(57)【要約】担持基板と、透明なフロント基板と、これら担持基板及びフロント基板間の空間を、ガスが充填されている複数の放電セルに分割する分離用のリブと、前記フロント基板及び前記担持基板上に設けられて前記放電セル内にコロナ放電を発生させる１つ以上の電極アレイと、前記フロント基板上に設けられ、赤、緑及び青発光蛍光体を有するセグメントより成る構造化した蛍光体層と、赤、緑及び青のカラーフィルタの群から選択したカラーフィルタを有するセグメントより成る構造化したフィルタ層であって、前記フロント基板の内面と前記構造化した蛍光体層との間に配置された当該フィルタ層とを具えるプラズマカラーディスプレイスクリーン。
2004527892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担持基板と、透明なフロント基板と、これら担持基板及びフロント基板間の空間を、ガスが充填されている複数の放電セルに分割する分離用のリブと、前記フロント基板及び前記担持基板上に設けられて前記放電セル内にコロナ放電を発生させる１つ以上の電極アレイと、前記フロント基板上に設けられ、赤、緑及び青発光蛍光体を有するセグメントより成る構造化した蛍光体層と、赤、緑及び青のカラーフィルタの群から選択したカラーフィルタを有するセグメントより成る構造化したフィルタ層であって、前記フロント基板の内面と前記構造化した蛍光体層との間に配置された当該フィルタ層とを具えるプラズマカラーディスプレイスクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマカラーディスプレイスクリーンにおいて、前記電極アレイは前記フロント基板上で前記フィルタ層と前記フロントプレートとの間に配置されていることを特徴とするプラズマカラーディスプレイスクリーン。
【請求項３】
請求項１に記載のプラズマカラーディスプレイスクリーンにおいて、前記電極アレイは前記フロント基板上で前記フィルタ層と前記蛍光体層との間に配置されていることを特徴とするプラズマカラーディスプレイスクリーン。
【請求項４】
請求項１に記載のプラズマカラーディスプレイスクリーンにおいて、前記カラーフィルタ層のセグメントは互いにブラックセグメントにより分離されていることを特徴とするプラズマカラーディスプレイスクリーン。
【請求項５】
請求項１に記載のプラズマカラーディスプレイスクリーンにおいて、前記分離用のリブは前記フィルタ層上に配置されていることを特徴とするプラズマカラーディスプレイスクリーン。
【請求項６】
請求項１に記載のプラズマカラーディスプレイスクリーンにおいて、前記分離用のリブの壁部にも蛍光体層が被覆され、この蛍光体層の厚さは前記フロント基板上の蛍光体層の厚さよりも厚肉となっていることを特徴とするプラズマカラーディスプレイスクリーン。
【請求項７】
請求項１に記載のプラズマカラーディスプレイスクリーンにおいて、前記分離用のリブ上の蛍光体層の厚さは前記担持基板に向う方向で増大していることを特徴とするプラズマカラーディスプレイスクリーン。
【請求項８】
請求項１に記載のプラズマカラーディスプレイスクリーンにおいて、前記担持基板上の電極アレイは、この担持基板の側とは反対側の面上で、誘電体の可視光反射材料の層で被覆されていることを特徴とするプラズマカラーディスプレイスクリーン。
【請求項９】
請求項１に記載のプラズマカラーディスプレイスクリーンにおいて、前記担持基板上の電極アレイは、この担持基板の側とは反対側の面上で又はこの担持基板に面する面上で、可視光反射材料の層で被覆されていることを特徴とするプラズマカラーディスプレイスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、担持基板と、透明なフロント基板と、これら担持基板及びフロント基板間の空間を、ガスが充填されている複数の放電セルに分割する分離用のリブと、前記フロント基板及び前記担持基板上に設けられて前記放電セル内にコロナ放電を発生させる１つ以上の電極アレイと、蛍光体層と、フィルタ層とを具えるプラズマカラーディスプレイスクリーンに関するものである。
【０００２】
プラズマディスプレイスクリーンが基づく原理は、担持基板と透明なフロント基板との間での交差電極アレイがマトリックスを構成し、このマトリックスの互いに交差する個々の電極間で電圧を制御して、この交点で気体放電が生じるようにすることである。その結果として生じる燐光性のガスプラズマが、透明なフロント基板を通過する発光点として見うるようになる。
