JPH05290743A

JPH05290743A - 放電装置

Info

Publication number: JPH05290743A
Application number: JP4118437A
Authority: JP
Inventors: Akira Kani; 章可児
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1992-04-13
Filing date: 1992-04-13
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動電圧が低く、また良好な耐湿性を有する
放電装置を提供する。【構成】放電電極が誘電体を介して放電を生起する放
電装置であって、該誘電体の放電面の一部あるいは全部
が、ペロブスカイト型あるいはこれと類似の結晶構造を
持ち、その構成元素が、元素周期律表中、Ｉａ族のＬ
ｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、IIａ族のＭｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、III ａ族のＳｃ、Ｙおよびランタニド元素の
うち、少なくとも１種類の元素を含む酸化物誘電体で形
成されることを特徴とする放電装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電電極が誘電体を介
して放電を生起する構成の各種放電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電装置には各種のものが知られてい
る。すなわち、放電ガスが解放型のものとして、例えば
オゾナイザーや静電記録における除帯電装置等が挙げら
れる。ガス密閉型のものとして、蛍光灯、レーザー管、
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等の各種放電管
を利用したものが挙げられる。

【０００３】これらに共通した問題点は、放電の駆動電
圧が高いと言うことである。駆動電圧が高いと、（１）
駆動回路に負担がかかる、（２）消費電力が大きい、
（３）電極寿命が短い等の各種の欠点が発生する。

【０００４】放電装置の電極は、電極が放電ガスに露出
した直流型（ＤＣ型）と、ガスに対して誘電体で遮閉さ
れた交流型（ＡＣ型）とに大別される。また、これらを
複合した構成も知られている。

【０００５】放電電圧は、（１）電圧波形、（２）電極
間距離、（３）放電ガス組成、（４）放電ガス圧力、
（５）電極形状等で変化するものであるが、これらは通
常、最適値に設計される。従って、これらが一定の場
合、放電電圧は放電面の材料で決まることとなる。もち
ろん、放電電圧が小さくなる材料が好ましい。また、ス
パッタに強いことも必要である。

【０００６】このような観点から、従来の放電面材料は
設計されている。例えば、密閉型の放電装置でＭｇＯや
ＭｇＯ−ＣａＯ−ＢａＯ等の混合酸化物が使用されてい
る。これら放電面を形成する誘電体材料は、割合に放電
電圧が低く、耐スパッタ性が良好で好ましいものであ
る。しかし、上記材料は耐湿性に乏しいので、工程中の
雰囲気に留意する必要がある。例えば、真空中の加熱脱
水処理等が必要である。従って、これらの誘電体材料
は、解放型、例えば空気中での使用に耐えない。

【０００７】また、解放型の放電装置では、耐湿性の高
い誘電体材料が用いられる。例えば、Ａｌ₂Ｏ₃やガラス
等の誘電体である。しかし、これらのものは放電電圧が
相当に高い。

【０００８】従って、従来の放電装置において、解放型
で放電電圧の低いものや、密閉型で耐湿性が高く、しか
も放電電圧が低いものを得ることは困難であった。ま
た、密閉型でも放電電圧がさらに低いものが求められて
いるのが現状である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
ら従来技術の課題を解消し、駆動電圧が低く、また良好
な耐湿性を有する放電装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、誘
電体の放電面の一部あるいは全部に、特定の酸化物誘電
体を用いることによって達成される。

【００１１】すなわち本発明は、放電電極が誘電体を介
して放電を生起する放電装置であって、該誘電体の放電
面の一部あるいは全部が、ペロブスカイト型あるいはこ
れと類似の結晶構造を持ち、その構成元素が、元素周期
律表中、Ｉａ族のＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、IIａ族
のＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、III ａ族のＳｃ、Ｙおよび
ランタニド元素のうち、少なくとも１種類の元素を含む
酸化物誘電体で形成されることを特徴とする放電装置に
ある。

【００１２】以下、本発明をさらに詳しく説明する。本
発明の放電装置は、放電部の誘電体材料が異なるのみ
で、他は公知の放電装置の技術が適用できる。例えば、
各種構成方法、形成材料や形成技術等である。

【００１３】本発明では、上述のように放電部の誘電体
材料の一部または全部として、元素周期律表中、Ｉａ族
のＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、IIａ族のＭｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ、III ａ族のＳｃ、Ｙおよびランタニド元素
のうち、少なくとも１種類の元素を含む酸化物誘電体で
形成される。なお、ここでランタニド元素とは、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕである。

