JPH07325285A

JPH07325285A - 電気光学表示装置

Info

Publication number: JPH07325285A
Application number: JP11878794A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Yano; 友哉谷野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】視野角を広げる。【構成】液晶表示セル１には遮光部２２を設ける。液晶
はＴＮモードで動作する。プラズマセル２では、誘電体
シート３のガラス基板２５側の面に垂直方向の各画素部
に対応して水平方向に延びる複数の溝２６を形成し、イ
オン化可能なガスを封入して放電チャネル１０を形成す
る。各溝２６の底部に遮光機能を有するプラズマ電極１
２Ａ，１２Ｋを形成する。放電チャネル１０はサンプリ
ングスイッチとして機能し、各画素の液晶層７はサンプ
リングキャパシタとして機能する。各画素部の有効領域
の誘電体シート３の厚さの変化に伴って電気光学的しき
い値Ｖthも変化する。ライト部３１からの光線は遮光部
２２等で光路制限され、負の視角方向に出射される光線
ほど液晶層７の電気光学的しきい値Ｖthの大きな領域を
通過する。垂直方向の各視角における印加電圧と透過率
の関係が近づき、各視角の透過率の差が小さくなること
から視野角が広がる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばプラズマアド
レス表示装置、液晶表示装置等に適用して好適な電気光
学表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラズマセルと電気光学表示セル
とが誘電体シート（誘電体層）を介して積層されてなる
プラズマアドレス表示装置が提案されている。図２７お
よび図２８は、プラズマアドレス表示装置１００の構成
例を示している。

【０００３】同図において、プラズマアドレス表示装置
１００は、液晶表示セル１と、プラズマセル２と、それ
ら両者の間に介在する誘電体シート３とを積層したフラ
ットパネル構造とされる。誘電体シート３は薄板ガラス
等で構成される。この誘電体シート３は液晶表示セル１
を駆動するためにできるだけ薄くする必要があり、例え
ば５０μｍ程度の板厚を有するように形成される。

【０００４】液晶表示セル１は透明基板４を用いて構成
される。透明基板４の内側主面には、透明導電材料から
なると共に行方向に延びる複数本のデータ電極５が所定
の間隔を保持して列方向に並列的に形成される。透明基
板４はスペーサ６によって所定の間隙を保持した状態で
誘電体シート３に接合される。透明基板４および誘電体
シート３の間隙には、電気光学材料としての液晶が充填
されて液晶層７が形成される。ここで、透明基板４およ
び誘電体シート３の間隙の寸法は例えば４〜１０μｍと
され、表示面全体に亘って均一に保たれる。

【０００５】一方、プラズマセル２はガラス基板８を用
いて構成される。ガラス基板８の内側主面には列方向に
延びる複数の溝９が行方向に並列的に形成される。各溝
９は誘電体シート３で密閉されており、個々に分離した
放電チャネル（プラズマ室）１０が構成される。この密
閉された放電チャネル１０には、イオン化可能なガスが
封入される。封入されるガスとしては、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等が使
用される。

【０００６】隣接する溝９を隔てる凸条部１１は個々の
放電チャネル１０を区分けする隔壁の役割を果たすと共
に、各放電チャネル１０のギャップスペーサとしての役
割も果している。各溝９の底部には、プラズマ電極を構
成する互いに平行なアノード電極１２Ａおよびカソード
電極１２Ｋが溝９に沿って形成される。

【０００７】放電チャネル１０はデータ電極５と直交す
るように形成される。上述せずも各データ電極５は列駆
動単位となると共に、各放電チャネル１２は行駆動単位
となり、両者の交差部にはそれぞれ図２９に示すように
画素１３が規定される。

【０００８】以上の構成において、所定の放電チャネル
１０に対応するアノード電極１２Ａとカソード電極１２
Ｋとの間に所定電圧が印加されると、その放電チャネル
１０の部分のガスが選択的にイオン化されてプラズマ放
電が発生し、その内部は略アノード電位に維持される。
この状態で、データ電極５にデータ電圧が印加される
と、その放電チャネル１０に対応して列方向に並ぶ複数
の画素１３の液晶層７に誘電体シート３を介してデータ
電圧が書き込まれる。プラズマ放電が終了すると、放電
チャネル１０は浮遊電位となり、各画素１３の液晶層７
に書き込まれたデータ電圧は、次の書き込み期間（例え
ば１フィールド後あるいは１フレーム後）まで保持され
る。この場合、放電チャネル１０はサンプリングスイッ
チとして機能すると共に、各画素１３の液晶層７はサン
プリングキャパシタとして機能する。

【０００９】各画素１３の液晶層７に書き込まれたデー
タ電圧によって液晶が動作することから画素単位で表示
が行なわれる。したがって、上述したようにプラズマ放
電を発生させて列方向に並ぶ複数の画素１３の液晶層７
にデータ電圧を書き込む放電チャネル１０を行方向に順
次走査していくことで、二次元画像の表示を行うことが
できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したようなプラズ
マアドレス表示装置においては、ＴＮモード（ねじれネ
マチックモード）を使った場合に液晶表示セル１の視野
角の狭さが大きな問題となっており、これは視角によっ
て液晶の電気光学的しきい値（透過率が例えば５０％と
なる印加電圧値）が異なることに起因している。すなわ
ち、ＴＮモードを使った場合であって液晶層７を構成す
る液晶の誘電体シート３側の配向方向が図３０の矢印Ｑ
ａ、その透明電極４側の配向方向が同図の矢印Ｑｂで示
される方向であるとき、垂直方向の視角が−３０°、０
°（正面）、＋３０°での印加電圧Ｖと透過率Ｔの関係
（Ｖ−Ｔ特性）は、それぞれ図３１の一点鎖線ａ，実線
ｂ，破線ｃに示すようになる。そのため、例えば印加電
圧Ｖが所定値Ｖａである場合の垂直方向の視角−３０
°、０°（正面）、＋３０°における透過率Ｔの差が大
きく、これが視野角を狭くしている。

