JPH11103431A - 3成分混合ガスの充填されたカラープラズマディスプレイパネル - Google Patents

3成分混合ガスの充填されたカラープラズマディスプレイパネル

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JPH11103431A
JPH11103431A JP10181207A JP18120798A JPH11103431A JP H11103431 A JPH11103431 A JP H11103431A JP 10181207 A JP10181207 A JP 10181207A JP 18120798 A JP18120798 A JP 18120798A JP H11103431 A JPH11103431 A JP H11103431A
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gas
discharge
xenon
plasma display
helium
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JP10181207A
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Choshu Ko
長秀 河
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J15/00Gas-filled discharge tubes with gaseous cathodes, e.g. plasma cathode
    • H01J15/02Details, e.g. electrode, gas filling, shape of vessel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/10AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
    • H01J11/12AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma with main electrodes provided on both sides of the discharge space
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    • H01J11/20Constructional details
    • H01J11/50Filling, e.g. selection of gas mixture

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス組成を改良して長い寿命、低動作電圧、
適当な発光輝度、及び適当な色純度を良好化する3成分
混合ガスが充填されたカラーPDPを提供する。 【解決手段】 本発明の3成分混合ガスの充填されたカ
ラーPDPは、相互平行な第1、第2基板の周辺を密封
して放電ガス内蔵空間を形成し、前記基板中の少なくと
も一基板の内面上に放電ガス放電用の電極を有し、前記
ガス放電にて発生する紫外線光によって励起される蛍光
層を有するPDPにおいて、前記放電ガス内蔵空間に充
填されたガスはキセノン(Xe)、ヘリウム(He)、
及びネオン(Ne)の3成分混合ガスであり、このうち
キセノンの濃度とヘリウムの濃度は同一であることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマディスプレ
イパネル(以下PDP)の放電ガスの改善に関し、特に
蛍光体層を励起させることでカラーを表示できる、放電
ガスのガス組成の改良に適当な3成分混合ガスが充填さ
れたカラーPDPに関する。
【0002】
【従来の技術】通常、DC或いはACにより駆動され、
ガス放電によって発生される紫外線光を用いる多様な形
態のPDPは、特に文字のみならず映像表示用として広
く用いられてきた。
【0003】カラー表示は、放電パネル内に様々な種類
の蛍光体層を形成した後、係ったガス放電にて発生した
紫外線光によって各蛍光体層を励起させることにより達
成されることが知られている。図1及び図2に示すPD
Pの構造、及び米国特許第4、638、218号に記述
されたように表面放電(以下、面放電とする)を用いる
典型的な形態は、様々な蛍光物質を使用してカラーPD
Pを具現して達成する。
【0004】この類のカラーPDPにおいて、基本的に
放電電極30、40、60、70は2つの基板が対をな
