JP2004281344A

JP2004281344A - Discharge element and light emitting element having the same, and display device

Info

Publication number: JP2004281344A
Application number: JP2003075010A
Authority: JP
Inventors: Tomoshi Hashimoto; 智志橋本; Osamu Sakai; 道酒井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-10-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce influences of a plurality of wirings 25, 26 of discharge electrodes 23, 24 on discharge and to concentrate the discharge on a prescribed discharge region between the discharge electrodes 23, 24. <P>SOLUTION: A first insulating layer 31 and a second insulating layer 32 are laminated in order on a glass substrate 21, and the plurality of discharge electrodes 23, 24 are provided on the top of the second insulating layer 32. Furthermore, the wirings 25, 26 are arranged below the second insulating layer and are connected to respective discharge electrodes 23, 24 through connecting parts 27, 28 penetrating through the insulating layers 31, 32. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電素子及びそれを備えた発光素子並びに表示装置に関し、特に、放電電極の配線が放電に与える影響を低減するための対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、基板上に設けられた複数の放電電極を備え、該放電電極間で気体放電を行う放電素子は知られており、例えば、プラズマディスプレイ（以下、ＰＤＰと称する）や、プラズマアドレス液晶装置（ＰＡＬＣ）等の表示装置に適用されている。
【０００３】
上記放電素子を備えるＰＤＰ等の表示装置は、以前より主流であったブラウン管を利用したディスプレイ（ＣＲＴ）に比べて薄型化且つ軽量化が可能であるため、省スペース性に優れており、今後の表示装置としての期待が高まっている。
【０００４】
例えば、実用化が進められている反射型のＰＤＰは、一対の表示電極（アノード及びカソード）が設けられた前面基板と、該前面基板にリブ（スペーサー）を介して対向して設けられ、アドレス電極を有する背面基板とを備えている（例えば、特許文献１参照）。上記表示電極とアドレス電極とは、放電素子の放電電極を構成している。
【０００５】
上記前面基板には、表示電極を覆う誘電体層が設けられている。さらに、前面基板と背面基板との間には、ガスが封入された放電空間が設けられており、該放電空間には、蛍光体が設けられている。そして、上記表示電極間のプラズマ放電により発生した紫外線を、蛍光体に照射させることにより表示を行うようになっている。
【０００６】
そして、所定の表示画素を選択する場合には、一方の表示電極と、アドレス電極との間で予め放電を行い、該放電の荷電粒子を所定の表示画素の誘電体層に残留させる。
【０００７】
上記表示電極とアドレス電極との間隔は、上記各基板間のリブの高さにより決定される。このリブ高さは１００〜２００μｍが一般的であり、厚膜加工プロセスで形成される。しかし、このリブ高さのばらつきが、そのまま表示電極とアドレス電極との間隔のばらつきとなり、これが表示の色ムラを発生させる原因となっている。特に、表示画面の対角長さが２０インチ以上の大型パネルにおいては、非常に精度の高い加工技術が必要となってしまう。
【０００８】
ところで、この点に関し、表示電極及びアドレス電極を、１つの基板上に設けることも知られている（例えば、特許文献２参照）。すなわち、１つの基板に各放電電極を設けることにより、電極間の間隔のばらつきを解消することが可能となる。
【０００９】
図１２に示すように、上記特許文献２のＰＤＰは、互いに対向して設けられる基板１０１，１０７を備えている。基板１０１には、略平行に延びる一対の表示電極Ｘ，Ｙが同一平面上に設けられ、該表示電極Ｘ，Ｙは、誘電体層１０４により覆われている。誘電体層１０４上には、表示電極Ｘ，Ｙと垂直な方向に延びるセパレータ１０５が設けられ、該セパレータ１０５には、その長さ方向に延びる選択電極Ｗ（アドレス電極）が設けられている。
【００１０】
上記表示電極Ｘ，Ｙは、電極部Ｘ１，Ｙ１と、該電極部Ｘ１，Ｙ１に通電するための配線として機能する配線部Ｘ２，Ｙ２とにより構成されている。表示電極Ｘの電極部Ｘ１は、配線部Ｘ２から表示電極Ｙ側へ突出している。一方、表示電極Ｙの電極部Ｙ１は、配線部Ｙ２から表示電極Ｘ側へ突出している。そして、各電極部Ｘ１，Ｙ１は、互いに近接し、各画素領域に一組ずつ設けられている。
【００１１】
すなわち、表示電極Ｘ，Ｙの電極部Ｘ１，Ｙ１は、放電電極の放電電極を構成している。一方、選択電極Ｗは、放電素子の放電電極を構成すると同時に、配線をも構成している。
【００１２】
そして、所定の画素領域において、選択電極Ｗと、表示電極Ｙの電極部Ｙ１との間で放電を行うことにより、電極部Ｙ１上の誘電体層に荷電粒子を残留させて該画素領域を選択し、続いて、電極部Ｘ１，Ｙ１間で放電させるようにしている。
【００１３】
【特許文献１】
内田龍男、内池平樹監修、「フラットパネルディスプレイ大辞典」、株式会社工業調査会、２００１年１２月２５日、ｐ．５８２、図２（ｂ）
【特許文献２】
特開昭６３−１５１９９７号公報図６
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２におけるＰＤＰの放電素子によると、所定の画素領域において電極部Ｘ１，Ｙ１間で行われるの放電の一部が、表示電極Ｘ，Ｙの長さ方向に隣接する他の画素領域の配線部Ｘ２，Ｙ２に対しても行われてしまう虞れがある。
【００１５】
また、選択電極Ｗは、他の複数の画素に亘って配線状に延びているため、画素領域の選択時に、所定の画素領域における表示電極Ｙの電極部Ｙ１に対して放電するだけでなく、隣接する画素領域における電極部Ｙ１等に対しても放電する虞れがある。
【００１６】
その結果、上記所定の画素領域における放電が、表示電極Ｘ，Ｙの長さ方向に隣接する画素と、選択電極Ｗの長さ方向に隣接する画素とにそれぞれ影響を与えることにより、表示画質が低下してしまう。
【００１７】
このように、放電素子の放電電極が設けられている同一の基板上に、該電極の配線が放電可能に設けられていると、該配線が放電に影響を与えてしまう。そのため、放電電極間の放電を、該放電電極間の所定の放電領域内においてのみ行うことは難しいという問題がある。そして、この問題は、配線の数が多いほど顕著なものとなる。
【００１８】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の電極が同一の基板上に設けられた放電素子及びそれを備えた発光素子並びに表示装置について、電極の配線が放電に与える影響を低減し、電極間の所定の放電領域において、可及的に集中して放電させようとすることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、基板が絶縁層を備え、該絶縁層の上面に複数の電極を設ける一方、該電極の配線の少なくとも１つを、電極が設けられた絶縁層の下側に配設するようにした。
【００２０】
具体的に、請求項１に係る発明は、基板に設けられた複数の電極と、上記各電極に接続され、該各電極にそれぞれ通電するための配線とを備え、上記電極の少なくとも２つの間で放電を行うように構成された放電素子が対象である。そして、上記基板は、基板層と、該基板層の上に積層された絶縁層とを備え、上記絶縁層の上面には、上記電極が設けられ、上記配線の少なくとも１つは、上記電極が設けられている絶縁層の下側に配設され、該絶縁層を挿通する接続部を介して電極に接続されている。
【００２１】
上記の発明によると、絶縁層の上面に設けられた各電極には、配線を介して通電される。これらの電極の少なくとも１つには、絶縁層の下側の配線から、接続部を介して通電される。その結果、通電された所定の電極間で放電が生じる。
【００２２】
ここで、「放電」とは、電極間に電圧を印加することにより、ガスが充満しているガス空間に生ずる絶縁破壊現象である。放電発生後のガス空間内には、プラズマ状態が現れて正イオンと電子とが略等量ずつ存在する。
【００２３】
このとき、配線の少なくとも１つは、絶縁層の下側に設けられ、電極間の放電領域に対して絶縁されているため、該配線は放電に影響を与えない。すなわち、複数の配線が放電に与える影響を、全体として低減させることができる。この場合、より多くの配線を、電極が設けられている絶縁層の下側に設けることが望ましい。その結果、放電を、電極間の放電領域において集中して行うことが可能となる。
【００２４】
請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、上記基板は、複数の絶縁層を備え、上記各絶縁層の間には、接続部を介して電極に接続される配線が配設されている。
【００２５】
この発明によると、絶縁層上の複数の電極には、各絶縁層の間の配線から接続部を介して通電される。すなわち、複数の配線が、絶縁層により、電極間の放電領域に対して絶縁されているため、各配線が放電に与える影響を、全体としてさらに低減することができる。
【００２６】
請求項３に係る発明は、上記請求項１又は２に係る発明において、上記複数の電極は、互いの間で放電を行う一対の放電電極と、該放電電極間の放電状態を制御する制御電極とにより構成されている。
【００２７】
すなわち、一対の放電電極の間に所定の電位差が与えられると、該各放電電極間で放電が発生する。この放電は、制御電極によって制御される。すなわち、制御電極に所定の電圧を印加することにより、放電電極間の電界を変化させ、放電電極間に放電が生じるＯＮ状態と、放電が生じないＯＦＦ状態とに切り換えることができる。さらに、制御電極に印加する電圧の大きさに応じて放電の強さ（放電電流の大きさ）を制御することが可能となる。
【００２８】
ここで、「放電電流」とは、放電状態（プラズマ状態）において、正電荷をもつ正イオンと、負電荷をもつ電子とがキャリアとしての役割を果たす電流のことである。
【００２９】
請求項４に係る発明は、上記請求項３に係る発明において、上記制御電極は、一対の放電電極の間に設けられている。
【００３０】
この発明によると、放電電極間の放電は、該放電の経路の下方から制御電極により制御される。すなわち、一対の放電電極の間のスペースを利用して、制御電極を設けることが可能となる。
【００３１】
請求項５に係る発明は、上記請求項３に係る発明において、上記制御電極は、放電電極間における放電経路の側方に設けられている。
【００３２】
この発明によると、放電電極間の放電は、該放電の経路の側方から制御電極により制御される。すなわち、これらの電極を、直線状に配置するのではなく、所定の領域内でまとめて配置させることが可能となる。
【００３３】
請求項６に係る発明は、上記請求項１又は２に係る発明において、上記接続部が接続する電極と配線とは、同一材料により構成され、上記電極と接続部とは、一体に形成されている。
【００３４】
