CN100463017C - 等离子管阵列和气体放电管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子管阵列，包括在其内部具有荧光层且相互平行排列的多个发光管。等离子管阵列包括多对显示电极，所述多对显示电极沿各个荧光材料层形成。荧光材料层被顺序地布置在发光管的纵向上。

Description

等离子管阵列和气体放电管

技术领域

本发明涉及等离子管阵列和用于该等离子管阵列的气体放电管，其中，每一个内部都具有荧光材料层的多个发光管被排列起来，并且在该多个发光管中产生放电，以允许发光管内的荧光材料层发光，由此显示图像。

背景技术

一般来说，作为进行自动光生成的大尺寸图像显示装置，已经公开了这样的技术，该技术利用等离子显示的原理，允许内部具有荧光材料层等的玻璃的管(玻璃管)制成的大量发光线(light emitting thread)被排列起来，并且控制各个发光线的各个部分的发光，由此显示图像(日本专利早期公开No.61-103187)。

单个的发光线是一细线，该细线形成MgO层和荧光材料层，并且例如，将由Ne和Xe组成的放电气体密封在玻璃管中。荧光材料层被形成在称为舟形件(boat)的支撑构件上，该支撑构件是具有近似为半圆形横截面形状的安装部件，并且该支撑构件(舟形件)被插入到玻璃管中。之后，玻璃管被抽真空，同时在真空室中被加热，并且在充满放电气体之后，其两端被熔融和密封。大量这样制备的发光线被排列起来并且被固定，同时，电极被设置在这些发光线的上方和下方，并且这些电极被施加电压，由此在发光线内产生放电，从而允许荧光材料发光。

图1是示出了等离子管阵列的基本结构的斜视图。

在此所示出的等离子管阵列(PTA)100布置有发光线10R、10G、10B、10R、10G、10B...，所述发光线中包含有分别发射红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)荧光的荧光材料层。密封有放电气体的发光线10R、10G、10B、10R、10G、10B...中的每一个为片状的，并且相互平行地排列。大量的这样排列起来的发光线10R、10G、10B、10R、10G、10B...的前表面和后表面分别布置有透明的前表面支撑衬底20和透明的后表面支撑衬底30，并且大量的这样排列起来的发光线10R、10G、10B、10R、10G、10B...被形成为由前表面支撑衬底20和后表面支撑衬底30保持在其间。

此外，在前表面支撑衬底20上形成有多对相互平行延伸的显示电极21，其由在大量发光线10R、10G、10B、10R、10G、10B...的排列方向上的，即在与大量这样的发光线10R、10G、10B、10R、10G、10B...相交叉的方向上的两个显示电极211和212组成。这对显示电极21以复数数量在发光线10R、10G、10B、10R、10G、10B...的纵向上排列。此外，组成一对显示电极21的两个显示电极211和212具有由金属(例如，Cr/Cu/Cr)制成的分别形成在相互隔离侧的总线电极211a和212a，以及由ITO薄膜制成的分别形成在相互相邻侧的透明电极211b和212b。总线电极211a和212a用于降低显示电极211和212的电阻，并且透明电极211b和212b是这样的器件，其通过允许发射光朝向前表面支撑衬底20侧透射而不遮住在发光线10R、10G、10B、10R、10G、10B...处的发射光，来进行明亮的显示。此处，该对电极21可以不仅由透明电极形成，而且可以由诸如网电极(mesh electrode)等之类的具有高开口率的结构的电极形成。

此外，在后表面支撑衬底30上，形成有多个金属信号电极31。信号电极31相互平行地沿着相应的多个排列起来的发光线10R、10G、10B、10R、10G、10B...延伸，在其间具有对应关系。

在二维地观察这样形成的PTA100的情况下，信号电极31和该对显示电极21的交叉部分成为单元发光区域(单元放电区域)。显示以这样的方式进行，即显示电极211或者212中的任一个被用作扫描电极，并且在扫描电极和信号电极31的交叉部分处，产生选择放电，从而选择发光区域，并且伴随此放电，通过利用形成在发光区域中的发光线的内表面中的壁电荷，在显示电极211和212之间产生显示放电。选择放电是相对着的放电，其在发光线内部上下相对的扫描电极和信号电极31之间产生，并且显示放电为表面放电，其在发光线内部平行布置于平坦表面上的显示电极211和212之间产生。通过这样的电极布置，发光线的内部形成有在纵向上的多个发光区域。

