JP3162374B2

JP3162374B2 - 発光パネルディスプレイデバイス

Info

Publication number: JP3162374B2
Application number: JP50275691A
Authority: JP
Inventors: ピー．パーカー，ウィリアム
Original assignee: ピー．パーカー，ウィリアム
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 2001-04-25
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: DE69033586T2; WO1991009414A1; EP0517706A1; US5198723A; CA2071489A1; AU653144B2; EP0517706A4; CA2071489C; ATE194726T1; DE69033586D1; JPH05504439A; AU7153891A; EP0517706B1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は発光ディスプレイおよびサイン（例えばネオ
ンサイン）に関し、特定するとガスプラズマディスプレ
イデバイスに関する。

［従来技術、発明の課題］ガス中を電気が通ることにより光が発生することは、
周知の現象である。この現象を利用するデバイスは、特
定の数値、記号、符号、グラフフィックおよび同等物を
表示するプラズマディスプレイデバイスの形式で広く開
発されてきた。ネオンサインは、ガス放電ディスプレイ
デバイスの例であり、代表的には、ネオンを充填した細
長のガラス管とこの管の両端に配置された１対の励起電
極を含んでいる。この例においては、剛性の管すなわち
外囲器が照明パターンの形状を画定する。この形状は、
製造時に設定され、変更できない。

他の形式のガス放電ディスプレイデバイスは、ガラス
外囲器例えばニクセ管内のエレクトロルミネッセンスガ
スと直接接触または近接して複数の賦型記号電極を含む
ことができる。この種のデバイスにおいては、賦型電極
の選択されたものが、所望の記号表示を得るために付勢
されよう。やはり、照明の形状は、デバイスの製造時に
設定されたされた電極の形状によってあらかじめ決定さ
れる。

従来形式のガス放電ディスプレイデバイスのさらに他
の形式は、外囲器内に、適当な１組の付勢電極ととも
に、絶縁体で境界を画定されたガス充填記号賦型チャン
ネルを含む。米国特許第3621332号に記載されるよう
に、複数のかかるチャンネルを単一の外囲器内に配置す
ることができ、そして電極は一時に１チャンネルの選択
的賦活を可能にするように配列されている。代わりに、
米国特許第4584501号に記載されるように、単一の細長
いチャンネルを、２枚のガラス板サンドウィッチの一方
の板に形成し、付勢チャネルを隣接する板に形成するこ
ともできよう。これらの配置のすべては、符号ないし記
号を表示するのに適当であるが、先に論述した従来技術
と同様に、表示の形状、すなわちチャンネル形態はデバ
イスの製造時に決定される。

さらに他の従来形式の放電デバイスは、ほぼ類似のデ
ィスプレイ形態を有するが、選択されたドット領域が選
択的に付勢され得るアドレス可能なマトリクスを有す
る。例えば、米国特許第4035690号に示されるように、
一部重畳する直交の複数組の電極の選択されたものが、
所望のドット記号を発生するように付勢されよう。この
特許においては、エレクトロルミネッセンスガスが、複
数組の電極間に配置された複数の絶縁体球の内部に閉じ
込められている。ドットのアドレス可能なマトリクスの
場合、例えばビットマップドグラフィックス技術を使用
して、任意のドットパターングラフィックスを表示し得
るという点で、相当の変幻性が提供される。しかしなが
ら、他の上述の技術と同様に、すべての可能なディスプ
レイパターン、すなわち電極重畳領域は、デバイスの製
造時に設定される。

さらに他の形式の従来のガス放電デバイスが、米国特
許第3629654号に開示されている。この特許に示される
ように、１対の対向する離間した板が、エレクトロルミ
ネッセンスガス充填セルを設定するようにその周囲部で
相互に封止される。セルの一方の外表面上に、透光性の
導電性被覆が配される。予定された賦型された導電性領
域を有する可動の外部シートが、セルの他方の外表面上
に押圧され、導電性被覆と外部シールの導電性領域との
間にイオン化信号が印加され、外部シートの導電性領域
の形状を有する可視放電をセル内に生ずる。このよう
に、２要素ディスプレイは、像を設定するために、セル
に関して外部シートを位置づけるための手段を必要とす
る。

本発明の目的は、改良されたプラズマディスプレイデ
バイスを提供することである。

本発明の他の目的は、所望の像の表示のため使用者で
プログラムできる改良されたプラズマディスプレイデバ
イスを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、所望の像を表示するため
に経済的および効率的に造形し得る改良されたプラズマ
表示を提供することである。

［発明の概要］簡単に述べると、本発明の装置は、ガス空間の両側壁
上に電極表面を備え、適当に付勢されるとき発光ガス
（またはプラズマ）放電が発生せしめられるエレクトロ
ルミネッセンスガス充填二重壁パネルより成る。電極表
面は、記号ないし符号（または他のグラフィック像）に
賦型でき、サイン、指標または可視情報のないその他の
表現として有用であるように十分の可視性の同様に賦型
された光パターンを生ずることができる。

少なくとも１つの電極表面のパターンは、二次製造者
例えば使用者により、ペインティング、ステンシル印
刷、シルクスクリーン印刷、リトグラフィ等の手段によ
って提供できる。後者の電極表面をそのように提供する
ことによって、サイン類（例えば従来形式のネオン管サ
インの熱彎曲ガス放電管を使用して）を製造する固有の
困難性および費用は、なお発光ガス像を生じさせつつ克
服される。かくして、小型のサイン類を製造する企業、
あるいは家庭使用者でさえ、本発明のディスプレイデバ
イスを容易に利用して、使用者所望の像を表示できる。