【００１４】これらの元素を含まないと、放電電圧の低
下が余り期待できない。特に、IIIａ族元素を用いた場
合が良好な結果が得られる。また、III ａ族元素に、II
ａ族および／またはＩａ族元素が組み合わされると、さ
らに良い結果が得られる。

【００１５】本発明における上記元素を含む酸化物によ
り形成される誘電体材料は、その結晶構造がペロブスカ
イト型あるいはこれと類似の結晶構造を持つことが必要
である。これら酸化物は、耐湿性および耐スパッタ性が
良好なものが多く、放電電圧も低い。類似の結晶構造と
は、ペロブスカイト型結晶の基本格子から特定元素が不
定比を示すもので、例えば、Ｋ₂ＮｉＦ₄型、バイロクロ
ア型、タングステンブロンズ型等や結晶が非常に小さか
ったり乱れて不定形に近いものを含む。また、ペロブス
カイト型および類似の結晶は、他成分を固溶することが
でき、同型の結晶では、広い範囲で固溶して複合化合物
を作ることも知られている。さらに、固溶しないもので
あっても、焼結を助ける等の目的で添加物を加えること
もできる。これらも本発明における酸化物誘電体に含ま
れる。

【００１６】これらの酸化物誘電体を誘電体の一部に形
成する方法としては、例えば低融点ガラス等を被覆した
上に、酸化物誘電体をスパッタ等により被覆する方法や
低融点ガラス等と酸化物誘電体とを所定比率で混合し、
印刷焼成する方法等が挙げられ、特に限定されない。

【００１７】放電面材料の物性と放電電圧との関係は詳
しく解明されていない。理論的には、仕事関数が大きく
二次電子放出率が高いものが、放電電圧を低下させるこ
とが指摘されている。しかし、これら物性値は測定が困
難で、詳細な検討は成されていない。

【００１８】ＤＣ型ＰＤＰの放電面である陰極について
は相当広く検討され、低い放電電圧材料が検討されてい
る。例えば、Ｂａ金属、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、Ｌａ_0.7Ｓ
ｒ_0.3ＭｎＯ₃、Ｌａ_0.5Ｓｒ_0.5ＣｏＯ₃等である。元素
周期律表の特定の元素を含むもの、また特定の結晶構造
を有するものが、よい特性を示す傾向を持つ。しかし、
ＡＣ型の放電面である誘電体材料の検討は余りなされて
いない。

【００１９】本発明は、種々の誘電体材料を検討した結
果、上記元素を含み上記結晶構造の酸化物材料を、少な
くとも放電面に露出した形態で使用すれば、放電電圧を
低下できることを知見した。この理由は前述のように明
らかでないが、仕事関数および二次電子放出率等の物性
が、含有元素および結晶構造と密接に結び付いているも
のと推定される。

【００２０】本発明の放電装置は、ＤＣ型、ＡＣ型のい
ずれでもよい。また、放電電極が誘電体を介して放電を
生起する放電装置であれば、いずれも本発明の放電装置
に包含される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例等によりさらに具体的
に説明する。

【００２２】実施例１〜２０および比較例１〜１４密閉型放電装置としてＡＣ型カラーＰＤＰを使用した。
図１は、ＡＣ型カラーＰＤＰの構造を示す部分模式断面
図である。

【００２３】前面ガラス板１の内面には、平行方向に向
かってライン状の書き込み電極４が形成され、書き込み
電極の一部を残して蛍光体７が被着されている。背面板
２には、垂直方向に向かって平行なライン状の一対の放
電電極３が形成され、この電極は誘電体５で被覆されて
いる。書き込み電極と放電電極の交差部分には、放電セ
ルが形成され、この放電空間８は、隔壁６により隣接セ
ル空間と隔てられている。カラーＰＤＰは、周囲をガラ
スで封じられ、放電空間に所定のガスが封入される。放
電は、書き込み電極と放電電極の内一本の走査電極で選
択され、以後一対の放電電極に印加される交流電圧で維
持される。放電によって発生する紫外線で、蛍光体は可
視発光する。このカラーＰＤＰのパネルの諸元を表１に
記す。

【００２４】

【表１】

【００２５】ここにおいて、被覆する誘電体は次のよう
に形成した。（１）実施例１〜１０および比較例１〜７：ＳｉＯ₂−
Ｂ₂Ｏ₃−ＰｂＯ系の低融点ガラスを厚み約３５μｍに被
覆した。さらにこの表面を、表２に示した誘電体組成物
をスパッタすることにより、厚み約０．２μｍ被覆し
た。なお、比較例７は誘電体組成物をスパッタせず、低
融点ガラスのみを被覆した。

