CN101416265A - 等离子体发光系统以及使用该等离子体发光系统的等离子体发光系统显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供一种等离子体发光系统，其中，在具有开口部的荧光体层支撑体上形成有荧光体层，将该荧光体层支撑体的形状作成保护荧光体层的形状，且将上述荧光体层支撑体插入细管内并形成等离子体发光系统，因此，在将荧光体层支撑体插入细管时能够避免荧光体层与细管内壁的接触，因此可以防止上述荧光体层的缺损、剥落或荧光体层内的龟裂的产生，从而提高制造多个等离子体发光系统过程中的成品率。

Description

等离子体发光系统以及使用该等离子体发光系统的等离子体发光系统显示装置

技术领域

本发明涉及等离子体发光系统、以及使用该发光系统的显示装置，具体而言，涉及具备封入了放电气体和荧光体的放电空间的发光系统和将多个发光系统排列并构成显示画面的等离子体发光系统显示装置。

背景技术

作为实现进行自发光的大型的图像显示装置的显示装置，有通过排列多根利用了等离子体显示屏原理的发光管来构成显示装置，这些都记录在日本专利特开2003-286043号公报、日本专利特开2005-129357号公报或日本专利特开2005-191016号公报中。

由圆筒状的玻璃管来制造细长的截面为椭圆状的中空状的细管的制造方法被记载在上述日本专利特开2003-286043号公报中。在该中空状的细长管内形成荧光体时，可在管内注入糊状的荧光体，并将管的长度方向保持为水平，且使糊剂干燥，并进行烘培，但在该方法中，很难在管的整个长度上形成均匀厚度的荧光体层，并且在糊剂中所含有的粘合剂等粘付在管壁，在使荧光体发光时，会出现色纯度降低的情况。另外，由于细长管自身通常使用玻璃管，因此，即便是产生很大变形也很少出现破损。但是，形成于玻璃管内壁的荧光体本身很脆，因此在玻璃管弯曲时，荧光体层的一部分上会出现龟裂，从而会从管的内壁剥落。

作为减少出现这些情况的构成，公认有如下的比较有效的方法：即、为了在日本专利特开2005-191016号公报中记载的内径0.8mm的细长、截面形状为圆形的管内形成荧光体层，而将形成有荧光体层的支撑部件插入细管内的方法，或将具有以沿细长平板以及细长管的内面弯曲的支撑部件作为支撑部件的形状的发光体等或日本专利特开2005-129357号公报中记载的、在近似为新月状的荧光体支撑部件的凹面部侧形成荧光体层，并将形成有该荧光体层的荧光体支撑部配置于近似矩形状截面的细长管内的方法。

专利文献1：日本特开2003-286043号公报

专利文献2：日本特开2005-129357号公报

专利文献3：日本特开2005-191016号公报

本发明人使用与上述公报中记载相同的形状的荧光体支撑部件来制造封入有放电气体的发光管，并将该发光管排成多列，在排列的发光管的正反面粘贴配设有电极的基板，来制造显示装置。然而，在使用这样的荧光体支撑部件的显示装置中，会发现在一根发光管中发光量不会产生不均匀，或虽然在初始状态下不会产生发光量的不均匀，但若使显示装置长时间工作，则会出现产生发光量的不均的发光管。于是，为了解决这些问题，进行多次锐意研究的结果，在使用以往的荧光体支撑部件的发光管中发生有以下的现象发生，且荧光体层还有可能从荧光体支撑部件剥落。

参照图1对该荧光体层剥落的理由之一进行说明。图1A表示了在玻璃细管10内插入形成有荧光体层12的荧光体支撑部件14，且放电气体20被封入的状态。荧光体支撑部件14呈具有沿玻璃细管10长度方向设置的开口部的形状，荧光体支撑部件14的截面形状为，从底部到开口部侧面之间的距离渐渐扩大，为了使该截面形状的荧光体支撑部件14增加发光强度，而尽量在荧光体支撑部件14的较大的范围涂布荧光体量，因此荧光体一直形成到荧光体支撑部件14的截面中的端部附近。

