JP3405519B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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す
る。より詳しくは光を用いて液晶層のアドレッシングを
行う液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、その駆動方式によっ
て、電気アドレス方式、熱アドレス方式、および光アド
レス方式に分類される。これらのうち、直視型表示装置
として現在もっとも多く用いられているのは、電気アド
レス方式のパッシブマトリクス（ＰＭ）方式ならびにア
クティブマトリクス（ＡＭ）方式である。

【０００３】近年、表示装置の大型化や高精細化に対す
るニーズが高まっている。しかしながら、従来の方式の
液晶表示装置では、これらのニーズに十分に対応できて
おらず、市販品で対角２０インチ、試作段階でも対角３
０インチ程度が限界となっているのが現状である。とく
に、ＰＭ方式では、画素数の増加に伴い、クロストーク
のためにコントラストが低下するという問題がある。ま
た、ＡＭ方式では、スイッチング素子（特に薄膜トラン
ジスタ：ＴＦＴ）を無欠陥で多数作り込むことが困難で
あるという問題がある。

【０００４】これに対し、ＴＦＴのような半導体スイッ
チング素子を用いないＡＭ方式液晶表示装置として、19
90年にアメリカのTektronix社のT.Buzakらによってプラ
ズマアドレス方式液晶表示装置（ＰＡＬＣ）が開発され
た（例えば、特開平1-217396号公報）。ＰＡＬＣの断面
構造を模式的に図１に示す。

【０００５】ＰＡＬＣ１００は、液晶セルとプラズマセ
ルとを積層した構成をしている。基板１と、誘電体セパ
レータ４との間に液晶層３が挟持されており、信号電極
（列電極）２と、誘電体セパレータ４との間の電位差に
よって、液晶層３が駆動される。プラズマセルは、基板
９と誘電体セパレータ４との間隙が複数のリブ隔壁６で
分割された複数のプラズマ放電チャネル５を有してい
る。プラズマ放電チャネル５には、イオン化可能なガス
が封入されており、カソード７とアノード８との間に放
電パルス電圧を印加することによって、プラズマが発生
する。複数のプラズマ放電チャネル５は、信号電極（列
電極）２と直交する方向に延びており、カソード７とア
ノード８とが走査電極（行電極）１０として機能し、線
順次走査される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したＰＡＬＣ方式
を用いた液晶表示装置は、ＴＦＴを用いた液晶表示装置
に比べ、比較的簡単に大型化を行うことが出来る。しか
しながら、ＰＡＬＣに用いられている誘電体セパレータ
４はガラスからなる薄板であり、これは高価である上に
表示装置が大きくなればなるほど取り扱いが難しく、表
示装置作製中に破損する確率が高くなる。

【０００７】さらに、ＰＡＬＣの駆動時においてこの薄
板ガラスのプラズマ側表面は擬似的な電極として働く
が、そのガラスの厚さは約５０〜１００ミクロンであ
り、一般的なネマティック液晶層の厚さである３〜６ミ
クロンに比べて１０倍以上の厚みを持っている。このた
めＰＡＬＣを駆動する際には液晶層を有効に駆動する電
圧の１０倍以上の電圧を印加する必要が有る。このこと
は駆動回路の負担を増やすと共に消費電力の増加、それ
に伴う発熱などの問題を引き起こす。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、大型化や高精細化に適した低コスト、
高歩留まりな液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】本発明による液晶表示装置
は、第１基板と、第２基板と、該第１基板と該第２基板
との間に挟持された液晶層と、該第１基板の該液晶層側
に設けられた第１電極層と、該第２基板の該液晶層側に
設けられた第２電極層と、該第２電極層と光導電層を介
して電気的に接続された第３電極層と、該第２基板の外
側に設けられ、該光導電層の少なくとも一部に光を照射
する複数の光源と、を有し、該複数の光源をスイッチン
グすることによって該光導電層の電気伝導度を変化さ
せ、該第２電極層と該第３電極層との電気的接続をスイ
ッチングし、該液晶層を光アドレスするので、そのこと
によって、上記目的が達成される。

【００１０】前記第１電極層は単一の第１電極であっ
て、前記第２電極層、前記光導電層および前記第３電極
層は、前記第２基板の前記液晶層側の表面に、この順で
形成されており、該第２電極層は、マトリクス状に配置
された複数の画素電極を有し、該第３電極層は、第１の
方向に延びる互いに平行なストライプ状の複数の信号電
極を有し、該複数の光源は、該第１の方向とは異なる第
２の方向に延びる互いに平行なストライプ状の光源であ
ってもよい。

