JP3264027B2 - 放電セル及びその製造方法 - Google Patents

放電セル及びその製造方法

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JP3264027B2 JP5966493A JP5966493A JP3264027B2 JP 3264027 B2 JP3264027 B2 JP 3264027B2 JP 5966493 A JP5966493 A JP 5966493A JP 5966493 A JP5966493 A JP 5966493A JP 3264027 B2 JP3264027 B2 JP 3264027B2
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    • H01J2217/402Multiple switches
    • H01J2217/4025Multiple switches for addressing electro-optical devices, i.e. LCD's

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明はプラズマアドレス表示装
置等に組み込まれる放電セル及びその製造方法に関す
る。より詳しくは、直線状の放電チャネルを有する放電
セルの電極構造及びその形成方法に関する。

【0002】

【従来の技術】直線状の放電チャネルを有する放電セル
を組み込んだ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。本発明の背景を明らかにする為、図5を参照して
従来の構造を簡潔に説明する。プラズマアドレス表示装
置は表示セル51と放電セル52と両者の間に介在する
中間基板53とを積層した構造を有する。表示セル51
は上側のガラス基板54を用いて構成されており、その
内側主面には列方向に沿って複数本の信号電極Dが互い
に平行に形成されている。ガラス基板54はスペーサ5
5を用いて所定の間隙を介し中間基板53に接着されて
いる。間隙内には液晶層56が充填されている。一方放
電セル52は下側のガラス基板57を用いて構成されて
いる。基板57の内側主面上には信号電極Dに直交して
行方向に延在するプラズマ電極58が形成されている。
このプラズマ電極58は交互に陽極A及び陰極Kとして
機能する。プラズマ電極58の上に沿って隔壁59が形
成されている。隔壁59の頂部は中間基板53に当接し
ておりスペーサとしての役割を果たす。下側のガラス基
板57はシール材60を用いて中間基板53に接着され
ている。両者の間には気密封止された空間が形成され
る。この空間はストライプ状の隔壁59によって区画さ
れており、個々に行走査単位となる放電チャネル61を
構成する。個々の放電チャネル61内にはイオン化可能
なガスが封入されている。

【0003】図6は従来の放電セルの電極構造を示す模
式的な斜視図である。基板101の表面にストライプ状
にパタニングされた電極102が形成されている。複数
のストライプ電極102はピッチPで配列されていると
ともに、個々に幅寸法W1を有する。各ストライプ電極
102の上には隔壁103が形成されている。複数のス
トライプ状隔壁103も同一のピッチPで配列されてい
るとともに、個々の幅寸法W2はストライプ電極102
の幅寸法W1よりも小さく設定されている。

【0004】

【発明が解決しようとする課題】図6に対して、ピッチ
ずれの生じた状態を示す図7を参照して発明が解決しよ
うとする課題を説明する。図7に示したストライプパタ
ンは一般にマスクを用いて形成される。電極102と隔
壁103は本来同一のパタン配列ピッチPを有するが異
なる幅寸法W1及びW2を有している。従って、従来電
極102の形成に用いるマスクと隔壁103の形成に用
いるマスクは異なるものが用いられていた。この場合電
極102及び隔壁103を互いに整合させる為に、両方
のマスクは互いに等しいストライプパタンピッチを有し
且つ互いに正確にアライメントされる。

【0005】電極や隔壁の形成には通常スクリーンマス
クによる厚膜印刷法が用いられる。スクリーンマスクは
フレームにスクリーンメッシュをテンションをかけて貼
ったものである。感光剤の塗布されたスクリーンメッシ
ュに対してフォトリソグラフィを適用し所定のマスクパ
タンを形成する。しかしながらテンョンがかかっている
為、異なるスクリーンマスクの間でストライプパタンの
ピッチPを完全に同一に設定する事は困難であり、実際
には一定のピッチ誤差ΔPが含まれている。加えて、厚
膜印刷を行なう際にはスキージによりスクリーンマスク
に圧力が加わり変形する。個々のスクリーンマスクによ
り変形の度合が微妙に異なり実際に印刷されたストライ
プパタンのピッチは目標値から偏る。この為、下層の電
極102及び上層の隔壁103を正確に整合する事は実
際上困難であり、所謂ピッチずれが生じるという課題が
あった。

