(57)【要約】【課題】明室におけるプラズマディスプレイパネルのコントラスト向上と、画面輝度の向上を図る。【解決手段】相互に所定の間隔を隔てて配置され、その間に放電空間を形成する下部基板と上部基板と、下部基板と上部基板間に設けられて放電空間を区画して放電セルを形成する複数の隔壁と、放電セルの内部に放電を起こす複数の第１及び第２放電電極と、放電セルの内壁に形成されて放電によって可視光を放出する蛍光体層と、上部基板の表面に形成されて外来光の放電セルへの進入を抑止すると共に出射する映像光の色純度を高めるカラーフィルター層と、上部基板には放電セルで発生した可視光を中央収束形にして外部に出射する作用を持った多層膜が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に所定の隙間空間を設けて配置されて、その間に放電空間を形成する下部基板及び上部基板と、
前記下部基板の上面にストライプ状に形成される複数のアドレス電極と、
前記アドレス電極を覆うように前記下部基板の上面に形成される第１誘電体層と、
前記第１誘電体層の上面に形成されて前記放電空間を区画して放電セルを形成する複数の隔壁と、
前記上部基板の下面に前記アドレス電極との交差方向に形成される複数の第１及び第２放電電極と、前記第１及び第２放電電極を覆うように前記上部基板の下面に形成される第２誘電体層と、
前記放電セルの内壁を形成する前記第１誘電体層の上面及び前記隔壁の壁面に形成される蛍光体層と、
前記上部基板の下面に形成される多層膜とを備え、
該多層膜は光線の入射角が所定の角度以上より急激に反射率が増加する特性を有することを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記多層膜は、前記上部基板の下面の表面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記多層膜は、前記第１及び第２放電電極の表面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記多層膜は、前記第２誘電体層の表面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
前記上部基板の上面に形成されてその対向する放電セルから放射される光線色を透過させるカラーフィルター層を備えたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
前記カラーフィルター層は、前記上部基板の上面の前記放電セルと対向する位置に所定の幅でストライプ状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項７】
前記カラーフィルター層は、前記上部基板の上面に塗料を印刷して形成されたことを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項８】
前記カラーフィルター層は、前記上部基板の上面に、前記第１及び第２放電電極と同じ方向にストライプ状に形成されたことを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項９】
前記カラーフィルター層は、それぞれ緑、赤および青の光線が透過可能なカラーフィルター層がストライプ状に複数個形成されたフィルムを前記上部基板の上面に貼付して形成されたことを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１０】
前記カラーフィルター層は、それぞれ緑、赤および青の光線が透過可能なカラーフィルター層が升目状に複数個形成されたフィルムを前記上部基板の上面に貼付して形成されたことを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輝度および明室でのコントラストを向上させるためのプラズマディスプレイパネルの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近のＴＶ受像機の市場販売状況は、薄型表示装置を用いた大画面ＴＶが主流となっている。その一つにプラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと表記）を用いた大画面ＴＶ受像機がある。ＰＤＰは、画素一つ一つが自ら発光しているため鮮明な画像が得られるのが特長である。
【０００３】
ＰＤＰは、電気的放電を利用して画像を形成する装置であって、輝度や視野角などの表示性能が優秀でその使用が増加している。このようなＰＤＰは、電極に印加される直流（ＤＣ）または交流（ＡＣ）電圧によって電極間でガス放電が起こり、このガス放電過程によって生じる紫外線の放射によって蛍光体が励起されて可視光を発光する。
【０００４】
