JP3563497B2 - ガス放電型表示パネル及びこれを用いた画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス放電を利用して文字や図形等を発光表示させるガス放電型表示パネル、及びこのガス放電型表示パネルを用いた画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガス放電型表示パネルは一般的に、ガラス材からなる前面基板及び背面基板の各一面にＥＢ（電子ビーム）蒸着法や厚膜印刷法により電極や隔壁等を形成し、その面を内側にして両基板の周辺部を接着領域として封止材である低融点のガラスフリットにより両基板を封着したものである。そして、両基板の間の放電空間には所定のガスが封入されている。基板上に設けられた各電極を外部の駆動回路と接続するために設けられる引出しリード電極は、ガス放電型表示パネルの上下左右の端面部から所定の長さ突出して形成されていた。
また、従来のガス放電型表示パネルにおいて、その表示面からは見えない背面基板には、ガス放電型表示パネル内の不要なガスを排気し、放電のためのガスを封入する際に用いるガス孔（排気孔）が形成されていた。この排気孔は、ガス放電型表示パネルにおける画像表示に有効な領域（すなわち、有効表示領域）より外側の周辺部分であって接着領域までの無効表示領域に設けられている。排気孔は、通常用いられるガラス加工用のガラス用キリによる孔加工やシリカ系のビーズを吹きつけるサンドブラスト法による孔加工等により形成されていた。従来の孔加工において、例えば約１ｍｍの板厚を有する背面基板に孔加工するためには、板厚とほぼ同じ直径を有するガラス用キリが、キリ自体の強度的な面から必要である。従って、排気孔の最小孔径は１.０ｍｍφが限度であり、さらに小さな孔をあけることは非常に困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のガス放電型表示パネルにおいては、有効表示領域より外側の周辺部分に排気孔を形成するための無効表示領域が必要であった。また有効表示領域の外側には接着領域や、引出しリード電極を配置するための無効表示領域が必要であった。従って、従来のガス放電型表示パネルでは相当の無効表示領域（例えば、パネルの周囲にある、幅約１０〜２０ｍｍ程度の領域）があり、その結果、ガス放電型表示パネルの１ユニットが占める全面積に対する有効表示領域の割合が小さいという問題点があった。
また、従来のガス放電型表示パネルを上下左右方向に多数組み合わせて配置して１つの画面を形成する場合、すなわちいわゆるマルチ方式の画像表示装置を形成する場合には、隣り合うガス放電型表示パネルの間で無効表示領域が隣接するため、全体としての画像においてパネル間のつなぎ目が目立ち、格子状の暗部が明瞭に現れてしまうという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、ガス放電型表示パネルの１ユニットが占める全面積に対する有効表示領域の割合が従来より大きいガス放電型表示パネルを提供することを目的とし、また、それによってガス放電型表示パネルを多数用いてマルチ方式の画像表示装置を構成した場合でもパネル間のつなぎ目が目立ちにくい大画面を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス放電型表示パネルは、放電空間を介して対向し周辺をフリットにより封着された前面ガラス基板と背面ガラス基板、その前面ガラス基板と背面ガラス基板とのそれぞれの一面上に設けられた電極、この電極に接続され且つ前面ガラス基板と背面ガラス基板とのそれぞれの端面部に形成されたリード電極、及び、その前面ガラス基板と前記背面ガラス基板との間に設けられた複数の放電セル、を有し、フリットより内側すべてを有効表示領域とし、背面ガラス基板において、有効表示領域内で且つ隣接する放電セルの境界に排気孔を設けたことを特徴とする。このように構成すると画面の無効表示領域が非常に小さくなる。
【０００６】