【００１１】なお、液晶表示セル１以外の電気光学表示
セルを使用する場合であっても、電気光学材料層に視角
による電気光学的しきい値のずれがあるとき、上述した
液晶表示セル１を使用する場合と同様に視野角の狭さが
問題となる。

【００１２】そこで、この発明では、電気光学材料層に
視角による電気光学的しきい値のずれがあっても、視野
角を広げることができる電気光学表示装置を提供するも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る電
気光学表示装置は、電気光学材料層に印加される電圧を
１画素内で変化させるものである。

【００１４】請求項２の発明に係る電気光学表示装置
は、電気光学材料層と誘電体層とが積層され、誘電体層
を介して電気光学材料層にデータ電圧の書き込みが行な
われる電気光学表示装置において、誘電体層の厚さを変
化させることで電気光学材料層に印加される電圧を１画
素内で変化させるものである。

【００１５】請求項３の発明に係る電気光学表示装置
は、電気光学材料層と誘電体層とが積層され、誘電体層
を介して電気光学材料層にデータ電圧の書き込みが行な
われる電気光学表示装置において、電気光学材料層の厚
さを変化させることで電気光学材料層に印加される電圧
を１画素内で変化させるものでる。

【００１６】請求項４の発明に係る電気光学表示装置
は、誘電体層を介してプラズマセルと電気光学材料層と
が積層され、誘電体層を介して電気光学材料層にデータ
電圧の書き込みが行なわれる電気光学表示装置におい
て、プラズマセルの電極位置を変化させることで電気光
学材料層に印加される電圧を１画素内で変化させるもの
である。

【００１７】請求項５の発明に係る電気光学表示装置
は、請求項１〜請求項４のいずれかの発明において、電
気光学材料層を視角によって電気光学的しきい値にずれ
を発生する液晶層としたものである。

【００１８】請求項６の発明に係る電気光学表示装置
は、請求項１〜請求項４のいずれかの発明において、画
素毎に視角に応じて光路を制限する遮光手段を備えるも
のである。

【００１９】請求項７の発明に係る電気光学表示装置
は、請求項４の発明において、画素毎に視角に応じて光
路を制限する遮光手段を備えると共に、この遮光手段の
少なくとも一部としてプラズマセルの電極を利用するも
のでる。

【００２０】

【作用】請求項１の発明においては、電気光学材料層に
印加される電圧を１画素内で変化させるものであり、例
えば電気光学材料層が垂直方向の視角に応じて電気光学
的しきい値が異なるものである場合、電気光学材料層に
印加される電圧を垂直方向に１画素内で変化させること
で垂直方向の各視角における印加電圧に対する透過率の
変化がなだらかになり、所定印加電圧値に対する各視角
の透過率の差が縮小されることから視野角を広げること
が可能となる。

【００２１】請求項２の発明においては、誘電体層の厚
さを変化させることで電気光学材料層に印加される電圧
を１画素内で変化させるものであり、例えば電気光学材
料層が垂直方向の視角に応じて電気光学的しきい値が異
なるものである場合、電気光学材料層に印加される電圧
を垂直方向に１画素内で変化させることで垂直方向の各
視角における印加電圧に対する透過率の変化がなだらか
になり、所定印加電圧値に対する各視角の透過率の差が
縮小されることから視野角を広げることが可能となる。

【００２２】請求項３の発明においては、電気光学材料
層の厚さを変化させることで電気光学材料層に印加され
る電圧を１画素内で変化させるものであり、例えば電気
光学材料層が垂直方向の視角に応じて電気光学的しきい
値が異なるものである場合、電気光学材料層に印加され
る電圧を垂直方向に１画素内で変化させることで垂直方
向の各視角における印加電圧に対する透過率の変化がな
だらかになり、所定印加電圧値に対する各視角の透過率
の差が縮小されることから視野角を広げることが可能と
なる。

【００２３】請求項４の発明においては、プラズマセル
の電極位置を変化させることで電気光学材料層に印加さ
れる電圧を１画素内で変化させるものであり、例えば電
気光学材料層が垂直方向の視角に応じて電気光学的しき
い値が異なるものである場合、電気光学材料層に印加さ
れる電圧を垂直方向に１画素内で変化させることで垂直
方向の各視角における印加電圧に対する透過率の変化が
なだらかになり、所定印加電圧値に対する各視角の透過
率の差が縮小されることから視野角を広げることが可能
となる。

【００２４】請求項５の発明においては、電気光学材料
層を視角によって電気光学的しきい値にずれを発生する
液晶層としたものであり、液晶層に印加される電圧を垂
直方向に１画素内で変化させることで垂直方向の各視角
における印加電圧に対する透過率の変化がなだらかにな
り、所定印加電圧値に対する各視角の透過率の差が縮小
されることから視野角を広げることが可能となる。

【００２５】請求項６の発明においては、画素毎に視角
に応じて光路を制限する遮光手段を備えるものであり、
例えば電気光学材料層が垂直方向の視角に応じて電気光
学的しきい値が異なるものである場合、電気光学材料層
に印加される電圧を垂直方向に１画素内で変化させると
共に、遮光手段によって垂直方向の視角に応じて１画素
内の光の通過位置を制限することで垂直方向の各視角に
おける印加電圧と透過率の関係を近づけることができ、
所定印加電圧値に対する各視角の透過率の差が縮小され
ることから視野角を広げることが可能となる。

【００２６】請求項７の発明においては、画素毎に視角
に応じて光路を制限する遮光手段の少なくとも一部とし
てプラズマセルの電極を利用するため、遮光手段を効率
よく、安価に形成することが可能となる。

