(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面基板と、背面基板と、前記前面基板と背面基板間に含まれる放電ガスとから構成されるＡＣ駆動型のガス放電表示装置であって、
前記前面基板が、基板上に形成された複数本のストライプ状の表示電極と、前記表示電極を覆うように形成された誘電体層と、前記誘電体層上に形成され放電空間に露出する保護層とを備え、
前記背面基板が、基板上に形成された複数本のストライプ状のアドレス電極と、前記アドレス電極を覆う誘電体層と、隣接する前記アドレス電極間で前記誘電体層上に形成された複数本のストライプ状の隔壁と、隣接する前記隔壁間に壁面を含めて形成された蛍光体層とを備え、
前記放電ガスが、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの５種類のガスからなり、前記Ｈｅが、６〜４０体積％の量で放電ガス中に存在することを特徴とするガス放電表示装置。
【請求項２】
前記放電ガス中の５種類のガスが、下記（１）〜（３）の条件：
（１）２≦PXe≦６
０＜PAr≦２０
０＜PKr≦１４
６≦PHe≦４０
PNe＝１００−（PXe＋PAr＋PKr＋PHe）の条件
（２）放電開始電圧の変化量（Ｖ）：0.11×PHe
+10×[exp(-PAr/2.3)-1]+0.75×log[exp(PAr-9)+1]
+7.5×[exp(-PKr/2.0)-1]+log[exp(PKr-7)+1]
+5×(PXe-4)
+17×[1-exp(-PAr/3)]×[1-exp(-PKr/6)]
+0.75×(PXe-4)×[1-exp(-PAr/1.5)]
+0.5×(PXe-4)×[1-exp(-PKr/2)]≦０の条件、
（３）輝度の変化率0.0136×PHe0.73
+0.055×[1-exp(-PAr/1.5)]-0.0065×PAr
+0.0136×PKr0.37
-0.52+0.375log(PXe)
-0.0054×PHe0.73×[1-exp(-PAr(PAr-3)/20)]
-0.0068×PHe0.73×[1-exp(-PKr/4)]
-0.0009×(PXe-4)×PHe
+(PXe-4)×[0.009×[1-exp(-PAr/1.3)]-0.0015×PAr]
-0.0026×(PXe-4)×PKr≧０の条件（式中、PXe、PAr、PKr、PHe及びPNeは、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｈｅ及びＮｅのそれぞれの含有量（体積％）を意味している）
のいずれか１つを少なくとも満たす割合で含まれる請求項１に記載のガス放電表示装置。
【請求項３】
前記放電ガス中の５種類のガスが、下記（１）〜（３）の条件：
（１）２≦PXe≦６
０＜PAr≦２０
０＜PKr≦１４
６≦PHe≦４０
PNe＝１００−（PXe＋PAr＋PKr＋PHe）の条件、
（２）放電開始電圧の変化量（Ｖ）：0.11×PHe
+10×[exp(-PAr/2.3)-1]+0.75×log[exp(PAr-9)+1]
+7.5×[exp(-PKr/2.0)-1]+log[exp(PKr-7)+1]
+5×(PXe-4)
+17×[1-exp(-PAr/3)]×[1-exp(-PKr/6)]
+0.75×(PXe-4)×[1-exp(-PAr/1.5)]
+0.5×(PXe-4)×[1-exp(-PKr/2)]≦１の条件、
（３）輝度の変化率：0.0136×PHe0.73
+0.055×[1-exp(-PAr/1.5)]-0.0065×PAr
+0.0136×PKr0.37
-0.52+0.375log(PXe)
-0.0054×PHe0.73×[1-exp(-PAr(PAr-3)/20)]
-0.0068×PHe0.73×[1-exp(-PKr/4)]
-0.0009×(PXe-4)×PHe
+(PXe-4)×[0.009×[1-exp(-PAr/1.3)]-0.0015×PAr]
-0.0026×(PXe-4)×PKr≧０の条件（式中、PXe、PAr、PKr、PHe及びPNeは、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｈｅ及びＮｅのそれぞれの含有量（体積％）を意味している）
のいずれも満たす割合で含まれる請求項１に記載のガス放電表示装置。
【請求項４】
前記PArが４〜１２体積％である請求項１〜３のいずれか１つに記載のガス放電表示装置。
【請求項５】
前面基板と、背面基板と、前記前面基板と背面基板間に含まれる放電ガスとから構成されるＡＣ駆動型のガス放電表示装置であって、
前記前面基板が、基板上に形成された複数本のストライプ状の表示電極と、前記表示電極を覆うように形成された誘電体層と、前記誘電体層上に形成され放電空間に露出する保護層とを備え、
前記背面基板が、基板上に形成された複数本のストライプ状のアドレス電極と、前記アドレス電極を覆う誘電体層と、隣接する前記アドレス電極間で前記誘電体層上に形成された複数本のストライプ状の隔壁と、隣接する前記隔壁間に壁面を含めて形成された蛍光体層とを備え、
前記放電ガスが、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ及びＸｅの４種類のガスからなり、前記Ｈｅが、６〜４０体積％の量で放電ガス中に存在することを特徴とするガス放電表示装置。
【請求項６】
前記放電ガス中の４種類のガスが、下記（１）〜（３）の条件：
（１）２≦PXe≦６