【００２６】（２）実施例１１〜２０および比較例８〜
１４：表２に示す誘電体組成物の平均粒径１μｍ粉体３
５ｗｔ％と前記低融点ガラス６５ｗｔ％の混合物を、印
刷焼成して形成した。厚みは、実施例１等と同じ容量と
なるよう、２０〜３５μｍの範囲に調整した。なお、比
較例１４は誘電体組成物を混合せず、低融点ガラスのみ
を用いた。

【００２７】これらのカラーＰＤＰを用い、維持放電の
電圧を徐々に減じ、放電が停止する直前の電圧を最少維
持電圧として測定し、結果を表２にまとめた。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２から判るように、実施例１〜２０では
最少維持電圧が低下しているが、比較例１〜１４では最
少維持電圧が実施例と比較して高い値を示す。結晶型が
適当であっても含有元素が不適当なもの（比較例１〜３
および８〜１０）や、含有元素が適当でも結晶型が不適
当なもの（比較例４〜５および１１〜１２）は、それほ
ど最少維持電圧が低くない。両者とも不適当なもの（比
較例６〜７および１３〜１４）は最少維持電圧がさらに
高い値を示す。

【００３０】実施例１〜１０で用いた誘電体組成物は、
Ｘ線回折波形が明瞭でなく、つまり不定形に近いものも
あるが、特性は充分である。また、実施番号１１〜２０
では、好適な誘電体組成物が放電表面の一部にしかない
が、やはり特性は充分であることが判る。

【００３１】なお、ＤＣ型ＰＤＰであっても、誘電体被
覆された、いわゆるトリガー電極を使用するものがあ
り、これにも本発明が適用できる。

【００３２】実施例２１〜２３および比較例１５〜１７解放型放電装置としてオゾナイザーを使用した。図２は
オゾナイザーの部分模式断面図である。

【００３３】誘電体基板１１の両面には、放電電極１２
および１３を形成している。片面の電極形状は櫛型で共
通結線され、基板を挟んだ櫛の部分は交互の位置として
いる。対向した放電電極には交流電圧が印加され、誘電
体表面と電極の境界部で放電が起こりオゾンが発生す
る。

【００３４】各試料において、基板厚みは０．５ｍｍ、
電極材質、形状および位置を同一とした。櫛形部のピッ
チは５ｍｍ、電極幅０．４ｍｍである。使用した交流電
圧の周波数は２０ｋＨｚである。また、送風空気の温
度、湿度および送風量を同じに調節した。このような条
件で電圧を調整し、全ての試料で電流が同じとなる電圧
を駆動電圧として測定した。これを表３に示す。

【００３５】ここにおいて、誘電体基板は次のように作
成した。すなわち、表３に示した誘電体組成で、平均粒
径０．１〜０．３μｍの粉体をプレス成形し、１３００
〜１７００℃で焼成後研磨した。焼結密度は、全ての試
料で９６％以上であった。

【００３６】

【表３】

【００３７】表３から判るように、実施例２１〜２３の
誘電体組成では駆動電圧が低下しているが、比較例１５
〜１７では駆動電圧が実施例と比較して高い値を示す。

【００３８】これら実施例１〜２３に示された各誘電体
組成物は、いずれも耐湿性が良好であった。また、これ
らの実施例では代表的な放電装置を示したが、これらと
同様な動作をする他の放電装置も多く、これらも本発明
に含まれることはいうまでもない。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の誘電体を用いた放電装置では、放電電圧を低下するこ
とができ、また良好な耐湿性を有する。従って、駆動回
路を簡略にでき、放電効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＡＣ型カラーＰＤＰの部分模式断面図。

【図２】オゾナイザーの部分模式断面図。

【符号の説明】

１：前面ガラス板、２：背面板、３：放電電極、４：書
き込み電極、５：誘電体６：隔壁、７：蛍光体、８：放
電空間、１１：誘電体基板、１２，１３：放電電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電電極が誘電体を介して放電を生起す
る放電装置であって、該誘電体の放電面の一部あるいは
全部が、ペロブスカイト型あるいはこれと類似の結晶構
造を持ち、その構成元素が、元素周期律表中、Ｉａ族の
Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、IIａ族のＭｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、III ａ族のＳｃ、Ｙおよびランタニド元素の
うち、少なくとも１種類の元素を含む酸化物誘電体で形
成されることを特徴とする放電装置。
【請求項２】前記放電装置がプラズマディスプレイパ
ネルである請求項１に記載の放電装置。