JPH0448535A - ガス放電表示パネル - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気体放電が発生する可視光または紫外光など
を利用する放電表示素子により構成される、文字９画像
表示用ガス放電表示パネルに関するものである。

〔従来の技術〕

階調付き画像を表示するには、ＣＲＴなどのように各画
素に入力する電子ビームの電流を変化させて階調を表示
する「強度変調方式」と、発光時間（発光しているデユ
ーティ・ファクタ）を変化させることにより階調を実現
する「時間変調方式」の２つがある。

時間変調方式としては１発光のパルス幅で輝度を変える
パルス幅変調方式の他に、例えば、文献ｒＡＣ形プラズ
マ・デイスプレィによる中間調動画表示」加治、他：電
子通信学会画像工学研究会資料、＆ＩＴ７２−４５　（
１９７３−０３）で述へられているように、■フィール
ド内をＮビットの２進符号で分割し、信号の強度に合わ
せてＮ個のビットからいくつかを組み合わせて発光させ
ることにより、２のＮ乗の階調を表現する方法もある。

後者の方法は、時分割階調表示方式と称し。

例えば特願昭６１−０２５８５４号に述べられているガ
ス放電表示パネルもこの階調表示方式を用いている。

後者は、人間の目では識別できないほど短い時間領域で
は、発光時間の違いは認識されず、総発光量（＝発光強
度Ｘ発光時間）が発光強度として認識されることを利用
している。したがって、この方法では、ある信号の階調
表現が、「人間の目では識別できないような短い時間領
域」で行なわれることが本質的である。

前述の１時間領域」の指標として、「臨界融合周期」が
ある、これは、点滅する発光の繰り返し周期を短くして
いったときに、チラッキとして認識しなくなる周期を指
す１例えば、文献ｒＡＣ形プラズマ・デイスプレィによ
る中間調動画表示」加治、他：電子通信学会画像工学研
究会資料、＆ＩＴ７２−４５　（１９７３−０３）で述
べられているように、１フイールド内をＮビットの２進
符号で分割し、信号の強度に合わせてＮ個のビットから
いくつかを組み合わせて発光させることにより、２のＮ
乗の階調を表現する場合には、このＮビットの信号全て
が、臨界融合周期内に入っていなければならない、とい
うのは、例えば、強度比１のビットＯと強度比４のビッ
ト２との和で強度５を表現しようとしても、ビット０と
ビット２との間の非発光期間が臨界融合周期以上だと、
チラッキ、すなわち別個の信号として認識され、強度５
の信号として認識されないからである。

臨界融合周期は人間の視覚特性に起因するものであるか
ら、多少の個人差はあるが、基本的な大きさは個人によ
らない、第２図に臨界融合周期を測定した結果を示す、
・は視野中心、Ｏは周辺視角１５度、マは周辺視角３０
度での測定値である。

図かられかるように、表示輝度が増加すると、臨界融合
周期は短くなる、すなわち、同じ繰り返し周期でもチラ
ッキとして感じやすくなる。とくに、意識的に「見てい
る点」、すなわち視野中心では、臨界融合周期は輝度１
００ｆＬで２０ｍ５程度である。したがって、非発光期
間は２０ｍ５以下にしなければならない。

〔発明が解決しようとする課題〕

第３図は先に述べた文献に記された方法で、４ビツト、
１６レベルの階調を表示するときの印加電圧波形の一例
を示したものである。テレビ表示の際は、８ビツト・２
５６階調が普通であるが。

ここでは簡単のために４ビツトの例を示した。各波形は
パルス列を示す。ｂｏ、ｂｌ、・・・はビットの番号を
示す、電圧は常に印加しているが、そのビットを表示発
光させるかどうかは、後に述べる方法で選択できる。第
３図のような波形を用いると、最大輝度時、すなわち全
ビット点灯時は１フイールド中はぼ全時間点灯するので
高輝度な表示が得られる。

この波形で、第１フイールドではビット０のみ、第２フ
イールドではビット３のみを表示した時を考えると、第
１フイールドのビット０がら第２フイールドのビット３
までの間は発光しないので。

