DE4223304C2 - Plasmaadressierte Flüssigkristallanzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine plasmaadressierte Flüssigkristallanzeige, insbesondere auf eine plasmaadres­ sierte Flüssigkristallanzeige, welche einen Plasmaadressier­ teil mit verbessertem Aufbau und dadurch verbesserten Her­ stellungseigenschaften hat.

Es gibt verschiedene Arten von Anzeigevorrichtungen, etwa eine herkömmliche Kathodenstrahlröhre, welche einen schnellen Elektronenstrahl verwendet, eine Vakuumfluores­ zenzanzeige, welche einen langsamen Elektronenstrahl ver­ wendet, eine eine Gasentladung verwendende Plasmaanzeige, eine Elektrolumineszenzanzeige (die sogenannte EL-Anzeige), eine Flüssigkristallanzeige, die den elektrooptischen Effekt ausnutzt, usw. Diese Arten von Anzeigevorrichtungen sind unterschiedlich in ihrer Funktion und ihren strukturellen Besonderheiten, so daß sie dementsprechend unterschiedlich eingesetzt wurden.

Das Gemeinsame dieser Anzeigevorrichtungen besteht darin, ein elektrisches Bildsignal oder Datensignal usw. sichtbar zu machen. Der Aufbau und die Funktionen werden auf die verschiedensten Weisen verbessert und weiterentwickelt.

Eine neuere matrixartige Anzeige, die durch eine Kom­ bination aus einer Plasmaentladungsanzeige und einer Elek­ trolumineszenzanzeige, d. h. einer Flüssigkristallanzeige, gebildet ist, ist in US 4 896 149 beschrieben. Diese Anzei­ ge, bei welcher eine Zeile durch Plasmaentladung adressiert wird, ist so aufgebaut, daß, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Flüssigkristallverschluß 10, bei dem eine Anzahl von strei­ fenartigen Pixelelektroden 14 (Fig. 3) parallel zueinander angeordnet sind, über einem Plasmaadressierteil 20 liegt, wo eine Anzahl von Einheitsentladungszeilen 21 senkrecht zu den streifenartigen Pixelelektroden 14 des Flüssigkristallver­ schlusses 10 angeordnet ist. Ein (nicht gezeigter) gewöhnli­ cher Hintergrundlichterzeuger ist auf der Rückseite des Plasmaadressierteils 20 vorgesehen.

Gemäß Fig. 3 wird im einzelnen zunächst im Flüssigkri­ stallverschluß 10 Flüssigkristall 16 zwischen zwei Platten, nämlich eine transparente Frontplatte 12 und eine transpa­ rente Mittelplatte 13 eingefüllt, wobei eine streifenartige Pixelelektrode 14 auf der Innenseite der Frontplatte 12 aus­ gebildet ist. Im Plasmaadressierteil 20 ist eine Anzahl von Rillen 24 zur Ausbildung von Entladungszeilen 21 senkrecht zu den streifenartigen Pixelelektroden parallel auf der Rückplatte 25 ausgebildet, wobei ein Paar von Elektroden 22 und 23 beiderseits des Bodens einer jeden Rille 24 vorgese­ hen ist. Die Rückplatte 25 ist an der Mittelplatte 13 des Flüssigkristallverschlusses 10 angeklebt, so daß die Rillen 24 geschlossene Entladungsräume ausbilden, die mit Entla­ dungsgas gefüllt sind.

Im Flüssigkristallverschluß 10 wird, da ein Datensignal an eine ausgewählte Pixelelektrode 14 angelegt wird, ein Potential zur Aktivierung des Flüssigkristalls längs der ausgewählten Pixelelektrode 14 ausgebildet. Im Plasmaadres­ sierteil 20 wird entsprechend dem ionisierten Zustand der einzelnen Entladungszeilen durch die Plasmaentladung einer jeden sequentiell ausgewählten Plasmaabtastzeile 21 ein positives Potential zur Aktivierung des Flüssigkristalls 16 linear längs einer Abtastzeile 21 auf dem mit dem Flüssig­ kristall in Berührung stehenden Mittelsubstrat 13 ausgebil­ det. Dementsprechend wird eine Potentialdifferenz durch eine ausgewählte Pixelelektrode 14 des Flüssigkristallverschlus­ ses 10 und eine Abtastzeile 21 des Plasmaadressierteils 20 ausgebildet. Flüssigkristall 16, der sich am Überkreuzungs­ punkt befindet, wird durch die dort herrschende Potential­ differenz aktiviert und ausgerichtet, was einen Lichtdurch­ gangsbereich ausbildet, durch welchen Licht des rückwärtigen Hintergrundlichterzeugers durchtritt.

