JP2001183632A - プラズマアドレス表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマアドレス表示装置に形成される放電
電極の密着性と放電特性を両立させる。 【解決手段】 プラズマアドレス表示装置は、行状に配
列した放電チャネル１２を備えたプラズマセル２と、列
状に配列した信号電極５及びこれに接する液晶７を備え
た表示セル１とを互いに接合したフラットパネル構造を
有する。プラズマセル２は所定の間隙を介して表示セル
１側に接合した基板８と、隣り合う放電チャネル１２の
境界に沿って基板８の上に形成された放電電極９と、隣
り合う放電チャネル１２を互いに仕切る様に放電電極９
の上に形成された隔壁１０とを有している。放電電極９
は、一本の内部電極９Ｉと、その両側に配され且つ内部
電極９Ｉと接続した二本の外部電極９Ｏとからなる。内
部電極９Ｉは外部電極９Ｏより抵抗が低い導電ペースト
材料の焼成膜からなり、隔壁１０の下に位置して隔壁１
０を基板８に固定する。外部電極９Ｏは隔壁１０の側方
に位置して放電チャネル１２にプラズマ放電を発生させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表示セルとプラズマ
セルとを重ねたフラットパネル構造を有するプラズマア
ドレス表示装置に関する。より詳しくは、プラズマセル
に形成される放電チャネルの電極構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマセルを表示セルのアドレッシン
グに利用するプラズマアドレス表示装置が知られてお
り、例えば特開平４−２６５９３１号公報に開示されて
いる。図７に示す様に、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共通
の中間基板３とからなるフラットパネル構造を有してい
る。プラズマセル２は中間基板３に所定の間隙を介して
接合した下側基板８から構成されており、両者の間隙に
イオン化可能なガスが封入されている。下側基板８の内
表面には放電電極９がストライプ状に形成されている。
一本の放電電極９は内部電極９Ｉと外部電極９Ｏの二層
構造となっている。ストライプ状の放電電極９を一対づ
つ区切る様に隔壁１０が形成されており、イオン化可能
なガスが封入された空間を分割して放電チャネル１２を
構成する。各放電チャネル１２に割り当てられる一対の
放電電極９の内一方はアノードとして機能し他方はカソ
ードとして機能する。隔壁１０は例えばガラス粉末を含
有したペースト材料をスクリーン印刷法により重ね塗り
することで形成でき、その頂部が中間基板３の下面側に
当接している。尚、中間基板３と下側基板８はガラスフ
リット１１などにより互いに接合している。

【０００３】一方、表示セル１は透明な上側基板４を用
いて構成されている。この上側基板４は中間基板３に所
定の間隙を介してシール材６などにより貼着されてお
り、間隙には液晶７などの電気光学物質層が充填されて
いる。上側基板４の内表面には信号電極５が形成されて
いる。列状に配された信号電極５は行状に配された放電
チャネル１２と直交している。信号電極５と放電チャネ
ル１２の交差部分にマトリクス状の画素が規定される。

【０００４】係る構成を有するプラズマアドレス表示装
置では、プラズマ放電が行なわれる行状の放電チャネル
１２を線順次で切り替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なわれる。放電チャネル
１２内にプラズマ放電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なわれる。すな
わち放電チャネル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
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ホールドされる。

【０００５】前述した様に、各放電電極９は外部電極９
Ｏと内部電極９Ｉの二層構造となっている。外部電極９
Ｏとして例えばホウ化物が用いられる。ホウ化物の具体
例としてはＬａＢ₆ やＧｄＢ₆ などが挙げられる。ホウ
化物はプラズマ放電に暴露されてもスパッタ速度が遅い
為、容易に磨滅することがなく長寿命を維持できるとい
う利点がある。一般に、放電電極としてニッケルが多用
されているが、プラズマ放電によるスパッタ作用を抑制
する為に放電ガス中に水銀蒸気を添加する必要がある。
ホウ化物の場合には敢えて水銀蒸気を導入しなくても長
寿命を実現することができる。

【０００６】ホウ化物からなる外部電極９Ｏをストライ
プ状に形成するプロセスとしては、印刷法、サンドブラ
スト法、リフトオフ法などが簡便で好ましい。何れの場
合も、外部電極９Ｏの形成の為、ホウ化物の粉末を含有
するペースト材料を用いる。ペースト材料にはホウ化物
粉末以外に、低融点ガラス粉末、樹脂粉末、有機溶剤な
どが含まれる。例えば、スクリーン印刷法でストライプ
状にペースト材料を塗布した後焼成すると、樹脂と溶剤
は燃焼もしくは蒸発し、ホウ化物と低融点ガラスが残留
する。低融点ガラスは融解してホウ化物の粒子同士を接
着するとともに、ホウ化物の粒子をガラス基板上に固定
する機能を有する。

