JP2007165308A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率を向上させることができ、放電電圧を下げることの可能な表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の表示装置は、互いに対向して設けられ、その間に複数の放電セル１１４が形成される上部基板１２０および下部基板１１０と、放電セル１１４側の面である上部基板１２０の内面に形成される複数の第１電極１２１ａ、１２１ｂと、上部基板１２０の内面に第１電極１２１ａ、１２１ｂに対応するように設けられ、湾曲した形状を有する複数の電子放出源１２６ａ、１２６ｂと、放電セル１１４の内部に充填される放電ガスと、放電セルの内壁に形成される発光体層１１５とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関し、より詳細には、発光効率を向上させることができ、駆動電圧を下げることができる表示装置に関する。

表示装置の一種であるプラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ；以下「ＰＤＰ」とする。）は、電気的放電を利用して画像を形成する装置であり、輝度や視野角などの表示性能に優れ、その使用は増加傾向にある。かかるＰＤＰでは、電極に印加される電圧によって電極間でガス放電が起きる。その放電過程で発生する紫外線の放射により蛍光体が励起され、可視光を発散することによって画像を形成する。

このようなＰＤＰは、その放電形式により、直流型（ＤＣ ｔｙｐｅ）と交流型（ＡＣ ｔｙｐｅ）とに分類することができる。直流型ＰＤＰは、全ての電極が放電空間に露出される構造であり、対応電極間に電荷の移動が直接的になされる。一方、交流型ＰＤＰは、少なくとも１つの電極が誘電体層に覆い包まれ、対応する電極間に直接的な電荷の移動がなされない代わりに、壁電荷によって放電が行われる。

また、ＰＤＰは、電極の配置構造により、対向放電型と面放電型とに分類することができる。対向放電型ＰＤＰは、対をなす２つの維持電極がそれぞれ上部基板と下部基板とに配置された構造であり、放電が基板に垂直方向に起こる。一方、面放電型ＰＤＰは、対をなす２つの維持電極が同じ基板上に配置された構造であり、放電が基板に平行方向に起こる。対向放電型ＰＤＰは、発光効率が高い一方でプラズマにより蛍光体層が容易に劣化されるという欠点があり、最近では、面放電型ＰＤＰが主流をなしている。

図１、図２Ａおよび図２Ｂに基づいて、従来の面放電型ＰＤＰについて説明する。なお、図１は、従来の一般的な面放電型ＰＤＰを示す分解斜視図である。図２Ａは、図１のＰＤＰを第１の方向（例えば横方向）に切断した断面を示す断面図である。図２Ｂは、図１のＰＤＰを第１の方向に対して直交する第２の方向（例えば縦方向）に切断した断面を示す断面図である。

図１、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、従来のＰＤＰは、一定間隔を有して相互に対向する上部基板２０と下部基板１０とを備える。上部基板２０と下部基板１０との間の空間は、プラズマ放電が起こる放電空間になる。

下部基板１０の上面（図１において紙面上側の面）には、複数のアドレス電極１１がストライプ状に配列されており、該アドレス電極１１は、第１誘電体層１２に埋設されている。第１誘電体層１２の上面には、放電空間を区画して放電セル１４を形成し、この放電セル１４間の電気的、光学的干渉を防止する複数の隔壁１３が所定間隔をおいて形成されている。そして、放電セル１４の内面には、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の蛍光体層１５が所定の厚さ塗布されており、放電セル１４の内部には、放電ガスが充填される。

上部基板２０は、可視光を透過させる透明基板からなり、例えばガラスから形成される。上部基板２０は、隔壁１３が形成された下部基板１０に結合される。上部基板２０の下面（図１において紙面下側の面）には、アドレス電極１１と直交するストライプ状の維持電極２１ａ、２１ｂが対をなして形成されている。維持電極２１ａ、２１ｂは、可視光が透過可能なように、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような透明な導電性材料からなる。そして、維持電極２１ａ、２１ｂのライン抵抗を減らすために、維持電極２１ａ、２１ｂそれぞれの下面には、金属材質からなるバス電極２２ａ、２２ｂが維持電極２１ａ、２１ｂより狭幅に形成されている。かかる維持電極２１ａ、２１ｂとバス電極２２ａ、２２ｂは、透明な第２誘電体層２３に埋設されている。第２誘電体層２３の下面には、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護膜２４が形成されている。

このような構造のＰＤＰで、保護膜２４は、プラズマ粒子のスパッタリングによる第２誘電体層２３の損傷を防止し、二次電子を放出して駆動電圧を下げる役割を果たす。しかし、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護膜は、二次電子放出係数が低いために、放電空間内で十分な電子放出効果を発揮するには限界がある。

