JPH06342151A

JPH06342151A - 放電セル及びその製造方法

Info

Publication number: JPH06342151A
Application number: JP5136294A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Miyazaki; 滋樹宮崎; Atsushi Seki; 敦司関
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1994-02-23
Publication date: 1994-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】放電セルの放電電極表面状態に起因する放電
不良を抑制する。【構成】放電セル２は、一方の基板８と、その表面に
印刷焼成された放電電極９と、該一方の基板８に対して
所定の空間１１を介し接合した他方の基板３と、該空間
１１に封入されたイオン化可能なガスとから構成されて
いる。放電電極９は、絶縁物が除去された清浄な表面を
有するとともに、面方向及び深さ方向に渡って一様な組
成を有する。両基板３，８の間にバリアリブ１０が介在
しており、放電電極９の一部と重なる様に印刷焼成され
ている。そして、バリアリブ１０により被覆されていな
い放電電極９の露出した部分からプラズマ放電の妨げと
なる絶縁物が除去されている。絶縁物の除去方法として
は例えばプラズマエッチングを採用できる。あるいは、
放電電極に対して不活性である一方絶縁物に対して活性
の性質を有するクリーニング液を用いて放電電極表面の
絶縁物を選択的に溶解しても良い。

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液晶表
示装置等に組み込まれる放電セルに関する。より詳しく
は、放電電極の表面処理技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電セルを液晶セルのアドレッシングに
利用するプラズマアドレス液晶表示装置が知られてお
り、例えば特開平１−２１７３９６号公報に開示されて
いる。図４に示す様に、このプラズマアドレス液晶表示
装置は液晶セル１０１と放電セル１０２と両者の間に介
在する共通の中間基板１０３とからなる積層フラットパ
ネル構造を有している。放電セル１０２はガラス基板１
０４を用いて形成されており、その表面にストライプ状
の溝１０５が設けられている。この溝１０５は例えば行
列マトリクスの行方向に伸びている。各溝１０５は中間
基板１０３によって密封されており個々に分離した空間
１０６を構成している。この密封された空間１０６には
イオン化可能なガスが封入されている。互いに隣接する
溝１０５を隔てるリブ１０７は個々の空間１０６を区分
けする隔壁の役割を果たす。各溝１０５の湾曲した底部
には互いに平行な一対の放電電極が設けられており、ア
ノードＡ及びカソードＫとして機能し空間１０６内のガ
スをイオン化して放電プラズマを発生する。かかる放電
領域は行走査単位となる。一方、液晶セル１０１は透明
基板１０８を用いて構成されている。この基板１０８は
中間基板１０３に所定のギャップを介して対向配置され
ておりギャップ間には液晶層１０９が充填されている。
基板１０８の内表面には信号電極１１０が形成されてい
る。この信号電極１１０はストライプ状の空間１０６と
直交しており列信号単位となる。列信号単位と行走査単
位の交差部分にマトリクス状の画素が規定される。かか
る構成を有するプラズマアドレス液晶表示装置では、プ
ラズマ放電が行なわれるストライプ状の空間１０６を線
順次で切り換え走査するとともに、この走査に同期して
液晶セル側の信号電極１１０に画像信号を印加する事に
より表示駆動が行なわれる。ストライプ状空間１０６内
にプラズマ放電が発生すると内部は略一様にアノード電
位になり１行毎の画素選択が行なわれる。即ちストライ
プ状空間１０６はサンプリングスイッチとして機能す
る。プラズマサンプリングスイッチが導通した状態で各
画素に画像信号が印加されると、サンプリングホールド
が行なわれ画素の点灯もしくは消灯が制御できる。プラ
ズマサンプリングスイッチが非導通状態になった後にも
画像信号はそのまま画素内に保持される。

【０００３】放電セルの構造を改良し、製造が簡単でし
かも大画面化及び高精細化に適したプラズマアドレス液
晶表示装置が、例えば特開平４−２６５９３１号公報に
開示されている。図５に示す様に、改良された表示装置
も液晶セル２０１と放電セル２０２とを中間基板２０３
を介して積層したフラットパネル構造を有する。液晶セ
ル２０１は図４に示す液晶セル１０１と基本的に同一の
構造を有する。一方放電セル２０２については、中間基
板２０３と下側の基板２０４との間にイオン化可能なガ
スが封入されており密封された空間２０５を構成する。
基板２０４の内表面にはストライプ状の放電電極２０６
が形成されている。放電電極はスクリーン印刷法等によ
り平坦な基板上に印刷焼成できるので生産性や作業性に
優れているとともに微細化が可能である。放電電極２０
６の上にはバリアリブ２０７が形成されており密封空間
２０５を放電領域毎に分割し行走査単位を構成する。こ
のバリアリブ２０７もスクリーン印刷法等により印刷焼
成でき、その頂部が中間基板２０３の下面側に当接して
いる。ストライプ状の放電電極２０６は交互にアノード
Ａ及びカソードＫとして機能し、両者の間にプラズマ放
電を発生させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】引き続き図５を参照し
て発明が解決しようとする課題を簡潔に説明する。放電
セル２０２を製造する場合、放電電極２０６の材料とし
ては例えばＮｉ₂Ｂを主成分とする導電ペーストを用
い、バリアリブ２０７の材料としてはガラスペースト等
の絶縁ペーストを用い、ガラス基板２０４上に印刷して
焼成するというプロセスが採用されている。従来は、放
電電極２０６を印刷焼成した後にバリアリブ２０７を印
刷焼成していた。前後２回の印刷の間に高温（約６００
℃）焼成処理が入る為、基板２０４の熱変形が起り、放
電電極とバリアリブの高精度なアライメントが困難であ
るという課題があった。

