JPH0419941A - ガス放電型表示パネル - Google Patents

ガス放電型表示パネル

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JPH0419941A
JPH0419941A JP2332397A JP33239790A JPH0419941A JP H0419941 A JPH0419941 A JP H0419941A JP 2332397 A JP2332397 A JP 2332397A JP 33239790 A JP33239790 A JP 33239790A JP H0419941 A JPH0419941 A JP H0419941A
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display panel
discharge
oxide conductor
gas discharge
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Yoshio Watanabe
由雄 渡辺
Toshiharu Hoshi
星 敏春
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J17/00Gas-filled discharge tubes with solid cathode
    • H01J17/02Details
    • H01J17/04Electrodes; Screens
    • H01J17/06Cathodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02Main electrodes
    • H01J1/13Solid thermionic cathodes
    • H01J1/14Solid thermionic cathodes characterised by the material

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は ガス放電を利用して文字や図形などを表示す
るガス放電型表示パネルに関すム従来の技術 従来のガス放電型表示パネルの陰極(よ ガラス基板上
にN1ペーストをスクリーン印刷し、空気中雰囲気で焼
成して作成していも このN1ペーストは空気中雰囲気
で容易に焼成することができるので、容易に製作するこ
とができム しかし、このNi陰極は放電開始電圧 最
小放電維持電圧が比較的高く、十分な陰極材料であると
は言えなし−また 放電によるイオンのスパッタリング
によりN1がスパッタされ 前面ガラス側に付着して光
透過率が低下し、輝度が減少し、表示パネルの寿命を縮
めてい4 そこで、N1を下地電極とし、このN1下地
電極上に仕事関数の小さいLaB6を小量のアルカリガ
ラスと混合し、ペースト状にしてスクリーン印刷し、焼
成して作製した2層構造の陰極が開発されていも なム
 この種の陰極については 例えば テレビジョン学会
技術報告IPD59−10 (1981年)などに記載
されていも 発明が42しようとする課題 LaBeはその仕事関数が2,66eVであり、Niの
5,24eVに比べて小さな値を持つので、本来の値を
示した陰極を形成することができれは放電開始電圧 放
電最小維持電圧の低いガス放電型表示パネルを得ること
ができも しかしながら、La86表面に酸化層を生成
しやすく、数μm以下の小さな粒子になると、表面積の
増加に伴し\酸化層の面積が増し、全体の電導度か゛大
幅に低下し、LaB5本来の特性を引き出すことができ
なl/− 一方、上記の従来技術では パネルの製造コストをでき
るだけ低価格にするたゐ 基板としてはソーダガラスを
用し\ 陰極は大量生産が容易なスクリーン印刷工法に
より印刷し、また 空気中雰囲気で焼成していム この
てa&LaB6の一部が酸化し、導電率も本来のLaB
6の値から3行以上低下してしまう。したがって、放電
開始電圧や最小放電維持電圧も高く、不安定になるなど
の問題があった この対策として、アルゴンや窒素など