また、上述した従来のＰＤＰでは、放電ガスがイオン化し、プラズマ放電の起こる過程で、励起状態のキセノンが安定化しながら紫外線を発生する。したがって、画像を形成するためには、放電ガスをイオン化させることが可能なほどに高いエネルギーが必要になるが、駆動電圧が大きくて発光効率は低いという問題点がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、発光効率を向上させることができ、放電電圧を下げることの可能な、新規かつ改良された表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、互いに対向して設けられ、その間に複数の放電セルが形成される第１基板および第２基板と、放電セル側の面である第１基板の内面に形成される複数の第１電極と、第１基板の内面に第１電極に対応するように設けられ、湾曲した形状を有する複数の電子放出源と、放電セルの内部に充填される放電ガスと、放電セルの内壁に形成される発光体層とを備える表示装置が提供される。

ここで、電子放出源は、第１電極に対して平行に形成されることがのぞましい。また、電子放出源は、酸化された多孔性シリコン、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）またはナノワイヤから形成することができる。なお、酸化された多孔性シリコンは、酸化された多孔性ポリシリコン、または酸化された多孔性非晶質シリコンを含んでいる。

放電セル側の面である第２基板の内面には、複数の第２電極をさらに形成することができる。このとき、第１電極は、互いに平行に形成される一対の維持電極として構成され、第２電極は、一対の維持電極に対して交差するように形成されるアドレス電極として構成することができる。

また、第１基板と電子放出源との間には、第１電極が埋設されるように誘電体層が形成されることが望ましい。このとき、第１基板の内面は湾曲した形状を有し、第１電極および誘電体層は第１基板の湾曲した内面に形成され、電子放出源は、誘電体層の湾曲した表面上に形成される。あるいは、誘電体層は、第１基板の平坦な放電セル側の面に、該誘電体層の放電セル側の面である内面が湾曲した形状を有するように形成され、電子放出源を誘電体層の湾曲した内面上に形成してもよい。ここで、誘電体層と電子放出源との間に、ベース電極がさらに形成することもできる。

また、本発明の別の観点によれば、互いに対向して設けられ、その間に複数の放電セルが形成される第１基板および第２基板と、放電セル側の面である第１基板の内面に形成される複数の第１電極と、第１基板の内面に第１電極の表面を露出させるように形成される誘電体層と、第１電極の露出した表面上に形成され、湾曲した形状を有する複数の電子放出源と、放電セルの内部に充填される放電ガスと、放電セルの内壁に形成される発光体層と、を備える表示装置が提供される。

ここで、第１基板の内面は湾曲した形状を有し、第１電極および誘電体層は第１基板の湾曲した内面に形成され、電子放出源は第１電極の湾曲した表面上に形成される。電子放出源は、例えば酸化された多孔性シリコン、炭素ナノチューブ、ＤＬＣまたはナノワイヤから形成することができる。なお、酸化された多孔性シリコンは、酸化された多孔性ポリシリコンまたは酸化された多孔性非晶質シリコンを含む。

放電セル側の面である第２基板の内面には、複数の第２電極をさらに形成することができる。このとき、第１電極は、互いに平行に形成される一対の維持電極として構成され、第２電極は、一対の維持電極に対して交差するように形成されるアドレス電極として構成される。

さらに、本発明の別の観点によれば、所定の間隔を有して互いに対向するように設けられ、その間に複数の発光セルが形成される第１基板および第２基板と、発光セルの内部に充填される励起ガスと、発光セルの内壁に形成される発光体層と、第１基板と第２基板とのうち少なくとも一方の放電セル側の面に湾曲した形状を有して設けられ、励起ガスを励起させる電子を発光セルの内部に放出する複数の電子放出手段と、を備える表示装置が提供される。

ここで、第１基板と第２基板とのうち少なくとも一方の放電セル側の面である内面は、湾曲した形状を有するように形成してもよい。このとき、電子放出手段は、第１基板と第２基板とのうち少なくとも一方の湾曲した内面上に設けられる。

また、電子放出手段から放出される電子は、励起ガスの励起に必要なエネルギーより大きく、励起ガスのイオン化に必要なエネルギーより小さなエネルギーを有することが望ましい。

さらに、電子放出手段は、第１基板と第２基板とのうち少なくとも一方の湾曲した内面に形成される第１電極と、第１電極と離隔され、対向して設けられる第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられ、第１電極と第２電極との間に印加する電圧によって電子を加速して発光セル内部に放出する電子加速層と、を備えることもできる。ここで、第１電極に印加する電圧をＶ１、第２電極に印加する電圧をＶ２とするとき、Ｖ１＜Ｖ２を満足させることが望ましい。

電子加速層は、例えば酸化された多孔性シリコン、炭素ナノチューブ、ＤＬＣまたはナノワイヤから形成することができる。なお、酸化された多孔性シリコンは、酸化された多孔性ポリシリコンまたは酸化された多孔性非晶質シリコンを含む。

