JPH0743693A - プラズマアドレス液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラズマアドレス液晶表示装置において液晶
セルのギャップを均一にする。 【構成】 プラズマアドレス液晶表示装置は、中間シー
ト３を介して互いに積層された液晶セル１とプラズマセ
ル２からなるフラットパネル構造を有する。液晶セル１
は中間シート３の一面側に所定の間隙を介して接着した
上側基板４と、該間隙に保持された液晶層８とからな
る。プラズマセル２は中間シート３の他面側に所定の空
隙を介して接合した下側基板９と、該空隙に設けられた
放電チャネル１３とからなる。下側基板９は所定の剛性
を有するガラス板からなる一方、上側基板４は所定の柔
軟性を有する高分子フィルムからなる。従って、下側基
板９に畝りがある場合でも、上側基板４はこれに倣って
変形し、液晶セル１の間隙寸法が一定になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶セルとプラズマセル
の二層構造からなるプラズマアドレス液晶表示装置に関
する。より詳しくは液晶セルの基板構造に関する。

【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号公報に記載されており、そ
の基本的な構造を図３に示す。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共通
の中間シート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を用いて構成されており、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は中
間シート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１０６を構成している。中間シート１０３
は例えば５０μｍ程度の厚みを有する薄板ガラスからな
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１０６を区分けする
隔壁の役割を果す。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が設けられており、アノード１
０８及びカソード１０９として機能し放電チャネル１０
６内のガスをイオン化して放電プラズマを発生する。か
かる放電チャネルは行走査単位となる。一方液晶セル１
０１は上側のガラス基板１１０を用いて構成されてい
る。このガラス基板１１０は中間シート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間には液
晶層１１１が充填されている。この液晶層１１１は、例
えばツイストネマティック配向されており、その厚みは
基板全体に渡って均一に制御する必要がある。ガラス基
板１１０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。

【０００３】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
セル側の信号電極１１２に画像信号を印加する事により
表示駆動が行なわれる。放電チャネル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
一行毎の画素選択が行なわれる。即ち放電チャネル１０
６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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４は、図３に示した
プラズマアドレス液晶表示装置の模式的な断面図であ
る。このフラットパネル構造を組み立てる場合、先ず下
側のガラス基板１０４の表面にエッチングでストライプ
状の溝１０５を形成する。その上に薄板ガラス等からな
る中間シート１０３を載せ、フリットガラス１１３を用
いて封止する。次に中間シート１０３の表面にスペーサ
（図示せず）を散布した後、上側のガラス基板１１０を
シール材１１４により接着固定する。なお、上側のガラ
ス基板１１０の内表面には予め透明導電膜をパタニング
した信号電極１１２が形成されている。最後に、中間シ
ート１０３と上側のガラス基板１１０のギャップに液晶
層１１１を注入充填する。

【０００５】積層フラットパネル構造の基礎部を構成す
る下側のガラス基板１０４は平坦であることが望まれ
る。しかしながら、画面サイズが大型化する程下側のガ
ラス基板１０４の平坦度を保つ事は困難になり、実際に
は畝りが存在している。但し、図面上では理解を容易に
する為畝りの量を誇張して表わしている。ガラス基板１
０４の上に接合する中間シート１０３は５０μｍ程度の
薄板ガラスからなり、一定の可撓性を有している。従っ
て、フリットガラス１１３で接合した場合、ガラス基板
１０４の畝りに沿って変形し、各凸状部１０７の頂面に
当接する。この結果、中間シート１０３の表面も、下側
のガラス基板１０４の畝りに倣って波状に変形する。一
方、液晶セル１０１側のガラス基板１１０にもある程度
の畝りが含まれる。畝りの形状は個々の基板によりラン
ダムであり、整合する事はない。従って、上側のガラス
基板１１０と中間シート１０３のギャップ寸法は一定に
ならず、画面全体に渡って相当程度ばらつく。この結果
液晶層１１１の厚みが局所的に変化する為、電気光学的
な特性がばらつき表示品位が著しく損なわれるという課
題がある。例えば液晶セル１０１としてツイストネマテ
ィックモードを採用した場合、液晶層１１１の厚みは最
悪でも５μｍ±１μｍ程度の範囲に制御する必要があ
る。しかしながら、用いるガラス基板に畝りが含まれて
いる場合にはかかる均一なギャップ制御は困難を極め
る。

