JPH05297358A - プラズマアドレス電気光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラズマアドレス電気光学装置の液晶セルと
プラズマセルを仕切る薄板ガラスの平坦性を確保する。 【構成】 プラズマアドレス電気光学装置は一対のガラ
ス基板４，７を用いて構成される。一方のガラス基板４
の内表面には互いに平行に配置された信号電極Ｄが形成
されている。他方のガラス基板７の内表面には信号電極
Ｄと直交し且つ主面に沿って互いに平行に配置されたプ
ラズマ電極８とこの電極上に形成された隔壁９が設けら
れている。ガラス基板４と中間に介在する薄板ガラス３
との間には液晶層６が充填されている。又薄板ガラス３
と他方のガラス基板７との間にはプラズマ室１２が形成
されている。薄板ガラス３とガラス基板７との間に棒状
低融点ガラス１１を介在させフリットシールを行なって
いる。あらかじめ棒状に成形された低融点ガラスを用い
る事により薄板ガラス３の平坦性を確保できる。

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のシ
ール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、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６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仕切り板１０３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は仕切り板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たすと
ともに各プラズマ室１０６のギャップスペーサとしての
役割も果たしている。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はガラス基板１１０
を用いて構成されている。このガラス基板１１０は仕切
り板１０３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、ガラス基
板１１０の内表面には透明導電材料からなる信号電極１
１２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
プラズマスイッチを利用した電気光学装置では、トラン
ジスタスイッチを用いたものより大面積化が容易である
と考えられるが、実用化に当っては様々な問題点があ
る。例えば、プラズマ室１０６を構成する為の溝１０５
をガラス基板１０４の上に形成する事は製造上かなりの
困難を伴なう。特に、高密度に溝１０５を形成する事は
著しく難しい。又、溝１０５内に夫々プラズマ電極１０
８，１０９を形成する必要があるが、この為のエッチン
グプロセスは複雑であり、一対の電極の間隔を精度良く
保つ事も難しい。

【０００７】上述した従来の技術の問題点に鑑み、発明
者等は先に出願された特許願平成３年第４７７８４号に
おいて、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。本
発明の目的を明らかにする為に、この先願にかかる装置
を図７を参照して簡潔に説明する。この装置は、一主面
上に互いに略平行な信号電極２０１を有する一方のガラ
ス基板２０２と、一主面上に該信号電極と略直交し且つ
互いに平行な複数のプラズマ電極２０３を有する他方の
ガラス基板２０４とから構成されている。これら一対の
ガラス基板２０２，２０４は薄板ガラス２０５からなる
仕切り板を介して互いに略平行に配置されている。ガラ
ス基板２０２と薄板ガラス２０５との間には液晶層２０
６が封入されている。又、薄板ガラス２０５と下側のガ
ラス基板２０４との間にはイオン化可能なガスが封入さ
れておりプラズマ室２０７を構成する。各プラズマ電極
２０３の上に沿って隔壁２０８が印刷法により形成され
ている。プラズマ室２０７はこの隔壁２０８により行方
向に沿って分割されており行走査単位を構成する。この
印刷法は非常に簡単な技術で且つしかも微細なパタンの
形成が可能であり、前述した従来例における溝形成加工
に比べて生産性や作業性が大幅に向上する。

【０００８】次に図８を参照して図７に示す装置の製造
方法を簡潔に説明する。まず、工程Ｓ１においてガラス
基板２０４の表面に電極２０３を印刷し焼成する。次に
工程Ｓ２において、電極２０３に沿って隔壁２０８ある
いはリブを積層して印刷し焼成する。続いて工程Ｓ３に
おいて、低融点ガラスペースト等を用いガラス基板２０
４と薄板ガラス２０５を互いにフリットシールする。最
後に工程Ｓ４において、薄板ガラス２０５に上側のガラ
ス基板２０２を接着し内部に液晶層２０６を充填して液
晶セルを接合する。

【０００９】再び、図７に戻って本発明が解決しようと
する課題を説明する。前述した様に薄板ガラス２０５を
ガラス基板２０４にフリットシールする場合には通常低
融点ガラス２０９を用いる。ペースト状の低融点ガラス
２０９は例えばディスペンサにより定量的にガラス基板
２０４の周辺部に沿って供給される。しかしながら、ペ
ーストの供給量にはばらつきがあり必ずしも一定の厚み
が得られない。その為、フリットシールに沿って凹凸が
生じその影響で薄板ガラス２０５の平坦性を表示面全体
に渡って確保する事ができないという問題点がある。