０＜PKr≦１４
６≦PHe≦４０
PNe＝１００−（PXe＋PKr＋PHe）の条件、
（２）放電開始電圧の変化量（Ｖ）：0.11×PHe
+7.5×[exp(-PKr/2.0)-1]+log[exp(PKr-7)+1]
+5×(PXe-4)
+0.5×(PXe-4)×[1-exp(-PKr/2)]≦０の条件、
（３）輝度の変化率：0.0136×PHe0.73
+0.0136×PKr0.37
-0.52+0.375log(PXe)
-0.0068×PHe0.73×[1-exp(-PKr/4)]
-0.0009×(PXe-4)×PHe
-0.0026×(PXe-4)×PKr≧０の条件（式中、PXe、PKr、PHe及びPNeは、Ｘｅ、Ｋｒ、Ｈｅ及びＮｅのそれぞれの含有量（体積％）を意味している）、
のいずれか１つを少なくとも満たす割合で含まれる請求項５に記載のガス放電表示装置。
【請求項７】
前記放電ガス中の４種類のガスが、下記（１）〜（３）の条件：
（１）２≦PXe≦６
０＜PKr≦１４
６≦PHe≦４０
PNe＝１００−（PXe＋PKr＋PHe）の条件、
（２）放電開始電圧の変化量（Ｖ）：0.11×PHe
+7.5×[exp(-PKr/2.0)-1]+log[exp(PKr-7)+1]
+5×(PXe-4)
+0.5×(PXe-4)×[1-exp(-PKr/2)]≦１の条件、
（３）輝度の変化率：0.0136×PHe0.73
+0.0136×PKr0.37
-0.52+0.375log(PXe)
-0.0068×PHe0.73×[1-exp(-PKr/4)]
-0.0009×(PXe-4)×PHe
-0.0026×(PXe-4)×PKr≧０の条件（式中、PXe、PKr、PHe及びPNeは、Ｘｅ、Ｋｒ、Ｈｅ及びＮｅのそれぞれの含有量（体積％）を意味している）、
のいずれも満たす割合で含まれる請求項５に記載のガス放電表示装置。
【請求項８】
前記PKrが３〜８体積％である請求項１〜７のいずれか１つに記載のガス放電表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希ガスからなる放電ガスを表示に利用するガス放電表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に代表されるガス放電表示装置において、放電ガスとして希ガスが通常使用されている。
【０００３】
例えば、特開平５−１４４３７８号公報には、Ｎｅ、Ｘｅ及びＫｒを放電ガスとして使用したＤＣ型のガス放電表示装置が記載され、特開平９−３２０４７４号公報や特開平１１−１７６３４０号公報には、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ及びＸｅを放電ガスとして使用したＡＣ型のガス放電表示装置が記載され、特開平１１−２５８６３号公報には、Ｎｅ、Ｋｒ及びＸｅを放電ガスとして使用したＡＣ型のガス放電表示装置が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ガス放電表示装置において、実際の表示には、蛍光体の発光が利用されている。蛍光体の発光は、蛍光体を励起させることにより生じている。蛍光体は、放電ガス中のＸｅの放電励起時に発生する共鳴線（１４７ｎｍ）及び分子線（１７２ｎｍ）の真空紫外線により励起することが知られている。従って、放電ガス中のＸｅの含有量を増加させることで輝度、発光効率及び色温度等の特性を向上させることができると予想される。
【０００５】
しかし、Ｘｅ含有量を増加させると、放電電圧が上昇するので、消費電力が増加すると共に駆動回路への負担が増加する。そのためＮｅのようなバッファガスを併用することで、放電電圧を低下させている。しかし、Ｎｅのようなバッファガスは可視領域に発光スペクトル（Ｎｅの場合は赤色領域）を有しているため、バッファガスの発光が蛍光体からの発光に混ざり、その結果色温度の低下、色ずれ等が生じていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者は、Ｘｅからの真空紫外線の発光効率を向上させること、Ｘｅ含有量の増加に伴う放電電圧の上昇を抑制すること、Ｎｅのようなバッファガスから発せられる可視領域の発光を抑制することについて鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
【０００７】
かくして本発明によれば、前面基板と、背面基板と、前記前面基板と背面基板間に含まれる放電ガスとから構成されるＡＣ駆動型のガス放電表示装置であって、
前記前面基板が、基板上に形成された複数本のストライプ状の表示電極と、前記表示電極を覆うように形成された誘電体層と、前記誘電体層上に形成され放電空間に露出する保護層とを備え、
前記背面基板が、基板上に形成された複数本のストライプ状のアドレス電極と、前記アドレス電極を覆う誘電体層と、隣接する前記アドレス電極間で前記誘電体層上に形成された複数本のストライプ状の隔壁と、隣接する前記隔壁間に壁面を含めて形成された蛍光体層とを備え、
前記放電ガスが、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの５種類のガスからなり、前記Ｈｅが、６〜４０体積％の量で放電ガス中に存在することを特徴とするガス放電表示装置が提供される。
【０００８】
更に本発明によれば、前面基板と、背面基板と、前記前面基板と背面基板間に含まれる放電ガスとから構成されるＡＣ駆動型のガス放電表示装置であって、
