JP3208895B2 - プラズマアドレス液晶表示装置 - Google Patents
プラズマアドレス液晶表示装置Info
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133374—Constructional arrangements; Manufacturing methods for displaying permanent signs or marks
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶セルとプラズマセ
ル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。より詳しくは、液晶
セルのクロストーク抑制構造に関する。
ル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。より詳しくは、液晶
セルのクロストーク抑制構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】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。図１
０に示す様に、プラズマアドレス液晶表示装置は液晶セ
ル１０１とプラズマセル１０２が中間の誘電シート１０
３を介して重ねられた構造を有している。プラズマセル
１０２は、互いに平行な複数の溝１０５が形成された絶
縁基板１０４を用いて構成されている。各溝１０５は誘
電シート１０３によって密封されている。密封された溝
１０５の中には放電によりイオン化可能なガスが封入さ
れておりプラズマチャネルを形成する。各溝１０５の底
部には一対のプラズマ電極１０６，１０７が設けられて
いる。一対の電極１０６，１０７の一方をアノードとし
他方をカソードとして封止されたガスに電圧を印加しイ
オン化して放電プラズマを発生させる。一方、液晶セル
１０１は上側の基板１０８と誘電シート１０３との間に
挟持された液晶層１０９から構成されている。基板１０
８の内側表面には互いに平行な複数の透明電極１１０が
形成されている。この透明電極１１０は下側の基板１０
４に形成された溝１０５と交差する様に配列されてい
る。マトリクス状に交差した部分に個々の画素が規定さ
れる。
特開平１−２１７３９６号公報に開示されている。図１
０に示す様に、プラズマアドレス液晶表示装置は液晶セ
ル１０１とプラズマセル１０２が中間の誘電シート１０
３を介して重ねられた構造を有している。プラズマセル
１０２は、互いに平行な複数の溝１０５が形成された絶
縁基板１０４を用いて構成されている。各溝１０５は誘
電シート１０３によって密封されている。密封された溝
１０５の中には放電によりイオン化可能なガスが封入さ
れておりプラズマチャネルを形成する。各溝１０５の底
部には一対のプラズマ電極１０６，１０７が設けられて
いる。一対の電極１０６，１０７の一方をアノードとし
他方をカソードとして封止されたガスに電圧を印加しイ
オン化して放電プラズマを発生させる。一方、液晶セル
１０１は上側の基板１０８と誘電シート１０３との間に
挟持された液晶層１０９から構成されている。基板１０
８の内側表面には互いに平行な複数の透明電極１１０が
形成されている。この透明電極１１０は下側の基板１０
４に形成された溝１０５と交差する様に配列されてい
る。マトリクス状に交差した部分に個々の画素が規定さ
れる。
【０００３】上述した液晶表示装置においては、各溝１
０５に形成されたプラズマチャネルが行走査単位とな
り、透明電極１１０が列駆動単位となる。選択的なプラ
ズマ放電により各プラズマチャネルを逐次活性化し行毎
の線順次走査を実行する。これと同期して、列駆動単位
を構成する各透明電極１１０に画像信号を印加し画素の
駆動を行なう。活性化するとプラズマチャネル全体が略
アノード電位となり各画素の一端が誘電シート１０３を
介してアノード電位に接続される。従って、プラズマチ
ャネルはスイッチを構成する。スイッチが導通した時点
に同期して画像信号が各画素の他端に印加される。印加
された画像信号はプラズマスイッチが非導通状態になっ
た後にも保持され所謂サンプルホールドが行なわれる。
０５に形成されたプラズマチャネルが行走査単位とな
り、透明電極１１０が列駆動単位となる。選択的なプラ
ズマ放電により各プラズマチャネルを逐次活性化し行毎
の線順次走査を実行する。これと同期して、列駆動単位
を構成する各透明電極１１０に画像信号を印加し画素の
駆動を行なう。活性化するとプラズマチャネル全体が略
アノード電位となり各画素の一端が誘電シート１０３を
介してアノード電位に接続される。従って、プラズマチ
ャネルはスイッチを構成する。スイッチが導通した時点
に同期して画像信号が各画素の他端に印加される。印加
された画像信号はプラズマスイッチが非導通状態になっ
た後にも保持され所謂サンプルホールドが行なわれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した誘
電シート１０３は液晶層１０９を封止する機能ととも
に、液晶層１０９とプラズマチャネルとの間の絶縁遮断
層としても機能する。この誘電シート１０３は例えば薄
板のガラス材料からなる誘電体で構成されている。誘電
体であるので、画素とプラズマスイッチとの間に介在す
るキャパシタとして作用する。従って、サンプリングキ
ャパシタを構成する液晶層とプラズマスイッチとの電気
的結合を十分に確保する為になるべくその厚みは薄い方
が好ましい。実際には加工性並びに機械的強度の観点か
らガラス材料の厚みは約５０μｍ程度が限界である。一