【0006】電極と隔壁の間に相対的な位置ずれがある
と放電セルの動作が不安定になるという問題が発生す
る。この点につき、図8を参照して具体的な寸法を挙げ
簡潔に説明する。(A)は位置ずれのない状態を示して
いる。プラズマ電極151は交互に陽極A、陰極Kとし
て機能し例えば410μmのピッチで基板152上に配
列されている。各プラズマ電極の上に隔壁153が重ね
て形成されている。隔壁の幅寸法は120μmに設定さ
れており、プラズマ電極151の幅寸法は300μmに
設定されている。隣り合う隔壁153の間に直線状の放
電チャネル154が形成され、その内部に陽極A及び陰
極Kの一部が露出している。両電極間に所定の電圧を印
加するとプラズマ放電が発生する。このプラズマ放電を
安定的に維持する為には一定の電極露出面積を確保する
必要がある。特に、陰極Kの露出面積が支配的であり、
少なくとも60μmの電極露出幅を確保する必要があ
る。この際、隔壁153と電極151の位置合わせ誤差
が最大で±30μm程度あるとすると、図示する様に隔
壁153の両側で少なくとも90μmの電極露出幅を確
保する必要がある。この為、図示の例では電極幅を30
0μmに設定し、隔壁幅を120μmに設定している。
この結果、互いに隣接する陽極Aと陰極Kとの間の開口
幅が110μmしかとれなくなり、表示装置として見た
場合コントラストが犠牲になる。さらに、(B)は30
μmの位置ずれが発生した状態を示している。この場
合、放電チャネル155においては陰極Kの露出幅が必
要最小限の60μmとなってしまう。仮に、これ以上位
置ずれが生じると放電チャネル155内におけるプラズ
マ放電は極めて不安定になる。一方、隣りの放電チャネ
ル154内においては陰極Kの露出幅が120μmにま
で増大し安定したプラズマ放電が得られる。この様に、
従来構造では隔壁と電極の間に位置ずれが生じると放電
チャネルのプラズマ強度が交互にばらつく為、表示装置
全体として見た場合画質を損なうという課題がある。

【0007】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明はプラズマ電極と隔壁との間に相対的
な位置ずれが生じた場合にも安定したプラズマ放電を維
持可能な電極構造を提供する事を目的とする。かかる目
的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に
かかる放電セルは基本的な構成要素として、一方の基板
と、その上に所定の間隔で交互に配列したストライプ状
の陽極及び陰極と、所定の空隙を介して該一方の基板に
接合した他方の基板と、両基板間に介在し且つ所定の間
隔でストライプ状に配列して該空隙を区画し放電チャネ
ルを形成する隔壁とを備えている。特徴事項として、
記ストライプ状の隔壁は同じくストライプ状の陽極のみ
に重ねて形成されており、前記陽極は隔壁の直下に配置
され且つ隔壁の幅寸法より広い幅寸法を有する一方、前
記陰極は隣り合う隔壁の中間に配置され、陽極との間で
プラズマ放電を発生する。又、本発明にかかる放電セル
の製造方法は、一方の基板の表面に各々所定の幅寸法を
有する陽極及び陰極を交互に所定の間隔でストライプ状
に印刷形成する工程と、該陽極の幅寸法より狭い幅寸法
を有する隔壁を所定の間隔で陽極のみに重ねて印刷形成
する工程と、該隔壁を介して他方の基板を接合し両基板
間にイオン化可能なガスを封入する工程とからなる。上
述した構造を有する放電セルあるいは上述した製造方法
により作成された放電セルは、例えばプラズマアドレス
表示装置に組み込む事ができる。この場合、プラズマア
ドレス表示装置は基本的構成要件として、列方向に配列
した複数の信号電極を備えた表示セルと、行方向に配列
した複数の放電チャネルを備えた放電セルとを互いに重
ねたフラットパネル構造を有する。特徴事項として、放
電チャネルは、基板上に形成されたストライプ状の陽極
と、陽極の間に形成されたストライプ状の陰極と、各陽
極の幅寸法より狭い幅寸法を有し各陽極に整合して形成
された隔壁とからなる。

