WO2006100775A1

WO2006100775A1 - カラー表示装置

Info

Publication number: WO2006100775A1
Application number: PCT/JP2005/005348
Authority: WO
Inventors: Manabu Ishimoto; Hitoshi Hirakawa; Kenji Awamoto; Hitoshi Yamada; Akira Tokai
Original assignee: Shinoda Plasma Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-09-28
Also published as: JPWO2006100775A1; US7656082B2; US20080079346A1; CN101164134A

Description

明細書

カラー表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、カラー蛍光体層を有するカラー表示装置に関し、特に、異なる材料の蛍光体層を有する放電発光素子を用いたカラー表示装置に関する。

背景技術

[0002] 放電発光素子を用いた薄型のカラー表示装置として、プラズマ 'チューブ 'アレイおよびプラズマ 'ディスプレイ 'パネル（PDP)が知られている（特許文献 1)。

特許文献 1：特開 2004-178854号公報

[0003] G. Oversluizenゝ他の" 5. 1 High Efficacy PDP，，、 SID (Society for In formation Display) 03 DIGEST、 2003、 pp. 28— 31に ίま、 PDPにお!/ヽて光体層の下に二酸化チタン (TiO )層を設け、それによつて PDPの発光効率と輝度

2

を高くすることができることが記載されて、る。

非特許文献 1 : G. Oversluizen et al. "5. 1 High Efficacy PDP", SID (S ociety for Information Display) 03 DIGEST, 2003, pp. 28—31 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 異なる材料の蛍光体層を有する放電発光素子において、蛍光体の材料に応じて放電電圧の特性が異なり、それによつて駆動マージンが小さくなるという問題がある。特に、蛍光体層を間に挟んだ放電の特性は、蛍光体の材料に応じて大きく異なり、同じ電圧を印力!]しても、蛍光体の材料によって放電条件が異なり、共通駆動マージンが小さくなるという問題がある。

[0005] 特に、それぞれ G、 Bの蛍光体を内部に形成した 3種類の放電細管（プラズマチユーブ)を多数並設して構成したプラズマ ·チューブ ·アレイでは、各チューブの外壁に接して長手方向にアドレス電極が設けられ、該アドレス電極と対向する面にチューブを横断する方向の表示電極対が設けられる。従って、チューブを挟んで対向するアドレス電極と表示電極の間の間隔は、チューブの直径に相当したものとなり、通常 500 /z m程度である。この寸法は、一般の 3電極面放電型 PDPにおけるアドレス電極を表示電極の間の放電ギャップよりも相当大きぐ必然的にアドレス放電に要する電圧が高くなる。

[0006] 一方、蛍光体を用いるカラー PDPでは、ガス放電空間に露出する蛍光体の表面の物性が R、 G、 Bの蛍光体毎に異なるので、上述のような発光色毎の放電電圧のばらつきが生じる。ここで、特にプラズマ'チューブ'アレイ形式のカラー表示装置では、放電チューブの内部空間が 1本毎に独立していて通常の PDPのような横方向の隣接セル間の結合がな!、ので、蛍光体材料の違いによるチューブ相互間での放電電圧のばらつきがより顕著に表れる傾向がある。このようにして、前述のような高いアドレス電圧の要求と蛍光体材料による放電電圧のばらつきにより、特にプラズマ ·チューブ ·ァレイ形式のカラー表示装置では絶対値として大きな駆動電圧マージンが必要になり、それを改善することが望ましい。

[0007] 本発明の目的は、複数の蛍光体層を有する放電発光素子、または該発光素子からなる表示装置においてカラー蛍光体の材料に応じた放電電圧の特性のばらつきを修正することである。