图1B是图1A中的单点划线的圆附近的放大图。荧光体支撑部件14被推入玻璃细管10内时，荧光体层12的前端部18与形成玻璃细管10时产生的、玻璃细管10的内壁上所形成的突起16接触，由于该接触会出现前端部18缺损或在荧光体层上出现龟裂的情况。因此，若像这样地，荧光体层12出现缺损，则在该荧光体层12附近部分的发光强度变弱，另外，在长时间驱动发光管时，由于发光管以及荧光体支撑部件的振动会使龟裂扩大，荧光体层12剥落，从而在这附近的发光强度下降，因此知道了使用以往的荧光体支撑部件情况下的问题点。

发明内容

因此，本发明欲解决的课题在于提供一种防止在该细管内沿该细管的长度方向将形成有荧光体层的荧光体支撑体插入时荧光体层的损伤的、等离子体发光系统以及使用该等离子体发光系统的显示装置。

为了解决上述课题，本发明技术方案一提供一种等离子体发光系统，其特征在于，具有由透光性材料构成的细长管；被配置在上述细长管内的荧光体层支撑体，其形成有荧光体层；被封入在上述细长管内的放电气体，上述荧光体层支撑体的与上述长度方向正交的截面的开口部的外周面的端部间的宽度比上述荧光体层支撑体的外周面的最大宽度小，另外，优选上述开口部中的上述荧光体层支撑体的厚度比上述荧光体层支撑体的最大厚度小，此外，优选将上述开口部的端部形成为由曲线构成的突起状的形状。这里，该突起的截面形状优选为近似圆形状或椭圆形。

本发明技术方案二提供一种等离子体发光系统显示装置，其特征在于，使用多根上述等离子体发光系统，且具有：前面基板，其配置于与上述多根等离子体发光系统的开口部对置的面，且该上述多根等离子体发光系统的上述开口部以朝向同一方向的方式排列；背面基板，其经由上述多根等离子体发光系统，与上述前面基板对置地配置，在上述前面基板的与上述多根等离子体发光系统接触的面上，在与上述多根等离子体发光系统的长度方向正交的方向设置多个维持电极，在上述背面电极的与上述多根等离子体发光系统接触的面上，在与上述多个维持电极正交的方向设置与上述多根等离子体发光系统的每一个相对应的多个地址电极。

发明效果

在本发明的等离子体发光系统中，由于将荧光体支撑体的开口部的宽度形成为比荧光体支撑体的宽度窄，因此，在将该荧光体支撑体插入细长的管时，荧光体支撑体的侧面与管的内壁接触，且荧光体不与管的内壁接触，因此，不必担心荧光体发生破损，因此，具有从等离子体发光系统发出的光的颜色很难出现不均匀的效果。另外，由于很少会出现龟裂等损伤的情况，因此，在使等离子体发光系统发光时即便产生振动，也会减少荧光体的剥落。此外，荧光体支撑体的形状为，管的内壁与荧光体支撑体以曲面相互接触，因此能够将荧光体支撑体顺滑地插入管内，不仅能够降低管或荧光体支撑体的损伤，而且还能够提高作业效率。

