比誘電率層は、隣接する電極に発生す
る横電界を選択的に高比誘電率層内に導くように作用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、液晶セルとプラズマセルとを互いに積層したフラッ
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。

【０００２】

【従来の技術】大型で薄型の平面ディスプレイの実現を
目指して、プラズマアドレス液晶表示装置の開発が行わ
れている。プラズマアドレス液晶表示装置は、例えば、
特開平１−２１７３９６号公報に開示されている。

【０００３】図３に従来のプラズマアドレス液晶表示装
置２００を模式的に示す。

【０００４】プラズマアドレス液晶表示装置２００は、
液晶セル２０１とプラズマセル２０２が中間の誘電体シ
ート２０３を介して積層された構造を有している。さら
に、液晶セル２０１およびプラズマセル２０２を挟持す
る一対の偏光板２１３および２１４を有し、典型的には
プラズマセル２０２の背面にバックライト（不図示）が
設けられる。

【０００５】プラズマセル２０２は、互いに平行な複数
のストライプ状の溝２０５が形成された絶縁性基板２０
４と誘電体シート２０３とを有する。誘電体シート２０
３は、後述する様に、液晶セル２０１の一部としても機
能する。基板２０４上に形成されている複数の溝２０５
のそれぞれは、誘電体シート２０３によって密封されて
いる。この密封された空間には、放電によってイオン化
が可能なガスが封入されており、プラズマチャネル２０
５を形成する（プラズマチャネルを溝と同じ参照符号で
示す）。各溝２０５の底部には、１対のプラズマ電極２
０６および２０７が形成されている。一方をアノード
Ａ、他方をカソードＫとして、封入されているガスに電
圧を印加し、イオン化することによって、プラズマ放電
を発生させる。プラズマ放電が起こり、プラズマチャネ
ル２０５内のガスをイオン化することを、プラズマチャ
ネル２０５を「活性化」するということもある。

【０００６】液晶セル２０１は、基板２０８と誘電体シ
ート２０３と、これらの間に挟持された液晶層２０９と
を有している。基板２０８の液晶層２０９側には、互い
に平行なストライプ状の複数の電極（列電極）２１０が
形成されている。この電極２１０は、プラズマチャネル
２０５と交差するように配列されている。基板２０８の
液晶層２０９側には、さらに、電極２１０に対応して設
けられる着色層（不図示）と、各着色層間に形成された
ブラックマトリクス２１２とを備えている。着色層は、
典型的には、赤、緑、青色層である。

【０００７】電極２１０とプラズマチャネル２０５とが
交差する領域に絵素領域が形成される。絵素領域内の液
晶層２０９は、電極２１０とプラズマチャネル２０５と
の間に印加された電圧に応じて配向状態を変化し、絵素
領域を通過する光の量が変化する。マトリクス状に配置
された絵素領域内の液晶層２０９に画像信号を印加する
ことによって、それぞれの絵素領域を通過する光の量を
制御し、画像の表示を行う。本願明細書においては、表
示における最小単位を「絵素」とし、「絵素」に対応す
る液晶表示装置の領域を「絵素領域」という。絵素領域
は、プラズマチャネル２０５と電極２１０とが交差する
領域に存在する。ブラックマトリクスを有する典型的な
従来の液晶表示装置においては、絵素領域はブラックマ
トリクスの開口部内に存在する。すなわち、ブラックマ
トリクスの開口部が絵素領域の外延を規定する。本来
「絵素」および「絵素領域」は互いに重ならない。しか
しながら、後述するように、プラズマアドレス液晶表示
装置においてクロストーク現象が発生した場合、実際の
表示動作において規定される「絵素」および「絵素領
域」が隣接する「絵素」および「絵素領域」の少なくと
も一部と重なる。すなわち、実際の表示動作上の「絵素
領域」が、設計上（構造上）の「絵素領域」と一致しな
い。本願明細書においては、両者を区別するために、
「設計上の絵素領域」および「表示動作上の絵素領域」
という用語を用いることがある。また、電極および絵素
領域のそれぞれの辺のうちプラズマチャネルの伸長方向
に交差する辺を「端辺」と称する。電極は、典型的には
それぞれが矩形でストライプ状に配置されており、絵素
領域は、典型的にはそれぞれが矩形でマトリクス状に配
置されている。それぞれ対向する一対の「端辺」の間の
距離を「幅」と称する。絵素領域の端辺を含む領域を
「端辺領域」と称する。