【００１１】前記第１電極層は第１の方向に延びる互い
に平行なストライプ状の複数の第１電極を有し、前記第
２電極層、前記光導電層および前記第３電極層は、前記
第２基板の前記液晶層側の表面に、この順で形成されて
おり、該第２電極層は、マトリクス状に配置された複数
の画素電極または該第１の方向とは異なる第２の方向に
延びる互いに平行なストライプ状の複数の第２電極を有
し、前記第３電極層は、該第２の方向に延びる互いに平
行なストライプ状の複数の信号電極を有し、該複数の光
源は、該第２の方向に延びる互いに平行なストライプ状
の光源であってもよい。

【００１２】前記光導電層は、前記複数の画素電極のそ
れぞれに対して配置された少なくとも１つのドット状の
光導電膜を有する構成としてもよい。

【００１３】前記画素電極に電気的に接続された蓄積容
量をさらに有してもよい。

【００１４】前記第１電極は透明導電層からなり、該第
１電極は、該第１電極と電気的に接続された金属電極を
さらに有してもよい。

【００１５】前記光導電層は、紫外光によって電気伝導
度が変化する物質を含み、透過モードで表示を行う構成
としてもよい。

【００１６】前記光導電層は、可視光によって電気伝導
度が変化する物質を含み、反射モードで表示を行う構成
としてもよい。

【００１７】前記光導電層は、単一の光導電膜であって
もよい。

【００１８】前記光導電層は、ストライプ状の前記複数
の信号電極と平行なストライプ状の複数の光導電膜から
なってもよい。

【００１９】前記複数の光源は、イオン化可能なガスを
封入したプラズマ発光チャネルを有してもよい。

【００２０】前記複数の光源は、前記プラズマ発光チャ
ネルから発生した紫外光を可視光に変換する蛍光体をさ
らに有してもよい。

【００２１】以下、本発明の作用を説明する。

【００２２】本発明の液晶表示装置は、光導電層を介し
て画素電極（またはストライプ状電極）に電気的に接続
された信号電極と、光導電層に光照射する複数の光源と
を有している。光導電層に選択的に光照射することによ
って、信号電極に接続される画素電極を（例えば、行を
線順次的に）選択することができる。従って、対向電極
（例えば、列電極）と画素電極との間に印加された電圧
を、光源のスイッチングによって線順次走査することが
できる。即ち、液晶層を光アドレスすることができる。
液晶層に電圧を印加するための電極、光導電層および光
源の配置は種々に選択することができる。

【００２３】本発明による液晶表示装置の光源は、例え
ば、ＰＡＬＣのプラズマセルと類似の構成とすることが
できる。従来のＰＡＬＣにおいては、プラズマ放電チャ
ネル５が誘電体セパレータ４を介して、液晶層３と電気
的にカップリングする必要がある。そのために、誘電体
セパレータ４として非常に薄いガラスシートを用いる必
要がある。一方、本願発明の液晶表示装置に用いられる
光源としてのプラズマセルは、光導電層の電気伝導度を
十分に変化させるだけの光を照射できればよい。従っ
て、光の強度と光導電層の感度とが十分であれば、プラ
ズマ発光部と光導電層との間に設けられる基板の厚さに
制限はなく、製造工程でのハンドリング等を考慮して適
宜設計することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００２５】（実施形態１）本実施形態による液晶表示
装置２００を模式的に図２に示す。液晶表示装置２００
は、液晶セル２００ａとプラズマ発光セル２００ｂとを
有している。液晶セル２００ａとプラズマ発光セル２０
０ｂとは、基板１７を共有している。この基板１７は、
従来のＰＡＬＣの誘電体セパレータ（図１の参照符号
４）に相当する。

【００２６】液晶セル２００ａは、基板１１（第１基
板）と基板１７（第２基板）との間に液晶層１３を有す
る。基板１１の液晶層１３側の表面には、ＩＴＯ（イン
ジウム錫酸化物）などの透明導電材料からなる対向電極
１２が表示領域のほぼ全面に形成されている。必要に応
じて、カラーフィルタを形成してもよい。

【００２７】基板１７の液晶層１３側表面には、マトリ
クス状に配置された複数の画素電極１６、画素電極１６
を覆う光導電層１５および光導電層１５上に形成された
複数のストライプ状の信号電極１４が形成されている。
光導電層１５は、表示領域のほぼ全面に形成されてい
る。紫外線をアドレス光として用いて透過型の液晶表示
装置の場合、画素電極１６の材料の紫外線透過率が低い
ので、信号電極１４の一部を画素電極１６の末端よりも
僅かに外側まで形成することが望ましい。

【００２８】液晶層１３は、従来のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置に用いられている液晶材料を用いて形
成することができる。例えば、ネマティック液晶、コレ
ステリック液晶などの液晶材料を用いることができる。
また、基板１１および基板１７の液晶層１３に接する面
に必要に応じて配向膜を形成してもよい。

