JP2009519564A - ワイヤ式のフラットパネルディスプレイ - Google Patents

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Abstract

本発明は、ファイバ、又はチューブアレイ、又はワイヤ電極を含む電極シートを用いて、非常に大型な電子ディスプレイ形状構造を作るための効果的な方法である。ワイヤ電極を高分子基板の表面に埋め込むとともに、パターン化された透明導電電極ラインをワイヤに電気的に接続することにより、電極シートは形成される。ワイヤ電極は大部分の電流を運搬するために用いられ、透明導電電極はワイヤからの電荷又は電圧をピクセルのライン全域に広げるために用いられる。大部分のディスプレイの応用例において、電極シートの電極表面は平坦でなければならない。電極シートは多くの様々なディスプレイの型を形成するために用いられる。

Description

本発明は電子ディスプレイの分野に関連する。より詳細には、本発明はファイバやチューブ、及び電極シート内でワイヤ電極を用いてフラットパネルディスプレイに構造を形成することに関連する。
本出願は1以上の以下の米国仮特許出願で開示された発明を請求するものである。
1)米国仮特許出願第60/749,446号、出願日:2005年12月12日、発明の名称:「ELECTRODE ADDRESSING PLANE IN AN ELECTRONIC DISPLAY」
2)米国仮特許出願第60/759,704号、出願日:2006年1月18日、発明の名称:「ELECTRODE ADDRESSING PLANE IN AN ELECTRONIC DISPLAY AND PROCESS」;
3)米国仮特許出願第60/827,146号、出願日:2006年9月27日、発明の名称:「TUBULAR PLASMA DISPLAY」;
4)米国仮特許出願第60/827,152号、出願日:2006年9月27日、発明の名称:「ELACTRODED SHEET」; and
5)米国仮特許出願第60/827,170号、出願日:2006年9月27日、発明の名称:「WIRE-BASED FLAT PANEL DISPLAY」.
米国の仮特許出願の米国特許法典第35巻119条における利益をここに主張し、前述の仮特許出願はここで参照することにより取り入れるものとする。
本出願は同様に以下の1以上の米国特許出願で開示された発明も請求する。
1)米国特許出願第11/609,131号、出願日:2006年12月11日、発明の名称:「ELECTRODED SHEET」.
2)米国特許出願第11/609,093号、出願日:2006年12月11日、発明の名称:「TUBULAR PLASMA DISPLAY」.
3)米国特許出願第11/609,220号、出願日:2006年12月11日、発明の名称:「WIRE-BASED DISPLAYS」.
前述の特許出願はここで参照することにより取り入れられるものとする。
電子ディスプレイ空間内にはディスプレイ群がある。該ディスプレイ群は電気光学材料を調節することにより画像を生成する。電気光学材料は電場の状態を変化させる材料として定義される。上述のような材料の中には、2つの直交電極アレイ間に電気光学材料を挟むことにより、パッシブ・アドレッシング、又は単純なアドレッシングを可能とするものもある。しかしながら、前記のパッシブ・アドレッシングは、電気光学材料が閾値を有しているか、又はその光学特性が印加電圧内での小さな変化以上の急激な変化を伴うことを必要とする。多くの液晶(LC)材料は十分な急勾配な閾値を有している。該閾値により液晶材料はパッシブ・アドレッシングが可能である。電気光学材料が電圧閾値を有しておらず、又は該閾値が十分に急勾配でない場合(材料を完全に調節する電圧が材料の電気光学特性が変化し始める電圧の2倍未満でなければならない)、電気光学材料はアクティブ・アドレスされなければならない。アクティブ・アドレッシングとは、トランジスタのように電圧閾値を有するスイッチが電気光学材料全域に電圧を配するよう用いられることである。他に用いられてきたアクティブ・アドレッシングのスイッチはダイオード、プラズマ、及び微小電気機械システム(MEMS)である。アクティブ・アドレッシングは同様にビデオ速度画像を必要とする場合でも用いられる。なぜなら、パッシブ・アドレッシングは、一ライン単位のアドレッシング方式が用いられることを必要とするからである。従って、画像を更新する速度は、ディスプレイのラインの数、及び電気光学物質の最小応答時間に制限される。
様々な異なる電気光学材料が存在する。最もよく知られ広く使われている電気光学材料は液晶分子である。液晶の系統のなかで、様々な分子が電気光学の変調材料を作るために用いられることが可能である。前述の液晶分子の中には、ねじれネマチック(TN)、コレステリック・ネマチック、二色性染料(又はゲスト・ホスト)、動的散乱モード、スメクチック、及び高分子分散を備えるが、これらに限定されるものではない。前述のほとんどの液晶分子は、配向層、偏向子、反射膜のような他の膜を必要とする。
電気光学材料の別の種類は電気泳動である。電気泳動材料は溶液中の小さな荷電粒子の装置である。粒子が溶液と同様の密度を有する場合、粒子は重力の影響を受けない。従って、粒子を移動させる唯一の方法は、電場を利用することである。電気泳動溶液に行き渡る可能性のある電圧を印加することにより、荷電粒子は混濁液中を移動せざるを得ず、接触点の1つに達する。逆極性の電荷は別の方向に粒子を移動させる。電気泳動懸濁液は、粒子が溶液とは異なる色を呈するように、又は逆極性の電荷状態を備える2つの色の異なる粒子が存在するように設定されている。
また、さらに異なる電気光学材料の種類は、ツイストボール又はジャイリコン(Gyricon)材料である。該材料は一方の面を黒で、もう一方の面を白でコーティングし、逆極性の電荷を2等分した小さな2色の球体でできており、当初はツイストボール材料と呼ばれていた。従って、ツイストボール材料が電場に配されたとき、2色の球体はすべて回転し該材料の1つの光学的特性を標示し、逆極性の電圧が印加されると該材料は別の色の状態を表示する。このジャイリコン材料は円筒形状で作られてもかまわない。
リサーチ・フロンティア(Research Frontiers Incorporated)社は、浮遊粒子装置(SPD)と彼らが呼ぶ、また別の電気光学材料を開発している。該装置は液体混濁液中の微細粒子からなる。前述の微細粒子は無作為に配向され、光を遮られると、一方向に引き伸ばされる。電圧が電気光学材料に行き渡るように印加されると、粒子は一列に並び、光を通過する。
前述の電気光学材料の大部分は電圧閾値を有しておらず、アクティブ・アドレッシングされなければならない。液晶材料の中にはアクティブ・トランジスタの背面を用いてディスプレイをアドレスするが、この種のディスプレイは、製造工程が複雑化したため、現在では大きさが限られている。液晶材料及びプラズマアドレスの背面を用いる透過型ディスプレイは、ここで参照することにより組み込まれる米国特許第4,896,149号で実証されている。しかしながら、プラズマ・セルを形成する薄いマイクロシートが、入手性に起因してプラズマアドレスの背面は同様に大きさの面で制限される。
大型のディスプレイを作り出す可能性のある溶液は、ファイバ/チューブを利用し、プラズマ・セルを形成する。チューブを用いプラズマ−アドレス可能なセルを形成することは、参照によりここで組み込まれる米国特許第3,964,050号で最初に開示された。大きなプラズマ−アドレス可能なチューブを使ったディスプレイを作りだす可能性のある問題点は、カラム電極プレートの上面を形成することである。該電極プレートはアドレス指定する多数のラインからならなければならない。該ラインはプラズマチューブ内の電荷を設定する。LC、又は電気泳動材料のような薄い電気光学材料をアドレスすると、これらの電極ラインは全ピクセルに電荷が行き渡る程度に広がらなければならない。該ラインは同様にプラズマチューブ内に電荷を設定するに十分な導電性を有していなければならない。それにより、ディスプレイはビデオ速度でアドレスされることが可能である。従来のパターン化されたインジウムスズ酸化物(ITO)の透明伝導体は、小さなパネルに非常に有効である。該小さなパネルではパネルの処理が簡単でラインも短い。しかしながら、非常に大型のパネルをアドレスする場合、ITOラインには十分な導電性はなく、ラインのパターニングはとても高額になる。
この問題を解決する1つの方法が、2005年9月28日出願の米国特許第11/236,904号、発明の名称:「Electrode Enhancement for Fiber-Based Displays」で提案されている。該特許は参照することにより本出願に組み込まれる。前記特許において、電極を含むファイバはカラム電極面を形成するために用いられる。該電極はワイヤ電極からなる。該ワイヤ電極は電流の大半と透明導電性電極を運ぶ。該透明導電性電極はワイヤ電極と接続し、ファイバ表面の至るところに電圧を拡散するために用いられる。
電極の電圧を広めるため導電性の高い金属電極膜を透明導電膜に接続することも、同様に従来からプラズマディスプレイ(PDP)の電極プレートの上面に用いられている。PDPのプレート上面は、幅50μm、厚さ約1μmのCr/Cu/Cr堆積を用いて電流を運び、薄いITOコーティングを用いて電圧の効果を広め、従って、プラズマの点火を広める。これら電極コーティングは蒸着又はスパッタされ、その後フォトリソグラフィが該電極コーティングをパターニングするために用いられる。該電極コーティングはウェットエッチ又は反応性イオンエッチ(RIE)を用いてラインを彫り付けられる。
