JPH09306367A

JPH09306367A - プラズマディスプレイ、プラズマ液晶ディスプレイ及びそれらの製造方法

Info

Publication number: JPH09306367A
Application number: JP9036362A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nakamoto; 正幸中本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1997-11-28
Anticipated expiration: 2017-02-20
Also published as: US5808408A; JP3765901B2

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動電圧が低く、高精細で、しかも、蛍光体輝
度の高いプラズマディスプレイ及びその製造方法を提供
する。【解決手段】プラズマディスプレイは、マトリックス状
に配置された複数個の放電セル２３を有する。放電セル
２３は、支持基板１１、カソード電極１７及びガラス基
板２１により封止された気密空間からなり、内部にＨｅ
−Ｎｅ、Ｎｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−Ｘｅ等の放電ガスを収納す
る。セル２３の間の幅、即ち、基板１１により形成され
る隔壁１１ｗの幅は、約０．１〜３００μｍに設定され
る。セル２３内には、電子を放出するためのエミッタ１
５と、エミッタ１５に対向して、ガラス基板２１上に対
向電極１９が配設される。エミッタ１５の先端部１５ａ
は、先端の曲率半径が約１〜１００μｍという尖鋭な形
状を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイ、プラズマ液晶ディスプレイ及びそれらの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】希ガス放電で発生するプラズマから放射
される可視光、またはプラズマから放射される紫外線を
蛍光体に照射し、蛍光体の励起発光を用いたプラズマデ
ィスプレイの開発が近年活発に行なわれている。プラズ
マディスプレイは、視野角が広い、自発光で視認性が良
い、応答速度が速い、大型化可能であるという利点を有
する。

【０００３】従来のプラズマディスプレイは、互いに対
向した平行平板の陰極と陽極とを持ち、放電ガスとして
Ｈｅ−Ｎｅ、Ｎｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−Ｘｅ（１〜数％）混合
ガスがセル内に封入される。両電極間には電界が印加さ
れ、通常はグロー放電によりプラズマを発生させて可視
光を発光させるか、或いはＸｅの波長１４７ｎｍの紫外
線を放射するＨｅ−Ｘｅ（１〜数％）混合ガスによるプ
ラズマを発生させ、放電セル内に塗布された蛍光体を励
起発光させる。このようにして発光された可視光や蛍光
体発光は、画面外部へ拡散放射されるため、視野角も広
がり、液晶ディスプレイに比較すれば応答速度も速い、
自発光平面ディスプレイが得られる。

【０００４】しかし、従来のプラズマディスプレイ及び
その製造方法においては以下に述べる重要な問題点があ
る。まず、第１には、前述の従来例では、平行平板の電
極を用い、電極材料として仕事関数の大きいＮｉ（仕事
関数５．１５ｅＶ）、Ａｌ（４．２８ｅＶ）、Ｍｏ
（４．６ｅＶ）を使用していたため、放電を発生させる
ための電圧が１５０〜４００Ｖ、通常、２５０〜４００
Ｖと高い。そのため、駆動回路が複雑になり、高価にな
ると同時に、消費電力が大きい。また、通常グロー放電
プラズマを用いているが、入力電力に対する紫外線変換
効率が低いことも併せ、大きな消費電力に起因する熱の
発生の問題があり、一層の薄型化の障害になっている。

【０００５】また、プラズマの発生に平行平板電極を用
いているために、プラズマが放電セル或いは平行平板全
面に広がる。更に、放電セルの製造法としてスクリーン
印刷法を用いるために、画素サイズが６５０〜１０００
μｍと大きい。しかも、平行平板の電極を用いているた
め、パッションの法則により、電極間の距離を近付けて
高精細に使用とすると、駆動電圧が上昇してしまう。ま
た、駆動電圧を上昇させないようにすると、封入放電ガ
ス圧を大幅に上昇させる必要があり、封止するのが困難
となる。

【０００６】また、高精細の画素が作製できないため、
例えば、ビデオカメラのビューファインダーや車載用動
画ディスプレイ用として、近年需要が急増している小型
で高精細な自発光平面ディスプレイを作製することがで
きない。

【０００７】一方、情報化社会の進展と共に、低消費電
力であるという利点を有する液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）の開発及び実用化が近年活発に行われている。特
に、表示品質を向上させるため、各画素ごとにアクティ
ブ素子（スイッチング素子）、例えば薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）を付加したアクティブマトリックス型の液晶
ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）が主流の技術と成りつつあ
る。しかし、ＴＦＴを用いたＬＣＤにおいては、ＴＦＴ
の製造が難しいため、歩留まりが低下して製品コストが
上昇するばかりでなく、大画面の作製が困難である。

【０００８】これらの問題点を解決するものとして、Ｔ
ＦＴに代わるスイッチング素子としてプラズマ放電を利
用するプラズマアドレッシングＬＣＤが提案されている
（日経エレクトロニクス、１９９５年７月１７日、Ｐ１
３）。図１７は同ＬＣＤの概略断面構造を示す。

【０００９】図１７図示の構造におけるプラズマ放電セ
ル１８１は安価な厚膜印刷法で作製される。まず、ガラ
ス基板１８２上にＮｉペーストを印刷して平坦な膜から
なる放電電極１８３ａ、１８３ｂを形成する。次に、ガ
ラスペーストを印刷して放電セル１８１間の隔壁１８４
を形成する。次に、誘電体絶縁膜として厚さ５０μｍの
ガラス基板１８５を隔壁１８４上に載せると共に、放電
セル１８１内に放電ガスを充填する。

【００１０】次に、ガラス基板１８５上にスペーサーを
散布してから、ストライプ状の透明電極１８７、カラー
フィルター１８８を配設したガラス基板１８６を載せ
る。次に、ガラス基板１８５、１８６間の空隙に液晶を
注入して液晶層１８９を形成する。

【００１１】この様な構造の、プラズマ放電セルをアク
ティブ素子として用いた液晶ディスプレイにおいては、
厚膜印刷を利用して製造できるため、歩留まりが向上す
ると共に大型画面を形成することが可能となる。

【００１２】しかし、従来のプラズマ液晶ディスプレイ
及びその製造方法においては以下に述べる重要な問題点
がある。まず、第１には、前述の従来例では、平板電極
を用い、電極材料として仕事関数の大きいＮｉ（仕事関
数５．１５ｅＶ）を使用しているため、放電を発生させ
るための電圧が３００Ｖと高い。そのため、駆動回路が
複雑になり、高価になると同時に、消費電力が１００Ｗ
と大きい。また、通常グロー放電プラズマを用いている
が、入力電力に対する紫外線変換効率が低いことも併
せ、大きな消費電力に起因する熱の発生の問題があり、
一層の薄型化の障害になっている。電極材料をプラズマ
ディスプレイで試みられたことのあるＡｌ（４．２８ｅ
Ｖ）やＭｏ（４．６ｅＶ）に変更したとしても、放電を
発生させるための電圧は１５０〜４００Ｖ、通常、２５
０〜４００Ｖと非常に高くなる。

【００１３】また、プラズマの発生に平板電極を用いて
いるために、プラズマが放電セル或いは平板電極全面に
広がる。更に、放電セルの製造法としてスクリーン印刷
法を用いるために、画素サイズが６５０〜１０００μｍ
と大きい。しかも、平行平板の電極を用いているため、
パッションの法則により、電極間の距離を近付けて高精
細に使用とすると、駆動電圧が上昇してしまう。また、
駆動電圧を上昇させないようにすると、封入放電ガス圧
を大幅に上昇させる必要があり、封止するのが困難とな
る。

【００１４】また、高精細の画素が作製できないため、
高品位テレビ用として用いられる走査線１１２５本のデ
ィスプレイを作製するには、画面サイズを４０インチ以
上と大きくする必要がある。この点に関し、ＴＦＴカラ
ー液晶によれば、１０インチで８００×６００画素のデ
ィスプレイを作製することができる。更に、例えば、ビ
デオカメラのビューファインダーや車載用動画ディスプ
レイ用として、近年需要が急増している小型で高精細な
自発光平面ディスプレイを作製することができない。従
って、前述の従来例では、ディスプレイとしての用途が
極めて限定される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、駆動電圧が
低く、蛍光体輝度が高く、駆動回路が簡単で、放熱の問
題がなく、また、微細な画素形成が可能なプラズマディ
スプレイ及びその製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１６】また、本発明は、駆動電圧が低く、駆動回
路が簡単で、放熱の問題がなく、また、微細な画素形成
が可能なプラズマ液晶ディスプレイ、特にマイクロプラ
ズマ液晶ディスプレイ、及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点は、
プラズマディスプレイにおいて、第１基板と透明な第２
基板との間に形成された気密な封入空間と、前記封入空
間内に収納された放電ガスと、画像を表示するためのマ
トリックス状に配列された複数の画素に対応するように
前記封入空間内に配置された複数の放電セルと、前記第
１基板に支持され且つ各放電セル内に配設された先鋭な
先端部を有する突起状の放電電極と、前記放電電極の前
記先端部に対向するように前記放電セル内に配設された
対向電極と、を具備することを特徴とする。

【００１８】本発明の第２の視点は、第１の視点のプラ
ズマディスプレイにおいて、前記対向電極が前記第２基
板に支持されることを特徴とする。本発明の第３の視点
は、第１の視点のプラズマディスプレイにおいて、前記
対向電極が、前記放電電極上に第１絶縁層を介して配設
され、且つ前記放電電極の前記先端部に対応して開口部
を有する第１導電層の一部からなることを特徴とする。

【００１９】本発明の第４の視点は、第３の視点のプラ
ズマディスプレイにおいて、前記放電ガスとの接触を断
つように前記第１導電層を被覆する第２絶縁層を具備す
ることを特徴とする。