【0008】

【作用】本発明によれば、陰極は隣り合う隔壁の中間に
配置され全面的に露出している。従って、プラズマ電極
と隔壁との間に相対的な位置ずれが生じても、通常隔壁
が陰極の領域にまで及ぶ極端な状態はない為、少なくと
も陰極に対しては影響が及ばない。この結果、位置ずれ
に関わらず、プラズマ放電に支配的な陰極露出面積が確
保できる為、プラズマ放電の安定性が改善できる。一
方、陽極については隔壁の直下に配置されているのでそ
の両側で部分的に露出する事になる。従って、プラズマ
電極と隔壁との間で相対的な位置ずれが生じると陽極の
露出幅に偏りが生じる。しかしながら、陽極は単に電荷
をディスチャージできれば良い為、ある程度の露出面積
が確保できれば良く、露出面積の偏りはプラズマ放電安
定性に対して余り影響を及ぼさない。

【0009】

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図1は本発明にかかる放電セルの基本
的な構造を示す模式図である。(A)に示す様に、放電
セルは一方の基板1と、所定の空隙を介して該一方の基
板1に対面配置した他方の基板2とからなるフラットパ
ネル構造を有している。両基板1及び2はシール材3を
介して互いに気密的に接合している。下側の基板1の上
にはストライプ状の陽極A及び陰極Kが交互に配列して
いる。又隔壁4が両基板1,2の間に介在している。こ
の隔壁4はストライプ状に配列して空隙を区画し放電チ
ャネル5を形成する。放電チャネル5内にはイオン化可
能なガスが封入されている。陽極Aは隔壁4の直下に配
置され且つ隔壁4の幅寸法より広い幅寸法を有してい
る。従って、陽極Aの中央部は隔壁4によって被覆され
ている一方、側縁部は露出している。陰極Kは隣り合う
隔壁4の中間に配置されており放電チャネル5内で全面
的に露出している。各放電チャネル5内で露出した陽極
Aと陰極Kとの間に所定の電圧を印加する事によりプラ
ズマ放電が発生する。

【0010】かかる構造を有する放電セルは以下の工程
により製造できる。先ず最初に、一方の基板1の表面に
各々所定の幅寸法を有する陽極A及び陰極Kを交互に所
定の間隔でストライプ状に印刷形成する。次に、陽極A
の幅寸法より狭い幅寸法を有する隔壁4を陽極Aのみに
重ねて印刷形成する。最後に、隔壁4を介して上側の基
板2を気密的に接合し、両基板間にイオン化可能なガス
を封入する。

【0011】引き続き(A)を参照して具体的なパタン
寸法関係を例示的に説明する。図8の(A)に示した従
来例との比較を容易にする為、本実施例においてもプラ
ズマ電極配列ピッチを410μmに設定している。さら
に、中間の陰極Kと両側の陽極Aとの間に設けられた開
口部の幅寸法も55μmずつとし、合計で図8の(A)
に示した従来例と等しく110μmとなる様に設定して
いる。この関係で陽極Aの幅寸法は220μmとなり陰
極Kの幅寸法は80μmとなる。従って、陰極Kの露出
幅はプラズマ放電に最小限必要な60μm以上を確保し
ている。一方隔壁4の幅寸法は120μmに設定され、
その両側には陽極Aの露出幅50μmが各々確保され
る。

【0012】(B)は、(A)に示した整合状態から図
面上右方向に50μm位置ずれが生じた状態を示してい
る。この場合陰極Kの露出幅は全く変化せず、且つ開口
幅も減少していない。アノードAの露出幅については一
方の側が0μmになる一方他方の側が100μmまで拡
大され、放電チャネル内においては全体として一定に保
たれている。この様に、最大で50μm隔壁が位置ずれ
しても、陰極Kの表面積は影響を受けない為放電電流は
一定に維持される。一方陽極Aは単に電荷をディスチャ
ージできれば良い為、一本の陰極Kに対し全体で所定の
表面積を確保すれば良い。本例ではある陰極Kに対して
左側の陽極Aの表面積が小さくなれば、その分右側の表
面積が増加し全体の面積は一定に保たれている。この様
に、従来構造では位置ずれの許容範囲が±30μmであ
ったのに対し、本発明では±50μm程度ずれても、放
電特性及び開口率に対して何ら悪影響を及ぼす事がな
く、位置ずれに対する許容度は大幅に改善されている。

