JP2006278133A - ガス放電管 - Google Patents

Abstract

【課題】 細い管内に蛍光体、放電ガスを有したガス放電管内の不純物ガスを効率良く吸着するとともに、このガス放電管の作成を容易にする。
【解決手段】 不純物ガスを吸着する清浄化体を細い管の長手方向に沿って放電部分のほぼ全長に渡り配置し、さらに清浄化体に一体化された金属層をガス放電管の電極として使用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガス放電管に関し、さらに詳しくは、ガラス細管内に蛍光体と、金属層を有する清浄化体とを配置したガス放電管に関する。

近年、大型表示装置としてＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の開発が盛んにおこなわれている。このＰＤＰは、電極を形成した一対の基板を対向配置して、この一対の基板の周辺を密封封止して、放電空間を形成し、この放電空間に放電ガスを封入した構成となっている。一方、上記のＰＤＰとは異なり、細い管内に蛍光体を配置し、管内に放電ガスを導入し、管の端部を封止したガス放電管が知られている。このガス放電管では、管径が細いために、放電ガスを管内に導入する前工程としての排気の際に、管内に形成されている二次電子放出膜や蛍光体層表面に吸着した水分や二酸化炭素などを充分に除去することが難しい。そのため、管内に封入した放電ガスを放電させた場合に、管内の二次電子放出膜や蛍光体層から不純物ガスが発生しやすく、前記蛍光体層からの発色純度などに与える影響が大きかった。

この放電時に発生する不純物ガスを除去するために、公開特許２００３−２０３６０３号公報には、細長い管の内部に蛍光体層と放電ガスを有するガス放電管に、放電ガスを清浄化するためのゲッター材を配置した清浄化部を接続した発明が記載されている。
特開２００３−２０３６０３号公報

上記した特許文献１には、細長い管の端部に清浄化部として、不純物ガスを吸着するゲッター材を内部に配置したリザーブタンクを設ける構成や、細長い管の中央部にゲッター材を配置する構成が開示されている。この様な構成では、細長い管にリザーブタンクを設ける必要があるとともに、発生した不純物ガスがこのリザーブタンク位置に移動するまで、不純物ガスを吸着できず、また、細長い管の中央部にゲッター材を配置した構成の場合も同様に、発生した不純物ガスがこのゲッター位置に移動するまで、不純物ガスを吸着できない。

本発明は、これらの問題を解決するために、細長い管内の不純物ガスの清浄化を容易に行えるように清浄化材を配置するとともに、より容易に製造出来るガス放電管を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本第１の発明のガス放電管は、内部に蛍光体層と放電ガスと放電ガスを清浄化する清浄化体を有するガス放電管であって、前記清浄化体は、前記細長い管の長手方向に沿うように配置されたものであることを特徴とした。

また、第２の発明では、前記第１の発明に加え、前記蛍光体層を支持する支持体に前記清浄体が配置されたことを特徴とした。

さらに、第３の発明では、第１、２の発明に加え、前記清浄化体は、導電性層と吸着層とを有することを特徴とした。

さらに第４の発明は第１の発明に加えて、片面に前記蛍光体層が形成されその裏面に浄化体が形成された支持体を挿入してなり、前記浄化体は放電空間にさらされることを特徴とするガス放電管を要旨とした。

さらに、第５の発明は第４の発明に加えて、清浄化体は導電性層と吸着層とを有し、前記導電性層は、前記ボートに接する側に配置されたことを特徴とするガス放電管を要旨とした。

本発明に係る構成では、細長い管の長手方向に清浄化体を配置したので、不純物ガスが発生した近傍の清浄化体でこの不純物ガスの清浄化が可能になり、細長い管での色むらを生じ難くでき、また、清浄化体を構成する導電性層をガス放電管の電極として使用できるので、ガス放電管の製造が容易になる。

図１乃至図３を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は本発明のガス放電管の外観を示す図であり、図２はガス放電管の断面を示す図であり、図３は薄膜ゲッターの概略形状を示す図である。なお、図１に示したガス放電管１０は、楕円形の断面を有し、以下の説明はこの断面形状のガス放電管１０について行うが、断面が円形、偏平楕円状、略四角形状のものなど、他の形状であっても良い。断面が楕円形状のガス放電管は、ガス放電管を配置したときの位置決めが容易である点や、ガス放電管内に配置する清浄化体の面積を広くできる等の利点を有する。