【０００３】
プラズマディスプレイスクリーンのカラー化に当っては、ディスプレイスクリーンが、赤色、緑色及び青色を生じるセグメントを有する構造化した蛍光体層を具える。１つのピクセル、すなわち、画素は蛍光体層の各セグメント上に三原色に対する３つのサブピクセルを有する。３つのサブピクセルに対する蛍光体層のセグメントは、通常、細長の蛍光体細条において互いに隣り合って配置されている。個々の蛍光体細条は細長の分離用のリブより成るリブ構造体により画成されている。これらの分離用のリブは、ある放電セルと他の放電セルとの間の気体放電のクロストークを排除する作用をする。
【０００４】
２種類のプラズマカラーディスプレイスクリーンが既知である。反射型のプラズマカラーディスプレイスクリーンでは、蛍光体細条が赤色、緑色及び青色で担持基板上に配置され、これらは点弧ガスプラズマによりその前方に光を放出するように励起される。透過型のプラズマカラーディスプレイスクリーンでは、赤色、緑色及び青色で透明なフロント基板上に配置され、これらは後方気体放電により光を放出するように励起される。
【０００５】
いかなる設計のディスプレイスクリーン及びモニタもしばしば明るい周囲光の下で用いられる。周囲光が存在する状態の下で、スクリーン上の画像の視感度を改善するとともに視覚疲労を低減させるためには、ディスプレイスクリーンは、グレアがなく、反射率が低く、コントラストが高い特性を呈するようにする必要がある。
【０００６】
コントラストは、ディスプレイスクリーンコーティング内の蛍光体の固有光密度に関連する周囲光の影響を少なくすることにより最大にしうる。このことは、例えば無機顔料の形態の透過性カラーフィルタを用い、これらの顔料を、関連の蛍光体により放出される色に対し最大の透明度を呈するとともに他のスペクトル成分は吸収するように選択し、蛍光体粉末における周囲光の拡散反射を回避するようにすることにより達成される。しかし、赤色、緑色及び青色の三原色の蛍光体に対する３つの透過性のフィルタを有するこのようなフィルタ構造を製造するのは、反射型のプラズマカラーディスプレイスクリーンの場合には複雑である。その理由は、構造化した蛍光体層を担持基板上に配置する必要があるとともに構造化したフィルタ層をフロント基板上に配置する必要があり、互いに分離した基板上に位置するこれら構造化したフィルタ層及び蛍光体層の相対的な位置決めに極めて時間を浪費する為である。
【０００７】
米国特許第 5,838,105号明細書には、放電空間により互いに分離されたフロント基板及び担持基板を有するプラズマカラーディスプレイスクリーンが開示されており、担持基板の内面が赤色、緑色及び青色の蛍光体層で被覆されており、これら蛍光体層が気体放電により励起されて光を放出しうるようになっており、フロント基板の外面が緑色光吸収フィルタで被覆されており、フロント基板の内面には、赤色及び青色の蛍光体層に適合する単色光透過フィルタがこれら蛍光体層に対向して位置するように被覆されている。
【０００８】
しかし、透過フィルタと蛍光体の点とをこのように別々の基板上に配置する場合、担持基板上の蛍光体層とフロント基板上のフィルタ層とを赤色及び青色で互いに位置合わせする必要もある。
【０００９】
本発明の目的は、コントラストの高い画像を生じ、外光に対する反射率が低く、発光輝度が高く、廉価に製造しうるプラズマカラーディスプレイスクリーンを提供することにある。
【００１０】
本発明によれば、担持基板と、透明なフロント基板と、これら担持基板及びフロント基板間の空間を、ガスが充填されている複数の放電セルに分割する分離用のリブと、前記フロント基板及び前記担持基板上に設けられて前記放電セル内にコロナ放電を発生させる１つ以上の電極アレイと、前記フロント基板上に設けられ、赤、緑及び青発光蛍光体を有するセグメントより成る構造化した蛍光体層と、赤、緑及び青のカラーフィルタの群から選択したカラーフィルタを有するセグメントより成る構造化したフィルタ層であって、前記フロント基板の内面と前記構造化した蛍光体層との間に配置された当該フィルタ層とを具えるプラズマカラーディスプレイスクリーンにより、上述した目的を達成する。
【００１１】
この透過型のプラズマカラーディスプレイスクリーンでは、フロント基板上のフィルタ層及び蛍光体層が放電空間により空間的に分離されておらず、その代わりに同じ基板上で上下に配置されている。従って、構造化された蛍光体層のセグメントを、構造化されたフィルタ層のセグメントと極めて容易に組合せることができる。