また、電子放出手段が設けられていない第１基板または第２基板の放電セル側の面には、第３電極をさらに形成することもできる。ここで、第１電極に印加する電圧をＶ１、第２電極に印加する電圧をＶ２および第３電極に印加する電圧をＶ３とするとき、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３またはＶ１＜Ｖ２＝Ｖ３を満足させることが望ましい。

本発明による表示装置によれば、次のような効果がある。第一に、湾曲した形状を有する電子放出源が加速された電子を放電セル内部に均一に放出することによって電子放出特性を向上させることができる。これにより、表示装置の駆動電圧を下げることができ、また輝度および発光効率を向上させることができる。

第二に、励起ガスをイオン化させるほどの高いエネルギーではなく、励起ガスを励起させるだけのエネルギーを有する電子を放出する、湾曲した形状の電子放出手段を表示装置に備える。これにより、従来のＰＤＰより駆動電圧を下げることができる一方で、輝度および発光効率を向上させることができる。

以上説明したように本発明によれば、発光効率を向上させることができ、放電電圧を下げることの可能な表示装置を提供することにある。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
まず、図３に基づいて、本発明の第１の実施形態にかかる表示装置について説明する。なお、図３は、本実施形態にかかる表示装置のＰＤＰを概略的に示した一部断面図である。

本実施形態にかかる表示装置は、図３に示すように、第１基板である上部基板１２０と第２基板である下部基板１１０とが離隔して対向するように配置されている。ここで、上部基板１２０と下部基板１１０との間には、プラズマ放電が発生する複数の放電セル１１４が形成される。一方、図３には図示されていないが、上部基板１２０と下部基板１１０との間には、上部基板１２０と下部基板１１０との間の空間を区画して放電セル１１４を形成し、放電セル１１４間の電気的、光学的クロストークを防止する複数の隔壁が設けられている。

上部基板１２０としては、例えば可視光の透過可能なガラス基板が用いられる。一方、本実施形態にかかる上部基板１２０は、その下面が波打つように湾曲した形状を有するように形成される。かかる上部基板１２０の湾曲した下面には、放電セル１１４に対応して複数の第１電極が形成されている。ここで、第１電極は、互いに平行に形成される一対の第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂから構成される。第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂは、例えばＩＴＯのような透明な導電性物質から形成することができる。第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂの下面には、それぞれ第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂのライン抵抗を減らすためのバス電極（図示せず）がさらに形成される。このとき、バス電極は、第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂのエッジに沿って第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂの幅より狭幅に形成される。かかるバス電極は、電気伝導性に優れた金属、例えばＡｌ、Ａｇなどから形成される。

上部基板１２０の湾曲した下面には、第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂを覆い包むように、第１誘電体層１２３が所定の厚さで形成されている。これにより、第１誘電体層１２３の下面は、上部基板１２０の下面とほぼ同じ形状に湾曲するように形成される。そして、第１誘電体層１２３の下面には、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂが第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂに対応して形成されている。このとき、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂは、第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂに平行に形成される。第１誘電体層１２３は、その下面が湾曲するように形成されているので、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂも、第１誘電体層１２３の湾曲した下面の形状に対応して湾曲した形状に形成される。ここで、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂの湾曲した面での最高高さと最低高さのとの差は、約１μｍ以上であることが望ましい。

一方、図３の第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂは、中心部が図３の下側に向かって突出する（すなわち、中心部が高くてエッジが低い形状を有する）場合が示されているが、かかる例に限定されず、エッジが図３の下側に向かって突出する（すなわち、中心部が低くてエッジの高い）形状、または高い部分と低い部分とが繰り返される形状を有することもできる。これ以外にも、所望の形態で多様に湾曲した形状を有することもできる。また、図３には、湾曲する面が規則的に形成される場合が図示されているが、かかる例に限定されず、不規則的にも形成することもできる。

第１誘電体層１２３と第１電子放出源１２６ａとの間、および第１誘電体層１２３と第２電子放出源１２６ｂ間には、それぞれ第１ベース電極１２５ａおよび第２ベース電極１２５ｂが形成される。ここで、第１ベース電極１２５ａおよび第２ベース電極１２５ｂは、例えばＩＴＯ、Ａｌ、Ａｇなどから形成することができる。

第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂは、第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂに所定の電圧が印加されることにより、電子を加速させて放電セル１１４の内部に放出することによって電子放出を増幅させる役割を果たす。ここで、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂは、例えば酸化された多孔性シリコン、ＣＮＴ、ＤＬＣまたはナノワイヤから形成することができる。ここで、酸化された多孔性シリコンは、酸化された多孔性ポリシリコン、または酸化された多孔性非晶質シリコンを含む。

第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂ間の第１誘電体層１２３の下面には、保護膜１２４が形成される。保護膜１２４は、プラズマ粒子のスパッタリングによる第１誘電体層１２３の損傷を防止し、二次電子を放出して駆動電圧を下げる役割を果たす。保護膜１２４は、一般的に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から形成される。