さらに、本発明のディスプレイパネルは、対応する彎
曲管ネオンサインよりもはるかに丈夫で、耐久性があ
り、安全である。ある形態においては、ディスプレイデ
バイスは、ガス空間の両側上に透光性電極を有し、ディ
スプレイデバイスを、それに像または情報を担持させる
と同時に、窓またはガラスドアとして有用にする。

ディスプレイパネルは、対応する彎曲管ネオンサイン
が現在なしているのと同様に、建築および戸外照明の分
野においても一般的用途を見い出し得る。同様に、芸術
家やデザイナが図形的および彫刻的提示の要素として光
充填管を使用するのと同様に、本発明の光発生ディスプ
レイデバイスは、芸術およびデバイス媒体として、照明
パターンとともにまたは照明パターンなしに使用でき
る。

さらに詳述すると、本発明に従うと、ディスプレイデ
バイスは、各々前面および後面を有する第１および第２
の非導電性シート部材を有し、そしてこれら部材は実質
的に平行とし得る。第１および第２シート部材の少なく
とも一方は透光性とし得る。

好ましい形式において、シート部材は剛性で、実質的
に平坦であるが、類似の円筒状または球状形態、または
非剛性の形態のような代わりの形態も使用できる。例示
として、シート部材は、ガラスの平坦シートとし得る。
第１のシート部材は、実質的に透光性とし得、その前面
に被覆領域を有しており、該領域はその一部に第１の導
電性被覆（「パターン電極」）を受け入れるように適合
されている。代表的には、この第１導電性被覆は、表示
されるべき像を表している。第１の導電性被覆は、像の
変形された形式に対応するように一部除去可能とし得
る。第２のシートも透光性とし得る。第１の導電性被覆
は、ペインティング、ステンシル印刷、シルクスクリー
ン印刷、リトグラフィまたは等価の技術によって適用し
得る。

１または複数のスペーサ部材が、第１および第２のシ
ート部材を相互に位置付けし、第１シート部材の後面が
第２シート部材の前面と対面しかつ該前面からオフセッ
トされるようになされている。

放電チャンバ、第１シート部材の後面と第２シート部
材の前面の部分間にガス不浸透性のシールにより設定さ
れている。放電チャンバは、第１シート部材の後面と第
２シート部材の前面間のギャップ間に閉成された領域を
画定する。その閉成された領域は、少なくとも一部は第
１導電性被覆の下にある。

エレクトロルミネッセンスガスが閉成された領域内に
配置されている。他のガス混合物も使用し得るが、好ま
しい形式においては、エレクトロンミネッセンスガス
は、実質的に99％のネオン、１％のアルゴンおよび痕跡
量（0.1％以下）の水銀より成る約120トルのペニングガ
ス混合物である。

本発明の１形式においては、第２の導電性被覆（すな
わち導電性部材すなわち「荷電電極」）が、少なくとも
一部は閉成領域と被覆領域の一部との下にある第２シー
ト部材の前面および後面の一方の一部上に配置される。
他の形式においては、荷電電極は第１導電性電極の下に
なくてもよいが、なお第２シート部材の前面および後面
の一方上、あるいは第２シート部材内、または第２シー
ト部材に隣接して存する。例えば、充電電極は、ワイヤ
（閉鎖領域中を少なくとも部分的に延びる、あるいは第
２シート部材内に埋め込まれた）であってもよいし、チ
ャンバを設定するシールの導電性部分の形式を有しても
よい。発光プラズマ像が閉成領域の第１導電性被覆に隣
接する部分に設定されるようにデバイスを付勢するた
め、第１導電性被覆と荷電電極間に、駆動電圧が印加さ
れよう。

本発明の１形式においては、スペーサが、閉成領域内
に配置され、第１シート部材の後面と第２シート部材の
前面との間に延びる少なくとも１つの剛性スペーサ部材
を含む。

種々の実施例において、第１および第２の導電性被覆
のいずれかまたは両者は、実質的に半透性、透光性、反
射性または不透明性とし得る。荷電電極を形成する導電
性被覆は、第２シート部材の前面上、かつ少なくとも一
部閉鎖領域内に配置し得る。代わりに、第２導電性被覆
は、第２シート部材の後面上、かつ少なく一部閉成領域
に重ねて配置し得る。第３の非導電性シート部材を、第
２シート部材の後面と相対する第２導電性被覆に重ねて
もよい。第４の非導電性シートを第１の導電性被覆に重
ねてもよい。後者の非導電性シートは、使用者が使用中
電極と接触しないことを保証するのに使用し得る。さら
に、これらの追加のシートは、全体としてデバイスの破
壊に対する抵抗性を増す。さらに、これらのシートは、
第１および第２のシートに積層されるとき、チャンバ画
定壁のスチフネスを増し、第３および／または第４シー
ト部材を形成するのに比較的廉価な材料（例えばポリカ
ーボネート）を使用して、第１および第２シート部材に
対して比較的薄いシートを使用できる。

本発明の種々の形式の装置は、遮蔽形態を使用するこ
とにより、例えば接地導電性部材を荷電電極上に配置し
て、無線周波数干渉を最小化するように構成し得る。照
明領域間に不透明部材が配置される場合デュアルバック
ツーバックディスプレイを使用でき、それによりディス
プレイデバイスの両側から観察のため独立の像をこれら
の領域にに設定することができる。

