JPH05216415A - プラズマアドレス電気光学装置 - Google Patents

プラズマアドレス電気光学装置

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JPH05216415A
JPH05216415A JP4047970A JP4797092A JPH05216415A JP H05216415 A JPH05216415 A JP H05216415A JP 4047970 A JP4047970 A JP 4047970A JP 4797092 A JP4797092 A JP 4797092A JP H05216415 A JPH05216415 A JP H05216415A
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electrode
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electro
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Shoichi Tanamachi
正一 棚町
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラズマアドレス電気光学装置においてプラ
ズマ電極の細線化を目的とする。 【構成】 プラズマアドレス電気光学装置は、中間板３
を介して所定の間隙で重ねられた一対の基板４及び７と
を用いて構成されている。上側の基板４の内表面には信
号電極Ｄが形成されている。又、基板４と中間板３との
間には液晶層６が充填されている。一方、下側のガラス
基板７の内表面には信号電極Ｄと直交するプラズマ電極
８が複数本形成されている。さらに、基板７と中間板３
との間にイオン化可能なガスを封入したプラズマ室が形
成される。個々のプラズマ電極８の上に沿って一定の周
期で隙間１０が設けられた不連続な隔壁９が形成されて
いる。隙間１０を介して電極面が露出しているので、電
極幅を隔壁幅に合わせて縮小できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶セル等の電気光学セ
ルとプラズマセルの２層構造からなるプラズマアドレス
電気光学装置に関する。より詳しくはプラズマセル内に
設けられる隔壁の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気光学セルとして液晶セルを用
いたマトリクスタイプの電気光学装置例えば液晶表示装
置を高解像度化、高コントラスト化する為の手段として
は、各画素毎に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子
を設け、これを線順次で駆動する方式（所謂アクティブ
マトリクスアドレス方式）が一般に知られている。しか
しながら、この場合薄膜トランジスタの様な半導体素子
を基板上に多数設ける必要があり、特に大面積化した時
に製造歩留りが悪くなるという短所がある。
【０００３】そこで、この短所を解決する手段として、
ブザク等は特開平１−２１７３９６号公報において、薄
膜トランジスタ等からなるスイッチング素子に代えてプ
ラズマスイッチを利用する方式を提案している。以下、
プラズマ放電に基くスイッチを利用して液晶セルを駆動
するプラズマアドレス表示装置の構成を簡単に説明す
る。図７に示す様に、この装置は液晶セル１０１とプラ
ズマセル１０２と両者の間に介在する共通の中間板１０
３とからなる積層フラットパネル構造を有している。プ
ラズマセル１０２はガラス基板１０４を用いて形成され
ており、その表面に複数の平行な溝１０５が設けられて
いる。この溝１０５は例えば行列マトリクスの行方向に
延びている。各溝１０５は中間板１０３によって密封さ
れており個々に分離したプラズマ室１０６を構成してい
る。この密閉されたプラズマ室１０６にはイオン化可能
なガスが封入されている。隣接する溝１０５を隔てる凸
条部１０７は個々のプラズマ室１０６を区分けする隔壁
の役割を果すとともに各プラズマ室１０６のギャップス
ペーサとしての役割も果している。各溝１０５の底部に
は互いに平行な一対のプラズマ電極１０８，１０９が設
