JPS63248035A - ガス放電発光装置 - 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、プラズマディスプレイ等に用いるための、
放電現象を利用したガス放電発光装置に関する。

（従来の技術） 従来、密閉されたガラス管内に種々のガスを封入し、放
電せしめて発光させることにより、種々の情報をディス
プレイ上に表示するためのガス放電発光装置が用いられ
ている。

以下、従来知られでいるガス放電発光装置の一例につき
図面を参照して説明する。

Ｍｓ図（Ａ）及び（Ｂ）は、従来量も広く用いられでい
る、直流式のガス放電発光装置の概略的な構成を示す説
明図である。これらの図において、第３図（Ａ）は装置
の構成を概略的な断面によって示し、断面を示すハ・ン
チング等は一部分を省略している。また、第３図ＣＢ）
は装置の一部を拡大して概略的平面を示す透視図である
。

まず始めに、この種のガス放電発光装置では、例えばガ
ラスまたはその他の透明性を有する絶縁材料からなる第
１基板１１及び第２基板１３の表面に、例えばニッケル
（Ｎｉ）またはその他の導電材料を被着せしめた後、ホ
トリソ技術或いはその他の任意好適な技術を用いで、複
数のストライプ状の第１電極１５及び第２電極１７を第
１基板１１或いは第２基板１３の上に形成する。

この従来の電極は、通常、種々の導電材料をスパッタ法
またはその他任意好適な方法により薄膜状に被着形成し
たり、導電材料からなる金属ペーストをスクリーン印刷
して厚膜として形成したり、或いは、例えばＩＴＯ（Ｉ
ｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ：酸化インジウム錫）
等の透明性を有する導電性酸化物から構成する。

この装置を構成するに当っては、第１基板１１の表面に
形成された複数の第１電極１５と、第２基板１３の表面
に形成された複数の第２電極１７とを両基板１１及び１
３との間に設けたスペーサ１９を介して、設計に応した
所定の間隔を以って、互いに直交するように対向させて
離間配置せしめることにより、ガス空間２１ヲ形成する
と共に、夫々の電極１５及び１７の交差部分のガス空間
部分で、第３図（Ｂ）に示すように、ガス放電発光装置
におけるガス放電発光素子２３ヲ構成する。

このガス空間２１の形成に続いて、ガラスまたはその他
の任意好適な材料よりなる封止剤２５ヲ熱溶融させてガ
ス空間２１を外気と隔絶し、当該ガス空間２１内を排気
した後、例えばアルゴン（Ａｒ）とネオン（Ｎｅ）とを
混合せしめた放電ガス（図示せず）を導入してガス放電
発光装Ｍ２７ｕ完成する。

このようなガス放電発光装置を駆動するに当っては、例
えば上述の構成の第１電極１５をアノード（陽極）電極
１５として及び第２電極１７をカソード（陰極）電極１
７としで、図示しでいない端子及び配線を介して、これ
らに電圧を印加し、ガス放電による発光を行なう。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した発光は、ガス空間２１内に封入
された放電ガスがプラズマ化してカソード電極１７に対
するスパッタリングを伴なう。これかため、少なくとも
カソード電極１７を構成する導電材料が基板の表面に被
着し、当該基板の透明度を低下させて装置の発光輝度か
低下するのみならず、夫々の電極間に堆積されることに
よって当該電極間が短絡し、誤発光を生じるという間厘
が有った。

上述した従来の問題に対して、例えば文献：「日経エレ
クトロニクスＪ　　（１９８５年８月２６日号、第１８
１頁）に開示されるように、夫々の電極間に、ガラスま
たはその他の絶縁材料からなる隔壁を設ける技術も知ら
れているが、ガス放電発光素子（発光画素）の微細化が
進むにつれ、当該隔壁を配設するには、厳密な位置合わ
せを必要とするため、歩留りの低下を招くという問題を
生じる。

