JP2008251405A - 放電表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空間電荷の拡散を防ぐことで表示品質を高めることができる放電表示装置を提供する。
【解決手段】並列状に配置された複数の蛍光放電管１０と、これら複数の蛍光放電管１０と交差して２つずつ対をなすように設けられた複数の表示電極３０と、これら複数の表示電極３０とは反対側で蛍光放電管１０のそれぞれに沿うように設けられたアドレス電極３２とを備えた放電表示装置であって、対をなす表示電極の一対と他対との間には、これらに平行して所定の電圧を印加可能なシールド電極３１が設けられている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、平面的なディスプレイパネルとして利用される放電表示装置およびその駆動方法に関する。

従来の放電表示装置としては、下記の特許文献１に開示されたものがある。図６に示すように、放電表示装置は、前面側の透明な基板２０と背面側の基板２１との間に複数の蛍光放電管１０（同図においては１つの蛍光放電管の長手方向断面を示す）を並列に配置し、これらの基板２０，２１と蛍光放電管１０とを接着剤などで貼り合わせたラミネート構造からなる。１つの蛍光放電管１０は、たとえば管径が２ｍｍ以下で長さが３００ｍｍ以上あり、その内部には、蛍光体層１３が形成されている。前面側の基板２０の内面には、蛍光放電管１０と交差して２つずつ対をなすように複数の表示電極３０が形成されており、背面側の基板２１の内面には、蛍光放電管１０のそれぞれに沿うようにアドレス電極３２が形成されている。対をなす表示電極３０とアドレス電極３２とが交差する蛍光放電管１０の空間部分は、発光最小単位部分（発光セル）Ｓとなっており、これらの発光セルＳを瞬時かつ選択的に放電発光させることで表示が行われる。

放電表示装置は、具体的に次のようにして駆動される。つまり、対をなす所定の表示電極３０と所定のアドレス電極３２とに対し、蛍光放電管１０内で放電を開始するための所定の放電開始電圧を印加する。これにより、その表示電極３０とアドレス電極３２とが交差する部分の発光セルＳに種火としての放電が生じる。その後、その発光セルＳに対応する表示電極３０に対し、蛍光放電管１０内で放電を維持するための所定の放電維持電圧を周期的に印加する。これにより、電圧が印加された発光セルＳが発光した状態となる。このような放電発光を表示電極３０およびアドレス電極３２を極めて高速に選択しながら繰り返し行うことにより、蛍光放電管１０の全体にわたって放電発光が起こることで画像が表示される。

特開２００３−８６１４２号公報

しかしながら、上記従来の放電表示装置では、蛍光放電管１０内において発光セルＳを仕切る物理的な壁が存在しないため、所望とする発光セルＳで放電により生じた空間電荷がその発光セルＳ内に留まりにくく、蛍光放電管１０の長手方向に空間電荷が拡散しやすい傾向がある。これでは、所望とする発光セルＳの空間電荷密度が小さくなって放電が弱まるので、表示品質を高めにくい難点があった。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。本発明は、空間電荷の拡散を防ぐことで表示品質を高めることができる放電表示装置およびその駆動方法を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される放電表示装置は、並列状に配置された複数の蛍光放電管と、これら複数の蛍光放電管と交差して２つずつ対をなすように設けられた複数の表示電極と、これら複数の表示電極とは反対側で上記蛍光放電管のそれぞれに沿うように設けられたアドレス電極とを備えた放電表示装置であって、対をなす上記表示電極の一対と他対との間には、これらに平行して所定の電圧を印加可能なシールド電極が設けられていることを特徴としている。

好ましくは、上記シールド電極と上記表示電極との間隔は、上記対をなす表示電極同士の間隔よりも大きくなっている。

好ましくは、上記シールド電極は、黒いストライプをなすように形成されている。

本発明の第２の側面により提供される放電表示装置の駆動方法は、並列状に配置された複数の蛍光放電管と、これら複数の蛍光放電管と交差して２つずつ対をなすように設けられた複数の表示電極と、対をなす上記表示電極の一対と他対との間でこれらに平行するように設けられたシールド電極と、上記表示電極およびシールド電極とは反対側で上記蛍光放電管のそれぞれに沿うように設けられたアドレス電極とを備えた放電表示装置の駆動方法であって、対をなす所定の上記表示電極と所定の上記アドレス電極とに対し、上記蛍光放電管内で放電を開始するための所定の放電開始電圧を印加し、その後、上記所定の表示電極に対し、上記蛍光放電管内で放電を維持するための所定の放電維持電圧を周期的に印加し、これら放電開始電圧を印加する期間および放電維持電圧を印加する期間の少なくともいずれかと同一期間に、上記所定の表示電極に隣り合う所定の上記シールド電極に対し、上記蛍光放電管内において電界障壁を生成するための電位を付与することを特徴としている。