不活性ガス雰囲気で焼成する方法が用いられていム し
かしながら、この方法では LaBら粉末の粒子サイズ
が数十μm以上の大きなサイズの粉末には効果があるが
、 数μm以下の小さな粒子サイズになると効果がなく
、上記と同様の課題があった 本発明は 上記課題を解決するものであり、空気中雰囲
気で焼成して私 良好な電導率を示し、放電開始電圧 
最小放電維持圧が低く、放電特性を向上させることがで
き、 したがって、駆動回路の低コスト化 信頼性の向
上等を図ることができ、また 放電によるイオンのスパ
ッタリングによる前面ガラス側への付着が少なく、 し
たがって、表示パネルの発光効率の向上を図ることがで
きるようにしたガス放電型表示パネルを提供することを
目的とするものであム 課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明のガス放電型表示パネ
ル(よ 基本的にペロブスカイト型構造を有する化合物
を含む酸化物導電体により形成された陰極を備えたもの
であ4 そして、上記酸化物電導体として、化学式(LaMl)
M2C・またはLaM20((但し、MlはBaまたは
Srを示し、M2はCo、Ni、Fe、Mnのうちのう
ずれかを少なくとも含む)で表されるペロブスカイト型
結晶構造を有する材粍 またCよ 化学式 (LaMl
)2M20・またはLA2M20= (但し、MlはB
aまたはSrを示し、M2はCu、Niのいずれかを少
なくとも含む)で表されるに2NiFa型結晶構造を持
つ材料を用いるのが好ましし〜 また、上記 酸化物電導体の粉末にガラス粉末を混合し
てペーストにし、スクリーン印刷によりパターン化して
、焼成し、電極として使用することができも また、下地電極としてNi、Ag、  Pd、  Pt
、、A1、Cuのうちいずれかを少なくとも含んだ電極
を用し\ この上に上記酸化物電導体を含む電極を蓄積
し、 2層構造にして用いることもできる。
作用 したがって、本発明によれ(ヱ 陰極を電気抵抗の低い
酸化物電導体により形成しているので、酸化による電気
抵抗の増加がなく、電子放射効率が高いので、放電開始
電圧 最小放電維持電圧を低くし、放電特性を向上させ
ることができ、また 酸化物であり、放電によるイオン
のスパッタリングに対してN1金属よりもスパッタ率が
小さいので、スパッタされにくく、放電によるイオンの
スパッタリングによる前面ガラス側への付着を少なくす
ることができも また 酸化物導電体はNiなどの金属に比べ約2桁導電
率が小さいたぬ ストライプ上に形成された陰極では 
表示放電に必要な電流を流すと、電極内で電圧降下が顕
著になり、このため発光に輝度差を生じも しかし、酸
化物導電体の陰極の下地層にNi、  Ag、  Pd
、  AI、Cuのうちいずれかを少なくとも含む高導
電率の下地電極を用いることにより、電圧降下を防止で
きるので、発光の輝度ムラはなくなり、品質のよい表示
を行うことができも 実施例 以下、本発明の実施令について説明す4本実施例におい
ては 酸化物電導体として、La1−・S r−Co 
03  (コバルタイトと呼ぶ)を用いた場合について
説明すも 上記組成においてXはSrの置換量を表し、
Xの増加により、導電率の絶対値は大きくなり、また、
導電率の温度特性はXの増加により半導体的な傾向から
金属的な傾向と変化すも ここで、半導体的な傾向とは
温度上昇に伴って導電率が高くなり、金属的な傾向とは
低くなる傾向をいう。
ガス放電管の陰極として使用するには 陰極材料の導電
率の温度特性は放電状態の温度で金属的な傾向が望まし
し\ なぜならば もし半導体的であるならば放電状態
になると陰極の温度が上昇し導電率も大きくなり、電極
内部の わずかに高温部に電流が集中し、電流が集中し
た部分はますます温度が上がり、ますます温度が上昇す
ム このように正のフィードバックが働くと、均一な放
電から一部分に放電領域が集中してしまし\ 表示品質
を大きく低下させも これに対して金属的な傾向を示す
陰極の場合は負のフィードバックが働き、上記のような
放電集中は発生しなし〜 コバルタイトの場合、数百度以上の高温領域ではXの値
