JP2005513750A6 - プラズマ・ディスプレイ装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な発光効率、単純化されたセル構造、長い寿命等、技術的に改善されたプラズマ・ディスプレイ・スクリーンを提供する。
【解決手段】 本発明のプラズマ・ディスプレイ装置は、励起されて、それ自体で、あるいは、放電ガスの発する放射によって励起されるようにした発光手段（１８）との組み合わせで、可視光を発生させることのできる上記放電ガスを封入したチャンバー（１７）をスクリーン内に備える。この装置は、上記チャンバー（１７）の片側で、上記放電ガス内においてプラズマを発光（light up）させ得る均一分布電界（E）を発生させる手段と、制御可能な要素（１９）のマトリクスと、上記要素を制御する手段とを備えており、この制御手段が、上記要素（１９）をコントロールし、電界（E）を個々に変調させて、スクリーン上に発光領域を選択的に発生させる。

Description

本発明はプラズマ・ディスプレイ・スクリーンまたはパネルの分野に関する。本発明は特に壁掛けテレビ用プラズマ・ディスプレイ・スクリーンに関するものである。

一般に、プラズマ・ディスプレイ・スクリーンは２枚の平行なガラス基板の間に封入したセル・ネットワークを備える。各セルは放電ガスと接触する少なくとも一対の電極で制御される。それら２電極の間に十分な電圧を印加すると、セル内の放電ガス中に放電が発生する。この放電によって放電ガスは紫外線を放出させられる。セルの壁面は、浴びた不可視光（紫外線）を可視光（色光）に変換する蛍光体で被覆されている。

現在、プラズマ・ディスプレイ・スクリーンは、図１、図２に示す２種類の構造のものがある。図示のように、障壁３１，３２によって分離された素セル２１、２２、２３が、それら隔壁と直交して延びた２枚のガラス基板１１と１２との間に封入されている。蛍光体層がそれら基本のセル２１、２２、２３の内壁面を被覆している。

図１は「マトリクス型」のプラズマ・ディスプレイ・スクリーン、すなわち、「交互電流マトリクス（ACM）」構造体１を備えたプラズマ・ディスプレイ・スクリーンを示す。この図に示すように、上記第１ガラス基板１１はその内面上に平行電極Xn、Xn+1、Ｘn+2 等のネットワークを備える。これらの電極Xn、Xn+1、Ｘn+2等はその各々がプラズマ・ディスプレイ・スクリーンの表示行に対応している。これらの電極は、例えばエナメルからなる誘電体の厚層１３（厚みは約２０μｍ）に埋設されている。上記厚層１３は、例えば酸化マグネシウム（MgO）からなる誘電体の層１４（厚みは１μｍ以下）で被覆されており、この層１４の表面が放電ガスに接触する。上記第２ガラス基板１２もその内面上に並行電極Yn、Yn+1等のネットワークを備える。これらの電極Yn、Yn+1等は上記第１ガラス基板１１の行電極Xn、Xn+1、Ｘn+2 等に直交して配設されて列電極を構成している。行電極Xn、Xn+1、Ｘn+2 等と同様に、これら列電極は誘電体の厚層１５に埋設されており、この厚層は酸化マグネシウムの薄層１６で被覆してもよい。

図２は「共平面型（co-planar type）」のプラズマ・ディスプレイ・スクリーン、すなわち、「交互共平面電流（ＡＣＣ）」構造を有するプラズマ・ディスプレイ・スクリーン、を示す。この構造体においては、上記２つの電極ネットワーク、すなわち、行電極Xn、Xn+1、Ｘn+2等のネットワークと列電極Yn、Yn+1等のネットワーク、は同一ガラス基板１１上に交互に平行配設されている。この第１ガラス基板１１に対向する上記第２のガラス基板１２にはアドレス電極ネットワークＺが沈設されている。

図１、図２に示す上記２つのプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体１、２においては、上記２つの電極ネットワーク（Xn、Xn+1、Ｘn+2等）、（Yn、Yn+1等）はセル２１、２２、２３の各々に封入されたプラズマの発光(lighting up)（当該技術関係者が通常「絶縁破壊（breakdown）」と呼称する）を制御する。実際、上記行電極Xn、Xn+1、Ｘn+2等および列電極Yn、Yn+1等はそれらを埋設した誘電体層１３または１５とともに、その表面上に電荷を蓄積できかつ それを通じてプラズマにおける光放電（light discharge）（図中破線で示す）を発生または維持するのに必要な電圧を印加する容量を形成する。

