DE60021462T2

DE60021462T2 - Gasentladungs-Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE60021462T2
Application number: DE60021462T
Authority: DE
Inventors: Fumihiro Kawasaki-shi Namiki; Katsuya Kawasaki-shi Irie
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 2000-01-05
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2020-01-06
Also published as: US6888301B1; DE60021462D1; JP2000284704A; JP3576032B2; KR20000062156A; EP1041598A2; EP1041598B1; EP1041598A3; KR100583287B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung, die Farbbilder anzeigen kann.
Ein Plasmaanzeigefeld (PDP), das eine typische Anzeigeanordnung mit einem durch eine Gasentladung Licht emittierenden Bildschirm ist, wird verbreitet als Breitschirmanzeige für ein Fernsehgerät verfügbar, nachdem die Farbanzeige davon erfolgreich kommerzialisiert wurde. Eine der Herausforderungen zur Verbesserung der Bildqualität von PDPs ist die Verstärkung des reproduzierbaren Farbbereichs.
Als Farbanzeigeanordnung ist ein PDP des WS-Typs mit einer Dreielektroden-Oberflächenentladungsstruktur im Handel erhältlich. Dieser Typ hat ein Paar von Hauptdauerelektroden, die parallel für jede Zeile (Reihe) der Matrixanzeige eingerichtet sind, und eine Adressenelektrode für jede Spalte. Trennwände zum Verhindern einer Unterbrechung der Entladung zwischen Zellen sind in Streifen vorgesehen. Eine Oberflächenentladungsstruktur enthält ein Substrat, auf dem die Paare von Hauptelektroden eingerichtet sind, und ein gegenüberliegendes Substrat, auf dem eine fluoreszierende Schicht für die Farbanzeige eingerichtet ist, so dass eine Verschlechterung einer fluoreszierenden Schicht aufgrund eines Ionenaufpralls bei der Entladung reduziert werden kann, um eine längere Lebensdauer zu erhalten. Der "Reflexionstyp", der die fluoreszierende Schicht auf dem hinteren Substrat aufweist, ist dem "transparenten Typ", der die fluoreszierende Schicht auf dem vorderen Substrat aufweist, hinsichtlich der Lichtemissionseffizienz überlegen.
Im Allgemeinen wird Penning-Gas, das Neon (Ne) und eine Spur von Xenon (Xe) (4-5 %) enthält, als Entladungsgas verwendet. Wenn die Entladung zwischen Hauptelektroden auftritt, strahlt das Entladungsgas Ultraviolettstrahlen ab, die das fluoreszierende Material anregen, Licht zu emittieren. Jedes Pixel enthält drei Zellen für die Lichtfarben Rot (R), Grün (G) und Blau (B), und die Anzeigefarbe wird durch das Steuern der Lichtintensität des fluoreszierenden Materials jeder Farbe entschieden. Herkömmlich werden die Zusammensetzung der fluoreszierenden Materialien und das Verhältnis von Lichtintensitäten von drei Farben so ausgewählt, dass die Anzeigefarbe weiß wird, wenn jede der roten, grünen und blauen Lichtintensitäten auf den Höchstwert innerhalb des variablen Bereichs eingestellt wird.
In Bezug auf die Zusammensetzung des Entladungsgases wurden viele Untersuchungen durchgeführt, ein Dreikomponenten-Gas (Ne, Xe und He), das eine Mischung von dem oben angegebenen Penning-Gas und Helium ist, ein Zweikomponenten-Gas, das Helium und Xenon (He und Xe) enthält, und ein weiteres Dreikomponenten-Gas, das Helium, Argon und Xenon (He, Ar und Xe) enthält, sind wohlbekannt.
Da, wie oben erläutert, das fluoreszierende Material Licht durch eine Gasentladung in einem PDP emittiert, kann das Mischen der Lichtfarbe des Entladungsgases in die Lichtfarbe des fluoreszierenden Materials nicht vermieden werden. Dies verursacht ein Problem einer Verschlechterung der Farbreproduzierbarkeit.
13 zeigt ein Lichtemissionsspektrum eines Zweikomponenten-Gases, das Neon und Xenon enthält. 14 ist ein Chromatizitätsdiagramm, das Einflüsse der Neonlichtemission auf die Farbreproduktion zeigt.
Eine Vielzahl von Lichtemissionsspektren, wie in 13 gezeigt, tritt in dem Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht über 580 Nanometern auf. Das Maximum der Lichtemission des Entladungsgases (585 Nanometer) ist dem höchsten Lichtemissionsmaximum (590 Nanometer) des roten fluoreszierenden Materials benachbart. Daher wird eine orange Farbe aufgrund der Lichtemission des Entladungsgases ungeachtet der durch das fluoreszierende Material reproduzierten Farbe hinzugefügt, so dass die rötliche Anzeige über den gesamten Bildschirm auftritt. In 14 ist das Innere des Dreiecks mit der durchgehenden Linie, welche die Farbkoordinaten jedes fluoreszierenden Materials verbindet, die mit kleinen Rechtecken aufgetragen sind, in dem reproduzierbaren Farbbereich, wenn die Farbe der Gaslichtemission nicht hinzugefügt wird. In 14 ist das Innere des Dreiecks mit der gestrichelten Linie der reproduzierbare Farbbereich des PDP, gemessen in einer Dunkelkammer. Der tatsächliche reproduzierbare Farbbereich ist verschmälert verglichen mit dem ursprünglichen reproduzierbaren Farbbereich. Insbesondere ist die Reproduzierbarkeit der blauen und grünen Farbe minderwertig. In Bezug auf die rote Farbe ist die Reproduzierbarkeit nicht so verschlechtert, da die Wellenlänge der Gaslichtemission nahe bei jener der Lichtemission des fluoreszierenden Materials liegt. Bei der Fokussierung der Lichtfarbe des fluoreszierenden Materials ist jedoch das rote fluoreszierende Material vom idealen Rot (620 Nanometer) verschieden, das in dem NTSC-System definiert ist. Auch wenn der Einfluss der Gaslichtemission gering ist, ist es jedoch weiterhin notwendig, die Farbreinheit roter Farbe zu verbessern. Gegenwärtig gibt es kein rotes fluoreszierendes Material, das Licht mit der idealen roten Farbe emittiert und andere Verwendungsbedingungen, wie die Effizienz der Anregung von Ultraviolettstrahlen und die Lebensdauer, erfüllt. Grüne und blaue fluoreszierende Materialien können Licht mit einer im Wesentlichen idealen Farbe emittieren.
