JPH0652802A - プラズマパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラズマパネル型ディスプレースクリーンの
画像コントラストを改良する。 【構成】 一般にプラズマパネルは、発光物質粒子粒子
（ＧＬ１−ＧＬｎ）から成る光ルミネッセンス層（ＬＢ
１，ＬＶ１）を担持した正面プレートを含む。本発明の
１つの特徴によれば、発光物質粒子粒子（ＧＬ１−ＧＬ
ｎ）は１．５マイクロメートル以下の直径を有する。こ
れは先行技術と比較して発光粒子の直径の大幅な低下で
あり、従って反射係数を減少させ、その結果として画像
コントラストの改良をもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラズマパネル型ディス
プレースクリーンに関するものである。さらに詳しくは
本発明はこれらのスクリーンによって表示される画像の
コントラストの改良手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラズマパネルはガス中の光放電原理に
基づいて作動する平坦なスクリーン・ディスプレー・デ
バイスである。プラズマパネルは白黒であれカラーであ
れ、英数字画像、グラフ画像またはその他の画像の表示
のために使用される。

【０００３】種々の型のプラズマパネルがあるが、連続
モードで作動するプラズマパネルと交代モードで作動す
るプラズマパネルとに大別する事ができる。

【０００４】図１は、カラー表示する事のできる標準的
連続型プラズマパネルの概略断面図である。

【０００５】プラズマパネルは２枚の絶縁板Ｄ１、Ｄ２
を含み、これらの絶縁板はその間に、ガス混合物を充填
されたスペース３を画成する（ガス混合物の主要成分は
最も通常の場合ネオンである）。これらの絶縁板は相互
に一定間隔に、シムまたはシール（図示されず）の厚さ
によって離間されている。

【０００６】通常使用される型の構造においては各絶縁
板Ｄ１，Ｄ２は並列電極のネットワークを担持する。こ
れらの絶縁板は、２つのネットワークの間において電極
が交差するように配向されている。例えばまず第１電極
Ｄ１は、図面の面に対して垂直に延在して断面を示す行
電極として知られる電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４を担持
する。図１には簡単なため４個の電極のみを示したが、
通常はネットワークあたり１０００個またはこれ以上の
電極が使用される。さらに第２絶縁板Ｄ２は図１の面に
対して平行に延在する「列電極」と呼ばれる第２電極ネ
ットワークを担持する（１つの電極Ｘ１のみを示す）。

【０００７】各行電極と列電極との交点が放電セルを成
し、図１の実施態様においては４個のセルＣ１−Ｃ４の
みを破線の円形で示す。

【０００８】作動原理は、ガス中の放電の選択的発生
（すなわち選ばれたセルのレベルにおける放電発生）で
ある。ガス中のそれぞれの放電に伴って発光を生じ、こ
の発光は放電の開始されたセルに極限される。従って各
セルは、状態（点灯状態または消灯状態）を変更する事
のできる基本的光源を成す事ができる。従って表示され
る画像の形に対応するマトリックス中の位置を有するセ
ル列を点灯する事によって画像または所定の形状が表示
される。

【０００９】ガス中の放電によって生じる光の色はガス
の性質に依存する。しかし、第１絶縁板すなわち「正面
プレート」と同一側にある観察者（図示されず）が所望
の色の光を見るように、前記の光に対して別の色の光を
加えるのが通常である。

【００１０】そのための標準的な方法は、ガススペース
３の中に１つまたは複数の光ルミネッセンス素子を合体
するにあり、これらの素子の機能は、ガス放電によって
放出された紫外線を与えられた色の可視光線に変換する
にある。一般に、（白黒画像の場合は）発光体または所
望の色を発生するようにドーピングされた物質から成る
均一な光ルミネッセンス層を正面プレートの内側面４に
被覆する。

【００１１】カラー画像の場合、内側面４は、テレビに
使用されるいわゆる一次カラーまたは基本カラーに対応
する各色のドープト発光体から成る光ルミネッセンス素
子ＬＢ，ＬＶ列を備える。これらの光ルミネッセンス素
子はそれぞれ、その色を与える放電セルのレベルに配置
される。これらの光ルミネッセンス素子は、カラー画素
ＰＰ１，ＰＰ２の中のそれぞれの基本色に割当られた位
置に依存する反復をもって相互に継起するパタンを構成
する。用語「カラー画素」とは少なくとも２つのカラー
を含む放電セルのセットを意味する。