方、液晶の厚みはこれに比べてかなり薄く例えば約５μ
ｍである。従って、画素に印加される駆動電圧は容量分
割される為、液晶層に直接加わる実効成分は１０分の１
程度である。換言すると、駆動電圧は実効成分の１０倍
程度が必要となる。この様に駆動電圧が大きいと、隣接
する透明電極間で電界の横漏れが生じ所謂クロストーク
が発生するという課題がある。このクロストークにより
画像品質が著しく損なわれる。
電シート１０３は液晶層１０９を封止する機能ととも
に、液晶層１０９とプラズマチャネルとの間の絶縁遮断
層としても機能する。この誘電シート１０３は例えば薄
板のガラス材料からなる誘電体で構成されている。誘電
体であるので、画素とプラズマスイッチとの間に介在す
るキャパシタとして作用する。従って、サンプリングキ
ャパシタを構成する液晶層とプラズマスイッチとの電気
的結合を十分に確保する為になるべくその厚みは薄い方
が好ましい。実際には加工性並びに機械的強度の観点か
らガラス材料の厚みは約５０μｍ程度が限界である。一
方、液晶の厚みはこれに比べてかなり薄く例えば約５μ
ｍである。従って、画素に印加される駆動電圧は容量分
割される為、液晶層に直接加わる実効成分は１０分の１
程度である。換言すると、駆動電圧は実効成分の１０倍
程度が必要となる。この様に駆動電圧が大きいと、隣接
する透明電極間で電界の横漏れが生じ所謂クロストーク
が発生するという課題がある。このクロストークにより
画像品質が著しく損なわれる。
【０００５】図１１を参照してクロストークにつきさら
に説明を加える。図１１はプラズマアドレス液晶表示装
置の画素１個分に対応する等価回路図である。前述した
様に、画素は液晶層のキャパシタ成分ＣLCと誘電シート
のキャパシタ成分ＣG とプラズマスイッチＳの直列接続
からなる。液晶層の厚みｄLCは例えば５μｍに設定さ
れ、誘電シートの厚みｄG は例えば５０μｍに設定され
る。画素には交流駆動電圧が与えられる。その絶対値を
Ｖで表わす。プラズマスイッチＳが導通状態になると、
駆動電圧Ｖはキャパシタ成分ＣLC及びＣG に分割して加
えられる。この時、画素の駆動に寄与するのはＣLCに加
わる実効駆動電圧ｖである。ｖはＶ×ＣG／（ＣLC＋Ｃ
G ）で表わされる。液晶層と誘電シートの誘電率が概ね
等しいと見做すと、ｖはＶ×ｄLC／（ｄLC＋ｄG ）で与
えられる。この式から明らかな様に実効駆動電圧ｖを４
Ｖ程度とする為には、駆動電圧Ｖを４０Ｖ程度に設定す
る必要がある。
に説明を加える。図１１はプラズマアドレス液晶表示装
置の画素１個分に対応する等価回路図である。前述した
様に、画素は液晶層のキャパシタ成分ＣLCと誘電シート
のキャパシタ成分ＣG とプラズマスイッチＳの直列接続
からなる。液晶層の厚みｄLCは例えば５μｍに設定さ
れ、誘電シートの厚みｄG は例えば５０μｍに設定され
る。画素には交流駆動電圧が与えられる。その絶対値を
Ｖで表わす。プラズマスイッチＳが導通状態になると、
駆動電圧Ｖはキャパシタ成分ＣLC及びＣG に分割して加
えられる。この時、画素の駆動に寄与するのはＣLCに加
わる実効駆動電圧ｖである。ｖはＶ×ＣG／（ＣLC＋Ｃ
G ）で表わされる。液晶層と誘電シートの誘電率が概ね
等しいと見做すと、ｖはＶ×ｄLC／（ｄLC＋ｄG ）で与
えられる。この式から明らかな様に実効駆動電圧ｖを４
Ｖ程度とする為には、駆動電圧Ｖを４０Ｖ程度に設定す
る必要がある。
【０００６】この様に駆動電圧が高いとクロストークが
生じる。ある透明電極に画素点灯電圧として４０Ｖを印
加し隣接する透明電極に画素消灯電圧として０Ｖが印加
されているとする。隣接する透明電極間に大きな電位差
が生ずるので横方向の電界が発生する。この電界により
隣接する画素間の液晶層も動作してしまい画素端部で所
謂表示ぼけが発生する。さらに悪い事には、図１２に示
す様に画像品位を著しく損なう縦縞が現われる原因とな
る。この縦縞は行方向に現われるのではなく列方向に現
われる。特に、隣接する列間において表示濃度が異なる
と極めて顕著な縦縞が現われてしまう。この縦縞をマス
クする為に列透明電極間にブラックマスクを予め形成す
る事も対策として考えられる。しかしながら、画像面に
ブラックマスクを施すと画像全体の明るさが低下してし
まう。
生じる。ある透明電極に画素点灯電圧として４０Ｖを印
加し隣接する透明電極に画素消灯電圧として０Ｖが印加
されているとする。隣接する透明電極間に大きな電位差
が生ずるので横方向の電界が発生する。この電界により
隣接する画素間の液晶層も動作してしまい画素端部で所
謂表示ぼけが発生する。さらに悪い事には、図１２に示
す様に画像品位を著しく損なう縦縞が現われる原因とな
る。この縦縞は行方向に現われるのではなく列方向に現
われる。特に、隣接する列間において表示濃度が異なる
と極めて顕著な縦縞が現われてしまう。この縦縞をマス
クする為に列透明電極間にブラックマスクを予め形成す
る事も対策として考えられる。しかしながら、画像面に
ブラックマスクを施すと画像全体の明るさが低下してし
まう。
【０００７】かかるクロストークを抑制する為に従来か
ら様々な提案がなされており、例えばＪａｐａｎ Ｄｉ
ｓｐｌａｙ １９９２において以下の２件の技術が報告
されている。 「Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｅ：Ａ Ｎｅｗ Ｄｒｉ
ｖｅ Ｗａｖｅｆｏｒｍ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ
Ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ ｉｎ ＡｃｔｉｖｅＭａｔｒｉ