【０００５】この問題に対処する為、放電電極印刷後に
比較的低温で仮焼成して直ちにバリアリブを印刷し、そ
の後放電電極とバリアリブを同時に高温焼成する事も行
なわれている。しかしながら、この同時焼成方法では放
電不良が多発するという問題が生じてしまう。なお、前
述した高温焼成を２回に分けて行なう方法では著しい放
電不良は発生しないがプラズマ放電の均一性や安定性に
欠けるという不具合が残されている。この放電不良の原
因を解明する為、オージエ電子分光法（ＡＥＳ）やＸ線
光電子分光法（ＸＰＳ）等を用いて放電電極の表面分析
を行なった。この結果、放電電極２０６表面にＢ₂Ｏ₃
等の酸化絶縁物２０８が析出している事が放電不良原因
である事が判明した。

【０００６】例えば、図６のグラフにＡＥＳによる放電
電極のデプスプロファイル測定結果を示す。このデプス
プロファイルは放電電極表面を連続的にスパッタリング
しながら発光強度を測定したものである。横軸のスパッ
タリング時間は放電電極層の深さに比例しており、縦軸
の発光強度は放電電極組成に含まれる各成分の濃度に比
例している。前述した様に放電電極はＮｉ₂Ｂを主成分
とする導電性材料である。しかしながら電極表面で偏析
が生じており、導電性に寄与する金属成分Ｎｉの濃度が
内部に比べて低くなっている一方、表面にはＢ₂Ｏ₃等
の絶縁物が大量に存在している。特に、表面から数１０
０nmの範囲で放電電極は実質的に絶縁物で被覆されてい
る。この為、放電電極のアノードＡ／カソードＫ間に所
定の電圧を印加しても有効なプラズマ放電が発生しな
い。

【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、本発明は安定したプラズマ放電が可能な放電
セル及びその製造方法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、一方の基板と、その表面に印刷
焼成された放電電極と、該一方の基板に対して所定の空
間を介し接合した他方の基板と、該空間に封入されたイ
オン化可能なガスとを基本的な構成要素とする。特徴事
項として、前記放電電極は、絶縁物が除去された清浄な
表面を有するとともに、面方向及び深さ方向に渡って一
様な組成を有する。具体的な態様としては、両基板の間
に介在し且つ放電電極の一部と重なる様に印刷焼成され
たバリアリブを備えるとともに、該放電電極の露出した
残部から絶縁物が除去されている。

【０００８】本発明にかかる放電セルの製造方法は、一
方の基板の表面に放電電極を印刷焼成する焼成工程と、
該放電電極の表面を清浄化して絶縁物を除去し表面と内
部で組成を均一にする清浄化工程と、該一方の基板に対
して所定の空間を介し他方の基板を接合し該空間にイオ
ン化可能なガスを封入する組立工程とを含んでいる。前
記清浄化工程は、例えばスパッタエッチングで放電電極
表面の絶縁物を除去する工程である。あるいはこれに代
えて、活性ガスプラズマを放電電極表面に作用させて絶
縁物を分解除去する工程、サンドブラスト又は研磨によ
り放電電極表面の絶縁物を機械的に除去する工程、酸又
はアルカリを用いたウェットエッチングにより放電電極
表面の絶縁物を化学的に除去する工程、所定のフォーメ
ーションガス雰囲気下で放電電極自体に電圧を印加しエ
ージングを行なう事により絶縁物を除去する工程等を採
用しても良い。さらには、放電電極に対して不活性であ
る一方絶縁物に対して活性な性質を有するクリーニング
液を用いて放電電極表面の絶縁物を選択的に溶解する清
浄化工程を採用する事もできる。例えば、Ｎｉ₂Ｂを主
成分とする導電ペーストを用いて放電電極を焼成した場
合には、過酸化水素水、エチレングリコール又は水から
なるクリーニング液の一種又は複数種を用いてＢ₂Ｏ₃
及びＮｉＯ等を含む酸化絶縁物を溶解する事ができる。
あるいはＡｌを主成分とする導電ペーストを用いて放電
電極を焼成した場合には、クリーニング液として水を用
いてＡｌ₂Ｏ₃等を含む酸化絶縁物を溶解する事ができ
る。なお、前記焼成工程は導電ペースト及び絶縁ペース
トを印刷した後、同時に焼成して放電電極及びバリアリ
ブを形成する工程であっても良い。