この発明によると、絶縁層の上面に達した接続部の上端が電極を構成するため、接続部と電極とを同時に製造することができる。
【００３５】
請求項７に係る発明は、上記請求項６に係る発明において、上記接続部に接続されている電極は、表面が凹状に形成されている。
【００３６】
この発明によると、表面が凹状に形成された電極がカソードであるときには、ホローカソード効果により、放電の損失が低減されるため、放電電圧の低減を図ることが可能となる。
【００３７】
請求項８に係る発明は、発光素子であって、上記請求項１又は８の放電素子と、上記放電素子を収納し、該放電素子の放電により紫外線を発生する放電ガスが封入されたガス封入部と、上記ガス封入部内に設けられ、紫外線に反応して発光する蛍光体とを備えている。
【００３８】
上記の発明によると、ガス封入部内において、所定の電極間で放電が行われると、該放電によりガス封入部内のガスが反応して紫外線が発生する。ガス封入部内の蛍光体は、その紫外線に反応して発光する。このとき、放電が電極間の放電領域において集中して行われるため、発光にムラが生じず、発光の輝度を高めることができる。
【００３９】
請求項９に係る発明は、表示装置であって、マトリクス状に配列された複数の画素と、上記各画素毎に設けられた請求項８の発光素子と、上記発光素子における電極の配線によりそれぞれ構成された走査配線及び信号配線とを備えている。
【００４０】
上記の発明によると、各画素のうち所定の発光素子に対し、走査配線を介して通電することにより走査すると共に、走査された発光素子に対し、信号配線を介して通電することにより該発光素子を発光させる。すなわち、表示装置の所定の画素をそれぞれ発光させることにより表示が行われる。このとき、各放電素子の放電が所定の放電領域で集中して行われるため、輝度が高く詳細な表示が可能となり、高い表示画質を得ることができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
（実施形態１）
図１及び図２は、本発明に係る放電素子及びそれを備えた発光素子並びに表示装置の実施形態１を示している。図２は、放電素子２を備える発光素子３の断面を示し、図１は、複数の発光素子３がマトリクス状に配置された表示装置１の一部を示す平面図である。尚、説明のため、図２における上下方向を、上下方向とする。
【００４３】
表示装置１は、図２に示すように、前面基板１１と、該前面基板１１に対向する背面基板１２とを備える反射型のＰＤＰ（プラズマディスプレイ）である。そして、表示装置１は、図１に示すように、マトリクス状に配列された複数の画素５と、該各画素５毎に設けられた放電素子２と、該放電素子２の放電により発光する発光素子３と、該発光素子３の配線により構成された走査配線２６及び信号配線２５とを備えている。そして、所定の画素５に対し、走査配線２６及び信号配線２５を介して通電することにより、該所定の画素５を発光させて表示を行うようになっている。尚、図１では、説明のために、背面基板１２の図示を省略している。
【００４４】
上記背面基板１２は、図２に示すように、ガラス基板１５と、該ガラス基板１５に設けられた複数のスペーサ１６とを備えている。スペーサ１６は、ガラス基板１６における前面基板１１との対向面上に、所定の間隔で平行に並ぶように形成されている。また、各スペーサ１６は、それぞれ所定の高さを有しており、ガラス基板１５と前面基板１１との間に一定の間隔を維持するようになっている。そして、これらの複数のスペーサ１６により、背面基板１２には、複数の凹溝１７が形成されることとなる。
【００４５】
背面基板１２は、紫外線に反応して発光する蛍光体により構成された蛍光体層１８を備えている。蛍光体層１８は、上記凹溝１７の内壁面に沿って設けられることにより、凹溝状に形成されている。蛍光体層１８は、各凹溝１７毎に、赤色、緑色及び青色の何れか１色に発光するようになっている。
【００４６】
上記前面基板１１は、基板層である透明なガラス基板２１と、該ガラス基板２１の上に積層された絶縁層３０とを備えている。
【００４７】
上記絶縁層３０は、例えば約５５０℃程度の比較的低い融点を有する高透過率の透明ガラスにより形成されている。絶縁層３０は、第１絶縁層３１と第２絶縁層３２との２つの層により構成されている。第１絶縁層３１は、ガラス基板２１上に積層されており、第２絶縁層３２は、該第１絶縁層３１上に積層されている。
【００４８】
そして、前面基板１１の第２絶縁層３２と、上記背面基板１２のスペーサ１６の先端とが接続されることにより、放電ガスを気密状に封入するガス封入部１９が形成されている。
【００４９】
上記放電素子２は、前面基板１１に設けられて上記ガス封入部１９の内部で放電を行う２つの放電電極２３，２４と、各放電電極２３，２４に接続されて通電するための配線２５，２６とを備えている。
【００５０】
上記電極２３，２４は、図２に示すように、第１放電電極２３と、第２放電電極２４とにより構成され、それぞれ第２絶縁層３２の上面に設けられている。第１放電電極２３は、アノードに構成される一方、第２放電電極２４は、カソードに構成されている。
【００５１】
上記放電素子２を構成する一組の放電電極２３，２４は、第２絶縁層３２上に複数組設けられ、マトリクス状に配置されている。すなわち、図１に示すように、第２絶縁層３２上には、所定の第１方向Ａに沿って延びる第１放電電極２３の列と、同じ第１方向Ａに延びる第２放電電極２４の列とがそれぞれ設けられている。第１放電電極２３の列と、第２放電電極２４の列とは、第１方向Ａに垂直な第２方向Ｂに、交互に並んで設けられている。
【００５２】
上記配線２５，２６は、第１放電電極２３に接続される第１配線２５と、第２放電電極２４に接続される第２配線２６とにより構成されている。ここで、第１配線２５は、信号配線２５であり、第２配線２６は、走査配線２６である。そして、各配線２５，２６は、ガラス基板２１上で、立体配線構造を構成している。
【００５３】
すなわち、第１配線２５及び第２配線２６は、第１放電電極２３及び第２放電電極２４が設けられている第２絶縁層３２の下側に、配設されている。すなわち、第１配線２５は、第１絶縁層３１とガラス基板２１との間に配設され、第２方向Ｂに沿って延びている。
【００５４】
上記第１放電電極２３の下方には、第１絶縁層３１及び第２絶縁層３２を、積層方向である上下方向に貫通する第１スルーホール３５が形成されている。第１スルーホール３５の内部には、導電性を有する第１接続部２７が充填して設けられている。一方、第２放電電極２４の下方には、第２絶縁層３２を上下方向に貫通する第２スルーホール３６が形成されている。第２スルーホール３６の内部には、導電性を有する第２接続部２８が充填して設けられている。
【００５５】
第１配線２５は、上記第１接続部２７を介して第１放電電極２３に接続されている。一方、第２配線２６は、第１絶縁層３１と第２絶縁層３２との間に配設され、第１方向Ａに沿って延びている。そして、第２配線２６は、上記第２接続部２８を介して第２放電電極２４に接続されている。
【００５６】
上記各接続部２７，２８が接続する放電電極２３，２４と配線２５，２６とは、同一の導電材料により構成され、各放電電極２３，２４と接続部２７，２８とは、一体に形成されている。
【００５７】
そして、第１配線２５には、データドライバ（図示省略）が接続される一方、第２配線２６には、ゲートドライバ（図示省略）が接続されており、各放電素子２をマトリクス駆動するように構成されている。
【００５８】
上記発光素子３は、ガス封入部１９と、該ガス封入部１９の内部に収納された上記放電素子２と、ガス封入部１９内に設けられた上記蛍光体層１８とを備えている。
【００５９】
ガス封入部１９の内部に封入される放電ガスは、放電素子２の放電により紫外線を発生するガスであり、例えばキセノンガス等が適用される。その他に、キセノンガスと、ヘリウム、アルゴン、及びネオン等の希ガスとにより構成される混合ガスを、放電ガスに適用してもよい。このように、混合ガスを放電ガスとすることによって、比較的低い電圧で放電を発生させることが可能となる。そして、放電素子２がガス封入部１９内で放電すると、紫外線が発生する。発光素子３は、この紫外線に蛍光体層１８が反応することにより発光するようになっている。
【００６０】
−製造方法−
次に、放電素子２、発光素子３及び表示装置１の製造方法について説明する。
【００６１】
まず、ガラス基板２１上に、第１配線２５を形成する。すなわち、ガラス基板２１に対し、銀粉体やバインダー材料等を含む銀ペーストを、スクリーン印刷法等により所定のパターンに塗布する。次に、ガラス基板２１上にパターン化された銀ペーストを約１５０℃に加熱して乾燥し、その後、５８０℃程度で焼成することにより導電性が得られる。そして、第１配線２５の膜厚を焼成後で約５μｍとする一方、該第１配線２５の幅を約８０μｍとする。
【００６２】
その後、第１絶縁層３１を形成する。すなわち、セラミックス等のフィラー、有機成分、及び溶剤を含むペースト状の低融点ガラスを、ガラス基板２１上に対し、第１配線２５を被覆するように塗布する。この低融点ガラスの塗布は、スクリーン印刷法や厚膜コーター等により行い、約３０μｍの厚さに形成する。続いて、ガラス基板２１上に塗布された絶縁ペースト膜を、１５０℃程度で乾燥させた後、約５７０℃で焼成することにより、厚さが約１５μｍの第１絶縁層３１が形成される。
【００６３】
次に、第２配線２６を形成する。第２配線２６は、第１絶縁層３１に対し、上記第１配線２５と同様に、銀ペーストをスクリーン印刷等により所定のパターンに塗布し、乾燥させた後に約５７０℃程度で焼成することにより形成する。焼成後の第２配線２６の膜厚は、約５μｍである。
【００６４】
尚、上記各配線２５，２６は、銀に限定されず、導電性が良好なその他の金属を用いることができる。例えば、ニッケル、アルミニウム、銅、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｃｒ、ＩＴＯ等を用いてもよい。また、各配線２５，２６の形成方法もスクリーン印刷法に限定されず、感光性ペースト法や、サンドブラスト法を用いて１μｍ以上の厚膜に形成してもよい。また、スパッタ法や電子ビーム蒸着法を用いて厚さ１μｍ以下の薄膜を形成し、ドライエッチング又はウエットエッチングプロセスにより所定の配線パターンに形成してもよい。
【００６５】
続いて、第２絶縁層３２を形成する。すなわち、上記第１絶縁層３１と同様に、低融点ガラスを、第１絶縁層３１に対して、スクリーン印刷法や厚膜コーター等により塗布し、第２配線２６を被覆する。その後、第１絶縁層３１上に塗布された絶縁ペースト膜を、１５０℃程度で乾燥させた後、約５６０℃で焼成することにより、厚さが約１５μｍの第２絶縁層３２が形成される。
【００６６】
次に、第１スルーホール３５及び第２スルーホール３６を、サンドブラスト法により形成する。すなわち、溶剤分が充分に乾燥して固化した第１絶縁層３１及び第２絶縁層３２に対し、ドライフィルムレジスト（以下、ＤＦＲと呼ぶ）をラミネートし、露光工程、及び現像工程を行う。このことにより、スルーホール３５，３６の形成位置に開口を形成し、該開口をサンドブラスト法で切削することにより、各スルーホール３５，３６を形成する。第１スルーホール３５は、第１絶縁層３１及び第２絶縁層３２の双方を貫通させることにより形成する。第２スルーホール３６は、第２絶縁層３２のみを貫通させることにより形成する。
【００６７】
各スルーホール３５，３６は、直径１００μｍの円状のパターンをＤＦＲで開口し、これをサンドブラストで切削することにより円筒状に形成できるが、四角柱、三角柱、及び円錐状等に形成しても構わない。ただし、各スルーホール３５，３６の下部は、配線２５，２６上において開口していることが必要である。
【００６８】
続いて、第１接続部２７及び第２接続部２８を形成すると共に、第１放電電極２３及び第２放電電極２４を形成する。すなわち、各スルーホール３５，３６に対し、感光性を有する銀ペーストをスクリーン印刷法によりベタパターン印刷する。その結果、各スルーホール３５，３６に銀ペーストを充填すると共に、第２絶縁層３２上にベタ状の導電膜を形成する。その後、該導電膜に対し、露光、現像の工程を行うことにより、各放電電極２３，２４を２００×２００μｍの正方形パターンに形成する。また、該各放電電極２３，２４と各配線２５，２６とを、接続部２７，２８を介して電気的に接続するために、約５５０℃で焼成する。以上のようにして、前面基板１１は製造される。
