JP2631939B2

JP2631939B2 - ガス放電表示パネル及びその製造方法

Info

Publication number: JP2631939B2
Application number: JP10057093A
Authority: JP
Inventors: 文男中島
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1997-07-16
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JPH06295681A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、表示面に文字や図形
等を表示するガス放電表示パネルに係り、特に、陰極側
の構造を工夫することにより、表示の高輝度化を図った
ガス放電表示パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０に示すように、従来のガス放電表
示パネル50は、一面に複数本の帯状陰極52を並設した平
板ガラス等の絶縁材からなる背面基板54と、一面に複数
本の帯状透明陽極56を並設した平板ガラス等の透明絶縁
材よりなる前面基板58とを、陰極52と透明陽極56とが所
定の間隙を隔てて直交するよう配置し、両基板周縁を封
着材を介して気密封止して外囲器60となし、該外囲器60
の内部空間に所定の放電ガスを封入してなる。上記内部
空間は、前面基板58の対向面に格子状に形成されたバリ
アリブ62を介して均等に区切られ、陰極52と透明陽極56
との交差部分毎に放電セル64が形成される。また、バリ
アリブ62の頂面には、スペーサ66が所定の間隔をおいて
形成されており、その結果、バリアリブ62と背面基板54
の表面との間には、スペーサ66の高さに相当する幅を備
えた隙間68が形成される。各放電セル64は、この隙間68
を介して連通される。

【０００３】しかして、上記透明陽極56と陰極52間に選
択的に電圧を印加することにより、所望の放電セル64に
おいて放電が生成され、該放電に基づく光が透明陽極56
及び前面基板58を透過して外部に放射される。この結
果、表示面としての前面基板58に任意の文字や図形等が
表示される。なお、隙間68を介して、各放電セル64間の
イオンの流通が確保される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のガス放電表示パネルにあっては、陰極形状が偏平な
帯状を成しており、その厚さが極めて薄いため、放電セ
ル内の限られた部分でしか放電が生成し得ず、また、放
電により生じた光の一部が背面基板54やバリアリブ62に
吸収されたり、あるいはこれらを透過して拡散してしま
うため、表示面における表示の輝度が不十分となる欠点
があった。

【０００５】この発明は、上記従来例の欠点に鑑みてな
されたものであり、放電セルにおける発光効率及び集光
性を高めることにより、極めて高輝度な表示が得られる
ガス放電表示パネルの実現を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るガス放電表示パネルは、透明絶縁基板
と、該透明絶縁基板の一面に形成された透明陽極を有し
てなる前面パネルと、絶縁基板と、該絶縁基板の一面に
形成された陰極を有してなる背面パネルとを、所定の間
隙を隔てて対向配置して両電極間に放電セルを形成する
と共に、両パネルの周縁を気密封止して外囲器となし、
該外囲器内に所定の放電ガスを封入してなるガス放電表
示パネルにおいて、上記背面パネルは、上記絶縁基板の
一面に被着形成された陰極引出パターンと、該陰極引出
パターンの表面に形成された陰極保持層と、上記陰極引
出パターンの表面に立設され、一端側が上記陰極保持層
内に埋没すると共に、他端側が該陰極保持層外に突出し
てなる柱状陰極と、上記陰極保持層の表面に配置され、
上記柱状陰極が収容される孔部を備えたバリアリブを有
してなり、上記孔部の孔径が上記陰極保持層側から反対
側に向けて漸次拡大するよう構成した。

【０００７】

【作用】陰極として柱状陰極を用いると共に、該柱状陰
極の他端側が陰極保持層外に突出しているため、上記透
明陽極及び柱状陰極間に放電開始電圧以上の電圧を印加
すると、放電発光が上記放電セルの広い範囲において生
成する。また、上記バリアリブの孔部は、その孔径が上
記陰極保持層側から反対側（前面パネル側）に向けて漸
次拡大する、いわゆる漏斗形状をなしているため、放電
発光による光は、上記孔部の内壁で反射して上記前面パ
ネル側に集光され、透明陽極及び透明絶縁基板を透過し
て外部に放射される。

【０００８】

【実施例】以下にこの発明に係るガス放電表示パネルの
一実施例を、添付図面に基づいて説明する。図１は、ガ
ス放電表示パネル10を示す概略断面図である。このガス
放電表示パネル10は、平板ガラス等の絶縁基板11を主体
とする背面パネル12と、同じく平板ガラス等の透明絶縁
基板13を主体とする前面パネル14を、所定の間隙を隔て
て対向配置し、両パネル周縁を、低融点ガラス等よりな
る封着材（図示省略）を介して気密に封止して外囲器16
を形成し、該外囲器16の内部空間に、ＨｅやＸｅ等の希
ガスの単体もしくは混合物を主体とする紫外線放射ガス
を封入することをその基本構成としている。