非発光期間は１．５　フィールド程度になる。　ＮＴＳ
Ｃ方式のテレビ信号では、１フイールドは１６，７ｍｓ
なので、２５ｍ５の開発光しないことになり。

臨界融合周期を越えてしまう、これは先に述べたように
、＃！１の乱れなどとしてａｍされる。

通常のＣＲＴにおいては１画面中の任意の点は常に１フ
イールド毎に電子ビームにより走査され発光する。した
がって、非発光期間は１６．６ｍｓであり臨界融合周期
以下になるので問題ない。

インターレース走査の場合、２フイールド毎に走査され
ることになるが、実際には電子ビームの大きさが画素よ
りも広がっているため、隣接走査線を走査する電子ビー
ムの１部が照射し５発光させるため、結局、画面上の任
意の点は１フイールド毎に発光している。すなわち、前
述した非発光期間が臨界融合周期以上になってしまうと
いうのは、時分割階調駆動方式に特有な問題である。

本発明の目的は上述した時分割階調駆動方式に特有な問
題を解消し得るガス放電表示パネルを提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記の問題を、蛍光体の減衰時定数を長＜Ｌ
、′に質的な非発光期間を臨界融合周期以下にすること
により解決した。

〔作用〕

ガス放電表示パネルは、放電が発生する紫外線により蛍
光体を発光させ、画像表示を行なう。蛍光体にパルス紫
外線を照射して励起すると、励起終了後も減衰しながら
発光する。この減衰の時定数は蛍光体中での励起状態の
緩和過程によるものであり、蛍光体の種類により８０　
ｎ、　ｓ〜１５０ｍ５程度まで様々である。

紫外線は放電生起期間、すなわち電圧印加期間しか発生
しないが、紫外線により励起された蛍光体は、放電終了
後も減衰時定数の期間、光り続ける。したがって、第１
図に示したように、放電が生起していない非放電期間が
長くても、減衰時定数が長い蛍光体を用いれば、非発光
期間は短くなる。

蛍光体には輝度飽和現象がある。紫外線など励起源の強
度を増加させても、発光強度がそれに比例しなくなる現
象である。これは、蛍光体中では発光に関与する発光中
心の数は有限なため２発光中心がすべて励起されてしま
うと、それ以上紫外線を照射しても励起できなくなるた
めに起こる。

したがって、減衰時定数が長くなると励起状態での滞在
時間が長くなるので、一般に輝度飽和も起こりやすくな
る。

減衰時定数の長い蛍光体で輝度飽和を防ぐには、発光中
心の数を増やせばよい。これには、次のような方法があ
る。

（１）蛍光体中の発光中心濃度を増やす。

（２）蛍光体の母体として、紫外線透過率の高い材料を
使う。

（３）蛍光体の粒径を小さくし、蛍光体表面積を増やす
。

（４）放電が発生する紫外線を長波長側にシフトさせる
。

ガス放電表示パネルでは、蛍光体の励起紫外線としてＸ
ｅ原子の共鳴線（１４７ｎ　ｍ）を用いることが多い、
このような真空紫外線は、一般に物質中での透過率が低
いため、蛍光体の掻く表面にしか浸透せず、そのため有
効な発光中心の数が少なくなっている。したがって、（
２）に記したように、ＬｉＦなど１４７ｎｍでの透過率
の高い材料を母体とすることにより、輝度飽和を低減で
きる。

また、（３）も同じ理由で有効である。また、物質中で
の紫外線の透過率は長波長はど高いので、（４）の方法
が有効である。紫外線を長波長シフトさせるには１例え
ば、圧力を高めてＸｅ分子の発光を増やすなどの方法が
ある。あるいは、水銀を封入し水銀の発する紫外線（２
５３，７ｎｍ）を利用してもよい。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例に第４図、第５図、第６図を用
いて説明する。第４図は本発明によるガス放電表示パネ
ル内の放電セルの断面図、第５図は各電極のパネル内配
線パターンを示した図、第６図は各駆動回路の出力波形
を示した図である。

第４図を用いてパネルの構造を説明する。ソーダガラス
やセラミック等の絶縁基板２１とソーダガラス等の透光
性面板２０との間に、放電空間を形成するためのスペー
サ２２が挟み込んである。