Anders ausgedrückt entsteht im Plasmaadressierteil 20, wenn Spannung eines bestimmten Werts an ein Paar von Elek­ troden 22 und 23 einer sequentiell ausgewählten Abtastzeile angelegt wird, eine lineare Gleichspannungsentladung zwi­ schen diesen parallelen Elektroden 22 und 23. Infolgedessen wird ein linearer Ionisationsbereich längs der Abtastzeile 21 auf dem dünneren Mittelsubstrat 13 ausgebildet. Wenn der lineare Ionisationsbereich auf dem Mittelsubstrat 13 durch die lineare Entladung auf der durch das Abtastsignal ausge­ wählten Abtastzeile 21 ausgebildet ist, wird ein Datensignal ausgewählt an eine Datenelektrode 14 des oberen Flüssigkri­ stallverschlusses 10 angelegt. Wenn dann durch die Potenti­ aldifferenz am Überkreuzungspunkt von ausgewählter Daten­ elektrode 14 und ausgewählter und entladender Abtastzeile 21 Flüssigkristall aktiviert und lokal umorientiert wird, tritt dort Hintergrundlicht durch und bildet einen Bildpunkt aus.

Eine solche Anzeige ist eine planare Anzeige besonderer Art, bei welcher Flüssigkristall durch die Pixelelektrode und die Entladungszeile ausgerichtet wird, und hat die fol­ genden Nachteile. Da, wie oben beschrieben, der Aufbau des Adressierteils auf den in der Rückplatte ausgebildeten Ril­ len 24 und dem zusätzlichen diese verschließenden Material, beispielsweise der Mittelplatte 13 des obigen Flüssigkri­ stallverschlusses, beruht, ist das Herstellungsverfahren äußerst kompliziert. Ferner beträgt die Dicke der Mittel­ platte nur ungefähr 50 im oder weniger, so daß eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, daß sie bei ihrer Handhabung zu Bruch geht. Die Maximalgröße der Mittelplatte unterliegt daher Grenzen.

Da die Elektroden für die Plasmaentladung am Boden der Rillen der Rückplatte angeordnet sind, ist ihre Herstellung tatsächlich sehr erschwert. Dementsprechend ist das Herstel­ lungsverfahren mit Schwierigkeiten verbunden, insofern, als bei einer solchen Flüssigkristallanzeige das übliche Elek­ trodenherstellungsverfahren nach der Siebdrucktechnik nicht angewandt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer plasmaadressierten Flüssigkristallanzeige, die sich einfach, und daher kostengünstig herstellen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine plasmaadressierte Flüssigkristallanzeige mit transparenter Frontplatte, Mittelplatte und Rückplatte, die mit bestimmtem Abstand zueinander angeordnet sind, einer Anzahl von par­ allelen streifenartigen ersten Elektroden und einer Flüssig­ kristallschicht, die aufeinanderfolgend an der Frontplatte vorgesehen sind, Rillen in der Mittelplatte, die der Rück­ platte zugekehrt sind und senkrecht zu den ersten Elektroden verlaufen, und wenigstens zwei Elektroden auf der Rückplat­ te, die sich jeweils im Bereich der Ränder einer in der Mittelplatte ausgebildeten Rille befinden, vor.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Auf dieser ist

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht der plasmaa­ dressierten Flüssigkristallanzeige gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Explosions­ ansicht der herkömmlichen plasmaadressierten Flüssigkri­ stallanzeige, und

Fig. 3 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht der in Fig. 2 gezeigten Anzeigevorrichtung.

Gemäß Fig. 1 setzt sich die plasmaadressierte Flüssig­ kristallanzeige aus einem Flüssigkristallverschlußteil 100 und einem Plasmaadressierteil 200 zusammen. Ein (nicht ge­ zeigter) Hintergrundlichterzeuger ist an der Rückseite des Plasmaadressierteils 200 vorgesehen.

Transparente Front- und Rückplatten 120 und 250 sind mit einem bestimmten Abstand angeordnet und schützen damit eine zwischen ihnen angeordnete Funktionsschicht. Eine An­ zahl von streifenartigen ersten Elektroden 140 sind parallel auf der Frontplatte 120 angeordnet, worauf eine mit den Elektroden in Berührung stehende Flüssigkristallschicht 160 und eine Mittelplatte 130 aufeinanderfolgend vorgesehen sind. Wie in einer gewöhnlichen Flüssigkristallanzeige sind Orientierungsschichten 141 und 131 an den Innenseiten von Front- und Mittelsubstrat 120 und 130 vorgesehen. Eine An­ zahl paralleler halbkreisförmiger Rillen 240 sind senkrecht zu den ersten Elektroden in der dem Flüssigkristall 160 abgekehrten Seite der Mittelplatte 130 ausgebildet. Ein Paar von zweiten Elektroden 220 und 230 ist an jedem der durch die Rillen 240 bestimmten Entladungsräume auf der Rückplatte 250 vorgesehen, wobei die Rückplatte 250 an der mit den Rillen 240 versehenen Mittelplatte 130 angeklebt ist. Die mit den Rillen versehene Mittelplatte kann aus dem gewöhnli­ chen Kalknatronglas hergestellt sein. Die Dicke der Mittelplatte beträgt einige hundert Mikrometer, was wesentlich dicker als die für die Anregung des Flüssigkristalls benö­ tigte Dicke ist, die Mittelplatte wird aber geätzt, so daß die Dicke am Boden der Rillen, wie gewünscht, ungefähr 50 µm beträgt. Das Rillenätzen braucht nicht für die gesamte Mit­ telplatte, sondern kann lokal für den für die Entladung benötigten Bereich erfolgen. So ist beispielsweise das Ätzen für den äußeren Rand der Mittelplatte, der mit der Bildwie­ dergabe in keinem Zusammenhang steht, nicht erforderlich. Da die Bodendicke einer Rille zweckmäßig möglichst dünn sein soll, kann sie unter 50 µm liegen, wenn dies die Festigkeit der Mittelplatte gestattet.