光電池(太陽電池)も同様に透明導電膜に接続された導電性の金属線を用いて、光起電装置から電流を収集する。透明導電膜に接続されたワイヤの使用は、米国特許第6,936,761号及び米国特許第7,022,910号においてNanosolar によって開示されている。該特許は、太陽電池の出願に対して、参照することにより本出願に組み込まれる。
プラズマディスプレイパネル(PDP)は40年の歴史があるが、カラーのPDPは、3つの電極面の放電構造が発明されるまで(G. W. Dick, 「Three-Electrode per PEL AC Plasma Display Panel」, 1985 International Display Research Conf., pp. 45-50; U.S. Pat. Nos. 4,554,537, 4,728,864, 4,833,463, 5,086,297, and 5,674,553)、注目を集めるものではなかった。図1に示されるように、3つの電極面の放電構造は、ディスプレイの多くの技術的な特質を向上させるが、その複合的な製造工程及び詳細な構造により、製造は複雑かつコストのかかるものとなっている。
現在では、プラズマディスプレイの構造は、特殊ガラス基板上で層ごとに組み立てられ、多くの複合的な処理工程を経ている。図1は、現在の標準技術を用いて作られた表面放電のACプラズマディスプレイを示す。PDPは2つの部品に分解することが可能である。すなわち、トッププレート(10)及びボトムプレート(20)である。トッププレート(10)は、維持電極(11a)、(11b)と呼ばれる一対の電極からなる列を有する。維持電極は、幅の広い透明なインジウム酸化物(ITO)電極(12)、及び幅の狭いCr/Cu/Crバス電極(13)からなる。これらの電極はスパッタリング及び多層フォトリソグラフィを用いて形成される。維持電極(11)は厚い(25μm)誘電体層(14)で覆われ、プラズマに晒されないようにする。トッププレートの表面上に高誘電体ペーストをシルク・スクリーニングし、該誘電体を高温処理段階で統合することにより、この誘電体層(14)を形成する。マグネシウム酸化物層(Mgo)(15)は電子ビーム蒸着又は誘電体層上でのスパッタリングにより蒸着され、電子の2次電子放出を高めるとともにディスプレイの効率を改善する。ボトムプレート(20)はアドレス電極(21)の列を有する。該アドレス電極(21)の列は、銀ペーストをシルク・スクリーニングし、該ペーストを高温処理段階で点火させることにより形成される。バリア・リブ(22)はその後、アドレス電極(21)の間で形成される。該リブ(22)は、典型的には幅が50μm、高さが120μmである。該リブ(22)は、10層以上の多重シルク・スクリーニング加工、フリット・ペーストのエンボス加工、又はサンドブラスト加工のいずれかを用いて形成される。サンドブラスト加工法において、バリア・リブ・ペーストはガラス基板上でブレードコーティングされる。ペースト上でラミネートされるフォトレジスト膜は、フォトリソグラフィによってパターン化される。リブ構造は、露出されたパターンの間でリブ・ペーストをサンドブラスティングし、次にフォトレジスト層の除去及びバリア・リブ(22)を高温連結することによって形成される。赤色(23R)、緑色(23G)及び青色(23B)の蛍光体を交互に入れ替えることにより、バリア・リブの間のチャンネルにシルク・スクリーニングされ、ディスプレイ色が提供される。蛍光体(23)をシルク・スクリーニングした後、ボトムプレートがサンドブラストされ、チャンネル内の過剰な蛍光体が除去される。トッププレート及びボトムプレートは共にフリットシールされ、パネルが放出されるとともに、キセノンを含むガス混合体を用いて埋め戻しされる。
ディスプレイの基本的な操作は、イオン化されたキセノンが紫外線(UV)を生じさせるプラズマ放出を必要とする。このUV光は蛍光体により吸収され、可視光として放射される。ディスプレイでピクセルを扱うためには、AC電圧が維持電極(11)を横切って印加される。該AC電圧はプラズマを維持する程度には大きいが、プラズマを作るほど大きくはない(プラズマはトランジスタに極めてよく似ていて、電圧が増加しても、オンになる特定の電圧に到達するまで何も起こらない)。次に、短い電圧パルスが追加としてアドレス電極(21)に印加される。該アドレス電極(21)は維持電圧を追加するとともに、
局所的な電場を全て追加することによりプラズマに点火する。これにより、ガスがプラズマに転ずる。一度プラズマが形成されると、電子はプラズマから引き出され、Mgo層(15)に堆積する。これら電子は、AC維持電極の次の段階でプラズマを作るために用いられる。ピクセルを止めるためには、逆極性の電圧は、Mgo層(15)から電子を排出するべく、アドレス電極(21)に印加されなければならない。その結果、維持電極上の次のAC電圧サイクルでプラズマを作るためのプライミング電荷は行われない。これらプライミング電子を用いることにより、各ピクセルは体系的にオン、オフにされることが可能である。プラズマディスプレイの階調レベルを決めるために、各ビデオフレームは8ビット(256レベル)に分割され、特定の階調レベルに応じて、ピクセルはこの間、オンにされる。
ディスプレイ内にパネル構造を作るためにワイヤ電極を含む複合形状のファイバを用いてプラズマディスプレイを製造するまったく新しい方法は、PDPの製造に関連するコスト及びサイズの多くの問題を解決した(C. Moore and R. Schaeffler, 「Fiber Plasma Display」, SID '97 Digest, pp. 1055-1058; U.S. patent No. 5,984,747 GLASS STRUCTURE FOR INFORMATION DISPLAY, ここで参照することにより本出願に組み込まれる)。ファイバを用いた製造方法は、従来のパネル構造と一致するように見えるとともに、従来のパネル構造を操作するプラズマディスプレイ(図1)を作り出す。しかし、パネル内の構造は図2に示されるとおり、ワイヤ電極を含む複雑形状のグラスファイバを用いて完全に組み立てられている。
標準的なプラズマディスプレイ(図1)の全体的な機能性は、トッププレート(16)及びボトムプレート(24)を、ソーダ石灰ガラスのプレート(16及び24)の間に挟まれたトップファイバ(17)及びボトム・ファイバ(27)(図2)のそれぞれのシートと交換することにより、発揮される。ボトムプレートの各列は1つのファイバ(27)からなり、該ファイバ(27)はアドレス電極(21)、バリア・リブ(22)、プラズマチャンネル(25)、及び蛍光体層(23)を備える。トッププレートの各列は1つのファイバ(17)からなる。該ファイバ(17)は2つの維持電極(11)、及び電極(11a)と(11b)の上に内蔵式の誘電体層(14)を備える。該誘電体層(14)はMgO層(15)に覆われている。
すべてのガラスファイバは、電気通信産業で光ファイバを作るのに用いられたのと同じファイバ線引き工程を用いて形成されるのが好ましい。グラスファイバは大きなガラスプレフォームから引き出される。該ガラスプレフォームは熱いガラスの押出しを用いて形成される。金属ワイヤ電極はガラスプレフォームの穴部を通され、ガラスファイバとともに取り出される。蛍光体層(23)は続いてボトムファイバ(27)のチャンネル(25)に噴霧され、薄いMgOコーティング(15)はトップファイバ(17)に塗布される。トップファイバ(17)及びボトムファイバ(27)のシートは2つのガラスプレート(16及び24)の間に配される。ガラスプレートはともにワイヤ電極でふさがれたフリットである。該ワイヤ電極はフリットシールを介して広がっていく。パネルは真空にされ、キセノンを含むガスを用いて埋め戻しされる。ワイヤ電極は駆動回路に直接接続される。
ファイバレイを用いてプラズマディスプレイを作る利点がある。もっとも大きな利点は、パネルを製造するコストにおいて、2以上の要素を削減し、10分の1の資本コストしか必要としないことである。この経済的な利点は、以下の製造工程に起因する。すなわち、複数レベルの整列工程段階がないこと、広域な真空蒸着装置を必要としないこと、工程段階が2分の一で済むこと(高収率をもたらす可能性がある)、工程段階が単純化したこと(高熱ガラス押し出し、ファイバ線引き、及び、フォトリソグラフィと正確なシルク・スクリーニングと真空蒸着工程と比較した場合の蛍光体噴霧)、及び、同じ製造設備を利用して多くの様々なサイズのディスプレイを作る能力が挙げられる。ファイバを用いてディスプレイに構造を作ることはパネルの製造を劇的に簡略化し、製造コストを大幅に削減する。しかしながら、初期のファイバを基盤とした仕事は、ディスプレイの性能を向上させるものではない。
初期の発明以来、ファイバを用いたプラズマディスプレイの組み立ては進歩してきた。ファイバを用いたディスプレイの組み立て工程の改善は米国特許第6,247,987号及び第6,354,899号で列挙されている。該特許は工程を形成するファイバ、アレイ、及びパネルを備える。該特許は、ここで参照することにより本出願で組み込まれるものである。プラズマディスプレイが、以前として発光効率の低さ、及び明るい部屋でのコントラストの乏しさに悩まされているため、ファイバを用いてこのような問題を解決することに焦点が当てられてきた。ここで参考にすることにより本出願に組み込まれる米国特許第6,414,433号は、まずピクセル内の形状を制御し、プラズマの効率を上げることを指摘している。また、米国特許第6,771,234号も同様に参照することにより本出願に組み込まれるが、該特許はディスプレイの効率を改善させるため、プラズマが輝く長さを増やす方法を示している。
