JPH09330668A

JPH09330668A - 気体放電型表示装置

Info

Publication number: JPH09330668A
Application number: JP8147548A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Sakai; 徹男坂井; Keiji Ishii; 啓二石井; Naotaka Kosugi; 直貴小杉
Original assignee: Matsushita Electronics Corp; Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】気体放電型表示装置において、放電の安定性
を向上させて表示セル間の輝度のばらつきを低減するこ
とにより、表示画像における静止ノイズを小さくする。【解決手段】前面板１０と背面板１１との間の空間が
格子状の隔壁１２により区画されることにより多数の表
示セル１３がマトリックス状に形成されており、表示セ
ル１３の側方には縦方向に延びる補助セル１４が形成さ
れている。背面板１１における前面板１０と対向する面
には、縦方向に延びる表示陽極母線１５と各表示セル１
３内に配置された三角形状の表示陽極１６Ｂとが形成さ
れており、表示陽極母線１５の突出部１５ａと表示陽極
１６Ｂとは、抵抗１７及び表示陽極用パッド１８を介し
て電気的に接続されている。放電スポットは表示陽極１
６Ｂの三角形の先端部となり、該先端部から陰極２１に
向かって放電が発生するので、安定した放電が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体放電型表示装
置における表示セルの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】気体放電型表示装置としては、例えば、
特開平７−２１１２３９号公報に示される構造のものが
知られている。

【０００３】以下、前記従来の気体放電型表示装置につ
いて図６及び図７を参照しながら説明する。尚、図７は
図６におけるＹ−Ｙ´線の断面図である。

【０００４】図６及び図７に示すように、前面板１０と
背面板１１とが間隔をおいて互いに対向するように設け
られており、前面板１０と背面板１１との間の空間が格
子状の隔壁１２により区画されることにより多数の表示
セル１３がマトリックス状に形成されている。また、図
６における縦方向に互いに隣接する表示セル１３の側方
には縦方向に延びる補助セル１４が形成されている。

【０００５】背面板１１における前面板１０と対向する
面には、図６の縦方向に延びる表示陽極母線１５と各表
示セル１３内に配置された表示陽極１６Ａとが形成され
ており、表示陽極母線１５の突出部１５ａと表示陽極１
６Ａとは、抵抗１７及び表示陽極用パッド１８を介して
電気的に接続されている。尚、抵抗１７の上には全面に
亘って絶縁層１９が形成されており、表示陽極用パッド
１８の上には表示陽極１６Ａや絶縁層１９が形成されて
いるので、図６においては、抵抗１７及び表示陽極用パ
ッド１８は破線で示している。また、背面板１１の上に
おける補助セル１４の内部には縦方向に延びる補助陽極
２０が形成されている。

【０００６】一方、前面板１０における背面板１１と対
向する面には、図６の横方向に延びる陰極２１が形成さ
れており、各表示セル１３においては表示陽極１６Ａと
陰極２１とがオフセット状態で対向している。これによ
り、各表示セル１３内において、表示陽極１６Ａと陰極
２１との間で放電が行なわれ、表示陽極１６Ａに陽光柱
が発生すると共に陰極２１に負グローが発生する。この
場合、表示セル１３の図６における縦方向のピッチが
０．７ｍｍであれば、放電路としては０．５ｍｍ程度の
距離が確保されるので、封入ガスのガス圧を４０ｋＰａ
（３００Ｔｏｒｒ）にすると、表示陽極１６Ａに陽光柱
が発生する。

【０００７】また、補助セル１４においては補助陽極２
０と陰極２１とが対向しており、これにより発生した放
電（種火）は、隔壁１２と陰極２１との間のスロット２
２から表示セル１３に導入され、プライミングが行なわ
れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者ら
が、前記構造の気体放電型表示装置を用いて実際に放電
実験を行なったところ、以下に説明するような問題が発
生した。尚、実験に用いた表示セル１３の構造は次のよ
うなものである。すなわち、放電路の長さは４５０μ
ｍ、表示セル１３の幅は４００μｍ、表示セル１３の高
さ（前面板１０と背面板１１との距離）は２００μｍ、
表示陽極１６Ａの幅は３００μｍである。この表示セル
１３においては、陽光柱を発生させるために、放電路の
長さを少し長くしている。

