JPH10268802A

JPH10268802A - 画像表示装置の製造方法

Info

Publication number: JPH10268802A
Application number: JP9074191A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Shimamura; 敏規島村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマセルと電気化学材料層を仕切る誘電
体薄板上に、均一かつ十分な厚さで紫外線遮蔽膜を成膜
する。また、この成膜工程での当該紫外線遮蔽膜や配向
膜の汚染を防止する。【解決手段】プラズマセル２内でプラズマＰを発生さ
せ、このプラズマＰを用いる薄膜形成法によって紫外線
遮蔽膜を成膜する。この薄膜形成法としては、例えばプ
ラズマＣＶＤ法が用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを利用し
て電気光学材料層を駆動し画像選択を行う画像表示装置
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えばディスプレイを高解像度
化及び高コントラスト化するための手段としては、各表
示画素毎にトランジスタ等の能動素子を設け、これを駆
動する方法、いわゆるアクティブマトリックスアドレス
方式がある。しかしながら、この場合、薄膜トランジス
タの如く半導体素子を多数設ける必要があることから、
特にディスプレイを大面積化したときに歩留まりの問題
が懸念され、どうしてもコスト高になるという問題が生
じる。

【０００３】そこで、この問題を解決する手段として、
能動素子としてＭＯＳトランジスタや薄膜トランジスタ
等の半導体素子ではなく放電プラズマを利用する方法が
提案されている。

【０００４】以下、この放電プラズマを利用して液晶を
駆動する画像表示装置（以下、プラズマアドレス表示装
置と称する。）の一例を簡潔に説明する。

【０００５】この画像表示装置は、電気化学材料層であ
る液晶層と、プラズマの放電がなされるプラズマセルと
が、ガラス等からなる誘電体薄板を介して隣接配置され
て構成される。

【０００６】上記プラズマセルは、互いに略平行な複数
の放電電極が形成されたガラス基板（第１の基板）上
に、上記誘電体薄板が所定の間隔をもって配置され、周
囲をフリットシールで封止することで構成される。この
プラズマセルは、ガラスよりなる第１の基板と誘電体薄
板の間の空間が、例えば上記放電電極上に隔壁が形成さ
れることで仕切られ、この仕切られた各空間が放電領域
とされる。

【０００７】一方、液晶層は、上記誘電体薄板と、この
誘電体薄板上に所定の間隔をもって配置された第２の基
板の間に配される。この第２の基板上には、上記放電電
極と略直交する透明電極が形成され、この電極と上記各
プラズマ電極との各交差領域が各画素に対応している。
なお、上記誘電体薄板の液晶層側の面には、この液晶層
の配向を整えるための配向膜が形成されるのが通常であ
る。

【０００８】ところで、このようにプラズマアドレス表
示装置では、プラズマセル内にプラズマを発生させるこ
とで液晶層が駆動されるが、このセル内ではプラズマが
生じるのと同時に紫外線が発生する。この紫外線が、直
接、液晶層や配向膜に照射されると、これら液晶層や配
向膜が劣化し、所定の電気化学特性が得られなくなる。
このため、プラズマアドレス表示装置では、プラズマセ
ルと液晶層を仕切る誘電体薄板上に、ＴｉＯ₂等よりな
る金属酸化膜を成膜し、液晶層や配向膜を紫外線から遮
蔽するようにしている。

【０００９】このような紫外線遮蔽膜としては、例えば
金属酸化膜が用いられる。この金属酸化膜を形成する場
合、通常、誘電薄膜の配向膜が形成された側とは反対側
の面に、金属酸化膜の前駆体よりなる塗料を、スピンコ
ートあるいは印刷等により塗布し、焼成する方法が用い
られる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなスピンコートや印刷等で形成される金属酸化膜は、
膜厚にムラがあり、また、膜厚限界が薄いため十分な遮
蔽効果が得られない。しかも、塗布工程や焼成工程で
は、塗膜やその裏側の配向膜が外部環境に長時間晒され
るため、異物によって汚染される可能性が高い。

