JP4106823B2 - 平面型表示装置とその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流プラズマ放電表示による平面型表示装置とその製造方法に係わる。
【0002】
【従来の技術】
プラズマ放電を利用する平面型表示装置としては、例えば特開平7−220641号公報に開示された表示装置がある。
従来の平面型表示装置の例は、例えば図7にその要部の概略分解斜視図を示すように、例えばガラス基板より成る第1および第2の基板101および102が所要の間隔を保持して対向されて、その周囲が気密的に封止された偏平容器が構成されて成る。
【0003】
第1の基板101の内面には、対となる例えば透明導電層によって形成された放電維持電極103および104が、複数対平行配列されて成る放電維持電極群105が形成される。
【0004】
第2の基板102の内面には、放電維持電極の延長方向と直交する方向に延びる隔壁106が所定の間隔をもって平行配列され、これら隔壁106間にストライプ状にアドレス電極107が形成されるとともに、同様に隔壁106間に、プラズマ放電によって発生する紫外線による励起によって、それぞれ各色例えば赤、緑および青の各色を発光する各色の蛍光体R、GおよびBが塗布された成る。
【0005】
そして、選択されたアドレス電極107と、一方の放電維持電極との間に、所要の放電開始電圧を印加することによって、これらが交叉する部分において放電を開始し、この放電を対の放電維持電極間に所要の交番電圧を印加することによって、この部分における放電を持続させ、この放電によって発光するエネルギー光の例えば紫外線によって、この交叉部に位置する蛍光体を発光させて目的とする発光表示を行うようにする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来一般のプラズマ放電による表示装置は、いわゆる負グロー放電によるものである。この負グロー放電は、例えば130μm〜200μmの間隔をもって配置された電極間での放電によるものである。
したがって、この場合、電極間隔例えば上述した対の放電維持電極間を十分小さくすることができないことから、自ずと、画素ピッチに制約が生じ、高精細度表示を行う場合において、画素の高密度化を阻害する。
【0007】
本発明においては、平面型表示装置における高精細度、高密度表示を向上し、さらに、駆動電力、すなわち消費電力の低減化をはかる。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明においては、平面型表示装置において、そのプラズマ放電を陰極グロー放電を主体とする放電によって行う。本発明による平面型表示装置は、第1の基板と、第1の基板に対向して配置された第2の基板と、第1の基板の基板面に沿う第1の方向を、主たる延長方向とされて第1の基板に配列された複数の放電維持電極と、第2の基板の基板面に沿う第1の方向と交叉する第2の方向を、主たる延長方向とされて第2の基板に平行配列された複数の突壁の、少なくとも1つ置きの突壁の頂部に導電材により形成され、放電維持電極との間隔が50μm未満となるように形成された複数のアドレス電極と、第1の基板の、第2の方向に沿って延びるように形成された突条部と、第1の方向に沿って延びるように形成され、突壁と交叉する位置に形成された交叉突条部とにより構成される井桁状突条と、第1の基板の放電維持電極及び井桁状突条上に被着される誘電体層と、誘電体層上に形成された表面層とにより構成されるものであるが、特にそのプラズマ放電表示を陰極グロー放電によって行う。
【0009】
