JPH0359928A - ガス放電表示素子およびその製造方法 - 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、高輝度、高精細度なガラス放電表示素子（プ
ラズマデイスプレィパネル）及びその製造方法並びにそ
の方法に用いるプレス成形用金型に関する。

従来の技術 従来、ガス放電表示素子（プラズマデイスプレィパネル
）において、２枚のガラスパネルの間に表示セル空間を
間仕切る隔壁はスクリーン印刷と呼ばれる厚膜印刷法で
形成されていたが、この方法では３００ミクロン以上の
高さの隔壁を超精密なパターンで形成することが困難で
あった。

スクリーン印刷法はマスクパターンを張りつけたメツシ
ュ状スクリーンからペースト状隔壁材料をスキージによ
っておしだしてガラスパネルに印刷する。現在のスクリ
ーン印刷では最小線幅は１００逅クロン、高さは２０ξ
クロンが限界であり、それ以上の高さを得るためには、
プロセスを繰り返す必要があるが、プロセスの繰り返し
によって超精密な隔壁の形状がくずれる、あるいは乾燥
、焼成、焼鈍等の数多くの生産工程が必要であるという
問題点があった。（例えば、特公昭６２２７８７２７号
公報） 発明が解決しようとする課題 従来のフルカラーのガス放電表示素子において、高精細
度のパターンをスクリーン印刷で形成した場合、パター
ンの位置ずれ、にしみ、だれ等が起るため、高精細度の
パターンの重ね合せによる多層化ができず、３００ξク
ロンより高い隔壁を３００ミクロンピッチでスクリーン
印刷で形成することができないという問題点があった。

本発明は、少なくとも３００ミクロンより高い隔壁を高
精細度のパターンで形成した放電空間を有したガス放電
表示素子を得ることを目的としており、さらに３００ミ
クロンより高い隔壁を高精細度のパターンで形成できる
製造方法及びプレス成形用金型を提供することを目的と
している。

課題を解決するための手段 本発明は前記目的を達成するために、本発明のガス放電
表示素子においては、少なくとも３００ξクロンより高
い隔壁によって放電空間が形成されたものである。

少なくとも３００ミクロンより高い隔壁をプレス成形用
金型により熱間でプレス成形する製造方法により比較的
長ギャンプの放電空間を形成することが可能となる。プ
レス成形に用いるプレス成形用金型は、所望の隔壁形状
および鏡面状に加工され、かつ化学的に安定な薄膜で被
覆されたものである。

作用 ガス放電表示素子の放電空間が３００ミクロンより高い
隔壁によって間仕切ると、放電開始電圧Ｖｓが気体圧力
ｐと電極間隔長ｄの積ｐｄの関数となるというパッシェ
ンの法則から、電極間隙長ｄが大きくなると気体圧力ｐ
が小さくなる。気体圧力ｐが小さくなり電極間隙長ｄが
大きくなると、グロー放電の陽光柱が現れ、プラズマ中
の原子は電子によって衝突励起され、それが下のエネル
ギー準位に遷移する際に可視光や紫外線領域の電磁波を
放射する。

フルカラー表示を行うには希ガス原子の紫外線放射によ
り螢光体を励起発光させることが一般的であるが、発光
効率が小さいために低輝度である。

これに対して低気圧のグロー放電陽光柱では水銀の基底
準位に関連した紫外線（１８５ｎｍ、２５３．７ｎｍ）
、とりわけ２５３．７ｎｍを強く放射し、水銀の紫外線
励起に適合したフォトルミネセンス用螢光体が使用でき
、また低圧領域のため放射された紫外線の再吸収が少な
いために、発光効率が大きく高輝度である。

少なくとも３００ミクロンより高い隔壁はプレス成形用
金型により熱間でプレス成形することにより製造するこ
とができる。プレス成形に用いるプレス成形用金型は、
所望の隔壁形状および鏡面状に加工され、かつ化学的に
安定な薄膜で被覆されたものであり、プレス成形用金型
の母材としては、例えば超硬合金、サーメット、ジルコ
ニア。

炭化珪素、窒化珪素、ステンレス鋼等が適しており、ま
た、プレス成形用金型の母材に被覆する薄膜は、ガラス
と反応あるいは融着しない貴金属、タングステン、タン
タル、レニウム、ハフニウムの単体あるいはそれらの合
金であることが望ましい。

本発明において、ガラスとこれらの薄膜とが反応あるい
は融着しないより好ましい成形雰囲気は、窒素、アルゴ
ン、ヘリウム等の不活性ガス、およびこれらの不活性ガ
スに水素、あるいは−酸化炭素、二酸化炭素の炭素酸化
物、メタン、エタン。

エチレン、トルエン等の炭化水素類、トリクロロエチレ
ン、トリクロルトリフルオルエタン等のハロゲン化炭化
水素類、エチレングリコール、グリセリン等のアルコー
ル類、Ｆ−１１３，Ｆ−１１等のフルオロカーボン類を
適宜混合したものである。