前記前面基板が、基板上に形成された複数本のストライプ状の表示電極と、前記表示電極を覆うように形成された誘電体層と、前記誘電体層上に形成され放電空間に露出する保護層とを備え、
前記背面基板が、基板上に形成された複数本のストライプ状のアドレス電極と、前記アドレス電極を覆う誘電体層と、隣接する前記アドレス電極間で前記誘電体層上に形成された複数本のストライプ状の隔壁と、隣接する前記隔壁間に壁面を含めて形成された蛍光体層とを備え、
前記放電ガスが、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ及びＸｅの４種類のガスからなり、前記Ｈｅが、６〜４０体積％の量で放電ガス中に存在することを特徴とするガス放電表示装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（ａ）以下、まず５種類のガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅ）からなる放電ガスを使用した本発明のガス放電表示装置について説明する。
（１）放電ガスを構成する各ガスの放電特性に対する影響を検討する。以下では、放電特性のうち、駆動にとって重要な特性である放電開始電圧と、発光効率について検討する。ここで、発光効率は、発光の強度を消費電力で割った値であるが、ガス組成の変化による消費電力の変化は小さいことから、輝度をもってこれを表す。
【００１０】
全圧が一定で５種類のガスからなる放電ガスを使用した場合、放電開始電圧（Ｖｆ１）の変化量及び輝度の変化率は、４つのガスの含有量からなる変数の関数で表すことができる。例えば、放電開始電圧の変化量の関数は、ΨVf1＝ｆ（PHe、PAr、PKr、PXe）の式で表すことができる。ここで、PXe、PAr、PKr、PHe及びPNeは、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｈｅ及びＮｅのそれぞれの含有量（体積％）を意味している。前記式は、展開することで
ΨVf1＝ｆ（１種類のガスの影響の項）＋ｆ（２種類のガスの影響の項）＋ｆ（３種類のガスの影響の項）＋ｆ（４種類のガスの影響の項）
とすることが可能である。なお、輝度の変化率の関数も、上記放電開始電圧の変化量の関数と同じように表すことができる。以下、この関数を決定する。
【００１１】
決定の条件として、放電ギャップを４０μｍ、電極幅を１００μｍ、放電ガスの全圧を５００ＴｏｒｒとしたＡＣ駆動の面放電型ＰＤＰを用いる。
（１種類のガスの影響の項）
図１〜８にＮｅ＋Ｘｅ（Ｘｅガス４体積％含有）を基準として、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｅ、Ｘｅの含有量を変化させたときの関係を示す。これら図には、Ｖｆ１及び輝度は、基準からの差として測定点がプロットされ、更に測定点から算出した近似曲線が示されている。
・Ｈｅ含有量増加の影響
Ｈｅ含有量に対するＶｆ１の依存性を図１に、輝度の依存性を図２に示す。これら図の近似曲線は以下の式で表すことができる。
Ｖｆ１の変化量の近似曲線：ΨHe＝0.11×PHe
輝度の変化率の近似曲線：ΦHe＝0.0136×PHe0.73
・Ａｒ含有量増加の影響
Ａｒ含有量に対するＶｆ１の依存性を図３に、輝度の依存性を図４に示す。これら図の近似曲線は以下の式で表すことができる。なお、下記式中、ｌｏｇの底はｅである。
Ｖｆ１の変化量の近似曲線：ΨAr＝10×[exp(-PAr/2.3)-1]+0.75×log[exp(PAr-9)+1]
輝度の変化率の近似曲線：ΦAr＝0.055×[1-exp(-PAr/1.5)]-0.0065×PAr
・Ｋｒ含有量増加の影響
Ｋｒ含有量に対するＶｆ１の依存性を図５に、輝度の依存性を図６に示す。これら図の近似曲線は以下の式で表すことができる。
Ｖｆ１の変化量の近似曲線：ΨKr＝7.5×[exp(-PKr/2.0)-1]+log[exp(PKr-7)+1]
輝度の変化率の近似曲線：Φkr＝0.0136×PKr0.37
・Ｘｅ含有量増加の影響
Ｘｅ含有量に対するＶｆ１の依存性を図７に、輝度の依存性を図８に示す。これら図の近似曲線は以下の式で表すことができる。
Ｖｆ１の変化量の近似曲線：ΨKr＝5×(PXe-4)
輝度の変化率の近似曲線：Φkr＝-0.52+0.375×log(PXe)
（２種以上のガスの影響の項）
ガス間に相互作用があった場合、他のガスの添加により、上記それぞれのガスの依存性が異なる可能性がある。具体的には、例えば、Ｎｅ、Ｘｅ、Ａｒの３種の混合ガスにおいて、Ｘｅを４体積％含む場合と５体積％含む場合で、Ａｒの含有量に対する特性の依存性が異なる可能性がある。よって、ガス間の相互作用について検討する。
【００１２】
自由度２の系において、その影響を表す関数f(x,y)は、g1(x)+g2(y)+h(x,y)と展開することが可能である。ここで、g1(x)とg2(y)はそれぞれ自由度１の系であり、具体的には上記の実測値から得られる１種類のガスの影響の項に相当する。f(x,y) は自由度２の系であり、実測値から得ることができる。また、h(x,y)は相互作用を示す項である。従って、相互作用を示す項h(x,y)を評価するには、f(x,y)から図１〜８で示したg1(x)とg2(y)を差し引く必要がある。以下に差し引いた結果を示す。
・ＨｅとＡｒの相互作用の項