【０００９】表示セル１３に封入されるガスの圧力が低
いとき、例えばＨｅ−Ｘｅ１０％のガスを用い、ガス圧
が１３．３ｋＰａのときには、図８（ａ）に示すよう
に、陽光柱Ａ及び負グローＢは表示セル１３の幅方向
（放電路と垂直の方向）に広がるように形成された。と
ころが、この程度の低いガス圧に設定すると、陰極２１
のスパッタリングが非常に大きいために、陰極２１ひい
ては表示セル１３の寿命は短くなってしまう。

【００１０】そこで、ガス圧を４０ｋＰａにすると、陰
極２１の寿命は十分に長くなるが、満足する放電が得ら
れない。すなわち、放電電流が４０μＡの付近では、図
８（ｂ）、（ｃ）に示すように、放電経路が表示セル１
３によって異なると共に、陽光柱Ａの幅も一様にならず
１００μｍ程度と比較的細い陽光柱Ａが発生した。放電
電流を８０μＡに増大すると、図８（ｄ）に示すよう
に、陽光柱Ａの形状は２つに分裂してしまう。この現象
は、電流に関してヒステリシスを持っており、陽光柱Ａ
が２つに分裂すると、同じ電流に対して維持電圧は高く
なることもわかった。つまり、この現象は局所的にエネ
ルギーが大きくなりすぎて、陽光柱Ａが不安定になるこ
とを示している。

【００１１】このように、各表示セル１３における放電
の様相が異なることは、各表示セル１３の輝度のバラツ
キを生じさせ、表示画面においてはノイズになり、画質
を劣化させるという問題がある。

【００１２】前記に鑑み、本発明は、表示セルに封入さ
れるガスの圧力が高くても、各表示セルにおいて安定し
た放電が行なわれるようにすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１の発明が講じた解決手段は、陰極と、該記
陰極と対向して設けられ該陰極に向かって陽光柱を発生
する表示陽極とを有する表示セルを備えた気体放電型表
示装置を前提とし、前記表示陽極は、先端部が基部より
も細い形状である先細り形状に形成されている構成とす
るものである。

【００１４】請求項１の構成により、表示陽極は、先端
部が基部よりも細い先細り形状に形成されているため、
陽光柱が発生する放電スポットは表示陽極の細い先端部
になるため、放電スポットの位置が安定する。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の構成に、前
記表示陽極は三角形状に形成されている構成を付加する
ものである。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１の構成に、前
記表示陽極は半円状に形成されている構成を付加するも
のである。

【００１７】請求項４の発明は、請求項３の構成に、前
記表示セルの幅：Ｄは２５０μｍよりも大きいと共に、
前記表示セルの幅：Ｄと前記表示陽極の半径：ｒとの間
にｒ／Ｄ≦１／３の関係が成立している構成を付加する
ものである。

【００１８】請求項５の発明は、請求項３の構成に、前
記表示セルの幅：Ｄは２５０μｍ以下であると共に、前
記表示セルの幅：Ｄと前記表示陽極の半径：ｒとの間に
ｒ／Ｄ≦１／２の関係が成立している構成を付加するも
のである。

【００１９】請求項６の発明が講じた解決手段は、陰極
と、前記陰極と対向して設けられ前記陰極に向かって陽
光柱を発生する表示陽極とを有する方形状の表示セルを
備えた気体放電型表示装置を前提とし、前記表示陽極は
方形状に形成されていると共に、前記表示陽極の幅は前
記表示セルの幅に比べて十分に小さい構成とするもので
ある。

【００２０】請求項６の構成により、表示陽極の幅は表
示セルの幅に比べて十分に小さいため、陽光柱が発生す
る放電スポットの領域が狭くなるので、放電スポットの
位置が安定する。