上記の排気孔は好ましくは、放電空間に面する一の表面に開口した孔の直径が所定の画素ピッチより小さく、かつ、孔の深さがその孔の直径に近似した第１の孔と、他の表面に開口し、前記第１の孔の直径より実質的に大きい直径を有する第２の孔と、を連通した形状であるように構成される。このような排気孔の形状は例えば、ガラス基板の両面から異なる径のキリにより切削加工することにより得られ、極小な孔径を実現する。
また、ガス放電型表示パネルを縦横に多段多列配置して画像表示装置を構成すると、前述のように無効表示領域が小さいので全体として切れ目の目立たない大画面を構成できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるガス放電型表示パネルの実施の一形態について説明する。
図１は、ＡＣ方式のガス放電型カラー表示パネル（以下単にガス放電型表示パネルという。）を示す斜視図である。図に示すように、ガス放電型表示パネルは、前面ガラス基板１と背面ガラス基板９とを低軟化点ガラス材料のフリット２１により封着して構成されている。
図２は、図１のガス放電型表示パネルの内部構成を示す部分正面図であり、図３は図２のIII−III線による断面図である。
図２において、前面ガラス基板１の下面に設けられた櫛歯状の複数の透明な走査電極２及び同様に設けられた櫛歯状の複数の透明な維持電極３は、互いに対向して櫛の歯が噛み合うように配置されている。走査電極２及び維持電極３は、それぞれの櫛歯状部を支える根元の共通部に相当する部分にストライプ状の走査電極母線４と維持電極母線５とを備えている。
【０００８】
図３において、走査電極２及び維持電極３はすべて誘電体層６によって覆われている。そして誘電体層６の表面全体に放電保護膜７が形成されている。また、図２及び図３に示すように、ガス放電型表示パネルは、前面ガラス基板１と背面ガラス基板９との間に隔壁１１により仕切られた複数の放電セル１０（図３）を有している。隔壁１１は背面ガラス基板９上にストライプ状に設けられ、放電空間８を挟んで互いに対向している。隣接する隔壁１１間には、ストライプ状に所定の蛍光体層１２が設けられ、その各々のさらに下層部にアドレス電極１３が設けられている。カラー表示を行うために、放電セル１０は、例えば３つの放電セル１０ａ、１０ｂ及び１０ｃ（図２）を一画素として構成されており、それぞれの放電セル１０ａ、１０ｂ及び１０ｃ内部のアドレス電極１３の上にはそれぞれ、赤、緑及び青を発光する蛍光体層１２が設けられている。
放電空間８には、例えばヘリウム、ネオン、アルゴンの内少なくとも１種類のガスとキセノンの混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、放電セル１０ｂと図２の下方向に隣接する放電セル１０ｂｂとの境界には排気孔１４が設けられている。排気孔１４により排気及び、放電のためのガスの封入を行う。
【０００９】
次に、上記ガス放電型表示パネルの製造方法について説明する。
図４は図１〜図３に示したガス放電型表示パネルの構造を示す、一部断面図を含む斜視図である。なお発明の一実施形態として用いた平面型のガス放電型表示パネルの有効表示領域では、赤、緑及び青の縦ストライプの絵素ピッチ（すなわち横方向の放電セルピッチ）が１.０ｍｍであって、画素ピッチ（すなわち縦方向の放電セルピッチ）が３.０ｍｍである。
図４において、前面ガラス基板１及び背面ガラス基板９には、それぞれ同一の大きさに切り出された汎用の厚さ１.１ｍｍのソーダライムガラス板を用いる。そして、前面ガラス基板１には、蒸着法や厚膜印刷法を用いて形成されたＩＴＯ等の透明材料からなる走査電極２及び維持電極３を設ける。また、銀、銅等の導電材料からなる、それぞれ幅が約０.１５ｍｍの走査電極母線４及び維持電極母線５を３ｍｍ間隔にて形成する。
【００１０】
走査電極母線４及び維持電極母線５はそれぞれ導電性の材料を用いて前面ガラス基板１の互いに逆の端面部まで延長される。この導電性の材料は厚膜印刷法や蒸着法により設けられる。
そして、さらに前面ガラス基板１の側面に側面リード電極１５ａを設け、さらに反対面すなわち、前面ガラス基板１の前面側に導電性の材料によりリード電極１５を設ける。このリード電極１５は、転写印刷法や端面印刷法を用いて、前面ガラス基板の端面部に形成され、特に、画面としての有効表示領域５１（図１）を損なわない封止代（すなわち、封止する（封着するともいう）ために残しておく部分）に相当する１ｍｍ幅の部分に形成される。言い換えれば、無効表示領域５２（図１）にリード電極１５を設けている。そして、リード電極１５は駆動回路（図示せず）に接続される。図５はこの側面リード電極１５ａ及びリード電極１５を示す斜視図であり、図１のＶ部の拡大図に相当する。