Da die Anzeigekapazität blauer Farbe durch die Gaslichtemission abgebaut wird, hat die Anzeigefarbe weißer Pixel eine niedrige Farbtemperatur verglichen mit der Farbe, die durch die fluoreszierenden Materialien mit den drei Farben reproduziert wird. Es ist schwer, die relativen Lichtintensitäten roter, grüner und blauer Farbe unter Berücksich tigung eines relativen Leuchtdichtefaktors durch die Kombination von Materialien zu optimieren, da es wenige Arten fluoreszierender Materialien gibt, die derzeit die Verwendungsbedingung erfüllen. Daher ist die Farbtemperatur der weißen Farbe verglichen mit einer CRT niedrig, auch wenn die Farbe der Gaslichtemission nicht hinzugefügt wird. Wenn die Farbe der Gaslichtemission hinzugefügt wird, fällt ferner die Farbtemperatur weiter. Spezifischer beträgt die Farbtemperatur der weißen Farbanzeige 5.000 – 6.000 K unter der Bedingung, dass dasselbe Amplitudensignal für die rote, grüne und blaue Farbe angelegt wird, wohingegen die Farbtemperatur einer CRT für ein Fernsehgerät in Japan über 10.000 K liegt. Daher ist es notwendig, die Farbtemperatur der weißen Farbe anzuheben. Da die Farbtemperatur in Abhängigkeit von der Verwendung der Anzeige, der Region (dem Land), wo die Anzeige verwendet wird, oder anderen Faktoren jedoch verschiedene Optimalwerte hat, wird es bevorzugt, dass die Farbtemperatur innerhalb des Bereichs von etwa 6.000 – 12.000 K leicht ausgewählt werden kann.
Die Farbtemperatur kann durch eine Schwächung der relativen Lichtintensitäten der grünen und roten Farbe auf die blaue Farbe angehoben werden. Im Nachstehenden werden das herkömmliche Verfahren zum Anpassen der Farbtemperatur und Nachteile davon erläutert.
(1) Anpassung durch das fluoreszierende Material:
Es gibt ein Verfahren zum Anpassen der relativen Lichtintensitäten von roter, grüner und blauer Farbe durch das Auswählen der fluoreszierenden Materialien, einer Bildungsform davon oder des Bildungsbereichs davon. Dieses Verfahren reduziert die Helligkeit des Felds wesentlich, da die Lichtintensitäten grüner und roter fluoreszierender Materialien verglichen mit jener eines blauen fluoreszierenden Materials, das üblicherweise eine geringere Intensität aufweist, geschwächt werden. Ferner ist die Auswahl von Materialien begrenzt, wie oben angegeben. Die Anpassung durch die Bildungsform hat eine geringe Reproduzierbarkeit. Wenn die Zellengröße blauer Farbe erhöht wird, um den Bildungsbereich davon zu vergrößern, wird die Spanne der anzulegenden Spannung verschmälert, und die Anzeige wird instabil, da die Anzeigecharakteristiken von der Zellengröße abhängen. Zusätzlich kann die Herstellung von Feldern mit unterschiedlichen Lichtintensitäten des fluoreszierenden Materials in Übereinstimmung mit der Verwendung und der Region (Land) der Verwendung die Produktivität verschlechtern.
(2) Anpassung durch ein Signal:
Die Intensitätsabstimmung zwischen den Videosignalen roter, grüner und blauer Farbe wird angepasst. In einem Beispiel, wo der Pegel des Videosignals durch acht Bits repräsentiert wird, d.h. 0-255, werden die höchsten Intensitäten von Blau, Grün und Rot durch 255, 200 bzw. 180 repräsentiert, um so weiße Farbe mit der höchsten Intensität anzuzeigen. Somit wird die Farbtemperatur weißer Farbe angehoben, indem die Amplitude des Eingangssignals von grüner und roter Farbe verglichen mit jenem von blauer Farbe reduziert wird. Dieses Verfahren reduziert die Helligkeit des Felds auf die gleiche Weise wie das oben angegebene Verfahren (1) und baut die Kapazität der Gradationsanzeige von grüner und roter Farbe verglichen mit jener von blauer Farbe ab, die in 256 Gradationsstufen angezeigt werden kann.
Ein weiteres Problem bezüglich der Farbtemperatur ist, dass der Kontrast in einem gut beleuchteten Raum niedrig ist. Der Kontrast in einem gut beleuchteten Raum (hier im Nachstehenden als Hellraumkontrast bezeichnet) bedeutet ein Verhältnis der Intensität von Licht, das durch das fluoreszierende Material emittiert wird, und der Intensität von externem Licht, das von dem PDP reflektiert wird. Im Allge meinen haben PDPs ein großes Reflexionsverhältnis von externem Licht und einen kleinen Wert des Hellraumkontrasts. Es ist klar, dass der Hellraumkontrast durch das Anheben der Lichtintensität des Felds und Reduzieren des Reflexionsverhältnisses von externem Licht verbessert wird, es ist jedoch nicht leicht, die Kompatibilität dazwischen zu erfüllen. Beispielsweise wird die Verbesserung des Filters zur Störstrahlungsmessung überlegt. Üblicherweise ist die vordere Fläche des PDP mit einem Filter mit einer Transmittanz von 40-70 % über den gesamten Bereich der Wellenlänge von sichtbarem Licht versehen, um gegen eine Interferenz eines elektromagnetischen Felds zu schützen. Obwohl das innerhalb des Felds emittierte Licht das Filter nur einmal passiert, passiert das externe Licht das Filter zweimal in beiden Richtungen. Daher verbessert das Filter den Hellraumkontrast. Wenn das Filter mit einer geringeren Transmittanz verwendet wird, wird der Hellraumkontrast weiter verbessert. Da jedoch die Verbesserung der Farbtemperatur durch das oben angegebene Verfahren die Lichtintensität des Felds reduziert, kann das Filter mit einer niedrigen Transmittanz zur Verbesserung des Hellraumkontrasts nicht verwendet werden.