［図面の簡単な説明］本発明のこれらおよびその他の目的および特徴は、図
面を参照して行った以下の説明から一層容易に理解する
ことができよう。

図１は、本発明に従うディスプレイデバイスを分解図
で示す斜視図である。

図1Aは、充填ステムを含む第１図のディスプレイデバ
イスの一部を示す断面図である。

図1Bは、本発明の他の実施例を分解図で示す斜視図で
ある。

図２は、他のディスプレイデバイスの形態を分解図で
示す斜視図である。

図2A〜2Dは、第１図に示されるディスプレイデバイス
の５つの変形を示す斜視図である。

図３は、複数の内部スペーサを有するプラズマディス
プレイデバイスの斜視図である。

図４は、図３のプラズマディスプレイデバイスをその
４−４線で切断した断面図である。

図５は図３および図４のデバイスとともに使用するた
めの代わりのスペーサを示す斜視図である。

図６〜９は、図３および図４のデバイスと使用するた
めの代わりのスペーサの断面図である。

図10は、本発明のプラズマディスプレイデバイスに対
する代わりの形態を分解図で示す斜視図である。

図11および12は本発明を使用するデュアル表示デバイ
スのいち縁部の斜視図である。

［好ましい実施例の説明］例示の発光（プラズマ）パネルディスプレイデバイス
10が、第１図に分解図で示されている。デバイス10は、
前面12aおよび14aと後面12bおよび14bをそれぞれ有する
２枚の、平坦かつ平行な非導電性、透光性ガラスシート
部材12および14を含む。図示のように、シート部材12お
よび14は実質的に平坦であるが、円筒形または円錐形の
ような他の形式も利用できる。

縁部シールおよびスペーサ部材16が、エレクトロルミ
ネッセンスガスを包含する閉鎖された密封領域（または
領域）20を画定する。シート部材12の前面12aおよびシ
ート部材14の後面14b上には、それぞれ、重畳された導
電性被覆26および28が配されている。代わりの実施例に
おいては、被覆28にほぼ対応する導電性部材が使用され
得るが、この場合、該部材は被覆26に対応する導電性被
覆のいずれの部分とも重畳しなくてもよく（図2A〜2Dと
関連して追って説明されるように）、またその部材は被
覆でなくてもよい（例えば図2B〜2Dと関連して説明され
るように）。

図１の実施例においては、充填ステム22が領域20の主
平面に平行に延びていて、シート部材12および14の対向
する部分間を通りかつスペーサ部材を貫通し、チャンバ
20に対するアクセスを提供している。充填ステム22の外
径は、前面12aおよび後面14b間の距離よりより小さいか
または該距離に等しい。この充填ステム22は、シート部
材12,14とシール／スペーサ部材16の組立てに続いて、
領域20の排気および充填を可能にする。充填が遂行され
た後、ステム22は封止される。代わりの実施例において
は、異なる充填ステム形態が使用できる。例えば、ステ
ムは、その中心軸線が領域20の主面に垂直に延びるよう
に、シート部材12中の穿孔中に配置し、該孔の縁部に融
着してもよい。

好ましい実施例において、シート部材12および14は、
非導電性のソーダ灰製の平坦ガラスシートである。スペ
ーサ部材16も、ソーダ灰ガラスである。シートの厚さ
は、（１）２枚のシートの平行配向を生じさせ、充填後
均一なギャップを有するガス封じ込め空間を生じさせ、
（２）デバイス10の組立ておよび排気中ガラスシート部
材上に、ガラス特性を越えず、破壊を生じさせない総機
械的および熱的ストレスを設定するように決定される。
好ましい実施例は、15cm×15cmの閉鎖領域を有し、スペ
ーサ16により設定されるシート間ギャップが0.25〜1.0m
mの範囲にある。ソーダ灰ガラスシート部材12および14
は、3.0mm厚である。表面積がこれよりも大きい場合に
はより厚いガラスシートが使用され、表面積がより小さ
い場合にはより薄いガラスが使用されよう。硼珪酸ガラ
スのようなより高い耐温度抵抗ストレスおよびより高い
機械的強度を有するガラスの場合、特定の表面積に必要
とされる厚さも、例示される実施例に使用されるソーダ
灰ガラスシートに比して減ずることができる。例えば、
Pyrexブランドの硼珪酸ガラスシートから形成され1mmギ
ャップを有する15cm×15cmのチャンバは、過剰ストレス
なしで2.5mmのシート厚を有すればよい。

第１図の実施例は、３部材構造体である（すなわちシ
ート部材12,14およびスペーサ部材16）。他の形態は、
例えばサンドウィッチ形態の２シート部材とし得る。こ
の場合、隣接面の一方または他方は腐食されたチャンバ
画定領域を含む。この後者の形態の場合、周囲スペーサ
はシート部材の少なくとも一方と一体である。

一般に、デバイス10のチャンバ20の離隔および封止
は、周囲シールにより提供される。シート部材12および
14およびスペーサ16を密封する種々の手段を使用し得
る。例えば、真空エポキシガラスおよび従来形式のシー
ルガラスが適当である。例示の実施例において、15cm×
15cmパネル10は、チャンバ20の周囲の回りに配置された
1mm厚、1.5cm幅のスペーサ部材16を使用する。封止は、
マサチューセッツ州所在のEpoxy Technologyにより処
方、販売されている未充填の100％固体360T型真空エポ
キシにより遂行される。エポキシシールは、120℃にお
ける10分間のオーブン焼付けで得られる。このシールの
場合、ガス発生は５×10^-9cc/sec以下で、パネル10に少
なくとも６箇月の寿命を与える。

