JP2001513226A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 例えばＰＡＬＣ（プラズマアドレス液晶）表示装置の如き表示装置において、励起電極には、当該励起電極の表面を部分的にだけカバーする耐スパッタ性の層が設けられる。この層は、小さな開口部があり、当該層のコンダクタンスを増大せしめ、点弧及び持続電圧を低減し、もってエネルギーを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】 表示装置 技術分野 本発明は、イオン化可能なガスを含む少なくとも１つの室部を有する表示装置 に関し、この室部の壁は、動作時において当該イオン化可能なガスにおけるプラ ズマ放電を選択的に発生させるための、耐スパッタ性の層により被覆された励起 電極を具備し、かかる表示装置はさらに、当該プラズマ放電の状態により制御さ れる光学特性を有する物質又は材料を含む電気光学層を有する。 これら表示装置には、主に、プラズマアドレス液晶表示装置（ＰＡＬＣディス プレイ）や、（直流型）プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）がある。ＰＡＬ Ｃディスプレイ及びＰＤＰは、テレビ及び／又はコンピュータディスプレイとし て用いられるのに極めて適しており、好ましいのは薄型タイプである点である。 背景技術 冒頭の段落で述べたタイプの表示装置は、欧州特許出願公開第ＥＰ−Ａ ０ ７ ２６ ４６０号から知られている。この文献に記述された表示装置は、あるパタ ーンの表示素子（エレメント）群を有するものである。動作時において、これら 表示素子は、視聴者が画像を視認できるように駆動される。種々の画像を適正な 速度で連続的に示すことにより、動画の感動を創造できる。以下では、どのよう にして駆動メカニズムが動作するかを説明する。 かかる表示装置は、複数の室部を有し、これらは、イオン化可能なガスが充填 され、励起電極が設けられている。これら室部は、いわゆるチャネルプレートに 配列構成された平行な長手のチャネルの形態をとっている。あるチャネルにおけ る励起電極間にＤＣ電圧を印加することにより、当該励起電極の一方（カソード ）から電子が発射される。これらの電子は、当該ガスをイオン化するので、プラ ズマが形成される。この態様でチャネルが順次活性化されるので、いわゆる「行 電極」として振る舞うことができる。以降、この用語を前記チャネルを意味す るために使用する。 この励起電極は、動作中においてイオンの衝撃に曝されるので、これらを保護 しなければならない。かかる電極が保護されていない場合、当該電極の一部分は 、動作中に分離されてそのチャネルの壁部を覆ってしまう。これにより、光の透 過性を著しく低下させることになる。一般には、これらの電極は、耐スパッタ性 の層で被覆されることにより保護される。上記既知の表示装置において、この層 は、電気泳動により付着されるガラスフリット（ガラス調合物）の混合された耐 スパッタ性の材料の粒子を有する。 このチャネルプレートのチャネルは、薄い誘電性の層（マイクロシート）によ り閉鎖される。このマイクロシートには、電気光学材料の層が積層されるカバー プレートが設けられる。この表示装置はまた、上記行電極の方向に直角な方向に 延びる列電極を有する。かかる表示装置では、動作時において、プラズマ放電に より電気光学層の光透過特性が変化せしめられる。 プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）を備える表示装置において、上記表示素子は蛍 光体を含む。この表示装置がカラー表示装置ならば、１の表示素子は、３つの異 なる蛍光体を有する。動作の間、表示素子の蛍光体は、イオン化されたガスから なるプラズマ放電によって励起される。この表示装置は、当該チャネルにおける イオン化されたガスから生じた電子がその蛍光体を励起するように構成されるこ とがある。この場合、エレクトロルミネッセント蛍光体が使用される。或いは、 かかる蛍光体が当該イオン化されたガスにより発生された光（例えば紫外線（Ｕ Ｖ）光）により励起されるように構成されることもある。その場合、フォトルミ ネッセント蛍光体が使用される。この蛍光体は、各チャネルに存在するか又は、 当該チャネル上方の層に配される場合がある。 