【００６９】
尚、スルーホール３５，３６に導電性材料を埋め込んで接続部２７，２８を形成する方法は、スクリーン印刷法の他に、サンドブラスト法や電着法等によっても形成することができる。また、各放電電極２３，２４、接続部２７，２８及び配線２５，２６は、必ずしも同じ材料でなくてもよく、接続部２７，２８のスルーホール３５，３６への充填と、放電電極２３，２４の形成とは、別工程で行ってもよい。ただし、同じ材料により同じ工程で形成することが、製造工程を全体として短縮する上で有利である。
【００７０】
また、上記放電電極２３，２４については、表面に六ホウ化ランタン、六ホウ化ガドリニウム又は酸化マグネシウム等の２次電子放出係数が高く、高い耐スパッタ性を有する材料からなる被覆膜を形成してもよい。このような被覆膜は、例えば、電着法やスパッタ法又は電子ビーム蒸着法等により形成することができる。
【００７１】
次に、ガス封入部１９を形成する。すなわち、上記前面基板１１における第１放電電極２３及び第２放電電極２４の周囲に、低融点ガラスを主成分とするフリット材料を塗布する。
【００７２】
続いて、ガス封入部１９の高さ（つまり、放電空間）を規定するスペーサ１６（高さ約２００μｍ）と、ガラス基板１５とを所定の位置に配置し、蛍光体層１８を塗布すると共に約５００℃で焼成する。このことにより、前面基板１１と背面基板１２とがフリット材料によって接合されたガス封入部１９が形成される。その後、ガス封入部１９の内部を真空引きし、放電ガスとしてキセノンを約４０ｋＰａの圧力で気密状に封入する。
【００７３】
−表示装置の作動−
次に、表示装置１の作動について説明する。各画素５の放電素子２には、走査配線２６及び信号配線２５によりそれぞれ通電される。各放電素子２に送られる信号は、ゲートドライバ及びソースドライバにより制御される。その結果、第１放電電極２３と第２放電電極２４との間に、例えば３００Ｖの電位差を付与すると、第２放電電極２４から第１放電電極２３へ向かって放電電流が流れて放電が発生する。図２に示すように、放電は、第２放電電極２４から第１放電電極２３へ向かってアーチ状に発生する。この放電により、ガス封入部１９内のガスから紫外線が発生する。蛍光体層１９は、放電により発生した紫外線に反応して発光する。発光した光は、背面基板１２で反射し、前面基板１１を介して観察者側へ出射する。放電（放電電流）の強度は、各放電電極２３，２４間に印加する電位差の大きさにより調整される。こうして、各画素５をそれぞれ発光させることにより画像の表示が行われる。
【００７４】
−実施形態１の効果−
以上説明したように、この実施形態１によると、第１配線２５及び第２配線２６は、第２絶縁層３２の下側に設けられているので、該配線２５，２６は、第２絶縁層３２の上方の放電空間に対して電気的に絶縁されている。その結果、各配線２５，２６が、放電電極２３，２４間の放電に対して電気的な影響を与えないため、各放電電極２３，２４間の放電を所定の放電領域において集中して行わせることができる。
【００７５】
さらに、上記放電電極２３，２４間の放電がガス封入部１９内において、集中して行われるため、発光素子３の発光にムラが生じず、発光の輝度を高めることができる。したがって、表示装置１として、輝度が高く詳細な表示が可能となり、高い表示画質を得ることができる。
【００７６】
また、ガラス基板２１上に絶縁層３０を設けるようにしたので、２つの配線２５，２６を、１枚の基板１１上に直交する立体配線構造として形成することができ、その結果、マトリクス状に配置された各画素５の放電素子２を個別に制御することが可能となる。
【００７７】
そのことに加えて、放電を行うための電極２３，２４を、１つの基板１１上に全て配置することが可能となるため、対向する２つの基板の双方に放電電極２３，２４を設けるものに比べて、スペーサ１９の高さ精度に拘わらず、該放電電極２３，２４間の間隔を高精度に維持することができる。その結果、表示装置１の画質を高度に維持しつつ画面の大型化を図ることができる。
【００７８】
また、一方の基板１１上に放電電極２３，２４をまとめて形成することにより、他方の基板１２に電極を設けずに簡単な構成としたので、該他方の基板１２を容易に形成することが可能となる。また、その他方の基板１２をソーダガラス基板等の安価な材料により形成することができる。
【００７９】
さらに、例えば、第２放電電極２４に対して−２５０Ｖの電圧をパルス的に印加し続ける一方、第１放電電極２３に印加する電圧を直流の０〜＋１００Ｖと変化させることにより、放電強度を０から滑らかに上昇させることができる。つまり、１００Ｖ以下の比較的低電圧の印加により、放電強度を変化させることができる。
【００８０】
尚、放電強度の制御は、各電極の電位差により制御することも可能であるが、一方の放電電極を接地すると共に、他方の放電電極に印加する電圧値を変化させることによって制御することも可能である。
【００８１】
また、上記実施形態１では、各放電電極２３，２４に対して直流電流を通電するいわゆる直流型のＰＤＰに構成したが、その他に、上記第２絶縁層３２の上に誘電体層を各放電電極２３，２４を覆うように設け、交流型のＰＤＰに構成してもよい。ただし、印加する電圧の低減を図る観点から、直流型のＰＤＰに構成することが望ましい。
【００８２】
（実施形態２）
図３及び図４は、本発明に係る放電素子及びそれを備えた発光素子並びに表示装置の実施形態２を示している。尚、以下の各実施形態において、図１及び図２と同じ部分については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。また、以降の各図において、背面基板１２の図示は省略している。
【００８３】
上記実施形態１では、絶縁層３０を２つの層により構成したのに対し、この実施形態２では、絶縁層３０を１つの絶縁層により構成している。すなわち、前面基板１１は、ガラス基板２１と絶縁層３０とを備え、該絶縁層３０の上面に第１放電電極２３と第２放電電極２４とが設けられている。
【００８４】
第２放電電極２４に接続される第２配線２６は、図３に示すように、絶縁層３０の上面において、所定の第１方向Ａに沿って延びるように設けられている。一方、第１放電電極２３に接続される第１配線２５は、ガラス基板２１と、絶縁層３０との間に配設され、上記第１方向Ａに直交する第２方向Ｂに沿って延びるように設けられている。そして、第１放電電極２３と第１配線２５とは、第１接続部２７を介して接続されている。
【００８５】
この実施形態２に係る表示装置１は、上記実施形態１と同様に形成される。すなわち、ガラス基板２１上に第１配線２５をパターン形成した後に、絶縁層３０を積層する。その後、絶縁層３０に第１スルーホール３５を形成し、第１放電電極２３、第１接続部２７、第２放電電極２４及び第２配線２６をスクリーン印刷等により形成する。
【００８６】
−実施形態２の効果−
したがって、この実施形態２によると、第１配線２５が絶縁層３０の下側に配設されているので、該第１配線２５は、絶縁層３０の上方の放電空間に対して電気的に絶縁されている。その結果、各配線２５，２６が放電に与える影響を、全体として低減させることができる。すなわち、各配線２５，２６の少なくとも１つが絶縁層３０の下側に設けられているため、各配線２５，２６の双方が絶縁層３０の上面（前面基板１１の上面）にある場合に比べて、放電電極２３，２４間の放電を、該放電電極２３，２４間の所定の放電領域のおいて集中して行わせることができる。
【００８７】
（実施形態３）
図５及び図６は、本発明に係る放電素子及びそれを備えた発光素子並びに表示装置の実施形態３を示している。尚、以降の各実施形態において、放電素子２は、上記実施形態１と同様の方法により製造されるため、その詳細な説明は省略する。
【００８８】
この実施形態３では、放電素子２が備える複数の電極２３，２４，４１は、互いの間で放電を行う一対の放電電極２３，２４と、該放電電極２３，２４間の放電状態を制御する制御電極４１とにより構成されている。また、放電素子２が備える複数の配線２５，２６，４３は、第１放電電極２３に接続される第１配線２５と、第２放電電極２４に接続される第２配線２６と、制御電極４１に接続される第３配線４３とにより構成されている。ここで、第１配線２５及び第２配線２６は、走査配線２６に構成される一方、第３配線４３は信号配線２５に構成されている。
【００８９】
すなわち、前面基板１１は、上記実施形態１と同様に、ガラス基板２１上に積層された第１絶縁層３１と、該第１絶縁層３１上に積層された第２絶縁層３２とからなる絶縁層３０を備えている。第２絶縁層３２の上面には、第１放電電極２３と第２放電電極２４とが所定の間隔をおいて設けられている。上記制御電極４１は、第１放電電極２３と第２放電電極２４との間に設けられており、該３つの電極２３，２４，４１は、１つの直線上に配置されている。ここで、各電極２３，２４，４１の大きさは、全て２００×２００μｍであり、各電極２３，２４，４１間の間隔は１００μｍとなっている。
【００９０】
第１放電電極２３、第２放電電極２４及び制御電極４１により構成される一組の電極２３，２４，４１は、第２絶縁層３２上に複数組設けられ、マトリクス状に配置されることにより、アクティブマトリクス駆動可能な表示装置１が構成されている。すなわち、図５に示すように、第２絶縁層３２上には、第１放電電極２３の列と、制御電極４１の列と、第２放電電極２４の列とが、所定の第１方向Ａに沿って延びるように設けられている。一方、第２放電電極２４の列と、制御電極４１の列と、第１放電電極２３の列とは、この順に、第１方向Ａと垂直な第２方向Ｂに並んで設けられている。
【００９１】
第１放電電極２３の下方には第１スルーホール３５が形成されると共に、第２放電電極２４の下方には第２スルーホール３６が形成されている。各スルーホール３５，３６は、それぞれ第２絶縁層３２を上下に貫通するように形成されている。一方、制御電極４１の下方には、第３スルーホール３７が、第２絶縁層３２及び第１絶縁層３１の双方を貫通するように形成されている。
【００９２】
そして、第１スルーホール３５、第２スルーホール３６及び第３スルーホール３７には、それぞれ、第１接続部２７、第２接続部２８、及び第３接続部２９が充填して設けられている。
【００９３】
上記各配線２５，２６，４３は、それぞれ第２絶縁層３２の下側に設けられている。すなわち、第１配線２５及び第２配線２６は、第２絶縁層３２と第１絶縁層３１との間に配設されている。そして、第１配線２５と第１放電電極２３とは、第１接続部２７を介して接続され、第２配線２６と第２放電電極２４とは、第２接続部２８を介して接続されている。一方、第３配線４３は、第１絶縁層３１とガラス基板２１との間に配設されており、第３接続部２９を介して制御電極４１に接続されている。また、図５に示すように、上記第１配線２５及び第２配線２６は、上記第１方向Ａに沿って延びる一方、上記第３配線４３は、上記第２方向Ｂに沿って延びている。
【００９４】
上記第１配線２５及び第２配線２６には、ゲートドライバ（図示省略）が接続される一方、制御電極４１には、データドライバ（図示省略）が接続されている。そして、ゲートドライバにより第１放電電極２３及び第２放電電極２４に対して通電し、該各電極２３，２４に所定の電圧を印加すると共に、データドライバにより制御電極４１に対し通電し、上記第１放電電極と第２放電電極との間における放電の発生や強度を制御するようにしている。
【００９５】
−制御電極による放電の制御−
ここで、制御電極４１による放電電極２３，２４間の放電の制御について説明する。放電が発生している放電電極２３，２４間には、特有の等電位面の分布が形成されている。すなわち、等電位面の間隔は、カソード（第１放電電極２３）の近傍で小さい一方、アノード（第２放電電極２４）の近傍で大きい。
【００９６】
逆に言うと、そのような等電位面の分布が維持されなければ、放電は発生しない。本実施形態では、このような放電現象の特性を利用し、制御電極４１により外部電圧を印加することによって、各放電電極２３，２４間の等電位面の分布を変化させ、放電の発生や強度を制御する。