【０００９】上記背面パネル12を構成する絶縁基板11の
対向面には、該背面パネル12の部分斜視図である図２に
示すように、Ａｇ・Ｐｄ系ペースト等よりなる帯状の陰
極引出パターン18が複数列並設されている。また、各陰
極引出パターン18の上面には、ＬａＢ₆とＢａＡｌ₂Ｏ₄
との混合物であるエミッタ物質よりなる柱状陰極20が、
一定の間隔をおいて複数本立設されている。この柱状陰
極20は、その下端部20ａが絶縁基板11の表面及び陰極引
出パターン18の表面を覆う陰極保持層22内に埋没してい
ると共に、その上端部20ｂは該陰極保持層22外に突出し
ている。この陰極保持層22は、ガラス等の絶縁材によっ
て構成されている。

【００１０】さらに、該陰極保持層22の表面を覆うよう
に、陰極側バリアリブ23が形成されている。この陰極側
バリアリブ23はガラス等の絶縁材よりなり、上記柱状陰
極20に対応した孔部24が複数形成されている。この孔部
24は、その下方（陰極保持層22側）から上方（前面パネ
ル14側）に向けて孔径が漸次拡大するよう形成された、
いわゆる漏斗形状をなしており、この孔部24内の略中央
には、上記柱状陰極の上端部20ｂが収容されている。ま
た、陰極側バリアリブ23は、陰極保持層22の表面に密着
した第１の層23ａと、順次積層された第２の層23ｂ及び
第３の層23ｃよりなる３層構造を備えており、各層には
それぞれ孔径の異なる貫通孔が所定の間隔をおいて複数
形成されている。そして、最も孔径の小さい第１の層の
貫通孔24ａ、次に孔径の小さい第２の層の貫通孔24ｂ、
最も孔径の大きい第３の層の貫通孔24ｃが、それぞれ同
心円状に連続するよう位置決めされ、もって孔径が下方
から上方に向けて漸次拡大する上記孔部24が形成され
る。

【００１１】図３に示すように、この孔部24の内壁に
は、アルミニウムやニッケル等の金属を蒸着することに
より、光反射層26が被着形成されている。また、この光
反射層26の表面と、陰極保持層22の表面で陰極側バリア
リブ23に覆われていない部分（柱状陰極20の付根部分）
には、所望の発光色に対応した蛍光体28が吹き付け塗装
によって被着されている。

【００１２】上記前面パネル14を構成する透明絶縁基板
13の対向面には、該前面パネル14の部分斜視図である図
４に示すように、ＮＥＳＡ膜（ＳｎＯ₂）やＩＴＯ膜
（Ｉｎ₂Ｏ₃・ＳｎＯ₂）等よりなる帯状の透明陽極30が
複数列並設されている。また、各透明陽極30間を仕切る
第１の隔壁32ａと、各透明陽極30を長さ方向に所定の間
隔で区切る第２の隔壁32ｂを備えた格子状の陽極側バリ
アリブ32が形成されている。この陽極側バリアリブ32
は、ガラス等の絶縁材によって構成されている。さら
に、陽極側バリアリブ32の頂面における第１の隔壁32ａ
と第２の隔壁32ｂの交差部分には、ガラス等の絶縁材よ
りなるスペーサ34が突設されている。

【００１３】図１に示すように、背面パネル12を構成す
る絶縁基板11と前面パネル14を構成する透明絶縁基板13
は、それぞれの対向面に形成された陰極引出パターン18
と透明陽極30が所定の間隙を隔てて直交し、かつ、透明
絶縁基板13の対向面に形成された陽極側バリアリブ32の
第１の隔壁32ａ及び第２の隔壁32ｂによって、柱状陰極
20間が区画されるよう配置されている。また、各柱状陰
極の上端部20ｂは、所定の間隙を隔てて透明陽極30と対
向する。この結果、各柱状陰極20毎に、陽極側バリアリ
ブ32の第１の隔壁32ａ、第２の隔壁32ｂ、透明絶縁基板
13、陰極側バリアリブの孔部24の内壁、陰極保持層22に
よって囲繞された放電セル36が形成される。