図９及び１０に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅの混合ガスにおいて、Ｘｅを４体積％に固定し、Ｈｅ及びＡｒの含有量に対するΔＶｆ１及びΔ輝度の依存性を示す。これら図を用いて相互作用項を決定することができる。
【００１３】
図９から分かるように、ΔＶｆ１は負の値となっており、Ｈｅ及びＡｒの含有量の増加によって減少している。このことは、ＨｅとＡｒの相互作用によってＶｆ１を下げることができることを意味しており、その結果、ΔＶｆ１は０と近似しても含有量の範囲を広げることにはならない。ここでは、式を簡単にするため、ΨHe,Ar＝０と近似している
一方、Δ輝度は、図１０から以下のように表すことができる。
ΦHe,Ar=-0.0054×PHe0.73×[1-exp(-PAr(PAr-3)/20)]
・ＨｅとＫｒの相互作用の項
図１１及び１２に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの混合ガスにおいて、Ｘｅを４体積％に固定し、Ｈｅ及びＫｒの含有量に対するΔＶｆ１及びΔ輝度の依存性を示す。これら図を用いて相互作用項を決定することができる。
【００１４】
図１１から分かるように、各含有量に対する系統的な振る舞いは見られず、その変化も±３Ｖ以下と小さい。よって、Ｖｆ１の相互作用項は誤差の範囲内の数値であると思われる。従って、ΔＶｆ１は０と近似しても差し支えない。
【００１５】
図１２から分かるように、Ｈｅ又はＫｒの含有量の増加に伴って、Δ輝度がなだらかに減少している。
【００１６】
図１１及び１２を式として表すと
ΨHe,Kr＝０
ΦHe,Kr=-0.0068×PHe0.73×[1-exp(-PKr/4)]と表現することができる。
・ＨｅとＸｅの相互作用の項
図１３及び１４に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅの混合ガスにおいて、Ｘｅを４体積％含む場合を基準として、Ｈｅ及びＸｅの含有量に対するΔＶｆ１及びΔ輝度の依存性を示す。これら図を用いて相互作用項を決定することができる。
【００１７】
図１３から分かるように、各含有量に対する系統的な振る舞いは見られず、その変化も最大０．８Ｖと小さい。よって、Ｖｆ１の相互作用項は誤差の範囲内の数値であると思われる。従って、ΔＶｆ１は０と近似しても差し支えない。
【００１８】
図１４から分かるように、基準より低いＸｅ含有量では正の傾きを有し、基準より高いＸｅ含有量では負の傾きを有している。
【００１９】
図１３及び１４を式として表すと
ΨHe,Xe＝０
ΦHe,Xe=-0.0009×(PXe-4)×PHeと表現することができる。
・ＡｒとＫｒの相互作用の項
図１５及び１６に、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの混合ガスにおいて、Ｘｅを４体積％に固定し、Ａｒ及びＫｒの含有量に対するΔＶｆ１及びΔ輝度の依存性を示す。これら図を用いて相互作用項を決定することができる。
【００２０】
図１５から分かるように、Ａｒ含有量に対してはなだらかに増加し、８体積％以上で変化がなくなる。また、Ｋｒ含有量の増加に伴って、到達可能なΔＶｆ１が高くなる。その変化の差は１４Ｖ程度ある。
【００２１】
図１６から分かるように、各含有量に対する系統的な振る舞いは見られず、２体積％付近で急激に減少しているが、その変化は最大１％と小さい。よって、輝度の相互作用項は誤差の範囲内の数値であると思われる。従って、Δ輝度は０と近似しても差し支えない。
【００２２】
図１５及び１６を式として表すと
ΨAr,Kr＝17×[1-exp(-PAr/3)]×[1-exp(-PKr/6)]
ΦAr,Kr=0と表現することができる。
・ＡｒとＸｅの相互作用の項
図１７及び１８に、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅの混合ガスにおいて、Ａｒ及びＸｅの含有量に対するΔＶｆ１及びΔ輝度の依存性を示す。これら図を用いて相互作用項を決定することができる。
【００２３】
図１７から分かるように、Ｘｅ含有量に関わらず、Ａｒ含有量５体積％でピークを有し、１０体積％から低下する。また、Ｘｅ含有量の増加に伴って、到達可能なΔＶｆ１が高くなり、Ｘｅ６体積％で１．５Ｖ程度となっている。ＨｅとＡｒの相互作用の項で述べたように、組成限定という観点から考えると、ΔＶｆ１を実際よりも高い値で近似することは、組成範囲を広げることにはならない。よって、ここではＡｒ５体積％以下の範囲でΔＶｆ１の近似を行う。
【００２４】
図１８から分かるように、Ｘｅ含有量に関わらず、Ａｒ含有量２体積％でピークを有し、それ以上の含有量で低下する。また、Ｘｅ含有量の増加に伴って、到達可能なΔ輝度が高くなり、到達後の減少が急になる。
【００２５】
図１７及び１８を式として表すと
ΨAr,Xe＝0.75×(PXe-4)×[1-exp(-PAr/1.5)]
ΦAr,Xe=(PXe-4)×[0.009×[1-exp(-PAr/1.3)]-0.0015×PAr]と表現することができる。
・ＫｒとＸｅの相互作用の項
図１９及び２０に、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの混合ガスにおいて、Ｋｒ及びＸｅの含有量に対するΔＶｆ１及びΔ輝度の依存性を示す。これら図を用いて相互作用項を決定することができる。
【００２６】
図１９から分かるように、ＡｒとＸｅの相互作用の項と同じような振る舞いをする。よって、立ち上がり部分で近似を行う。また、その最大値はＸｅ含有量６体積％時で１Ｖとなっている。