【００２０】本発明の第５の視点は、第１乃至４の視点
のいずれかのプラズマディスプレイにおいて、前記放電
電極の前記先端部が、約１〜１００μｍの曲率半径を有
することを特徴とする。

【００２１】本発明の第６の視点は、第１乃至５の視点
のいずれかのプラズマディスプレイにおいて、前記放電
電極の前記先端部がダイヤモンドまたは強誘電体からな
ることを特徴とする。

【００２２】本発明の第７の視点は、第１乃至６の視点
のいずれかのプラズマディスプレイにおいて、各放電セ
ル内に配設され且つ前記放電ガスをプラズマ化すること
により得られる放射線により励起されて発光する蛍光体
層を具備することを特徴とする。

【００２３】本発明の第８の視点は、第１乃至７の視点
のいずれかのプラズマディスプレイの製造方法におい
て、底部を尖らせた凹部を半導体基板に設ける工程と、
前記凹部に電極材料層を埋め込むことにより、先鋭な突
起形状を有する前記放電電極を形成する工程と、を具備
することを特徴とする。

【００２４】本発明の第９の視点は、第８の視点のプラ
ズマディスプレイの製造方法において、前記電極材料層
を埋め込む前に、前記凹部内を含む前記基板表面に熱酸
化絶縁層を形成する工程を具備することを特徴とする。

【００２５】本発明の第１０の視点は、プラズマ液晶デ
ィスプレイにおいて、第１基板と誘電体からなる第２基
板との間に形成された気密な封入空間と、前記封入空間
内に収納された放電ガスと、画像を表示するためのマト
リックス状に配列された複数の画素に対応するように前
記封入空間内に配置された複数の放電セルと、前記第１
基板に支持され且つ各放電セル内に配設された先鋭な先
端部を有する突起状の放電電極と、前記放電電極の前記
先端部に対向するように前記放電セル内に配設された対
向電極と、前記第２基板上に配設された、透光率が電圧
により変化する液晶層と、前記液晶層を挟んで前記放電
セルと対向する透明電極と、ここで、各放電セルは前記
放電ガスをプラズマ化することにより、各画素に対応し
て前記液晶層の状態を切り替えるスイッチング素子とし
て機能することと、を具備することを特徴とする。

【００２６】本発明の第１１の視点は、第１０の視点の
プラズマ液晶ディスプレイにおいて、前記対向電極が前
記第２基板に支持されることを特徴とする。本発明の第
１２の視点は、第１０の視点のプラズマ液晶ディスプレ
イにおいて、前記対向電極が、前記放電電極上に第１絶
縁層を介して配設され、且つ前記放電電極の前記先端部
に対応して開口部を有する第１導電層の一部からなるこ
とを特徴とする。

【００２７】本発明の第１３の視点は、第１２の視点の
プラズマ液晶ディスプレイにおいて、前記放電ガスとの
接触を断つように前記第１導電層を被覆する第２絶縁層
を具備することを特徴とする。

【００２８】本発明の第１４の視点は、第１０乃至１３
の視点のいずれかのプラズマ液晶ディスプレイにおい
て、前記放電電極の前記先端部が、約１〜１００μｍの
曲率半径を有することを特徴とする。

【００２９】本発明の第１５の視点は、第１０乃至１４
の視点のいずれかのプラズマ液晶ディスプレイにおい
て、前記放電電極の前記先端部がダイヤモンドまたは強
誘電体からなることを特徴とする。

【００３０】本発明の第１６の視点は、第１０乃至１５
の視点のいずれかのプラズマ液晶ディスプレイの製造方
法において、底部を尖らせた凹部を半導体基板に設ける
工程と、前記凹部に電極材料層を埋め込むことにより、
先鋭な突起形状を有する前記放電電極を形成する工程
と、を具備することを特徴とする。

【００３１】本発明の第１７の視点は、第１６の視点の
プラズマ液晶ディスプレイの製造方法において、前記電
極材料層を埋め込む前に、前記凹部内を含む前記基板表
面に熱酸化絶縁層を形成する工程を具備することを特徴
とする。

【００３２】従来のプラズマディスプレイにおいては、
平行平板の電極を用いているため、パッションの法則に
より、電極間の距離を近付けて高精細に使用とすると、
駆動電圧が上昇してしまう。また、駆動電圧を上昇させ
ないようにすると、封入放電ガス圧を大幅に上昇させる
必要があり、封止するのが困難となる。

【００３３】これに対して、本発明のプラズマディスプ
レイ或いはプラズマ液晶ディスプレイによれば、この様
な問題が発生するのを回避し、封入放電ガス圧を上げず
に、駆動電圧を下げることができる。この理由を以下に
述べる。

【００３４】図６は、本発明において、封入放電ガス圧
を一定にした場合の、放電電極の先端部の曲率半径と放
電電圧との関係を示すグラフである。図６中の複数の曲
線は、放電電極と対向電極との間の距離が夫々、２００
μｍ、１８０μｍ、１５０μｍ、１３０μｍ、１００μ
ｍ、５０μｍの場合を表す。

【００３５】図６図示の如く、電極間距離が２００μｍ
の場合には、曲率半径が約１４０μｍ以下、特に１００
μｍ以下になると、放電電圧は大幅に低下する。また、
電極間距離が５０μｍの場合にも、曲率半径が約４０μ
ｍ以下になると、放電電圧は大幅に低下する。即ち、こ
れらから、先鋭な放電電極を用いると、パッションの法
則から外れて、封入放電ガス圧を上げなくとも、放電電
圧即ち駆動電圧を下げることができることが分かる。

【００３６】しかし、曲率半径を１μｍ未満にすると、
放電電圧が大幅に低下する一方、放電電極の先端部の劣
化が激しいことが見出だされた。以上の点を考慮し、本
発明においては、先鋭な放電電極の曲率半径の好ましい
範囲を、１μｍ〜１００μｍに設定している。

【００３７】また、本発明における「放電セル」という
用語は、画像を表示するためのマトリックス状に配列さ
れた複数の画素に対応するように、気密空間内に配置さ
れた放電領域の単位を意味する。従って、画素に対応し
て放電領域が隔壁で区画されている場合だけでなく、放
電領域間に隔壁が全く存在せず一部の或いは全ての放電
領域が空間的に一体であるような場合も、画素に対応す
る放電領域は「放電セル」という単位で表現されること
となる。また、以下に述べる幾つかの実施の形態におけ
るように、放電セル間に隔壁が設けられている場合も、
通常、隔壁は完全に各放電セルを空間的に独立させるも
のではなく、放電セル同士は互いに空間的に連通するよ
うに形成される。

【００３８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
プラズマディスプレイを示す模式図である。図１に示す
ように、この実施の形態に係るプラズマディスプレイ
は、マトリックス状に配置された複数個の放電セル２３
を有する。放電セル２３は、支持基板１１、カソード電
極１７及び透明なガラス基板２１により封止された気密
空間からなり、内部にＨｅ−Ｎｅ、Ｎｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−
Ｘｅ等の放電ガスを収納する。セル２３の間の幅、即
ち、基板１１により形成される隔壁１１ｗの幅は、約
０．１〜３００μｍ、望ましくは１００μｍ以下に設定
される。セル２３内には、電子を放出するためのエミッ
タ１５と、エミッタ１５に対向して、ガラス基板２１上
に対向電極１９が配設される。図において、１つのエミ
ッタ１５のみが示されるが、各セル２３内に複数のエミ
ッタを配設することもできる。また、蛍光体発光を利用
する場合、セル２３内には、更に蛍光体層２２が例えば
ガラス基板２１上に配設される。

【００３９】エミッタ１５の先端部１５ａは、先端の曲
率半径が約１〜１００μｍという尖鋭な形状を有する。
エミッタ材料としては、モリブデン、タングステン、Ｓ
ｉ等の通常の電極材料を用いることができる。更に、エ
ミッタ材料としては、仕事関数の低い種々の材料を用い
ることができる。低仕事関数の材料の一例は、電子親和
力が負（みかけの仕事関数が負）で電子放出しやすく、
大電流もとれ、イオン衝撃にも強く、化学的にも安定
で、ガス吸着の影響も殆ど無いダイヤモンドである。ま
た、分極反転することにより大電流の放出が可能で、ダ
イヤモンドと同じ様にイオン衝撃にも強く、化学的にも
安定で、ガス吸着の影響も殆ど無い強誘電体、例えば、
ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）やＰＬＺＴ（チタン酸
ジルコン酸鉛ランタン）等も用いることができる。

【００４０】図１図示のプラズマディスプレイにおいて
は、従来の、平行平板の電極を用い、電極材料として仕
事関数の大きいＮｉ（仕事関数５．１５ｅＶ）、Ａｌ
（４．２８ｅＶ）、Ｍｏ（４．６ｅＶ）を使用していた
プラズマディスプレイに比較して、電界が先鋭なエミッ
タ即ち突起状電極１５の先端部１５ａに集中して容易に
電子が放出され、放電プラズマを生じることができる。
従って、放電電圧、即ち駆動電圧を従来の１５０〜４０
０Ｖ、通常、２５０〜４００Ｖから、２５〜１３５Ｖに
低下させることができる。そのため、駆動回路が簡単に
なると同時に、消費電力を大きく低下させることがで
き、熱の発生が少なくなり、放熱対策、薄型化に効果が
ある。

【００４１】また、低駆動電圧で高電界を突起状電極に
印加することができるため、従来のグロー放電を利用し
たプラズマディスプレイに比較して、紫外線変換効率が
高いタウンゼント放電の利用も可能となり、蛍光体の輝
度が大幅に向上し、低消費電力化にも寄与する。また、
過渡的放電であるタウンゼント放電を利用した場合に
は、高速応答も可能となる。

