JP2000268736A

JP2000268736A - 表示装置

Info

Publication number: JP2000268736A
Application number: JP11092204A
Authority: JP
Inventors: Shinji Watanabe; 伸二渡辺; Atsushi Seki; 敦司関
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-09-29
Also published as: KR20000053430A

Abstract

(57)【要約】【課題】有害な水銀蒸気の添加を不要としつつ長寿命
化が可能なプラズマ表示装置を提供する。【解決手段】表示装置を構成するプラズマセル２は、
所定の間隙を介して互いに接合し密閉された空間を形成
する一対の基板３,８と、該空間に満たされたイオン化
可能な気体と、下側の基板８に形成され該気体をイオン
化して該空間に放電を発生する放電電極９とを備えてい
る。前記気体はクリプトン及びキセノンから選択された
不活性元素を主体とし、放電電極９はホウ化物からなる
保護膜１５で被覆されており、該気体に対する水銀蒸気
の添加を不要にする。好ましくは、保護膜１５は、電着
により堆積したホウ化ランタンからなる。場合によって
は、ホウ化イットリウム、ホウ化ジルコニウム、ホウ化
クロム及びホウ化チタンから選ばれた放電電極被覆材料
とキセノンからなる放電ガスとを組み合わせてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ放電を利用
した表示装置に関する。詳しくは、表示装置を構成する
プラズマセルに充填されるイオン化可能な気体の組成及
び放電電極の保護構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマ放電を利用した表示装置は、所
定の間隙を介して互いに接合し密閉された空間を形成す
る一対の基板と、この空間に満たされたイオン化可能な
気体と、少なくとも片方の基板に形成されこの気体をイ
オン化して放電を発生する電極とを備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】放電に用いる電極はイ
オン化された気体の衝撃を受けて劣化又は摩耗する。特
に、ＤＣ放電でカソードＫ側の電極は陽電荷を帯びたイ
オンのスパッタを受けて急激に劣化する。これを防止す
る為、イオン化可能な気体に水銀蒸気を添加していた。
蛍光管と同様に水銀蒸気を添加することで長寿命化を図
ることが可能である。

【０００４】しかしながら、ＤＣ放電を用いたプラズマ
表示装置で放電電極のスパッタを防ぐ為に水銀を用いる
と、実用上種々の解決すべき課題が生じる。まず第一
に、水銀は有毒であり、取り扱いに配慮が必要となる。
又、水銀蒸気の励起により紫外線が発生し、デバイスに
悪影響を与える。特に、プラズマセルと液晶セルを組み
合わせたプラズマアドレス型の表示装置では、水銀から
発生する紫外線により液晶層及び配向膜が劣化する。更
に、水銀の蒸気圧は温度により大きく変化する為、使用
条件により表示装置の寿命が大きく左右される。例え
ば、水銀は２０℃と５０℃とで蒸気圧が一桁異なり、低
温になる程寿命が短くなってしまう。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】上述した従来の技術の課題
を解決するために、本発明は水銀蒸気の添加を不要とし
つつ長寿命化が可能なプラズマ表示装置を提供すること
を目的とする。係る目的を達成する為に以下の手段を講
じた。即ち、本発明は、所定の間隙を介して互いに接合
し密閉された空間を形成する一対の基板と、該空間に満
たされたイオン化可能な気体と、少なくとも片方の基板
に形成され該気体をイオン化して該空間に放電を発生す
る電極とを備えた表示装置において、前記気体はクリプ
トン及びキセノンから選択された不活性元素を主体と
し、前記電極はホウ化物からなる保護膜で被覆されてお
り、該気体に対する水銀蒸気の添加を不要にしたことを
特徴とする。好ましくは、前記保護膜は、電着により堆
積したＬａＢ_６からなることを特徴とする。又好ましく
は、前記不活性ガスの分圧は、４００Ｐａ乃至４０００
０Ｐａであることを特徴とする。本発明は又、中間基板
を介して互いに重なった表示セルとプラズマセルとから
なるフラットパネル構造を有し、該表示セルは所定の間
隙を介して該中間基板に接合した上側基板と、該間隙に
保持された電気光学物質と、該上側基板に列状に形成さ
れ画像信号が印加される信号電極とを有し、該プラズマ
セルは所定の間隙を介して該中間基板に接合し密閉され
た空間を形成する下側基板と、該空間に満たされたイオ
ン化可能な気体と、該下側基板に行状に形成され該気体
をイオン化して該空間に放電を発生する走査電極とを備
え、該走査電極を順次走査して該信号電極に印加された
画像信号を該電気光学物質に書き込む表示装置におい
て、前記気体はクリプトン及びキセノンから選択された
不活性元素を主体とし、前記走査電極はホウ化物からな
る保護膜で被覆されており、該気体に対する水銀蒸気の
添加を不要にしたことを特徴とする。

