DE60220126T2

DE60220126T2 - Wechselstrom-Gasentladungsanzeige

Info

Publication number: DE60220126T2
Application number: DE60220126T
Authority: DE
Inventors: Manabu Kawasaki-shi Ishimoto; Tsutae Kawasaki-shi Shinoda; Akira Kawasaki-shi Tokai; Hitoshi Kawasaki-shi Yamada
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Shinoda Plasma Corp
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2022-03-16
Also published as: KR20030019052A; DE60220126D1; US6677704B2; JP4617032B2; EP1288993A2; EP1288993A3; KR100722336B1; EP1288993B1; JP2003068214A; US20030042839A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anzeige, in der mehrere feine Entladungsröhren, von denen jede in Sektionen geteilt ist, die einzeln Licht emittieren können, kombiniert sind und welche eine elektrische Entladung nutzt.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Eine große Anzeige, in der eine fluoreszierende Leuchtschicht durch mittels elektrischer Entladung erzeugte ultraviolette Strahlen aktiviert wird, so dass optisches Licht emittiert wird, und in der die Größe der Anzeige frei ausgelegt werden kann, ist in der Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-315460 offenbart. Diese Anzeige, welche in 15 und 17 in der oben beschriebenen Veröffentlichung dargestellt ist, enthält mehrere Anzeigeröhren (Entladungsröhren), die parallel zueinander angeordnet sind, und ein Substrat, welches die Entladungsröhren trägt. Jede der Entladungsröhren enthält eine Glasröhre, in die ein Entladungsgas gefüllt ist, und inselförmige Anzeigeelektroden sind auf der Außenfläche der Glasröhre in der Längsrichtung der Glasröhre angeordnet. Außerdem ist eine lange Datenelektrode auf der Innenfläche der Glasröhre auf solch eine Weise angeordnet, dass die Datenelektrode allen Anzeigeelektroden gegenüberliegt. Zwei Anzeigeelektroden, welche mit einer vorbestimmten Distanz dazwischen einander benachbart sind, dienen als Paar Entladungselektroden für eine Oberflächenentladung. Inselförmige Metallbuselektroden sind auf dem Substrat paarweise auf solch eine Weise angeordnet, dass die Metallbuselektroden die Datenelektroden schneiden, und die Anzeigeelektroden sind auf dem Substrat auf solch eine Weise angeordnet, dass die Anzeigeelektroden die Metallbuselektroden einzeln berühren. Jede Metallbuselektrode kreuzt alle Anzeigeröhren und verbindet die Gruppe Anzeigeelektroden, welche zu der gleichen Ebene gehören, miteinander. So wird durch die Gruppe von Anzeigeelektroden und die Gruppe von Datenelektroden eine Elektrodenmatrix gebildet. Ein beliebiges Bild kann angezeigt werden, indem die an die Elektrodenmatrix gelieferten Spannungen durch ein Verfahren ähnlich einem Spannungsregelungsverfahren, das in einem typischen Plasmaanzeigefeld mit Oberflächenentladung und drei Elektroden verwendet wird, geregelt werden.
Durch die Entwicklung der Entladungsröhren, die in der Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-315460 offenbart sind, haben die Erfinder die folgenden Fakten festgestellt. Es wird ein Fall betrachtet, in welchem eine Anzeige konstruiert wird, indem die Anzeigeelektroden auf der Außenfläche der Entladungsröhren angeordnet und die Metallbuselektroden, durch die Spannungen geliefert werden, ausgebildet werden. Falls die Anzeige eine geringe Auflösung hat, verursacht die Lagebeziehung zwischen den Anzeigeelektroden und den Metallbuselektroden kein Problem. Falls jedoch die Anzeige eine hohe Auflösung hat, ist die Genauigkeit der Lagebeziehung zwischen den Anzeigeelektroden und den äußeren Elektroden schwerwiegend, da eine Abstandstoleranz zwischen den Elektroden über die Anzeigefläche akkumuliert wird. Falls z.B. 1000 Anzeigeelektroden mit einer Breite von 300 μm mit einem Abstand von 1 mm angeordnet sind, kann die maximale Toleranz in der relativen Lage oder Position die Breite der Elektroden übersteigen, selbst wenn die Toleranz in der relativen Position entsprechend einer einzigen Elektrode 0,3 μm oder weniger beträgt. Demgemäß besteht insofern ein Problem, als es technisch schwierig und mit sehr hohen Kosten verbunden ist, solch eine hohe Lage- oder Positionsgenauigkeit zu realisieren.