【００１４】なお、陽極側バリアリブ32に形成された各
スペーサ34の頂面は、陰極側バリアリブ23の表面に当接
しているため、第１の隔壁32ａ及び第２の隔壁32ｂの各
頂面と陰極側バリアリブ23の表面との間には、スペーサ
34の高さに相当する隙間38が形成される。したがって、
この隙間38を介して各放電セル36間でイオンの流通が確
保される。

【００１５】しかして、図示しない電源より、透明陽極
30及び柱状陰極20間に直流電圧を印加すると、放電セル
36内で放電が生成し、紫外線が発生する。この紫外線が
放電セル36内の蛍光体28を励起し、所定の発光色を有す
る光が透明陽極30及び透明絶縁基板13を透過して外部に
放射される。この電圧印加を、図示しない制御・駆動回
路を介して選択的に実行することにより、所望の放電セ
ル36において放電発光を生成させ、前面パネル14上に任
意の文字や図形を表示することができる。

【００１６】この際、柱状陰極の上端部20ｂは、その頂
面のみならず側周面も放電に寄与することとなる。した
がって、放電によって発生した紫外線は、陰極保持層22
の表面や、陰極側バリアリブの孔部24（特に、第１の層
23ａの貫通孔24ａに対応する部分）の内壁に被着された
蛍光体28にも十分照射されるため、極めて高輝度な表示
が可能となる。このように、広い範囲に被着した蛍光体
28を放電発光に有効に利用できるため、放電セル36内に
おける蛍光体28の被着面積を広く確保することができ
る。したがって、表示のカラー化のため、複数種類の蛍
光体を被着する場合に有利である。

【００１７】また、陰極側バリアリブ23の孔部24が、下
方から上方に向かってその孔径が漸次拡大する漏斗形状
をなしており、放電発光による光はこの孔部24の内壁で
反射されて前面パネル側に集光されるため、さらに高輝
度な表示が可能となる。上記のように、孔部24の内壁に
光反射層26を被着形成しているため、この反射・集光は
より効果的に実現される。

【００１８】なお、図３に示すように、柱状陰極の下端
部20ａは陰極保持層22に密着し、該陰極保持層22によっ
て確実に保持されている。したがって、単に陰極引出パ
ターン18の表面に柱状陰極20の底面を接続する場合に比
べ、陰極引出パターン18への接続強度は遙かに高くな
り、容易に抜け難いものとなっている。このため、放電
セル36の細密化に対応して柱状陰極20を細く形成して
も、十分な接続強度を確保できる。また、陰極保持層22
の表面における柱状陰極20の周辺部分は湾曲しており、
柱状陰極20との間に溝40が形成されている。したがっ
て、陰極保持層22の表面に被着させた蛍光体28が該溝40
内に流れ込む。この結果、柱状陰極20の付根部分におけ
る蛍光体28の厚さを十分確保することができる。また、
この溝40が蛍光体28の無秩序な流れを止める役割も果た
している。

【００１９】つぎに、図５〜図９に基づいて、上記背面
パネル12の製造方法について説明する。まず、絶縁基板
11の一面に、Ａｇ・Ｐｄ系ペーストを印刷等することに
より、帯状の陰極引出パターン18を被着形成すると共
に、ガラスペーストやセラミックペースト等の絶縁材料
を厚膜印刷等することにより、上記柱状陰極20の外形に
対応した型孔42を備えた陰極保持層の素地44を予め配置
しておく（図５）。これに、ＬａＢ₆とＢａＡｌ₂Ｏ₄と
の混合物よりなるエミッタ物質46を、プラズマ溶射によ
って吹き付ける（図６）。この結果、上記型孔42内にエ
ミッタ物質46が充填される。

【００２０】その後、陰極保持層の素地44の表面に堆積
したエミッタ物質46を研磨し、これを削除する（図
７）。この結果、上記型孔42内に充填されたエミッタ物
質46のみが残されることとなる。

【００２１】つぎに、上記陰極保持層の素地44の表面
に、ガラスペーストやセラミックペースト等の絶縁材料
を厚膜印刷等することにより、陰極側バリアリブの第１
の層の素地48ａ、第２の層の素地48ｂ、及び第３の層の
素地48ｃを順次積層配置する（図８）。

