JPS63244542A - 交流気体放電表示パネル - 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】 本発明は、略々平坦なマトリクス状に配置された複数の
気体放電セルを具え、各セルは第１組の電極の１つの電
極と第２組の電極の１つの電極との間に位置させて成る
交流気体放電表示装置に関するものである。

斯かる表示装置は慣例の陰極線管に比較して画面に垂直
方向のスペースを著しく小さくできるためにプラズマ表
示パネルとして極めて重要である。

陰極線管を表示装置として使用することは広く行われて
いるが、陰極線管はいくつかの欠陥や不所望な特性を存
している。即ち陰極線管は光散乱による低い小面積コン
トラスト比を有すると共に゛′ハロー゛と呼ばれている
現象を有している。電子ビームがけい光表面に衝突する
と、その表面が観察者に向は光を放射するが、光は内部
にも放射され、反射されて再び外部へ放射されて中心ス
ポットの周りに明るい輪即ちハローを形成する。これは
目に見えるスポットを拡大し、その結果として知覚ディ
テールの損失を生ずる。現在のプラズムディスプレイ技
術は解像度を低下する同様の問題を有している。

交流プラズマディスプレイの動作の基本理論は多数の文
献、例えば米国特許第３５５９１９０号、同第３９３５
４９４号及び同第４２３３６２３号、並びにｒ　Ｔｏｐ
ｉｃｓｉｎ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｊ　Ｖ
ｏｌ、　４０．１９８０に発表されているＴ、Ｎ、Ｃｒ
ｉｓｃｉｍａｇｎａ及びＰ、Ｐｌａｓｈｋｏの論文“Ａ
ＣＰＬＡＳＭＡ　ＤＩＳＰＬＡＹ　′”に開示されてい
る。

節単に説明すると、斯かる表示装置は略々平坦なマトリ
クス状に配置された複数個の気体放電セルを有し、各セ
ルを第１組の電極の１つと第２組の電極の１つとの間に
位置させている。表示パネルは、第１組の電極を含む第
１の略々平坦な誘電体板と、第２組の電極を含む第２の
略々平坦な誘電体板とをそれらの共通の周縁部で封止し
、ネオン−アルゴン混合気体のような気体を封入して形
成する。セル内の気体放電により発生される紫外線に感
応するけい光体を両板の一方に被覆し、この板を通して
表示が見えるようにする。また、封入気体を可視スペク
トル光を発生するネオン−キセノン混合気体のような気
体にすることもでき、この場合にはけい光体を省略する
ことができる。

斯かる既知の表示装置においては、１つのセル内の気体
放電が１個以上の隣接セルと関連するけい光体を励起し
て所望の基本画素より大きい画素を発生し、解像度の低
下を生じ得る。この隣接セル間の“クロストークパを、
個々のセルに対応する位置に個々の孔を有する有孔板の
形態の中間層を設けることにより除去する試みがなされ
ている。

しかし、この試みは表示装置を排気し所望の気体を充填
する際に問題を生じ、更にセル間のイオン移動によりセ
ルの点弧又は附勢に必要な電圧を低下する所望の“プラ
イミング現象をなくしてしまう。″プライミング“現象
を維持すると共に表示装置に適正な混合気体を充填し得
るようにセルを分離しクロストークを除去する他の試み
はセル間にジグザグパターンの通路を設ける方法（米国
特許第３８６９６３０号）及び溝の直交アレーを設ける
方法（米国特許第３９５３７５６号）がある。

これらの問題に対応して現在具体化されている好適な具
体例は交流カラープラズマディスプレイが慣例のシャド
ウマスク型カラー陰極線管よりも高い測色を与えること
を示している。各画素を遮断壁で取り囲むことにより一
層良好な小及び中面積色純度が得られる。大面積色純度
もフェースプレート内の光散乱を低減することにより増
大する。

しかし、現在のプラズマ表示装置は表示装置の前面板と
後面板との間に十分大きなガラス又は金属製のスペーサ
を用いており、これらのスペーサが前面板から通常°の
視距離で目に見えてしまう。

