JPH1124051A - プラズマアドレス液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示画面の上下方向から視覚しても良好な視
野角が得られるプラズマアドレス液晶表示装置を提供す
る。 【解決手段】 破線で示した誘電体シートの配向方向に
対してデータカラム基板の配向方向を、プラズマアドレ
ス液晶表示装置に駆動電圧を印加したとき、液晶層の略
中央に位置する液晶分子１０ａのチルト方向が画面上方
に回転して配列するように規定する。これにより、特に
垂直方向の視野角特性を改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマアドレス液
晶表示装置に関し、さらに詳しくは、表示画面における
視野角特性を改善して良好な表示品質を実現するプラズ
マアドレス液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラズマセルと液晶セルとが誘電
体シート（誘電体層）を介して積層されてなるプラズマ
アドレス液晶表示装置が提案されている。図１は本発明
に係わるプラズマアドレス液晶表示装置の基本的な構成
を示す図である。図におけるプラズマアドレス液晶表示
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３とからなる積層フラットパネル構造
を有している。

【０００３】プラズマセル２はプラズマ基板４を用いて
構成される。プラズマ基板４の内側主面には隔壁５によ
って分離されるプラズマチャンネル（プラズマ室）６が
行方向に延びて形成されている。このプラズマチャンネ
ル６にはイオン化可能なガスが封入されている。隔壁５
によって分離されるプラズマチャンネル６の底部には、
互いに平行なカソードＫおよびアノードＡからなる一対
のプラズマ電極が設けられている。カソードＫおよびア
ノードＡはプラズマチャンネル６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
となり、画面上方から画面下方に順次選択されて走査さ
れる。

【０００４】一方、液晶セル１はデータカラム基板７を
用いて構成されている。このデータカラム基板７は誘電
体シート３に所定の間隙を介して対向配置されている。
データカラム基板７の内表面には透明導電材料からなる
データ電極９、さらにその上面には配向膜（図示省略）
が形成される。配向膜には液晶の配向性を高めるための
ラビング処理が施される。同じく誘電体シート３の内表
面には配向膜が形成され、これらの間隙内には液晶層８
が充填される。この液晶層８は、例えばツイストネマテ
ィックＴＮ配向されている。

【０００５】データカラム基板７およびプラズマ基板４
の外表面には偏光板（図示省略）が直交ニコル（ノーマ
リーホワイト方式の場合）により積層されている。デー
タ電極９はプラズマチャンネル６に直交しており列方向
の駆動単位となる。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。なお、本発明の対
象となるプラズマアドレス液晶表示装置はこの構造に限
られるものではなく、単に例示したにすぎない。

【０００６】かかる構成を有するプラズマアドレス液晶
表示装置においては、プラズマ放電が行われるプラズマ
チャンネル６を線順次で切換え走査するとともに、この
走査に同期して液晶セル１側のデータ電極９にアナログ
駆動電圧を印加することにより表示駆動が行われる。プ
ラズマチャンネル６内にプラズマ放電が発生すると、内
部は一様にアノードＡ電位になり１行毎の画素選択が行
われる。すなわち、プラズマチャンネル６はサンプリン
グスイッチとして機能する。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
ングホールドが行われ画素の点灯もしくは消灯が制御さ
れる。

【０００７】一般に、ＴＮモードの液晶表示装置には視
野角依存性があり、画面を観察する角度によって透過率
が変化する。特に中間調を表示した場合には下斜め方向
から観察すると白色と黒色が反転することがある。カラ
ー表示の場合には色調が変化することがある。上述した
プラズマアドレス液晶表示装置においても画素の点灯お
よび消灯を光学的に制御するために、例えばＴＮモード
の液晶セルが用いられており、視野角依存性は解決すべ
き課題となっている。

【０００８】ここで、本発明の理解を容易にするため
に、液晶セルの視野角依存性について図４を参照して簡
潔に説明する。図４は視角０°（正面）における白色、
中間調、および黒色が視角（＋）や視角（−）方向によ
って如何に変化するかの特性を示すものである。図４
（ａ）の従来例のグラフからから明らかなように、視角
（−）方向の所定値（θ≒３０°）を越える視角範囲で
は黒色の透過率Ｔが中間調の透過率Ｔを越えて表示が反
転（中間調表示レベルの透過率Ｔが黒側にシフト）して
表示品位を低下させる。

