JPH06317785A - 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

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JPH06317785A
JPH06317785A JP5131459A JP13145993A JPH06317785A JP H06317785 A JPH06317785 A JP H06317785A JP 5131459 A JP5131459 A JP 5131459A JP 13145993 A JP13145993 A JP 13145993A JP H06317785 A JPH06317785 A JP H06317785A
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dielectric sheet
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Tomoya Yano
友哉 谷野
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    • 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
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラズマアドレス液晶表示装置に含まれる液
晶層の厚み均一化を図る。 【構成】 プラズマアドレス液晶表示装置は、上側ガラ
ス基板１と、これに密接した透明な誘電体シート２と、
該誘電体シート２に対して所定の空間を介して接合した
下側ガラス基板３とを重ねた積層構造を有する。上側ガ
ラス基板１の内表面には列状に信号電極４が形成されて
いる。誘電体シート２はその上面部に多孔層５を有し液
晶６を含浸保持する。誘電体シート２の下面側と下側ガ
ラス基板３の間には行状の放電チャネル７が形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマアドレス液晶表
示装置に関する。より詳しくは液晶層の構造に関する。
【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
６に示す様に、この表示装置は液晶セル１０１とプラズ
マセル１０２と両者の間に介在する誘電体シート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は下側のガラス基板１０４を用いて形成
されており、その表面にストライプ状の溝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
方向に伸びている。各溝１０５は誘電体シート１０３に
よって密封されており個々に分離した放電チャネル１０
６を構成している。この密封された放電チャネル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を隔てる凸状部１０７は個々の放電チャネル１０
６を区分けする隔壁の役割を果たす。各溝１０５の湾曲
した底部には互いに平行な一対の放電電極１０８，１０
９が設けられており、アノード及びカソードとして機能
し放電チャネル内のガスをイオン化しプラズマを発生す
る。かかる放電チャネルは行走査単位となる。
【０００３】一方液晶セル１０１は上側の透明基板１１
０を用いて構成されている。この基板１１０は誘電体シ
ート１０３に所定のギャップを介して対向配置されてお
りギャップには液晶層１１１が充填されている。基板１
１０の内表面には信号電極１１２が形成されている。こ
の信号電極１１２は放電チャネル１０６と直交しており
列信号単位となる。列信号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。
【０００４】かかる構成を有する表示装置においては、
放電チャネル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１０１側の信号電極１
１２に画像信号を印加する事により表示駆動が行なわれ
る。線順次走査により選択された放電チャネル１０６内
にプラズマ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。即ち放電チャネル
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画像
信号が印加されると、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画像信号は
そのまま画素内に保持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図７は、図６に示した
従来のプラズマアドレス液晶表示装置の要部拡大断面図
である。液晶セル１０１とプラズマセル１０２は中間の
誘電体シート１０３により隔てられている。選択された
放電チャネル１０６のアノード電位を基準として信号電
極１１２に印加された画像信号電圧は、誘電体シート１
０３により容量分割され液晶層１１１に供給される。こ