【０００８】上述した従来のプラズマアドレス液晶表示
装置２００は、例えば、プラズマチャネル２０５が行走
査単位となり、電極２１０が列駆動単位となる。プラズ
マチャネル２０５を行毎に逐次選択的に活性化すること
によって、線順次走査が実行される。これと同期して、
列駆動単位を構成する各電極２１０に画像信号が印加さ
れる。選択的に活性化されたプラズマチャネル２０５内
には、イオン化されたガスが充満しているので、活性化
されたプラズマチャネル２０５全体がアノード電位
（「基準電位」ともいう。）となる。誘電体シート２０
３と液晶層２０９とを介して互いに対向するプラズマチ
ャネル２０５と電極２１０に駆動電圧（画像信号電圧に
対応）が印加されると、誘電体シート２０３の下面（プ
ラズマチャネル２０５側の面、以下「誘電体シート下面
２０３Ｓ」と記す。）２０３Ｓに、アノード電位と駆動
電圧の電位との差に応じた量の電荷が誘導・蓄積され
る。次に、このプラズマチャネル２０５が非選択（プラ
ズマ放電が中止）とされると、プラズマチャネル２０５
内は絶縁状態となる。プラズマチャネル２０５が再び選
択され活性化されるまで、誘電体シート下面２０３Ｓに
電荷は蓄積されたままの状態が維持される。その結果、
誘電体シート下面２０３Ｓと電極２１０との間の電位差
（電圧）は維持される。すなわち、プラズマチャネル２
０５が選択されたときに対向する電極２１０に印加され
ていた駆動電圧に応じた電圧（アノード電位が接地電位
の場合、駆動電圧そのものもの）が、誘電体シート下面
２０３Ｓ／誘電体シート２０３／液晶層２０９／電極２
１０によって形成される容量によって、サンプルホール
ドされる。このように、プラズマチャネル２０５は、誘
電体シート下面２０３Ｓとアノード電極２０７との電気
的な接続／非接続とを制御するスイッチング素子として
機能する。また、誘電体シート下面２０３Ｓは仮想的な
電極として機能する。もちろん、行と列を逆にしても良
く、プラズマチャネル２０５のアノード電極２０７に駆
動電圧を印加し、電極２１０に走査電圧を印加してもよ
い。

【０００９】プラズマアドレス液晶表示装置２００の一
絵素領域は、図４に示す等価回路を用いて表すことがで
きる。図４に示したように、プラズマアドレス液晶表示
装置２００の一絵素領域は、誘電体シート下面２０３Ｓ
と誘電体シート２０３とを含む容量ＣG（誘電体シート
容量）と、容量ＣGに直列に接続された液晶層２０９と
電極２１０とを含む容量ＣLC（液晶容量）と、誘電体シ
ート下面２０３ＳにスイッチＳ（プラズマチャネル２０
５）を介して接続されるアノード電極２０７とを有し、
電極２１０に外部から駆動電圧ＶDが印加される構成を
有している。スイッチＳがＯＮ状態になると、誘電体シ
ート下面２０３Ｓと電極２１０間に駆動電圧（交流電
圧；絶対値をＶD）ＶDが印加される。このときに、絵素
領域の表示状態（絵素領域内に存在する液晶層２０９の
液晶分子の配向状態）に直接的に影響する電圧は、液晶
容量ＣLCに印加される電圧ＶLCであり、電圧ＶLCは、次
式（１）で与えられる。

【００１０】ＶLC＝ＶD×｛ＣG／（ＣLC＋ＣG）｝（１）すなわち、駆動電圧は、直列に接続されている容量ＣLC
と容量ＣGとによって容量分割される。ここで、液晶層
２０９の厚さをｄLC、誘電体シート２０３の厚さをｄG
とし、液晶層２０９と誘電体シート（典型的にはガラ
ス）２０３との比誘電率が互いに等しいと近似すると、
ＶLCは式（２）で与えられる。

【００１１】ＶLC＝ＶD×｛ｄLC／（ｄLC＋ｄG）｝（２）典型的には、プラズマアドレス液晶表示装置２００の液
晶層２０９の厚さｄLCは約５μm、誘電体シート（ガラ
スシート）の厚さｄGは約５０μmであるので、液晶層２
０９に例えば４Ｖの電圧を印加するためには（ＶLC＝４
Ｖ）、駆動電圧ＶDとして約４０Ｖの電圧を印加する必
要があることが式（２）から分かる。