【０００９】この原因としては、ＴＮモードの液晶表示
装置において、液晶分子１０はラセン軸が前述のラビン
グ方向に沿って９０度捩じれて配列されるとともに、液
晶分子１０の長軸は図３に示すように基板面に対して所
定のプレチルト角を有して配列されている。そのため、
プラズマアドレス液晶表示装置に駆動電圧が印加される
と液晶分子１０はプレチルト方向に立ち上がり（図３
（ｂ）参照）、方向によって電気光学特性に差を生じる
ためである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる観点に
鑑みてなされたもので、その課題は、従来のプラズマア
ドレス液晶表示装置は見る角度によって電気光学特性が
異なり、特に中間調画像を表示した際の上下視野角が狭
いという問題点を解消し、上下方向から視覚しても良好
な視野角が得られるプラズマアドレス液晶表示装置を提
供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
ために以下の手段を講じた。すなわち、本発明のプラズ
マアドレス液晶表示装置は、基板の表面側に所定の配向
処理が施された中間基板（誘電体シート等）と、同じく
基板の内面側に所定の配向処理が施された上側基板とを
間隙を有して対向配置し、その間隙に液晶層を充填して
液晶セルを構成し、中間基板の裏面側にプラズマガスの
封入されたプラズマ室（プラズマチャンネル等）を介し
て下側基板を重ねてプラズマセルを構成するとともに、
プラズマ室を行走査単位として、画面の上方から下方に
順次選択走査して駆動するプラズマアドレス液晶表示装
置において、中間基板および上側基板に施される配向処
理の方向を、プラズマアドレス液晶表示装置に駆動電圧
を印加したとき、液晶層の略中央に位置する液晶分子の
チルト方向が画面の上方の方向に回転して配列するよう
に規定する。

【００１２】従って、本発明のプラズマアドレス液晶表
示装置では、視角０°方向（画面正面）から視角（−）
方向（正面から下方）に視線をずらして視覚した際の見
え方が、視角（−）方向で液晶層に印加される電圧が小
さくなるプラズマアドレス液晶表示装置の特性と合致し
て視角０°方向の視覚特性に近づく。これにより、特に
垂直方向の視野角を改善することができ、プラズマアド
レス液晶表示装置の表示品位を向上することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態につき添付図面を参照して説明する。

【００１４】実施の形態例１ 先ず、図１ないし図６を参照して本発明のプラズマアド
レス液晶表示装置の実施の形態例１を説明する。なお、
図１ないし図４の本発明に係わる説明図はそのまま参照
するものとし、共通する部分には同一参照符号を付すも
のとする。

【００１５】図１は本発明に係わ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図であり、図における
プラズマアドレス液晶表示装置は、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３とからな
る積層フラットパネル構造を有している。

【００１６】液晶セル１を構成するデータカラム基板７
の内表面にはデータ電極９や配向膜（図示省略）が形成
される。同様にプラズマセル２を構成する誘電体シート
３の表面側には配向膜が形成され、データカラム基板７
および誘電体シート３の間隙には液晶層８が挟持されて
いる。上記データカラム基板７および誘電体シート３に
形成される配向膜には、本発明の特徴事項として、図２
に示す如きラビング処理が施される。すなわち、図２の
破線で示した誘電体シートの配向方向に対してデータカ
ラム基板の配向方向を、プラズマアドレス液晶表示装置
に駆動電圧を印加した場合において液晶層８の略中央に
位置する液晶分子１０ａのチルト方向が画面上方（矢印
Ｘ方向）に回転して配列するように規定する。

【００１７】次に、図５を参照して本発明のプラズマア
ドレス液晶表示装置の側部断面図を詳しく説明する。図
５は実施の形態例１のプラズマアドレス液晶表示装置を
示す図であり、（ａ）は側部断面図、（ｂ）は液晶層に
印加される電圧の分布図である。