前記ＰＤＰは、その放電形式によってＤＣ型とＡＣ型とに分類される。ＤＣ型ＰＤＰは、全ての電極が放電空間に露出される構造であって、対応電極間に電荷の移動が直接的になされる。ＡＣ型ＰＤＰは、少なくとも一つの電極が誘電体層で覆われ、対応する電極間に直接的な電荷の移動がなされない代わりに壁電荷によって放電が行われる。
【０００５】
また、ＰＤＰは、電極の配置構造によって対向放電型と面放電型とに分類されうる。対向放電型ＰＤＰは、対をなす二つの維持電極がそれぞれ前面基板と背面基板とに配置された構造であって、放電が基板の垂直軸方向に形成される。面放電型ＰＤＰは、対をなす二つの維持電極が同じ基板上に配置された構造であって、放電が基板の一平面上で形成される。
【０００６】
しかし、前記対向放電型ＰＤＰは、発光効率は高いが、プラズマによって蛍光体層が容易に劣化する短所があって、最近は面放電型ＰＤＰが主流となっている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
図７及び図８に、従来の一般的な面放電型ＰＤＰを示している。従来のＰＤＰは（図７及び図８を参照）、相互対面する下部基板５１と上部基板６０とを備える。下部基板５１の上面には複数のアドレス電極５２がストライプ状に配列されており、このアドレス電極５２は、白色の第１誘電体層５３によって埋め込まれている。そして、第１誘電体層５３の上面には放電セル５５相互の電気的、光学的なクロストークを防止するための複数の隔壁５４が互いに所定間隔をおいて形成されている。この隔壁５４によって区画された放電セル５５の内壁面にはそれぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の蛍光体層５６が所定厚さに塗布されている。そして、放電セル５５の内部にはプラズマ放電のためのガスとして一般的に使われるネオンガスと少量のキセノンガスとが混合された放電ガスが注入される。
【０００８】
上部基板６０は、可視光が透過されうる透明基板であって、主にガラスより作られ、隔壁５４を介して下部基板５１に結合される。上部基板６０の下面にはアドレス電極５２と直交するストライプ状の維持電極６１ａ，６１ｂが対をなして形成されている。維持電極６１ａ，６１ｂは、可視光が透過されるように主にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）のような透明な導電性材料よりなる。そして、維持電極６１ａ，６１ｂのライン抵抗を減らすために、維持電極６１ａ，６１ｂそれぞれの下面には金属材質よりなるバス電極６２ａ，６２ｂが維持電極６１ａ，６１ｂより幅を狭くして形成されている。このような維持電極６１ａ，６１ｂとバス電極６２ａ，６２ｂとは透明な第２誘電体層６３によって埋め込まれており、第２誘電体層６３の下面には保護層６４が形成されている。保護層６４は、プラズマ粒子のスパッタリングによる第２誘電体層６３の損耗を防止し、２次電子を放出して放電電圧と維持電圧とを低くする役割を行うものであり、一般的に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）で形成されている。
【０００９】
このような構成を有する従来のＰＤＰの駆動は、大きくアドレス放電のための駆動と維持放電のための駆動とに分けられる。アドレス放電は、アドレス電極５２と一つの維持電極６１ａ間で発生し、この時に壁電荷が形成される。維持放電は、壁電荷が形成された放電セル５５に位置する維持電極６１ａ，６１ｂ間の電位差によって発生する。この維持放電時に放電ガスから発生する紫外線によって放電セル５５の内壁に塗布された蛍光体層５６が励起されて可視光が発散し、この可視光が上部基板６０を通じて出射され、観察者が認識できる画像を形成する。
【特許文献１】特開２００５−１２９５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、前記のような構造のＰＤＰでは、外部が明るい条件、すなわち、明室条件では、外来光が上部基板６０の表面で反射した反射光と、パネルの放電セル５５の内部に進入して散乱した散乱光とが、放電セル５５から発生した映像光と重畳される。その結果、明室でのコントラストの低下を来して白けた映像となり、ＰＤＰの画面表示能力を劣化させている。
【００１１】
放電セル５５に発生するプラズマ放電によって生じる紫外光が蛍光体層５６を励起し発光する可視光は、指向性や偏光性を持たない放射光である。放射光の一部は蛍光体層５６を透過しパネル裏面側（下部基板側）に漏れ出るが、大部分は前面（上部基板側）に射出される。
【００１２】
図９はＰＤＰの断面を実際の寸法比率で描いたものであり、本発明を用いない場合の、一つの放電セル５５から放射される映像光の拡散状況の概要を示している。ここで１個の放電セル(画素)は小さいので点光源と見做すことができる。１個の放電セルから放射される光の強度を、観察角度を変えながら観測するとほぼコサイン分布に近い形状を呈している。図１０は、その強度比率を表したものであり、広い角度範囲に光が拡散放射されている様子がうかがえる。
【００１３】