【００２２】最後に、所定の温度で焼成することによ
り、陰極保持層22、陰極側バリアリブの第１の層23ａ、
第２の23ｂ及び第３の層23ｃが形成される。（図９）。
この際、陰極保持層の素地44を構成する材料本来の焼成
温度よりも高めに温度設定されているため、陰極保持層
の素地44が全体的に収縮する。そして、この陰極保持層
の素地44が収縮した分だけ、上記型孔42内に充填された
エミッタ物質46が陰極保持層22の表面から突出すること
となり、結果的に柱状陰極20が形成される。また、この
焼成・収縮の際に、上記陰極保持層22の表面と柱状陰極
20との間の溝40も形成される。この陰極保持層の素地44
の収縮率は、当該絶縁材料の材質や融点、あるいは焼成
温度との兼ね合いで決まる。したがって、これらの条件
を適宜選択することにより、柱状陰極20の突出度を調節
できる。

【００２３】なお、陰極側バリアリブの素地48（48ａ〜
48ｃ）の材料として、上記陰極保持層の素地44と同じ絶
縁材料を選択した場合には、陰極側バリアリブの素地48
も焼成によって収縮する。したがって、その収縮分を見
越して、陰極側バリアリブ23として要求される高さより
も、若干高めに陰極側バリアリブの素地48を盛っておく
必要がある。もっとも、陰極側バリアリブの素地48の材
料として、上記焼成温度では収縮しないものを選択すれ
ば、このような配慮は必要ない。

【００２４】上記のように、陰極側バリアリブ23を、ガ
ラスペースト等の絶縁材料の厚膜印刷及びその焼成によ
って形成できるため、高精細な陰極側バリアリブ23を比
較的容易に形成できる。なお、陰極側バリアリブ23を構
成する層の数を増やすことにより、孔部24の内壁表面を
より滑らかに仕上げることができる。

【００２５】なお、上記製造方法にあっては、柱状陰極
20の素となるエミッタ物質40を、プラズマ溶射によって
陰極保持層の素地44に吹き付ける例を示したが、これに
限られるものではなく、例えば印刷によって陰極保持層
の素地44の型孔42内にエミッタ物質40を充填してもよ
い。

【００２６】また、柱状陰極20の素材として、エミッタ
物質40の代わりに、ニッケルペースト等の通常の導電材
料を用いてもよい。このように、通常の導電材料を素に
形成された柱状陰極は、放電開始電圧が低く、耐スパッ
タ性に優れるというエミッタ特性を発揮することはでき
ないが、その分安価に製造できる利点がある。特にエミ
ッタ特性を必要とする場合には、通常の導電材料を素に
形成した柱状陰極の上端部表面に、エミッタ物質をコー
ティングするよう構成してもよい。

【００２７】さらに、上記製造方法にあっては、陰極保
持層の素地44を収縮させることによって、柱状陰極の上
端部20ｂを相対的に突出させるよう構成したが、これに
限られるものではなく、例えば必要な高さを備えた陰極
保持層22を予め完成しておき、その後に印刷やプラズマ
溶射等の手段を用いて柱状陰極20の材料を所定の高さに
形成し、もって柱状陰極の上端部20ｂが突出するよう構
成してもよい。

【００２８】上記実施例においては、放電ガスとして紫
外線放射ガスを用いると共に、放電セル36内に蛍光体28
を塗布するよう構成したが、本発明はこれに限定される
ものではない。すなわち、放電ガスとしてＮｅやＡｒな
ど可視光線を発生させるものを選択し、蛍光体の塗布を
省略するよう構成してもよい。また、陰極側バリアリブ
の孔部24の内壁に光反射層26を被着形成するよう構成し
たが、該光反射層26を省略すると共に、陰極側バリアリ
ブ23自体を光反射性の物質で形成するよう構成してもよ
い。また、ガラスペースト等の絶縁材料を焼成して陰極
側バリアリブ23を形成する代わりに、薄板ガラスを積層
して陰極側バリアリブ23としてもよい。また、陰極側バ
リアリブ23は必ずしも多層構造とする必要はなく、単層
構造としてもよい。

【００２９】さらに、前面パネル14を構成する透明絶縁
基板13の対向面側に、格子状の陽極側バリアリブ32を形
成することは、本発明の必須の要件ではない。すなわ
ち、陰極側バリアリブ23によっても放電セル36間の区画
がある程度実現できるため、柱状陰極20−透明陽極30間
の距離や各放電セル36間のピッチ、陰極側バリアリブ23
の高さ等を勘案して、陽極側バリアリブ32の形成を省略
してもよい。この場合には、各放電セル36間を連通する
トンネルを各陰極側バリアリブ23に穿設し、各放電セル
36間のイオンの流通を確保するのが望ましい。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係るガス放電表示パネルは、陰
極として柱状陰極を用いると共に、該柱状陰極の他端側
が陰極保持層外に突出しているため、放電発光が放電セ
ルの広い範囲において生成される。また、バリアリブの
孔部は、その孔径が陰極保持層側から反対側（前面パネ
ル側）に向けて漸次拡大するよう構成されるため、放電
発光による光は該孔部の内壁で反射して前面パネル側に
集光される。これらの結果、このガス放電表示パネル
は、極めて高輝度な表示を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガス放電表示パネルの一実施例を
示す概略断面図である。