Demgemäß ist es zweckmäßig, den Einfluss der Lichtemission des Entladungsgases zur Vergrößerung des reproduzierbaren Farbbereichs zu reduzieren, und zu bewirken, dass sich die Farbreinheit roter Farbe dem Idealwert nähert. Es ist auch zweckmäßig, die Reduktion der Farbtemperatur weißer Farbe zu verhindern. Ferner ist es zweckmäßig, den Kontrast zu erhöhen, ohne die Anzeigehelligkeit zu reduzieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Gasentladungs-Anzeigevorrichtung vorgesehen, mit einem Plasmaanzeigefeld, das zumindest eines von Neon- und Heliumgasen verwendet, um eine Gasentladung zum Anregen eines fluoreszierenden Materials, das rote Farbe emittiert, eines fluo reszierenden Materials, das grüne Farbe emittiert, und eines fluoreszierenden Materials, das blaue Farbe emittiert, zu generieren, um ein Farbbild auf einem Anzeigebildschirm davon anzuzeigen, welche umfasst: ein optisches Filter, das den gesamten Bildschirm bedeckt und vor dem Plasmaanzeigefeld angeordnet ist, zum selektiven Absorbieren von Licht, das eine Wellenlänge gleich jener der Lichtemission des Gases aufweist und Charakteristiken aufweist, bei denen ein erstes und zweites maximales Absorptionsvermögen in einem Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht existieren, wobei eine Wellenlänge eines ersten maximalen Absorptionsvermögens einen Wert innerhalb eines Bereichs von 580 bis 600 Nanometern hat und der Wellenlänge der Lichtemission des Gases entspricht, eine Wellenlänge eines zweiten maximalen Absorptionsvermögens einen Wert innerhalb des Bereichs von 500 bis 550 Nanometern hat und einer Wellenlänge des fluoreszierenden Materials entspricht, das eine grüne Farbe emittiert, eine Transmittanz des optischen Filters beim ersten maximalen Absorptionsvermögen 50 % oder weniger beträgt, und eine mittlere Transmittanz in einem grünen Wellenlängenbereich größer ist als eine Transmittanz bei dem ersten maximalen Absorptionsvermögen und kleiner ist als eine mittlere Transmittanz in dem blauen Wellenlängenbereich.
Bei der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Filter mit einer Größe, die gleichmäßig den gesamten Bildschirm bedeckt, in einer geeigneten Position eingerichtet. Das optische Filter hat Charakteristiken des selektiven Absorbierens von sichtbarem Licht mit einer Wellenlänge innerhalb des überlappten Bereichs des Lichtemissions-Wellenlängenbereichs von Neon oder Helium und des Lichtemissions-Wellenlängenbereichs von rotem fluoreszierenden Material.
Licht innerhalb des Wellenlängenbereichs, der die Farbreproduzierbarkeit in dem innen emittierten Licht ver schlechtern kann, wird selektiv absorbiert. Da das optische Filter die geeignete Farbreproduzierbarkeit bewirkt, kann jedes der fluoreszierenden Materialien mit verschiedenen Lichtfarben Licht mit der höchsten Intensität beispielsweise in weißer Farbe emittieren. Die Platzierung des optischen Filters, das den gesamten Bildschirm bedeckt, ist viel einfacher als das Vorsehen eines Farbfilters für jede Lichtfarbe des fluoreszierenden Materials.
Optische Merkmale der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
Nun werden bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Struktur einer Plasmaanzeigevorrichtung zeigt;
2A und 2B Strukturen anderer Plasmaanzeigevorrichtungen zeigen;
3 eine auseinandergezogenen Ansicht des PDP ist;
4A und 4B die Lichtemissionsspektren einer blauen und roten Anzeige zeigen;
5 ein Chromatizitätsdiagramm ist, welches das Ergebnis des Filters mit einer Wellenlänge eines maximalen Absorptionsvermögens von 590 Nanometern in einer blauen Farbanzeige zeigt;
6 ein Chromatizitätsdiagramm ist, welches das Ergebnis des Filters mit einer Wellenlänge eines maximalen Absorptionsvermögens von 590 Nanometern in einer roten Farbanzeige zeigt;
7 schematisch die Charakteristiken eines optischen Filters zeigt;
8 die Änderung der Farbtemperatur zusammen mit der Absorption von Licht mit der Wellenlänge von 590 Nanometern zeigt;
9 ein erstes Beispiel der Charakteristiken des optischen Filters zeigt;
10 ein Chromatizitätsdiagramm ist, das den reproduzierbaren Farbbereich entsprechend den Charakteristiken von 9 zeigt;
11 ein zweites Beispiel der Charakteristiken des optischen Filters zeigt;
12 ein Chromatizitätsdiagramm ist, das den reproduzierbaren Farbbereich entsprechend den Charakteristiken von 11 zeigt;
13 ein Lichtemissionsspektrum eines Zweikomponenten-Gases zeigt, das Neon und Xenon enthält;
14 ein Chromatizitätsdiagramm ist, das Einflüsse der Neonlichtemission auf die Farbreproduktion zeigt.