[0008] 本発明の別の目的は、複数の蛍光体層を有する表示装置において駆動マージンを大きくすることである。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の特徴によれば、カラー表示装置は、内部に、色に応じて異なる材料で構成される蛍光体層が配置されると共に放電ガスが封入され、長手方向に複数の発光点を有するガス放電管が複数並置され、そのガス放電管の表示面側に複数の表示電極が配置され、そのガス放電管の背面側に複数の信号電極が配置されている。その蛍光体層とその信号電極との間に電圧制御層が形成されている。その電圧制御層は、表示電極と信号電極の間の放電開始電圧を変化させる材料でできており、その蛍光体層の材料に応じて、その複数のガス放電管間における放電開始電圧の差力、さくなるように材料が選択されて、る。

[0010] 本発明の別の特徴によれば、カラー表示装置は、色に応じて異なる材料で構成される蛍光体層と放電ガスとからなる発光セルが複数配置され、その複数の発光セルの表示面側に複数の表示電極が配置され、その複数の発光セルの背面側に複数の信号電極が配置されている。その信号電極とその蛍光体層との間に電圧制御層が形成されている。その電圧制御層は、その表示電極とその信号電極の間の放電開始電圧を変化させる材料でできており、その蛍光体層の材料に応じて、その複数の発光セル間における放電開始電圧の差が小さくなるように材料が選択される。

[0011] 本発明のさらに別の特徴によれば、カラー表示装置において、複数の発光セルの中の第 1の色の発光セルの蛍光体層と信号電極との間には第 1の電圧制御層が形成され、その複数の発光セルの中の第 2の色の発光セルの蛍光体層と信号電極との間には第 2の電圧制御層が形成され、その第 1の電圧制御層はその第 1の発光セルにおける表示電極と信号電極の間の放電開始電圧を上げるような材料でできており、その第 2の電圧制御層はその第 2の発光セルにおける表示電極と信号電極の間の放電開始電圧を下げるような材料でできており、それによつてその第 1と第 2の発光セルにおける放電開始電圧の差力 S小さくなる。

発明の効果

[0012] 本発明によれば、複数の種類の蛍光体層を有する表示装置において、カラー蛍光体の材料に応じた放電電圧の特性のばらつきを修正することができ、駆動マージンを大きくすることができる。特に、色毎に放電空間が完全に独立した構成となるプラズマ ·チューブ ·アレイ形式のカラー表示装置に本発明を適用した場合、カラー.チューブ毎の放電電圧の差を小さくして駆動マージンを広げることができ有益である。発明を実施するための最良の形態

[0013] 本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されて、る。

[0014] 図 1は、本発明の実施形態による、プラズマ 'チューブ 'アレイ形式のカラー表示装置 10の部分的構造を例示している。図において、表示装置 10は、平行に配置された透明な細長い複数のガス放電管 11R、 11G、 11B、 12R、 12G、 12B、…、透明な前面側の支持シートまたは薄い基板 31、透明なまたは不透明な背面側の支持シートまたは薄い基板 32、複数の表示電極対または主電極対 2、および複数の信号電極またはデータ電極 3を含んでいる。 R, Gおよび Bは蛍光体の発光色である赤、緑および青を示している。支持基板 31および 32は、可撓性の PETフィルム、ガラス等で作られている。表示上のコントラストを高くするために、背面基板 32は、そのものが黒色を有するか、その背面または前面に黒色の別のシートを張り付けておいてもよい。

[0015] 細長いガス放電管 11R、 11G、 11B、 12R、 12G、 12B、 . . .の内部の放電空間には、典型的には、赤、緑、青 (R、 G、 B)の蛍光体層をそれぞれ形成した支持部材がそれぞれ挿入されて配置され、ネオン Neおよびキセノン Xeカゝらなる放電ガスが導入されて、両端が封止されている。支持部材は、 U字状または C字状の垂直断面を有する。代替構成として、支持部材を用いずに、それぞれの蛍光体層をガス放電管の内面部分に形成してもよい。信号電極 3は、背面側の支持シート 32上に形成され、ガス放電管 11R、 11G、 11B、 . . .の長手方向に沿って設けられている。複数の表示電極対 2は前面側の支持シート 31上に形成され、信号電極 3と交差する方向に配置されている。表示電極対 2と隣の表示電極対 2の間には、非放電領域となる距離または非放電ギャップが確保される。