カラーフィルタをディスプレイに付加することにより、明るい部屋でのディスプレイのコントラストは増加する。なぜなら、カラーフィルタは反射光の3分の2を取り去るからである(すなわち、赤いピクセルが緑と青を吸収する)。従来のプラズマディスプレイパネル(PDPs)において、カラーフィルタを付加するという考え方は米国特許第5,838,105号のPioneer Electronic Corporation により、最初に特許を受けた。該特許も参照することにより本出願に組み込まれる。NEC corporation は、トッププレート内に含まれるカラーフィルタを用いて、及びカラーフィルタと対応するカラー蛍光体を並べて、プラズマディスプレイを組み立てている。上記は米国特許第6,072,276号に記載されており、該特許は参照されることにより本出願に組み込まれる。
ファイバを基盤としたプラズマディスプレイにカラーフィルタを付加するもっとも優れた方法の1つは、図3及び図4で示されているように、すべてのファイバパネルを逆さまに反転させることである。上記は米国特許第6,570,339号で取り上げられており、参照することにより本出願に組み込まれるものである。上記の例によれば、ファイバ(47)は着色ガラスからなり、該ファイバ(47)はディスプレイの側にあり、視界に面している。カラー蛍光体(23)から発生する光は着色ガラスファイバ(47B)、(47G)、及び(47R)を介して伝えられなければならない。これにより、ディスプレイの色純度が増す。パネル上のいかなる入射光も部分的にはカラーファイバ(47)に吸収され、明るい部屋でのディスプレイのコントラストが増す。360度まで湾曲したディスプレイも組み立て可能である。なぜなら、ファイバは湾曲可能であり、湾曲したガラスプレートも真空容器として利用可能だからである。なお、上記は米国特許第6,750,605号で取り上げられており、参照することにより本出願へ組み込まれるものである。また、ファイバの表面にレンズを付加することにより、マルチプル・ビュー及び3次元のディスプレイの製造が可能になる。なお、上記は米国特許第7,082,236号で取り上げられており、参照することにより本出願へ組み込まれる。
小さな中空チューブは1974年に、米国特許第3,602,754号、発明の名称:「CAPILLARY TUBE GAS DISCHARGE DISPLAY PANELS AN DEVICES」 で初めて開示された。該特許はOwens-Illinois に譲渡され、ここで参照することにより本出願へ組み込まれる。該特許の後に、米国特許第3,654,680号、第3,927,342号、及び第4,038,577号が続いている。これら特許は全てここで参照することにより本出願へ組み込まれる。該特許は、図5で示されるように、小さなガラスチューブを用いてプラズマディスプレイを作る方法を説明している。該特許は、チューブの外部表面に適用された伝導体(C)とともに小さなガラスチューブ(T)を用いることを記載している。Owens-Illinoisは初期のプラズマチューブを使ったディスプレイの特許を有しているが、プラズマチューブを使ったディスプレイに関する初期のあらゆる研究はControl Data によってなされた。Control Dataはガスが充満した中空チューブアレイを用いることに焦点を当て、プラズマディスプレイパネル(PDP)内にリブ構造を作り出した。図6で示されるように、チューブ内のプラズマに点火する電極はガラス又はプラスチック基板上に配され、電極基盤はガスが充満した中空チューブの周囲に差し込まれた。Control Dataの仕事は、W. Mayer and V. Bonin, 「Tubular AC Plasma Panels」, 1972 IEEE Conf. Display Dervices, Conf. Rec., New York, pp.15-18, and R. Storm, 「32-Inch Graphic Plasma Display Module」, 1974 SID Int. Symposium, San Diego, pp.122-123 で出版され、米国特許第3,964,050号及び第4,027,188号(全て参照することにより本出願に組み込まれる)にも含まれる。また、The Control Data Corporation は米国空軍から3つの契約を受注しており、プラズマチューブを使ったディスプレイを改良している(AD-728623, 「Large Screen Plasma Display」, 1971; AD-782383, 「Large Area Plasma Display Module」, 1974; and AD-766933, 「Plasma Display Color Techniques Using Tubular Construction」, 1973, 全て参照することにより本出願に組み込まれる)。米国空軍の最後の契約においては、Control Data はプラズマチューブ内のカラー蛍光体を増やし、多色のプラズマチューブを使ったディスプレイを作ることに焦点を当てた。Control Dataはまた、放電チューブ内の物質を減らす仕事関数の蒸着を開示している。
プラズマチューブを使ったディスプレイの開発に取り組んでいる、又は取り組んできた他の唯一のグループは、日本の富士通の篠田のグループである。富士通から最初にプラズマチューブを使ったディスプレイに関する発表、又は特許が出されたのは、2000年のことである。篠田のグループは別の設定器を蛍光体層でコーティングし、それをプラズマチューブに挿入する方法の特許権を取った。上記方法は、米国特許第6,577,060号、第6,677,704号、第6,794,812号、第6,836,063号、第6,841,929号、第6,930,442号、第6,932,664号、第6,969,292号、及び第7,049,748号で論じられており、全て参照することにより本出願に組み込まれる。富士通の篠田のグループは、プラズマチューブを使ったディスプレイに関する幾つかの報告書を出版している。(T. Shinoda et al. 「New Approach for Wall Display with Fine Tube Array Technology」 SID 2002, pp. 1072-1075; M. Ishimoto et al. 「Discharge Observation of Plasma Tubes」, SID 2002, pp.36-39; H. Hirakawa et al. 「Dynamic Driving Characterstics of Plasma Tubes Array」, SID 2004, pp.810-813; Awamoto et al., 「Development of Plasma Tube Array Technology for Extra-Large-Area Displays」, SID 2005, pp.206-209)
米国仮特許出願第60/749,446号 米国仮特許出願第60/759,704号 米国仮特許出願第60/827,146号 米国仮特許出願第60/827,152号 米国仮特許出願第60/827,170号 米国特許出願第11/609,131号 米国特許出願第11/609,093号 米国特許出願第11/609,220号 米国特許第4,896,149号 米国特許第3,964,050号 米国特許第11/236,904号 米国特許第6,936,761号 米国特許第7,022,910号 米国特許第6,247,987号 米国特許第6,354,899号 米国特許第6,414,433号 米国特許第6,771,234号 米国特許第5,838,105号 米国特許第6,072,276号 米国特許第6,570,339号 米国特許第6,750,605号 米国特許第7,082,236号 米国特許第3,602,754号 米国特許第3,654,680号、 米国特許第3,927,342号 米国特許第4,038,577号 米国特許第3,964,050号 米国特許第4,027,188号 米国特許第6,577,060号 米国特許第6,677,704号 米国特許第6,794,812号 米国特許第6,836,063号 米国特許第6,841,929号 米国特許第6,930,442号 米国特許第6,932,664号 米国特許第6,969,292号 米国特許第7,049,748号 G. W. Dick, 「Three-Electrode per PEL AC Plasma Display Panel」, 1985 International Display Research Conf., pp. 45-50; U.S. Pat. Nos. 4,554,537, 4,728,864, 4,833,463, 5,086,297, and 5,674,553 C. Moore and R. Schaeffler, 「Fiber Plasma Display」, SID '97 Digest, pp. 1055-1058; U.S. patent No. 5,984,747 GLASS STRUCTURE FOR INFORMATION DISPLAY W. Mayer and V. Bonin, 「Tubular AC Plasma Panels」, 1972 IEEE Conf. Display Dervices, Conf. Rec., New York, pp.15-18 R. Storm, 「32-Inch Graphic Plasma Display Module」, 1974 SID Int. Symposium, San Diego, pp.122-123 AD-728623, 「Large Screen Plasma Display」, 1971 AD-782383, 「Large Area Plasma Display Module」, 1974 AD-766933, 「Plasma Display Color Techniques Using Tubular Construction」, 1973 T. Shinoda et al. 