【００２７】

【実施例】以下、図１を参照しながら、この発明に係る
電気光学表示装置の第１実施例について説明する。本例
はプラズマアドレス表示装置１００に適用した例であ
る。この図１において、図２７〜図２９と対応する部分
には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

【００２８】本例においては、透明基板４の内側主面に
形成されたデータ電極５に対応して、このデータ電極５
と液晶層７との間に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色
フィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ（図１には色フィルタ
２１Ｇ，２１Ｂは図示せず）が順次形成される。この場
合、色フィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、図２に示す
ように、垂直方向に関しては斜線図示する遮光部２２を
除く有効領域にのみ形成される。

【００２９】なお、水平方向に関して各データ電極５の
間には斜線図示するように黒色のブラックマスク２１Ｂ
Ｌが形成される。色フィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ、
遮光部２２、ブラックマスク２１ＢＬは、例えば顔料分
散レジストをスピンコート等で塗布してフォトリソグラ
フィでパターニングして形成される。遮光部２２はブラ
ックマスク２１ＢＬの形成時に同時に形成される。遮光
部２２は、金属をスパッタリングまたは蒸着等で膜付け
した後にフォトリソグラフィでパターニングしてもよ
い。

【００３０】また、液晶層７の透明基板４側および誘電
体シート３側にはそれぞれ配向膜２３および配向膜２４
が配設され、それぞれの配向方向が例えば図３０に示す
ように設定されることでＴＮモードで液晶が動作するよ
うにされる。

【００３１】また本例において、プラズマセル２はガラ
ス基板２５と誘電体シート３を使用して構成される。す
なわち、ガラス等で構成される誘電体シート３は比較的
肉厚に形成され、この誘電体シート３のガラス基板２５
側の面には、行方向（垂直方向）の各画素部に対応する
ように列方向（水平方向）に延びる複数の溝２６が化学
的エッチング等によって並列的に形成される。この場
合、各画素の例えば有効領域の誘電体シート３の厚みを
エッチングの度合によって任意に調整することができ
る。

【００３２】各溝２６はガラス基板２５で密閉されてお
り、ここに分離した放電チャネル（プラズマ室）１０が
構成される。この密閉された放電チャネル１０には、図
２７の例と同様にイオン化可能なガスが封入される。隣
接する溝２６を隔てる凸条部２７は個々の放電チャネル
１０を区分けする隔壁の役割を果たすと共に、各放電チ
ャネル１０のギャップスペーサとしての役割も果してい
る。

【００３３】各溝２６に対応するガラス基板２５の内側
主面には、プラズマ電極を構成する互いに平行なアノー
ド電極１２Ａおよびカソード電極１２Ｋが溝２６に沿っ
て形成される。アノード電極１２Ａおよびカソード電極
１２Ｋは、例えば金属をスパッタリング、蒸着等により
膜付けした後にフォトリソグラフィでパターニングする
ことで形成される。これら電極１２Ａ，１２Ｋは後述す
るように遮光部としても機能するようにされる。

【００３４】また、本例においては、透明基板４の外側
位置に偏光板２９が配設される。この偏光板２９の偏光
面方向は上述した液晶膜７の透明基板４側の配向膜２３
による配向方向と一致するように設定される。一方、ガ
ラス基板２５の外側位置に偏光板３０が配設される。こ
の偏光板３０の偏光面方向は上述した液晶膜７の誘電体
シート３側の配向膜２４による配向方向と一致するよう
に設定される。なお、３１は偏光板３０側を照射するた
めのバックライト部である。

【００３５】以上の構成において、所定の放電チャネル
１０に対応するアノード電極１２Ａとカソード電極１２
Ｋとの間に所定電圧が印加されると、その放電チャネル
１０の部分のガスが選択的にイオン化されてプラズマ放
電が発生し、その内部は略アノード電位に維持される。
この状態で、データ電極５にデータ電圧が印加される
と、その放電チャネル１０に対応して列方向に並ぶ複数
の画素１３（図２９参照）の液晶層７に誘電体シート３
を介してデータ電圧が書き込まれる。プラズマ放電が終
了すると、放電チャネル１０は浮遊電位となり、各画素
１３の液晶層７に書き込まれたデータ電圧は、次の書き
込み期間（例えば１フィールド後あるいは１フレーム
後）まで保持される。この場合、放電チャネル１０はサ
ンプリングスイッチとして機能すると共に、各画素１３
の液晶層７はサンプリングキャパシタとして機能する。

【００３６】各画素１３の液晶層７に書き込まれたデー
タ電圧によって液晶がＴＮモードで動作することから画
素単位で表示が行なわれる。したがって、上述したよう
にプラズマ放電を発生させて列方向に並ぶ複数の画素１
３の液晶層７にデータ電圧を書き込む放電チャネル１０
を行方向に順次走査していくことで、二次元画像の表示
を行うことができる。

【００３７】ところで、上述したプラズマアドレス表示
装置１００では、誘電体シート３を介して液晶層７にデ
ータ電圧が印加されるため、液晶層７に印加される電圧
は液晶層７の容量ＣLCと誘電体シート３の容量ＣMSとの
容量によって決まる。すなわち、誘電体シート３の厚さ
が厚いほど液晶層７に印加される電圧が小さくなる。そ
のため、垂直方向に関しての各画素部の有効領域におけ
る液晶層７の電気光学的しきい値Ｖthは図３Ｂに示すよ
うに変化する。

【００３８】また、バックライト部３１より出射される
光線は遮光部２２および電極１２Ａ，１２Ｋによって光
路制限が行われ、垂直方向の視角が例えば−３０°、０
°（正面）、＋３０°の方向に出射される光線は、図３
Ａに示すようにそれぞれ液晶層７のＬａ、Ｌｂ、Ｌｃの
領域を通過したものとなる。すなわち、負の視角方向に
出射される光線は液晶層７の電気光学的しきい値Ｖthの
大きな領域を通過し、逆に正の視角方向に出射される光
線は液晶層７の電気光学的しきい値Ｖthの小さな領域を
通過する。