してパネル封合せ体を構成した基板のうち第1基板1上
にのみ構成されており、対向する上部基板2の内面上に
はガス放電にて発生される紫外線光によって励起される
蛍光体層8が形成されている。従って、各々の蛍光体層
8により決定された色が発光される。ガス放電用の電極
は、上部基板1上において相互直交するX、Y方向に分
離配置されている。この電極30、40、50、60、
70の表面は酸化マグネシウムMgO等の高い2次電子
放出率を有する保護層10で被覆されている。
【0005】このような形状により、蛍光体層8が、放
電ガス内で生成されたイオンの直接的な衝撃に起因して
劣化されることがない。このため、このような形状は、
蛍光体層の寿命を延長させるために今に至るまで使用さ
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】可視光を発光させるよ
うに蛍光体層を励起させるための紫外線光を発光させる
放電ガスについては、米国特許第4、085、350号
に公知されたように、広範囲に研究されてきた。発光色
の純度を重要視する多重色表示用のガスには、主として
ヘリウムガスとキセノンガスの2成分混合ガス(He+
Xe)が用いられることが知られている。
【0007】キセノンガスは、ペニング効果(penning e
ffect)として広く知られており、放電持続電圧だけでな
く放電開始電圧を低めるために使用される。このガス成
分における重いキセノンイオンは電極上に被覆された酸
化マグネシウム(MgO)表面層に衝撃を加える。前記
酸化マグネシウム層はイオン衝突により迅速に劣化さ
れ、このためPDPの動作寿命が短縮される。
【0008】従来の3成分ガスの中のキセノンガスは一
定に0.2%混合され、ガス圧力は600Torrであ
る。ここで使用される蛍光体層8は、全表面上に均一に
被覆される広範囲に使用される緑色蛍光物質のPIGI
(Zn2SiO4:Mn)である。もし、セル内に5%以
上のアルゴンガスが存在する場合、ネオンガスの放電か
らオレンジ色の可視発光色成分が除去され、輝度が良好
に改善される。アルゴンガスが80%以上である範囲
で、動作電圧は高くなり、駆動回路の費用が増加し、発
光効果が向上する。このため、このような組成の範囲は
実用上適しない。
【0009】ここで、ヘリウムよりも重いアルゴンガス
をキセノンガスに混合して3成分混合ガス(He+Ar
+Xr)に組成すると、酸化マグネシウムの表面に衝撃
を加えるキセノンイオンのエネルギーを低めるのに非常
に効果的である。しかし、この3成分混合ガスは動作電
圧を増加させるという問題点があった。
【0010】又、2成分混合ガス(He+Xe)は、
R、G、Bの蛍光体のうち何れか一つの蛍光体を励起さ
せてこれを表示するために使用されてきた。しかし、ネ
オンガス放電時のオレンジ色の可視光は色純度を劣化さ
せる。
【0011】実用化時に、PDPにおいて長い寿命、低
動作電圧、充分な発光輝度、及び充分な色純度は全て大
切な必要条件である。しかし、従来の技術は何れもこの
必要条件を同時に満たすことはできなかった。
【0012】本発明の目的は、ガス組成を改良して長い
寿命、低動作電圧、適当な発光輝度、及び適当な色純度
を良好化する3成分混合ガスが充填されたカラーPDP
を提供することにある。
【0013】本発明の他の目的は、輝度の相対比を高
め、紫外線の強さを増加させる3成分混合ガスが充填さ
れたカラーPDPを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の特徴は、キセノン、ヘリウム、及びネオン
の混合ガスから組成される放電ガスが紫外線光を放射さ
せることで蛍光体を励起させて発光させるPDPのセル
らの放電ガス中に、同一の組成比のキセノンガスとヘリ
ウムガスにネオンガスをさらに混合することにある。
【0015】本願発明の3成分混合ガスの充填されたカ
ラープラズマディスプレイパネルは、相互平行な第1、
第2基板の周辺を密封して放電ガス内蔵空間を形成し、
前記基板中の少なくとも一基板の内面上に放電ガス放電
用の電極を有し、前記ガス放電にて発生する紫外線光に
よって励起される蛍光層を有するプラズマディスプレイ
パネルにおいて、前記放電ガス内蔵空間に充填されたガ
スはキセノン(Xe)、ヘリウム(He)、及びネオン
(Ne)の3成分混合ガスであり、このうちキセノンの
濃度とヘリウムの濃度は同一であり、このことにより上
記目的が達成される。
【0016】前記放電ガス中の前記キセノンガスの濃度
は5〜25%以下であってもよい。
【0017】前記キセノンガスの濃度は5〜10%以下
であってもよい。
【0018】前記放電ガスの組成は、400〜550T