1 zeigt eine Struktur einer Plasmaanzeigevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Plasmaanzeigevorrichtung 100 enthält ein PDP 1, das eine Farbanzeigeanordnung ist, eine Treibeinheit 80 zum Beleuchten von Zellen des PDP 1 in Übereinstimmung mit Anzeigeinhalten, ein optisches Filter 60 mit einer transparenten Spektralcharakteristik, die einzigartig für die vorliegende Erfindung ist, eine vordere Platte 92 zum Schützen des PDP 1, und eine Mantelabdeckung 90. Die vordere Platte 92 wird hergestellt, indem ein elektromagnetischer Abschirmfilm und ein Infrarot-Sperrfilter auf einem Substrat vorgesehen werden, das optisch transparent ist, und eine Oberflächenbehandlung für eine spiegelfreie Oberflächenbeschaffenheit angewendet wird. Glas, Acrylharz, Polycarbonat oder andere Materialien können zur Herstellung des Substrats verwendet werden.
Das optische Filter 60 hat eine Abmessung, die den gesamten Bildschirm bedeckt, der eine Gruppe von Zellen in dem PDP 1 ist, und steht mit der vorderen Fläche des PDP 1 in engem Kontakt. Das optische Filter 60 kann durch ein Verfahren wie das Aufkleben eines laminierten Filterfilms, Aufkleben eines Films, indem ein Pigment oder Färbemittel dispergiert ist, oder Laminieren eines mehrfach beschichteten Interferenzfilms unter Verwendung einer Dünnschicht-Technologie gebildet werden. Ein solches Aufkleben oder Laminieren kann direkt auf die vordere Fläche des PDP 1 oder auf die vordere Platte 92 so verarbeitet werden, dass es über dem PDP 1 liegt. Charakteristiken des optischen Filters 60 und der vorderen Platte 92 sind über den gesamten Bildschirm gleichmäßig.
2A und 2B zeigen Strukturen anderer Plasmaanzeigevorrichtungen, die eine Variation der Anordnung des optischen Filters sind.
In der in 2A gezeigten Plasmaanzeigevorrichtung 100b steht das optische Filter 60 mit der hinteren Fläche der vorderen Platte 92 in engem Kontakt, und ist vom PDP 1 getrennt. Diese Konfiguration hat insofern einen Vorteil, als die vordere Platte 92 einen externen Stoß absorbiert, so dass das PDP 1 nicht leicht zerbrochen werden kann. Zusätzlich kann ein Kühlsenkeneffekt erwartet werden, d.h. der Spalt zwischen dem PDP 1 und der vorderen Platte 92 mit dem optischen Filter kann als Luftleitung verwendet werden, in der externe Luft oder Kühlluft, die durch ein Kühlgebläse eingeblasen wird, strömen kann, um so zu verhindern, dass das PDP erhitzt wird.
In der in 2B gezeigten Plasmaanzeigevorrichtung 100c steht das optische Filter 60 mit dem PDP 1 in engem Kontakt, und die vordere Platte 92 ist von dem optischen Filter 60 getrennt, so dass der Schutzeffekt verstärkt wird. Das optische Filter 60 wird durch das Aufkleben eines Films gebildet, und eine spiegelfreie Oberflächenbehandlung wird vor dem Aufkleben vorgenommen, um so eine optische Grenzfläche zu reduzieren, durch die externes Licht reflektiert wird. Die spiegelfreie Oberflächenbehandlung ist vorzugsweise ein AG-Verfahren, das ein Bild durch Lichtdiffusion weich und unauffällig macht. Wenn ein AR-Verfahren verwendet wird, kann das reguläre Reflexionsverhältnis wesentlich reduziert werden, aber ein externes Bild kann klar reflektiert werden.
In den oben erläuterten drei Beispielen ist das optische Filter 60 zwischen dem PDP 1 und der vorderen Platte 92 angeordnet. Das optische Filter 60 kann jedoch vor der vorderen Platte 92 angeordnet sein. Wenn das optische Filter 60 vor dem Lichtemissionsteil des PDP 1 angeordnet ist, kann das optische Filter 60 innerhalb des PDP 1 gebildet werden.
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht des PDP gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das PDP 1 hat erste und zweite Hauptelektroden X und Y, die ein Paar bilden, das parallel eingerichtet ist, zum Generieren einer Dauerentladung. In jeder Zelle (Anzeigelement) kreuzen sich die Hauptelektroden X, Y und eine Adressenelektrode A als dritte Elektrode, um eine Dreielektroden-Oberflächenentladungsstruktur zu bilden. Die Hauptelektroden X und Y verlaufen in der Reihenrichtung des Bildschirms (der horizontalen Richtung), und die zweite Hauptelektrode Y wird als Scanelektrode zum Auswählen von Zellen in einer Reihe bei der Adressierung verwendet. Die Adressenelektrode A verläuft in der Spaltenrichtung (der vertikalen Richtung), und wird als Datenelektrode zum Auswählen von Zellen in einer Spalte verwendet. Der Bereich des Substrats, wo sich die Hauptelektroden und die Adressenelektroden kreuzen, ist der Anzeigebildschirm.