維持電極３も同様にして側面リード電極１６ａ（図１）を介してリード電極１６（図１）を設け、駆動回路に接続される。
こうして図１に示すように、リード電極１５及び１６はガス放電型放電パネルの無効表示領域５２内に設けられる。
【００１１】
次に、図３に示すように、走査電極２と維持電極３の全面に、ホウ珪酸鉛ガラスやビスマス系ホウ珪酸鉛ガラス等の放電電荷蓄積用絶縁性ガラスにより膜厚３０〜５０μｍの誘電体層６を形成する。その後、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯなどのアルカリ土類系酸化物を用い、蒸着法、印刷法、もしくは、ディップ法などの方法により、０.４〜０.７μｍの厚さの放電保護膜７を形成する。こうして、前面ガラス基板１側の加工が完成する。
【００１２】
次に背面ガラス基板９側の組立について説明する。図４において、まず、背面ガラス基板９上に、厚膜印刷法により、複数のアドレス電極１３を１ｍｍピッチで形成する。それぞれのアドレス電極１３は背面ガラス基板９の端面部まで延長し、端面部上に転写印刷法や端面印刷法により側面リード電極１９ａを設け、これを介して背面ガラス基板９の裏面上にリード電極１９を設ける。そしてこのリード電極１９を駆動回路（図示せず）に接続する。図６は上記の側面リード電極１９ａ及びリード電極１９の部分を示す斜視図であり、図１のＶＩ部の拡大図に相当する。
次に、横方向（図４の左右方向）の放電セル１０（図３）を仕切るため、亜鉛系ガラスなどの隔壁用ガラスからなるストライプ状の複数の隔壁１１を設ける。隔壁１１は幅１５０μm、高さ２００μm、１ｍｍピッチで設ける。また、同様に亜鉛系ガラスなどの隔壁用ガラスからなるフリット止め外枠２２を四辺に設け、四角形の枠を形成する。このフリット止め外枠２２により後述のフリット２１が前記四角形の内側に流れ込むのを防止する。フリット止め外枠２２は幅１５０μm、高さ２００μmであり、例えば厚膜印刷の積み重ねにより形成する。
そして最後に、それぞれ隣接する隔壁１１間のアドレス電極１３上に赤、緑及び青の３色の蛍光体層１２を一定の順序に従いストライプ状に流し込んで形成する。こうして背面ガラス基板９側の加工が完成する。
【００１３】
次に、完成した前面ガラス基板１と背面ガラス基板９を図１のように位置合わせし、組み合わせる。そして、フリット止め外枠２２（図４）の外側、すなわち前面ガラス基板１と背面ガラス基板９の各四周辺に設けられた１ｍｍ幅の封止代において、低軟化点ガラス材料のフリット２１を用いて前面ガラス基板１と背面ガラス基板９とを気密封着し、パネルが完成する。
【００１４】
上記のように、本実施形態においては、走査電極２に接続されるリード電極１５及び維持電極３に接続されるリード電極１６が前面ガラス基板１の表面の長手方向の両端辺に沿った無効表示領域に形成され（図１）、この無効表示領域は約１ｍｍ程度のわずかな幅である。また、アドレス電極１３に接続されるリード電極１９は前面ガラス基板１側には設けず、背面ガラス基板９の裏面に形成した（図６）。この結果、パネルの四周辺に設けられ且つフリット２１により封着された１ｍｍ幅の封止代だけが、無効表示領域５２（図１）となり、それ以外、すなわち無効表示領域５２の内側すべてが有効表示領域５１（図１）となる平面型のガス放電型表示パネルが形成される。
このように、各ガラス基板１及び９のそれぞれの一面では電極２、３及び１３を形成し、各ガラス基板１及び９のそれぞれの反対の面では封止代に相当する部分にリード電極１５、１６及び１９を形成する。それにより、全表面積に対する無効表示領域５２の占める割合の非常に小さいガス放電型表示パネル、言い換えれば有効表示領域５１の占める割合が非常に大きいガス放電型表示パネルを形成することを可能にした。
【００１５】
上記のように構成され、気密封着されたパネル内には、有効表示領域５１内の放電セルの境界に設けられた排気孔１４（図２）を利用してパネル内の不要ガスを排気し、放電に必要なヘリウム、ネオン、アルゴンの内少なくとも一種類のガスとキセノンの混合ガスを放電ガスとして封入し、ガス放電型表示パネルが完成する。