【００３９】したがって、垂直方向の各視角における印
加電圧Ｖと透過率Ｔの関係（Ｖ−Ｔ特性）を近づけるこ
とができる。図４の一点鎖線ａ，実線ｂ，破線ｃは、そ
れぞれ垂直方向の視角が−３０°、０°（正面）、＋３
０°での印加電圧Ｖと透過率Ｔの関係を示しており、例
えば印加電圧Ｖが所定値Ｖａである場合、垂直方向の視
角が−３０°、０°（正面）、＋３０°における透過率
Ｔの差が従来（図３１参照）に比べて縮小される。よっ
て、本例によれば視野角を広げることができる。

【００４０】なお、図５は、例えば垂直方向の１画素の
寸法が５００μｍである場合、各部の寸法の具体例を示
したものでる。図示された寸法を示す数値の単位はμｍ
である。

【００４１】次に、図６を参照しながら、この発明に係
る電気光学表示装置の第２実施例について説明する。本
例もプラズマアドレス表示装置１００に適用した例であ
る。この図６において、図１と対応する部分には同一符
号を付し、その詳細説明は省略する。

【００４２】本例においては、透明基板４の内側主面に
形成されたデータ電極５に対応して、このデータ電極５
と液晶層７との間に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色
フィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ（図６には色フィルタ
２１Ｇ，２１Ｂは図示せず）が順次形成される。この場
合、色フィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、図７に示す
ように、垂直方向に関しては斜線図示する遮光部２２を
除く有効領域にのみ形成される。なお、水平方向に関し
て各データ電極５の間には斜線図示するように黒色のブ
ラックマスク２１ＢＬが形成される。色フィルタ２１
Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ、遮光部２２、ブラックマスク２１
ＢＬは、上述した図２の例と同様にして形成される。

【００４３】また本例において、プラズマセル２はガラ
ス基板２５と誘電体シート３を使用して構成される。す
なわち、ガラス基板２５の内側主面には、行方向（垂直
方向）の各画素部に対応するように列方向（水平方向）
に延びる複数の溝３２が化学的エッチング等によって並
列的に形成される。各溝３２は誘電体シート３で密閉さ
れており、ここに分離した放電チャネル（プラズマ室）
１０が構成される。この密閉された放電チャネル１０に
は、図１の例と同様にイオン化可能なガスが封入され
る。隣接する溝３２を隔てる凸条部３３は個々の放電チ
ャネル１０を区分けする隔壁の役割を果たすと共に、各
放電チャネル１０のギャップスペーサとしての役割も果
している。

【００４４】各溝３２に底部には、プラズマ電極を構成
する互いに平行なアノード電極１２Ａおよびカソード電
極１２Ｋが溝３２に沿って形成される。アノード電極１
２Ａおよびカソード電極１２Ｋは、例えば金属をスパッ
タリング、蒸着等により膜付けした後にフォトリソグラ
フィでパターニングすることで形成される。これら電極
１２Ａ，１２Ｋは後述するように遮光部としても機能す
るようにされる。

【００４５】また、本例においては、各画素部の有効領
域に対応する液晶層７の厚さが、垂直方向の上側になる
ほど厚くなるように形成される。ここで、隔壁（凸条部
３３）がある部分とそれ以外の部分では大気圧と設定ガ
ス圧の差に相当する圧力差が生じる。例えば、設定ガス
圧を１００Ｔｏｒｒに設定すれば、大気圧（７６０Ｔｏ
ｒｒ）と７倍強の圧力差が生じ、隔壁がある部分の液晶
層７はより強い圧迫を受ける。そのため、図示のように
液晶層７の厚さを規定するスペーサ３４を隔壁位置に対
して垂直方向の下側に若干ずれた位置に配設すること
で、各画素部の有効領域に対応する液晶層７の厚さを垂
直方向の上側になるほど厚くすることができる。

【００４６】以上の構成において、所定の放電チャネル
１０に対応するアノード電極１２Ａとカソード電極１２
Ｋとの間に所定電圧が印加されると、その放電チャネル
１０の部分のガスが選択的にイオン化されてプラズマ放
電が発生し、その内部は略アノード電位に維持される。
この状態で、データ電極５にデータ電圧が印加される
と、その放電チャネル１０に対応して列方向に並ぶ複数
の画素１３（図２９参照）の液晶層７に誘電体シート３
を介してデータ電圧が書き込まれる。プラズマ放電が終
了すると、放電チャネル１０は浮遊電位となり、各画素
１３の液晶層７に書き込まれたデータ電圧は、次の書き
込み期間（例えば１フィールド後あるいは１フレーム
後）まで保持される。この場合、放電チャネル１０はサ
ンプリングスイッチとして機能すると共に、各画素１３
の液晶層７はサンプリングキャパシタとして機能する。

【００４７】各画素１３の液晶層７に書き込まれたデー
タ電圧によって液晶がＴＮモードで動作することから画
素単位で表示が行なわれる。したがって、上述したよう
にプラズマ放電を発生させて列方向に並ぶ複数の画素１
３の液晶層７にデータ電圧を書き込む放電チャネル１０
を行方向に順次走査していくことで、二次元画像の表示
を行うことができる。

【００４８】ところで、本例のプラズマアドレス表示装
置１００では、図１の例と同様に誘電体シート３を介し
て液晶層７にデータ電圧が印加されるため、液晶層７に
印加される電圧は液晶層７の容量ＣLCと誘電体シート３
の容量ＣMSとの容量によって決まる。すなわち、液晶層
７の厚さが厚いほど液晶層７に印加される電圧が大きく
なる。そのため、垂直方向に関しての各画素部の有効領
域における液晶層７の電気光学的しきい値Ｖthは図８Ｂ
に示すように変化する。

