(57)【要約】本発明は、プラズマセル内に粉末層（８）を有するプラズマピクチャスクリーンであって、前記層は低い誘電率Ｋを有するためプラズマセルの放電容量を低減させる、プラズマピクチャスクリーンに関する。このようなプラズマ画像スクリーンは、向上した効率及び向上した輝度を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電層及び保護層を備えた透明プレートを有するフロントプレートと、
蛍光層を備えたキャリアプレートと、
前記フロントプレートと前記キャリアプレートとの間のスペースをガスで満たされたプラズマセルに細分するリブ構造と、
前記プラズマセル内でコロナ放電を生じさせるための前記フロントプレート及び前記キャリアプレート上の１つ又は複数の電極アレイと、
前記フロントプレート上の前記電極アレイと前記キャリアプレート上の前記電極アレイとの間の粉末層と、
を備えたプラズマピクチャスクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマピクチャスクリーンにおいて、前記粉末層は前記保護層上に設けられることを特徴とするプラズマピクチャスクリーン。
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマピクチャスクリーンにおいて、前記粉末層は前記保護層上のストリップ形部分として設けられることを特徴とするプラズマピクチャスクリーン。
【請求項４】
請求項３に記載のプラズマピクチャスクリーンにおいて、前記粉末層の前記ストリップ形部分は、それぞれが、それぞれの放電極対の間に挟まれたスペースの反対側に位置するように設けられることを特徴とするプラズマピクチャスクリーン。
【請求項５】
請求項１に記載のプラズマピクチャスクリーンにおいて、前記粉末層の密度は粉末材料の密度の６０％以下であることを特徴とするプラズマピクチャスクリーン。
【請求項６】
請求項１に記載のプラズマピクチャスクリーンにおいて、前記粉末層は、誘電体の群から選択される材料及び蛍光体を有することを特徴とするプラズマピクチャスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電層及び保護層を備えた透明プレートを有するフロントプレートと、蛍光層を備えたキャリアプレートと、前記フロントプレートと前記キャリアプレートとの間のスペースをガスで満たされたプラズマセルに細分するリブ構造（ribbed structure）と、前記プラズマセル内でコロナ放電を生じさせるための前記フロントプレート及び前記キャリアプレート上の１つ又は複数の電極アレイとを備えたプラズマピクチャスクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマピクチャスクリーンは、高解像度及び大きいピクチャスクリーン径を有するカラー画像を可能にし、コンパクトな構造を有する。プラズマピクチャスクリーンは、ガスで満たされた密封空間を有し、この空間は、通常、グリッドに構成された電極アレイを備える。分離リブ（separating rib）によって、個別に制御可能なプラズマセルが形成され、これらセル内では、電圧印加により、紫外線領域の光を生じるガス放電が起こる。この光は、蛍光体によって可視光に変換されることができ、セルのフロントプレートを通じて視聴者に向けて放出されることができる。
【０００３】
おおむね二種類のプラズマピクチャスクリーン、即ち、電極のマトリクス配列と電極の同一面配列とが区別される。マトリクス配列においては、ガス放電は、フロントプレート及びキャリアプレートの２つの電極が交差する所で点火されて維持される。電極の同一面配列においては、ガス放電は、フロントプレート上の電極間で維持され、バックプレート上の電極（いわゆるアドレス電極）との交点で点火される。この場合、アドレス電極は、蛍光層の下に位置する。
【０００４】
プラズマピクチャスクリーンのフロントプレートは、複数の平行な放電極を通常備えた透明プレートを有する。これら放電極は、通常ＩＴＯ層及びバス電極を有する。バス電極は細い金属層であり、その１つが各ＩＴＯ層に存在する。放電極は、誘電体（通常低融点ガラス）の透明層でカバーされる。この誘電層上には、通常ＭｇＯを有する保護層が設けられる。
【０００５】
個々のプラズマセルの放電容量は、一方では、放電極上に設けられた層、誘電層及び保護層の層厚さによって、そして他方では、これらの層において用いられる材料の誘電率Ｋによって、決定される。誘電層の誘電率Ｋの値は、８〜９である。ＭｇＯの保護層の誘電率Ｋの値は、約９である。ピクチャスクリーンの効率は、放電容量が増加すると共に減少することが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これに応じて、本発明の目的は、改善されたプラズマピクチャスクリーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、誘電層及び保護層を備えた透明プレートを有するフロントプレートと、蛍光層を備えたキャリアプレートと、前記フロントプレートと前記キャリアプレートとの間のスペースをガスで満たされたプラズマセルに細分するリブ構造と、前記プラズマセル内でコロナ放電を生じさせるための前記フロントプレート及び前記キャリアプレート上の１つ又は複数の電極アレイと、前記フロントプレート上の前記電極アレイと前記キャリアプレート上の前記電極アレイとの間の粉末層とを備えたプラズマピクチャスクリーンによって達成される。