【０００６】本発明は更に、中間基板を介して互いに重
なった表示セルとプラズマセルとからなるフラットパネ
ル構造を有し、該表示セルは所定の間隙を介して該中間
基板に接合した上側基板と、該間隙に保持された電気光
学物質と、該上側基板に列状に形成され画像信号が印加
される信号電極とを有し、該プラズマセルは所定の間隙
を介して該中間基板に接合し密閉された空間を形成する
下側基板と、該空間に満たされたイオン化可能な気体
と、該下側基板に行状に形成され該気体をイオン化して
該空間に放電を発生する走査電極とを備え、該走査電極
を順次走査して該信号電極に印加された画像信号を該電
気光学物質に書き込む表示装置において、前記気体はキ
セノンを主体とし、前記走査電極はホウ化イットリウ
ム、ホウ化ジルコニウム、ホウ化クロム及びホウ化チタ
ンから選ばれた保護膜で被覆されていることを特徴とす
る。好ましくは、前記気体の圧力は、２５００Ｐａ乃至
１５０００Ｐａであることを特徴とする。又好ましく
は、前記保護膜は電着により形成される。

【０００７】本発明によれば、プラズマ放電を利用した
表示装置において、電極保護材としてホウ化ランタン
（ＬａＢ₆）などのホウ化物を用い、放電ガスとして不
活性元素であるクリプトン又はキセノンをベースとした
ガスを使用することで、水銀を添加することなく放電特
性の改善と寿命の向上を達成することができた。又、本
発明によれば、特にプラズマセルを表示セルのアドレシ
ングに用いたプラズマアドレス型の表示装置において、
電極保護材としてホウ化イットリウム、ホウ化ジルコニ
ウム、ホウ化クロム及びホウ化チタンから選ばれたホウ
化物を用い、放電ガスとして不活性元素であるキセノン
を使用することで、水銀を添加することなく放電特性の
改善と寿命の向上を達成することができた。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る表示装置
の構成を示す模式的な断面図である。本実施形態はＤＣ
放電を採用したプラズマアドレス型であるが、本発明は
これに限られることはなく、ＤＣ放電又はＡＣ放電を利
用した通常のプラズマ表示装置にも適用可能である。図
示する様に、本プラズマアドレス表示装置は表示セル１
とプラズマセル２と両者の間に介在する薄板ガラスなど
からなる中間基板３とを積層したフラットパネル構造を
有する。表示セル１はガラスなどからなる上側基板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が列方向に沿って互いに平行
に形成されている。上側基板４はガラス板などからなり
シール材６を用いて所定の間隙を介し中間基板３に接着
されている。間隙内には液晶などの電気光学物質７が封
入充填されている。

【０００９】一方プラズマセル２はガラス板などからな
る下側基板８を用いて構成されている。下側基板８の内
側主面上には信号電極５と直交して行方向に延在する放
電電極（走査電極）９が形成されている。この放電電極
９は一対毎にアノードＡ及びカソードＫとなりプラズマ
放電を発生させる。複数の放電電極９を一対のアノード
Ａ及びカソードＫ毎に区切る為、隔壁１０が形成されて
いる。隔壁１０の頂部は中間基板３に当接しておりスペ
ーサとしての役割を果たす。下側基板８はガラスフリッ
ト１１を用いて中間基板３に接合している。両者の間に
は気密封止された空間が形成される。この密閉空間は隔
壁１０によって区画されており個々に行状の放電チャネ
ル１２を構成する。密閉された空間の内部にはイオン化
可能な放電用の気体が封入されている。具体的には、下
側基板８に開口した排気管２５及びこれと連通するガラ
スチップ管２６を介して内部領域を排気した後所望のイ
オン化可能な気体を充填し、ガラスチップ管２６を封じ
切る。ガラスチップ管２６の内部にはゲッタが留置され
ており、これを加熱処理することでイオン化可能な気体
以外の不要なアウトガスを吸収する。従来、ガラスチッ
プ管２６の内部にゲッタに加え水銀を留置しておき、こ
れを加熱することで水銀蒸気を各放電チャネル１２内に
導入していた。しかし、後述するように本発明は水銀蒸
気を導入する必要はない。図から明らかなように、一本
の放電チャネル１２は一対のアノードＡとカソードＫを
含んでおり、互いに反対極性の放電電圧を印加すると、
気体がイオン化し、内部がプラズマで満たされる。