上記放電動作は、単純な高圧光放電である、誘電障壁放電（ＤＢＤ）の動作に類している。２つの電極Ｘ、Ｙの間に放電を誘発すると、プラズマと接触する酸化マグネシウム（ＭｇＯ）層１４はその放電内に存在するイオンの衝撃を受け、そのイオン衝撃の効果で電子eを放出する。その酸化マグネシウム層１４は、イオン衝撃時の二次電子放出係数を高くする重要な役割を果たすものである。上記電子eの二次放出によって、二次電子放出係数が高いので上記電極Ｘ、Ｙの間の電圧による放電を弱く維持することができる。

上記放電に応答して、プラズマは紫外線（ＵＶ）を放つ。これらのＵＶ線を吸収する蛍光体１８は可視周波数（visible frequency）の光Ｃを再放出する。上記蛍光体１８は例えば、プラズマ・ディスプレイ・スクリーンのセル群に配設されている。各プラズマ・ディスプレイ・スクリーンのセル群は３原色すなわち赤、緑、または青の光を放つ。したがって、蛍光体１８は、それぞれ放出光色が異なっている３つの連続したセル群の反復パターンにしたがってプラズマ・ディスプレイ・スクリーンに配設されている。

素セル２１，２２，２３の純粋に容量性の動作モードについて言えば、それらセルの発光および消光の制御は、電気パルス、すなわち、セルの電極Ｘ、Ｙの間に連続的に印加されかつプラズマ絶縁破壊電圧（breakdown voltage）より低い交番「維持」電圧（周波数は５０乃至１００ｋＨｚ）と、セルの発光電圧を越える「発光(light up)」電圧と、誘電体障壁の表面の交番電圧によって維持される電荷を消去する「消去」パルスとを重ね合わせることによって行う。従って、プラズマは、発光パルスと消去パルスとの間の交番維持電圧で発生させられるパルス放電の流れによって励起される。インパルス放電の電流パルスは約１００ns間続き、この間において電子eがガスを励起しかつ電離する。プラズマの存在に起因する、誘電体障壁表面どうしの間の電圧降下によって、新しい交番維持電圧が印加されるまで放電が停止させられる。そして、励起されたプラズマと原子とは電流パルス毎に発生させられる光子を放出する。したがって、ネオン・キセノン混合物の場合、キセノンが（特に、共振レベルXe(³P₁)およびエキシマーの後で）放出するＵＶ光子は、一般には電極の作用面の外側に配設されて、可視光子を再放出する蛍光体１８を励起する。

放電開始電圧（sparkover voltage）の副気圧（sub-atmospheric pressure）におけるネオン・キセノン混合物に対する、プラズマ・セルの代表的動作電圧値は２５０Ｖと３００Ｖとの間であり、また維持電圧（maintenance voltages included）は１５０Ｖと２００Ｖとの間である。絶縁破壊電圧は上記圧力と電極間距離との積（最小値が約５乃至１０torr×cm）によって決まる。インパルス放電における電流密度は５乃至１０Ａ／ｃｍ^２に達し得る。プラズマの密度は約１１^１１乃至１０^１４ｃｍ^−３であり、電子温度は数eVである。

上述の技術のその他の変形例は、これまで重要な研究・開発の対象（無線周波数電圧によるプラズマ維持）であったし、現在もそうであるが、誘電体障壁放電に基づく、平面スクリーンの動作原理は現在も変わらない。

上述の技法は、プラズマの動作窓（消滅電圧（extinction）または消去電圧と絶縁破壊電圧とのギャップ）が狭いことに不都合があり、そのためにセルのアドレス指定が比較的複雑となり、また発光効率に関して不利な妥協を強いられることになる。

実際、絶縁破壊放電より低い放電（消滅放電）の維持閾値の存在は、セルの電荷を変える発光パルスと消去パルスとを用いて消灯状態から点灯状態へ、またその逆に、移行し得るセルの動作に必須である。プラズマ・ディスプレイ・スクリーンにおけるセルは同じものが１つもないため、好ましくは、絶縁破壊電圧と消滅電圧とのギャップが、すべてのスクリーン・セルの動作点が低すぎて上記マージンの範囲内入ることがないことである。

ネオン・キセノン混合物の場合、上記マージンはそのネオン・キセノン混合物におけるキセノンに比例して増大する。これは、放電開始電圧が、キセノン・イオンの二次放出係数がネオン・イオンのそれより低いために、キセノンに比例して高くなるからである。したがって、維持電圧と絶縁破壊電圧の上昇によって、複雑度が増し、また制御回路および搬送回路において電力損失が生じることになる。