また、本発明による平面型表示装置の製造方法は、第1の基板に、主たる延長方向がこの第1の基板面に沿う第1の方向とされた複数対の放電維持電極を配列形成する放電維持電極群の形成工程と、放電維持電極を横切る方向に延びて所要の間隔を保持して平行配列する突条部と該突条部と交叉し、対の放電維持電極間上に沿って延びる交叉突条部よりなる井桁状突条を形成する工程と、第2の基板に、該第2の基板面に沿う第2の方向に延びる複数のストライプ状突壁を平行配列して形成する突壁群の形成工程と、第2の基板に、突壁に第2の方向と交叉する方向の斜め上方から導電材を飛翔させる工程を経て、少なくとも1つ置きの突壁の頂部とその近傍の側壁に選択的に上記導電材を被着し、所要の突壁の頂部に形成された導電材によってアドレス電極を形成する工程と、各突壁間に、蛍光体層を塗布する工程と、前記第1の基板の前記放電維持電極及び前記井桁状突条上に誘電体層を被着する工程と、誘電体層上に表面層を形成する工程と、を含み、第1および第2の基板を、第1および第2の方向が互いに交叉する方向となるように対向させ、少なくとも導電材が被着されない突壁と交叉突条部とが共働して、アドレス電極と、放電維持電極との間隔を50μm未満に設定するようする。
【0010】
上述の本発明による平面型表示装置によれば、少なくともその放電維持において、陰極グロー放電を生じる構成に、すなわち対の放電維持電極間の間隔を、50μm未満例えば20μm以下という狭小な間隔とすることができ、ひいては、画素ピッチを縮小することができ、高精細度、高密度表示を行うことができるものである。
また、このように、本発明においては、陰極グロー放電による構成とすることによって、駆動電力を、負グロー放電による場合に比して低減化することができるようにするものであり、特に大画面表示における節電効果を高めるようにするものである。つまり、本発明で云う陰極グロー放電は、その目的、効果から明らかなように、陰極グロー放電を主体とするが、付随的に発生する他の放電モードが幾分混在する場合をも含んで指称するものである。
【0011】
また、本発明製造方法では、第1および第2の基板に形成した突条と突壁とによって第1および第2の基板間の間隔を規定する構成とする場合において、その突壁の頂部に導電材を被着して少なくとも所定の突壁上にアドレス電極を形成するものであるが、この導電材を斜め方向からの飛翔によって形成するようにしたことから、この導電材を突壁の頂部およびその近傍に限定的に形成できるものであり、このようにしたことによって少なくともアドレス電極相互の分離をアドレス電極の形成と同時に行うことができることから、アドレス電極の稠密配列を容易に行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明による平面型表示装置の一実施形態の一例を図面を参照して説明する。図1は、その平面型表示装置の要部の概略斜視図を示し、図2は、その同様に要部の分解斜視図を示す。また、図3は、その要部の背面から見た平面図を示す。しかしながら、本発明はこの例に限られるものではない。
【0013】
この本発明による平面型表示装置は、それぞれ例えばガラス基板より成る第1および第2の基板1および2が相対向して成り、図示しないが、両基板1および2の周囲がフリットシール等によって気密的に封止される。
この例においては、第1の基板1側から発光表示を観察する場合であり、この場合、少なくともこの第1の基板1は、表示光を透過する例えば透明ガラス基板によって形成される。
【0014】
第1の基板1の内面には、透明導電層、例えばITO(インジウム錫酸化物)による複数対の放電維持電極3および4が、その主たる延長方向を、基板1の板面に沿う第1の方向例えば図においてX方向となるように、例えばストライプ状に相互に平行配列されて形成されて成る放電維持電極群5が設けられる。
両電極3および4の対向間隔は、陰極グロー放電が可能な間隔の50μm未満、好ましくは20μm以下に選定される。
【0015】
そして、これら放電維持電極3および4が、透明導電層によって形成される場合は、その導電性が比較的低いことから、これら放電維持電極3および4の導電性を補償するための導電性にすぐれた例えばAlによるいわゆるバス電極3bおよび4bが、放電維持電極の主たる延長方向に沿って被着形成される。
【0016】
また、第1の基板1には、放電維持電極3および4を横切って上述のXの方向と交叉例えば直交する第2の方向Yに延長する突条部6yを所定の間隔を保持して平行に形成すると同時に、これら突条部6yと交叉して、上述のX方向に延びる交叉突条部6xが形成された井桁状の突条6を形成する。
その交叉突条部6xは、対の放電維持電極の組間に、放電維持電極3および4に一部跨がって、あるいは跨ることなく形成される。
【0017】