此处，虽然此图的电极结构是其中三个电极被布置在一个发光区域中的结构，并且其是其中显示电极211和212产生显示放电的结构，但是，不是意在将其限制于此，并且其可以是其中显示放电在显示电极211和212以及信号电极31之间产生的结构。就是说，其可以这样一种类型的电极结构，其中显示电极211和212被制成一片，并且该一片显示电极被用作扫描电极，从而与信号电极31产生选择放电和显示放电(相对放电)。

图2是示出了图1中所示的等离子管阵列100的一个像素的结构的示意图。

此处，示出了三个发光线10R、10G、10B。发光线10R、10G、10B中的每一个具有形成在玻璃管11的内表面中的诸如MgO等材料的保护膜12，并且发光线10R、10G、10B中的每一个被形成为这样，即在玻璃管11内部插入有舟形件13，该舟形件13是形成有荧光材料层14R、14G和14B中每一个的支撑构件，所述荧光材料层14R、14G和14B发射R、G和B中的每一种颜色的相应一种荧光(参见日本专利早期公开No.2003-86141)。

图3是示出了其中形成有荧光材料层的舟形件的视图。

舟形件13形成为半圆形的横截面，或者形成为与其类似的形状，并且具有与玻璃管11相同的狭长延伸形状(见图2)，且对应于如图1和2所示的三种发光线10R、10G、10B，在其内部形成有三种荧光材料层14R、14G和14B(参见图2；在图3中它们被统一称为荧光层14)。

回过头参考图2，将继续进行描述。

图2中所示的发光线10R、10G、10B中的每一个由具有如图3所示形状的舟形件13被插入玻璃管11内部而构成。在图2中示出了在这些发光线10R、10G、10B上，布置有一对具有两个显示电极211和212的显示电极21。如上所述，这样的两个显示电极211和212由金属总线电极211a和212a以及透明电极211b和212b组成。

此处，在图2所示结构的情况下，分别具有三种荧光材料层14R、14G和14B的三个发光线10R、10G、10B被制成一组，而且，由一组具有两个显示电极211和212的显示电极对21限定的区域D1成为一个像素(1个像素)，所述一个像素是彩色图像显示的一个单元。每一个发光线10R、10G、10B的直径通常大致为1mm，并且在图2所示的结构的情况下，一个像素的区域D1的大小为3mm×3mm。

此处，用于发光线10R、10G、10B的玻璃管11由于确保强度的必要而难以将直径制造成明显小于1mm的直径。此外，即使可以制备小直径的玻璃管，则玻璃管的直径被制造得越小，将保护层和荧光材料层布置在玻璃管内部就越困难。因此，为了实现直径被制造成明显小于1mm的直径的发光线，成本的显著增加是可预见的。

同时，理想的是显示高精度的图像，其一个像素的大小不大于3mm×3mm，而是小于该大小。

在日本专利早期公开No.2003-272562中，已经公开了一种结构，该结构将具有两个沿纵向延伸的壁的舟形件布置在偏平的玻璃管内，并且将发射三种颜色R、G和B的荧光的三种荧光材料层安装在舟形件内。此专利公布中的技术采用了其目标是减少玻璃管数量的偏平玻璃管，并且在一个玻璃管中排列和布置沿玻璃管的纵向延伸的三种荧光材料层。当这样的结构可以在具有大致1mm的半径的玻璃管中实现时，三种荧光材料层被排列在一个玻璃管的直径方向上，并且像素的大小可以相对于玻璃管的直径方向减小到1/3(1mm)。

但是，根据此专利公布的技术，因为形成两个沿纵向延伸的肋形隔壁，用于分隔舟形件中的三种荧光材料层，所以存在这样的问题，即用于发射荧光的开口部分被这些隔壁缩窄，由此显示暗的图像。此外，假设制备具有已经去除这些隔壁的形状的舟形件，并且根据专利文献涂覆三种荧光材料层，则荧光材料层在两侧和荧光材料层在中心处的形状变得不相似，并且在三种荧光材料层中，由于其形状的差异导致一种荧光材料层在中心的发光效率不同于其他处。

发明内容

考虑到上面的情况完成了本发明，并且本发明提供了一种等离子管阵列和适用于该等离子管阵列的气体放电管，其可以减小一个像素的大小而不用制造直径更小的发光线，并且可以实现高精度的图像显示。