【００２７】
図２０から分かるように、Ｋｒ含有量の増加に従い直線的に減少し、Ｘｅ含有量が多いほど傾きが急になっている。Ｘｅ６体積％及びＫｒ１４体積％の場合、Ｘｅ５体積％及びＫｒ１４体積％と比べて６％程度減少している。
【００２８】
図１９及び２０を式として表すと
ΨKr,Xe＝0.5×(PXe-4)×[1-exp(-PKr/2)]
ΦKr,Xe=-0.0026×(PXe-4)×PKrと表現することができる。
・まとめ
Ｖｆ１について
上記からＶｆ１は、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒの項、及びＡｒ、Ｋｒの相互作用項になる。なお、Ｈｅと他のガスの相互作用項は小さく、無視できる程度である。また、Ｘｅ、Ａｒの相互作用項、Ｘｅ、Ｋｒの相互作用項もＸｅの項に比べ小さく、無視できる程度である。よって、Ｖｆ１は、２種までの相互作用項を考慮することで５種類の混合ガスに対する依存性が求められる。
【００２９】
輝度について
Ｈｅ、Ｘｅの相互作用項は、Ｘｅの項又はＨｅの項に比べて小さい。よって、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅの３種の相互作用項は小さく、Ｈｅ、Ｋｒ、Ｘｅの３種の相互作用項も小さいと考えられる。また、Ｈｅ、Ａｒの相互作用項とＫｒ、Ｈｅの相互作用項を比べると、両者は互いによく似ている。よって、ＡｒとＫｒは互いに交換可能であり、Ｈｅ、Ａｒの混合ガスにＫｒを加えることは、更にＡｒを加えることと同じ変化をもたらすこととなる。よって、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒの３種の相互作用項は小さいと考えられる。
【００３０】
更に、Ａｒ、Ｘｅの相互作用項とＫｒ、Ｘｅの相互作用項を比べると、Ｋｒ、Ｘｅの方がその変化の度合いが大きいものの、全体の振る舞いはほぼ等しい。よって、ＡｒとＫｒの場合と同様に、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの３種の相互作用項は小さいと考えられる。
【００３１】
従って、これら相互作用項は無視できる程度である。以上から、輝度は、２種までの相互作用項を考慮することで５種類の混合ガスに対する依存性が求められる。
【００３２】
以上からＶｆ１の変化量の式ΨVf1は以下の式で表すことができる。
ΨVf1=ΨHe,Ar,Kr,Xe=ΨHe+ΨAr+ΨKr+ΨXe+ΨHe,Ar+ΨHe,Kr+ΨHe,Xe+ΨAr,Kr+ΨAr,Xe+ΨKr,Xe
=0.11×PHe
+10×[exp(-PAr/2.3)-1]+0.75×log[exp(PAr-9)+1]
+7.5×[exp(-PKr/2.0)-1]+log[exp(PKr-7)+1]
+5×(PXe-4)
+17×[1-exp(-PAr/3)]×[1-exp(-PKr/6)]
+0.75×(PXe-4)×[1-exp(-PAr/1.5)]
+0.5×(PXe-4)×[1-exp(-PKr/2)]
輝度の変化率の式Φは以下の式で表すことができる。
Φ＝ΦHe,Ar,Kr,Xe=ΦHe+ΦAr+ΦKr+ΦXe+ΦHe,Ar+ΦHe,Kr+ΦHe,Xe+ΦAr,Kr+ΦAr,Xe+ΦKr,Xe
=0.0136×PHe0.73
+0.055×[1-exp(-PAr/1.5)]-0.0065×PAr
+0.0136×PKr0.37
-0.52+0.375 log(PXe)
-0.0054×PHe0.73×[1-exp(-PAr(PAr-3)/20)]
-0.0068×PHe0.73×[1-exp(-PKr/4)]
-0.0009×(PXe-4)×PHe
+(PXe-4)×[0.009×[1-exp(-PAr/1.3)]-0.0015×PAr]
-0.0026×(PXe-4)×PKr
ここで、本発明では、Ｖｆ１の変化量の式ΨVf1は、少なくともΨHe,Ar,Kr,Xe≦１であることが好ましい。これは、ガス製造上の精度が通常１０体積％のずれがあり、例えばＸｅを４体積％含むガスでは、０．４体積％程度誤差があり、この誤差により、Ｖｆ１は±１Ｖ程度の揺らぎがある。前記条件は、これを考慮した値である。より好ましくは、ΨHe,Ar,Kr,Xe≦０である。これにより、現状よりＶｆ１を確実に向上させることができる。
【００３３】
一方、輝度の変化率の式Φは、ΦHe,Ar,Kr,Xe≧０であることが好ましい。これにより、現状より輝度を確実に低下させることができる。
（２）各ガスの添加による可視・赤外領域のガス発光に対する影響
各ガスの添加による可視・赤外領域のガス発光に対する影響を述べ、それぞれのガスによる特性変化の機構を検討する。
【００３４】
ガス放電パネルにおいて、可視領域のガス発光は、Ｎｅからの発光が支配的であり、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅが含まれていても、それらからの発光は非常に小さい。また、赤外領域のガス発光はＸｅからの発光が支配的であり、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒが含まれていても、それらからの発光は非常に小さい。このことから、可視領域においてはＮｅからの発光（５８５ｎｍ、６３８ｎｍ、７０３ｎｍ）、赤外領域においてはＸｅからの発光（８２３ｎｍ、８８２ｎｍ、９１６ｎｍ）に付いて、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの含有量に対する依存性を検討する。