【００１０】係る構成を有するプラズマアドレス表示装
置では、列状の信号電極５と行状の放電チャネル１２と
の間に画素が規定される。プラズマ放電が行われる行状
の放電チャネル１２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表示セル１側の列状信号電極５
に画像信号を印加することにより表示駆動が行われる。
放電チャネル１２内にプラズマが発生すると内部はほぼ
一様にアノード電位になり、一行毎の画素選択が行われ
る。即ち放電チャネル１２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
が行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。

【００１１】特徴事項として、プラズマセル２に封入充
填されたイオン化可能な気体はクリプトン及びキセノン
から選択された不活性元素を主体とする。又、放電電極
９の内少なくともカソードＫはホウ化物からなる保護膜
１５で被覆されており、前述した様にイオン化可能な気
体に対する水銀蒸気の添加を不要にしている。好ましく
は、保護膜１５は電着により堆積したＬａＢ₆ からな
る。場合によっては、ＬａＢ₆ に代えＮｂＢ₆ ，ＧｄＢ
₆ ，ＹＢ₆ 等他のホウ化物を用いることができる。又、
クリプトン及びキセノンから選択された不活性元素の分
圧は４００Ｐａ乃至４００００Ｐａの間に設定されてい
る。

【００１２】ＬａＢ₆ で代表されるホウ化物は耐スパッ
タ性に優れており、アルミニウムもしくはニッケルなど
からなる放電電極９をプラズマ中に含まれるイオンの衝
撃から有効に保護することができ、水銀を添加しなくて
もプラズマセルの長寿命化が可能である。又、ＬａＢ₆
で代表されるホウ化物は比較的高い二次電子放出特性を
備えており、放電電極９を被覆してもプラズマ放電の発
生及び維持に悪影響を与えない。この様に、耐スパッタ
性と高二次電子放出特性（低仕事関数）を兼ね備えた材
料を保護膜１５とすることで、水銀の添加を省略するこ
とができる。

【００１３】本発明では不活性元素として特にクリプト
ン又はキセノンから選択された少なくとも一種を用いて
いる。一般に、不活性元素は高電圧を印加することで基
底状態から励起状態に遷移する。高電圧を解除すること
で励起状態から基底状態に復帰する。励起状態は一般に
極めて不安定であり、１０^-8秒以下の大変短い時間の内
に元の基底状態に帰る。しかし、励起状態の中でも大変
安定なものがあり、１０^-4乃至１０^-2秒の寿命を持つ。
これを準安定状態と称する。イオン化した元素はこの準
安定状態から直接基底状態に戻れず、他の分子、原子又
は器壁への衝突による他はない。準安定状態の存在によ
りプラズマ放電のディケイが遅延し、高速走査の障害に
なる。準安定状態にある粒子はわずかなエネルギーでイ
オン化する為、プラズマアドレス表示装置の画像信号書
込動作において、データを消失させる働きを持つ。以上
の点から、プラズマ放電用の気体としては可能な限り準
安定準位に滞留する時間の短いガス種を選ぶことが好ま
しい。不活性元素では、ヘリウム、ネオン、アルゴンに
比べ、クリプトンとキセノンは準安定状態に滞留する時
間が短い。そこで、本発明ではプラズマ放電用の気体と
してクリプトン又はキセノンから選択された少なくとも
一種の不活性元素をベースに用いている。クリプトン又
はキセノンは単独で用いることもできるし、他の気体と
混合して用いることもできる。一般には、クリプトンあ
るいはキセノンの混合比が高くなる程高速動作が可能に
なる。又、放電ガスとしてクリプトンやキセノンを用い
るとヘリウムを用いた場合に比べて放電動作を大幅に短
縮化できるばかりでなく、放電電圧の経時変化が大幅に
抑制されることが分かっている。又、クリプトンやキセ
ノンはヘリウムに比べ表示装置の透過率の経時変化を大
幅に抑制することが分かっている。ヘリウムなどに比
べ、クリプトンやキセノンは放電電極のスパッタの抑制
に効果があり、放電電極材料がガラス基板に被着するこ
とを防いでいるので、その分透過率の経時変化が大幅に
抑制されている。尚、クリプトン又はキセノンから選択
された不活性元素の分圧については４００００Ｐａを超
えると放電チャネル１２内における放電の広がりが不十
分となり、放電状態が不安定になることが実験的に確認
された。従って、不活性元素の分圧は４００００Ｐａ以
下に設定すべきである。又、分圧を４００Ｐａ未満にす
ると放電チャネルにおいて適切なプラズマ放電を発生さ
せる為には約５００Ｖを超える放電電圧が必要となり、
駆動ＩＣの耐圧などの新たな問題が生じてしまう。従っ
て、分圧は４００Ｐａ以上に設定すべきである。