【００２１】請求項７の発明は、請求項６の構成に、前
記表示セルの幅：Ｄは２５０μｍよりも大きいと共に、
前記表示セルの幅：Ｄと前記表示陽極の幅：ｗとの間に
ｗ／Ｄ≦１／３の関係が成立している構成を付加するも
のである。

【００２２】請求項８の発明は、請求項６の構成に、前
記表示セルの幅：Ｄは２５０μｍ以下であると共に、前
記表示セルの幅：Ｄと前記表示陽極の幅：ｗとの間にｗ
／Ｄ≦１／２の関係が成立している構成を付加するもの
である。

【００２３】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下、本発明の第１の実施形態に係
る気体放電型表示装置について図１及び図２を参照しな
がら説明する。尚、図１は平面構造を示し、図２は図１
におけるＸ−Ｘ´線の断面構造を示している。

【００２４】図１及び図２に示すように、従来例と同
様、前面板１０と背面板１１とが間隔をおいて互いに対
向するように設けられており、前面板１０と背面板１１
との間の空間が格子状の隔壁１２により区画されること
により多数の表示セル１３がマトリックス状に形成され
ている。また、図１における縦方向に互いに隣接する表
示セル１３の側方には縦方向に延びる補助セル１４が形
成されている。

【００２５】背面板１１における前面板１０と対向する
面には、図１の縦方向に延びる表示陽極母線１５と各表
示セル１３内に配置された三角形状の表示陽極１６Ｂと
が形成されており、表示陽極母線１５の突出部１５ａと
表示陽極１６Ｂとは、抵抗１７及び表示陽極用パッド１
８を介して電気的に接続されている。

【００２６】また、従来例と同様、抵抗１７の上には全
面に亘って白バックとなる絶縁層１９が形成され、表示
陽極用パッド１８の上には表示陽極１６Ｂや絶縁層１９
が形成されており、絶縁層１９の上には螢光体２３が塗
布されている。背面板１１の上における補助セル１４の
内部には縦方向に延びる補助陽極２０が形成されてい
る。前面板１０における背面板１１と対向する面には、
図１の横方向に延びる陰極２１が形成されており、各表
示セル１３において、表示陽極１６Ｂと陰極２１とがオ
フセット状態で対向している。

【００２７】陰極２１の材料としては、化学式で表す
と、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、これらの合金、又はエミ
ッタ材料であるＢａＡｌ₄、Ｙ₂ＢＯ₃、ＬａＢ₆、Ｂ
ａＢ₆、アジ化バリウム若しくはＢａＯ、ＭｇＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＲｕＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、ＬａＣｒＯ₃、ＣａＯ_0.2Ｌ
ａ_0.8ＣｒＯ₃、（ＬａＳｒ）ＣｏＯ₃、（ＬａＳｒ）
ＭｎＯ₃等の酸化物やペロブスカイト型構造を有する材
料を用いることができ、特にエミッタ材料を用いると、
放電電圧が下がるので、陽光柱が発生しやすくなる。

【００２８】表示陽極母線１５、補助陽極２０、表示陽
極１６Ｂ及び表示陽極用パッド１８等の材料としては、
銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）又はこれらの複合体を用いる
ことができる。

【００２９】抵抗１７の材料としては、酸化ルテニウム
（ＲｕＯ₂）が好ましいが、酸化錫（ＳｎＯ₂）等の薄
膜を使用することもできる。

【００３０】隔壁１２及び絶縁層１９の材料としては、
高反射率の白ガラス材料や各種誘電体ガラス材料を用い
ることができる。

【００３１】蛍光体２３の材料としては、主として次の
ものを用いることができる。すなわち、化学式で表す
と、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ、ＹＶＯ₃：Ｅｕ、ＹＰ_0.65Ｖ_0.35
Ｏ₄：Ｅｕ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、Ｚｎ₂ＳｉＯ
₄：Ｍｎ、ＢａＭｇ₂、Ａｌ₁₄Ｏ₂₄：Ｅｕ、ＢａＡｌ₁₂
Ｏ₁₉：Ｍｎ、Ｙ₂ＳｉＯ₄：Ｃｅ、ＹＰ_0.85Ｖ
_0.15Ｏ₄：Ｅｕ、ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₄Ｏ₂₄：Ｅｕ、ＢａＭ
ｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ等を用いることができる。