【０００８】
粉末層は低い誘電率Ｋを有するので、プラズマセルへの粉末層の導入によって、放電容量を低減させることが可能になる。粉末層は、通常、粉末材料の６０％以下の体積あたりの比例量を有する。これは、粉末層の密度が理論密度の６０％以下であることを意味する。
【０００９】
このような粉末層の誘電率Ｋはマトリクスによって実質的に決定され、この場合には、マトリクスは空気である。体積あたり比例量Ｖｍの誘電率Ｋｍを有するマトリクス及び体積あたり比例量Ｖｐの誘電率Ｋｐを有する粉末材料を有する粉末層の誘電率Ｋは、次のマクスウェル式によって与えられる：
【数１】
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【００１０】
特開平９−１０２２８０号から、プラズマセルにＴｉＯ２、ＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３からなるスパッタ層を有するプラズマピクチャスクリーンが知られている。しかし、ＴｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３のスパッタ層は、ＴｉＯ２が８６、Ａｌ２Ｏ３が９．３の誘電率Ｋを有するので、これらの層は、プラズマセルの放電容量を低下させない。粉末層の使用は、スパッタ層の使用と比較して、次の追加の効果がある。本発明によるプラズマピクチャスクリーンにおいては、特開平９−１０２２８０号で説明されたような粉末層と他の層（例えばＭｇＯの保護層）との間で密着性の問題は発生しない。特に、４．６という比較的低い誘電率Ｋを有するＳｉＯ２のスパッタ層は、ＭｇＯの保護層との密着性が非常に悪い。
【００１１】
請求項２の有利な実施例によって、特に、放電極とガス放電との間の放電容量を低減することが可能になる。
【００１２】
請求項３及び４の有利な実施例は、充分な量の可視光がフロントプレートを通じて視聴者の方向に放出することを保証する。
【００１３】
請求項５の有利な実施例は、粉末層の低い誘電率Ｋを保証する。
【００１４】
有利に選択された請求項６の材料は、プラズマピクチャスクリーンの厳しい製造・動作環境（特に高温）に耐えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、以下で図面を参照してより詳細に説明される。
【００１６】
図１において、同一面配列の電極を有するＡＣプラズマピクチャスクリーンのプラズマセルは、フロントプレート１及びキャリアプレート２を有する。フロントプレート１は、例えばガラス製の透明プレート３を有し、この透明プレート３の上に、好適には低融点ガラスを有する誘電層４があり、その上には、好適にはＭｇＯを有する保護層５がある。透明プレート３に、平行なストリップ形の放電極６、７が設けられ、これらは誘電層４によってカバーされる。放電極６、７は、例えば、金属、ＩＴＯ又は金属及びＩＴＯの組合せから作られる。好適には、放電極６、７は、それぞれがＩＴＯのストリップを有し、この上に、Ａｌ又はＡｇのより細い層が、バス電極としてそれぞれ設けられる。キャリアプレート２は、好適にはガラスからできており、このキャリアプレート２上には、例えばＡｇでできた平行なストリップ形のアドレス電極１１が設けられており、これらアドレス電極は、放電極６、７に垂直に延びる。これらのアドレス電極は、３つの基本色赤、緑、青のうちの１つの光１４を発する蛍光層１０によってカバーされる。蛍光層１０は、この目的のために、幾つかのカラーセグメントに細分される。好適には誘電体からなる分離リブを有するリブ構造１３は、コロナ放電が起こる個別に制御可能なプラズマセルを形成する役目を果たす。
【００１７】
プラズマセル内及び放電極６、７間にガスが存在し、これら放電極は、互いに交互にカソード及びアノードとして動作する。このガスは、例えば、希ガス、希ガスとＵＶ照射成分としてのＸｅとの混合物、窒素、又は、窒素と少なくとも１つの希ガス（例えばＨｅ、Ｎｅ、Ｋｒ又はＸｅ）との混合物であってもよい。沿面放電の点火の後、プラズマ領域９の放電極６、７間に位置する放電経路に沿って電荷が流れることが可能になり、プラズマ領域９においてプラズマが生成し、このプラズマは、ガスの組成に応じた（真空）紫外線領域の照射線１２を発生する。照射線１２は、蛍光層１０を励起して発光させ、この層に可視光１４を放出させ、この可視光１４は、フロントプレート１を通じて外部に放出し、これにより、ピクチャスクリーン上の発光ドットを生成する。蛍光層１０は、幾つかのカラーセグメントに細分される。通常、蛍光層１０の赤、緑、青の発光カラーセグメントは、垂直なストリップの三重線（triplet）の形で提供される。１つのカラーセグメントを備えたプラズマセルは、いわゆるサブピクセルを形成する。それぞれの赤、緑、青の発光カラーセグメントを備えた３つの互いに隣接したプラズマセルは、合わせて、１つのピクセル即ちピクチャエレメントを形成する。