下部基板１１０としては、一般的にガラス基板が使われる。下部基板１１０の上面には、複数の第２電極が形成されている。ここで、第２電極は、第１維持電極１２１ａおよび第２維持電極１２１ｂと交差するように設けられたアドレス電極１１１からなる。そして、下部基板１１０の上面には、かかるアドレス電極１１１を覆い包むように第２誘電体層１１２が形成されている。

第２誘電体層１１２の上面および隔壁（図示せず）の側壁を含む放電セル１１４の内壁には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光体層１１５がそれぞれ塗布される。ここで、発光体層１１５を形成する蛍光体としては、例えば紫外線によって励起されて可視光を発生させる光発光蛍光体を用いることができる。これ以外にも、例えば陰極線発光蛍光体や量子ドットを含んで用いることもある。そして、放電セル１１４の内部には、放電時に紫外線を発生させる放電ガスが充填される。ここで、放電ガスには、例えば紫外線を発生させるキセノン（Ｘｅ）以外に、窒素（Ｎ_２）、重水素（Ｄ２）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、水素（Ｈ_２）、一酸化炭素（ＣＯ）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）などが含まれる。

このような構成を有するＰＤＰで、例えば、放電のために、第１維持電極１２１ａに約１０００Ｖ、第２維持電極１２１ｂに０Ｖの電圧が印加されると、放電セル１１４の内部では、第１維持電極１２１ａから第２維持電極１２１ｂに向かう電界が形成される。かかる電界の形成により、第２ベース電極１２５ｂから第２電子放出源１２６ｂに電子が流入し、このように流入した電子は、第２電子放出源１２６ｂを通過しながら加速され、放電セル１１４の内部に放出される。

一方、第１維持電極１２１ａに０Ｖ、第２維持電極１２１ｂに約１０００Ｖの電圧が印加されると、第１電子放出源１２６ａに加速された電子が放出される。このように、本実施形態にかかる表示装置は、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂが加速された電子を放電セル１１４の内部に放出し、電子放出特性を向上させることにより、駆動電圧を下げることができ、また輝度および発光効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂは、湾曲した形状であるので、放電セル１１４の内部のいずれかの一方向だけに電子が放出されることがなく、等しく放出される。これにより、輝度および発光効率をさらに向上させることができる。このとき、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂを多様な形状に形成することにより、電子の放出される方向を任意に調整することもできる。

図４に、本発明の第１の実施形態にかかる表示装置の第１変形例を示す。なお、図４は、本実施形態にかかる表示装置の第１変形例を示す断面図である。以下では、上述した第１の実施形態と異なる点のみを説明する。

図４に示すように、平坦な上部基板１２０’の下面に、一対の第１維持電極１２１’ａおよび第２維持電極１２１’ｂが形成されている。そして、第１維持電極１２１’ａおよび第２維持電極１２１’ｂを覆い包むように、上部基板１２０’の下面に、第１誘電体層１２３’が形成されている。このとき、第１誘電体層１２３’は、その下面が所定形態に屈曲された形状を有するように形成される。第１誘電体層１２３’の下面には、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂが第１維持電極１２１’ａおよび第２維持電極１２１’ｂに対応して形成されている。このとき、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂは、第１維持電極１２１’ａおよび第２維持電極１２１’ｂに対して平行に形成される。そして、第１誘電体層１２３’は、その下面が湾曲するように形成されているので、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂも、第１誘電体層１２３’の湾曲した下面に対応する湾曲する形状に形成される。ここで、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂの湾曲した面での最高高さと最低高さのとの差は、略１μｍ以上であることが望ましい。

一方、第１電子放出源１２６ａおよび第２電子放出源１２６ｂは、上述のように、多様な形態に湾曲した形状に形成される。また、図４には、湾曲した面が規則的に形成される場合が示されているが、本実施形態はかかるに限定されず、不規則的に形成することもできる。さらに、第１誘電体層１２３’と第１電子放出源１２６ａとの間、および第１誘電体層１２３’と第２電子放出源１２６ｂとの間には、それぞれ第１ベース電極１２５ａおよび第２ベース電極１２５ｂを形成することもできる。

図５に、本発明の第１の実施形態にかかる表示装置の第２変形例を示す。なお、図５は、本実施形態にかかる表示装置の第２変形例を示す断面図である。図５に示すように、第１誘電体層１２３”の下面は、第１の実施形態やその第１変形例とは異なり、段状に形成することもできる。第１誘電体層１２３”の下面に、第１電子放出源１２６’ａおよび第２電子放出源１２６’ｂが形成されるので、第１電子放出源１２６’ａおよび第２電子放出源１２６’ｂも、段状を有する。ここで、第１誘電体層１２３”と第１電子放出源１２６’ａとの間、および第１誘電体層１２３”と第２電子放出源１２６’ｂとの間には、それぞれ第１ベース電極１２５’ａおよび第２ベース電極１２５’ｂが形成される。そして、第１ベース電極１２５’ａおよび第２ベース電極１２５’ｂ間の第１誘電体層１２３”の下面に、保護膜１２４’が形成される。

