JP2633348B2 - プラズマ表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、マトリックス状に配列された多数のストラ
イプ状電極の各立体交差部にドット状の放電領域を設定
し、各放電領域に設けた蛍光体膜を当該放電領域で生じ
た紫外線で励起発光させるプラズマ表示装置に関するも
のである。

従来の技術 多数のストライプ状電極をXYマトリックス状に配列し
て、その立体交差部にドット状の放電領域を設定したプ
ラズマ表示装置は、発光表示用情報パルスの到来によっ
て当該放電領域が遅滞なく確実に表示放電動作をしなけ
ればならない。放電の開始を円滑ならしめるイオンまた
は電子の荷電粒子が放電空間に存在していないと放電の
開始が遅れたり、ミス放電を生じたりする。このような
不都合をなくすために、直流点灯形式のプラズマ表示装
置では、種火放電と称する補助放電を生じさせることに
よってこの種の課題を解決させている。

かかる補助放電方式は特公昭61−30279号公報等に開
示されているように、陽極と陰極との間の浮遊容量を利
用して行うことができ、情報パルスの到来の有無にかか
わらず常に弱い補助放電の走査を行わしめる構成となる
ので、いかなる位置の放電領域に表示用の情報パルスが
到来しても、遅滞なく表示放電動作を開始させることが
できる。

かかる補助放電方式は、表示パネルやその駆動回路の
構成面からみても、他方式に比して簡単で低コストで実
施できるので、現在実用化されているプラズマ表示装
置、主としてネオンガスによる放電でオレンジ色の発光
表示をなすプラズマ表示装置に採用されている。

発明が解決しようとする課題 一方、市場では在来のネオン放電によるオレンジ色以
外の発光色、たとえばグリーン、アンバーもしくはホワ
イトなどのモノカラーまたはマルチカラーでの発光表示
が可能なプラズマ表示装置の出現を望む声が強い。

このようなプラズマ表示装置は、紫外線放射率の高い
キセノン系ガスを放電ガスとして用い、表示放電時に生
じた紫外線で当該放電領域の蛍光体膜を励起発光させる
ことで基本的に実現可能である。

しかし、蛍光体膜を励起発光させる構成であってもガ
ス放電動作が基盤になるので、円滑な表示動作を得るた
めには補助放電手段が必要となる。そこで、前述のよう
な浮遊容量利用の補助放電走査方式を適用することか考
えられるが、補助放電によって生じる発光の輝度、すな
わち背景輝度がかなり明るいので、表示コントラスト比
（表示輝度／背景輝度）が低く、発光表示を読みとりに
くいものとなる。たとえば、ネオン放電を利用した在来
のオレンジ色発光プラズマ表示装置のコントラスト比は
10:1であるのに、蛍光体膜励起発光形式のプラズマ表示
装置におけるコントラスト比は2.5〜6:1となる。実験に
よると、コントラスト比が10:1以上であれば発光表示は
明瞭に判別できる。コントラスト比6:1では判別はでき
るがかなり見にくいものとなり、コントラスト比2.5:1
では判別がほとんど不能となる。

本発明の目的とするところは、補助放電手段を備えな
がら高コントラスト比での発光表示動作を得ることので
きる蛍光体膜励起形式プラズマ表示装置を提供すること
にある。

在来の補助放電手段を適用した蛍光体膜励起形式プラ
ズマ表示装置のコントラスト比の低い理由は、ガス放電
で生じる紫外線放射のメカニズムに由来している。すな
わち、第５図の（ａ）に模式的に示したように、情報パ
ルスが印加される表示放電期間BCでの可視発光の輝度は
AFDの経過をたどるのに対し、紫外発光の輝度は放電開
始直後の過渡期数マイクロ秒の間で高いものの、その後
安定化したグロー放電に移行して急減するので、AF′
Ｄ′の経過をたどる。したがって、補助放電用パルスが
印加される期間をBEとすると、在来のオレンジ色発光プ
ラズマ表示装置でのコントラスト比はABCD/ABEF≒10/1
となる。一方、紫外発光を利用する蛍光体膜付きプラズ
マ表示装置ではABCD′/ABEF′＝2.5〜6/1となるので必
然的に低くなる。

