(57)【要約】【課題】表面放電タイプのプラズマ・スクリーンの総合効率を改善すること、および改善された放電効率とより高い電力効率とによって特徴づけられる技術を向上させること。【解決手段】プラズマ・スクリーンは、担体プレート、前記担体プレート上のアドレス電極アレーと、前記担体プレートと前記前面プレートとの間のスペースを、ガスが充填されている複数のプラズマ・セルに区切るリブの構造とを含み、かつ、前記前面プレートと、前記前面プレートに対して傾いた角度で放電経路の両側に対で配列されている、前記前面プレート上のストリップ形の放電電極の対の電極アレーと、前記前面プレート上の前記ストリップ形の放電電極の対の前記電極アレーを覆う厚さdの誘電体層とを含み、前記放電チャネルを横断する方向での、一対の放電電極とアドレス電極との間の距離ａが変化し、前記誘電体層の前記厚さdが、実質的に一定である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体プレートと、
前記担体プレート上のアドレス電極のアレーと、
前記担体プレートと前面プレートとの間のスペースを、ガスが充填されている複数のプラズマ・セルに区切るリブの構造とを
含み、かつ、
前記前面プレートと、
前記前面プレートに対して傾いた角度で放電経路の何れかの側に対で配列されている、前記前面プレート上のストリップ形の放電電極の対の電極アレーと、
前記前面プレート上の前記ストリップ形の放電電極の対の前記電極アレーを覆う厚さdの誘電体層とを
含むプラズマ・スクリーンであって、
前記放電チャネルを横断する方向での、一対の放電電極とアドレス電極との間の距離ａが、変化し、かつ前記誘電体層の前記厚さdが、実質的に一定であるプラズマ・スクリーン。
【請求項２】
一対のアドレス電極と前記放電チャネルを横切る前記放電電極との間の距離aが、最小値であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ・スクリーン。
【請求項３】
一対のアドレス電極と前記放電チャネルを横切る前記放電電極との間の距離aが、両方の側面に最大値が位置する最小値であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ・スクリーン。
【請求項４】
前記放電電極は、櫛状の電極であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ・スクリーン。
【請求項５】
前記担体プレートのリブが、横手溝を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ・スクリーン。
【請求項６】
前記前面プレートのリブが、横手溝を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ・スクリーン。
【請求項７】
前記前面プレートのリブが、横手隆起を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ・スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、担体プレートと、
前記担体プレート上のアドレス電極のアレーと、
前記担体プレートと前記前面プレートとの間のスペースを、ガスが充填されている複数のプラズマ・セルに区切るリブの構造とを、含み、かつ、
前面プレートと、
前記前面プレートに対して傾いた角度で放電経路の何れかの側に対で配列されている、前記前面プレート上のストリップ形の放電電極の対の電極アレーと、
前記放電電極を覆う厚さdの誘電体層とを、含むプラズマ・スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
表面放電タイプのプラズマ・スクリーンの場合、光は、3電極系のガス放電により、プラズマ中に生成される。3電極系は、各々の画素に対し、1つのアドレス電極と、それらの間に交番が動作中に印加される2つの放電電極とを含む。
【０００３】
従来技術のこのタイプのプラズマ・スクリーンには、相互に距離を保ち、かつ周辺気密シールを有する、透明な前面プレートと担体プレートとが含まれる。これらの2枚のプレート間のスペースは、放電スペースを構成しており、そこには、ガス充填材が、ガス放電のために封入されている。個別に制御可能なプラズマ・セルが、担体プレート上の細長い平行の分離リブを有するリブ構造によって形成されている。
【０００４】