Wenn eine Entladungsröhre eine kreisförmige Querschnittsform hat, ist ferner die Distanz zwischen den Entladungselektroden und der fluoreszierenden Leuchtschicht ungefähr die gleiche wie der Innendurchmesser der Entladungsröhre. Die Erfinder gewannen die Erkenntnis, dass in diesem Fall mittels elektrischer Entladung erzeugte Ultraviolettstrahlen im Vakuum durch das Entladungsgas absorbiert werden, bevor sie die fluoreszierende Leuchtschicht erreichen, was somit die Lichtausbeute reduziert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Wechselstrom-Gasentladungsanzeige nach Anspruch 1 geschaffen.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, haben die Erfinder eine Anzeige erfunden, welche eine oder mehrere Entladungsröhren mit einer Quer schnittform eines abgeflachten Ovals mit zwei parallelen flachen Abschnitten aufweist, die einander gegenüberliegen und sich entlang der Hauptachse des Ovals erstrecken, wobei eine entlang einer Richtung senkrecht zur Hauptachse verlaufende Achse eine Nebenachse des Ovals definiert. Die Querschnittform eines abgeflachten Ovals kann z.B. abgeflacht elliptisch oder unrund sein. Das Verhältnis der Innenlängen der Entladungsröhre, gemessen entlang der Hauptachse und der Nebenachse, liegt im Bereich von 10:7 bis 5:1. Überraschenderweise kann die erforderliche Positionsgenauigkeit reduziert und die Lichtausbeute verbessert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie beansprucht umfasst eine Wechselstrom-Gasentladungsanzeige eine Basis und mehrere Entladungsröhren, die auf der Basis parallel zueinander angeordnet sind. Jede der Entladungsröhren kann eine abgeflachte elliptische Querschnittform aufweisen.
Die Wanddicke jeder Entladungsröhre beträgt vorzugsweise 400 μm oder weniger zumindest an einem der flachen Abschnitte, und eine Gasentladung findet zwischen benachbarten Paaren Anzeigelektroden in jeder Entladungsröhre über den entsprechenden Teil der Wand statt.
Außerdem ist eine Breite der flachen Abschnitte jeder Entladungsröhre vorzugsweise größer als 0,3 mm.
Da die Entladungsröhren eine abgeflachte ovale (z.B. abgeflachte elliptische oder unrunde) Querschnittform aufweisen, können gemäß der vorliegenden Erfindung die Entladungsröhren auf einer Basis stabil angeordnet werden, und Entladungselektroden können über eine große Fläche zuverlässig angeordnet werden. Außerdem können die Luminanz und die Lichtausbeute erhöht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A bis 1C sind Diagramme, die eine Anzeige gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Anzeige, die Entladungsröhren gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
3A und 3B sind Diagramme, die eine Anzeige darstellen, die Entladungsröhren gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Anzeige, die Entladungsröhren gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält; und 5 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Verhältnis der Nebenachse zur Hauptachse im Querschnitt einer Glasröhre und der Luminanz und die Beziehung zwischen dem oben beschriebenen Verhältnis und der Lichtausbeute zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
1A ist eine Schnittansicht einer Wechselstrom-Gasentladungsanzeige gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Außerdem sind 1B und 1C eine Draufsicht bzw. Schnittansicht, um das Arbeitsprinzip einer einzelnen Entladungsröhre zur erläutern. Datenelektroden 13 sind auf einer Basis 1 ausgebildet, und Entladungsröhren 2R, 2G und 2B, welche individuell drei Primärfarben entsprechen, sind auf den Datenelektroden 13 überlagert. Die Anzeigeelektroden 11 sind paarweise an der anderen Seite der Datenelektroden 13 auf solche eine Weise angeordnet, dass die Anzeigeelektroden 11 in der Richtung senkrecht zu den Datenelektroden verlaufen und die Entladungsröhren 2R, 2G und 2B schneiden.