ガス放電管１０は、直径０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度のガラス管を断面が楕円形状となるように加熱変形させ、または、楕円形状に成形したものであり、このガラス管４０内に、蛍光体、放電ガスおよび清浄化体である薄膜ゲッターを配置し、このガラス管４０の両端部を封止し、ガラス管端部に外部電極５０を設けた構成となっている。なお、外部電極５０は、ガラス管４０の楕円断面の長軸方向に沿う様に配置されている。

図２はガス放電管１０の長手方向の中央部付近の断面を示すものであり、同図を参照して、ガス放電管１０の内部構成を説明する。ガラス管４０の内壁には、図示していない二次電子放出膜（例えば、ＭｇＯ膜）が形成されている。このガラス管４０内に、断面が凹状で長手方向の寸法がガラス管１０の長手方向の寸法より若干短いボート４１の凹面側に蛍光体４２が焼成形成された蛍光体ボート４３が配置されている。このボート４１の下側には、長手方向の寸法がボート４１の長手方向寸法とほぼ同じである薄膜ゲッター４６が配置されている。薄膜ゲッター４６が効率的にガラス管４０内の清浄化を行うためには、ボート４１とガラス管４０の内壁間に間隙が有り、この間隙を介して、ガス放電管１０中のガスが薄膜ゲッター４６の吸収層４８（後述）に接触できる様に構成することが好ましい。ガラス管４０内を排気してガラス管４０内の不純物ガス等を排除した後に、ガラス管４０内には、放電ガス（例えば、Ｎｅ：９６％、Ｘｅ：４％）が導入され、その後、ガラス管４０の両端部を封止する。なお、ボート４１の材質は、本実施の形態ではガラスを使用したが、セラミックや蛍光体４２を焼成形成したときに密着性が良くかつ蛍光体４２との熱膨張率が近い材料を使用しても良い。

図３に薄膜ゲッター４６の概略形状を示す。この薄膜ゲッター４６は、吸着層４８の一方の面に金属層４７を有した構成であり、本実施の形態では、サエスゲッターズ（ｓａｅｓ ｇｅｔｔｅｒｓ）社製のＳｔ１２２を使用したが、ジルコニウムやバナジウムを主成分とした吸着層に薄膜導電性膜を設けたものも使用可能である。金属層４７の薄膜導電性膜として、例えば、ニッケル、ニッケルと鉄の合金などが使用可能である。本実施の形態で使用した薄膜ゲッター４６の吸収層４８は多孔質で吸着面が広く、また化学的に不純ガスと結合することにより、浄化作用を発揮する。また、本実施の形態で使用した薄膜ゲッター４６の厚さは約１００μｍであり、幅Ｗはガラス管４０断面の長軸方向幅Ｂよりも短い形状とした。

この薄膜ゲッター４６は蛍光体ボート４３に沿って長手方向に配置されるので、ガス放電管１０の長手方向全体に渡って、不純物ガスを吸着することが可能になるとともに、金属層４７がガス放電管１０の長手方向に配置された電極の機能を有することになる。

次にガス放電管の製造工程を示す図４を参照し、ガス放電管１０の製造方法を説明する。図４の（ａ）〜（ｄ）は、ガス放電管１０の長手方向断面を示す図である。図４（ａ）に示す工程で、ボート４１に蛍光体４２が焼成形成されて、蛍光体４２とボート４１とが一体化された蛍光体ボート４３と薄膜ゲッター４６とを、薄膜ゲッター４６の金属層４７がボート４１の下面に接し、かつ蛍光体ボート４３と薄膜ゲッター４６の各々の長手方向両端部が揃うように重ねて配置する。次に、図４（ｂ）に示す工程で、蛍光体４２と薄膜ゲッター４６との間を軽く押圧して蛍光体ボート４３と薄膜ゲッター４６とを固定するための‘コ’の字形の固定金具４９を蛍光体ボート４３の両端部に配置する。

