JPH01229663A - 気体放電発光装置 - 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） この発明は、直流型の気体放電発光装置に関する。

（従来の技術） 従来、気体放電発光装置として、プラズマ・デイスプレ
ィ装置ｔ　（ＰＤＰ）が知られている。このプラズマ・
デイスプレィ装置にはＡＣ型とＤＣ型があり、例えばＤ
Ｃ型のものとして例えば文献（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｑｙ　５ｅｒｉｅｓ　　（エレクト
ロニクス　２テクノロジー　シリーズ）　Ｎｏ、４　　
表示装置最新技術′８５版（表示素子・装置最新技術）
ｍ集委員会編　総合技術出版）に開示されているものが
ある。この発明の説明に先立ち、先ずこの文献に開示さ
れているｏｃ−ｐｏｐにつき簡単に説明する。

第５図はこの従来のＤＣ−ＰＤＰの一例を示す斜視図で
ある。

第５図において１は背面基板、２はこの背面基板に設け
られた複数の平行な走査溝で、３はこの走査溝２に納め
られる走査陽極である。４は０本（この例ではｎは３の
倍数）のリボン状の陰極で、走査陽極３と直交する向き
に１かれ、５は陰極の補助放電から所定の表示を行うた
めの陰極グローを引き出すための小穴でブライミング孔
と称する。６はリセット陰極で陰極グローを発生させる
。リセット陰極６と陰極４（個々の陰極を４゜〜４ｏで
示す）は、略平行に貫かれでいる。７はセルシートで、
このセルシートは不透明な材質で陰極４上に設けられか
つ陰極４と直交する表示陽極９及び表示セル８とを具え
ている。この表示セル８は、ブライミング孔５と対応す
るようにマトリクス状に設けた小孔で形成されている。

１０は前面基板でガラス等でできてあり、この前面基板
１０と背面基板１との間に放電用ガス媒体を気密封止部
１１で封止した構成となっている。

第６図は、上述したＤＣ−ＰＤＰを作動させるためにリ
セット陰極６と陰極４に印加するパルス電圧の電圧波形
図である。第６図においてリセット陰極６にはＲＰて示
すリセット信号が印加される陰極４．〜４．．のうち陰
極４＋　、４４．４７・・・４゜−２に対してはＰ、で
示す走査パルスが印加され、陰極４２．４６，４ａ　・
・・４ｏ−１に対してはＰ２で示す走査パルスが印加さ
れ、陰極４３、４ｓ、４９・・−４，にはＰ３で示され
る走査パルスが印加される。リセット信号ＲＰ及び陰極
４に印加される走査パルスＰ、、Ｐ２．Ｐ３は＋１００
ＶＩＯＦＦ状態、ＯＶｔ○ＮＶｔ上している。

第６図において、まず時刻ｔ、から時刻ｔ２まで、リセ
ット陰極６に加わるリセット信号ＲＰはＯＮ状態となり
、その間、グローがリセット陰極６と走査陽極３との間
に発生する。

次に時刻ｔ２からｔ３までは、リセット陰極６に隣接す
る陰極４＋　、４４，４？　、　　・・・。

４ｏ−２に印加される走査パルスＰ、が○Ｎ状態となり
、リセット陰極６のグロー放電は消失する。

この時、リセット陰極６に最も近い陰極４．のみが、前
記グロー放電により生した荷電粒子、及び、励起原子の
助けにより、各走査陽極３との門で、グロー放電し、リ
セット陰極６から離れでいる他の陰極４４，４？　、４
＋ｏ・・・４ｏ−２ではグロー放電は発生しない。

次に時刻ｔ３から時刻ｔ４までは陰極４□。

４５　、　４ａ　、　　・”　’　、　　４ｏ−＋がＯ
Ｎ状態となり、陰極４．のグロー放電は消失する。この
時は、前記放電した陰極４１に最も近い陰極４２のみが
、前記陰極４１のグロー放電により生じた荷電粒子及び
励起原子の助けによりグロー放電し、陰極４１から離れ
でいる他の陰極４ｓ、４ａ。

・・・＋４ｆｉ−１にはグロー放電は生じない。

さらに、時刻ｔ４から時刻ｔ、までは陰極４３．４ｅ、
４ｓ、　　・−＋、４．．がＯＮ状態となり、陰極４□
のグロー放電は消失するが、陰極４□に近い前記陰極４
３のみがグロー放電し、陰極４□から離れている陰極４
６，４゜、−・・。

４ｏはグロー放電しない。

次に、時刻ｔうから時刻ｔ８までは同様にして陰極４３
に隣接する陰極４４にグロー放電が発生する。以下、こ
のようにして電極対を構成する陰極と走査電極との順次
の電極対間をグロー放電が移動する。