Jede der Entladungsröhren umfasst eine Glasröhre, welche eine elliptische Querschnittform aufweist. Die Anzeigeelektroden 11, welche in der Richtung der Hauptachse der elliptischen Form verlaufen, sind auf der Außenfläche der Glasröhre als Entladungselektroden angeordnet. Eine elektrische Entladung findet statt, wenn zwischen zwei Anzeigeelektroden 11, die in Paar bilden, ein alternierendes elektrisches Feld angelegt wird. Ein sekundäre Elektronen emittierender Film 14 ist auf der Innenfläche der Glasröhre über deren gesamte Fläche ausgebildet, und eine fluoreszierende Leuchtschicht 16 ist an der Seite ausgebildet, die der Seite gegenüberliegt, an der die Anzeigeelektroden ausgebildet sind. Die fluoreszierende Leuchtschicht 16 kann auf einem Träger 15 für eine fluoreszierende Leuchtschicht ausgebildet sein, oder nur die fluoreszierende Leuchtschicht 16 kann ohne Applizieren des Trägers 15 für eine fluoreszierende Leuchtschicht ausgebildet sein. Falls der Träger 15 für eine fluoreszierende Leuchtschicht verwendet wird, wird die fluoreszierende Leuchtschicht 16 auf dem Träger 15 für eine fluoreszierende Leuchtschicht ausgebildet, und der Träger 15 für eine fluoreszierende Leuchtschicht wird dann in die Entladungsröhre eingesetzt. Es ist jedoch wichtig, dass die fluoreszierende Leuchtschicht 16 an einer Position angeordnet wird, so dass die fluoreszierende Leuchtschicht 16 der elektrischen Entladung von den Anzeigeelektroden 11 nicht direkt ausgesetzt ist. Außerdem ist es auch wichtig, dass zumindest Teile, welche der elektrischen Entladung ausgesetzt sind, durch den sekundäre Elektronen emittierenden Film 14 bedeckt sind, so dass die Entladungsspannung reduziert wird. Die Glasröhre, die die fluoreszierende Leuchtschicht 16 enthält, ist mit der Datenelektrode 13, welche sich in der Richtung senkrecht zu den Entladungselektroden erstreckt und welche zum Auswählen der Entladungselektroden verwendet wird, an der Seite versehen, an der die fluoreszierende Leuchtschicht 16 ausgebildet ist. Die Datenelektrode 13 kann direkt auf der Außenfläche der Glasröhre ausgebildet oder auf einer Basis (siehe 1A) sein, auf der die Glasröhre angeordnet ist. Jede der Entladungsröhren weist zwei flache Abschnitte auf, die sich in der Richtung der Hauptachse in deren Querschnitt erstrecken. Die Entladungsröhre mit einer solchen abgeflachten elliptischen Querschnittform kann erhalten werden, indem zuerst eine Röhre in einer zylindrischen Form geschaffen und dann die Röhre in einem erhitzten und erweichten Zustand zwischen ein Paar flache, parallele Platten gepresst wird. Alternativ dazu kann die Entladungsröhre auch erhalten werden, indem ein Material mit einer abgeflachten elliptischen Querschnittform in einem Ziehprozess verwendet wird.
Wie in 1A bis 1C dargestellt aufgebaute Entladungsröhren, in denen die Innenlänge, gemessen entlang der Hauptachse im Querschnitt der Glasröhre, 0,8 mm betrug und die Innenlänge, gemessen entlang der Nebenachse variiert wurde, wurden präpariert, um deren Luminanz und die Lichtausbeute wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in 5 dargestellt. Die horizontale Achse zeigt das Verhältnis der Längen, gemessen entlang der Nebenachse und der Hauptachse, und die vertikalen Achsen zeigen die Luminanz und die Lichtausbeute. Die durchgezogene Linie zeigt die Luminanz, und die gestrichelte Li nie zeigt die Lichtausbeute. Wie man aus der graphischen Darstellung versteht, werden sowohl die Luminanz als auch die Lichtausbeute erhöht, wenn die Länge, gemessen entlang der Nebenachse im Querschnitt der Glasröhre, reduziert wird. Die Luminanz und die Lichtausbeute ändern sich jedoch nur wenig, wenn das Verhältnis der Längen, gemessen entlang der Nebenachse und der Hauptachse, auf weniger als 0,2 reduziert wird. Demgemäß versteht man, dass das Verhältnis der Längen, gemessen entlang der Hauptachse und der Nebenachse, vorzugsweise in dem Bereich zwischen 10:7 und 5:1 liegt.
In der Anzeige gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Größe der gesamten Anzeigefläche bestimmt, indem die Anzahl von Entladungsröhren und deren Länge eingestellt werden. Da die Anzeige vom Wechselstrom-Oberflächenentladungstyp ist, worin sich Wandladungen auf der Innenfläche der Entladungsröhren 10 akkumulieren, ist es wichtig, dass die Entladungsröhren 10 optimal ausgelegt sind. In den Entladungsröhren mit einer abgeflachten elektrischen Querschnittform, wie oben beschrieben wurde, wird, damit eine Oberflächenentladung zwischen auf einem der flachen Abschnitte ausgebildeten Anzeigeelektroden stattfindet, die Wanddicke der Entladungsröhren vorzugsweise auf 400 μm oder weniger eingestellt.
