JPH11143393A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマセルと電気光学表示セルとが誘電体
薄板を挟んで積層された画像表示装置（プラズマアドレ
ス表示装置）を製造するに際して、プラズマセルの封止
時の誘電体薄板の汚染を防止する。 【解決手段】 誘電体薄板と、プラズマセルの第１の基
板の間の封止材を焼成炉中で焼成するに際して、誘電体
薄板上にカバーガラスを重ねておく。

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、薄板ガラスのような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。

【０００８】このようなプラズマアドレス表示装置にお
いては、プラズマ放電が行われる放電領域を順次切り替
え走査するとともに、液晶層側の透明電極に信号電圧を
印加することによって該信号電圧が各画素に保持され、
液晶層が駆動される。

【０００９】ところで、このようなプラズマアドレス表
示装置は、これまで次のようにして作製されている。

【００１０】すなわち、放電電極と隔壁が形成された第
１の基板上に、低融点ガラス等よりなる封止材を介して
誘電体薄板を重ね、この状態で焼成炉に搬送し加熱する
ことによって封止材を焼成する。これによって、第１の
基板と誘電体薄板との間の空間が気密的に密閉される。
そして、第１の基板と誘電体薄板の間の隔壁によって仕
切られた各放電領域にイオン化可能なガスを封入するこ
とでプラズマセルを形成する。

【００１１】続いて、誘電体薄板上に例えばポリアミッ
ク酸を塗布、焼成することによってポリイミドよりなる
配向膜を形成し、この誘電体薄板上に、データ電極やカ
ラーフィルタ、配向膜が形成された第２の基板をスペー
サを介して配置する。そして、この誘電体薄板と第２の
基板の間に例えばツイストネマティック液晶を注入する
ことによって液晶層を形成する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなプ
ラズマアドレス表示装置の製造方法では、プラズマセル
の封止材を焼成する工程で、焼成時に発生するガスや焼
成炉中の塵等が誘電体薄板表面に付着し、焼き付いてし
まうといった問題が生じている。

【００１３】誘電体薄板表面に塵等が焼き付いている
と、その上に積層される液晶層に配向不良が生じ、表示
される画像に白キズ等の画質不良が生じてしまう。

【００１４】また、誘電体薄板表面に塵等の焼き付き物
が付着していると、誘電体薄板上に配向膜を形成する工
程や、誘電体薄膜上に第２の基板を重ね合わせる工程
で、誘電体薄板にヒビや割れが入り、プラズマセル内の
真空が破られるといったトラブルが発生する。

【００１５】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、誘電体薄板に塵等を付着
させることなくプラズマセルの封止が行える画像表示装
置の製造方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【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、互いに略平
行な複数の放電電極と複数の隔壁が形成された第１の基
板上に誘電体薄板を複数毎重ね、第１の基板側の誘電体
薄板を、周囲に配された封止材によって第１の基板に接
着する工程と、熱処理によって封止材を焼成する工程
と、第１の基板に接着された誘電体薄板上に重ねられて
いる誘電体薄板を外し、第１の基板に接着された誘電体
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の基板を所定の間隙を空けて重ね合わせる
工程と、誘電体薄板と第２の基板の間隙に電気化学材料
を注入する工程を有することを特徴とするものである。

【００１７】この製造方法では、第１の基板上に、封止
材を介して誘電体薄板を複数枚重ね、この状態で封止材
の焼成を行うので、第１の基板側の誘電体薄板は、その
上に重ねられた誘電体薄板によって保護され、焼成雰囲
気中のガスや塵等が付着するのが防止される。

【００１８】したがって、第１の基板側の誘電体薄板表
面は清浄な状態であるので、電気化学材料層を形成する
工程で、この第１の基板側の誘電体薄板上に配向性の良
好な液晶層が形成される。また第２の基板を配置する工
程等に際して誘電体薄板にひびや割れが入るのが防止さ
れ、プラズマセルの真空状態が確実に保たれる。

【００１９】

【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。

【００２０】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。

【００２１】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、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。

【００２２】誘電体薄板３には、透光性を有する材質、
例えば厚さが３０〜５０μｍの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の厚さはなるべく薄い方
がよく、また誘電率は高い方がよい。

【００２３】上記プラズマセル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（第１の基板）４と
で構成されている。

【００２４】上記第１の基板４には誘電体薄板３と対向
する側の外周縁部にリブ４ａが形成され、このリブ４ａ
で囲まれた領域に列方向に延びる複数のアノード電極５
Ａ及びカソード電極５Ｋ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５Ａ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６が形
成されている。そして、各隔壁６の頂部は、誘電体薄板
３の下面に当接され、第１の基板４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、上記第１の
基板４のリブ４ａ上に低融点ガラス等を使用した封止材
１５により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、この密閉空間は各隔壁６で分離さ
れ、分離された複数の空間が放電チャンネル７とされ
る。