【００１２】
この構成によれば、カラーフィルタ層の適切なセグメントを蛍光体層の個々のセグメント又は全てのセグメントに割当てることができる。その結果、色はより明るく、より澄んだものとなる。又、妨害のある反射がなくなり、例えば、赤色蛍光体セグメント上の赤色フィルタセグメントが赤色光を通過させるが、他の色の成分を周囲光から吸収する。さもないと、これらの他の色の成分は妨害のある拡散グレアとして反射されてしまう。
【００１３】
一例では、電極アレイをフィルタ層とフロント基板との間で、フロント基板上に配置する。本例では、フィルタ層が電極アレイに対する保護層として作用する。
【００１４】
本発明の他の例によれば、電極アレイを、フィルタ層と蛍光体層との間で、フロント基板上に配置することができる。
【００１５】
本発明の更に他の例によれば、カラーフィルタ層のセグメントをブラックセグメントにより互いに分離させることができる。これらブラックセグメント（“ブラックマトリックス”）もコントラストを改善する。
【００１６】
本発明によれば、分離用のリブをフィルタ層上に配置することにより、従来に比べ特に有利な効果が得られる。
【００１７】
蛍光体層における放出光の固有の吸収を改善するには、分離用のリブの壁部も蛍光体層で被覆し、この蛍光体層の厚さは、フロント基板上の蛍光体層の厚さよりも厚くする。放出光のこの固有の吸収は、分離用のリブ上の蛍光体層の厚さを担持基板に向う方向で増大させることによっても減少される。
【００１８】
本発明の例によれば、担持基板上の電極アレイを、この担持基板の側とは反対側の面上で、誘電体の可視光反射材料の層で被覆する。
【００１９】
担持基板上の電極アレイを、この担持基板の側とは反対側の面上で又はこの担持基板に面する面上で、可視光反射材料の層で被覆するのも好ましい。
【００２０】
本発明の上述した観点及びその他の観点は、以下の実施例に関する説明から明らかとなるであろう。
図１は、フロント基板２上にカラーフィルタ層６ａ，６ｂ，６ｃ及び蛍光体層５ａ，５ｂ，５ｃを有する表面放電型の透過式プラズマディスプレイスクリーンを示し、このスクリーンは、個々の層を互いに上下に配置し且つ部分的に互いに隣り合うように配置したシステムから成っている。
【００２１】
表面放電型のプラズマディスプレイスクリーンでは、光は３電極システム中の気体放電によりプラズマ中に発生される。この３電極システムは、各画素当り１つのアドレス電極７と２つの放電電極８とを有し、これらの放電電極間には動作中交流電圧が印加される。
【００２２】
前記プラズマカラーディスプレイスクリーンは透明なフロントプレートと、担持プレートとを有し、これらプレートは互いにある間隔で配置されているとともにその周囲でハーメチック封止されている。これら２つのプレート間の間隔が放電空間３を構成している。
【００２３】
担持プレートは、担持基板１と、この担持基板の内面上の放電電極８と、これら放電電極を覆う誘電体層９とを有する。放電電極は可視光を反射する金属から形成するのが好ましい。誘電体層は、通常、光散乱用の半透明材料から成っている。誘電体層が半透明又は透明である場合には、この誘電体層は、担持基板及び放電電極間又は放電電極及び誘電体層間の可視光反射層と組合せて用いるのが好ましい。或いはまた、誘電体層を可視光反射材料から形成することができる。
【００２４】
誘電体層は通常、気体放電用の点弧電圧を減少させるとともに気体放電中に誘電体層がスパッタリングするのを防止する酸化マグネシウムの保護層１０で被覆されている。
【００２５】
この保護層には更に、ガスプラズマからの放射のＵＶ成分を可視光に変換し、この可視光を反射する他の層を設けることができる。
【００２６】
放電電極は、図１の図面の平面に対して直交して延在している。全ての電極を示すために、図１に示すフロントプレートは９０°回転してある。図示の例では、放電電極が放電チャネルの両側に対で配置され、しかも放電電極の隣接対から比較的大きな距離で配置されている。放電電極は、４００〜７００ｎｍの波長を有する可視スペクトル範囲で高反射性の、例えばアルミニウムや銀のような導電性材料から形成するのが好ましい。
【００２７】
フロントプレートは、透明フロント基板２と、アドレス電極７と、蛍光体層５ａ、５ｂ、５ｃとを有する。アドレス電極は図面に示す状態では図面の平面に対し垂直で、実際には放電電極の延在方向に対し交差する方向に延在し、放電は各交点で点弧しうるようになっている。
【００２８】