の実効駆動電圧を大きくとる為に、誘電体シート１０３
はできるだけ薄い事が必要であり、例えば５０μｍ程度
の厚みに設定されている。極めて薄い為、その表面を完
全な平坦度に保つ事は困難である。一方、液晶層１１１
としては、例えばツイスト配向されたネマチック液晶が
用いられており、その厚みは５μｍ±０．５μｍの範囲
で精密に制御する必要がある。しかしながら、誘電体シ
ート１０３の平坦度が完全でない為、液晶セル１０１の
ギャップ寸法を画面全体に渡って均一に制御する事は極
めて困難であり、現実にはギャップむらが存在する為画
像品位が損なわれるという課題がある。加えて、ツイス
ト配向されたネマチック液晶を用いた場合、電圧印加に
よる液晶分子配列の変化を透過光量変化として取り出す
為、上下の基板１１０，１０４の外表面に各々偏光板１
１４，１１３が貼着されている。この様に一対の偏光板
を介在させると入射光が所定の割合で吸収される為画面
のコントラストを上げる事ができないという課題があ
る。
【０００６】
【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、本発明はプラズマアドレス液晶表示装置に含
まれる液晶層の厚み均一化を図る事を目的とする。併せ
て、プラズマアドレス液晶表示装置の画像明度を改善す
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、本発明にかかるプラズマアドレス液
晶表示装置は、上側基板と、これに密接した透明な誘電
体シートと、該誘電体シートに対して所定の空間を介し
て接合した下側基板とを重ねた積層構造を有する。上側
基板の内表面には列状に信号電極が形成されている。誘
電体シートはその上面部に多孔層を有し液晶を含浸保持
する。誘電体シートの下面側と下側基板の間には行状の
放電チャネルが形成されている。含浸された液晶は、例
えば所定の常光線屈折率を有するネマチック液晶からな
り、前記誘電体シートは該常光線屈折率と実質的に等し
い屈折率を有する。
【０００７】かかる構成を有するプラズマアドレス液晶
表示装置は以下の様に製造される。最初に、少なくとも
二成分からなるガラス薄板材料を加熱処理して分相を生
じさせた後、酸処理を行ない上面部に多孔層を形成して
誘電体シートに加工する。次に、該誘電体シートの下面
側に所定の空間を介して下側基板を接合し行状の放電チ
ャネルを設ける。最後に、該多孔層に液晶を含浸させる
とともに、列状の信号電極が予め形成された上側基板を
密接させる。例えば、前記ガラス薄板材料はホウケイ酸
ソーダガラスからなり、加熱処理によりＮａ2 Ｏ−Ｂ2
Ｏ3 組成とＳｉＯ2 組成に分相する。これに酸処理を加
えるとＮａ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 組成が選択的に溶解し所望の
多孔層が得られる。
【０００８】
【作用】本発明によれば、誘電体シートの上面部に形成
された多孔層に液晶を含浸保持して液晶層としている。
この多孔層の厚みは画面全体に渡って一定に制御可能で
あり、液晶層厚を均一化できる。仮に、誘電体シートに
そりや凹凸等の変形が含まれていても、液晶層自体はそ
の厚みが一定になる。従来と異なり、上側のガラス基板
は誘電体シートに密接させれば良く、何らギャップ制御
手段を講じる必要はない。又、多孔層に含浸された液晶
は、従来のツイストネマチックモードと異なり、散乱モ
ードで動作し何ら偏光板を要しない。従って、画像明度
が改善できる。
【０００９】
【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基本的な構成を示す要部拡大断面図
である。図示する様に、本装置は上側のガラス基板１
と、これに密接した透明な誘電体シート２と、該誘電体
シート２に対して所定の空間を介して接合した下側のガ
ラス基板３とを重ねた積層フラットパネル構造を有す
る。上側ガラス基板１の内表面には列状に複数の信号電
極４が形成されている。この信号電極４は、例えばＩＴ
Ｏ等の透明導電膜をストライプ状にパタニングして形成
される。誘電体シート２はその上面部に多孔層５を有し
ており、液晶６を含浸保持する。この誘電体シート２は
例えば５０μｍ程度の厚みを有するガラス薄板材料から
なる。多孔層５の厚みは、例えば２０μｍ程度に設定さ
れている。この多孔層５の厚みは一定に制御する事が可
能である。含浸された液晶６は、例えば所定の常光線屈
折率を有するネマチック液晶材料からなる。一方、誘電
体シート２は該常光線屈折率と実質的に等しい屈折率を
有している。例えば、その差は０．１以下である。
【００１０】誘電体シート２の下面側と下側ガラス基板
３の間には行状の放電チャネルが形成されている。放電
チャネル７の内部にはイオン化可能なガスが封入されて
いるとともに、一対の放電電極８，９が形成されてい
る。一対の放電極の内一方がカソードとして機能し、他
方がアノードとして機能する。線順次走査により各放電
チャネル７を選択すると、内部にプラズマが発生し略ア
ノード電位となる。この放電チャネル７が行走査単位と
なり、前述した信号電極４が列信号単位となって、交差
部分に画素が規定される。
【００１１】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詳細に説明する。図