真空エポキシの代替物として、Corning Pyroceramブ
ランドのシールガラス粉末、コード7575を、0.25〜1.0m
m厚のガラススペーサを使用してソーダ灰シート部材10
および12を封止するのに使用できる。この封止方法の場
合、粉末化シールガラスは、アミルアセテートのような
ビーイクルに溶解されたニトロセルロースバインダとと
もにスラリとして適用される。バインダおよびビーイク
ルは350℃で焼去され、封止は60分の焼付け中450℃で遂
行される。比較的ストレスがなく、実質的にシールガス
発生のないパネルを提供するため、緩速の冷却が使用さ
れる。ガラス封止パネルのパネル寿命は、ガラスそれ自
体のガス発生およびスパッタリンッグおよびガス浄化に
より制限されるが、その内のあるものは、真空焼付け
や、Hgのようなスパッタリング低減蒸気の充填ガス中へ
の包含によって大幅に低減できる。

いずれの封止技術が使用されるに拘らず、すべての表
面の注意深い浄化が、シート部材12および14の組立およ
び封止前に従来の技術を使用して遂行される。例えば、
洗剤による水および溶剤洗浄、蒸留および脱イオン化水
によるゆすぎ、蒸気による脱脂および熱風乾燥の一連の
操作を、パネル10の封止前に遂行するのが好ましい。

正弦および方形波信号および複雑波形を使用し、280
〜1800V範囲、5KHz〜10MHzのAC駆動電圧を使用して、種
々の色および強度の光出力を達成するため、多くのガ
ス、ガス混合物およびガス圧力を使用できる。一般に、
チャンバ20内のエレクトロルミネッセンスガスは、ペニ
ングガス混合物を作るため、希ガスと少量の副次的ガス
の添加物との混合物である。好ましい実施例において、
1.5W/cm²の駆動電力レベルにて約100ルーメンの最大強
度をもたらす非常に有効なガス充填物は、99％のネオ
ン、１％のアルゴンおよび痕跡量（0.1％以下）の水銀
で作られたペニングガス混合物を約120トルの圧力に充
填したものである。この例の混合物内のアルゴンに対し
て、窒素を置き代えることができよう。このパネル充填
物から発せられる光出力の色は、最大輝度にてオレンジ
−黄であるが（写真光学的較正センサを使用して）、駆
動AC信号の周波数および波形を代えることにより、輝度
の損失を伴ってオレンジ−黄からオレンジ−赤に若干変
えることができる。

閉鎖領域20内のエレクトロルミネッセンスガスを設定
するためには、パネル10は、まず、適当なフィルタ、圧
力および真空ゲージおよび圧縮ガス調整器および弁を備
えるガス充填システムを介して真空ポンプに結合される
ような充填ステム22を介して排気される。本実施例にお
いては、充填ステム22は、シート部材12および14の周囲
の対向する部分に整合する円錐形空隙領域23aおよび23b
を先ず削り、スペーサ部材16の対応する部分に孔を穿つ
ことによって、シート部材12および14およびスペーサ部
材16の組立前にその設定が準備される。図1Aに示される
ように、管状の充填ステム22は、ついで、シート部材12
および22の組立および封止時、円錐形の空隙領域および
スペーサ孔中に挿入封止される。ステム22の内部22a
は、領域20に連続する。かくして、ステム22はパネル10
に封止され、内部空間（すなわち領域20）へのスルーチ
ャンネルがシート部材12および14およびスペーサ部材16
の組合せにより形成される。好ましい実施例において、
充填ステム22は、低蒸気圧エポキシまたはシールガラス
で装置に取り付けられる。

代わりの実施例に置いては、ステム22は、シート部材
に垂直な方向においてシート部材12および14の一方に貫
通させてもよい。この種の充填ステムを設定するには、
シート部材に小孔がダイヤモンド穿孔され、ステム端部
は、取付け前に開張され、封止面状を平坦に研磨され
る。ステムは、ついで、シールガラスまたはエポキシを
使用して取り付けられる。

ガラスシート部材12,14上における導電性被覆26,28の
使用により、パネル10は駆動電源へ取り付けられるとき
照明せしめられる。導電性被覆を造形するには、最終パ
ネル10の所望の視覚および動作特性に依存して、数種の
方法がある。被覆は、図１に示されるように重畳的でも
よいし、図2Aと関連して後述されるように、非重畳的で
もよい。図１に示されるパネル10は、２枚の導電性被覆
26および28を有し、１つずつ透光性シート12,14の外面
の各々に取り付けられ、そしてエレクトロルミネッセン
スガスは部材間に配されるがいずれの被覆とも接触して
いない。光学的特性により識別される３種の基本的形式
の導電性被覆、すなわち透光性、反射性および不透明被
覆を使用できる。