【００１２】プラズマアドレス液晶表示装置２００は、
薄膜トランジスタを用いる液晶表示装置に比べて簡単な
プロセスで製造できるなどの理由から、特に大型の液晶
表示装置として期待されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラズマアドレス液晶表示装置２００には、クロストー
ク現象が発生しやすいという問題があった。

【００１４】プラズマアドレス液晶表示装置におけるク
ロストーク現象は、上述したように大きな駆動電圧が誘
電体シートおよび液晶層に印加されることに起因してい
ると考えられる。以下に、図５Ａおよび図５Ｂを参照し
ながら、プラズマアドレス液晶表示装置２００における
クロストーク現象を説明する。

【００１５】図５Ａおよび図５Ｂは、プラズマアドレス
液晶表示装置２００を模式的に示した図であり、１つの
プラズマチャネル２０５に沿った３つの連続した絵素領
域Ｐを示している。ここで、絵素領域Ｐは、設計上の絵
素領域を示している。図５Ａは断面図であり、図５Ｂは
上面図である。

【００１６】図５Ａに示したように、従来のプラズマア
ドレス液晶表示装置２００の互いに隣接する電極２１０
Ｇと電極２１０Ｂとの間に電位差（例えば、４０Ｖ）が
あると、例えば、電極２１０Ｇから電極２１０Ｂへ横方
向の電界（電気力線）Ｅが発生する。この横電界Ｅによ
って、電極２１０Ｂ近傍に存在する本来ＯＦＦ状態にあ
るべき液晶分子２０９ａの配向がＯＮ状態となる。

【００１７】誘電異方性が負の液晶分子２０９ａを用い
たノーマリブラックモードの液晶表示装置においてクロ
ストーク現象が発生すると、液晶分子２０９ａは横電界
に対して垂直に配向しようとするので、図５Ｂに示した
ように、本来黒表示状態（ＯＦＦ状態）となるべき隣接
絵素領域の一部の領域（端辺領域）が白表示（ＯＮ状
態）となる。カラー表示においては、本来黒状態にある
べき隣接する絵素領域の端辺領域が白表示状態になる
と、色純度が低下するので、表示品位の低下が顕著とな
る。モノクロ表示においては輪郭のぼやけを引き起こ
す。このクロストーク現象による表示品位の低下は、隣
接する２つの絵素領域間にのみ発生するのではなく、電
極の伸長方向（例えば列方向）に平行に線状に発生し、
明るい（白ぽい）縞として観察される。図５Ｂにおいて
は、電極２１０Ｂおよび電極２１０Ｒ（０Ｖが印加され
ている）によって規定される列状に配列された絵素領域
内の、電極２１０Ｇ（４０Ｖが印加されている）側の一
部の領域（端辺領域）がＯＮ状態となり、白い線状に図
示されている。

【００１８】ノーマリホワイトモードの液晶表示装置に
おいてクロストーク現象が発生すると、本来白表示状態
（ＯＦＦ状態）となるべき隣接絵素領域の一部の領域
（端辺領域）が黒表示（ＯＮ状態）となるので、黒い縞
が観察される。

【００１９】なお、横電界によるクロストーク現象を本
明細書においては、特に横隣接クロストーク（Ｓｉｄｅ
ｔｏＳｉｄｅＣｒｏｓｓｔａｌｋ：ＳＳＣ）と呼
ぶことにする。

【００２０】特開平６−２２２３４１号公報は、所定の
誘電率異方性を有する液晶材料を選択し、横電界に対す
る液晶分子の応答性を鈍くすることによって、上述した
クロストーク現象を抑制する方法を開示している。この
方法によると、液晶材料の選択の範囲が狭くなるので、
クロストーク現象の抑制と他の表示特性とのトレードオ
フとなる。従って、他の表示特性を犠牲にすることな
く、クロストーク現象を抑制・防止することが困難であ
る。