Zweite Ausführungsform
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Anzeige, die Entladungsröhren gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. In 2 sind in drei sukzessiven Entladungsröhren eine blaue fluoreszierende Leuchtschicht 16B, eine grüne fluoreszierende Leuchtschicht 16G und eine rote fluoreszierende Leuchtschicht 16R enthalten. Abgesehen davon haben die in 2 gezeigten Entladungsröhren 10 den gleichen Aufbau wie jene, die in 1A bis 1C dargestellt sind. Eine Licht emittierende Einheit ist an jedem Schnittpunkt von Paaren Anzeigeelektroden 11, welche als Entladungselektroden dienen, und der Datenelektroden 13 ausgebildet, und drei Licht emittierende Einheiten, die Blau, Grün und Rot entsprechen, bilden ein einzelnes Pixel. Die Anzeige wird durch Anordnen mehrerer Pixel in einem Array konstruiert.
Dritte Ausführungsform
3A und 3B zeigen eine Anzeige, die Entladungsröhren gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Wie in 3A gezeigt ist, sind die Entladungsröhren der vorliegenden Ausführungsform ähnlich den Entladungsröhren der zweiten Ausführungsform aufgebaut und angeordnet, und deren Erläuterungen werden somit weggelassen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden, wie in 3B gezeigt ist, die Anzeigeelektroden 11, von denen jede aus einer Metallelektrode 21 und einer transparenten Elektrode 22 aufgebaut ist, vorher auf einem transparenten Film 20 geschaffen. Der transparente Film 20, auf welchem die Anzeigeelektroden 11 ausgebildet sind, wird dann auf den Glasröhren entlang deren Außenflächen angeordnet. Obgleich in 3A nicht dargestellt, ist der transparente Film 20 an den Glasröhren an deren Oberseite fixiert. In diesem Fall kann der transparente Film 20 auch als Filter ausgebildet sein, der Strahlen im nahen Infrarot blockieren kann. Außerdem wird weiter bevorzugt ein schwarzer Streifen eines Films vorher zwischen jedem Paar aus einer Scann-Elektrode und gemeinsamen Elektrode geschaffen. Die transparenten Elektroden 22 können aus einem anorganischen Material wie z.B. ZnO, ITO etc. geschaffen werden oder können aus einem organischen Leiter gebildet werden. Die Metallelektroden 21 können aus einem metallischen Material mit einem geringen Widerstand, z.B. Cu, Ag etc., geschaffen werden. In der vorliegenden Ausführungsform gibt es, da kein Heizprozess erforderlich ist, nachdem die Elektroden ausgebildet sind, ein großes Maß an Freiheit beim Wählen des Materials.
In der vorliegenden Ausführungsform werden außerdem die Elektroden entlang den Außenflächen der Glasröhren ausgebildet, so dass eine Entladungsfläche vergrößert werden kann. Folglich können die Helligkeit und die Lichtausbeute weiter erhöht werden.
Vierte Ausführungsform
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Anzeige, die Entladungsröhren gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Die Entladungsröhren der vorliegenden Ausführungsform sind ähnlich den Entladungsröhren der zweiten Ausführungsform aufgebaut und angeordnet, und deren Erläuterungen werden folglich weggelassen. In der vorliegenden Ausfüh rungsform sind Hilfselektroden 32 nur auf den flachen Abschnitten der Glasröhren ausgebildet, so dass die Kapazität zwischen jedem Paar der Anzeigeelektroden 11 reduziert werden kann. In 4 sind Metallelektroden 31 dargestellt, die linear verlaufen. Wie in der dritten Ausführungsform beschrieben wurde, können jedoch die Hilfselektroden 32 und die Metallelektroden 31 zuerst auf einer (nicht dargestellten) Bahn oder Platte (engl. sheet) geschaffen und dann entlang den Außenflächen der Glasröhren unter Verwendung einer Laminierung, Adhäsion, Schweißen etc. angeordnet werden. Die Hilfselektroden 32 können aus den transparenten Materialien geschaffen werden, die oben in der dritten Ausführungsform erwähnt wurden.