In dem PDP 1 ist ein Paar von Hauptelektroden X und Y in jeder Reihe auf der Innenfläche eines Glassubstrats 11 eingerichtet, das ein Substrat einer vorderen Substratstruk tur 10 ist. Die Reihe ist eine Zeile von Zellen in der horizontalen Richtung des Bildschirms. Jede der Hauptelektroden X und Y enthält einen transparenten leitfähigen Film 41 und einen Metallfilm (einen Busleiter) 42, und ist mit einer Isolierschicht 17 mit einer Dicke von ungefähr 30 Mikron aus niedrig schmelzendem Glas bedeckt. Die Oberfläche der Isolierschicht 17 ist mit einem Schutzfilm 18 aus Magnesiumoxid (MgO) mit einer Dicke von einigen Tausend Angström beschichtet. Die Adressenelektroden A sind auf der Innenfläche eines Glassubstrats 21 eingerichtet, das ein Substrat einer hinteren Substratstruktur 20 ist, und mit einer Isolierschicht 24 mit einer Dicke von ungefähr 10 Mikron bedeckt ist. Auf der Isolierschicht 24 ist eine Trennwand 29 mit einer Form wie ein Band mit einer Höhe von 150 Mikron, gesehen von oben, an jedem Raum zwischen den benachbarten Adressenelektroden angeordnet. Diese Trennwände 29 teilen den Entladungsraum 30 in der Reihenrichtung in mehrfache Subpixel (mehrfache Einheitslichtzonen), und definieren die Spaltgröße des Entladungsraums 30. Zusätzlich sind rotes fluoreszierendes Material 28R, grünes fluoreszierendes Material 28G und blaues fluoreszierendes Material 28B für eine Farbanzeige eingerichtet, wobei sie die Innenfläche der Rückseite einschließlich des oberen Teils der Adressenelektrode A und die Seitenfläche der Trennwand 29 bedecken, so dass die drei Farben in einem periodischen Muster angeordnet sind. Die fluoreszierenden Materialien 28R, 28G und 28B sind so ausgewählt, dass weiße Farbe reproduziert wird, wenn jedes von ihnen Licht in der höchsten Intensität emittiert, und die Bildungsformen von ihnen sind gleich. Ein bevorzugtes Beispiel der fluoreszierenden Materialien ist in TABELLE 1 gezeigt.
Der Entladungsraum 30 ist mit einem Entladungsgas gefüllt, das Neon als Basis und Xenon (4-5 %) enthält, und jede Farbe der fluoreszierenden Materialien 28R, 28G und 28B wird teilweise durch Ultraviolettstrahlen angeregt, die durch Xenon bei der Entladung emittiert werden, um so Licht zu emittieren. In der Plasmaanzeigevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Farbabstimmung roter, grüner und blauer Farbe angepasst werden, indem die Charakteristiken des optischen Filters 60 ausgebildet werden. Daher ist es nicht erforderlich, die fluoreszierenden Materialien streng auszuwählen, oder die Bildungsform des fluoreszierenden Materials jeder Farbe anzupassen, um die Farbabstimmung zu optimieren.
Ein Anzeigeelement (ein Pixel) enthält drei Subpixel mit verschiedenen Lichtfarben, die in der Reihenrichtung eingerichtet sind. Die Struktur jedes Subpixels ist die Zelle. Da die Trennwände 29 in einem Streifenmuster eingerichtet sind, ist der Teil des Entladungsraums 30, der jeder Spalte entspricht, über alle Reihen kontinuierlich. Ein Elektrodenspalt zwischen benachbarten Reihen ist auf einen Wert eingestellt, der wesentlich größer ist als der Oberflächenentladungsspalt (z.B. 80-140 Mikron), was eine Entladungsverbindung in der Spaltenrichtung verhindern kann, z.B. ein Wert in einem Bereich von 400 bis 500 Mikron. Die Adressenentladung wird zwischen der Hauptelektrode Y und der Adressenelektrode A einer Zelle generiert, die zu beleuchten ist (in dem Fall eines Schreibadressenformats), oder einer Zelle, die nicht zu beleuchten ist (in dem Fall eines Löschadressenformats), so dass ein geladener Zustand in jeder Reihe gebildet wird, wo nur die zu beleuchtenden Zellen eine geeignete Menge an Wandentladung aufweisen. Dann wird eine Dauerspannung Vs zwischen den Hauptelektroden X und Y angelegt, so dass die zu beleuchtenden Zellen eine Oberflächenentladung generieren können.
Hier im Nachstehenden werden Charakteristiken des optischen Filters 60 erläutert. In der folgenden Erläuterung wird Ne-Xe (4 %)-Penning-Gas als Entladungsgas verwendet, das Licht mit dem in 13 gezeigten Spektrum emittiert. Es kann jedoch jedes Gas, das Helium (He) oder Krypton (Kr) enthält, als Entladungsgas verwendet werden, egal ob Neon enthalten ist oder nicht. Helium und Krypton emittieren Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 580 ~ 600 Nanometern auf dieselbe Weise wie Neon, so dass das optische Filter 60 der vorliegenden Erfindung mit einer Wellenlängen-Auswahleigenschaft effektiv ist.
4A und 4B zeigen die Lichtemissionsspektren blauer und roter Anzeigen.
Das Lichtemissionsspektrum, wie in 4A gezeigt, bei dem nur das blaue fluoreszierende Material 28B angeregt wird, Licht zu emittieren, enthält ein Lichtemissionsspektrum des fluoreszierenden Materials in dem Wellenlängenbereich von 400-550 Nanometern, sowie ein Lichtemissionsspektrum von Neon in dem Wellenlängenbereich über 580 Nanometer. Wenn diese Lichtemission über 580 Nanometer durch das Filter eliminiert werden kann, wird die Reinheit der blauen Farbe verbessert. Das Lichtemissionsspektrum des roten fluoreszierenden Materials 28R, wie in 4B gezeigt, hat jedoch im Wesentlichen drei Maxima bei Wellenlängen von 595 Nanometern, 610 Nanometern und 625 Nanometern, und der Verteilungsbereich ist im Wesentlichen mit jenem des Lichtemissionsspektrums von Neon überlappt.
Daher eliminiert das Filter, welches das gesamte Lichtemissionsspektrum von Neon eliminiert, auch die Lichtemission der roten Farbe, und es verursacht eine wesentliche Verschlechterung der Intensität der roten Anzeige.