【００１０】ところで、プラズマセル部の加工は高温処
理を要し、液晶セルの加工は比較的低温処理で行なえ
る。この為、図８に示す様にプラズマセルの加工を行な
ってから液晶セルを接合している。この時、薄板ガラス
２０５の平坦性が出ていない為、液晶層２０６の厚みが
表示面に渡ってばらつくという問題点が生じる。液晶層
２０６の厚みが均一でないと動作特性に悪影響を与え表
示むら等が生じる惧れがある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した先願にかかるプ
ラズマアドレス電気光学装置の課題に鑑み、本発明は、
仕切り板として用いられる薄板ガラスの平坦性を確保す
る事を目的とする。かかる目的を達成する為に、プラズ
マセル側のガラス基板と薄板ガラスの接着に棒状低融点
ガラスを用いてフリットシールを行なうという手段を講
じた。好ましくは、薄板ガラスと基板ガラスの熱膨張係
数を略等しく設定する。又、棒状低融点ガラス材料の熱
膨張係数は、薄板ガラス及び基板ガラスの熱膨張係数と
等しいか、あるいは小さくなる様に選択されている。た
だし、棒状低融点ガラスはあらかじめある程度の平坦度
がでる様に成形されている。

【００１２】

【作用】本発明においては、棒状低融点ガラスを用いて
基板ガラスと薄板ガラスを接着している。薄板ガラスは
棒状低融点ガラスによって平坦度が確保できる様に支持
される。この際棒状低融点ガラスの厚みをリブ又は隔壁
の高さに比べて１．２〜１．４倍に設定しクリアランス
を持たせる様にしている。リブの形成技術の向上によっ
て、この方法が採用される様になった。又、大型化に伴
なって、フリットシール時間や低融点ガラス供給量の調
節が容易になる。

【００１３】

【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
ス電気光学装置の一実施例を示す模式的な断面図であ
る。本装置は液晶セル１とプラズマセル２と両者の間に
介在する薄板ガラス３からなる仕切り板とを積層した構
造を有する。薄板ガラス３は液晶セルを駆動する為にで
きる限り薄い事が必要であり、例えば５０μｍ程度の板
厚を有する。液晶セル１は第１の基板即ちガラス基板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
からなる複数の第１電極即ち信号電極Ｄが互いに列方向
に沿って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薄板ガラス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。この間隙寸法は通常５μｍ程度であり表示面
全体に渡って均一に保つ必要がある。この為、図示しな
いが通常間隙内には所定の粒径を有するスペーサ粒子が
散布されている。これにより間隙寸法は±０．１μｍ程
度の誤差内に制御する事ができる。液晶層６は信号電極
Ｄと薄板ガラス３に接面している。本実施例においては
電気光学材料として液晶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く他の流体材料を用いる事もで
きる。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。

【００１４】一方、プラズマセル２は第２の基板即ち下
側のガラス基板７を用いて構成されている。ガラス基板
７の内側主面上には第２電極即ちプラズマ電極８が形成
されている。プラズマ電極８は交互にアノードＡ及びカ
ソードＫとして機能しプラズマ放電を発生させる。プラ
ズマ電極８は信号電極Ｄに交差する様に行方向に沿って
配置されている。プラズマ電極８の上に沿って隔壁９あ
るいはリブが形成されている。さらにプラズマ電極群の
両側基板周辺部に、プラズマ電極８と同じ形状の、ダミ
ー電極１０が形成される。このダミー電極１０は、低融
点フリットシールの下地になるもので、より平坦性を出
す為に配置されている。ダミー電極１０の上に棒状低融
点ガラス１１が配置されており、薄板ガラス３とガラス
基板７とを接着している。この棒状低融点ガラス１１の
厚みをリブ９の厚みの１．２〜１．４倍にする事により
クリアランスを持たせシール状態も平坦度も良好に接着
できる。互いに接着された基板７と薄板ガラス３の間に
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、アルゴンある
いはこれらの混合気体から選ぶ事ができる。プラズマ室
１２は隔壁９あるいはリブによって分割されており各々
行走査単位を構成する。

【００１５】隣接する一対のプラズマ電極８即ちアノー
ドＡとカソードＫとの間に所定の電圧を印加すると、封
入されているガスが選択的にイオン化されイオン化ガス
の局在した放電領域１３が形成される。この放電領域１
３は隔壁９によって実質的に限定されており行走査単位
となる。この放電領域１３と信号電極Ｄとの交差部に個
々の画素が位置する事になる。

【００１６】以上の説明から明らかな様に、薄板ガラス
３とガラス基板７との間にシール材として棒状あるいは
短冊状の低融点ガラス１１を配置する事により、薄板ガ
ラス３を平坦に貼り合わせる事ができる。従って、液晶
セル１を接合した時、液晶層６の厚みを均一に制御でき
る。

【００１７】図２は下側ガラス基板７の平面形状を表わ
しておりフリットシール時の模式的な平面図である。ガ
ラス基板７の表面には前工程でプラズマ電極８、隔壁９
及びダミー電極１０があらかじめ形成されている。この
時プラズマ電極８とダミー電極１０は、同じ形状及び材
料である必要がある。形状、材料が違うと、高さが変わ
ってしまい段差が生じる。基板７の周辺部に所定の厚み
を有する短冊型に成形された偏平状又は棒状低融点ガラ
ス１１を配置する。この棒状低融点ガラス１１の材質
は、熱膨張係数が、基板ガラス７よりも同じか少し小さ
いぐらいが良く、厚さは、隔壁９の１．２〜１．４倍に
する。本例においては、短冊状に加工された棒状低融点
ガラス１１を用いている。複数本の短冊を組み合わせて
基板７の中央部を囲む様構成する。この棒状低融点ガラ
スは、ペーストに比べて取り扱いが容易で大型化に対し
ても利点がある。この様にする事により薄板ガラスは平
坦に接着する事ができる。