（第２の実施形態）
次に、図６に基づいて、本発明の第２の実施形態にかかる表示亜装置について説明する。なお、図６は、本実施形態にかかる表示装置のＰＤＰを概略的に示す断面図である。以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

図６に示すように、第１基板である上部基板２２０と第２基板である下部基板２１０とは離隔して対向するように配置され、その間に複数の放電セル２１４が形成される。上部基板２２０は、その下面が湾曲した形状を有するように形成されている。かかる上部基板２２０の湾曲した下面には、放電セル２１４に対応して複数の第１電極が形成されている。ここで、第１電極は、互いに平行に形成される一対の第１維持電極２２１ａおよび第２維持電極２２１ｂから構成される。第１維持電極２２１ａおよび第２維持電極２２１ｂは、上部基板２２０の下面に対応して湾曲した形状に形成される。そして、第１維持電極２２１ａおよび第２維持電極２２１ｂの下面には、少なくともその一部と接するように第１電子放出源２２６ａおよび第２電子放出源２２６ｂが形成されている。ここで、第１電子放出源２２６ａおよび第２電子放出源２２６ｂは、第１維持電極２２１ａおよび第２維持電極２２１ｂの幅より狭幅に形成される。

第１維持電極２２１ａおよび第２維持電極２２１ｂの下面は湾曲した形状を有するので、第１電子放出源２２６ａおよび第２電子放出源２２６ｂも第１維持電極２２１ａおよび第２維持電極２２１ｂに対応して湾曲した形状を有する。ここで、第１電子放出源２２６ａおよび第２電子放出源２２６ｂの湾曲した面での最高高さと最低高さとの差は、約１μｍ以上であることが望ましい。そして、第１電子放出源２２６ａおよび第２電子放出源２２６ｂは、上述のように、多様な形態で湾曲した形状に形成される。一方、第１維持電極２２１ａと第１電子放出源２２６ａとの間、および第２維持電極２２１ｂと第２電子放出源２２６ｂとの間には、それぞれ第１維持電極２２１ａおよび第２維持電極２２１ｂのライン抵抗を減らすためのバス電極（図示せず）をさらに形成することもできる。

第１電子放出源２２６ａおよび第２電子放出源２２６ｂは、第１維持電極２２１ａおよび第２維持電極２２１ｂに所定の電圧が印加されることにより電子を加速させて、この電子を放電セル２１４の内部に放出することにより電子放出を増幅させる役割を果たす。ここで、第１電子放出源２２６ａおよび第２電子放出源２２６ｂは、例えば酸化された多孔性シリコン、ＣＮＴ、ＤＬＣまたはナノワイヤから形成することができる。また、酸化された多孔性シリコンには、酸化された多孔性ポリシリコン、または酸化された多孔性非晶質シリコンを含む。

上部基板２２０の湾曲した下面には、第１電子放出源２２６ａおよび第２電子放出源２２６ｂの下面を露出させる第１誘電体層２２３が所定の厚さで形成されている。そして、第１誘電体層２２３の下面には、保護膜２２４が形成されている。保護膜２２４は、一般的に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる。

下部基板２１０の上面には、複数の第２電極が形成されている。ここで、第２電極は、第１維持電極２２１ａおよび第２維持電極２２１ｂと交差するように形成されたアドレス電極２１１から構成される。下部基板２１０の上面には、アドレス電極２１１を埋設するように第２誘電体層２１２が形成されている。放電セル２１４の内壁には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光体層２１５がそれぞれ塗布される。そして、放電セル２１４の内部には、放電時に紫外線を発生させる放電ガスが充填される。

以上、第２の実施形態にかかる表示装置について説明した。

なお、上記実施形態では、湾曲した形状を有する電子放出源を面放電型ＰＤＰに適用したが、このような湾曲した形状を有する電子放出源は、対向放電型ＰＤＰにも適用可能である。また、このような電子放出源は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用バックライトとして主に使われる平板ランプにも適用可能である。

（第３の実施形態）
次に、図７に基づいて、本発明の第３の実施形態にかかる表示装置について説明する。なお、図７は、本実施形態にかかる表示装置を示す概略断面図である。

図７に示すように、第１基板である上部基板３２０と第２基板である下部基板３１０とは所定の間隔を有して対向するように配置されている。ここで、上部基板３２０および下部基板３１０としては、一般的に、透明なガラス基板が用いられる。上部基板３２０と下部基板３１０との間には、上部基板３２０と下部基板３１０との間の空間を区画することにより複数の発光セル３１４が形成され、かかる発光セル３１４間の電気的、光学的クロストークを防止する複数の隔壁３１３が設けられている。