【００１８】図における本発明のプラズマアドレス液晶
表示装置は、データカラム基板７と誘電体シート３との
間に液晶層８を挟持して構成される。誘電体シート３お
よびプラズマ基板４の間には隔壁５によって分離される
プラズマチャンネル６が形成される。プラズマ基板４に
は互いに平行なカソードＫおよびアノードＡからなる一
対のプラズマ電極が設けられている。

【００１９】ところで、プラズマアドレス液晶表示装置
においては液晶層８に印加される駆動電圧は均一ではな
い。例え液晶層８に均一な電圧を印加したとしても実際
に液晶層８に印加される電圧は隔壁５に近づくにつれて
下降するとともに、画面上方側の隔壁５方向にシフトし
た（隔壁５に対して走査方向に非対称な分布）特性を有
している。その理由を図６を参照して詳しく説明する。

【００２０】通常、プラズマアドレス液晶表示装置の駆
動方式は、１ライン毎にデータ電極の極性を変える所謂
ライン反転駆動を行っている。そして、プラズマアドレ
ス液晶表示装置は走査方向に沿って図６（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）と順次選択されて走査される訳である
が、選択ラインに着目すると両隣のラインに保持されて
いる電荷の極性が異なる。つまり、プラズマアドレス液
晶表示装置は互いに隣り合うラインの容量Ｃ１とデータ
カラム基板７との容量Ｃ２を充電して駆動するのである
が、選択ラインとその手前のラインとは異符号なのでそ
の近傍の電荷密度は大となり、選択ラインとその次のラ
インとは同符号なのでその近傍の電荷密度は小となる。
この結果、図５に示すような印加電圧は隔壁５中心に対
して非対称な分布となる。本発明はこのような走査方向
に対する電圧分布の非対称を視野角改善に役立てる考案
である。

【００２１】すなわち、図５（ａ）に示すプラズマ基板
４に形成されたプラズマ電極（カソードＫ等）は図示を
省略したバックライトの透過光を制限するマスクとして
働く。また、図５（ｂ）に示すように液晶層８に印加さ
れる駆動電圧は均一ではないため、視角０°で透過光が
通過する液晶層８の範囲と、視角（−）方向に変化した
場合に透過光が通過する液晶層８の範囲は異なる。つま
り、視角（−）方向に変化するにつれて液晶層８を通過
する透過光の範囲は印加電圧が小さい範囲を通過するこ
とになる。

【００２２】本発明によれば、データカラム基板７の配
向方向を図２のように配置することとにより、視角
（−）方向で液晶層８に印加される電圧が小さくなり視
覚特性を視角０°の特性に近づけることができる。つま
り、図４（ｂ）に示すように視角（−）方向に変化した
場合においても中間調表示レベルの透過率Ｔが黒側にシ
フトすることがなくなり視野角特性が改善される。

【００２３】実施の形態例２ 本実施の形態例は、本発明をノーマリーブラック方式の
プラズマアドレス液晶表示装置に適用した例であり、こ
れを図７ないし図１０を参照して説明する。

【００２４】図７は実施の形態例２のプラズマアドレス
液晶表示装置の上面図であり、図におけるプラズマアド
レス液晶表示装置は、データカラム基板７とプラズマセ
ルとの間に介在する誘電体シート３等からなる積層フラ
ットパネル構造を有する。

【００２５】本実施の形態例では、液晶分子のチルト方
向がノーマリーホワイトと逆になるようにデータカラム
基板７および誘電体シート３の配向方向が規定される。
すなわち、図８に示す如く破線で示した誘電体シートの
配向方向に対してデータカラム基板の配向方向が、プラ
ズマアドレス液晶表示装置に駆動電圧を印加した場合に
おいて液晶層８の略中央に位置する液晶分子１０ａのチ
ルト方向が画面上方（矢印Ｘ方向）に回転して配列する
ように規定する。