「New Approach for Wall Display with Fine Tube Array Technology」 SID 2002, pp. 1072-1075 M. Ishimoto et al. 「Discharge Observation of Plasma Tubes」, SID 2002, pp.36-39 H. Hirakawa et al. 「Dynamic Driving Characterstics of Plasma Tubes Array」, SID 2004, pp.810-813 Awamoto et al., 「Development of Plasma Tube Array Technology for Extra-Large-Area Displays」, SID 2005, pp.206-209
大きな電子ディスプレイを形成する、耐性があり、製造しやすく、コストのかからない方法に対する技術的なニーズがある。
本発明のある実施形態において、電子ディスプレイのシートはワイヤ電極アレイを含む回路基板からなる。該ワイヤ電極は、シートを作る方法と同様に、パターン化された透明導電性の電極ラインに接続されている。ワイヤ電極は、高導電性の糸状、又はファイバ状の材料として定義され、電流の大部分を伝達するために用いられる。ワイヤは標準的なワイヤ形成工程を用いて形成される。ワイヤは独立した構成要素であり、回路基板上で蒸着したり、又は沈着したりすることはない。ワイヤ電極は回路基板から延出したり、プリント基板に直接接続したりすることも可能である。透明導電性電極(TCE)は、ワイヤ電極からの電荷又は電圧をピクセルに行き渡るように広げるために用いられる。TCEはパターン化された膜であり、たいていのディスプレイの応用例では、50%以上は間違いなく透明であり、90%以上透明であるのが好ましい。TCEは導電性高分子、ナノチューブ、又はITOのようなPVD材料からなることが好ましい。TCEはワイヤ電極(界面抵抗が低い)と良好な電気的接続関係を形成しなければならない。また、電極の大部分の長さに沿ってワイヤ電極と電気的に接続されなければならない。TCE材料は高い導電性を備える必要はない。なぜなら、TCE材料は、電荷や電圧をピクセル幅全域に広げるための導電性しか必要としないためである。ワイヤ/TCEストリップを格納する回路基板は高分子化合物か、又はガラスであるのが好ましい。薄い高分子基板を用いることにより、軽く、可塑性のある、丈夫なシートがもたらされる。該シートは湾曲したり、曲げたり、又は巻いたりすることが可能である。
電極シート(eシート)をほとんどのディスプレイの応用例でも用いるために、電極表面は平坦であることが望ましい。電極シートは、パッシブ又はアクティブにアドレスされたディスプレイでアドレス平面として用いられても構わない。あるいは、電極シートは、プラズマチューブを使ったディスプレイで維持層又はアドレス層として用いられても構わない。電極シートは容量的に電気光学材料をアドレスするか、又はパネル内の電荷を容量的に調整するために用いられても構わない。電極層は、エレクトロクロミック材料又は有機発光材料などの材料へストリップを伝達する電流としても用いられても良い。
本発明の別の実施形態は、大型で非常に経済的な新しいプラズマチューブを使ったディスプレイを開示する。該プラズマディスプレイは非常に軽く、カラーフィルタを内蔵し、明るい部屋でのディスプレイのコントラストの問題を解決するもので、巻いたり、曲げたりすることが可能である。
プラズマチューブを使ったディスプレイ(TPD)は、電極シート及びプラズマチューブの直交アレイからなる。該電極シート及びプラズマチューブの直交アレイはともにワイヤ電極を含む。該ワイヤ電極はドライブ・エレクトロニクスに直接接続される。電極シートは、ワイヤ電極が内蔵している、薄く(0.005インチより以下の厚みが好ましい)、可塑性のある高分子基板からなる。1以上のワイヤ電極が電極ラインごとに用いられても構わない。透明導電層はワイヤに取り付けられ、電場に及ぶ限り広がっても構わない。耐久性があり、可塑性のある電極シートを作るために、透明導電性電極は、バイトロン又はカーボンナノチューブのような高分子基材からなるのが望ましい。
プラズマチューブアレイにおける各チューブは、1以上のワイヤ電極、放射型ハードコーティング(ある実施形態ではカーボンナノチューブを含む)、及び蛍光体コーティングを含むのが好ましい。また、該チューブはそれぞれがプラズマガスを含むよう密封されるのが好ましい。高分子化合物を基板としたカラーフィルタ・コーティングは、ガス処理され、明るい部屋でのディスプレイのコントラスト、明るさ、及びディスプレイの色の純度を劇的に上げるために密封された後、プラズマチューブの表面にも適用されても構わない。プラズマチューブはチューブを引き抜く前に高熱ガラスの押し出しを用いて作られるのが好ましい。それゆえ、精度の高い寸法制御が得られ、ピクセル内の形状はもっとも効率の良いプラズマの動力学を提供する形になっている。
電極シート及びプラズマチューブアレイの両方の電極は、非常に導電性の高いワイヤからなるのが好ましく、著しく大きなプラズマチューブを使ったディスプレイがアドレスされる。薄くて軽い可塑性のある電極シートは感圧接着剤を用いてプラズマチューブアレイの一方の表面へ接着されても良い。プラズマチューブからのワイヤ電極はチューブアレイから離れる方向に伸びてもよく、チューブの端部から90度の角度でドライブ・エレクトロニクスと電気的に接続されても良い。従って、鉛筆のまわりに巻きつけられるカラービデオ・ディスプレイが形成される程度には、非常に大きなパネルでさえチューブ方向へ堅く圧延されることが可能である。これらプラズマチューブを使ったディスプレイ(TPD)は、数回の製造工程段階を必要とするだけである。該製造工程段階は、整列過程段階、フォトリソグラフィ段階、又は大きな真空蒸着装置のどれでもない。従って、著しく大きなプラズマチューブを使ったディスプレイは経済的に製造可能である。
本発明の別の実施形態においては、2以上のディスプレイがともに組み合わされて電子ディスプレイを形成する。2つの目的を兼ね備えたディスプレイの1つの型は、カラービデオ・ディスプレイに取り付けられた電光サインを用いて組み立てられる。カラー電光サインは反射し、双安定性で、オフ状態で透明になる。従って、電光サインをカラービデオ・ディスプレイの前に配することにより、ビデオ画像が電光サインを通して示される。巻回可能な2つの目的を兼ね備えたディスプレイは以下のように形成される。すなわち、電極シートを用いて形成された3層積み重なったカラー電光サインを、電極シートに取り付けられたチューブアレイを用いて形成されたプラズマチューブを使ったディスプレイに取り付けることである。レンズはチューブや電極シート内に設計され、3次元ディスプレイやマルチプル・ビュー・ディスプレイを形成しても構わない。画像もまた両面ディスプレイを作る電極パネルの両側で表示されてもよい。
本発明の別の実施形態では、図7に示されているとおり、電子ディスプレイの層は回路基板(30)からなる。該回路基板(30)はパターン化された透明導電性電極(31f)のラインに接続されたワイヤ電極(31w)アレイを含む。該ワイヤ電極(31w)は導電性の高い糸状の、又はファイバ状の材料として形成され、電流の大半を伝達するために用いられる。ワイヤは標準的なワイヤ形成工程を用いて形成される。ワイヤは独立した存在であり、回路基板上で蒸着したり、沈殿したりしない。ワイヤ電極(31w)は回路基板(30)から延出したり、プリント基板と直接接続したりすることが可能である。透明導電性電極(TCE)(31f)は、ワイヤ電極(31w)からの電荷や電圧をピクセル中に広めるために用いられる。TCE(31f)はパターン化された膜で、ほとんどのフラットパネルディスプレイの応用例では、少なくとも透明度は50%以上が好ましく、90%以上であるのがさらに好ましい。TCE(31f)は、ワイヤ電極(31w)(界面抵抗が低い)と良好な電気的接続関係を形成しなければならない。また、電極の大部分の長さに沿ってワイヤ電極(31w)と電気的に接続されなければならない。TCE材料は高い導電性を備える必要はない。なぜなら、TCE材料は、電荷や電圧をピクセル幅全域に広げるために十分な導電性しか必要としないためである。ワイヤ/TCEストリップを格納する回路基板(30)は、高分子化合物か、又はガラスであるのが好ましい。薄い高分子基板(30)を用いることにより、軽く、可塑性のある、丈夫なシートがもたらされる。該シートは湾曲したり、曲げたり、又は巻いたりすることが可能である。