根据本发明的等离子管阵列具有：

多个发光管，所述多个发光管每个都在其内部具有荧光层，并且所述多个发光管相互平行排列；

前表面支撑衬底和后表面支撑衬底，将所述多个发光管保持在其间；

多个显示电极，所述多个显示电极在与所述发光管交叉的方向上形成于所述前表面支撑衬底的面向所述发光管的表面上；和

多个信号电极，所述多个信号电极与所述各个发光管相关联并且在沿着所述发光管的方向上形成于所述后表面支撑衬底的面向所述发光管的表面上，

其中，所述发光管中的每一个的所述荧光层包括发射不同颜色的荧光的多种类型的荧光材料，所述荧光材料在所述发光管的纵向上顺序布置，并且

其中，所述显示电极与在所述发光管的所述纵向上顺序布置的所述各个荧光材料相关联。

本发明的等离子管阵列设有这样的发光管，所述发光管包括在纵向上顺序地布置在其中并且发射不同颜色荧光的多种类型的荧光材料，并且所述显示电极沿着在所述发光管的纵向上顺序地布置的所述各个荧光材料设置。因此，在不减小发光管的直径的情况下，使一个像素的尺寸变小，并且可以显示高精度的图像。

在根据本发明的等离子管阵列中，所述显示电极每一个都可以横跨所述发光管而沿着顺序发射不同颜色荧光的所述多种类型的荧光材料中对应的一种来形成。

当多种类型的荧光材料以这样的方式被二维地顺序排列时，不仅在发光管延伸的x方向上以及在排列发光管的y方向上的分辨率被提高，而且在斜向上的分辨率也被提高，由此可以实现精度高得多的图像。

此外，在根据本发明的等离子管阵列中，所述荧光层可以包括顺序布置的多种荧光材料，所述荧光材料根据所述荧光材料的类型而在所述发光管的所述纵向上的尺寸不同。

荧光材料的发光强度根据荧光材料的类型而不同。因此，当根据荧光材料的类型而使得在纵向上的尺寸不同时，不用制造针对图像信号的任何特定器件，不管荧光材料的类型如何，就可以发射确定发光强度的荧光。

此外，根据本发明的等离子管阵列可以包括支撑构件，发射不同颜色荧光的多种类型的荧光材料被顺序地布置在所述支撑构件中，并且所述支撑构件可以被插入到所述发光管中。

根据本发明的一种气体放电管具有形成放电空间的管状容器和布置在所述管状容器内部的荧光层，并且所述气体放电管包括：

支撑构件，所述支撑构件独立于所述管状容器，

其中，所述荧光层包括发射不同颜色荧光的多种类型的荧光材料，并且所述荧光材料在所述管状容器的纵向上顺序地形成于所述支撑构件上，并且

其中，所述支撑构件被插入到所述管状容器中，从而被布置在所述放电空间内。

根据本发明，不用使发光线(发光管)的直径很小，就减小了一个像素的尺寸，并且可以实现高精度的图像显示。

附图说明

图1是示出了等离子管阵列的基本结构的斜视图；

图2是示出了图1中所示的等离子管阵列的一个像素部分的结构的示意图；

图3是示出了其中印刷形成有荧光材料层的舟形件的视图；

图4是示出了舟形件上的荧光材料层的阵列结构的视图，所述舟形件是本发明第一实施例的等离子管阵列中的荧光支撑构件；

图5是示出了第一实施例的发光线的视图；

图6是示出了本发明第三实施例的发光线的阵列模式的斜视图；

图7是示出了本发明第三实施例的发光线的阵列模式的俯视图；和

图8是示出了本发明第四实施例的发光线的阵列模式的视图。

具体实施方式

下面将描述本发明的各个实施例。

与前面所描述的现有技术(图1到3)相比，下面将描述的各个实施例仅仅在舟形件上的荧光材料层的阵列结构和显示电极对的安装间距上不同。因此，在下面也将描述的各个实施例中，整体结构应该实际上参考图1，并且在此，描述将被集中在本发明的特征部分。