【００２９】プラズマ発光セル２００ｂは、基板１７と
基板２０との間隙が複数のリブ隔壁１８で分割された複
数のプラズマ発光チャネル２５ａを有している。プラズ
マ放電チャネル２５ａには、イオン化可能なガスが封入
されており、カソード１９ａとアノード１９ｂとの間に
放電パルス電圧を印加することによって、プラズマが発
生する。複数のプラズマ発光チャネル２５ａは、信号電
極１４と直交する方向に延びている（TypeＩ）。従っ
て、プラズマ発光チャネル２５ａのＯＮ／ＯＦＦを制御
することによって、信号電極１４と電気的に接続される
画素電極１６が線順次的に走査される。この構成の場
合、信号電極１４とプラズマ発光チャネル２５ａとの交
差部に位置する画素電極１６が選択されるので、対向電
極１２はすべての画素電極に共通の単一の電極とするこ
とができる。

【００３０】プラズマ発光セル２００ｂは、ＰＡＬＣの
プラズマ放電セルと同様の構成のものを用いることがで
きる。基板２０上に複数のリブ隔壁１８を設ける代わり
に、厚い基板をエッチングすることによって、プラズマ
発光チャネル２５ａを形成してもよい。また、発光効率
を高めるために、プラズマ発光チャネル２５ａに封入す
るガスの種類やガス圧を最適化すればよい。例えば、紫
外線を発光させる場合には、例えば、ヘリウム、キセノ
ンやこれらの混合ガスを用いることができる。また、可
視光を発光させる場合には、ネオンとキセノンとの混合
ガスなどを用いるか、または、プラズマ発光チャネル２
５ａの内壁に適切な蛍光体を塗布し、紫外線を可視光に
変換する構成としてもよい。アドレス用の光として紫外
線を用いると透過型液晶表示装置を形成することができ
るという利点がある。

【００３１】本発明による液晶表示装置においては、光
アドレス用の光源からの光の強度と光導電層の感度とが
十分にあれば、液晶セル２００ａとプラズマセル２００
ｂとの間に設けられる基板１７の材料や厚さに制限はな
く、製造工程の歩留まりを考慮してそれらを適宜設定す
ることができる。紫外線を用いる場合には、例えば、石
英基板や溶融シリカ基板などを用いることができる。ま
た、大画面の表示装置を構成する場合には、基板１７を
複数の基板で構成してもよい。

【００３２】光導電層１５の材料は、アドレス用の光に
対して電気伝導度が十分に変化する材料を、アドレス用
の光の波長や強度および装置の構成を考慮して、公知の
材料から選択すればよい。紫外線に対しては、例えば、
酸化チタンを用いることができる。また、可視光に対し
ては、例えば、アモルファスシリコンを用いることがで
きる。

【００３３】プラズマ発光を用いた表示装置として、い
わゆるプラズマ表示装置（ＰＤＰ）が知られている。Ｐ
ＤＰは、プラズマ発光された紫外線を蛍光体で可視光に
変換し、その可視光を表示に用いる、自発光型の表示装
置である。それに対し、本発明による液晶表示装置にお
いては、プラズマ発光によって得られた光を、画素をア
ドレスするために用いる。表示に用いる光は、従来の液
晶表示装置と同様に、透過型の場合にはバックライトか
らの光であり、反射型の場合には周囲光である。従っ
て、プラズマ発光の強度は光導電層の電気伝導度を十分
に変化させることが可能であればよく、比較的弱い光を
用いることができる。例えば、プラズマ発光による紫外
線を用いる場合においては、その輝線を用いる必要がな
く、光導電層の感度や基板の透過率特性を考慮して、最
適化すればよい。

【００３４】図３を参照しながら、本実施形態の液晶表
示装置２００の動作原理を説明する。選択されたプラズ
マ発光チャネル２５ａ内のカソード１９ａとアノード１
９ｂとの間に放電パルス電圧を印加することによって、
プラズマ発光チャネル２５ａ内のガスがイオン化され、
プラズマが発生する。プラズマはそのガスの種類やガス
圧によって種々の波長の光を発生する（図３（ａ））。

【００３５】この光は基板１７（および画素電極１６）
を通過し、光導電層１５に照射される。光照射された光
導電層１５は、その電気伝導度が増加し、導電体とな
り、信号電極１４と画素電極１６とが電気的に接続され
る。光導電層１５が導電状態の時に、対向電極１２と信
号電極１４の間に駆動電圧を印加すると、画素電極１６
と対向電極１２間の液晶層１３に電圧が印加され、画素
に対応する領域の液晶層１３が駆動される（図３
（ｂ））。