【００１２】図１の例において、カラー画素ＰＰ１，Ｐ
Ｐ２はそれぞれ４個の放電セルによって標準的に構成さ
れている。

【００１３】−第１画素ＰＰ１は第１および第２セルＣ
１，Ｃ２を含み、これらのセルの中にそれぞれ青用の光
ルミネッセンス素子または発光体ＬＢと、緑用の光ルミ
ネッセンス素子ＬＶとが配置されている。この第１画素
ＰＰ１はさらに、前記のセルＣ１，Ｃ２の背後に、図面
の面より奥の面に位置する他の２つのセル（図示され
ず）を含み、これらのセルの一方は赤用の光ルミネッセ
ンス素子を含み、他方のセルは緑用の光ルミネッセンス
素子を含む。

【００１４】−同様に、まず第２画素ＰＰ２はそれぞれ
青用の光ルミネッセンス素子または発光体ＬＢと、緑用
の光ルミネッセンス素子ＬＶとを含む第３および第４放
電セルＣ３，Ｃ４によって構成され、次に図１の面より
深い面の他の２つの放電セルを含む。

【００１５】図１に図示の例においては、図示のように
光ルミネッセンス素子ＬＢ，ＬＶは行電極Ｙ１乃至Ｙ４
に対向するアパチュア５を備える。これらのアパチュア
５は、放電を促進するために行電極をガススペースと接
触させるように設計されている。これらのアパチュア５
は、交差電極Ｘ１とＹ１乃至Ｙ４の対向面の間の区域に
のみ形成されている事に注意しなければならない。

【００１６】交代型プラズマパネルについては、これら
のプラズマパネルは「点灯」状態および「消灯」状態を
識別する必要のある放電セルのみをアドレス指定する事
のできるメモリ効果を有する。この型のパネルにおいて
は電極は絶縁材料によって被覆され、もはやガスと接触
しない。

【００１７】一部の交代型プラズマパネルは、例えばト
ムソン−ＣＳＦの特許第２，４１７，８４８号に記載の
ように、２つの交差電極のみを使用して１つのセルを画
成する。

【００１８】また、１つの電極を画成するために３以上
の電極を使用する「共面支持」電極という交代型プラズ
マパネルが公知である。またすべての電極が同一絶縁板
によって担持され従ってガススペースに対して同一側面
に配置される型の交代型プラズマパネルも公知である。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】陰極線管（またはＣＲ
Ｔ）に対してこれらのすべてのプラズマパネルの有する
利点は非常にコンパクトであって平坦なスクリーンを有
する事である。

【００２０】しかし１つまたは複数の発光体を有するス
クリーンを持つプラズマパネルは、ＣＲＴと比較して、
高い反射係数を有し、比較的明るい環境において見られ
た時にコントラストの不十分な画像を生じる欠点があ
る。

【００２１】図１において、まず正面プレートＤ１の方
に向けられた矢印ＥＡはこの正面プレートに対する外部
の入射光線を示し、次に正面プレートＤ１から出た第２
の矢印Ｌｒは反射を示す。最後に、第３矢印Ｌｅはスク
リーンの固有輝度（すなわちゼロ外部照明におけるスク
リーンの輝度）を示す。

【００２２】プラズマパネルスクリーンまたはＣＲＴス
クリーン（後者も発光体物質層を有する）はいずれも多
少とも外部照明の散乱を生じる。そのコントラスト比Ｃ
＝Ｌｅ／Ｌｒ（固有輝度Ｌｅと逆散乱輝度Ｌｒとの比
率）は実際上、その固有輝度Ｌｅとその反射係数ｒとの
比（Ｌｅ／ｒ）に比例する。