【０００９】上述した構造を有し上述した方法により製
造された放電セルは、例えばプラズマアドレス液晶表示
装置に組み込まれる。但し、本発明はこれに限られるも
のではなく、広く一般のプラズマディスプレイパネルに
応用可能なものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、プラズマアドレス液晶表示装
置等に組み込まれる放電セルにおいて、例えばアルゴン
（Ａｒ）のスパッタ等により放電電極表面をエッチング
処理して清浄化し、表面の絶縁物を除去する。あるい
は、放電電極に対して不活性である一方絶縁物に対して
活性な性質を有するクリーニング液を用いて放電電極表
面の絶縁物を選択的に溶解除去する。これらの処理によ
り放電電極の放電均一性が著しく向上する。従って放電
電極とバリアリブの一括高温焼成が可能となり製造プロ
セス上有利であるばかりでなく、表示品位や駆動効率の
改善にも寄与できる。

【００１１】

【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を組
み込んだプラズマアドレス液晶表示装置を示す。図示す
る様に、本装置は液晶セル１と放電セル２と両者の間に
介在する薄板ガラスからなる中間基板３とを積層したフ
ラットパネル構造を有する。液晶セル１は上側のガラス
基板４を用いて構成されており、その内側主面には透明
導電膜からなる複数本の信号電極５が列方向に沿って互
いに平行に形成されている。ガラス基板４はスペーサ６
を用いて所定の間隙を介し中間基板３に接着されてい
る。間隙内には液晶層７が封入充填されている。

【００１２】一方放電セル２は下側のガラス基板８を用
いて構成されている。ガラス基板８の内側主面上には信
号電極５に直交して行方向に延在する放電電極９が形成
されている。この放電電極９は交互にアノードＡ及びカ
ソードＫとなりプラズマ放電を発生させる。放電電極９
に沿ってその一部と重なる様にバリアリブ１０が形成さ
れており隔壁として機能する。バリアリブ１０の上端部
は中間基板３に当接しておりスペーサとしての役割も果
たす。ガラス基板８はシール材１０を用いて中間基板３
に接合している。両者の間には気密封止された空間１１
が形成される。この空間１１はバリアリブ１０からなる
隔壁によって分割あるいは区画されており個々に行走査
単位となる放電領域を構成する。気密な空間１１の内部
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。

【００１３】本発明の特徴事項として、放電電極９は絶
縁物が除去された清浄な表面を有するとともに、面方向
及び深さ方向に渡って一様な組成を有する。より具体的
には、放電電極９の表面領域の内バリアリブ１０によっ
て被覆されていない部分、即ち露出した部分から絶縁物
が除去されている。なお本発明はこれに限られるもので
はなく、仮にバリアリブを形成しない場合であっても、
何らかの理由により放電電極表面を被覆する絶縁物を清
浄化して除去する事は放電の安定化に寄与できる。この
様に、表面から絶縁物を除去しメタルリッチな電極表面
を露出する事により、電極表面と内部において組成に差
のない放電電極を作成でき、放電状態の劇的な改善が可
能になる。例えば、Ｎｉ₂Ｂを主成分とする導電ペース
トを印刷焼成して放電電極を作成した場合、清浄化処理
を施す事によりＡＥＳによるデプスプロファイルは電極
のどの部分においてもＮｉ，Ｏ，Ｂ等の主成分組成比に
深さ方向で差のない電極構造を得る事ができる。なお、
かかる放電電極を有する放電セルは上述したプラズマア
ドレス液晶表示装置ばかりでなく、一般のプラズマディ
スプレイパネル等にも適用可能である事は勿論である。