に関係なくすべて金属的な傾向を示すが例えば xの値
がO,0,1,0,2,0,3(7)組成においては 
導電率は室温で半導体的な傾向を示し、最大になる温度
はそれぞれ700°α 5oo’α 400’C,30
0℃とSrの置換量が増加するに従って低温側にシフト
すも しかし、Xが0.5から0.8の組成で電導率は
室温ですべて、金属的な傾向を示す。ところカー Xの
値が大きくなると酸素の欠損が発生し易く、放電が不安
定になム 従って、Xの望ましい範囲は03.〜0.8
であム 第1の実勢例では代表的な組成としてL a = 0゜
5、5r=0.5の場合について述ベム出発原料として
、La、 Sr、Coの各硝酸溶液をLa=0.5.5
r=0.5、Co=1の元素比率になるように混合し、
それぞれの溶液を蓚酸とエタノールの混合液に滴下し、
それぞれの蓚酸塩の沈澱物を作ム この沈澱物を70’
Cで乾燥し、乾燥した固形物を混合し、電気炉を用い空
気中雰囲気において、 500℃で3時間加熱し、不要
な蓚酸塩を熱分解し、La、Sr、Goの酸化物を作も
 そして、この酸化物を500℃以上の温度で300c
c/分導入した酸素気流中において、 13000Cで
5時間焼成することにより、完全なペロブスカイト結晶
構造を得ることができも焼成後の粉末は粒子が結合して
固まっているので、乳鉢やボールミルなどにより数μm
以下に粉砕すム このようにして得られた粉末の電気伝導度を比較例であ
る従来のLaBp粉末と比較した 粉末の電気型導度の
絶対値の測定は困難であるので、ここでは相対的な比抵
抗の値を示す。比抵抗を測定するため(ミ 粉末を圧力
1000Kg/cm”でペレット状に押し固ぬ ペレッ
トの寸法と両面間の抵抗値から便宜的に比抵抗を算出し
て求めたLaB・の粒子サイズが#325メツシュの粉
末の相対的な比抵抗を1とすると、これよりも小さな粒
形を持5 平均粒形が約1000と3桁も大きな値を示
す。これに対して本発明に用いるコパルタイトの相対的
な比抵抗は0. 1と1桁小さな値を示す。
次に 上記コバルト粉末を用いてガス放電型表示パネル
を作製する手順について説明すも −船釣に知られてい
る3本ローラ法により、あらかじめ上記手順により準備
したコバルトの粉末と、アルカリガラスの粉末と、有機
溶媒を適当な粘度に調整し、結合している粒子を十分は
ぐしてペーストを作製すム そして、第1図に示すよう
番へ 背面ガラス基板1に まず、陰極パターンとして
Niペーストをスクリーン印刷し、焼成してNi下地電
極2を形成す4 次に このN1下地電極2上に本発明
の陰極3となるコバルタイトペーストをスクリーン印刷
により積層すム 印刷晩 空気中において、 100℃
で乾燥したマ気  空気中雰囲気において、 550℃
〜6600Cで30分間焼成すa このようにして陰極
3を形成した背面ガラス基板1と、透明電極である陽極
4と隔壁5が設けられた全面ガラス基板6を、隔壁5を
介して重ね合わせ、周囲をガラスフリットを用いて焼成
して気密に封じも その黴 表示放電空間7内を高真空
に排気し、Ne−Ar、Ne−Xeなどのガラスを10
〜500torr導入してガス放電型表示パネルを作製
すム このよう4QNi下地電極上に形成された本発明実施例
のコバルタイトの陰極3を用いて得られたガス放電型表
示パネルの放電特性について、陰極に実用されているN
iとNi下地電極上に形成されたLaBa をそれぞれ
用いた比較例と比較すム 第2図はガス圧力と最小放電維持電圧についてそれぞれ
示していム 第2図から明らかなようζ二本発明実施例
のコバルトイト陰極3は従来のN1の陰極やNi下地電
極に設けたLaB5の陰極に比べ 大幅に低電圧化され
ていることが分が4また、 1000時間放電後のパネ
ル輝度の比較において%Ni陰極の輝度を100とする
と、コバルタイト陰極は150と1.5倍も明るいこと
が分かへ 次にに2N i Ft型結晶構造を用いた第2の実施例
について説明すも 代表的な組成として(La2−・Sr・)Cubaにつ
いて述べa XはSrの置換量を表し、 Srの置換量
により導電率は異なム 例えばSrの置換量Xが0. 