【００２８】一方、上記電気光学表示セル１は、上記誘
電体薄板３の上に液晶封止材８によって所定の間隙を保
持した状態でガラス基板（第２の基板）９を接合するこ
とにより形成される。

【００２９】そして、この誘電体薄板３と第２の基板９
の間の間隙には、液晶の配向を整えるための配向膜１０
ａ，１０ｂに挟持された液晶層１１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。

【００３０】ここで、第２の基板９と誘電体薄板３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。

【００３１】また、上記第２の基板９の誘電体薄板３と
の対向面には、上記放電電極５（アノード電極５Ａ，カ
ソード電極５Ｋ）と直交する方向、すなわち行方向に延
びる複数本のデータ電極１２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。このデータ電極１２はイ
ンジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）等の透明導電材
料から構成されている。また、このデータ電極１２上に
は、カラーフィルタ１３及び配向膜１０ｂが積層されて
いる。

【００３２】上述のプラズマアドレス表示装置において
は、第１の基板４と誘電体薄板３の間隙に、各隔壁６で
分離された複数の放電チャンネル７が行方向に並列に形
成されている。この放電チャンネル７はデータ電極１２
と直交し、この放電チャンネル７とデータ電極１２の交
差領域が各画素１４に対応している。このプラズマ放電
が行われる放電チャンネル７を順次切り替え操作すると
ともに液晶層１１側のデータ電極１２にこれと同期して
信号電圧を印加することによって該信号電圧が各画素１
４に保持され、液晶層１１が駆動される。

【００３３】以上がプラズマアドレス表示装置の構成で
ある。本発明を適用した製造方法では、このようなプラ
ズマアドレス表示装置を次のようにして製造する。

【００３４】まず、図３に示すように外周縁部にリブ２
１ａが形成された第１の基板２１を用意し、図４に示す
ようにこの第１の基板２１のリブ２１ａで囲まれた領域
に放電電極２２Ａ，２２Ｋ及び隔壁２３を形成する。

【００３５】放電電極２２Ａ，２２Ｋは、例えばスクリ
ーン印刷法によって、Ｎｉ粉末等を含有する導電ペース
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
に印刷し、乾燥、焼成することで形成する。

【００３６】また、隔壁２３は、例えばスクリーン印刷
法によって、鉛ガラスペーストを放電電極の一つ置きに
当該放電電極中央部に印刷し、乾燥、焼成することで形
成する。なお、この鉛ガラスペーストは、隔壁が所定の
高さで形成されるように複数回、例えば１０〜１５回積
層印刷する。

【００３７】なお、このようにしてスクリーン印刷法で
放電電極２２Ａ，２２Ｋと隔壁２３を形成するに際して
は、導電ペースト層と鉛ガラスペースト層を別工程で焼
成するのではなく、導電ペースト層を焼成する前に鉛ガ
ラスペースト層を印刷形成し、この後両方のペースト層
を一括して焼成するようにしても良い。

【００３８】次に、第１の基板２１のリブ２１ａの頂部
に低融点ガラスよりなる封止材を塗布し、誘電体薄板を
重ねてプラズマセルの封止を行うが、この製造方法では
特に次のような工程でプラズマセルを封止する。

【００３９】すなわち、図５に示すように誘電体薄板２
４に、誘電体薄板（以下、カバーガラスと称する）２５
を密着させて重ね、積層ガラスとする。なお、誘電体薄
板２４とカバーガラス２５を重ね合わせると両方の対向
面でファンデルワールス力が働き、両者が強く密着され
る。

【００４０】ここで誘電体薄板２４は、液晶層に効率良
く外部電圧が印加されるようにするために厚さが薄く誘
電率が高い方が望ましい。また、カバーガラスとの密着
性を高めるためには、誘電体薄板は平坦であるのが良
い。このような点から、アルカリ成分が低濃度となされ
たほうケイ酸ガラスよりなり、厚さが３０〜５０μｍ、
平坦性（中心線平均粗さＲａ）が５〜１０μｍのマイク
ロシートガラスを用いるのが望ましい。

【００４１】一方、カバーガラス２５も、誘電体薄板２
４と強く密着させるために平坦性の良いものを用いるの
が望ましく、誘電体薄板２４と同じ材質で同程度の平坦
性を有し、また誘電体薄板２８よりも厚いものを用いる
のが良い。