【００１６】
次に、排気孔１４の設け方について詳述する。
図７は、ガス放電型表示パネルの背面ガラス基板９の排気孔周辺の構造を示す、一部断面図を含む拡大斜視図である。図８は図７のVIII-VIII線断面の主要部を示す図である。図７及び図８に示すように、排気孔１４は背面ガラス基板９をくり貫いて、特定の２つの隣接する隔壁１１間に開口を形成するように設けられる。開口部分の蛍光体層１２及びアドレス電極１３は取り除かれている。
図８の背面ガラス基板９の断面図に示すように、直径０.３ｍｍ以下のガラス加工を行うには、まず、放電空間８（図３）を形成しない非表示側に相当するガラス面９ａより、直径１ｍｍの工業用ダイヤモンド材で形成されたキリおよび鋼材の表面に１０μｍ以下（サブミクロン）のサイズの工業用ダイヤモンド粉末がちりばめられたキリを用いて、放電セルの境界に位置する場所にガラス板厚ｔ（＝１.１ｍｍ）の２／３の深さまで孔１４ｂをあける加工を施す。次に、直径０.３ｍｍの工業用ダイヤモンド材で形成されたキリおよび鋼材の表面に１０μｍ以下（サブミクロン）の工業用ダイヤモンド粉末がちりばめられたキリを用いて、放電空間側のガラス面９ｂからガラス板厚ｔの１／３の深さまで、先に形成した孔１４ｂと中心線を一致させつつ孔１４ａを形成する。
こうして、放電空間側に直径０.３ｍｍの開口を有し、孔の深さがその直径に近似した孔１４ａと、非表示側に開口し、その直径が孔１４ａより大きい孔１４ｂとを連通した形の排気孔１４を有する背面ガラス基板９が準備できる。
アドレス電極１３と蛍光体層１２は、排気孔１４の上には印刷しないようこれを迂回して形成されている（図７）。
【００１７】
本来、直径０.３ｍｍのキリにはその直径にほぼ相当する孔の深さしか形成させることができない。従って１.１ｍｍの厚さを有する背面ガラス基板９に直径０.３ｍｍのキリを貫通させることはできない。しかしながら、上記のように背面ガラス基板９の孔あけに際して最初に非表示側のガラス面９ａからある程度の深さまで切削しておくことにより、背面ガラス基板９の厚さを局部的に薄くしておくことができるので、放電空間側のガラス面９ｂから直径０.３ｍｍ程度の微細な径の孔をも設けることが可能となる。こうしてあけた孔を、ガス放電型表示パネルの排気およびガス封入用の孔として用いることにより、画素ピッチや絵素ピッチが１.０ｍｍ以下のガス放電型表示パネルにおいても、表示画面を欠損させることなくガス放電型表示パネルを構成することが可能になった。
なお、上述の本発明の両面孔あけ方法では、ガラス基板の板厚が０.７〜１ｍｍのとき最小の孔径として約０.２ｍｍ程度が限界となり、さらに小さな孔は事実上形成できない。また、排気孔１４の直径が部分的に従来よりも小さくなった結果、例えば排気抵抗が増すことが考えられるが、発明者らの実験によれば実用上従来との差はなく、従来と同一条件の排気・封入工程によって良好な排気・封入作業を行うことができた。
【００１８】
次に、上記のように構成されたガス放電型表示パネルを「表示ユニット」に構成する手順の概略を説明する。図９は表示ユニット３０の構成を示す分解斜視図である。
図９に示すように、完成したガス放電型表示パネル２３は、その背面及び表面に設けられた各リード電極１５、１６及び１９が、回路モジュール２５と接続される。また、ガス放電型表示パネル２３及び回路モジュール２５は樹脂成形により加工形成されたフレーム２４にネジ等により固定され、表示ユニット３０が完成する。
【００１９】
図１０は、このようにして完成された表示ユニット３０を多段・多列に縦横にマトリクス構成したマルチ方式の画像表示装置を示す斜視図である。
例えば、一つのガス放電型表示パネルの封止代すなわち無効表示領域が幅１ｍｍであって、有効表示領域の画素ピッチが３.０ｍｍで縦３２画素、横８０画素で構成される場合、その完成された表示ユニット３０の大きさは９８ｍｍ×２４２ｍｍとなる。これを、縦方向に７段、横方向に４列配置すると、約４６インチのマルチ方式の画像表示装置が構成される。