1. 0.2.0.3.0.4.0゜5のとき、導電率
は188.676.526.403、225S/amと
なり、0. 2のとき最大の値を示す。
従って第2の実施例では導電率が最大になる組成として
La=1. 8、5r=0.2、 Cu = 1゜0の
場合について述ベム 作製方法は第1の実施例と同様に 共沈法により微粉末
を得も すなわちLa、  Sr、Cuの各硝酸溶液を
La=1.8.5r=0.2、Cu=1の元素比率にな
るように混合し、蓚酸とエタノールの混合液に滴下し蓚
酸塩の沈澱物を作法 この沈澱物を乾燥し、混合して粉
末を得も 次にこの共沈粉末を500℃で3時間熱分解
し、La、Sr、Cuの酸化物を作ム そして、この酸
化物を酸素気流中において、 1100℃5時間焼成す
ることにいより、完全なKaNiFh型の結晶構造を得
ることが出来ム 次に これを数μm以下の微粉末に粉
砕し、アルカリガラスの粉末と有機溶媒を適当な粘度に
調整し、 3本ローラ法により混練し、ペーストを作製
する。
次に あらかじめ形成されたAg下地電極上にペースト
をスクリーン印刷を積層し、背面ガラス基板を作製す4
 以下の工程は第1の実施例で述べたと同様な方法で前
面ガラス基板を重ね合わせ、周囲をガラスフリットで気
密に封じ、真空に排気した復 Ne等のガスを導入して
、ガス放電型表示パネルを作製すム 第3図はガス圧力と最小放電維持電圧について、それぞ
れ示している。第3図から明らがのように第2の実施例
のL a+、w S rll、!c u Oa陰極は従
来のN1の陰極やNi下地電極上に設けられたLaB5
の陰極に比べ大幅に低減されていることが分かへ 次に第3の実施例として、 (LaMl)M2Cの系で
MlにBa、M2にCoを用いた実施例について説明す
ム Baを用いた場合において敷あらかじめBaの置換
量と導電率及び焼成条件を調べた結果 導電率が最大に
なる組成比はLaeSBas5coO<であることが分
かった MlにSrを用いた場合に比べると、Baを用
いた場合は焼成温度をわずかに高温にする必要があるカ
ー1100℃以上ではほぼ同等の性能を得ることが分か
った 例えば 焼成温度が1000℃のとき、Srの場
合、850S/cm、Baは180S/cmであるi’
、1100℃のとき、Srは2330S/cm、Baは
2130S/cmとなり、 1100℃以上の温度で焼
成すれば良いことが・わかった 作製方法は第1の実施例と同様に共沈法により、微粉末
を作製した黴 酸素気流中で1200’C5時間焼成し
、完全なペロブスカイト構造を持つ酸化物導電体を得4
 次GQ  これを数μm以下の微粉末に粉砕し、アル
カリガラスの粉末と有機溶媒を適当な粘度に調整し、 
3本ローラ法により、混練し、ペーストを作製すム こ
のようにして作製されたペーストをあらかじめAg下地
電極が形成された上にスクリーン印刷により、積層し、
ガス放電パネルを作製すム このようにして得られたL
 a!!、aB a115c o Oy陰極は従来のN
1の陰極やN1下地電極上に設けられたLaB5の陰極
に比べ大幅に低減されていム 次C二 第4の実施例として、 (LaMl)M2O3
の系でMlにSr、M2にGoとFeを混合した実施例
について説明すム (LaSr)CaO2は特性は優れているが、電極を形
成するガラス基板との密着力が弱し〜 この問題点を解
決するためC′−Feを添加すると密着力が改善されf
−、Feの置換量は電導度特性が損なわれない程度とし
て、 L al!、53 ril、s(: Qβvl:
’ee、z○′・とじた 作製方法は第1の実施例と同
様な共沈法により微粉末を作製し、焼成温度は1200
’C5時間行い粉砕後 ペースト化し、電極を形成した
 この結果 Feを置換してないものに比べ 電極剥離
はなくなり、且つ放電特性も同等の性能が得られた こ
のようにして得られたLa05Sre5COLI7Fe
e303陰極は従来のN1の陰極やN1下地電極上に設
けられたLaB・の陰極に比べ大幅に低下されていも 次に第5の実施例として、 (LaMl)M2Oこの系
でMlにSr、M2にMnを用いた実施例について、説
明すも 放電パネルの電極としては放電維持電圧の低電力化の他