【００１１】紫外線遮蔽膜を形成する方法としては、こ
のような塗布と焼成による方法の他、スパッタリング法
等の薄膜形成法も考えられる。しかし、この場合に基板
となる誘電体薄板は、厚さが非常に薄いため、成膜装置
への装着・脱着の際に破損や亀裂を生じる虞れがある。
この理由から、これまで薄膜形成方法による紫外線遮蔽
膜の成膜は避けられており、不都合を承知で上述のよう
な塗布と焼成による方法を用いらざるを得ないのが実情
である。

【００１２】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、液晶層や配向膜を紫外線
から遮蔽するための紫外線遮蔽膜を、均一かつ十分な厚
さで形成することができ、またその形成工程で当該紫外
線遮蔽膜や配向膜が汚染されることのない画像表示装置
の製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の画像表示装置の製造方法は、一主面上に
互いに略平行な複数の放電電極が形成された第１の基板
上に、所定の間隙をもって誘電体薄板が配置され、周囲
をシール部で封止することでプラズマセルが形成される
とともに、上記誘電体薄板上に、対向面に上記放電電極
と略直交する電極が形成された第２の基板が電気化学材
料層を介して重ね合わされてなる画像表示装置を製造す
るに際して、上記プラズマセル内にプラズマを発生さ
せ、このプラズマを用いる薄膜形成法によって上記誘電
体薄板上に紫外線遮蔽膜を成膜することを特徴とするも
のである。

【００１４】プラズマセル内にプラズマを発生させ、こ
のプラズマを用いる薄膜形成法によって成膜される紫外
線遮蔽膜は、金属酸化膜の前駆体の塗料を塗布、焼成す
ることで形成される紫外線遮蔽膜に比べて、膜厚が均一
であり、また比較的厚い厚さで形成できる。しかも、こ
の場合、プラズマセル内の密閉された空間で成膜が行わ
れるので、この成膜過程で当該紫外線遮蔽膜や配向膜等
が汚染されることがない。したがって液晶表示装置の不
良率が低減する。また、製造された液晶表示装置は、紫
外線遮蔽膜が厚い厚さで均一に形成されているので、プ
ラズマセルで発生する紫外線から液晶層や配向膜が確実
に遮蔽され、液晶寿命が長く、長期間に亘って良好な画
像表示が行える。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。

【００１６】まず、本例で製造するプラズマアドレス表
示装置について説明する。

【００１７】このプラズマアドレス表示装置は、図１及
び図２に示すように、液晶層７等よりなる電気光学表示
セル１と、プラズマセル２と、それら両者の間に介在す
る誘電体薄板３とを積層した、いわゆるフラットパネル
構造を有する。

【００１８】誘電体薄板３には、薄板ガラス等が使用さ
れ、それ自身、キャパシタとして機能する。したがっ
て、電気光学表示セル１とプラズマセル２との電気的結
合を十分に確保し、且つ電荷の二次元的な広がりを抑制
するために、この誘電体薄板３は、なるべく薄い方がよ
い。なお、この誘電体薄板３には、電気光学表示セル１
側の面に液晶層７の配向を整えるための配向膜１３が形
成される。

【００１９】上記電気光学表示セル１は、上記誘電体薄
板３の上にスペーサ６によって所定の間隙を保持した状
態でガラス基板（上側基板）４を接合することにより形
成される。

【００２０】上記上側基板４の誘電体薄板３との対向面
には、カラーフィルター層１５が形成され、このカラー
フィルター層１５の上に透明導電材料からなり、例えば
行方向に延びる複数本のデータ電極５が所定の間隔を保
持して列方向に並列に配列されている。そして、さらに
このデータ電極５の上には液晶層７の配向を整えるため
の配向膜１３が形成されている。

【００２１】そして、この誘電体薄板３上に形成された
配向膜１３と上側基板４上に形成された配向膜１３の間
の間隙には、電気光学材料としての液晶材料が充填さ
れ、液晶層７が形成される。なお、電気光学材料として
は、液晶以外のものを使用することもできる。

【００２２】ここで、上側基板４上に形成された配向膜
１３と誘電体薄板３上に形成された配向膜１３の間の間
隙の寸法は、例えば４〜１０μｍとされ、表示面全面に
亘ってほぼ均一に保たれている。