【００３６】次に、カソード１９ａとアノード１９ｂと
の間の電圧を切り、プラズマ発光を停止すると、光導電
層１５の電気伝導度は低下し絶縁体となり、信号電極１
４と画素電極１６とは電気的に絶縁される。画素電極１
６と対向電極１２とこれらの間の液晶層１３はキャパシ
タとして機能するので、先に印加された駆動電圧に対応
する電荷が画素電極１６上に保持され、液晶層１３の駆
動状態は保持される（いわゆるサンプルホールドであ
る）。プラズマ発光が停止した状態（消光状態）では、
対向電極１２と信号電極１４との間に駆動電圧を印加し
ても、画素電極１６と信号電極１４とは、電気的に切り
離されているので、画素電極１６上の液晶層１３は駆動
されない（図３（ｃ））。次のフレーム（またはフィー
ルド）で、プラズマ発光チャネル２５ａが選択される期
間（プラズマ発光する期間）に、液晶層１３に新たな駆
動電圧が印加される。

【００３７】本実施形態の液晶表示装置２００は、従来
のプラズマアドレス型液晶表示装置（ＰＡＬＣ）やプラ
ズマ表示装置（ＰＤＰ）の製造方法と同様の製造方法で
製造することができる。本実施形態１の液晶表示装置２
００の製造方法の例を図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら説
明する。

【００３８】図４Ａ（ａ）および（ｂ）に示すように、
例えば、約１．１ｍｍ厚のガラス基板１１上に厚さ約５
０ｎｍのＩＴＯをスパッタ法により形成し、対向電極１
２を形成する。必要に応じて、配向膜やカラーフィルタ
を形成してもよい。

【００３９】図４Ｂ（ａ）〜（ｃ）に示すように、例え
ば、約１．１ｍｍ厚のガラス基板２０をフッ酸等を用い
てエッチングすることによって、高さ約２００μｍのリ
ブ壁１８を形成する。あるいは、基板２０上にリブ壁１
８を形成してもよい。放電用の電極１９ａおよび１９ｂ
は、例えば、厚さ約１μｍのニッケル膜をスパッタ法で
形成し、エッチングすることによって形成することがで
きる。

【００４０】図４Ｃに示すように、紫外線透過性材料か
らなる基板１７（例えば、約０．７ｍｍ厚の石英基板）
上に、約５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜をスパッタ法により形成
し、ドット状にエッチングして画素電極１６を形成す
る。この基板のほぼ全面を覆うように、約０．１μｍの
酸化チタン膜をスパッタ法で形成し、光導電層１５を得
る。光導電層１５上に、フォトリソグラフィ法を用い
て、例えば、アルミニウムからなる信号電極１４を形成
する。その後、必要に応じて、配向膜の形成およびラビ
ング処理を行ってもよい。

【００４１】得られた基板１７および基板２０を貼りあ
わせ、溝内部を減圧した後に、例えば、ヘリウムとキセ
ノンとの混合ガスを封入し、プラズマ発光チャネル２５
ａを形成する。大型のパネルを形成する場合には、一枚
の基板２０に対して、複数の基板１７を貼り合わせても
よい。

【００４２】基板１１と基板１７とを、それぞれの電極
を内側にして、適当なスペーサーを用いてギャップを制
御しながら、貼り合わせる。このギャップに所望の液晶
材料を注入し、液晶層１３を形成し、液晶表示装置２０
０が作製される。本実施形態の液晶表示装置２００は、
透明な基板を用い、紫外線をアドレス光として用いる構
成としたので、透過モードで表示を行うことができる。

【００４３】上述の例では、光導電層１５を表示領域の
ほぼ全面に形成したが、必ずしもその必要はない。光導
電層１５は、画素電極１６と信号電極１４との電気的接
続を光でスイッチングするために設けられているので、
例えば、図５の液晶表示装置２００’のように、信号電
極１４の下部に、信号電極１４と同様にストライプ状の
光導電層４１を形成してもよい。

【００４４】本発明による液晶表示装置は、ＴＦＴ等の
アクティブ素子を形成する必要がないので、歩留まりが
高く、比較的安価に製造できる。また、従来のＰＡＬＣ
のように、薄い誘電体セパレータを必要としないので、
大型のディスプレイの製造も比較的容易であり、駆動電
圧も低くすることができるので低消費電力の表示装置を
提供することができる。

【００４５】（実施形態２）本実施形態による液晶表示
装置３００を模式的に図６に示す。液晶表示装置３００
は、液晶セル３００ａとプラズマ発光セル３００ｂとを
有している。液晶セル３００ａの構成以外は、実施形態
１の液晶表示装置２００と同様なので、同様の機能を有
する構成要素には同じ参照符号を用い、その説明を省略
する。