課題を解決するための手段 本発明によると、一方向に配列されたストライプ状の
第１電極群と、同電極群に交差する方向に配列されたス
トライプ状の第２電極群との立体交差部にドット状の放
電領域を設定し、この放電領域のそれぞれに蛍光体膜を
設けるとともに、誘電体層で覆われた第３電極を前記第
２電極群の背面側に設けてなる電極構体を、キセノンを
含む放電ガスとともに外囲器内に密封入してなり、前記
第１電極群と前記第２電極群との間で表示放電動作が行
われない垂直ブランキング期間内に、前記第１電極群と
前記第３電極群との間に印加したパルス電圧により前記
誘電体層の露出表面を荷電せしめ、表示放電動作期間に
第２電極群を順次走査するのに伴う前記荷電の逐次放出
により補助放電動作させる。

作用 誘電体層の露出表面の荷電は、垂直ブランキング期間
内に第１電極群と第３電極群との間に一つのトリガパル
スを印加することによって得ることができる。この荷電
は誘電体層の容量に充電するものであるので、誘電体層
に電荷が蓄積されると直ちに終了するごく短時間に行わ
れるものである。かくして得られた壁電荷は第２電極群
の電極間に分布するが、第２電極群が負電位で線順次走
査されていく過程において同電極との間で逐次に放電さ
れていき、表示放電に必要な電荷粒子が放電空間に供給
される。

かかる補助放電は、誘電体層表面の壁電荷が、隣接す
る第２電極との間で放電されることによって行われるも
のであるため、第１電極（陽極）と第２電極（陰極）と
の間で生成せしめる在来の補助放電に比べてきわめて微
弱であり、その輝度は表示放電発光の輝度に対して第５
図の（ｂ）に示すような関係となる。すなわち、表示放
電の発光輝度の時間積分値ABCD′に対し、補助放電の発
光輝度の時間積分値Ａ″BE″がきわめて小さくなり、コ
ントラスト比ABCD′/A″BE″＝100/1以上の達成が可能
となる。

実施例 つぎに、本発明を図面に示した実施例とともにさらに
詳しく説明する。

第１図は本発明に係るプラズマ表示装置の１表示単位
の断面構造を示すもので、ガラスからなる前面基板１の
内面上に膜状に遮光マスク２と、一方向に配列された透
光性ストライプ状の陽極たる第１電極３とが付設されて
いる。また、ガラスからなる背面基板４の内面上には第
３電極５が付設されており、第３電極５を覆う誘電体層
６の表面上にはストライプ状の陰極たる第２電極７が、
第１電極３と交差する方向に配設されている。第１電極
３と第２電極７とは誘電体製の隔壁８をスペーサとして
離隔しており、第１電極３と第２電極７との立体交差部
にドット状の放電領域９が設定されている。放電領域９
内にはクセノンを含む放電ガスが封入されており、第１
電極３の表面上にカラー表示のための蛍光体膜10がドッ
ト状に付設されている。

第３電極５は抵抗値の小さい導電性材料たる金、ニッ
ケル、アルミニウム、銅もしくは銀等の金属またはITO
等の金属酸化物を素材に用い、表示面全域におよぶ面積
に実質的に膜状に形成されている。また、誘電体層６は
酸化アルミニウムまたは酸化けい素等の誘電体材料を含
むほう酸鉛系低隔点ガラスペーストを厚膜印刷し、焼成
加工することにより得たもので、膜厚40〜60ミクロンに
形成されている。隔壁８は絶縁体ペーストの厚膜印刷を
繰返して厚さ100〜200ミクロンに仕上げられている。放
電ガスはヘリウムおよびキセノンを含む二元系混合ガス
もしくは三元系混合ガスまたはキセノン単独ガスをガス
組成に応じて10〜500Torrで封入されている。

このように構成された表示パネルを用いて前述のよう
な補助放電および表示放電を行なわせると、プラズマ放
電11によって放射された紫外線12で蛍光体膜10が励起発
光し、蛍光体固有の波長の可視光13に変換されてカラー
表示が行なわれる。