【００１８】
粉末層８が、フロントプレート１上の電極アレイ６、７とキャリアプレート２上の電極アレイ１１との間に、好適には保護層５上に導入される。粉末層８は、保護層５上に設けられる場合には、ストリップ形部分として設けられると有利である。粉末層は、主に散乱特性を有するので、保護層５をカバーする粉末層８の表面積を小さく維持すると有利である。三電極配列においては、プラズマセルの粉末層８のストリップ形部分が、各個々のプラズマセルの放電極６、７の対の間のスペースの反対側に位置するように設けられるのも有利である。加えて、粉末層８のストリップ形部分が部分的に放電極６、７の反対側に位置する、即ちこれら放電極と重なって位置するのも有利でありうる。
【００１９】
粉末層８において用いられる粉末材料は、酸化物又は蛍光体等の誘電体であってもよい。粉末材料の粒子は、好適には２０ｎｍ〜２０μｍの粒径を有する。ここで、粉末層８の密度が粉末材料自体の密度の６０％以下であると有利である。粉末材料の密度は、粉末層８の重量と粉末層８の厚さとの商として決定される。
【００２０】
粉末層８は、粉末材料として用いられる誘電体及びその粒径に応じて、紫外線を反射してもよい。この場合、プラズマピクチャスクリーンの効率は向上する。なぜなら、ガス放電において生成され、蛍光層１０の方向ではなくフロントプレート１の方向に放射する紫外線１２は、蛍光層１０の方向に反射し、そこで光の生成のために利用可能になるからである。
【００２１】
粉末層８のために用いられる粉末材料が蛍光体であっても有利でありうる。この蛍光体は、例えば可視領域の光を発してもよい。本実施例においては、蛍光層１０の青色発光カラーセグメントを有するプラズマセルの粉末材料として青色発光蛍光体が用いられ、蛍光層１０の赤色発光カラーセグメントを有するプラズマセルにおいて赤色発光蛍光体が用いられ、蛍光層１０の緑色発光カラーセグメントを有するプラズマセルにおいて緑色発光蛍光体が用いられることが好ましい。本実施例においては、ガス放電において生成され、蛍光層１０の方向ではなくフロントプレート１の方向に放射する紫外線１２は、粉末層８の蛍光体によって吸収され可視光に変換されて、フロントプレート１を通過して視聴者の方向に進むことにより、プラズマピクチャスクリーンの効率は向上する。
【００２２】
代替的に、プラズマ放電からの紫外線１２によって励起され、続いてより長波長の紫外線を発する、粉末層８の蛍光体を用いることが可能である。本実施例において、ガス放電において生成され、蛍光層１０の方向ではなくフロントプレート１の方向に放射する紫外線１２は、粉末層８の蛍光体によって吸収されて、より長波長の紫外線に変換され、更に、蛍光層１０の蛍光体によって可視光に変換されるので、プラズマピクチャスクリーンの効率が高められる。
【００２３】
プラズマセル内に粉末層８を備えたプラズマピクチャスクリーンを製造するためには、最初に、フロントプレート１が通常のプロセスで製造される。好適には、粉末層８がシルクスクリーン印刷によって供給される。このために、最初に、シルクスクリーン印刷ペーストが、シルクスクリーン印刷ペーストベース及び粉末材料から調製される。シルクスクリーン印刷ペーストベースは、好適にはエチルセルロース５重量％を有するｐ−メンタ−１−エン−８−オールである。代替的に、シルクスクリーン印刷ペーストは、分散剤又は揺変剤等の他の添加剤を有してもよい。
【００２４】
得られるシルクスクリーン印刷ペーストは、例えばフロントプレート１の保護層５にシルクスクリーン印刷によって塗布される。好適には、シルクスクリーン印刷ペーストは、ストリップ形の部分に供給されて乾燥させられる。次に、フロントプレート１全体が、４８５℃の温度にさらされる。好適には、完成した粉末層８の層厚さは、２〜１５μｍである。
【００２５】
実施例１
シルクスクリーン印刷ペーストを調製するために、５重量％のエチルセルロースを有する８０重量％のジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタートと２０重量％のｐ−メンタ−１−エン−８−オールとの溶媒混合液１００ｇ、揺変剤２．７ｇ、及び、２０〜１１０ｎｍの粒径を有するＳｉＯ２１０ｇが、トリプルローラミルに２回通されて混合され、続いて分散された。
【００２６】
シルクスクリーン印刷によって、ＳｉＯ２粒子の粉末層８がストリップ形の部分の形で、ガラスプレート３、誘電層４、保護層５及び放電極６、７を有するフロントプレート１のＭｇＯの保護層５上に供給される。プラズマセルの２つの放電極６、７の間の距離は、それぞれ２００μｍであった。誘電層４はＰｂＯを有しており、２つの放電極６、７はＩＴＯ及びＡｇでできていた。
【００２７】