【００４２】ここで、誘電体薄板２４とカバーガラス２
５の組み合わせは、作業時の割れや欠けを防止するため
に、両方を重ね合わせたときの全厚が２００〜３００μ
ｍとなるように選ぶのが好ましい。したがって、例えば
誘電体薄板２４の厚さが５０μｍである場合には厚さが
２００μｍ程度のカバーガラス２５が使用される。ま
た、誘電体薄板２４の厚さが５０μｍよりも薄い場合、
例えば３０μｍである場合には、厚さが２００〜２５０
μｍ程度のカバーガラス２５を用いたり、厚さが１００
μｍのカバーガラス２５を２〜３枚重ねて用い、補強す
るようにしても構わない。

【００４３】そして、この誘電体薄板２４とカバーガラ
ス２５よりなる積層ガラスを、図６に示すように、これ
ら誘電体薄板２４とカバーガラス２５よりも一回り大き
めの面積となされ外周縁部にリブ２６ａを有する押さえ
ガラス２６の、リブ２６ａで囲まれた内側に収容する。
なお、このとき誘電体薄板２４がカバーガラス２５より
も上側となるようにする。次いで、図７に示すように第
１の基板２１の封止材２７が塗布されたリブ２１ａの頂
部を、上記誘電体薄板２４に当接させる。そして、図８
に示すようにこれら第１の基板２１、誘電体薄板２４、
カバーガラス２５、押さえガラス２６を第１の基板２１
側と押さえガラス２６側から挟み込む治具２８を用いて
固定し、この積層順の上下を逆にした状態で焼成炉によ
って加熱する。加熱すると第１の基板２１のリブ２１ａ
と誘電体薄板２４の間の封止材２７が焼結し、第１の基
板２１と誘電体薄板２４の間の空間が気密的に密閉され
る。

【００４４】このようにして焼成を行うと、誘電体薄板
２４にはカバーガラス２５が密着しているので、焼成雰
囲気中のガスや塵等が誘電体薄板２４表面に付着するの
が防止され、誘電体薄板２４表面が清浄な状態に保たれ
る。

【００４５】続いて、この密閉された第１の基板２１と
誘電体薄板２４の間の空間を真空排気処理し、イオン化
可能なガスを封入することによってプラズマセルとす
る。そして、図９に示すように治具２８と押さえガラス
２６を外し、さらにカバーガラス２５を誘電体薄板２４
から剥離する。カバーガラス２５の剥離は、例えば粘着
テープをカバーガラス２５に接着し、この粘着テープを
カバーガラス２５が剥離される方向に引っ張ることで行
う。

【００４６】この後、このプラズマセル上に電気光学表
示セルを形成する。この電気光学表示セルの形成は、通
常の画像表示装置の製造工程に準じて良い。

【００４７】すなわち、図１０に示すように誘電体薄板
２４上にＴｉＯ₂溶液を塗布し、プリベークした後、焼
成することによって、紫外線を遮蔽するためのＴｉＯ₂
膜２９を形成する。次いで、このＴｉＯ₂膜２９上に、
例えばポリアミック酸溶液を塗布し、プリベークした
後、焼成し、さらにラビング処理することによってポリ
イミドよりなる配向膜３０を形成する。なお、ラビング
処理はポリイミドを布でこすることによってポリマー鎖
を並べ揃える工程である。そして、この上に、データ電
極、カラーフィルタ、第２の配向膜を形成しておいた第
２の基板を、液晶封止材を介して所定のギャップをもっ
て配置し、第１の配向膜と第２の配向膜の間にツイスト
ネマティック液晶等の液晶を注入封止することによっ
て、図１，図２に示すプラズマアドレス表示装置が完成
する。

【００４８】このとき、この製造方法では誘電体薄板２
４表面が清浄な状態に保たれているので、配向性の良好
な液晶層が形成され、また第２の基板を配置する工程
や、配向膜のラビング処理に際して誘電体薄板２４にひ
びや割れが入るのが防止され、プラズマセルの真空状態
が確実に保たれる。したがって、画質の良好な画像表示
装置が高い歩留まりで作製される。

【００４９】また、誘電体薄板２４にひびや割れが入り
難い手法であるために、誘電体薄板２４として比較的厚
さの薄い薄板ガラスを用いることができる。誘電体薄板
２４の厚さが薄いと、電気光学表示セルとプラズマセル
の電気的結合が強くなるので、データ電極に印加する外
部電圧を低くでき、データ電極間の電位差が低くなる。
これによって、液晶ドメインが小さくなり、液晶の配向
性が向上し、コントラスト等が改善される。