【００４６】液晶セル３００ａは、基板１１の液晶層側
表面には、複数の互いに平行なストライプ状の電極２１
が配置されている。このストライプ電極２１は、信号電
極２２と直交する方向に延びており、プラズマ発光チャ
ネル２５ａ’は信号電極２２と平行に配置されている
（TypeII）。すなわち、プラズマ発光セル３００ｂのプ
ラズマ発光チャネル２５ａ’とストライプ電極２１とは
互いに直交している。なお、本実施形態の液晶表示装置
３００の電極２３は、実施形態１の液晶表示装置２００
の画素電極１６と同様にマトリクス状に形成してもよい
し、信号電極２２と同じ方向に延びる複数のストライプ
電極としてもよい。

【００４７】本実施形態（TypeII）の液晶表示装置３０
０の動作原理は、実施形態１(TypeＩ)の液晶表示装置２
００と基本的に同じであるが、プラズマ発光チャネル２
５ａ’が信号電極２２と平行に配置されているので、液
晶層の駆動のためには、ストライプ状に形成した電極２
１の各々と、信号電極２２との間に電圧を印加する必要
がある点において異なっている。

【００４８】（実施形態３）本実施形態においては、実
施形態１の液晶表示装置の表示特性を改善するために、
画素電極と電気的に接続された蓄積容量をさらに有する
液晶表示装置について説明する。

【００４９】上述した実施形態１の液晶表示装置におい
ては、電荷保持時間の調整（特に、十分な保持時間の確
保）が問題となることがある。電荷保持時間は、液晶材
料の抵抗値、素子に用いた絶縁層や配向層の誘電率、セ
ルギャップ、透明電極の抵抗値などによって決定される
ので、保持時間を変更することは極めて困難である。

【００５０】そこで本実施形態においては、実施形態１
の液晶表示装置において、画素電極と電気的に接続され
た蓄積容量（補助容量）を作り込むことにより、電荷保
持時間の設定を可能にする。

【００５１】蓄積容量の模式的な構成を図７に示す。基
板２８（液晶表示装置２００の基板１７に対応）上に金
属材料からなる電極２７を形成し、その上を絶縁層２６
で覆う。この金属電極２７と絶縁層２６を覆うように画
素電極２５を形成する。金属電極２７／絶縁層２６／画
素電極２５が、蓄積容量を形成する。

【００５２】蓄積容量を有する液晶表示装置の製造方法
を図８（ａ）〜（ｆ）を参照しながら説明する。簡単の
ために、実施形態１の液晶表示装置２００の基板１７に
対応する部分の製造方法を説明する。

【００５３】約０．７ｍｍ厚の基板２８上に約０．１μ
ｍ厚のアルミ層を蒸着し、約３０μｍ幅のストライプ状
にエッチングし、アルミ配線２７を形成する（図８
（ａ）および（ｂ））。得られたアルミ配線２７を陽極
酸化することにより、その表面に絶縁膜（陽極酸化膜）
を形成する（図８（ｃ））。これらを覆って、約５０ｎ
ｍ厚のＩＴＯをスパッタ法により形成し、ドット状にエ
ッチングして、マトリクス状に配置された画素電極２５
を形成する（図８（ｄ））。得られたアルミ／酸化アル
ミ／ＩＴＯ構造が蓄積容量として機能する。

【００５４】この後は、実施形態１と同様に、例えば、
酸化チタンからなる光導電層２４を形成し（図８
（ｅ））、例えばアルミからなる信号電極２９を形成す
る。信号電極とアルミ配線２７のストライプ方向は直交
している。

【００５５】保持時間は、画素電極２５下のアルミ配線
２７の幅や絶縁層２６の厚み、種類（酸化アルミ２６上
にさらに窒化シリコンをスパッタする等）などを変える
ことにより、変更が可能なことは言うまでもない。

【００５６】ここで、アルミ配線２７を対向基板に形成
されるカラーフィルターのブラックマトリクスに隠れる
位置に配置すると、液晶表示装置の開口率を下げること
はない。ただし電荷保持時間の要求上、ブラックマトリ
クス以上の幅で配置しなければならない場合でも、開口
率の低下は最小限に抑えられる。

【００５７】（実施形態４）本実施形態では、反射型の
液晶表示装置の製造方法について説明する。基本的には
実施形態１と同様の方法で製造することができるので、
液晶表示装置２００の基板１７に対応する部分の製造方
法を図９（ａ）〜（ｆ）を参照しながら説明する。