そして、第1の基板1の内面に全面的に誘電体層7を、放電維持電極3および4の間隔dの半分以下の厚さをもって被着し、更にその上に仕事関数が小さく、かつ電極の保護を行う例えばMgOによる表面層8を形成する。
【0018】
また、第2の基板2の内面には、第2の方向すなわちY方向に沿って延長し、第1の基板1の突条6の突条部6yに対応し、かつこれら間に例えば1本づつ配置される例えばストライプ状の突壁9が形成される。すなわち、この突壁9は、突条部6yのピッチの1/2のピッチで形成される。
そして、これら突壁9の頂部、特に突条部6y間に位置する突壁9cの頂部に、その延長方向に沿ってストライプ状にアドレス電極10を被着形成してアドレス電極群11を形成する。
【0019】
この構成において、突壁9および突条部6が、衝合もしくは接合されることによって、これらの高さの選定によって、第1および第2の基板1および2の間隔およびアドレス電極10と放電開始電極となる放電維持電極3または4との間隔が、50μm未満好ましくは20μm以下の所定の間隔、すなわち陰極グロー放電を可能にする、すなわち主として陰極グロー放電が発生する間隔に設定する。
【0020】
そして、各アドレス電極10が形成された突壁9cの両側に互いに同色を発光する蛍光体層が配置形成される。例えば、カラー平面型表示装置を形成する場合においては、例えば1本の突壁9cの両側の突壁9との間の溝部に赤の発光がなされる蛍光体Rを配置され、その例えば左右にそれぞれ隣り合う他の突壁9cとその両側の突壁9との間の各溝部に青の発光がなされる蛍光体Bと緑の発光がなされる蛍光体Gとがそれぞれ配置形成される。
【0021】
このようにして、第1および第2の基板1および2の、突条部6および突壁9との共働によって放電を閉じ込めて他と分離された放電領域を形成し、これら領域において、それぞれ各色の発光がなされる画素領域を形成する。
【0022】
そして、第1および第2の基板1および2によって形成された気密空間内を排気し、所要のガス、例えばHe,Ne,Ar,Xe,Krのうちの1種以上のガス例えばNeとXeとの混合ガスのいわゆるペニングガスを例えば0.05〜5.0気圧に封入する。この場合、各放電領域内の排気と、ガス封入を円滑に行うことができるように、放電が他部に及ばない程度の気体流通部を形成することができる。
【0023】
上述した本発明による平面型表示装置によれば、陰極グロー放電によるすなわち陰極グロー放電を主体とする構成としたことから、すなわち対の放電維持電極間の間隔を、50μm未満この好ましくは20μm以下という狭小な間隔とすることができることから、画素ピッチを縮小することができ、高精細度、高密度表示を行うことができる。
【0024】
また、このように、本発明においては、陰極グロー放電による構成としたことによって、駆動電力を、負グロー放電による場合に比して低減化することができるものであり、特に大画面表示において問題となる消費電力の低減化を図ることができる。
【0025】
次に、本発明による平面型表示装置の製造方法の一実施形態を説明する。この実施形態においては、図1〜図3で説明した装置を得る場合で、その一例を説明する。しかしながら、本発明による製造方法はこの例に限られるものではない。
まず、第1の基板1側の製造方法の一例について説明する。
この場合、例えば透明のガラス基板1が用意され、この基板1の内面に、上述の放電維持電極3および4が形成される。これら電極3および4の形成は、基板1の内面に全面的に、透明導電層、例えばITOを、例えば約300nmの厚さに成膜し、フォトリソグラフィによるパターンエッチングを行って、所要のパターンの放電維持電極3および4を形成する。すなわち、例えば全面的に形成されたITO上にフォトレジスト層を塗布、焼き付けして、所要のパターンの露光および現像を行って目的とする平行配列されたエッチングマスクを形成する。そして、このエッチングマスクを用いて例えば塩酸および塩化第2鉄の混合液によるエッチング液によって透明導電層のパターンエッチングを行い、放電維持電極3および4を形成する。
【0026】