本発明のいくつかの目的は、個々のセルをクロストーク
を阻止するために互いに分離するもプライミング及び気
体充填のために結合した交流気体放電表示装置を提供す
ること、従来可能な誘電体層より薄い誘電体層を用いる
ことができ、従ってキャパシタンスが減少し点弧電圧が
低下した表示装置を提供すること、現在の技術を用いて
現在使用されている前面及び背面誘電体層間に障壁兼離
陽層を製造し得るようにした表示装置を提供すること、
及び総合的に改善されたカラープラズマ表示装置を提供
することにある。

１つの目的はプラズマディスプレイの各セルを他の全て
のセルから略々分離する障壁構体を設けると共に、各セ
ルに対して数個の開口部又は空隙を残存させて気体がイ
オン粒子と一緒にセル又は画素区域内に自由に流れ込む
ようにしてセルが比較的低い電圧で点弧するようにする
ことにある。

これはセルの動作を安定化する効果がある。他の目的は
電極間のプラズマ空間内に多量のガラス又は他の絶縁材
料を有しない構造を作製することにある。これは、斯か
るガラスは電極間容量を増大し、点弧電圧を上昇させる
ためである。これらの目的及び他の目的並びに本発明の
特徴は部分的に明かであるが、後に一層明かになる。

上述の目的のために、本発明気体放電表示装置において
は、セル間障壁構体を、第１及び第２組の電極間をマト
リクスの略々全体に亘って延在しその片面に個々のセル
とそれぞれ関連する複数の凹部有している無孔層として
形成したことを特徴とする。

従来のプラズマ表示装置では前面板と後面板との間に、
通常の観視距離から目に見える十分に大きなスペーサを
用いているが、本発明によればセル障壁構体のもっと小
さくもつと多数のセルコーナ部がこれらのスペーサの代
わりをする。これにより目に見える支柱を除去し得るの
みならず薄い前面板及び後面板の使用が可能となる。フ
ェースプレート内で散乱する光の量はフェースプレート
の厚さとフェースプレートの表面間での内部反射回数と
により決まる。フェースプレートの厚さの低減は光散乱
の減少による大面積コントラスト比の改善、輝度及び大
面積色飽和の向上及びディスプレイの総重量の減少のよ
うな多数の利点をもたらす。

本発明は平坦なマトリクスに配置された複数の気体放電
セルを有すると共に選択したセル内に気体放電を選択的
に誘起及び禁止させる電極を有する交流気体放電表示装
置にも適用し得る。この表示装置は第１組の電極を含む
略々平坦な第１誘電体板と、第２組の電極を含む略々平
坦な第２誘電体板とで形成される。第１及び第２誘電体
板間をセル間障壁構体により均一に離隔させる。このセ
ル間障壁構体は第１及び第２組の電極間をマトリクス全
体に亘って延在しその片面に個々のセルとそれぞれ関連
する複数の凹部を有する誘電体材料の無孔層として形成
する。

本発明の他の例では、略々平坦なマトリクスに配置され
た複数の気体放電セルと、略々平坦な前面ヴエーイング
表面を有する交流気体放電表示装置において、前面ヴュ
ーイング表面から順に、略々平行に間隔を置いて配置さ
れた第１組の電極を含む透明な前面誘電体板と；前面誘
電体板の前面ビューイング表面と反対側の表面上に設け
られたけい光体区域と；前面誘電体板の前面ビューイン
グ表面と反対側の表面に当接する多数の直立支柱部と、
これらの隣接支柱部間にあって前面誘電体板の前面ビュ
ーイング表面と反対側の表面から離間して気体及びイオ
ンを通す空隙を形成する側壁部とを有する障壁形成兼板
離隔部材と；第１組の電極と略々直交する方向に略々平
行に間隔を置いて配置された第２組の電極を含む後面誘
電体板とを設ける。