【００４２】また、突起状エミッタ即ち電極１５を用い
ているため、平板電極の場合とは異なり、放電電圧の大
きさ及びガス圧のコントロールにより、或は、突起状電
極１５の先端部１５ａの曲率半径を小さくすることによ
り、従来とは異なり、ガス圧をそれ程大きくすることな
く、ほぼ一定の圧力に保ったまま電極間距離を狭くする
ことができる。従って、放電領域が直径１〜２００μｍ
程度の微小なマイクロプラズマを発生させることができ
る。その結果、放電セルを微細にすることができ、薄型
化にも貢献する。また、両電極１５、１９を近接させる
ことにより、プラズマが他の放電セルに広がらず、紫外
線のクロストークの問題も少ないため、隔壁を不要にす
ることも可能である。

【００４３】図４（ａ）〜（ｆ）は図１図示のプラズマ
ディスプレイの製造方法の実施例を工程順に示す模式図
である。なお、図４（ａ）〜（ｆ）図示の製造方法にお
いては、カソード電極とエミッタ１５とを一体的に形成
しており、エミッタ材料として、モリブデン、タングス
テン、Ｓｉ、ダイヤモンド等を用いている。

【００４４】まず、単結晶基板の片側表面に底部を尖ら
せた第１の凹部を形成する。このような凹部を形成する
方法としては、以下に記すようなＳｉ単結晶基板の異方
性エッチングを利用する方法がある。

【００４５】即ち、まず、ｐ型で（１００）結晶面方位
のＳｉ単結晶基板１１上に厚さ０．１μｍのＳｉＯ₂ 熱
酸化層１２をドライ酸化法により形成する。次に、熱酸
化層１２上にレジストをスピンコート法により塗布し、
レジスト層１３を形成する（図４（ａ））。

【００４６】次に、アライナ等を用いて、マトリックス
状に配置された複数個の形開口部１３ａ、例えば１０μ
ｍ角の正方形開口部が得られるように露光、現像等のレ
ジスト層１３のパターニングを行う。ここで、開口部１
３ａの大きさは約２〜３００μｍ角、開口部１３ａ間は
約０．１〜３００μｍ、望ましくは１００μｍ以下とな
るようにする。そして、レジスト層１３をマスクとして
ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合溶液により、ＳｉＯ₂ 膜１２のエッ
チングを行なう（図４（ｂ））。

【００４７】レジスト層１３の除去後、３０ｗｔ％のＫ
ＯＨ水溶液を用いて異方性エッチングを行い、深さ７．
１μｍの逆ピラミッド上の第１の凹部１１ａをＳｉ単結
晶基板１１に形成する（図４（ｃ））。

【００４８】次に、ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合溶液を用いて、
ＳｉＯ₂ 酸化層１２を一旦除去した後、Ｓｉ単結晶基板
１１上に第１の凹部１１ａ内を含めてＳｉＯ₂ 熱酸化絶
縁層１４を形成する（図４（ｄ））。この実施例では、
厚さ３μｍとなるように、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１４を
Ｗｅｔ酸化法により形成した。

【００４９】次に、第１の凹部１１ａとは反対側の単結
晶基板１１の表面にレジストを塗布してレジスト層を形
成し、更に、該レジスト層の凹部１１ａに相対する部分
に開口部を設けるようパターニングする。次に、リアク
ティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によりＳｉ単結晶基
板１１をエッチングし、第２の凹部１１ｂを設ける。こ
の時、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１４の底部、即ちピラミッ
ド形状の先端凸部１４ａを露出させる。

【００５０】レジスト層を除去した後、ＳｉＯ₂ 熱酸化
絶縁層１４上にエミッタ材料からなる導電層１７として
例えばタングステン層やモリブデン層を、第１の凹部１
１ａが充填されるように形成する（図４（ｅ））。この
際、第１の凹部１１ａに対応してピラミッド形状のエミ
ッタ１５が形成される。エミッタ１５の先端部１５ａ
は、熱酸化絶縁層１４の凹部１１ａ内への成長作用によ
り、先端の曲率半径が約１〜１００μｍという尖鋭なも
のとなる。本実施例では、スパッタリング法によりモリ
ブデン層を厚さ２０μｍとなるように形成した。なお、
例えばエミッタ１５をダイヤモンドから形成する場合
は、第１の凹部１１ａ内を含む領域上にＣＶＤによりダ
イヤモンド層を形成する。

【００５１】また、図示の構造では、導電層１７がエミ
ッタ１５及びカソード電極を兼ねているが、夫々を別の
材料から形成してもよい。カソード電極をエミッタ１５
とは別に形成する場合、ＩＴＯ、Ｔａ、Ａｌ等からなる
導電層を使用することができる。

【００５２】次に、ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合液を用いて、Ｓ
ｉＯ₂ 熱酸化層１４を選択的に除去し、エミッタ１５を
露出させる。最後に、エミッタ１５の先端部１５ａに対
向するように、対向電極１９及び蛍光体層２２を配設し
たガラス基板２１を単結晶基板１１に貼り合わせ、Ｈｅ
−Ｎｅ、Ｎｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−Ｘｅ等の放電ガスを封入し
た複数個の放電セル２３を形成する。ここで、複数個の
セル２３の間の幅、即ち、単結晶基板１１により形成さ
れる隔壁１１ｗの幅は、レジスト層１３の間隔に倣い、
約０．１〜３００μｍ、望ましくは１００μｍ以下とな
る。なお、蛍光体層２２は、その面積を稼ぐため、各セ
ル２３の側部や底部（Ｓｉ単結晶基板１１の表面）、或
いはエミッタ１５の側面を覆うように形成してもよい。

【００５３】このように、図４図示の製造方法において
は、異方性エッチングにより設けられた凹部１１ａを有
するＳｉ単結晶基板１１上にＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１４
を形成し、その後、エミッタとなる物質１７をこの凹部
内に充填して形成している。そのため、凹部１１ａの形
状に応じたエミッタ１５を再現性良く得ることができ
る。そして、凹部１１ａは異方性エッチングによる形状
再現性及びＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１４の凹部１１ａ内へ
の成長作用により、底部を良好に尖らせた逆ピラミッド
状とすることができる。従って、先端部１５ａが鋭く尖
り、且つ高さの均一性に優れたピラミッド状のエミッタ
１５を安定して得ることが可能となる。

【００５４】また、スクリーン印刷法を用いていた従来
の製造方法とは異なり、図４図示の製造方法において
は、隔壁１１ｗを厚さ０．１〜２００μｍ程度に、電極
１５、１９間距離を１〜２００μｍ程度に小さくするこ
とができる。従って、大きさが１〜２００μｍ程度の微
細な放電セル２３を形成することでき、マイクロプラズ
マの利用と併せて、小型で高精細なプラズマディスプレ
イを実現することが可能となる。

【００５５】図２は本発明の別の実施の形態に係るプラ
ズマディスプレイを示す模式図である。図２に示すよう
に、この実施の形態に係るプラズマディスプレイは、マ
トリックス状に配置された複数個の放電セル４３を有す
る。放電セル４３は、支持基板３１、カソード電極３７
及び透明なガラス基板４１により封止された気密空間か
らなり、内部にＨｅ−Ｎｅ、Ｎｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−Ｘｅ等
の放電ガスを収納する。セル４３の間の幅、即ち、基板
３１により形成される隔壁３１ｗの幅は、約０．１〜３
００μｍ、望ましくは１００μｍ以下に設定される。セ
ル４３内には、電子を放出するためのエミッタ３５と、
絶縁層３４介してエミッタ３５上に配設された対向電極
３９とが配設される。図において、１つのエミッタ３５
のみが示されるが、各セル４３内に複数のエミッタを配
設することもできる。また、蛍光体発光を利用する場
合、セル４３内には、更に蛍光体層４２が例えばガラス
基板４１上に配設される。

【００５６】エミッタ３５の先端部３５ａは、先端の曲
率半径が約１〜１００μｍという尖鋭な形状を有する。
前述のように、エミッタ材料としては、モリブデン、タ
ングステン、Ｓｉ等の通常の電極材料を用いることがで
きる。更に、エミッタ材料としては、ダイヤモンドのよ
うな低仕事関数（負の電子親和力）の材料や、ＰＺＴ、
ＰＬＺＴのような強誘電体の材料等を用いることができ
る。

【００５７】図２図示のプラズマディスプレイにおいて
は、図１図示のプラズマディスプレイと同様な効果を得
ることができる。更に、エミッタ先端部３５ａと対向電
極３９とが絶縁層３４を挟み形成されているため、対向
電極−エミッタ間距離をこの絶縁層３４の厚さにより精
度良く制御することが可能である。また、エミッタ先端
部３５ａと対向電極３９とが近接しているため、図１図
示の構造よりも微小なマイクロプラズマを発生させるこ
とができる。

【００５８】図５（ａ）〜（ｅ）は図２図示のプラズマ
ディスプレイの製造方法の実施例を工程順に示す模式図
である。なお、図５（ａ）〜（ｅ）図示の製造方法にお
いては、カソード電極とエミッタ３５とを一体的に形成
している。

【００５９】この製造方法においては、まず、図４
（ａ）〜（ｄ）図示の工程を経て、図５（ａ）図示の構
造を形成する。即ち、図５（ａ）図示の構造は、図４
（ｄ）図示の基板１１、第１の凹部１１ａ及び絶縁層１
４の夫々に相当するＳｉ単結晶基板３１、第１の凹部３
１ａ、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層３４を有する。

【００６０】次に、第１の凹部３１ａとは反対側の単結
晶基板３１の表面にレジストを塗布してレジスト層を形
成し、更に、該レジスト層の凹部３１ａに相対する部分
に開口部を設けるようパターニングする。次に、リアク
ティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によりＳｉ単結晶基
板３１をエッチングし、第２の凹部３１ｂを設ける（図
５（ｂ））。この時、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層３４の底
部、即ちピラミッド形状の先端凸部３４ａを露出させ
る。