【００２３】プラズマパネルスクリーンとＣＲＴスクリ
ーンの発光体層に関する類似性の故に、これらの２つの
型のスクリーンにおいてこれらの発光体層は類似のテク
ノロジーによって構成される。従って、プラズマパネル
のコントラストを改良するために、ＣＲＴの場合と同様
のアプローチが使用される。

【００２４】ＣＲＴの場合、その光収率は（追加エネル
ギーコストを使用しても）フィルタ（中性またはカラ
ー）を使用するアプローチを採用するのに十分である。
特に、固有輝度Ｌｅと逆散乱輝度とに作用してこの輝度
を大幅に減少させるフィルタを使用する事ができる。

【００２５】しかし、フィルタシステムは輝度の損失を
生じ、これは十分な動的輝度範囲を保存するだけの光エ
ネルギーの貯蔵を必要とする。プラズマパネルは、その
低い光収率の故に、光エネルギーの貯蔵を有する事がで
きない。

【００２６】しかし、カラーフィルタを備えた三色プラ
ズマパネル構造がテツオ・サカイの論文「超低反射を有
するテレビディスプレーのガス放電カラーパネル」（Ｎ
ＨＫ研究所、レポート第３８０号、１９９０、５月）に
記載されている。しかしその顕著な改良にも関わらず、
コントラストはＣＲＴにおけるよりもはるかに低い事が
観察された。

【００２７】現在のプラズマパネルにおいては、発光体
物質の層、すなわち図１の実施例における光ルミネッセ
ンス素子ＬＢ，ＬＶの層は、ＣＲＴより少し薄い厚さＥ
（１０ミクロンのオーダ）の厚い粉末層によって構成さ
れる。

【００２８】素子ＬＢ，ＬＶの発光体層は数単位層のほ
とんど球形の粒子Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，．．．．，Ｇｎか
ら成る。（「単位層」とは、１粒子のみを含む厚さを有
し、支持体の面に対して実質的に平行な面の中に順次に
配置された粒子から成る層である）。発光体粒子Ｇ１乃
至Ｇｎは一般に４マイクロメートルのオーダの平均直径
を有し、１マイクロメートルから３０マイクロメートル
までの相当大きな変動または分散を有する。

【００２９】出願人は、このような直径値の分散が粒子
の無秩序な配列を生じ、その結果、適当な光収率を保持
するのに十分なカバリングレートを得るためには相当の
厚さ（すなわち数単位層の厚さ）を有する必要がある事
を発見した。（カバリングレートが大きいほど、放電に
よって放射される紫外線のピックアップ割合が大にな
る）。

【００３０】また出願人は、光ルミネッセンス層の厚さ
（従って粒子数）が増大するに従ってカバリングレート
（故に光収率）が増大するが不幸にして反射係数ｒも同
時に増大する事を発見した。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明は、正面プレート
（観察者の側面に配置された絶縁板）が単数または複数
の発光体層を有する型のプラズマパネルに関するもので
ある。本発明の目標は、光収率または動的輝度範囲を低
下させる事なく、比較的明るい環境条件においてＣＲＴ
のコントラストとなるようにプラズマパネルの画像コン
トラスト品質を増大するにある。

【００３２】そのため、本発明は先行技術の粒子よりは
るかに小さい直径を有する発光体粒子によって単数また
は複数の光ルミネッセンス層を形成しようとするにあ
る。このようにして、第１に非常に高い透明度と、第２
に薄い発光体層による高いカバリングレートとを有する
単数または複数の光ルミネッセンス層を製造する事がで
きる。

【００３３】プラズマパネルの場合には紫外線領域（主
として１５０ｎｍ乃至２００ｎｍ）の励起放射線がＣＲ
Ｔの場合の電子を吸収するに必要な厚さよりはるかに薄
い発光体層の中に吸収されるのであるから、このプラズ
マパネルの場合には非常に厚い光ルミネッセンス層の代
わりに薄い層を使用する事ができる。

【００３４】従って本発明は、正面パネルとバックパネ
ルとを備え、これらのパネルの間にガススペースを備
え、正面パネルは少なくとも１つの光ルミネッセンス層
を有するプラズマパネルにおいて、光ルミネッセンス層
が１．５マイクロメートル以下の直径の発光物質粒子に
よって構成されるプラズマパネルに関するものである。

