JPS58656B2 - 気体放電型表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は陽光柱領域からの放射を利用したカラーの気体
放電型表示装置、特に放電セルに関するものである。

気体放電型表示装置としては２つのタイプがある。

１つは陰極近傍のカソードグロー放射を利用したもので
あって、カラー表示については高い輝度が得られず実用
化に至っていない。

例えば、ＴＶ表示した時の装置の輝度は最高的５ｆＬに
すぎない。

他の１つとして、陽光柱領域を利用したカラーの表示装
置があり、輝度の改善の可能性があり、カラーの表示装
置としての実用化が期待されている。

従来知られている陽光柱放射を利用した表示装置は第１
図に示すように、薄くて平坦な平面ガラス板１，２間に
、放電セルと称する円筒状の孔３が縦横に規則的にあけ
である肉厚の隔壁板としてのセル板４がサンドイッチ状
にはり合わされた構造をしており、ガラス板１とセル板
４間およびガラス板２とセル板４間には、放電セル３の
位置において直交するようなステンレスの電極群５およ
び同６が配設されており、放電セル３の内部にはネオン
、アルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガスと水銀が
封入されている。

そして、動作時には、電極群５が陰極、電極群６が陽極
として動作して放電セル３内に放電が起り、それからの
紫外放射によって放電セル３の内壁に塗布したけい光体
を励起させて可視発光を得ている。

そして、この発光はガラス板２の陽極側から観察される
。

この時、放電セル３の長さｌが問題であり、長さｌが短
いと陽光柱領域は存在せず、カソードグロー形の表示装
置となる。

以上のような構造を有する気体放電型表示装置の従来の
放電セル３の形状は、第２図に示すように円筒形をして
おり、電極群５（陰極）から約１．５ｍｍまでがカソー
ド領域で、それ以上の領域が陽光柱領域に相当する。

ただし、７はけい光体である。

このような形状の放電セル３を用いた気体放電型の表示
装置では、放電セル３の長さｌを長くしても飽和してし
まい、その時の発光効率は相対値で高さ８０１ｍ／Ｗで
あり、あまり高い効率は得られず、このような装置で陰
極線管（ＣＲＴ）に匹敵する高輝度の装置を実現するこ
とは困難であった。

本発明は上述のような困難性を軽減するためになされた
もので、放電セルの形状を変えることにより、従来より
も発光効率の高く、輝度の向上を図ることのできる気体
放電型表示装置を提供することを目的とする。

以下、図面とともに本発明を実施例にもとづいて述べる
。

第３図は本発明の気体放電型表示装置に関する放電セル
の形状の一実施例の断面を示す図である。

まず、本実施例装置の仕様状態は、放電セル３のピッチ
は１．５ｍｍとし、ガラス板２の内面には緑色のＺｎ２
ＳｉＯ４：Ｍｎなるけい光体７を塗布し、大きさは５イ
ンチとして、約８０℃の恒温そう中で、放電電流０．４
２ｍＡ、デユーディーサイクル１／１１２とし、また装
置内部には希ガスとしてアルゴン３５０Ｔｏｒｒと水銀
を封入した。

同図において、８は陽光柱領域の長さｌｐ（以下ｌｐと
記す）を示し、９は陰極領域の長さｌｃ（以下ｌｃと記
す）を示し、１０は陽光柱領域の横断面積Ｓｐ（以下Ｓ
ｐと記す）を示し、１１は陰極領域の横断面積Ｓｃ（以
下Ｓｃと記す）を示す。

このような形状の放電セル３を有する本実施例装置を用
いて諸性性を調べた。

第４図に陽光柱領域および陰極領域のそれぞれに対応し
た放電セル３の部分の横断面積ＳｐとＳｃの比、すなわ
ちＳｃ／Ｓｐと発光効率の関係を示す。

この特性の測定においては、陽光柱領域の長さｌｐを１
．５ｍｍとし、陰極領域の長さｌｃを１．５ｍｍとし、
他の条件は先述と同様で行なった。

同図より発光効率はＳｃ／Ｓｐが約０．７を越えたとこ
ろで急激に低下しており、またこの時までの発光効率は
約１５０１ｍ／Ｗであって、従来の発光効率が約８０１
ｍ／Ｗであったものと比較して、非常に高い効率が得ら
れる。