Wie oben beschrieben, wirkt bei der gegenständlichen Flüssigkristallanzeige entsprechend den strukturellen Eigen­ heiten des Plasmaadressierteils das in einer Rille 240 an­ geordnete Paar, von zweiten Elektroden 220 und 230 als Katho­ de und Anode. Dementsprechend wird die Gleichspannungsentla­ dung zur Adressierung innerhalb der einzelnen Rillen 240 er­ zeugt, so daß ein elektrisches Feld an der Flüssigkristall­ schicht 160 benachbart zum entsprechenden Entladungsraum ausgebildet wird und vom Hintergrundlichterzeuger erzeugtes Licht durch die Ausrichtung des Flüssigkristalls am Über­ kreuzungspunkt mit einer mit einem Datenimpuls versehenen ersten Elektrode durchtreten kann.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen sind die zweiten Elektroden auf der planen Rückplatte ausgebildet, so daß die gegenständliche Flüssigkristallanzeige mit obigem Aufbau und obiger Wirkungsweise ohne Schwierigkeiten hergestellt werden kann. Das heißt, hier werden die Rillen auf der Mittelplatte ausgebildet, während die den einzelnen Rillen zugeordneten Elektrodenpaare auf der mit der Mittelplatte in Berührung stehenden Rückplatte ausgebildet werden, womit die Ausbil­ dung der funktionalen Elemente auf Mittelplatte und Rück­ platte erledigt ist, so daß Probleme der Ausbildung der Elektroden in einer Rille anders als bei der herkömmlichen Vorrichtung nicht entstehen. Da ferner die zweiten Elektro­ den auf der Rückplatte ausgebildet werden können, lassen sie sich im Siebdruckverfahren (also einem Dickschichtprozeß) unter Verwendung von Nickelpaste mit ihrer ausgeprägten Widerstandsfähigkeit gegen Ionenbeschuß ausbilden. Eine Massenfertigung der Produkte mit bemerkenswert vermindertem Ausschuß ist daher möglich.

Darüberhinaus hat die erfindungsgemäße Flüssigkristall­ anzeige Vorteile hinsichtlich des Preises, dafür die Mit­ telplatte billiges gewöhnliches Glas verwendet werden kann. Die herkömmliche Mittelplatte besteht demgegenüber aus einem speziellen Material mit sehr geringer und gleichförmiger Dicke insgesamt, so daß die Kosten sehr hoch sind und die Maximalgröße relativ beschränkt ist. Die Mittelplatte der gegenständlichen Flüssigkristallanzeige läßt sich jedoch ausgehend von billigem, gewöhnlichem Glas durch einen übli­ chen Ätzprozeß gewinnen. Da ferner die Mittelplatte der gegenständlichen Flüssigkristallanzeige im Durchschnitt dicker als die herkömmliche ist, ist ihre Festigkeit im Verhältnis zur herkömmlichen Mittelplatte höher. Dementspre­ chend kann die Mittelplatte auch größer sein, was die Anzahl zu verwendender Mittelplatten drastisch vermindert und damit ihre Handhabung vereinfacht, so daß die Flüssigkristallan­ zeige einfach hergestellt werden kann.

Claims (3)

1. Plasmaadressierte Flüssigkristallanzeige mit
transparenter Frontplatte (120), Mittelplatte (130) und Rückplatte (250), die im Abstand zueinander angeordnet sind,
einer Anzahl von parallelen streifenartigen ersten Elektroden (140) und einer Flüssigkristallschicht (160), die aufeinanderfolgend auf der Frontplatte (120) vorgesehen sind, gekennzeichnet durch
auf der Mittelplatte (130) auf deren der Rückplatte (250) zugekehrten Seite senkrecht zu den ersten Elektroden (140) ausgebildete Rillen (240), und
wenigstens zwei Elektroden (220, 230), die auf der Rückplatte (250) an den Randbereichen einer auf der Mittel­ platte (130) ausgebildeten Rille (240) angeordnet sind.

2. Plasmaadressierte Flüssigkristallanzeige nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Elektroden (220, 230) auf der Rückplatte (250) durch Siebdruck ausge­ bildet sind.

3. Plasmaadressierte Flüssigkristallanzeige nach An­ spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Elektroden (220, 230) durch Nickelpaste gebildet sind.