この発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、長寿
命であり、かつ誤発光を回避することが可能な、高い信
頼性を有するガス放電発光装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明のガス放電発光装
置によれば、 放電ガスが導入されたガス空間を介し、一対の電極を有
するガス放電発光素子を複数個具えて成るガス放電発光
装置において、 この一対の電極のうち、少なくともカソード電極の表層
部分を金属珪化物（ＭＳｉ、）（但し、Ｍは金属であり
、かつＸは正数）で形成し、上述の放電ガス中に窒素（
Ｎ２）を含ませたことを特徴としている。

また、この発明の実施に当っては、 上述した窒素を、上述の放電ガスの総重量に対して１重
量％以上含ませて構成するのが好適である。

（作用） この発明のガス放電発光装置の構成によれば、少なくと
もカソード電極の表層部分を構成する比抵抗の低い金属
珪化物が、ガス放電に伴なってスパッタリングされてガ
ス空間中に飛散した後、放電ガス中に含まれる窒素（Ｎ
２）と化合し、例えば窒化珪素（ＳｉＮ、）　（但し、
ｙは任意の正数）、金属珪化物の窒化物（Ｍ　ＰＳＩ９
Ｎ　ｒ）　（但し、ｐ、Ｑ、ｒは任意の正数）といった
比抵抗の高い化合物を生成する。従って、電極間に被着
しで堆積した際に、当該電極間の短絡を抑制することが
できる。

ざらに、これらの化合物はいずれも透明度が高いため、
装置の発光輝度を低下させることが少ない。

（実施例） 以下、図面ヲ参照して、この発明のガス放電発光装置の
好適実施例につき説明する。

第１図は、この発明の好適実施例を説明するため、第３
図（Ａ）と同様に装置の概略的な断面により示した製画
構成図である。図中、この発明の特徴となる構成成分を
除いて、Ｍ３図（ハ）及び（Ｂ）と同一の構成成分には
同一の符号を付して示す。また、以下に説明する好適実
施例では、ガス放電発光袋＠を構成するアノード電極と
カソード電極との両方の電極が、共に金属珪化物によっ
て構成されでいる場合につき説明する６まず始めに、従
来と同様の材料からなる第１基板１１及び第２基板１３
の表面に、前述の金属珪化物（ＭＳｉ、）、例えば二珪
化チタン珪化物（ＴｉＳｉ２）を被着後、これをパター
ンニングしで、複数のアノード電極２９及びカソード電
極３１を夫々形成する。この電極形成に当っては、二珪
化チタン（ＴｉＳｉ２）よりなるターゲットを用いで、
従来周知のスパッタ法により、夫々の基板表面に被着さ
せる。

然る後、従来技術として説明した種々の任意好適な工程
により、スペーサ１９によりガス空間を配設して封止剤
２５によって外気と隔絶した後、従来周知の方法によつ
１Ｏ−Ｂｔｏｒｒ迄真空排気する。

続いて、このガス空間２１に、放電ガスとして窒素（Ｎ
２）を含有するガスを導入する。この好適実施例では、
この放電ガスとして、アルゴン（Ａｒ）１重量％、ネオ
ン（Ｎｅ）７９重量％、窒素（Ｎ２）２０重量％の組成
−の放電ガスを用い、これＧ２００　ｔｏｒｒの圧力と
なるまで導入して、第１図に示すような、この発明の好
適実施例としてのガス放電発光装置３３を作成する。

以下、第１図により説明した、この発明のガス放電発光
装置と、第３図（Ａ）及び（Ｂ）により説明した従来の
ガス放電発光装置の比較結果につき説明する。

比較に用いた従来の装置は、アノード電極１５及びカソ
ード電極１７をニッケル（Ｎｉ）で形成し、放電ガスの
組成をアルゴン１．５重量％、ネオン（Ｎｅ）９８．５
重量％とじて構成すること以外は、上述の好適実施例と
同一の仕様及び作成条件として構成した。