図面につき本発明を説明する。

各図において対応する部分は同一の符号で示しである。

以下の説明は本発明の一好適実施例に関するものであり
、本発明はこれに限定されるものではない。

第１〜第３図は本発明交流気体放電表示装置の一実施例
の一部分を示し、この装置は略々平坦なマトリクスに配
置された１１．１３．１５．１７．１９のような複数の
気体放電セルを有すると共に略々平坦な前面ビューイン
グ表面２１を有している。この表示装置は、ビューイン
グ表面から順に、２５．２７のような第１組の略々平行
に間隔を置いて配置された導体を有する透明な前面誘電
体板２３と；前面誘電体板２３の前面ビューイング表面
２１と反対側の表面上に堆積された２９．３１．３３．
３５のようなけい光材料区域又は島と；前面誘電体板２
３の前面ビューイング表面と反対側の表面に掛合する３
９．４１のような直立支柱部と、これらの隣接支柱部間
にあって前面誘電体板の前面ビューイング表面２１と反
対側の表面から離間して気体及びイオン通過用空隙５９
、６１を形成する（実際には鞘状の）側壁部４３゜４５
とを有する障壁形成蓋板離隔用部材３７と；４９゜５１
のような第２組の略々平行に間隔を置いて配置された導
体を有する後面誘電体板４７とを具えている。第２組の
導体４９．５１は第１組の導体２５．２７に対し略々直
角に延在する。

第２及び３図において、各セル（例えば１１）は第１組
の１つの導体（２５）と第２組の１つの導体（４９）と
の間に位置する。側壁部が各セルにつき１つの凹部を形
成する０例えばセル１１は側壁部４３゜４４、４５及び
４６により形成される凹部と関連する。

各凹部は前面ビューイング表面２１に平行な略々平坦な
中心底面部５３とこの中心底面部に融合する湾曲側壁表
面部４３．４４．４５及び４６とを有する。更に、各凹
部は平滑又は鏡面状の内表面を有し、この内表面は白色
粉末を被着して拡散反射面にして可視放射及び紫外放射
を再び前面誘電体板の方へ放射させることもできる。

基本的な交流プラズマセルの動作は先に引用した特許及
び文献に良く説明されている。簡単に説明すると斯かる
セルは電気的には駆動電圧（例えば電極２５及び２９間
の電圧）と直列の３つのキャパシタとみなせ、中心のキ
ャパシタは点弧前の気体封入ギャップであり、外側のキ
ャパシタはセルの誘電体壁である。ギャップ間の電圧が
所定のしきい値を越えると、気体放電が起こり、印加電
圧をいわゆる持続レベルに減少させても順次の半サイク
ルごとに放電が起こる。印加電圧を更に減少させると、
放電が消滅する。これがため持続電圧を全てのセルに、
どのセルにも放電を生じさせることなく印加することが
でき、第１及び第２組の電極により選択された所定のセ
ルに対し持続電圧の半サイクルに１つの正電圧パルスを
重畳することにより選択したセルを放電させることがで
きると共に、この選択したセルを、負電圧パルスが持続
電圧に重畳されて選択したセルが消弧されるまでオン状
態に維持することができる。

セル間障壁構体又は板３７の形成はプリント回路板、集
積回路及び場合によっては従来の表示装置の構成素子の
製造に用いられているのと同様の化学的切削加工技術に
より達成される。障壁板の形成においては以下のパラメ
ータを考慮する必要がある。

表示装置の製造はパネルの高真空の排気処理を含み、３
９及び４１のような支柱部の頂部を十分に大きくしてフ
ロントフェースプレートを適切に支持すると共にこの高
真空状態の下で圧潰しないようにする必要がある。−辺
が約２　／１０００インチの支柱部サイズが好適である
ことが確かめられた。この場合支柱部の頂部は画素面積
の約１．４％を占め、これは通常の観視状態の下での可
視限界より十分に小さい。斯かる小さな支柱部は３１及
び３３のようなけい光体の島を大きくすることができ、
表示の明るさを増大する。

化学的切削加工処理により隣接する支柱部間に４３及び
４５のような鞘状のナイフェツジ遮断側壁を形成する。

支柱部の頂部から枝状部までの深さく及び従ってフェー
スプレート２３の内表面と側壁４３又は４５の上縁との
間の空隙の高さ）は約千分の０、ツイフチ（０，７ミル
）にする必要がある。これより小さい空隙はパネルの製
造中又は組立中に気体を適度に流通させることを不可能
にすると共にパネル中及び画素セル間のイオン粒子の流
れを制限してセルの点弧電圧の安定化を得られなくする
。