【００３５】

【実施例】図２は本発明によるプラズマパネル１０を示
す。説明を簡単にするため、プラズマパネル１０は図１
のものと同一型、すなわち三色画像を表示するように設
計されたＤＣ型のものとする。このプラズマパネルは正
面パネルＤ１とバックパネルＤ２とを有し、これらのパ
ネルの間にガススペース３が形成されている。

【００３６】正面パネルＤ１は行電極または列電極のネ
ットワークを担持し、その４電極Ｙ１乃至Ｙ４のみを示
す。バックパネルＤ２は列電極のネットワークを担持
し、単一の列電極Ｘ１のみを示す。列電極は行電極Ｙ１
乃至Ｙ４に対して直交する。

【００３７】列電極Ｘ１と行電極Ｙ１乃至Ｙ４の各交点
は放電セルＣ１乃至Ｃ４を成し、この放電セルに対し
て、所定の色に対応する発光物質から成る光ルミネッセ
ンス素子ＬＢ１、ＬＶ１が割当られる。

【００３８】光ルミネッセンス素子ＬＢ１，ＬＶ１は正
面プレートＤ１の内側面４上に、行電極および列電極Ｙ
１−Ｙ４，Ｘ１と同一ピッチで配置されている。

【００３９】図示の実施例においては、図１の場合と同
様に、第１および第２放電セルＣ１，Ｃ２は第１カラー
画素ＰＰ１に所属し、第３および第４放電セルＣ３，Ｃ
４は第２カラーセルＰＰ２に所属する。

【００４０】放電セルＣ１とＣ３は青に定心された放射
線を放出する発光素子ＬＢ１を含み、放電セルＣ２とＣ
４は緑に定心された放射線を放出する発光素子ＬＶ１を
含む。図１の場合と同様に、カラー画素ＰＰ１，ＰＰ２
はそれぞれ４セルから成り、各画素は図２の面より奥の
面に配置された他の２セル（図示されず）を含み、その
一方のセルは赤の発光素子を含み、他方のセルは緑の発
光素子を含む。

【００４１】本発明の特徴によれば、光ルミネッセンス
素子ＬＢ１，ＬＶ１は１．５マイクロメートルより小さ
い直径ｄ１の発光粒子ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ
３，．．．，ＧＬｎによって構成される。さらに詳しく
は、発光粒子ＧＬ１−ＧＬｎによって紫外線を可視光線
に変換する効率を増進するため、同一光ルミネッセンス
素子中のこれらの粒子の平均直径は好ましくは、義務的
ではないが、０．０５−０．５マイクロメートルの範囲
内とする。好ましくは発光物質粒子ＧＬ１−ＧＬｎが光
ルミネッセンス層ＬＢ１，ＬＶ１を成し、また好ましく
は（義務的ではないが）この光ルミネッセンス層は０．
８マイクロメートル以下の厚さを有する。同一の光ルミ
ネッセンス素子ＬＢ１，ＬＶ１の発光粒子の直径の分散
が小である事が好ましく、例えば平均直径の＋２５％の
分散とする（すなわち、平均直径１．２マイクロメート
ルの粒子から成る層において１．５マイクロメートルの
最大直径ｄ１の粒子を含有）。好ましい実施態様におい
ては、光ルミネッセンス層ＬＢ１，ＬＶ１を構成する発
光粒子ＧＬ１−ＧＬｎの９０％が平均粒子直径の±２５
％の範囲内の直径を有する。

【００４２】先行技術と比較して、はるかに小さい直径
の粒子によって光ルミネッセンス層ＬＢ１，ＬＶ１を形
成する事は反射係数を低下させる傾向がある。先行技術
と同一の環境照明において、逆散乱輝度Ｌｒははるかに
低く、固有輝度Ｌｅは不変または高くなり、その結果と
してコントラスト比Ｃが向上する。