その結果、放電開始電圧を下げるには、ガスのキセノン比を制限する必要があるが、これによってプラズマのＵＶ効率が相関的に低下する。この場合は、絶縁破壊電圧と消滅電圧とのマージンは極めて小さく、これによって制御パルスをより細かく調整しなければならない。

要するに、上記３種類のパルス（維持パルス、発光パルス、消去パルス）の、微調整（finely tuned）を要するスペクトル干渉によってアドレス指定機能が比較的複雑になってしまう。

従来のプラズマ・ディスプレイ・スクリーンの、上記とは別の不都合は、セルの制御には、パワー・エレクトロニクス回路によってしか発生させることのできない高電圧パルスやピーク電流が必要なことである。したがって、これらの回路はプラズマ・ディスプレイ・スクリーンのコストの大きな部分を占める。

さらに、セルのアドレス指定の複雑さは、電極に対する電荷の記憶効果に基づくが、これも制御電子部品のコスト高を来している。

従来のプラズマ・ディスプレイ・スクリーンのまた別の不都合は、放電動作モードに固有の、並み程度の発光効率である。

実際、現在のプラズマ・ディスプレイ・スクリーンの発光効率は約１乃至数ｌｍ／Ｗ（ルーメン／ワット）であり、これはセルの消費する（dissipate）電気エネルギーのほんの一部しか可視光に変換されないことを意味している。発光効率を左右する主因は下記の通りである（変換シーケンスの基づく論理的順序で示す）。

‐ 制御回路およびアドレス指定回路において消費される電力
‐ 放電のＵＶ効率、すなわち、ＵＶ光子の形で放出されるエネルギーとプラズマに注入されるエネルギーとの関係
‐ 蛍光体によるＵＶ収集の効率
‐ 蛍光体による、可視光子へのＵＶ光子の変換効率
‐ 可視光子の収集効率
制御回路およびアドレス指定回路における電力消費は、放電開始電圧と維持電圧とを下げることによって低減させることができるが、ＵＶ効率は上述のように犠牲となる。

ガスまたはガス混合物をどちらを選択するかによってＵＶ光子の効率が決まる。これと平行して、二次電子材料としての酸化マグネシウム（ＭｇＯ）層の存在によって、表面特性を改変しない稀ガスを使用せざるを得ない（二次放出係数は表面改変に左右されるので）。ネオン・キセノン混合物の場合、キセノンは効率的にＵＶを放出し、キセノンのほうはＭｇＯのイオン衝撃によって二次電子を効率的に放出する。このため、低キセノン混合物（キセノン比は１０％以下）を使用することによって絶縁破壊電圧を低くすることができる。したがって、電気障壁電荷形セルにおいては、プラズマに注入したエネルギーの大きな部分がネオン原子励起相および電離相（この励起と電離とはキセノンの励起、電離よりはるかに大きい）においてのみならずＭｇＯのイオン衝撃においても誘電体障壁面へ移動させられる（また、従来の拡散イオン管において中性子と衝突する）。言換えれば、セルに注入されたエネルギーは、主として誘電体障壁放電の動作モードに固有の非生産的損失として消費される。

蛍光体によるＵＶ光子収集効率もセル効率の重要な要因である。実際、被覆のない蛍光体面、すなわち、ＭｇＯ面で被覆された表面、に衝突する光子は失われてしまい、このことがセルの全体的効率に大きく影響する。

蛍光体の、ＵＶ光子を可視光子へ変換する効率（efficiency of the conversion of UV photon phosphors into）は、セルの構造およびプラズマの特性のどちらにも左右されず、むしろ蛍光体の固有効率にのみ左右される。現在のところ、変換効率は約２０％乃至２５％である。

要するに、プラズマ・ディスプレイ・スクリーンの前を横断し得る可視光子の最終的な発光効率（％）で見ると、それら可視光子のある部分はプラズマ・ディスプレイ・スクリーンの背面で失われ、その他の部分は設けられた電極または誘電体層（ＭｇＯ、エナメル）を横断する際に吸収されてしまう。

従来のプラズマ・ディスプレイ・スクリーンの別の不都合は、それらプラズマ・ディスプレイ・スクリーンの製造工程を複雑にしているセル構造の複雑さである。プラズマ・ディスプレイ・スクリーンの製造はその最終コストの大きな部分を占める。