各アドレス電極は、透明細条電極と金属バス電極との複合電極となるように構成するのが好ましい。バス電極は透明細条電極よりも幅狭とし、この透明細条電極を部分的に被覆するようにする。この結果、バス電極における光の吸収及び光の反射が回避される。
【００２９】
個々に制御可能にする放電セルは、分離用のリブ４のリブ構造体により形成される。直線状で平行な分離用のリブを有するリブ構造体は放電空間を、中断のない縦方向の細条に分割し、屈曲した又は波形の分離用のリブを有するリブ構造体は放電空間を、不連続なチェーン型で縦方向に並んだ、例えば六角形又は楕円形の断面の放電セルに分割する。
【００３０】
フロントプレートは、分離用のリブ間において蛍光体セグメントの蛍光体層で被覆されている。画素は、赤色、緑色及び青色の少なくとも３つのサブピクセルの組合せにより規定される。これらのサブピクセルは、赤色、緑色及び青色の３つの発光セグメント５ａ、５ｂ、５ｃより成る。赤色、緑色及び青色のセグメントをそれぞれ有する３つの放電セルの各々が１つのサブピクセルを構成し、これらが三つ組として１つの画素を形成する。
【００３１】
蛍光体セグメントのパターンは分離用リブの方向により決定され、又は分離用リブの方向は蛍光体セグメントのパターンにより決定される。図１に示す実施例では、蛍光体層のセグメントが直線状の細条パターンを形成し、この場合、これらセグメントが中断のない細長の細条を形成する。１つの細条に沿っては蛍光体の色は変化しない。
【００３２】
本発明の他の実施例によれば、個々の蛍光体細条を三原色に対する方形の蛍光体セグメント（モンドリアンピクセル）に分割し、これらをジグザグパターン又はダブテールパターンに応じて配置することができる。
【００３３】
赤色、緑色及び青色の原色に対する蛍光体層のセグメントはそれぞれ、赤色、緑色及び青色の発光蛍光体を有する。特に適した蛍光体は、ガスプラズマからの放射のＵＶ成分により励起しうる蛍光体である。
【００３４】
ＵＶ放射により励起しうる赤色発光蛍光体に対しては、マンガン（II）活性化マグネシウムゲルマネート、マンガン（II）活性化マグネシウムフルオロゲルマネート、ロジウム活性化酸化アルミニウム、クロミウム活性化酸化アルミニウム、銅活性化硫化カドミウム亜鉛、銀活性化硫化カドミウム亜鉛、マンガン（II）活性化ホウ酸カドミウム、マンガン（II）活性化チタン酸マグネシウム、錫（II）活性化オルトリン酸カルシウム、ユーロピウム活性化バナジウム酸イットリウム、銅活性化セレン化亜鉛及び銅活性化セレン化カドミウム亜鉛を極めて適したものとして用いることができる。
【００３５】
ＵＶ放射により励起しうる青色発光蛍光体に対しては、イットリウム活性化リン酸ストロンチウム、銀活性化硫化亜鉛、鉛活性化酸化カルシウム、ユーロピウム活性化アルミン酸マグネシウムバリウム、鉛活性化酸化タングステン及びウラン活性化タングステン酸カドミウムを極めて適したものとして用いることができる。
【００３６】
ＵＶ放射により励起しうる緑色発光蛍光体に対しては、マンガン（II）活性化没食子酸マグネシウム、マンガン（II）活性化ケイ酸亜鉛、銀活性化硫化カドミウム亜鉛及びテルビウム活性化ホウ酸カドミウムを極めて適したものとして用いることができる。
【００３７】
分離用のリブ間及びフロント基板と蛍光体層との間でも、セグメント化したフィルタ層がフロント基板に被覆されている。フィルタ層の各セグメントに蛍光体層の１つのセグメントが割当てられている。
【００３８】
フィルタ層は三原色に対する波長選択フィルタ材料を有している。これらのフィルタ材料は、関連の原色の波長を通過させるとともに原色ピーク波長の一方の側又は両側の波長を抑圧する分光透過率を有する。フィルタ材料の吸光特性は蛍光体の発光特性に適合させる必要がある。
【００３９】
カラーフィルタに対しては、フロントプレートの製造中における４５０〜５００℃の最大処理温度に耐えうる無機の着色顔料を特に適したものとして用いることができる。代表的な顔料は、赤色顔料として、Fe2Ｏ3、CdＳ‐CdSe及びTaＯn、緑色顔料として、CaＯ‐Al2Ｏ3‐TiＯ2‐Cr2Ｏ3、TiＯ2‐CoＯ‐NiＯ‐ZrＯ2及びTiＯ2‐ZnＯ‐CoＯ‐NiＯ、青色顔料としてCoＯ‐Al2Ｏ3及びウルトラマリンである。
【００４０】