【００２１】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、クロストーク現象に起因する表示品
位の低下を抑制・防止したプラズマアドレス液晶表示装
置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマアドレ
ス液晶表示装置は、基板と、誘電体層と、前記基板と前
記誘電体層との間に挟持された液晶層と、前記基板の前
記液晶層側に設けられ、第１方向に平行に配設されたス
トライプ状の複数の電極と、前記液晶層および前記誘電
体層を介して前記複数の電極に対向するように設けら
れ、前記第１方向と異なる第２方向に平行に配設された
ストライプ状の複数のプラズマチャネルとを備え、前記
複数の電極と前記複数のプラズマチャネルとが交差する
領域にそれぞれが形成される複数の絵素領域を有し、前
記複数の絵素領域のそれぞれに含まれる液晶層は、前記
電極と前記プラズマチャネルとの間に印加された電圧に
応じて配向状態を変化し、前記複数の絵素領域を通過し
た光を用いて表示を行う液晶表示装置であって、前記複
数の電極および前記複数の電極間と前記液晶層との間に
高比誘電率層をさらに有し、前記高比誘電率層は前記液
晶層に含まれる液晶材料の比誘電率の異方性（Δε）の
絶対値よりも大きな比誘電率を有する材料から形成され
ており、そのことによって上記目的が達成される。

【００２３】前記高比誘電率層の前記液晶層側にさらに
配向層を有する構成としてもよい。

【００２４】前記高比誘電率層の厚さは、０．５μm以
上で２．０μm以下であることが好ましい。

【００２５】以下、本発明の作用を説明する。

【００２６】本発明による液晶表示装置において、電極
と液晶層との間に形成された高比誘電率層は、液晶層を
構成する液晶材料の比誘電率の異方性（Δε）の絶対値
よりも大きな比誘電率を有するので、隣接する電極に発
生する横電界を選択的に高比誘電率層内に導くように作
用する。すなわち、液晶層中に横電界が生成されること
を抑制・防止する。その結果、横電界によるクロストー
クが抑制・防止される。

【００２７】高比誘電率層のさらに液晶層側に配向層を
形成してもよいし、高比誘電率層と配向膜とを兼用して
も良い。高比誘電率層は、厚さが０．５μｍ以上あれ
ば、横電界を閉じ込める効果を発揮し得る。高比誘電率
層の厚さが液晶層の厚さの１／２程度を越えると液晶層
に印加される本来の電圧が小さくなりすぎるので好まし
くない。具体的には、高比誘電率層の厚さは、０．５μ
ｍ〜２．０μｍの範囲内にあることが好ましい。

【００２８】ノーマリブラックモードにおいてクロスト
ーク現象が発生すると、表示品位が著しく低下するの
で、本発明の効果はノーマリブラックモードの液晶表示
装置において顕著である。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施形態を説明する。

【００３０】（実施形態１）図１Ａおよび図１Ｂに、実
施形態１のプラズマアドレス液晶表示装置１００を示
す。プラズマアドレス液晶表示装置１００は、上述した
従来のプラズマアドレス液晶表示装置２００と同様に、
垂直配向した負の誘電異方性を有する液晶材料を用い
た、ノーマリブラックモードで表示を行う液晶表示装置
である。図１Ａおぶよび図１Ｂは、それぞれ図５Ａおよ
び図５Ｂに対応する。なお、本発明は、表示モード、液
晶材料の種類やプラズマセルの構造に関係なく、公知の
プラズマアドレス液晶表示装置に広く適用できる。

【００３１】プラズマアドレス液晶表示装置１００は、
液晶セル１０１とプラズマセル１０２が中間の誘電体シ
ート１０３を介して積層された構造を有している。液晶
セル１０１およびプラズマセル１０２を挟持する一対の
偏光板１１３および１１４を有し、典型的にはプラズマ
セル１０２の背面にバックライト（不図示）が設けられ
る。偏光板としては、例えば、日東電工社製ＮＰＦ−Ｇ
１２２０Ｇを用いることができる。

【００３２】プラズマセル１０２は、互いに平行な複数
のストライプ状の溝１０５が形成された絶縁性基板１０
４と誘電体シート１０３とを有する。基板１０４上に形
成されている複数の溝１０５のそれぞれは、誘電体シー
ト１０３によって密封されている。この密封された空間
には、放電によってイオン化が可能なガス（例えば、ヘ
リウム、ネオン、アルゴン、キセノン、およびこれらの
いずれか２つ以上を含む混合ガス、さらにこれらのガス
に水素を添加したガス）が封入されており、プラズマチ
ャネル１０５を形成する（プラズマチャネルを溝と同じ
参照符号で示す）。各溝１０５の底部には、１対のプラ
ズマ電極（不図示）が形成されている。