【００１４】図２は、図１に示したガラス基板８の表面
パタン形状を示す模式的な斜視図である。ガラス基板８
の表面にストライプ状にパタニングされた放電電極９が
形成されている。この放電電極９は、所定のピッチで配
列されているとともに、個々のストライプは所定の幅寸
法を有する。この放電電極９は、例えばＮｉ₂Ｂを主成
分としバインダーと溶媒を混練した導電ペーストをスク
リーン印刷し且つ高温焼成する事により作成できる。放
電電極９の上にはバリアリブ１０が形成されている。こ
のバリアリブ１０も同一のピッチを有するストライプ状
にパタニングされている。バリアリブ１０のストライプ
は放電電極９のストライプ幅寸法よりも小さな幅寸法を
有するとともに、放電電極９に対して整合している。バ
リアリブ１０は例えばガラスペースト等の絶縁ペースト
をスクリーン印刷し且つ高温焼成する事により形成でき
る。本実施例では導電ペーストを印刷し比較的低温で仮
焼成した後、絶縁ペーストを重ね印刷している。両印刷
工程の間に何ら高温処理が介在しないのでガラス基板８
の熱収縮が起らず、印刷アライメントを精密に行なう事
が可能である。重ね印刷した後高温焼成処理（約６００
℃）を行ない放電電極９とバリアリブ１０を同時に本硬
化させる。この際、高温加熱により放電電極９の露出し
た部分が汚染されＢ₂Ｏ₃等の酸化絶縁物が表面に生じ
る。従って、このままの状態では安定したプラズマ放電
が得られない。この点に鑑み、本発明では図２に示した
ガラス基板８を清浄化処理し表面の絶縁物を除去する様
にしている。なお、導電ペーストを高温焼成した後絶縁
ペーストを印刷して再び高温焼成処理を行なえば、放電
電極９表面の絶縁物形成をある程度抑制できる。しかし
ながら、高温焼成を２回に分けた場合にはガラス基板８
の熱伸縮が生じ、精密なスクリーン印刷マスクのアライ
メントを行なう事ができない。加えて、２度に分けて高
温焼成処理を行なった場合であっても、ある程度絶縁物
が生じる場合もあり、本発明による清浄化処理は有効で
ある。

【００１５】放電電極表面の絶縁物を除去する為、様々
な方法が採用可能である。例えば、スパッタエッチング
で放電電極表面の絶縁物を除去する事ができ、図３はこ
のスパッタエッチングに用いられる装置を示す。図示す
るプラズマエッチング装置は略円筒形の真空チャンバ２
１を備えている。この真空チャンバ２１はバルブ２２を
介して真空ポンプ（図示せず）により真空排気可能であ
る。又、ガス導入口２３を介して所望のガス（例えばア
ルゴン）を真空チャンバ２１内に導入する事ができる。
真空チャンバ２１内には互いに対向配置された一対の電
極板２４，２５が収納されている。下側の電極板２４に
はＲＦ電源２６が接続されており、上側の電極板２５は
所定のバイアス電位に接続されている。ガス導入口２３
からアルゴンを導入し、ＲＦ電源２６により一対の電極
板２４，２５の間にプラズマを発生させ、サポート２７
上に載置されたガラス基板８のスパッタエッチング処理
を行なう。なお、前述した様にこのガラス基板８には放
電電極９及びバリアリブ１０が印刷焼成されている。

【００１６】引き続き図３を参照して具体的なスパッタ
エッチング方法を説明する。先ず、真空チャンバ２１の
上部に設けられた蓋２８を開いて、内部にガラス基板８
を投入しサポート２７上に載置する。このガラス基板８
の表面には予め放電電極９及びバリアリブ１０が印刷焼
成されている。次に真空チャンバ２１を所定の低圧に至
るまで真空排気する。次に、ガス導入口２３を介してア
ルゴンをチャンバ２１内に導入し内部圧力を３mmTorr程
度にする。この状態で一対の電極板２４，２５の間にＲ
Ｆ電源２６により１kW程度のパワーで高周波を印加し、
チャンバ２１内にアルゴンイオンを含む放電プラズマを
発生させる。プラズマに含まれるアルゴンイオンによっ
て、露出した放電電極９表面がスパッタエッチングされ
る。例えば４５分程度スパッタリングを行なう事によ
り、放電電極９表面は数１００nm程度エッチングされ、
表面の絶縁物が除去される。これにより、従来殆ど放電
不良であったものも非常に均一に放電できる様になっ
た。又、放電電極表面のＮｉ組成が飽和する深さまでエ
ッチングする事により、放電セル全体でのむらがなくな
る為、放電電極とバリアリブを別々に高温焼成した放電
セルであっても従来に比し一層放電の均一化を図る事が
可能になった。なお、アルゴンスパッタエッチングを行
なう事により、ガラス基板自体にダメージを与える事な
く均一な表面クリーニングが可能である。

【００１７】上述したスパッタエッチングによる清浄化
処理は一例であって、他にも様々な手段を採用できる。
例えば、水素やＳＦ₆等の活性ガスプラズマを放電電極
表面に作用させて絶縁物を分解除去しても良い。この方
法は上述したスパッタエッチングと略同様に行なう事が
できる。又、サンドブラスト又は研磨により放電電極表
面の絶縁物を機械的に除去する事もできる。あるいは、
酸又はアルカリを用いたウェットエッチングにより放電
電極表面の絶縁物を化学的に除去する事も可能である。
但し、機械的研磨やウェットエッチングでは条件により
放電電極やバリアリブ及びガラス基板へダメージを与え
る惧れがある。さらには、所定のフォーメーションガス
（例えばＡｒ，Ｈ）雰囲気下で放電電極自体に電圧を印
加しエージングを行なう事により絶縁物を除去する事も
可能である。但し、もともと表面に絶縁物が付着して出
来上がりにむらのある放電電極の場合には、放電しにく
い個所はあまりエッチングされない為均一性に劣る場合
もある。