フロントプレート１は、まず乾燥させられ、次に、２時間４５０℃で熱後処理を受けた。ＳｉＯ２の粉末層８の層厚さは５．０μｍで、ストリップ形の部分の幅は２００μｍであった。粉末層８のストリップ形の部分は、放電極６、７の対の間のスペースの反対側に位置するように設けられた。フロントプレート１は、リブ構造１３と、Ｅｕ赤色発光蛍光体として（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３を、緑色発光蛍光体としてＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎを、そして青色発光蛍光体としてとしてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを有する蛍光層１０とを有するキャリアプレート２と組み合わせて、また、５ｖｏｌ％のＸｅ及び９５ｖｏｌ％のＮｅを有する混合ガスと組み合わせて、プラズマピクチャスクリーンを組み立てるために用いられた。
【００２８】
図２は、実施例１のプラズマピクチャスクリーンの測定された放電容量を、ＳｉＯ２の粉末層８の無いプラズマピクチャスクリーンの放電容量と比較して、動作電圧の関数として示す。破線は、粉末層８の無いプラズマピクチャスクリーンに関するものであり、実線は、粉末層８を備えたプラズマピクチャスクリーンに関するものである。
【００２９】
図３は、本実施例のプラズマピクチャスクリーンの効率及び輝度とＳｉＯ２の粉末層８の無いプラズマピクチャスクリーンの効率及び輝度との比を動作電圧の関数として示す。実線は効率を示し、破線は輝度を示す。
実施例２
【００３０】
３つのシルクスクリーン印刷ペーストは、実施例１と類似した態様で調製された。第１のシルクスクリーン印刷ペーストはＳｉＯ２の代わりに（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕを有し、第２のシルクスクリーン印刷ペーストはＳｉＯ２の代わりにＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎを有し、第３のシルクスクリーン印刷ペーストＳｉＯ２の代わりにＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを有していた。ＳｉＯ２の代わりに用いられる粉末の濃度は、使用可能な段階で、ペースト中１３重量％であった。
【００３１】
（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ粒子を有するストリップ形の部分は、ガラスプレート３、誘電層４、保護層５及び放電極６、７を有するフロントプレート１のＭｇＯの保護層５上にシルクスクリーン印刷によって設けられた。プラズマセルの２つの放電極６、７の間の距離は、それぞれ２００μｍであった。誘電層４はＰｂＯを有し、２つの放電極６、７はＩＴＯ及びＡｇでできていた。（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ粒子を有する粉末層８のこれらのストリップ形の部分が、完成したプラズマピクチャスクリーンにおいて赤色発光蛍光体を有するプラズマセル内で存在するように、これらのストリップ形の部分は設けられた。続いて同様に、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ粒子を有するストリップ形の部分が、それぞれ、完成したプラズマピクチャスクリーンにおいて緑色発光蛍光体を有するプラズマセル内で存在するように、粉末層８のこれらのストリップ形の部分が保護層５上に設けられた。続いて同様に、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ粒子を有するストリップ形の部分が、それぞれ、完成したプラズマピクチャスクリーンにおいて青色発光蛍光体を有するプラズマセル内で存在するように、粉末層８のこれらのストリップ形の部分が保護層５上に設けられた。
【００３２】
フロントプレート１は、まず乾燥させられ、次に、４５０℃で２時間熱後処理を受けた。粉末層８の層厚さは８．０μｍであり、ストリップ形の部分の幅は２４０μｍであった。粉末層８のストリップ形の部分は、放電極６、７の対の間のスペースの反対側に位置し、加えて、これら放電極６、７に部分的に重なるように設けられた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ＡＣプラズマピクチャスクリーン内の１つのプラズマセルの構造及び動作原理を示す。
【図２】本発明によるプラズマピクチャスクリーンの測定された放電容量を動作電圧の関数として示す。
【図３】粉末層を有するプラズマピクチャスクリーンの輝度又は効率と粉末層の無いプラズマピクチャスクリーンの輝度又は効率との比を、動作電圧の関数として示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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