【００９７】
すなわち、第１放電電極２３と第２放電電極２４との間の電位差が一定であり、放電が発生している場合に、例えば、制御電極４１に印加する電圧を大きくするに従って、放電の強度（放電電流）が徐々に小さくなり、その後、放電が消滅する。
【００９８】
例えば、制御電極４１へ印加する電圧値の範囲を、−１０〜−６０Ｖとすると、放電のオンオフ（発生又は停止）を制御することができる。すなわち、第２放電電極２４に−３００Ｖを印加した状態で、制御電極４１への印加電圧を負電位として大きくしていくと、放電が停止する。
【００９９】
より具体的には、制御電極４１への印加電圧が−１０Ｖのときには、放電が発生し、制御電極４１への印加電圧が−６０Ｖのときには、放電が発生せずに停止する。
【０１００】
また、この放電素子２に対して、次のような電圧印加条件により駆動することもできる。すなわち、第２放電電極２４に対して放電発生用のパルス電圧（−３００Ｖ）を断続的に印加すると共に、制御電極４１に対して放電オンオフ制御用の電圧（−１０Ｖ又は−６０Ｖ）を印加し、第１放電電極２３には放電強度制御用の電圧（０〜−１００Ｖ）を印加する。
【０１０１】
そして、放電を発生させるときには、制御電極４１に−１０Ｖを印加すると共に、所望の放電強度を第１放電電極２３への印加電圧値により制御する。一方、放電を発生させないときには、制御電極４１に−６０Ｖを印加し続ける。
【０１０２】
次に、表示装置１の制御について説明する。所定の制御電極４１に対して−１０Ｖの電圧を印加することにより表示ラインを選択する。この表示ラインの選択と同期して、各放電素子２の第１放電電極２３に対し、画像を表示するために必要な放電強度に対応する電圧を印加する。その結果、各表示ライン毎に第１放電電極２３に所定の電圧を印加することによって、２次元的に任意の画像を表示する。
【０１０３】
−実施形態３の効果−
したがって、この実施形態３によると、上記実施形態１と同様に、各配線２５，２６，４３が、各放電電極２３，２４間の放電領域に対して電気的に絶縁されているため、各放電電極２３，２４間の放電を所定の放電領域において集中して行わせることができる。
【０１０４】
そのことに加えて、制御電極４１により、各放電電極２３，２４間に放電が生じるＯＮ状態と、放電が生じないＯＦＦ状態とに切り換えることができる。さらに、制御電極４１に印加する電位に応じて放電の強さ（放電電流の大きさ）を制御することができ、蛍光体の発光強度を制御して画像の諧調表示が可能となる。
【０１０５】
さらに、各配線２５，２６，４３が、上記放電領域に対して電気的に絶縁されているため、制御電極４１による放電状態の制御を正確に行うことができる。
【０１０６】
また、各放電電極２３，２４と、制御電極４１とを直線上に設けるようにしたので、一対の放電電極２３，２４間のスペースを利用して、制御電極４１を設けることができる。
【０１０７】
さらに、絶縁層３０を介して各放電電極２３，２４及び制御電極４１が立体配線構造を構成しているため、表示装置１の各画素５をアクティブマトリクス駆動することができる。
【０１０８】
（実施形態４）
図７及び図８は、本発明に係る放電素子及びそれを備えた発光素子並びに表示装置の実施形態４を示している。上記実施形態３では、絶縁層３０を２つの層により構成したのに対し、この実施形態４では、絶縁層３０を１つの絶縁層により構成している。すなわち、前面基板１１は、ガラス基板２１と絶縁層３０とを備え、該絶縁層３０の上面に第１放電電極２３、第２放電電極２４及び制御電極４１が設けられている。
【０１０９】
第１放電電極２３に接続される第１配線２５と、第２放電電極２４に接続される第２配線２６とは、図７に示すように、絶縁層３０の上面において、所定の第１方向Ａに沿って延びるように設けられている。一方、制御電極４１に接続される第３配線４３は、ガラス基板２１と、絶縁層３０との間に配設され、上記第１方向Ａに直交する第２方向Ｂに沿って延びるように設けられている。そして、制御電極４１と第３配線４３とは、第３接続部２９を介して接続されている。
【０１１０】
−実施形態４の効果−
したがって、この実施形態４によると、制御電極４１の第３配線４３が絶縁層３０の下側に配設されているので、該第３配線４３は、絶縁層３０の上方の放電空間に対して電気的に絶縁されている。その結果、各配線２５，２６，４３が放電に与える影響を、全体として低減させることができる。したがって、各配線２５，２６，４３の全てが、絶縁層３０又はガラス基板２１の上面にある場合に比べて、放電電極２３，２４間の放電を、該放電電極２３，２４間の所定の放電領域のおいて集中して行わせることができる。
【０１１１】
（実施形態５）
図９及び図１０は、本発明に係る放電素子及びそれを備えた発光素子並びに表示装置の実施形態５を示している。上記実施形態３では、制御電極４１を第１放電電極２３と第２放電電極２４との間に設けたのに対し、この実施形態５では、制御電極４１を、放電電極２３，２４間における放電経路の側方に設けるようにしている。
【０１１２】
すなわち、上記実施形態３と同様に、第１放電電極２３、第２放電電極２４及び制御電極４１は、それぞれ第２絶縁層３２の上面に設けられている。また、第１配線２５及び第２配線２６は、第１絶縁層３１と第２絶縁層３２との間に配設される一方、制御電極４１は、第１絶縁層３１とガラス基板２１との間に配設されている。
【０１１３】
図９に示すように、第１放電電極２３及び第２放電電極２４は、所定の第２方向Ｂに沿って並んでおり、制御電極４１は、各放電電極２３，２４の中心同士を結ぶ線分の側方に設けられている。そして、この制御電極４１によって、放電電極２３，２４間の等電位面の分布を変化させて、放電の発生や強度を制御するようにしている。
【０１１４】
−実施形態５の効果−
したがって、この実施形態５によると、第１放電電極２３、第２放電電極２４及び制御電極４１を、直線状に配置するのではなく、画素の中央にまとめて配置させることができる。すなわち、表示装置１の画素５を、高画質化に適した正方形や長方形等の所望の形状とすることができる。
【０１１５】
尚、上記実施形態３〜５では、放電素子２が１つの制御電極４１を備える場合について説明したが、その他に、複数の制御電極を設けて放電状態を制御するようにしてもよい。
【０１１６】
（実施形態６）
図１１は、本発明に係る放電素子及びそれを備えた発光素子並びに表示装置の実施形態６を示している。この実施形態６では、上記実施形態１において、第１放電電極２３の表面を、凹状に形成したものである。
【０１１７】
すなわち、第１スルーホール３５の内部に充填されている第１接続部２７の上端は、凹状に形成されている。そして、第１放電電極２３は、第１接続部２７の上端の凹形状に沿って設けられることにより、表面に凹状部４２が形成されている。
【０１１８】
本実施形態の放電素子２を製造する場合には、第１スルーホール３５に充填する導電性材料として、焼成時の体積収縮率が例えば４０％程度の導電性ペーストを適用する。そして、第１スルーホール３５に上記導電性ペーストを充填した後に、該導電性ペーストを焼成する。その結果、第１接続部２７の上部表面に、深さ５μｍ程度の凹状部４２が形成される。
【０１１９】
その後、上記凹状部４２の上に、感光性を有する銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布して導電膜を形成し、該導電膜に対して露光、現像の工程を行うことにより、凹状の第１放電電極２３を形成する。
【０１２０】
尚、第１スルーホール３５の深さや内径、導電性材料の体積収縮率を変更することによって、この第１放電電極３５の凹状の度合いを調整することが可能である。
【０１２１】
また、第１接続部２７及び第１放電電極２３の双方を、焼成時の体積収縮率が４０％程度の導電性ペーストにより構成し、上記実施形態１と同様に、スクリーン印刷法等により、第１スルーホール３５に導電性材料を埋め込むと同時に、第１放電電極２３を形成するための導電膜を塗布するようにしてもよい。
【０１２２】
−実施形態６の効果−
したがって、この実施形態６によると、放電電流が、アノードである第２放電電極２４から、カソードである第１放電電極２３へ向かって流れた際に、第１放電電極２３の表面に凹状部４２が形成されているため、ホローカソード効果によって放電の損失を低減することができる。その結果、各放電電極２３，２４間に印加される電圧に対して効率のよい放電を行うことができ、約３０％程度の放電電圧の低減を図ることができる。
【０１２３】
尚、上記各実施形態では、一対の放電電極２３，２４を備える放電素子について説明したが、その他に、３つ以上の複数の放電電極を設けるようにしてもよい。
【０１２４】
また、上記放電素子２を備える表示装置１として、ＰＤＰについて説明したが、本発明の表示装置は、ＰＤＰに限定されるものではない。すなわち、放電素子２をスイッチング素子とすることにより、例えば有機ＥＬ表示装置や、プラズマアドレス液晶表示装置等にも適用することができる。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、複数の電極と配線とを備える放電素子について、配線が放電に与える影響を低減し、電極間の所定の放電領域において放電を集中させることができる。本発明に係る放電素子は、発光素子に好適に用いることができ、特に、表示装置に適用した場合には、輝度が高く詳細な表示が可能となり、高い表示画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の表示装置の一部を示す平面図である。
【図２】実施形態１の放電素子を拡大して示す断面図である。
【図３】実施形態２の表示装置を示す図１相当図である。
【図４】実施形態２の放電素子を示す図２相当図である。
【図５】実施形態３の表示装置を示す図１相当図である。
【図６】実施形態３の放電素子を示す図２相当図である。
【図７】実施形態４の表示装置を示す図１相当図である。
【図８】実施形態４の放電素子を示す図２相当図である。
【図９】実施形態５の表示装置を示す図１相当図である。
【図１０】実施形態５の放電素子を示す図２相当図である。
【図１１】実施形態６の放電素子を示す図２相当図である。
【図１２】従来の放電素子を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１表示装置
２放電素子
３発光素子
５画素
１１前面基板（基板）
１８蛍光体層（蛍光体）
１９ガス封入部
２１ガラス基板（基板層）
２３第１放電電極
２４第２放電電極
２５第１配線（信号配線）
２６第２配線（走査配線）
２７第１接続部
２８第２接続部
２９第３接続部
３０絶縁層
３１第１絶縁層
３２第２絶縁層
４１制御電極
４２凹状部
４３第３配線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge element, a light emitting element including the same, and a display device, and more particularly to a measure for reducing the influence of a wiring of a discharge electrode on a discharge.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a discharge element including a plurality of discharge electrodes provided on a substrate and performing gas discharge between the discharge electrodes has been known. For example, a plasma display (hereinafter, referred to as a PDP) and a plasma addressed liquid crystal device have been known. (PALC) and the like.