【００２６】液晶材料は誘電率異方性が負の材料を用
い、図９（ｂ）に示すように電圧印加時に捩じれ配向に
なるようにカイラル材料を添加している。これにより、
本実施の形態例では視角（−）方向に変化するにつれて
液晶層８に印加される電圧が小さくなって視覚特性は視
角０°の特性に近づく。つまり、従来では、図１０
（ａ）に示すように駆動電圧を印加しても、視角（−）
方向では白浮きしてコントラスト低下していた中間調
が、図１０（ｂ）に示すように改善されて十分なコント
ラスト比が取れるようになる。これにより、視野角特性
が改善される。以降の説明は実施の形態例１と同様であ
り、重複するため省略する。

【００２７】本発明は前記実施の形態例に限定されず、
種々の実施形態を採ることができる。本実施の形態例で
はツイストネマティックＴＮ配向のプラズマアドレス液
晶表示装置について説明したが、その他の液晶表示装
置、例えばスーパツイストネマティックＳＴＮ配向のプ
ラズマアドレス液晶表示装置への応用が可能であり、本
発明は液晶表示装置の配向方法や方式などに限定されな
い。また、本発明はその技術的思想の範囲内で様々な形
態に発展できることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
アドレス液晶表示装置によれば、液晶セルや中間基板
（誘電体シート等）の配向方向を、プラズマアドレス液
晶表示装置に駆動電圧を印加したとき、液晶層の略中央
に位置する液晶分子のチルト方向が画面上方に回転して
配列するように規定する。このため、視角（−）方向に
変化するにつれて液晶層に印加される電圧が小さくなる
プラズマアドレス液晶表示装置の特性と合致して視角
（−）方向の視覚特性が視角０°方向に近づく。これに
より、特に垂直方向の視野角を改善することができ、プ
ラズマアドレス液晶表示装置の表示品位を向上する効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 プラズマアドレス液晶表示装置の基本構成を
示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側部断面図、
（ｃ）は下部断面図である。

【図２】 実施の形態例１の配向方向を示す上面図であ
り、矢印の方向はチルト角の正方向を示す。

【図３】 プラズマアドレス液晶表示装置の側部断面図
における液晶分子の状態図であり、（ａ）は電圧無印加
時、（ｂ）は電圧印加時である。

【図４】 プラズマアドレス液晶表示装置の視角θと透
過率Ｔとの関係を示すグラフ図であり、（ａ）は従来
例、（ｂ）は本発明実施後の例である。

【図５】 実施の形態例１のプラズマアドレス液晶表示
装置を示す図であり、（ａ）は側部断面図、（ｂ）は液
晶層に印加される電圧の分布図である。

【図６】 プラズマアドレス液晶表示装置の側部断面図
であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は走査方向に順次選択
される選択ラインを示す図である。

【図７】 実施の形態例２のプラズマアドレス液晶表示
装置の上面図である。

【図８】 実施の形態例２の配向方向を示す上面図であ
り、矢印の方向はチルト角の正方向を示す。

【図９】 実施の形態例２のプラズマアドレス液晶表示
装置の側部断面図における液晶分子の状態図であり、
（ａ）は電圧無印加時、（ｂ）は電圧印加時である。

【図１０】 実施の形態例２のプラズマアドレス液晶表
示装置の視角θと透過率Ｔとの関係を示すグラフ図であ
り、（ａ）は従来例、（ｂ）は本発明実施後の例であ
る。

【符号の説明】

１…液晶セル、２…プラズマセル、３…誘電体シート、
４…プラズマ基板、５…隔壁、６…プラズマチャンネ
ル、７…データカラム基板、８…液晶層、９…データ電
極、１０…液晶分子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面側に所定の配向処理が施された中間
   基板と、内面側に所定の配向処理が施された上側基板と
   の間隙に液晶層を充填して液晶セルを構成し、前記中間
   基板の裏面側にプラズマガスの封入されたプラズマ室を
   介して下側基板を重ねてプラズマセルを構成するととも
   に、 前記プラズマ室を行走査単位として画面上方から画面下
   方に順次走査して駆動するプラズマアドレス液晶表示装
   置において、 前記中間基板および前記上側基板の配向方向を、 前記プラズマアドレス液晶表示装置に駆動電圧を印加し
   たとき、前記液晶層の略中央に位置する液晶分子のチル
   ト方向が前記画面上方に回転して配列するように規定す
   ることを特徴とするプラズマアドレス液晶表示装置。