orrの圧力でキセノン+ヘリウム+ネオンの混合ガス
からなってもよい。
【0019】前記組成比は、キセノン(5〜10%)+
ヘリウム(5〜10%)+ネオン(90〜80%)を満
たしてもよい。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明による3成分混合ガ
スの充填されたカラーPDPの好適な一実施形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。
【0021】図3は本発明に適用されたACPDPのセ
ルの断面図である。図面において同一の符号は同一の構
成要素を示す。
【0022】図3に示すように、本発明のACPDPに
おいて、絶縁リブ6は第1基板1と第2基板2を平行に
維持させ、セル間を隔離させる。維持電極は2つの電極
3、4から構成され、前記第1基板1上に互いに平行に
配置されている。前記維持電極3、4は第2基板2上の
前記アドレス電極7に対向して配置され、マトリックス
形態を維持している。誘電体層5は前記維持電極3、4
を覆って保護している。前記電極が誘電体層により覆わ
れているため、電極の間に印加される直流電圧によって
発生される放電は直ちに消滅してしまう。
【0023】かかる電極構造を持つPDPの場合、持続
的に放電を維持させるためには、極性が継続的に反転す
る交流電圧を電極の間に印加すべきである。
【0024】又、保護層10は誘電体層5上に覆われて
いる。前記保護層10は、誘電体層5を保護して寿命を
延長させ、2次の電子放出効率を高め、耐火金属の酸化
物汚染に起因する放電特性の変化を減少させるために、
主として酸化マグネシウム(MgO)薄膜を用いて制作
する。又、蛍光層(fluorescent layer)8は絶縁リブ6
を含む第2基板2上に塗布されており、放電にて発生さ
れた紫外線によって励起されて赤色、緑色、青色(R、
G、B)の可視光線を発生させる。放電領域(discharge
space)11は放電の行われるセル空間であり、紫外線
放出効率を高めるようにキセノン(Xe)、ヘリウム
(He)、及びネオン(Ne)の3成分混合ガスで充填
されている。
【0025】上記した構造のPDPにおいて第1、第2
基板1、2は一定の距離に維持されたままの状態で対向
して組み立てた後、周囲領域を真空に緊密に密封した
後、前記放電領域11内に3成分の放電ガス9を充填さ
せる。
【0026】上述構造によれば、PDPの動作に係る一
動作開始電圧よりも高い電圧を共通電極3、4間にかけ
るとライン上の全てのセルはガス放電を開始し、ライン
上の不要な画素への該当セルのガス放電は関連したアド
レス放電を消去させることにより可能となる。このよう
な動作を各ライン毎に繰り返し行うことにより、パネル
上の全ての画素に表示情報を書き込むことができる。
【0027】次に、PDPのセル内に充填された放電ガ
スの組成を修正すると、上述したパネルの特性が改善さ
れる。同一の組成比のキセノン+ヘリウムの混合ガス
(Xe+He)内にネオン(Ne)ガスを混合する効果
は図4に示している。
【0028】図4は%キセノン(Xe)ガス及び%ヘリ
ウム(He)ガスの動作電圧に応ずる最適動作係数を示
すテーブルである。このテーブルから明らかなように、
400〜550Torrの圧力で、キセノン(Xe)ガ
スとヘリウム(He)ガスとが同一の組成比、つまり同
一の%に混合されるとき、最適な動作係数の特性を現
す。
【0029】ここで、キセノンガスとヘリウムガスは一
定に5%、10%、15%・・・に混合され、ガス圧力
は全部500Torrである。この図面から、10%〜
20%以内のキセノンガス及びヘリウムガスが存する
と、ネオンガスの放電からオレンジ色の可視発光色成分
が除去され、輝度が良好に改善されることが判る。前記
2成分混合ガスに濃度が80%以上のネオンガスを混合
すると、動作電圧が高くなるため、発光効果は向上する
が、このような組成の範囲は実用上適しない。
【0030】図5は図4のキセノンガスの濃度に応ずる
明るさの変化を相対比として示す特性図である。500
Torrの圧力でキセノンガスを15%添加した際、最
大の明るさを現していることが分かる。
【0031】ここでは、放電ガスの組成比を500To
rrの圧力でXe(10%)+He(10%)+Ne
(80%)とした場合を例示している。又、発光輝度に
寄与する172nmの紫外線の発生量はガス圧力が増加
するほど増加し、147nmの紫外線の発生量は400
Torrで最大で且つガス圧力が増加するほど少しずつ
減少する。この2種の波長が共に輝度に寄与するため、
500Torrが輝度側面で最も適切であると観測され