図１１は、光線がガラス内部から空気中に進行する場合の、光線入射角と界面での反射率を表したグラフである。この特性により、図９に示すように、映像光が上部基板内部（ガラス内）から空気中に出射して行く時に、入射角４０度付近以上の光線は、大部分上部基板表面で反射されて、その反射光が近隣の放電セルに進入し、元々の映像光と混じり合うため、これがコントラストを劣化させる一つの大きな要因となっている。
【００１４】
本発明は前記したような問題点を解決するために案出されたものであり、正面方向に出射する光量を増加させ、画像のコントラストを向上させると共に、外来光の放電セルへの進入を低減させ、上部基板表面での反射を低減することで、明室でのコントラストを向上しうるＰＤＰを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、第１の本発明によるプラズマディスプレイパネルは、相互に所定の隙間空間を設けて配置されて、その間に放電空間を形成する下部基板及び上部基板と、前記下部基板の上面にストライプ状に形成される複数のアドレス電極と、前記アドレス電極を覆うように前記下部基板の上面に形成される第１誘電体層と、前記第１誘電体層の上面に形成されて前記放電空間を区画して放電セルを形成する複数の隔壁と、前記上部基板の下面に前記アドレス電極との交差方向に形成される複数の第１及び第２放電電極と、前記第１及び第２放電電極を覆うように前記上部基板の下面に形成される第２誘電体層と、前記放電セルの内壁を形成する前記第１誘電体層の上面及び前記隔壁の壁面に形成される蛍光体層と、前記上部基板の下面に形成される多層膜とを備え、該多層膜は光線の入射角が所定の角度以上より急激に反射率が増加する特性を有したものであり、上記した光学特性の多層膜を配することで、放電セルから放射される光束が中央に収束された形となる。
【００１６】
また第２の本発明によるプラズマディスプレイパネルは、上記第１の本発明によるプラズマディスプレイパネルの前記上部基板の上面に形成されてその対向する放電セルから放射される光線色を透過させるカラーフィルター層を備えたものであり、カラーフィルター層を備えたことにより、外来光のパネル内への進入を低減すると共に、パネル表面での外来光反射も低減できる。
【発明の効果】
【００１７】
第１の本発明によれば、多層膜を配することにより、各放電セルから発生した可視光を正面方向に集束して出射させることが出来るので、光の損失を減らすことができ、その結果、パネルの輝度を向上させることが出来る。また、各放電セルからの出射光の分散特性を中央集中形に収束できるので、上部基板の表面で反射して周辺の放電セルへ進入する不要光が低減され、その結果画像のコントラストを向上させることが出来る。
【００１８】
また、第２の本発明によれば、カラーフィルター層を設けることで、外来光のパネル内への進入を低減すると同時に、パネル表面での外来光反射も大幅に低減できるので、明室でのコントラストの向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の望ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による面放電型ＰＤＰの放電セル部分を示す拡大垂直断面図である。
【００２１】
図１を参照するに、本実施の形態によるＰＤＰは、相互所定の間隔を隔てて対向するように配置される下部基板１０及び上部基板２０を備え、下部基板１０と上部基板２０との空間は、プラズマ放電が発生する放電空間となる。
【００２２】
下部基板１０はガラス基板からなり、その上面にアドレス放電のためのアドレス電極１１がストライプ状に形成される。そして第１誘電体層１２はアドレス電極１１を全面覆うように下部基板１０の上面に形成される。第１誘電体層１２は下部基板１０の上に印刷等の方法で所定厚さ塗布することによっても形成することが出来る。さらに第１誘電体層１２の上に、所定位置に所定寸法の隔壁１３が升目状に多数個形成される。この様な隔壁１３は、下部基板１０と上部基板２０間の放電空間を区画して、放電セル１４を形成する。なお隔壁１３はストライプ状でも成し得るが、相隣接する放電セル間での誤放電を防止し、色純度を向上させるためには升目状に区画する方が好ましい。
【００２３】
放電セル１４を取り囲む第１誘電体層１２の上面および隔壁１３の壁面にはそれぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の蛍光体層１５が所定厚さに塗布されている。蛍光体層１５は、プラズマ放電によって発生した紫外線によって励起されて所定色相の可視光を放出する。そして、放電セル１４の内部にはプラズマ放電のためのガスとして一般的に使われるネオンガスと少量のキセノンガスとが混合された放電ガスが注入される。
【００２４】
