JPS63181238A - ガス放電型表示デバイス - Google Patents

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
るガス放電型表示デバイスに係り％臀にＴＶ画像表示な
どカラー表示に好適な表示デバイスの放電形態に関する
。

〔従来の技術〕

従来のカラー表示のガス放ｗＬ型衆示デバイスでは、特
開昭５８−２１２９３号に記載のように、放電形態とし
てタウンゼント放電が用いられていた。

この放電形態は、第１図（１）に示すように、放′１′
成圧−電流特性曲線のＢＣＪＪ域に対応する。例えば工
／サイクロベディア・オプ・フィジックス。

２２巻５４頁（ｇＮｃＹｃＬＯＰＥｌ）ＩＡ　ＯＦ　Ｐ
ＨＹＳＩＣ８゜ｖｏｔ、　ＸＸ　１１　Ｇａｓ　Ｄｉｓ
ｃｈａｒｇｅｓ　ｌ　、　ｅｄ、ｂｙ　Ｓ。

ｐｌｕｇｇｅ、　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−ｖｅｒｌａｇ、　
Ｂｅｒｌｉｎ。

Ｑｏｔｔｉｎｇｅｎ、　Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ、　１９
５６　、　ｐ５４　）参照。この特性曲線（Ａ→Ｈ）は
１例えば、第１図（２）に示すような放電系で、放電管
内にＸｅ、Ｎｅ＋Ｘｅ、Ｎｅ＋Ａｒ、Ａｒ＋Ｈｇなどの
ガスを適当な圧力に封入し、電源電圧Ｅ（但しＥンｖ３
：放電開始電圧）一定で、負荷抵抗几を小さくして行く
か（例えばＬＯＯＭΩ→ＩＫΩ）、ＲおよびＥ一定で、
駆動パルスのパルス幅ｔムを瑣大秒（但し１周期Ｔ一定
）して行くと得られる。この従来例のタウンゼント放電
では、特開昭５８−２１２９３（３）Ｐ２Ｏ３に明記さ
れているように、陽光柱や負グローなどは形成されなく
、第２図６）に示すように、陰極−陽極の間には発光す
る領域は存在しない。また、このときの陰極−陽極間の
電位分布は第３図（１）の如くである。

一方、正規グロー放電領域を用いたデバイスとしては例
えば文献（１）Ｍ、　Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ　ｅｔ　ａｌ
、　二Ａｐｌａｔ　Ｑａｓ−１）ｉｓｃｈａｒｇｅ　ｐ
ａｎｅｌ　ＴＶ　ｗｉｔｈ　ＱｏｏｄＣｏｌｏｒ　５ａ
ｔｕｒａｔｉｏｎ、　　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ、　ｖｏｔ、　ＥＤ−２２（
１９７５）６５７や文献（２）Ｙ＋　Ｑｋａｍｏｔｏ　
　ｅｔａｔ、：　Ａ　　Ｆｏｇ　ｉｔ　１ｖｅ−Ｃｏ凰
ｕｍｎ１）ｉｓｃｈａｒｇｅ　Ｍｅｍｏｒｙ　Ｐａｎｅ
ｌ　Ｗｉｔｈｏｕｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ−４，ｉｍｉｔｉ
ｎｇ　ｋＬｅｓｉｓｔｏｒｓ　ｆｏｒ　Ｃｏ１ｏｒ　Ｔ
Ｖｌ）ｉｓｐｌａｙ、　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎ　１）ｅｖｉｃｅｓ。

ｖｏｗ、ＥＤ−２７（１９８０）１７７８などが発光さ
れている。この放電領域の発光分布を第２図（へ）に、
′電位分布を第３図（＋ｉ）に示す。前記文献（１）は
この放電領域で主に負グロ一部のみを、また１文献（２
）は陽光柱部を積極的に用いたことを％徴としている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術のタウンゼント放電を用いたデバイスは、
第１図（１）から明らかなように低電流（単位面積当シ
）で動作するものの、第４図の輝度Ｂおよび発光効率η
の放１１流依存性に示す如く。

輝度Ｂは非常に小さく、また、放電維持に必要な′電圧
Ｖも高いことから（第１図（１）参照）１発光効率ηは
上記従来技術の正規グロー放′亀ヲ用いたデバイスよシ
は優れるものの更に向上が必要である。