【００３５】
図２１に緑単色で点灯させたＰＤＰからの発光スペクトルを示す。図中、黒丸・黒三角・黒四角がＮｅからの発光を、白丸・白三角・白四角がＸｅからの発光を示している。
【００３６】
図２２にＮｅ、Ｘｅの２元系においてＸｅ含有量を変化させた場合のガス発光の強度変化を示す。Ｘｅ含有量が増えるとＮｅからの可視領域発光は大きく減少し、Ｘｅからの赤外発光も微量減少する。
【００３７】
図２３にＨｅ、Ｎｅ、Ｘｅの３元系においてＸｅ含有量を４体積％としたときのＨｅ含有量に対するガス発光の依存性を示す。Ｈｅ含有量が増加しても、Ｎｅからの可視光発光はほぼ変化なしとみなすことができる。具体的にはＸｅの８２３ｎｍは増加、９１６ｎｍは減少、８８２ｎｍは変化していない。これら波長の内、８２３ｎｍの発光は、準安定準位への脱励起の際に放出される光であり、主に準安定準位に励起されたＸｅからＸｅ分子が生成されることを考慮すると、Ｈｅの添加により励起Ｘｅ分子線１７２ｎｍの発光強度が大きくなっていると考えられる。
【００３８】
図２４にＮｅ、Ａｒ、Ｘｅの３元系においてＸｅ含有量を４体積％としたときのＡｒ含有量に対するガス発光の依存性を示す。Ａｒ含有量の増加に伴い、Ｎｅ可視光発光は大きく減少し、Ｘｅの赤外発光も減少している。
【００３９】
図２５にＮｅ、Ｋｒ、Ｘｅの３元系においてＸｅ含有量を４体積％としたときのＫｒ含有量に対するガス発光の依存性を示す。Ｋｒ含有量の増加に伴い、Ｎｅ可視光発光は大きく減少する。その減少の度合いはＡｒと同程度となっている。具体的には、Ｘｅは赤外発光のうち８８２ｎｍは減少し、９１６ｎｍは大きく増加し、８２３ｎｍは増加傾向を示している。つまり、Ｘｅの９１６ｎｍは共鳴準位への脱励起の際に放出される光であり、Ｋｒの添加はＸｅ原子線１４７ｎｍを増加させる効果がある。
【００４０】
よって、Ｎｅの可視光発光の抑制に効果があるのは、Ｘｅを増加し、Ａｒ、Ｋｒを添加することである。特に、Ａｒ、Ｋｒについては、かなりの抑制効果が期待できる。また、Ｘｅの赤外線発光についても、Ａｒではほぼ全てを、Ｋｒ、Ｈｅについてはその一部を抑制する効果がある。特に、Ａｒ、Ｋｒは、図２１で最も強く発光している８８２ｎｍの光を抑制する効果が期待できる。
【００４１】
以上から５種類のガスを混合した放電ガスを用いることで格別の効果が得られることが分かる。
【００４２】
図２６にＨｅ、Ｎｅ、Ｘｅの３元系において、Ｘｅ含有量を４体積％としたときのＨｅ含有量に対する、放電開始電圧（Ｖｆ１、Ｖｆｎ）及び放電維持電圧（Ｖｓｍｎ、Ｖｓｍ１）の依存性を示す。図より分かるように、Ｈｅ４０体積％以上でＶｓｍｎが急激に上昇している。従って、Ｈｅはその含有量の条件が４０体積％であることが好ましい。
【００４３】
より具体的には、２≦PXe≦６、０＜PAr≦２０、０＜PKr≦１４、０＜PHe≦４０、PNe＝１００−（PXe＋PAr＋PKr＋PHe）の含有量の範囲で混合することが好ましい。特に、Ａｒは４〜１２体積％、Ｋｒは３〜８体積％とすることで、電圧の変動を少なくすることができるため、ガス放電表示装置の設計の自由度を挙げることができるので好ましい。
【００４４】
なお、以下に各ガスのガス放電表示装置に対する影響をまとめておく。
Ｘｅ：含有量を増加させると輝度、Ｖｆ１共に上昇する。１体積％増加でＶｆ１は５Ｖ上昇し、輝度は７％上昇する。
Ｈｅ：含有量を増加させると輝度、Ｖｆ１共に上昇する。１０体積％増加でＶｆ１は１．５Ｖ上昇し、輝度は６％上昇する。４０体積％以上の添加でＶｓｍｎが大幅に増加する。輝度の上昇の原因は分子線１７２ｎｍの増加にあると考えられる。
Ａｒ：５〜１０体積％の含有量でＶｆ１が１０Ｖ程度低下する。Ｋｒと強く関係する。１〜３体積％の含有量で輝度が３％程度上昇する。含有量が多いときはＶｆ１上昇し、輝度が低下する。
Ｋｒ：４〜８体積％の含有量でＶｆ１が７Ｖ程度低下する。Ｋｒと強く関係する。低Ｘｅ含有量及び低Ｈｅ含有量で輝度が上昇する。高Ｘｅ含有量及び高Ｈｅ含有量で、輝度が低下する。但し、高Ａｒ含有量に比べ低下の度合いは小さい。輝度の上昇の原因はＸｅ原子線１４７ｎｍの増加にあると考えられる。
（ｂ）次に、４種類のガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ及びＸｅ）からなる本発明のガス放電表示装置について説明する。
【００４５】
基本的には上記５種類のガスを使用した場合と同様である。つまり、Ｖｆ１の変化量の式ΨVf1及び輝度の変化率の式Φは、以下の５種類のガスのＶｆ１及び輝度の変化率を表す式から、Ａｒに関係する項を削除した式で表すことができる。
ΨVf1=ΨHe,Kr,Xe=ΨHe+ΨKr+ΨXe+ΨHe,Kr+ΨHe,Xe+ΨKr,Xe
=0.11×PHe
+7.5×[exp(-PKr/2.0)-1]+log[exp(PKr-7)+1]
+5×(PXe-4)
+0.5×(PXe-4)×[1-exp(-PKr/2)]
Φ＝ΦHe,Kr,Xe=ΦHe+ΦKr+ΦXe+ΦHe,Kr+ΦHe,Xe+ΦKr,Xe
=0.0136×PHe0.73
+0.0136×PKr0.37
-0.52+0.375 log(PXe)
-0.0068×PHe0.73×[1-exp(-PKr/4)]
-0.0009×(PXe-4)×PHe
-0.0026×(PXe-4)×PKr