附图说明

图1是表示以往的等离子体发光系统的问题点的概要图。

图2是表示将多根本发明的等离子体发光系统排列，并在该排列的等离子体发光系统的前面以及背面配置有前面基板和背面基板的等离子体发光系统显示装置的概要图。

图3是表示本发明的荧光体支撑体和等离子体发光系统的制造方法的概要图。

图4是表示本发明的荧光体层支撑体和等离子体发光系统的制造方法的概要图。

图5A是表示本发明的荧光体层支撑体的截面形状的概要图，图5B是图5A所示的荧光体层支撑体的立体图。

图6是表示本发明的荧光体层支撑体的剖面形状的概要图。

图7是表示本发明的荧光体层支撑体的剖面形状的概要图。

图8是表示本发明的荧光体层荧支撑体的剖面形状的概要图。

图9是表示本发明的荧光体层发支撑体的剖面形状的概要图。

图10是表示本发明的荧光体层支撑体的整体形状的概要图。

图11是表示本发明的荧光体层支撑体的整体形状的概要图。

图12是表示在本发明的荧光体层支撑体上涂布荧光体的工序的概略图。

图13是表示使用调和器(dispenser)来形成本发明的荧光体层的工序的概略图。

图14是使用调和器形成来形成图13所示的荧光体层的工序的立体图。

图15是表示在荧光体层支撑体上形成荧光体层状态的概要图。

图16是表示将本发明的形成有荧光体层的荧光体层支撑体发光系统插入细管的工序的概略图。

图17是使用本发明的等离子体发光系统的等离子体发光系统显示装置的要部电路框图。

附图符号说明：

30...等离子体发光系统显示装置；40...等离子体发光系统；42...细管；44...荧光体层；46...荧光体层支撑体；48...放电气体；50...前面薄膜基板；52...维持电极对；54...背面基板；56...地址电极；100...母材；102...母材；200、210、220、230、240、250...荧光体层支撑体；202、212、222、232、242...开口部。

具体实施方式

以下，参照图2对用于实施本发明的最优方式进行说明。在本方式中，使用本发明的等离子体发光系统的等离子体发光系统显示装置30进行颜色显示，但也可以适用于单色显示的显示装置。在以下的说明中，在区别发光系统的发光颜色时，如“发光系统40A、发光系统40B、发光系统40C”那样地进行表示，在无需区别发光颜色时，如“发光系统40”那样地以不添加字母文字的方式记载。另外，将构成发光系统的最外部的管称为“细管”。在本实施例中，主要对细管的截面形状如图2所示，与长度方向正交的截面形状的两端部分近似为半圆筒状，且为上下对置的平面状的近似矩形形状(长边1mm、短边0.5mm、壁厚100μm)的情况进行说明。该细管的截面形状也可以是圆形、椭圆形、梯形、局部上具有凹凸部的形状等形状。另外，即便是矩形截面的情况下，也不受上述尺寸的限制。

图2是表示使用本发明的等离子体发光管的显示装置的要部的局部图，参照本图，对等离子体发光系统显示装置30进行更详细的说明。对于多个发光系统40而言，在其发光系统40中的发出红色光的荧光体层44，在发光系统40B中的发出绿色光的荧光体层44，以及在发光系统40C中的发出蓝色光的荧光体层44分别形成于各自的荧光体层支撑体46上。这些发光系统40A、40B、40C以顺次相互平行的方式排列。在从该排列的多个发光系统40发出的光(用箭头表示)发射的前面侧，前面薄膜基板50与各个排列的多个发光系统40粘接，而在背面侧，背面基板54与各个排列的多个发光系统40粘接。前面薄膜基板50中，在基础薄膜51和该基础薄膜51与发光系统40接触的面上，在与发光系统40的长度方向正交的方向上形成有多对由两个电极对组成的维持电极对52。在背面基板54中，在基础薄膜55和该基础薄膜55与发光系统40接触的面上，平行于发光系统40的长度方向，形成有与各发光系统40相对应的地址电极56。

前面薄膜50为了使来自各发光系统40的发光光线较容易地透过而采用透明的粘接剂，优选地，使用环氧树脂、光固化性树脂。基础薄膜51为了使从发光系统40发出的光容易地通过而采用透明薄膜，但在本实施方式中，使用的是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的厚度120μm的薄膜。基础薄膜51的材料并不限于PET，为了使沿排列的多个发光系统40粘贴容易，只要是软质、且透明的、并且能够形成构成在该基础薄膜51上形成的维持电极对52的一部分的透明电极(例如，ITO膜或NESA膜等)等即可。在该透明电极上层叠有由金属层(例如铜、银、或金等)构成的总线电极，在本实施方式中，维持电极对52的对间的间距为3mm，透明电极的宽度为1mm，总线电极为铜，宽度为50μm，维持电极对52的维持电极间的间隔为0.4mm，因此，邻接的显示电极对52间的间隔为0.6mm。另外，透明电极的厚度约为0.3μm，总线电极的厚度为10μm。另外，总线电极的宽度W2也可以为50μm～100μm，厚度为10μm～20μm。

对于背面基板54的基础薄膜55而言，可以使用与前面薄膜基板50相同的材料，但对于背面基板54而言也可以使用无透光性的材料，可以使用玻璃基板、将黑色颜料等混合后的硬质的树脂等。在本实施方式中，地址电极56使用的是通过镀铜而形成的宽度200μm、厚度20μm的电极。该地址电极56除了通过镀敷形成以外，也可以利用印刷法形成为导电性的糊剂，另外，也可以是通过对粘贴在基础薄膜55上的铜箔等金属层进行蚀刻来形成希望形状的地址电极56的方法。