【００４９】また、バックライト部３１より出射される
光線は遮光部２２および電極１２Ａ，１２Ｋによって光
路制限が行われ、垂直方向の視角が例えば−３０°、０
°（正面）、＋３０°方向に出射される光線は、図８Ａ
に示すようにそれぞれ液晶層７のＬａ、Ｌｂ、Ｌｃの領
域を通過したものとなる。すなわち、負の視角方向に出
射される光線は液晶層７の電気光学的しきい値Ｖthの大
きな領域を通過し、逆に正の視角方向に出射される光線
は液晶層７の電気光学的しきい値Ｖthの小さな領域を通
過する。

【００５０】したがって、垂直方向の各視角における印
加電圧Ｖと透過率Ｔの関係を近づけることができる。図
９の一点鎖線ａ，実線ｂ，破線ｃは、それぞれ垂直方向
の視角が−３０°、０°（正面）、＋３０°での印加電
圧Ｖと透過率Ｔの関係を示しており、例えば印加電圧Ｖ
が所定値Ｖａである場合、垂直方向の視角が−３０°、
０°（正面）、＋３０°における透過率Ｔの差が従来
（図３１参照）に比べて縮小される。よって、本例によ
れば視野角を広げることができる。

【００５１】なお、図１０は、例えば垂直方向の１画素
の寸法が５００μｍである場合、各部の寸法の具体例を
示したものでる。図示された寸法を示す数値の単位はμ
ｍである。

【００５２】次に、図１１を参照しながら、この発明に
係る電気光学表示装置の第３実施例について説明する。
本例もプラズマアドレス表示装置１００に適用した例で
ある。この図１１において、図６と対応する部分には同
一符号を付し、その詳細説明は省略する。

【００５３】本例においても、第２実施例と同様に、各
画素部の有効領域に対応する液晶層７の厚さが垂直方向
の上側になるほど厚くなるように形成される。ただし、
第２実施例では誘電体シート３を変形させて液晶層７の
厚さが変化するようにしたものであったが、本例では透
明基板４の内側主面の形状をほぼ鋸歯状に加工すること
で液晶層７の厚さが制御される。詳細説明は省略する
が、本例においても第２実施例と同様の作用効果を得る
ことができる。

【００５４】次に、図１２を参照しながら、この発明に
係る電気光学表示装置の第４実施例について説明する。
本例もプラズマアドレス表示装置１００に適用した例で
ある。この図１２において、図６と対応する部分には同
一符号を付し、その詳細説明は省略する。

【００５５】本例においては、透明基板４の内側主面に
形成されたデータ電極５に対応して、このデータ電極５
と液晶層７との間に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色
フィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ（図１２には色フィル
タ２１Ｇ，２１Ｂは図示せず）が順次形成される。この
場合、色フィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、図１３に
示すように、垂直方向に関しては斜線図示する遮光部２
２を除く有効領域にのみ形成される。なお、水平方向に
関して各データ電極５の間には斜線図示するように黒色
のブラックマスク２１ＢＬが形成される。

【００５６】また、図６に示す第２実施例では、各画素
部の有効領域に対応する液晶層７の厚さが垂直方向の上
側になるほど厚くなるように形成されるているが、本例
において液晶層７の厚さは一定に形成される。そして本
例においては、ガラス基板２５の各溝３２の底部には、
垂直方向の下側にプラズマ電極を構成するアノード電極
１２Ａ、カソード電極１２Ｋが形成されると共に、上側
に絶縁体でもって遮光部３５が形成される。電極１２
Ａ，１２Ｋは第２実施例と同様に遮光部としても機能す
るようにされる。

【００５７】本例は以上のように構成され、その他は図
６に示す第２実施例と同様に構成される。したがって本
例においては、第２実施例と同様に、プラズマ放電を発
生させて列方向に並ぶ複数の画素１３の液晶層７にデー
タ電圧を書き込む放電チャネル１０を行方向に順次走査
していくことで、二次元画像の表示を行うことができ
る。

【００５８】ここで、カソード電極１２Ｋに印加される
カソード電圧およびデータ電極５に印加されるデータ電
圧Ｖinについて説明する。図１４Ａ，Ｂは、連続するカ
ソード電極１２Ｋ_n，１２Ｋ_n+1にそれぞれ印加されるカ
ソード電圧ＶＫ_n，ＶＫ_n+1を示しており、同図Ｃは所定
のデータ電極５に印加されるデータ電圧Ｖinを示してい
る。カソード電極１２Ｋ_n，１２Ｋ_n+1にはそれぞれ１垂
直期間（１Ｖ）毎に連続する１水平期間（１Ｈ）の前半
でもってアノード電位と所定電位差となるカソード電圧
ＶＫ_n，ＶＫ_n+1が印加される。これにより、プラズマ放
電を発生させる放電チャネル１０が行方向（垂直方向）
に順次走査される。また、データ電圧Ｖinは基準電圧と
してのアノード電位に対して、各水平期間の前半および
後半で極性が反転するように制御される。さらに、デー
タ電圧Ｖinは、１水平期間毎および１垂直期間毎にアノ
ード電位に対して極性が反転され、液晶層７が交流駆動
される。

【００５９】図１５は、プラズマアドレス表示装置の１
本のデータ電極５に係る部分の等価回路を示している。
図において、４０₁，４０₂，・・・，４０_mはそれぞれ
１画素分の等価回路部であり、ＣLCは液晶層７の容量、
ＣMSは誘電体シート３の容量、ＳＷは放電チャネル１０
で構成される仮想的スイッチ（サンプリングスイッ
チ）、ＣSは仮想的スイッチＳＷと並列的に配されるプ
ラズマ部の容量である。プラズマ放電を発生させる放電
チャネル１０が行方向（垂直方向）に順次走査される場
合、等価回路部４０₁，４０₂，・・・，４０_mの仮想的
スイッチＳＷが順次オンとなる。