【００４３】各発光物質粒子ＧＬ１−ＧＬｎがさらに透
明となり周囲光線をガススペース３の中にさらに効率的
に進入させたかのように全体プロセスが進行する。この
事は部分的にはＭＩＥ理論によって説明される事を注意
しよう（特にペルガモン・プレス、Principles of Opti
cs 、Third Revised Edition 1964-1965 中に発表され
たボーンおよびウオルフの"Diffraction By a Conducti
ng Sphere (Dielectric Sphere K---->O): Theory of M
IE" 参照）。ＭＩＥの理論は誘電性粒子による光散乱を
取り扱う。この理論によれば、入射光線の平均波長の１
／３のオーダの直径を有する球形粒子（すなわち、白色
光の波長、約５００ｎｍに対して、１５０ｎｍの直径の
粒子）は、同一形状であるが約５マイクロメートルの直
径を有する粒子の1/1000の光を散乱させる。

【００４４】さらに、発光物質粒子ＧＬ１−ＧＬｎの直
径の低分散の故に、小数の粒子単位層をもって高いカバ
リングレートを得る事ができ（これは光収率にとって本
質的である）、従って光ルミネッセンス素子の厚さＥ１
が薄くなり、これが「正面」輝度を増大する（正面輝度
とは、光ルミネッセンス素子ＬＢ１，ＬＶ１を形成する
発光物質粒子ＧＬ１−ＧＬｎによって後方に、すなわち
バックプレートに向かって放射される光の後方輝度に対
して、これらの粒子によって前方に、すなわち正面プレ
ートＤ１に向かって放射される光の輝度）。正面輝度は
正面プレートＤ１から出る輝度であるので、後方輝度を
前方に反射する手段が存在しなければ、固有輝度Ｌｅを
構成する。その結果コントラスト比が改良される。

【００４５】本発明による光ルミネッセンス素子ＬＢ
１，ＬＶ１の場合、直径分散が低いので、これらの素子
は小数の、例えば２または３層に構成する事ができ、す
なわち光ルミネッセンス素子の厚さＥ１は図２の実施例
のように２単位層のみを有する。さらにこの場合、図２
に図示のように光ルミネッセンス素子ＬＢ１，ＬＶ１の
厚さＥ１は行電極Ｙ１−Ｙ４の厚さより大ではない。最
大平均直径の場合でも、この厚さは２マイクロメートル
の厚さに対応する。これは先行技術の発光体の厚さより
はるかに低い。

【００４６】全体として、本発明は先行技術に対してコ
ントラスト比において１０の利得を生じる（外部照明２
００ルックスにおいてＣは１０から１００に達する）。

【００４７】図２に図示の本発明のプラズマパネルの実
施例において、各放電セルＣ１−Ｃ４は発光物質から成
るアイレット（islet ）またはブロック状の光ルミネッ
センス素子ＬＢ１，ＬＶ１を備える。発光物質は各セル
Ｃ１−Ｃ４に割当られた色に対応して相違する（または
相異なるドーピングを受ける）。しかし本発明は、正面
プレートＤ１の内側面４が均一の連続層によって被覆さ
れた場合、すなわちすべての放電セルについて同一色を
放射する場合にも適用される。

【００４８】また本発明は共面支持体を使用しまたは使
用しない交互型プラズマパネルについても適用され、ま
たセルを構成する電極がガススペースの両側に配置され
ている場合にも、電極がこのガススペースの同一側面に
配置されている場合にも適用される。

【００４９】ＣＲＴまたはプラズマパネルにおいて現在
まで使用されている発光物質層および発光粒子は一般に
酸化物前駆体から固相で得られる。このようにして得ら
れた粒子は一般に４マイクロメートル以上の直径を有す
る。

【００５０】本発明の光ルミネッセンス層ＬＢ１，ＬＶ
１を得るための非常に小さい粒径の発光物質は望ましく
はそれ自体公知のゾル−ゲル法と呼ばれる方法によって
得られる。この方法は液状前駆体（一般にアルコキシ
ド）によって粒子を合成するにある。この方法は溶液の
ｐＨによって直径を制御される非常に微細なマイクロ粒
子を製造するために非常に効果的である。