【００３３】液晶セル１０１は、基板１０８と誘電体シ
ート１０３と、これらの間に挟持された液晶層１０９と
を有している。液晶層の厚さは、例えば６μｍである。
液晶材料として、例えば、Δε＝−４．０（ε//＝３．
５およびε⊥＝７．５）、Δｎ＝０．０８、カイラル剤
を添加することによって厚さ６μｍで９０°ツイストす
るように調整したものが用いられる。また、液晶分子を
垂直に配向させるための配向膜（不図示）に、例えば、
日本合成ゴム社製ＪＡＬＳ−２０４が用いられる。配向
膜は、液晶層１０９に接するように液晶層１０９の両側
に設けられている。

【００３４】基板１０８の液晶層１０９側には、互いに
平行なストライプ状の複数の電極（列電極）１１０が形
成されている。この電極１１０は、プラズマチャネル１
０５と交差するように配列されている。電極１１０とプ
ラズマチャネル１０５とが交差する領域に絵素領域Ｐが
形成される。電極１１０は、例えば、インジウム錫酸化
物（ＩＴＯ）を用いて常法に従って形成される。電極の
幅は例えば１４２μｍで、電極間隔は２０μｍである。
さらに、この電極１１０の間には幅２０μｍブラックマ
トリクス１１２が形成されている。ブラックマトリクス
１１２は例えばクロム等の遮光性を有する金属材料を用
いて形成される。もちろん、電極１１０とブラックマト
リクス１１２とは電気的に絶縁（例えば不図示のシリコ
ン酸化膜を用いて）されている。基板１０８の液晶層１
０９側には、さらに、電極１１０に対応して設けられる
着色層（不図示）が形成されている。着色層は、典型的
には、赤、緑、青色層である。着色層は、電極１１０の
基板１０８側または電極１１０の液晶層１０９側に形成
され得る。

【００３５】プラズマアドレス液晶表示装置１００の設
計上の絵素領域Ｐは、上述した従来のプラズマアドレス
液晶表示装置２００と同様に規定される。すなわち、絵
素領域Ｐのプラズマチャネル１０５の伸長方向に沿った
幅は、ブラックマトリクス１１２の開口部で規定され、
図示の例では電極１１０の幅ＷELと同じである。一方、
絵素領域Ｐの電極１１０の伸長方向に沿った幅は、プラ
ズマチャネル１０５の幅ＷPCで規定される（図１Ｂ参
照）。この例では、設計上の絵素領域Ｐの、短冊状の電
極１１０の伸長方向に平行な（プラズマチャネル１０５
の伸長方向に交差する）端辺ＰＳは、ブラックマトリク
ス１１２の辺（この例では電極１１０の辺と一致）で規
定されている。後述するように、プラズマアドレス液晶
表示装置１００は、高比誘電率層１２０を有するので、
クロストーク現象は実質的に発生せず、実際の表示動作
上の絵素領域は設計上の絵素領域Ｐと一致する。すなわ
ち、実際の表示において、隣接する電極２１０（例えば
２１０Ｇと２１０Ｂ）によってそれぞれ規定される絵素
領域の列同士が互いに重なることが無い。

【００３６】プラズマアドレス液晶表示装置１００は、
基板１０８の液晶層１０９側に高比誘電率層１２０を有
している。高比誘電率層１２０は、電極１１０を覆うよ
うに、基板１０８の液晶層１０９側の表面ほぼ全面に形
成されている。高比誘電率層１２０は、例えば、触媒化
成工業株式会社製のＲＴＺ−１（ε≒１０）などの無機
薄膜を用いて形成することができる。高比誘電率層１２
０の厚さは、例えば１μmである。

【００３７】液晶分子１０９ａの比誘電率の異方性（Δ
ε）の絶対値よりも大きな比誘電率εを有する材料を用
いて形成された高比誘電率層１２０を設けると、電極１
１０Ｇ（ＯＮ状態）と電極１１０Ｒおよび１１０Ｂ（Ｏ
ＦＦ状態）との電位差によって発生する電気力線を、液
晶層１０９内よりも多く高比誘電率層１２０内に導くこ
とができる。すなわち、電位差を有する隣接する電極１
１０間に生成する横方向の電気力線を選択的に高比誘電
率層１２０内に導き、液晶層１０９内に生成される電気
力線の数（電界強度）を減らすことができる。その結
果、横電界による液晶分子１０９ａの配向乱れを防止す
ることができる。特に、負の誘電異方性を有する液晶材
料を用いたノーマリブラックモードのプラズマアドレス
液晶表示装置においては、クロストーク現象は隣接絵素
領域の白表示として観察されるので、表示品位を大きく
低下させる。従って、本発明によるクロストーク現象の
抑制・防止効果が顕著となる。