【０００７】こうしたホウ化物のペースト材料を単独で
放電電極９に用いると、シート抵抗が高い為電圧降下が
生じプラズマアドレス表示装置の大画面化が困難とな
る。画面サイズが大きくなると必然的に放電電極が長く
なり、電圧降下が生じて画面全体を均一に放電させるこ
とができない。そこで、図７に示す様に外部電極９Ｏの
下に抵抗の低い内部電極９Ｉを配置している。内部電極
９Ｉは電気抵抗を下げる為メタル配線となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図７に示した従来構造
は、二本の隔壁によって仕切られた放電チャネル１２内
に、アノード及びカソードとして機能する一対の放電電
極９を配している。これらの放電電極９は不透明である
為、画素の開口率を大きく取ることができない。開口率
を改善する為に、例えば図８の構造が提案されている。
図示する様に、各放電電極９は外部電極９Ｏと内部電極
９Ｉを重ねた積層構造である。外部電極９Ｏはホウ化物
からなり、内部電極９Ｉはニッケルなどのメタルからな
る。各放電電極９の上に隔壁１０を形成している。隣り
合う隔壁１０によって仕切られた空間が放電チャネル１
２となる。放電チャネル１２には両側の隔壁１０の下部
からそれぞれ放電電極９が露出している。一方の放電電
極９をカソードとし他方の放電電極９をアノードとする
ことで、放電チャネル１２にプラズマ放電を発生させる
ことができる。図７に示した構造と異なり、各放電電極
９は隔壁１０の下部に配置されているので、開口率が高
くなる。

【０００９】しかしながら、ホウ化物からなる外部電極
９Ｏは、膜の機械的強度がニッケル電極などに比べ弱
い。従って、図８の構造を採用すると、隔壁１０の頂部
を研磨して平坦化する際、隔壁１０と外部電極９Ｏとの
界面近傍でホウ化物層が外力により破壊し、隔壁１０が
倒壊してしまう。これが、解決すべき課題である。尚、
ホウ化物のペースト材料に低融点ガラス粉末を大量に加
えていくと、ホウ化物粒子同士の接着力が増して、隔壁
１０の倒壊をある程度防ぐことができる。しかし、低融
点ガラスの含有量が過剰になると、外部電極９Ｏの表面
が低融点ガラスの絶縁膜で覆われてしまい、放電特性が
損なわれる為好ましくない。ホウ化物を電極材料に用い
た場合、機械強度と放電特性を両立させることが困難で
あった。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】上述した従来の技術の課題
を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、行状に配列
した放電チャネルを備えたプラズマセルと、列状に配列
した信号電極及びこれに接する電気光学物質層を備えた
表示セルとを、中間基板を介して接合したプラズマアド
レス表示装置において、前記プラズマセルは所定の間隙
を介して該表示セル側に接合した基板と、隣り合う放電
チャネルの境界に沿って該基板の上に形成された放電電
極と、隣り合う放電チャネルを互いに仕切る様に放電電
極の上に形成された隔壁とを有している。前記放電電極
は、一本の内部電極と、その両側に配され且つ該内部電
極と接続した二本の外部電極とからなる。前記内部電極
は外部電極より抵抗が低い導電ペースト材料の焼成膜か
らなり該隔壁の下に位置して該隔壁を基板に固定する。
前記外部電極は該隔壁の側方に位置して放電チャネルに
プラズマ放電を発生させる。好ましくは。前記外部電極
はホウ化物を含む。具体的には、前記外部電極はホウ化
物の粉末を含んだペースト材料を用いて形成される。一
態様では、該内部電極の両側に位置する二本の外部電極
は、互いに対向する端部が平行を保ちながら該内部電極
の上に乗り上がって形成されている。他の態様では、該
内部電極の両側に位置する二本の外部電極は、互いに対
向する各端部から該内部電極の上に伸びる突起を有す
る。別の態様では、該内部電極の両側に位置する二本の
外部電極は、互いに対向する端部を相互接続する架橋が
該内部電極の上に形成されている