【０００６】対策の１つとして、研磨加工を施したフラ
ットな表面を有するガラス基板を用いる事も考えられ
る。しかしながら、上述した積層フラットパネル構造で
はガラス材料の選択範囲に制限があり実際的ではない。
即ち、中間シート１０３と下側のガラス基板１０４はガ
ラスフリット１１３により互いに接合される為、熱膨張
係数が互いに一致する事が好ましい。ところで、中間シ
ート１０３は５０μｍ程度の極めて薄いガラス板からな
り、加工上の観点から市場で調達できる材質は極めて限
定されている。一方、下側のガラス基板１０４は中間シ
ート１０３と同質の材料を用いる事が熱膨張係数の観点
から好ましく、従って選択範囲も局限されている。実際
に選択可能なガラス材料は研磨加工には不向きなものが
多く、従ってフラットな表面を有するガラス板を作成す
る事は困難である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み本発明は下側のガラス基板に畝りが存在して
も、均一な液晶厚み制御が可能なフラットパネル構造を
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、基本的に中間シートを介して互い
に積層された液晶セルとプラズマセルからなるフラット
パネル構造を有する。液晶セルは中間シートの一面側に
所定の間隙を介して接着した上側基板と、該間隙に保持
された液晶層とからなる。プラズマセルは該中間シート
の他面側に所定の空隙を介して接合した下側基板と、該
空隙に設けられた放電チャネルとからなる。本発明の特
徴事項として、前記下側基板は所定の剛性を有するガラ
ス板からなる一方、上記上側基板は所定の柔軟性を有す
る高分子フィルムからなる。前記高分子フィルムはキャ
スト法又は溶融法により成形された無偏光性の高分子フ
ィルムを用いる事が好ましい。この高分子フィルムは、
例えばポリオレフィン、ポリカーボネート及びポリアリ
レートから選択する事ができる。前記高分子の厚みは、
好ましくは１０mm以下０．１mm以上の範囲で適宜設定可
能である。

【０００８】

【作用】図４に示した従来構造では、薄板ガラスからな
る中間シート１０３のみが下側のガラス基板１０４の畝
りに倣って変形する一方、上側のガラス基板は下側のガ
ラス基板１０４の畝りとは全く無関係になっている為、
液晶セルのギャップむらが生じている。そこで、本発明
では上側基板に所定の柔軟性を有する高分子フィルムを
用いて、中間シート及び高分子フィルムの何れもが下側
基板の畝りに倣う様にした。なお、この様に下側基板の
畝りに倣わせる為には、中間シートと同様に上側基板を
薄板ガラスで構成する事も考えられる。しかしながら、
高分子フィルムを用いると破損やクラックの惧れがない
ので、薄板ガラスに比べ遥かにハンドリングが容易にな
るという利点がある。一方、中間シートについては下側
基板に対して気密的に接合する必要があり、フリットシ
ールの可能な薄板ガラスが適している。

【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第１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
に介在する極薄の中間シート３とを積層したフラットパ
ネル構造を有する。液晶セル１は上側基板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
数本の信号電極５がストライプ状に形成されている。上
側基板４はシール材６を用いて所定のギャップを介し中
間シート３に接着されている。このギャップ寸法は、例
えば５μｍ程度に設定されており、ギャップ制御用のス
ペーサ粒子７が介在している。又、中間シート３はガラ
ス薄板からなり、例えば５０μｍ程度の厚みを有してい
る。該ギャップ内には液晶層８が充填されている。この
液晶層８は、例えば上側基板４の内表面及び中間シート
３の対向面に所定の配向処理を施す事により、ツイスト
ネマティック配向されている。ツイストネマティックモ
ードでは上下一対の偏光板（図示せず）を用いて液晶分
子変化を透過率変化として取り出す。