赤発光のユーロピウム活性化バナジウム酸イットリウムのセグメントは、Fe2Ｏ3を含むカラーフィルタ層のセグメントと組合せるのが有利である。又、青発光のユーロピウム活性化アルミン酸マグネシウムバリウムのセグメントは、アルミン酸コバルトCoＯ‐Al2Ｏ3を含むカラーフィルタ層のセグメントと組合せるのが有利である。蛍光体層の緑発光セグメントに対しマンガン活性化ケイ酸亜鉛を用いる場合には、緑色のカラーフィルタは省略することができる。
【００４１】
更に、着色顔料と、製造処理の途中でフィルタ層中に溶融させた低融点の鉛ガラスフリットとを混合するか、着色顔料にこのフリットを被覆して、着色ガラスマトリックスを形成することができる。
【００４２】
カラーフィルタ層は分離用のリブを形成する前でも後でも設けることができ、これは蛍光体層を設ける直前に設けることができる。又、このカラーフィルタ層は、ホトリソグラフィー技術により、或いはインクジェット印刷又はスクリーン印刷のような印刷技術により設けることができる。
【００４３】
本例では、コントラストを更に高めるために、ブラックマトリックスを形成するブラックセグメントを蛍光体セグメント間に設ける。この目的のために、蛍光体セグメント間にブラックパターンを印刷することができる。印刷用のペーストには、クロミウム、鉄、コバルト、マンガン及び銅の酸化物より成る群から選択した黒色の金属酸化物を含める。ブラックマトリックスは、図１に示すように、分離用のリブの下に延在させることができるが、これにより分離用のリブの側壁も被覆するようにすることもできる。
【００４４】
本発明の他の実施例によれば、分離用のリブを黒色の材料から形成することができる。
【００４５】
図２に示すように、分離用のリブの壁部における蛍光体層の厚さがカラーフィルタ層上のこの蛍光体層の厚さよりも厚くなるようにこの蛍光体層を構成することができ、更にこの厚さは担持プレートに向う方向で増大させる。分離用のリブの壁部における蛍光体層の厚さはカラーフィルタ層上の蛍光体層の厚さよりも特に厚くする必要がある。
【００４６】
この厚さの分布が好ましいのは、蛍光体層を有するプラズマカラーディスプレイスクリーンの性能が、主として、発生されるＵＶ光が蛍光体中に吸収される程度と、続いて発生される可視光が視聴者の方向に向けてプラズマカラーディスプレイスクリーンから離れる程度とにより決定される為である。
【００４７】
発生されるＵＶ光の吸収は、分離用のリブの側壁に最大厚さの蛍光体層を設けることにより改善される。発生されるカラー光の透過は、フィルタ層上及び透明なフロント基板上に比較的薄肉の蛍光体層を被着することにより改善され、カラー光の大部分が視聴者に到達するようになる。
【００４８】
図２では、アドレス電極７がフロント基板２とフィルタ層６ａ，６ｂ，６ｃとの間に配置されている。その結果、アドレス電極はＵＶ放射の影響を受けない。
【００４９】
放電空間には、適切な放電ガス、例えば、キセノン、キセノン含有ガス、ネオン又はネオン含有ガスが充填されている。気体放電は担持基板１上の放電電極８間に得られる。放電領域でガスがイオン化され、ＵＶ放射を放出するプラズマが発生する。放電セル内のガスの組成に応じて、気体放電のスペクトル強度が変化する。キセノンの含有量が３０容量％よりも低い混合ガスは、主として、約１４７ｎｍで共鳴放射を放出し、キセノンの含有量が３０容量％よりも高い混合ガスは、主として、約１７２ｎｍでエキシマー放射を放出する。
【００５０】
放出されるＶＵＶ放射は、構造化した赤、緑及び青色の蛍光体を画素毎に励起し、可視領域の光を放出させ、その結果、画像が形成されている印象が得られる。フィルタ層がない場合に蛍光体層により反射される周囲光は、ディスプレイスクリーンの前面に入る場合でもこの前面から出る場合でもフィルタ層により弱められる。その結果、カラーフィルタを有するカラーディスプレイスクリーンのコントラストが著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による表面放電型の透過式プラズマディスプレイスクリーンの一例を示す線図的断面図である。
【図２】本発明による表面放電型の透過式プラズマディスプレイスクリーンの他の構造例を示す断面図である。
【国際公開パンフレット】
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2004527892.tif 000014
2004527892.tif 000015
2004527892.tif 000016
【国際調査報告】
2004527892.tif 000017
2004527892.tif 000018
2004527892.tif 000019