スペーサ２２には、薄板ガラスを化学エツチングしたも
のこ積層して用いたり、感光性ガラスをエツチングして
用いたりする。絶縁性基板２１上には、陰極リード４．
抵抗５．陰極接続端子１１が厚膜印刷法等によって形成
されている。これらは陰極接続端子１１の一部を除いて
誘電体層３０により覆われている。誘電体層３ｏの上に
陰極３を厚膜印刷法等で形成する。

透光性面板２０には表示陽極１が厚膜印刷法等で形成さ
れている。補助放電空間７には補助陽極２が設けられ、
陰極３との間で補助放電を生起する。上記補助［ｔ！！
２は、スペーサ２２上にＮｉペーストなどを印刷・焼成
したり、金属線を用いたりして形成する。

表示放電空間６の壁面には、蛍光体８を塗布する。表示
陽極１−陰極３間の放電が発生する紫外線により、蛍光
体８が発光する６例えば、１セル１色で、赤、緑、青に
発光する蛍光体を塗り分ければ、カラーテレビジョンの
画像表示が可能である。蛍光体の一例をあげると、赤色
発光用としてＹ、Ｏ，Ｓ　：　Ｅｕ”　（減衰時定数１
〜１００ｍ５）。

緑色発光用としてＺｎ、５ｉｎ４：Ｍｎ　（減衰時定数
５０〜９０ｍ５）、青色発光用としてＺｎＳ：Ａｇ、Ｇ
ａ、Ａｌ１　（減衰時定数２０ｍ５）が適当である。上
記のように構成されたガス放電表示パネルは、さらに各
放電空間に外界とは気密にＸｅ。

Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ等の希ガスを１種または２種以
上混合して封入した後完成する。

第５図は、パネル内電極配線および駆動回路の結線を示
したものである。陰極３は抵抗５を介して陰極リード４
に接続され、陰極リード４は陰極駆動回路４３に結線さ
れている。表示陽極１は陰極リード４と平行に配線され
、表示陽極駆動回路４１に接続される。補助陽極２は、
表示陽極１および陰極リード４と直交方向に配線され、
補助陽極駆動回路４２に接続される。

第６図を用いて、パネルの駆動方法を説明する。

Ｖａｌ、　Ｖａ２．　Ｖａ３はそれぞれ第１．第２．第
３表示陽極に印加する電圧で、表示陽極駆動回路４１で
発生する。　Ｖｋｌ、　Ｖｋ２．　Ｖｋ３はそれぞれ第
１゜第２．第３陰極リードに印加する電圧で、陰極駆動
回路４３で発生する。Ｖｓｌ、　Ｖｓ２．　Ｖｓ３はそ
れぞれ第１．第２．第３補助陽極に印加する電圧で。

補助陽極駆動回路４２で発生する。以下の説明では、第
ｎ陰極リードと第ｍ補助陽極２の交点にあるセルを（Ｋ
ｎ、Ｓｍ）と呼ぶ。

時刻ｔ＜ｔｌではいずれのセルでも放電は点灯していな
い０時刻ｔｌ　に第１陰極リード４に陰極パルス５３を
印加すると、第１陰極リート４に結線されているセルで
は、補助陽極２−陰極３間に補助放電が生起する。セル
（Ｋｌ、Ｓｌ）、　（Ｋｌ、Ｓ３）では、この状態でス
イッチングパルス５２が補助陽極２に印加されるため、
補助放電が表示陽極１−陰極３間に転移する。この際、
特願昭６０−７８３５７号に述へられているように、ス
イッチングパルス５２の位相を隣接する補助陽極毎にず
らしておく、転移後の放電は表示放電空間６に残留電荷
を残すので、これら２つのセルでは、時刻ｔ２以降に表
示陽極１に印加される表示パルス５１により、持続的な
パルス放電が表示陽極１−陰極３間で生起する。このパ
ルス放電は表示パルス５１の印加が終わるまで持続する
。このパルス放電が発生する紫外線により蛍光体８が発
光する。セル（Ｋｌ、Ｓ２）では、ｔｌ＜ｔ＜ｔ２に補
助放電が生起したままなので、表示パルス５１が印加さ
れてもパルス放電は生起せず、点灯しない。