【００５８】反射型液晶表示装置の場合には、アドレス
用の光として可視光を用いることができるので、プラズ
マ発光セルと光導電層との間に介在する基板（液晶表示
装置２００の基板１７に対応）として、ガラス基板５７
を用いる（図９（ａ））。ガラス基板５７上にＩＴＯか
らなる画素電極を５６を実施形態１と同様の方法で形成
する（図９（ｂ））。その後、光導電層として、約５０
ｎｍ厚のアモルファスシリコン層５５を例えば化学気相
成長（ＣＶＤ）法により形成する（図９（ｃ））。アモ
ルファスシリコン層５５上に、例えば、Ａｌを用いて、
信号電極５４を形成する。これらを覆うように、約０．
１μｍ厚の誘電体多層膜からなる光反射層５８（例え
ば、硫化亜鉛とフッ化マグネシウムの多層膜）を形成す
る（図９（ｅ））。この光反射層５８はアモルファスシ
リコン層５５に表示装置の表示面から可視光が入射する
ことを防ぐ遮光層としても機能する。

【００５９】次に、図９（ｆ）に示すように、遮光機能
を持つ高分子材料（例えば、黒色顔料を含む高分子材
料）からなるスペーサー５９を隣接する画素電極５６間
の隙間を埋めるように形成すれば、隣接する画素からの
余分な反射光を防ぐことができるのでコントラストが上
がる。

【００６０】可視光によって電気伝導度が変化する光導
電層を用いる場合、プラズマ発光チャネルに封入するガ
スの種類やガス圧を適宜変更する。例えば、可視光の発
光強度が比較的強いネオンとキセノンとの混合ガスを用
いることが出きる。あるいは、紫外線を発光するガス
と、紫外線を受けて可視光を発光する蛍光体とを組み合
わせて用いてもよい。これらの組み合わせとしては、Ｐ
ＤＰで用いられている組み合わせを用いることができ
る。また、蛍光体はプラズマ発光チャネル内に例えば塗
布することによって形成すればよい。

【００６１】アドレス光として可視光を用いる場合に
は、光導電層を例えば、硫化カドミウムを用いて形成し
てもよい。また、アドレス用の光源として、ＥＬ素子等
を用いてもよい。光導電層の材料とアドレス用の光源の
組み合わせは、公知の材料および光源の内から種々の組
み合わせを用いることができる。

【００６２】（実施形態５）本実施形態では、実施形態
１の液晶表示装置２００の対向基板の構成を改良した例
を説明する。ＩＴＯなどの透明導電材料は電気伝導率が
比較的低いので、大型の表示装置において、電極１２を
ＩＴＯで形成すると、信号電圧の遅延、電圧波形の歪や
振幅の低下等の問題を生じる場合がある。本実施形態で
は、上記の問題を回避するために、透明電極に電気的に
接続された金属電極を形成する。以下の例では、カラー
表示を行うためのカラーフィルター層を併せて形成した
例について説明するが、カラーフィルター層を省略する
ことができる。

【００６３】図１０を参照しながら、本実施形態による
対向基板およびその製造方法を説明する。

【００６４】約１．１ｍｍ厚のガラス基板６１上にカラ
ーレジスト（例えば、富士ハント社製ＣＲ−２０００
（赤）、ＣＧ−２０００（緑）、ＣＢ−２０００
（青））を用い、これらを順次スピンナー塗布、マスク
露光、現像、焼成を繰り返すことにより、ストライプ状
のカラーフィルター層６２（例えば、Ｒ：６２ａ、Ｇ：
６２ｂ、Ｂ：６２ｃ）を形成する（図１０（ａ）および
（ｂ））。

【００６５】次に、基板表面の平坦化とカラーフィルタ
ー層６２を保護するためのオーバーコート層６３を透明
な高分子材料（例えば新日鐵化学社製 Ｖ２５９−Ｐ
Ａ）を用いて形成する（図１０（ｃ））。

【００６６】さらに、オーバーコート層６３上に、例え
ば、金属クロムからなる約０．２μｍ厚の金属電極６４
を形成する（図１０（ｄ））。この金属電極６４は、画
素電極（図２の参照符号１６参照）の隙間に対応する位
置に形成されているので、ブラックマトリクスとしても
機能する。最後に、この基板の表面を覆ってほぼ全面に
約５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、対向電極６５を得
る。

【００６７】（実施形態６）画素電極と信号電極とが、
画素電極と信号電極との間（画素電極／光導電層／信号
電極）に形成される容量によってカップリングしている
ので、画素電極が選択されていない期間においても、信
号電極の電位の影響で画素電極の電位が変化し、液晶層
に印加される電圧が所望の電圧からずれ、その結果、表
示品質が低下する場合がある。

【００６８】本実施形態では、画素電極と信号電極との
間に形成される容量（画素電極と信号電極との容量カッ
プリング）を小さくする構成例を説明する。ここでは、
画素電極／光導電層／信号電極の構成についてのみ説明
する。本実施形態の構成は、先の実施形態の液晶表示装
置に適用することができる。