これらの雰囲気は、ガラス組成、プレス成形用金型に被
覆する薄膜組成、プレス成形の温度と時間、あるいは隔
壁の形状等の条件によって適宜選択する。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を用いて、詳細に
説明する。

実施例１ 第１図は本発明の一例として隔壁の形成方法を示したも
のであり、第２図は前記方法によるガス放電表示素子の
構成図であり、第３図はプレス或形用金型の断面図であ
る。プレス成形用金型の母材として超硬合金（ＷＣ−５
ＴｉＣ−８Ｃｏ）のブロックを第３図の形状にワイヤー
放電加工した。

プレス成形面をさらに超微細なダイヤモンド粉末を用い
て、約１時間で表面の表面粗さ（ＲＭＳ）が約３０人の
鏡面にした。鏡面となったプレス成形用金型に、スパッ
タ法で白金−イリジウム−オスミウム合金（Ｐｔ−１ｒ
−Ｏｓ）の薄膜を被覆した。

背面板１（ソーダ石英ガラス）にＮｉのカソード電極２
を厚膜印刷で形成した。隔壁用材料として、酸化鉛系ガ
ラス、例えばシリカ（ＳｉＯ２）５２重量パーセント、
酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）６重量パーセント、酸化鉛（ｐ
ｂ○）３５重量パーセント、酸化ナトリウム（Ｎａ２０
）５重量パーセント、残部が微量成分のガラスを用いた
。平板５、下型３（肉厚１ｍｍ）、ガラス薄板４、平型
５の順序ではさみ込み、下型３のスリット状の間隔にガ
ラスを押し込んだ。次に平型５をとりのぞいて上記の下
型３を反転させ、下型３を背面板１に押し当てて上型６
によりプレス成形し゛て隔壁７を背面板ｌに転写し、背
面板１上に隔壁７（高さ０．７ｍｍ）を形成した。なお
りソード電極２と下型３とが接触してカソード電極２が
変形しないように、下型３には切り欠き部を設けである
。

プレス成形の条件は、金型温度５１０″ｃ１プレス圧力
１０ｋｇ／ｃＩＩｌ、プレス時間１分、窒素ガス雰囲気
中であり、プレス成形後３００°Ｃまで徐冷した。

第２図において前面板１１の対向面側には、アノード電
極１２と螢光体１３が形成されている。

アノード電極１２はＢａ合金を、螢光体１３は（Ｇｄ、
Ｙ）ＢＯ２：Ｅｕ（赤色）　、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ（
緑色）、Ｂ　ａ　Ｍ　ｇ　Ａ　ｆ　ｕ　Ｏａ　：　Ｅ　
ｕ　（青色）を用い、所定の間隔でスクリーン印刷し４
５０°Ｃで坑底した。前面板１１と背面板１とをガラス
フリットによって接合し、周知の方法で真空排気後、ガ
ス放電表示素子内に放電ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）９
９重重量、キセノン（Ｘｅ）０．９重量％、水銀（Ｈｇ
）０．１重量％の混合ガスを３０Ｔｏｒｒ＋７）圧力に
なるまで導入した。

誘電体層１６と背面板１との間に設けたトリガー電極１
７とアノード電極１２との間に２５０ボルトを印加して
放電させると、アノード電極１２の近傍に荷電粒子が集
まるために放電しやす（なり、３０ボルトの駆動回路で
ガス放電表示素子を動作させることができた。放電空間
にはプラズマ放電１５に伴う紫外線１４が放射され、紫
外線１４が螢光体１３を励起発光させた。このようにし
て動作させたガス放電表示素子の輝度は約１５０ｆＬと
いう優れた結果が得られた。また多数の均質な隔壁７を
シャープなパターンで形成することができ、表示セル間
のクロストークがなく、確実な放電を行わせることがで
きた。

実施例２ 第４図は本発明の一例として隔壁の形成方法を示したも
のであり、第５図は前記方法によるガス放電表示素子の
構成図である。プレス成形用金型の母材としてサーメッ
ト（Ｔ　ｉ　Ｃ−１０Ｍ　ｏ−９Ｎ　ｉ）のブロックを
第３図の形状にワイヤー放電加工した。プレス成形面を
さらに超微細なダイヤモンド粉末を用いて、約１時間で
表面の表面粗さ（ＲＭＳ）が約３０人の鏡面にした。鏡
面となったプレス成形用金型に、スパッタ法で白金−タ
ンクルーレニウム合金（Ｐｔ−Ｔａ−Ｒｅ）の薄膜を被
覆した。

前面板１１（ソーダ石英ガラス）に隔壁用材料を膜厚２
肋の厚膜を形成した。隔壁用材料として、シ！Ｊ力（Ｓ
ｉＯ２）６５重量パーセント、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）
９重量パーセント、ホウ酸（Ｂ２０３）１０重量パーセ
ント、酸化ナトリウム（Ｎａ２０）１０重量パーセント
、残部が微量成分からなるホウケイ酸ガラスを用いた。