前述のように本発明の実施形態によれば、個々の表示ユニット３０を構成するガス放電型表示パネル２３について、各電極のリード電極を、基板の端面部を経由して反対の面上に形成することにより、ガス放電型表示パネルの封止代以外をすべて有効表示領域としたので、表示パネル表面積に占める無効表示領域の割合を非常に小さくすることができる。その結果、このガス放電型表示パネルを多段・多列にマトリクス配置し、マルチ方式の画像表示装置を構成してもパネルごとのつなぎ目が強調されることなく、全体として実質的に切れ目のない大きな一つの画像を表示することができる。
【００２０】
なお、以上に述べた実施形態では、ＡＣ方式のカラーのガス放電型表示パネルにより構成した表示ユニットを用いた場合について説明したが、本発明はＡＣ方式に限らずＤＣ方式やＤＣパルスメモリー方式についても適用できる。また、カラー表示パネルに限らずモノカラー表示パネルにも同様の効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、各電極のリード電極を、基板の端面部を経由して反対の面上に形成することにより、ガス放電型表示パネルの封止代以外をすべて有効表示領域としたので、表示パネル表面積に占める無効表示領域の割合を非常に小さくすることができる。その結果、このガス放電型表示パネルを多段・多列にマトリクス配置し、マルチ方式の画像表示装置を構成してもパネルごとのつなぎ目が強調されることなく、全体として実質的に切れ目のない大きな一つの画像を表示することができる。
また、例えば背面ガラス基板の両面から孔あけ加工して排気孔を形成することにより、非常に小さい孔径の排気孔を形成できるので、画像表示に影響を与えることのない排気孔を有効表示領域に形成できる。つまり排気孔形成のために無効表示領域を用意する必要は無いので、表示パネル表面積に占める無効表示領域の割合を非常に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるＡＣ方式のガス放電型表示パネルを示す斜視図
【図２】図１に示したガス放電型表示パネルの内部構成を示す部分正面図
【図３】図２のIII−III線による断面図
【図４】図１〜３に示したガス放電型表示パネルの構造を示す、一部断面図を含む斜視図
【図５】図１のＶ部を示す斜視図
【図６】図１のＶＩ部を示す斜視図
【図７】排気孔を示す斜視図
【図８】図７のVIII−VIII線断面図
【図９】ガス放電型表示パネルを含む「表示ユニット」の構成を示す斜視図
【図１０】表示ユニットをマトリクス構成したマルチ方式の画像表示装置
【符号の説明】
１ 前面ガラス基板
２ 走査電極
３ 維持電極
８ 放電空間
９ 背面ガラス基板
１３ アドレス電極
１４ 排気孔
１４ａ、１４ｂ 孔
１５ 走査電極用のリード電極
１６ 維持電極用のリード電極
１５ａ 走査電極用の側面リード電極
１６ａ 維持電極用の側面リード電極
１９ アドレス電極用のリード電極
１９ａ アドレス電極用の側面リード電極
２１ フリット
５１ 有効表示領域
５２ 無効表示領域

Claims (3)

1. 放電空間を介して対向し周辺をフリットにより封着された前面ガラス基板と背面ガラス基板、前記前面ガラス基板と前記背面ガラス基板とのそれぞれの一面上に設けられた電極、この電極に接続され且つ前記前面ガラス基板と前記背面ガラス基板とのそれぞれの端面部に形成されたリード電極、及び、前記前面ガラス基板と前記背面ガラス基板との間に設けられた複数の放電セル、を有するガス放電型表示パネルであり、
   前記フリットより内側すべてを有効表示領域とし、前記背面ガラス基板において、前記有効表示領域内で且つ隣接する前記放電セルの境界に排気孔を設けたことを特徴とするガス放電型表示パネル。
2. 前記排気孔は、
   前記放電空間に面する一の表面に開口した孔の直径が所定の画素ピッチより小さく、かつ、孔の深さがその孔の直径に近似した第１の孔と、
   他の表面に開口し、前記第１の孔の直径より実質的に大きい直径を有する第２の孔と、
   を連通した形状であることを特徴とする請求項１記載のガス放電型表示パネル。
3. 請求項１のガス放電型表示パネルを縦横に多段多列配置して構成した画像表示装置。

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