発光セル３１４の内部には、励起時に紫外線を発生させる励起ガスが充填される。また、本実施形態において、励起ガスの一部は、放電ガスとして作用することも可能である。励起ガスには、例えば紫外線を発生させるキセノン（Ｘｅ）以外に、窒素（Ｎ_２）、重水素（Ｄ_２）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、水素（Ｈ_２）、一酸化炭素（ＣＯ）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）などを含むことができる。そして、発光セル３１４の内壁には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光体層３１５がそれぞれ塗布される。ここで、発光体層３１５をなす蛍光体としては、主に紫外線によって励起されて可視光を発生させる光発光蛍光体を用いることができるが、これ以外にも、陰極線発光蛍光体や量子ドットを含んでもよい。

一方、本実施形態では、下部基板３１０の上面が湾曲した形状を有するように形成されている。かかる下部基板３１０の湾曲した上面には、励起ガスを励起されるための電子を発光セル３１４の内部に放出させる電子放出手段３３０が発光セル３１４ごとに設けられている。電子放出手段３３０は、下部基板３１０の上面に対応して湾曲した形状に形成される。ここで、電子放出手段３３０の湾曲した面での最高高さと最低高さとの差は、約１μｍ以上であることが望ましい。電子放出手段３３０は、多様な形態に湾曲した形状に形成でき、例えば段状に形成することもできる。また、図７では、電子放出手段３３０の湾曲した面が規則的に形成されていたが、本実施形態ではかかる例に限定されず、不規則的に形成することもできる。

電子放出手段３３０は、下部基板３１０の湾曲した上面に形成される第１電極３３１と、第１電極３３１の上面に形成される電子加速層３３２と、電子加速層３３２の上面に形成される第２電極３３３とを備える。ここで、電子加速層３３２は、電子を加速させて発光セル３１４の内部に放出させる物質からなる。具体的に、電子加速層３３２は、例えば酸化された多孔性シリコン、ＣＮＴ、ＤＬＣまたはナノワイヤから形成することができる。酸化された多孔性シリコンには、酸化された多孔性ポリシリコンまたは酸化された多孔性非晶質シリコンを含む。

このような構造で、第１電極３３１と第２電極３３３との間に所定の電圧が印加されると、第１電極３３１から電子加速層３３２に電子が流入する。電子加速層３３２に流入した電子は電子加速層３３２の内部で加速されて、第２電極３３３を介して発光セル３１４の内部に放出される。このとき、第１電極３３１および第２電極３３３に印加される電圧をそれぞれＶ１およびＶ２としたとき、Ｖ１＜Ｖ２であることが望ましい。発光セル３１４の内部に放出された電子は励起ガスを励起し、励起された励起ガスは安定化しながら紫外線を発生する。そして、発生した紫外線により発光体層３１５が励起されて可視光を発生し、発生した可視光が上部基板３２０を介して出射されることにより画像を形成する。

一方、電子放出手段３３０を介して発光セル３１４の内部に放出される電子は、励起ガスを励起させるのに必要なエネルギーより大きく、励起ガスをイオン化させるのに必要なエネルギーより小さなエネルギーを有することが望ましい。これにより、第１電極３３１および第２電極３３３は、電子放出手段３３０から発光セル３１４の内部に放出される電子が励起ガスを励起させられるほどの最適化された電子エネルギーを有するように電圧が印加される。

図８のグラフは、紫外線発生源であるキセノン（Ｘｅ）のエネルギー準位を示している。図８に示すように、キセノン（Ｘｅ）をイオン化させるためには、１２．１３ｅＶのエネルギーが必要であり、キセノン（Ｘｅ）を励起されるためには８．２８ｅＶ以上のエネルギーが必要であるということが分かる。

具体的には、キセノン（Ｘｅ）を１Ｓ_５、１Ｓ_４、１Ｓ_２状態にそれぞれ励起させるためには、８．２８ｅＶ、８．４５ｅＶ、９．５７ｅＶのエネルギーが必要になる。このように励起されたキセノン（Ｘｅ＊）は、安定化しながら約１４７ｎｍの紫外線を発生する。そして、励起状態のキセノン（Ｘｅ＊）と基底状態のキセノン（Ｘｅ）とが衝突するとエキシマキセノン（Ｘｅ２＊）が生成される。このエキシマキセノン（Ｘｅ２＊）が安定化すると、約１７３ｎｍの紫外線が発生する。これにより、本実施形態で励起ガスの紫外線発生源としてキセノン（Ｘｅ）を使用する場合、電子放出手段３３０から発光セル３１４の内部に放出される電子は、キセノン（Ｘｅ）を励起するエネルギー、すなわち約８．２８ｅＶ〜１２．１３ｅＶのエネルギーを有することが望ましい。