【００６１】レジスト層を除去した後、第２の凹部３１
ｂ内面を含む単結晶基板３１の表面に絶縁層３６を形成
する。本実施例ではＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層３６を厚さ
０．２μｍとなるように形成した。なお、絶縁層３６は
省略することもできる。更に、前記ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁
層３４上にエミッタ材料からなる導電層３７として例え
ばタングステン層やモリブデン層を、第１の凹部３１ａ
が充填されるように形成する（図５（ｃ））。この際、
第１の凹部３１ａに対応してピラミッド形状のエミッタ
３５が形成される。エミッタ３５の先端部３５ａは、熱
酸化絶縁層３４の凹部３１ａ内への成長作用も加わり、
先端の曲率半径が約１〜１００μｍという尖鋭なものと
なる。本実施例では、スパッタリング法によりモリブデ
ン層を厚さ２μｍとなるように形成した。

【００６２】なお、例えばエミッタ３５をダイヤモンド
から形成する場合は、第１の凹部３１ａ内を含む領域上
にＣＶＤによりダイヤモンド層を形成する。また、図示
の構造では、導電層３７がエミッタ３５及びカソード電
極を兼ねているが、夫々を別の材料から形成してもよ
い。カソード電極をエミッタ３５とは別に形成する場
合、ＩＴＯ、Ｔａ、Ａｌ等からなる導電層を使用するこ
とができる。

【００６３】次に、対向電極用の導電層３８として、例
えばモリブデン層を、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層３４のピラ
ミッド形状先端凸部３４ａ、及び第２の凹部３１ｂ内面
を含む絶縁層３６上に形成する（図５（ｄ））。本実施
例では厚さ０．９μｍとなるようにスパッタリング法に
よりモリブデン層を形成した。

【００６４】次に、導電層３８上にレジストを塗布して
レジスト層を形成し、更に、該レジスト層を酸素プラズ
マにより選択的にドライエッチングし、導電層３８のピ
ラミッド状凸部３８ａの先端部を０．７μｍほど露出さ
せる。その後、リアクティブイオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）により、ピラミッド状凸部３４ａ上の導電層３８を
除去する。更に、残存するレジスト層或いは別のレジス
ト層をマスクとして、ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合液を用いて、
ＳｉＯ₂ 熱酸化層３４を選択的に除去する。これによっ
て、開口部３９ａを有する対向電極３９が形成されると
共に、ピラミッド状エミッタ即ち冷陰極３５の先端部３
５ａが露出される。

【００６５】最後に、エミッタ３５の先端部３５ａに対
向するように、蛍光体層４２を配設したガラス基板４１
を単結晶基板３１に貼り合わせ、Ｈｅ−Ｎｅ等の放電ガ
スを封入した複数個の放電セル４３を形成する（図５
（ｅ））。ここで、複数個のセル４３の間の幅、即ち、
単結晶基板３１により形成される隔壁４１ｗの幅は、レ
ジスト層１３（図４（ａ）、（ｂ）参照）の間隔に倣
い、約０．１〜３００μｍ、望ましくは１００μｍ以下
となる。なお、蛍光体層４２は、その面積を稼ぐため、
セル４３の側部や底部（導電層３８及びエミッタ３５の
表面）を覆うように形成してもよい。

【００６６】このように、図５図示の製造方法において
は、図４図示の製造方法と同様、先端部３５ａが鋭く尖
り、且つ高さの均一性に優れたピラミッド状のエミッタ
３５を安定して得ることが可能となる。更に、エミッタ
先端部３５ａと対向電極３９とがＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層
３４を挟み形成されているため、対向電極−エミッタ間
距離をこの絶縁層３４の厚さにより精度良く制御するこ
とが可能である。

【００６７】図３は本発明の更に別の実施の形態に係る
プラズマディスプレイを示す模式図である。図３に示す
ように、この実施の形態に係るプラズマディスプレイ
は、マトリックス状に配置された複数個の放電セル６３
を有する。放電セル６３は、支持基板５１、カソード電
極５７及び透明なガラス基板６１により封止された気密
空間からなり、内部にＨｅ−Ｎｅ、Ｎｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−
Ｘｅ等の放電ガスを収納する。セル６３の間の幅、即
ち、基板５１により形成される隔壁５１ｗの幅は、約
０．１〜３００μｍ、望ましくは１００μｍ以下に設定
される。セル６３内には、電子を放出するためのエミッ
タ５５と、絶縁層５４介してエミッタ５５上に配設され
た対向電極５９とが配設される。エミッタ５５は絶縁層
５４から露出せず、完全に覆われている。また、対向電
極５９を覆うように、ＳｉＯ₂ 絶縁層６０が配設され
る。図において、１つのエミッタ５５のみが示される
が、各セル６３内に複数のエミッタを配設することもで
きる。また、蛍光体発光を利用する場合、セル６３内に
は、更に蛍光体層６２が例えばガラス基板６１上に配設
される。

【００６８】エミッタ５５の先端部５５ａは、先端の曲
率半径が約１〜１００μｍという尖鋭な形状を有する。
前述のように、エミッタ材料としては、モリブデン、タ
ングステン、Ｓｉ等の通常の電極材料を用いることがで
きる。更に、エミッタ材料としては、ダイヤモンドのよ
うな低仕事関数（負の電子親和力）の材料や、ＰＺＴ、
ＰＬＺＴのような強誘電体の材料等を用いることができ
る。

【００６９】図３図示のプラズマディスプレイにおいて
は、図２図示のプラズマディスプレイと同様な効果を得
ることができる。更に、エミッタ５５及び対向電極５９
が夫々絶縁層５４、６０で覆われているため、エミッタ
５５及び対向電極５９はセル内のプラズマから保護され
る。このため長寿命のプラズマディスプレイを提供する
ことができる。なお、この場合、交流を印加してプラズ
マを維持するようにしてもよい。

【００７０】図３図示のプラズマディスプレイの製造方
法は、図５（ａ）〜（ｅ）図示の製造方法と類似したも
のとなる。相違点としては、図５（ｄ）図示の工程で、
対向電極開口部を形成した後、更にＳｉＯ₂ 絶縁層６０
を形成する共に、次の工程において、絶縁層６０及び対
向電極５５のエミッタ５５上方の部分をエッチングする
際に、絶縁層５４を残すようにすることである。

【００７１】図７は本発明の更に別の実施の形態に係る
プラズマディスプレイを示す模式図である。図７に示す
ように、この実施の形態に係るプラズマディスプレイ
は、図２図示のプラズマディスプレイから、エミッタ３
５間を仕切る隔壁３１ｗを除いた構造を有する。図７
中、図２中の部材と対応する部分には同一符号を付して
それらの詳細な説明を省略する。なお、追加の符号４
５、４６は夫々、支持用のガラス基板及びＩＴＯ導電層
を指示する。

【００７２】本発明のプラズマディスプレイにおいて
は、エミッタの先端部と対向電極との間の距離を小さく
できるため、この両者間で局部的にプラズマを発生させ
ることができ、しかも、場合によっては、紫外線発生効
率の高いタウンゼント放電によりプラズマを発生させる
ことができる。このため、放電セル間の隔壁がなくと
も、互いに干渉し合うことなく、各放電セルごとに局部
的にマイクロプラズマを発生させることができる。即
ち、図１乃至図３図示の各プラズマディスプレイにおい
ては、隔壁１１ｗ、３１ｗ、５１ｗを省略することがで
きる。図７はその一例として、図２図示の構造を変更し
た実施の形態を示すものである。

【００７３】なお、前述の如く、本発明における「放電
セル」という用語は、画像を表示するためのマトリック
ス状に配列された複数の画素に対応するように、気密空
間内に配置された放電領域を意味する。従って、このよ
うに隔壁がない場合も、画素に対応する放電領域は「放
電セル」という単位で表現されることとなる。

【００７４】図８（ａ）〜（ｈ）は図７図示のプラズマ
ディスプレイのエミッタの製造方法の実施例を工程順に
示す模式図である。この製造方法においては、まず、単
結晶基板７１の片側表面に、底部を尖らせた凹部７２を
形成する。このような凹部を形成する方法として、次の
ようなＳｉ単結晶基板の異方性エッチングを利用する方
法を用いることができる。

【００７５】まず、単結晶基板となるｐ型で（１００）
結晶面方位のＳｉ単結晶基板７１上に厚さ０．１μｍの
ＳｉＯ₂ 熱酸化層をドライ酸化法により形成する。次
に、熱酸化層上にレジストをスピンコート法により塗布
し、レジスト層を形成する。

【００７６】次に、アライナ等を用いて、マトリックス
状に配置された複数個の開口部、例えば１０μｍ角の正
方形開口部、が得られるように露光、現像等の処理を施
し、レジスト層のパターニングを行う。ここで、開口部
は約２〜３００μｍ角となるようにする。そして、レジ
スト層をマスクとして、ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合溶液によ
り、ＳｉＯ₂ 膜のエッチングを行なう。

【００７７】レジスト層の除去後、３０ｗｔ％のＫＯＨ
水溶液を用いて異方性エッチングを行い、深さ７．１μ
ｍの凹部７２をＳｉ単結晶基板７１上に形成する（図８
（ａ））。次に、ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合溶液を用いて、Ｓ
ｉＯ₂ 酸化層を除去する。ＫＯＨ水溶液によりエッチン
グされることにより、凹部７２は（１１１）面からなる
４斜面により規定される逆ピラミッドの形状となる。

【００７８】次に、凹部７２が形成されたＳｉ単結晶基
板７１を、例えばＷｅｔ酸化法により熱酸化し、凹部７
２を含む全面に、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層７３を、例えば
厚さ０．５μｍとなるように形成する。なお、絶縁層７
３はＣＶＤ法等により堆積して形成することもできる
が、ＳｉＯ₂ 熱酸化膜は、緻密で厚さの制御等が容易で
あることから好ましい。