この既知の表示装置の欠点は、当該表示装置の消費エネルギーが比較的に高い ことである。その他の問題は、表示装置がオンとされたときの明るく照らすスポ ット（いわゆるアノードスポット）の発生である。 発明の開示 本発明の目的は、主として、既知の装置に比べてエネルギー消費が少なくか一 つ 均質なガス放電を呈する表示装置を提供することである。 この目的を達成するために、本発明による表示装置は、当該励起電極の少なく とも１つの耐スパッタ性の層が、当該励起電極の一部だけを被覆することを特徴 としている。 本発明者らは、高いエネルギー消費及びアノードスポットの発生は、励起電極 上の耐スパッタ性の層の過度に低いコンダクタンスのためであることを認識した 。驚くべきことに、当該電極を一部のみカバーする層を用いることによりこのコ ンダクタンスが改善され、もってエネルギー消費及びアノードスポットの発生が 減ることが判明した。この放電は、充分均質なものとなるので、画像の斑点やま だらなどを殆ど生じない。かかる部分的な被覆程度は、耐スパッタ性の層におけ る小さな開口領域又は開口部により得ることができる。 これら開口領域又は開口部は、部分的にのみ被覆されるので、幾つかの箇所（ 上記開口領域）でプラズマと接触し、電子は、容易に発射されうることになる。 ３０ないし９９％の範囲にある表面被覆率により、完全に被覆したものよりも当 該層のコンダクタンスがとても良好になることが判明した。これに加え、動作時 における透過率の極端な低下を招くことがない。被覆率が３０％を下回る場合、 透過率の落ち込みはかなり大きいものとなる。被覆率が９９％を上回る場合、コ ンダクタンスは、非常に低い。両方の不利な点の間における最適な妥協案は、電 極の被覆率が５０ないし９７％の間にある場合に得られる。好ましくは、この被 覆率は、５０×５０マイクロメートルのスケールでも達成することもできる。こ れにより、開口領域が、電極の表面に亘り極めて均一に分布されるので、動作時 において、特に均質な放電が得られる。 本発明の好ましい実施例によれば、耐スパッタ性の層は、耐スパッタ性の材料 の粒子を有し、この層は、当該耐スパッタ性材料の粒子サイズにほぼ対応する厚 さを有する。何故これが好ましいかというと、開口領域を有するこのような層は 、製造し易いからである。実際上、１０マイクロメートル以下の粒子サイズを有 する開口領域を持つ層を特に簡単に提供できることが判明した。これに加え、こ のような層は、慣例の厚い層に比べて、極めて高いコンダクタンスを有する。 他の効果的な実施例によれば、耐スパッタ性の層は次の材料のうちの１つを有 する。すなわち、ホウ化希土類（例えばＬａＢ₆又はＧｄＢ₆）、酸化ルテニウム （ＲｕＯ₂）、Ｃｒ₃Ｓｉ、ダイヤモンド、ダイヤモンド様炭素又はバリウムタン タル酸塩（bariumtantalate）（Ｂａ₄Ｔａ₂Ｏ₉）である。これらの材料が使用さ れる理由は、電極の仕事関数をかなり減少させるものであるからである。仕事関 数が小さいと、２次放出係数が増大するので、プラズマ放電を引き起こしかつ持 続するのに、より低い電圧で済むことになる。この作用は、さらに低いエネルギ ー消費を導くことになる。 耐スパッタ性の層に極めて適した材料は、ＬａＢ₆である。これは、より簡単 にかつ経済的に提供可能である。 これらの材料のさらなる利点は、５マイクロメートル以下の粒子サイズが可能 である点である。この粒子が粉砕される場合には、１マイクロメートル以下の粒 子サイズさえも得ることもできる。これにより、それぞれ５マイクロメートル又 は１マイクロメートル以下の厚さを持つ層を適用することができる。これにより 、当該層のなお一層のコンダクタンスの増大化を図ることができる。さらに、こ のような層は、とても簡単に設けることができる。ＰＡＬＣ表示装置の場合にお いて、このような薄い層は、その開口部が厚い層の場合よりも大きく、もって光 の透過率が高い、という利点を有する。 好ましくは、不完全に被覆する耐スパッタ性の層は、電気泳動により設けられ る。この工程は、当該層における開口領域の形成及び構成を、リソグラフィの如 き他の方法に比べてより簡単に制御することを可能とする。 さらに好ましい実施例によれば、当該層は、ガラスフリットの殆どないものと される。ガラスフリットの量の低下は、高い２次放出係数を導き、もって、低い 点弧及び持続電圧を導くことになる。結果として、プラズマ放電を点弧しかつ持 続するのに低い電圧で済み、もって極めて低いエネルギー消費を達成する。 