CN101180700A - 彩色显示装置 - Google Patents

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CN101180700A CN200580049847.8A CN200580049847A CN101180700A CN 101180700 A CN101180700 A CN 101180700A CN 200580049847 A CN200580049847 A CN 200580049847A CN 101180700 A CN101180700 A CN 101180700A
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石本学
平川仁
山崎洋介
四户耕治
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Abstract

彩色显示装置(10)排列放置有气体放电管，该气体放电管在内部配置有根据颜色而由不同材料构成的荧光体层(4R、4G、4B)并封入了放电气体，且在长度方向上具有多个发光点；在该气体放电管的显示面侧配置多个显示电极；在该气体放电管的背面侧配置多个信号电极(3)。在该气体放电管中的、荧光体层(4R、4B)含有特定材料的气体放电管的背面与所述信号电极之间形成电压调整层(6R、6B)，该电压调整层由使显示电极与信号电极间的放电开始电压变化的材料制成，并选择该电压调整层的厚度，使所述荧光体层含有不同材料的多个气体放电管中的放电开始电压的差变小。

Description

彩色显示装置
技术领域
本发明涉及具有彩色荧光体层的彩色显示装置，特别涉及使用了具有不同材料的荧光体层的放电发光元件的彩色显示装置。
背景技术
作为使用了放电发光元件的薄型彩色显示装置，公知有等离子管阵列以及等离子显示面板(PDP)(专利文献1)。
专利文献1：日本专利文献特开2004-178854号公报。
在G.Oversluizen的“5.1 High Efficacy PDP”，SID(Society for Information Display)03 DIGEST，2003，pp.28-31中记载了如下技术：在PDP中，通过在荧光体层下设置二氧化钛(TiO2)层，由此可以提高PDP的发光效率和辉度。
非专利文献1：G.Oversluizen et al.“5.1 High Efficacy PDP”，SID(Society for Information Display)03 DIGEST，2003，pp.28-31。
发明内容
(发明所要解决的问题)
在具有不同材料的荧光体层的放电发光元件中，放电电压的特性会根据荧光体层的材料而不同，由此会使驱动裕量变小。特别是存在如下的问题：中间隔着荧光体层的放电特性会根据荧光体的材料而具有很大不同，即使施加同样的电压，放电电压也会由于荧光体的材料而不同，从而通用驱动裕量变小。
特别是在排列设置有包括多根分别在内部形成R、G、B荧光体的三种气体放电管(等离子管)而构成的等离子管阵列中，与各管的外壁接触而在长度方向上设置信号电极，在与该信号电极相对的面上设置横跨管的方向的显示电极对。因此，隔着管相对的信号电极和显示电极之间的间隔相当于管的直径，例如是500μm左右。该大小比一般的三电极表面放电型PDP的信号电极和显示电极之间的放电间隙大很多，寻址放电所需的电压必然变高。
特别在等离子管阵列形式的彩色显示装置中，由于每根放电管的内部空间是独立的，且不存在通常的PDP那样的横向的相邻单元间的结合，因此产生如下倾向，即：荧光体材料的不同会导致管相互间的放电电压的偏差表现得更加显著。如上所述，由于所述的高地址电压的要求与荧光体材料的放电电压的偏差，特别是在等离子管阵列形式的彩色显示装置中会产生绝对值很大的放电电压的偏差，这种情况期望得到改善。
本发明的目的在于，在包括具有多个荧光体层的放电元件中，修正与彩色荧光体层的材料对应的放电电压特性。
本发明的另一目的在于，在具有多个荧光体层的显示装置中，增大驱动裕量。
(解决问题的手段)
根据本发明的特征，彩色显示装置排列放置有气体放电管，该气体放电管在内部配置有根据颜色而由不同材料构成的荧光体层并封入了放电气体，且在长度方向上具有多个发光点；在该气体放电管的显示面侧配置显示电极；在该气体放电管的背面侧配置多个信号电极。在该气体放电管中的、荧光体层含有特定材料的气体放电管的背面与所述信号电极之间形成电压调整层。该电压调整层由使显示电极与信号电极间的放电开始电压变化的材料制成，并选择该电压调整层的厚度，使所述荧光体层含有不同材料的多个气体放电管中的放电开始电压的差变小。