【００７９】次に、凹部７２内を埋めるように、単結晶
基板即ちＳｉ単結晶基板７１上に、タングステン、モリ
ブデン、ダイヤモンド等からなるエミッタ材料層７４と
ＩＴＯ等からなる導電層７５とを形成する（図８
（ｂ））。エミッタ材料層７４及び導電層７５は、例え
ば、スパッタリング法により夫々厚さ２μｍ及び１μｍ
となるように形成する。

【００８０】エミッタ材料層７４は、凹部７２が十分に
埋められると共に、凹部７２以外の部分も一様の厚さと
なるように形成する。なお、エミッタをダイヤモンドか
ら形成する場合はエミッタ材料層７４としてＣＶＤによ
りダイヤモンド層を形成する。また、導電層７５はミッ
タ材料層７４の材質によっては省くことができ、その場
合は、エミッタ材料層７４がカソード電極を兼ねること
となる。

【００８１】一方、支持基板として、背面に例えば、厚
さ０．３μｍのＡｌ層７６をコートしたパイレックスガ
ラス基板（厚さ１ｍｍ）７７を用意する。次に、ガラス
基板７７とＳｉ単結晶基板７１とをエミッタ材料層７４
を間に挟むように接着する（図８（ｃ））。この接着に
は、例えば静電接着法を適用することができ、静電接着
法は、エミッタ構造の軽量化や薄型化に寄与する。

【００８２】次に、ガラス基板７７背面のＡｌ層７６
を、ＨＮＯ₃ ・ＣＨ₃ ＣＯＯＨ・ＨＦの混酸溶液で除去
する。また、エチレンジアミン・ピロカテコール・ピラ
ジンから成る水溶液（エチレンジアミン：ピロカテコー
ル：ピラジン：水＝７５ｃｃ：１２ｇ：３ｍｇ：１０ｃ
ｃ）でＳｉ単結晶基板７１をエッチング除去する。この
様にして、ピラミッド形状の導電性凸部７８を覆うＳｉ
Ｏ₂ 熱酸化絶縁層７３を露出させる（図８（ｄ））。

【００８３】次に、絶縁層７３上に、対向電極となるＷ
等の導電性材料からなる導電性材料層７９を、例えばス
パッタリング法により厚さ約０．５μｍとなるように形
成する。その後、導電性材料層７９上に、フォトレジス
ト層８０を、ピラミッドの先端が隠れる程度の厚さに、
例えばスピンコート法により厚さ約０．９μｍとなるよ
うに塗布する（図８（ｅ））。

【００８４】更に、酸素プラズマによるドライエッチン
グを行い、ピラミッド先端部が０．７μｍほど現れるよ
うに、レジスト層８０をエッチング除去する（図８
（ｆ））。その後、反応性イオンエッチングにより、ピ
ラミッド先端部の導電性材料層７９をエッチングし、開
口部を形成する（図８（ｇ））。

【００８５】レジスト層８０を除去した後、ＮＨ₄ Ｆ・
ＨＦ混合溶液を用いて、絶縁層７３を選択的に除去す
る。この様にして、対向電極となる導電性材料層７９の
開口部内で、導電性凸部７８の先端部を露出させる（図
８（ｈ））。図８（ｈ）図示の構造は、図７図示のプラ
ズマディスプレイのエミッタ３５側の構造に対応する。
即ち、図８（ｈ）中の導電性凸部７８及び導電性材料層
７９が、図７中のエミッタ３５及び対向電極３９に夫々
対応する。

【００８６】従って、最後に、図７に示すように、エミ
ッタ３５の先端部３５ａに対向するように、蛍光体層４
２を配設したガラス基板４１をガラス基板４５に貼り合
わせ、Ｈｅ−Ｎｅ、Ｎｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−Ｘｅ等の放電ガ
スを封入すれば、プラズマディスプレイを完成すること
ができる。

【００８７】図９は本発明の更に別の実施の形態に係る
プラズマディスプレイを示す展開斜視図である。図９に
示すように、この実施の形態に係るプラズマディスプレ
イは、図７図示の構造を応用したもので、マトリックス
状に配置された複数個の放電セル４３の夫々が４つのエ
ミッタ３５を有する。図９中、図７中の部材と対応する
部分には同一符号を付しそれらの詳細な説明を省略す
る。

【００８８】図示の如く、エミッタ３５に接続されたカ
ソード電極３７のラインと、対向電極３９のラインとは
直交し、それらの交点に放電セル４３が配置される。従
って、カソード電極３７のラインと、対向電極３９のラ
インとを介して各放電セル４３における電極間の電圧を
任意に設定することにより、画素の点灯及び点滅を選択
することができる。即ち、画素の選択は、所謂マトリッ
クス駆動により、例えば、対向電極３９のラインを線順
次に選択して所定の電位を付与するのに同期して、カソ
ード電極３７のラインに選択信号である所定の電位を付
与することにより行うことができる。

【００８９】本実施の形態に限らず、図１乃至図３及び
図７のプラズマディスプレイにおいては、いずれも、カ
ソード電極のラインと対向電極のラインとを直交して配
置することができる。これにより、図９図示の実施の形
態と同様に、マトリックス駆動を行うことができる。

【００９０】図１０は本発明の更に別の実施の形態に係
るプラズマ液晶ディスプレイを示す模式図である。この
実施の形態に係るプラズマ液晶ディスプレイは、マトリ
ックス状に配置された複数個の放電セル１２３に区画さ
れた放電セルアレイブロック１１０を有する。図１０に
示すように、放電セル１２３は、透明な誘電体であるガ
ラス基板１２１、１２２及びその間に配設されたスペー
サー基板１１１とにより封止された気密空間からなり、
内部にＨｅ−Ｎｅ、Ｈｅ−Ｘｅ、Ｎｅ−Ｘｅ等の放電ガ
スを収納する。セル１２３の間の幅、即ち、基板１１１
により形成される隔壁１１１ｗの幅は、約０．１〜１０
０μｍに設定される。

【００９１】放電セル１２３内には、カソード電極１１
７に接続された電子を放出するためのエミッタ１１５
と、エミッタ１１５に対向するようにガラス基板１２１
上に形成された対向電極１１９とが配設される。図にお
いて、１つのエミッタ１１５のみが示されるが、各放電
セル１２３内に複数のエミッタを配設することもでき
る。また、エミッタ１１５とカソード電極１１７とは、
バックライトを使用しない場合、或いは透明電極を使用
する場合は、同じ材料から形成することができる。

【００９２】上部のガラス基板１２１の上面に対向する
ように、ガラス基板１０１が配設される。ガラス基板１
０１の内面上には、ストライプ状の透明電極１０２及び
カラーフィルター１０３が支持される。ガラス基板１２
１とガラス基板１０１との間にはスペーサーが散布され
ると共に液晶が注入され、透光率が電圧により変化する
液晶層１０４が形成される。最上部のガラス基板１０１
及び最下部のガラス基板１２２の外面上には、偏光板１
０５、１０６が夫々配設される。更に、最下部のガラス
基板１２２の裏面側にはバックライト１０７が配設され
る。これらの部材１０１乃至１０７は、一般的な液晶表
示装置において使用されているものである。各放電セル
１２３は放電ガスをプラズマ化することによりガラス基
板１２１上に得られる電位により、各画素に対応して液
晶層１０４の状態を切り替えるスイッチング素子として
機能する。

【００９３】なお、放電ガスプラズマが発する光のみを
利用する場合、或いは放電セル１２３内に蛍光体を配置
し、その蛍光を利用する場合は、偏光板１０６をガラス
基板１２１の上部に設置し、バックライト１０７を省略
することも可能である。

【００９４】放電セル１２３内に配設されたエミッタ１
１５の先端部１１５ａは、先端の曲率半径が約１〜１０
０μｍという尖鋭な形状を有する。エミッタ材料として
は、モリブデン、タングステン、Ｓｉ等の通常の電極材
料を用いることができる。更に、エミッタ材料として
は、仕事関数の低い種々の材料を用いることができる。
低仕事関数の材料の一例は、電子親和力が負（みかけの
仕事関数が負）で電子放出しやすく、大電流もとれ、イ
オン衝撃にも強く、化学的にも安定で、ガス吸着の影響
も殆ど無いダイヤモンドである。また、分極反転するこ
とにより大電流の放出が可能で、ダイヤモンドと同じ様
にイオン衝撃にも強く、化学的にも安定で、ガス吸着の
影響も殆ど無い強誘電体、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジ
ルコン酸鉛）やＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛ランタ
ン）等も使用することができる。

【００９５】図１０図示のプラズマ液晶ディスプレイに
おいては、従来の、平板電極を用い、電極材料として仕
事関数の大きいＮｉ（仕事関数５．１５ｅＶ）、Ａｌ
（４．２８ｅＶ）、Ｍｏ（４．６ｅＶ）を使用するプラ
ズマ液晶ディスプレイに比較して、電界が先鋭なエミッ
タ即ち突起状電極１１５の先端部１１５ａに集中して容
易に電子が放出され、放電プラズマを生じることができ
る。従って、放電電圧、即ち駆動電圧を従来の１５０〜
４００Ｖ、通常、２５０〜４００Ｖから、２５〜１３５
Ｖに低下させることができる。そのため、駆動回路が簡
単になると同時に、消費電力を大きく低下させることが
でき、熱の発生が少なくなり、放熱対策、薄型化に効果
がある。

【００９６】また、突起状エミッタ即ち電極１１５を用
いているため、平板電極の場合とは異なり、放電電圧の
大きさ及びガス圧のコントロールにより、或は、突起状
電極１１５の先端部１１５ａの曲率半径を小さくするこ
とにより、従来とは異なり、ガス圧をそれ程大きくする
ことなく、ほぼ一定の圧力に保ったまま電極間距離を狭
くすることができる。従って、放電領域が直径１〜２０
０μｍ程度の微小なマイクロプラズマを発生させること
ができる。その結果、放電セルを微細にすることがで
き、薄型化にも貢献する。