图4是示出了舟形件上的荧光材料层的阵列结构的视图，所述舟形件是本发明第一实施例的等离子管阵列中的荧光支撑构件。

此处，在舟形件13上有荧光层14，所述荧光层14由在舟形件13的纵向上顺序排列的三种荧光材料层14R、14G、14B、14R、14G、14B...组成，所述三种荧光材料层发射三种颜色R、G和B中的荧光的各自一种。这些荧光材料层14R、14G、14B、14R、14G、14B...以这样的方式被形成，即开口的掩模被仅仅布置在荧光材料被要涂覆的部分中，从而进行丝网印刷，由此被涂覆的荧光材料层14R、14G、14B...形成在舟形件13上，如图4所示。

图5是示出了第一实施例的发光线的视图。

在此所示的发光线10采用直径为1mm(厚度为0.1mm)且总长度为100cm的玻璃管11和宽度尺寸为0.75mm的舟形件13作为材料，并且通过使用丝网印刷技术，沿纵向以0.3mm的宽度间距，在舟形件13上以荧光材料层14R、14G、14B...这样的顺序将其顺序地布置在其中，所述荧光材料层14R、14G、14B发射红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的荧光。应该注意，此处同样当荧光材料层被提及而没有将其分类成各种类型时，它们就被统一地称为荧光层14。具有这样布置的荧光层14的舟形件13被放置到炉中以煅烧荧光层14，并且此后，该舟形件13被放置到形成有MgO膜12的玻璃管11中，并且放电气体被封闭在玻璃管11中，且玻璃管11的两端被密封。

这样形成的发光线10被排列，由此同一类型的荧光材料层被相邻地排列，并且例如通过诸如玻璃衬底的前表面支撑衬底和后表面支撑衬底(没有示出)被保持在前表面和后表面之间并且由其固定。在这些衬底中，布置在前表面中的前表面支撑衬底以0.3mm的间隔间距形成显示电极对21，并且将该显示电极对21与发光线10内的荧光材料层的布置对齐。

应该注意，如图2所示，在后表面支撑衬底上形成信号电极31，但是其示图被省略了。

在本结构的情况下，虽然在如图2所示的传统的发光线阵列中不必要的荧光材料层和显示电极对之间的对齐变为必要的，但是每一个荧光材料层的位置可以利用舟形件13的端表面作为基准点进行限定。此外，玻璃管11和舟形件13被精确地焊接。因此，可以严格地限定发光线10的端表面和荧光层14之间的位置关系。由此，可以获得显示电极对21和荧光材料层之间的对齐，而不用使发光线10发光，而且，容易实现自动化大规模生产。

通过这样的结构，一个像素的大小可以被从3mm×3mm的传统大小缩小到1mm×1mm的大小，由此实现为现有技术9倍高的精度。

此处，玻璃管11的直径(1mm)与图2所示的现有技术中的玻璃管的大小相同，因此，其可以利用相同程度的生产来实现，并且虽然将荧光材料层涂覆到舟形件上的步骤数稍微增多了，但是可以以几乎相同水平的成本进行生产。

接着，将描述本发明的第二实施例。应该注意，在此所描述的第二实施例是这样的实施例，其中与第一实施例相比，发光线等的大小不同，并且对于附图，将照原样参考用于描述第一实施例的图4和5。

此处，直径为2mm(厚度为0.15mm)且总长度为100cm的玻璃管11和外径为1.6mm的舟形件13被采用作为材料，并且，荧光材料层14R、14G、14B...通过使用配制技术以0.7mm的宽度间距按红(R)、绿(G)、蓝(B)的次序被形成在舟形件上。通过与第一实施例相同的生产步骤，形成各个发光线，并且这些发光线被排列，由此制成等离子管阵列。

这样，一个像素被制成为逼近2mm×2mm大小的高精度，并且同时，管的直径被制成现有技术的两倍大，因此可以实现明显提高的强度且发光线的制备变容易，并且通常处于相互制约关系的强度和高精度变为相容的。

此外，当部件的大小以这种方式被制为较大时，在形成于舟形件上的荧光材料层14R、14G、14B...之间可以设置肋形隔壁，并且当安装在同一舟形件上的荧光材料发光时，可以使荧光颜色不混合。