これら電極対を構成する陰極４と走査陽極３との間に発
生するグロー放電は、動作中は常に補助放電（ｆｆｉ火
放電）としての役割を果たしており、グロー放電の移動
のタイミングに合せて所望の表示陽極９に電圧を印加し
て陰極４と表示陽極９との間のブライミング孔５を通し
てグロー放電を表示セル８中へと引きだし、よって所望
の表示セル８で発光表示を行う。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の気体放電発光装置では、
放電を生じる陰極と陽極が多層構造となっており、しか
も表示にはセルシート中の表示セルを用いる構造である
。ところで、例えば、表示装置では３ドツト／ｍｍ程度
の集積度で良いが、光プリントヘッドでは８ドツト／ｍ
ｍ〜１６ドツト／ｍｍの高集積度が要求されている。こ
のような高集積度が要求される電子写真方式の光プリン
トヘッドを上述したように複雑な陰極構造の気体放電発
光装置で実現することは困難であり、又、光プリントヘ
ッドに適した高密度の電極を形成するのは困難であると
いう問題点があった。

また上述の従来の放電発光装百では必要な放電発光の有
無に拘らず補助放電を行うため、コントラストの低下を
来すと共に、本来必要な放電以外の補助放電のために無
駄な電力が消費されるという問題点があった。

この発明は、上述の従来技術の問題点を除去するために
成されたもので、従ってこの発明の目的は、構造が簡単
で電極の高密度化を実現でき、コントラストが高く、低
消費電力でしかも低コストの気体放電発光装置を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれば、前面基
板に形成された陽極と背面基板に形成された陰極とを放
電用ガス媒体を介して相対向させることにより構成され
る電極対の配列を具え、これら陰極及び陽極間で安定な
放電動作を行なわせるためにこれら陰極又は陽極と直列
に放電電流制限抵抗を設け、この放電電流制限抵抗を介
してこれら陰極及び陽極間に電圧印加を行うように構成
した気体放電発光装置において、この装置を非補助放電
型の構造とし、しかも電極対に対する印加電圧を放電開
始遅延時間が所望の時間以下となるに十分な電圧値とし
、電流制限抵抗の値をこの印加電圧において所望の発光
出力となる値に設定した構成とするものである。

（作用） このように、この発明の気体放電発光装置によれば、電
極対を構成する陰極及び陽極間に与える外部印加電圧を
、放電開始遅延時間が所望の時間以下、すなわち、短く
なるように設定し、この外部印加電圧に対して所望の発
光出力となるように電流制限抵抗の値を設定した構成と
することによって、補助放電を行なわない、いわゆる非
補助放電型の装置として構成してあるので、この発明の
装置は、従来の補助放電に必要とされでいた補助放電電
極や、これら電極に接続される抵抗及び補助放電用電源
が必要でなくなる。従って、この発明の気体放電発光装
置及びこれを光源として用いた光プリントヘッドは構造
が簡単となり、電極の高密度化を図ることが出来、発光
のコントラストを高めることが出来、低消費電力でしか
も低コストとなる。

（実施例） 以下、図面％９照して、この発明の詳細な説明する。

尚、図はこの発明が理解出来る程度に概略的に示してあ
るに過ぎず、従って各構成成分の寸法、形状及び配Ｗ１
ｍ係はこれら図に基づ〈実施例に限定されるものではな
い。

第１図は、光プリントヘッドの光源として使用するこの
発明の気体放電発光装置の要部構成の一実施例を糸す斜
視図である。

第１図において、１２は背面基板、１３は背面基板１２
上に２列に設けられた所定数のリボン状の陰極であり、
一方の列の陰極１３は背面基板１２の一辺側から中央部
の後述する発光部１５のところまで平行に形成され、ま
た他方の列の陰極１３は前述の一辺と対向する辺側から
同様に中央部の発光部１５のところまで、平行に形成さ
れ、そして背面基板１２の中央部において両列の陰極１
３の各々の先端部が隣接して１列に並べられていて、こ
れら各陰極１３は個々に電圧が印加されるように配線さ
れている。

１４ａ　、　１４ｂは陰極１３の露出部分を発光部１５
の放電部分のみとして陰極１３の誤放電を防ぐため、陰
極１３を覆っている、誘導体ペースト等から成る発光規
制膜である。１６は、ガラス等の透光性素材でできた前
面基板で、図示されていないスペーサを介して背面基板
１２と間隔を１いて配置されでいる。