もしイオンの流れが存在しなければ、点弧電圧が著しく
高くなり、セルからセルへ放電が正しく転移しなくなる
。この空隙が大きすぎると、１つのセル内の放電により
生じた紫外放射がこの空隙を通って隣接するセルのけい
光体を照射し、色純度の低下を生ずる。３１のようなけ
い光体の高さは約２／３ミルにして鞘状部における放射
の遮蔽に寄与するようにする。

化学的切削加工処理により凹部の深さ、即ち板２３の内
面と平坦底面部５３との間の距離も決定する。

この凹部の深さはセルの点弧電圧に影響するため重要で
あり、この深さがパネル全体に亘って均一でない場合に
は種々のセルが異なる電圧で点弧し、セルの点弧及び持
続電圧の適正な制御が困難もしくは不可能になる。ここ
でも小間隔の小さなセルはコーナ支柱部によりフェース
プレート２３のたるみ又はそり及び関連する凹部深さの
変化が実際上除去されるので、従来の装置より改善が認
められる。

製造はタンタルの薄層と金の薄層が電子ビーム真空蒸着
処理により順に被着されたソーダ石灰フロートガラス板
の基板又は後面板４７から出発する。

この板にレジスト材料を被覆し、選択的に露光し現像し
、エツチングして４９のような所望の導体を除く全ての
個所の金を除去する。次いで、必要に応じ厚膜導電接点
パッドをシルクスクリーニングにより被着することがで
きる。残りのレジストを除去し、約１ミル厚の鉛珪硼酸
ガラスの層５５を被覆し、リフローさせて平滑表面を形
成する。この層５５には染料を含ませて次の化学的切削
加工処理をこの染料が見えてくる適切な時点で停止させ
ることができるようにすることができる。同じガラス又
は類似のガラスの第２の層５７を有効表面領域上に被着
し、焼成して化学的切削加工用の所望の凹部深さの層を
形成する。

レジスト層を被覆し、各画素の位置に心合わせされた略
々方形のパターンを有するマスクを通して露光する。こ
れら方形のパターンはセルの平坦底面部５３と略々同一
の寸法にする。レジスト層を現像してセルの上部中心に
位置する方形のエツチング液通過孔を形成する。

最初の近似として、化学的切削処理は時間とともに全て
の方向に直線的に進むので、凹部の所望の深さが４．７
ミルで、空隙５９．６１が必要ない場合にはレジスト層
の方形孔から４５のような側壁のナイフェツジまでの距
離も４．７　ミルにすればよい。

従って、レジスト層の矩形孔を凹部の深さより僅かに大
きくすればフェースプレート２３と側壁４５との間に所
望の空隙５９．６１が生ずる。

フェースプレート２３上に導体２５のパターンを設ける
処理は後面板４７上に導体４９を設けるのと略々同一で
ある。次に３３及び３５のようなけい光体の島を被着す
る。けい光体はモノクロディスプレイでは前面板２３の
内面上に連続細条として設けることができ、カラーディ
スプレイの場合には３つの工程を用いて第４図のシェブ
ロンパターン又はジグザグパターンに被着することがで
きる。後者の場合には３色のけい光体の各々に対するマ
スクを１つ又は２つのセル幅だけ横方向にずらせた同一
のマスクとする。けい光体は紫外線で励起されたとき高
い効率を有するもの、例えば赤けい光体は（Ｙ、　Ｇｄ
）　ＢＯｚ　　：　Ｅｕ”、青けい光体はＢａＭｇＡｌ
　ｌ　ｍｏｓｓ：Ｅｕ”及び緑けい光体はＢａＡｌ＋ｚ
Ｏ＋＊　　：　Ｍｎとする。

前面板２３の内面をレジスト層で被覆し、このレジスト
層を密着印画法によりマスクを経て露光し、水で現像し
、けい光体粒子を残存する湿ったレジストパターン内に
吹きつける。カラーディスプレイの場合にはこれらの工
程を３色の各々について、間に乾燥処理をはさんでくり
返す。次いでレジスト層を炉でベーキングして加熱分解
する。