TCEと組み合わさったワイヤを用いて電極ストリップを形成することにより、非常に大型なディスプレイの非常に高速なアドレス化が可能になる。ワイヤ電極はラインの長さに沿って大半の電流を伝達する。該ワイヤ電極では降下抵抗が少ない。なぜなら、ワイヤ電極は銅のような導電性の高い材料からなり、また、金属電極膜(R=ρ1/A)と比べて大きな断面領域も有しているからである。抵抗率の低い金属電極膜を得るためには、金属は電子ビームの蒸着又はスパッタリングのような物理蒸着(PVD)過程を用いて蒸着されなければならない。その後、パターン化され、エッチングされなければならないが、これは非常にコストがかさむ。適度な導電性は別にスクリーン印刷された銀ペーストを用いることで得られる。しかしながら、銀ペーストを高温で(400℃まで)燃焼させ、実際の導電率を獲得しなければならない。実際の導電率はほとんどの高分子化合物にとって非常に高すぎる。経済的には高分子基板に適用されるほとんどの金属の導電層は、大部分の導電性ITO膜(10Ω/□まで)と比べて、ほんのわずかにいいだけの導電率(5Ω/□まで)しか有してない。
大型ディスプレイのアドレッシングを制御するためには、特に、グレースケールによるアドレッシングが必要とされるとき、電極に均一に印加される電圧がラインの長さ全体に沿って行き届かなければならない。ラインは長さに沿った抵抗率を有しており、直行する電極と容量的に結合する。ラインの離れた端部が合計電圧98%に達する時間は、τ=4RCである。20dpiで3フィート×6フィートのディスプレイが5μmの厚さの液晶を平均誘電率15でアドレスするのに用いられると仮定すると、ライン全体の静電容量は62nFである。もし、線がシート抵抗率100Ω/□の導電性の高い材料を用いて形成された場合、全ラインの抵抗率は144kΩ/□となり、ラインは8.9msで総電圧量の98%に達する。もし、0.002インチ直径の銅のワイヤが電極の長さに沿って電流を伝達する場合、ライン抵抗は15Ωまで減少し、電圧に達するまで1μs未満しかかからない。
ワイヤ電極はいかなる組み合わせからなっても構わないが、抵抗率の低い材料を用いると、多くの導電ワイヤがもっとも多く形成される。銅のような高反射性のカラー材料に関して起こり得る問題の1つは、カラー材料が電極層の色を変えてしまうということである。このような反射性の銅の色を除去する方法の1つは、ワイヤ電極を黒色吸収膜でコーティングすることである。上記の黒色吸収層は、透明導電電極(TCE)と良好な電気的接続関係を形成可能なほど、導電性が高くなければならない。TCEは1以上の多くの異なる材料からなるのが好ましい。しかし、TCEは、1)バイエルが販売しているバイトロンと呼ばれる導電性高分子((別名、Poly(3,4−エチレンジオキシチオフェン)Poly(スチレンスルホン酸)、又は[−CHCH(CSOH)−][−CHCH(CSO−0.33n/[CS−]0.33+n又はPEDT/PSS又はPEDOT/PSS))、又は、2)炭層カーボンナノチューブ又は複層カーボンナノチューブからなる、ナノチューブ又はナノロッド・コーティング、又は、3)インジウムスズ酸化物(ITO)又はフッ素(ZnO:F)をドープした酸化亜鉛のような蒸着膜に限定されるものではない。多くの様々な種類のTCE膜が用いられており、上記膜は一例としてのみ列挙したものに過ぎず、あらゆる様々なTCE膜の中から限定的に列挙することを意図したものではない。
多くの様々なTCEコーティングを適用する方法がある。TCEコーティングは従来のスプレーシステムを用いて吹きかけられることが可能である。しかし、ナノチューブ溶液のようなTCEコーティングの中には、吹きかける際に超音波の噴霧器を用いてナノチューブを分解する方が都合のいいものもある。TCEコーティングはエアブラシを用いて吹きかけられてもいい。エアブラシは使いやすく、スプレーの開口部は非常に良く制御され、小さな粒子のみ通すため、どんな塊でも制御する。また、TCEコーティングはプリントされても構わない。これにより、ラインをパターン化するコストの低い方法が可能になる。プリント工程の実施例は、転写、スクリーン印刷、インクジェットプリント、凹版印刷を含むが、これらに限定されるものではない。TCEのスラリー溶液が用いられる場合、TCEコーティングは、別にブラシコーティング、浸漬コーティング、スピンコーティング、押出などされてもかまわない。TCEコーティングがITOのようにハードコーティングの場合、電子ビーム蒸着やスパッタリング、CVD、アーク溶射などのような物理蒸着(PVD)工程が必要とされる。
TCEコーティングはパターン化されラインになり、TCEを有する1つのワイヤに近接する電極から電気的に絶縁させなければならない。正確なプリント工程が用いられると、蒸着過程の間、TCEコーティングは容易にパターン化される。方向を示すコーティング工程が用いられ、吹きかけ又はPVD工程のようにTCE膜を蒸着すると、シャドーマスクを用いてTCE膜をパターン化し、ラインにしてもかまわない。また、TCEコーティングは、フォトレジストのような別のパターンコーティングを適用することによりパターン化され、エッチング工程の間、TCEを保護しても構わない。パターニング及びエッチング工程は、複数の様々なマスキング膜及びマスキング膜を適用する方法を用いても良く、ウェとエッチング、又はドライエッチング工程を用いてTCEをパターン化し、ラインにしても構わない。あるいは、TCEコーティングはリフトオフ工程を用いてパターン化され、ラインにしてもいい。該リフトオフ工程では前にパターン化されたラインが回路基板上のある地点に配される。該地点ではTCEは分離され、TCE膜が蒸着した後、前にパターン化されたラインが取り除かれ、TCE膜をラインに分離する。前にパターン化されたラインはフォトレジストのように高分子化合物であるか、又はワイヤ、ファイバ、あるいは糸のような硬質なラインでもいい。該糸は除去され一度コーティングされて、シャドーマスクと極めて似ている。あるいは、TCE膜はかぎ取り用道具を用いてライン状に切断されるか、又はレーザーを用いて切断されてもよい。TCE膜はまた、V字型のライン状物体をコーティングに押し込むことにより切断されても構わない。あるいは、近接するTCEコーティングは電気的に絶縁させてもよい。これはTCEに反応する材料を用いて切断ライン沿いに膜をコーティングして、膜の導電特性を破壊することによりなされる。TCE膜の導電特性はレーザー光線の熱を用いても破壊される。パターン化された透明導電電極を蒸着する方法は多様であり、上記の方法は実施例としてのみ列挙され、他のあらゆるコーティング及びパターニング方法の中から限定的に列挙することを意図したものではない。
図8は電極シートを形成する方法を示している。該電極シートでは、ワイヤ(31w)及びTCE(31f)が薄い高分子化合物、又はガラス回路基板(30)上に配され、膜又はコーティング(38)を有する回路基板上で固定されている。この電極配置により、薄い高分子化合物又はガラス回路基板(30)を介して、他のディスプレイと電気通信をすることが可能になる。この構造は薄い回路基板の全域で電圧降下を必要とする。しかし、回路基板の厚みが須らく均一であれば、電場はピクセル及びパネル全域で極めて均一である。図8aは、TCE(31f)が回路基板(30)上のパターン方式で蒸着される工程の第1段階を示す。図8bはTCE(31f)に適用されたワイヤ電極(31w)を示す。図8cに示されているように、固定されたコーティング(38)は電極の上に塗布され、電極を適切な位置で支えている。パターン化されたTCE(31f)は幅広のラインである必要はないが、関連する構造を有してもいいということを留意されたい。それらの例としては、ここで議論されているプラズマチューブを使ったディスプレイのようなプラズマディスプレイのための支持プレートに時として使用されるものであってもかまわない。
電極が電気光学材料と接する表面上に配されることにより、エレクトロクロミック装置又は有機ELディスプレイ(OLED)のような電気光学材料に電流を供給するか、又は電気光学材料全域に電圧を最大にする必要のある応用例もある。ほとんどのディスプレイにとって、電極シートの表面が平坦であることも必須条件である。したがって、ワイヤ電極(31w)は回路基板(30)の表面に埋め込まれなければならない。図9は電極シートの実施例を示している。該電極シートでは、ワイヤ電極(31w)が回路基板(30)の表面に埋め込まれ、TCE(31f)が回路基板(30)の表面に塗布され、ワイヤ電極(31w)と電気的に接続している。回路基板(30)はガラスであっても構わないが、プラスチックプレートの表面にワイヤを埋め込む方が容易である。
図10は回路基板に埋め込まれたワイヤ電極(31w)の別の実施例を示す。この場合、回路基板(30)はワイヤ電極(31w)を含む高分子層(38)でコーティングされる。該ワイヤ電極はTCE(31f)に接続されている。ワイヤ電極(31w)を回路基板に固定している高分子層(38)は、多くの様々な工程を用いて形成されても構わない。ワイヤ電極(31w)は高分子層(38)とともに、直接、表面上に押出されてもよく、ワイヤ電極(31w)は表面上に配置されるとともに高分子層(38)でコーティングされることが可能である。あるいは、回路基板(30)が高分子層(38)を含むとともに、ワイヤ電極(31w)が高分子層(38)へと容易に押出されることも可能である。回路基板(30)はガラスからなってもかまわない。しかし、可塑性のある丈夫な電極シートが必要とされる場合は、高分子基板を用いるのが好都合である。コストが低く容易に利用可能な可塑性材料は高分子コーティングされたポリエチレン・テレフタレート((PET, Mylar(登録商標)の商標下でDuPont により販売))膜である。