この前面基板１６の外周部は、発光部１５ヲ含めて背面
基板１２と前面基板１６間の内部に充填された放電用の
ガス媒体が外部に漏れないように背面基板１２との間を
図示されていない気田封止部により封止固定されている
。１７は、前面基板１６の裏面に設けられた背面基板１
２上の陰極１３と対応する例えばＮｉペーストでできた
陽極で、前面基板１６からの放電発光の透過を妨げない
適当な箇所に発光部１５と対向する位置とはすらしで位
置している。陽極１７の一部分を形成している端子部は
前面基板１６の外部に出されている。１５は、背面基板
と前面基板の間にはさまれた空間にある発光部である。

１８は、放電動作の安定のため陽極１７の端子部に設け
られた電流制限抵抗で陽極１７に直列に接続されている
。

次に、この構成の動作につき簡単に説明する。

先ず、陽極１７には放電開始電圧より高い電圧、例えば
１８０Ｖ！電流制限抵抗１８により印加し、陰極１３に
は発光させたい位！では陽極１７との電位差が放電開始
電圧となるＯＶを印加する。また、発光させたくない位
置では、陽極１７との電位差が放電開始電圧より小ざい
電圧、例えば１００Ｖを陰極１３に印加する。陽極１７
と陰極１３との電位差が１００Ｖであると放電発光を生
じないが、この電位差か１８０Ｖであると放電開始電圧
より大きくなるため、放電を主じ所定の発光を得ること
ができる。

上述したこの発明の気体放電発光袋ゴの要部構成の一実
施例からも明らかなように、この発明の装置は非補助放
電型であり、従って、放電開始遅延時間を抑制するため
に従来設けられているような、補助放電を行う補助陰極
及び補助陽極からなる補助電極を具えていない構造とな
っている。

そして、この発明の気体放電発光製画によれば、電極対
を構成する陰極１３と陽極１７との間に外部から印加す
る電圧を、放電開始遅延時間が設計に応じた所望の時間
以下となるに十分な大きざの印加電圧とすると同時に、
陽極１７の一端部に接続した電流制限抵抗１８の値を、
この印加電圧において所望の発光出力を得る値に設定し
であく。

次に、この発明の装置を、電極対に対する印加電圧の設
定及び電流制限抵抗１８の値の設定を行うことによって
非補助放電型の構造とした点につきその理由を説明する
。

第２図は放電時に陰極と陽極間に印加される外部印加電
圧と出力される発光パワーとの関係を複数の電流制限抵
抗に対しで示した特性曲線図である。同図において、横
軸に外部印加電圧をとり、縦軸に発光パワーをとって示
してある。外部印加電圧（Ｖ）は、構造及び放電ガス圧
等で異なるが、はぼ１４０Ｖ程度であり、この電圧は発
光開始電圧となる。図示の直線■は電流制限抵抗１８の
値％１００にΩとしたときの実験データで、所定の発光
パワーをＰｏとしたときの外部印加電圧は１８０Ｖであ
る。又、直線■は電流制限抵抗１８の１１８５００にΩ
としたときの実験データで、Ｐ。

に対する外部印加電圧は２１０Ｖである０図に示した実
験データからも理解出来るように、外部印加電圧の値と
電流制限抵抗の値とを適当に組合せることによって任意
に設定して必要とされる発光パワーを得ることが出来る
。例えば、比較的小さい値の電流制限抵抗に対しでは小
ざな外部印加電圧を設定すれば良く、又、比較的大きい
値の電流制限抵抗１８に対しては大きな外部印加電圧を
設定すれば良い。

第３図は、放電時の陰極と陽極間に印加される外部印加
電圧と電圧を印加してから放電発光を起すまでの放電開
始遅延時間との関係を示した特性曲線図である。同図に
おいて、横軸に外部印加電圧（Ｖ）をとって示し、縦軸
に放電開始遅延時間（ｕｓ）！とって示してある。この
場合、この関係は電流制限抵抗１８にはあまり関係がな
い０図示の実験データによる曲線■からも理解出来るよ
うに、放電開始遅延時間を短くするためには、外部印加
電圧は高くする必要がある０例えば放電開始遅延時間Ｖ
５ｕｓとする場合には、外部印加電圧は２１０Ｖである
。又、放電開始遅延時間を５０ＵＳとする場合には外部
印加電圧は１８０Ｖである。