けられている。一対の電極はアノード及びカソードとし
て機能しプラズマ室１０６内のガスをイオン化して放電
プラズマを発生する。かかる放電領域は行走査単位とな
る。
【０００４】一方液晶セル１０１は透明基板１１０を用
いて構成されている。この透明基板１１０は中間板１０
３に所定の間隙を介して対向配置されており間隙内には
液晶層１１１が充填されている。又、透明基板１１０の
内表面には透明導電材料からなる信号電極１１２が形成
されている。この信号電極１１２はプラズマ室１０６と
直交しており列駆動単位となる。列駆動単位と行走査単
位の交差部分にマトリクス状の画素が規定される。
【０００５】かかる構成を有する表示装置においては、
プラズマ放電が行なわれるプラズマ室１０６を線順次で
切り換え走査するとともに、この走査に同期して液晶セ
ル側の信号電極１１２にアナログ駆動電圧を印加する事
により表示駆動が行なわれる。プラズマ室１０６内にプ
ラズマ放電が発生すると内部は略一様にアノード電位に
なり１行毎の画素選択が行なわれる。即ち、プラズマ室
１０６はサンプリングスイッチとして機能する。プラズ
マサンプリングスイッチが導通した状態で各画素に駆動
電圧が印加されると、サンプリングホールドが行なわれ
画素の点灯もしくは消灯が制御できる。プラズマサンプ
リングスイッチが非導通状態になった後にもアナログ駆
動電圧はそのまま画素内に保持される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の様に
放電プラズマを利用した電気光学装置では、半導体素子
を用いたものより大面積化が容易に行なわれるものと考
えられるが、実用化に当っては様々な問題を残してい
る。例えば、プラズマ室１０６を構成する為の溝１０５
をガラス等からなる基板１０４上に形成する事は、製造
上かなりの困難を伴ない、特に高密度に溝１０５を形成
する事は著しく困難である。又、溝１０５内に夫々放電
用のプラズマ電極１０８，１０９を形成する必要がある
が、この為のエッチングプロセスが繁雑であり、一対の
電極１０８，１０９の間隔を精度良く保つ事も難しい。
【０００７】かかる従来の技術の問題点あるいは課題に
鑑み、発明者は先に出願された特許願平成３年第４７７
８４号に、製造が簡単でしかも大画面化及び高精細化に
適したプラズマアドレス電気光学装置を提案している。
図８を参照して、本発明の理解に供する為に、先に提案
された装置の構造を簡潔に説明する。この装置は、一主
面上に互いに平行な複数の信号電極２０１を有する第１
の基板２０２と、一主面上に該信号電極２０１と略直交
し且つ互いに略平行な複数のプラズマ電極２０３を有す
る第２の基板２０４とを備えている。これら一対の基板
は信号電極２０１とプラズマ電極２０３とが対向する如
く互いに平行に配置されている。上側の基板２０２に設
けられた信号電極２０１と接する様に電気光学材料層２
０５が間挿されている。この電気光学材料層２０５は中
間板２０６によって下側の基板２０４から隔てられてい
る。中間板２０６と下側の基板２０４との間にはイオン
化可能なガスが封入されており放電領域を構成する。こ
の放電領域は印刷法により形成された隔壁２０７によっ
て分割されている。印刷法は非常に簡単な技術で溝形成
に比べて生産性や作業性が向上する。又、プラズマ電極
は平坦な基板上に形成されるのでエッチングプロセスが
単純化され電極間距離も制御が容易になる。
【０００８】本発明は上述した印刷隔壁に関するもので
あり、図９を参照して解決すべき課題を簡潔に説明す
る。図９は下側の基板２０４の平面図でありプラズマ電
極２０３と隔壁２０７が示されている。又、理解を容易
にする為に上側の基板２０２の外形形状も点線で示され
ている。プラズマ電極２０３上に隔壁２０７を設ける場
合、必ず隔壁の幅は電極の幅よりも小さく設定し、且つ
隔壁と電極の中心線が正確に一致する様に形成しなけれ
ばならない。この条件から外れるとプラズマ放電が不安
定化し所望の動作特性が得られない。この為、スクリー
ン印刷法を用いて電極及び隔壁を形成する場合には、微
細化の限界が隔壁の幅で制限されていた。電極幅は隔壁
幅よりも広くしなければならない為、構造的にプラズマ
セルを透過する光が電極幅に沿って遮断されてしまい十
分な開口率を得る事ができない。電気光学装置の高精細