【００９７】図１３（ａ）〜（ｆ）は図１０図示のプラ
ズマ液晶ディスプレイの放電セルアレイブロック１１０
の製造方法の実施例を工程順に示す模式図である。ま
ず、単結晶基板の片側表面に底部を尖らせた第１の凹部
を形成する。このような凹部を形成する方法としては、
以下に記すようなＳｉ単結晶基板の異方性エッチングを
利用する方法がある。

【００９８】即ち、まず、ｐ型で（１００）結晶面方位
のＳｉ単結晶基板１１１上に厚さ０．１μｍのＳｉＯ₂
熱酸化層１１２をドライ酸化法により形成する。次に、
熱酸化層１１２上にレジストをスピンコート法により塗
布し、レジスト層１１３を形成する（図１３（ａ））。

【００９９】次に、アライナ等を用いて、マトリックス
状に配置された複数個の開口部１１３ａ、例えば１０μ
ｍ角の正方形開口部、が得られるよう露光、現像等のレ
ジスト層１１３のパターニングを行う。ここで、開口部
１１３ａの大きさは約２〜３００μｍ角、開口部１１３
ａ間は約０．１〜１００μｍを有するようにする。そし
て、レジスト層１１３をマスクとしてＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混
合溶液により、ＳｉＯ₂ 膜１１２のエッチングを行なう
（図１３（ｂ））。

【０１００】レジスト層１１３の除去後、３０ｗｔ％の
ＫＯＨ水溶液を用いて異方性エッチングを行い、深さ
７．１μｍの逆ピラミッド上の第１の凹部１１１ａをＳ
ｉ単結晶基板１１１に形成する（図１３（ｃ））。

【０１０１】次に、ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合溶液を用いて、
ＳｉＯ₂ 酸化層１１２を一旦除去した後、Ｓｉ単結晶基
板１１１上に第１の凹部１１１ａ内を含めてＳｉＯ₂ 熱
酸化絶縁層１１４を形成する（図１３（ｄ））。この実
施例では、厚さ３μｍとなるように、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶
縁層１１４をＷｅｔ酸化法により形成した。絶縁層１１
４はＣＶＤ法或いは陽極酸化法により形成することもで
きる。

【０１０２】次に、第１の凹部１１１ａとは反対側の単
結晶基板１１１の表面にレジストを塗布してレジスト層
を形成し、更に、該レジスト層の凹部１１１ａに相対す
る部分に開口部を設けるようパターニングする。次に、
リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によりＳｉ単
結晶基板１１１をエッチングし、第２の凹部１１１ｂを
設ける。この時、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１１４の底部、
即ちピラミッド形状の先端凸部１１４ａを露出させる。

【０１０３】レジスト層を除去した後、ＳｉＯ₂ 熱酸化
絶縁層１１４上にエミッタ材料、例えばタングステン、
モリブデン、望ましくはダイヤモンド等の低仕事関数
（負の電子親和力）の材料、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ等の強誘
電体の材料を、第１の凹部１１１ａが充填されるように
形成する。この際、第１の凹部１１１ａに対応してピラ
ミッド形状のエミッタ１１５が形成される。エミッタ１
１５の先端部１１５ａは、熱酸化絶縁層１１４の凹部１
１１ａ内への成長作用により、先端の曲率半径が約１〜
１００μｍという尖鋭なものとなる。本実施例では、Ｃ
ＶＤ法によりダイヤモンド層を形成した。

【０１０４】次に、ＩＴＯ等の透明な導電材料からなる
層をエミッタ１１５及びＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１１４上
に堆積し、カソード電極１１７を形成する（図１３
（ｅ））。なお、図示の構造では、エミッタ１１５及び
カソード電極１１７を別の材料から形成しているが、同
じ導電材料から一体的に形成してもよい。

【０１０５】次に、ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合液を用いて、Ｓ
ｉＯ₂ 熱酸化層１１４を選択的に除去し、エミッタ１１
５を露出させる。次に、支持基板として、カソード電極
１１７側にガラス基板１２２を貼り付ける。なお、カソ
ード電極１１７自体が気密な放電セル１２３を形成する
ための支持体として機能するようにすれば、ガラス基板
１２２を省略することもできる。

【０１０６】次に、エミッタ１１５の先端部１１５ａに
対向するように、対向電極１１９を配設したガラス基板
１２１を、単結晶基板１１１を介してガラス基板１２２
に貼り合わせ、Ｈｅ−Ｎｅ、Ｈｅ−Ｘｅ、Ｎｅ−Ｘｅ等
の放電ガスを封入した複数個の放電セル１２３を形成す
る（図１３（ｆ））。ここで、複数個のセル１２３の間
の幅、即ち、単結晶基板１１１により形成される隔壁１
１１ｗの幅は、レジスト層１１３の間隔に倣い、約０．
１〜１００μｍとなる。

【０１０７】最後に、図１０図示の如く、内面上にスト
ライプ状の透明電極１０２及びカラーフィルター１０３
を支持するガラス基板１０１を、上部のガラス基板１２
１の上面に対向配設する。次に、ガラス基板１２１とガ
ラス基板１０１との間にスペーサーを散布すると共に液
晶を注入し、透光率が電圧により変化する液晶層１０４
を形成する。次に、最上部のガラス基板１０１及び最下
部のガラス基板１２２の外面上に偏光板１０５、１０６
を夫々配設する。更に、最下部のガラス基板１２２の裏
面側にバックライト１０７を配設する。これらの部材１
０１乃至１０７は、公知の種々方法で、放電セルアレイ
ブロック１１０の上下に配設することができる。

【０１０８】このように、図１３図示の製造方法におい
ては、異方性エッチングにより設けられた凹部１１１ａ
を有するＳｉ単結晶基板１１１上にＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁
層１１４を形成し、その後、エミッタ１１５となる物質
をこの凹部内に充填して形成している。そのため、凹部
１１１ａの形状に応じたエミッタ１１５を再現性良く得
ることができる。そして、凹部１１１ａは異方性エッチ
ングによる形状再現性及びＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１１４
の凹部１１１ａ内への成長作用により、底部を良好に尖
らせた逆ピラミッド状とすることができる。従って、先
端部１１５ａが鋭く尖り、且つ高さの均一性に優れたピ
ラミッド状のエミッタ１１５を安定して得ることが可能
となる。なお、絶縁層１１４をＣＶＤ法或いは陽極酸化
法により形成しても、同様な効果が得られる。

【０１０９】また、スクリーン印刷法を用いていた従来
の製造方法とは異なり、図１３図示の製造方法において
は、隔壁１１１ｗを厚さ０．１〜２００μｍ程度に、電
極１１５、１１９間距離を１〜２００μｍ程度に小さく
することができる。従って、大きさが１〜２００μｍ程
度の微細な放電セル１２３を形成することでき、マイク
ロプラズマの利用と併せて、小型で高精細なプラズマ液
晶ディスプレイを実現することが可能となる。

【０１１０】図１１は本発明の更に別の実施の形態に係
るプラズマ液晶ディスプレイを示す模式図である。図１
１は９０度の角度をなす断面を中央で合わせた態様で示
す。この実施の形態に係るプラズマ液晶ディスプレイ
は、マトリックス状に配置された複数個の放電セル１４
３に区画された放電セルアレイブロック１３０を有す
る。図１１に示すように、放電セル１４３は、透明な誘
電体であるガラス基板１４１、１４２及びその間に配設
されたスペーサー基板１３１とにより封止された気密空
間からなり、内部にＨｅ−Ｎｅ、Ｈｅ−Ｘｅ、Ｎｅ−Ｘ
ｅ等の放電ガスを収納する。セル１４３の間の幅、即
ち、基板１３１により形成される隔壁１３１ｗの幅は、
約０．１〜１００μｍに設定される。

【０１１１】放電セル１４３内には、カソード電極１３
７に接続された電子を放出するためのエミッタ１３５
と、絶縁層１３４介してエミッタ１３５上に形成された
対向電極１３９とが配設される。図において、１つのエ
ミッタ１３５のみが示されるが、各放電セル１４３内に
複数のエミッタを配設することもできる。また、エミッ
タ１３５とカソード電極１３７とは、バックライトを使
用しない場合、或いは透明電極を使用する場合は、同じ
材料から形成することができる。

【０１１２】放電セルアレイブロック１３０の上下に
は、図１０図示のプラズマ液晶ディスプレイと同様に、
対向ガラス基板１０１やバックライト１０７等の部材が
配設される。

【０１１３】放電セル１４３内に配設されたエミッタ１
３５の先端部１３５ａは、先端の曲率半径が約１〜１０
０μｍという尖鋭な形状を有する。前述のように、エミ
ッタ材料としては、モリブデン、タングステン、Ｓｉ等
の通常の電極材料を用いることができる。更に、エミッ
タ材料としては、ダイヤモンド等の低仕事関数（負の電
子親和力）の材料、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ等の強誘電体の材
料を用いることができる。

【０１１４】図１１図示のプラズマ液晶ディスプレイに
おいては、図１０図示のプラズマ液晶ディスプレイと同
様な効果を得ることができる。更に、エミッタ先端部１
３５ａと対向電極１３９とが絶縁層１３４を挟み形成さ
れているため、対向電極−エミッタ間距離をこの絶縁層
１３４の厚さにより精度良く制御することが可能であ
る。また、エミッタ先端部１３５ａと対向電極１３９と
が近接しているため、図１０図示の構造よりも、より微
小なマイクロプラズマを発生させることができる。図
１４（ａ）〜（ｅ）は図１１図示のプラズマ液晶ディス
プレイの放電セルアレイブロック１３０の製造方法の実
施例を工程順に示す模式図である。