【００１１】本発明によれば、各放電電極が一本の内部
電極とその両側に配された二本の外部電極とで構成され
ている。外部電極は耐摩耗性及び放電特性に優れたホウ
化物からなる一方、内部電極は低抵抗で且つ密着性に優
れた導電ペースト材料の焼成膜からなる。内部電極は隔
壁とガラス基板との間に介在して隔壁をガラス基板に強
固に固定している。一方、外部電極は隔壁の両側に露出
して、放電チャネル内にプラズマ放電を発生させる。係
る構成により、機械的強度並びに放電特性を両立させた
放電電極を得ることができる。

【００１２】

【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は本発明に係るプラズマ
アドレス表示装置の実施形態を示す模式的な断面図であ
る。図７及び図８に示した従来例と対応する部分には対
応する参照番号を付して理解を容易にしている。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を互いに接合したフラットパネル構造を有
する。表示セル１は列状に配列した信号電極５及びこれ
に接する電気光学物質層を備えている。本実施形態で
は、電気光学物質層として液晶７を用いている。信号電
極５は上側基板４に形成されており、上側基板４は所定
の間隙を介してシール材６により中間基板３に接合して
いる。一方、プラズマセル２は行状に配列した放電チャ
ネル１２を備えている。具体的には、プラズマセル２
は、所定の間隙を介してフリットシール１１により中間
基板３に接合した下側基板８と、隣り合う放電チャネル
１２の境界に沿って下側基板８の上に形成された放電電
極９と、隣り合う放電チャネル１２を互いに仕切る様に
放電電極９の上に形成された隔壁１０とを有している。

【００１３】特徴事項として、放電電極９は一本の内部
電極９Ｉと、その両側に配され且つ内部電極９Ｉに接続
した二本の外部電極９Ｏとからなる。内部電極９Ｉは外
部電極９Ｏより抵抗が低い導電ペースト材料の焼成膜か
らなり、隔壁１０の下に位置して、隔壁１０をガラスな
どからなる下側基板８に強固に固定する。内部電極９Ｉ
はメタル配線として、例えば銀の粉末又はニッケルの粉
末を含有したペースト材料を焼成したもので、銀電極又
はニッケル電極からなる。これらは隔壁との密着性が強
固になる。一方、外部電極９Ｏは隔壁１０の側方に位置
して、アノードもしくはカソードとして機能し放電チャ
ネル１２にプラズマ放電を発生させる。好ましくは、外
部電極９Ｏはホウ化物を含む。具体的には、外部電極９
Ｏはホウ化物粉末を含むペースト材料を用いて形成され
る。本発明によれば、内部電極９Ｉとして、隔壁１０及
びガラス基板８の両方に対して密着性のよい導電ペース
ト材料の焼成膜（メタル配線）を用いている為、製造段
階で隔壁１０が剥離もしくは倒壊するという問題がな
い。低抵抗のメタル配線を内部電極９Ｉとして用いてい
る為、外部電極９Ｏにシート抵抗の大きなホウ化物材料
を用いても、電圧降下による放電の不具合が起こらな
い。特に、外部電極９Ｏとしてホウ化物を用いた場合、
従来の様にプラズマセル２中に水銀蒸気を導入する必要
はない。

【００１４】図２は、放電電極の具体的な構成例を示し
ており、（Ａ）は断面図で、（Ｂ）は平面図である。図
示する様に、内部電極９Ｉの両側に位置する二本の外部
電極９Ｏは、互いに対向する端部９Ｅが平行を保ちなが
ら内部電極９Ｉの上に乗り上がって形成されている。こ
の乗り上がった部分で、一本の内部電極９Ｉ及び二本の
外部電極９Ｏは互いに電気的に接続して、一本の放電電
極９を構成する。内部電極９Ｉの表面の大部分は隔壁１
０の底面に直接接触している。隔壁１０はガラスペース
トの焼成物からなる。基板はガラス板からなる。内部電
極９Ｉは銀、ニッケル、アルミニウムなどの粉末とガラ
ス粉末を混合した導電ペーストの焼成膜からなる。従っ
て、内部電極９Ｉは隔壁１０及び基板の両方に対して優
れた密着性を有する。

【００１５】図３は、放電電極の他の具体的な構成例を
示す模式的な平面図である。図示する様に、内部電極９
Ｉの両側に位置する二本の外部電極９Ｏは、互いに対向
する各端部から内部電極９Ｉの上に伸びる突起９Ｔを有
している。製造段階で内部電極９Ｉと外部電極９Ｏの位
置合わせに多少のずれが生じても、突起９Ｔの部分で内
部電極９Ｉと外部電極９Ｏは互いに電気接続されるので
問題がない。従って、図２に示した構造よりも電極の位
置ずれなどに対して強い構成となっている。