ｘ Ｄｉｓｐｌａｙｓ，Ｋｅｖｉｎ Ｊ．Ｉｌｃｉｓｉ
ｎ，Ｄｉｓｐｌａｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａ
ｔｏｒｙ，Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ Ｉｎｃ., Ｂｅａｖｅ
ｒｔｏｎ ＯＲ，ＵＳＡ」 「Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ ｉｎ Ａ
ｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｄｉｓｐｌａｙｓ Ｔｈｒ
ｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｔｈｏｍａｓ Ｓ．Ｂｕｚａｋ
ａｎｄ Ｋｅｖｉｎ Ｉｌｃｉｓｉｎ，Ｔｅｋｔｒｏ
ｎｉｘ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｔｅｋｔｒｏｎｉ
ｘ Ｉｎｃ．」 １番目の技術は駆動方法による対策であって、特別の駆
動回路を必要とする。又高速でスイッチングする駆動Ｉ
Ｃが必要になるという欠点がある。２番目の技術につい
ては、主として液晶材料に関する対策であるが、これも
高速でスイッチングする駆動ＩＣが必要になるという欠
点がある。又液晶材料の誘電率の周波数依存性を利用し
ており、液晶の温度特性がある為広い温度範囲に渡って
クロストークを抑制する事は不可能である。
ら様々な提案がなされており、例えばＪａｐａｎ Ｄｉ
ｓｐｌａｙ １９９２において以下の２件の技術が報告
されている。 「Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｅ：Ａ Ｎｅｗ Ｄｒｉ
ｖｅ Ｗａｖｅｆｏｒｍ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ
Ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ ｉｎ ＡｃｔｉｖｅＭａｔｒｉ
ｘ Ｄｉｓｐｌａｙｓ，Ｋｅｖｉｎ Ｊ．Ｉｌｃｉｓｉ
ｎ，Ｄｉｓｐｌａｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａ
ｔｏｒｙ，Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ Ｉｎｃ., Ｂｅａｖｅ
ｒｔｏｎ ＯＲ，ＵＳＡ」 「Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ ｉｎ Ａ
ｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｄｉｓｐｌａｙｓ Ｔｈｒ
ｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｔｈｏｍａｓ Ｓ．Ｂｕｚａｋ
ａｎｄ Ｋｅｖｉｎ Ｉｌｃｉｓｉｎ，Ｔｅｋｔｒｏ
ｎｉｘ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｔｅｋｔｒｏｎｉ
ｘ Ｉｎｃ．」 １番目の技術は駆動方法による対策であって、特別の駆
動回路を必要とする。又高速でスイッチングする駆動Ｉ
Ｃが必要になるという欠点がある。２番目の技術につい
ては、主として液晶材料に関する対策であるが、これも
高速でスイッチングする駆動ＩＣが必要になるという欠
点がある。又液晶材料の誘電率の周波数依存性を利用し
ており、液晶の温度特性がある為広い温度範囲に渡って
クロストークを抑制する事は不可能である。
【０００８】
【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、本発明は液晶セルを改良してプラズマアドレ
ス液晶表示装置におけるクロストークを抑制する事を目
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、列電極を備え液晶層を含む液晶セルと行プラ
ズマチャネルを備えたプラズマセルとを中間の誘電シー
トを介して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おいて、前記液晶層は
以下の関係を満たす誘電率異方性Δεを有するという手
段を講じた。
題に鑑み、本発明は液晶セルを改良してプラズマアドレ
ス液晶表示装置におけるクロストークを抑制する事を目
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、列電極を備え液晶層を含む液晶セルと行プラ
ズマチャネルを備えたプラズマセルとを中間の誘電シー
トを介して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おいて、前記液晶層は
以下の関係を満たす誘電率異方性Δεを有するという手
段を講じた。
【数２】
【０００９】
【作用】上記の手段によれば、液晶層の誘電率異方性Δ
εを所定値以下となる様に設定している。これにより駆
動電圧を下げる事が可能となり、隣接透明電極間の電位
差も小さくできるのでクロストークを効果的に抑制でき
る。又、Δεを下げる事により横方向電界に対する液晶
分子の応答性が鈍くなる為クロストークの抑制に寄与で
きる。
εを所定値以下となる様に設定している。これにより駆
動電圧を下げる事が可能となり、隣接透明電極間の電位
差も小さくできるのでクロストークを効果的に抑制でき
る。又、Δεを下げる事により横方向電界に対する液晶
分子の応答性が鈍くなる為クロストークの抑制に寄与で