次に図４（ｃ）に示す工程で、図４（ｂ）で固定された蛍光体ボート４３と薄膜ゲッター４６とを、断面形状が楕円形のガラス管４０内に挿入する。図４（ｃ）に示す様に、ガラス管４０の長手方向の長さは、蛍光体ボート４３よりも、長いものを使用している。この工程で、ガラス管４０と固定金具４９で一体化された蛍光体ボート４３、薄膜ゲッター４６等は、真空用接着剤、低融点ガラス等で固着される。この固着により一体化されたガラス管４０等を図示していない真空槽に配置し、真空槽内を排気し、真空槽内を所定の真空度で所定時間維持することによって、このガラス管４０内部の不純物ガス等を排除する。この排気工程を行った後に、真空槽内に放電ガス（例えば、Ｎｅ：９６％、Ｘｅ：４％）を導入することによって、ガラス管４０内に放電ガスを充填させる。その後、同槽内でガラス管４０の両端部を各々、図示していないヒータで熱して溶かし、同ガラス管４０の両端部を封止する。その後、ガラス管４０等の少なくとも一方の端部近傍に、ガラス管４０の外形形状に沿う形状をした外部電極５０を導電性接着剤等で固定するが、好ましくはこの外部電極の固定は真空槽外で行う。なお、外部電極５０とガラス管４０との接着は、低融点ガラス、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等でおこなっても良い。この様にして、外部電極５０と、薄膜ゲッター４６の金属層４７は、ガラス管４０および薄膜ゲッター４６の吸着層４８を介して、容量的に接続されたことになる。図４（ｄ）の矢印Ａで示した方向から見たガス放電管１０の端部形状を図５に示す。

なお、真空槽内にガラス管４０等を配置する前に、ガラス管４０の一方の端部のみをヒータで熱して溶かして封止した後に、このガラス管４０を真空槽内に配置し、このガラス管４０内部を排気し、真空槽内に放電ガス（例えば、Ｎｅ：９６％、Ｘｅ：４％）をガラス管４０内に導入し、同槽内でガラス管４０の未封止の端部をヒータで熱して溶かして封止しても良い。この方法であれば、真空槽内にガラス管４０等を立てて配置することが可能になるので、多数のガス放電管を同時に排気できる利点はある。

また、真空槽内を加熱することにより、ガラス管４０内の湿気等の不純物ガスをより早く除去出来る。

ガス放電管１０の他の製造方法を図６に示す。図６の製造方法は、蛍光体ボート４３の長手方向の長さより若干長いガラス管４０を使用したガス放電管１０の製造方法であり、図６（ａ）に図示した工程は、図４（ｃ）の工程に同じであり、真空槽内で、ガラス管４０内を排気し、放電ガスを導入した後に、図６（ｂ）に示す工程で、ガラス管４０の端部とガラス管端板との間に図示しない低融点ガラスを配置し、同端部を加熱してガラス管４０を封止する。なお、ガラス端板５４、低融点ガラス等のガラス管４０への配置、塗布等は真空槽内で図示していない自動機器で行うことが望ましい。

また、図４で示した固定金具４９は、蛍光体ボート４３と薄膜ゲッター４６とを固定するものであったが、固定金具４９は、これに限られるものではなく、図７に示す様に、蛍光体ボート４３と薄膜ゲッター４６とを固定するとともに、固定金具４９の高さをガラス管４０の楕円形断面の短軸より僅かに短くし、固定金具４９をガラス管４０の内壁に当接させて、蛍光体ボート４３と薄膜ゲッター４６とのガラス管４０内での位置決めを確実にする様にする形状であっても良い。

また、固定金具４９は、蛍光体４２に接し、押圧するものであるから、蛍光体４２の損傷を避けるために、固定金具４９を可撓性に優れたバネ用金属（例えば、ステンレス薄板）等で構成しても良く、この目的に好適な例として、図８に固定金具の他の例を示す。図示した固定金具６０は材質がバネ用ステンレス薄板であり、蛍光体４２に接する上部アーム部６１を凹形にし、蛍光体４２の層にスムーズに挿入できる様にしたものである。