【００１４】本発明の効果を確認する為、実際にプラズ
マアドレス表示装置のサンプルを作成してエージング試
験を行なった。その結果を説明する前に、理解を助ける
為プラズマアドレス表示装置の動作を少し詳しく説明す
る。図２は、図１に示したプラズマアドレス表示装置の
画素を２個だけ切り取って示した模式図である。この図
においては、理解を容易にする為に２本の信号電極５
１，５２と一本のカソードＫと一本のアノードＡのみが
示されている。個々の画素ＰＸＬは、信号電極５１，５
２と、電気光学物質７と、中間基板３と、放電チャネル
とからなる積層構造を有している。放電チャネルはプラ
ズマ放電中にはほぼ実質的にアノード電位に接続され
る。この状態で画素ＰＸＬに画像信号を印加すると電気
光学物質７及び中間基板３に電荷が注入される。一方、
プラズマ放電が終了すると放電チャネルが絶縁状態に戻
る為浮遊電位となり、注入された電荷は各画素ＰＸＬに
保持される。いわゆるサンプリングホールド動作が行わ
れている。放電チャネルは個々の画素ＰＸＬに設けられ
た個々のサンプリングスイッチとして機能するので模式
的にスイッチングシンボルＳＷを用いて表わされてい
る。一方、信号電極５１，５２と放電チャネルとの間に
保持された電気光学物質７及び中間基板３は、サンプリ
ングキャパシタとして機能する。線順次走査によりサン
プリングスイッチＳＷが導通状態になると画像信号がサ
ンプリングキャパシタにホールドされ、信号電圧レベル
に応じて各画素の点灯あるいは消灯動作が行われる。サ
ンプリングスイッチＳＷが非導通状態になった後も信号
電圧はサンプリングキャパシタに保持され表示装置のア
クティブマトリクス動作が行われる。サンプリングスイ
ッチＳＷは接地レベルのアノードＡに対して数百Ｖ程度
の負電圧をカソードＫに印加することでプラズマ放電を
発生しオン状態となる。放電電圧を解除するとサンプリ
ングスイッチＳＷはオフ状態に戻る。

【００１５】図３はエージング試験の結果を示すグラフ
である。この試験に用いたサンプルは５インチの対角寸
法を有し、キセノン１００％からなるガスを４０００Ｐ
ａ（３０Ｔｏｒｒ）の圧力でプラズマセルに封入したも
のである。放電電極はアルミニウムの薄膜からなり、カ
ソードＫ側は約４μｍの厚みでＬａＢ₆ からなる保護膜
により電着法で被覆されている。エージング試験の結果
を示すグラフは横軸に実効経過時間を示し、左側の縦軸
に電圧を取り、右側の縦軸に電流を取ってある。グラフ
中ＶｄはカソードＫに印加される放電電圧の絶対値を示
しており、ここでは３５０Ｖに設定している。一方、Ｉ
ｄは放電電流を示し、その値は１０ｍＡ程度である。そ
の他、Ｖｉは放電開始電圧を表わし、Ｖｕは表示装置の
全面が放電状態に至る放電電圧を示し、ＩｕはＶｕに対
応する放電電流を示し、Ｖ１０は放電電流が１０ｍＡと
なった時の電圧レベルを表わしている。グラフから明ら
かな様に、放電開始電圧Ｖｉや放電電流Ｉｄの経時変化
は少なく、放電特性が安定していることを示している。

【００１６】図４は同じくエージング試験の結果を示す
グラフであり、横軸に実効経過時間を取り縦軸に表示装
置の透過率を取ってある。放電電極のスパッタリングが
進む程透過率が下がる。放電による透過率の劣化は１０
０００時間経過後で１０乃至２０％であった。このレベ
ルは十分実用に耐えるものである。一般に、透過率の寿
命終点は７０乃至７５％程度であり、本サンプル品は１
００００時間経過時点で透過率がまだ９０％程度を維持
している。