【００２３】一方、プラズマセル２は、上記誘電体薄板
３と、この下方に配されるガラス基板（下側基板）８と
で構成されている。

【００２４】下側基板８の誘電体薄板３との対向面に
は、上記データ電極５と直交する方向、すなわち列方向
に延びる複数のアノード電極９Ａ及びカソード電極９Ｋ
が、交互に所定の間隔を保持して並列に配列されてお
り、放電電極群を構成している。

【００２５】また、各アノード電極９Ａ、カソード電極
９Ｋの上面中央部には、電極に沿って延在するように、
所定幅の隔壁１０が形成されている。そして、各隔壁１
０の頂部は、誘電体薄板３の下面に当接され、下側基板
８と誘電体薄板３間の間隙がほぼ一定に保たれている。

【００２６】さらに、上記誘電体薄板３は、外周縁部に
おいて、低融点ガラス等を使用したフリットシール１１
により、上記下側基板８に対して気密的に接合されてお
り、プラズマセル２が密閉空間として構成されている。
この密閉空間には、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等、イオン化可能なガス
が封入されている。

【００２７】また、このプラズマアドレス表示装置で
は、プラズマセル２内のアノード電極９Ａ、カソード電
極９Ｋを除いた表面、すなわち誘電体薄板３、隔壁１０
及び下側基板８の表面には、プラズマセル２内で発生し
た紫外線から配向膜１３や液晶層７を遮蔽するための紫
外線遮蔽膜１４が形成される。

【００２８】上述のプラズマアドレス表示装置において
は、下側基板８と誘電体薄板３の間隙に、各隔壁１０で
分離された複数の放電チャンネル（空間）１２が行方向
に並列に形成される。この放電チャンネル１２は、デー
タ電極５と直交するものである。

【００２９】したがって、各データ電極５は列駆動単位
となるとともに、各放電チャンネル１２は行駆動単位と
なり、図３に示すように、両者の交差部がそれぞれ画素
１３に対応している。

【００３０】以上の構成のプラズマアドレス表示装置に
おいて、所定の放電チャンネル１２に対応するアノード
電極９Ａとカソード電極９Ｋの間に駆動電圧が印加され
ると、この放電チャンネル１２内において封入されたガ
スがイオン化されてプラズマ放電が起こり、アノード電
位に維持される。

【００３１】この状態でデータ電極５にデータ電圧が印
加されると、上記プラズマ放電が発生した放電チャンネ
ル１２に対応して、列方向に並ぶ複数の画素１３に対応
した液晶層７にデータ電圧が書き込まれる。

【００３２】プラズマ放電が終了すると、放電チャンネ
ル１２は浮遊電位となり、各画素１３に対応した液晶層
７に書き込まれたデータ電圧は、次の書き込み期間（例
えば１フィールド後あるいは１フレーム後）まで保持さ
れる。この場合、放電チャンネル１２はサンプリングス
イッチとして機能し、各画素１３の液晶層７はサンプリ
ングキャパシタとして機能する。

【００３３】上記液晶層７に書き込まれたデータ電圧に
よって液晶が動作し、画素単位で表示が行われる。した
がって、プラズマ放電を発生させる放電チャンネル１２
を順次走査するとともに、各データ電極５にこれに同期
してデータ電圧を印加することで、アクティブマトリク
スアドレッシング方式と同様に液晶層７が駆動され、二
次元画像の表示を行うことができる。

【００３４】以上のような構成のプラズマアドレス表示
装置は次のようにして製造される。

【００３５】まず、下側基板８上に、放電電極（アノー
ド電極９Ａ，カソード電極９Ｋ）及び隔壁１０を形成す
る。

【００３６】放電電極９Ａ，９Ｋと隔壁１０を形成する
には、下側基板８となるガラス基板上に、放電電極用の
導電ペーストを、帯状のペースト層が等間隔に複数本形
成されるように塗布し、焼成することで放電電極９Ａ，
９Ｋを形成する。続いて、この各放電電極９Ａ，９Ｋ上
に、この放電電極９Ａ，９Ｋよりも若干幅狭となるよう
に隔壁用の絶縁ペーストを塗布し、焼成することで隔壁
１０を形成する。

