(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドレス電極が形成された上部基板と、前記上部基板の下面に塗布された誘電体及び蛍光体と、走査電極及び共通電極が形成された下部基板と、前記上部基板及び下部基板の間に密封されるとともに、９９．５ｖｏｌ％以上のＨｅベースガスと残余組成のＮｅガスが混合された放電ガスとを含むことを特徴とするプラズマディスプレー。
【請求項２】
前記放電ガスの圧力が１００〜７６０Ｔｏｒｒであ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ー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレーに係り、更に詳しくは、ヘリウム（He）と不活性ガス（rare gas）との混合ガスを放電ガスとして使用するプラズマディスプレーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレーは、ガス放電現象を使用して画像を表示する装置であって、画像の輝度及びコントラストが良好で、しかも、広い視野角を確保できる。前記プラズマディスプレーは、直流または交流を電極に印加してガスを放電させることにより紫外線を放出させ、また、前記紫外線が蛍光体を発光させることにより画像を形成する。
【０００３】
前記プラズマ放電ガスに主に使われるガスとしては、ネオン（Ne）−キセノン（Xe）の混合ガス、あるいはヘリウム（He）−キセノン（Xe)の混合ガスがあり、ここで、前記Xeの含量は約1−5vol%である。
【０００４】
前記混合ガスを使用する場合、電圧の印加時にXeの反応が優勢であるから、これより約147−200nm程度の波長をもった真空紫外線が放出される。そのため、前記従来のプラズマディスプレーは147−200nmの波長をもった紫外線によって励起できる蛍光体を備えている。
【０００５】
しかし、前記Ne−XeまたはHe−Xeなどの放電ガスを使用する場合、前記Xeから紫外線ばかりでなく約800−1,000nmの波長をもった強い近赤外線が放出されるが、この近赤外線はリモコンにより作動される他の周辺機器を誤動作させる恐れがある。そのため、プラズマディスプレーは前記近赤外線を遮断するためのフィルターを具備しなければならない。このフィルターはプラズマディスプレーの製造コストの上昇につながり、かつ、画面の輝度を少なくとも30%以上低下させることが知られている。さらに、前記Ne−Xe放電ガスを使用するとき、Neガスより黄色または赤色の強い可視光が放出され、ディスプレーの色純度が低下するといった問題がある。
【０００６】
さらには、前記Ne−XeまたはHe−Xe混合ガスの放電特性はガス圧力が増加するにつれ非常に不安定になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記Ne−XeまたはHe−Xeの混合ガスの使用による問題点を解決するために成されたものであり、放電特性が安定で、黄色または赤色など可視光の放出が少なく、さらに800〜1,000nmの波長をもつ近赤外線の放出がないHe−不活性ガスの混合ガスを放電ガスとして使用する放電ディスプレーを提供することをその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係るプラズマディスプレーは、アドレス電極が形成された上部基板と、前記上部基板の下面に塗布された誘電体及び蛍光体と、走査電極及び共通電極が形成された下部基板と、前記上部基板及び下部基板の間に密封されるとともに、９９．５ｖｏｌ％以上のＨｅベースガスと残余組成のＮｅガスが混合された放電ガスとを含む。
【０００９】
さらに、前記放電ガスの圧力が100〜760Torrであることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るヘリウム放電ディスプレーの放電ガスとしては、800〜1,000nm波長の近赤外線を放出することなく、しかも放電特性に優れている純粋Heまたは99.5vol％のHeベースガスとNe、Ar、Kr、Xe、N2のうち少なくともいずれか一つのガスが混合されたガスが使用される。
【００１１】
ここで、前記不活性ガス及びN2の組成は約0．5vol%以下に制限されるが、これはHe元素の遷移による紫外線の放出を効率良く誘導するとともに、可視光及び近赤外線の放出を抑えるためである。
【００１２】
図１は、本発明の好適な実施の形態によるヘリウム放電ディスプレーの構造を示す図面である。図面を参照すれば、上部基板11の下面にはアドレス電極12が形成され、この下面には誘電体13及び蛍光体14が順次塗布される。また、下部基板15上には走査電極16及び共通電極17が形成され、その上には誘電体18及びMgO保護膜19が塗布される。
【００１３】
前記上部基板11と下部基板15とは、その間に放電ガスを密封したまま相互結合される。ここで、前記放電ガスは、前述のように純粋He、または99.5％以上のHeベースガスとNe、Ar、Kr、Xe、N2のうち少なくとも何れか一つのガスとからなる混合ガスである。前記放電ガスにおけるNe、Ar、Kr、Xe、N2の組成が0.5vol%を超過すれば、輝度が低下するとともに、放電電圧が上がるので好ましくない。