上部基板２０は可視光が透過されうる透明基板であって、主にガラス基板が使われる。そして上部基板２０の下面（出射方向と逆の方向の面）には、本発明の主眼である多層膜２１が形成されている。この多層膜の光学特性（光線入射角−反射率）を図２に示す。図２からも解るように入射角が１５°辺りまでは高い透過率を示すが、それ以上の角度で入射する光線は急激に反射率が増加する。
【００２５】
さらに多層膜２１の下面には、放電セル１４の内部の維持放電のための第１及び第２放電電極２２ａ，２２ｂが対をなして形成される。この時、第１及び第２放電電極２２ａ，２２ｂは、アドレス電極１１と直交するように形成される。第１及び第２放電電極２２ａ，２２ｂは、可視光が透過されるように主にＩＴＯのような透明な導電性材料よりなる。そして、第１及び第２放電電極２２ａ，２２ｂの下面には、それぞれ金属材質よりなる第１及び第２バス電極２３ａ，２３ｂが形成される。第１及び第２バス電極２３ａ，２３ｂは、第１及び第２放電電極２２ａ，２２ｂの電気抵抗を減らすための電極であって、第１及び第２放電電極２２ａ，２２ｂより狭い幅に形成される。
【００２６】
さらに上部基板２０には、第１及び第２放電電極２２ａ，２２ｂと、第１及び第２バス電極２３ａ，２３ｂとを覆う第２誘電体層２４が形成される。このような第２誘電体層２４は、上部基板２０に透明な誘電体物質を真空蒸着工法、真空スパッタ工法、印刷工法による塗布、インクジェット描画工法などによって形成されうる。
【００２７】
そして、第２誘電体層２４の下面には保護層２５が形成される。保護層２５は、プラズマガス粒子のスパッタリングによって第２誘電体層２４と第１及び第２放電電極２２ａ，２２ｂが損傷されることを防止し、２次電子を放出して放電電圧を低める役割を行う。このような保護層２５は、第２誘電体層２４の下面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を所定厚さに塗布することによって形成されうる。
【００２８】
一方、上部基板２０の上面（出射方向の面）には、それぞれの対向する放電セルが放射する発光色を透過するカラーフィルター層３０ｇ，３０ｒ，３０ｂが形成されている。例えば緑光線を透すカラーフィルター層３０ｇの隣には、赤光線を透すカラーフィルター層３０ｒと、青光線を透すカラーフィルター層３０ｂが配置されている。したがって緑光線を放射する放電セルからの光線（緑色）が隣のカラーフィルター層に漏洩しても、透過可能な光線色が異なるためそのカラーフィルター層で吸収される。そのため上部基板上面で反射されて、他の放電セルに侵入することはない。
【００２９】
上記カラーフィルター層３０ｇ，３０ｒ，３０ｂは、上部基板２０の上面に同一幅で放電電極２２ａ（２２ｂ）と同方向に、ストライプ状に形成されうる。
【００３０】
また外来光が上部基板２０を透して放電セル１４に進入することに関しては、カラーフィルター層３０ｇ，３０ｒ，３０ｂが在るため、それらのカラーフィルター層を透過可能な光線しか透過できないため、少なくとも外来光の透過量は、カラーフィルター層が無い場合に較べて１／３以下に減少する。さらに透過した外来光が蛍光体に当たり散乱光となり、再び上部基板２０を透して観察者側に戻って来る時は、往路の時透ったカラーフィルター層と同一色のカラーフィルター層からしか出て来られないため、散乱戻り光は激減する。
【００３１】
またさらに上面基板２０の表面での反射光は、カラーフィルター層３０ｇ，３０ｒ，３０ｂが在るため、各カラーフィルター層を透過する光線以外は吸収されるので反射光量は極めて少なくなる。
【００３２】
それでは次に、前記したような構造の、本発明を盛り込んだＰＤＰの動作について説明する。
【００３３】
まず、アドレス電極１１と第１放電電極２２ａ間でアドレス放電が発生し、この時に壁電荷が形成される。次いで、第１及び第２放電電極２２ａ，２２ｂに交流電圧が印加されれば、壁電荷が形成された放電セル１４の内部で維持放電が起こる。このような維持放電によって放電ガスから紫外線が発生し、発生した紫外線は、蛍光体層１５を励起させて可視光（映像光）を発生させる。各放電セル１４から発生した可視光は、上部基板２０側に放射される。可視光は、図３に示すように、上部基板２０の下面に施された多層膜２１の持つ光学特性（図２参照）によって、この多層膜２１に対して入射角１５°以下で入射した光束Ｒ１は、多層膜２１を殆ど透過し、さらに上部基板２０のガラス内を透過して観察者側の空間に出て行くが、入射角１５°を越える角度で多層膜２１に入射した光束Ｒ２は、大部分が反射され反射光は放電セル１４に戻り再び散乱光となる。この散乱光の幾分かは光束Ｒ１を構成する成分となって再び観察者側へ出て行く。この作用が連続的に繰り返されることによって、個々の放電セルにおける放射光の分散特性は、図４に示すような茄子形８１の形状を描くことになる（概球形々状８０は、従来のＰＤＰの放電セルにおける放射光の分散特性）。
【００３４】
図３において、多層膜２１，第２誘電体層２４，保護層２５は、説明の便宜上実際の厚さを無視して描いているが、実際の３つの層を合わせた厚みは、４０〜５０μｍであり、上部基板２０の厚さ（２０００μｍ程度）に較べると極少厚である。したがって大きな入射角の光束Ｒ２の反射光が、隣接した放電セルに漏洩することはほとんど無い。