【図２】上記実施例に係る背面パネルの一部分を示す概
略斜視図である。

【図３】上記実施例に係る柱状陰極周辺を示す概略拡大
断面図である。

【図４】上記実施例に係る前面パネルの一部分を示す概
略斜視図である。

【図５】上記実施例に係る背面パネルの製造過程を示す
概略断面図である。

【図６】上記実施例に係る背面パネルの製造過程を示す
概略断面図である。

【図７】上記実施例に係る背面パネルの製造過程を示す
概略断面図である。

【図８】上記実施例に係る背面パネルの製造過程を示す
概略断面図である。

【図９】上記実施例に係る背面パネルの製造過程を示す
概略断面図である。

【図１０】従来例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

10 ガス放電表示パネル 11 絶縁基板 12 背面パネル 13 透明絶縁基板 14 前面パネル 16 外囲器 18 陰極引出パターン 20 柱状陰極 20ａ柱状陰極の下端部 20ｂ柱状陰極の上端部 22 陰極保持層 23 陰極側バリアリブ 24 孔部 26 光反射層 28 蛍光体 30 透明陽極 36 放電セル 42 型孔 44 陰極保持層の素地 46 エミッタ物質

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明絶縁基板と、該透明絶縁基板の一面
に形成された透明陽極を有してなる前面パネルと、絶縁
基板と、該絶縁基板の一面に形成された陰極を有してな
る背面パネルとを、所定の間隙を隔てて対向配置して両
電極間に放電セルを形成すると共に、両パネルの周縁を
気密封止して外囲器となし、該外囲器内に所定の放電ガ
スを封入してなるガス放電表示パネルにおいて、上記背
面パネルは、上記絶縁基板の一面に被着形成された陰極
引出パターンと、該陰極引出パターンの表面に形成され
た陰極保持層と、上記陰極引出パターンの表面に立設さ
れ、一端側が上記陰極保持層内に埋没すると共に、他端
側が該陰極保持層外に突出してなる柱状陰極と、上記陰
極保持層の表面に配置され、上記柱状陰極が収容される
孔部を備えたバリアリブを有してなり、上記孔部の孔径
が上記陰極保持層側から反対側に向けて漸次拡大するよ
う構成したことを特徴とするガス放電表示パネル。
【請求項２】上記孔部の内壁に光反射層を形成したこ
とを特徴とする請求項１に記載のガス放電表示パネル。
【請求項３】上記孔部の内壁と上記陰極保持層表面に
蛍光体を被着させると共に、上記外囲器内に紫外線放射
ガスを封入したことを特徴とする請求項１または２に記
載のガス放電表示パネル。
【請求項４】透明絶縁基板と、該透明絶縁基板の一面
に形成された透明陽極を有してなる前面パネルと、絶縁
基板と、該絶縁基板の一面に被着形成された陰極引出パ
ターンと、該陰極引出パターンの表面に形成された陰極
保持層と、上記陰極引出パターンの表面に立設され、一
端側が上記陰極保持層内に埋没すると共に、他端側が該
陰極保持層外に突出してなる柱状陰極と、上記陰極保持
層の表面に配置され、上記柱状陰極が収容される孔部を
備えたバリアリブを有してなり、上記孔部の孔径が上記
陰極保持層側から反対側に向けて漸次拡大するよう構成
した背面パネルとを、所定の間隙を隔てて対向配置して
上記透明陽極と柱状陰極間に放電セルを形成し、両パネ
ルの周縁を気密封止して外囲器を形成し、該外囲器内に
所定の放電ガスを封入するガス放電表示パネルの製造方
法において、上記陰極引出パターンの表面に、上記柱状
陰極の外形に対応した型孔を備えた絶縁材料からなる陰
極保持層の素地を配置し、該型孔内に上記柱状陰極の材
料となる物質を充填した後、上記陰極保持層の素地を焼
成・収縮させて上記陰極保持層及び柱状陰極を形成する
ことを特徴とするガス放電表示パネルの製造方法。