Claims

Wechselstrom-Gasentladungsanzeige, mit: einer Entladungsröhre (2R, 2G, 2B; 10), in die ein Entladungsgas gefüllt ist, welche mit mindestens einem Paar Anzeigeelektroden (11) auf deren Außenfläche versehen ist, welche eine fluoreszierende Leuchtschicht (16G, 16R; 16B, 16) enthält, die auf deren Innenfläche angeordnet ist, und welche Licht emittiert, wenn an das Paar Anzeigeelektroden (11) eine Spannung angelegt wird und darin eine Gasentladung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungsröhre (2R, 2G, 2B; 10) eine Querschnittform eines abgeflachten Ovals mit zwei parallelen flachen Abschnitten hat, die einander gegenüberliegen und sich entlang der Hauptachse des Ovals erstrecken, wobei eine entlang einer Richtung senkrecht zur Hauptachse verlaufende Achse eine Nebenachse des Ovals definiert, und die Anzeigeelektroden (11) auf der Außenfläche der Entladungsröhre (2R, 2G, 2B; 10) auf einem der flachen Abschnitte angeordnet sind und in der Richtung der Hauptachse des abgeflachten Ovals verlaufen.
Wechselstrom-Gasentladungsanzeige nach Anspruch 1, wobei im Querschnitt der Entladungsröhre (2R, 2G, 2B; 10) das Verhältnis der Innenlängen der Entladungsröhre, gemessen entlang der Hauptachse und der Nebenachse, im Bereich zwischen 10:7 und 5:1 liegt.
Wechselstrom-Gasentladungsanzeige nach Anspruch 1 oder 2, wobei die fluoreszierende Leuchtschicht (16, 16R; 16B, 16) auf einem Träger (15) für die fluoreszierende Leuchtschicht ausgebildet ist, der innerhalb der Entladungsröhre (2R, 2G, 2B; 10) angeordnet ist.
Wechselstrom-Gasentladungsanzeige nach Anspruch 3, wobei die Querschnittform des Trägers (15) für die fluoreszierende Leuchtschicht einen flachen Abschnitt und gekrümmte Abschnitte aufweist, die an beiden Enden des flachen Abschnitts ausgebildet sind.
Wechselstrom-Gasentladungsanzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die fluoreszierende Leuchtschicht (16G, 16R; 16B, 16) auf einem Träger (15) für die fluoreszierende Leuchtschicht ausgebildet ist, der auf der Innenfläche der Entladungsröhre auf dem anderen der flachen Abschnitte angeordnet ist, der dem einen gegenüberliegt, auf dem die Anzeigeelektroden (11) ausgebildet sind.
Wechselstrom-Gasentladungsanzeige nach Anspruch 1, wobei mehrere Entladungsröhren (2R, 2G, 2B; 10) wie in Anspruch 1 definiert auf einer Basis (1) parallel zueinander angeordnet sind, Datenelektroden (13) auf den Außenflächen der Entladungsröhren (2R, 2G, 2B; 10) an der Seite ausgebildet sind, die der Seite der Anzeigeelektroden (11) gegenüberliegt, so dass die Datenelektroden (13) in einer Längsrichtung der Entladungsröhren (2R, 2G, 2B; 10) verlaufen, welche Längsrichtung zu der Haupt- und Nebenachse der Querschnittformen der Entladungsröhren (2R, 2G, 2B; 10) senkrecht ist, und die Anzeigeelektroden (11) in Paaren ausgebildet sind, in denen je eine Anzeigeelektrode als Scan-Elektrode und die andere Anzeigeelektrode als gemeinsame Elektrode dient, welche Anzeigeelektroden die Entladungsröhren (2R, 2G, 2B; 10) schneiden, wobei die Datenelektroden (13) auf einem der flachen Abschnitte der Entladungsröhren (2R, 2G, 2B; 10) ausgebildet sind und die Scan-Elektroden und die gemeinsamen Elektroden auf dem anderen der flachen Abschnitte der Entladungsröhren (2R, 2G, 2B; 10) abwechselnd angeordnet sind, und die Entladungsröhren (2R, 2G, 2B; 10) durch die Basis (1) an einem der flachen Abschnitte der Entladungsröhren (2R, 2G, 2B; 10) getragen werden.
Wechselstrom-Gasentladungsanzeige nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wanddicke der oder jeder Entladungsröhre (2R, 2G, 2B; 10) oder zumindest eines Abschnitts der Wand der oder jeder Entladungsröhre (2R, 2G, 2B; 10) oder zumindest der oder eines ihrer flachen Abschnitte 400 μm oder weniger beträgt und eine Gasentladung zwischen benachbarten Paaren von Anzeigeelektroden (11) in der Entladungsröhre (2R, 2G, 2B; 10) über den entsprechenden Teil der Wand stattfindet.