図11は本発明の他の実施形態において、ワイヤ(31w)とTCE(31f)間の界面抵抗を抑えるために、導電層(31wf)によってコーティングされたワイヤ電極(31w)を示す。このワイヤ導電層(31wf)は、ワイヤ電極(31w)との界面抵抗を低くするために構築されてよい。ナノチューブ又はナノロッドをワイヤ導電層に付加することは、下記に記した次の平坦化工程の間、ワイヤ電極(31w)と透明導電電極(31f)を接続させるのに役立つ。導電層(31wf)は二者択一的に、黒色であるか、又はワイヤ電極からの反射を除去するための吸収体であっても構わない。例えば、黒色の導電層を銅製のワイヤ(31w)に付加すると、層から「銅」の色合いが除去される。ワイヤ導電層(31wf)も同様にワイヤ(31w)を高分子膜(38)に付着させるのに役立つ。ワイヤ電極は円形、卵形、四角形、長方形、又は三角形の断面図を有するが、これらに限定されるものではない。また、ワイヤ電極は、高分子膜(38)にくっつきやすい表面構造を有していてもよい。
図12は電極シートを作成する方法を表す。該方法は、ワイヤ電極(31w)アレイを高分子膜(38)でコーティングされた回路基板(30)に押し込み、その後、マスク(69)を用いてワイヤ(31w)上のTCE(31f)のラインにスプレーコーティング(31s)を行うことによりなされる。図12aは高分子膜(38)の表面にワイヤ(31w)を押し込んでいる図である。2つの平坦なガラスプレート(19a)及び(19b)は、ワイヤ(31)、及び高分子層(38)によってコーティングされた回路基板(30)の周辺で挟み込まれている。プレートに力を加え、熱を加え高分子膜(38)を軟化させることにより、ワイヤ(31w)は高分子膜(38)の表面に押し出される。プレート(19)に加わる力の実施例は、ラム、圧力ブラダー、又は真空バッグを含むが、これらに限定されるものではない。
ガラスプレート(19)を用いてワイヤ(31w)を高分子膜(38)の表面に押し出す利点の1つは、非常に平らな表面を有することである。該平らな表面は、図12bに示されているように、ワイヤ電極(31w)及び高分子膜(38)を同じプレート内に収めている。この非常に平らな表面はよく制御された電気光学セルギャップをもたらす。別の方法を用いてワイヤ電極(31w)を高分子膜(38)の表面に押し出すことも可能である。ワイヤ(31w)及び高分子膜(38)でコーティングされた回路基板(30)は金型を介して引き出されるか、又はローラを介してあるいはローラと交わるように引き出されても構わない。また、全工程はロール・ツー・ロール工程でなされてもよい。
高温下の回路基板(30)上で、PETのような高分子膜(38)を用いる利点の1つは、ワイヤ(31w)を埋め込む工程の間、PETは軟化しないため、ワイヤ電極(31w)の戻り止めの役目を果たすということである。したがって、高分子膜(38)に埋め込まれたワイヤ電極(31w)の最大限の最終的な深さは、高分子膜の全体の厚みに限定される(ワイヤが動かす超過量は差し引く)。それゆえ、ワイヤ電極(31w)の直径が高分子膜(38)の厚みよりも大きい場合、ワイヤ電極(31w)は高分子膜(38)にまったく埋め込まれないわけではない。電極シートが第2回路基板に配される場合、突き出たワイヤ電極(31w)が用いられ、電気光学材料のためのスペーサを形成する。
ひとたびワイヤ(31w)が高分子膜(38)の表面内に形成されると、TCE(31f)のラインはワイヤ電極(31w)を横切ってパターン化される。図12cは噴霧器(198)を用いて、ワイヤ電極表面上に31sの透明導電材料を吹きかける方法を示している。透明電極材料(31f)は遮断されるか、又はシャドーマスク(69)を用いて表面上の蒸着を妨げられる。シャドーマスクの実施例は、ワイヤ、ファイバ、モノフィラメント、又は糸状のものですら含むが、これらに限定されるものではない。該糸状のものはコーティングされ、側部の「毛状のもの」を減少させておくことが好ましい。同様に、湾曲した表面上でワイヤ(31w)が埋め込まれた回路基板(30)をシャドーマスク(69)で覆うことも効果がある。これにより、(31s)を吹きかける工程の間、シャドーマスク(69)は高分子膜(38)の表面に堅固に固定される。シャドーマスク(69)が除去されると、TCE(31f)材料において開口部が作られる。この結果、図12dに示されるように、TCE(31f)材料ラインがパターン化されラインになり、各導電ラインは近接する対応電極と電気的に絶縁する。いったんワイヤ電極(31w)が高分子膜(38)の表面に形成されると、いかなる工程もTCE(31f)を蒸着し、パターン化するために用いられる。
図13及び14は、図12で説明された方法と同じような、電極シートを作成する方法を示す。ただし、図13及び14は、TCE(13f)が高分子膜(38)の表面に押し込まれる前にワイヤ電極(31w)の上方又は下方に配されるという点において図12とは異なる。図13a及び13bは、パターン化されたTCE(31f)が高分子膜(38)でコーティングされた回路基板(30)に形成される際に、TCE(31f)をワイヤ電極(31w)の下方に配する方法を示している。電極シートを形成するこの方法は、TCE(31f)コーティングが熱成形されるか又は流動することが可能であることを必要としている。導電性の高分子膜の中には熱成形されるものがあり、ナノチューブ・コーティングはある程度の流動性を有する。しかしながら、ITOのような大部分のPVD膜は、流れてしまうと破損する。
図14a及び14bは、パターン化されたTCE(31f)でワイヤ電極(31w)を覆い、高分子膜(38)の表面内に流動する方法を示す。導電性膜(31wf)でワイヤ電極(31w)をコーティングすることは、流動工程の間、ワイヤ(31w)がTCE(31f)に電気的に接続されるのに役立つ。また、TCE(31f)がカーボンナノチューブからなる場合、平坦なガラスプレート(19)がナノチューブ・コーティングを押し込むと、上に突き出る任意のナノチューブは平坦になるか、又は高分子膜(38)内に押し込まれるかのどちらかである。これにより、ナノチューブは電気光学材料の内部に突出せず、ディスプレイ組み立て後の電気光学層内の局所的な電場に影響を与えることもない。
<ドラム工程>
上記の実施例は全て、ワイヤ電極(31w)を高分子基板(30)又は高分子膜(38)に押し込む方法を説明している。プレート(19)を用いてワイヤ電極(31w)を回路基板(30)又は高分子膜(38)に押し込むことにより、ワイヤ電極(31w)が回路基板と水平で、プレート(19)が非常に平坦な表面を作る回路基板(30)又は(38)が形成される。しかしながら、プレート(19)は高分子膜(30)又は(38)に接触しており、これにより混成が起きるか、又は高分子基板(30)又は(38)がプレート(19)に粘着することもある。
ワイヤ電極(30w)を高分子膜の表面に配する別の方法は、高分子膜(30)又は(38)をワイヤ電極(31w)内に流れ込ませることである。これは、たとえば、湾曲した高分子膜(30)又は(38)の表面でワイヤ(31w)を伸ばすことなどが挙げられる。
図15は、ドラム(65)を用いて高分子膜(38)でコーティングされた回路基板(30)を、巻かれたワイヤ(31w)へ押し出す方法を示している。ドラム(65)は高分子膜(38)でコーティングされた回路基板(30)(PET回路基板のように)に巻かれ、高分子コーティング(38)は外側に面している。ワイヤ電極(31w)は高分子膜(38)でコーティングされたPET回路基板(30)の表面を越えてドラム(65)のまわりで巻かれる。巻かれたドラム(65)はその後加熱され、高分子コーティング(38)を軟化する。温度変化の間、ドラム65及びワイヤ31wは広がっていく。ワイヤ(31w)よりも高い熱膨張率を有するドラム(65)の材料を選択することにより、ワイヤ(31w)は張力を受けた状態に配され、ワイヤ(31w)は高分子膜(38)の表面内に押し込まれる。ドラムの膨張の結果として、温度ΔT上昇後のドラム(65)上のワイヤ(31w)の効果的な長さは、以下の方程式で与えられる。
Figure 2009519564
はドラム(65)の直径であり、CTEはドラム(65)の熱膨張係数であり、tはPET回路基板(30)の厚さであり、及びrはワイヤ電極(31w)の半径である。ワイヤ膨張の結果として、温度ΔT上昇後のドラム(65)上のワイヤ(31w)の効果的な長さは、以下の方程式で与えられる。
Figure 2009519564

CTEはワイヤ(31w)の熱膨張係数であり、tは高分子膜(38)の厚さである。これら方程式は、ワイヤ電極(31w)が高分子膜(38)に沈み、PET回路基板(30)の表面上にあるということを前提としていることに留意されたい。ワイヤ膨張(数2)の結果としてのワイヤ(31w)の効果的な長さが、ドラム(65)の膨張の結果としてのワイヤ(31w)の効果的な長さよりも長い場合、ワイヤ(31w)がドラム(65)上で巻かれている際に効率よく引っ張られないと、ワイヤ(31w)はPET回路基板(30)の表面に沈み込まない。ワイヤ(31w)に最大限の応力をかけている高分子膜38にワイヤ(31w)が沈み込む前に、ワイヤ(31w)の長さを計算するためには、高分子膜(38)の厚さが回路基板(30)の厚さ(t)に加えられなければならない。温度(ΔT)上昇後、及びPET回路基板(30)の表面に沈み込むワイヤ(31w)にかかる総応力は、ワイヤ材料のヤング係数、YMと、ひずみ(ΔL/L)を乗じることにより与えられる。