最後に、従来のプラズマ・ディスプレイ・スクリーンのさらに別の不都合はセルの寿命が比較的短いことである。

上記セルの短命は、厚みを限られた酸化マグネシウム層（MgO）の、イオン電流パルスの作用下での漸進的（progressive）スパッタリングが原因である。酸化マグネシウム層が完全にスパッタリングされると、酸化マグネシウム層下位の厚い誘電体層は二次放出係数がさほど高くないので放電発光（lightning the discharge）させるに十分な量の二次電子を放出しない。したがって、セルはオフの状態に終始する。

また、セルの短命は蛍光体効率の経時劣化にも起因する。この経時劣化は一般的には、特に、酸化物の場合の酸素等の揮発性成分の光学離脱（photo-desorption）によって蛍光体表面の化学組成に著しい影響を及ぼす紫外線の作用に帰す。

したがって、本発明の目的は、良好な発光効率、単純化されたセル構造、長い寿命等、技術的に改善されたプラズマ・ディスプレイ・スクリーンを提供することにある。

本発明は、励起されて、それ自体で、あるいは、放電ガスの発する放射によって励起されるようにした蛍光体手段との組み合わせで、可視光を発生させることのできる上記放電ガスを封入したチャンバーをスクリーン内に備えた形式のプラズマ・ディスプレイ装置を提供するものである。この装置は、上記チャンバーの片側に、上記放電ガス内においてプラズマを発光（light）させ得る均一分布電界を発生させる手段を備えるとともに、一方で、制御可能な要素のマトリクスを、また他方では、上記要素を制御する手段を、備える。

本発明の実施例において、上記の制御可能な要素のマトリクスは上記の電界と放電ガスとの間に配設されており、制御手段は上記要素に指令し、それら要素に、電界を個々に変調させて、スクリーン上に発光領域を選択的に発生させる。

本発明の別の実施例において、上記の制御可能な要素のマトリクスは上記放電ガスと蛍光体との間に配設されており、上記制御手段が上記要素に指令し、それら要素に、プラズマが放ちかつ蛍光体が受ける光を個々に変調させて、スクリーン上に現れる光を選択的に制御させる。

本発明のさらに別の実施例において、上記の制御可能な要素のマトリクスは放電ガスまたは蛍光体手段の下流（down stream）に配設されており、上記制御手段が上記要素に指令し、それら要素に、上記の発生させた可視光を個々に変調させて、スクリーン上に現れる光を選択的に制御させる。

上記装置においては、電力注入（power injection）とスクリーン上の光制御とは機能分離して行う。すなわち、電力供給は電界発生手段によって行い、またスクリーン上に現れる光の制御は上記制御可能な要素によって行う。

上記の機能分離の結果、上記制御可能な要素を制御するのに要する電力は従来技術のプラズマ・ディスプレイ装置の制御回路において要求される電力よりも小さくなる。

これに関連して言えば、制御回路（command）の電力消費が小さくなる。

さらに、上記の機能分離（disassociation）によって、電力はより効率的に注入される。したがって、本発明の装置は絶縁破壊電界と消滅電界との間のギャップとは無関係に動作可能である。そのため、光子発生を最適化することのできるガスまたはガス混合物を選択することによって良好な発光効率を得ることができる。

要するに、本発明の装置はその構造が簡単であり、そのため低コストでの製造が可能である。

本発明の好適実施例においてはマイクロ波を使用して電界を発生させる。したがって、プラズマを励起するのは従来技術の装置とは異なって分極電極ではない。このため、イオン衝撃による壁スパッタリングの問題が解決される。UV効率と装置の寿命も向上する。さらに、本発明の装置はMgO誘電体層を必要としない。

図３は、蛍光体を使用する形式の本発明のプラズマ・ディスプレイ・スクリーンの動作を示すブロック図である。

図示のように、電界Eが発生させられ、ガス封入チャンバーの近くに均一分布させられる。この電界は、ガスに印加されると、紫外線を出すプラズマを発生させる。この紫外線は蛍光体に対して送られ、蛍光体はその紫外線を吸収して、スクリーンを見ている人（以下、観察者という）に見える光を出す（re-emit）。

第１構成では、制御可能な要素のマトリクスは電界とガスとの間の（１）のところに位置する。制御手段は上記要素に指令し、それら要素に、ガスに対して送られた電界を個々に変調させて、スクリーン上に発生した光を制御させる。この構成においては、電界Eの強度がプラズマの光度より大きい。