(′−ライフが重要な要素となム ライフの要因として
は放電イオンによる電極のスパッタリングが大きく影響
を与えていム 電極がスパッタされると、スパッタされ
た導電性物質が周囲に付着し、電極間絶縁性を悪化させ
てしまう。入前面ガラスに付着すると光透過率が減少し
輝度か低下すム このような問題に対し、M2にMnを
置換した(La S r)MnO=は放電によるスパッ
タに非常に強く、スパッタし難い特徴があることが分か
った その他の放電特性は(LaSr)CoO2と同等
の性能が得られた 作製方法は第1の実施例と同様に共
沈法により、微粉末を作製した後、酸素気流で1200
℃5時間焼成し、完全なペロブスカイト構造を持つ酸化
物導電体を得4 次に これを数μm以下の微粉末に粉
砕し、アルカリガラスの粉末と有機溶媒を適当な粘度に
調整し、 3本ローラ法により、混練し、ペーストを作
製す乙 このようにして作製されたペーストをあらかじ
めAg下地電極が形成された上にスクリーン印刷により
、積層し、ガス放電パネルを作製す4 このようにして
得られた(LaSr)Mn○3陰極は従来のN1の陰極
やN1下地電極」二に設けられたLaB・の陰極に比べ
大幅に低下されていム 次に第6の実施例として、 (L a M 1 ) M
 20・の系でMlには何も置換しないでLalOO%
とし、M2にN1を用いたLaNi○・実施例について
説明する。この系は導電率の温度変化か少なく、例えば
50℃のとき200S/cm、120℃のとき180S
/cr′n、 180°Cのとき200 S / c 
mであり非常に高安定性を示す特徴を有してい4 作製
方法は第1の実施例と同様に共沈法により、微粉末を作
製した黴 酸素気流中で1200℃5時間焼成し、完全
なペロブスカイト構造を持つ酸化物導電体を得4 次番
! これを数μm以下の微粉末に粉砕し、アルカリガラ
スの粉末と有機溶媒を適当な粘度に調整し、 3本ロー
ラ法により混練し、ペーストを作製すム このようにし
て作製されたペーストをあらかじめAg下地電極が形成
された上にスクリーン印刷により、積層し、ガス放電パ
ネルを作製すム このようにして得られたLaNi○1
陰極は従来のNiの陰極やNi下地電極上に設けられた
LaB5の陰極に比べ大幅に低下されていも 次に第7の実施例として、 (LaMl)2M204の
系において、MlにSr、M2にNiを用いた例を示す
。この系では Srの置換量に従って、導電率の温度特
性は半導体的な傾向から金属的な傾向を示し、同時に 
導電率の絶対値も増加し、最適な組成比はLa+ ps
rLIrNioaであっちこの時の導電率は70 S 
/ c mであった 作製方法は第1の実施例と同様に
共沈法により、微粉末を作製したイ乳  酸素気流中で
1300℃5時間焼成し、完全なKaNiFa構造を持
つ酸化物導電体を得も 次ζへ これを数μm以下の微
粉末に粉砕し、アルカリガラスの粉末と有機溶媒を適当
な粘度に調整し、3本ローラ法により、混練し、ペース
トを作製すム このようにして作製されたペーストをあ
らかじめAg下地電極が形成された上にスクリーン印刷
により、積層し、ガス放電パネルを作製すム このようにして得られたL a+ sS rt 2N 
i○l陰極は従来のN1の陰極やNi下地電極上に設け
られたLaB6の陰極に比べ大幅に低減されていム 次に第8の実施例として、 (L aM 1 ) 2M
 20ノの系でM)には何も置換しないでLalOO%
とし、M2にNiを用いたL a N i O−実施例
について説明すも この材料の導電率の温度変化は室温
から100℃まで、比較的大きく、それ以上の高温では
比較的安定した特徴を有してぃも 例えば20℃のとき
15S/cm、80℃のとき188/cm、  140
0c(1)とき50S/crrx  200℃のとき5
0 S / c mであ4 作製方法は1の実施例と同
様に共沈物により、微粉末を作製した(免 酸素気流中
で1200’c5時間焼成し、完全なに2N i F=
槽構造持つ酸化物導電体を得も 次に これをμm以下
の微粉末に粉砕し、アルカリガラスの粉末と有機溶媒を
適当な粘度に調整し、3本ローラ法により、混練し、ペ
ーストを作製すム このようにして作製されたペースト