【００１７】次に、図５を参照して、本発明に係る表示
装置の製造方法を簡単に説明する。まず（Ａ）に示す様
に、洗浄した下側基板８の上に放電電極９を形成する。
ここでは、金属アルミニウムをスパッタリングし、スト
ライプ状にパタニングして放電電極９としている。これ
に代えて、ニッケルなどを含有した導電ペーストを印刷
した後数百度程度で焼成してもよい。放電電極９を形成
した後これを２本ずつ区切る様に隔壁１０を形成する。
２本ずつ対になった放電電極９は一方がアノードＡとな
り他方がカソードＫとなる。隔壁１０は例えばガラスペ
ーストを印刷した後焼成することで形成可能である。続
いて（Ｂ）に示す様に、放電電極９の内少なくともカソ
ードＫの保護膜１５となるＬａＢ₆ を電着法で形成す
る。電着で使用する電着液は一般に、溶媒として水又は
イソプロピルアルコールなどを使い、その中に被膜とし
たい材料粉末やバインダになる低融点ガラス、加えてこ
れらの粉末に電荷を付与する為のイオンを混ぜたコロイ
ド溶液になっている。本実施例では、溶媒として１％の
水を混入したイソプロピルアルコールを用い、被膜材料
としてホウ化物の内特にＬａＢ₆ を用い、バインダとし
て低融点鉛ガラスを用い、電荷を与える為のイオンとし
てＭｇイオンを用いた。このコロイド溶液を満たした電
着槽に基板８を浸漬し、カソードＫを全て負極に接続す
る一方、ステンレスなどで作られた対向電極との間に直
流電圧を加える。電界により電着液中の陽イオンを付与
された材料粉末がカソードＫ上に降り積もっていくこと
で保護膜１５が形成される。保護膜１５の膜厚は印加電
圧と電着時間により制御する。電着された保護膜１５は
乾燥後、４００℃程度の不活性雰囲気で焼成され、基板
８に固定される。この後（Ｃ）に示す様に、下側基板８
に対して薄板ガラスなどからなる中間基板３をガラスフ
リット１１などで接合し、放電チャネル１２を設ける。
個々の放電チャネル１２にクリプトン又はキセノンを主
体とした不活性ガスを封入充填してプラズマセル２とす
る。最後に（Ｄ）に示す様に、プラズマセル２の上に表
示セル１を形成してアクティブマトリクス型表示装置が
得られる。図示する様に、表示セル１は上側基板４を用
いて組立てられており、その内表面には信号電極５が形
成されている。上側基板４はシール材６を介して中間基
板３に接合している。上側基板４と中間基板３の間の間
隙には電気光学物質７として液晶などが封入される。

【００１８】ところで、従来のプラズマアドレス型の表
示装置では、プラズマセルに形成される放電電極の内カ
ソードの電極材料として一般的にニッケルＮｉを用いて
いる。放電中、プラズマ化したガスイオンがカソードに
衝突して電極表面のスパッタが生じる。スパッタによっ
て飛散したカソード材料であるニッケルが表示パネルの
画素開口部に付着すると、パネルの透過率が低下する。
ここで水銀蒸気を導入しておくと、放電中にガスイオン
が水銀分子と衝突するので、カソード表面へのイオン衝
撃が弱まり、スパッタを大幅に抑制することができる。
この為、従来のプラズマアドレス表示装置においては、
前述した様に、イオン化可能な放電ガス中に水銀蒸気を
添加することによって、経時的なパネルの透過率劣化を
抑制し、実用的に見て必要な寿命を確保していた。

【００１９】しかし、水銀を用いることは環境上好まし
くない。この為、耐スパッタ性に優れたカソード材料を
用いて、水銀を使用しなくてもパネルの透過率劣化を実
用上問題ないレベルに抑制することが本発明の目的であ
ることはすでに説明した通りである。本発明では、こう
した耐スパッタ性に優れたカソード材料として前述の実
施形態ではホウ化ランタン（ＬａＢ_６）を用いてい
る。発明者は、更に他のホウ化物も詳細に評価した結
果、特定の放電ガス種と組み合わせることでホウ化ラン
タンと同等もしくはこれより優れたホウ化物が存在する
ことを見出した。即ち、カソード材料としてホウ化イッ
トリウム、ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタン、ホウ化
クロムのいずれかを用い、放電ガスとしてキセノンを用
いることによって、プラズマアドレス表示装置の寿命を
大幅に改善できることが判明した。