第２構成では、制御可能な要素のマトリクスはガスと電界と間の（２）のところに位置する。制御手段は上記要素に指令し、それら要素に、プラズマが放ちかつ蛍光体が受けるUV光を個々に変調させて、スクリーン上に現れわる光を選択的に制御させる。この構成において、電界Eは、ガスに連続印加されて、均一プラズマが連続的に発生させられるように分布させられる。したがって、電界Eはプラズマの維持光度より高い強度を連続的にもつ。スクリーンがオンされた場合以外は、上記電界強度がプラズマの光度より高くなってはならない。

第３構成では、制御可能な要素のマトリクスは蛍光体の下流（down stream）の（３）のところに（すなわち、蛍光体と外側の観察者との間）位置する。制御手段は上記要素に指令し、それら要素に、蛍光体が放つ可視光を個々に変調させて、スクリーン上に現れた光を選択的に制御させる。同様に、制御可能な要素が（２）のところに位置する場合は、電界Eはプラズマの維持光度より大きい強度を連続的に有し、またスクリーンがオンさせられると、電界Eの強度はプラズマの発光光度よりより高くなる。

図４は蛍光体を使用しない形式の本発明のプラズマ・ディスプレイ・スクリーンの動作を示すブロック図である。

図示のように、電界Eが発生させられ、ガス封入チャンバーの近くに均一分布させられる。この電界は、ガスに印加されると、スクリーンの観察者に見える光を出すプラズマを発生させる。

上記形式のプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体によれば特に「黒・白」スクリーンを作成できる。

スクリーンが、セルに分割されたプラズマ・チャンバーを備える場合、セルは様々な組成のガスを内部に封入する。したがって、各セルは内部のガスの組成に応じた色（一般的には、緑、赤または青）の光を発生する。こうして「カラー」スクリーンが得られる。

第１構成では、制御可能な要素のマトリクスは電界とガスとの間の（４）のところに位置する。この構成は図３に示す構成（１）に類似している。制御手段は上記要素に指令し、それら要素に、ガスに対して送られた電界を個々に変調させて、スクリーン上に発生した光を制御させる。この構成においては、電界Eの強度がプラズマの光度より大きい。

第３構成では、制御可能な要素のマトリクスはプラズマの下流の（５）のところに位置する。この構成は図３に示す構成（３）に類似している。制御手段は上記要素に指令し、それら要素に、プラズマが出す可視光を個々に変調させて、スクリーン上に現れた光を選択的に制御させる。電界Eはプラズマの維持光度より高い強度を連続的に有し、またスクリーンがオンさせられると、電界Eの強度はプラズマの発光光度よりより高くなる。

図５は図３に示す構成（１）に対応する実施例を適用したプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体３を示す。

構造体３はチャンバー１７を備え、このチャンバー１７は、障壁３１、３２、３３によって分離されかつガスまたはガス混合物を満たされたマトリクス状のセル２１、２２、２３ (divided into a matrix of cells, 21,22, 23)に分割されている。これらのセル２１，２２，２３は、スクリーンの前面（すなわち、観察者の眼に向けられた側）を区画するガラス板１１と、スクリーンの背面を区画しかつその内部に均一分布マイクロ波電界Eが発生させられる凹部４１との間に封入されてる。

上記凹部４１は例えば、極めて低損失の誘電体（例えば、酸化シリコンSiO₂）と冷却用誘電体液とで形成できる。上記電界Eは三次元マイクロ波アプリケータまたは、並列及び／または同相で給電されるリング状マイクロ波共鳴器等のマイクロ波共鳴器によって均一に分布される。なお、本明細書全体にわたって、術語「マイクロ波」は２００MHz以上またはこれに等しい周波数の電磁波をいう。使用マイクロ波周波数は例えば、大衆向け用途（mass applications）において一般的に使用するISM（産業、科学、医用）マイクロ波周波数（４３３，９２０または２．４５ＭＨｚ）、あるいは移動電話において使用するマイクロ波周波数である。また上記電界Eは、各セルのレベルでかつ極めて短時間（例えば、約１ｍｓ）にプラズマを点灯させることのできる大きさをもつ。

上記凹部４１と、上記のようにセル２１，２２，２３に分割されたチャンバー１７の背面との間には少なくとも２つの電極制御回路網X、Yが配設されている。上記の片方の電極制御回路網Xはスクリーンの列方向と平行に垂直方向に配設された、少なくとも一連の電極Xn、Xn+1、Xn+2等を備えている。また上記の他方の電極制御回路網Ｙはスクリーンの行方向と平行に水平方向に配設された、少なくとも一連の電極Yn、Yn+1、Yn+2等を備えている。