通过本发明的另一特征，在彩色显示装置中，根据其荧光体层的材料来选择气体放电管的尺寸形状，以使多个气体放电管中的显示电极与信号电极间的放电开始电压的差变小。
通过本发明的又一特征，在彩色显示装置中，根据其荧光体层的材料来选择气体放电管的信号电极的宽度尺寸，以使多个气体放电管中的显示电极与信号电极间的放电开始电压的差变小。
通过本发明的又一特征，在彩色显示装置中，根据其荧光体层的材料来选择气体放电管的材料，以使多个气体放电管中的显示电极与信号电极间的放电开始电压的差变小。
(发明的效果)
根据本发明，在具有多个种类的荧光体层的显示装置中，可以根据彩色荧光体的材料来修正放电电压的特性的偏差，并可以增大驱动裕量。特别是在将本发明使用在放电空间按照每一颜色而呈完全独立结构的等离子管阵列形式的彩色显示装置中的情况下，可以减小每根彩色管的放电电压的差并增大驱动裕量。
附图说明
图1举例示出了本发明的实施方式的等离子管阵列形式的彩色显示装置的部分构造；
图2A表示形成了多个透明的显示电极对的前面侧支承基板，图2B表示形成了多个信号电极或信号电极的背面侧支承基板；
图3表示本发明的实施方式的显示装置的垂直于长度方向的截面的构造；
图4表示本发明的另一实施方式的显示装置的垂直于长度方向的截面的构造；
图5表示本发明的又一实施方式的显示装置的垂至于长度方向的截面的构造；
图6表示本发明的又一实施方式的显示装置的垂至于长度方向的截面的构造；
图7表示本发明的又一实施方式的显示装置的垂至于长度方向的截面的构造；
图8表示本发明的又一实施方式的显示装置的垂至于长度方向的截面的构造；
图9表示现有技术的气体放电管中的相对放电开始电压；
图10表示图6所示的显示装置的气体放电管中的相对放电开始电压；
图11表示显示装置中由不同材料制成的放电管中的相对放电开始电压。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式。在附图中，对同样的结构元件标记同样的参照号码。
图1举例示出了本发明的实施方式的等离子阵列型彩色显示装置10的部分构造。图中，显示装置10包含：多个相互间平行地配置的、透明且细长的气体放电管11R、11G、11B、12R、12G、12B；包括透明的前面侧的支承薄板或薄基板的前面侧支承基板31；包括透明或不透明的背面侧的支承薄板或薄基板的背面侧支承基板32；多个显示电极对或主电极对2；以及多个信号电极3。R、G、B表示的是荧光体的发光颜色，即红、绿、蓝。支承基板31及32例如可以由柔性的PET薄膜、玻璃等制成。
细长的气体放电管11R、11G、11B……例如可以由硼硅酸玻璃之类的透明的绝缘体制作，较典型的管径在2mm以下，例如其尺寸为：管的截面的宽度是1mm、高度是0.5mm、长度在300mm以上。
较典型的放电管为：向气体放电管11R、11G、11B……内部的放电空间插入配置分别形成红、绿、蓝(R、G、B)的荧光体层4的支承部件，导入放电气体并密封两端。在气体放电管11R、11G、11B……的内表面形成由MgO构成的电子发射膜5，并将形成荧光体层4的支承部件插入。作为替代结构，可以不使用支承部件，而在气体放电管11R、11G、11B……的背面侧内表面部分形成各自的荧光体层4。较典型的荧光体层RGB的厚度在约30μm～约50μm的范围。
支承部件例如可以由硼硅酸玻璃之类的透明的绝缘体制作，并在该支承部件上形成荧光体层4。可以如下地配置支承部件：在玻璃管的外部，向支承部件上涂刷荧光体浆料，在将其烧固并在支承部件上形成荧光体层4后，将支承部件插入玻璃管内。荧光体浆料可以使用本领域公知的各种荧光体浆料。
电子发射膜5通过与放电气体的碰撞而发生荷电粒子。当向显示电极对2施加电压时，封入管内的放电气体被激发，荧光体层4通过在该激发稀有气体原子的去激发过程中发生的真空紫外光来发出可见光。
图2A表示形成了多个透明的显示电极对2的前面侧支承基板31。图2B表示形成了多个信号电极3的背面侧支承基板32。
信号电极3形成于背面侧支承基板32的前面、即内表面上，并沿气体放电管11R、11G、11B的长度方向设置。相邻的信号电极3间的间距与气体放电管11R、11G、11B……各自的宽度相同，例如是1mm。多个显示电极对2以公知的方式形成于前面侧支承基板31的背面、即内表面上，并配置在与信号电极3交叉的方向上。显示电极2的宽度例如是0.75mm，每一对显示电极2的边缘间的距离例如是0.4mm。在显示电极对2与相邻的显示电极对2之间，确保非放电区域的距离或非放电间隙，其距离例如是1.1mm。