【００３８】図５Ｂを参照しながら上述したように、従
来のプラズマアドレス液晶表示装置２００では、電極２
１０Ｇに含まれる中央の絵素領域Ｐを選択的にＯＮ状態
とすると、構造上の絵素領域Ｐの幅を超えて、隣接する
電極２１０Ｒおよび２１０Ｂに含まれる隣接絵素領域Ｐ
（絵素領域の列）の一部までＯＮ状態となるクロストー
ク現象が発生した。すなわち、表示動作上の絵素領域が
隣接する絵素領域の少なくとも一部に重なった。それに
対し、本実施形態１のプラズマアドレス液晶表示装置１
００では、図１Ｂに示したように、電極１１０Ｇに含ま
れる中央の絵素領域ＰをＯＮ状態にしたときに、実際に
ＯＮ状態となる領域の幅は、隣接する絵素領域Ｐにまで
は至らない。これは、高比誘電率層１２０によって、隣
接する電極（互いに異なる電位）間に発生する横電界が
高比誘電率層１２０内に実質的に閉じ込められ、液晶層
１０９内にほとんど発生しないからである。

【００３９】図１Ｂに示した例では、電極１１０間にブ
ラックマトリクス１１２が形成されているので、実際に
ＯＮ状態とされる領域の端辺ＯＳがブラックマトリクス
１１２上に位置するように高比誘電率層１２０を設けれ
ば、表示動作上の絵素領域が構造上の絵素領域Ｐと一致
する。すなわち、クロストーク現象の発生を防止できる
とともに、隣接するブラックマトリクス１１２の間の領
域全体を表示に利用することができる。

【００４０】比較のために、従来のプラズマアドレス液
晶表示装置におけるブラックマトリクスの幅を広げるこ
とによって、クロストーク現象を抑制・防止したプラズ
マアドレス液晶表示装置２００Ａを図２Ａおよび図２Ｂ
に示す。図２Ａおよび図２Ｂはそれぞれ図５Ａおよび図
５Ｂに対応する。

【００４１】プラズマアドレス液晶表示装置２００Ａの
ブラックマトリクス２１２Ａの幅は、図５Ｂに示した従
来のプラズマアドレス液晶表示装置２００のブラックマ
トリクス２１２の幅よりも広い。ブラックマトリクス２
１２Ａ以外の構成要素はプラズマアドレス液晶表示装置
２００と同じなので、同じ参照符号で示し、説明を省略
する。

【００４２】ブラックマトリクス２１２Ａは、隣接する
電極２１０間に発生する横電界によってＯＮ状態とされ
る領域の全てを隠すように形成されている。従って、プ
ラズマアドレス液晶表示装置２００Ａにおいては、クロ
ストーク現象は発生しないものの、絵素領域Ｐの幅は著
しく狭く、暗い表示しか行えない。

【００４３】これに対し、本発明によるプラズマアドレ
ス液晶表示装置１００においては、高比誘電率層１２０
を設けることによって、横電界が液晶分子１０９ａの配
向に影響する幅（図１Ｂ中のＯＮ領域の幅）が従来のプ
ラズマアドレス液晶表示装置２００Ａにおける幅（図２
Ｂ中のＯＮ領域の幅）よりも狭くなっている。図１Ｂに
は、液晶層１０９内に発生する横電界がブラックマトリ
クス１１２を越えて、隣接する絵素領域内の液晶層１０
９に影響を与えていない例を示した。もちろん、ブラッ
クマトリクス１１２の幅を広くすれば表示輝度（開口
率）が低下するので、図１Ｂに示した構成とすることが
好ましいが、必ずしもこのように構成する必要はない。
すなわち、高比誘電率層１２０を設けることによって、
横電界が液晶分子１０９ａの配向に影響する幅（図５Ｂ
中のＯＮ領域の幅）を狭くすれば、プラズマアドレス液
晶表示装置２００Ａのブラックマトリクス２１２Ａより
も幅の狭いブラックマトリクス（図１Ｂ中のブラックマ
トリクス１１２の幅よりは広いが）を設けることによっ
て、クロストーク現象の発生を抑制することができる。
従って、本発明によれば、クロストーク現象の発生が抑
制・防止され、且つ図２Ａに示したプラズマアドレス液
晶表示装置２００Ａよりも高い開口率を有するプラズマ
アドレス液晶表示装置が得られる。