前面プレートの平坦な内側面は、互いに平行に対で延在するように配列されている、多数の細長い対の放電電極を保持している。これらの放電電極は、誘電体層によって覆われている。これにより、一端の電極、プラズマ、他端の誘電体層から成る、直列接続されたキャパシタが得られる。これらのキャパシタの容量は、2つの交番電圧パルス間の電荷結合メモリとして作用する。
【０００５】
担体プレートの内側面は、平行な細長い分離リブ間で、同様に平行に配列されている多数の細長いアドレス電極を支持している。
【０００６】
カラースクリーンの場合、プラズマ・スクリーンの画素は、赤、青、緑という3原色の3つサブピクセルと、担体プレートの少なくとも一部の上および／または分離リブの壁上の蛍光体層とによって形成される。
【０００７】
前面プレートと担体プレートとは、放電電極の長手方向が、アドレス電極の長手方向と直交するように、組み立てられる。一対の放電電極とアドレス電極との交点の各々が、プラズマ・セル（すなわち、放電スペースの放電領域）を規定する。
【０００８】
動作中には、たとえば、100kHzの矩形の交番電圧（サステイン電圧）が、全ての画素に印加される。その出力レベルは、たとえば、160Vであるので、これは、点火電圧よりも小さい。サステイン電圧および点火電圧は、アドレス電極と放電電極との間の距離、化学組成物、ガス充填材のガス圧力、および放電電極を覆う誘電体層の特性に依存する。画素を起動させる場合、160V〜180Vの電圧を、対応するアドレス電極および放電電極に印加する。これにより放電領域の交点でガス放電が誘発され、安定ガス放電が得られる。放電領域から放射される紫外線は、蛍光体層を活性化させて、前面プレート中の画素から出現する可視光線を放射する。この電圧パルスは、書込みパルスとも呼ばれる。キャパシタが充電されるまで、短時間電流が流れる。同時に、壁電荷が発生する。この壁電荷電圧は、後続の160Vの負インパルス電圧に追加される。この結果、他の放電が誘発される。このようにして、キャパシタは、再び再充電される。消失パルスによって放電が停止されるまで、以上の動作が繰り返される。このように、画素は、一旦作動すると、消失するまで光を放射する。これは、プラズマ・スクリーンのメモリ作用と呼ばれる。消失パルスのパルス幅は、非常に狭いので、キャパシタを放電させることは可能であるが、キャパシタを再充電させることは不可能である。壁電荷電圧が存在しない場合、この電圧は、次のパルスでの点火には不十分であるので、画素は光が暗いままである。
【０００９】
特許文献1から、放電タイプのプラズマ・スクリーンは、すでに公知である。このプラズマ・スクリーンは、ガス放電スペースを囲む一対の第1および第2の基板と、水平に延在しており第1の基板の内側表面に配列されている多数の一対の放電電極と、放電経路によって互いに分離されており水平方向に延在する一対の透明電極を含んでいる一対の放電電極の各々と、各々の透明電極上にまたはそれの両端部を越えて延在している、透明電極より小さい領域の一対のバス電極とを、含み、放電電極上および第1の基板の内側表面上に形成されている誘電体層と、垂直に延在しており第2の基板の内側表面に配列されている多くのアドレス電極と、垂直に延在しており第2の基板の内側表面上のアドレス電極間に配列されている多くの分離リブとを含み、バス電極の上の誘電体層の厚さは、ガス放電スペースに多くの放射領域を形成するために、透明電極の上のものよりも大きい。この放電電極は、前面プレートの平面に対して、ある角度をなすように傾けることもでき、かつ、誘電体層内に延在させることができる。
【００１０】
表面放電タイプのプラズマ・スクリーンの場合、放電電極のこのような配置によって、ガス放電がクロストークする傾向にある、すなわち、ガス放電が、放電経路に沿って放電スペースから延在し、かつ隣接する画素も励磁する傾向にあるので、放電ギャップとは反対側のストリップ形の電極の側部に延在している補強された誘電体層によって、電極対の外部エッジの上でのガス放電の広がりが、妨げられる。これは、プラズマ・スクリーンのコントラストを低下させる。
【００１１】
高い製造原価および低い昼光コントラストは別にして、低効率（特に、非常に低い放電効率）は、一般にプラズマ・スクリーンにとって、好ましくないと考えられている。
【００１２】
従って、本発明の目的は、表面放電タイプのプラズマ・スクリーンの総合効率を改善し、かつ改善された放電効率とより高い電力効率とによって特徴づけられる技術を提供することである。
【００１３】
【特許文献１】