化及び微細化を進めようとしても電極幅を細くする事が
できず、表示面積に占める電極面積の割合が相対的に高
くなり、開口率の低下が顕著になるという問題点があっ
た。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した先の提案にかか
るプラズマアドレス電気光学装置の問題点あるい課題に
鑑み、本発明はプラズマ電極幅を狭くする事の可能な隔
壁構造を提供する事を目的とする。かかる目的を達成す
る為に、個々のプラズマ電極上に沿って一定の周期で間
隔の空いた不連続な隔壁を設けるという手段を講じた。
【００１０】
【作用】本発明においては、プラズマ電極上に沿って隔
壁は連続しておらず、一定の周期で隙間が設けられてお
り、この部分でプラズマ電極は露出している。隣接する
プラズマ電極即ちアノードとカソードの間で露出した部
分からプラズマ放電が行なわれる。この露出部分の間隔
を局在的に発生するプラズマ放電領域の大きさよりも小
さく設定しておけば結局プラズマ放電領域は電極方向に
沿って連続する事になり、行単位のプラズマアドレスを
行なう事が可能になる。従って、従来の様に電極幅を隔
壁幅より大きく設定する必要はない。換言すると、電極
幅を隔壁の幅まで縮小できるので微細化が可能になる。
【００１１】
【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
ス表示装置の一実施例を示す模式的な断面図である。行
方向即ちプラズマ電極方向に沿って切断した形状を表わ
している。本装置は液晶セル１とプラズマセル２と両者
の間に介在する誘電体シートからなる共通の中間板３と
を積層した構造を有する。液晶セル１は第１の基板例え
ばガラス基板４を用いて構成されており、その内側主面
には透明導電膜からなる複数本の第１電極即ち信号電極
Ｄが互いに平行に形成されている。基板４はスペーサ５
を用いて所定の間隙を介し中間板３に接着されている。
間隙内には電気光学材料層である液晶層６が充填されて
いる。本実施例においては流体の電気光学材料が用いら
れているが必ずしもこれに限られるものではない。例え
ば電気光学結晶板を用いる事もできる。この場合には中
間板３を取り除く事も可能である。又、本実施例はプラ
ズマアドレス表示装置に関するものであるが、本発明は
これに限られるものではなく光学変調装置等広くプラズ
マアドレス電気光学装置に適用可能である。
【００１２】一方プラズマセル２は第２の基板例えばガ
ラス基板７を用いて構成されている。基板７の内側主面
上には信号電極Ｄに直交する第２電極即ちプラズマ電極
８が形成されている。さらに、プラズマ電極８の上に沿
って行方向に隔壁９が形成されている。隔壁９は一定の
周期で隙間１０が形成された不連続構造を有しており、
この隙間１０においてプラズマ電極８は部分的に露出し
ている。隔壁９の上端部は中間板３に当接しておりスペ
ーサとしての役割も果す。
【００１３】図２は同一の実施例を表わしているが、列
方向即ち信号電極方向に沿って切断した形状を示してい
る。基板７の内側主面上には前述した様にプラズマ電極
８が所定の間隔を介して複数本形成されており、交互に
アノードＡとカソードＫの機能を果す。プラズマ電極８
は信号電極Ｄに交差する様に配置されている。個々のプ
ラズマ電極８に整合して隔壁９が設けらてれいる。隔壁
９の幅とプラズマ電極８の幅は略等しい。換言すると、
隔壁９の幅に等しくなるまでプラズマ電極８の幅を縮小
できる。即ち、隔壁９が不連続な構造を有している為プ
ラズマ電極８の表面が部分的に露出できるからである。
基板７はシール材１１を用いて中間板３に接着されてい
る。両者の間には気密封止されたプラズマ室１２が形成
される。このプラズマ室１２は不連続な隔壁９によって
分割されており個々に行走査単位となる放電領域を構成
する。隔壁９の隙間を介して各放電領域は連通しており
所謂オープンセル構造となっている。この気密なプラズ
マ室の内部にはイオン化可能なガスが封入されている。
ガス種は例えばヘリウム、ネオン、アルゴルあるいはこ
れらの混合気体から選ぶ事ができる。
【００１４】次に、図３を参照して下側のガラス基板７
の平面形状を示す。なお理解を容易にする為上側のガラ
ス基板４の外形形状を点線で示している。前述した様