また、放電電流が非常に小さいことから１表示デバイス
’ｔ−ｆｉｌ成する多数の放′亀セル間のバラツキが問
題にな９．良質の画像を映出することは困難で。

さらに、駆動電圧が高いなどの問題がめった。

−万、上記従来技術の正規グロー放電を用いたデバイス
では、放電電流が比較的大きく、動作電圧も低いことな
どから安定に動作し、高輝度特性が得られるものの１発
光効率ηが低いなどの問題があった（第１図（１）およ
び第４図領域（［１）参照）。

本発明の目的は、上記従来技術のこれら問題点を一挙に
解決することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、第１図（１）に示したタウンゼント放電領
域と正規グロー放電領域との間に存在するコロナ放電と
前期グロー放電領域を総称した過渡グロー放電領域を用
いることによシ達成される。

〔作用〕

タウンゼント放電から正規グロー放電への転移過程を詳
細に調べたところ、第２図の（イ）〜（へ）に示すよう
な放電電流の変化によって放電構造が変化することが明
らかになった。（イ）と（へ）は各々従来技術のタウン
ゼント放電と正規グロー放電の放電形態における放電構
造（発光分布）を示す。（ロ）〜（ホ）は本発明の過渡
グロー放電形態における放電構造を示す。

本発明の過渡グロー放電の特長は、陽極グローが形成さ
れるとともに陽光柱的な部分と負グロー的な部分が形成
されることにある（第２図に）の正の空間電荷層も一種
の負グローと考えられる）。

このような放電形態を用いると、陰極と陽極間の電位分
布は第３図（１１）のようになる。これによって正規グ
ロー放電時よシ低電流化できるとともに。

第２図（ハ）〜（ホ）の陽光柱的な部分での電子のエネ
ルギーを真空紫外線放射に最適ならしめることができる
ので（例えばＸｅガス放電のとき５〜１５Ｖ／ｃｒｎ−
Ｔｏｒｒ　）　、第４図の領域（■）で示す如く。

高輝度・高効率特性が得られる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第５図〜第１０図によシ説明
する。

第５図（イ）は本発明検証のための実験系を示す。

４闘の角柱で、底面にはカラー表示のための蛍光体（例
えば、ＺｎｚＳｉＯ４：Ｍｎ　など）が設けである。ま
た、その内部には、ＸｅやＮｅ＋Ｘｅなどの希ガスが１
〜３００Ｔｏｒｒ封入しである。

この放電セルの動作は、第５図（イ）に示すように負荷
抵抗几（直流駆動のときは１００ＭΩ〜ＩＫΩ程庇パル
ス駆動のときは５ＭΩ〜０．５　ＭΩ程度がよい）と直
流電流計（平均電流を測定するときのみ用いる）とをド
ライバー（直流′電源ａｎｄ１０ｒパルス電源）と直列
に接続し、凡の値や駆動電圧Ｖ、さらにパルス電圧のパ
ルス幅ｔムや周期Ｔ（第５図（ロ）参照）を変えて行９
゜ＴＶなど動画表示のときは応答速度の関係から几が比
較的小さくてよいパルス駆動が適しており、第１図に示
す通り電圧−電流特性が負特性であるにもかかわらず。

第２図の（ロ）〜（ホ）の放電状態を安定に維持するこ
とができる。

第６図〜第８図は輝度Ｂ、陰極−陽極間の平均電位差（
放電維持電圧に対応〕、および発光効率ηの平均放電電
流工依存性を駆動パルス電圧のパルス幅ｔＡをパラメー
タとして示す。ここで、使用したガスはＸｅ（圧力Ｐ＝
５Ｔｏｒｒ）で、パルスの周期Ｔ＝１０μｓ、負荷抵抗
几＝２ＭΩ、蛍光体はＺｎｚＳｉＯｉ　：Ｍｎである。

第６図から。

輝度Ｂはｔムの大きいとき（≧３００ｎ８）は放電電流
工も太きく、Ｊｃ空紫外線放射の飽和現象などのために
複雑な挙動を示すが、小さいとき（く３００ｎＳ）は放
’ｉｔｔ電ｆｉｌの減少とともにＢは単調に急激に減少
する（第４図参照）。同図でＱ印は第２図のに）〜（ホ
）状態を示す。なお、第２図の（ロ）〜（ハ）の状態で
の発光は、陽極側の陽光柱的な部分と陽極グロ一部のみ
観測でき、（イ）の従来のタウンゼント放電状態では極
めて低輝度で観測不可能であった。また、（へ）の従来
の正規グロー放電状態では全放電壁間はぼ均一に発光す
るものの、放′屯電流が大きく１本発明の（ホ）の状態
などに比べて一般に低輝度かつ低効率であった。