また、図７に示すように、上部基板３２０の下面には、複数の第３電極３２２が電子放出手段３３０と交差する方向にさらに形成される。ここで、第１電極３３１、第２電極３３３および第３電極３２２に印加される電圧をそれぞれＶ１、Ｖ２およびＶ３とするとき、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３を満たすように電圧が各電極に印加される。このとき、まず、第１電極３３１と第２電極３３３とに印加される電圧により電子加速層３３２から発光セル３１４の内部に加速された電子が放出される。そして、発光セル３１４の内部に放出された電子は、第２電極３３３と第３電極３２２とに印加される電圧によって第３電極３２２側に加速され、この過程で励起ガスが励起される。このとき、第３電極３２２に印加される電圧を調節することにより、励起ガスの一部が放電状態に調節されることも可能である。一方、第１電極３３１、第２電極３３３および第３電極３２２に印加される電圧をそれぞれＶ１、Ｖ２およびＶ３とするとき、Ｖ１＜Ｖ２＝Ｖ３を満たすように電圧を各電極に印加してもよい。

以上、第３の実施形態にかかる表示装置について説明した。かかる表示装置は、励起ガスを励起させるほどのエネルギーを有する電子を放出する電子放出手段３３０を具備することを特徴とする。これにより、従来のＰＤＰより駆動電圧を下げることができ、発光効率も向上させることができる。また、電子放出手段３３０は、湾曲した形状を有することにより、発光セル３１４の内部のいずれか一方向だけに電子が放出されることがなく、均一に放出され、輝度および発光効率がさらに向上する。

なお、上記実施形態では、湾曲した形状の電子放出手段３３０が下部基板３１０側だけに設けられていたが、本実施形態はかかる例に限定されず、上部基板３２０にも設けたり、または上部基板３２０と下部基板３１０との双方に設けることも可能である。また、電子放出手段３３０は、例えばＬＣＤ用バックライトとして主に使われる平板ランプにも適用可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の表示装置は、ディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。

従来のＰＤＰを示す分離斜視図である。 図１のＰＤＰを第１の方向に切断した断面を示す断面図である。 図１のＰＤＰを第２の方向に切断した断面を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる表示装置を示す断面図である。 第１の実施形態にかかる表示装置の第１変形例を示す断面図である。 第１の実施形態にかかる表示装置の第２変形例を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる表示装置を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態にかかる表示装置を示す断面図である。 キセノン（Ｘｅ）のエネルギー準位を示すグラフである。

符号の説明

１０、１１０、２１０、３１０ 下部基板
１１、１１１、２１１ アドレス電極
１４、１１４、２１４ 放電セル
１５、１１５、２１５、３１５ 発光体層
２０、１２０、１２０’、２２０、３２０ 上部基板
２１ａ、２１ｂ 維持電極
２２ａ２２ｂ バス電極
２３、１１２、２１２ 第２誘電体層
２４、１２４、１２４’、２２４ 保護膜
１２１ａ、１２１’ａ、２２１ａ 第１維持電極
１２１ｂ、１２１’ｂ、２２１ｂ 第２維持電極
１２、１２３、１２３’、１２３”、２２３ 第１誘電体層
１２５ａ、１２５’ａ 第１ベース電極
１２５ｂ、１２５’ｂ 第２ベース電極
１２６ａ、２２６ａ 第１電子放出源
１２６ｂ、２２６ｂ 第２電子放出源
１３、３１３ 隔壁
３１４ 発光セル
３２２ 第３電極
３３０ 電子放出手段
３３１ 第１電極
３３２ 電子加速層
３３３ 第２電極

Claims (27)