以下、本発明のこれらの態様及びその他の態様を、これより記述される実施例 を参照して明確に説明する。 図面の簡単な説明 図中、 第１図は、本発明による表示装置のアドレッシングシステムを概略的に示し、 第２図は、本発明によるプラズマアドレス液晶表示装置の一部に係る空間的な 部分的概略破断図であり、 第３図は、第２図に示される表示装置の耐スパッタ性の層を備えた励起電極の 一部の概略的断面図である。 発明を実施するための最良の形態 第１図は、本発明による表示装置のアドレッシングシステムを概略的に示した ものである。この表示装置は、規則的パターンの画素（１１）が設けられたプレ ート（１０）を有している。 この表示装置はさらに、これら画素（１１）を駆動することを担う列電極（１ ２）及び行電極（１３）を有する。各画素は、特定の列電極と特定の行電極とが 交差する箇所に位置づけられる。後者の電極は、該当の画素を活性化するのに使 用することができる。プラズマアドレス液晶表示装置においては、かかる行電極 がイオン化可能なガスを含む長手チャネルを有する。 列電極（１２）は、列駆動回路（１４）により駆動される。この駆動は、列ド ライバ（１５）を介して行われる。行電極（１３）は、行ドライバ（１７）によ り、行駆動回路（１６）により駆動される。この列及び行ドライバは、電気伝導 性材料から作られ、データ駆動信号により駆動が行われる。複数画素により画像 を表示するために、駆動回路（１４，１６）は、画像駆動回路又は走査制御回路 （１８）により動作させられる。 第２図は、本発明によるプラズマアドレス液晶表示装置の一部に係る空間的な 部分破断図を概略的に示したものである。この表示装置のアドレッシングシステ ムは、第１図に概略的に示されている。 この表示装置は、チャネルプレート（２０）とカバープレート（２１）とを有 する。参照番号（２２，２２’，２２’’）は、列電極を指している。長手のチ ャネルにより形成される行電極は、参照番号（２３，２３’，２３’’）により 示されている。この長手チャネルは、チャネルプレート（２０）に位置づけられ 、少なくとも２つの励起電極（２４，２５）を有する。かかる励起電極のうちの 一 方はアノード（２４）であり、他方の励起電極はカソード（２５）である。この チャネルは、イオン化可能ガス（２６）を含み、薄い誘電層（マイクロシート） （２７）、電気光学層（２８）及びカバープレート（２１）を有するアセンブリ でカバーされている。 上記誘電層は、例えばガラスでつくられうる。上記電気光学層は、反射性（光 を反射）又は透過性（光を通過）となりうる電気光学材料を有する。当該材料が 光を反射又は透過する程度（率）は、この材料に印加される電圧により制御され る。この表示装置がＰＡＬＣタイプ（プラズマアドレス指定型液晶）であれば、 電気光学層は、液晶材料を有する。この材料は、（ツイスト）ネマティック又は 強誘電性液晶材料としてもよい。 列電極（２２，２２’，２２’’）は、列増幅器（２９，２９’，２９’’） からのアナログ駆動信号により駆動される。アノードを担う励起電極（２４）は 、行増幅器（３０，３０’）から発せられる駆動信号により駆動される。 この表示装置の動作においては、電圧パルスが１のチャネルのアノード（２４ ）に供給される。これらのパルスは、「ストローブパルス」と呼ばれる。このス トローブパルスによりカソード（２５）により発生される電子は、該当のチャネ ルにおけるガス（２６）をイオン化する。この態様でプラズマは形成される。こ の場合、カソード（２５）は、接地される。或いは、負性の（直流）パルスがカ ソード（２５）に供給されるものとすることもできる。 一般的に、次のチャネルは、先行チャネルにおけるストローブパルスが終結し そのガスが再び脱イオン化される後まで活性化されない。但し、これとは異なり 、次のチャネルがこれよりも早く活性化される場合もある。これにより、画像全 体の形成されるサイクル時間を短縮することが可能となる。 本発明によれば、電極（２４，２５）の少なくとも一方には、当該電極を完全 にはカバーしない導電性の、スパッタに耐性のある（耐熱性の又は溶解しずらい 若しくは飛散しづらい）層が設けられている。このようなタイプの層を使用する ことにより、本発明による表示装置のエネルギー消費は、上記既知の表示装置の それよりも低くなる。