好ましくは、上記所定のシールド電極には、負の電位が付与される。

好ましくは、上記放電開始電圧を印加する期間において、上記所定のシールド電極には、上記放電開始電圧よりも絶対値で小さい電圧が生じるように負の電位が付与される。

好ましくは、上記放電維持電圧を印加する期間において、上記所定のシールド電極には、上記放電開始電圧および放電維持電圧のいずれよりも絶対値で小さい電圧が生じるように負の電位が付与される。

このような構成によれば、たとえば所望とする一対の表示電極とアドレス電極との間に設けられたシールド電極に所定の電位を付与することにより、これら表示電極とアドレス電極とが交差する蛍光放電管内の発光セルを仕切るような電界障壁が生じる。これにより、発光セル内の放電で生じた空間電荷がその発光セルに電磁的に閉じこめられるので、空間電荷の拡散を防ぐことができ、ひいては表示品質を高めることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜５は、本発明に係る放電表示装置の一実施形態を示している。図１〜４に示されているように、放電表示装置Ａは、前面側の透明な基板２０（図２では便宜上図示略）と背面側の基板２１との間に複数の蛍光放電管１０を並列に配置し、これらの基板２０，２１と蛍光放電管１０とを接着剤などで貼り合わせたラミネート構造からなる。一方の基板２０には、蛍光放電管１０と交差するように多数の表示電極３０とシールド電極３１が形成されており、他方の基板２１には、蛍光放電管１０のそれぞれに沿うようにアドレス電極３２が形成されている。

図３および図４に示すように、蛍光放電管１０は、断面略楕円状の細長いガラス管１１からなる。ガラス管１１の管径は、長径で１ｍｍ程度、厚み方向となる短径で０．７５ｍｍ程度であり、長手方向の寸法は、１５００ｍｍ程度である。ガラス管１１の内壁面には、ガラス保護用のＭｇＯ膜１２が一様に形成されており、ＭｇＯ膜１２の表面には、蛍光体層１３が形成されている。蛍光体層１３は、カラー表示の３原色となるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうち、いずれか一色の蛍光体からなる。ガラス管１１の内部には、放電ガス（たとえば、ＮｅとＸｅとの混合ガス）が封入されており、ガラス管１１の両端部は封止されている。このような蛍光放電管１０は、ＲＧＢの順に交互に並んでいる。蛍光放電管１０は、外部から電圧が印加されると、その部分の放電ガスが局所的に放電し、その際に発生する真空紫外線が蛍光体層１３を励起することでＲＧＢの可視光を発する。このような放電発光による最小単位部分を発光セルＳと呼ぶ（図４参照）。ＲＧＢ３色の蛍光放電管１０においては、横一列に並んだ３つの発光セルＳによって１画素が構成される。

前面側および背面側の基板２０，２１は、透明な樹脂で板状に形成されたものであり、たとえば縦横のサイズが１．５ｍ×２ｍ程度である。なお、背面側の基板２１は、透明性を有していなくてもよい。前面側の基板２０の内面には、蛍光放電管１０と交差状に接して横方向に延びるように多数の表示電極３０とシールド電極３１が形成されている。図２および図４に示すように、表示電極３０は、２つずつ対をなすように設けられている。対をなす表示電極３０の一方は、発光セルＳを選択するためのスキャン電極３０１であり、他方は、放電発光を維持するための維持電極３０２である。対をなす表示電極３０同士（スキャン電極３０１と維持電極３０２）の間隔は、ｔとなっている。この間隔を放電ギャップと呼ぶ。表示電極３０の一部には、電流を効率良く流すためにバスライン３０Ａが形成されている。表示電極３０の先端部は、図示しない駆動回路に接続されている。