【００２０】こうしたカソード材料と放電ガスの組み合
わせによってパネルの透過率劣化が抑制できる理由は次
の様に推測される。まず放電ガスについては、キセノン
（Ｘｅ）は他の不活性元素であるヘリウム、ネオン、ア
ルゴン、クリプトンに比べ重い元素であり、キセノンイ
オンがカソードに与える衝撃が大きい為に、一見スパッ
タの能力は高くなる。これに対し、上述したホウ化物を
構成するイットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及
びチタン（Ｔｉ）はキセノン（Ｘｅ）よりも軽い為、ス
パッタによってカソード表面から叩き出されてもキセノ
ン分子に衝突してカソード表面に舞い戻る確率が比較的
高く、パネルの画素開口部にまで飛散して付着すること
が少なくなる。従って、パネルの透過率劣化が遅い。因
みに、Ｘｅの原子量が１３１であるのに対し、Ｙの原子
量は８９であり、Ｚｒの原子量は９１であり、Ｔｉの原
子量は４８であり、Ｃｒの原子量は５２である。尚、放
電ガスとして用いるキセノンの圧力は２５００Ｐａ乃至
１５０００Ｐａの範囲に設定することが好ましい。キセ
ノンの圧力が１５０００Ｐａを超えると放電が不安定に
なる。又、キセノンの圧力が２５００Ｐａを下回ると放
電に必要な電圧が実用的な範囲を超えて高くなってしま
う。より好ましくは、キセノンのガス圧力は３５００Ｐ
ａ乃至８０００Ｐａに設定するとよい。

【００２１】ホウ化イットリウム、ホウ化ジルコニウ
ム、ホウ化クロム及びホウ化チタンから選ばれたカソー
ド材料とキセノンからなる放電ガスの各組み合わせで実
際にプラズマアドレス表示装置を作成し、寿命の評価を
行なった。図６は寿命評価に用いたプラズマセルのサン
プルを模式的に表わしたものである。図示する様に、ガ
ラス基板８の上にストライプ状の隔壁１０が印刷により
形成されており、隔壁１０の間に一対の放電電極９が形
成されている。放電電極９の一方はカソードＫとなり、
他方はアノードＡとなる。本例では真空蒸着もしくはス
パッタによる薄膜プロセスで金属アルミニウムを成膜
し、ストライプ状にパタニングして放電電極９としてい
る。一対の放電電極９の間隔は０．３ｍｍであり、各放
電電極９の幅寸法は０．１ｍｍである。ストライプ状に
配列された隔壁１０の間隔は１．１ｍｍである。隔壁の
高さは０．２ｍｍであり、幅は０．１ｍｍである。これ
らの寸法は実施例であり、本発明はこれらの寸法条件に
限定されるものではない。尚、実際には隔壁１０の頂部
に薄板ガラスなどからなる中間基板を接合し、空隙にイ
オン化可能な気体を封入してプラズマセルとする。

【００２２】一対の放電電極９の内少なくともカソード
Ｋとして機能する方には、特定のホウ化物を被覆してい
る。本実施例ではホウ化物を被覆する為に電着法を採用
しており、図７にその概要を示す。図７は電着膜の形成
に用いる電着槽を示す模式的な断面図である。図示する
様に、電着槽１００には電着液１０１が満たされてお
り、処理対象となる電極基板８と対向電極１０２が浸漬
されている。両者の間には電源１０３が接続されてお
り、電極基板８は負極側となり、対向電極１０２が正極
側となる。電極基板８側ではカソードＫとなる放電電極
が共通接続され、電源１０３の負極に導かれる。電源１
０３は例えば３０Ｖ程度の出力電圧を有し、電極基板８
と対向電極１０２の間は例えば１０ｍｍ程度に保たれて
いる。対向電極１０２は例えばステンレスを用いること
ができる。このような電着槽１００の構成で、電着を例
えば１乃至１０分行なうことにより、放電電極の上に数
μｍ乃至十数μｍの電着膜を堆積することができる。特
に、電着法を用いることで特定のホウ化物を比較的低温
成膜することが可能となり、成膜プロセス中での酸化を
ある程度防ぐことができる。

【００２３】まず第一実施例として、プラズマセルの放
電電極にホウ化イットリウム（ＹＢ ₄）を被覆したプラ
ズマセルを作成した。具体的には、ホウ化イットリウム
粉末（新日本金属製）と鉛ガラス粉末（Ｆｅｒｒｏ製Ｃ
Ｆ８４６３）とを、電解質として硝酸マグネシウムを溶
解したイソプロピルアルコール９０％、純水１％の溶媒
中に分散する。ホウ化イットリウム粉末と鉛ガラス粉末
の比率は重量比で３：１とした。続いて放電電極（アル
ミニウム配線）を薄膜プロセスで形成した基板をステン
レス製の対向電極と向かい合わせて、蒸気分散媒中に浸
漬する。アルミニウム配線が負極となる様にステンレス
製の対向電極との間に電圧をかけて、ホウ化イットリウ
ム粉末と鉛ガラス粉末をアルミニウム配線上に電着す
る。電着膜の厚さは５乃至８μｍとなる様に電着時間を
制御した。ホウ化イットリウムを電着した基板を４２０
℃で加熱処理し、鉛ガラス粉末を軟化させてから冷却し
て、ホウ化イットリウム粉末をアルミニウム配線上に固
着する。この様にしてホウ化イットリウムで被覆された
放電電極を有する基板、を従来のプラズマアドレス表示
装置と同様のプロセスでパネル化した。放電ガスとして
はキセノン（Ｘｅ）を封入した。圧力は３０Ｔｏｒｒ
（４０００Ｐａ）である。