[0003]
A display device such as a PDP having the above-described discharge element can be made thinner and lighter than a display (CRT) using a cathode ray tube, which has been mainstream for a long time, and is excellent in space saving. Expectations as a display device are increasing.
[0004]
For example, a reflection-type PDP that is being put to practical use is provided with a front substrate provided with a pair of display electrodes (anode and cathode) and opposed to the front substrate via a rib (spacer). And a back substrate having electrodes (for example, see Patent Document 1). The display electrode and the address electrode constitute a discharge electrode of the discharge element.
[0005]
The front substrate is provided with a dielectric layer covering the display electrodes. Further, a discharge space filled with a gas is provided between the front substrate and the rear substrate, and a phosphor is provided in the discharge space. Then, display is performed by irradiating the phosphor with ultraviolet rays generated by the plasma discharge between the display electrodes.
[0006]
When a predetermined display pixel is selected, a discharge is previously performed between one display electrode and the address electrode, and charged particles of the discharge are left in the dielectric layer of the predetermined display pixel.
[0007]
The distance between the display electrode and the address electrode is determined by the height of the rib between the substrates. The rib height is generally 100 to 200 μm, and is formed by a thick film processing process. However, the variation in the rib height causes the variation in the distance between the display electrode and the address electrode as it is, which causes color unevenness in display. In particular, in the case of a large panel having a display screen with a diagonal length of 20 inches or more, a processing technique with extremely high precision is required.
[0008]
In this regard, in this regard, it is also known to provide a display electrode and an address electrode on one substrate (for example, see Patent Document 2). That is, by providing each discharge electrode on one substrate, it is possible to eliminate variations in the interval between the electrodes.
[0009]
As shown in FIG. 12, the PDP of Patent Document 2 includes substrates 101 and 107 provided to face each other. A pair of display electrodes X and Y extending substantially in parallel are provided on the same plane on the substrate 101, and the display electrodes X and Y are covered with a dielectric layer 104. On the dielectric layer 104, a separator 105 extending in a direction perpendicular to the display electrodes X and Y is provided. The separator 105 is provided with a selection electrode W (address electrode) extending in the length direction thereof.
[0010]
The display electrodes X and Y include electrode portions X1 and Y1 and wiring portions X2 and Y2 functioning as wires for supplying electricity to the electrode portions X1 and Y1. The electrode portion X1 of the display electrode X protrudes from the wiring portion X2 toward the display electrode Y. On the other hand, the electrode portion Y1 of the display electrode Y protrudes from the wiring portion Y2 toward the display electrode X. The electrode portions X1 and Y1 are provided close to each other and are provided in pairs in each pixel region.
[0011]
That is, the electrode portions X1 and Y1 of the display electrodes X and Y constitute a discharge electrode of the discharge electrode. On the other hand, the selection electrode W constitutes a discharge electrode of the discharge element and also constitutes a wiring.
[0012]
Then, in a predetermined pixel region, discharge is performed between the selection electrode W and the electrode portion Y1 of the display electrode Y, so that charged particles are left in the dielectric layer on the electrode portion Y1 and the pixel region is selected. Then, discharge is performed between the electrode portions X1 and Y1.
[0013]
[Patent Document 1]
Tatsuo Uchida, Hiraki Uchiike supervision, "Flat Panel Display Dictionary", Industrial Research Council, December 25, 2001, p. 582, FIG. 2 (b)
[Patent Document 2]
JP-A-63-151997 FIG.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the discharge element of the PDP disclosed in Patent Document 2, a part of the discharge performed between the electrode portions X1 and Y1 in a predetermined pixel region causes another pixel adjacent to the display electrodes X and Y in the longitudinal direction to be adjacent. There is a possibility that the process may be performed on the wiring portions X2 and Y2 in the region.
[0015]
Further, since the selection electrode W extends in a wiring shape over the other plurality of pixels, when the pixel region is selected, not only the discharge to the electrode portion Y1 of the display electrode Y in the predetermined pixel region, There is also a possibility that discharge is caused to the electrode portion Y1 and the like in the adjacent pixel region.
[0016]
As a result, the discharge in the predetermined pixel region affects the pixels adjacent in the length direction of the display electrodes X and Y and the pixels adjacent in the length direction of the selection electrode W. Will drop.
[0017]
In this manner, when the wiring of the discharge element is provided on the same substrate on which the discharge electrode of the discharge element is provided so as to be capable of discharging, the wiring affects the discharge. Therefore, there is a problem that it is difficult to perform discharge between the discharge electrodes only in a predetermined discharge region between the discharge electrodes. This problem becomes more significant as the number of wirings increases.
[0018]
The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide a discharge element in which a plurality of electrodes are provided on the same substrate, a light-emitting element including the same, and a display device. An object of the present invention is to reduce the influence of wiring on discharge and to discharge as concentrated as possible in a predetermined discharge region between electrodes.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a substrate includes an insulating layer, and a plurality of electrodes are provided on an upper surface of the insulating layer, and at least one of wirings of the electrode is connected to an insulating layer provided with the electrode. It was arranged below.
[0020]
Specifically, the invention according to claim 1 includes a plurality of electrodes provided on a substrate, and a wiring connected to each of the electrodes and for supplying a current to each of the electrodes. And a discharge element configured to perform discharge. The substrate includes a substrate layer and an insulating layer laminated on the substrate layer. The electrode is provided on an upper surface of the insulating layer, and at least one of the wirings includes the electrode. It is arranged below the provided insulating layer, and is connected to the electrode via a connection portion that penetrates the insulating layer.
[0021]
According to the above invention, the electrodes provided on the upper surface of the insulating layer are energized through the wiring. At least one of these electrodes is energized from a wiring below the insulating layer via a connection. As a result, discharge occurs between the energized predetermined electrodes.
[0022]
Here, "discharge" is a dielectric breakdown phenomenon that occurs in a gas space filled with gas by applying a voltage between electrodes. In the gas space after the occurrence of the discharge, a plasma state appears, and positive ions and electrons are present in substantially equal amounts.
[0023]
At this time, since at least one of the wirings is provided below the insulating layer and is insulated from the discharge region between the electrodes, the wiring does not affect the discharge. That is, the influence of the plurality of wirings on the discharge can be reduced as a whole. In this case, it is preferable that more wiring be provided below the insulating layer provided with the electrodes. As a result, it is possible to concentrate the discharge in the discharge region between the electrodes.
[0024]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the substrate includes a plurality of insulating layers, and a wiring connected to an electrode via a connection portion is provided between the insulating layers. Is established.
[0025]
According to the present invention, a plurality of electrodes on the insulating layer are energized from the wiring between the insulating layers via the connection portion. That is, since the plurality of wirings are insulated from the discharge region between the electrodes by the insulating layer, the influence of each wiring on the discharge can be further reduced as a whole.
[0026]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the plurality of electrodes are a pair of discharge electrodes performing discharge between each other, and a control electrode controlling a discharge state between the discharge electrodes. It consists of:
[0027]
That is, when a predetermined potential difference is applied between the pair of discharge electrodes, discharge occurs between the discharge electrodes. This discharge is controlled by the control electrode. That is, by applying a predetermined voltage to the control electrode, the electric field between the discharge electrodes is changed, and it is possible to switch between an ON state in which discharge occurs between the discharge electrodes and an OFF state in which no discharge occurs. Further, it is possible to control the intensity of the discharge (the magnitude of the discharge current) according to the magnitude of the voltage applied to the control electrode.
[0028]
Here, the “discharge current” is a current in which a positive ion having a positive charge and an electron having a negative charge serve as carriers in a discharge state (plasma state).
[0029]
In a fourth aspect based on the third aspect, the control electrode is provided between the pair of discharge electrodes.
[0030]
According to the present invention, the discharge between the discharge electrodes is controlled by the control electrode from below the path of the discharge. That is, it is possible to provide the control electrode using the space between the pair of discharge electrodes.
[0031]
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the control electrode is provided on a side of a discharge path between the discharge electrodes.
[0032]
According to the present invention, the discharge between the discharge electrodes is controlled by the control electrode from the side of the path of the discharge. That is, it is possible to arrange these electrodes collectively within a predetermined area instead of arranging them in a straight line.
[0033]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the electrode and the wiring connected to the connection portion are made of the same material, and the electrode and the connection portion are integrally formed. I have.
[0034]
According to the present invention, since the upper end of the connection portion reaching the upper surface of the insulating layer forms an electrode, the connection portion and the electrode can be manufactured simultaneously.
[0035]
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the invention, an electrode connected to the connection portion has a concave surface.
[0036]
According to the present invention, when the electrode having the concave surface is the cathode, the loss of discharge is reduced by the hollow cathode effect, and thus the discharge voltage can be reduced.
[0037]
The invention according to claim 8 is a light-emitting element, wherein the discharge element according to claim 1 or 8, and the discharge element, which is housed therein, is filled with a discharge gas that generates ultraviolet rays by discharging the discharge element. And a phosphor provided in the gas sealing portion and emitting light in response to ultraviolet light.
[0038]
According to the above invention, when a discharge occurs between predetermined electrodes in the gas filling portion, the gas in the gas filling portion reacts by the discharge to generate ultraviolet rays. The phosphor in the gas filling portion emits light in response to the ultraviolet rays. At this time, since the discharge is concentrated in the discharge region between the electrodes, unevenness does not occur in the light emission, and the luminance of the light emission can be increased.
[0039]
The invention according to claim 9 is a display device, wherein each of the plurality of pixels is arranged in a matrix, the light emitting element according to claim 8 provided for each of the pixels, and wiring of electrodes in the light emitting element. It has the configured scanning wiring and signal wiring.
[0040]
According to the above invention, a predetermined light emitting element of each pixel is scanned by energizing it via a scanning wiring, and the scanned light emitting element is energized via a signal wiring to thereby emit the light emitting element. To emit light. That is, display is performed by causing predetermined pixels of the display device to emit light. At this time, since the discharge of each discharge element is performed in a concentrated manner in a predetermined discharge region, high brightness and detailed display can be achieved, and high display image quality can be obtained.
[0041]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
[0042]
(Embodiment 1)
1 and 2 show Embodiment 1 of a discharge element, a light-emitting element including the same, and a display device according to the present invention. FIG. 2 shows a cross section of the light emitting element 3 including the discharge element 2, and FIG. 1 is a plan view showing a part of the display device 1 in which the plurality of light emitting elements 3 are arranged in a matrix. For the sake of explanation, the vertical direction in FIG. 2 is referred to as the vertical direction.