【００４４】高比誘電率層１２０の比誘電率は、液晶層
１０９の液晶分子１０９ａの比誘電率の異方性（Δε）
の絶対値よりも大きければ効果が得られるが、横電界を
選択的に高比誘電率層１２０内にさらに有効に導くため
には、比誘電率の異方性（Δε）の絶対値よりも１０％
以上大きいことが好ましく、液晶材料の比誘電率（ε//
およびε⊥）の大きい方よりも大きいことがさらに好ま
しい。

【００４５】また、高比誘電率層１２０の厚さは、０．
５μｍ以上あれば液晶層１０９内に発生する横電界を減
少させる（液晶層１０９内の横電界の強度を低下させ
る）ことができる。高比誘電率層１２０が厚いほど、横
電界を閉じ込める効果は大きくなるが、高比誘電率層１
２０があまり厚すぎると、液晶層１０９に印加される本
来の電圧（電極１１０と誘電体シート下面１０３Ｓとの
間に印加される電圧を容量分割した電圧）が低下するの
で好ましくない。高比誘電率層１２０の厚さは、液晶層
１２０の厚さの１／２以下であることが好ましく、１／
３以下であることがさらに好ましい。実用的な液晶層１
０９の厚さが４〜６μｍであることを考慮すると、高比
誘電率層１２０の厚さは２〜４μｍの範囲内にあること
が好ましい。

【００４６】高比誘電率層１２０は、電極１１０の全体
を覆うように基板１０８のほぼ全面に形成されるので、
パターニングする必要がなく、公知の成膜方法を用いた
簡便なプロセスで形成することができる。高比誘電率層
１２０を形成する材料は、上記の比誘電率の関係を満足
する材料を広く利用することができる。但し、高比誘電
率層１２０は絵素領域内にも形成されるので、可視光に
対する透過率が低いと、表示の輝度を低下させる。従っ
て、高比誘電率層１２０の可視光透過率は９５％以上あ
ることが好ましい。高比誘電率層１２０の材料として
は、上述した無機薄膜の他に、透明な高分子材料（例え
ば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂）が
好適に用いられる。

【００４７】液晶分子の配向を制御するために配向膜を
用いる場合、配向膜が上記の条件を満足すれば、配向膜
と高比誘電率層１２０とを兼用することができる。例え
ば、ポリイミド樹脂のうち比誘電率が５〜７のものを用
い、例えば、液晶材料として比誘電率の異方性（Δε）
が４以下のものを用いれば、垂直配向膜を高比誘電率層
１２０としても機能させ得る。配向膜を高比誘電率層１
２０として機能させれば、従来の製造方法における配向
膜形成工程において、配向膜の厚さを調整するだけで、
クロストーク現象を抑制・防止されたプラズマアドレス
液晶表示装置を製造することができる。

【００４８】上述したように、本発明によるクロストー
ク現象の抑制・防止効果は、ノーマリブラックモード
（特に負の誘電異方性を有する液晶材料を用いた）のプ
ラズマアドレス液晶表示装置において顕著である。しか
しながら、本発明の効果は、ノーマリホワイトモードの
プラズマアドレス液晶表示装置においても得られる。

【００４９】例えば、以下に説明する構成を有するプラ
ズマアドレス液晶表示装置１００においても、本発明に
よるクロストーク現象の抑制・防止効果が得られる。こ
こでは、水平配向膜と正の誘電異方性を有する液晶材料
を用いた例を説明する。

【００５０】液晶層１０９の厚さ５μｍ；液晶材料とし
て、誘電異方性Δε＝２．７、ε//＝６．７、ε⊥＝
４．０（例えば、メルク社製ＺＬＩ−４７９２とＺＬＩ
−３０８９との重量比１：１の混合物にカイラル剤Ｓ８
１１を０．２ｗｔ％添加して、５μｍ厚で９０°ツイス
トに調整）；水平配向膜として、オプトマーＡＬ１２５
４（日本合成ゴム社製）にラビング処理を施したもの；
高比誘電率層１２０としてアクリル系樹脂、厚さ１μｍ
で比誘電率ε＝３．５；を用いて作製されたプラズマア
ドレス液晶表示装置１００においても、クロストーク現
象を抑制ことができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明によると、クロストーク現象に起
因する表示品位の低下を抑制・防止したプラズマアドレ
ス液晶表示装置が提供される。