【００５１】また制御された直径を有する微細粒子を得
るために標準的液相共沈法を使用する事ができる。しか
しこれらの方法は、ゲルまたは無定形沈澱物を単結晶粒
子に変換するため、ゾル−ゲル法の場合には流動床中の
強い加熱、共沈法の場合には制御ガス中の加熱などの比
較的微妙なしかし公知の技術を使用する必要のある事を
注意しなければならない。

【００５２】ルミネッセンス薄層を製造するために使用
する事ができ特にＣＲＴに応用できる「ゾル−ゲル」法
は欧州特願第０，２３２，９４１号公開明細書に記載さ
れている事を注意しよう。

【００５３】前記の方法のいずれも、０．０１マイクロ
メートル乃至０．５マイクロメートルさらに１マイクロ
メートルまたはこれ以上の直径の発光粒子を直径値の低
分散をもって製造するために容易に使用する事ができ
る。

【００５４】しかしこのような発光粒子を例えばガス相
中の成長によって製造する事もできる。

【００５５】所望の粒径を有する発光粒子は、それ自体
公知の先行技術の三色ＣＲＴまたはプラズマパネルの場
合と同様の方法、例えば下記の技術を使用して正面プレ
ートＤ１の内側面４上に付着させる事ができる。

【００５６】−シルクスクリーン印刷、 −スプレーガンによる噴霧 −いわゆるスピン被覆法など。

【００５７】発光層中の島状パタンの製造はマイクロリ
ソグラフィー法によって実施する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術のプラズマパネルの断面図。

【図２】本発明による発光体素子を担持する正面プレー
トを有するプラズマパネルの図１と類似の断面図。

【符号の説明】

３ スペース １０ プラズマパネル Ｄ１ 正面プレート Ｄ２ バックプレート ＬＢ１，ＬＶ１ 光ルミネッセンス素子（層） Ｇ１−Ｇｎ，ＧＬ１−ＧＬｎ 発光物質粒子 ｄ１ 発光物質粒子ＧＬ１−ＧＬｎの直径 Ｘ１ 列電極 Ｙ１−Ｙ４ 行電極 Ｃ１−Ｃ４ 放電セル ＰＰ１，ＰＰ２ カラー画素 ＥＡ 入射光線 Ｌｒ 反射光線 Ｌｅ 固有輝度 Ｅ，Ｅ１ 光ルミネッセンス層の厚さ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正面プレートとバックプレートとを有し、
   その間にガススペースを備え、前記正面プレートは少な
   くとも１つの光ルミネッセンス層を含むプラズマパネル
   において、前記光ルミネッセンス層は１．５マイクロメ
   ートル以下の直径を有する発光物質粒子によって構成さ
   れる事を特徴とするプラズマパネル。
2. 【請求項２】光ルミネッセンス層は、相互に分離された
   島状の光ルミネッセンス要素に分割され、また前記プラ
   ズマパネルは放電セルを含み、各放電セルがそれぞれの
   色に対応することを特徴とする請求項１に記載のプラズ
   マパネル。
3. 【請求項３】前記光ルミネッセンス要素は相異なる色に
   対応する少なくとも２つの型の要素を含むことを特徴と
   する請求項２に記載のプラズマパネル。
4. 【請求項４】カラー画像を形成するため、前記光ルミネ
   ッセンス要素は相異なる色に対応する少なくとも３つの
   型の要素を含むことを特徴とする請求項２に記載のプラ
   ズマパネル。
5. 【請求項５】前記光ルミネッセンス層は２マイクロメー
   トル以下の厚さを有することを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれかに記載のプラズマパネル。
6. 【請求項６】前記光ルミネッセンス層を構成する粒子の
   ９０％はこれらの粒子の平均直径の＋２５％の範囲内の
   直径を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
   かに記載のプラズマパネル。
7. 【請求項７】前記光ルミネッセンス層は０．０５マイク
   ロメートル乃至０．５マイクロメートルの範囲内の直径
   を有する発光粒子によって構成されることを特徴とする
   請求項１乃至６のいずれかに記載のプラズマパネル。
8. 【請求項８】前記光ルミネッセンス層は０．８マイクロ
   メートル以下の厚さを有することを特徴とする請求項１
   乃至７のいずれかに記載のプラズマパネル。