回路ネットワーク（電極制御回路網）Xの各電極と回路ネットワーク（電極制御回路網）Yの各電極との間には複数の制御可能な要素１９が接続されている。これらの制御可能な要素１９はセル２１，２２，２３と均一電界Eの凹部４１との間において各セルの背後に配設されている。したがって制御可能な要素１９は各々１対の電極Yn、Xn+2によって制御される。制御可能な要素１９は、受けた制御（command）に応じて、凹部４１とセル２２とへ送られる電界Eを変調する。

図９に示すように、上記制御可能な要素１９は各々、少なくとも１つの所定対の電極によって制御される。この電極対は上記電極制御回路網Xの１つの電極と電極制御回路網Yの１つの電極とで構成される。したがって、上記電極制御回路網X、Yは制御可能な要素マトリクスの各要素１９の状態を個別に制御する。

各要素１９は少なくとも２つの下記伝送状態をもち得る。すなわち、第１状態と第２状態とであり、第１状態の場合には、各要素１９がセル２２へ点灯電界を送り、第２状態では各要素１９がセル２２内プラズマの維持値より低い電界を送る。

上記の制御可能な要素１９は例えば、機械電気マイクロシステム（MEMS）からなる。

上記伝送要素（transmission elements）１９は、量子井戸構造体等の半導体部品型構造体で構成してもよい。

セル２２がオンさせられると、これに対応する要素１９が、電界Eを変調して点灯電界と等しい電界をセル２２へ送るように制御される。上記電界はセル２２に封入された放電ガス内で放電を発生させ、これによってUV光が生じる。セル２２の壁面に施された前記蛍光体１８は上記紫外線を吸収し、可視周波数で光Cを放つ。

セル２２を点灯状態に維持するには、そのセルに対応する要素１９を、電界Eを変調して点灯電界と少なくとも等しい電界をセル２２へ送るように制御しなければならない。この電圧によって上記ガス内放電、したがって上記の可視光Cの発生が維持される。

要するに、セル２２を消灯状態に維持するには、このセル２２に対応する要素１９を、電界Eを変調して維持電界より低い電界をセル２２へ送るように制御しなければならない。上記電界はガス内放電を維持するには十分ではなく、可視光Ｃの放出が停止する。

なお、蛍光体１８は、最大量のUV光を収集するのに、したがってスクリーンの発光効率を向上するのに利用できるすべての表面のセルの壁面を被覆する。

図６は本発明の変形例を適用したプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体４を示す。この変形例は図４に示す構成（４）に対応するものである。

上記構造体４は、セル２１，２２，２３の壁面に蛍光体が施されていないことを除けば図５の構造体３と同様である。この変形例において、チャンバー１７に封入されたガスは放電の効果で可視光Cを直接的に発生する。この形式の構造体によれば、セルに同一ガス組成のプラズマを封入した場合には「白・黒」スクリーンを作成することができ、またセルに、それぞれが３原色（赤、緑、青）の１つの可視光を発する相異なったガス組成のプラズマを封入した場合には「カラー」スクリーンを作成することができる。

図７は本発明の第２実施例を適用したプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体５を示す。この実施例は図３に示す構成（２）に対応する。この第２実施例においては、ガスと蛍光体１８との間に制御可能な要素１９のマトリクスが配設される。電極制御回路網X、Yは上記制御可能な要素１９をコントロールし、それら要素１９に、プラズマが放ちかつ蛍光体１８が受けるUV光を個々に変調させて、スクリーン上に現れる光を選択的に制御させる。この第２実施例においては、電界Eは、均一プラズマが連続して発生させられるようにガスに連続的に印加される。

図８は本発明の第３実施例を適用したプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体６を示す。この実施例は図３に示す構成（３）に対応する。可視光を放つ要素の下流に制御可能な要素１９のマトリクスが配設されている。電極制御回路網X、Yは上記要素１９に指令し、それら要素１９に、発生した可視光を（プラズマまたは蛍光体に応じて）個別に変調させて、スクリーン上に現れる光を選択的に制御させる。

図７、図８に示すスクリーン構造体（図３の構成（２）、（３）に対応する）の場合、要素１９は、それぞれの透過状態（transmission status）を制御可能な機械電気マイクロシステム（MEMS）または機械工学電気マイクロシステム（MOEMS）から、あるいは光バンドギャップ装置（光結晶またはBIP）からでも構成可能である。