このようにしで作成した従来のガス放電発光袋で２７と
、この発明のガス放電発光袋コ３３との比較を行なうた
め、当該装置２７及び３３を、同一の条件の下で連続し
て１００時間に亙つ同時に駆動した後の電極間の抵抗値
を測定した。

この比較実験の結果、従来構成のガス放電発光装置２７
におけるカソード電極２９同士の間の平均抵抗値は１．
２０ｘ　１０６Ωとなり、はぼガス放電発光素子間に誤
発光を生じ易い、低抵抗の状態（短絡状態）に達したの
に対して、この発明の装置３３ては１．８７ｘ　１０’
Ωであった。この数値からも理解できるように、この発
明のガス放電発光装置の構成によれば、長時間の連続駆
動の後でも、充分なガス放電発光素子が独立して駆動せ
しめることが可能な状態を維持し得る。

以上、詳細に説明したように、アノード電極及びカソー
ド電極を二珪化チタン（ＴｉＳｉ２）で構成し、放電ガ
ス中に２０重量％の窒素（Ｎ　２）’ａ金含有しめた場
合につき説明したが、電極を構成する金属珪化物をタン
タル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、
タングステン（Ｗ）、クロムＣＣｒ）、ジルコニウム（
２ｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）或いはマンガン（Ｍｎ）と
いった金属の珪化物としても、上述の好適実施例同様の
効果を得ることができた。このことからも類推できるよ
うに、上述の金属珪化物から選ばれた二ｆ！類以上の金
属珪化物からなる混合物としても、上述の好適実施例同
様の効果を期待し得る。

また、これら金属珪化物により構成したガス放電発光製
画に封入する放電ガスに含有せしめた窒素（Ｎ２）の重
量百分率をｆ！々の割合として上述の好適実施例同様の
比較実験を行なったところ、当該窒素（Ｎ２）は、放電
ガス中に微量含まれていれば効果が生じてくるが、好ま
しくは、この窒素を１重量％以上の含有率とするのが好
適である。また、放電ガスをほぼ純粋な窒素としでも良
く、これら放電ガスが上述の条件を満たしていれば、い
ずれの金属珪化物の場合でも上述の好適実施例の場合と
同様の効果が得られた。ざら（こ、放電ガス中に含まれ
るガスのうち、この発明に係る窒素を除くガス成分につ
いては、上述したアルゴン或いはネオンに限定されるも
のではない。

上述した好適実施例では、ガス放電発光袋Ｍを構成する
電極２９及び３１のいずれも、その全体か金属珪化物で
構成される場合につき説明した。しかしながら、前述し
たように、発光駆動に伴なうスパッタリングは、主とし
て、アノード電極とカソード電極とが対向するカソード
電極の表面において発生することが知られている。従っ
て、上述したカソード電極をチタン珪化物によって・構
成すると共に、従来と同様な、例えばニッケル或いはそ
の他の従来用いられでいる導電材料によってアノード電
極を構成した場合にも、上述の好適実施例の場合と同様
の効果が期待できる。

以下、上述の場合の実施例につき、第２図を参照して説
明する。

第２図として示した装置構成図からも理解できるように
、カソード電極を構成するに当り、まず、第１基板１１
の表面に、カソード電極３５の基体、即ち、下地３５ａ
として、従来用いられていたニッケルまたはその他の導
電材料を被着せしめた後にパターンニングする。この場
合、下地としては、金属珪化物と同等、或いは、それよ
り電気抵抗率の小さい金ａを薄膜状に被着させたり、ま
たは、導電性厚膜として塗布形成するのが好適である。

続いて、この下地３５ａ上にカソード電極３５の表層部
分３５ｂとして金属珪化物を積層後、パターンニングし
で、二層よりなるカソード電極３５を形成する。

また、上述したように、アノード電極は、必ずしも、こ
の発明に係る金属珪化物により構成されでいる必要がな
いため□、第２図中では、当該アノード電極を従来構成
と同様のアノード電極１７とした場合の構成につき図示
している。このようにして構成したガス放電発光袋？Ｉ
ｔ３７においでも、上述した好適実施例と同様の効果を
期待し得ること明らかである。