[0043]
As shown in FIG. 2, the display device 1 is a reflective PDP (plasma display) including a front substrate 11 and a rear substrate 12 facing the front substrate 11. As shown in FIG. 1, the display device 1 includes a plurality of pixels 5 arranged in a matrix, a discharge element 2 provided for each pixel 5, and light emission emitted by the discharge of the discharge element 2. The device includes an element 3, and a scanning line 26 and a signal line 25 formed by wiring of the light emitting element 3. When a predetermined pixel 5 is energized through the scanning wiring 26 and the signal wiring 25, the predetermined pixel 5 emits light to perform display. In FIG. 1, illustration of the back substrate 12 is omitted for explanation.
[0044]
As shown in FIG. 2, the rear substrate 12 includes a glass substrate 15 and a plurality of spacers 16 provided on the glass substrate 15. The spacers 16 are formed on the surface of the glass substrate 16 facing the front substrate 11 so as to be arranged in parallel at predetermined intervals. Each of the spacers 16 has a predetermined height, and maintains a constant distance between the glass substrate 15 and the front substrate 11. Then, a plurality of concave grooves 17 are formed in the rear substrate 12 by the plurality of spacers 16.
[0045]
The rear substrate 12 includes a phosphor layer 18 made of a phosphor that emits light in response to ultraviolet light. The phosphor layer 18 is formed along the inner wall surface of the groove 17 so as to form a groove. The phosphor layer 18 emits light of any one of red, green and blue for each of the grooves 17.
[0046]
The front substrate 11 includes a transparent glass substrate 21 which is a substrate layer, and an insulating layer 30 laminated on the glass substrate 21.
[0047]
The insulating layer 30 is made of, for example, transparent glass having a relatively low melting point of about 550 ° C. and a high transmittance. The insulating layer 30 is composed of two layers, a first insulating layer 31 and a second insulating layer 32. The first insulating layer 31 is stacked on the glass substrate 21, and the second insulating layer 32 is stacked on the first insulating layer 31.
[0048]
The second insulating layer 32 of the front substrate 11 is connected to the tip of the spacer 16 of the rear substrate 12 to form a gas sealing portion 19 for sealing the discharge gas in an airtight manner.
[0049]
The discharge element 2 includes two discharge electrodes 23 and 24 provided on the front substrate 11 and performing a discharge inside the gas sealing portion 19, and wirings 25 connected to the respective discharge electrodes 23 and 24 for conducting electricity. 26.
[0050]
As shown in FIG. 2, the electrodes 23 and 24 include a first discharge electrode 23 and a second discharge electrode 24, and are provided on the upper surface of the second insulating layer 32, respectively. The first discharge electrode 23 is configured as an anode, while the second discharge electrode 24 is configured as a cathode.
[0051]
A plurality of sets of discharge electrodes 23 and 24 constituting the discharge element 2 are provided on the second insulating layer 32 and are arranged in a matrix. That is, as shown in FIG. 1, a row of the first discharge electrodes 23 extending in the predetermined first direction A and a row of the second discharge electrodes 24 extending in the same first direction A are formed on the second insulating layer 32. Columns are provided. The columns of the first discharge electrodes 23 and the columns of the second discharge electrodes 24 are provided alternately in a second direction B perpendicular to the first direction A.
[0052]
The wirings 25 and 26 include a first wiring 25 connected to the first discharge electrode 23 and a second wiring 26 connected to the second discharge electrode 24. Here, the first wiring 25 is a signal wiring 25, and the second wiring 26 is a scanning wiring 26. The wirings 25 and 26 form a three-dimensional wiring structure on the glass substrate 21.
[0053]
That is, the first wiring 25 and the second wiring 26 are provided below the second insulating layer 32 on which the first discharge electrode 23 and the second discharge electrode 24 are provided. That is, the first wiring 25 is provided between the first insulating layer 31 and the glass substrate 21 and extends along the second direction B.
[0054]
Below the first discharge electrode 23, a first through hole 35 is formed that penetrates the first insulating layer 31 and the second insulating layer 32 in the vertical direction, which is the lamination direction. The inside of the first through hole 35 is filled with a first connection portion 27 having conductivity. On the other hand, below the second discharge electrode 24, a second through hole 36 penetrating vertically through the second insulating layer 32 is formed. The inside of the second through hole 36 is filled with a second connection portion 28 having conductivity.
[0055]
The first wiring 25 is connected to the first discharge electrode 23 via the first connection part 27. On the other hand, the second wiring 26 is provided between the first insulating layer 31 and the second insulating layer 32 and extends along the first direction A. Further, the second wiring 26 is connected to the second discharge electrode 24 via the second connection part 28.
[0056]
The discharge electrodes 23 and 24 and the wirings 25 and 26 to which the connection portions 27 and 28 are connected are made of the same conductive material, and the discharge electrodes 23 and 24 and the connection portions 27 and 28 are formed integrally. ing.
[0057]
A data driver (not shown) is connected to the first wiring 25, while a gate driver (not shown) is connected to the second wiring 26 so that each discharge element 2 is driven in a matrix. It is configured.
[0058]
The light emitting element 3 includes a gas sealing portion 19, the discharge element 2 housed inside the gas sealing portion 19, and the phosphor layer 18 provided in the gas sealing portion 19.
[0059]
The discharge gas sealed in the gas sealing portion 19 is a gas that generates ultraviolet rays by the discharge of the discharge element 2, and for example, xenon gas or the like is applied. Alternatively, a mixed gas composed of xenon gas and a rare gas such as helium, argon, and neon may be used as the discharge gas. Thus, by using the mixed gas as the discharge gas, it is possible to generate the discharge at a relatively low voltage. When the discharge element 2 discharges in the gas filling portion 19, ultraviolet rays are generated. The light emitting element 3 emits light when the phosphor layer 18 reacts to the ultraviolet light.
[0060]
-Manufacturing method-
Next, a method of manufacturing the discharge element 2, the light emitting element 3, and the display device 1 will be described.
[0061]
First, the first wiring 25 is formed on the glass substrate 21. That is, a silver paste containing silver powder, a binder material, and the like is applied to the glass substrate 21 in a predetermined pattern by a screen printing method or the like. Next, the silver paste patterned on the glass substrate 21 is heated to about 150 ° C., dried, and then fired at about 580 ° C., thereby obtaining conductivity. The thickness of the first wiring 25 is about 5 μm after firing, while the width of the first wiring 25 is about 80 μm.
[0062]
After that, the first insulating layer 31 is formed. That is, paste-like low-melting glass containing a filler such as ceramics, an organic component, and a solvent is applied onto the glass substrate 21 so as to cover the first wiring 25. This low-melting glass is applied by a screen printing method, a thick film coater or the like, and is formed to a thickness of about 30 μm. Subsequently, the insulating paste film applied on the glass substrate 21 is dried at about 150 ° C., and then baked at about 570 ° C., thereby forming the first insulating layer 31 having a thickness of about 15 μm.
[0063]
Next, the second wiring 26 is formed. The second wiring 26 is formed by applying a silver paste to the first insulating layer 31 in a predetermined pattern by screen printing or the like in the same manner as the first wiring 25, drying and firing at about 570 ° C. Form. The thickness of the second wiring 26 after firing is about 5 μm.
[0064]
The wirings 25 and 26 are not limited to silver, and other metals having good conductivity can be used. For example, nickel, aluminum, copper, Cr-Cu-Cr, ITO, or the like may be used. The method of forming the wirings 25 and 26 is not limited to the screen printing method, and the wirings 25 and 26 may be formed to a thickness of 1 μm or more by using a photosensitive paste method or a sandblast method. Alternatively, a thin film having a thickness of 1 μm or less may be formed by a sputtering method or an electron beam evaporation method, and may be formed into a predetermined wiring pattern by a dry etching or wet etching process.
[0065]
Subsequently, a second insulating layer 32 is formed. That is, similarly to the first insulating layer 31, low-melting glass is applied to the first insulating layer 31 by a screen printing method, a thick film coater, or the like to cover the second wiring 26. Thereafter, the insulating paste film applied on the first insulating layer 31 is dried at about 150 ° C., and then baked at about 560 ° C. to form the second insulating layer 32 having a thickness of about 15 μm. .
[0066]
Next, the first through hole 35 and the second through hole 36 are formed by a sand blast method. That is, a dry film resist (hereinafter, referred to as DFR) is laminated on the first insulating layer 31 and the second insulating layer 32 in which the solvent is sufficiently dried and solidified, and an exposure step and a development step are performed. Thus, an opening is formed at the position where the through holes 35 and 36 are formed, and the through holes 35 and 36 are formed by cutting the openings by sandblasting. The first through hole 35 is formed by penetrating both the first insulating layer 31 and the second insulating layer 32. The second through hole 36 is formed by penetrating only the second insulating layer 32.
[0067]
Each of the through holes 35 and 36 can be formed in a cylindrical shape by opening a circular pattern having a diameter of 100 μm by DFR and cutting the same by sandblasting. I do not care. However, the lower portions of the through holes 35 and 36 need to be opened on the wirings 25 and 26.
[0068]
Subsequently, the first connection portion 27 and the second connection portion 28 are formed, and the first discharge electrode 23 and the second discharge electrode 24 are formed. That is, a photosensitive silver paste is printed in a solid pattern on each of the through holes 35 and 36 by a screen printing method. As a result, the through holes 35 and 36 are filled with a silver paste, and a solid conductive film is formed on the second insulating layer 32. After that, the conductive film is subjected to exposure and development steps to form the discharge electrodes 23 and 24 in a 200 × 200 μm square pattern. In addition, firing is performed at about 550 ° C. in order to electrically connect the respective discharge electrodes 23 and 24 and the respective wirings 25 and 26 via the connection portions 27 and 28. As described above, the front substrate 11 is manufactured.
[0069]
The connection portions 27 and 28 may be formed by embedding a conductive material in the through holes 35 and 36, in addition to the screen printing method, by a sand blast method, an electrodeposition method, or the like. Further, the discharge electrodes 23 and 24, the connection portions 27 and 28, and the wirings 25 and 26 may not necessarily be made of the same material, and the filling of the connection portions 27 and 28 into the through holes 35 and 36 and the discharge electrodes 23 and 24 may be performed in a separate step. However, forming the same material in the same step is advantageous in shortening the manufacturing process as a whole.
[0070]
In addition, a coating film made of a material having a high secondary electron emission coefficient such as lanthanum hexaboride, gadolinium hexaboride, or magnesium oxide and having high sputter resistance is formed on the surfaces of the discharge electrodes 23 and 24. May be. Such a coating film can be formed by, for example, an electrodeposition method, a sputtering method, an electron beam evaporation method, or the like.
[0071]
Next, the gas filling portion 19 is formed. That is, a frit material mainly composed of low melting point glass is applied around the first discharge electrode 23 and the second discharge electrode 24 on the front substrate 11.
[0072]
Subsequently, the spacer 16 (height: about 200 μm) that defines the height (that is, the discharge space) of the gas filling portion 19 and the glass substrate 15 are arranged at predetermined positions, and the phosphor layer 18 is applied and the glass substrate 15 is applied. Bake at 500 ° C. As a result, a gas filled portion 19 in which the front substrate 11 and the rear substrate 12 are joined by the frit material is formed. Thereafter, the inside of the gas sealing portion 19 is evacuated, and xenon as a discharge gas is hermetically sealed at a pressure of about 40 kPa.