[0016] 信号電極 3と表示電極対 2は、表示装置 10の組み立て時にガス放電管 11R、 11G 、 11B、 . . .の下側の外周面と上側の外周面にそれぞれ密着するように接触させる力その密着性を良くするために、表示電極とガス放電管面との間に導電性接着剤を介在させて接着してもよヽ。

[0017] この表示装置 10を正面から平面的にみた場合、信号電極 3と表示電極対 2との交差部が単位発光領域となる。表示電極対 2のいずれか 1本を走査電極として用い、その走査電極と信号電極 3との交差部で選択放電を発生させて発光領域を選択し、その発光に伴って当該領域の管内面に形成された壁電荷を利用して、表示電極対 2で表示放電を発生させることによって表示が形成される。選択放電は、垂直方向に対向する走査電極と信号電極 3との間のガス放電管 11R、 11G、 11B、 . . .内で発生される対向放電である。表示放電は、平面上に平行に配置された 1対の表示電極間のガス放電管 11R、 11G、 11B、 . . .内で発生される面放電である。

[0018] なお、このようなガス放電管 11R、 11G、 11B、 . . .を多数並列配置した表示装置 10においては、予めガス放電管 11R、 11G、 11B、 . . .の外表面に、表示電極をドット状に、信号電極をストライプ状に、それぞれ印刷、または蒸着等により形成しておき、かつ前面側の支持シート 31と背面側の支持シート 32には給電用の電極を形成し、表示装置 10の組み立ての際にその給電用の電極をガス放電管 11R、 11G、 11 B、 . . .の表示電極 2と信号電極 3にそれぞれ接触させるように構成してもよい。

[0019] 図 2は、ドット状の表示電極対 2とストライプ状の信号電極 3が管面に形成された 1本のガス放電管 11の一例を示す図である。

[0020] 図 3はガス放電管 11の表示電極 2近傍の部分的拡大平面図である。図 3において、ガス放電管 11の内部には、 MgO力なる電子放出膜 5が形成され、蛍光体層 4が形成された支持部材 6が挿入されて、る。

[0021] ガス放電管 11は、上述したように、管外壁面に接触するように配置された複数の表示電極対 2の放電によって蛍光体層 4を発光させて、 1本の管内に多数の発光点（表示部）が得られる構造を有する。ガス放電管 11は、例えばホウケィ酸ガラスのような透明な絶縁体で作製され、典型的には、管径が 2mm以下、長さ 300mm以上の寸法を有する。

[0022] 図 4は、図 1におけるガス放電管 11R、 11Gおよび 1 IBの 4 4線に沿った断面図である。

[0023] 支持部材 6R、 6G、 6Bは、例えばホウケィ酸ガラスのような透明な絶縁体で作製され、ガス放電管 11R、 11Gおよび 1 IBの管状容器 (ガラス管）とは別個の部材であり、この支持部材 6R、 6Gおよび 6B上にはそれぞれ電圧制御層 7R、 7Gおよび 7Bが形成され、電圧制御層 7R、 7Gおよび 7Bの上にはそれぞれ対応する蛍光体層 4R、 4Gおよび 4Bが形成されて!、る。

[0024] 赤と青の蛍光体を有するガス放電管の電圧制御層 7Rおよび 7Bは、例えば、アルミゥム (A1)、クロム（Cr)、銅（Cu)、銀 (Ag)のような金属でできており、厚さ約 1 μ m— 約 10 /z mを有する。緑の蛍光体を有するガス放電管の電圧制御層 7Gは、例えば、酸化チタン (TiO )、酸化マグネシウム（MgO)、および酸化カルシウム（CaO)、酸化

2

ノリウム（BaO)、酸化カリウム (KO)のような 1族および 2族の金属等の金属の酸ィ匕物でできており、厚さ約 10 μ m—約 20 μ mを有する。

[0025] 蛍光体層 RGBの蛍光体の材料は、典型的には、厚さ約 30 μ m—約 50 μ mの範囲の値を有する。蛍光体ペーストは、当該分野で公知の各種の蛍光体ペーストを利用することができる。一実施例として、赤の蛍光体 4Rはイットリア系（Y O： Eu)であり、

