(57)【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ガラスよりなる第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、このプラズマセルが上記放電電極上に隔壁が形成されることで仕切られており、
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、
上記放電電極と隔壁を、第１の基板上に電極用ペーストを印刷形成した後、この電極用ペースト上に隔壁用ペーストを印刷形成し、これら電極用ペーストと隔壁用ペーストを同時に焼成することで形成し、
形成された隔壁の熱膨張率をα1、第１の基板の熱膨張率をα2としたときに、
４×１０-7／℃≦α2−α1≦２０×１０-7／℃
α1，α2＜５０×１０-7／℃
なる条件を満たすように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】
上記隔壁の熱膨張率α1を３０×１０-7〜３８×１０-7／℃とし、上記第１の基板の熱膨張率α2を４２×１０-7〜５０×１０-7／℃とす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。
【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膜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、上記誘電体薄膜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の基板と誘電体薄膜の間の空間が、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、上記誘電体薄膜と、この誘電体薄膜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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなプラズマアドレス表示装置において、放電電極や隔壁は、ガラス基板上にペースト材料を印刷形成することで設けられる。
【００１０】
具体的には、図７に示すように、ガラス基板１０１上に、導電ペースト１０２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た後、高温焼成することで放電電極を設ける。続いて、図８に示すように、この各放電電極上に重ねて絶縁ペースト１０３を印刷し、高温焼成することで隔壁を設ける。以上のような２段階の焼成で放電電極と隔壁は形成される。
【００１１】
しかしながら、このうち放電電極の形成に際しては、焼成プロセスの降温過程でガラス基板１０１に反りが生じるという問題がある。これは、ガラス基板１０１の熱膨張率に比べて、金属を主体とする導電ペースト１０２の熱膨張率が大きいからである。
【００１２】
すなわち、高温焼成過程では各部材がそれぞれ熱膨張するが、熱膨張率の大きい導電ペースト１０２はガラス基板１０１に比べて大きく膨張し、膨張した状態で焼結し、ガラス基板１０１に固着される。熱膨張した各部材は降温過程で収縮するが、このとき、大きく熱膨張した導電ペーストの焼結体（電極）１０２はガラス基板１０１よりも大きく収縮する。この場合、側面側から見た断面図の図９（ａ）で示すように、ガラス基板１０１は、収縮する電極１０２によって内側方向に引っ張られ、図９（ｂ）に示すように、電極１０２が印刷された側が凹となるような反りが発生する。
【００１３】
このようにガラス基板１０１に反りが発生すると、後工程でガラス基板１０１を真空吸着して固定することができない等の支障が生じ、製造効率の低下につながる。なお、真空吸着で固定することは、例えば液晶の配向剤の塗布工程で必要である。
【００１４】
ガラス基板の反りを解消する方法としては、ガラス基板として比較的熱膨張率の高いものを選択し、ガラス基板と電極の熱膨張率の差を小さくすることが考えられる。
【００１５】
しかし、プラズマアドレス表示装置では、液晶に直流成分が印加されると焼き付きが発生する等の問題が生じ、これを避ける目的で、誘電体薄膜としては比較的体積抵抗率の小さいものが用いられる。しかし、体積抵抗率の小さい誘電体薄膜は、ほとんどの場合、５０×１０-7よりも小さい熱膨張率を有する。
【００１６】
一方、このような画像表示装置では、誘電体薄膜が非常に薄く、破損し易いことから、これと接合されるフリットシールや第１の基板となるガラスは、熱膨張率等をこの誘電体薄膜に合わせて選定される。つまり、ガラス基板は、熱膨張率が５０×１０-7よりも小さいものに限られることになる。このため、ガラス基板と電極の熱膨張率の差を小さくすることは困難である。
【００１７】