ここで、上記５種類のガスと同様の理由から、Ｖｆ１の変化量の式ΨVf1は、少なくともΨHe,Kr,Xe≦１であることが好ましく、ΨHe,Kr,Xe≦０であることがより好ましい。一方、輝度の変化率の式Φも、上記５種類のガスと同様の理由から、ΦHe,Kr,Xe≧０であることが好ましい。
【００４６】
更に、各ガスは、２≦PXe≦６、０＜PKr≦１４、０＜PHe≦４０、PNe＝１００−（PXe＋PKr＋PHe）の含有量の範囲で混合することが好ましい。特に、上記５種類のガスと同様の理由から、Ｋｒは３〜８体積％とすることが好ましい。
【００４７】
ここで、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ及びＸｅからなる４種類のガスの組み合わせは、従来報告されているが、この組み合わせに対する本発明の組み合わせの利点を以下に説明する。
【００４８】
従来の組み合わせと本発明の組み合わせとは、ＡｒとＫｒが置換されていること以外は同じである。ここで、ＡｒとＫｒは図３及び５より、ほぼ同じ影響をＶｆ１に与えている。
【００４９】
一方、輝度については、Ｋｒは、上記５種類のガスの項で説明したように、その含有量を増やすことにより、Ｘｅ原子線１４７ｎｍを増加させることができる（図２１及び２５参照）。これに対して、Ａｒにはこのような機能はなく、含有量が多いときは、輝度が低下する。つまり、Ａｒ含有量で調整することができないＸｅ原子線１４７ｎｍを、Ｋｒ含有量により調整することができるので、その結果、蛍光体の励起効率の波長依存性を含めた蛍光体材料の設計の自由度を大きくすることができるという効果を有する。
（ｃ）上記ΨHe,Ar,Kr,Xe及びΦHe,Ar,Kr,Xeから、ΨHe,Ar,Kr,Xe≦０の条件下で、ΦHe,Ar,Kr,Xeが最大となるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ及びＸｅの５成分の含有量を検討する。また、上記ΨHe,Kr,Xe及びΦHe,Kr,Xeから、ΨHe,Kr,Xe≦０の条件下で、ΦHe,Kr,Xeが最大となるＨｅ、Ｎｅ、Ｋｒ及びＸｅの４成分の含有量も検討する。更に、上記ΨHe,Ar,Kr,Xe及びΦHe,Ar,Kr,Xeから、Ｋｒの項を削除することで、ΨHe,Ar,Xe≦０の条件下で、ΦHe,Ar,Xeが最大となるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ及びＸｅの４成分の含有量を検討する。結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
0004349540.tif 000002
【００５１】
上記結果から５成分の組み合わせは、４成分の組み合わせに比べて、輝度の向上割合が高いことが判る。更に、ＫｒによるＸｅ原子線１４７ｎｍを調整することができる効果も付加されるので、より効果的である。なお、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ及びＸｅの４成分の組み合わせは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ及びＸｅの４成分の組み合わせより輝度の向上割合が劣っているが、上記（ｂ）で述べた別の観点の効果を有している。
（ｄ）ガス放電表示装置について
本発明のガス放電表示装置は、上記では便宜上ＡＣ駆動面放電型ＰＤＰを例にとったが、本発明の放電ガスを使用しさえすればその構成は特に限定されない。更に、駆動方法は、ＡＣ型及びＤＣ型のどちらでもよく、２電極対向放電型及び３電極面放電型のどちらでもよく、反射型及び透過型のどちらでもよい。
【００５２】
以下では一例として、ＡＣ駆動面放電型ＰＤＰを図２７を用いて説明する。
【００５３】
図２７のＰＤＰ２０は、前面基板と背面基板とから構成される。
【００５４】
まず、前面基板は、一般的に、基板２７上に形成された複数本のストライプ状の表示電極、表示電極を覆うように形成された誘電体層２４、誘電体層２４上に形成され放電空間に露出する保護層２９とからなる。
【００５５】
基板２７は、特に限定されず、ガラス基板、石英ガラス基板、シリコン基板等が挙げられる。
【００５６】
表示電極は、ＩＴＯのような透明電極２５からなる。また、表示電極の抵抗を下げるために、透明電極２５上にバス電極（例えば、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造）２６を形成してもよい。
【００５７】
誘電体層２４は、ＰＤＰに通常使用されている材料から形成される。具体的には、低融点ガラスとバインダとからなるペーストを基板上に塗布し、焼成することにより形成することができる。
【００５８】
保護層２９は、表示の際の放電により生じるイオンの衝突による損傷から誘電体層２４を保護するために設けられる。保護層２９は、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等からなる。
【００５９】
次に、背面基板は、一般的に、基板２３上に形成された複数本のストライプ状のアドレス電極Ａ、アドレス電極Ａを覆う誘電体層２８、隣接するアドレス電極Ａ間で誘電体層２８上に形成された複数本のストライプ状の隔壁２１、隔壁２１間に壁面を含めて形成された蛍光体膜２２とからなる。
【００６０】
基板２３及び誘電体層２８には、前記前面基板を構成する基板２７及び誘電体層２４と同種類のものを使用することができる。
【００６１】