【００１４】
更に、前記蛍光体14としては、一般に知られている既存の蛍光体が使用できる。
【００１５】
前記のような構造をもつプラズマディスプレーの動作において、前記アドレス電極12に約190Vのパルス電圧を印加した後に、前記走査電極と共通電極17には約180Vの交流電圧を印加すれば、走査電極16と共通電極17との間の放電空間20にある純粋HeガスまたはHe−混合放電ガスがプラズマ状態となる。この時、前記Ne、Ar、Kr、Xe及びN2ガスの組成は0．5vol%に制限されるのでHeの放電が優勢になり、これより紫外線が放出されるとともに、放出された真空紫外線によって蛍光体14が発光することになる。
【００１６】
一方、前記Heから800〜1,000nm領域の近赤外線がほとんど放出されないので、これを遮断するための別途のフィルターを具備しなくても良い。加えて、前記放電ガスの圧力は約100トール（torr）以上、好ましくは、大気圧と等しい760トールにする。もし、100トール以下の圧力になってくると、発光効率が低く、放電開始電圧が上がる。反面、760トール以上の圧力では放電パネルが変形される恐れがある。
【００１７】
かかる本発明の効果は以下で後述される実験例を通して一層明確になる。
【００１８】
＜実験例＞
本実験例で放電ガスの可視光と近赤外線スペクトルの測定のために使用された放電ガスは純粋Heガス、He−Ne(10vol%)、He−Ar(0.1vol%)、He−Ar(0.01vol%)及びHe−Ne（30vol％）−Xe（5vol％）混合ガスである。本実験例において、スペクトルの測定に使用されたパネルは面放電型構造であって、紫外線領域での放出光の強度を精度良く測定するためにテストパネルの測定面としては石英板が使用された。この際、前記放電ガスの圧力は350トールであり、駆動電圧は230Ｖで、駆動周波数は50kHzである。
【００１９】
図２は、純粋Heガスのスペクトル、図３はHe−Ne（10vol％）混合ガスのスペクトル、図４はHe−Ar（0.1vol％）混合ガスのスペクトル、図５はHe−Ar（0.01vol％）とHe−Ne(30vol％）−Xe（5vol％）のスペクトルをそれぞれ相対強度で示すものである。
【００２０】
図２に示すように、純粋Heガス放電におけるスペクトルは300〜400nmの紫外線領域で強く、可視光と赤外線領域では光の強度が極めて弱い。
【００２１】
図３のグラフでは、Heの紫外線強度よりNeによる可視光、すなわち、黄色光の強度が大であることが分かる。従って、He−Ne混合ガスにおいてNeの量が0.5vol%程度になると、黄色光の強度が極めて強くなるので、Neの量はできる限り減らすことが好ましい。
【００２２】
He−Ar(0.1vol%)放電ガスのスペクトルを示す図４を参照すれば、そのスペクトルの様相が前記純粋Heの場合と類似であることが分かる。しかし、HeにArガスが0.1%添加されれば、紫外線強度と可視光の強度が大きくなることが分かる。
【００２３】
図５において、実線はHe−Ar（0.01vol%）のスペクトルを、点線はHe−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）のスペクトルをそれぞれ示す。図面に示すように、He−Ar（0.01vol%）放電ガスのスペクトルでは略389nm波長の紫外線と略706nm波長の可視光が強く現れた。このような紫外線と可視光の放射はHe原子の遷移によるものである。
【００２４】
一方、He−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）放電ガスのスペクトルは590nm、640nmの可視領域波長と830nm、900nm近傍の近赤外線領域波長で強く現れた。前記590nm、640nm波長の光はNe原子の遷移により生じるものであって、Ne含有量が増加するに従って640nmの赤色光の発光が強くなる。また、830nm、900nm領域の近赤外線はXe原子の遷移によるものである。
【００２５】
結論的に、He−Ar（0.01vol%）放電ガスの可視光及び近赤外線の放射強度は従来より使用されてきたHe−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）放電ガスに比べ極めて弱いことが分かる。
【００２６】
図６は、本発明のさらに他の実験例であって、一定電圧下にHe−Ar（0.01vol%）放電ガスの圧力変化に従う輝度を示す。結果から分かるように、輝度は放電ガスの圧力によって増加し、500トール以上の高圧力でも放電が安定していることが分かる。しかし、放電ガスの圧力が760トール以上であれば、放電パネルが変形される恐れがあり、もし100トール以下の圧力になると、発光効率が低く、放電開始電圧が上がることになる。
【００２７】