透光性導電性被覆は光を通し、色を全然または少しし
か有さず、かくして目に見えな被覆を作る。この種の被
覆の例は、普通金またはアルミニウムの真空蒸着または
スパッタリング付着金属フィルム、またはガラスシート
上にスパッタリングまたは化学的に付着されたインジウ
ムドープ酸化錫フィルムである。被覆は、均一に適用し
てもよいし、パターンとして適用してもよい。適当な被
覆は、約0.1〜100ohm/squareの抵抗率を有し、封止温度
において熱的に安定であり、一般に耐引掻性かつ耐化学
性である。パネルの照明帯域を画定するのに使用するた
め被覆をパターンに腐食するのは、レジスタのシルクス
クリーン印刷、ペイント塗布またはステンシル印刷パタ
ーンの使用、続いての化学的（酸または塩基性）溶液の
局部的または全般的適用、すなわち浴漬け、スプレイ、
または塗付けによる被覆除去、あるいは摩擦または擦り
のような機械的手段にによりなされる。

反射性導電性被覆は光を反射する、すなわち入射する
光のある部分を反射し、そして一般に部分的に透過性か
つ部分的に反射性である。例として、10％以上の反射能
を有するアルミニウム、クロム、銀または金被覆があ
る。被覆は、スパッタリング、蒸着、化学的付着、また
は機械的手段、すなわち型押しにより適用でき、そして
パターンとしてあるいは均一または連続的に適用し得
る。被覆の抵抗率は、0.01〜10ohm/squareの間で変わ
り、そしてこれら被覆は一般に封止温度および処理に抗
し得る。被覆は、上述のように、サインまたは指標とし
て使用のためパターン化され得る。

不透明導電性被覆は、光の浸透を意味のある程度には
許容しない。この種の被覆は、ガス放電の一方向からの
みの観察を可能にし、観察に高いコントラストのバック
グラウンドを与える。被覆は、一般に、ビークル、バイ
ンダおよび酸化ニッケル、ニッケル金属粉末、グラファ
イトまたはこれら材料の混合物のような導電性成分の懸
濁液より成るペイントまたはインク形式より成る。被覆
は、スプレイ、ロール、ブラシ塗布、または多くの機械
的または化学的手段の任意のものにより、均一かつ連続
的被覆としてまたはパターンとして適用できる。

図１の実施例においては、シート部材12の前面12a
は、第１（記号ないし符号賦型）導電性被覆26を受け入
れるように適合されている。被覆14の後面14bは、第２
の導電性被覆28を支持する。被覆26,28に対する電気的
接点は、例えばワイパアーム（図示せず）または導電性
エポキシ（図示せず）により、駆動電圧をこれら被覆間
に印加するのを可能にする態様で、直接的に作ることが
できる。種々の被覆26,28は各々、所望の発光像特性に
従い、透光性、反射性または不透明形式とし得る。

例えば、例示の形態において、フィルム被覆28は、透
光性の、100ohm/squareの、付着されたインジウムドー
プ酸化錫フィルム被覆である。図１に示されるように、
前面12aは、ニッケル−グラファイトコロイド状態懸濁
液被覆26（例えばAcheson Colloids,Incにより製造され
た401型導電性ペイント）をシルクスクリーン印刷によ
り塗布したものである。この形態の場合、被覆26および
28間に印刷される30KHz、900V正弦波信号は、黄−オレ
ンジ色「Ａ」の字状表示を生ずる。図１に例示される形
態は、デバイス10を全面平坦構造に起因して、シルクス
クリーン印刷および類似の技術のような従来の方法によ
って被覆26を受け入れるに特によく適合している。この
場合、充填ステム22は、実質的にデバイス10と同じ主平
面内にある。

図1Bは他の実施例10Aを示しているが、この図におい
ては、シート部材14はワイヤ補強安全ガラスシートであ
る。ワイヤまたはワイヤ格子は、積層またはサスペンシ
ョンにより、ガラスシート表面上に配してもよいしガラ
スシート14中に埋め込んでもよい。種々の形式のワイヤ
補強安全板ガラスを商業的に入手し得る。通例この種の
安全ガラスを使用するのは、ガラスシートの強度を増す
ためであり、同時に破壊の場合にシートが過度に破砕す
るのを防ぐためである。入手可能なある種の安全板硝子
製品は、互いに平行に配置されかつ等間隔で離間された
連続的な個々のワイヤを使用するが、他のものは織られ
たワイヤメッシュまたはワイヤ格子を使用する。この実
施例における補強安全ガラスシートの使用は、強い面を
提供し、これにより破壊の危険は低減される。開放面積
対ワイヤ面積の比が高いと、透明性が得られ、同時にガ
ラス内のワイヤと外部電流源間に低抵抗の電気的接触が
達成される。

ワイヤ電極を使用する安全ガラス試験パネル10Aを、
パネルの後面シート部材12として通常のガラスシートを
使用し、これに、導電性パターン（試験パターン）26
と、パネルの前面としてワイヤ補強安全ガラス14のシー
トを適用して構成した。２枚のガラスシートを、シート
間に1/4インチの間隔を設けるようにその周囲で封止し
た。安全ガラスのワイヤ格子28′は、ガラスがなお溶融
している間にそれをガラス中に吊すことによって製造時
にガラスシート内部に配置した。ワイヤ格子は、一辺約
0.5インチのセルを画定し、鉄合金ワイヤで製造され
た。格子は、1/4インチ（6.35mm）厚の窓ガラス板約1/3
のところへ配置した。電気的接触は、ワイヤ補強板硝子
の切断縁部から通常延び出る短いワイヤ部片（切断処理
の結果物）の１つになされる。格子を横切るワイヤ対ワ
イヤ接触抵抗は、１フート（30.48cm）平方のサンプル
の回りの20本のワイヤについてなされた接触試験抵抗の
試験において平均単位接触当り0.4ohm以下であった。シ
ート部材12と14間の領域は、160トルにてネオン（99＋
％）およびキセノン（痕跡量）の混合ガスで充填した。
窒素またはアルゴンのような他の痕跡量のガスも使用で
きようし、５〜250トルのような他の圧力も使用できよ
う。この実施例の等価シート抵抗は、ガラス上のインジ
ウムドープ酸化錫被覆の等価シート抵抗よりも低い。平
方当りの平均抵抗は約1000ohm/squareの半透明金属被覆
に匹敵する。この実施例は、連続的導電性被覆に変わる
低廉価で、丈夫で効率的な代替物を提供する。