時刻ｔ２においては、第二陰極リート４上の放電セルの
点灯・不点灯が、同様にして選択される。

したがって１時刻ｔ９において、点灯しているセルは、
　（Ｋｌ、Ｓｌ）、　（Ｋｌ、Ｓ３）、　（Ｋ２．Ｓ２
）、　（Ｘ３．Ｓ２）の４セルである。なお、表示パル
ス５１の周期を４〜１６μｓ程度にし、パルス幅を０．
２μｓ　程度に狭めると、パルス放電の紫外線発光効率
が増加し５そのため、パネルの発光効率が高まり、高輝
度の画像を表示することができるようになる。

前述のように蛍光体８の減衰時定数を適当な長さのもの
とし、本発明が解決すべき問題を解決する。蛍光体の減
衰時定数としての最適値は、駆動方法、すなわち、隣接
フィールド間での最大非放電期間に依存する。

また、特願昭６１−０３０８４１号、　６１−０２５８
５４号に述べられているように、陰極リード４から陰極
３への配線を振り分は型にし、かつ１表示陽極１の各セ
ルへの配線も第９図と同じ振り分はパターンとし、さら
に、第６図において、隣接する表示陽極に印加する表示
パルス５１の位相をずらすと、隣接セル間クロストーク
を回避し、より安定な動作ができる。こうすれば、パル
ス放電が生起するタイミングが隣接するセルでずれるた
め、クロストークが回避できる。

次に本発明による別の実施例を第７図を用いて説明する
。第７図はパネルの断面図である。基板２１上には、Ｊ
！Ｊ、膜印刷法または蒸着法などで、電極１０２を水平
方向に形成する。この水平電極１０２はさらにＭｇＯな
どの誘電体層３２で覆う。

面板２０上にも同様に垂直型１４１０１（垂直方向に形
成）、誘電体層３２を形成した後、蛍光体８を光リソグ
ラフィーまたは印刷法などで形成する。

蛍光体８には、先に述へたように適切な減衰時定数を有
するものを用いる。垂直’Ｒ極１０１と水平電極１０２
との交点が画素となる０画素と画素との間には、隔壁２
２を形成し、ある画素で生じた紫外線が隣の画素の蛍光
体を光らせる「光のクロストーク」を防いでいる。隔壁
２２は隣接画素を完全に分離する必要はなく、光のクロ
ストークを防げる程度であればよい。このパネルは１通
常のＡＣ（交流）型プラズマ・デイスプレィと同じ方法
で駆動する。

〔発明の効果〕

以上のようにして、本発明によれば、蛍光体の減衰時定
数を適当に設定することにより、時分割階調表示方法に
特有の階調乱れ等の問題を解決できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示した図、第２図は臨界融合周
期の測定結果を示した図、第３図は時分割階調表示方式
における印加電圧波形の一例を示した図、第４図は本発
明の一実施例におけるによるガス放電表示パネル内の放
電セルの断面図、第５図は前記実施例の各電極のパネル
内配線パターンを示した図、第６図は各駆動回路の出力
波形を示した図、第７図はさらに別の実施例における放
電セルの断面図である。 １・・・表示陽極、２・・・補助陽極、３・・・陰極、
４・・・陰極リード、５・・・抵抗、６・・・表示放電
空間、７・・・補助放電空間、８・・・蛍光体、１１・
・・陰極接続端子。 ２０・・・面板、２１・・・基板、２２・・・スペーサ
（隔壁）。 ３０・・・誘電体層、３２・・・誘電体層、４１・・・
表示陽極駆動回路、４２・・・補助陽極駆動回路、４３
・・・陰極駆動回路、５１・・・表示パルス、５２・・
・スイッチングパルス、５３・・・陰極パルス。１０１
・・・垂直電極、１０２・・・水平電極。 ｆＪ　２　区 ■　１　回 晴間 １彦（ｆＬ） 纂 図 苓 纂 乙 回 ｔ。 ｔ５ ′ｔ７ ｔｒ ｔｑ ５１　表示パル又 ｚＩＮ才（］）ｊ丈４ 菊 囁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、時分割階調表示方式で階調を表示するガス放電表示
   パネルにおいて、隣接するフィールド間の最大非点灯期
   間Ｔ（ｏｆｆ）と蛍光体の減衰時定数τとの差Ｔ（ｏｆ
   ｆ）−τが、臨界融合周期ｆよりも短くなるように蛍光
   体の減衰時定数τと最大非点灯期間Ｔ（ｏｆｆ）とを設
   定したことを特徴とするガス放電表示パネル。