る。
【0032】前記組成比はXe(5〜25%)+ヘリウ
ム(5〜25%)+ネオン(90〜50%)を満たす。
3成分組成ガス混合物中のキセノン(Xe)ガスは、ガ
ス放電の放電電圧及び持続電圧を低める本来目的のペニ
ング効果のために作用するだけでなく、放電する間に蛍
光体層を励起させるようにひとりでにスペクトラム光を
発光させるように作用する。又、そのイオンは交流(A
C)駆動型のガス放電パネルに対して壁電荷のようなメ
モリ効果に相当な効果を与える。よって、図4から明ら
かなように、20%以下のキセノンガスの濃度は動作電
圧を適切に低下させるのに効果的である。しかしなが
ら、キセノンガスは爆発の危険性がある。このため、極
めて低い動作電圧を追求する場合、最小で8%の範囲が
最も好ましく、最大で25%の範囲を超えてはいけな
い。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、爆発の危険性のために
今に至るまで回避されてきたキセノンガスを、ヘリウム
ガスとネオンガスとを含んで3成分混合ガスとして用い
て、長い寿命、安定した動作電圧、及び適当な輝度特性
を有するカラープラズマディスプレイパネルを提供する
ことができる。
【0034】本発明はAC駆動の面放電型のPDPを一
例として説明したが、ガス放電にて発生する光によって
蛍光体層を励起させて所望のカラーを表示するガス放電
パネル等に幅広く適用可能である。
【0035】又、本発明は、放電ガスの組成比の変更等
により、本技術分野で通常の知識を有する者により様々
に修正・変更可能なので、上述した構成並びに動作に限
られず、本発明の技術的な思想から外れない範囲内での
全ての修正及び等価を含む。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の技術による面放電型のPDPの横断面図
である。
【図2】図1のアドレス電極及び共通電極の配置を示す
平面図である。
【図3】本発明による3成分混合ガスの充填されたカラ
ーPDPのセルを示す断面図である。
【図4】本発明に適用されたヘリウムガスとキセノンガ
スの濃度の%別の最適動作係数を示すテーブルである。
【図5】図4のキセノンガスの濃度に応ずる明るさの相
対比を示す特性図である。
【図6】本発明による3成分のガス混合時の紫外線の強
さを示す特性図である。
【符号の説明】
1 第1基板 2 第2基板 3、4 維持電極対 5 誘電体層 6 絶縁リブ 7 アドレス電極 8 蛍光体層 9 放電ガス 10 保護層 11 放電領域

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相互平行な第1、第2基板の周辺を密封
    して放電ガス内蔵空間を形成し、前記基板中の少なくと
    も一基板の内面上に放電ガス放電用の電極を有し、前記
    ガス放電にて発生する紫外線光によって励起される蛍光
    層を有するプラズマディスプレイパネルにおいて、 前記放電ガス内蔵空間に充填されたガスはキセノン(X
    e)、ヘリウム(He)、及びネオン(Ne)の3成分
    混合ガスであり、このうちキセノンの濃度とヘリウムの
    濃度は同一であることを特徴とする3成分混合ガスの充
    填されたカラープラズマディスプレイパネル。
  2. 【請求項2】 前記放電ガス中の前記キセノンガスの濃
    度は5〜25%以下であることを特徴とする請求項1に
    記載の3成分混合ガスの充填されたカラープラズマディ
    スプレイパネル。
  3. 【請求項3】 前記キセノンガスの濃度は5〜10%以
    下であることを特徴とする請求項2に記載の3成分混合
    ガスの混合されたカラープラズマディスプレイパネル。
  4. 【請求項4】 前記放電ガスの組成は、400〜550
    Torrの圧力でキセノン+ヘリウム+ネオンの混合ガ
    スからなることを特徴とする請求項1に記載の3成分混
    合ガスの充填されたカラープラズマディスプレイパネ
    ル。
  5. 【請求項5】 前記組成比は、キセノン(5〜10%)
    +ヘリウム(5〜10%)+ネオン(90〜80%)を
    満たすことを特徴とする請求項4に記載の3成分混合ガ
    スの充填されたカラープラズマディスプレイパネル。
JP10181207A 1997-06-27 1998-06-26 3成分混合ガスの充填されたカラープラズマディスプレイパネル Pending JPH11103431A (ja)

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