きる。
【００１０】
【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
ス液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である。図
示する様に、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中間の誘電シート３とからなる
積層構造を有する。液晶セル１は第１の基板４を用いて
構成されている。この基板４の内側主面に沿って互いに
平行な複数の透明電極５が形成されている。この透明電
極５はＩＴＯ等の透明導電材料をエッチングして得られ
列状に配列されている。この透明電極５は列駆動単位を
構成する。基板４は誘電シート３に対してスペーサを介
して所定の間隙で対向配置されている。この間隙には液
晶層６が封入されている。本例では、この液晶層６はツ
イスト配向されたネマティック液晶からなる。
詳細に説明する。図１は本発明にかかるプラズマアドレ
ス液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である。図
示する様に、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中間の誘電シート３とからなる
積層構造を有する。液晶セル１は第１の基板４を用いて
構成されている。この基板４の内側主面に沿って互いに
平行な複数の透明電極５が形成されている。この透明電
極５はＩＴＯ等の透明導電材料をエッチングして得られ
列状に配列されている。この透明電極５は列駆動単位を
構成する。基板４は誘電シート３に対してスペーサを介
して所定の間隙で対向配置されている。この間隙には液
晶層６が封入されている。本例では、この液晶層６はツ
イスト配向されたネマティック液晶からなる。
【００１１】プラズマセル２は第２の基板７を用いて構
成されている。第２の基板７の内側表面には、行方向に
整列した複数の溝８が形成されている。各溝の底部には
互いに離間して配置された一対のアノード電極Ａとカソ
ード電極Ｋが形成されている。これら一対の電極Ａ及び
Ｋがプラズマ電極９を構成する。プラズマ電極９は透明
電極５に対して交差する様に配置されている。各溝８は
誘電シート３によって気密封止されており内部にイオン
化可能なガス１０が封入されている。このガスは例えば
ヘリウム、ネオン、アルゴン、あるいはこれらの混合気
体からなる。各溝８の底部に形成されたプラズマ電極９
と封入されたイオン化可能なガス１０とによりプラズマ
チャネル１１が形成される。このプラズマチャネル１１
は行走査単位となり列駆動単位である透明電極５との間
に個々の画素１２を規定する。なお、プラズマセル２の
外表面には偏光板１３が貼着されており、液晶セル１の
外表面にも偏光板１４が貼着されている。
成されている。第２の基板７の内側表面には、行方向に
整列した複数の溝８が形成されている。各溝の底部には
互いに離間して配置された一対のアノード電極Ａとカソ
ード電極Ｋが形成されている。これら一対の電極Ａ及び
Ｋがプラズマ電極９を構成する。プラズマ電極９は透明
電極５に対して交差する様に配置されている。各溝８は
誘電シート３によって気密封止されており内部にイオン
化可能なガス１０が封入されている。このガスは例えば
ヘリウム、ネオン、アルゴン、あるいはこれらの混合気
体からなる。各溝８の底部に形成されたプラズマ電極９
と封入されたイオン化可能なガス１０とによりプラズマ
チャネル１１が形成される。このプラズマチャネル１１
は行走査単位となり列駆動単位である透明電極５との間
に個々の画素１２を規定する。なお、プラズマセル２の
外表面には偏光板１３が貼着されており、液晶セル１の
外表面にも偏光板１４が貼着されている。
【００１２】本発明の特徴事項として、液晶層６は以下
の関係を満たす誘電率異方性Δεを有する。
の関係を満たす誘電率異方性Δεを有する。
【数３】 Δεがこの関係を満たす事により駆動電圧を小さく下げ
る事が可能になり、且つ基板と平行な電界に対する液晶
分子の応答性を低く抑えられる。従って、従来に比しク
ロストークを抑制できる。加えて、ツイスト配向された
ネマティック液晶からなる液晶層６のツイスト角は９０
°より大きく２７０°以下に設定されている。これによ
り、基板に垂直方向の電界に対する液晶分子の立ち上が
り急峻度が増すとともに、基板と平行方向の電界に対す
る急峻度が低くなる。従って、駆動電圧を低く抑え且つ
クロストークを抑制する事が可能である。
る事が可能になり、且つ基板と平行な電界に対する液晶
分子の応答性を低く抑えられる。従って、従来に比しク
ロストークを抑制できる。加えて、ツイスト配向された
ネマティック液晶からなる液晶層６のツイスト角は９０
°より大きく２７０°以下に設定されている。これによ
り、基板に垂直方向の電界に対する液晶分子の立ち上が
り急峻度が増すとともに、基板と平行方向の電界に対す
る急峻度が低くなる。従って、駆動電圧を低く抑え且つ
クロストークを抑制する事が可能である。
【００１３】次に図２を参照して、図１に示したプラズ
マアドレス液晶表示装置の動作を説明する。本図は図１
と同一の実施例を示す断面図であるが、図１の断面図が
透明電極５に平行な列方向に沿って切断したものである
のに対して、図２の断面図はプラズマチャネル１１に平
行な行方向に沿って切断したものである。前述した様
に、列駆動単位である透明電極５と行走査単位であるプ
ラズマチャネル１１との交差部に画素１２が規定され
る。プラズマ電極９を構成する一対のアノード電極及び
カソード電極間に所定の放電電圧を印加するとガス１０