Figure 2009519564

ドラム(65)の直径、温度ΔTの変化、及びドラム(65)とワイヤ(31w)材料との間の膨張係数の差は、高温下でワイヤ(31w)の応力にもっとも大きな効果を及ぼすことを留意されたい。
温度が上昇するにつれて、ドラム(65)がワイヤ(31w)の張力を拡大するとともに高分子膜(38)が軟化し、ワイヤ(31w)が高分子膜(38)に沈み込むにようにする。ワイヤ(31w)は一度その動きを止め、(31w)はPET基板(30)に到達する。該PET基板は高温化でも軟化しない。ワイヤ(31)の直径と等しい高分子膜(38)の厚さを選択することにより、ワイヤ(31w)の表面と高分子膜(38)でコーティングされたPET基板(30)の表面は同じ水平面に配される。しかしながら、ワイヤ(31W)が高分子膜(38)に押し込まれると、ワイヤ(31w)は同じ体積分の高分子膜(38)材料を移動させる。表面を押し付けるプレートがないので、少量の高分子材料(38)がワイヤの側面上に押し上がる。この高分子材料の隆起は平板化の後工程で平らにされる。ワイヤ電極(31w)が高分子膜(38)に埋め込まれた後で、透明導電層(TCE)(31f)はワイヤ電極(31w)上でパターン化される。高分子膜(38)の回路基板(30)を含むワイヤ(31)はドラム(65)上ですでに巻かれているので、TCE(31f)がパターン化されるもっとも簡単な工程は、ワイヤをマスクする工程を用いることである。第2ワイヤ又は糸状マスク(69)は、ワイヤ電極(31w)間のドラム65上で覆われる。ワイヤ又は糸状マスク(69)を張力下で覆うことにより、高分子膜(38)上の張力は高まる。ドラム(65)にTCE(31f)を吹きかけ、ワイヤ又は糸状マスク(69)を伸ばすことにより、パターン化されたTCE(31f)が作られる。高分子膜(38)がコーティングされたPET(30)の任意の領域は、TCE(31f)を吹きかける以前にマスクされ、コーティングされていない領域を作り出すということを留意されたい。
溝がドラム(65)の表面全域で配され、高分子膜(38)をコーティングされたPET(30)が溝を越えて配されない場合、回路基板はワイヤ電極(31)に差し込まれるとともに、ワイヤ(31w)にはんだ付けされることが可能である。したがって、ワイヤ(31w)が最終的に切断される場合、プリント基板に接続されたTCE(31f)を含むワイヤ(31w)電極シートが、1つのドラム(65)から形成される。
あるいは、ワイヤは他の多くの方法を用いてドラム(65)上で引っ張られる。ドラム(65)は2以上の部品からなってもよい。該部品は外部に押し出され、ワイヤ(31w)上に張力を生じせしめる。ワイヤ(31w)に力を加えると、ワイヤ(31w)は押し出されたり、引き寄せられたりする。例えば、溝がドラム(65)内に配され、プリント基板がワイヤ(31w)に接続され、ワイヤ(31w)の張り詰めた一部にあるドラム(65)の中心に引っ張られる。
図16は湾曲したプレート(63)を用いて高分子膜(38)でコーティングされた回路基板(30)を巻かれたワイヤ(31w)へ押し出すための方法を示す。この方法には、図15で上記に説明されたドラム加工に似た工程を用いる。高分子膜(38)でコーティングされたPET基板(30)はプレート(63)上に配され、設定されたピッチでワイヤ電極(31w)に巻かれる。エッジ・コネクタを備えるプリント基板はプレート(63)の端部に取り付けられ、ワイヤ(31w)のピッチを設定し、ドライブ・エレクトロニクスとの直接接続が可能になることを留意されたい。ワイヤ(31w)がプレート(63)の周辺で巻かれると、プレート(63)はワイヤ(31w)から離間して湾曲する。これにより、ワイヤ(31w)は直線に一列に並べられることが可能である。プレート(63)はその後ワイヤ(31w)の方に任意の曲率半径rだけ湾曲する。プレートを曲げることにより、ワイヤ電極上に張力がもたらされる。ワイヤ(31w)にかかる張力又は応力の大きさは、以下の方程式で与えられる。
Figure 2009519564

はプレートの曲率半径である。プレート(63)は他の多くの方法で曲げられる。プレート(63)がマンドレル又はドラム上で曲げられたり、中心部が押し出されたり、プレートが上面から底面部まで圧迫されたり、プレートが窪んだりなどする。プレート(63)が曲がると、プレート(63)はオーブンの中に配される。また、高分子膜(38)を軟化させるために用いられる高温が、プレート(63)とワイヤ(31)材料との間の熱膨張の差により、ワイヤに更なる応力をかける。この応力は上記方程式1から3で説明した応力と同一である。ただし、ドラムの直径であるdがプレートの曲率半径の2倍である2rに取って代わるという点は除く。したがって、ワイヤ(31w)上の応力の合計は2つの圧力の組み合わせである。ワイヤ(31w)上に配された応力の合計はワイヤ(31w)材料に生じる応力を下回る必要がある。この結果、ワイヤ(31w)は破損しないことを保障する。2つのプレート(63)はこの工程で別途用いられる。プレート(63)は高分子膜(38)でコーティングされたPET基板(30)を有し、背面合わせに配される。したがって、ワイヤ(31w)がプレート(63)上で巻かれる場合、2つの別の電極の高分子シートが工程の間に形成される。
ワイヤ電極(31w)が高分子膜(38)でコーティングされたPET基板(30)に埋め込まれた後、TCE(31f)はワイヤ電極(31w)上でパターン化されてもかまわない。上記に説明した高分子膜(38)にワイヤ(31w)を埋め込む工程と同一の工程が用いられる。プレート(63)は平坦にされ、ワイヤ又は糸状マスク(69)はワイヤ電極(31w)間のプレート(63)周辺で巻かれる。プレート(63)は曲げられ、ワイヤ又は糸状マスク(69)を直線に配し、その後、プレート(63)はワイヤ又は糸状マスク(69)
に張力をかける。ワイヤ(31w)電極高分子膜(30)の表面にTCE(31f)が吹きかけられた後、ワイヤ又は糸状マスク(69)を解いてTCE(31f)を形成する。プリント回路基板はワイヤ電極(31w)上ではんだ付けされ、情報ディスプレイ用に取り付けられた電子機器を備える電極シートを形成する。
<マスクレス工程>
図17は、電極シートの一部分の概略図である。電極シートは、PET等の基盤材料(30)を含む。基盤材料(30)は高分子(38)でコーティングされ、高分子膜(38)にはワイヤ電極(31w)が埋め込まれている。透明導電性電極(TCE)コーティング(31f)は、高分子膜(38)及びワイヤ(31w)の表面に使用される。TCEコーティング(31f)は、TCEコーティングの各一片が1つのワイヤ(31w)にのみ接触し、近接するワイヤ(31w)に隣接してコーティング無しの小領域(68)があるようにパターン化されている。これにより、電流が個々のワイヤ(31w)を通過することが可能となり、TCE(31f)を通って横方向に電荷を広げることとなる。この電荷は近接するワイヤ(31w)に達する直前に停止する。このように、個々のラインは、個々のワイヤ(31w)を回路基板に取り付けて、特定画像の必要に応じて別々に個々のラインをアドレスすることによって、アドレスされてもよい。
図18aは、ワイヤ電極(31w)を示し、ワイヤ電極(31w)は高分子基板(30/80)の表面に配列されている。図18aの構造は、好ましくは、ドラム(ワイヤよりも高い熱膨張性を有するドラム)に、PET(30)/高分子(38)シート(好ましくは防縮加工済)を覆うことにより得られる。ドラムは、電極シートに要求される長さ及び幅をもたせるために十分な直径を有する。このシートは、PET(30)がドラムに接触するように覆っている。ワイヤ(31w)は上記覆われたドラムの周りに巻きつけられ、ワイヤ(31w)上の張力を制御しながら、ワイヤ(31w)間に所望の間隔を設けるようにワイヤ(31w)を横断させる又はドラムを横断させる。後の工程のために、ワイヤ(31w)の始端部と終端部は高分子膜又はドラムに固定される。ワイヤ(31w)は、誘導部材やその他好適な手段を用いて巻き付けてもよく、これにより間隔及び均一性を制御することができる。
図18aの構造を形成するためのその他の方法は、PET(30)/高分子(38)シートを硬いプレートの上に配し、両端部において誘導部材/ピンを用いることにより、ワイヤをシート全域にわたって往復して巻き付ける。これにより、ワイヤ(31w)が保持され、適切な間隔が設けられる。ワイヤ(31w)の張力は制御されなくてはならない。ワイヤ(31w)の始端部と終端部は、テープやその他の手段によって、高分子膜又はプレートに取り付けられる。その後、覆われた硬いプレートは固定具上に配される。そして、硬いプレートは、ワイヤ(31w)に望ましい張力をもたらすともにワイヤ(31w)がプレートに密接保持されるような円弧状となるまで曲げられる。