次に、上述のバス電極3bおよび4bの形成を行う。このバス電極3bおよび4bの形成は、先ず、第1の基板1の内面に、放電維持電極群3および4を覆って全面的に、良導電性の例えばAlを約1μmの厚さに蒸着し、前述したと同様のフォトリソグラフィによるパターンエッチングを、例えばエッチング液としてりん酸を用いて行って各放電維持電極3および4上に、その一部の幅にバス電極3bおよび4bを形成する。
【0027】
そして、例えば印刷法によって、前述した突条部6yと交叉突条部6xによる井桁状の突条6を、高さ例えば20μm、幅30μm〜40μmに形成する。
その後、全面的に例えばSiO2 による誘電体層7をCVD(Chemical Vapor Deposition) 法等によって形成し、その上にMgOを、厚さ約0.5μm〜1.0μmに例えば蒸着して表面層8を形成する。
【0028】
一方、アドレス電極を有する第2の基板2側の製造方法は、先ず、上述の突壁9を印刷法によって形成する場合について説明する。
この場合、ガラスペーストを複数回、重ね印刷する。この場合の1回の印刷の厚さは約10μmであり、この印刷を繰り返すことによって、高さ(厚さ)50μmから80μmのストライプ状印刷を行う。その後、例えば500℃〜600℃のベーキングを行う。このようにすると、30μm〜60μmの高さの、突壁9を形成することができる。
【0029】
その後、突壁9の少なくとも1つ置きの突壁9cの頂部への導電層の形成を行う。この導電層の形成は、図4Aに示すように、図4Aにおいて紙面と直交する方向のY方向に沿って形成された突壁9に対し、紙面に沿う方向のX方向の斜め上方から、導電材例えばAlを、その飛翔方向に方向性を有する例えば蒸着法による、すなわちいわゆる斜め蒸着によって被着する。このようにすると、隣りに存在する突壁9の陰になって突壁9の基部には、導電材12が被着されない部分が形成され、各突壁9に関して導電材12が分断して形成される。したがって、その1つ置きの突壁9cに関しても、その両側の突壁9の導電材12と分断された導電材12の被着がなされ、各突壁9cに、他と分離された導電材12によるアドレス電極10を構成することができる。
【0030】
更に、必要に応じて、図4Bに示すように、同様の蒸着を、図4Aとは反対側斜め上方から斜め蒸着を行って導電材12をより厚く形成することができる。
【0031】
また、その後、必要に応じて、例えば図1および図2に示す例におけるように、突壁9c以外の突壁9上の導電材12をフォトリソグラフィによるパターンエッチングによって除去することもできるが、全突壁9について導電材12を残存させて置くこともできる。
【0032】
その後、各突壁9cを挟んで隣り合う突壁9との間の溝内に、それぞれ順次各色の蛍光体を有する感光性の蛍光体スラリーの塗布、焼き付けを繰返し行って図1に示すように、各色の蛍光体が各突壁9cを挟んでその両側に赤、緑および青の各蛍光体R、GおよびBを、被着形成して、蛍光面の形成を行う。
【0033】
更に、全面的にMgO等の表面層13(図2には図示せず)の形成を行う。
このようにして、第2の基板2側の作製がなされる。
【0034】
その後、両第1および第2の基板1および2を、前述した位置関係に対向し、フリットシールして、排気およびガス封入を行って、目的とする平面型表示装置を形成する。
尚、この場合、各バス電極3bおよび4bの端部およびアドレス電極10の端部は、それぞれ気密空間外に延在した各基板1および2の端部に導出して、それぞれ各放電維持電極3および4、アドレス電極10への給電端子とする。
【0035】
上述した本発明方法では、突壁9cの頂部へのアドレス電極の被着を、斜め蒸着によって行った場合で、この場合、各アドレス電極10の相互の分離を容易に行うことができるが、この本発明装置のアドレス電極10の形成方法は、上述の本発明方法の、斜め飛翔による蒸着方法に限られるものではなく、例えば全面的に被着し、フォトリソグラフィによるパターンエッチングによって溝底部の除去する方法を採るなどの方法によることができる。
【0036】
また、上述した方法では、突壁9の形成を、ガラスペーストの繰り返しパターン印刷の重ね印刷によって印形成した場合であるが、例えば全面的に、例えば50μm〜80μmに印刷して、乾燥させ、全面的に感光剤フィルムを積層し、これを、平行ストライプ状に露光焼き付けを行い、現像し、その後、これをマスクとしてサンドブラストすることによって不要部分のガラス層を除去し、その後、感光材フィルムを除去し、500℃〜600℃のベーキングを行うことによって所要の高さの突壁9の形成を行うことができる。