第７図はこのときの放電電圧−電流特性を示す。

この図から、パルス幅ｊＡ　＝１０００ｎｓでは、はと
んど第２図の（へ）の状態にあることが解る。しかしな
がら、ｔムを減少すると１例えば、１Ａ＝６００ｎＳで
はＩ　＝　５０　μＡ　、　　ｔ　Ａ　＝　１０　Ｑ　
ｎ　ｓではＩ！３０μＡ以下位いから１本発明の＄２図
の（ホ）の状態に入ることが解る。なお、ケ）の状態で
の工は０．０２μＡ以下であった。

第８図は発光効率ηの放電゛域流工依存性を示す。

発光効率ηは故！電流工の増加とともに減少することが
解る。パルス幅ｔムが狭いほど１本発明の過渡グロー放
電を低［光領域で安定に生成することができることから
高効率特性を示す。なお、ηの工依存性は、第９図から
明らかなように、ｔムに対しては不変である。

第９図および第１０図は、駆動パルス電圧の振幅Ｖ一定
のもとての輝度Ｂ１発光効率ηおよび平均放電電流工の
パルス電圧のパルス幅ｔ、依存性を示す。輝度Ｂｆ′ｉ
ｔムの減少とともに増大し、最大に達した後急激に減少
する。輝度Ｂが最大になる附近が第２図の（へ）から（
ホ）へ転移する条件に対応する。一方発光効率ηはｔム
の減少とともに急激に壇太し、第４図に示す如く、一般
にＢ最大よりも小さい電流値で最大になり（第２図のに
）から（ホ）の状態）、その後急激に減少する。

以上ｔＸｅガスについて説明したがｓ　Ｎ　ｅ　＋　）
（ｅなどのガスについても全く同じ傾向を示す。また。

周期Ｔや抵抗８嘔らに放電セルの形状や電極材料を変え
ても上記緒特性の傾向は不変である。さらに、上記説明
では表示デバイスの場合について述べたが、光源などに
も適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、タウンゼント放電から正規グロー放電
に転移するときの過渡グロー放電を用いることにより、
従来のタウンゼント放電や正規グロー放電を用いた場合
に比べ、放電１１に、流や電子エネルギーを最適化する
ことができるので、２〜ｌＯ倍の高輝度、高効率特性が
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放電領域と従来の放電領域の相違を示
す図、第２図は本発明の放電構造と従来の放電構造の相
違を示す図、第３図は本発明の放電形態における電極間
の電位分布と従来の放電形態での電位分布の相違金示す
図、第４図は発光特性の本発明と従来例との比較を示す
図、第５図は本発明を実証した実験系を示す図％第６図
〜第１０図は本発明による緒特性を示す図である。 代理人　弁理士　小用勝で′・、。 〈　　・パ ￥：Ｊ１図 （Ｚ） ※亙亀机工屓 不２図 雉　　　　　　場 距両伍 ′！ＦＪ　　３　　図 ｖＬＴＡｆ’！　ＰＩ　ｊｈ　Ｉｌｒ下’！！’　ＩＬ
第　４　　図 放電電流Ｉ（社庖目盛） ￥、　５　図 （イ） ４口） ・転動Ｖぽ乃 藁　２　図 イへ影りＪ交を囁〉紀　　　　　ｆ　　（ｔむｄ）−Ｘ
Ｉ２−りつオ文１し寛シ糺　　　　　ｆ　　（ＫＡ）′
ｆＪ３図 平均煎電電胤　１　（ｐ勾 ｆ　９　国 氏勤ｌψＩＬ２鴬つｉクハーノＬス帽１５．（ｎｓジ第
１θ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも陽極と陽極とから構成したガス放電型表
   示デバイスにおいて、タウンゼント放電領域と正規グロ
   ー放電領域との間の過渡グロー放電領域を用いたことを
   特徴としたガス放電型表示デバイス。