在安装显示装置10时，使信号电极3和显示电极对2分别紧密地接触气体放电管11R、11G、11B……下侧的外周面部分和上侧的外周面部分，为了使其紧密性更佳，可以在各自的电极与放电管表面间夹杂粘结剂来进行连接。
在从正面平面地观察该显示装置10的情况下，信号电极3与显示电极对2的交叉部成为单位发光区域。显示以如下方式进行：将显示电极对2的某一根用作扫描电极，在该扫描电极与信号电极3的交叉部发生选择放电并选择发光区域，利用由该放电形成于该区域的管内表面的壁电荷，通过显示电极对2来发生显示放电，使荧光体层发光。选择放电是发生在垂直方向上相对的扫描电极与信号电极3间的气体放电管11R、11G、11B……内的相对放电。显示放电是发生在一对在平面上平行地配置的显示电极间的气体放电管11R、11G、11B……内的面放电。
显示电极2与信号电极3可通过施加电压使管内部的放电气体发生放电。图1中为如下的构造：气体放电管11R、11G、11B……的电极构造是在一个发光部位配置三个电极的结构，并且是通过显示电极对发生显示放电的结构，但并不限于此，也可以是在显示电极2与信号电极3间发生显示放电的构造。即，可以是如下形式的电极构造：使显示电极对2为一根，并将该显示电极2作为扫描电极来使用，在与信号电极3间发生选择放电和显示放电(相对放电)。
图9表示现有技术的气体放电管11R、11G、11B的一个显示电极2与信号电极3间的相对放电开始电压，该现有技术如下：荧光体层4形成于气体放电管11R、11G、11B……的背面侧内表面部分，管壁的壁厚是100μm、垂直于长度方向的截面宽度是1.0mm、截面高度是0.5mm。
在图9中，由于不同颜色的荧光体材料的特性差异，红色发光用气体放电管11R的相对放电的放电开始电压最低，例如是约280V；绿色发光用气体放电管11G的相对放电的放电开始电压最高，例如是约310V；蓝色发光用气体放电管11B的相对放电的放电开始电压位于两者之间，并更靠近红色发光用气体放电管11R的电压，例如是约285V。但是，期望气体放电管11R、11G、11B间的相对放电的放电开始电压的差要小。通常，可以忽视的气体放电管11R、11G、11B间的相对放电的放电开始电压的差例如是约30V。由此，当与设定施加电压的差较大时，易发生过大放电，因而产生消除放电，壁电荷减少而不发光。
图3表示本发明的实施方式的显示装置102的垂直于长度方向的截面的构造。在显示装置102中，在气体放电管11R、11G、11B……的背面侧内表面部分形成荧光体层4R、4G、4B，并包括管壁的壁厚100μm、截面宽度1.0mm、截面高度0.5mm的细管。作为一个实施方式，红色荧光体4R含有氧化钇系((Y.Ga)BO3:Eu)材料，绿色荧光体4G含有锌硅酸盐系(Zn2SiO4:Mn)材料，蓝色荧光体4B含有BAM系(BaMgAl10O17:Eu)的材料。
在图3中，在红色气体放电管11R及12R的底面与配置在背面侧支承基板32的内表面上的信号电极3R之间，形成厚度约5μm～约10μm的电压调整层6R；在蓝色气体放电管11B及12B的底面与配置在背面侧支承基板32的内表面上的信号电极3B之间，形成厚度更厚的约80μm的电压调整层6B。在绿色气体放电管11G及12G的底面与配置在背面侧支承基板32的内表面上的信号电极3G之间不形成电压调整层。
电压调整层6R及6B的材料例如是二氧化钛TiO2、五氧化钽TaO5。电压调整层6R及6B通过印刷(print)、蒸镀或溅射等方式而形成在背面侧基板32上所形成的信号电极3上。
气体放电管11G及12G的信号电极3G与显示电极2间的相对放电的放电开始电压是约310V。由于存在电压调整层6R，气体放电管11R及12R的信号电极3R与显示电极2间的相对放电的放电开始电压从约280V上升约30V而成为约310V。由于存在电压调整层6B，气体放电管11B及12B的信号电极3B与显示电极2间的相对放电的放电开始电压从约290V上升约20V而成为约310V。因此，气体放电管11R、11G、11B……间的相对放电的放电开始电压的差是微小的，它们的放电开始电压大致相等。