次に、拡散用白色反射層６５をセルに被着することがで
きる。その１つの技術では、酸化マグネシウム粉末とフ
ォトレジスト材料を混合し、この混合物をセルに塗布し
、そのフォトレジスト材料をパネルの背後から露光する
。これにより、現像後、電極（４９）により露光が阻止
された電極上方の部分を除いてセルの全面に白色表面が
得られる。

次に酸化マグネシウムのような放射層６３をけい光体の
島及び障壁構体に電子ビーム薄膜堆積処理により被着す
る。障壁構体に対しては、放射層は層６５上を延在して
白色拡散表面を与え、紫外放射をけい光体の島の方へ戻
す。放射層はけい光体をプラズマ電子やイオン衝撃によ
り生ずる損傷から保護するよう作用する。

パネル周縁の封止は絶縁性のパネル板より低い融点を有
するフリットガラスで行う。このフリットガラスを有効
表示領域を囲む矩形境界縁として形成し、パネル板を整
列させて長い焼成サイクルにより封止する。

最后に、封止したパネルを加熱すると共に排気して汚染
物を除去し、次いで最終的に封止する前に所望の気体を
充填する。

以上から、前述した目的及び特徴を有する新規な表示装
置を開示していること明かである。しかし、本発明は上
述の実施例にのみ限定されるものでなく、精密な形状、
構成及び詳細構造に関し多くの変更が可能であること勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明表示装置の一実施例の一部分の平面図、 °　第２図は第１図の２−２線上の断面図、第３図は第
１図の３−３線上の断面図、第４図はカラーディスプレ
イ用の赤、緑及び青けい光体のシェブロンパターンを示
す図、第５図は第３図の断面図の拡大図である。 １１、１３．１５．１７．１９・・・気体放電セル２１
・・・前面ビューイング表面 ２３・・・前面誘電体板 ２５、２７・・・第１組の電極 ２９、３１．３３．３５・・・けい光体の島３７・・・
障壁形成兼板離隔部材　 ３１、４１・・・直立支柱部 ４３、４４．４５．４６・・・側壁部 ４７・・・後面誘電体板 ４９、５１・・・第２組の電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、略々平坦なマトリクスに配置された複数の気体放電
   セルと、第１組及び第２組の間隔を置いて配置された電
   極とを有し、各セルを第１組の１つの電極と第２組の１
   つの電極との間に位置させて成る交流気体放電表示装置
   において、第１組及び第２組の電極間をマトリクスの全
   体に亘って延在しその片面に個々のセルとそれぞれ関連
   する複数の凹部を有する誘電体材料の無孔層として形成
   したセル間障壁構体を設けたことを特徴とする交流気体
   放電表示装置。 ２、第１組の電極を含む略々平坦な第１誘電体板と、第
   ２組の電極を含む略々平坦な第２誘電体板とを具え、前
   記セル間障壁構体により前記第１及び第２誘電体板間を
   均一に離隔したことを特徴とする請求項１記載の装置。 ３、前記第１誘電体板は透明であり、前記障壁構体の凹
   部は第１誘電体板側に開口していることを特徴とする請
   求項２記載の装置。 ４、前記障壁構体の各凹部は第１誘電体板に当接する複
   数個のスペーサ部で囲まれていることを特徴とする請求
   項３記載の装置。 ５、前記障壁構体の各凹部は１対のスペーサ部間にあっ
   て第１誘電体板から離間して隣接セル間の気体及びイオ
   ン通過空隙を形成する少なくとも１つの側壁部を含んで
   いることを特徴とする請求項４記載の装置。 ６、前記障壁構体の各凹部には入射気体放電放射を第１
   誘電体板の方へ反射させる反射面を設けてあることを特
   徴とする請求項３記載の装置。 ７、第１誘電体板上に多数のけい光体材料層を、少なく
   とも１つのけい光体材料層が各セル内に位置するように
   設けてあることを特徴とする請求項６記載の装置。 ８、異なる色で発光する３種類の異なるけい光材料の層
   を具え、各セルに１種類のけい光材料の層を割り当て、
   隣接する各素子は異なるけい光材料の層を含んでいるこ