第２図および第３図は補助放電のプロセスを模式的に
示したもので、第４図はその波形とタイミングチャート
とを示すものである。トリガーセッティングの段階では
第２図に示すように、垂直ブランキング期間内に第１電
極３と第３電極５との間に300〜400V_P-Pのトリガパルス
V_Tを印を印加する。印加パルスの電圧極性は第３電極５
側が負になるようにする。そうすると、誘電体層６の露
出表面に正の壁電荷が生じる。

トリガー放電の段階では、多数の第２電極７を負パル
スV_Kで線順次で走査する。前述のトリガセッティングで
生じた正の壁電荷は負パルスによる線順次走査に伴い、
対応する電極との間で順次にトリガ放電（補助放電）を
する。すなわち、荷電粒子を当該放電領域に発生して発
光表示用入力パルスの到来に備える。なお、第４図には
多数の第２電極がイニシャルＫで、第１電極がＡでそれ
ぞれ示してある。

このように表示パネルの全ドット状放電領域にわたっ
てトリガーセッティングとトリガー放電とを繰返して
も、壁電荷を利用したかかる補助放電はきわめて微弱な
ので、背景輝度としても非常に低く、表示のコントラス
ト比100/1以上を容易に達成できる。

つぎに、各部の構成と補助放電動作とを具体的数値例
とともに説明すると、ストライプ状の第１電極はITOを
素材として前記基板上に配列ピッチ0.3mmで640を形成す
ることができる。また、ストライプ状の第２電極はニッ
ケルを素材した厚膜印刷加工により、背面基板上に配列
ピッチ0.36mmで400本を形成することができる。そし
て、両電極の立体交差部の放電領域にグリーン色発光の
ドット状蛍光体膜を設けて、400×640＝256,000個の表
示単位を有するカラープラズマ表示装置を作成すること
ができる。背面基板上に配設される第３電極は、厚膜印
刷および焼成によって形成でき、その素材にアルミニウ
ムを用いることができる。第３電極を覆う誘電体層は、
酸化アルミニウム粉末を含むほう酸鉛低融点ガラスを60
ミクロンの厚さに厚膜印刷し焼成して形成でき、誘電体
隔壁は絶縁体ペーストの厚膜印刷を繰返して130ミクロ
ンに仕上げることができる。放電ガスはHe−Kr−Xeに三
元系混合ガス400Torrのものと、Xe単独で70Torrのもの
との２種類をテスト対象にした。トリガセッティングに
用いたトリガーパルスは350V_P-Pである。

He−Kr−Xe三元系混合ガスの容量比は、He93％、Kr5
％、Xe2％に設定することができる。Xeの容量比は２±
0.5％の範囲で選択できる。

かかるプラズマ表示装置のコントラスト比は下表に示
すようなものとなり、その飛躍的な改善成果は独自の補
助放電方式を適用した結果である。

発明の効果 本発明は以上のように構成されるので、補助放電手段
を備えながら高コントラスト比での発光表示動作を得る
ことのできる蛍光体膜励起形式プラズマ表示装置を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したプラズマ表示装置の１表示単
位の側断面図、第２図および第３図はそれぞれ同装置の
動作を説明するための側断面図、第４図は同動作説明に
おける信号のタイミングチャート、第５図の（ａ），
（ｂ）は紫外線放射のメカニズムを説明するための発光
輝度特性図である。 １……前面基板、３……第１電極、４……背面基板、５
……第３電極、６……誘電体層、７……第２電極、９…
…放電領域、10……蛍光体膜。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方向に配列されたストライプ状の第１電
   極群と、同電極群に交差する方向に配列されたストライ
   プ状の第２電極群との立体交差部にドット状の放電領域
   を設定し、この放電領域のそれぞれに蛍光体膜を設ける
   とともに、誘電体層で覆われた第３電極を前記第２電極
   群の背面側に設けてなる電極構体を、キセノンを含む放
   電ガスとともに外囲器内に密封入してなり、前記第１電
   極群と前記第２電極群との間で表示放電動作が行われな
   い垂直ブランキング期間内に、前記第１電極群と前記第
   ３電極群との間に印加したパルス電圧により前記誘電体
   層の露出表面を荷電せしめ、表示放電動作期間に第２電
   極群を順次走査するのに伴う前記荷電の逐次放出により
   補助放電動作させることを特徴とするプラズマ表示装
   置。