これに加え、当該層のコンダクタンスが増加するので、ア ノードスポットの発生がとても少なくなり、放電全体が十分に均質なものとなる のである。これにより、視覚的に静止した画像が得られる。列電極（２２，２２ ’，２２’’）は、それぞれ列画素全体と交差するので、クロストークを排除し 、もって単位時間当たり１のプラズマ行接続だけが可能となる。 第３図は、第２図の表示装置の耐スパッタ性の層を持つ励起電極の一部の断面 図を概略的に示している。耐スパッタ性の層（３１）は、励起電極（３０）上に 配置されている。この層は、開口部を有しているので、当該電極の全部を被覆す るものではない。結果的に、被覆の率は、１００パーセントではない。この図に は、１つの開口穴（３２）が示されている。この場合、その開口部は、ほぼ真っ 直ぐな壁部を有しており、その深さ方向の長さは、その幅方向の長さよりも大き い。実際上は、この層は、種々の幅対深さの比を有しかつ全く異なる形状の穴又 は開口を有するものである。 本発明者らは、イオン衝撃の結果としてチャネル壁部にスパッタ（又は崩壊飛 散）される材料の量は、電極表面における開口面積に正比例するものではないこ とを発見した。すなわち、開口領域（開口部）があれば、スパッタで離散した材 料の大部分が開口穴の壁部に着地するということが判明されたのである。第３図 は、この孔の壁部（３４）に着地するまでの離散された材料の一片が辿る経路を 示している。この他に認識されることは、プラズマが高密度であるために、やや 緩慢にイオンが移動することである。沢山の衝突と相互電荷交換の結果、イオン は、高い速度にまでは達しない。イオンが直角に開口部に入り、直接その電極表 面に到達する可能性は小さい。非常に起こり易いと思われるのは、図示されたイ オン３５の場合におけるが如く、当該孔の壁部と最初に衝突することであり、参 照番号（３７）により示される箇所で当該孔の壁部と衝突する。これにより、（ 露出された）表面ユニット毎の、スパッタで離散した材料の量が当該電極が全く 覆われていないままであった場合におけるものよりも遥かに小さくなるほどにイ オンの速度を低下させることができる。かくして、励起電極の保護を大きく低下 させることなく、耐スパッタ性の層における開口領域によりコンダクタンスを充 分に増加させることができる。 かかる開口領域のために、電極は、プラズマと接触し、電子を容易に発生させ ることができる。当該表面の被覆率が９９％以下であると、１００％の被覆率よ りも良好なコンダクタンスが得られることが判明した。被覆率を９７％以下とす ると、極めて良好なコンダクタンスが得られる。しかしながら、被覆率があまり にも低いと、イオン衝撃に対する保護に影響を与えすぎてしまうので、動作時に おいて、透過率が極端に落ち込んでしまうことになる。被覆率が３０％を下回れ ば、透過率の低下が非常に大きなものとなることが判明した。好ましくは、電極 の被覆率は、５０％以上であるのが良い。 開口領域を有する耐スパッタ性の層は、電気泳動によりとても簡単に形成する ことができる。この工程において、耐スパッタ性粒子には、正の電荷が付与され る。その後、これらの粒子の浮遊物（又は懸濁物）が用意される。この浮遊物は 、イソプロパノール及び／又は水のような成分を有する。チャネルプレート（２ ０）は、この浮遊物を有する処理槽に浸される。チャネルプレート（２０）のチ ャネル側には、当該処理槽において対向プレートが構成される。励起電極と前記 対向プレートとの間には電圧が印加されるので、この浮遊物における耐スパッタ 性粒子は励起電極へ向かって移動し、そこに付着されることとなる。開口領域を 有する層を得るために、処理時間を短縮し、この短縮と共に又はこの短縮に代え て、完全に閉じられた層を得る処理に比べて供給電圧を低下させる。かかる短い 処理時間及び／又は低電圧によって、当該層に不完全な付着を施すことができる ので、励起電極の領域は被覆されないままとなる。 使用される耐スパッタ性材料の粒子サイズとほぼ一致する厚さの耐スパッタ性 の層が好ましい。これは、このような開口領域を有する層を製造し易いからであ る。実際上は、１０マイクロメートル以下のサイズの粒子を有する開口領域を持 つ層が特に適用し易いことが判明した。また、このような層は、慣例の厚い層に 比べて極めて大なるコンダクタンスを有することも判明した。 耐スパッタ性の層のために次の材料のうちの少なくとも１つを使用するのが最 良である。