米国特許5,742,122号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、担体プレートと、前記担体プレート上のアドレス電極のアレーと、前記担体プレートと前記前面プレートとの間のスペースを、ガスが充填されている複数のプラズマ・セルに分割するリブの構造とを含み、かつ、前面プレートと、前記前面プレートに対して傾いた角度で放電経路の何れかの側に対で配列されている、前記前面プレート上のストリップ形の放電電極の対の電極アレーと、前記前面プレート上の前記ストリップ形の放電電極の対の前記電極アレーを覆う厚さdの誘電体層とを含むプラズマ・スクリーンであって、前記放電チャネルを横断する方向での、一対の放電電極とアドレス電極との間の距離ａが、変化し、かつ前記誘電体層の前記厚さdが、実質的に一定であるプラズマ・スクリーンによって達成される。
【００１５】
幅bの一対の放電電極と放電チャネルを横切るアドレス電極との間の距離aが最小値である場合に、従来技術と比較して特に有利な効果が、本発明によってもたらされる。
【００１６】
傾けて配置されたストリップ形の放電電極と、横たわった誘電体層とにより、サブピクセルの幅が増大することなしに、同時にガス放電の放電経路が延長される。このようにして、全体的な放電経路に対し、紫外光が生成されないガス放電内のカソード降下領域も、低下する。したがって、消費電力が増加することなく、プラズマ・スクリーンの光効率が増加する。プラズマ・スクリーンのエネルギー消費に対する、見る者の方向に放射される光の割合として定義される、プラズマ・スクリーンの効率は、この単純な技術的手段によってかなり増加させることができる。延長された放電経路により、点火電圧と増加させるべき最小サステイン電圧との間に、相対的差も生じる。これらの電圧間の差が相対的により大きくなることによって、広範囲にわたる優れた動作信頼性を実現することが可能になる。壁電荷の大きさと空間分布が改善されるので、プラズマ・スクリーンは、全体的により効率的に動作する。
【００１７】
本発明の範囲内では、放電チャネルを横切る、アドレス電極から一対の放電電極の距離ａを、いずれかの側面に最大値が位置する最小値とすることが好ましい場合もある。
【００１８】
放電電極を、櫛状の電極にすることが好ましいこともある。本発明の実施例によれば、担体プレートのリブは、前面プレートのリブの挿入のための横手溝を有する。他の実施例によれば、前面プレートのリブは、担体プレートのリブの挿入のための横手溝または横手隆起を有する。前面プレートのリブと担体プレートのリブとを相互に接続することによって、隣接したサブピクセルへのガス放電のクロストークが阻止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図1は、本発明の表面放電タイプの交番プラズマ・スクリーンの第１実施例を示す。このプラズマ・スクリーンは、3電極構成を有するカラースクリーンである。個々の画素（すなわちサブピクセル）は、一対の放電電極X1およびX2と、アドレス電極yとによって規定される。カラースクリーンの各々の原色用のサブピクセルは、直線に配列される。赤、緑、青という3原色用の3つのサブピクセルにより、1つのピクセルが形成される。
【００２０】
詳細に考察すると、担体プレートは、ガラス、石英またはセラミックからなる基板2と、基板上に実質的に互いに並行に延在している細長い複数のアドレス電極Yの電極アレーと、複数のアドレス電極を覆う蛍光体層5R,5B, 5Gと、リブ構造を形成する分離リブ3とを、これらの順番で、含む。リブ構造の分離リブ3は、個々のアドレス電極の間に配列され、かつ、各アドレス電極と同じ方向に走っている。
【００２１】
前面プレートも、同様に基板1を含む。通常、基板1は透明であり、かつガラスから成る。前面プレートは、内側表面に、互いに平行に配列される細長いリブ4を備えたレリーフを有する。本発明の一実施例によれば、前面プレート上のリブの断面は、実質的に台形である。このリブの上部は放電ギャップを示しており、かつ2つのリブ間の谷間は、隣接するサブピクセル間の距離を示している。他の実施例によれば、各々の第2のリブの上部は、サブピクセルの放電ギャップを示し、かつ中間のリブの上部は、隣接するサブピクセル間の距離を示している。
【００２２】
断面が実質的に台形であるリブ4は、図4に示される直線状の側壁、または図5に示される僅かに凹アーチ型の側壁、または図6に示されるねじれた側壁を有する。
【００２３】
前面プレートは、互いに平行に延在するように、透明ガラス基板の内側表面上の細長いリブのレリーフ上に形成される、細長いストリップ形の放電電極X1およびX2の対のアレーも含む。放電電極の各対は、対に配列されていて、かつ放電チャネルによって分離されている。各々の放電電極は、好ましくは、透明ストリップ電極6と、透明ストリップ電極に積層された金属バス電極7とを含む。ストリップ電極6は、断面が実質的に台形であるリブ4の側面に配置される。これらは対で配列されるので、各対は、実質的に台形のリブの上部に配置される放電ギャップによって分離されている。放電電極の形状は、台形のリブの側壁の形によって決められるが、その逆の場合もある。