この他、基板の反りを回避する方法としては、ガラス基板として歪み点や徐冷点が焼成温度よりも低いものを用いることが考えられる。たとえば、放電によって生じた紫外線で蛍光体を励起させることを表示原理とするプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）では、全面ガラスにソーダガラスが用いられている。このソーダーガラスは、焼成温度よりも歪み点が低いため、焼成時に塑性変形を起こし、応力が働いても分散され易い。このため、焼成温度プロファイル等を調節することによって反りが軽減する。
【００１８】
ところが、プラズマアドレス表示装置で用いられる、体積抵抗率の小さいガラス基板は、一般に焼成温度よりも歪み点が高く、焼成温度プロファイルの調節では反りを防止することができない。
【００１９】
このように、このプラズマアドレス表示装置ではガラス基板の反りを防止するのが難しく、製造効率や歩留まりの低下が避けられないのが実情である。
【００２０】
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、体積抵抗率の小さいガラス基板を用いた場合でも、放電電極と隔壁が、この基板に大きな反りを生じさせることなく形成でき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。
【００２１】
【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ガラスよりなる第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、このプラズマセルが上記放電電極上に隔壁が形成されることで仕切られており、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、上記放電電極と隔壁を、第１の基板上に電極用ペーストを印刷形成した後、この上に隔壁用ペーストを印刷形成し、これら電極用ペーストと隔壁用ペーストを同時に焼成することで形成し、形成された隔壁の熱膨張率をα1、第１の基板の熱膨張率をα2としたときに、
４×１０-7／℃≦α2−α1≦２０×１０-7／℃
α1，α2＜５０×１０-7／℃
なる条件を満たすようにすることを特徴とするものである。
【００２２】
ガラス基板上に、電極用ペーストを印刷形成した後、この上に隔壁用ペーストを印刷形成し、これら電極用ペーストと隔壁用ペーストを同時に焼成するに際して、焼成によって形成される隔壁の熱膨張率α1と第１の基板の熱膨張率α2が所定の条件を満たしていると、焼成プロセスの降温過程で、電極用ペーストの収縮がガラス基板の収縮よりも大きいことに起因する反りが防止される。このため、第１の基板／シール部／誘電体薄板の真空吸着が容易に行える。
【００２３】
このとき、電極用ペーストの焼成と隔壁用ペーストの焼成を別工程で行った場合には、一旦、焼結した電極用ペーストの反りが隔壁用ペーストの焼結プロセスで押し戻され、電極に断線が生じるが、電極用ペーストと隔壁用ペーストを同時に焼成することによってこのような断線が回避される。
【００２４】
【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。
【００２５】
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。
【００２６】
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シート３とを積層した、いわゆるフラットパネル構造を有する。
【００２７】
誘電シート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、この誘電シート３は、なるべく薄い方がよい。
【００２８】
但し、このような表示装置では、誘電シート３の下面電位がアノード電位よりも低い電位、つまりアノード電位とカソード電位の中間電位にある状態で液晶層にデータ電圧が書き込まれた場合に、液晶層に直流成分が印加され、液晶に焼き付きが発生する可能性がある。このような直流成分を軽減するためには、誘電シートの厚さと体積抵抗率が、液晶層の厚さをｄＬＣ、その体積抵抗率をρＬＣとし、上記誘電シートの厚さをｄＧ、その体積抵抗率をρＧとしたときに、ρＧ≧１０３×（ｄＬＣ／ｄＧ）×ρＬＣなる関係をを満足するようにするのが良い。つまり、上記誘電シートは、厚さが薄く、体積抵抗率が小さいことが望ましい。
【００２９】
上記電気光学表示セル１は、上記誘電シート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。
【００３０】
そして、この誘電シート３と上側基板４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。
【００３１】