従って、Ｓｃ／Ｓｐの値を０．７以下に選ぶものが望ま
しい。

なお、発光効率は相対値で表わすことにする。

ところで、陰極領域に相当する放電セル３の部分の断面
積Ｓｃが小さすぎると、放電セルの始動電圧は高くなり
すぎて装置の走査特性が悪くなるので好ましくない。

第５図は、陽光柱領域の長さｌｐを１．５ｍｍとし、陰
極領域の長さｌｐを１．５ｍｍとし、陽光柱領域の断面
積Ｓｐを１．１３ｍｍ２とした時の、陰極領域の断面積
Ｓｃと始動電圧（直流パルス波高値）との関係を示す図
である。

同図からもわかるように、断面積Ｓｃが約０．１ｍｍ２
以下になると始動電圧は急激に上昇しており、従って放
電セルの断面積の寸法は電子の平均自由行程より大きく
とる必要がある。

また、気体放電型表示装置の大きさにも依存することで
あるが、カラーテレビ等のブラウン管の蛍光体塗布部の
大きさは半径約０．５ｍｍ程度であり、テレビジョンよ
り大きな装置の場合でも蛍光体塗布部に相当する大きさ
は約２ｍｍ２程度であるので、陽光柱領域の断面積Ｓｐ
は高々２ｍｍ２に設定すれば良く、先述の始動電圧の点
も考慮して、断面積の比Ｓｃ／Ｓｐが０．０５以上であ
れば特に発光効率の高く始動電圧の低い装置が得られる
。

以上のような本実施例の装置では、放電セル３の陰極領
域が陽光柱領域より小さい断面積になっているため、電
子のエネルギーが断面積の小さい陰極領域で加速されて
高くなり、かかるエネルギーの高い電子が陽光柱領域の
セル部分に入射してくると、電子の励起確率が高くなっ
て紫外放射効率は上昇する。

さらに、陽光柱領域に相当する部分で励起された蛍光体
からの発光が、陽光柱領域の下面の断層部分によって表
示用のガラス板面方向に反射されるので、外部にとり出
される光量は一段と増加する。

なお、気体放電型表示装置のように小さな放電セルにお
いては、電子のエネルギー等の放電諸量は、希ガスより
も水銀の蒸気圧に大きく依存するため、封入希ガスの種
類や圧力によってあまり大きな変化は示さず、本実施例
とほぼ一致した傾向が得られる。

以上述べたように設計せられた本発明の気体放電型表示
装置は、従来の装置よりも発光効率が飛躍的に向上して
おり、したがって入力や蛍光体の発光部の面積を従来の
装置と同様に設計するならば、輝度が一段と向上して実
用に供せられるのであるが、さらに付は加えるに以下に
述べるような２点を考慮して設計を行なうことが望まし
い。

まず第１魚目に関して、第６図に陰極領域の長さｌｃを
１．５ｍｍとし、陽光柱領域の断面積Ｓｐを１．１３ｍ
ｍ２とし、断面積の比Ｓｃ／Ｓｐを０．４５とした時の
、発光効率と陽光柱領域の長さｌｐとの関係を示す。

同図より、ｌｐが０ｍｍから０．５ｍｍの間で急勾配で
上昇し、０．５ｍｍ以上では飽和し、４．０ｍｍ以上で
はむしろわずかに低下している。

従って、発光効率の点から考慮してｌｐは４．０ｍｍ以
下が好ましい。

従来、陽光柱形放電セルの発光効率は、放電セルの長さ
が長くなると高くなるといわれているが、本発明の構造
にかかる放電セル３の形状では、長さｌｐがあまり長く
なると、放電セルの断層部で上方へ反射される発光がセ
ル板表面に至るまでに吸収されるため発光効率が低下す
る。