【0013】(C)はさらに(A)に示した整合状態か
ら105μm隔壁が位置ずれした状態を表わしている。
この場合にも陰極Kの露出表面積は影響を受けず、陽極
Aの露出表面積も所定値以上に保たれている。但し、開
口幅寸法については図面上左側の部分が隔壁4により遮
閉される為減少する。

【0014】(D)はさらに(A)に示した整合状態か
ら125μm位置ずれが生じた状態を示している。この
場合には陰極Kの表面が部分的に隔壁4によって被覆さ
れるが、なお60μmの露出幅が確保されている。従っ
て、安定的なプラズマ放電をなお維持する事ができる。
この様に、プラズマ放電の安定性に限って言えば、±1
25μmまで位置ずれを許容できる。逆に、従来例と同
様に位置ずれの誤差範囲を±30μmまで制御すれば、
開口率をその分増加させる事ができる。

【0015】次に図2を参照して、本発明にかかる放電
セルを組み込んだプラズマアドレス表示装置の一実施例
を説明する。このプラズマアドレス表示装置は表示セル
11と放電セル12と両者の間に介在する極薄の誘電体
シートからなる共通の中間基板13とを積層したフラッ
トパネル構造を有する。表示セル11は上側のガラス基
板14を用いて構成されており、その内側主面には透明
導電膜からなる複数本の信号電極Dが列方向に沿って互
いに平行に形成されている。ガラス基板14はスペーサ
15を用いて所定の間隙を介し中間基板13に接着され
ている。間隙内には液晶層16が充填封入されている。

【0016】一方放電セル12は下側のガラス基板17
を用いて構成されている。基板17の内側主面上には行
方向に沿って交互に陽極Aと陰極Kが形成されている。
さらに、陽極Aの上に沿って隔壁18が形成されてい
る。隔壁18の頂部は中間基板13に当接しておりスペ
ーサとしての役割を果たす。下側のガラス基板17はシ
ール材19を用いて中間基板13に接着されている。両
者の間には気密封止された空隙が形成される。この空隙
は隔壁18によって分割あるいは区画されており個々に
放電チャネル20を構成し行走査単位となる。即ち、個
々の放電チャネル20は基板17上に平行に形成された
一対の陽極Aと、これらの間に形成された一本の陰極K
と、各陽極Aの幅寸法より狭い幅寸法を有し各陽極Aに
整合して形成された一対の隔壁18とから構成されてい
る。気密な放電チャネル20内部にはイオン化可能なガ
スが封入されている。ガス種は例えばヘリウム、ネオ
ン、アルゴンあるいはこれらの混合気体から選ぶ事がで
きる。

【0017】最後に図3を参照して参考の為プラズマア
ドレス表示装置の動作を簡潔に説明する。本図は表示装
置に用いられる駆動回路の一例を示している。この駆動
回路は信号回路21と走査回路22と制御回路23とか
ら構成されている。信号回路21には信号電極D1ない
しDmがバッファを介して接続されている。一方、走査
回路22には同じくバッファを介して陰極K1ないしK
nが接続されている。陽極A1ないしAnは共通に接地
されている。陰極は走査回路22により線順次走査され
るとともに、信号回路21はこれに同期して各信号電極
にアナログ画像信号を供給する。制御回路23は信号回
路21と走査回路22の同期制御を行なうものである。
各陰極に沿って放電チャネルが形成され行走査単位とな
る。一方各信号電極は列駆動単位となる。両単位の間に
画素24が規定される。