すなわち、ホウ化希土類（例えばＬａＢ₆又はＧｄＢ₆）、酸化ルテニ ウム（ＲｕＯ₂）、Ｃｒ₃Ｓｉ、ダイヤモンド、ダイヤモンド様炭素又はバリウム タンタル酸塩（bariumtantalate）（Ｂａ₄Ｔａ₂Ｏ₉）である。何となれば、これ らの材料は、電極の仕事関数をかなり減少させるものだからである。仕事関数が 小さいと、二次放出係数が高くなるので、プラズマ放電を引き起こしかつ維持す るのに、より低い電圧で済むことになる。この作用により、エネルギー消費のさ らなる低減を導くことになる。特に、ＬａＢ₆は、比較的に安くて用意するのが 簡単なので、とても適した材料である。 これらの材料のさらなる利点は、１０マイクロメートル以下の粒子サイズが可 能である点である。例えば、ＬａＢ₆は、５マイクロメートル以下の粒子サイズ を得ることができる。この粒子が粉砕されれば、１マイクロメートル以下の粒子 サイズを得ることもできる。したがって、この材料は、その厚さがそれぞれ５マ イクロメートル又は１マイクロメートル以下の層を提供することができるのであ る。これにより、当該層のなお一層のコンダクタンスの増大化を図ることができ る。さらに、このような薄い層は、とても簡単に設けることができる。これらの 利点は、全ての表示装置に当てはまる。ＰＡＬＣ表示装置の場合において、この ような薄い層は、その開口部が厚い層の場合よりも大きく、もって光の透過率が 高い、という付加的利点を有する。 好適な実施例によれば、耐スパッタ性層は、ガラスフリットの殆ど無いものと される。ガラスフリットがないと、高い２次放出係数が得られ、これにより低い 点弧及び持続電圧で良いことになる。結果として、プラズマ放電を点弧し持続す るのに、より低いエネルギーで済み、相当に低いエネルギー消費で良いことにな るのである。普通、ガラスフリットは、その電気伝導特性のために用いられない 。その理由は、粉末化された状態において、耐スパッタ性材料はコンダクタすな わち導電体としては不十分なものであり、電気的コンダクタンスを所望の最小値 に設定するためバインダ（結合剤又は成形剤）としてのガラスフリットを必要と しているからである。本発明による開口領域を有する層を使用することにより、 ガラスフリットが（殆ど）完全に省かれうるような態様で電気的コンダクタンス が増加せしめられる。これにより、エネルギー消費の最小化を達成することがで きる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． イオン化可能なガスを含む少なくとも１つの室部を有し、前記室部の壁 部には、動作時に前記イオン化可能なガスにおけるプラズマ放電を選択的に発生 させるための、耐スパッタ性の層で被覆された励起電極が設けられている、表示 装置であって、 当該表示装置はさらに、前記プラズマ放電の状態により制御される光学特性を 有する材料を含む電気光学層を有する表示装置において、 前記励起電極の少なくとも１つの前記耐スパッタ性の層は、部分的にだけこの 励起電極を被覆する、 ことを特徴とする表示装置。 ２． 請求項１に記載の表示装置において、前記電極の被覆率は、３０ないし ９９％であることを特徴とする表示装置。 ３． 請求項１に記載の表示装置において、前記電極の被覆率は、５０ないし ９７％であることを特徴とする表示装置。 ４． 請求項２又は３に記載の表示装置において、前記被覆率は、５０×５０ マイクロメートルのスケールにつき達成されることを特徴とする表示装置。 ５． 請求項１に記載の表示装置において、前記耐スパッタ性の層は、耐スパ ッタ性の材料の粒子を有し、当該層は、前記耐スパッタ性材料の粒子サイズに略 対応する厚さを有することを特徴とする表示装置。 ６． 請求項１に記載の表示装置において、前記層は、電気泳動により設けら れることを特徴とする表示装置。 ７． 請求項１に記載の表示装置において、前記耐スパッタ性の層は、希土類 ホウ化物、ルテニウム酸化物（ＲｕＯ₂）、Ｃｒ₃Ｓｉ、ダイヤモンド、ダイヤモ ンド様カーボン又はバリウムタンタル酸塩（Ｂａ₄Ｔａ₂Ｏ₉）により形成される グループのうちの材料を有することを特徴とする表示装置。 ８． 請求項７に記載の表示装置において、前記耐スパッタ性の層は、主にＬ ａＢ₆を有することを特徴とする表示装置。 ９． 請求項１に記載の表示装置において、前記耐スパッタ性の層は、ガラス フリットが略皆無とされていることを特徴とする表示装置。