【０１１５】この製造方法においては、まず、図１３
（ａ）〜（ｄ）図示の工程を経て、図１４（ａ）図示の
構造を形成する。即ち、図１４（ａ）図示の構造は、図
１３（ｄ）図示の基板１１１、第１の凹部１１１ａ及び
絶縁層１１４の夫々に相当するＳｉ単結晶基板１３１、
第１の凹部１３１ａ、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１３４を有
する。

【０１１６】次に、第１の凹部１３１ａとは反対側の単
結晶基板１３１の表面にレジストを塗布してレジスト層
を形成し、更に、該レジスト層の凹部１３１ａに相対す
る部分に開口部を設けるようパターニングする。次に、
リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によりＳｉ単
結晶基板１３１をエッチングし、第２の凹部１３１ｂを
設ける（図１４（ｂ））。この時、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁
層１３４の底部、即ちピラミッド形状の先端凸部１３４
ａを露出させる。

【０１１７】レジスト層を除去した後、第２の凹部１３
１ｂ内面を含む単結晶基板１３１の表面に絶縁層１３６
を形成する。本実施例ではＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１３６
を厚さ０．２μｍとなるように形成した。なお、絶縁層
１３６は省略してもよい。更に、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層
１１４上にエミッタ材料、例えばタングステン、モリブ
デン、望ましくはダイヤモンド等の低仕事関数の材料、
ＰＺＴ、ＰＬＺＴ等の強誘電体の材料を、第１の凹部１
３１ａが充填されるように形成する。この際、第１の凹
部１３１ａに対応してピラミッド形状のエミッタ１３５
が形成される。エミッタ１３５の先端部１３５ａは、熱
酸化絶縁層１３４の凹部１３１ａ内への成長作用によ
り、先端の曲率半径が約１〜１００μｍという尖鋭なも
のとなる。本実施例では、ＣＶＤ法によりダイヤモンド
層を形成した。

【０１１８】次に、ＩＴＯ等の透明な導電材料からなる
層をエミッタ１３５及びＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１３４上
に堆積し、カソード電極１３７を形成する（図１４
（ｃ））。なお、図示の構造では、エミッタ１３５及び
カソード電極１３７を別の材料から形成しているが、同
じ導電材料から一体的に形成してもよい。

【０１１９】次に、対向電極用の導電層１３８として、
例えばモリブデン層を、ＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層１３４の
ピラミッド形状先端凸部１３４ａ、及び第２の凹部１３
１ｂ内面を含む絶縁層１３６上に形成する（図１４
（ｄ））。本実施例では厚さ０．９μｍとなるようにス
パッタリング法によりモリブデン層を形成した。

【０１２０】次に、導電層１３８上にレジストを塗布し
てレジスト層を形成し、更に、該レジスト層を酸素プラ
ズマにより選択的にドライエッチングし、導電層１３８
のピラミッド状凸部１３８ａの先端部を０．７μｍほど
露出させる。その後、リアクティブイオンエッチング
（ＲＩＥ）により、ピラミッド状凸部１３４ａ上の導電
層１３８を除去する。更に、残存するレジスト層或いは
別のレジスト層をマスクとして、ＮＨ₄ Ｆ・ＨＦ混合液
を用いて、ＳｉＯ₂ 熱酸化層１３４を選択的に除去す
る。これによって、開口部１３９ａを有する対向電極１
３９が形成されると共に、ピラミッド状エミッタ即ち冷
陰極１３５の先端部１３５ａが露出される。

【０１２１】次に、支持基板として、カソード電極１３
７側にガラス基板１４２を貼り付ける。なお、カソード
電極１３７自体が気密な放電セル１４３を形成するため
の支持体として機能するようにすれば、ガラス基板１４
２を省略することもできる。

【０１２２】次に、ガラス基板１４１を単結晶基板１３
１を介してガラス基板１４２に貼り合わせ、Ｈｅ−Ｎ
ｅ、Ｈｅ−Ｘｅ、Ｎｅ−Ｘｅ等の放電ガスを封入した複
数個の放電セル１４３を形成する（図１４（ｅ））。こ
こで、複数個のセル１４３の間の幅、即ち、単結晶基板
１３１により形成される隔壁１３１ｗの幅は、レジスト
層１１３（図１３（ａ）、（ｂ）参照）の間隔に倣い、
約０．１〜１００μｍとなる。

【０１２３】最後に、図１１図示の対向ガラス基板１０
１やバックライト１０７等の部材を、種々の公知の方法
で、放電セルアレイブロック１３０の上下に配設する。
このように、図１４図示の製造方法においては、図１３
図示の製造方法と同様、先端部１３５ａが鋭く尖り、且
つ高さの均一性に優れたピラミッド状のエミッタ１３５
を安定して得ることが可能となる。更に、エミッタ先端
部１３５ａと対向電極１３９とがＳｉＯ₂ 熱酸化絶縁層
１３４を挟み形成されているため、対向電極−エミッタ
間距離をこの絶縁層１３４の厚さにより精度良く制御す
ることが可能である。なお、絶縁層１３４をＣＶＤ法或
いは陽極酸化法により形成しても、同様な効果が得られ
る。

【０１２４】図１２は本発明の更に別の実施の形態に係
るプラズマ液晶ディスプレイを示す模式図である。図１
２は９０度の角度をなす断面を中央で合わせた態様で示
す。この実施の形態に係るプラズマ液晶ディスプレイ
は、マトリックス状に配置された複数個の放電セル１６
３に区画された放電セルアレイブロック１５０を有す
る。図１２に示すように、放電セル１６３は、透明な誘
電体であるガラス基板１６１、１６２及びその間に配設
されたスペーサー基板１５１とにより封止された気密空
間からなり、内部にＨｅ−Ｎｅ、Ｈｅ−Ｘｅ、Ｎｅ−Ｘ
ｅ等の放電ガスを収納する。セル１６３の間の幅、即
ち、基板１５１により形成される隔壁１５１ｗの幅は、
約０．１〜１００μｍに設定される。

【０１２５】放電セル１６３内には、カソード電極１５
７に接続された電子を放出するためのエミッタ１５５
と、絶縁層１５４介してエミッタ１５５上に形成された
対向電極１５９とが配設される。エミッタ１５５は絶縁
層１５４から露出せず、完全に覆われている。また、対
向電極１５９を覆うように、ＳｉＯ₂ 絶縁層１６０が配
設される。エミッタ１５５からの電子は、トンネル現象
で絶縁層１５４を通過する。図において、１つのエミッ
タ１５５のみが示されるが、各放電セル１６３内に複数
のエミッタを配設することもできる。また、エミッタ１
５５とカソード電極１５７とは、バックライトを使用し
ない場合、或いは透明電極を使用する場合は、同じ材料
から形成することができる。

【０１２６】放電セルアレイブロック１５０の上下に
は、図１０図示のプラズマ液晶ディスプレイと同様に、
対向ガラス基板１０１やバックライト１０７等の部材が
配設される。

【０１２７】エミッタ１５５の先端部１５５ａは、先端
の曲率半径が約１〜１００μｍという尖鋭な形状を有す
る。前述のように、エミッタ材料としては、モリブデ
ン、タングステン、Ｓｉ等の通常の電極材料を用いるこ
とができる。更に、エミッタ材料としては、ダイヤモン
ド等の低仕事関数（負の電子親和力）の材料、ＰＺＴ、
ＰＬＺＴ等の強誘電体の材料を用いることができる。

【０１２８】図１２図示のプラズマ液晶ディスプレイに
おいては、図１１図示のプラズマ液晶ディスプレイと同
様な効果を得ることができる。更に、エミッタ１５５及
び対向電極１５９が夫々絶縁層１５４、１６０で覆われ
ているため、エミッタ１５５及び対向電極１５９はセル
内のプラズマから保護される。このため長寿命のプラズ
マ液晶ディスプレイを提供することができる。なお、こ
の場合には、交流を印加し、プラズマを維持してもよ
い。

【０１２９】図１２図示のプラズマ液晶ディスプレイの
放電セルアレイブロック１５０の製造方法は、図１４
（ａ）〜（ｅ）図示の製造方法と類似したものとなる。
相違点としては、図１４（ｄ）図示の工程で、対向電極
開口部を形成した後、更にＳｉＯ₂ 絶縁層１６０を形成
する共に、次の工程において、絶縁層１６０及び対向電
極１５５のエミッタ１５５上方の部分をエッチングする
際に、絶縁層１５４を残すようにすることである。

【０１３０】図１５は本発明の更に別の実施の形態に係
るプラズマ液晶ディスプレイを示す模式図である。図１
５に示すように、この実施の形態に係るプラズマ液晶デ
ィスプレイは、図１１図示のプラズマ液晶ディスプレイ
から、エミッタ３５間を仕切る隔壁３１ｗを除いた構造
を有する。図１５中、図１１中の部材と対応する部分に
は同一符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。

【０１３１】本発明のプラズマ液晶ディスプレイにおい
ては、エミッタの先端部と対向電極との間の距離を小さ
くできるため、この両者間で局部的にプラズマを発生さ
せることができ、しかも、場合によっては、紫外線発生
効率の高いタウンゼント放電によりプラズマを発生させ
ることができる。このため、放電セル間の隔壁がなくと
も、互いに干渉し合うことなく、各放電セルごとに局部
的にマイクロプラズマを発生させることができる。即
ち、図１０乃至図１２図示の各プラズマ液晶ディスプレ
イにおいては、隔壁１１１ｗ、１３１ｗ、１５１ｗを省
略することができる。図１５はその一例として、図１１
図示の構造を変更した実施の形態を示すものである。