【００２４】第一実施例で作成したパネルの寿命試験を
行なった。放電の為にカソードにパルス幅が５μｓ、周
期３２μｓ、３５０Ｖのパルス電圧を印加して、点灯試
験を行ない、パネルの透過率劣化を評価した。透過率が
７０％まで低下するのに要した点灯時間は２００００時
間以上であった。充分実用に耐えるレベルである。ここ
では、透過率が７０％まで低下するのに要する点灯時間
が約１５０００時間以上であることを以て実用の目安と
した。

【００２５】第二実施例では、第一実施例のホウ化イッ
トリウムの代わりにホウ化ジルコン（ＺｒＢ₂ )(新日本
金属製）を用いてパネルを作成し、同様な寿命試験を行
なったところ、透過率が７０％まで低下するのに要した
点灯時間は２００００時間以上であった。

【００２６】第三実施例では、第一実施例のホウ化イッ
トリウムの代わりにホウ化チタン（ＴｉＢ₂ )(新日本金
属製）を用いてパネルを作成し、同様な寿命試験を行な
ったところ、透過率が７０％まで低下するのに要した点
灯時間は１５０００時間以上であった。

【００２７】第四実施例では、第一実施例のホウ化イッ
トリウムの代わりにホウ化クロム（ＣｒＢ )(新日本金
属製）を用いてパネルを作成し、同様な寿命試験を行な
ったところ、透過率が７０％まで低下するのに要した点
灯時間は１５０００時間以上であった。

【００２８】第一比較例として、第一乃至第四実施例で
用いた放電ガスキセノン（Ｘｅ）の代わりにアルゴン
（Ａｒ）を用いてパネルを作成し、同様な寿命試験を行
なったところ、透過率が７０％まで低下するのに要した
点灯時間は約１００００時間で、１５０００時間に満た
なかった。原因は定かでないが、アーク状の異常放電発
生による電極の破損が５０％の割合で試料パネルに発生
した。

【００２９】第二比較例として、第一乃至第四実施例に
おける放電ガスキセノン（Ｘｅ）の代わりにネオン（Ｎ
ｅ）を用いてパネルを作成し、同様な寿命試験を行なっ
たところ、透過率が７０％まで低下するのに要した点灯
時間は５０００乃至１００００時間で、１５０００時間
に満たなかった。

【００３０】第三比較例として、第一乃至第四実施例に
おける放電ガスキセノン（Ｘｅ）の代わりにヘリウム
（Ｈｅ）を用いてパネルを作成し、同様な寿命試験を行
なったところ、放電に必要な電圧が経時的に上昇し、全
てのパネルが点灯時間５０００時間以内で連続点灯不能
になった。通常放電に必要な電圧は３００Ｖ程度であ
り、放電ガスとしてヘリウムを用いるとこれが経時的に
４００Ｖ迄上昇する。従って、３５０Ｖのパルス電圧を
印加した点灯試験では、時間の経過とともに放電不能な
サンプルが増えていった。

【００３１】尚、特開平９−５５１６８号公報には、放
電電極材料としてホウ化イットリウムを用いたガス放電
表示パネルが開示されている。又、特開平６−１７６７
００号公報にはホウ化ジルコニウムあるいはホウ化チタ
ンを放電電極材料に用いたガス放電表示パネルが開示さ
れている。しかし、これらの公報では放電ガスに関して
は一般的に「稀ガス」としているのみで、このうちでど
のガス種が優位かについては言及していない。又、これ
らの公報で記載されているガス放電表示パネルはプラズ
マアドレス型の表示装置とは異なる。本発明は、稀ガス
の中で特にキセノンによってのみ所望のプラズマアドレ
ス表示装置の特性が得られる。即ち、特定のホウ化物と
キセノンとを組み合わせることによってプラズマアドレ
ス表示装置の実用的に充分な寿命を得ることが可能にな
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放電用の気体はクリプトン及びキセノンから選択された
不活性元素を主体とし、放電電極はホウ化物からなる保
護膜で被覆されており、放電用気体に対する水銀蒸気の
添加を不要にしている。係る構成によれば、水銀蒸気を
添加しなくても透過率の劣化が少なく寿命が長くなる。
又、放電電圧や放電電流の経時変化が少なく、制御が容
易になる。加えて、放電電流や消費電力が少なく、パネ
ルの動作保証温度の下限も低くできる。又、本発明によ
れば、ホウ化イットリウム、ホウ化ジルコニウム、ホウ
化クロム及びホウ化チタンから選ばれた電極材料とキセ
ノンからなるガス種とを組み合わせることによって実用
上充分な寿命を有するプラズマアドレス表示装置を作成
することが可能となり、環境上問題となる水銀を使用す
る必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表示装置を示す模式的な断面図で
ある。