Die Erfinder haben Untersuchungen über den zu eliminierenden Wellenlängenbereich durchgeführt und das folgende Ergebnis erhalten. Wenn das Wellenlängenspektrum des Lichtemissionsspektrums, in dem das Produkt der Lichtintensität und der relative Leuchtdichtefaktor ein Höchstwert wird, d.h. 585 Nanometer und das umgebende Wellenlängenspektrum wird eliminiert, können nämlich die Reinheiten blauer und grüner Farbe verbessert werden, wobei die Verschlechterung der roten Farbintensität auf ein Minimum unterdrückt wird. Zusätzlich nähert sich das Spektrum der roten Lichtemission der monochromen Lichtemission von 620 Nanometern, die im NTSC-Standard identisch ist.
5 ist ein Chromatizitätsdiagramm, welches das Ergebnis des Filters mit einer Wellenlänge eines maximalen Absorptionsvermögens in der blauen Farbanzeige von 590 Nanometern zeigt. 6 ist ein Chromatizitätsdiagramm, welches das Ergebnis des Filters mit einer Wellenlänge eines maximalen Absorptionsvermögens von 590 Nanometern in einer roten Farbanzeige zeigt. Hier wird ein imaginäres Filter mit Charakteristiken eines idealen Absorptionsvermögens wie in
7 gezeigt angenommen, um die Beziehung zwischen der Transmittanz T und der Chromatizität bei dem maximalen Absorptionsvermögen zu untersuchen.
Die Chromatizität blauer Farbe, wie in 5 gezeigt, wird verbessert und nähert sich dem Idealwert (NTSC-Standard), wenn die Transmittanz beim maximalen Absorptionsver mögen sinkt. Auf die gleiche Weise, wie in 6 gezeigt, nähert sich für die rote Farbe die Chromatizität dem Idealwert zusammen mit einer Senkung der Transmittanz.
Als Nächstes wird die Verbesserung der Farbtemperatur erläutert. Wenn ein Filter, wie oben erläutert, das Licht mit einer Wellenlänge von etwa 590 Nanometern absorbiert, vorgesehen wird, sinkt die Lichtintensität roter Farbe, und die Koordinate der weißen Farbe auf dem Chromatizitätsdiagramm bewegt sich in die Richtung, in welcher der x-Wert sinkt. Mit anderen Worten, die Farbtemperatur steigt wie der Pfeil in 8 zeigt. Es ist zweckmäßig, dass die Chromatizitätskoordinate in weißer Farbe auf der schwarzen Strahlungskurve ist, die in der Figur mit der fettgedruckten Linie gezeigt ist. Wenn jedoch die Lichtintensität nur der roten Farbe gedämpft wird, steigt die Abweichung von der schwarzen Strahlung in der Richtung der Y-Achse zusammen mit einer Erhöhung der Dämpfung. Wenn sich die Chromatizitätskoordinate in der Richtung verschiebt, in welcher der Y-Wert von der schwarzen Strahlungskurve zunimmt, wird die weiße Farbe grünlich weiß. Wenn sich die Chromatizitätskoordinate in der Richtung verschiebt, in welcher der Y-Wert abnimmt, enthält die weiße Farbe ein wenig Purpur. Keine der Änderungen der weißen Farbe ist erwünscht. Um dieses Problem zu lösen, hat das Filter vorzugsweise eine Charakteristik mit einem maximalen Absorptionsvermögen auch in dem Wellenlängenbereich der grünen Farbe. Die Transmittanz des Filters wird so eingestellt, dass die Lichtintensität der grünen Farbe in dem Ausmaß abnimmt, das der Abnahme der roten Farbe entspricht, so dass die Chromatizitätskoordinate der weißen Farbe korrigiert werden kann, um eine Koordinate auf der schwarzen Strahlungskurve zu sein. Obwohl eine solche Anpassung der Farbtemperatur eine Abnahme der Lichtintensität aufgrund der Transparenz des Filters verursacht, hat sie insofern Vorteile, als der Hellraumkontrast im Gegensatz zur Anpassung der Signalamplitude verbessert wird, die in der herkömmlichen Technik eingesetzt wird, und insofern, als die optimale Farbtemperatur leicht in Übereinstimmung mit der Verwendung nur durch die Änderung der Filtercharakteristik realisiert werden kann. Der Grund, warum der Hellraumkontrast verbessert wird, ist wie folgt.
Wenn L₀ das Lichtintensitätsverhältnis an der vorderen Fläche des PDP 1 ist, T die Transmittanz des optischen Filters 60 ist, S die Beleuchtung von externem Licht an der vorderen Fläche des optischen Filters 60 ist, und R ein diffuses Reflexionsverhältnis an der vorderen Fläche des PDP 1 ist, kann ein Kontrastverhältnis von der folgenden Gleichung abgeleitet werden. KONTRASTVERHÄLTNIS = (LICHTINTENSITÄT NACH PASSIEREN DES FILTERS)/(REFLEXIONSINTENSITÄT VON EXTERNEM LICHT) = (L0 × T + S/π × R × T2)/(S/π × R × T2) = (L0 + S/π × R × T)/(S/π × R × T) = L0/(S/π × R × T) + 1
Unter der Annahme, dass R und S Konstanten sind, gilt, je größer L₀ ist oder je kleiner T ist, desto größer wird das Kontrastverhältnis. Die Verbesserung der Farbreinheit und die Anpassung der Farbtemperatur gemäß der vorliegenden Erfindung reduzieren nicht die Lichtintensität L₀ aufgrund der Anpassung des fluoreszierenden Materials, der Zellstruktur und der Signalamplitude. Zusätzlich werden die Verbesserung der Farbreinheit und die Anpassung der Farbtemperatur durch die Reduktion der Transmittanz T erzielt, so dass der Hellraumkontrast verbessert wird.