【００３２】製作方法としては、厚膜印刷法のほかに、
ホトリソエッチング法、リフトオフ法又はサンドブラス
ト法等を用いることができる。

【００３３】封入ガスとしては、Ｋｒ及びＸｅの分圧比
の和が１％以上となる希ガスを用いる。特に、Ｈｅ−Ｘ
ｅ、Ｎｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−Ｎｅ−Ｘｅ等の混合ガスが好ま
しく、Ｘｅの分圧比は１０％程度が最適である。

【００３４】また、コントラスト比向上のため、図２に
示すように、前面板１０における背面板１１と対向する
面に周知のブラックマトリクス２４又は無機フィルタを
形成することが好ましい。

【００３５】第１の実施形態の特徴として、表示陽極１
６Ｂは三角形状に形成されており、三角形の先端部が陰
極２１と対向している。表示セル１３の構造が従来例と
同様の場合、すなわち、放電路の長さが４５０μｍ、表
示セル１３の幅が４００μｍ、表示セル１３の高さ（前
面板１０と背面板１１との距離）が２００μｍの場合に
は、表示陽極１６Ｂの底辺の長さは３００μｍにする。

【００３６】このように、表示陽極１６Ｂを、先端部が
基部よりも細い形状である先細り形状、例えば三角形状
にすると、表示陽極１６Ｂにおける放電スポットは表示
陽極１６Ｂの先端部となり、該先端部から陰極２１に向
かって放電が発生するので、安定した放電が得られる。
放電電流が小さいとき例えば４０μＡのときには、図３
（ａ）に示すように、陽光柱Ａは表示セル１３の幅方向
の中心線に対して左右対称な若干細い形状となり、放電
電流が大きいとき例えば８０μＡのときには、図３
（ｂ）に示すように、陽光柱Ａは表示セル１３の幅方向
の中心線に対して左右対称な太い形状になった。

【００３７】（第２の実施形態）以下、本発明に係る第
２の実施形態に係る気体放電型表示装置について説明す
る。第２の実施形態は、第１の実施形態に対して表示陽
極の形状が異なっている点を除いては、第１の実施形態
と同様の構造を有しているので、以下においては、表示
陽極の形状についてのみ説明する。

【００３８】図４は、第２の実施形態に係る気体放電型
表示装置における表示セル１３の平面構造を示してお
り、図４に示すように、表示陽極１６Ｃは方形状であっ
て、表示陽極１６Ｃの幅ｗは表示セル１３の幅Ｄに対し
て十分に小さい。このように、表示陽極１６Ｃの幅ｗを
表示セル１３の幅Ｄに対して十分に小さくすると、表示
陽極１６Ｃにおける放電スポットが幅方向に移動して
も、陽光柱は表示セル１３の幅方向の中心線に対して殆
ど傾かないので、安定した放電が得られる。実験結果に
よると、表示セル１３の幅Ｄが２５０μｍを越えるとき
には、表示セル１３の幅Ｄと表示陽極１６Ｃの幅ｗとの
間にｗ／Ｄ≦１／３の関係があると安定した放電が得ら
れ、表示セル１３の幅Ｄが２５０μｍ以下のときには、
表示セル１３の幅Ｄと表示陽極１６Ｃの幅ｗとの間にｗ
／Ｄ≦１／２の関係があると安定した放電が得られるこ
とが分かった。