低圧（160トル以下）における動作においては、ピー
ク対ピーク４〜6KV18〜82KHzの励起電圧がパターン電極
およびワイヤ格子間に印加される。これらの条件下で、
安全ガラス試験パネルは、荷電電極として連続的導電性
表面を有するパネルと類似の照明パターンを提供する。
高圧力では、ワイヤにより作られるパターンは試験パタ
ーンに比して一層認識しやすいが、この効果は、印加電
圧の周波数を低減することにより減ぜられよう。

図２は図１のディスプレイデバイスに類似のディスプ
レイデバイス10′を示すが、この図において、対応する
要素は、図１におけるのと同じ参照番号で指示される。
第２図において、縁部ストリップ30が、シート部材12の
前面12aの周囲部分に配置されている。縁部ストリップ3
0は、部分30aおよび30bにより被覆26に接続されてい
る。この形態によれば、外部的に印加される信号に結合
するための簡単な接続（コネクタ44）が可能になる。

図２の実施例はまた、シート14の後面14bに重なる第
３の非導電性シート40を含む。シート40は、図２の実施
例に対する電気的絶縁層を提供しており、使用者が接地
被覆26に関して被覆28に印加される駆動電圧に接触する
のを保護する。コネクタ46が、シート40上に配置されて
いて被覆28に饋電し、駆動信号を被覆に結合するための
便利な手段を提供する。その他の点では、図２の実施例
は、図１の実施例に類似であり、それと同様に動作す
る。

本発明の他の形式においては、パターン電極（被覆2
6）に直接相対している位置以外のある位置に荷電電極
（被覆28）を有する電極形態を使用する。ガス圧力、電
気信号およびパネル幾何形態は、荷電電極は、たとえパ
ターン電極の真向いに位置づけられていなくても、パネ
ル内における放電電流に対して電流路を提供するから、
パターン電極に隣接してシート部材12および14間の領域
の均一な照明を提供するように制御され得る。カソード
グロー現象はこれらの場合における主たる照明エネルギ
源であり、したがってアノードの位置は重要でなく、ア
ノードは電流を外部回路に搬送する能力を有すれば足り
る（これらのデバイスが一般的に高周波AC駆動電圧を使
用していて、アノードおよびカソード間の区別が小さく
なっていてさへ）。これらの条件は、ネオンまたは小割
合の第２希のガスまたは窒素の添加物を有するネオンに
おいて400トル以下の圧力で特に有効であることが分か
ったが、これらの設計は他のガスまたはガスの組合せで
も有効である。

この種のパネルにおいては、荷電電極の位置、サイズ
および寸法は、かなり変えることができる。好ましくは
パターン電極に近接して配置されるのがよい。種々の形
式において、荷電電極はパターン電極よりも小面積を有
していてもよい。荷電電極は、パネルの内部にあってガ
スと直接接触するワイヤとしてもよい。代わりに、管ま
たは孔もしくは周囲スペーサを介してパネル内のガス放
電と連通する電極を含む付属物としてもよいし、シート
部材12および14間において導線性の周囲シールとしても
よい。図2A〜図2Dはこれらの形式の例示の形態を示すも
ので、図１の実施例における部材に対応する部材は同じ
参照番号で示されている。これらのすべての形態におい
て、接触領域71および73は、それぞれパターン電極およ
び荷電電極への電気的接触を提供している。

図2Aは図１のディスプレイパネルに類以のディスプレ
イパネル10aを示しているが、この図において、シート
部材14の導電性被覆（荷電電極）28は、シート部材12の
導電性電極26のいずれの部分とも対向する均一な導電性
シートとしてでなく造形・配置されている。図2Aに示さ
れているように、導電性被覆28は、後面（外面）14bの
周囲近傍に閉鎖形態のパターンを形成している。パター
ン電極の特定の幾何形態に依存して（図2A〜2Dの「AB
C」）、荷電電極はパターン電極の下にあってもなくて
もよい。

図2Bは、荷電電極が領域20を横切って延びるワイヤ2
8″の形式である（領域20のガスと直接接触している）
ディスプレイパネル10bを示している。

図2Cは、荷電電極が充填ステム22内に配置された導電
性部材、すなわち閉成領域に結合された別個のチャンバ
の形式であるディスプレイパネル20cを示している。

図2Dには、スペーサ部材16が導電性物質より成るディ
スプレイパネル10dが示されてる。このシール16は、パ
ターン電極28に隣接するチャンバ20の領域が照明される
ように荷電電極を設定している。