[0073]
-Operation of display device-
Next, the operation of the display device 1 will be described. The discharge element 2 of each pixel 5 is energized by the scanning wiring 26 and the signal wiring 25, respectively. A signal sent to each discharge element 2 is controlled by a gate driver and a source driver. As a result, when a potential difference of, for example, 300 V is applied between the first discharge electrode 23 and the second discharge electrode 24, a discharge current flows from the second discharge electrode 24 to the first discharge electrode 23 to generate a discharge. . As shown in FIG. 2, the discharge occurs in an arch shape from the second discharge electrode 24 to the first discharge electrode 23. Due to this discharge, ultraviolet rays are generated from the gas in the gas sealing portion 19. The phosphor layer 19 emits light in response to ultraviolet light generated by the discharge. The emitted light is reflected by the rear substrate 12 and emitted to the observer via the front substrate 11. The intensity of the discharge (discharge current) is adjusted by the magnitude of the potential difference applied between the discharge electrodes 23 and 24. Thus, an image is displayed by causing each pixel 5 to emit light.
[0074]
-Effects of Embodiment 1-
As described above, according to the first embodiment, since the first wiring 25 and the second wiring 26 are provided below the second insulating layer 32, the wirings 25 and 26 are formed on the second insulating layer. It is electrically insulated from the discharge space above 32. As a result, the wires 25 and 26 do not electrically affect the discharge between the discharge electrodes 23 and 24, so that the discharge between the discharge electrodes 23 and 24 is concentrated in a predetermined discharge region. be able to.
[0075]
Further, since the discharge between the discharge electrodes 23 and 24 is performed intensively in the gas filling portion 19, the light emission of the light emitting element 3 is not uneven, and the luminance of the light emission can be increased. Therefore, as the display device 1, a high-luminance and detailed display can be performed, and a high display image quality can be obtained.
[0076]
In addition, since the insulating layer 30 is provided on the glass substrate 21, the two wirings 25 and 26 can be formed as a three-dimensional wiring structure orthogonal to one substrate 11, and as a result, are formed in a matrix. It is possible to individually control the discharge elements 2 of each of the arranged pixels 5.
[0077]
In addition, the electrodes 23 and 24 for performing discharge can all be arranged on one substrate 11, so that the discharge electrodes 23 and 24 are provided on both of two opposing substrates. In comparison, regardless of the height accuracy of the spacer 19, the interval between the discharge electrodes 23 and 24 can be maintained with high accuracy. As a result, it is possible to increase the size of the screen while maintaining the image quality of the display device 1 at a high level.
[0078]
Further, since the discharge electrodes 23 and 24 are collectively formed on one of the substrates 11, the electrodes are not provided on the other substrate 12, so that the other substrate 12 can be easily formed. It becomes possible. Further, the other substrate 12 can be formed of an inexpensive material such as a soda glass substrate.
[0079]
Further, for example, while the voltage of −250 V is continuously applied to the second discharge electrode 24 in a pulsed manner, the voltage applied to the first discharge electrode 23 is changed from DC 0 to +100 V to reduce the discharge intensity to 0. Can be raised smoothly. That is, the discharge intensity can be changed by applying a relatively low voltage of 100 V or less.
[0080]
The discharge intensity can be controlled by the potential difference between the electrodes, but it can also be controlled by grounding one discharge electrode and changing the voltage applied to the other discharge electrode. It is.
[0081]
Further, in the first embodiment, a so-called DC type PDP in which a DC current is applied to each of the discharge electrodes 23 and 24 is configured. In addition, a dielectric layer is formed on the second insulating layer 32 by each discharge. An AC-type PDP may be provided to cover the electrodes 23 and 24. However, from the viewpoint of reducing the applied voltage, it is desirable to configure the DC-type PDP.
[0082]
(Embodiment 2)
3 and 4 show Embodiment 2 of a discharge element, a light emitting element including the same, and a display device according to the present invention. In the following embodiments, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In each of the following drawings, the illustration of the back substrate 12 is omitted.
[0083]
In the first embodiment, the insulating layer 30 is constituted by two layers, whereas in the second embodiment, the insulating layer 30 is constituted by one insulating layer. That is, the front substrate 11 includes the glass substrate 21 and the insulating layer 30, and the first discharge electrode 23 and the second discharge electrode 24 are provided on the upper surface of the insulating layer 30.
[0084]
The second wiring 26 connected to the second discharge electrode 24 is provided on the upper surface of the insulating layer 30 so as to extend along a predetermined first direction A, as shown in FIG. On the other hand, the first wiring 25 connected to the first discharge electrode 23 is provided between the glass substrate 21 and the insulating layer 30 so as to extend along the second direction B orthogonal to the first direction A. It is provided in. Then, the first discharge electrode 23 and the first wiring 25 are connected via the first connection part 27.
[0085]
The display device 1 according to the second embodiment is formed similarly to the first embodiment. That is, after the first wiring 25 is patterned on the glass substrate 21, the insulating layer 30 is laminated. After that, a first through hole 35 is formed in the insulating layer 30, and the first discharge electrode 23, the first connection portion 27, the second discharge electrode 24, and the second wiring 26 are formed by screen printing or the like.
[0086]
-Effect of Embodiment 2-
Therefore, according to the second embodiment, since the first wiring 25 is provided below the insulating layer 30, the first wiring 25 is electrically insulated from the discharge space above the insulating layer 30. Have been. As a result, the influence of the wirings 25 and 26 on the discharge can be reduced as a whole. That is, since at least one of the wirings 25 and 26 is provided below the insulating layer 30, compared to the case where both of the wirings 25 and 26 are on the upper surface of the insulating layer 30 (the upper surface of the front substrate 11). The discharge between the discharge electrodes 23 and 24 can be concentrated in a predetermined discharge area between the discharge electrodes 23 and 24.
[0087]
(Embodiment 3)
5 and 6 show a third embodiment of a discharge element, a light-emitting element including the same, and a display device according to the present invention. In each of the following embodiments, the discharge element 2 is manufactured by the same method as that of the first embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted.
[0088]
In the third embodiment, the plurality of electrodes 23, 24, and 41 included in the discharge element 2 control a pair of discharge electrodes 23 and 24 that discharge between each other, and a discharge state between the discharge electrodes 23 and 24. And a control electrode 41. The plurality of wirings 25, 26, and 43 included in the discharge element 2 include a first wiring 25 connected to the first discharge electrode 23, a second wiring 26 connected to the second discharge electrode 24, and a control electrode 41. And the third wiring 43 connected to the third wiring 43. Here, the first wiring 25 and the second wiring 26 are configured as the scanning wiring 26, while the third wiring 43 is configured as the signal wiring 25.
[0089]
That is, the front substrate 11 includes an insulating layer composed of the first insulating layer 31 laminated on the glass substrate 21 and the second insulating layer 32 laminated on the first insulating layer 31, as in the first embodiment. A layer 30 is provided. On the upper surface of the second insulating layer 32, a first discharge electrode 23 and a second discharge electrode 24 are provided at a predetermined interval. The control electrode 41 is provided between the first discharge electrode 23 and the second discharge electrode 24, and the three electrodes 23, 24, 41 are arranged on one straight line. Here, the size of each of the electrodes 23, 24, 41 is 200 × 200 μm, and the interval between the electrodes 23, 24, 41 is 100 μm.
[0090]
A plurality of sets of electrodes 23, 24, 41 composed of the first discharge electrode 23, the second discharge electrode 24, and the control electrode 41 are provided on the second insulating layer 32 and arranged in a matrix. And a display device 1 capable of active matrix driving. That is, as shown in FIG. 5, on the second insulating layer 32, a row of the first discharge electrodes 23, a row of the control electrodes 41, and a row of the second discharge electrodes 24 are arranged in a predetermined first direction A. Is provided so as to extend along. On the other hand, the row of the second discharge electrodes 24, the row of the control electrodes 41, and the row of the first discharge electrodes 23 are provided in this order in the second direction B perpendicular to the first direction A.
[0091]
A first through hole 35 is formed below the first discharge electrode 23, and a second through hole 36 is formed below the second discharge electrode 24. Each of the through holes 35 and 36 is formed to penetrate the second insulating layer 32 vertically. On the other hand, below the control electrode 41, a third through hole 37 is formed so as to penetrate both the second insulating layer 32 and the first insulating layer 31.
[0092]
The first through-hole 35, the second through-hole 36, and the third through-hole 37 are filled with a first connection portion 27, a second connection portion 28, and a third connection portion 29, respectively. .
[0093]
Each of the wirings 25, 26, and 43 is provided below the second insulating layer 32, respectively. That is, the first wiring 25 and the second wiring 26 are provided between the second insulating layer 32 and the first insulating layer 31. Then, the first wiring 25 and the first discharge electrode 23 are connected via a first connection part 27, and the second wiring 26 and the second discharge electrode 24 are connected via a second connection part 28. I have. On the other hand, the third wiring 43 is provided between the first insulating layer 31 and the glass substrate 21 and is connected to the control electrode 41 via the third connection part 29. Further, as shown in FIG. 5, the first wiring 25 and the second wiring 26 extend along the first direction A, while the third wiring 43 extends along the second direction B. .
[0094]
A gate driver (not shown) is connected to the first wiring 25 and the second wiring 26, while a data driver (not shown) is connected to the control electrode 41. Then, a current is applied to the first discharge electrode 23 and the second discharge electrode 24 by the gate driver, a predetermined voltage is applied to the electrodes 23 and 24, and a current is applied to the control electrode 41 by the data driver. The generation and intensity of discharge between the first discharge electrode and the second discharge electrode are controlled.
[0095]
−Discharge control by control electrode−
Here, control of discharge between the discharge electrodes 23 and 24 by the control electrode 41 will be described. A specific distribution of equipotential surfaces is formed between the discharge electrodes 23 and 24 where the discharge occurs. That is, the interval between the equipotential surfaces is small near the cathode (first discharge electrode 23), and large near the anode (second discharge electrode 24).
[0096]
Conversely, if such an equipotential surface distribution is not maintained, no discharge occurs. In the present embodiment, the distribution of the equipotential surface between each of the discharge electrodes 23 and 24 is changed by applying an external voltage by the control electrode 41 by utilizing the characteristics of such a discharge phenomenon, and the generation and the intensity of the discharge are performed. Control.
[0097]
That is, when the potential difference between the first discharge electrode 23 and the second discharge electrode 24 is constant and a discharge is occurring, for example, as the voltage applied to the control electrode 41 is increased, the discharge intensity ( (Discharge current) gradually decreases, after which the discharge disappears.
[0098]
For example, when the range of the voltage value applied to the control electrode 41 is -10 to -60 V, the on / off (generation or stop) of the discharge can be controlled. That is, when the voltage applied to the control electrode 41 is increased as a negative potential in a state where -300 V is applied to the second discharge electrode 24, the discharge stops.
[0099]
More specifically, when the voltage applied to the control electrode 41 is -10 V, a discharge occurs, and when the voltage applied to the control electrode 41 is -60 V, the discharge stops without generating a discharge.