【００３９】（第３の実施形態）以下、本発明に係る第
３の実施形態に係る気体放電型表示装置について説明す
る。第３の実施形態も、第１の実施形態に対して表示陽
極の形状が異なっている点を除いては、第１の実施形態
と同様の構造を有しているので、以下においては、表示
陽極の形状についてのみ説明する。

【００４０】図５は、第３の実施形態に係る気体放電型
表示装置における表示セル１３の平面構造を示してお
り、図５に示すように、表示陽極１６Ｄは半円状であっ
て、表示陽極１６Ｄの半径ｒは表示セル１３の幅Ｄに対
して十分に小さい。このように、表示陽極１６Ｄを先細
り形状にすると共に、表示陽極１６Ｄの半径ｒを表示セ
ル１３の幅Ｄに対して十分に小さくすると、第１の実施
形態の特徴と第２の実施形態の特徴とが合わせて得られ
るので、極めて安定した放電が得られる。実験結果によ
ると、表示セル１３の幅Ｄが２５０μｍを越えるときに
は、表示セル１３の幅Ｄと表示陽極１６Ｄの半径ｒとの
間にｒ／Ｄ≦１／３の関係があると安定した放電が得ら
れ、表示セル１３の幅Ｄが２５０μｍ以下のときには、
表示セル１３の幅Ｄと表示陽極１６Ｄの半径ｒとの間に
ｒ／Ｄ≦１／２の関係があると安定した放電が得られる
ことが分かった。

【００４１】前記の実施形態においては、陽極は背面板
１１に薄く密着するようになっていたが、表示陽極１６
Ｂの高さは、前面板１０と背面板１１との間のギャップ
の約半分程度まで高くした方がさらに良い特性が得られ
る。表示セル１３の形状は、図１では方形になっている
が、その他の多角形、円、楕円等にしても陽光柱が発生
する限り有効である。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の発明に係る気体放電型表示装
置によると、表示陽極は、先端部が基部よりも細い先細
り形状に形成されているため、陽光柱が発生する放電ス
ポットは表示陽極の細い先端部になり、放電スポットの
位置が安定するので、陰極の寿命が長くなる高いガス圧
の下で且つ発光効率が高くなる低電流の領域でも、安定
した放電が得られる。このため、表示セル同士の間にお
ける維持電圧や輝度等の特性のばらつきが低減するの
で、表示画像の画質が向上する。

【００４３】請求項２の発明に係る気体放電型表示装置
によると、表示陽極が三角形状であるため、放電スポッ
トは三角形の先端部になるので、放電スポットの位置が
極めて安定し、極めて安定した放電が得られる。

【００４４】請求項３の発明に係る気体放電型表示装置
によると、表示陽極が半円状であるため、放電スポット
は半円周の中央部付近になるので、放電スポットの位置
が確実に安定し、安定した放電を確実に得ることができ
る。

【００４５】請求項４の発明に係る気体放電型表示装置
によると、表示セルの幅：Ｄが２５０μｍよりも大きい
ときに、表示セルの幅：Ｄと表示陽極の半径：ｒとの間
にｒ／Ｄ≦１／３の関係が成立しているため、極めて安
定した放電が得られるので、表示セル同士の間の輝度の
ばらつきが大きく低減する。

【００４６】請求項５の発明に係る気体放電型表示装置
によると、表示セルの幅：Ｄが２５０μｍ以下であると
きに、表示セルの幅：Ｄと表示陽極の半径：ｒとの間に
ｒ／Ｄ≦１／２の関係が成立しているため、極めて安定
した放電が得られるので、表示セル同士の間の輝度のば
らつきが大きく低減する。

【００４７】請求項６の発明に係る気体放電型表示装置
によると、表示陽極の幅が表示セルの幅に比べて十分に
小さいため、陽光柱が発生する放電スポットの領域が狭
くなり、放電スポットの位置が安定するので、陰極の寿
命が長くなる高いガス圧の下で且つ発光効率が高くなる
低電流の領域でも、安定した放電が得られる。このた
め、表示セル同士の間における維持電圧や輝度等の特性
のばらつきが低減するので、表示画像１２の画質が向上
する。