【0018】図4は図3に示す2個の画素24を切り取
って模式的に示したものである。各画素24は信号電極
D1,D2及び中間基板13によって挟持された液晶層
16からなるサンプリングキャパシタと、プラズマサン
プリングスイッチS1との直列接続からなる。プラズマ
サンプリングスイッチS1は放電チャネルの機能を等価
的に表わしたものである。即ち、放電チャネルが活性化
するとその内部は略全体的にアノード電位に接続され
る。一方、プラズマ放電が終了すると放電チャネルは浮
遊電位となる。サンプリングスイッチS1を介して個々
の画素24のサンプリングキャパシタにアナログ画像信
号を書き込み所謂サンプリングホールドを行なうもので
ある。アナログ画像信号のレベルによって画素24の階
調的な点灯あるいは消灯が制御できる。

【0019】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、直
線状の放電チャネルを有する放電セルにおいて、陽極を
隔壁の直下に配置するとともに、隔壁の幅寸法より広く
して陽極の表面を部分的に露出させている。一方陰極を
隣り合う隔壁の中間に配置しその表面を全面的に露出さ
せている。かかる構成によりプラズマ電極に対する隔壁
の相対的な位置ずれ許容度が大きくなる為、放電セルの
製造が容易となり大型化及び高精細化に対応できるとい
う効果がある。又、安定なプラズマ放電動作が可能とな
る為表示装置として見た場合画質が向上するという効果
がある。さらに、従来と同程度の位置ずれ許容度で放電
セルを製造する場合には、開口率を上げる事ができる
為、高画質化が可能になるとともにバックライトのロー
パワー化に寄与できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明にかかる放電セルの構造を示す模式的な
部分断面図である。

【図2】本発明にかかる放電セルを用いて組み立てられ
たプラズマアドレス表示装置の一例を示す模式的な断面
図である。

【図3】図2に示すプラズマアドレス表示装置の駆動回
路を示すブロック図である。

【図4】図3に示す画素を切り取って示した模式図であ
る。

【図5】従来の放電セルを組み込んだプラズマアドレス
表示装置の一例を示す断面図である。

【図6】従来の放電セル電極構造を示す斜視図である。

【図7】従来の放電セルの製造方法の課題を説明する為
の斜視図である。

【図8】同じく従来の放電セルの構造的な課題を説明す
る為の模式図である。

【符号の説明】

1 基板 2 基板 4 隔壁 5 放電チャネル A 陽極 K 陰極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 17/04 G02F 1/1333 H01J 9/02 H01J 17/49 G02F 1/133 505

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の基板と、その上に所定の間隔で
    互に配列したストライプ状の陽極及び陰極と、所定の空
    隙を介して該一方の基板に接合した他方の基板と、両基
    板間に介在し且つ所定の間隔でストライプ状に配列して
    該空隙を区画し放電チャネルを形成する隔壁とを備えた
    放電セルであって、前記ストライプ状の隔壁は同じくストライプ状の陽極の
    みに重ねて形成されており、 前記陽極は隔壁の直下に配置され且つ隔壁の幅寸法よ
    り広い幅寸法を有し、前記陰極は隣り合う隔壁の中間に
    配置されている事を特徴とする放電セル。
  2. 【請求項2】 一方の基板の表面に各々所定の幅寸法を
    有する陽極及び陰極を交互に所定の間隔でストライプ状
    に印刷形成する工程と、該陽極の幅寸法より狭い幅寸法
    を有する隔壁を所定の間隔で陽極のみに重ねて印刷形成
    する工程と、該隔壁を介して他方の基板を接合し両基板
    間にイオン化可能なガスを封入する工程とからなる放電
    セルの製造方法。
  3. 【請求項3】 列方向に配列した複数の信号電極を備え
    た表示セルと、行方向に配列した複数の放電チャネルを
    備えた放電セルとを互いに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おいて、 放電チャネルは、基板上に形成されたストライプ状の陽
    極と、陽極の間に形成されたストライプ状の陰極と、各
    陽極の幅寸法より狭い幅寸法を有し各陽極に整合して形
    成された隔壁とからなる事を特徴とするプラズマアドレ
    ス表示装置。
  4. 【請求項4】 個々の放電チャネルは、一対の陽極と、
    これらの間に位置する一本の陰極と、各陽極に整合する
    一対の隔壁とからなる事を特徴とする請求項3記載のプ
    ラズマアドレス表示装置。
JP5966493A 1993-02-24 1993-02-24 放電セル及びその製造方法 Expired - Lifetime JP3264027B2 (ja)

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