２は１画素部分を切り取って示した模式図であり、画素
が選択された状態を表わしている。（Ａ）に示す様に、
放電チャネルは等価的にプラズマスイッチＰＳで表わさ
れている。選択状態ではこのプラズマスイッチＰＳは閉
じており、誘電体シート２の下面側にはアノード電位
（接地電位）が印加される。一方、誘電体シート２の上
面側に密接した信号電極４には所定の駆動電圧ＶＬが印
加される。（Ａ）の場合は、この駆動電圧ＶＬは所定の
閾値電圧以下である。この時には、多孔層５に含浸され
た液晶６は印加電圧に応答せず、液晶分子のダイレクタ
はランダムな方向に向いている。このランダム配列状態
における液晶６の平均屈折率は誘電体シート２の屈折率
と異なる様に設定されている。従って、入射光は多孔層
５に含浸された液晶６により散乱され、画素は白濁状態
となる。
【００１２】（Ｂ）は、印加された駆動電圧ＶＨが所定
の閾値を超えた場合を表わしている。この時には、液晶
分子のダイレクタは電界方向に整列する。この配列状態
では、入射光はネマチック液晶の常光線屈折率に従って
屈折を受ける。本発明では、液晶６の常光線屈折率と誘
電体シート２の屈折率は実質的に等しくなる様に設定さ
れている。従って、入射光は多孔層５に含浸された液晶
６によって殆ど散乱を受けず、そのまま透過する。従っ
て、画素は透明状態となる。この様に、プラズマスイッ
チＰＳが閉じた状態で、信号電極４に所望の画像信号電
圧を印加する事により、画素を白濁状態と透明状態との
間で切り換える事が可能である。勿論、中間調表示を行
なう事も可能である。プラズマスイッチＰＳが開いた後
は、次の選択期間まで、液晶の配列状態がそのまま保持
される。本実施例によれば、液晶の光散乱現象を利用し
て所望の画像表示を行なうので、従来の様に偏光板を必
要としない。従って、明るい画像面を得る事ができる。
【００１３】次に図３を参照して、本発明にかかるプラ
ズマアドレス液晶表示装置の製造方法を詳細に説明す
る。先ず工程Ａにおいて、少なくとも二成分からなるガ
ラス薄板材料５１を用意する。本例では、このガラス薄
板材料５１はホウケイ酸ソーダガラスからなる。このガ
ラス薄板材料５１を５００℃〜６００℃の温度範囲で加
熱し除冷すると、分相が生じる。即ち、Ｎａ2 Ｏ−Ｂ2
Ｏ3 組成とＳｉＯ2 組成の２相に分離する。分相が生じ
た状態では、両相が夫々連続した網目として分散した構
造となる。
【００１４】次に、工程Ｂで酸処理を行ない上面部に多
孔層５２を形成して誘電体シート５３に加工する。例え
ば、分相の生じたガラス薄板材料５１の下面側を耐酸性
のプラスチックフィルム５４でラミネートした後、５％
程度の濃度の硫酸もしくは塩酸等に浸漬すると、酸に溶
解し易いＮａ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 組成の部分が選択的に溶出
し、ＳｉＯ2 組成の部分が残存する。この様にして、無
数の互いに連続したＮａ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 相の抜け孔を備
えた誘電体シート５３が得られる。多孔層５２の形成は
単純な化学処理により行なわれるので、その層厚を全面
に渡って一定に制御する事は極めて容易である。なお、
使用済みとなったプラスチックフィルム５４は剥離され
る。
【００１５】次に工程Ｃで、誘電体シート５３の下面側
に所定の空間を介して下側のガラス基板５６を接合し行
状の放電チャネル５７を設ける。即ち、下側のガラス基
板５６の表面には、予めエッチング等によりストライプ
状に溝が形成されており、その内部には一対の放電電極
も設けられている。この下側ガラス基板５６をフリット
シール等により誘電体シート５３の下面側と接合し、密
封された各溝にイオン化可能なガスを封入して放電チャ
ネル５７が設けられる。
【００１６】次に、工程Ｄで誘電体シート５３の多孔層
５２に液晶５８を含浸させる。この含浸処理は単に、液
晶５８を誘電体シート５３の上面側に塗布すれば良い。
【００１７】最後に工程Ｅで、列状の信号電極５９が予
め形成された上側のガラス基板６０を密接する事によ
り、プラズマアドレス液晶表示装置が完成する。上側の
ガラス基板６０と誘電体シート５３の接合は、例えば透
明接着剤を用いて行なう事ができる。
【００１８】最後に図４を参照して、本発明にかかるプ
ラズマアドレス液晶表示パネルを応用して構成された画
像装置の一例を説明する。図示する様に、この画像装置
は平行光バックライト８１とプラズマアドレス液晶表示
パネル８２とレンズアレイ８３とブラックマスク８４と
を順に重ねた積層構造を有する。なお、プラズマアドレ
ス液晶表示パネル８２は図１に示した積層フラットパネ
ル構造を有し、図２の様に動作するものである。平行光
バックライト８１は略平行な照明光をプラズマアドレス
液晶表示パネル８２の背面から照射する。プラズマアド
レス液晶表示パネル８２は駆動電圧に応じて画素毎に照
明光を選択的に散乱又は透過する。レンズアレイ８３は
プラズマアドレス液晶表示パネル８２の画素に対応した
マイクロレンズを有しており、透過光を焦点位置に集光
する。一方、散乱光に対しては集光作用を奏さない。な