【００６０】ここで、 α＝１／ＣLC＋１／ＣMS β＝１／ＣLC＋１／ＣMS＋１／ＣS=１／ＣLC＋１／ＣOFF ・・・（１）とし、ある画素部の液晶層７に印加される電圧ＶLCにつ
いて、図１６を参照しながら説明する。

【００６１】仮想的スイッチＳＷのオン期間（選択時）
のデータ電圧ＶinをＶin（ｔ0）とすると、この選択時
に液晶層７に印加される電圧はＶin（ｔ0）・（１／ＣL
C）・（１／α）となる。一方、仮想的スイッチＳＷの
オフ期間（非選択時）のデータ電圧ＶinをＶin（ｔ）と
すると、この非選択時に液晶層７に印加される電圧はＶ
in（ｔ）・（１／ＣLC）・（１／β）となる。したがっ
て、液晶層７に印加される電圧は、次式に示すようにな
る。

【００６２】ＶLC＝Ｖin（ｔ0）・（１／ＣLC）・（１／α−１／β）＋Ｖin（ｔ）・（１／ＣLC）・（１／β）・・・（２）この（２）式において、右辺の第２項はクロストーク成
分であり、このクロストーク成分は、上述したようにデ
ータ電圧Ｖinを各水平期間の前半および後半で極性を反
転する、いわゆるコンプリメンタリドライブ（Conferen
ce Record of the 1988 IDRC 230-234 参照）をするこ
とで解消される。

【００６３】クロストーク成分が解消された場合、液晶
層７に印加される電圧ＶLCは、（２）式の右辺の第１項
のみとなってβに依存したものとなる。βは非選択時の
データ電極５とプラズマ電極の間の容量で決まるが、１
画素内で容量分布をもつ場合、従って容量が一様でない
ときは液晶層７に印加される電圧も１画素内で一様でな
くなる。

【００６４】本例においては、プラズマ電極を構成する
電極１２Ａ，１２Ｂが垂直方向の下側に形成されるた
め、各画素部において下側ほど容量が大きくなる容量分
布を持つこととなる。そのため、各画素部の下側ほど液
晶層７に印加される電圧が小さくなり、垂直方向に関し
ての各画素部の有効領域における液晶層７の電気光学的
しきい値Ｖthは図１７Ｂに示すように変化する。

【００６５】また、バックライト部３１より出射される
光線は遮光部２２、電極１２Ａ，１２Ｋおよび遮光部３
５によって光路制限が行われ、図１７Ａに示すように垂
直方向の視角が例えば−３０°、０°（正面）、＋３０
°方向に出射される光線は、それぞれ液晶層７のＬａ、
Ｌｂ、Ｌｃの領域を通過したものとなる。すなわち、負
の視角方向に出射される光線は液晶層７の電気光学的し
きい値Ｖthの大きな領域を通過し、逆に正の視角方向に
出射される光線は液晶層７の電気光学的しきい値Ｖthの
小さな領域を通過する。

【００６６】したがって、垂直方向の各視角における印
加電圧と透過率の関係を近づけることができ、印加電圧
が所定値の場合に各視角における透過率の差を従来に比
べて縮小でき、上述した第１〜第３の実施例と同様に視
野角を広げることができる。なお、図１８は、例えば垂
直方向の１画素の寸法が５００μｍである場合、各部の
寸法の具体例を示したものでる。図示された寸法を示す
数値の単位はμｍである。

【００６７】次に、図１９を参照しながら、この発明に
係る電気光学表示装置の第５実施例について説明する。
本例もプラズマアドレス表示装置１００に適用した例で
ある。この図１９において、図１２と対応する部分には
同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

【００６８】本例においては、透明基板４の内側主面に
形成されたデータ電極５に対応して、このデータ電極５
と液晶層７との間に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色
フィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ（図１９には色フィル
タ２１Ｇ，２１Ｂは図示せず）が順次形成される。この
場合、色フィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、データ電
極５に対応して図２０に示すようにストライプ状に形成
される。また、各データ電極５の間には斜線図示するよ
うに黒色のブラックマスク２１ＢＬが形成される。ま
た、ガラス基板２５の各溝３２の底部には、垂直方向の
下側および上側にそれぞれ誘電体シート３に近接してプ
ラズマ電極を構成するアノード電極１２Ａ、カソード電
極１２Ｋが形成される。本例は以上のように構成され、
その他は図１２の例と同様に構成される。

【００６９】ここで、図２１に示すような寸法で形成さ
れる場合、非選択時のデータ電極５とプラズマ電極の間
の１画素内での単位面積当たりの容量分布は、チャネル
中央Ｐから電極１２Ａ，１２Ｂの端部までの距離ｄをパ
ラメータとして、図２２に示すように変化する。なお、
図２２において、横軸はチャネル中央Ｐからの距離Ｄで
あり、縦軸は非選択時の容量である。

【００７０】図２２より明らかなように、本例のように
垂直方向の下側および上側にそれぞれ誘電体シート３に
近接してアノード電極１２Ａ、カソード電極１２Ｋを配
設するものによれば、垂直方向の下側および上側では中
央部より非選択時の容量が大幅に大きくなる。そのた
め、液晶層７に印加される電圧は中央部ほど大きくなっ
て１画素内で一様でなくなる。

【００７１】例えば、液晶層７の容量ＣLCを１×１０^-5
Ｆ／ｍ²、誘電体シート３の容量ＣMSを１．２×１０^-6
Ｆ／ｍ²、Ａ点、Ｂ点（図１９に図示）の容量Ｃ_OFFをそ
れぞれ４×１０^-8Ｆ／ｍ²、５×１０^-7Ｆ／ｍ²であると
き、Ａ点、Ｂ点の液晶層７に印加される電圧Ｖ_LCA，Ｖ
_LCBは、印加電圧Ｖin（t0）に対してそれぞれ次式のよ
うになる。