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緑の蛍光体 4Gはジンクシリケート系（Zn SiO： Mn)であり、青の蛍光体 4Bは BAM

2 4

系（BaMgAl O )であればよい。

10 17

[0026] 支持部材 6R、 6Gおよび 6Bは、ガラス管の外部で、支持部材 6上に、プリント（印刷 )、蒸着またはスパッタにより電圧制御層 7R、 7Gおよび 7Bを形成する。次いで、電圧制御層 7R、 7Gおよび 7Bの上に対応する色の蛍光体ペーストを塗布し、それを焼成して支持部材 6R、 6G、 6B上に蛍光体層 4R、 4G、 4Bを形成した後、支持部材 6 R、 6G、 6Bをガラス管内に挿入して配置することができる。

[0027] 表示電極対 2と信号電極 3は、電圧を印加することによって管内部の放電ガスに放電を発生させることが可能である。図 2— 4では、ガス放電管 11、 11R、 11G支持部材 6R、 6G、 6B11Bの電極構造は、 1つの発光部位すなわちセルに 3つの電極が配置された構成であり、表示電極対によって表示放電が発生される構造であるが、この限りではなぐ表示電極 2と信号電極 3との間で表示放電が発生される構造であってもよい。即ち、表示電極対 2を 1本とし、この表示電極 2を走査電極として用いて信号電極 3との間に選択放電と表示放電 (対向放電)を発生させる形式の電極構造であつてもよい。

[0028] 電子放出膜 5は、放電ガス中のイオンとの衝突により電子を放出する。蛍光体層 4 は、表示電極対 2に電圧を印加すると、管内に封入された放電ガスが励起されるが、その励起希ガス原子の脱励起過程で発生する真空紫外光で可視光を発光する。

[0029] 図 5は、図 4の放電管の構造を変形したものであり、支持部材を用いずに、それぞれの蛍光体層 4R、 4Gおよび 4Gをガス放電管 11R、 11Gおよび 11Bの内面部分に形成した場合の図 1におけるガス放電管の 4 4線に沿った断面図である。この場合、ガス放電管 11R、 11Gおよび 1 IBの内面底部上には、 MgO力なる電子放出膜 5 が形成され、電子放出膜 5の上にそれぞれ電圧制御層 7R、 7Gおよび 7Bが形成され、電圧制御層 7R、 7Gおよび 7Bの上にはそれぞれ対応する蛍光体層 4R、 4Gおよび 4Bがそれぞれ形成されて!、る。

[0030] 本発明は PDPにも適用できる。この場合、電圧制御層は PDPの蛍光体層の下、または蛍光体層と誘電体層の間に形成すればょヽ。

[0031] 図 6Aは、管の肉厚 80 mおよび外径 500 mとした従来技術によるガス放電管 1 1R、 11G、 1 IB〖こおける、面放電開始電圧および維持電圧を示している。図 6Bは、 1つの表示電極と信号電極の間の対向放電開始電圧を示している。

[0032] 図 6Aにおいて、異なる色の蛍光体材料の特性によって、赤色発光用のガス放電管 11Rの面放電開始電圧および維持電圧が最も高ぐ青色発光用のガス放電管 11 Bの面放電開始電圧および維持電圧が最も低ぐ緑色発光用のガス放電管 11Gの面放電開始電圧および維持電圧は、両者の間に位置し、青色発光用のガス放電管 11Bの電圧に近い。表示装置の共通駆動マージンは、最も低い面放電開始電圧と最も高い維持電圧の間の差の電圧によって決まり、例えば 80Vである。共通駆動マ一ジンは大きいことが望ましい。ガス放電管内の放電ガスの圧力が大きくなるに従つて、面放電開始電圧と維持電圧の間の共通駆動マージンが小さくなる傾向がある。

[0033] 図 6Bにおいて、異なる色の蛍光体材料の特性によって、赤色発光用のガス放電管 11Rの対向放電の開始電圧が最も低く、緑色発光用のガス放電管 11Gのガス放電管 11Rの対向放電の開始電圧が最も高ぐ青色発光用のガス放電管 11Bの対向放電の開始電圧は、両者の間に位置し、赤色発光用のガス放電管 11Rの電圧に近い。ガス放電管 11R、 11G、 1 IBの間の対向放電の開始電圧の差は、小さいことが望ましい。ガス放電管 11R、 11G、 1 IBの間の対向放電の開始電圧の差は、通常、無視できないほど大きぐ例えば 32Vである。それによつて、設定印加電圧との差が大きいと過大放電を生じやすぐ従って消去放電が生じて壁電荷が少なくなり発光しないことがあり、設定印加電圧との差が小さいと過小放電を生じやすぐ従って充分な壁電荷が形成されずに発光しなヽことがある。

[0034] 図 7Aおよび 7Bは、本発明の実施形態による、ガス放電管 11R、 11G、 1 IBにおける、面放電開始電圧および維持電圧と、対向放電開始電圧とを示している。ガス放電管 11R、 11G、 11Bの電圧制御層 7R、 7Gおよび 7Bは、それぞれ酸化マグネシゥム、アルミニウムおよび酸化マグネシウムでできて、る。

[0035] 図 7Aにおいて、図 6Aの従来技術のガス放電管の面放電開始電圧と比較して、電圧制御層 7Rの存在によってガス放電管 11Rの面放電開始電圧は僅かに下がり、電圧制御層 7Gの存在によってガス放電管 11Gの面放電開始電圧は僅かに上がり、電圧制御層 7Bの存在によってガス放電管 11Bの面放電開始電圧は僅かに下がっている。面放電開始電圧と維持電圧の間の共通駆動マージンは、僅かに小さくなつているが、ほとんど変わらない。

[0036] 図 7Bにおいて、図 6Bの従来技術のガス放電管の対向放電開始電圧と比較して、電圧制御層 7Rの存在によってガス放電管 11Rの対向放電開始電圧は上がり、電圧制御層 7Gの存在によってガス放電管 11Gの対向放電開始電圧は下がり、電圧制御層 7Bの存在によってガス放電管 11Bの対向放電開始電圧は上がっている。

[0037] 図 7Bにおいて、ガス放電管 11R、 11G、 1 IBの間の対向放電の開始電圧の差は、小さくなつており、例えば、 12Vであり、従来技術のガス放電管の対向放電開始電圧と比較して 20Vも小さくなつている。従って、本発明の実施形態によるガス放電管 11 R、 11G、 11Bでは、設定印加電圧との差が概ね等しぐ過大放電および過小放電が生じることがなぐ全ての色のガス放電管について表示のための適正な放電が生じる。

[0038] 図 8は、ガス放電管 11における電圧制御層の材料による面放電開始電圧および対向放電開始電圧の比較を示している。ガス放電管の対向放電開始電圧は、アルミゥム (A1)およびクロム（Cr)の場合は 10Vおよび 12V低下し、酸化チタン (TiO )およ

2 び酸化マグネシウム（MgO)の場合は 5Vおよび 10V上昇して、る。

[0039] 上述の実施形態では、 R、 G、 Bの全ての色の蛍光体層につ、て電圧制御層を設けたが、特定の色の蛍光体層のみにつ、て電圧制御層を設けてもよ!、。

[0040] 以上説明した実施形態は典型例として挙げたに過ぎず、その各実施形態の構成要素を組み合わせること、その変形およびバリエーションは当業者にとって明らかであり

、当業者であれば本発明の原理および請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱することなく、一般的な 3電極面放電型カラー ·プラズマ ·ディスプレイ ·パネルへの適用を含めて実施形態の種々の変形を行えることは明らかである。

図面の簡単な説明

[0041] [図 1]図 1は、本発明の実施形態による、プラズマ 'チューブ 'アレイ形式のカラー表示装置の部分的構造を例示して、る。圆 2]図 2は、ドット状の表示電極対とストライプ状の信号電極が管面に形成された 1 本のガス放電管の一例を示す図である。

圆 3]図 3はガス放電管の表示電極近傍の部分的拡大平面図である。

[図 4]図 4は、図 1におけるガス放電管の 4 4線に沿った断面図である。

[図 5]図 5は、図 4の放電管の構造を変形したものであり、支持部材を用いずに、それぞれの蛍光体層をガス放電管の内面部分に形成した場合の図 1におけるガス放電管の 4-4線に沿った断面図である。

[図 6]図 6Aは、従来技術によるガス放電管における、面放電開始電圧および維持電圧を示している。図 6Bは、 1つの表示電極と信号電極の間の対向放電開始電圧を示している。

[図 7]図 7Aおよび 7Bは、本発明の実施形態による、ガス放電管における、面放電開始電圧および維持電圧と、対向放電開始電圧とを示して！/ヽる。

[図 8]図 8は、ガス放電管における電圧制御層の材料による面放電開始電圧および対向放電開始電圧の比較を示してヽる。

Claims

請求の範囲

[1] 内部に、色に応じて異なる材料で構成される蛍光体層が配置されると共に放電ガスが封入され、長手方向に複数の発光点を有するガス放電管が複数並置され、前記ガス放電管の表示面側に複数の表示電極が配置され、前記ガス放電管の背面側に複数の信号電極が配置されたカラー表示装置であって、

前記蛍光体層と前記信号電極との間に電圧制御層が形成され、前記電圧制御層は、表示電極と信号電極の間の放電開始電圧を変化させる材料でできており、前記蛍光体層の材料に応じて、前記複数のガス放電管間における放電開始電圧の差が小さくなる材料が選択されることを特徴とする、カラー表示装置。

[2] 前記蛍光体層及び前記電圧制御層は、前記ガラス放電管と独立した支持部材に形成され、前記支持部材が前記ガラス放電管の内部に挿入されて放電空間内に配置されてなる、請求項 1に記載のカラー表示装置。

[3] 色に応じて異なる材料で構成される蛍光体層と放電ガスとからなる発光セルが複数配置され、前記複数の発光セルの表示面側に複数の表示電極が配置され、前記複数の発光セルの背面側に複数の信号電極が配置されたカラー表示装置であって、前記信号電極と前記蛍光体層との間に電圧制御層が形成され、前記電圧制御層は、前記表示電極と前記信号電極の間の放電開始電圧を変化させる材料でできており、前記蛍光体層の材料に応じて、前記複数の発光セル間における放電開始電圧の差が小さくなる材料が選択されることを特徴とする、カラー表示装置。

[4] 前記電圧制御層は 1族または 2族の金属の酸ィ匕物を含むものであることを特徴とする、請求項 3に記載のカラー表示装置。

[5] 前記電圧制御層は金属を含むものであることを特徴とする、請求項 3に記載のカラ一表示装置。

[6] 色に応じて異なる材料で構成される蛍光体層と放電ガスとからなる発光セルが複数配置され、前記複数のセルの表示面側に複数の表示電極が配置され、前記複数のセルの背面側に複数の信号電極が配置されたカラー表示装置であって、

前記複数の発光セルの中の第 1の色の発光セルの蛍光体層と信号電極との間には第 1の電圧制御層が形成され、前記複数の発光セルの中の第 2の色の発光セルの蛍光体層と信号電極との間には第 2の電圧制御層が形成され、前記第 1の電圧制御層は前記第 1の発光セルにおける表示電極と信号電極の間の放電開始電圧を上げる材料でできており、前記第 2の電圧制御層は前記第 2の発光セルにおける表示電極と信号電極の間の放電開始電圧を下げる材料でできており、それによつて前記第 1と第 2の発光セルにおける放電開始電圧の差力 S小さくなることを特徴とする、カラ一表示装置。