隔壁用材料を被覆した前面板１１を上型６によりプレス
成形して、前面板１１上に隔壁７（高さ１．５ｍｍ）を
形成した。プレス成形の条件は、金型温度６１０°Ｃ１
プレス圧力１０ｋｇ／ｃ＋Ｉｌ、プレス時間１分、アル
ゴンガス雰囲気中であり、プレス成形後３５０°Ｃまで
徐冷した。

隔壁７を形成した前面板１１上にマスクパター＼ ンを使用してスプレー法で螢光体Ｉ３を塗布した。

螢光体１３は（Ｇｄ、Ｙ）ＢＯ２：Ｅｕ（赤色）、Ｂａ
Ａ／！１２０．：Ｍｎ（緑色）、ＢａＭｇＡｌ　ｕ　Ｏ
ａ　：Ｅｕ（青色）を用い、所定の間隔でスクリーン印
刷し４５０°Ｃで燃焼酸した。

一方、第５図に示したように背面板１上には行電極２２
と列電極２４とが誘電体層２３を介して直交した状態で
設けである。これらの電極の上には誘電体層２１が、さ
らにその上にはＭｇＯの保護膜（図示せず）を設けた。

これらの電極、誘電体層、保護膜は印刷法、蒸着法ある
いはスパッタ法によって形成することができる。

このような方法で作製した前面板１１と背面板１とをガ
ラスフリットによって接合し、周知の方法で真空排気後
、ガス放電表示素子内に放電ガスとしてヘリウム（Ｈｅ
）９９重量％、キセノン（Ｘｅ）１重量％の混合ガスを
ｌ　ＱＴｏ　ｒ　ｒの圧力になるまで導入した。

行電極２２と列電極２４には、それぞれ位相が反転した
１５０ポルトの高周波パルスが印加されて、ガス放電表
示素子を動作させることができた。

１ 放電空間にはプラズマ放電１５に伴う紫外線１４が放射
され、紫外線１４が螢光体１３を励起発光させた。この
ようにして動作させたガス放電表示素子の輝度は約１３
０ｆＬという優れた結果が得られた。また多数の均質な
隔壁７をシャープなパターンで形成することができ、表
示セル間のクロストークがなく、確実な放電を行わせる
ことができた。

なお本発明のガス放電表示素子及びその製造方法並びに
その方法に用いるプレス成形用金型は、ガス放電表示素
子においては、少なくとも３００ξクロンより高い隔壁
によって放電空間が形成されたものであり、少なくとも
３００ミクロンより高い隔壁をプレス成形用金型により
熱間でプレス成形する製造方法により比較的長ギャップ
の放電空間を形成することが可能となる。プレス成形に
用いるプレス成形用金型は、所望の隔壁形状および鏡面
状に加工され、かつ化学的に安定な薄膜で被覆されたも
のであることを特徴とするものであり、成形の雰囲気、
ガラス組成、プレス成形用金２ 型に被覆する薄膜組成、プレス成形の温度と時間、ある
いはガラス層の膜厚等の条件は本実施例に限定されるも
のではない。

発明の詳細 な説明したように、本発明のガス放電表示素子及びその
製造方法並びにその方法に用いるプレス成形用金型は、
ガス放電表示素子においては、少なくとも３００旦クロ
ンより高い隔壁によって放電空間が形成されたものであ
り、少なくとも３００ミクロンより高い隔壁をプレス成
形用金型により熱間でプレス成形することにより、長ギ
ャップの放電空間を形成することが可能となる。

すなわち、本発明によって高輝度、高精細度なガス放電
表示素子の大量生産が可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例として隔壁の形成方法を示した工
程図、第２図は前記方法によるガス放電表示素子の構成
図、第３図はプレス成形用金型の断面図、第４図は本発
明の一例として隔壁の形成方法を示した工程図、第５図
は前記方法によるガス放電表示素子の構成図である。 １・・・・・・背面板、２・・・・・・カソード電極、
３・・・・・・下型、４・・・・・・ガラス薄板、５・
・・・・・平型、６・・・・・・上型、７・・・・・・
隔壁、１１・・・・・・前面板、１２・・・・・・アノ
ード電極、１３・・・・・・螢光体、１４・・・・・・
紫外線、１５・・・・・・プラズマ放電、１６・・・・
・・誘電体層、１７・・・・・・トリガー電極、２１・
・・・・・誘電体層、２２・・・・・・行電極、２３・
・・・・・誘電体層、２４・・・・・・列電極。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも３００ミクロンより高い隔壁によって
   放電空間が形成されたガス放電表示素子。
2. （２）隔壁をプレス成形用金型により熱間でプレス成形
   したガス放電表示素子の製造方法。
3. （３）プレス成形用金型が、所望の隔壁形状および鏡面
   状に加工され、かつ化学的に安定な薄膜で被覆されたプ
   レス成形用金型。
4. （４）薄膜が貴金属、タングステン、タンタル、レニウ
   ム、ハフニウムの単体あるいはそれらの合金である請求
   項（３）記載のプレス成形用金型。