【００７２】Ｖ_LCA＝Ｖin（t0）×０．１Ｖ_LCB＝Ｖin（t0）×０．０６・・・（３）このようにＡ点、Ｂ点で液晶層７に印加される電圧Ｖ
_LCA，Ｖ_LCBが異なることから、Ａ点、Ｂ点における印加
電圧Ｖに対する透過率Ｔの関係（Ｖ−Ｔ特性）はそれぞ
れ図２３ａ，ｂの曲線で示すようになり、平均すると同
図ｃの曲線で示すようになる。

【００７３】以上のことから本例のように各画素内で液
晶層７に印加される電圧が一様でないときは、各視角に
おけるＶ−Ｔ特性がなだらかになるため、所定印加電圧
値に対する各視角の透過率の差が縮小され、視野角を広
げることができる。例えば、垂直方向の視角が−３０
°、０°（正面）における印加電圧Ｖと透過率Ｔの関係
（Ｖ−Ｔ特性）は、それぞれ図２４の一点鎖線ａ、実線
ｂに示すようになる。同図の一点鎖線ａ₀ 、実線ｂ
₀は、各画素内で液晶層７に印加される電圧が一様な場
合であって視角が−３０°、０°（正面）における印加
電圧Ｖと透過率Ｔの関係を示している。

【００７４】図２４からも明らかなように、所定印加電
圧値（例えば０°の透過率Ｔが５０％となる電圧値）に
おける透過率Ｔに着目すると、本例の−３０°、０°
（正面）の視角における透過率Ｔの差△Ｔは、各画素内
で液晶層７に印加される電圧が一様なときの透過率の差
△Ｔ₀に比べて小さくなる。なお、説明は省略するが、
例えば０°（正面）、＋３０°の視角における印加電圧
Ｖと透過率Ｔの関係（Ｖ−Ｔ特性）についても同様とな
る。

【００７５】図２５および図２６は、それぞれこの発明
に係る電気光学表示装置の第６実施例および第７実施例
を示している。これら図２５および図２６において、図
１９と対応する部分には同一符号を付して示している。
図２５の例は、各溝３２の底部の下側および上側に誘電
体シート３に近接してアノード電極１２Ａが配設される
と共に、中央にカソード電極１２Ｋが配設されたもので
ある。また、図２６の例は、各溝３２の底部の中央にア
ノード電極１２Ａが配設されると共に、各溝３２の底部
の下側および上側に誘電体シート３に近接して基準電極
３６が配設されたものである。基準電極３６の電位は例
えばアノード電位と等しくされる。

【００７６】以上のように構成された図２５の例および
図２６の例においても、図１９に示す第５実施例と同様
に、各画素内で液晶層７に印加される電圧が一様でなく
なり、各視角におけるＶ−Ｔ特性がなだらかになるた
め、所定印加電圧値に対する各視角の透過率の差を縮小
でき、視野角を広げることができる。

【００７７】なお、図１に示す第１実施例、図６に示す
第２実施例、図１１に示す第３実施例、図１２に示す第
４実施例においては、遮光部２２などでもって視角に応
じた光路制限を行って垂直方向の各視角における印加電
圧と透過率の関係を近づけ、これにより所定印加電圧値
における各視角における透過率の差を縮小して視野角を
広げるものであるが、遮光部２２などによる光路制限を
しない場合であっても、各画素内で液晶層７に印加され
る電圧が一様でないことから、図１９に示す第５実施例
と同様の作用でもって各視角におけるＶ−Ｔ特性をなだ
らかにでき、所定印加電圧値に対する各視角の透過率の
差を縮小して視野角を広げることができる。

【００７８】また、上述実施例においては、プラズマア
ドレス表示装置に適用したものであるが、この発明は液
晶表示装置などのその他の電気光学表示装置にも同様に
適用できることは勿論である。

【００７９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、電気光学材料
層に印加される電圧を１画素内で変化させるものであ
り、例えば電気光学材料層が垂直方向の視角に応じて電
気光学的しきい値が異なるものである場合、電気光学材
料層に印加される電圧を垂直方向に１画素内で変化させ
ることで垂直方向の各視角における印加電圧に対する透
過率の変化がなだらかになり、所定印加電圧値に対する
各視角の透過率の差が縮小されることから視野角を広げ
ることができる。

【００８０】請求項２の発明によれば、誘電体層の厚さ
を変化させることで電気光学材料層に印加される電圧を
１画素内で変化させるものであり、例えば電気光学材料
層が垂直方向の視角に応じて電気光学的しきい値が異な
るものである場合、電気光学材料層に印加される電圧を
垂直方向に１画素内で変化させることで垂直方向の各視
角における印加電圧に対する透過率の変化がなだらかに
なり、所定印加電圧値に対する各視角の透過率の差が縮
小されることから視野角を広げることができる。

【００８１】請求項３の発明によれば、電気光学材料層
の厚さを変化させることで電気光学材料層に印加される
電圧を１画素内で変化させるものであり、例えば電気光
学材料層が垂直方向の視角に応じて電気光学的しきい値
が異なるものである場合、電気光学材料層に印加される
電圧を垂直方向に１画素内で変化させることで垂直方向
の各視角における印加電圧に対する透過率の変化がなだ
らかになり、所定印加電圧値に対する各視角の透過率の
差が縮小されることから視野角を広げることができる。

【００８２】請求項４の発明によれば、プラズマセルの
電極位置を変化させることで電気光学材料層に印加され
る電圧を１画素内で変化させるものであり、例えば電気
光学材料層が垂直方向の視角に応じて電気光学的しきい
値が異なるものである場合、電気光学材料層に印加され
る電圧を垂直方向に１画素内で変化させることで垂直方
向の各視角における印加電圧に対する透過率の変化がな
だらかになり、所定印加電圧値に対する各視角の透過率
の差が縮小されることから視野角を広げることができ
る。