[0100]
The discharge element 2 can be driven under the following voltage application conditions. That is, a pulse voltage (−300 V) for generating a discharge is intermittently applied to the second discharge electrode 24, and a voltage (−10 V or −60 V) for controlling the discharge on / off is applied to the control electrode 41. A voltage (0 to -100 V) for controlling the discharge intensity is applied to the first discharge electrode 23.
[0101]
When a discharge is generated, -10 V is applied to the control electrode 41, and a desired discharge intensity is controlled by a voltage value applied to the first discharge electrode 23. On the other hand, when no discharge is generated, -60 V is continuously applied to the control electrode 41.
[0102]
Next, control of the display device 1 will be described. A display line is selected by applying a voltage of −10 V to a predetermined control electrode 41. In synchronization with the selection of the display line, a voltage corresponding to a discharge intensity required for displaying an image is applied to the first discharge electrode 23 of each discharge element 2. As a result, an arbitrary image is displayed two-dimensionally by applying a predetermined voltage to the first discharge electrode 23 for each display line.
[0103]
-Effect of Embodiment 3-
Therefore, according to the third embodiment, the wirings 25, 26, and 43 are electrically insulated from the discharge region between the discharge electrodes 23 and 24, as in the first embodiment. The discharge between the electrodes 23 and 24 can be concentrated in a predetermined discharge region.
[0104]
In addition, the control electrode 41 can switch between an ON state in which a discharge occurs between the discharge electrodes 23 and 24 and an OFF state in which no discharge occurs. Further, the intensity of the discharge (the magnitude of the discharge current) can be controlled in accordance with the potential applied to the control electrode 41, and the light emission intensity of the phosphor can be controlled to enable the gradation display of the image.
[0105]
Furthermore, since each of the wirings 25, 26, and 43 is electrically insulated from the discharge region, the control of the control electrode 41 to control the discharge state can be performed accurately.
[0106]
In addition, since the respective discharge electrodes 23 and 24 and the control electrode 41 are provided on a straight line, the control electrode 41 can be provided by utilizing the space between the pair of discharge electrodes 23 and 24.
[0107]
Furthermore, since the discharge electrodes 23 and 24 and the control electrode 41 form a three-dimensional wiring structure via the insulating layer 30, each pixel 5 of the display device 1 can be driven in an active matrix.
[0108]
(Embodiment 4)
7 and 8 show a fourth embodiment of a discharge element, a light-emitting element including the same, and a display device according to the present invention. In the third embodiment, the insulating layer 30 is constituted by two layers, whereas in the fourth embodiment, the insulating layer 30 is constituted by one insulating layer. That is, the front substrate 11 includes the glass substrate 21 and the insulating layer 30, and the first discharge electrode 23, the second discharge electrode 24, and the control electrode 41 are provided on the upper surface of the insulating layer 30.
[0109]
As shown in FIG. 7, the first wiring 25 connected to the first discharge electrode 23 and the second wiring 26 connected to the second discharge electrode 24 are formed on the upper surface of the insulating layer 30 in a predetermined first direction. A is provided so as to extend along A. On the other hand, the third wiring 43 connected to the control electrode 41 is provided between the glass substrate 21 and the insulating layer 30, and is provided so as to extend along the second direction B orthogonal to the first direction A. Has been. The control electrode 41 and the third wiring 43 are connected via the third connection part 29.
[0110]
-Effects of Embodiment 4-
Therefore, according to the fourth embodiment, since the third wiring 43 of the control electrode 41 is disposed below the insulating layer 30, the third wiring 43 is disposed between the discharge space above the insulating layer 30. It is electrically insulated. As a result, the influence of the wirings 25, 26, and 43 on the discharge can be reduced as a whole. Therefore, compared to the case where all of the wirings 25, 26, 43 are on the upper surface of the insulating layer 30 or the glass substrate 21, the discharge between the discharge electrodes 23, 24 can be performed with a predetermined discharge between the discharge electrodes 23, 24. It is possible to concentrate on the area.
[0111]
(Embodiment 5)
9 and 10 show Embodiment 5 of a discharge element, a light emitting element including the same, and a display device according to the present invention. In the third embodiment, the control electrode 41 is provided between the first discharge electrode 23 and the second discharge electrode 24. In the fifth embodiment, the control electrode 41 is provided between the discharge electrodes 23 and 24. It is provided on the side of the route.
[0112]
That is, similarly to the third embodiment, the first discharge electrode 23, the second discharge electrode 24, and the control electrode 41 are provided on the upper surface of the second insulating layer 32, respectively. The first wiring 25 and the second wiring 26 are provided between the first insulating layer 31 and the second insulating layer 32, while the control electrode 41 is connected between the first insulating layer 31 and the glass substrate 21. It is located between them.
[0113]
As shown in FIG. 9, the first discharge electrode 23 and the second discharge electrode 24 are arranged along a predetermined second direction B, and the control electrode 41 is a line connecting the centers of the respective discharge electrodes 23 and 24. It is provided on the side of the minute. The distribution of the equipotential surface between the discharge electrodes 23 and 24 is changed by the control electrode 41 to control the generation and intensity of the discharge.
[0114]
-Effects of Embodiment 5-
Therefore, according to the fifth embodiment, the first discharge electrode 23, the second discharge electrode 24, and the control electrode 41 can be collectively arranged at the center of the pixel instead of being arranged linearly. That is, the pixel 5 of the display device 1 can have a desired shape such as a square or a rectangle suitable for high image quality.
[0115]
In the third to fifth embodiments, the case where the discharge element 2 includes one control electrode 41 has been described. However, a plurality of control electrodes may be provided to control the discharge state.
[0116]
(Embodiment 6)
FIG. 11 shows a sixth embodiment of a discharge element, a light-emitting element including the same, and a display device according to the present invention. In the sixth embodiment, the surface of the first discharge electrode 23 in the first embodiment is formed in a concave shape.
[0117]
That is, the upper end of the first connection portion 27 filled in the first through hole 35 is formed in a concave shape. The first discharge electrode 23 is provided along the concave shape at the upper end of the first connection portion 27, so that a concave portion 42 is formed on the surface.
[0118]
When manufacturing the discharge element 2 of the present embodiment, a conductive paste having a volume shrinkage ratio of about 40% at the time of firing is applied as a conductive material to be filled in the first through holes 35. After filling the first through hole 35 with the conductive paste, the conductive paste is fired. As a result, a concave portion 42 having a depth of about 5 μm is formed on the upper surface of the first connection portion 27.
[0119]
Thereafter, a photosensitive silver paste is applied on the concave portion 42 by a screen printing method to form a conductive film, and the conductive film is exposed and developed to thereby form the concave first portion. The discharge electrode 23 is formed.
[0120]
Note that the degree of the concave shape of the first discharge electrode 35 can be adjusted by changing the depth and inner diameter of the first through hole 35 and the volume shrinkage of the conductive material.
[0121]
In addition, both the first connection portion 27 and the first discharge electrode 23 are made of a conductive paste having a volume shrinkage of about 40% during firing, and the second connection portion 27 and the first discharge electrode 23 are formed by a screen printing method or the like as in the first embodiment. A conductive material for forming the first discharge electrode 23 may be applied at the same time as the conductive material is embedded in the one through hole 35.
[0122]
-Effects of Embodiment 6-
Therefore, according to the sixth embodiment, when the discharge current flows from the second discharge electrode 24 as the anode to the first discharge electrode 23 as the cathode, the concave portion 42 is formed on the surface of the first discharge electrode 23. Is formed, the loss of discharge can be reduced by the hollow cathode effect. As a result, efficient discharge can be performed with respect to the voltage applied between the discharge electrodes 23 and 24, and the discharge voltage can be reduced by about 30%.
[0123]
In each of the above embodiments, the discharge element including the pair of discharge electrodes 23 and 24 has been described. Alternatively, three or more discharge electrodes may be provided.
[0124]
Although the PDP is described as the display device 1 including the discharge element 2, the display device of the present invention is not limited to the PDP. That is, by using the discharge element 2 as a switching element, the present invention can be applied to, for example, an organic EL display device, a plasma addressed liquid crystal display device, and the like.
[0125]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, for a discharge element including a plurality of electrodes and a wiring, the influence of the wiring on the discharge can be reduced, and the discharge can be concentrated in a predetermined discharge region between the electrodes. The discharge element according to the present invention can be suitably used for a light-emitting element. In particular, when applied to a display device, a high-luminance, detailed display can be performed, and high display image quality can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view illustrating a part of a display device according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a discharge element according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 1, illustrating a display device according to a second embodiment.
FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 2, showing a discharge element according to a second embodiment.
FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 1, illustrating a display device according to a third embodiment.
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing a discharge element of a third embodiment.
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a display device according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 2, showing a discharge element according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 1 showing a display device according to a fifth embodiment.
FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 2, showing a discharge element of a fifth embodiment.
FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 2, showing a discharge element of a sixth embodiment.
FIG. 12 is a perspective view schematically showing a conventional discharge element.
[Explanation of symbols]
1 Display device
2 Discharge element
3 Light-emitting element
5 pixels
11 Front board (board)
18 phosphor layer (phosphor)
19 Gas filling section
21 Glass substrate (substrate layer)
23 1st discharge electrode
24 Second discharge electrode
25 First wiring (signal wiring)
26 Second wiring (scanning wiring)
27 1st connection part
28 Second connection part
29 Third connection
30 insulating layer
31 First insulating layer
32 Second insulating layer
41 Control electrode
42 concave part
43 Third wiring

Claims

A plurality of electrodes provided on the substrate,
A wiring connected to each of the electrodes, for supplying a current to each of the electrodes,
A discharge element configured to discharge between at least two of said electrodes,
The substrate includes a substrate layer and an insulating layer stacked on the substrate layer,
The electrode is provided on the upper surface of the insulating layer,
A discharge element, wherein at least one of the wirings is provided below an insulating layer provided with the electrode, and is connected to the electrode via a connection portion that penetrates the insulating layer.

In claim 1,
The substrate includes a plurality of insulating layers,
A discharge element, wherein a wiring connected to an electrode via a connection portion is provided between the insulating layers.

In claim 1 or 2,
The discharge element according to claim 1, wherein the plurality of electrodes include a pair of discharge electrodes that discharge between each other, and a control electrode that controls a discharge state between the discharge electrodes.

In claim 3,
A discharge element, wherein the control electrode is provided between a pair of discharge electrodes.

In claim 3,
The discharge element, wherein the control electrode is provided on a side of a discharge path between the discharge electrodes.

In claim 1 or 2,
The electrode and the wiring connected by the connection portion are made of the same material,
The discharge element, wherein the electrode and the connection portion are integrally formed.

In claim 6,
A discharge element, wherein an electrode connected to the connection portion has a concave surface.

A discharge element according to claim 1,
A gas enclosing section in which the discharge element is housed and in which a discharge gas that generates ultraviolet rays by discharging the discharge element is sealed,
A light-emitting element, wherein the light-emitting element is provided in the gas sealing portion and emits light in response to ultraviolet light.

A plurality of pixels arranged in a matrix,
9. The light emitting device according to claim 8, wherein the light emitting device is provided for each of the pixels.
A display device, comprising: a scanning wiring and a signal wiring each formed by wiring of an electrode in the light emitting element.