接着，将描述本发明的第三实施例。

图6和7是示出了本发明第三实施例的发光线的阵列模式的斜视图和俯视图。

此处，将描述与通过参考图4和5所描述的第一实施例的不同点。

布置在图6和7所示的发光线中的荧光材料层14R、14G、14B....在排列方向上的宽度对于各个类型不同，并且如在此所示的，发射绿色(G)荧光的荧光材料层14G的宽度最宽，并且显示电极对21也变为具有根据荧光材料层大小的宽度的显示电极对。应该注意，与前面的示例中的每一个相类似，显示电极对21具有两个显示电极211和212，并且显示电极211和212中的每一个由金属制成的总线电极211a和212a以及透明电极211b和212b组成。但是，在图6中，只有对应于荧光材料层14G的该对显示电极211和212示出了透明电极211b和212b，对于其他显示电极，省略了示出透明电极。

虽然在图6和7所示的第三实施例的情况下，荧光材料层14R、14G、14B...的发光效率对于各个类型都不同，并且荧光材料层14R、14G、14B...在排列方向上的宽度对于各个类型都不同，但是从这些荧光材料层14R、14G、14B...所发射的荧光的光质量被调节为对于相同电平的图像信号处在相同的水平。这样，不需要进行校正来调节图像信号上的各个荧光颜色的发光质量，并且由此，图像信号的信号处理变得容易。

接着，将描述本发明的第四实施例。

图8是示出了本发明第四实施例中的发光线的阵列模式的视图。此处，将描述与通过参考图4和5所描述的第一实施例的不同点。

在本实施例中，使用与前面所描述的第一实施例相同结构和制备方法的发光线10，并且在图8中，示出了相邻排列的三个发光线。发光线10中的每一个都具有顺序排列的舟形件13，而三种荧光材料层14R、14G、14B...沿纵向插入到玻璃管11中。

但是，在本实施例中，在将发光线排列起来的情形下，如图8所示，舟形件13的位置在相邻发光线之间位移0.3mm，由此，三种荧光材料层14R、14G、14B...顺序地在一个发光线10的纵向上排列，同时，三种荧光材料层14R、14G、14B...也顺序地在显示电极对21的延伸方向上横跨多个发光线10排列。通过这样的布置，由该对显示电极211和212控制的荧光颜色根据发光线10而依次变得不同。这样，通过本布置，不仅在x-y方向上的分辨率可以提高，而且在斜向上的分辨率也可以提高，并且可以实现高得多的图像质量。

如上所述，根据在此所描述的各种实施例，在可允许的成本增加的限度内，可以实现高精度，而在传统技术中，这样的高精度极难实现或者需要相当高的成本。

Claims (5)

1.一种等离子管阵列，包括：

多个发光管，所述多个发光管每个都在其内部具有荧光层，并且所述多个发光管相互平行排列；

前表面支撑衬底和后表面支撑衬底，将所述多个发光管保持在其间；

多个显示电极，所述多个显示电极在与所述发光管交叉的方向上形成于所述前表面支撑衬底的面向所述发光管的表面上；和

多个信号电极，所述多个信号电极分别与所述多个发光管相关联并且在沿着所述发光管的纵向的方向上形成于所述后表面支撑衬底的面向所述发光管的表面上，

其中，所述发光管中的每一个的所述荧光层包括发射不同颜色的荧光的多种类型的荧光材料，所述荧光材料在所述发光管的纵向上顺序布置，并且

其中，所述多个显示电极分别与在所述发光管的所述纵向上顺序布置的所述多种类型的荧光材料相关联。

2.根据权利要求1所述的等离子管阵列，其中，所述显示电极每一个都横跨所述发光管而沿着顺序发射不同颜色荧光的所述多种类型的荧光材料中对应的一种来形成。

3.根据权利要求1所述的等离子管阵列，其中，所述荧光层包括顺序布置的多种荧光材料，所述荧光材料根据所述荧光材料的类型而在所述发光管的所述纵向上的尺寸不同。

4.根据权利要求1所述的等离子管阵列，包括支撑构件，发射不同颜色荧光的多种类型的荧光材料被顺序地布置在所述支撑构件中，

其中，所述支撑构件被插入到所述发光管中。

5.一种气体放电管，包括形成放电空间的管状容器和布置在所述管状容器内部的荧光层，所述气体放电管包括：

支撑构件，所述支撑构件独立于所述管状容器，

其中，所述荧光层包括发射不同颜色荧光的多种类型的荧光材料，并且所述荧光材料在所述管状容器的纵向上顺序地形成于所述支撑构件上，并且

其中，所述支撑构件被插入到所述管状容器中，从而被布置在所述放电空间内。

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