がイオン化しプラズマ放電が発生してプラズマチャネル
１１は活性化される。この結果、プラズマチャネル１１
は略全体に渡ってアノード電位に保持される。図におい
ては、活性化されたプラズマチャネル１１に沿って４個
の画素１２が示されている。各透明電極５に所定の駆動
電圧を印加すると矢印で示す様に活性化されたプラズマ
チャネル１１に向って基板と垂直方向の電界が発生し、
ツイスト配向された液晶層６の分子配列が変化する。こ
の分子配列変化は一対の偏光板１３，１４により透過率
変化として取り出され所望の画像表示が行なわれる。こ
の時、各信号電極５に印加される駆動電圧の差に応じ
て、隣接電極間に基板と平行な電界が発生する。しかし
ながら本発明においては液晶層６を構成するネマティッ
ク液晶の誘電率異方性が所定の値よりも低く設定されて
おり、且つツイスト角も９０°以上に設定されている。
この為、画像品質の劣化原因となるクロストークは抑制
される。なおネマティック液晶材料の必要なΔεの値は
液晶層６の厚み、誘電シート３の厚み及び誘電率等によ
り決定される。
マアドレス液晶表示装置の動作を説明する。本図は図１
と同一の実施例を示す断面図であるが、図１の断面図が
透明電極５に平行な列方向に沿って切断したものである
のに対して、図２の断面図はプラズマチャネル１１に平
行な行方向に沿って切断したものである。前述した様
に、列駆動単位である透明電極５と行走査単位であるプ
ラズマチャネル１１との交差部に画素１２が規定され
る。プラズマ電極９を構成する一対のアノード電極及び
カソード電極間に所定の放電電圧を印加するとガス１０
がイオン化しプラズマ放電が発生してプラズマチャネル
１１は活性化される。この結果、プラズマチャネル１１
は略全体に渡ってアノード電位に保持される。図におい
ては、活性化されたプラズマチャネル１１に沿って４個
の画素１２が示されている。各透明電極５に所定の駆動
電圧を印加すると矢印で示す様に活性化されたプラズマ
チャネル１１に向って基板と垂直方向の電界が発生し、
ツイスト配向された液晶層６の分子配列が変化する。こ
の分子配列変化は一対の偏光板１３，１４により透過率
変化として取り出され所望の画像表示が行なわれる。こ
の時、各信号電極５に印加される駆動電圧の差に応じ
て、隣接電極間に基板と平行な電界が発生する。しかし
ながら本発明においては液晶層６を構成するネマティッ
ク液晶の誘電率異方性が所定の値よりも低く設定されて
おり、且つツイスト角も９０°以上に設定されている。
この為、画像品質の劣化原因となるクロストークは抑制
される。なおネマティック液晶材料の必要なΔεの値は
液晶層６の厚み、誘電シート３の厚み及び誘電率等によ
り決定される。
【００１４】以下、液晶材料の誘電率異方性の最適な範
囲について図３ないし図６を参照して詳細に説明する。
プラズマアドレス液晶表示装置では誘電シートを介して
液晶セルを駆動する為、液晶には誘電シートと液晶の容
量分割比で決まる実効電圧が印加される。ここでツイス
トネマティック液晶の動作モードを例えばノーマリホワ
イトモードとすれば、駆動電圧Ｖに対する液晶セルの透
過率Ｔの関係は図３のグラフの様になる。駆動電圧Ｖは
ＶｔｈないしＶｍａｘの範囲で変化する。従って液晶セ
ル内の隣接透明電極間電位差（ΔＶ）もこの範囲で変化
する。
囲について図３ないし図６を参照して詳細に説明する。
プラズマアドレス液晶表示装置では誘電シートを介して
液晶セルを駆動する為、液晶には誘電シートと液晶の容
量分割比で決まる実効電圧が印加される。ここでツイス
トネマティック液晶の動作モードを例えばノーマリホワ
イトモードとすれば、駆動電圧Ｖに対する液晶セルの透
過率Ｔの関係は図３のグラフの様になる。駆動電圧Ｖは
ＶｔｈないしＶｍａｘの範囲で変化する。従って液晶セ
ル内の隣接透明電極間電位差（ΔＶ）もこの範囲で変化
する。
【００１５】ところで、図４のグラフに示す様に、Ｖｍ
ａｘ−Ｖｔｈの値は液晶の誘電率異方性Δεに対して極
小値を持つ。この時のΔεは近似的に以下の数式で表わ
される。
ａｘ−Ｖｔｈの値は液晶の誘電率異方性Δεに対して極
小値を持つ。この時のΔεは近似的に以下の数式で表わ
される。
【数４】
【００１６】以下、上記式を理論的に導出した過程を簡
潔に説明する。先ず、誘電シートを介する事なく液晶セ
ルを単独で駆動した場合における閾値電圧ｖｔｈの値
は、周知の様に以下の式により表わされる。
潔に説明する。先ず、誘電シートを介する事なく液晶セ
ルを単独で駆動した場合における閾値電圧ｖｔｈの値
は、周知の様に以下の式により表わされる。
【数５】 一方、プラズマアドレス液晶表示装置では誘電シートと
液晶層の容量分割比で決まる実効電圧が印加される。そ
の時、液晶層の容量は印加電圧により変化する為、容量
分割比も変化する。ここで簡略化の為次の様に近似す
る。
液晶層の容量分割比で決まる実効電圧が印加される。そ
の時、液晶層の容量は印加電圧により変化する為、容量
分割比も変化する。ここで簡略化の為次の様に近似す
る。
【数６】 上記近似に基いてＶｍａｘ及び（Ｖｍａｘ−Ｖｔｈ）が
極小になるΔεの値を演算すると以下の通りである。
極小になるΔεの値を演算すると以下の通りである。
【数７】
【００１７】ところで図５に示す様に、クロストークは
隣接電極間電位差ΔＶがダイレクトに影響する（なお理
解を容易にする為図５において図２と対応する部分には
対応する参照番号を付してある）。この横方向の電界に
より液晶分子は影響を受け配列変化が生じ透過率変動Δ
Ｔを引き起こす。この透過率変動ΔＴは電界が強い電極
端ほど大きい。ところでこの隣接電極間電位差ΔＶに依
存する液晶の透過率変動ΔＴは理論上以下の数式８によ