【００２４】
xを放電電極の長手方向、yをアドレス電極の長手方向、xyを2つの基板の平面、およびzをこれらの基板に対して垂直となる方向となるように、直角座標系x、y、zをプラズマ・スクリーンに割り当てた場合、平坦ストリップ電極の平面は、xy平面に対して傾いているので、ストリップ電極の表面の法線は、z方向に対してある角度をなし、かつ前面プレートの下で交差する。表面の方線とz方向とのなす角度は、45°より小であることが好ましい。
【００２５】
断面図に示されている、ストリップ電極の断面形状は、平坦で、直線的なストリップとすることができる。しかしながら、前面プレート上の実質的に台形のリブの側面をどのように設計するかに応じて、この断面形状を、アーチ型または曲型とすることもできる。実施例の具体例は、図4、5、6および7に示されている。バス電極は、できる限り放電ギャップの近くに設けることが有利である。バス電極は、金属により形成することが好ましく、かつシャープなエッジが存在しないように設計することが好ましい。このようにして、このような構成を採用しないと、透明で薄いストリップ電極で生じるであろう高い電界強度が、回避されるので、外部からの印加電圧の大部分が、ガススペースに渡って存在することになる。点火電圧は、この方策によって著しく低下させることができる。
【００２６】
放電電極は、高電圧源の極に対して各々連結されているので、高い交番電圧を、隣接する電極間に印加することができる。透明放電電極の材料には、通常、透明導電材料、例えば、透明電極（IndiumTin Oxide：ITO）または化学量論比でない酸化スズ（SnOx）が用いられる。
【００２７】
前面プレートは、電極対を覆う透明な第1の誘電体層10も含む。透明誘電体層10は、ストリップ電極上では実質的に一定の層厚さdを有している。このように、誘電体層のレリーフは、前面プレートの内側表面のレリーフに実質的に対応している。
【００２８】
高圧印加に適した誘電体層の材料は、硼珪酸ガラス、フリットガラス、石英ガラス、Al2O3、MgF2
LiFおよびBaTiO3のような、絶縁破壊に耐える、電気絶縁材料（誘電体）である。
【００２９】
しかしながら、誘電物質の選択は、これらの材料に制限されず、常誘電、強誘電、および反強誘電特性を有する他の誘電物質も、同様に用いることができる。
【００３０】
前面プレートとバックプレートとの両方に、細長いリブを有するレリーフが形成されているので、クロストーク、すなわち、1つのサブピクセルからx方向の隣接したサブピクセルへのガス放電の移送、を防止するために、付加的な方策を講じることは、有利である。
【００３１】
この目的のために、放電電極の対は、放電が発生または抑制される、幅が異なる交替領域を有する。この場合、これらの電極は、それぞれの場合において、2つの同一領域が互いに向かい合うように、配列されている。このようにして、放射方向の放電構造が抑制され、そして放電は、対向電極の次に隣接する領域に向って、直接発生する。
【００３２】
図3は、ストリップ電極が、櫛状のスリット9と矩形セグメントとを有する櫛状電極である放電電極の一実施例を示す。矩形セグメントは、隣接する電極のセグメントが、同じ高さで互いに向かい合って位置し、かつ、放電チャネルを分離するように、電極の長手方向に直交して延在している。櫛状のスリット9は、サブピクセルの幅に対応して一定間隔で繰り返し形成されている。プラズマ・スクリーンの組立時に、これらは、担体プレートの分離リブの下に位置決めされるように配列される。
【００３３】
本発明の他の実施例の場合、担体プレートの分離リブが横手溝8を有するので、1つのサブピクセルからx方向の隣接したサブピクセルへのクロストークが防止される。溝の断面、および溝相互の距離は、前面プレートのリブの断面、およびリブの相互の距離に適合化されている。
【００３４】
本発明の更に他の実施例によれば、前面プレートのリブが横手溝を有するので、1つのサブピクセルからy方向の隣接するサブピクセルへのクロストークが防止される。溝の断面、および溝相互の距離は、担体プレートの分離リブの断面、および分離リブ相互の距離に適合化されている。
【００３５】
図3において概略的に示される本発明の好ましい実施例によれば、前面プレートのリブに、担体プレートの分離リブの形に適合する横手溝8を持たせることができる。同時に、放電電極は、それらが、担体プレートのリブと向かい合うように配列されたスリット9を有する。