图4表示本发明的另一实施方式的显示装置104的垂直于长度方向的截面的构造。在图4中，红色气体放电管11R及12R的截面的高度HR与其他颜色的管截面相比最大，例如是0.5mm；绿色气体放电管11G及12G的截面的高度HG小于气体放电管11R及12R的截面的高度HR，例如是0.4mm；蓝色气体放电管11B及12B的截面的高度HB小于气体放电管11R及12R的截面的高度HR、大于气体放电管11B及12B的截面的高度HB，例如是0.45mm。
气体放电管11R及12R的相对放电的放电开始电压与截面的高度HR相对，为约280V。由于减小了气体放电管11G及12G的断面高度HG，气体放电管11G及12G的信号电极3及显示电极2间的相对放电的放电开始电压根据其变短的距离HG，从约3 10V下降约30V而成为约280V。由于减小了气体放电管11B及12B的截面的高度HB，气体放电管11B及12B的信号电极3及显示电极2间的相对放电的放电开始电压根据其变短的距离，从约290V下降约10V而成为约280V。因此，气体放电管11R、11G、11B间的相对放电的放电开始电压大致相等，它们的差变小。
图5表示本发明的又一实施方式的显示装置106的垂至于长度方向的截面的构造。在图5中，红色气体放电管11R及12R的信号电极3R的宽度AR小，例如是0.25mm；绿色气体放电管11G及12G的信号电极3G的宽度AG大，例如是0.5mm；蓝色气体放电管11B及12B的信号电极3B的宽度AB大于气体放电管11R及12R的信号电极3R的宽度AR、小于气体放电管11G及12G的信号电极3G的宽度AG，例如是0.3mm。
气体放电管11B及12B的相对放电的放电电压与信号电极3B的宽度AB相对，为约290V。通过使气体放电管11R及12R的信号电极3R的宽度AR小于宽度AB，气体放电管11R及12R的信号电极3R与显示电极2间的相对放电的放电开始电压根据该变小的宽度，从约280V上升约10V成为约290V。通过使气体放电管11G及12G的信号电极3G的宽度AG小于宽度AB，气体放电管11G及12G的信号电极3G与显示电极2间的相对放电的放电开始电压根据该变大的宽度，从约310V下降约10V成为约300V。因此，气体放电管11R、11G 、11B……间的相对放电的放电电压的差变小，成为约10V。
图6表示本发明的又一实施方式的显示装置108的垂直于长度方向的截面的构造。在图6中，红色气体放电管11R及12R的信号电极3侧的管壁厚TR大，例如是0.13mm；绿色气体放电管11G及12G的信号电极3侧的管壁厚TG小，例如是0.07mm；蓝色气体放电管11B及12B的信号电极3侧的管壁厚TB小于气体放电管11R及12R的信号侧电极3侧的管壁厚TR、大于气体放电管11B及12B的信号侧电极3侧的管壁厚TG，例如是0.1mm。
图10表示显示装置108的气体放电管11R、11G、11B中的一个显示电极2与信号电极3间的相对放电开始电压。
参照图10，相对于管壁厚TB，气体放电管11B及12B的相对放电的放电开始电压约为285V。通过使气体放电管11R及12R的信号电极3侧的管壁厚TR大于管壁厚TB，气体放电管11R以及12R的信号电极3与显示电极2间的相对放电的放电开始电压根据该变大的厚度，从约280V上升约5。通过使气体放电管11G及12G的信号电极3侧的管厚TG小于管壁厚TB，气体放电管11B及12B的信号电极3与显示电极2间的相对放电的放电开始电压根据该变小的厚度，从约310V下降约15V。因此，气体放电管11R、11G、11B……间的相对放电的放电开始电压的差变小，成为约10V。
图7表示本发明的又一实施方式的显示装置110的垂直于长度方向的截面的构造。在图7中，与红色气体放电管11R及12R的显示电极2接触的平坦部的宽度WR例如是0.25mm；与绿色气体放电管11G及12G的显示电极2接触的平坦部的宽度WG大，例如是0.5mm；与蓝色气体放电管11B及12B的显示电极2接触的平坦部的宽度WB比与气体放电管11R及12R的显示电极2接触的平坦部的宽度WR宽、比与气体放电管11G及12G的显示电极2接触的平坦部的宽度WG窄，例如是0.3mm。
气体放电管11B及12B的相对放电的放电开始电压与接触显示电极2的平坦部的宽度WB相对，为约290V。通过使与气体放电管11R及12R的显示电极2接触的平坦部的宽度WR小于宽度WB，气体放电管11R及12R的信号电极3与显示电极2间的相对放电的放电开始电压根据该变小的宽度，从约280V上升约10V而成为约290V。通过使气体放电管11G及12G显示电极2接触的平坦部的宽度WG大于宽度WB，气体放电管11B及12R的信号电极3与显示电极2间的相对放电的放电开始电压根据该变大的宽度，从约310V下降约10V而成为约290V。因此，气体放电管11R、11G、11B……间的相对放电的放电开始电压的差变小，成为约10V。