おレンズアレイ８３の個々のマイクロレンズはプラズマ
アドレス液晶表示パネル８２の各画素に対応して設ける
代わりに、画素配列ピッチに比し１／１０以下の外径寸
法を有する微細なものであっても良い。ブラックマスク
８４にはマイクロレンズの焦点位置に整合する開口がパ
タニング形成されている。
【００１９】図５を参照して、図４に示した画像装置の
動作を詳細に説明する。（Ａ）はプラズマアドレス液晶
表示パネル８２が透過状態にある場合を示し、（Ｂ）は
散乱状態にある場合を示している。（Ａ）に示す様に、
所定の閾値以上の駆動電圧に応答してプラズマアドレス
液晶表示パネル８２の画素が透過状態になると、平行光
バックライト８１から液晶層に入射した光はこれを透過
してレンズアレイの対応するマイクロレンズ８３ａに平
行光のまま入射する。この透過光はマイクロレンズ８３
ａにより集束され、焦点近傍に最小散乱円を形成する。
この焦点位置にはブラックマスク８４の開口８４ａが形
成されており、集束光は効率良く外部に出射される。図
から明らかな様に出射光には視角依存性が基本的に含ま
れていない。一方、（Ｂ）に示す様に、プラズマアドレ
ス液晶表示パネル８２の画素が光散乱状態になると照明
光は集束されず殆どの部分がブラックマスク８４により
カットされる。この様にして、極めてコントラスト比の
高い直視型の画像装置を得る事ができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、誘
電体シートがその上面部に多孔層を有し液晶を含浸保持
している。誘電体シートと液晶層が一体となった構造で
ある為、フリットシール後及びガス封入後の誘電体シー
ト平坦度が、液晶層の厚みむらに影響を与える事がな
い。従って、大面積で均一な表示を得る事が可能になる
という効果がある。誘電体シートの多孔層に含浸保持さ
れた液晶層は光散乱モードで動作し、従来の様に偏光板
を要しない。従って、画像明度が顕著に改善できるとい
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液晶表示装置
の基本的な構成を示す要部拡大断面図である。
【図２】図１に示したプラズマアドレス液晶表示装置の
動作説明図である。
【図３】図１に示したプラズマアドレス液晶表示装置の
製造工程図である。
【図４】図１に示したプラズマアドレス液晶表示装置の
応用例を示す模式図である。
【図５】図４に示した応用例の動作説明図である。
【図６】従来のプラズマアドレス液晶表示装置を示す模
式的な部分破断斜視図である。
【図７】従来のプラズマアドレス液晶表示装置の課題の
説明図である。
【符号の説明】 １ 上側ガラス基板 ２ 誘電体シート ３ 下側ガラス基板 ４ 信号電極 ５ 多孔層 ６ 液晶 ７ 放電チャネル ８ 放電電極 ９ 放電電極

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上側基板と、これに密接した透明な誘電
    体シートと、該誘電体シートに対して所定の空間を介し
    て接合した下側基板とを重ねた積層構造を有し、 該上側基板の内表面には列状に信号電極が形成されてお
    り、 該誘電体シートはその上面部に多孔層を有し液晶を含浸
    保持するとともに、 該誘電体シートの下面側と該下側基板の間には行状の放
    電チャネルが形成されているプラズマアドレス液晶表示
    装置。
  2. 【請求項２】 前記液晶は所定の常光線屈折率を有する
    ネマチック液晶からなり、前記誘電体シートは該常光線
    屈折率と実質的に等しい屈折率を有する請求項１記載の
    プラズマアドレス液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 少なくとも二成分からなるガラス薄板材
    料を加熱処理して分相を生じさせた後、酸処理を行ない
    上面部に多孔層を形成して誘電体シートに加工する工程
    と、 該誘電体シートの下面側に所定の空間を介して下側基板
    を接合し行状の放電チャネルを設ける工程と、 該多孔層に液晶を含浸させるとともに、列状の信号電極
    が予め形成された上側基板を密接する工程とを含むプラ
    ズマアドレス液晶表示装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記ガラス薄板材料はホウケイ酸ソーダ
    ガラスからなり、加熱処理によりＮａ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 組
    成とＳｉＯ2 組成に分相するとともに、酸処理によりＮ
    ａ2 Ｏ−Ｂ2 Ｏ3 組成を選択的に溶解する請求項３記載
    のプラズマアドレス液晶表示装置の製造方法。
JP5131459A 1993-05-07 1993-05-07 プラズマアドレス液晶表示装置 Pending JPH06317785A (ja)

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EP (1) EP0623838B1 (ja)
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