【００５０】なお、以上は本発明の製造方法の基本的な
工程であり、この他に本発明を逸脱しない範囲で各種変
更を行っても良い。

【００５１】例えば、ＴｉＯ₂膜２９や配向膜３０の焼
成工程での塵付着を防止するために、ＴｉＯ₂膜２９の
プリベーク後に、図１１に示すように、外周縁部に主面
より立ち上がった２段の段差３１ａを有する厚板カバー
ガラス３１を被せ、ＴｉＯ₂膜２９表面と厚板カバーガ
ラス３１との間に清浄な空間を形成した状態で焼成を行
うようにしても良い。また、配向膜３０の場合も同様で
あり、図１２に示すように、２段の段差を有する厚板カ
バーガラス３１を被せることで配向膜３０と厚板カバー
ガラス３１との間に清浄な空間を形成し、この状態で焼
成を行うようにすると良い。また、このような厚板カバ
ーガラス３１は、第２の基板での配向膜の焼成工程で使
用しても勿論差し支えない。

【００５２】また、ＴｉＯ₂溶液塗布前やポリアミック
酸溶液の塗布前に除電エアブローを行うことで表面の塵
を除去したり、配向膜のラビング処理後に紫外線ブロア
ー等の除電除塵装置によって塵を除去したり、イソプロ
ピルアルコールによる洗浄を行うようにしても良い。

【００５３】これらの洗浄操作を行うことで、さらに塵
付着による液晶の配向不良や誘電体薄板のヒビや割れが
防止されるようになり、プラズマアドレス表示装置の画
質や歩留まりがより一層改善される。

【００５４】なお、この実施の形態ではアノード電極上
に隔壁を配しているが、第１の基板上に直接配列させて
もよく、アノード電極上とカソード電極上の両方に配す
るようにしても良い。

【００５５】また、隔壁は、スクリーン印刷法で形成す
る他、薄板ガラスをサンドブラスト法、スクライブブレ
ーク法、グラインディング法、レーザカット法等によっ
て所定の隔壁のパターンに加工することで形成しても良
い。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の画像表示装置の製造方法では、第１の基板上に、封
止材を介して誘電体薄板を複数枚重ね、この状態で封止
材の焼成を行うので、この焼成工程で第１の基板側の誘
電体薄板に塵等が付着するのを防止できる。したがっ
て、第１の基板側の誘電体薄板表面は清浄な状態に保た
れるので、電気化学材料層を形成する工程で、この第１
の基板側の誘電体薄板表面に配向性の良好な電気化学材
料層を形成することができ、また第２の基板を配置する
工程等に際して誘電体薄板にひびや割れが入るのが防止
される。このため、画質の良好な画像表示装置を高い歩
留まりで製造することが可能である。

【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画像表示
装置を一部切り欠いて示す概略斜視図である。

【図２】本発明の製造方法によって製造される画像表示
装置を示す概略断面図である。

【図３】本発明の製造方法の一例を工程順に示すもので
あり、画像表示装置の製造に用いる第１の基板を示す概
略断面図である。

【図４】放電電極及び隔壁の形成工程を示す概略断面図
である。

【図５】誘電体薄板とカバーガラスの積層工程を示す概
略断面図である。

【図６】押さえガラス内への積層ガラスの収容工程を示
す概略断面図である。

【図７】第１の基板と積層ガラスを重ねる工程を示す概
略断面図である。

【図８】封止材の焼成工程を示す概略断面図である。

【図９】第１の基板側に誘電体薄板上に重ねられたカバ
ーガラスを外す工程を示す概略断面図である。

【図１０】ＴｉＯ₂膜と配向膜の形成工程を示す概略断
面図である。

【図１１】ＴｉＯ₂膜の焼成工程を示す概略断面図であ
る。

【図１２】配向膜の焼成工程を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ 電気光学表示セル、２ プラズマセル、３，２４
誘電体薄板、４，２１第１の基板、５Ａ，２２Ａ アノ
ード電極、５Ｋ，２２Ｋ カソード電極、６隔壁、７
放電チャンネル、８ 液晶封止材、９ 第２の基板、１
０ａ，１０ｂ，３０ 配向膜、１１ 液晶層、１２ デ
ータ電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに略平行な複数の放電電極と複数の
   隔壁が形成された第１の基板上に誘電体薄板を複数毎重
   ね、第１の基板側の誘電体薄板を、周囲に配された封止
   材によって第１の基板に接着する工程と、 熱処理によって封止材を焼成する工程と、 第１の基板に接着された誘電体薄板上に重ねられている
   誘電体薄板を外し、第１の基板に接着された誘電体薄板
   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の基板を所定の間隙を空けて重ね合わせる工程
   と、 誘電体薄板と第２の基板の間隙に電気化学材料を注入封
   止する工程を有することを特徴とする画像表示装置の製
   造方法。
2. 【請求項２】 第１の基板に接着された誘電体薄板上に
   重ねられている誘電体薄板を外した後に、配向材料を含
   有する塗膜を形成し、この塗膜を焼成することによって
   配向膜を形成する工程を有し、 この塗膜の焼成に際して、塗膜上にカバーガラスを被せ
   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。