アドレス電極Ａは、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ等の金属層や、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造からなる。
【００６２】
隔壁２１は、低融点ガラスとバインダとからなるペーストを誘電体層２８上に塗布し、焼成した後、サンドブラスト法で切削することにより形成することができる。また、バインダに感光性の樹脂を使用した場合、所定形状のマスクを使用して露光及び現像した後、焼成することにより形成することも可能である。
【００６３】
更に、隔壁２１間に蛍光体膜２２が形成されている。蛍光体膜は、溶媒中にバインダが溶解された溶液に粒子状の蛍光体を分散させたペーストを、隔壁２１間に塗布し、不活性雰囲気下で焼成することにより形成することができる。
【００６４】
次に、上記前面基板と背面基板を、表示電極（２５、２６）とアドレス電極Ａが直交するように、両電極を内側にして対向させ、隔壁２１により囲まれた空間に上記放電ガスを充填することによりＰＤＰ２０を形成することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明のガス放電表示装置によれば、特定の組み合わせの混合ガスを放電ガスとして使用するので、放電開始電圧を低下させ、輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｈｅ含有量とＶｆ１の変化との関係を示すグラフである。
【図２】Ｈｅ含有量と輝度の変化との関係を示すグラフである。
【図３】Ａｒ含有量とＶｆ１の変化との関係を示すグラフである。
【図４】Ａｒ含有量と輝度の変化との関係を示すグラフである。
【図５】Ｋｒ含有量とＶｆ１の変化との関係を示すグラフである。
【図６】Ｋｒ含有量と輝度の変化との関係を示すグラフである。
【図７】Ｘｅ含有量とＶｆ１の変化との関係を示すグラフである。
【図８】Ｘｅ含有量と輝度の変化との関係を示すグラフである。
【図９】Ｈｅ、Ａｒトレンドを除去したＡｒ含有量とΔＶｆ１との関係を示すグラフである。
【図１０】Ｈｅ、Ａｒトレンドを除去したＡｒ含有量とΔ輝度との関係を示すグラフである。
【図１１】Ｋｒトレンドを除去したＨｅ含有量とΔＶｆ１との関係を示すグラフである。
【図１２】Ｋｒトレンドを除去したＨｅ含有量とΔ輝度との関係を示すグラフである。
【図１３】Ｘｅ、Ｈｅトレンドを除去したＨｅ含有量とΔＶｆ１との関係を示すグラフである。
【図１４】Ｘｅ、Ｈｅトレンドを除去したＨｅ含有量とΔ輝度との関係を示すグラフである。
【図１５】Ａｒ、Ｋｒトレンドを除去したＡｒ含有量とΔＶｆ１との関係を示すグラフである。
【図１６】Ａｒ、Ｋｒトレンドを除去したＡｒ含有量とΔ輝度との関係を示すグラフである。
【図１７】Ａｒ、Ｘｅトレンドを除去したＡｒ含有量とΔＶｆ１との関係を示すグラフである。
【図１８】Ａｒ、Ｘｅトレンドを除去したＡｒ含有量とΔ輝度との関係を示すグラフである。
【図１９】Ｋｒ、Ｘｅトレンドを除去したＫｒ含有量とΔＶｆ１との関係を示すグラフである。
【図２０】Ｋｒ、Ｘｅトレンドを除去したＫｒ含有量とΔ輝度との関係を示すグラフである。
【図２１】ＰＤＰからのガス発光スペクトルを示すグラフである。
【図２２】Ｘｅ含有量と発光の相対強度との関係を示すグラフである。
【図２３】Ｈｅ含有量と発光の相対強度との関係を示すグラフである。
【図２４】Ａｒ含有量と発光の相対強度との関係を示すグラフである。
【図２５】Ｋｒ含有量と発光の相対強度との関係を示すグラフである。
【図２６】Ｈｅ含有量と放電電圧との関係を示すグラフである。
【図２７】ＰＤＰの概略斜視図である。
【符号の説明】
２０  ＰＤＰ
２１  隔壁
２２  蛍光体膜
２３、２７  基板
２４、２８  誘電体層
２５  透明電極
２６  バス電極
２９  保護層
Ａ  アドレス電極
【図１】
0004349540.tif 000003
【図２】
0004349540.tif 000004
【図３】
0004349540.tif 000005
【図４】
0004349540.tif 000006
【図５】
0004349540.tif 000007
【図６】
0004349540.tif 000008
【図７】
0004349540.tif 000009
【図８】
0004349540.tif 000010
【図９】
0004349540.tif 000011
【図１０】
0004349540.tif 000012
【図１１】
0004349540.tif 000013
【図１２】
0004349540.tif 000014
【図１３】
0004349540.tif 000015
【図１４】
0004349540.tif 000016
【図１５】
0004349540.tif 000017
【図１６】
0004349540.tif 000018
【図１７】
0004349540.tif 000019
【図１８】
0004349540.tif 000020
【図１９】
0004349540.tif 000021
【図２０】
0004349540.tif 000022
【図２１】
0004349540.tif 000023
【図２２】
0004349540.tif 000024
【図２３】
0004349540.tif 000025
【図２４】
0004349540.tif 000026
【図２５】
0004349540.tif 000027
【図２６】
0004349540.tif 000028
【図２７】
0004349540.tif 000029