【００８３】請求項５の発明によれば、電気光学材料層
を視角によって電気光学的しきい値にずれを発生する液
晶層としたものであり、液晶層に印加される電圧を垂直
方向に１画素内で変化させることで垂直方向の各視角に
おける印加電圧に対する透過率の変化がなだらかにな
り、所定印加電圧値に対する各視角の透過率の差が縮小
されることから視野角を広げることができる。

【００８４】請求項６の発明によれば、画素毎に視角に
応じて光路を制限する遮光手段を備えるものであり、例
えば電気光学材料層が垂直方向の視角に応じて電気光学
的しきい値が異なるものである場合、電気光学材料層に
印加される電圧を垂直方向に１画素内で変化させると共
に、遮光手段によって垂直方向の視角に応じて１画素内
の光の通過位置を制限することで垂直方向の各視角にお
ける印加電圧と透過率の関係を近づけることができ、所
定印加電圧値に対する各視角の透過率の差が縮小される
ことから視野角を広げることができる。

【００８５】請求項７の発明によれば、画素毎に視角に
応じて光路を制限する遮光手段の少なくとも一部として
プラズマセルの電極を利用するため、遮光手段を効率よ
く、安価に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電気光学表示装置の第１実施例
を示す断面図である。

【図２】色フィルタ、ブラックマスク、遮光部などの構
成を示す図である。

【図３】電気光学的しきい値の変化と光路制限を説明す
るための図である。

【図４】各視角における印加電圧と透過率との関係を示
す図である。

【図５】第１実施例の各部の寸法の具体例を示す図であ
る。

【図６】この発明に係る電気光学表示装置の第２実施例
を示す断面図である。

【図７】色フィルタ、ブラックマスク、遮光部などの構
成を示す図である。

【図８】電気光学的しきい値の変化と光路制限を説明す
るための図である。

【図９】各視角における印加電圧と透過率との関係を示
す図である。

【図１０】第２実施例の各部の寸法の具体例を示す図で
ある。

【図１１】この発明に係る電気光学表示装置の第３実施
例を示す断面図である。

【図１２】この発明に係る電気光学表示装置の第４実施
例を示す断面図である。

【図１３】色フィルタ、ブラックマスク、遮光部などの
構成を示す図である。

【図１４】カソード電圧、データ電圧の変化を説明する
ための図である。

【図１５】プラズマアドレス表示装置の等価回路を示す
図である。

【図１６】液晶層に印加される電圧を示す図である。

【図１７】電気光学的しきい値の変化と光路制限を説明
するための図である。

【図１８】第４実施例の各部の寸法の具体例を示す図で
ある。

【図１９】この発明に係る電気光学表示装置の第５実施
例を示す断面図である。

【図２０】色フィルタ、ブラックマスクなどの構成を示
す図である。

【図２１】第５実施例の各部の寸法の具体例を示す図で
ある。

【図２２】１画素内での非選択時の容量分布を示す図で
ある。

【図２３】同一画素内での印加電圧と透過率の関係を示
す図である。

【図２４】第５実施例での印加電圧と透過率との関係を
示す図である。

【図２５】この発明に係る電気光学表示装置の第６実施
例を示す断面図である。

【図２６】この発明に係る電気光学表示装置の第７実施
例を示す断面図である。

【図２７】プラズマアドレス表示装置の構成例を示す斜
視図である。

【図２８】プラズマアドレス表示装置の構成例を示す断
面図である。

【図２９】データ電極、プラズマ電極、放電チャネルの
配列を示す図である。

【図３０】液晶の配向方向を示す図である。

【図３１】従来例の印加電圧と透過率の関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

１液晶表示セル２プラズマセル３誘電体シート４透明電極５データ電極６，３４スペーサ７液晶層８，２５ガラス基板９，２６，３２溝１０放電チャネル１１，２７，３３凸条部１２Ａアノード電極１２Ｋカソード電極１３画素２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ色フィルタ２２，３５遮光部２３，２４配向膜２９，３０偏光板３１バックライト部３６基準電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気光学材料層に印加される電圧を１画
素内で変化させることを特徴とする電気光学表示装置。
【請求項２】電気光学材料層と誘電体層とが積層さ
れ、上記誘電体層を介して上記電気光学材料層にデータ
電圧の書き込みが行なわれる電気光学表示装置におい
て、上記誘電体層の厚さを変化させることで上記電気光学材
料層に印加される電圧を１画素内で変化させることを特
徴とする電気光学表示装置。
【請求項３】電気光学材料層と誘電体層とが積層さ
れ、上記誘電体層を介して上記電気光学材料層にデータ
電圧の書き込みが行なわれる電気光学表示装置におい
て、上記電気光学材料層の厚さを変化させることで上記電気
光学材料層に印加される電圧を１画素内で変化させるこ
とを特徴とする電気光学表示装置。
【請求項４】誘電体層を介してプラズマセルと電気光
学材料層とが積層され、上記誘電体層を介して上記電気
光学材料層にデータ電圧の書き込みが行なわれる電気光
学表示装置において、上記プラズマセルの電極位置を変化させることで上記電
気光学材料層に印加される電圧を１画素内で変化させる
ことを特徴とする電気光学表示装置。
【請求項５】上記電気光学材料層は、視角によって電
気光学的しきい値にずれを発生する液晶層であることを
特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電気
光学表示装置。
【請求項６】画素毎に視角に応じて光路を制限する遮
光手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４の
いずれかに記載の電気光学表示装置。
【請求項７】画素毎に視角に応じて光路を制限する遮
光手段を備えると共に、上記遮光手段の少なくとも一部
として上記プラズマセルの電極を利用することを特徴と
する請求項４に記載の電気光学表示装置。