【００５２】本発明によると、液晶層と電極との間に液
晶分子の比誘電率の異方性（Δε）の絶対値よりも大き
な比誘電率を有する高比誘電率層を形成するだけで、ク
ロストーク現象の発生が抑制・防止されたプラズマアド
レス液晶表示装置が得られる。本発明によるプラズマア
ドレス液晶表示装置は、特別な液晶材料を必要とせず、
公知のプラズマアドレス液晶表示装置に広く適用でき
る。特に、本発明によると簡単な構成および製造プロセ
スでクロストークを抑制・防止することができるので、
本発明は３０型以上の高精細なプラズマアドレス液晶表
示装置に好適に適用できる。

【００５３】本発明によるクローストーク現象の抑制効
果は、ノーマリブラックモードのプラズマアドレス液晶
表示装置において顕著であり、特に、そのなかでも、負
の誘電異方性を有する液晶材料を用いたプラズマアドレ
ス液晶表示装置において顕著である。

【００５４】また、本発明は、プラズマアドレス液晶表
示装置以外の表示装置であっても、横電界によるクロス
トーク現象が発生する表示装置に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本発明の実施形態によるプラズマアドレス液
晶表示装置１００を模式的に示す断面図である。

【図１Ｂ】プラズマアドレス液晶表示装置１００を模式
的に示す上面図である。

【図２Ａ】比較例のプラズマアドレス液晶表示装置２０
０Ａを模式的に示す断面図である。

【図２Ｂ】プラズマアドレス液晶表示装置２００Ａを模
式的に示す上面図である。

【図３】従来のプラズマアドレス液晶表示装置２００を
模式的に示す図である。

【図４】プラズマアドレス液晶表示装置２００の一絵素
領域の等価回路を示す図である。

【図５Ａ】従来のプラズマアドレス液晶表示装置２００
を模式的に示す断面図である。

【図５Ｂ】プラズマアドレス液晶表示装置２００を模式
的に示す上面図である。

【符号の説明】

１００プラズマアドレス液晶表示装置１０１、２０１液晶セル１０２、２０２プラズマセル１０３、２０３誘電体シート１０３Ｓ、２０３Ｓ誘電体シート下面（仮想電極）１０４、１０８、２０４、２０８基板１０５、２０５溝（プラズマチャネル）１０９、２０９液晶層１０９ａ、２０９ａ液晶分子１１０、１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ電極（列電
極）１１２、２１２ブラックマトリクス１１３、１１４、２１３、２１４偏光板１２０高比誘電率層２００、２００Ａプラズマアドレス液晶表示装置２１０、２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ電極（列電
極）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田信明大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H089 HA36 QA16 TA04 TA07 TA13 2H090 HA03 HB07Y HB19X LA04 LA16 2H093 NA79 ND15 NE02 NE04 5C094 AA09 BA43 CA19 CA24 DA03 DA14 EA04 EB02 ED14 ED20 FB12 FB15 FB16 GA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、誘電体層と、前記基板と前記誘
電体層との間に挟持された液晶層と、前記基板の前記液
晶層側に設けられ、第１方向に平行に配設されたストラ
イプ状の複数の電極と、前記液晶層および前記誘電体層
を介して前記複数の電極に対向するように設けられ、前
記第１方向と異なる第２方向に平行に配設されたストラ
イプ状の複数のプラズマチャネルとを備え、前記複数の
電極と前記複数のプラズマチャネルとが交差する領域に
それぞれが形成される複数の絵素領域を有し、前記複数
の絵素領域のそれぞれに含まれる液晶層は、前記電極と
前記プラズマチャネルとの間に印加された電圧に応じて
配向状態を変化し、前記複数の絵素領域を通過した光を
用いて表示を行う液晶表示装置であって、前記複数の電極および前記複数の電極間と前記液晶層と
の間に高比誘電率層をさらに有し、前記高比誘電率層は
前記液晶層に含まれる液晶材料の比誘電率の異方性（Δ
ε）の絶対値よりも大きな比誘電率を有する材料から形
成されている液晶表示装置。
【請求項２】前記高比誘電率層の前記液晶層側にさら
に配向層を有する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記高比誘電率層の厚さは、０．５μm
以上で２．０μm以下である請求項１または２に記載の
液晶表示装置。
【請求項４】ノーマリブラックモードで動作する請求
項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。