【０１３２】なお、前述の如く、本発明における「放電
セル」という用語は、画像を表示するためのマトリック
ス状に配列された複数の画素に対応するように、気密空
間内に配置された放電領域を意味する。従って、このよ
うに隔壁がない場合も、画素に対応する放電領域は「放
電セル」という単位で表現されることとなる。

【０１３３】図１５図示のプラズマ液晶ディスプレイの
エミッタは、図８（ａ）〜（ｈ）を参照して述べた製造
方法により製造することができる。但し、図８（ｂ）図
示の工程において、エミッタ材料層７４は、凹部７２の
みを埋めるような厚さに形成する。

【０１３４】図１６は本発明の更に別の実施の形態に係
るプラズマ液晶ディスプレイの放電セルアレイブロック
を示す展開斜視図である。図１６に示すように、この実
施の形態に係るプラズマ液晶ディスプレイは、図１５図
示の構造を応用したもので、マトリックス状に配置され
た複数個の放電セル１４３の夫々が４つのエミッタ１３
５を有する。図１６中、図１５中の部材と対応する部分
には同一符号を付しそれらの詳細な説明を省略する。

【０１３５】図示の如く、エミッタ１３５に接続された
カソード電極１３７のラインと、対向電極１３９のライ
ンとは直交し、それらの交点に放電セル１４３が配置さ
れる。従って、カソード電極１３７のラインと、対向電
極１３９のラインとを介して各放電セル１４３における
電極間の電圧を任意に設定することにより、画素の点灯
及び点滅を選択することができる。即ち、画素の選択
は、所謂マトリックス駆動により、例えば、対向電極１
３９のラインを線順次に選択して所定の電位を付与する
のに同期して、カソード電極１３７のラインに選択信号
である所定の電位を付与することにより行うことができ
る。

【０１３６】本実施の形態に限らず、図１０乃至図１２
及び図１５のプラズマ液晶ディスプレイにおいては、い
ずれも、カソード電極のラインと対向電極のラインとを
直交して配置することができる。これにより、図１６図
示の実施の形態と同様に、マトリックス駆動を行うこと
ができる。

【０１３７】

【発明の効果】本発明によれば、駆動電圧が低く、蛍光
体輝度が高く、駆動回路が簡単で、放熱の問題がなく、
また、微細な画素形成が可能なプラズマディスプレイ及
びその製造方法を提供することができる。

【０１３８】また、本発明によれば、駆動電圧が低く、
駆動回路が簡単で、放熱の問題がなく、また、微細な画
素形成が可能なプラズマ液晶ディスプレイ及びその製造
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマディスプレ
イを示す模式図。

【図２】本発明の別の実施の形態に係るプラズマディス
プレイを示す模式図。

【図３】本発明の更に別の実施の形態に係るプラズマデ
ィスプレイを示す模式図。

【図４】図１図示のプラズマディスプレイの製造方法の
実施例を工程順に示す模式図。

【図５】図２図示のプラズマディスプレイの製造方法の
実施例を工程順に示す模式図。

【図６】本発明において、封入放電ガス圧を一定にした
場合の、放電電極の先端部の曲率半径と放電電圧との関
係を示すグラフ。

【図７】本発明の更に別の実施の形態に係るプラズマデ
ィスプレイを示す模式図。

【図８】図７図示のプラズマディスプレイのエミッタの
製造方法の実施例を工程順に示す模式図。

【図９】本発明の更に別の実施の形態に係るプラズマデ
ィスプレイを示す展開斜視図。

【図１０】本発明の更に別の実施の形態に係るプラズマ
液晶ディスプレイを示す模式図。

【図１１】本発明の更に別の実施の形態に係るプラズマ
液晶ディスプレイを示す模式図。

【図１２】本発明の更に別の実施の形態に係るプラズマ
液晶ディスプレイを示す模式図。

【図１３】図１０図示のプラズマ液晶ディスプレイの放
電セルアレイブロックの製造方法の実施例を工程順に示
す模式図。

【図１４】図１１図示のプラズマ液晶ディスプレイの放
電セルアレイブロックの製造方法の実施例を工程順に示
す模式図。

【図１５】本発明の更に別の実施の形態に係るプラズマ
液晶ディスプレイを示す模式図。

【図１６】本発明の更に別の実施の形態に係るプラズマ
液晶ディスプレイの放電セルアレイブロックを示す展開
斜視図。

【図１７】従来のプラズマ液晶ディスプレイを示す模式
図。

【符号の説明】

１１、３１、５１…Ｓｉ単結晶基板、１４、３４、５
４、７３…絶縁膜、１５、３５、５５、７８…エミッタ
（放電電極）、１７、３７、５７、７５…導電層（カソ
ード電極）、１９、３９、５９、７９…対向電極、２
１、４１、６１…ガラス基板、２２、４２、６２…蛍光
体層、２３、４３、６３…放電セル、１０１…ガラス基
板、１０２…透明電極、１０３…カラーフィルター、１
０４…液晶層、１０５、１０６…偏光板、１０７…バッ
クライト、１１０、１３０、１５０…放電セルアレイブ
ロック、１１１、１３１、１５１…Ｓｉ単結晶基板、１
１４、１３４、１５４…絶縁膜、１１５、１３５、１５
５…エミッタ（放電電極）、１１７、１３７、１５７…
カソード電極、１１９、１３９、１５９…対向電極、１
２１、１４１、１６１…ガラス基板、１２２、１４２、
１６２…ガラス基板、１２３、１４３、１６３…放電セ
ル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｈ０１Ｊ 1/30 Ｈ０１Ｊ 1/30 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１基板と透明な第２基板との間に形成さ
れた気密な封入空間と、前記封入空間内に収納された放電ガスと、画像を表示するためのマトリックス状に配列された複数
の画素に対応するように前記封入空間内に配置された複
数の放電セルと、前記第１基板に支持され且つ各放電セル内に配設された
先鋭な先端部を有する突起状の放電電極と、前記放電電極の前記先端部に対向するように前記放電セ
ル内に配設された対向電極と、を具備することを特徴とするプラズマディスプレイ。
【請求項２】前記対向電極が前記第２基板に支持される
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレ
イ。
【請求項３】前記対向電極が、前記放電電極上に第１絶
縁層を介して配設され、且つ前記放電電極の前記先端部
に対応して開口部を有する第１導電層の一部からなるこ
とを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレ
イ。
【請求項４】前記放電ガスとの接触を断つように前記第
１導電層を被覆する第２絶縁層を具備することを特徴と
する請求項３に記載のプラズマディスプレイ。
【請求項５】前記放電電極の前記先端部が、約１〜１０
０μｍの曲率半径を有することを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかに記載のプラズマディスプレイ。
【請求項６】前記放電電極の前記先端部がダイヤモンド
または強誘電体からなることを特徴とする請求項１乃至
５のいずれかに記載のプラズマディスプレイ。
【請求項７】各放電セル内に配設され且つ前記放電ガス
をプラズマ化することにより得られる放射線により励起
されて発光する蛍光体層を具備することを特徴とする請
求項１乃至６のいずれかに記載のプラズマディスプレ
イ。
【請求項８】底部を尖らせた凹部を半導体基板に設ける
工程と、前記凹部に電極材料層を埋め込むことにより、
先鋭な突起形状を有する前記放電電極を形成する工程
と、を具備することを特徴とする請求項１乃至７のいず
れかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
【請求項９】前記電極材料層を埋め込む前に、前記凹部
内を含む前記基板表面に熱酸化絶縁層を形成する工程を
具備することを特徴とする請求項８に記載のプラズマデ
ィスプレイの製造方法。
【請求項１０】第１基板と誘電体からなる第２基板との
間に形成された気密な封入空間と、前記封入空間内に収納された放電ガスと、画像を表示するためのマトリックス状に配列された複数
の画素に対応するように前記封入空間内に配置された複
数の放電セルと、前記第１基板に支持され且つ各放電セル内に配設された
先鋭な先端部を有する突起状の放電電極と、前記放電電極の前記先端部に対向するように前記放電セ
ル内に配設された対向電極と、前記第２基板上に配設された、透光率が電圧により変化
する液晶層と、前記液晶層を挟んで前記放電セルと対向する透明電極
と、ここで、各放電セルは前記放電ガスをプラズマ化す
ることにより、各画素に対応して前記液晶層の状態を切
り替えるスイッチング素子として機能することと、を具
備することを特徴とするプラズマ液晶ディスプレイ。
【請求項１１】前記対向電極が前記第２基板に支持され
ることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ液晶デ
ィスプレイ。
【請求項１２】前記対向電極が、前記放電電極上に第１
絶縁層を介して配設され、且つ前記放電電極の前記先端
部に対応して開口部を有する第１導電層の一部からなる
ことを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ液晶ディ
スプレイ。
【請求項１３】前記放電ガスとの接触を断つように前記
第１導電層を被覆する第２絶縁層を具備することを特徴
とする請求項１２に記載のプラズマ液晶ディスプレイ。
【請求項１４】前記放電電極の前記先端部が、約１〜１
００μｍの曲率半径を有することを特徴とする請求項１
０乃至１３のいずれかに記載のプラズマ液晶ディスプレ
イ。
【請求項１５】前記放電電極の前記先端部がダイヤモン
ドまたは強誘電体からなることを特徴とする請求項１０
乃至１４のいずれかに記載のプラズマ液晶ディスプレ
イ。
【請求項１６】底部を尖らせた凹部を半導体基板に設け
る工程と、前記凹部に電極材料層を埋め込むことによ
り、先鋭な突起形状を有する前記放電電極を形成する工
程と、を具備することを特徴とする請求項１０乃至１５
のいずれかに記載のプラズマ液晶ディスプレイの製造方
法。
【請求項１７】前記電極材料層を埋め込む前に、前記凹
部内を含む前記基板表面に熱酸化絶縁層を形成する工程
を具備することを特徴とする請求項１６に記載のプラズ
マ液晶ディスプレイの製造方法。