   とを特徴とする請求項７記載の装置。 ９、略々平坦なマトリクスに配置された複数の気体放電
   セルと、選択したセル内に放電を選択的に誘起及び禁止
   させる電極とを有する交流気体放電表示装置において、
   第１組及び第２組の電極間をマトリクスの全体に亘って
   延在しその片面に個々のセルとそれぞれ関連する複数の
   凹部を有する誘電体材料の無孔層として形成したセル間
   障壁構体を設けたことを特徴とする交流気体放電表示装
   置。 １０、前記電極は第１組及び第２組の間隔を置いて配置
   された電極を具え、各セルは第１組の１つの電極と第２
   組の１つの電極との間に位置し、第１組及び第２組の電
   極は互いに離間した略々平行な平面に互いに略々直角に
   延在するよう配置してあることを特徴とする請求項９記
   載の装置。 １１、第１組の電極を含む略々平坦な第１誘電体板と、
   第２組の電極を含む略々平坦な第２誘電体板と、第１及
   び第２誘電体板間を均一に離隔する前記のセル間障壁構
   体とをもって表示パネルを形成したことを特徴とする請
   求項１０記載の装置。 １２、第１誘電体板は透明であり、前記障壁構体の凹部
   は第１誘電体板側に開口していることを特徴とする請求
   項１１記載の装置。 １３、前記障壁構体の各凹部は該構体から延在して第１
   誘電体板に当接する複数の誘電体板離隔用突起で囲まれ
   ていることを特徴とする請求項１２記載の装置。 １４、前記障壁構体の各凹部は前記突起間にあって第１
   誘電体板から離間して隣接セル間の気体及びイオン通過
   空隙を形成する少なくとも１つの側壁部を含んでいるこ
   とを特徴とする請求項１３記載の装置。 １５、前記障壁構体の各凹部には入射気体放電放射を第
   １誘電体板の方へ反射させる反射面を設けてあることを
   特徴とする請求項９記載の装置。 １６、第１誘電体板上に多数のけい光体材料層を、少な
   くとも１つのけい光体材料層が各セル内に位置するよう
   設けてあることを特徴とする請求項１５記載の装置。 １７、異なる色で発光する３種類の異なるけい光材料の
   層を具え、各セルに１種類のけい光材料の層を割り当て
   、隣接する各素子は異なるけい光材料の層を含んでいる
   ことを特徴とする請求項１６記載の装置。 １８、前記障壁構体の各凹部は略々平坦な中心底面部と
   該底面部に融合する湾曲側壁表面部とを有していること
   を特徴とする請求項９記載の装置。 １９、略々平坦なマトリクスに配置された複数の気体放
   電セルと、略々平坦な前面ヴューイング表面を有する交
   流気体放電表示装置において、前面ヴューイング表面か
   ら順に、略々平行に間隔を置いて配置された第１組の電
   極を含む透明な前面誘電体板と；前面誘電体板の前面ビ
   ューイング表面と反対側の表面上に設けられたけい光体
   区域と；前面誘電体板の前面ビューイング表面と反対側
   の表面に当接する多数の直立支柱部と、これらの隣接支
   柱部間にあって前面誘電体板の前面ビューイング表面と
   反対側の表面から離間して気体及びイオンを通す空隙を
   形成する側壁部とを有する障壁形成兼板離隔部材と；第
   １組の電極と略々直交する方向に略々平行に間隔を置い
   て配置された第２組の電極を含む後面誘電体板とを設け
   たことを特徴とする交流気体放電表示装置。 ２０、各セルは第１組の１つの電極と第２組の１つの電
   極との間に位置することを特徴とする請求項２０記載の
   装置。 ２２、前記側壁部が各セルに１個づつの複数の凹部を限
   界し、各凹部には入射気体放電放射を前面誘電体板の方
   へ反射する反射面を設けてあることを特徴とする請求項
   ２０記載の装置。 ２３、前記側壁部は各セルに１個づつの複数の凹部を限
   界し、各凹部は前面ビューイング表面に平行な略々平坦
   な中心底面部と該底面部に融合する湾曲側壁表面部とを
   有していることを特徴とする請求項２０記載の装置。 ２４、前記側壁部は各セルに１個づつの複数の凹部を限
   界し、各凹部の内面は鏡面にしてあることを特徴とする
   請求項９記載の装置。