をあらかじめAg下地電極が形成された上にスクリーン
印刷により、積層し、ガス放電パネルを作製すaこのよ
うにして得られたLA2N i Oh 陰極は従来のN
1の陰極やNi下地電極上に設けられたLaB6の陰極
に比べ大幅に低下されていも砥 このような効果は基本
的にペロブスカイト構造をもつ酸化物材料に共通した特
徴である。
般に知られているように酸化物材料は絶縁体であり、電
極材料としては不適であるが、 本発明に示したような
導電性を持つペロブスカイト化合物においては 電子放
射率が高く、酸化物であるため(ミ イオン衝撃に対し
てスパッタされにくく、ガス放電管の陰極材料としては
最適であム 上記の実施例では MlとしてSrを含む
例について述べた力%  Baを含む場合でも同様な特
性を示し、又 M2として、CuのはかにNiを含む場
合でも同様な特性を示す。このようにペロブスカイト化
合物は 上記従来の陰極に比べ 輝度の劣下もなく、ま
た 電子放射率が高く、放電特性の改善に非常に効果が
あa 発明の効果 以上述べたように本発明によれば 陰極を基本的にペロ
ブスカイト型構造を有する化合物を含む酸化物導電体に
より形成しているので、酸化による電気抵抗の低下がな
く、導電率を良好にし、最か放電維持電圧や放電開始電
圧を低くし、放電特性を大幅に改善することができ4 
したがって、駆動回路の低コスト化 信頼性の向上等を
図ることができム まL  耐スパツタ性に優れ 放電
によるイオンのスパッタリングによる前面ガラス側への
付着が少なく、したがって、表示パネルの発光効率の向
上を図ることができも
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるガス放電表示パネル
の断面は 第2図及び第3図は本発明の実施例の陰極と
比較例である従来の陰極を用いたガス放電型表示パネル
のガス圧力と最小放電維持電圧の関係を示す特性図であ
ム ト・・背面ガラス基IIL2・・・Ni下地電砥 3・
・・陰極 4・・・陽極 5・・・陽気 6・・・全面
ガラス基板7・・・放電空が

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基本的にはペロブスカイト型構造を有する化合物
    を含む酸化物導電体により形成された陰極を備えたガス
    放電型表示パネル。
  2. (2)酸化物導電体が、化学式、(LaN1)M2O_
    3(但し、M1はBaまたはSrを示し、M2はCo、
    Ni、Fe、Mnのうちのいずれかを少なくとも含む)
    で表されるペロブスカイト型結晶構造を有する請求項1
    記載のガス放電型表示パネル。
  3. (3)酸化物導電体が、化学式、LaM2O_3(但し
    、M2はCo、Ni、Fe、Mnのうちのいずれかを少
    なくとも含む)で表されるペロブスカイト型結晶構造を
    有する請求項1記載のガス放電型表示パネル。
  4. (4)酸化物導電体が、化学式、(LaM1)_2M2
    O_4(但し、M1はBaまたはSrを示し、M2はC
    u、Niのいずれかを少なくとも含む)で表されるK_
    2NiF_4型結晶構造を持つ請求項1記載のガス放電
    型表示パネル。
  5. (5)酸化物導電体が、化学式、La_2M2O_4(
    但し、M2はCu、Niのいずれかを少なくとも含む)
    で表されるK_2NiF_4型結晶構造を持つ請求項1
    記載のガス放電型表示パネル。
  6. (6)陰極が、ガラス粉末が混合されて焼成されてなる
    請求項1乃至5のいずれかに記載のガス放電型表示パネ
    ル。
  7. (7)陰極の下地電極としてNi、Ag、Pd、Pt、
    Al、Cuのうちいずれかを少なくとも含む請求項1乃
    至6のいずれかに記載のガス放電型表示パネル。
JP2332397A 1990-04-02 1990-11-28 ガス放電型表示パネル Expired - Lifetime JP2633389B2 (ja)

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