【００３６】
本発明の更に別の実施例によれば、各々のサブピクセルが、x方向に走っている2つのバリヤー、およびy方向に走っている2つのバリヤーによって囲まれるように、前面プレートが、ｘ方向の実質上台形のバリヤーに加えて、y方向に走っているバリヤーを有するので、x方向での1つのサブピクセルから隣接するサブピクセルへのガス放電のクロストークを防止することができる。
【００３７】
本発明のプラズマ・スクリーンを製造するために、実質的に断面が台形の細長いリブの表面レリーフを有するガラスの前面プレートが使用される。この種の前面プレートは、圧縮成形、遠心鋳造または押出成形による成形部品として製造することができる。横手溝は、その後にミル加工によって製造することができる。
【００３８】
実質的に断面が台形の平行リブを有する前面プレートを製造する他の手段は、ガラスペーストを用いたスクリーン印刷によってリブを形成することである。
【００３９】
清浄なガラス表面に、インジウム錫酸化物のコーティングが設けられる。フォトリソマスキングおよびエッチングによって、ストリップ電極が、ガラスの前面プレートの台形のリブの側面上に形成される。
【００４０】
次の段階では、バス電極材料が、ストリップ電極上に真空蒸着され、そして、フォトリソプロセスおよびエッチングによって整形される。次に、電極および前面プレートの空き領域が、例えば、ガラスペーストのような誘電物質層10により覆われ、そして、次いで、MgOを含む、第2の誘電体層を設けることも出来る。
【００４１】
担体プレートは、公知の方法に従って製造される。最初に、アドレス電極が、真空蒸着および材料の構築によって形成される。その時、たとえばガラスペーストを有するスクリーン印刷を繰り返すことによって、担体プレートのリブを作成することができる。担体プレートのリブ間の表面は、赤、緑、および青用の蛍光体で交互に覆われる。
【００４２】
放電電極を有する前面プレートとアドレス電極を有する担体プレートは、アドレス電極と放電電極とを、互いに直角に、気密に相互接続される。そして、ガススペースは、たとえば、キセノンのような不活性ガスを含む混合ガスにより満たされる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】前面プレート上にリブのレリーフを有する本発明のプラズマ・スクリーンの実施例の半斜視図を示す。
【図２】担体プレートのリブの横手溝および前面プレート上のリブのレリーフを有する本発明のプラズマ・スクリーンの実施例の半斜視図を示す。
【図３】櫛状の電極および前面プレートのリブの横手溝を有する本発明のプラズマ・スクリーンの実施例の半斜視図を示す。
【図４】断面が実質的に台形であるリブによる、本発明のプラズマ・スクリーンの前面プレートの横断面図を示す。
【図５】凹アーチ型の側壁を有する断面が実質的に台形であるリブによる、本発明のプラズマ・スクリーンの前面プレートの横断面図を示す。
【図６】凹ねじれ側壁を有する断面が実質的に台形であるリブによる、本発明のプラズマ・スクリーンの前面プレートの横断面図を示す。
【図７】放電電極とアドレス電極との距離aが最大値となる、本発明のプラズマ・スクリーンの前面プレートの横断面図を示す。
【符号の説明】
【００４４】
1  基板
2  ガラス基板
3  分離リブ
4  リブ
5R, 5B, 5G  蛍光体層
6  ストリップ電極
7  金属バス電極
8  横手溝
9  スリット
10  誘電体層
X1、X2  放電電極
Y  アドレス電極
【図１】
2004524667.tif 000003
【図２】
2004524667.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
2004524667.tif 000010
2004524667.tif 000011
2004524667.tif 000012
2004524667.tif 000013
2004524667.tif 000014
2004524667.tif 000015
2004524667.tif 000016
2004524667.tif 000017
2004524667.tif 000018
2004524667.tif 000019
2004524667.tif 000020
2004524667.tif 000021
2004524667.tif 000022
【国際調査報告】
2004524667.tif 000023
2004524667.tif 000024
2004524667.tif 000025