ここで、上側基板４と誘電シート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。
【００３２】
また、上記上側基板４の誘電シート３との対向面には、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。
【００３３】
一方、プラズマセル２は、上記誘電シート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。
【００３４】
下側基板８の誘電シート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。
【００３５】
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１０の頂部は、誘電シート３の下面に当接され、下側基板８と誘電シート３間の間隙がほぼ一定に保たれている。
【００３６】
さらに、上記誘電シート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。
【００３７】
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と誘電シート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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
放電電極と隔壁を形成するには、図４に示すように、下側基板８となるガラス基板２１上に、放電電極用の導電ペースト２２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、乾燥させる。続いて、この各導電ペースト２２上に重ねて、図５に示すように、この導電ペースト２２よりも若干幅狭となるように隔壁用の絶縁ペースト２３を塗布する。そして、この導電ペースト２２と絶縁ペースト２３を、同時に、例えば５８０〜６００℃で高温焼成することで放電電極と隔壁を形成する。
【００４６】
ここで、上記ガラス基板２１と絶縁ペースト２３としては、焼成によって形成される隔壁の熱膨張率をα1，ガラス基板２１の熱膨張率をα2としたときに、
４×１０-7／℃≦α2−α1≦２０×１０-7／℃
α1，α2＜５０×１０-7／℃
なる条件を満足するものを使用する。
【００４７】
この条件は、焼成プロセスの降温過程で生じるガラス基板２１の反りを防止するために設定されたものである。
【００４８】
すなわち、このようなプラズマアドレス表示装置では、体積抵抗率が小さく、熱膨張率の小さい誘電シートに合わせて、ガラス基板２１にも熱膨張率が小さいもの、具体的には５０×１０-7／℃より小さい熱膨張率のものが使用される。
【００４９】
一方、導電ペースト２２は、金属を主体とするため、ガラス基板２１に比べて遙かに大きな熱膨張率を示す。
【００５０】
この両者の関係では、焼成過程でガラス基板２１よりも大きく膨張した導電ペースト２２が降温過程ではガラス基板２１よりも大きく収縮することから、図６に示すように、この収縮する導電ペーストの焼結体（電極）２２がガラス基板２１を内側方向に引っ張り、電極２２が印刷された面が凹となるように反りを生じさせようとする。
【００５１】
但し、ガラス基板２１の熱膨張率α2と、焼成によって形成される隔壁の熱膨張率α1が４×１０-7／℃≦α2−α1≦２０×１０-7／℃の範囲に設定されている場合には、焼成過程での絶縁ペースト２３の熱膨張がガラス基板２１の熱膨張よりも小さく、降温過程では絶縁ペーストの焼結体（隔壁）２３の収縮がガラス基板２１の収縮よりも小さくなる。このとき、隔壁２３は電極２２とは逆にガラス基板２１を外側方向に引っ張ろうとするので、電極２２によって生じる応力が相殺され、基板２１の反りが防止される。なお、α2−α1が４×１０-7／℃を下回る場合には応力を十分にキャンセルすることができず、ガラス基板２１の反りを防止できない。また、α2−α1が２０×１０-7／℃を越える場合には、焼成プロセスの降温過程で、今度はガラス基板２１や電極２２が隔壁２３を内側方向に引っ張る関係になり、電極２２や隔壁２３が印刷された面とは逆側の面が凹となるように反りが生じてしまう。
【００５２】
但し、熱膨張率を上記範囲に設定した場合には、導電ペースト２２と絶縁ペースト２３は同一工程で焼成することが重要である。導電ペースト２２を焼成した後、絶縁ペースト２３を焼成するといったように、導電ペースト２２の焼成と絶縁ペースト２３の焼成を別々に行った場合には、絶縁ペースト２３の焼成プロセスの降温過程で、一旦、焼結した導電ペースト２２の反りが絶縁ペースト２３によって押し戻され、これによって導電ペースト２２に断線が生じてしまう。
【００５３】
隔壁２３及びガラス基板２１の熱膨張率α1，α2は、具体的には隔壁２３の熱膨張率α1を３０×１０-7〜３８×１０-7／℃、ガラス基板２１の熱膨張率α2を４２×１０-7〜５０×１０-7／℃とするのが現実的である。