发光系统40由细管42、形成于该细管的内壁的保护膜(未图示)、形成有荧光体层44的荧光体层支撑体46以及放电气体48构成，发光系统的长度方向的两端部与荧光体层支撑体46熔接在一起，荧光体层支撑体46固定在细管42中。本实施方式的等离子体发光系统显示装置30由于进行彩色显示，因此对于形成于各发光系统40的荧光体层支撑体46上的荧光体层44而言，分别是在发光系统40A中发出红色光的荧光体层，在发光系统40B中发出绿色光的荧光体层，在发光系统40C中发出蓝色光的荧光体层。这些发光系统40A，40B，40C按顺序排列。这里，荧光体层支撑体46的开口部被配置在面向维持电极对52的一侧，沿图示的方向放射出来自各发光系统40的发光光线。

接着参照图3对发光系统40的制造方法进行说明。图3是表示由圆筒状的玻璃母材100到发光系统46的制造工序的图。图中的(A)-(B)-(C)-(D)的工序是表示细管42的制造工序，(A)-(B)-(E)-(E)-(G)的工序表示了到形成有荧光体层44的荧光体层支撑体46的制造工序。工序(H)表示由本制造工序所制成的发光系统46的完成体。

接着，对各工序进行详细说明。在本实施方式中，表示了由同一母材100来制造细管42以及荧光体层支撑体46的情况，但也可以使用其他的材料来形成细管42以及荧光体层支撑体46的母材。例如，对于荧光体层支撑体46而言，可以是混合有白色颜料的玻璃母材。

在图3的工序A中，将由硼硅酸玻璃构成的近似圆柱形的母材100洗净，在工序B中，将母材100配置在与细管42、荧光体层支撑体46的截面外周形状具有近似相似形状的截面外周形状的模具(未图示)中，通过加热使之变形，从而加工为具有近似矩形形状的截面外周形状的母材102。

通过例如专利特开2003-28643号公报所记载的拉拔法(redraw)来将该母材102加工为细管106。在洗净该细管106后，将液态的镁有机盐涂布在细管106的内面，使之热分解，制造由镁构成的保护膜，从而获得细管42。

另一方面，为了使用母材102来制造荧光体层保持体46，利用金刚石刀或硅片切断用的锯等在母材102的平坦部上沿母材102的长度方向设置开口部112，从而获得母材110。之后，通过之前叙述的拉拔法来获得与母材110具有近似相似形状的截面形状的荧光体层支撑体46。在洗净该荧光体层支撑体46后，将糊状的荧光体涂布在荧光体层支撑体46的内面壁上，通过干燥、烘培来形成荧光体层44。

将在内壁面上具有荧光体层44的荧光体层支撑体46插入到在内面上形成有保护膜的细管42中后，填充放电气体48，并将细管42的两端部熔融封止，从而获得发光系统40。

在图3所示的制造方法中，根据同一母材102来制造细管42和荧光体层支撑体46，但也可以由不同材料或不同形状的母材来制造。

图4中显示了图3中所显示的发光系统40的制造方法的其他例子。该图4所示的制造方法中的与图3所示的制造方法不同点为追加了工序Ee，在该工序Ee中，对开口部112的端部局部加热，设置该端部的厚壁部。作为对该开口部112的端部进行局部加热的方法优选为激光照射，但也可以配置沿开口部112的长度方向延伸的加热器，维持母材的玻璃软化点温度，从而设置壁厚部。在设置该壁厚部118后，可以通过拉拔法，来获得在开口部附近具有突起的荧光体层支撑部120。另外，作为端部形成方法，也可以使用蚀刻法。

作为母材102的截面形状，也可以形成为近似矩形。此外，还可以利用之前所述的金刚石刀等对母材102进行加工，使之加热变形成为在母材110的两端部具有突起的形状，并设置开口部，从而加工成为荧光体层支撑体。