って表わされる。
隣接電極間電位差ΔＶがダイレクトに影響する（なお理
解を容易にする為図５において図２と対応する部分には
対応する参照番号を付してある）。この横方向の電界に
より液晶分子は影響を受け配列変化が生じ透過率変動Δ
Ｔを引き起こす。この透過率変動ΔＴは電界が強い電極
端ほど大きい。ところでこの隣接電極間電位差ΔＶに依
存する液晶の透過率変動ΔＴは理論上以下の数式８によ
って表わされる。
【数８】 上記式から明らかな様にクロストークの程度を表わす透
過率変動ΔＴはΔεに対して単調に減少する関係にあ
り、Δεが小さい程クロストークは小さくなる。
過率変動ΔＴはΔεに対して単調に減少する関係にあ
り、Δεが小さい程クロストークは小さくなる。
【００１８】次に、以上に説明した理論的な関係を実証
する為、実際にΔεの値を変えたプラズマアドレス液晶
表示装置サンプルを作成し、ΔＴとΔＶとの関係を測定
した。実験結果を図６のグラフに示す。このグラフでは
縦軸に透過率変動ΔＴをとり、横軸に隣接電極間電位差
ΔＶをとり、Δεをパラメータとして０．４〜５．２の
範囲で変化させている。又各Δεに設定した時のＶｍａ
ｘ−Ｖｔｈの値を重ねてプロットしてある。各Δεの値
で、ΔＶはＶｍａｘ−Ｖｔｈを超えないから結局Δεが
小さい程透過率変動ΔＴは小さい事になる。即ちクロス
トーク抑制の観点から見ると、Δεが小さい程有利であ
る。又、図６のグラフから明らかな様にＶｍａｘ−Ｖｔ
ｈの値はΔε＝２．７付近で極小値を有しており前述し
た理論解析結果と一致している。一般にＶｍａｘ−Ｖｔ
ｈの値は小さい程クロストークに関し有利である。従っ
て、極小値近傍にΔεの値を設定する事が好ましい。本
発明ではこの最適範囲の上限値として前述した数式２の
範囲を設定している。
する為、実際にΔεの値を変えたプラズマアドレス液晶
表示装置サンプルを作成し、ΔＴとΔＶとの関係を測定
した。実験結果を図６のグラフに示す。このグラフでは
縦軸に透過率変動ΔＴをとり、横軸に隣接電極間電位差
ΔＶをとり、Δεをパラメータとして０．４〜５．２の
範囲で変化させている。又各Δεに設定した時のＶｍａ
ｘ−Ｖｔｈの値を重ねてプロットしてある。各Δεの値
で、ΔＶはＶｍａｘ−Ｖｔｈを超えないから結局Δεが
小さい程透過率変動ΔＴは小さい事になる。即ちクロス
トーク抑制の観点から見ると、Δεが小さい程有利であ
る。又、図６のグラフから明らかな様にＶｍａｘ−Ｖｔ
ｈの値はΔε＝２．７付近で極小値を有しており前述し
た理論解析結果と一致している。一般にＶｍａｘ−Ｖｔ
ｈの値は小さい程クロストークに関し有利である。従っ
て、極小値近傍にΔεの値を設定する事が好ましい。本
発明ではこの最適範囲の上限値として前述した数式２の
範囲を設定している。
【００１９】なお図６の測定データを得る為に作成され
たプラズマアドレス液晶表示装置サンプルについては、
液晶材料としてメルク社製のＺＬＩ−４７９２及びＺＬ
Ｉ−３０８６の混合組成物を用いた。液晶分子長軸に直
交する方向の誘電率は各々４．８，２．８４であり、Δ
εは夫々５．２，０．０６である。図６のグラフにパラ
メータとして示したΔεに調整する為、両液晶材料は所
望の比率で混合された。調合比率を以下の表１に示す。
たプラズマアドレス液晶表示装置サンプルについては、
液晶材料としてメルク社製のＺＬＩ−４７９２及びＺＬ
Ｉ−３０８６の混合組成物を用いた。液晶分子長軸に直
交する方向の誘電率は各々４．８，２．８４であり、Δ
εは夫々５．２，０．０６である。図６のグラフにパラ
メータとして示したΔεに調整する為、両液晶材料は所
望の比率で混合された。調合比率を以下の表１に示す。
【表１】 又カイラル材料としてＳ８１１を０．２％添加した。Δ
Ｖに対するΔＴの測定では、ＩＴＯからなる透明電極の
ピッチを０．３mmに設定し、電極間隔を０．０３mmに設
定したサンプルを用いた。電極間にブラックマスクは設
けなかった。液晶層の厚みは５μｍであり、誘電シート
は厚みが５０μｍで誘電率が６．７の薄板ガラスを用い
た。液晶層をツイスト配向する為に用いた配向膜は日本
合成ゴム社製オプトマーＡＬ１２５４を使用しラビング
処理を施した。偏光板は日東電工製ＮＰＦ−Ｇ１２２０
ＤＵを使用し、ノーマリブラックモードで測定した。
Ｖに対するΔＴの測定では、ＩＴＯからなる透明電極の
ピッチを０．３mmに設定し、電極間隔を０．０３mmに設
定したサンプルを用いた。電極間にブラックマスクは設
けなかった。液晶層の厚みは５μｍであり、誘電シート
は厚みが５０μｍで誘電率が６．７の薄板ガラスを用い
た。液晶層をツイスト配向する為に用いた配向膜は日本
合成ゴム社製オプトマーＡＬ１２５４を使用しラビング
処理を施した。偏光板は日東電工製ＮＰＦ−Ｇ１２２０
ＤＵを使用し、ノーマリブラックモードで測定した。
【００２０】先に述べた様に透過率変動によるクロスト
ークは電極端程大きく中央は小さい。Δεが２．７の時
このクロストークによる透過率変動が生じる部分をブラ
ックマスクストライプで覆うとすれば、８２μｍ必要で
ありΔεが小さい程この幅は狭くて良い。これに対して
Δεが５．２以上では電極全域に透過率変動がありマス
クする事は不可能であった。
ークは電極端程大きく中央は小さい。Δεが２．７の時
このクロストークによる透過率変動が生じる部分をブラ
ックマスクストライプで覆うとすれば、８２μｍ必要で
ありΔεが小さい程この幅は狭くて良い。これに対して
Δεが５．２以上では電極全域に透過率変動がありマス
クする事は不可能であった。
【００２１】次に駆動電圧及びクロストークとツイスト
角との関係について説明する。前述した様にクロストー
クの原因となる透過率変動は隣接電極間電位差に対して