上記プラズマ・ディスプレイ・スクリーンの長所は、セルの構造体レベルおよびそれらのアドレス・レベルの両方において使用する技術の簡単なことである。この理由としては、セルに電極、誘電体障壁およびMgO形二次放出層が無い一方で、セルのアドレス指定には低電圧回路で十分である（上記伝送要素の制御（transmission element command）にはパワー・エレクトロニクスが不要である）、ことが挙げられる。

また上記プラズマ・ディスプレイ・スクリーンの別の長所は、プラズマ励起のために極めて大きい動作窓を設けたことである。唯一の条件としては、所定圧力の所定ガスまたはガス混合物に対しては絶縁破壊電界以上の電界を適用することである。したがって、ガス混合物は、明確な波長にしたがって放電または発光の最良UV効率を得るために最適化できる。例えば、UV光子を得るために有効であることが知られている純キセノンでプラズマの放電開始（sparkover）を得ることができる。ガスと作業圧力との選択は、誘電体障壁放電型プラズマ・ディスプレイ・スクリーン技術に関して幅が著しく広がり、これによってスクリーンのセルの動作点を選択できる。

上記プラズマ・ディスプレイ・スクリーンのさらに別の長所は発光効率がより良好なことである。実際、プラズマ内におけるエネルギー消費は完全に、UV光子を発生させるのに有効な原子（例えば、キセノン）だけを励起、電離することにのみ使用されることによる。

さらに、マイクロ波電界の場合、電極が無いのでイオン衝撃による壁スパッタリングの問題が生じない。このため、上記エネルギーは上記のように消費される。上記壁は電位が変動するので、壁上のイオンは約１０eVを越えない。

上記プラズマ・ディスプレイ・スクリーンのまた別の長所は、電極が無く、これら電極に関するMgO沈着物がないことである。したがって、対応する場所に蛍光体が施され、これによってセルの発光効率を改善することができる。

上記プラズマ・ディスプレイ・スクリーンのもつ最後の長所としては、セルの寿命の長さが挙げられる。実際、MgO層や活発なイオン衝撃が無いとすれば、セルの寿命はそれらの有効寿命とは無関係である。本発明において使用する技術では、セルの寿命を限定するものは蛍光体の寿命だけである。

なお、図７、図８に関連して上述した実施例においては、要素１９が、プラズマの下流の、スクリーンの発光領域および消光領域を直接制御するようにすれば、放電ガスを封入したチャンバー１７をセルに分割する必要がない。

従来技術のプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体のセル行による、マトリクス形プラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体の横断面図である。 従来技術のプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体のセル行による、共平面形プラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体の横断面図である。 上記プラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体の動作を示すブロック図である。 上記プラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体の動作を示すブロック図である。 本発明の実施例を適用したプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体の、セル行による横断面図である。 図５の実施例の変形例を適用したプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体の、セル行による横断面図である。 本発明の第２実施例を適用したプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体の、セル行による横断面図である。 本発明の第３実施例を適用したプラズマ・ディスプレイ・スクリーン構造体の、セル行による横断面図である。 本発明の装置に使用できるセルの制御装置（command device）の背面図である。

Claims (14)