9 zeigt ein erstes Beispiel der Charakteristiken des optischen Filters 60. In 9 ist die Transparenz durch eine fettgedruckte durchgehende Linie gezeigt, und das Lichtemissionsspektrum des fluoreszierenden Materials ist durch eine dünne durchgehende Linie zur Referenz gezeigt. Die Wellenlänge des maximalen Absorptionsvermögens im Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht, wie in 9 gezeigt, ist 590 Nanometer, ein Wert innerhalb des Bereichs von 550 bis 620 Nanometern. Die Transmittanz T₅₈₅ bei der Wellenlänge von 585 Nanometern ist kleiner als die Transmittanz T₄₅₀ bei der Wellenlänge von 450 Nanometern sowie die Transmittanz T₆₂₀ bei der Wellenlänge von 620 Nanometern.
Solche Charakteristiken werden durch die Bildung einer Pigmentschicht, die Licht mit der Wellenlänge von 585 Nanometern absorbieren kann, auf einem Polyethylenfilm mit einer Dicke von 200 Mikron erhalten. Als Pigment können 1-Ethyl-4-[(1-ethyl-4(1H)-chinolinyliden)-methyl]-chinoliniumiodid, dessen maximalen Absorptionsvermögen (Absorptionshöchstwert) 590 Nanometer beträgt (KABUSIKIGAISHA NIPPON KANKOUSHIKISO KENKUYUUSHO Produktnummer NK-6), und 3-Ethyl-2-[3-(1-ethyl-4(1H)-chinolinyliden)-1-propenyl]-benzoxazoliumiodid, dessen maximalen Absorptionsvermögen 594 Nanometer beträgt (KABUSIKIGAISHA NIPPON KANKOUSHIKISO KENKUYUUSHO Produktnummer NK-741), verwendet werden. Durch die Anpassung der Menge an Additiven dieser und anderer Pigmente können erwünschte Charakteristiken erhalten werden. Obwohl es zum selektiven Absorbieren von durch das Entladungsgas emittiertem Licht ideal ist, dass die Wellenlänge des maximalen Absorptionsvermögens des Filters mit der Wellenlänge der Gaslichtemission identisch ist, können einige vorteilhafte Ergebnisse erhalten werden, wenn das maximale Absorptionsvermögen im Bereich von ungefähr 550-620 Nanometern liegt. Wenn die Differenz zwischen der Wellenlänge des maximalen Absorptionsvermögens und der Wellenlänge der Gaslichtemission jedoch groß ist, sollte der Wellenlängenbereich des Absorptionsvermögens erweitert werden, was zu einer Erhöhung der Filterfarbe führt. Daher liegt der geeignete Wert der Wellenlänge des maximalen Absorptionsvermögens im Bereich von 580~600 Nanometern.
10 ist ein Chromatizitätsdiagramm, das den reproduzierbaren Farbbereich entsprechend den Charakteristiken von 9 zeigt. Der reproduzierbare Farbbereich, der die Chromatizitätspunkte roter, grüner und blauer Farbe verbindet, ohne das optische Filter 60 ist durch das Dreieck mit der gestrichelten Linie gezeigt, und die Chromatizitätskoordinate weißer Farbe ist durch einen schwarzen Punkt gezeigt. Der reproduzierbare Farbbereich mit dem optischen Filter 60 ist durch das Dreieck mit der durchgehenden Linie gezeigt, und die Chromatizitätskoordinate weißer Farbe ist durch die Markierung x gezeigt.
Es ist klar, dass der reproduzierbare Farbbereich in allen Bereichen roter, grüner und blauer Farbe vergrößert wird, und die Chromatizitätskoordinate weißer Farbe sowohl in X als auch Y reduziert wird (d.h. die Farbtemperatur wird erhöht). Die Farbtemperatur wird von 5.000 K auf 7.000 K erhöht. Die Chromatizitätskoordinate weißer Farbe wird jedoch von der mit der durchgehenden Linie gezeigten schwarzen Strahlungskurve ein wenig nach oben verschoben, so dass sie eine grünlich weiße Farbe ist.
11 zeigt ein zweites Beispiel der Charakteristiken des optischen Filters 60. In 11 ist die Transparenz durch eine fettgedruckte durchgehende Linie gezeigt, und das Lichtemissionsspektrum des fluoreszierenden Materials ist durch eine dünne durchgehende Linie zur Referenz gezeigt.
In den Charakteristiken von 11 wird ein Absorptionsvermögen hinzugefügt, dessen maximale Wellenlänge nahe bei der Wellenlänge von 525 Nanometern liegt, welche eine maximale Lichtemissionswellenlänge des fluoreszierenden Materials 28G mit grüner Farbe ist, um so das Problem der Farbtemperatur in den Charakteristiken von 9 zu lösen.
Eine erste Wellenlänge des maximalen Absorptionsvermögens ist nämlich ein Wert innerhalb des Bereichs von 550-620 Nanometern (585 Nanometer), und eine zweite Wellenlänge des maximalen Absorptionsvermögens ist ein Wert innerhalb des Bereichs von 500-550 Nanometern (525 Nanometer). Die Transmittanz T₅₈₅ bei der Wellenlänge von 585 Nanometern ist kleiner als die Transmittanz T₄₅₀ bei der Wellenlänge von 450 Nanometern sowie die Transmittanz T₆₂₀ bei der Wellenlänge von 620 Nanometern. Zusätzlich ist die Transmittanz T₅₂₅ bei der Wellenlänge von 525 Nanometern kleiner als die Transmittanz T₄₅₀. Insbesondere ist die Transmittanz T₅₈₅ kleiner als das 0,7-fache der Transmittanz T₄₅₀ und ist kleiner als das 0,5-fache der mittleren Transmittanz in dem Wellenlängenbereich der blauen Farbe (verteilte Lichtemission des fluoreszierenden Materials mit blauer Farbe).