に、基板７の表面には行方向に沿って延設されたプラズ
マ電極８が複数本形成されている。この電極８は、例え
ばスクリーン印刷法を用いてニッケルあるいは銀を含有
したガラスペーストを印刷焼成して得られる厚膜電極構
造を有している。この上に重ねて、一定の周期で不連続
な構造を有する隔壁９が設けられている。この隔壁９も
スクリーン印刷法を用いて黒色ガラスペースト等を印刷
焼成して得られる。不連続な隔壁９の隙間１０には下地
のプラズマ電極８が露出している。スクリーン印刷法に
よるパタン精度の極限例えば８０μｍ程度まで隔壁９の
幅を縮小すると、これに合わせて電極８の幅もパタン精
度極限まで縮小できる。
【００１５】隣接するプラズマ電極８の一方をアノード
とし他方をカソードとして電圧を印加すると電極の露出
した部分の間でプラズマ放電が発生する。露出した部分
の配列間隔をプラズマの広がりよりも小さく設定すれ
ば、実質的にプラズマは行方向に沿って連続したものと
なり一様なプラズマ放電領域が形成できる。
【００１６】図４は図３に示す実施例の変形例を表わ
す。対応する部分については対応する参照番号を付して
理解を容易にしている。図３に示す例では個々の隔壁９
に形成された隙間１０は列方向に整列していたが、本例
では１行毎に列方向にずれている。かかる構成であって
も、一対のプラズマ電極間において最も距離の近い露出
部分との間でプラズマ放電が行なわれる。本例の場合に
は最直近にある露出部分が２箇所になるのでプラズマ放
電の範囲が広がる。しかしながら、図３に示す例に比べ
て、露出した部分の２点間距離が長くなるので駆動電圧
を高くするか、あるいは封入された気体のガス種あるい
はガス圧を適宜調整する必要がある。
【００１７】本発明のなお一層の理解に供する為に以下
に若干の理論的な説明を加える。図８及び図９に示した
先の出願にかかる構造においては、電極上の隔壁は少な
くとも有効表示面内において連続的に形成されている。
しかしながら、プラズマ状態はカソードとアノード間の
直線上に発生するのではなく、プラズマガスの圧力に関
係して有限の広がりを持っている。ガス圧が低い程衝突
の確率は下がりプラズマ領域は広くなる事が理論的に裏
付けられている。従って行方向に沿ってストライプ状に
プラズマ領域を作る場合においては、先の出願に開示し
た例の様にストライプ状に電極表面を露出する必要はな
い。但し、これはＤＣプラズマの場合に限る。図３ある
いは図４に示す本発明の構造の様に、プラズマの広がり
を考慮して間欠的に電極露出部を形成してもストライプ
状のプラズマ領域を作り出す事が可能である。前述した
様に、図３と図４の各例においてはカソードとアノード
間の露出した部分の距離が異なるので、当然プラズマガ
ス圧を制御して安定なプラズマの発生を行なう必要があ
る。
【００１８】この様に、電極露出部を連続する必要がな
くなると、電極の幅を隔壁の幅と同じにすれば良い事に
なる。この様にすると微細な電極パタンを形成する事が
できディスプレイとして高解像度化が達成できる。プラ
ズマアドレス表示装置においても、通常の液晶ディスプ
レイと同様に、パネルを透過する光の強度を電気光学的
手段によって変化させ有意の表示を行なっている。従っ
て、入射光の利用効率を向上させる為には光の遮蔽効果
を持つ不透明な電極の占める割合をできる限り小さくす
る必要がある。換言すると、できる限り細くする事が必
要である。ところが、先の出願にかかる例の様に電極を
全長に渡って露出する構造では、隔壁幅が細線パタン形
成の限定要因となり、入射光を遮蔽する電極はスクリー
ン印刷による細線パタン形成技術の限界まで有効に使っ
ているとはいえない。この限界は例えば８０μｍであ
る。この点に鑑み、本発明では規則的に制御された間隔
をもって電極露出部を形成する新規な構造とした。かか
る構造により、細線パタン幅の限界は電極と隔壁で共通
となり、光を遮蔽する領域の割合を細線パタン形成技術
の限界まで小さくでき、従来に比べて光の利用効率が向
上する。従ってディスプレイの高精細化が可能になる。
【００１９】最後に図５を参照してプラズマアドレス表
示装置の動作を簡潔に説明する。図５は表示装置に用い
られる駆動回路の一例を示している。この駆動回路は信
号回路２１と走査回路２２と制御回路３３とから構成さ
れている。信号回路２１には信号電極Ｄ１ないしＤｍが