【００３７】次に、放電電極９Ａ，９Ｋと隔壁１０が設
けられた下側基板８の外周縁部にフリットシール１１を
設け、このフリットシール１１を介して、配向膜１３が
形成された誘電体薄板３を配置することでプラズマセル
２を形成する。なお、このプラズマセル２には、排気あ
るいはガス導入のためにガス導入口とガス排気口の２つ
の通気口を設けておく。

【００３８】このようにしてプラズマセル２を形成した
後、この製造方法では、プラズマセル２内にプラズマを
生じさせ、プラズマＣＶＤ（化学気相成長）法によって
誘電体薄板３上に紫外線遮蔽膜１４を成膜する。

【００３９】プラズマＣＶＤ法は、プラズマ状態下に原
料ガスを導入することによって、原料ガスを分解した
り、活性度の高い化学状態の粒子を生成して反応させ、
その反応生成物を被着、堆積させることで薄膜（ＣＶＤ
薄膜）を成膜する方法である。

【００４０】このプラズマＣＶＤ法によって、紫外線遮
蔽膜１４を成膜する場合には、排気口を通じてプラズマ
セル２内を排気し、セル２内を所定の真空度とする。そ
して、ガス吸入口を通じてプラズマセル２内に原料ガス
を導入し、この導入量と排気口からの排気量を調整する
ことでセル２内を所定のガス圧とする。その後、プラズ
マ電極９Ａ，９Ｋに電圧を印加し、図４に模式的に示す
ように、セル２内の各放電領域１２にプラズマＰを発生
させる。プラズマＰが発生すると、セル２内に導入され
た原料ガスが分解や結合等の反応を生じ、この反応生成
物が、セル２の内壁面に被着、堆積することで紫外線遮
蔽膜が成膜される。

【００４１】なお、この紫外線遮蔽膜としては例えばＴ
ｉＯ₂膜が成膜される。この場合、原料ガスとしてはＴ
ｉ（ＯＣ₃Ｈ₇）₄が用いられ、この熱分解によって生成
したＴｉＯ₂がＣＶＤ薄膜として成膜される。

【００４２】紫外線遮蔽膜はこのようにして成膜される
が、この場合、紫外線遮蔽膜はプラズマ電極９Ａ，９Ｋ
上にも形成されるので、このプラズマ電極９Ａ，９Ｋ上
の紫外線遮蔽膜を除去する必要がある。ここでは、この
紫外線遮蔽膜の除去を、プラズマセル２内にスパッタリ
ング現象を生じさせることで行うこととする。

【００４３】スパッタリング現象とは、プラズマ中のイ
オンをターゲットに照射させたときに、このイオンの衝
突によってターゲット表面の原子や分子が蒸発（スパッ
タ蒸発）する現象であり、この場合には、プラズマ電極
９Ａ，９Ｋ上に成膜された紫外線遮蔽膜をターゲットに
見立て、この紫外線遮蔽膜をスパッタ蒸発させることで
除去する。

【００４４】プラズマセル２内でスパッタリング現象を
生じさせるには、上述のＣＶＤが生じる条件から、セル
２内のガス圧やプラズマ電極９Ａ，９Ｋの印加電圧を変
えてセル２内にプラズマＰを発生させればよい。通常、
スパッタリングでは、プラズマＣＶＤの場合に比べてガ
ス圧が１オーダー程度低く設定される。

【００４５】このような条件でプラズマＰが発生する
と、プラズマＰ中で生じた正イオンがカソード電極９Ｋ
近傍で加速され、カソード電極９Ｋ表面に付着した紫外
線遮蔽膜と衝突する。その結果、カソード電極９Ｋ表面
の紫外線遮蔽膜がスパッタ蒸発し、除去されることにな
る。

【００４６】そして、このようにしてカソード電極９Ｋ
表面から紫外線遮蔽膜を除去した後、今度はアノード電
極９Ａとカソード電極９Ｋを切り換え、アノード電極９
Ａをカソード電極として、カソード電極９Ｋをアノード
電極として電圧を印加し、プラズマＰを生じさせる。こ
れにより、今度はプラズマＰ中で生じた正イオンがアノ
ード電極９Ａ近傍で加速され、アノード電極９Ａ表面に
付着した紫外線遮蔽膜がスパッタ蒸発によって除去され
ることになる。