単調に増加するので隣接電極間電位差を低減させる事は
有効である。例えば、駆動電圧に対する液晶の電気光学
変化を急峻にして駆動電圧を低減化すれば良い。電気光
学変化を急峻にする方法としてツイスト角を増大すると
いう手段を採用した。ツイスト角と駆動電圧の関係を図
７のグラフに示す。ここで縦軸の駆動電圧は透過率が５
％になる電圧と９５％になる電圧との差で示している。
横軸はツイスト角である。このグラフから明らかな様
に、ツイスト角を大きくする事により駆動電圧を低減可
能である。
角との関係について説明する。前述した様にクロストー
クの原因となる透過率変動は隣接電極間電位差に対して
単調に増加するので隣接電極間電位差を低減させる事は
有効である。例えば、駆動電圧に対する液晶の電気光学
変化を急峻にして駆動電圧を低減化すれば良い。電気光
学変化を急峻にする方法としてツイスト角を増大すると
いう手段を採用した。ツイスト角と駆動電圧の関係を図
７のグラフに示す。ここで縦軸の駆動電圧は透過率が５
％になる電圧と９５％になる電圧との差で示している。
横軸はツイスト角である。このグラフから明らかな様
に、ツイスト角を大きくする事により駆動電圧を低減可
能である。
【００２２】次に比較の為１８０°ツイストサンプルと
９０°ツイストサンプルを作成し、隣接電極間電位差Δ
Ｖに対する透過率変動ΔＴを測定した。この実験結果を
図８のグラフに示す。９０°ツイストサンプルに対し１
８０°ツイストサンプルは隣接電極間電位差ΔＶに関し
電気光学変化の急峻度が低い。即ちツイスト角を増加す
る事により基板に垂直方向の電界に対しては前述した様
に急峻性は高くなるが、逆に基板に平行方向の電界に対
しては急峻性が低くなるからである。図８のグラフでプ
ロットされたポイントＡ，Ｂは９０°ツイストサンプル
及び１８０°ツイストサンプルについて夫々に必要な駆
動電圧の値を示しており、ΔＶはこれを超えない。つま
り１８０°ツイストサンプルは９０°ツイストサンプル
に比べクロストークによる透過率変動が小さい事にな
る。９０°ツイストサンプルについては透過率変動が生
ずる電極領域が６０μｍの幅に拡がるが、１８０°ツイ
ストサンプルでは電極エッジ部のみに透過率変動が発生
し、ブラックマスクストライプ幅を拡げる必要がない。
９０°ツイストサンプルを作成し、隣接電極間電位差Δ
Ｖに対する透過率変動ΔＴを測定した。この実験結果を
図８のグラフに示す。９０°ツイストサンプルに対し１
８０°ツイストサンプルは隣接電極間電位差ΔＶに関し
電気光学変化の急峻度が低い。即ちツイスト角を増加す
る事により基板に垂直方向の電界に対しては前述した様
に急峻性は高くなるが、逆に基板に平行方向の電界に対
しては急峻性が低くなるからである。図８のグラフでプ
ロットされたポイントＡ，Ｂは９０°ツイストサンプル
及び１８０°ツイストサンプルについて夫々に必要な駆
動電圧の値を示しており、ΔＶはこれを超えない。つま
り１８０°ツイストサンプルは９０°ツイストサンプル
に比べクロストークによる透過率変動が小さい事にな
る。９０°ツイストサンプルについては透過率変動が生
ずる電極領域が６０μｍの幅に拡がるが、１８０°ツイ
ストサンプルでは電極エッジ部のみに透過率変動が発生
し、ブラックマスクストライプ幅を拡げる必要がない。
【００２３】上述したサンプルを作成するに当たって、
液晶材料としてはメルク社製のＺＬＩ−４７９２とＺＬ
Ｉ−３０８６の混合組成物を用いた。調合比率はＺＬＩ
−４７９２ ２５％に対し、ＺＬＩ−３０８６ ７５％
であり、誘電率異方性は１．４となった。１８０°ツイ
ストサンプルではカイラル材料としてＳ８１１を０．７
％添加した。透明電極ピッチは０．３mmに設定し、電極
間隔は０．０３mmに設定した。本サンプルではブラック
マスクストライプを形成しなかった。液晶層厚みは５μ
ｍであり、誘電シートとしては５０μｍ厚みの薄板ガラ
ス（ショット社製Ｄ２６３）を用いた。配向膜は日本合
成ゴム製ＪＡＬＳ−２１４−Ｒ１８を使用し、ラビング
処理を施した。偏光板はクロスニコルに設定した。Δｎ
ｄは５００μｍである。なお、参考の為１８０°ツイス
トサンプルにおける上下偏光軸方向と上下ラビング方向
との関係を図９に模式的に示しておく。
液晶材料としてはメルク社製のＺＬＩ−４７９２とＺＬ
Ｉ−３０８６の混合組成物を用いた。調合比率はＺＬＩ
−４７９２ ２５％に対し、ＺＬＩ−３０８６ ７５％
であり、誘電率異方性は１．４となった。１８０°ツイ
ストサンプルではカイラル材料としてＳ８１１を０．７
％添加した。透明電極ピッチは０．３mmに設定し、電極
間隔は０．０３mmに設定した。本サンプルではブラック
マスクストライプを形成しなかった。液晶層厚みは５μ
ｍであり、誘電シートとしては５０μｍ厚みの薄板ガラ
ス（ショット社製Ｄ２６３）を用いた。配向膜は日本合
成ゴム製ＪＡＬＳ−２１４−Ｒ１８を使用し、ラビング
処理を施した。偏光板はクロスニコルに設定した。Δｎ
ｄは５００μｍである。なお、参考の為１８０°ツイス
トサンプルにおける上下偏光軸方向と上下ラビング方向
との関係を図９に模式的に示しておく。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、プ
ラズマアドレス液晶表示装置において、液晶材料の誘電
率異方性を適切な値とする事によりクロストークの原因
となる透過率変動を軽減する事ができるという効果があ
る。これによりあらゆる表示パタンでクロストークのな
い均一な表示が可能となる。特にカラー表示の場合クロ
ストークは色むらになるが、本発明では特にこの点で効
果が顕著である。
ラズマアドレス液晶表示装置において、液晶材料の誘電