なお、上記実施の形態で、図４で示した様に、薄膜ゲッター４６の金属層４７はボート４１に接する様に配置したが、吸着層４８側がボート４１に接する様に配置しても良い。この様に配置した場合には、薄膜ゲッター４６の金属層４７と外部電極５０との距離が短くなり、金属層４７と外部電極５０との容量結合がより密になるので、外部電極５０に印加する駆動電圧値を低減できる効果を有する。

上記の実施の形態では、蛍光体ボート４３の焼成形成される蛍光体４２をボート４１の端部まで配置した例を示したが、上記固定金具４９、６０がボート４１のみを挟み込み、蛍光体４２を押圧しない様に構成しても良く、この目的に好適な蛍光体ボード４３の他の例を図９に示す。この図９に示した蛍光体ボート４３では、両端部には蛍光体４２が形成されておらず、従って、固定金具４９、６０がボート４１のみを挟み込む形状とすることが可能になり、ガス放電管１０の製造時に、固定金具４９、６０を蛍光体ボート４３に挟み込む場合に蛍光体４２を損傷させることを低減できる。

次に、本発明のガス放電管１０の利用例を図１０乃至図１４を参照して、説明する。

図１０は、本発明に係るガス放電管１０を使用した表示装置の要部を示す図である。本表示装置１００は、上記したガス放電管１０を前面側基板２０と背面側基板３０との間に複数配列して構成される。前面側基板２０には、一対の表示電極対１４が、ガス放電管１０の長手方向と直交する方向に複数配置され、各表示電極対１４間には、非発光領域１６が設けられている。

背面側基板３０には、各ガス放電管１０の外部電極５０に対応して、信号電極１２が設けられている。表示電極対１４及び信号電極１２は、表示装置１００を組み立てする際に、ガス放電管１０の上側外周面、及び下側外周面とそれぞれ密着する様に接触させるが、密着性を良くするために、表示電極対１４、信号電極１２とガス放電管１０との間に導電性接着剤を介在させて接着しても良く、この導電性接着剤は、透明なものが好ましい。

また、前面側基板２０の基板材としては、ガラス板等の透明な基板材を使用することが好ましく、ガス放電管１０と表示電極対１４との密着性をより良くするために、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等の可撓性を有した透明な基板材が好ましい。背面側基板３０の基板材として、同様にガラス板、ＰＥＴ樹脂が使用できるが、ガス放電管１０と信号電極１２との密着性を向上させるために、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等の基板材が好ましい。

なお、前面側基板２０、背面側基板３０の両基板をＰＥＴ樹脂などフレキシブルな基板材を使用するのが好ましいが、基板２０、３０の一方のみをフレキシブルな基板材を使用しても良い。さらに、ガス放電管１０と前面側基板２０、背面側基板３０とを密着させるために、透明な絶縁性接着剤を介在させて接着することが好ましい。

この表示装置１００を平面的にみた場合、信号電極１２及び外部電極５０を介して、各ガス放電管１０内の薄膜ゲッター４６の金属層４７と表示電極対１４との交差部が単位発光領域となる。表示は、表示電極対１４のいずれか一本を走査電極として用い、その走査電極と各ガス放電管１０内の金属層４７との交差部で選択放電を発生させて発光領域を選択し、その放電に伴って当該領域の管内面に形成された壁電荷を利用して、表示電極対１４で表示放電を発生させる。選択放電は、上下方向に対向する走査電極と金属層４７との間のガス放電管１０内で発生される対向放電であり、表示放電は、平面上に平行に配置される２本の表示電極間のガス放電管１０内で発生される面放電である。

図１１は、表示装置１００の表示電極対１４に沿った方向の断面を示す図である。

図１２は背面側基板３０とガス放電管１０との配置を示す図であり、本実施の形態では、ガス放電管１０内の薄膜ゲッター４６の金属層４７が、外部電極５０を介して電気的に結合される構成としたので、背面側基板３０に設ける信号電極は、外部電極５０が位置する近傍に設けるのみで良く、従来の表示装置のように信号電極をガス放電管１０の長手方向に沿って、長く設ける必要はなく、従って、背面側基板３０の製作が容易になるとともに、ガス放電管１０と、信号電極１２との位置合わせは、ガス放電管１０の外部電極５０付近で行うだけで良く、表示装置１００の製作が容易になるという利点を有している。