1. 励起されてそれ自体で、あるいは、放電ガスの発する放射によって励起されるようにした蛍光体手段（１８）との組み合わせで、可視光を発生させることのできる上記放電ガスを封入したチャンバー（１７）をスクリーン内に備えた形式のプラズマ・ディスプレイ装置において、
   上記チャンバーの片側に、上記放電ガス内においてプラズマを発光させ得る均一分布電界を発生させる手段を備えるとともに、一方に、上記電界とガスとの間に設けられた制御可能な要素（１９）のマトリクスを、また他方に、上記要素（１９）をコントロールして上記電界を個々に変調させてスクリーン上に発光領域を選択的に発生させる手段を、備えた、
   プラズマ・ディスプレイ装置。
2. 励起されてそれ自体で、あるいは、放電ガスの発する放射によって励起されるようにした蛍光体手段（１８）との組み合わせで、可視光を発生させることのできる上記放電ガスを封入したチャンバー（１７）をスクリーン内に備えた形式のプラズマ・ディスプレイ装置において、
   上記チャンバーの片側に、プラズマを発光させかつそれを維持し得る均一分布電界を発生させる手段を備えるとともに、一方に、上記電界と蛍光体（１８）との間に設けられた制御可能な要素（１９）のマトリクスを、また他方に、上記要素（１９）をコントロールして上記プラズマが放ちかつ上記蛍光体（１８）が受ける光を個々に変調させてスクリーン上に現れる光を選択的にさせる制御手段を、備えたプラズマ・ディスプレイ装置。
3. 励起されてそれ自体で、あるいは、放電ガスの発する放射によって励起されるようにした蛍光体手段（１８）との組み合わせで、可視光を発生させることのできる上記放電ガスを封入したチャンバー（１７）をスクリーン内に備えた形式のプラズマ・ディスプレイ装置において、
   上記チャンバーの片側に、上記放電ガス内においてプラズマを発光させ得る均一分布電界を発生させる手段を備えるとともに、一方に、上記放電ガスまたは蛍光体（１８）の下流に設けられた制御可能な要素（１９）のマトリクスを、また他方に、上記要素（１９）をコントロールして上記発生させられた可視光を個々に変調させて、スクリーン上に現れる光を選択的に制御させる制御手段を、備えたプラズマ・ディスプレイ装置。
4. 上記制御手段が、ネットワーク状に延びて、マトリクス状の上記制御可能な要素（１９）を制御する、少なくとも２つの連続する電極（Ｘ、Ｙ）を備える、上記請求項の１つに記載のプラズマ・ディスプレイ装置。
5. 上記制御可能な要素（１９）が、それぞれの透過状態を制御可能な、機械電気マイクロシステム、及び／または機械工学電気マイクロシステム、及び／または光バンドギャップ装置を有する、上記請求項の１つに記載のプラズマ・ディスプレイ装置。
6. 上記電界が２００ＭＨｚより高いかもしくはそれに等しい周波数のマイクロ波で発生させられる、上記請求項の１つに記載のプラズマ・ディスプレイ装置。
7. 上記電界発生手段がマイクロ波アプリケータ二次元ネットワークを有する、上記請求項の１つに記載のプラズマ・ディスプレイ装置。
8. 上記電界発生手段が、並列かつ同相で給電されるマイクロ波共鳴器を有する、上記請求項１乃至６の１つに記載のプラズマ・ディスプレイ装置。
9. 上記放電ガスを封入したチャンバー（１７）が蛍光体（１８）で被覆されたセル（２１、２２、２３）に分割されている、上記請求項の１つに記載のプラズマ・ディスプレイ装置。
10. 上記１つのセル（２１，２２，２３）がその底の全面に沿って蛍光体（１８）で被覆されている、上記請求項９に記載のプラズマ・ディスプレイ装置。
11. 上記チャンバー（１７）が、それぞれ相異なった波長の光を発生させる相異なったガスの混合物を封入したセル（２１，２２，２３）に分割されている、上記請求項１乃至８の１つに記載のプラズマ・ディスプレイ装置。
12. 励起されて可視光を発生させることのできる放電ガスを封入したチャンバー（１７）をスクリーン内に備えた形式のプラズマ・ディスプレイ装置を制御する方法において、
    上記放電ガス内においてプラズマを発光させるのに必要な電界強度より高い強度の均一分布電界（E）を発生させ、
    上記発生させた電界（E）を変調してそれを上記プラズマの一部へ送り、上記プラズマの一部を点灯させる、その発光を維持する、あるいは消去する、ことを選択的に行う、
    プラズマ・ディスプレイ装置制御方法。
13. 励起されて可視光を発生させることのできる放電ガスを封入したチャンバー（１７）をスクリーン内に備えた形式のプラズマ・ディスプレイ装置を制御する方法において、
    上記放電ガス内においてプラズマを点灯させる、あるいはその点灯を維持するのに必要な電界強度より高い強度の均一分布電界（E）を発生させ、
    上記電界（E）を上記放電ガスに印加して可視光またはUV光を発生させ、
    上記プラズマの一部から出された光を変調して、現れる光を選択的に制御する、
    プラズマ・ディスプレイ装置制御方法。
14. 励起されて、可視光を発生させることのできる放電ガスを封入したチャンバー（１７）をスクリーン内に備えた形式のプラズマ・ディスプレイ装置を制御する方法において、
    上記放電ガス内においてプラズマを点灯させるのに必要な電界強度より高い強度の均一分布電界（E）を発生させ、
    上記電界（E）を上記放電ガスに印加して紫外線を発生させ、
    上記紫外線を収集して可視光を発し、
    上記可視光を変調する、
    プラズマ・ディスプレイ装置制御方法。

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