【００１６】図４の（Ａ）は、放電電極の更に別の構成
例を示す模式的な部分平面図である。図示する様に、内
部電極９Ｉの両側に位置する二本の外部電極９Ｏは、互
いに対向する端部を相互接続する架橋９Ｂが内部電極９
Ｉの上に形成されている。従って、二本の互いに平行な
外部電極９Ｏは架橋９Ｂによって梯子状に接続されたパ
タンになっている。隔壁は梯子状のパタンの上に沿って
形成されることになる。梯子状のパタンは凹凸があるの
で隔壁の形成に多少影響する場合がある。特に、隔壁の
頂部を平坦化する処理が必要になる。（Ｂ）は、（Ａ）
の変形例である。（Ａ）に比べ（Ｂ）の外部電極９Ｏは
配線幅が細くなっており、内部電極９Ｉとの間に隙間が
生じている。但し、隔壁はこの隙間も埋める様に幅寸法
が設定されている。従って、（Ａ）と同様に、（Ｂ）の
構成でも内部電極９Ｉは完全に隔壁で覆われ、放電チャ
ネル側に露出することはない。放電チャネル側には耐摩
耗性及び放電特性に優れた外部電極９Ｏのみが露出する
ことになる。

【００１７】最後に、実際に比較例サンプルと本発明の
サンプルを作成して隔壁の強度を比較した結果を説明す
る。図５は比較例サンプルを表わしており、（Ａ）は断
面図で、（Ｂ）は平面図である。この比較例は図８に示
した従来例と同一の構造である。即ち、内部電極９Ｉは
外部電極９Ｏで完全に覆われており、その上に隔壁１０
が形成されている。内部電極９Ｉの幅寸法は１００μｍ
である。外部電極９Ｏの幅寸法は３５０μｍである。隔
壁の幅寸法は１４０μｍである。又、各放電電極９の配
列間隔は８００μｍに設定されている。ここで、内部電
極９Ｉは導電ペースト材料の焼成膜からなる。導電ペー
スト材料としては、ノリタケカンパニーリミテッド製の
銀ペーストを用いた。一方、外部電極９Ｏはホウ化物を
含有したペーストの焼成膜である。ホウ化物としては平
均粒径が３μｍのＬａＢ₆ を用い、同じく平均粒径が３
μｍの低融点ガラス粉末をＬａＢ₆ に対する重量比１／
３で混合したものを用いた。このペーストを印刷焼成し
て外部電極９Ｏとした。係る構成を有する放電電極９の
上にガラスペーストを印刷焼成して隔壁１０を設けた。
この隔壁１０の頂部を研磨するプロセスで、隔壁１０の
倒壊が多数発生し、プラズマセルを組み立てることがで
きなかった。

【００１８】図６は、本発明のサンプルである。図５に
示した比較例のサンプルと基本的には同一の構造であ
り、同一の材料を用いている。但し、外部電極９Ｏのパ
タンのみが異なっている。図示する様に、外部電極９Ｏ
は梯子状にパタニングされている。二本の外部電極９Ｏ
を互いに接続する架橋９Ｂは３００μｍの間隔で配列さ
れており、その幅寸法は１００μｍである。各外部電極
９Ｏの幅寸法は１００μｍである。二本の外部電極９Ｏ
の間にスペースがあり、そこに幅寸法が１００μｍの内
部電極９Ｉが配置されている。係る梯子構造の放電電極
９は、隔壁の頂部を研磨するプロセスで隔壁が倒壊する
ことがなく、問題なくプラズマセルを組み立てることが
できた。又、プラズマ放電も良好であった。