なお、図１０、１１では、信号電極１２を背面側基板３０の一辺側に配置したが、必ずしもその必要はなく、背面側基板３０の他の例を示す図１３に示した如く、背面側基板３０の一辺には、ガス放電管１０を並べるピッチＰの２倍のピッチで信号電極１２を形成し、他の辺にピッチＰだけずらして、ピッチ２Ｐで信号電極１２を形成しても良く、この様に信号電極１２を形成するピッチを広くとることによって、信号電極１２のガス放電管１０の配列方向の幅ｄを広くすることが可能になり、信号電極１２とガス放電管１０の外部電極５０との接合面積を広くすることが可能になる利点を有する。

上記した表示装置１００は、ガス放電管１０の断面形状が楕円の場合であるが、本発明のガス放電管を利用した表示装置の他の例を示す図１４に、断面形状が円形であるガス放電管１０を利用した表示装置２００を示す。先に説明した各部材と同じ機能を有する部材には同符号を付し、詳細の説明は省略する。

（付記１）内部に蛍光体層と放電ガスと放電ガスを清浄化する清浄化体を有するガス放電管であって、前記清浄化体は、前記細長い管の長手方向に沿うように配置されたものであることを特徴とするガス放電管。

（付記２）前記蛍光体層を支持する支持体に前記清浄化体が配置されたことを特徴とする付記１に記載のガス放電管。

（付記３）前記清浄化体は、導電性層と吸着層とを有することを特徴する付記１または付記２に記載のガス放電管。

（付記４）付記１のガス放電管において、片面に前記蛍光体層が形成されその裏面に浄化体が形成された支持体を挿入してなり、前記浄化体は放電空間にさらされることを特徴とするガス放電管。

（付記５）付記４のガス放電管において、清浄化体は導電性層と吸着層とを有し、前記導電性層は、前記ボートに接する側に配置されたことを特徴とするガス放電管。

ガス放電管の長手方向に蛍光体層を設けるとともに、この方向にガス放電管内で発生する不純物ガスを吸収する清浄化体である薄膜ゲッターを設けたので、不純物ガスが発生する直近の位置に在る薄膜ゲッターで、不純物ガスを吸収することが出来、ガス放電管が発する発光色の純度を維持出来、また、薄膜ゲッターに設けた導電性層をガス放電管の電極として使用でき、ガス放電管の製作が容易になる。

本発明のガス放電管の外観を示す図。 ガス放電管の断面を示す図。 薄膜ゲッターの概略形状を示す図。 ガス放電管の製造工程を示す図。 ガス放電管の端部を示す図。 ガス放電管の他の製造方法を示す図。 ガス放電管の他の例を示す図。 固定金具の他の例を示す図。 蛍光体ボートの他の例を示す図。 本発明のガス放電管を使用した表示装置の要部を示す図。 表示装置の断面を示す図。 背面側基板とガス放電管の配置を示す図。 背面側基板の他の例を示す図。 本発明のガス放電管を使用した表示装置の他の例を示す図。

符号の説明

１０ ガス放電管
４０ ガラス管
４１ ボート
４２ 蛍光体
４３ 蛍光体ボート
４６ 薄膜ゲッター
４９ 固定金具
５０ 外部電極

Claims (5)

1. 内部に蛍光体層と放電ガスと放電ガスを清浄化する清浄化体を有するガス放電管であって、前記清浄化体は、前記細長い管の長手方向に沿うように配置されたものであることを特徴とするガス放電管。
2. 前記蛍光体層を支持する支持体に前記清浄化体が配置されたことを特徴とする請求項１に記載したガス放電管。
3. 前記清浄化体は、導電性層と吸着層とを有することを特徴する請求項１または請求項２に記載のガス放電管。
4. 請求項１に記載のガス放電管において、片面に前記蛍光体層が形成されその裏面に浄化体が形成された支持体を挿入してなり、前記浄化体は放電空間にさらされることを特徴とするガス放電管。
5. 請求項４のガス放電管において、清浄化体は導電性層と吸着層とを有し、前記導電性層は、前記ボートに接する側に配置されたことを特徴とするガス放電管。
   
   

Images