【００４８】請求項７の発明に係る気体放電型表示装置
によると、表示セルの幅：Ｄが２５０μｍよりも大きい
ときに、表示セルの幅：Ｄと表示陽極の幅：ｗとの間に
ｗ／Ｄ≦１／３の関係が成立しているため、極めて安定
した放電が得られるので、表示セル同士の間の輝度のば
らつきが大きく低減する。

【００４９】請求項８の発明に係る気体放電型表示装置
によると、表示セルの幅：Ｄが２５０μｍ以下のとき
に、表示セルの幅：Ｄと表示陽極の幅：ｗとの間にｗ／
Ｄ≦１／２の関係が成立しているため、極めて安定した
放電が得られるので、表示セル同士の間の輝度のばらつ
きが大きく低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る気体放電型表示
装置の一部分の平面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る気体放電型表示
装置の断面構造を示し、図１におけるＸ−Ｘ´線の断面
図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る気体放電型表示
装置における陽光柱の形状を示す図であって、（ａ）は
小さい放電電流を印加した場合であり、（ｂ）は大きい
放電電流を印加した場合である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る気体放電型表示
装置における表示セルの平面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係る気体放電型表示
装置における表示セルの平面図である。

【図６】従来の気体放電型表示装置の一部分の平面図で
ある。

【図７】従来の気体放電型表示装置の断面構造を示し、
図６におけるＹ−Ｙ´線の断面図である。

【図８】（ａ）〜（ｄ）は従来の気体放電型表示装置に
おける陽光柱の形状を示す図である。

【符号の説明】

１０前面板１１背面板１２隔壁１３表示セル１４補助セル１５表示陽極母線１５ａ突出部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ表示陽極１７抵抗１８表示陽極用パッド１９絶縁層２０補助陽極２１陰極２２スロット２３螢光体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小杉直貴大阪府高槻市幸町１番１号松下電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陰極と、該陰極と対向して設けられ該陰
極に向かって陽光柱を発生する表示陽極とを有する表示
セルを備えた気体放電型表示装置において、前記表示陽
極は、先端部が基部よりも細い形状である先細り形状に
形成されていることを特徴とする気体放電型表示装置。
【請求項２】前記表示陽極は三角形状に形成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の気体放電型表示装
置。
【請求項３】前記表示陽極は半円状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の気体放電型表示装
置。
【請求項４】前記表示セルの幅：Ｄは２５０μｍより
も大きいと共に、前記表示セルの幅：Ｄと前記表示陽極
の半径：ｒとの間にｒ／Ｄ≦１／３の関係が成立してい
ることを特徴とする請求項３に記載の気体放電型表示装
置。
【請求項５】前記表示セルの幅：Ｄは２５０μｍ以下
であると共に、前記表示セルの幅：Ｄと前記表示陽極の
半径：ｒとの間にｒ／Ｄ≦１／２の関係が成立している
ことを特徴とする請求項３に記載の気体放電型表示装
置。
【請求項６】陰極と、該陰極と対向して設けられ該陰
極に向かって陽光柱を発生する表示陽極とを有する方形
状の表示セルを備えた気体放電型表示装置において、前
記表示陽極は方形状に形成されていると共に、前記表示
陽極の幅は前記表示セルの幅に比べて十分に小さいこと
を特徴とする気体放電型表示装置。
【請求項７】前記表示セルの幅：Ｄは２５０μｍより
も大きいと共に、前記表示セルの幅：Ｄと前記表示陽極
の幅：ｗとの間にｗ／Ｄ≦１／３の関係が成立している
ことを特徴とする請求項６に記載の気体放電型表示装
置。
【請求項８】前記表示セルの幅：Ｄは２５０μｍ以下
であると共に、前記表示セルの幅：Ｄと前記表示陽極の
幅：ｗとの間にｗ／Ｄ≦１／２の関係が成立しているこ
とを特徴とする請求項６に記載の気体放電型表示装置。