1. 互いに対向して設けられ、その間に複数の放電セルが形成される第１基板および第２基板と、
   前記放電セル側の面である前記第１基板の内面に形成される複数の第１電極と、
   前記第１基板の内面に、前記第１電極に対応するように設けられ、湾曲した形状を有する複数の電子放出源と、
   前記放電セルの内部に充填される放電ガスと、
   前記放電セルの内壁に形成される発光体層と、
   を備えることを特徴とする、表示装置。
2. 前記電子放出源は、前記第１電極に対して平行に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記電子放出源は、酸化された多孔性シリコン、炭素ナノチューブ、ＤＬＣまたはナノワイヤからなることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記酸化された多孔性シリコンは、酸化された多孔性ポリシリコン、または酸化された多孔性非晶質シリコンを含むことを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
5. 前記放電セル側の面である前記第２基板の内面には、複数の第２電極がさらに形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記第１電極は、互いに平行に形成される一対の維持電極として構成され、
   前記第２電極は、前記一対の維持電極に対して交差するように形成されるアドレス電極として構成されることを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記第１基板と前記電子放出源との間には、前記第１電極が埋設されるように誘電体層が形成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。
8. 前記第１基板の内面は、湾曲した形状を有し、
   前記第１電極および誘電体層は、前記第１基板の湾曲した内面に形成され、
   前記電子放出源は、前記誘電体層の湾曲した表面上に形成されることを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記誘電体層と前記電子放出源との間には、ベース電極がさらに形成されることを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
10. 前記誘電体層は、前記第１基板の平坦な前記放電セル側の面に、該誘電体層の前記放電セル側の面である内面が湾曲した形状を有するように形成され、
    前記電子放出源は、前記誘電体層の湾曲した内面上に形成されることを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
11. 前記誘電体層と前記電子放出源との間には、ベース電極がさらに形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の表示装置。
12. 互いに対向して設けられ、その間に複数の放電セルが形成される第１基板および第２基板と、
    前記放電セル側の面である前記第１基板の内面に形成される複数の第１電極と、
    前記第１基板の内面に、前記第１電極の表面を露出させるように形成される誘電体層と、
    前記第１電極の露出した表面上に形成され、湾曲した形状を有する複数の電子放出源と、
    前記放電セルの内部に充填される放電ガスと、
    前記放電セルの内壁に形成される発光体層と、
    を備えることを特徴とする、表示装置。
13. 前記第１基板の内面は、湾曲した形状を有し、
    前記第１電極および前記誘電体層は、前記第１基板の湾曲した内面に形成され、
    前記電子放出源は、前記第１電極の湾曲した表面上に形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記電子放出源は、酸化された多孔性シリコン、炭素ナノチューブ、ＤＬＣまたはナノワイヤからなることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の表示装置。
15. 前記酸化された多孔性シリコンは、酸化された多孔性ポリシリコンまたは酸化された多孔性非晶質シリコンを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の表示装置。
16. 前記放電セル側の面である前記第２基板の内面には、複数の第２電極がさらに形成されることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれかに記載の表示装置。
17. 前記第１電極は、互いに平行に形成される一対の維持電極として構成され、
    前記第２電極は、前記一対の維持電極に対して交差するように形成されるアドレス電極として構成されることを特徴とする、請求項１６に記載の表示装置。
18. 所定の間隔を有して互いに対向するように設けられ、その間に複数の発光セルが形成される第１基板および第２基板と、
    前記発光セルの内部に充填される励起ガスと、
    前記発光セルの内壁に形成される発光体層と、
    前記第１基板と前記第２基板とのうち少なくとも一方の前記放電セル側の面に湾曲した形状を有して設けられ、前記励起ガスを励起させる電子を前記発光セルの内部に放出する複数の電子放出手段と、
    を備えることを特徴とする、表示装置。
19. 前記第１基板と前記第２基板とのうち少なくとも一方の前記放電セル側の面である内面は、湾曲した形状を有し、
    前記電子放出手段は、前記第１基板と前記第２基板とのうち少なくとも一方の湾曲した内面上に設けられることを特徴とする、請求項１８に記載の表示装置。
20. 前記電子放出手段から放出される電子は、前記励起ガスの励起に必要なエネルギーより大きく、前記励起ガスのイオン化に必要なエネルギーより小さなエネルギーを有することを特徴とする、請求項１８または１９に記載の表示装置。
21. 前記電子放出手段は、
    前記第１基板と前記第２基板とのうち少なくとも一方の湾曲した内面に形成される第１電極と、
    前記第１電極と離隔され、対向して設けられる第２電極と、
    前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記第２電極との間に印加する電圧によって電子を加速して前記発光セル内部に放出する電子加速層と、
    を備えることを特徴とする、請求項１８〜２０のいずれかに記載の表示装置。
22. 前記第１電極に印加する電圧をＶ１、前記第２電極に印加する電圧をＶ２とするとき、Ｖ１＜Ｖ２を満足させることを特徴とする、請求項２１に記載の表示装置。
23. 前記電子加速層は、酸化された多孔性シリコン、炭素ナノチューブ、ＤＬＣまたはナノワイヤからなることを特徴とする、請求項２１または２２に記載の表示装置。
24. 前記酸化された多孔性シリコンは、酸化された多孔性ポリシリコンまたは酸化された多孔性非晶質シリコンを含むことを特徴とする、請求項２３に記載の表示装置。
25. 前記電子放出手段が設けられていない前記第１基板または前記第２基板の前記放電セル側の面には、第３電極がさらに形成されることを特徴とする、請求項２１〜２４のいずれかに記載の表示装置。
26. 前記第１電極に印加する電圧をＶ１、前記第２電極に印加する電圧をＶ２および前記第３電極に印加する電圧をＶ３とするとき、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３を満足させることを特徴とする、請求項２５に記載の表示装置。
27. 前記第１電極に印加する電圧をＶ１、前記第２電極に印加する電圧をＶ２および前記第３電極に印加する電圧をＶ３とするとき、Ｖ１＜Ｖ２＝Ｖ３を満足させることを特徴とする、請求項２５に記載の表示装置。

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