【００６９】図１１（ａ）および（ｂ）に本実施形態の
画素電極／光導電層／信号電極の構成例を模式的に示
す。簡単のために、マトリクス状に形成された複数の画
素電極の内の１つの構成を説明する。

【００７０】基板１５１上に、例えばＩＴＯからなるド
ット状の画素電極１５６が形成されており、画素電極１
５６上の端辺の中央部にドット状の光導電層１５５が形
成されている。隣接する画素電極１５６の間に形成され
た信号電極１５４は、その一部がＴ字型に分岐した凸部
１５４ａを有し、凸部１５４ａは光導電層１５５上に形
成されている。

【００７１】上述の構成では、図１１（ｂ）から明らか
なように、画素電極１５６と光導電層１５５と信号電極
１５４とが重なって容量を形成する領域は、信号電極１
５４の凸部１５４ａの下部に限られる。従って、図２お
よび図５に示した先の実施形態の液晶表示装置よりも、
画素電極と信号電極間に形成される容量が小さい。な
お、１つの画素電極に対して、複数のドット状の光導電
層１５５を形成してもよい。例えば、２つの光導電層１
５５を形成し、П字型に分岐した信号電極の凸部とを接
続してもよい。

【００７２】さらに、図１２（ａ）および（ｂ）に示す
構成を用いても、画素電極と信号電極との間に形成され
る容量を小さくすることができる。基板１６１上に、例
えばＩＴＯからなるドット状の画素電極１６６が形成さ
れており、画素電極１６６上の端辺の中央部にドット状
の光導電層１６５が形成されている。さらに、基板１６
１のほぼ全面を覆うように絶縁膜１６７が形成されてお
り、絶縁膜１６７は光導電層１６５の上部にスルーホー
ル１６８を有している。信号電極１６４は、画素電極１
６６と重なり且つスルーホール１６８において、光導電
層１６５と接触するように形成されている。図１２
（ｂ）から明らかなように、画素電極１６６と信号電極
１６４の間に絶縁層１６７が形成されているので、絶縁
層１６７の膜厚および誘電率を調整することによって、
画素電極１６６と信号電極１６４との間に形成される容
量を小さくすることができる。本実施形態の構成は、先
の実施形態のと同様に、公知の材料および製造方法を用
いて製造することができる。

【００７３】また、本実施形態の構成のように、光導電
層の面積を小さくすることで、アドレス光の利用効率を
高めることもできる。プラズマ発光チャネルの内壁に反
射層を形成し、また、必要に応じて集光機能を有する部
材を形成し、プラズマ発光チャネルで発生する光を光導
電層に集中することができる。

【００７４】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、光に
よってアドレスする新しい方式の液晶表示装置が提供さ
れる。本発明による液晶表示装置は、ＴＦＴなどのアク
ティブ素子を必要としないので、高い歩留まりで比較的
安価に製造できる。さらに、光によってアドレスするの
で、従来のＰＡＬＣで必要とされるきわめて薄い（約５
０μｍ程度）誘電体セパレータを必要としないので、従
来のＰＡＬＣよりも比較的安価に高歩留まりで作製でき
る上に、従来のＰＡＬＣに比べて低電圧で駆動できる液
晶表示装置を提供することができる。

【００７５】本発明における透過型の表示装置において
バックライトを置く場合に、バックライトと表示装置と
の間に紫外線吸収層（例えば高分子からなるフィルムな
ど）を適時追加しても構わない。また、本発明による液
晶表示装置では、液晶層の構造には制限がなく（例えば
ホスト−ゲスト型液晶、コレステリック液晶、高分子分
散型液晶など）公知の液晶層を広く利用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＰＡＬＣの断面構造を模式的に示す図で
ある。

【図２】本発明による液晶表示装置の一例を模式的に示
す図である。

【図３】本発明による液晶表示装置の動作原理を説明す
るための断面図である。

【図４Ａ】本発明による液晶表示装置の製造方法の例を
示す概略図である。

【図４Ｂ】本発明による液晶表示装置の製造方法の例を
示す概略図である。

【図４Ｃ】本発明による液晶表示装置の製造方法の例を
示す概略図である。

【図５】本発明による液晶表示装置の他の例を模式的に
示す図である。

【図６】本発明による液晶表示装置の他の例を模式的に
示す図である。

【図７】本発明の実施形態３における蓄積容量の構成を
模式的に示す図である。

【図８】本発明の実施形態３による液晶表示装置の製造
方法の一部を模式的に示す図である。

【図９】本発明の実施形態４による液晶表示装置の製造
方法の一部を模式的に示す図である。

【図１０】本発明の実施形態５による液晶表示装置の製
造方法の一部を模式的に示す図である。

【図１１】実施形態６による画素電極／光導電層／信号
電極の構成例を模式的に示す図である。（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）の１１ｂ−１１ｂ’断面図である。