【００３５】
以上説明したように、放電セルの放射光束が中央寄りに収束することで、観察者側への出射輝度が増すと同時に、側面方向への出射光量が減少するので、周辺放電セルに進入する不要散乱光が極めて少なくなり、従来に較べコントラストが向上する。
【００３６】
また多層膜からの出射光束が中央収束形になることで、図５に示すように、出射光束の大部分は範囲Ｈ内に出射する。上部基板２０の上面には、前述したようにそれぞれの対向する放電セルの発光色が透過するカラーフィルター層３０ｇ，３０ｒ，３０ｂが施工されている。出射光束の外縁部分は一部左右の隣接するカラーフィルター層３０ｒ，３０ｂに進行するが、そのカラーフィルター層で吸収されて、透過も反射もしない。つまり図９に示すような出射光が上部基板６０の表面で反射されて画像コントラストを劣化させるという現象が解消される。
【００３７】
上記カラーフィルター層３０ｇ，３０ｒ，３０ｂは、上部基板２０の表面に塗料等の印刷で施工することもできるが、図６に示すように、それぞれ赤，緑，青のカラーフィルター機能が、ストライプ状あるいはマトリックス状に形成されたフィルムを、上部基板２０に貼り付けることによっても可能である。
【００３８】
また、本実施の形態では、多層膜２１を上部基板２０の下面の表面に直接形成した例で説明しているが、これを、第１および第２放電電極２２ａ，２２ｂの表面、もしくは第２誘電体層２４の表面に形成してもよい。
【００３９】
以上説明した作用，効果により、本発明を用いることによって、明室でのコントラストを大幅に向上できると共に、放電セルからの出射光の損失を低減し、出射効率を高めることでＰＤＰの輝度が向上すると共に色純度も向上し、その結果として画像品質の向上が達成できる。
【００４０】
以上、本発明による望ましい実施の形態を説明したがこれは一例であり、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施の形態が可能である。すなわち、前述した実施の形態では、交流型の面放電型ＰＤＰを例として説明したが、本発明ではこれに限定されず、直流型ＰＤＰや対向放電型ＰＤＰも適用されうる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は散乱光を収束させる手段として、電気的放電を利用して画像を形成する装置であるＰＤＰに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１によるＰＤＰの一部を示した垂直断面図
【図２】本発明の実施の形態１による多層膜の、入射角度対反射率の関係を表す光学特性図
【図３】本発明の実施の形態１による多層膜の作用を説明した図
【図４】放電セルの光線の放射分散特性を示す図
【図５】本発明の実施の形態１による放電セルからの放射光とカラーフィルターの関係を説明する図
【図６】本発明の実施の形態１による緑，赤，青のカラーフィルターが形成されたフィルムを示す図
【図７】従来の面放電型ＰＤＰの構造を示す斜視図
【図８】図７に示したＰＤＰの構造部の垂直断面図
【図９】従来の放電セルから出射した光線が拡散する光路の状況を示す図
【図１０】従来のＰＤＰの放電セルの放射分散特性を示す図
【図１１】光線がガラス内から空気中に進行する時の入射角度対反射率を表す図
【符号の説明】
【００４３】
１０  下部基板
１１  アドレス電極
１２  第１誘電体層
１３  隔壁
１４  放電セル
１５  蛍光体層
２０  上部基板
２１  多層膜
２２ａ，２２ｂ  第１放電電極，第２放電電極
２３ａ，２３ｂ  第１バス電極，第２バス電極
２４  第２誘電体層
２５  保護層
３０ｇ  緑カラーフィルター層
３０ｒ  赤カラーフィルター層
３０ｂ  青カラーフィルター層
５１  下部基板
５２  アドレス電極
５３  第１誘電体層
５４  隔壁
５５  放電セル
５６  蛍光体層
６０  上部基板
６１ａ，６１ｂ  維持電極
６２ａ，６２ｂ  バス電極
６３  第２誘電体層
６４  保護層
８０  概球形々状の分散特性
８１  茄子形の分散特性
【図１】
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【図２】
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【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】
2007311099.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007311099.tif 000011
【図１０】
2007311099.tif 000012
【図１１】
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