图5到图11表示了具有各种截面形状的荧光体层支撑体的例子。

图5A所示的荧光体层支撑体200，其截面形状近似为椭圆状，且在一端边上具有开口部202，使该开口部202的端部位于比荧光体层支撑体200的厚度t还大的W1的距离，并形成为通过该开口部202的端部对荧光体层支撑体200内形成的荧光体层进行保护的形状。图5B是该荧光体层支撑体200的立体图。

图6是表示荧光体层支撑体210的截面形状的图，荧光体层支撑体210的开口部212具有比图5A所示的荧光体层支撑体200的开口部202宽的开口部212。在该荧光体层支撑体210中，从荧光体层支撑体210的端部到开口部212的端部的距离W2也比荧光体层支撑体210的厚度t大，且荧光体支撑体210的内壁面形成为不与细管42(参照图2)接触的形状。

图7是表示荧光体层支撑体220的截面形状的图，在该荧光体层支撑体220中其特征为如下形状：开口部222的端部中的荧光体层支撑体220的厚度W4比荧光体层支撑体220的侧壁面的厚度W3薄。优选为，荧光体层支撑体220的侧壁面相对荧光体层支撑体220的底边近似垂直，将开口部220的宽度设为更大，并进一步减少了能够遮挡从该荧光体层支撑体220上所形成的荧光体层所发出的光线的位置。

图8是表示荧光体支撑体230的截面形状的图，在开口部232的两端部上设有突起234，其特征为如下形状：当利用该突起234将荧光体层支撑体230插入细管42(参照图2)时，减少了因细管42和荧光体层支撑体230的接触而导致荧光体层支撑体230的形状变形，并且用于减少其与细管42之间摩擦。

图9是表示荧光体层支撑体240的截面形状的图，其特征为以下形状：在开口部242的两端部设置突起244，该突起244的特征为制成使突起244的一部分即突起部分246比荧光体层支撑体240的外周面还向外探出的形状，在将荧光体层支撑体240插入细管42(参照图2)时，利用该突起部分246减少了因细管42与荧光体层支撑体240之间的接触所引起的摩擦，从而很容易地插入到细管42中。图10表示了该荧光体层支撑体240的立体图。

图11是表示图10所示的荧光体层支撑体240的变形例的图，荧光体层支撑体250的突起部252部分地设置在荧光体层支撑体250的长度方向，通过该构成，利用突起部252部分地设置开口部较窄的部分，进一步减少了遮挡从在该荧光体层支撑体250上形成的荧光体层发出的光线的位置。

接着，参照图12到图14，对在荧光体层支撑体上形成荧光体层的方法进行说明。图12对在荧光体层支撑体46上形成荧光体层的情况进行了说明，但作为荧光体层支撑体也可以是之前说明的其他的荧光体层支撑体。

图12是在对荧光体层支撑体46进行配置、定位的涂布台300上设置与荧光体层支撑体46的宽度和高度基本一致的槽302，在该槽302上配置荧光体层支撑体46。在该涂布台300上固定有框架310，且该框架310的中心与各荧光体层支撑体46的开口部的中心基本一致，且沿荧光体层支撑体46的长度方向具有开口部312，在该框架310上配置刮板(squeegee)，使刀片(未图示)在图示的左右方向或垂直纸面的方向移动，从而以规定的量将配置在该刮板314上的荧光体(未图示)涂布在荧光体层支撑体46上。

之后，将涂布在荧光体层支撑体46上的荧光体干燥，烘培，从而获得形成有荧光体层44(参照图2)的荧光体层支撑体46。

上述图12是使用刮板的荧光体的涂布方法，图13、14是使用调和器将荧光体涂布、形成在荧光体支撑体46上的方法。在图13中，涂布台400以及框架410与图12的涂布台300和框架310相当，在图13中，糊状的荧光体被储藏在管420中，在该管420的前端部设有排出部422。该排出部422具有越向前端部越宽的形状，从前端部将糊状的荧光体424排出到荧光体层支撑体46上。各管420通过管连结体430可同时在与纸面垂直的方向移动。图14以立体图的方式表示了该图13所示的涂布方法。另外，在各管420上连接有未图示的软管，经由该软管施加有压力气体，通过各管420的图示的箭头A方向的移动速度和上述的压力气体，来确定涂布在荧光体层支撑体46上的荧光体424的涂布量。之后，将涂布在荧光体层支撑体46上的荧光体干燥、烘培，从而获得形成有荧光体层44(参照图2)的荧光体层支撑体46。