【００５４】
すなわち、誘電シートとして使用できる体積抵抗率の小さいガラスは、ほとんどの場合熱膨張率が小さいが、その中で比較的大きな熱膨張率を有するものは４２×１０-7〜５０×１０-7／℃の範囲に熱膨張率がある。ガラス基板２１の熱膨張率は誘電シートの熱膨張率に合わせる必要があることから、ガラス基板２１の熱膨張率は、自ずと上記範囲が選定される。
【００５５】
一方、隔壁２３の熱膨張率は、この熱膨張率よりも４×１０-7〜２０×１０-7／℃だけ小さい値、すなわち３０×１０-7〜３８×１０-7／℃の範囲に選択される。この隔壁２３の熱膨張率は、用いる絶縁ペーストの組成を制御することによって調整される。すなわち、隔壁２３の絶縁ペーストとしては、一般にガラス粉末、フィラー粉末（セラミック系材料）、有機バインダ（樹脂粉末）、有機溶剤からなるガラスペーストが用いられる。また、隔壁による迷光反射を軽減し、コントラストを向上させるためには、このガラスペーストにさらに黒色の無機顔料が添加される。ガラス基板２１の反りが低減できるような低熱膨張率とするためには、フィラーの材料や添加量を適当に選択すれば良い。例えばコージュライト（ＭｇＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3）、ユークリプタイト、スポジュメン（Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3）、チタン酸アルミ（ＡｌＴｉＯ3）等を添加すれば熱膨張率を低い方向に調整することができる。また、黒色無機顔料の添加量を低減することによっても熱膨張率を低減することができる。但し、黒色無機顔料の添加量は、迷光によるコントラスト劣化が画質上問題とならない範囲で制御することが必要である。
【００５６】
以上のようにして図１，図２に示す放電電極９Ａ，９Ｋと隔壁１０は形成されるが、この後の工程は通常の画像表示装置の製造工程に準じて良い。
【００５７】
すなわち、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を介してガラスやＳｉＯ2よりなる誘電シート３を配置する。続いて、下側基板８と誘電シート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。
【００５８】
続いて、上記誘電シート３上に、スペーサ６を介して上側基板４を配置する。そして、この誘電シート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。
【００５９】
本発明によれば、このような表示装置の製造方法の各工程において、ガラス基板８を確実に真空吸着しながら製造を行うことができ、また放電電極の断線も防止されるので、高い製造効率が得られ、歩留まりが改善される。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明の製造方法では、第１の基板上に電極用ペーストと隔壁用ペーストを重ねて塗布し、焼成するに際して、上記隔壁と第１の基板の熱膨張率を規制するとともに、放電電極用のペーストと隔壁用のペーストを同一工程で焼成するので、焼成プロセスで生じる第１の基板の反りや放電電極の断線が防止される。したがって、本発明によれば、画像表示装置の製造効率，歩留まりが改善する。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】導電ペーストの印刷工程を示す概略断面図である。
【図５】絶縁ペーストの印刷工程を示す概略断面図である。
【図６】焼成プロセスの降温過程で生じる応力の方向を示す概略断面図である。
【図７】放電電極が形成された様子を示す概略断面図である。
【図８】放電電極と隔壁が形成された様子を示す概略断面図である。
【図９】焼成プロセスの降温過程で生じるガラス基板の反りの様子を示すものであり、（ａ）は焼成プロセスの降温過程で生じる応力の方向を示す概略断面図であり、（ｂ）は基板に反りが生じた様子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  誘電シート、４  上側基板、５データ電極、７  液晶層、８  下側基板、９，２２  放電電極、１０，２３  隔壁、１１  フリットシール、１４  端子電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003840750.tif 000007
【図７】
0003840750.tif 000008
【図８】
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【図９】
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