12 ist ein Chromatizitätsdiagramm, das den reproduzierbaren Farbbereich entsprechend den Charakteristiken von 11 zeigt. In 12 ist der reproduzierbare Farbbereich, der die Chromatizitätspunkte roter, grüner und blauer Farbe verbindet, ohne das optische Filter 60 durch das Dreieck mit der gestrichelten Linie gezeigt, und die Chromatizitätskoordinate weißer Farbe ist durch den schwarzen Punkt gezeigt. Der reproduzierbare Farbbereich in dem Zustand mit dem optischen Filter 60 ist durch das Dreieck mit der durchgehenden Linie gezeigt, und die Chromatizitätskoordinate weißer Farbe ist durch die Markierung x gezeigt.
Es ist klar, dass der reproduzierbare Farbbereich in allen Bereichen roter, grüner und blauer Farbe vergrößert wird, und die Chromatizitätskoordinate der weißen Farbe sowohl in X als auch Y reduziert wird (d.h. die Farbtemperatur wird erhöht). Die Farbtemperatur wird von 5.000 K auf 7.000 K erhöht. Zusätzlich ist die Chromatizitätskoordinate weißer Farbe auf der schwarzen Strahlungskurve, um eine ideale Koordinate zu sein. Ferner wird der Hellraumkontrast, wenn die Beleuchtung des PDP 1 an der vorderen Fläche 3001x ist, von 20:1 auf 40:1 durch die Einrichtung des optischen Filters 60 mit den in 11 gezeigten Charakteristiken weiter verbessert.
Die Farbtemperatur kann auf einen beliebigen Wert innerhalb des Bereich von 5.000-13.000 K angepasst werden, indem die transparente Spektralcharakteristik des optischen Filters 60 gesteuert wird. Wenn die Absorptionsmenge bei etwa 590 Nanometern in 11 so erhöht wird, dass die Transmittanz geringer als 10 % wird, kann spezifischer eine Farbtemperatur von über 10.000 K erzielt werden, und dieselbe Leistung wie bei einer CRT für eine TV-Gerät kann erzielt werden. Wenn die Absorptionsmenge bei etwa 590 Nanometern so reduziert wird, dass die Transmittanz ungefähr 50 % wird, kann eine Farbtemperatur von etwa 6.500 K erzielt werden, und die gleiche Leistung wie bei einer CRT zur Verwendung im Publishing oder Design oder einer CRT für ein in Europa verwendetes TV-Gerät kann realisiert werden. Eine Anzeigevorrichtung mit der optimalen Farbreproduzierbarkeit zur Verwendung und für eine Region (Land) kann vorgesehen werden, indem die transparente Spektralcharakteristik des optischen Filters 60 verändert wird, ohne das Material und die Struktur des PDP 1 zu verändern, so dass eine Kostensenkung der Vorrichtung realisiert werden kann.

Claims

Gasentladungs-Anzeigevorrichtung (100), mit einem Plasmaanzeigefeld (1), das zumindest eines von Neon- und Heliumgasen verwendet, um eine Gasentladung zum Anregen eines fluoreszierenden Materials, das rote Farbe emittiert, eines fluoreszierenden Materials, das grüne Farbe emittiert, und eines fluoreszierenden Materials, das blaue Farbe emittiert, zu generieren, um ein Farbbild auf einem Anzeigebildschirm (ES) davon anzuzeigen, welche umfasst: ein optisches Filter (60), das den gesamten Bildschirm (ES) bedeckt und vor dem Plasmaanzeigefeld (1) angeordnet ist, zum selektiven Absorbieren von Licht, das eine Wellenlänge gleich jener der Lichtemission des Gases aufweist und Charakteristiken aufweist, bei denen ein erstes und zweites maximales Absorptionsvermögen in einem Wellenlängenbereich von sichtbarem Licht existieren, wobei eine Wellenlänge eines ersten maximalen Absorptionsvermögens einen Wert innerhalb eines Bereichs von 580 bis 600 Nanometern hat und der Wellenlänge der Lichtemission des Gases entspricht, eine Wellenlänge eines zweiten maximalen Absorptionsvermögens einen Wert innerhalb des Bereichs von 500 bis 550 Nanometern hat und einer Wellenlänge des fluoreszierenden Materials entspricht, das eine grüne Farbe emittiert, eine Transmittanz des optischen Filters (60) beim ersten maximalen Absorptionsvermögen niedriger ist als 50 % der mittleren Transmittanz in dem blauen Wellenlängenbereich, und eine mittlere Transmittanz in einem grünen Wellenlängenbereich größer ist als eine Transmittanz bei dem ersten maximalen Absorptionsvermögen und kleiner ist als eine mittlere Transmittanz in dem blauen Wellenlängenbereich.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das optische Filter einen Komponente getrennt von dem Plasmaanzeigefeld umfasst, und vor dem Plasmaanzeigefeld angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das optische Filter aus einem Film mit den genannten Charakteristiken besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das optische Filter mit der vorderen Fläche eines transparenten Substrats in Kontakt steht, das den Anzeigebildschirm umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das optische Filter ein organisches Harz umfasst, in dem eine Substanz dispergiert ist, die Licht mit einer spezifischen Wellenlänge absorbiert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ferner eine spiegelfreie Schicht umfasst, die vor dem optischen Filter angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das optische Filter solche Charakteristiken aufweist, dass eine Transmittanz bei einer Wellenlänge von 585 Nanometern kleiner ist als eine Transmittanz bei einer Wellenlänge von 450 Nanometern und eine Transmittanz bei einer Wellenlänge von 620 Nanometern, und eine Transmittanz bei einer Wellenlänge von 525 Nanometern kleiner ist als eine Transmittanz bei einer Wellenlänge von 450 Nanometern.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die Transmittanz bei einer Wellenlänge von 585 Nanometern kleiner ist als das 0,7-fache der Transmittanz bei einer Wellenlänge von 450 Nanometern und kleiner ist als die Transmittanz bei einer Wellenlänge von 525 Nanometern.