図２および図４に示すように、シールド電極３１は、表示電極３０の一対と他対との間に形成されている。このシールド電極３１は、黒いストライプをなすように形成されている。これにより、画質がひきしまる効果が高められる。シールド電極３１とこれに隣り合う表示電極３０との間隔は、放電ギャップｔよりも大きいＴとなっている。これにより、表示電極３０とシールド電極３１との間においては、放電が起こりにくい。シールド電極３１の先端部は、図示しない駆動回路に接続されている。このようなシールド電極３１は、蛍光放電管１０の長手方向に何ら仕切られていない発光セルＳを電磁的に仕切るための電界障壁を生成する役割をもつ。

図２および図３に示すように、背面側の基板２１の内面には、蛍光放電管１０のそれぞれに沿って縦方向に延びるように多数のアドレス電極３２が形成されている。アドレス電極３２は、主として発光セルＳ内で放電を開始させるためのものである。アドレス電極３２の先端部は、図示しない駆動回路に接続されている。

このような放電表示装置Ａにおいて画像を表示する際には、次の駆動方法が実行される。なお、以下の説明では、所望とする１つの発光セルＳに着目している。

図５に示すように、まず、リセット期間においては、所定のスキャン電極３０１にＶｗの正電位が付与されるとともに、所定の維持電極３０２に−Ｖｘｗの負電位が付与される。つまり、スキャン電極３０１と維持電極３０２の間には、Ｖｗ−（−Ｖｘｗ）の高電圧が印加される。これにより、所定のスキャン電極３０１と維持電極３０２で区画された所望の発光セルＳがリセットされる。

次に、アドレス期間においては、上記発光セルＳを挟んで交差するスキャン電極３０１とアドレス電極３２に対し、それぞれ−Ｖｙの負電位とＶａの正電位がパルス状に付与される。また、維持電極３０２には、Ｖｘａの正電位が付与される。これにより、スキャン電極３０１とアドレス電極３２の間には、瞬間的に（−Ｖｙ）−Ｖａ＝Ｖｙ＋Ｖａの電圧が印加される。これにより、発光セルＳには、放電を開始させる種火としての空間電荷が蓄積される。このような電圧Ｖｙ＋Ｖａを放電開始電圧と呼ぶ。

このようなアドレス期間において、シールド電極３１には、−Ｖｚの負電位が付与される。これにより、シールド電極３１とアドレス電極３２の間、すなわち所望の発光セルＳとその隣の発光セルＳとの間には、電界障壁が形成される。所望の発光セルＳに蓄積された空間電荷は、電界障壁が電磁的に存在するために隣の発光セルＳに拡散しにくくなる。また、シールド電極３１に付与される負電位−Ｖｚとスキャン電極３０１に付与される負電位−Ｖｙは、絶対値で｜−Ｖｚ｜＜｜−Ｖｙ｜となっている。これにより、シールド電極３１とアドレス電極３２の間に印加される電圧は、放電開始電圧Ｖｙ＋Ｖａよりも小さくなるため、シールド電極３１付近に空間電荷が蓄積されることはない。これは、シールド電極３１に付与される電位が空間電荷と同極性の負であることも大いに関係している。

このアドレス期間に続く維持期間においては、スキャン電極３０１と維持電極３０２に対し、Ｖｓの正電位が交互に付与される。つまり、スキャン電極３０１と維持電極３０２との間には、高周波状の電圧Ｖｓが生じる。このような電圧Ｖｓを放電維持電圧と呼ぶ。これにより、所望とする発光セルＳは、適切量蓄積された空間電荷によって放電発光が維持される。なお、たとえばスキャン電極３０１と維持電極３０２に放電維持電圧Ｖｓを交互に印加する回数を制御することにより、ＲＧＢ３色の階調表現が可能となる。