【００１８】次に図３を参照して図１に示すプラズマア
ドレス電気光学装置の製造方法を説明する。まず、ガラ
ス基板７の表面にスクリーン印刷法を用いて電極ペース
トを塗布し焼成してプラズマ電極８及びダミー電圧１０
を同時に形成する。

【００１９】次に、同じくスクリーン印刷法を用いてプ
ラズマ電極８の上に沿って隔壁９を形成する。本例にお
いては電極及び隔壁は所謂厚膜印刷により形成されてい
る。印刷法を用いる事により、表示装置の大型化が可能
になり、開口率を大きくする事ができるとともに、低抵
抗の電極が作成できる等多くの利点が得られる。

【００２０】続いて、フリットシールにより薄板ガラス
３をガラス基板７に熱融着する。この時にフリットとし
て棒状低融点ガラス１１を用いる。棒状低融点ガラス１
１の厚みは、隔壁９の高さの１．２〜１．４倍に設定さ
れている。薄板ガラス３及びガラス基板７は互いに等し
い熱膨張係数を有する事が好ましい。仮に両者の熱膨張
係数に著しい相違があるとフリットシール時に高温焼成
を行なう為に伸縮率に相違ができ、薄板ガラス３の割
れ、ひびの原因になっていまう。又、棒状低融点ガラス
１１の熱膨張係数は上述した２点のガラス部材に比べて
少し熱膨張係数の小さい方が好ましい。仮に、棒状低融
点ガラスの熱膨張係数が大きいと収縮率が増大しフリッ
トシールにひび割れが生じたり薄板ガラスが波打ち変形
をしてしまう惧れがある。そこで棒状低融点ガラスの熱
膨張係数を小さくする事によりひび割れや薄板ガラスへ
の悪影響を除く事ができる。

【００２１】最後に、平坦性の確保された薄板ガラス３
の表面に有機接着剤等からなるシール材あるいはスペー
サ５を介して上側のガラス基板４を接着する。間隙内に
液晶層６を封入して完成する。なお、液晶層６の厚みを
均一に制御する為スペーサ粒子を散布しても良い。接着
剤等からなるスペーサ５は低融点ガラス１１に沿って設
ける事が好ましい。液晶セルを接合する際、ギャップ制
御の為に高圧力を加えるが、薄板ガラス３の下の低融点
ガラス１１が受け台となり薄板ガラス３の破損を有効に
防ぐ事ができる。

【００２２】最後に図４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４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２３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Ｋ１ないしＫｎが
接続されている。アノードＡ１ないしＡｎは共通に接地
されている。カソードは走査回路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。各カソードに沿って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。

【００２３】図５は図４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。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、液
晶セルとプラズマセルを仕切る薄板ガラスに対して、棒
状低融点ガラスを用いてガラス基板とフリットシールす
る方法により、薄板ガラスの平坦性を確保できるという
効果がある。又従来のペースト状のフリットガラスの使
用に比べ取扱いが容易になり大型化にも適合している。

【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る。

【図２】図１に示す装置に用いられるガラス基板の構成
を示す模式的な平面図である。

【図３】図１に示すプラズマアドレス電気光学装置の製
造方法を示す工程図である。

【図４】プラズマアドレス電気光学装置の動作を説明す
る為の回路図である。

【図５】プラズマアドレス電気光学装置の画素部分を切
り取って示した模式図である。

【図６】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７】先の出願に開示されたプラズマアドレス電気光
学装置を示す模式的な断面図である。

【図８】図７に示す装置の製造方法を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 液晶セル ２ プラズマセル ３ 薄板ガラス ４ ガラス基板 ５ スペーサ ６ 液晶層 ７ ガラス基板 ８ プラズマ電極 ９ 隔壁 １０ ダミー電極 １１ 棒状低融点ガラス １２ プラズマ室 １３ 放電領域 Ａ アノード Ｄ 信号電極 Ｋ カソード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主面に沿って互いに平行に配置された複
   数の第１電極を有する第１の基板と、前記第１電極と直
   交し且つ互いに平行に配列された複数の第２電極を有す
   るとともにこの第２電極が前記第１電極と対向する様に
   配置された第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、前記第１電極と反対側に
   おいて前記電気光学材料層と接面する様に設けられた薄
   板ガラスと、この薄板ガラスと前記第２の基板間に形成
   されたイオン化可能なガスを封入する為のプラズマ室と
   を備え、前記第２の基板と前記薄板ガラスを棒状低融点
   ガラスで接着す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】 前記薄板ガラスと前記第２の基板の熱膨
   張係数が略等しい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。
3. 【請求項３】 前記第２電極上に隔壁を形成するととも
   に、前記棒状低融点ガラスの厚みが前記隔壁の高さの
   １．２〜１．４倍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。