【００１８】以上に説明した種々の方法に加えて、ここ
ではもう１つ有力な清浄化処理を具体的に説明する。放
電電極に対して不活性である一方絶縁物に対して活性な
性質を有するクリーニング液を用いて放電電極表面の絶
縁物を選択的に溶解する方法である。前述したスパッタ
エッチングを用いる方法は比較的大型（例えば２０〜３
０インチ）の真空装置を必要とするプロセスである為、
量産工程には適さない場合も考えられる。量産性の点で
は、酸あるいはアルカリを用いたウェットエッチングが
有力な方法として挙げられる。ところが、酸やアルカリ
は絶縁性の酸化物だけでなく放電電極を構成する金属も
溶解する。この為、電極内部あるいは電極とガラス基板
の界面に浸透して、放電電極が崩壊したり剥離する惧れ
がある。特に、印刷法により形成した放電電極は多孔質
であり容易にエッチング液が浸透する。

【００１９】この点に鑑み、放電電極に対して不活性で
ある一方絶縁物に対して活性な性質を有するクリーニン
グ液を用いて放電電極表面の絶縁物を選択的に溶解する
方法が量産的及び品質的に見て有力である。例えば、Ｎ
ｉ₂Ｂを主成分とする導電ペーストを用いて放電電極を
焼成した場合には、過酸化水素水、エチレングリコール
又は水からなるクリーニング液の一種又は複数種を用い
て、Ｂ₂Ｏ₃及びＮｉＯを含む酸化絶縁物を選択的に溶
解除去する事ができる。前述した様に、放電不良の原因
は電極表面に存在するＢ₂Ｏ₃やＮｉＯ等絶縁性の酸化
物である。過酸化水素水で処理した場合にはこれらの酸
化物が還元分解される。その結果前述の放電不良の問題
が解決される。過酸化水素水は比較的穏やかな還元剤で
あり、絶縁性の表面酸化物のみを選択的に還元溶解し、
放電電極材料である金属そのものは溶解しない。従って
電極内部あるいは電極とガラス基板の界面に浸透しても
放電電極が崩壊したり剥離する惧れがない。過酸化水素
水で処理する場合には、例えば電子工業用として市販さ
れている濃度３０〜３５％程度のものをそのまま用いれ
ば良い。

【００２０】エチレングリコール又は水による処理もニ
ッケルを主成分とする放電電極の清浄化に有効な方法で
ある。ニッケル放電電極はＮｉ₂Ｂを主成分とする導電
ペーストを用いて作成するのが一般的である。Ｂはニッ
ケル微粒子の表面酸化を抑制する効果がある。しかしな
がら、この導電ペーストを印刷後焼成すると、表面にＢ
₂Ｏ₃を主成分とする絶縁物が偏析し、これが放電不良
の原因となる。ところがＢ₂Ｏ₃はエチレングリコール
に可溶なので、エチレングリコールで処理すれば絶縁物
の大部分を除去する事ができ、良好な放電が得られる様
になる。又、水で処理するとＢ₂Ｏ₃が以下の反応式
（１），（２）に従って溶解するので、エチレングリコ
ールで処理した場合と同様なクリーニング効果が得られ
る。Ｂ₂Ｏ₃＋Ｈ₂Ｏ→２ＨＢＯ₂ ……………………………（１）ＨＢＯ₂＋Ｈ₂Ｏ→Ｂ（ＯＨ）₃ ……………………………（２）エチレングリコール及び水のいずれもＢ₂Ｏ₃のみを溶
解し、Ｎｉは溶解しないので、放電電極が崩れたり剥れ
たりする問題は起らない。水で処理する場合、Ｂ₂Ｏ₃
の溶解度は温度が高いほど大きくなるので、水温を常温
（２５℃）より高く設定する方が好ましい。

【００２１】ニッケル放電電極の場合、エチレングリコ
ールで処理した後に引き続き過酸化水素水で処理する
と、エチレングリコール又は過酸化水素水単独で処理し
た場合よりも効果的である。過酸化水素水単独で処理す
るよりも効果的なのは、過酸化水素水よりもエチレング
リコールの方がＢ₂Ｏ₃を溶解する速度が速い為であ
る。又エチレングリコール単独で処理するよりも効果的
な理由は、エチレングリコールでは除去できないＢ₂Ｏ
₃以外の絶縁物（例えばＮｉＯ等）を過酸化水素水によ
り還元除去できるからである。

【００２２】過酸化水素水、エチレングリコール、水等
のクリーニング液で放電電極を処理する方法としては、
放電電極を形成したガラス基板をクリーニング液に浸漬
する処理がある。又、クリーニング液のシャワーに放電
電極表面を曝露する方法等もある。クリーニング液と放
電電極表面との接触時間が十分にとれればいかなる方法
でもかまわない。処理時間は電極焼成条件や過酸化水素
水の濃度、水温等によって最適化する事が必要である。
通常１分〜２時間行なえば十分であり、好ましくは５分
〜１時間である。短かすぎると十分なクリーニング効果
が得られず、又長すぎると量産性の観点から好ましくな
い。