このような維持期間においても、シールド電極３１には、−Ｖｓｐの負電位が付与される。また、アドレス電極３２には、Ｖａｄの正電位が付与される。これにより、アドレス期間だけでなく維持期間にあっても、シールド電極３１とアドレス電極３２の間に生じる電圧−Ｖｓｐ−Ｖａｄによって電界障壁が形成される。そのため、所望の発光セルＳに蓄積された空間電荷は、隣の発光セルＳへとほとんど拡散することなく、確実に所望とする発光セルＳだけが放電発光させられる。また、シールド電極３１とアドレス電極３２との間に生じる電圧−Ｖｓｐ−Ｖａｄと、放電開始電圧Ｖｙ＋Ｖａについては、絶対値で｜−Ｖｓｐ−Ｖａｄ｜＜｜Ｖｙ＋Ｖａ｜となっている。シールド電極３１とスキャン電極３０１、あるいはシールド電極３１と維持電極３０２との間に生じる電圧−Ｖｓｐ−Ｖｓについても、絶対値で｜−Ｖｓｐ−Ｖｓ｜＜｜Ｖｙ＋Ｖａ｜となっている。さらに、シールド電極３１に付与される電位−Ｖｓｐは、放電維持電圧Ｖｓよりも絶対値で小さくなっている。これにより、シールド電極３１とアドレス電極３２の間に生じる電圧−Ｖｓｐ−Ｖａｄや、シールド電極３１とスキャン電極３０１の間などに生じる電圧−Ｖｓｐ−Ｖｓは、放電開始電圧Ｖｙ＋Ｖａより小さくなる。特に、スキャン電極３０１や維持電極３０２の表示電極３０とシールド電極３１の間隔Ｔは、スキャン電極３０１と維持電極３０２の間隔ｔよりも大きいため、シールド電極３１と表示電極３０の間においても放電が起こりにくい。そのため、維持期間においても、シールド電極３１付近に空間電荷が存在することなく、この付近で放電発光が生じることはない。

このような放電発光は、たとえば線順次走査によって極めて短い時間間隔で発光セルＳごとに繰り返し行われ、これにより蛍光放電管１０の全体にわたって画像が表示される。

したがって、本実施形態の放電表示装置Ａによれば、蛍光放電管１０の長手方向に発光セルＳを仕切る物理的な壁が存在しないものの、電磁的な電界障壁によって発光セルＳ内に空間電荷を閉じこめることができる。そのため、所望とする発光セルＳ内に生じた空間電荷によってその発光セルＳを確実に放電発光させることができ、ひいては各画素が鮮明になることで表示品質を高めることができる。

本発明に係る放電表示装置の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す放電表示装置の一部拡大斜視図である。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 図２のIV−IV線に沿う断面図である。 図１に示す放電表示装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。 従来の放電表示装置の作用を説明するための断面図である。

符号の説明

Ａ 放電表示装置
１０ 蛍光放電管
２０，２１ 基板
３０ 表示電極
３１ シールド電極
３２ アドレス電極

Claims (7)

1. 並列状に配置された複数の蛍光放電管と、これら複数の蛍光放電管と交差して２つずつ対をなすように設けられた複数の表示電極と、これら複数の表示電極とは反対側で上記蛍光放電管のそれぞれに沿うように設けられたアドレス電極とを備えた放電表示装置であって、
   対をなす上記表示電極の一対と他対との間には、これらに平行して所定の電圧を印加可能なシールド電極が設けられていることを特徴とする、放電表示装置。
2. 上記シールド電極と上記表示電極との間隔は、上記対をなす表示電極同士の間隔よりも大きくなっている、請求項１に記載の放電表示装置。
3. 上記シールド電極は、黒いストライプをなすように形成されている、請求項１または２に記載の放電表示装置。
4. 並列状に配置された複数の蛍光放電管と、これら複数の蛍光放電管と交差して２つずつ対をなすように設けられた複数の表示電極と、対をなす上記表示電極の一対と他対との間でこれらに平行するように設けられたシールド電極と、上記表示電極およびシールド電極とは反対側で上記蛍光放電管のそれぞれに沿うように設けられたアドレス電極とを備えた放電表示装置の駆動方法であって、
   対をなす所定の上記表示電極と所定の上記アドレス電極とに対し、上記蛍光放電管内で放電を開始するための所定の放電開始電圧を印加し、その後、上記所定の表示電極に対し、上記蛍光放電管内で放電を維持するための所定の放電維持電圧を周期的に印加し、これら放電開始電圧を印加する期間および放電維持電圧を印加する期間の少なくともいずれかと同一期間に、上記所定の表示電極に隣り合う所定の上記シールド電極に対し、上記蛍光放電管内において電界障壁を生成するための電位を付与することを特徴とする、放電表示装置の駆動方法。
5. 上記所定のシールド電極には、負の電位が付与される、請求項４に記載の放電表示装置の駆動方法。
6. 上記放電開始電圧を印加する期間において、上記所定のシールド電極には、上記放電開始電圧よりも絶対値で小さい電圧が生じるように負の電位が付与される、請求項５に記載の放電表示装置の駆動方法。
7. 上記放電維持電圧を印加する期間において、上記所定のシールド電極には、上記放電開始電圧および放電維持電圧のいずれよりも絶対値で小さい電圧が生じるように負の電位が付与される、請求項５に記載の放電表示装置の駆動方法。

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