【0037】
尚、上述したように、目的とする平面型表示装置を製造する工程において、高温の熱処理がなされることによって、第1および第2の基板1および2の収縮がなされることによって、例えば図5AおよびBに示すように、突壁9と突条部6yとの位置ずれが発生する場合があるが、この場合においても、交叉突条部6xが形成されていることによって、突壁9とこの交叉突条部6xとが常に衝合することができることによって、両基板1および2の間隔、したがって、アドレス電極10と放電維持電極3および4との間隔を所定の間隔、すなわち50μm未満好ましくは20μm以下の所定の間隔に設定することができる。
【0038】
尚、本発明は上述した例に限られるものではなく、例えば放電維持電極3および4の主たる延長方向は、X方向とするものの、その互いの対向部のパターンを、図6に示すように、対向長を長くするためのジクザクパターンとることもでできる。
また、第1および第2の基板は、平面型表示装置を構成する気密偏平容器を構成する全面および背面パネル自体によって構成することもできるし、気密偏平容器内に配置される相対向する基板によって構成することもできるなど種々の変形変更を行うことができるものである。
【0039】
【発明の効果】
上述したように本発明による平面型表示装置によれば、陰極グロー放電が発生する構成としたことにより、電極間間隔を、50μm未満好ましくは20μm以下という狭小な間隔とすることができることから、画素ピッチを縮小することができ、高精細度、高密度表示を行うことができるものである。
また、このように、本発明においては、陰極グロー放電を主体とする放電モードによる構成とすることによって、駆動電力を、負グロー放電による場合に比して低減化することができるようにするものであり、特に大画面表示における節電効果を高めることができるものである。
【0040】
そして、実際の製造においては、第1および第2の基板1および2を、ガラス基板、特に廉価な鉛ガラス等によって構成する場合、その製造過程における熱処理によって大きな収縮が生じる。この収縮は、例えば10cmが、数100℃の熱処理で、20μm〜30μmにも及び、しかも製品毎のばらつきが大きく、また、この収縮は、画面の中央部と、周辺部とで相違することから、同一基板において、複数のパターンの電極形成工程を行う場合、例えばそのパターンエッチングにおける露光マスク等の位置合せに、各部において狂いが生じるとか、製品毎のばらつきが生じることから、特に陰極グロー放電におけるように、放電電極間の距離を50μm未満好ましくは20μm以下に形成する場合、特にその寸法精度に高い精度が要求されることから、歩留り、信頼性に問題が生じる。
【0041】
ところが、上述したように、第1の基板1に対となる放電維持電極を形成し、第2の基板2にアドレス電極を形成する構成とするときは、対の放電維持電極は、同一工程で形成し、また、アドレス電極に関しては、この放電維持電極とは、別の第2の基板2に形成することから、相互に熱の影響による位置ずれの影響が回避されることから、放電開始の放電および放電維持の放電の双方に関して陰極グロー放電を行う場合においても、そのアドレス電極と放電維持電極との間隔、放電維持電極相互の間隔を、目的とする間隔に高い精度をもって製造することができる。
【0042】
また、上述したように、突条6を井桁状とするときは、両基板1および2にず1が生じても、両基板1および2の間隔、したがって、アドレス電極と放電維持電極との間隔を所定の間隔に保持することができる。
【0043】
また、本発明製造方法による、第2の基板に突壁9を形成し、その頂部に導電材の斜め飛翔によりアドレス電極を形成する方法によるときは、突壁9の頂部に限定的に導電材の形成を行うことができることから、各突壁間の導電材の分離を行う工程が省略され、製造の簡易化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による平面型表示装置の一例の要部の概略斜視図である。
【図2】本発明による平面型表示装置の一例の要部の分解斜視図である。