【００２３】以下クリーニング液を用いた清浄化処理の
具体例を詳細に説明する。先ず次の手順で図２に示した
構造を有するガラス基板を作成した。最初に、デュポン
社製のニッケルペースト９５３５Ｍをガラス基板上に印
刷した後、１５０℃で乾燥させる。次に、印刷されたニ
ッケルペーストの上に奥野製薬製のガラスペーストＥＬ
Ｄ−５１１を印刷し、１５０℃で乾燥させる。最後に、
印刷済みのガラス基板を空気雰囲気下４９０℃で焼成
し、さらに空気を窒素に置換して昇温し、窒素雰囲気下
において５８０℃で焼成する。

【００２４】（具体例１）上記の様にして作成したガラ
ス基板を過酸化水素水（濃度３０〜３５％関東化学製特
級）に１５分間浸漬後、水洗乾燥した。このガラス基板
を用いて図１に示した様なプラズマアドレス液晶表示装
置サンプルを組み立てた。このサンプルの放電の安定性
及び均一性は良好であり、放電開始電圧は２２０Ｖであ
った。放電電極の剥離は発生しなかった。

【００２５】（具体例２）ガラス基板をエチレングリコ
ール（関東化学製特級）に５分間浸漬後、水洗乾燥して
プラズマアドレス液晶表示装置サンプルを作成した。放
電の安定性及び均一性は良好であり、放電開始電圧は２
２５Ｖであった。放電電極の剥離は発生しなかった。

【００２６】（具体例３）ガラス基板を４０℃の温水に
５分間浸漬後、水洗乾燥してプラズマアドレス液晶表示
装置サンプルを作成した。このサンプルの放電安定性及
び放電均一性は良好であり、放電開始電圧は２２５Ｖで
あった。放電電極の剥離は発生しなかった。

【００２７】（具体例４）ガラス基板をエチレングリコ
ールに５分間浸漬後、さらに過酸化水素水（濃度３０〜
３５％関東化学製）に２分間浸漬してクリーニング処理
を行なった。この後水洗乾燥してプラズマアドレス液晶
表示装置サンプルを作成した。このサンプルの放電安定
性及び放電均一性は良好であり、放電開始電圧はさらに
２１０Ｖまで下がった。電極剥離は発生しなかった。

【００２８】（比較例１）過酸化水素水あるいは温水等
のクリーニング液で処理しなかったガラス基板を用いて
そのままプラズマアドレス液晶表示装置サンプルを作成
した。このサンプルのプラズマ放電を試みたが、放電は
発生しなかった。

【００２９】（比較例２）典型的なニッケルのエッチャ
ントである硝酸／酢酸／水＝１／１／２の酸性溶液でガ
ラス基板を処理したところ、放電電極剥離が起きた。以
上の様にクリーニング液を用いた清浄化処理では、スパ
ッタエッチングと比較すると真空装置を必要とせず量産
性に優れている。又、酸あるいはアルカリを用いた化学
的なウェットエッチングと比較すると、放電電極にダメ
ージを与え難い点がメリットである。

【００３０】クリーニング処理の他の具体例として、印
刷法により形成されたアルミニウムの放電電極に適用し
た場合を説明する。アルミニウムの放電電極でも、その
表面に絶縁性の酸化物（Ａｌ₂Ｏ₃）が存在する為、放
電不良が起る事がある。そこで、焼成後のアルミニウム
放電電極を水で処理する事によって、前述した放電不良
が解決でき且つ電極崩壊や剥離が起る事もない。放電不
良の原因はアルミニウム放電電極表面に存在する絶縁性
の酸化物である。絶縁性の酸化物の主成分は、Ａｌ₂Ｏ
₃である。Ａｌ₂Ｏ₃は１リットル当り１mg程度と少量
ではあるが、水（常温）に溶解する。従って、アルミニ
ウム放電電極表面を多量の水で洗浄する事によって絶縁
物が表面から除去され、放電不良の問題が解決できる。
又、クリーニング液として用いる水は絶縁性酸化物に対
して活性でありこれを溶解する一方、放電電極材料であ
るアルミニウムに対しては不活性でありこれを攻撃する
力は非常に弱い。従って、多孔質の電極内部あるいは電
極とガラス基板の界面に浸透しても、放電電極が崩れた
り剥れたりする問題を起す事はない。クリーニング方法
としては、流水曝露、シャワー、揺動浸漬等が挙げられ
る。十分な量の水がアルミニウム放電電極表面に供給さ
れれば何れの方法であってもかまわない。

【００３１】以下具体例を挙げて詳細に説明する。先ず
次の手順で図２に示した放電電極とバリアリブのストラ
イプ構造を有するガラス基板を作成した。最初に、奥野
製薬製のアルミペーストＤＳ−５００１をガラス基板上
に印刷した後、１５０℃で乾燥させる。次に、印刷され
たアルミペーストの上に重ねて奥野製薬製のガラスペー
ストＥＬＤ−５１１を印刷し、同じく１５０℃で乾燥さ
せる。最後に、重ね印刷されたガラス基板を空気雰囲気
下において５８０℃で焼成する。