図７は、350トール圧力のHe−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）放電ガス（実線で図示）と650トール圧力のHe−Ar（0.01vol%）放電ガス（点線で図示）の電圧による輝度を測定したものである。実験の結果、He−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）放電ガスの輝度は220Vで122cd/m2であり、He−Ar（0.01vol%）放電ガスの輝度は220Vで123cd/m2であった。前記放電ガスの輝度は電圧が減少するにつれて比例的に減少することが分かる。電圧が低すぎると、放電が不安定になり、部分発光がおこるが、この部分発光はHe−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）放電ガスの場合210V以下で、そしてHe−Ar（0.01vol%）放電ガスの場合190V以下でおこった。
【００２８】
図７から分かるように、本発明のHe−Ar（0.01vol%）放電ガスの輝度は従来のHe−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）放電ガスの輝度とほぼ等しい。
【００２９】
また図示していない実験例で、純粋He、He−Ar、He−Ne−Ar、He−Ne−Ar−Xe放電ガスに対する輝度が測定された。実験の結果、He−Ar（0.01vol%）、He−Ar（0.005vol%）の輝度が最高であって、次にHe−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）、He−Ar（0.1vol%）、純粋He、He−Ne（0.1vol%）−Ar（0.1vol%）、He−Ne（0.1vol%）−Ar（0.1vol%）−Xe（0.1vol%）、He−Ne（0.5vol%）−Ar（0.5vol%）順に現われた。
【００３０】
また、混合ガスの混合比による輝度特性で、He−Ar（0.5vol%）放電ガスの輝度はHe−Ne（0.1vol%）−Ar（0.1vol%）−Xe（0.1vol%）の輝度とほぼ同一で、He−Ar（0.01vol%）放電ガスの輝度に比べ略半分にすぎないことが分かった。
【００３１】
反面、放電電圧はHe−Ne（0.1vol%）−Ar（0.1vol%）、He−Ne（0.1vol%）−Ar（0.1vol%）−Xe（0.1vol%）、He−Ar（0.1vol%）で最も低く、次にHe−Ne（0.5vol%）−Ar（0.5vol%）、He−Ar（0.01vol%）、He−Ar（0.005vol%）、純粋He、He−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）順に現われた。この際、放電電圧が最低のHe−Ne（0.1vol%）−Ar（0.1vol%）と最高のHe−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）間の放電維持電圧の差分は約50Vであった。
【００３２】
本発明の実施の形態では面放電型プラズマディスプレーが開示されているが、これに限定されることなく、各種の形態の放電ディスプレーに適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によるヘリウム放電ディスプレーは近赤外線の放出がほとんどないので、これを遮断するためのフィルターを別途具備する必要がなく、これにより製造コストを節減できるだけでなく、フィルターによる光損失がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヘリウム放電ディスプレーを示す断面図。
【図２】本発明による純粋He放電ガスを採用したディスプレーの放電スペクトルを示すグラフ。
【図３】本発明によるHe−Ne（10vol%）放電ガスを採用したディスプレーの放電スペクトルを示すグラフ。
【図４】本発明によるHe−Ar（0.1vol%）放電ガスを採用したディスプレーの放電スペクトルを示すグラフ。
【図５】本発明によるHe−Ar（0.01vol%）放電ガスを採用したディスプレーと従来のHe−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）放電ガスを採用したディスプレーの放電スペクトルをそれぞれ示すグラフ。
【図６】本発明によるHe−Ar（0.01vol%）放電ガスを採用したディスプレーの放電圧力に伴う輝度変化を示すグラフ。
【図７】従来の350トール圧力のHe−Ne（30vol%）−Xe（5vol%）放電ガスと本発明による650トール圧力のHe−Ar（0.01vol%）放電ガスをそれぞれ採用したディスプレーの電圧に伴う輝度変化を示すグラフ。
【符号の説明】
11  上部基板
12  アドレス電極
13  誘電体
14  蛍光体
15  下部基板
16  走査電極
17  共通電極
18  誘電体
19  保護膜
20  放電空間
【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】
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