バッファを介して接続されている。一方、走査回路２２
には同じくバッファを介してカソード電極Ｋ１ないしＫ
ｎが接続されている。アノード電極Ａ１ないしＡｎは共
通に接地されている。カソード電極は走査回路２２によ
り線順次走査されるとともに、信号回路２１はこれに同
期して各信号電極にアナログ駆動電圧を供給する。制御
回路２３は信号回路２１と走査回路２２の同期制御を行
なうものである。各カソード電極に沿ってプラズマ放電
領域が形成され行走査単位となる。一方各信号電極は列
駆動単位となる。両単位の間に画素２４が規定される。
アノードが共通接地されているので、画素２４は各カソ
ードの両側に位置するアノードとの間に画素２４が形成
される。なお、駆動方式はこれに限られるものではな
く、アノードも個々に分離駆動しても良い。
【００２０】図６は図５に示す２個の画素２４を切り取
って模式的に示したものである。各画素２４は信号電極
（Ｄ１，Ｄ２）及び中間板３によって挟持された液晶層
６からなるサンプリングキャパシタと、プラズマサンプ
リングスイッチＳ１との直列接続からなる。プラズマサ
ンプリングスイッチＳ１は放電領域の機能を等価的に表
わしたものである。即ち、放電領域が活性化するとその
内部は略全体的にアノード電位に接続される。一方、プ
ラズマ放電が終了すると放電領域は浮遊電位となる。サ
ンプリングスイッチＳ１を介して個々の画素２４のサン
プリングキャパシタにアナログ駆動電圧を書き込み所謂
サンプリングホールドを行なうものである。アナログ駆
動電圧のレベルによって各画素２４の階調的な点灯ある
いは消灯が制御できる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、個
々のプラズマ電極上において隔壁を連続させず等間隔に
隙間を設けて電極表面を露出する構造とした。かかる構
造により、電極幅を隔壁幅と同一寸法になるまで縮小で
き、スクリーン印刷法によるパタニング精度の極限幅ま
で微細化できる。この様に、光の透過を妨げる部分を小
さくできるので、電気光学装置の高解像度化に寄与する
事ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるプラズマアドレス電気光学装置
の一実施例を示す模式的な断面図であり行方向に沿って
切断された形状を示す。
【図２】同じく列方向に沿って切断された形状を示す断
面図である。
【図３】図１に示す下側の基板の部分省略平面図であ
る。
【図４】図３に示すパタン形状の変形例を示す一部省略
平面図である。
【図５】本発明にかかるプラズマアドレス電気光学装置
に用いられる駆動回路を示すブロック図である。
【図６】本発明にかかるプラズマアドレス電気光学装置
の動作を説明する為の模式図である。
【図７】従来のプラズマアドレス電気光学装置の例を示
す斜視図である。
【図８】先の出願にかかるプラズマアドレス電気光学装
置の一例を示す断面図である。
【図９】図８に示す下側の基板のパタン形状を示す平面
図である。
【符号の説明】
１ 液晶セル ２ プラズマセル ３ 中間板 ４ ガラス基板 ６ 液晶層 ７ ガラス基板 ８ プラズマ電極 ９ 隔壁 １０ 隙間 １２ プラズマ室 Ａ アノード Ｄ 信号電極 Ｋ カソード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の主面に沿って互いに略平行な複数
    の第１電極を有する第１の基板と、この第１の基板に対
    向配置されており所定の主面に沿って前記第１の電極と
    略直交し且つ互いに平行な複数の第２電極とこの第２電
    極上に沿って一定の周期で設けられた不連続な隔壁とを
    有する第２の基板と、前記第１及び第２の基板間に間挿
    された電気光学材料層と、この電気光学材料層と前記第
    ２の基板間に設けられたイオン化可能なガスを封入する
    為のプラズマ室とからなる事を特徴とするプラズマアド
    レス電気光学装置。
  2. 【請求項２】 前記第２電極と前記隔壁の幅が略同一で
    ある事を特徴とする請求項１記載のプラズマアドレス電
    気光学装置。
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