【００３２】（具体例１）上記の様にして作成されたガ
ラス基板を純水シャワーで３分間処理後、乾燥し図１に
示した様なプラズマアドレス液晶表示装置サンプルを作
成した。このサンプルの放電安定性及び放電均一性は良
好であり、放電開始電圧は２３０Ｖであった。電極剥離
は発生しなかった。

【００３３】（比較例１）一方、ガラス基板をクリーニ
ング処理せずに直ちに図１に示した様なプラズマアドレ
ス液晶表示装置サンプルを作成した。このサンプルは放
電したが、放電開始電圧は具体例１の場合よりも高く２
７０Ｖであった。又局所的に放電電流密度のむらが目立
った。この放電電流密度のむらは放電発光の輝度むらと
して観察される。

【００３４】（比較例２）ガラス基板を酸性のアルミエ
ッチング液である燐酸、硝酸、酢酸、水の混合溶液（容
積比１６：１：２：１）で処理した場合には、すぐにア
ルミニウム放電電極の剥離が起った。

【００３５】（比較例３）ガラス基板をアルカリ性のア
ルミエッチング液であるＫＯＨと赤血塩の水溶液で処理
した場合には、直ちに電極剥離が起った。

【００３６】上述した種々の方法で清浄化処理を施した
放電セルは非常に均一なプラズマ放電が得られる。又、
放電電極表面の絶縁物が除去されている為、放電開始電
圧が下がり動作上有利になる。又、絶縁物による電圧降
下がない為、放電電極のアノード電位とプラズマ電位と
のオフセットが少なくなり駆動に好都合である。仮にオ
フセットが含まれるとプラズマアドレス液晶表示装置に
組み込んだ場合、液晶セル側の交流駆動に不都合が生じ
る。放電セル内におけるプラズマ電位はアノード電位側
に近くなるがオフセットの為必ずしも完全に一致する事
はない。このオフセット量は一定ではなくばらつきがあ
る。従って予め所定のオフセット量を見込んで基準電位
を設定し液晶の交流駆動を行なっても、実際には直流成
分が含まれ液晶劣化の原因となってしまう。従って、オ
フセットを極力除去する事は交流駆動を維持する上で好
ましい。さらに、本発明によれば放電電極とバリアリブ
の同時高温焼成が可能になるとともに、従来行なってい
た放電セル組み立て後における安定化の為のエージング
が不要になる等製造工程上のメリットもある。

【００３７】本発明の要旨は、表面と内部で組成に差の
ない放電電極を作成する点にある。即ち、表面に実質上
絶縁物がなくＮｉ又はＡｌ等のメタル成分がリッチな放
電電極を作成する事である。例えば、ＡＥＳデプスプロ
ファイルにおいて、Ｎｉ，Ｂ，Ｏ等の成分組成比に深さ
方向で差のない放電電極（デプスプロファイルがフラッ
トな電極構造）を作成するという事である。その効果的
な手段の１つが例えばアルゴンによるスパッタエッチン
グである。図７に、アルゴンスパッタエッチング後にお
ける放電電極のＡＥＳデプスプロファイルを示す。図６
に示したアルゴンスパッタエッチング前のＡＥＳデプス
プロファイルと比較すれば明らかな様に、放電電極の表
面には痕跡程度の絶縁酸化物があるのみで実質的に清浄
な電極表面が得られた。又、図８にアルゴンスパッタエ
ッチングの前後における各成分の強度ピーク変化を示
す。Ｎｉ成分のピークが増大しておりメタルリッチな放
電電極表面組成が得られた。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、放
電電極表面の清浄化処理を行ない絶縁物を除去する事に
より、非常に均一で安定なプラズマ放電が得られ、例え
ばプラズマアドレス液晶表示装置等に応用した場合表示
品位を向上する事ができるという効果がある。又、絶縁
被覆を除去する事により放電開始電圧を低減化でき駆動
が容易化できるという効果がある。さらには、放電電極
とバリアリブの同時焼成が可能になる。従来の様に高温
焼成を別々に行なった場合には基板単体での前処理加熱
を含め３回の高温熱処理が必要であったのに対し、本発
明によれば高温熱処理は１回で済み製造効率が向上する
という効果がある。又、別々に高温焼成を行なう場合に
比べ、放電電極とバリアリブのアライメントずれが減少
し、歩留りが高くなるとともに表示品位が向上するとい
う効果が得られる。加えて、放電セル組み立て後におけ
る安定化の為の初期エージングが不要になり製造効率が
改善できるという効果がある。さらには、絶縁物を除去
した結果アノード電位とプラズマ電位のオフセットが少
なくなり表示品位が向上するという効果がある。清浄化
処理としては、プラズマエッチングを用いる方法や、絶
縁物に対してのみ選択的に作用するクリーニング液を用
いた方法が挙げられる。特に、クリーニング液を使用し
た場合には、量産性に優れているとともに放電電極に損
傷を与える事がないという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる放電セルが組み込まれたプラズ
マアドレス液晶表示装置を示す模式的な断面図である。