【００１０】一方プラズマセル２は下側基板９を用いて
形成されており、その表面にエッチングを用いてストラ
イプ状の溝１０が設けられている。各溝１０を隔てる様
に隔壁１１が介在する。隔壁１１の頂面は下側基板９の
表面が残されたものである。隔壁１１の頂面と当接する
様に中間シート３が配置され、ガラスフリット１２によ
り下側基板９に接合される。この結果、各溝１０は中間
シート３により密封され、個々に分離した放電チャネル
１３が形成される。密封された放電チャネル１３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。各溝１０の湾曲した底部には互いに
平行な一対の放電電極１４がフォトリソグラフィ及びエ
ッチングによりパタニング形成されており、アノード及
びカソードとして機能し放電チャネル１３内のガスをイ
オン化し放電プラズマを発生する。

【００１１】本発明の特徴事項として、下側基板９は所
定の剛性を有するガラス板からなる一方、上側基板４は
所定の柔軟性を有する高分子フィルムからなる。厚肉ガ
ラス板からなる下側基板９には畝りが含まれており、且
つ他の積層材料に比べ剛性が高いのでフラットパネル構
造に組み立てた場合でも畝りはそのまま残存する。一
方、前述した様に中間シート３は極薄のガラス板からな
り所定の可撓性があるので、下側基板９の畝りに倣って
変形する。さらに、上側基板４は柔軟性を有する高分子
フィルムから構成されている為、同様に下側基板９の畝
りに倣って変形する。この結果、液晶セル１を構成する
上側基板４と中間シート３は基板面全体に渡って同様な
凹凸変形を生じるので、ギャップ寸法はスペーサ粒子７
を介在させる事により、画面全体に渡って均一に制御可
能である。用いる高分子フィルムとしては複屈折のない
もの（即ち無偏光性のもの）が選択される。仮に複屈折
があると、液晶層の正常な光学特性（旋光能）を損なう
為所望の表示品位が得られない。具体例としては、材料
そのものに複屈折のないポリオレフィンが挙げられる。
又キャスト法あるいは溶融法によりフィルムに成形した
ポリカーボネートやポリアリレートも複屈折がない為使
用可能である。しかしながら、延伸法により成形した高
分子フィルムは一般に複屈折性を有するので好ましくな
い。

【００１２】高分子フィルムの厚みについては画面サイ
ズにもよるが、所定の柔軟性を確保する為１０mm以下で
ある事が好ましい。高分子のヤング率は１×１０¹ kgf/
mm²〜１．５×１０³ kgf/mm² 程度である。又、ポアソ
ン比は０．３〜０．５程度である。これらの数値に基き
柔軟性を試算してみると、１mm程度の厚みを有する高分
子フィルムは、振幅が０．５μｍでピッチが１０mm程度
の比較的小さな畝りに対しても追随して変形可能であ
る。従って、大型基板に含まれるより大きな畝りに対し
ては、１０mm程度の厚みを有する高分子フィルムでも追
随変形可能である。なお、ポリカーボネートの様な高分
子材料を複屈折のないフィルムに成形する場合、前述し
た様にキャスト法や溶融法が採用される。しかしなが
ら、こうした方法で成形した場合でも膜厚が２００μｍ
以上になると複屈折性が生じてしまう。従って、ポリカ
ーボネート等を用いる場合にはフィルム膜厚を２００μ
ｍ以下とする事がより好ましい。なお、ポリオレフィン
の様に本来複屈折のない材料を用いる場合には、上述の
厚み制限の問題はない。

【００１３】一方フィルム厚みの下限については１００
μｍ程度である。１００μｍ以下のフィルム厚みになる
と、複屈折の点からは問題ないのだが、皺等ができやす
くなりハンドリングが困難になる。

【００１４】図１に示した様に上側基板４の内表面には
信号電極５が形成される。又、フルカラー表示を行なう
場合にはカラーフィルタ膜も形成される。さらには、液
晶層の配向膜も形成される。この場合、ガラス板と比べ
高分子フィルムは耐熱性が劣るので、低温処理可能な信
号電極材料、カラーフィルタ材料、配向膜材料等を適宜
選択する必要がある。