【図3】本発明による平面型表示装置の一例の要部の背面図である。
【図4】本発明による平面型表示装置の他の例の電極配置を示す要部の斜視図である。
【図5】AおよびBは、本発明による平面型表示装置の製造方法の一例のアドレス電極の製造工程の要部の断面図である。
【図6】AおよびBは、本発明による平面型表示装置の特徴の説明に供する要部の断面図である。
【図7】従来装置の斜視図である。
【符号の説明】
1・・・第1の基板、2・・・第2の基板、3,4・・・放電維持電極、3b,4b・・・バス電極、5・・・放電維持電極群、6・・・突条,6y・・・突条部、6x・・・交叉突条部、7・・・誘電体層、8・・・表面層、9(9c)・・・突壁、10・・・アドレス電極、11・・・アドレス電極群、12・・・導電材、101・・・第1の基板、102・・・第2の基板、103,104・・・ついの放電維持電極、105・・・放電維持電極群、106・・・隔壁、107・・・アドレス電極
Claims (6)
- 第1の基板と、
前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、
前記第1の基板の基板面に沿う第1の方向を、主たる延長方向とされて第1の基板に配列された複数の放電維持電極と、
前記第2の基板の基板面に沿う第1の方向と交叉する第2の方向を、主たる延長方向とされて第2の基板に平行配列された複数の突壁のうち、少なくとも1つ置きの前記突壁の頂部に導電材により形成され、前記放電維持電極との間隔が50μm未満となるように形成された複数のアドレス電極と、
前記第1の基板の、前記第2の方向に沿って延びるように形成された突条部と、前記第1の方向に沿って延びるように形成され、前記突壁と交叉する位置に形成された交叉突条部とにより構成される井桁状突条と、
前記第1の基板の前記放電維持電極及び前記井桁状突条上に被着される誘電体層と、
前記誘電体層上に形成された表面層とにより構成され、
陰極グロー放電によるプラズマ放電表示がなされる
ことを特徴とする平面型表示装置。 - 前記突壁の頂部に形成された前記アドレス電極と、前記アドレス電極と対向する前記放電維持電極との間隔が、20μm以下に選定されて陰極グロー放電による放電開始がなされる
ことを特徴とする請求項1記載の平面型表示装置。 - 前記第2の基板にカラー蛍光体が形成されてカラー表示がなされる
ことを特徴とする請求項1記載の平面型表示装置。 - 前記第2の基板の前記アドレス電極を挟んでその両側に、前記カラー蛍光体の同色蛍光体が塗布されてなる
ことを特徴とする請求項3記載の平面型表示装置。 - 第1の基板に、主たる延長方向が、該第1の基板面に沿う第1の方向とされた複数対の放電維持電極を配列形成する放電維持電極群の形成工程と、
前記放電維持電極を横切る方向に延びて所要の間隔を保持して平行配列する突条部と、該突条部と交叉し上記対の放電維持電極間上に沿って延びる交叉突条部よりなる井桁状突条を形成する工程と、
前記第2の基板に、該第2の基板面に沿う第2の方向に延びる複数の突壁を平行配列して形成する突壁群の形成工程と、
前記第2の基板に、前記突壁に前記第2の方向と交叉する方向の斜め上方から導電材を飛翔させる工程を経て、少なくとも1つ置きの前記突壁の頂部とその近傍の側壁に選択的に前記導電材を被着し、所要の突壁の頂部に形成された導電材によってアドレス電極を形成する工程と、
前記各突壁間に、蛍光体層を塗布する工程と
前記前記第1の基板の前記放電維持電極及び前記井桁状突条上に誘電体層を被着する工程と、
前記誘電体層上に表面層を形成する工程と、を含み、
前記第1および第2の基板を、前記第1および第2の方向が互いに交叉する方向となるように対向させ、少なくとも前記導電材が被着されない前記突壁と前記交叉突条部とが共働して前記アドレス電極と、放電維持電極との間隔を50μm未満に設定するようにし、陰極グロー放電によるプラズマ放電表示がなされる
ことを特徴とする平面型表示装置の製造方法。 - 前記導電材の被着工程の後に、前記アドレス電極の構成部以外の導電材を除去する工程を有する
ことを特徴とする請求項5記載の平面型表示装置の製造方法。
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