【００４７】この製造方法では、以上のようにして紫外
線遮蔽膜１４が成膜される。このようにして成膜される
紫外線遮蔽膜１４は、金属酸化膜の前駆体の塗料を塗
布、焼成することで形成される紫外線遮蔽膜に比べて、
膜厚が均一であり、また比較的厚い厚さで形成できる。
しかも、この方法ではプラズマセル２内の密閉された空
間で成膜が行われるので、この成膜過程で当該紫外線遮
蔽膜１４や配向膜１３等に異物が付着することがなく、
これらの汚染が防止されることになる。

【００４８】表示装置を製造するには、このようにして
プラズマセル２内に紫外線遮蔽膜１４を成膜した後、下
側基板８と誘電体薄板３の間隙を真空引きする。そし
て、このようにして真空引きが行われたプラズマセル２
内にイオン化可能なガスを封入する。

【００４９】続いて、上記誘電体薄板３上に、カラーフ
ィルター１５とデータ電極５及び配向膜１３が形成され
た上側基板４をスペーサ６を介して配置する。そして、
この誘電体薄板３と上側基板４の間に例えばネマティッ
ク液晶を注入することによって上記表示装置が完成す
る。

【００５０】このようにして製造される表示装置は、紫
外線遮蔽膜の成膜工程で、当該紫外線遮蔽膜１４や配向
膜１３の汚染が防止されるので、不良率が低く抑えられ
る。また、紫外線遮蔽膜が均一且つ厚い厚さで形成され
るので、プラズマセル２で発生する紫外線から液晶層７
や配向膜１３が確実に遮蔽され、光劣化が防止される。
したがって、液晶寿命が長く、長期間に亘って良好な画
像表示が行える。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の液晶表示装置の製造方法では、プラズマセルと電気
化学材料層を仕切る誘電体薄板上に紫外線遮蔽膜を成膜
するに際して、プラズマセル内にプラズマを発生させ、
このプラズマを用いる薄膜形成法によって紫外線遮蔽膜
の成膜を行うので、配向膜等を汚染することなく、均一
かつ十分な厚さで紫外線遮蔽膜が成膜できる。したがっ
て液晶表示装置の不良率が低減する。また、プラズマセ
ルで発生する紫外線から液晶層や配向膜が確実に遮蔽さ
れ、液晶寿命が長く、長期間に亘って良好な性能が得ら
れる画像表示装置が製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法によって製造されるプラズマ
アドレス表示装置の構成例を一部切り欠いて示す概略斜
視図である。

【図２】プラズマアドレス表示装置の構成例を示す概略
断面図である。

【図３】データ電極、放電電極、放電チャンネルの配列
を示す模式図である。

【図４】プラズマセル内にプラズマが発生している様子
を示す模式図である。

【符号の説明】

１電気光学表示セル、２プラズマセル、３誘電体
薄板、４上側基板、５データ電極、７液晶層、８
下側基板、９Ａ，９Ｋ放電電極、１０隔壁、１１
フリットシール、１３配向膜、１４紫外線遮蔽膜、
１５カラーフィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一主面上に互いに略平行な複数の放電電
極が形成された第１の基板上に、所定の間隙をもって誘
電体薄板が配置され、周囲をシール部で封止することで
プラズマセルが形成されるとともに、上記誘電体薄板上
に、対向面に上記放電電極と略直交する電極が形成され
た第２の基板が電気化学材料層を介して重ね合わされて
なる画像表示装置を製造するに際して、上記プラズマセル内にプラズマを発生させ、このプラズ
マを用いる薄膜形成法によって上記誘電体薄板上に紫外
線遮蔽膜を成膜することを特徴とする画像表示装置の製
造方法。
【請求項２】プラズマセル内に、プラズマＣＶＤ法に
よって紫外線遮蔽膜を成膜した後、放電電極上に成膜さ
れた紫外線遮蔽膜をスパッタ蒸発させることを特徴とす
る請求項１記載の画像表示装置の製造方法。