これらの形態はすべて、導電性パターン、例えば図2A
〜2D内の「ABC」状パターンに隣接してチャンバの閉鎖
領域20に均一な照明を提供することができる。

図３および図４は、図２に示される実施例の類似の形
態を示すが、この実施例は、すべて閉鎖領域20内にあっ
てシート部材12からシート部材14へと突出する８個のス
ペーサ55〜62を備えている。スペーサは、比較的高い構
造的堅固性をなお維持しながら、比較的大面積のシート
部材対を使用することを可能にする。このスペーサは、
チャンバ20内に比較的広範囲のガス圧力を使用すること
を可能にする。図示のスペーサ55〜62は、円筒形状であ
る。これらのスペーサに対する代わりの形態は、図５〜
図９に断面図で示されている。スペーサは、上述の実施
例のいずれにおいても使用される。

本発明の好ましい形式においては、図４に示されるよ
うに、突出するスペーサは、閉鎖領域20がエレクトロル
ミネッセンスガスで充填されるとき、表面12aおよび14b
間の途中までしか延びていない。

この形態の場合、近大気圧（閉鎖領域20内において）
の実施例の組立中、領域20は排気されようが、突出スペ
ーサは、結果として生ずるシート部材12,14の変位に制
限を加える役割を果たし、それにより比較的薄いシート
部材12の使用を可能にする。ついで、エレクトロルミネ
ッセンスガスの充填後、突出スペーサは、表面12bおよ
び14a間において部分的にのみ延在し、全閉鎖領域20を
横切って実質的に均一なエレクトロルミネッセンス表示
を可能にする。スペーサはまた、シート部材が可撓性で
ある場合にも使用できる。

図10には、他の実施例、デバイス10fが図示されてい
る。デバイス10fは、被覆28がシート部材14の前面14a上
に配置されている以外、図１に示されるものと同様であ
る。この形態の場合、駆動電極は完全に閉鎖領域内にあ
るから、第３のシート40の必要性はない。被覆28に対す
る電気的接触は、シーツ／スペーサ部材16を越えて延び
る部分28によってなされる。

この実施例では、被覆28はチャンバ20内のガスと直接
接触している。被覆28とガス間に良好な電気的結合が達
成されるが、被覆28が後面14b上に存する実施例に比し
て、低駆動電圧を使用でき、像に対する縁部の鮮明度な
いし解像度は増大される。しかしながら、被覆28に生ず
るスパッタリングに起因して、デバイスの寿命は若干減
ぜられる。

図11は、ディスプレイデバイス（例えばサイン）を、
両側からいずれの側からでも文字の逆転なしに読み取る
ことができるディスプレイデバイス10gを示している。
この実施例においては、隣接する不透明な絶縁シート80
を有する２つのデバイス10h,10iが有効に存在する。２
つのデバイス10h,10iは、単一の枠内に機械的に結合し
てもよいし、積層用プラスチックまたは接着剤で結合し
てもよい。積層用プラスチックまたは接着剤の場合、照
明パターンの観察コントラストを増すために、これを染
色してもよいし、その他の方法で着色しても不透明化し
てもよい。

デバイス10gを構成する各別個のデバイス10h,10iは、
本発明の上述の実施例のいずれとしてもよい。例えば、
第１デバイス10hは、表面14hb上に透光性の導電性被覆
（荷電電極）28hを有する第１のシート部材14hと、スペ
ーサ16hと、表面12ha上に導電性被覆（パターン電極）2
6を有する第２のシート部材12hとを含む。第２のデバイ
ス10iは、デバイス10hと対応する部材（指示「ｉ」で示
される）を含む。第３の部品、すなわち絶縁シート80
は、非導電性ガラスシート、積層用非導電性材料、また
は一方向から読み取られるべきパターンが反対方向に対
面するパネル内の領域を照明するのを防ぐに十分の厚さ
と絶縁体強度を有する類似の不透明材料とし得る。絶縁
シートは、その内側にて、デバイス10hのパターン電極
担持（内）面12haに取り付けられ、そして他側にて、デ
バイス10iのパターン電極担持（内）面12iaに取り付け
られる。

この実施例においては、２つの別個のパターンがシー
ト部材12hおよび12iの面12heおよび12iaに適用できる。
不透明絶縁シート80の存在は、文字のような２つの別個
のパターンのディスプレイが各側から読み取られること
を可能にする。

本発明のパネルは比較的高周波数の交番電流で作用す
るから、過剰量のRF放射が散逸するのを防ぐ手段を提供
するのが重要な場合がある。これは図11の形態で容易に
遂行できるが、この図においては、導電性被覆28hおよ
び28iが表面14hbおよび14ibの全体を覆っている。これ
らの被覆は接地できるから、これら被覆はデバイス10g
に対する無線周波数干渉（RFI）遮蔽を設定する。RFIを
最小化する他の方法は、図12に示される二重ディスプレ
イデバイス10jを使用することである。このデバイス
は、２つの別個のディスプレイデバイス10kおよび10lを
有するという点においてデバイス10gに類似である。し
かしながら、これらのデバイス10kおよび10lに対する荷
電電極は、単一の周囲に延在する導電性スペーサ部材90
である。パターン電極26kおよび26lは、それぞれ面12ka
および12l上にあり、両者ともRFI遮蔽を提供するように
接地されている。スペーサ部材90は、例えば、絶縁体96
により分離され、デバイス10jの周囲に沿って延びる接
地カバーフレームのような導電性遮蔽体94によって別個
し遮蔽される。