率異方性を適切な値とする事によりクロストークの原因
となる透過率変動を軽減する事ができるという効果があ
る。これによりあらゆる表示パタンでクロストークのな
い均一な表示が可能となる。特にカラー表示の場合クロ
ストークは色むらになるが、本発明では特にこの点で効
果が顕著である。
【図１】本発明にかかるプラズマアドレス液晶表示装置
の一実施例を示す模式的断面図である。
の一実施例を示す模式的断面図である。
【図２】同一の実施例の断面図であるが切断方向が図１
と直交している。
と直交している。
【図３】ノーマリホワイトモード液晶セルの駆動電圧−
透過率特性を示すグラフである。
透過率特性を示すグラフである。
【図４】ΔεとＶｍａｘ−Ｖｔｈとの関係を示すグラフ
である。
である。
【図５】クロストークの原因となる横方向電界を示す模
式図である。
式図である。
【図６】透過率変動ΔＴと隣接電極間電位差ΔＶとの関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図７】駆動電圧とツイスト角との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図８】透過率変動ΔＴと隣接電極間電位差ΔＶとの関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図９】液晶セルにおけるラビング方向と偏光軸方向と
の相対的な関係を示す模式図である。
の相対的な関係を示す模式図である。
【図１０】従来のプラズマアドレス液晶表示装置の構造
を示す部分破断斜視図である。
を示す部分破断斜視図である。
【図１１】プラズマアドレス液晶表示装置に含まれる個
々の画素の等価回路図である。
々の画素の等価回路図である。
【図１２】従来のプラズマアドレス液晶表示装置の画像
面を示す模式的な平面図である。
面を示す模式的な平面図である。
１ 液晶セル ２ プラズマセル ３ 誘電シート ４ 基板 ５ 透明電極 ６ 液晶層 ７ 基板 ８ 溝 ９ プラズマ電極 １０ ガス １１ プラズマチャネル １２ 画素 １３ 偏光板 １４ 偏光板
Claims (1)
- 【請求項１】 列電極を備え液晶層を含む液晶セルと、
行プラズマチャネルを備えたプラズマセルとを、中間の
誘電シートを介して互いに積層したフラットパネル構造
であって、 前記液晶層は以下の関係を満たす誘電率異方性Δεを有
する事を特徴とするプラズマアドレス液晶表示装置。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02860493A JP3208895B2 (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | プラズマアドレス液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02860493A JP3208895B2 (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | プラズマアドレス液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222341A JPH06222341A (ja) | 1994-08-12 |
| JP3208895B2 true JP3208895B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=12253190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02860493A Expired - Fee Related JP3208895B2 (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | プラズマアドレス液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3208895B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW247358B (ja) * | 1993-03-04 | 1995-05-11 | Tektronix Inc | |
| JPH0992162A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-04-04 | Hitachi Ltd | プラズマディスプレイパネル |
| EP0818703A3 (en) * | 1996-07-12 | 1998-02-11 | Tektronix, Inc. | Plasma addressed liquid crystal display panel with optimized relationship between liquid crystal parameters and cover sheet thickness |
| KR100490923B1 (ko) | 1999-11-15 | 2005-05-24 | 샤프 가부시키가이샤 | 액정표시장치 |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP02860493A patent/JP3208895B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06222341A (ja) | 1994-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |