CN1097810C - 等离子体显示板 - Google Patents

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Abstract

为提高彩色再现性和对比度系数，依次在前玻璃基板1的一个表面上配置滤色片8R、8G和8B，在滤色片之间叠上黑矩阵7。其上备有支撑电极6、绝缘层9和保护层10。后玻璃基板2上设有阻挡层肋条3，配置得使其面对着各黑矩阵7，形成小室。各小室有支撑电极6，与地址电极4成直角，且涂有对应于各色的荧光物质5R、5G和5B，并密封以便在其中装放电气体。前玻璃基板1的另一个表面上设有波段选择滤光片11供筛选从各小室中放电气体发出的光。

Description

等离子体显示板
技术领域
本发明涉及用作各种薄型显示板的等离子体显示器，更具体地说，涉及一种用紫外光能激活荧光物质以产生可见光的等离子体显示板。
背景技术
等离子体显示板(PDP)可以制造得使其厚度比起阴极射线管直观式显示部件和背面投影显示部件显著地小，一直是被看好作为未来实现墙式大屏幕电视最有希望的装置。然而目前这类等离子体显示板仍然处于对比度和亮度方面都比现行显示部件的低的发展水平。为使等离子体显示板在未来得到广泛的应用，必须对其现有性能进行重大的改进。
在这些情况下，作为提高等离子体显示板对比度系数和色纯度的措施，举例说，日本专利申请公开59-36280和61-6151就公开了给各元件配备无机材料滤光片的方法。
在这些方法中，各滤光片分散配置在元件板前的玻璃基板上使其与各元件相对应，滤光片的透射系数与各元件的发光颜色相对应。各元件内荧光物质发射出的光谱随着滤光片的透射系数相应地变化，从而提高了红、绿、蓝三色各自的色纯度。
等离子体显示板中使用的荧光物质一般有反射外来光(即环境光)的倾向。特别是在四周围明亮的环境中，荧光物质会促使视在黑电平升高，从而倾向于使显示部件的对比度系数降低。随各元件相应配备的滤光片对入射在荧光物质上的环境光起衰减作用，还再次使从荧光物质反射的环境光分量在发射到外面之前衰减下来，从而可以大幅地改善明亮环境中的对比度系数。
在上述的一般方法中，制造等离子体显示板的加工温度估计约为500℃至600℃，因而滤光片采用耐高温的无机材料。然而，若能将加工温度减少到250℃左右，就有可能采用有机材料制成的滤光片，这不仅能使透射系数更急剧地变化，而且还可以进一步提高色纯度。
上述滤光法提高红绿蓝三基色色纯度的方式应该是逐步进行的。然而在等离子体显示板的情况下。密封在显示板内放电气体发光的颜色是阻碍色纯度提高的一大因素。考虑到放电效率，密封在显示板内的放电气体通常广泛采用以氖(Ne)气为主要成分、混以氙(Xe)气、氦(He)气或氩(Ar)气组成的混合气体。氖气的发射光谱如图7中所示，由分布在500纳米下半部至700纳米范围的若干峰值波长分量组成，其中能量最大的分量为385纳米下的分量。这样，氖气是以橙色光的形式放电，因而通常叫做氖光橙。
因此，等离子体显示板的显示部件要提高色纯度和彩色再现的可能性，其主要课题应该是通过给各元件配备的滤光片提高红、绿、蓝三基色的色纯度和应该尽可能消除密封在显示板内的氖气的放电色。
发明内容
本发明的目的是提供一种能控制氖气的放电色使其衰减并能提高色纯度和扩大彩色再现范围的可能性的等离子体显示板。
为达到上述目的，根据本发明的一种等离子体显示板，有前板单元，光线即从前板单元输出，后板单元，和设置在上述前板单元后面，在所述后板单元上，通过以肋条将发光区对各发光颜色在空间上彼此分开的方式配置的多个元件，元件内涂有荧光物质且充有放电气体，电压加到放电气体使其发出紫外线，所述荧光物质为紫外线的能量所激发产生可见光，其特征在于，所述前板单元配备有：
第一滤光片，位于所述前板单元之内侧，所述元件中所述荧光物质的各发光颜色都配备有相应的第一滤光片，滤光片的透射率使至少一种所述发光颜色的色纯度通过来自所述荧光物质的一部分不必要光线的减少而得到提高；和
第二滤光片，位于所述前板单元之外侧，其透射率使所述放电气体在放电过程中产生的至少一部分可见光，所述放电气体通过所述放电气体光谱的一部分不必要光成分的吸收或反射而衰减。
从下面对本发明一些最佳实施例的说明可以清楚了解本发明的上述和其它特点和优点。
附图说明
图1是本发明等离子体显示板的一个实施例整个结构的透视图。
图2是图1的部分剖面的放大视图。
图3是等离子体显示部件系统结构的方框图。
图4是图2所示的等离子体显示板红荧光物质的发射光谱和采用无机材料的红色滤色片的透射率的曲线。
图5是图2所示的等离子体显示板绿荧光物质的发射光谱和采用无机材料的绿色滤色片的透射率曲线。
图6是图2所示的等离子体显示板蓝荧光物质的发射光谱和采用无机材料的蓝色滤色片的透射率曲线。
图7是图1和图2所示的实施例中放电气体的放电光谱和图1和图2所示的波段选择滤光片一个实例的透射率曲线。
图8是图2所示的等离子体显示板红荧光物质的发射光谱和采用有机材料的红色滤光片的透射率曲线。
图9是图2所示的等离子体显示板绿荧光物质的发射光谱和采用有机材料的绿色滤色片的透射率曲线。
图10是图2所示的等离子体显示板蓝荧光物质的发射光谱和采用有机材料的蓝色滤色片的透射率曲线。
图11是图2所示的蓝色和绿色荧光物质的放电光谱和图1和图2所示的波段选择滤光片另一实例的透射率曲线。
具体实施方式
下面参看附图详细说明本发明的内容。
图1是本发明等离子体显示板一个实施例的整个人结构的透视图，图2是图1的等离子体显示板的部分剖面的放大图。编号1表示前玻璃基板(前板)，2为后玻璃基板(后板)，3为阻挡层肋条，4为地址电极，5R、5G和5B为荧光物质，6为支撑电极，7为黑矩阵，8R、8G、8B为滤色片，9为绝缘层，10为保护层，11为波段选择滤光片。
从图1和图2的实施例中可以看到，等离子体显示板取这样的结构：前玻璃基板1与后玻璃基板2彼此面对面配置着，两板之间安置着阻挡层肋条3。
支撑电极6和地址电极4用光蚀刻等方法分别在前玻璃基板1内和后玻璃基板2内形成。支撑电极6在前玻璃基板1内形成，地址电极4在后玻璃基板2内形成，两者分别面对面成直角配置。
绝缘层9通过烘焙以规定的厚度覆盖着前玻璃基板1上的支撑电极6，其上形成有保护层10。红(R)绿(G)蓝(B)三色分别都有相应的滤色片8R、8G、8B分别与支撑电极6成直角以条状的形式在前玻璃基板1的表面与支撑电极6及绝缘层9之间形成，通过黑矩阵7彼此保持规定的间距。
图2中，为同时显示出支撑电极6的剖面结构，滤色片8R、8G和8B都画成彷佛是彼此平行配置的。实际上，各支撑电极6分别与滤色片8R、8G、8B以及后玻璃基板2上的地址电极4成直角配置。就是说，图2中，支撑电极6在前玻璃基板1侧的部分以从图1的Y-Y方向看去的剖面示出，其它部分以从图1的X-X方向看去的剖面示出。
阻挡层肋条3用厚膜印制法以重叠的形式在后玻璃基板2上形成，相应的地址电极4夹在两肋系之间，毗邻的两阻挡层肋条3彼此成对竖立着形成一个元件。这些阻挡层肋条3分别面对着前玻璃基板1上形成的黑矩阵7，各元件也分别面对着前玻璃基板1上形成的滤色片8R、8G和8G。面对着滤色片8R的元件上涂有发红光的荧光物质5R，面对着滤色片8G的元件上涂有发绿光的荧光物质5G，面对着滤色片8B的元件上涂有发蓝光的荧光物质5B，它们分别将地址电极4覆盖住。
这样，滤色片8R、8G和8B一个个对应于由阻挡层肋条3形成的元件配置，其透射率对应于设在各元件内的荧光物质5R、5G和5B各自的发光色。黑矩阵7配置在相应各滤色片8R、8G和8B之间，其作用是减少环境光从阻挡层肋条3端面不必要的反射。
另一方面，波段选择滤光片11用薄膜涂敷法在前玻璃基板1的表面上形成。
各放电元件安置在地址电极4与支撑电极6成直角的各交叉点处形成像素。因此，多个像素成矩阵排列。
图3是这种等离子体显示部件的系统结构方框图。
如图3中所示，地址驱动器和扫描驱动器在规定的时间控制下将规定的电压分别加到地地址电极4和支撑电极6上。于是，放电元件中的放电气体受激发，发出紫外线，紫外线激发着荧光物质5R、5G和5B从而使放电元件发光。鉴于各放电元件按矩阵形式排列，因而用图3所示的逻辑电路和存储器可以令各放电元件根据输入信号有选择而连续地放电和发光，从而可以将与输入信号相应的信息显示在等离子体显示板(PDP)上，使人眼可以看到。
如图4中的实线所示，红色荧光物质5R发射光谱的能量分布得在大约610纳米处的波峰分量极大，在其边缘，在大约580纳米至大约710纳米的波长区则散布着小的寄生分量。
与此相反，红色滤色片8R的光谱透射率如图4中的虚线所示，使红色荧光物质5R发射光谱中短波长侧分量的能量被控制得使其衰减，长波长侧的分量则具有更大的透射率。这样，红色荧光物质5R发出的光色向红色侧偏移，从而提高红色发光物质5R发光颜色的色纯度。
图5的曲线示出了绿色荧光物质5G的发射光谱(实践)和配置在涂有绿色荧光物质5G各元件孔中的绿色滤色片(滤色片8G)的光谱透射率(虚线)。
如图5中的实践所示，绿色荧光物质5G的发射光谱其能量分布得使其在大约535纳米处有个波峰，其边缘的延伸范围很宽，从短波长侧的大约470纳米到长波长侧的大约700纳米。
与此相反，绿色滤色片8G的光谱透射率如虚线所示使绿色荧光物质5G发射光谱中的短波长蓝侧分量和长波长红侧分量都被控制得衰减下来，中间纯绿色的分量的透射率则更大，从从而提高绿色荧光物质5G发光颜色的色纯度。
图6的曲线示出了蓝色荧光物质5B的发射光谱(实践)和配置在涂有蓝色荧光物质5B的各元件孔中蓝色滤色片(滤色片8B)的透射率(虚线)。
如图6中的实线所示，蓝色荧光物质5B发射光谱的能量分布得使其在大约450纳米处有个波峰，其边缘的延伸范围很宽，从短波长侧的大约390纳米到长波长侧的大约600纳米，长波长侧的能量大。
与此相反，蓝色滤色片8B的光谱诱射率如虚线所示使蓝色荧光物质5B发射光谱中的短波长分量和长波长分量都被控制得使其衰减，从而提高蓝色荧光物质5B发光颜色的色纯度。
这些滤色片8R、8G和8B分别控制从荧光物质5R、5G和5B反射的(即入射和出射的)环境光分量，并使其衰减两次。这也起了提高等离子体显示板光场对比度系数的作用。
上述对应于红绿蓝各像素的滤色片8R，8G和8B是用诸如光刻法之类的方法制成的，采用无机颜料特细的粒料，因而滤色片能耐受大约600℃的处理温度。
图7的曲线示出了设在前玻璃基板1表面上波段选择滤光片11的光谱透射率(虚线)和密封在等离子体显示板内的上述放电气体的放电光谱(实线)。
图7中，放电气体的发射光谱(图中用实线表示)示出了通过在氖气中混入3％氙气制备出的放电气体的放电得出的能量分布。该光谱由若干种波峰分量组成，其中在大约585纳米和趋向图4所示红色荧光物质5R发射光谱波峰波长与图5所示绿色荧光物质5G发射光谱波峰波长之间的红色侧位置处的分量能量最大。接着，该放电气体进一步发出橙色光连同红色侧波长分量的光。此波峰波长视乎放电气体的成分而可能会略为偏移。在基本上由氖气组成的放电气体的情况下，其波峰波长在大约550纳米至大约600纳米的范围。
另一方面，设在前玻璃基板1表面的波段选择滤光片11是用诸如将含有一种有机颜料的二氧化硅涂成薄膜的方法制成的。滤光片的光谱透射率如图7中的虚线所示使其正好在大约585纳米处倾落，而所传输的波长约530纳米至大约600纳米的光能则衰减。这样，波段选择滤色片11使放电气体的放电光的能量衰减，同时传输着光而几乎没有使红色荧光物质5R和绿色荧光物质5G主波长各分量的能量衰减，从而提高整个系统的色纯度和彩色的再现性。
波段选择滤光片11还可以有效地减少环境光反射所引起的未经许可的反射，而且通过不眩目处理还可以使其更有效地发挥这方面的作用。因此，结合滤光片8R、8G和8B，波段选择滤光片可用以提高等离子体显示板的光场对比度系数。
鉴于波段选择滤光片11也采用有机颜料，因而历来都担心其能否抵受制造显示板时使用的加工温度。然而，如图2中所示，滤光片是设在前玻璃基板1的上表面(即等离子体显示板的外表面)。采用这种结构可以在完成高温处理之后制造这种波段选择滤光片，在耐热性方面不会出问题。
在上述实施例中，对应于红、绿、蓝荧光物质5R、5G、5B的滤色片8R、8G和8B采用由无机材料制成的滤光片。若加工温度等于或低于250℃，还可以采用诸如聚酰亚胺之类的有机材料制成的滤色片，这种材料的透射率优异。图8、9和10的曲线分别示出了红绿蓝荧光物质5R、5G和5B的发射光谱及其相应使用的有机材料滤色片8R、8G和8B的透射率。可以看出，这些滤色片8R、8G和8B对所有红绿蓝色的透射率变化得比图4、5和6分别示出的无机材料滤色片的透射率更急剧，因而其提高基色对比度系数的能力相应地提高。
此外，往波段选择滤光片11中混入另一种颜料还可以使其透射率有两个倾落部分。图11就是一个例子。从图11中可以看到，波段选择滤光片11透射率的第一个倾落和图7中所示的一样出现在大约585纳米处，从而使放电气体的放电光的能量衰减。波段选择滤光片11透射率的第二个倾落位于蓝色荧光物质5B大约500纳米处的发射光谱与绿色荧光物质5G的发射光谱之间，从而提高了从绿色发光颜色分离出蓝色发光颜色的能力。这些倾落部分的波长和深度取决于待混入的有机材料的类型和混合比，因而可以根据荧光物质发射光谱而改变设计。
综上所述，本发明可以提高红、绿、蓝三基色各自的色纯度并控制放电气体的发光能量使其衰减，从而提高彩色的可再现能力并减少环境光的反射以大幅提高对比度系数。
在不脱离本发明的原理和主要特点的前提下，本发明可按上述诸实施例以外的形式实施。因此，上述诸实施例无论在哪一方面都仅仅是举例而已，不应视其为对本发明的限制。本发明的范围如下面权利要求书中所述。此外，任何在权利要求书等效范围内的作所修改都包括在本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种等离子体显示板，有前板单元，光线即从前板单元输出，后板单元，和设置在上述前板单元后面，在所述后板单元上，通过以肋条将发光区对各发光颜色在空间上彼此分开的方式配置的多个元件，元件内涂有荧光物质且充有放电气体，电压加到放电气体使其发出紫外线，所述荧光物质为紫外线的能量所激发产生可见光，其特征在于，所述前板单元配备有：
第一滤光片，位于所述前板单元之内侧，所述元件中所述荧光物质的各发光颜色都配备有相应的第一滤光片，滤光片的透射率使至少一种所述发光颜色的色纯度通过来自所述荧光物质的一部分不必要光线的减少而得到提高；和
第二滤光片，位于所述前板单元之外侧，其透射率使所述放电气体在放电过程中产生的至少一部分可见光，所述放电气体通过所述放电气体光谱的一部分不必要光成分的吸收或反射而衰减。
2.如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第一滤光片设在所述前板的表面上。
3.如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片设在所述前板的表面上。
4.如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在红色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
5.如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在红色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
6.如权利要求2所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在红色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
7.如权利要求3所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在红色的绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
8.如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在蓝色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
9.如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在蓝色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
10.如权利要求2所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在蓝色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
11.如权利要求3所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在蓝色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
12.如权利要求4所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在蓝色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
13.如权利要求5所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在蓝色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
14.如权利要求6所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在蓝色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
15.如权利要求7所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片的透射率取得使发射能在蓝色和绿色荧光物质发射的波峰波长之间的波长范围的至少一部分内衰减。
16.如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第二滤光片由混有有机颜料的薄膜制成。
17.如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第一滤光片由无机材料制成。
18.如权利要求1所述的等离子体显示板，其特征在于，所述第一滤光片由有机材料制成。
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