これに加えて、上述した実施例のいずれの場合でも、ガ
ス放電発光装置を駆動する際に輝度の低下を来たすよう
な基板の透明度の低下は観察されなかった。

ざらに、この発明に適用される前述の金属珪化物は、い
ずれも高融点を有するため、従来知られているＩＴＯ電
極等に比して耐熱性に優れており、かつ当該金属珪化物
が酸素と化合する際に、その表面に極〈薄い二酸化珪素
（ＳｉＯ２）よりなる膜を形成するため、従来、問題と
なっていた封止時の加熱処理に伴なう電極材料の酸化が
電極内部にまで及ぶことがない。

以上、この発明の好適実施例及び他の実施例につき詳細
に説明したが、この発明はこれら上述の実施例に限定さ
れるものでないこと明らかである０例えば、上述の実施
例では、チタン珪化物を基板上に被着せしめる方法の一
例としで、スパッタ法を用いた場合につき説明したが、
これ以外の化学的気相成長法またはその他の被着方法と
しても良い、この化学的気相成長法として被着を行なう
場合には、スパッタ法のように、ターゲットにおける金
属と珪素との組成比に応じた比抵抗の値に固定されるこ
となく、当該電極の有する比抵抗の値を、ガス放電発光
装置の設計に応じた任意好適な値として、簡単かつ容易
に変更することができる。

さらに、以上の説明においては、プラズマ放電を利用し
た電子機器の一例としで、第３図（Ｂ）を参照しで説明
したように、ガス放電発光素子をマトリックス状に配設
して構成した場合につき説明したが、この発明は何らこ
れに限定されるものではないこと明らかである。これら
ガス放電発光素子の配Ｍ関係、各構成成分の有する膜厚
及びその他の条件は、この発明の目的の範囲内で、設計
の変更及び変形を行ない得ることを理解されたい。

（発明の効果） 上述した説明からも理解できるように、この発明のガス
放電発光装置によれば、少なくともカソード電極の少な
くとも表層部分が、金属珪化物または前述の金属珪化物
から選ばれた二種類以上の金属珪化物の混合物により構
成されると共に、放電ガス中に窒素（Ｎ２）を含有せし
める構成としたため、放電を行なう際に発生するスパッ
タリングによるガス放電発光素子間の短絡を防ぐことか
できる。

さらに、この発明のガス放電発光装置においては、電極
間に被着する前述の窒素化合物が透明性を有するため、
発光輝度の低下を招くことかない。

これがため、長寿命であり、かつ誤発光を回避すること
が可能な、高い信頼性を有するガス放電発光袋ＭＩＦｒ
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のガス放電発光装置の好適実施例の
説明に供する装で構成図、 第２図は、この発明の他の好適実施例の説明に供する装
置構成図、 第３図（Ａ）及び（Ｂ）は、従来技術の説明に供する説
明図である。 １１・・・・第１基板、１３・・・・第２基板＋５．２
９．３５・・・・第１電極（カソード電極）１７、３１
・・・・第２電極（アノード電極）１９・・・・スペー
サ、２１・・・・ガス空間２３・・・・ガス放電発光素
子、２５・・・・封止剤２７、３３．３７・・・・ガス
放電発光装置３５ａ・・・・下地、３５ｂ・・・・表層
部分。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放電ガスが導入されたガス空間を介し、一対の電
   極を有するガス放電発光素子を複数個具えて成るガス放
   電発光装置において、 該一対の電極のうち、少なくともカソード電極の表層部
   分を金属珪化物（ＭＳｉ＿ｘ）（但し、Ｍは金属であり
   、かつｘは正数）で形成し、前記放電ガス中に窒素（Ｎ
   ＿２）を含ませて成る ことを特徴とするガス放電発光装置。
2. （２）前記窒素を、前記放電ガスの総重量に対して１重
   量％以上含ませて成る ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス放電
   発光装置。