图8表示本发明的又一实施方式的显示装置112的垂直于长度方向的截面的构造。在图8中，红色气体放电管11R及12R的细管20R是介电常数∈小的材料，例如是介电常数∈R＝3.9的石英；绿色气体放电管11G及12G的细管20G是介电常数∈大的材料，例如是介电常数∈G＝6.0的碱石灰玻璃；绿色气体放电管11B及12B的细管20B是介电常数∈比细管20R的材料大、比细管20G的材料小的材料，例如介电常数∈B＝4.6的派莱克斯(注册商标)玻璃。例如，放电管11R、11G、11B的管壁的壁厚是100μm、垂直于长度方向的截面的宽度是1.0mm、截面高度是0.5mm。
图11表示绿色气体放电管11G中的一个显示电极2与信号电极3间的相对放电开始电压。相对放电开始电压根据放电管的材料而不同，根据管壁的厚度而变高。该情况下，在放电管11G的材料为石英时的放电开始电压是约325V，放电管11G的材料为派莱克斯(注册商标)玻璃时的放电开始电压是约320V，放电管11G的材料为碱石灰玻璃时的放电开始电压是约312V。
对于小介电常数∈R的材料的细管20R来说，气体放电管11R及12R的相对放电的放电开始电压例如是约295V。通过使用最大的介电常数∈G的材料的细管20G，气体放电管11G及12G的信号电极3与显示电极2间的相对放电的放电开始电压例如是约302V。通过使用处于中间的介电常数∈B的材料的细管20B，气体放电管11B及12B的信号电极3与显示电极2间的相对放电的放电开始电压例如是约300V。因此，气体放电管11R、11G、11B……间的放电开始电压的差变小，成为约7V。
以上所说明的实施方式不过是作为典型方式而进行举例，本领域人员应能理解通过组合所述各实施方式的结构元件得出的其变形及变化，只要是本领域的技术人员，在不脱离本发明的原理及权利要求书所记载的发明的范围，还可以进行包括在通常的三电极面放电型彩色等离子显示屏上的应用在内的、对实施方式的各种变形。

Claims (5)

1.一种彩色显示装置，排列放置有多个气体放电管，该多个气体放电管在内部配置有根据颜色而由不同材料构成的荧光体层并封入了放电气体，且在长度方向上具有多个发光点；在所述气体放电管的显示面侧配置多个显示电极；在所述气体放电管的背面侧配置多个信号电极，其特征在于，
在所述气体放电管中的、所述荧光体层含有特定材料的气体放电管的背面与所述信号电极之间形成电压调整层，所述电压调整层由使显示电极与信号电极间的放电开始电压变化的材料制成，并选择所述电压调整层的厚度，使所述荧光体层含有不同材料的所述多个气体放电管中的放电开始电压的差变小。
2.一种彩色显示装置，排列放置有气体放电管，该气体放电管在内部配置有根据颜色而由不同材料构成的荧光体层并封入了放电气体，且在长度方向上具有多个发光点；所述气体放电管的显示面侧配置多个显示电极；在所述气体放电管的背面侧配置多个信号电极，其特征在于，
根据所述荧光体层的材料来选择所述气体放电管的尺寸形状，以使所述多个气体放电管中的显示电极与信号电极间的放电开始电压的差变小。
3.根据权利要求2所述的彩色显示装置，其特征在于，
所述尺寸形状是所述气体放电管的垂至于长度方向的截面的显示面侧与背面侧之间的距离、所述气体放电管的背面侧的管壁的厚度、以及所述气体放电管的显示面侧的平坦面的宽度中的至少一个。
4.一种彩色显示装置，排列放置有气体放电管，该气体放电管在内部配置有根据颜色而由不同材料构成的荧光体层并封入了放电气体，且在长度方向上具有多个发光点；在所述气体放电管的显示面侧配置多个显示电极；在所述气体放电管的背面侧配置多个信号电极，其特征在于，
根据所述荧光体层的材料来选择所述气体放电管的信号电极的宽度的尺寸，以使所述多个气体放电管中的显示电极与信号电极间的放电开始电压的差变小。
5.一种彩色显示装置，排列放置有气体放电管，该气体放电管在内部配置有根据颜色而由不同材料构成的荧光体层并封入了放电气体，且在长度方向上具有多个发光点；在所述气体放电管的显示面侧配置多个显示电极；在所述气体放电管的背面侧配置多个信号电极，其特征在于，
根据所述荧光体层的材料来选择所述气体放电管的材料，以使所述多个气体放电管中的显示电极与信号电极间的放电开始电压的差变小。
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