第４図（Ａ）及び（Ｂ）は、放電発光動作時の外部印加
電圧の電圧波形と放電発光波形との時間に対する関連を
それぞれ示す電圧波形図である。

第４図（Ａ）は、電流制限抵抗１８の値を１００にΩと
し、外部印加電圧の値を１８０ｖとした場合である。第
４図（Ｂ）は、電流制限抵抗１８の値を５００にΩとし
、外部印加電圧の値を２１０Ｖとした場合である。第４
図（Ａ）に示す実験データによれば発光信号の必要とさ
れる１００ｕｓｅｃに対しで、放電開始遅延時間は約５
ＯＬＩＳｅＣで発光パワー損失は約５０％である。また
、第４図（Ｂ）に示す実験データによれば、同じ発光信
号の必要とぎれる１００ｕｓｅｃに対して、放電開始遅
延時間は約５ｕｓｅｃで、発光パワー損失は約５％であ
る。放電開始遅延時間は、補助放電を用いた場合でも２
〜３ｕｓｅｃ存在するので、この場合には補助放電を設
けなくても十分満足できる良好なスイッチング特性を有
しているとみなすことができる。

このように、放電開始遅延時間による発光パワーの損失
が無視出来る程度となるように、外部印加電圧の値を設
定できるとともに、電流制限抵抗の値を設定しておけば
、従来の気体放電発光装置には必要不可欠であった補助
放電を不要とすることが出来る。

ところで第２図に示した放電電圧と発光パワーとの関係
を表わす特性及び第３図に示した外部印加電圧と放電開
始遅延時間との関係を表わす特性は陽極、陰極の金属材
料及び寸法によっても異なる。外部印加電圧が低くて例
えば］８０Ｖ程度であっても、放電開始遅延時間による
発光パワー損失が十分小さければそのまま補助放電を用
いない構成とすることもできる。

この発明は、上述した実施例にのみ限定されるものでは
ないこと明らかである０例えば、陰極及び陽極の材料、
形状、寸法、配列及びその他の条件等は、この発明を何
等限定する要件ではない。

また、外部印加電圧の値と、電流制限抵抗の値は、許容
できる放電開始遅延時間と、設計に応して必要とされる
発光パワーとの関係を満たす範囲内で、任意好適な組合
せを得ることが出来る。

上述した気体放電発光装置は光プリントヘッドの光源と
して使用して特に好適である。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の気体放
電発光装置は７７電開始遅延時周を短くし、必要な発光
パワーを得るため、電流制限抵抗と外部印加電圧とをそ
れぞれ適当な値に定めた構造となっており、従って遅延
時間が短くなり、この結果、必要とされる発光時間が確
保される。

ざらに、この発明では補助放電を用いない構造であるの
で、発光部１とそうでない位貫とのコントラスト比を非
常に高くすることが出来る。また補助放電電極、電極に
接続された抵抗、補助放電用電源を用いず、構造が簡単
となり、しかも陰極の配列を高密度化することが可能と
なると共に、この構成では構成部品は少なくなり、低コ
スト化が可能となり、しかも低消費電力型とすることが
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の気体放電発光装置の要部の一実施
例を示す斜視図、 第２図は、外部印加電圧と発光パワーの関係を示す特性
曲線図、 第３図は、外部印加電圧と放電開始遅延時間との関係を
示す特性曲線図、 菓４図は、外部印加電圧波形と放電発光波形の電圧波形
図、 第５図は、ＤＣニーＰＤＰの従来例を示す斜視図、 第６図は、従来例におけるリセット陰極と陰極に印加さ
れるパルス電圧の電圧波形図である。 １２・・・背面基板、　　　　　１３・・・陰極１４ａ
、　１４ｂ−発光規制膜 １５・・・発光部、　　　　　　１６・・・前面基板１
７・・・陽極、　　　　　　１８・・−電流制限抵抗。 特許出願人　　　　　　沖電気工業株式会社外部印加電
圧 外部印加電圧と発光パワーの関係を示す特性曲線図第２
図 外部印加電圧 外部印加電圧と放電開始遅延時間との関係を示す特性曲
線図第３図 外部印加電圧波形と放電発光波形の電圧波形図第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前面基板に形成された陽極と背面基板に形成され
   た陰極とを放電用ガス媒体を介して相対向させることに
   より構成される電極対の配列を具え、これら陰極及び陽
   極間で安定な放電動作を行なわせるためにこれら陰極又
   は陽極と直列に放電電流制限抵抗を設け、この放電電流
   制限抵抗を介してこれら陰極及び陽極間に電圧印加を行
   うように構成した気体放電発光装置において、 電極対に対する印加電圧を放電開始遅延時間が所望の時
   間以下となるに十分な電圧値とし、電流制限抵抗の値を
   この印加電圧において所望の発光出力となる値に設定し
   てある非補助放電型の気体放電発光装置。