【００１９】尚、出願人は平成１０年９月１１日に平成
１０年特許願第２５７３５１号を出願している。この先
行出願に記載されたプラズマアドレス表示装置は、走査
方向に沿って順次配列した放電チャネルを備えたプラズ
マセルと、プラズマセルに接合し走査方向と直交する方
向に順次配列した信号電極及びこれに接する電気光学物
質層を備えた表示セルとからなる。プラズマセルは所定
の間隙を介して表示セル側に接合した基板と、各放電チ
ャネルに沿って基板の上に形成された放電電極と、各放
電チャネルを互いに仕切る様に基板の上に形成された隔
壁とを有している。放電電極は、隔壁の両側に配された
互いに平行な一本の縦線部と、隔壁の底部に配され一対
の縦線部を相互に結線する複数の横線部とで構成されて
いる。放電電極は金属の薄膜からなり、隔壁は誘電体ペ
ーストの焼成物からなる。複数の横線部は、互いに所定
の間隔を保って配列されているとともに縦線部と直交し
ており、放電電極は全体として梯子型の構成を有する。
即ち、先行出願に記載されたプラズマアドレス表示装置
は本願発明の様な外部電極と内部電極を重ねた二層構造
ではなく、梯子型のパタンを有した金属薄膜電極の単層
構造となっている。従って、隔壁は梯子型のパタンを介
してガラス基板と直接接触している。先行出願に記載さ
れた発明は、金属薄膜電極の幅寸法が狭くなると配線抵
抗が高くなってしまう。これに対し、本願発明に係る放
電電極では梯子型のパタンを有する外部電極に加えメタ
ル配線として内部電極を用いている為、電圧降下の問題
は生じない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
二本の外部電極の間に一本の内部電極を配し、且つ内部
電極の上に隔壁を形成している。内部電極として、隔壁
及びガラス基板の両者に対して密着性のよいメタル配線
を用いることで、製造工程中における隔壁の剥離や倒壊
の問題が生じない。又、低抵抗の内部電極を設けている
為、シート抵抗の大きな電極材料を外部電極に用いて
も、電圧降下による放電の不具合が起こらない。特に、
外部電極としてホウ化物を用いた場合、耐摩耗性に優れ
ているので、従来の様に水銀蒸気を導入する必要がなく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマアドレス表示装置の実施
形態を示す断面図である。

【図２】放電電極の具体的な構成例を示す模式図であ
る。

【図３】放電電極の他の構成例を示す模式図である。

【図４】放電電極の別の構成例を示す模式図である。

【図５】比較例のサンプルを示す模式図である。

【図６】本発明のサンプルを示す模式図である。

【図７】従来のプラズマアドレス表示装置の一例を示す
断面図である。

【図８】従来のプラズマアドレス表示装置の他の例を示
す部分断面図である。

【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・・
・液晶、８・・・下側基板、９・・・放電電極、９Ｉ・
・・内部電極、９Ｏ・・・外部電極、１０・・・隔壁、
１２・・・放電チャネル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 行状に配列した放電チャネルを備えたプ
   ラズマセルと、列状に配列した信号電極及びこれに接す
   る電気光学物質層を備えた表示セルとを、中間基板を介
   して接合したプラズマアドレス表示装置であって、 前記プラズマセルは所定の間隙を介して該表示セル側に
   接合した基板と、隣り合う放電チャネルの境界に沿って
   該基板の上に形成された放電電極と、隣り合う放電チャ
   ネルを互いに仕切る様に放電電極の上に形成された隔壁
   とを有しており、 前記放電電極は、一本の内部電極と、その両側に配され
   且つ該内部電極と接続した二本の外部電極とからなり、 前記内部電極は外部電極より抵抗が低い導電ペースト材
   料の焼成膜からなり該隔壁の下に位置して該隔壁を基板
   に固定し、 前記外部電極は該隔壁の側方に位置して放電チャネルに
   プラズマ放電を発生させることを特徴とするプラズマア
   ドレス表示装置。
2. 【請求項２】 前記外部電極はホウ化物を含むことを特
   徴とする請求項１記載のプラズマアドレス表示装置。
3. 【請求項３】 前記外部電極はホウ化物の粉末を含んだ
   ペースト材料を用いて形成されることを特徴とする請求
   項２記載のプラズマアドレス表示装置。
4. 【請求項４】 該内部電極の両側に位置する二本の外部
   電極は、互いに対向する端部が平行を保ちながら該内部
   電極の上に乗り上がって形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載のプラズマアドレス表示装置。
5. 【請求項５】 該内部電極の両側に位置する二本の外部
   電極は、互いに対向する各端部から該内部電極の上に伸
   びる突起を有することを特徴とする請求項１記載のプラ
   ズマアドレス表示装置。
6. 【請求項６】 該内部電極の両側に位置する二本の外部
   電極は、互いに対向する端部を相互に接続する架橋が該
   内部電極の上に形成されていることを特徴とする請求項
   １記載のプラズマアドレス表示装置。