また一方、放電セルの放電始動電圧は長さｌｐとともに
上昇するので、始動電圧の点から考慮して長さｌｐは短
かい方が好ましい。

本実施例では長さｌｐが０．５ｍｍから２．０ｍｍの範
囲が最も好ましかった。

第２魚目に関して、第７図に陽光柱領域の長さｌｐを１
．５ｍｍとし、陽光柱領域の断面積Ｓｐを１．１３ｍｍ
２とし、断面積の比Ｓｃ／Ｓｐを約０．４５とした時の
、発光効率と陰極領域の長さｌｃとの特性を示す。

同図より、発光効率は長さｌｃが０．５ｍｍから１．５
ｍｍにかけて急勾配で上昇しており、次いで長さｌｃが
約２．０ｍｍ以上でほとんど飽和している。

一方、放電セル３の始動電圧は先述の陽光柱領域の長さ
ｌｐのときと同様に、陰極領域の長さｌｃが長くなると
ともに上昇するので、長さｌｃは短かい方が望ましく、
始動電圧の点も考慮して陰極領域の長さｌｃは約１．０
〜２．０ｍｍの範囲が最適である。

以上述べたような本実施例装置では、放電セル３の断面
形状は円形のものであるが、必らずしも円形である必要
はなく、第３図ａ、ｂに示すように陽光柱領域の断面形
状が三角形および四角形である放電セル３においても適
用できる。

また、他に第９図に示すような走査アノードを備えた、
いわゆる自己走査型表示装置にも応用できる。

第９図において、１２は走査用アノード、１３は補助放
電孔（プライミング孔）である。

さらに、上述してきた放電セル３内には高輝度を得るた
めにアルゴンを封入しであるが、多少輝度を犠牲にして
も始動電圧を低下させる点から、アルゴン−キセノン混
合ガスおよびネオン−アルゴン混合ガスを封入する方が
すぐれている。

付は加えるに、上述の一実施例において試作した三原色
カラーの気体放電型表示装置の構造と特性を以下の表に
、従来のタイプと比較して示す。

この表より発光効率が約２倍に向上していることがわか
る。

以上説明してきたように本発明の気体放電型表示装置は
、放電セルのうち、陰極領域の断面積を陽光柱放電領域
のそれより小さくすることによって、発光効率が従来の
陽光柱放電形の表示装置にくらべて著しく向上するとと
もに、始動電圧も低く実用性大である。

とくに、陽光柱放電領域の通孔断面積に対する陰極領域
の通孔断面積の比を０．０５から０．７の範囲に選定す
ることによって、発光効率が従来のものより約２倍にな
り、一層の好効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は気体放電型表示装置の基本構造を示す一部切欠
斜視図、第２図は従来の放電セルの構造断面図、第３図
は本発明の気体放電型表示装置にかかる放電セルの一実
施例の構造断面図、第４図〜第７図は実施例装置の特性
図、第８図ａ、ｂは本発明にかかる放電セルの他の実施
例を示す構造断面図、第９図は自己走査型の気体放電型
表示装置を示す一部切欠斜視図である。 １．２・・・・・・ガラス板、３・・・・・・放電セル
、４・・・・・・隔壁板、５．６・・・・・・電極群、
７・・・・・・蛍光体、８・・・・・・陽光柱領域の長
さ、９・・・・・・陰極領域の長さ、１０・・・・・・
陽光柱領域の断面積、１１・・・・・・陰極領域の断面
積。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面側に第１の電極群および裏面側に上記第１の電
   極群と直交する第２の電極群を有し、前記直交部におい
   て互いに分離された放電セルを形成するための多孔隔壁
   板を２枚の平板により挾んでなる陽光柱放電領域を利用
   した気体放電型表示装置であって、上記放電セルを形成
   せる通孔放電領域のうち、陰極放電領域の通孔断面積を
   上記陽光柱放電領域における通孔断面積より小さくした
   ことを特徴とする気体放電型表示装置。 ２ 陽光柱放電領域の通孔断面積に対する陰極放電領域
   の通孔断面積の比を０．０５〜０．７の範囲になしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の気体放電
   型表示装置。