【図１２】実施形態６による画素電極／光導電層（およ
び絶縁層）／信号電極の構成例を模式的に示す図であ
る。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の１２ｂ−１２
ｂ’断面図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ 信号（列）電極 ３ 液晶層 ４ 誘電セパレータ ５ プラズマ放電チャネル ６ リブ隔壁 ７ カソード ８ アノード ９ ガラス基板 １０ 走査（行）電極 １１ 基板 １２ ＩＴＯ（表示部一面を覆う） １３ 液晶層 １４ 信号電極 １５、４１ 光導電層 １６ 画素電極（ドット状） １７ 基板 １８ リブ隔壁 １９ 放電電極 １９ａ カソード １９ｂ アノード ２０ 基板 ２１ 電極 ２２ 信号電極 ２３ 画素電極（ストライプ又はドット状） ２４ 光導電層 ２５ 画素電極 ２５ａ プラズマ発光チャネル ２６ 絶縁層 ２７ 金属電極 ２８ 基板 ２９ 信号電極

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｆ 9/35 ３０５ Ｇ０９Ｆ 9/35 ３０５ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/135 G02F 1/1333 G02F 1/1343 G09F 9/313 G09F 9/35

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１基板と、第２基板と、該第１基板と
   該第２基板との間に挟持された液晶層と、 該第１基板の該液晶層側に設けられた第１電極層と、 該第２基板の該液晶層側に設けられた第２電極層と、 該第２電極層と光導電層を介して電気的に接続された第
   ３電極層と、 該第２基板の外側に設けられ、該光導電層の少なくとも
   一部に光を照射する複数の光源と、を有し、該複数の光源は、イオン化可能なガスを封入したプラズ
   マ発光チャネルを有し、 該複数の光源をスイッチングす
   ることによって該光導電層の電気伝導度を変化させ、該
   第２電極層と該第３電極層との電気的接続をスイッチン
   グし、そのことによって、該液晶層を光アドレスする液
   晶表示装置
2. 【請求項２】 前記第１電極層は単一の第１電極であっ
   て、 前記第２電極層、前記光導電層および前記第３電極層
   は、前記第２基板の前記液晶層側の表面に、この順で形
   成されており、 該第２電極層は、マトリクス状に配置された複数の画素
   電極を有し、 該第３電極層は、第１の方向に延びる互いに平行なスト
   ライプ状の複数の信号電極を有し、 該複数の光源は、該第１の方向とは異なる第２の方向に
   延びる互いに平行なストライプ状の光源である、請求項
   １に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記第１電極層は第１の方向に延びる互
   いに平行なストライプ状の複数の第１電極を有し、 前記第２電極層、前記光導電層および前記第３電極層
   は、前記第２基板の前記液晶層側の表面に、この順で形
   成されており、 該第２電極層は、マトリクス状に配置された複数の画素
   電極または該第１の方向とは異なる第２の方向に延びる
   互いに平行なストライプ状の複数の第２電極を有し、 前記第３電極層は、該第２の方向に延びる互いに平行な
   ストライプ状の複数の信号電極を有し、 該複数の光源は、該第２の方向に延びる互いに平行なス
   トライプ状の光源である、請求項１に記載の液晶表示装
   置。
4. 【請求項４】 前記光導電層は、前記複数の画素電極の
   それぞれに対して配置された少なくとも１つのドット状
   の光導電膜を有する請求項２または３に記載の液晶表示
   装置。
5. 【請求項５】 前記画素電極に電気的に接続された蓄積
   容量をさらに有する請求項２または３に記載の液晶表示
   置。
6. 【請求項６】 前記第１電極は透明導電層からなり、該
   第１電極は、該第１電極と電気的に接続された金属電極
   をさらに有する請求項１から５のいずれかに記載の液晶
   表示装置。
7. 【請求項７】 前記光導電層は、紫外光によって電気伝
   導度が変化する物質を含み、透過モードまたは反射モー
   ドで表示を行う、請求項１から６のいずかに記載の液晶
   表示装置。
8. 【請求項８】 前記光導電層は、可視光によって電気伝
   導度が変化する物質を含み、反射モードで表示を行う、
   請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記光導電層は、単一の光導電膜である
   請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記光導電層は、ストライプ状の前記
    複数の信号電極と平行なストライプ状の複数の光導電膜
    からなる請求項２、３および５から８のいずれかに記載
    の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記複数の光源は、前記プラズマ発光
    チャネルから発生した紫外光を可視光に変換する蛍光体
    をさらに有する請求項１に記載の液晶表示装置。