【図２】本発明にかかる放電セルの放電電極パタンを示
す模式的な斜視図である。

【図３】放電電極のスパッタエッチングに用いられる処
理装置を示す模式図である。

【図４】従来のプラズマアドレス液晶表示装置の一例を
示す断面図である。

【図５】従来のプラズマアドレス液晶表示装置の他の例
を示す断面図である。

【図６】従来の放電セルに形成される放電電極のＡＥＳ
デプスプロファイルを示すグラフである。

【図７】本発明にかかる放電電極のＡＥＳデプスプロフ
ァイルを示すグラフである。

【図８】本発明にかかる放電電極の組成を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１液晶セル２放電セル３中間基板４ガラス基板５信号電極７液晶層８ガラス基板９放電電極１０バリアリブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の基板と、その表面に印刷焼成され
た放電電極と、該一方の基板に対して所定の空間を介し
接合した他方の基板と、該空間に封入されたイオン化可
能なガスとを備えた放電セルであって、前記放電電極は、絶縁物が除去された清浄な表面を有す
るとともに、面方向及び深さ方向に渡って一様な組成を
有する事を特徴とする放電セル。
【請求項２】両基板の間に介在し且つ放電電極の一部
と重なる様に印刷焼成されたバリアリブを備えるととも
に、該放電電極の露出した残部から絶縁物が除去されて
いる事を特徴とする請求項１記載の放電セル。
【請求項３】一方の基板の表面に放電電極を印刷焼成
する焼成工程と、該放電電極の表面を清浄化して絶縁物
を除去し表面と内部で組成を均一にする清浄化工程と、
該一方の基板に対して所定の空間を介し他方の基板を接
合し該空間にイオン化可能なガスを封入する組立工程と
を含む放電セルの製造方法。
【請求項４】前記清浄化工程は、スパッタエッチング
で放電電極表面の絶縁物を除去する工程である請求項３
記載の放電セルの製造方法。
【請求項５】前記清浄化工程は、活性ガスプラズマを
放電電極表面に作用させて絶縁物を分解除去する工程で
ある請求項３記載の放電セルの製造方法。
【請求項６】前記清浄化工程は、サンドブラスト又は
研磨により放電電極表面の絶縁物を機械的に除去する工
程である請求項３記載の放電セルの製造方法。
【請求項７】前記清浄化工程は、酸又はアルカリを用
いたウェットエッチングにより放電電極表面の絶縁物を
化学的に除去する工程である請求項３記載の放電セルの
製造方法。
【請求項８】前記清浄化工程は、所定のフォーメーシ
ョンガス雰囲気下で放電電極自体に電圧を印加しエージ
ングを行なう事により絶縁物を除去する工程である請求
項３記載の放電セルの製造方法。
【請求項９】前記清浄化工程は、放電電極に対して不
活性である一方絶縁物に対して活性な性質を有するクリ
ーニング液を用いて放電電極表面の絶縁物を選択的に溶
解する工程である請求項３記載の放電セルの製造方法。
【請求項１０】前記焼成工程はＮｉ₂Ｂを主成分とす
る導電ペーストを用いて放電電極を焼成する工程であ
り、前記清浄化工程は過酸化水素水、エチレングリコー
ル又は水からなるクリーニング液の一種又は複数種を用
いて酸化絶縁物を溶解する工程である請求項９記載の放
電セルの製造方法。
【請求項１１】前記焼成工程はＡｌを主成分とする導
電ペーストを用いて放電電極を焼成する工程であり、前
記清浄化工程は水からなるクリーニング液を用いて酸化
絶縁物を溶解する工程である請求項９記載の放電セルの
製造方法。
【請求項１２】前記焼成工程は、導電ペースト及び絶
縁ペーストを重ね印刷した後、同時に焼成して放電電極
及びバリアリブを形成する工程である請求項３記載の放
電セルの製造方法。
【請求項１３】列信号電極を備え液晶が封入された液
晶セルと、行放電電極を備えイオン化可能なガスが封入
された放電セルとを互いに積層したフラットパネル構造
を有するプラズマアドレス液晶表示装置において、前記放電電極は、絶縁物が除去された清浄な表面を有す
るとともに、面方向及び深さ方向に渡って一様な組成を
有する事を特徴とするプラズマアドレス液晶表示装置。
【請求項１４】該放電セル内には放電電極の一部と重
なる様に印刷焼成されたバリアリブが形成されていると
ともに、該放電電極の露出した残部から絶縁物が除去さ
れている事を特徴とする請求項１３記載のプラズマアド
レス液晶表示装置。