图15是例示地表示在荧光体层支撑体46上形成荧光体层44的截面形状的图。

图16是表示将形成有图15所示的荧光体层44的荧光体层支撑体46插入细管42的工序的图。除了该荧光体层支撑体46之外，通过之前所述的各荧光体层支撑体200、210、220、230、240、250等的形状的效果，在将形成有荧光体层44的荧光体层支撑体46等插入细管42时，荧光体层44等与细管42接触的情况减少，从而可以防止荧光体层44的缺损、剥落。图17是表示使用本发明的等离子体发光系统40的等离子体发光系统显示装置30的概要的图。等离子体发光系统显示装置30由配列有多个等离子体发光系统的阵列500和驱动单元510构成。在本实施方式中，显示电极对52沿显示画面的行方向延伸，各显示电极对52的维持电极Y作为扫描电极使用，该扫描电极是在对应该放电的元件寻址时，用于以行为单位来选择元件的电极。地址电极56沿列方向延伸，且作为用于以列为单位来选择元件的电极使用。驱动单元510具有控制器512、数据处理电路514、X驱动器516、扫描驱动器518、Y公共驱动器520以及地址驱动器522以及未图示的电源电路等。表示有亮度等级(灰度等级)(在显示颜色时R、G、B各色的亮度等级)的像素单位的场数据DF从TV谐器、电脑等外部装置与各种同步信号一起输入驱动单元510。该场数据DF暂时被保存在数据处理电路514中的帧存储器524后，则在完成用于进行灰度显示的处理后，被保存于帧存储器524，且在适当的时候被转送到地址驱动器522。

X驱动器516将驱动电压施加在全部的维持电极X上。扫描驱动器518在寻址中将驱动电压分别地施加在各维持电极Y上。Y公共驱动器520在进行点亮维持时，一并将驱动电压施加在全部的显示电极Y上。

产业上的可利用性：

在具有开口部的荧光体层支撑体上形成有荧光体层，将该荧光体层支持体的形状作成保护荧光体层的形状，且将上述荧光体层支撑体插入细管内并形成发光系统，因此，在将荧光体层支撑体插入细管时能够避免荧光体层和细管内壁之间的接触，因此，可以防止上述荧光体层的缺损、剥落或荧光体层内的龟裂的产生，提高多个等离子体发光系统制造中的成品率。

Claims (5)

1.一种等离子体发光系统，其特征在于，具有：

由透光性的材料构成的细长管；

被配置在上述细长管内的荧光体层支撑体，其形成有荧光体层；

被封入在上述细长管内的放电气体，

上述荧光体层支撑体的与上述长度方向正交的截面的开口部的外周面的端部间的宽度比上述荧光体层支撑体的外周面的最大宽度小。

2.根据权利要求1所述的等离子体发光系统，其特征在于，

上述开口部中的上述荧光体层支撑体的厚度比上述荧光体层支撑体的最大厚度小。

3.一种等离子体发光系统，其特征在于，具有：

由透光性的材料构成的细长管；

被配置在上述细长管内的荧光体层支撑体，其形成有荧光体层；

被封入在上述细长管内的放电气体，

上述荧光体层支撑体的与上述长度方向正交的截面的开口部的端部具有由曲线构成的突起状的形状。

4.根据权利要求3所述的等离子体发光系统，其特征在于，

上述突起状的截面形状为近似圆形或椭圆形。

5.一种等离子体发光系统显示装置，其特征在于，具有：

权利要求1到4中任意一项所述的多个等离子体发光系统；

前面基板，其配置于与上述多根等离子体发光系统的开口部对置的面，该上述多根等离子体发光系统的上述开口部以朝向同一方向的方式排列；

背面基板，其经由上述多根等离子体发光系统，与上述前面基板相对置地配置，

在上述前面基板的与上述多根等离子体发光系统接触的面上，在与上述多根等离子体发光系统的长度方向正交的方向设置多个维持电极，在上述背面电极的与上述多根等离子体发光系统接触的面上，在与上述多个维持电极正交的方向设置与上述多根等离子体发光系统的每一个相对应的多个地址电极。

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