【００１５】図２は、本発明にかかるプラズマアドレス
液晶表示装置の第２実施例を示す模式的な断面図であ
る。基本的な構成は図１に示した第１実施例と同一であ
り、理解を容易にする為対応する部分には対応する参照
番号を付してある。第１実施例と同様に、液晶セル１は
高分子フィルムからなる上側基板４と薄板ガラスからな
る中間シート３とにより構成されており、両者の間には
スペーサ粒子７が介在し画面全体に渡って均一なギャッ
プを得ている。一方プラズマセル２については所定の空
間を介してガラス板からなる下側基板９が中間シート３
に接合している。該空間にはイオン化可能なガスが封入
されている。下側基板９の内表面にはストライプ状の放
電電極１４が形成されている。放電電極１４はスクリー
ン印刷法により下側基板９の表面に形成できるので生産
性や作業性に優れているとともに微細化が可能である。
放電電極１４の上には隔壁１１が形成されており、上述
した空間をストライプ状に分割し放電チャネル１３を構
成する。この隔壁１１もスクリーン印刷により形成で
き、その頂部が中間シート３の下面側に当接している。
スクリーン印刷により放電電極１４及び隔壁１１を形成
した場合、比較的高温の焼成工程が加わり熱収縮等によ
り下側基板９に大きな畝りが発生する場合がある。この
時にも、本発明に従って上側基板４が高分子フィルムで
構成されているので、畝りに十分倣う事ができ、液晶セ
ル１のギャップを均一に制御可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、プ
ラズマアドレス液晶表示装置において、プラズマセルを
構成する下側基板は所定の剛性を有するガラス板からな
る一方、液晶セルを構成する上側基板は所定の柔軟性を
有する高分子フィルムからなる。従って、下側基板に畝
りがある場合にも上側基板はこれに倣う様に変形し、液
晶セルギャップを均一に保つ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液晶表示装置
の第１実施例を示す断面図である。

【図２】本発明にかかるプラズマアドレス液晶表示装置
の第２実施例を示す断面図である。

【図３】従来のプラズマアドレス液晶表示装置の一例を
示す模式的な斜視図である。

【図４】従来のプラズマアドレス液晶表示装置の課題を
表わした説明図である。

【符号の説明】

１ 液晶セル ２ プラズマセル ３ 中間シート ４ 上側基板（高分子フィルム） ５ 信号電極 ６ シール材 ７ スペーサ粒子 ８ 液晶層 ９ 下側基板（ガラス板） １１ 隔壁 １２ ガラスフリット １３ 放電チャネル １４ 放電電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中間シートを介して互いに積層された液
   晶セルとプラズマセルからなるフラットパネル構造を有
   し、 該液晶セルは該中間シートの一面側に所定の間隙を介し
   て接着した上側基板と、該間隙に保持された液晶層とか
   らなり、 該プラズマセルは該中間シートの他面側に所定の空隙を
   介して接合した下側基板と、該空隙に設けられた放電チ
   ャネルとからなるプラズマアドレス液晶表示装置におい
   て、 前記下側基板は所定の剛性を有するガラス板からなる一
   方、前記上側基板は所定の柔軟性を有する高分子フィル
   ムからなる事を特徴とするプラズマアドレス液晶表示装
   置。
2. 【請求項２】 前記高分子フィルムはキャスト法又は溶
   融法により成形された無偏光性の高分子フィルムである
   事を特徴とする請求項１記載のプラズマアドレス液晶表
   示装置。
3. 【請求項３】 前記高分子フィルムは、ポリオレフィ
   ン、ポリカーボネート及びポリアリレートから選択され
   る事を特徴とする請求項１記載のプラズマアドレス液晶
   表示装置。
4. 【請求項４】 前記高分子フィルムの厚みは、１０mm以
   下０．１mm以上である事を特徴とする請求項１記載のプ
   ラズマアドレス液晶表示装置。