【図２】本発明に係る表示装置の動作説明に供する模式
図である。

【図３】本発明に係る表示装置のエージング試験結果を
示すグラフである。

【図４】本発明に係る表示装置のエージング試験結果を
示すグラフである。

【図５】本発明に係る表示装置の製造方法の一例を示す
工程図である。

【図６】寿命試験に用いるプラズマセルの具体例を示す
断面図である。

【図７】プラズマセルに形成する放電電極の保護膜被覆
に用いる電着槽を示す模式図である。

【符号の説明】

１・・・表示セル、２・・・プラズマセル、３・・・中
間基板、４・・・上側基板、５・・・信号電極、７・・
・電気光学物質、８・・・下側基板、９・・・放電電
極、１０・・・隔壁、１２・・・放電チャネル、１５・
・・保護膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の間隙を介して互いに接合し密閉さ
れた空間を形成する一対の基板と、該空間に満たされた
イオン化可能な気体と、少なくとも片方の基板に形成さ
れ該気体をイオン化して該空間に放電を発生する電極と
を備えた表示装置において、前記気体はクリプトン及びキセノンから選択された不活
性元素を主体とし、前記電極はホウ化物からなる保護膜で被覆されており、
該気体に対する水銀蒸気の添加を不要にしたことを特徴
とする表示装置。
【請求項２】前記保護膜は、電着により堆積したＬａ
Ｂ_６からなることを特徴とする請求項１記載の表示装
置。
【請求項３】前記不活性ガスの分圧は、４００Ｐａ乃
至４００００Ｐａであることを特徴とする請求項１記載
の表示装置。
【請求項４】中間基板を介して互いに重なった表示セ
ルとプラズマセルとからなるフラットパネル構造を有
し、該表示セルは所定の間隙を介して該中間基板に接合した
上側基板と、該間隙に保持された電気光学物質と、該上
側基板に列状に形成され画像信号が印加される信号電極
とを有し、該プラズマセルは所定の間隙を介して該中間基板に接合
し密閉された空間を形成する下側基板と、該空間に満た
されたイオン化可能な気体と、該下側基板に行状に形成
され該気体をイオン化して該空間に放電を発生する走査
電極とを備え、該走査電極を順次走査して該信号電極に印加された画像
信号を該電気光学物質に書き込む表示装置において、前記気体はクリプトン及びキセノンから選択された不活
性元素を主体とし、前記走査電極はホウ化物からなる保護膜で被覆されてお
り、該気体に対する水銀蒸気の添加を不要にしたことを
特徴とする表示装置。
【請求項５】中間基板を介して互いに重なった表示セ
ルとプラズマセルとからなるフラットパネル構造を有
し、該表示セルは所定の間隙を介して該中間基板に接合した
上側基板と、該間隙に保持された電気光学物質と、該上
側基板に列状に形成され画像信号が印加される信号電極
とを有し、該プラズマセルは所定の間隙を介して該中間基板に接合
し密閉された空間を形成する下側基板と、該空間に満た
されたイオン化可能な気体と、該下側基板に行状に形成
され該気体をイオン化して該空間に放電を発生する走査
電極とを備え、該走査電極を順次走査して該信号電極に印加された画像
信号を該電気光学物質に書き込む表示装置において、前記気体はキセノンを主体とし、前記走査電極はホウ化イットリウム、ホウ化ジルコニウ
ム、ホウ化クロム及びホウ化チタンから選ばれた保護膜
で被覆されていることを特徴とする表示装置。
【請求項６】前記気体の圧力は、２５００Ｐａ乃至１
５０００Ｐａであることを特徴とする請求項５記載の表
示装置。
【請求項７】前記保護膜は、電着により堆積したもの
であることを特徴とする請求項５記載の表示装置。