干渉なしに両側観察を可能にするため、不透明部材
（デバイス10gの部材80に類似する）をデバイス10kおよ
び10lの間の空間に使用できる。代わりに、シート部材1
2hおよび12iのいずれかまたは両方を不透明にして、両
側観察を可能にすることもできる。デバイス10jは、パ
ターン電極が複合デュアルデバイスの組立後に適用され
得るという点において、デバイス10gに優る利点を有す
る。

図11および図12に示されるようなデュアルデバイス形
態においては、重畳する像（例えばデバイス10gの領域2
0hおよび20i）がデバイスの少なくとも１側から観察さ
れ得るように、少なくとも３シート部材がすべて透光性
とされよう。それぞれの領域のガス混合物に依存して、
これらの領域に異なる色の像を設定できる。さらに、そ
れぞれの領域の像は、例えば、これら領域内のスペーサ
の形状を選択することによって制御し得る。

本発明は、当業者であればその技術思想から逸脱する
ことなく他の特定の形式で実施し得る。それゆえ、本明
細書に開示される実施例は、すべて例示として考察され
るべきであり、限定としてみらるべきものでなことを理
解されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 61/30 G09F 13/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】A.前面および後面を有する非導電性シート
部材であって、その前面の一部に、予定された像を表す
第１の導電性被覆を受け入れるに適合した被覆領域を有
する第１の非導電性シート部材と、 B.前面および後面を有する第２の非導電性シート部材とを備え、前記第１および第２のシート部材の少なくとも
１つが透光性であり、そしてさらに C.前記第１シート部材の後面が前記第２シート部材の前
面に対面しかつ該前面から予定された距離だけオフセッ
トされるように、前記第１および第２シート部材を相互
に位置づけるためのスペーサ手段と、 D.前記第１シート部材の後面と前記第２シート部材の前
面の一部間にガス不浸透性シールを設定し、前記第１シ
ート部材の前記後面と前記第２シート部材の前面との間
のギャップ内に前記被覆領域の下にある閉鎖領域を画定
する放電チャンバと、 E.該閉鎖領域内に配されたエレクトロルミネッセンスガ
スと、 F.前記第２シート部材の前面および後面の一方の一部
上、または該第２シート部材内または該第２シート部材
に隣接して配置された導電性要素とを備える発光パネルディスプレイデバイス。
【請求項２】前記被覆領域上に配置された前記第１導電
性被覆を備える請求の範囲第１項記載のディスプレイデ
バイス。
【請求項３】前記導電性要素が、前記第２シート部材の
内表面上または該第２シート部材内に位置づけられたワ
イヤである請求の範囲第１または２項記載のディスプレ
イデバイス。
【請求項４】前記導電性要素が、少なくとも一部前記閉
鎖領域中に延在するワイヤである請求の範囲第１または
２記載のディスプレイデバイス。
【請求項５】前記導電性要素が、少なくとも一部前記閉
成領域の周囲の回りに延在する請求の範囲第１または２
項記載のディスプレイデバイス。
【請求項６】前記導電性要素を該導電性要素から離間さ
れた導電性部材で実質的に取り囲む手段と、前記第１導
電性被覆および前記導電性部材を接地電位に接続するた
めの手段を備える請求項５記載のディスプレイデバイ
ス。
【請求項７】A.第１の発光パネルディスプレイデバイス
と第２の発光ディスプレイデバイスとを備え、該第１お
よび第２発光ディスプレイデバイスの各々が、（ｉ）前面および後面を有する非導電性シート部材であ
って、その前面の一部に、予定された像を表す第１の導
電性被覆を受け入れるに適合した被覆領域を有する第１
の非導電性シート部材と、（ii）前面および後面を有する第２の非導電性シート部
材とを備え、前記第１および第２のシート部材の少なくとも
１つが透光性であり、そしてさらに（iii）前記第１シート部材の後面が前記第２シート部
材の前面に対面しかつ該前面から予定された距離だけオ
フセットされるように、前記第１および第２シート部材
を相互に位置づけるためのスペーサ手段と、（iv）前記第１シート部材の後面と前記第２シート部材
の前面の一部間にガス不浸透性シールを設定し、前記第
１シート部材の前記後面と前記第２シート部材の前面と
の間のギャップ内に前記被覆領域の下にある閉鎖領域を
画定する放電チャンバと、（ｖ）該閉鎖領域内に配されたエレクトロルミネッセン
スガスと、（vi）前記第２シート部材の前面および後面の一方の一
部上、または該第２シート部材内または該第２シート部
材に隣接して配置された導電性要素とを備え、そしてさらに B.前記第１および第２ディスプレイデバイス両者の前記
第１シート部材が互いに対向するように、あるいは前記
第１および第２ディスプレイデバイス両者の前記第２シ
ート部材が互いに対抗するように、前記第１および第２
ディスプレイデバイスを相互に位置づけるための手段とを備え、前記シート部材の対抗しないものの少なくとも
１つが実質的に透光性である二重ディスプレイプラズマ
パネル。
【請求項８】前記ディスプレイデバイスの前記第２シー
ト部材が互いに対面している請求の範囲第７項記載の二
重ディスプレイプラズマパネル。
【請求項９】前記導電性要素が、前記両デバイスの前記
閉鎖領域間にかつ少なくとも部分的にその周囲の回りに
延びている請求の範囲第８項記載の二重ディスプレイプ
ラズマパネル。
【請求項１０】前記シート部材の前記一方の相対してい
ないものが実質的に透明である請求の範囲第７項記載の
二重ディスプレイプラズマパネル。