図18bは図18aのシートを示し、このシートは透明導電性材料(31f)によってコーティングされている。覆われたドラム又は円弧状プレート上は、TCEコーティング(31s)を用いて噴霧される。この噴霧は、ワイヤ電極(31w)に対して斜めの角度でなされる。コーティングされるべきではない領域は、噴霧の前にマスクオフしておく必要がある。ワイヤ電極(31w)を含む回路基板(38/30)は、噴霧ノズル(198)は、シートの一端部にあり、回路基板に対して角度をつけて(好ましくは1〜89゜)噴霧するとともにワイヤ電極(31w)に垂直となるように配される。好適な噴霧角度は、45゜弱である。ワイヤ(31w)は、ワイヤ(31w)の片側のコーティングを防止するマスク(68)としての機能を果たす。TCE噴霧ノズル(198)は高分子膜表面(38)を横切るように移動し、回路基板の長さ分、下方まで移動する(又は、回路基板が固定ノズルの下を移動する)。この移動は、望ましいコーティングの厚さを生じさせるような速度と間隔で実施する。TCE(31f)に必要とされる電気伝導率と均一性を実現するためには、複数回コーティングを行ってもよい。ノズル(198)の移動速度、TCE濃度、噴霧圧力、ノズル(198)と回路基板間の距離、噴霧する箇所周辺の空気流量、その他の要因の関連、これら全てが、回路基板(38/30)及びワイヤ電極(31w)上に位置するTCEコーティング(31f)のコーティング濃度及び均一性に影響を及ぼす。
図18cは、ワイヤ電極(31w)を含む回路基板(38/30)を示す。図18cは、図18bにおいて、角度をつけてTCE(31f)を噴霧コーティングした後の回路基板(38/30)を示している。透明導電性電極(31f)は、好ましくは、高分子膜(38)と、ワイヤ電極(31f)の一面及び上部で均一的にコーティングしている。ワイヤ(31w)は、シャドーマスクとしての役割を果たし、これによりパターン化されたTCE片(31f)が形成される。そして、この段階で、ワイヤ(31w)は、高分子膜表面(38)に埋め込まれる準備が整う。
図18dは、図18cにおいてワイヤ(31w)を高分子膜(38)に埋め込んだ後のシートを示す。ワイヤ(31)は、高分子(38)内に埋め込まれる。この埋め込みは、ワイヤコーティングされた電極シートを備えるドラム(又は折プレート)を、高分子膜(38)の軟化点以上の温度のオーブンに入れることによりなされる。この温度は、透明導電性電極(31f)の伝導性を最大にするような温度が選択され、またワイヤ(31w)に適切な張力をもたらすような温度が選択される。これにより、ワイヤ(31w)が高分子膜(38)に埋め込まれてPET(30)の表面まで到達する。ワイヤ(31w)は、非接触型処理を用いて表面に埋め込まれることにより、ワイヤ(31w)とTCE(31f)間の電気的接続を妨げないことに留意されたい。埋め込みの後は、電極シートを備えるドラム又はプレートが叙冷され、これにより電極シートへの圧迫を阻止する。高分子層(38)は、ワイヤ(31w)を所定の位置に保持する。埋め込みの後、ワイヤ(31w)周辺のコーティングされていない領域にわたって短絡部が生じる可能性がある。これらの短絡部は、ワイヤ(31w)付近にわたって電圧を印加することにより、焼き切られてもよい。
ワイヤ電極(31w)は、張力を受けている必要がある。これにより、全てのコーティング及び埋め込み工程中で、高分子基板(38/30)に接触してワイヤ電極(31w)を押圧する垂直抗力が存在することになる。垂直抗力は、ワイヤ(31w)の張力によって生じるものであるが、噴霧工程中にワイヤを所定の位置に保持するとともにワイヤをポリマー表面(38)に完全に埋め込む程度に十分強い必要がある。ワイヤ(31w)をTCE(31f)でコーティングした後、ワイヤ(31w)は、ローラやプレートを用いて、表面内に押圧されてもよい。プレートが用いられる場合は、TCEコーティングされたワイヤを含むドラムがプレートの全域にわたって巻回するか、又は電極シートがドラム又は円弧状プレートから取り除かれた時にTCEコーティングがワイヤをポリマー表面に保持するのに十分強いかのいずれかである必要がある。
ディスプレイの応用、特に液晶材料を含む応用においては、電極シートの表面を平坦化することは緊急課題である。ワイヤ電極(31w)が高分子膜(38)表面に埋め込まれる時、ワイヤ電極(31w)は、ワイヤ電極(31w)自体の体積と同量の高分子(38)を移動させる必要がある。ここで移動した高分子は、ワイヤ電極(31w)の縁に沿って、隆起部(81)を形成することになる。図18eは、電極シートを示す。この電極シートは、平坦化工程を終えたシートである。高分子(38)が表面に流動を生じさせる軟化点以上で電極シートを加熱するのと同時に、電極表面が平らな非突起表面(例えばシリコーンでコーティングされたガラス等)に接触して押圧される。また、組立部材を真空バッグ内に配すること、又はPET表面(30)に対してダイヤフラム式圧力計を用いることにより、圧力を加えてもよい。真空下で空洞部分を除去することによって平坦化を行うと、平らな表面に欠陥や不規則性を生じさせる可能性がある。穏やかな平坦化工程は、短期間、軟化点よりもわずかに上の温度にあげるだけで、ワイヤ(31w)の周りの隆起部(81)を平らにすることができる。しかしながら、高分子は、ワイヤ周りの空隙(82)を充填するのに十分な量流動しない。図18fに示す如く、極めて平らな表面を作成するためには、高分子の粘度が空隙を充填するのに十分低い、又は平坦化機構において電極シートにかかる圧力が高分子(38)を流動させるのに十分高い必要がある。平坦化の後に電極シートを徐冷することによって、シート上の圧迫が最小限化される。平坦化後、ワイヤ(ワイヤがTCF(31f)を遮断する部分)の縁に沿って、短絡部が生じる可能性がある。これらの短絡部は、近接するワイヤ(31w)にわたって電圧を印加することにより、焼き切られてもよい。
図18gは、表面に塗布された膜(87)を備える電極シートを示す。膜(87)は、平坦化工程の前後で塗布されてもよい。膜(87)は噴霧状又はシート状として塗布されてもよく、高分子又はシリコーン基盤材料であってもよい。膜(87)はまた、後の工程であるディスプレイ製造工程において、科学的又は物理的な遮断層又は遮断バリアとしての役目を果たしてもよい。バリア(87)は外部環境から電気光学層への水又はイオンの浸透を阻止するように設けられている。電気光学層としては、液晶又は放射性電気光学材料、例えば有機発光ダイオード(OLED)等が挙げられる。電極シートを通るイオンは、LCを調節するために用いられるコンデンサ(スイッチ)に印加される電荷や電圧をマスクする傾向があることに留意されたい。また、電極シートがOLED装置に用いられた場合、水に対するバリア膜(87)は電極シートの表面に塗布される。この理由は、水又は酸素はOLED材料を破壊する傾向があるからである。バリア膜(87)はまた、パネル内の構成部品から電極シートへのイオン移動を阻止するために用いられてもよい。イオン性電気光学材料が用いられた場合、イオンはディスプレイ内をランダムに移動可能となる。イオンが電極の反対の縁側に移動した場合、その場所においてイオンはもはや静電場には存在していないということになり、イオンは移動不可能となる。したがって、これら静電気的に不動のイオンは電荷を含んでおり、この電荷はイオン自体の電場を作り出す。これにより、アドレス指定の問題が生じる可能性がある。適切なバリア層(87)が電極シートに塗布されない場合には、イオン又はその他の化学物質がパネル内部から電極シートを通って外部環境に移動することもある。バリアが必要な一例としては、従来エレクトロクロミックディスプレイに用いられる腐食性材料類が含まれている場合が挙げられる。
バリアはまた、平坦プレート上に配されてもよく、電極シートに移動されてもよい。平坦プレートは、その上に剥離剤コーティングがなされていてもよく、バリアは、容易な移動を実現するために剥離膜上に蒸着されてもよい。実際には、ワイヤ電極(31w)又は透明導電性コーティング(31f)は、プレート上に張られる/蒸着されてもよく、高分子基板の表面に移動されてもよい。
膜(87)は接着層であってもよく、電極表面とその他のディスプレイ部材とを結合する役目を果たす。膜改良型電極シートの表面は、様々なディスプレイに応用されている。それらディスプレイとしては、プラズマチューブを使ったディスプレイ、プラズマアドレスディスプレイ、液晶ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイ、OLED又はその他の電子ディスプレイが挙げられる。
<ウェブ工程>
図19は、ウェブ工程を用いて形成された電極シートの一部分の概略図である。電極シートは、ワイヤ電極(31w)対を備える高分子基板と、ワイヤ電極(31w)対間にコーティングされた透明電極ウェブ(31f)を含む。ワイヤ電極(31w)対は小さい空隙(31g)によって分離されている。この空隙(31g)は、下記説明する製造工程の間に形成される。空隙(31g)によって確定した小さいウェル(穴)は、電極シートがプラズマチューブを使ったディスプレイで維持プレートとして用いられた場合に、非常に有利なものとなる。
図20aは、ウェブ状電極シートを形成する第一のステップを示す。図20aは、ワイヤ電極(31w)対間のマスク(69)を備えるワイヤ電極(31w)対を、高分子基板(38/30)の表面上に配列させることによって形成されている。このウェブ状電極シートを形成する1つの方法は、高分子(38)/PET(30)回路基板(好ましくは防縮加工済)でドラムを覆う方法がある。このドラムが覆われる箇所は、ドラムがワイヤよりも高い熱膨張性を有している部分である。高分子基板(38/30)は、PET(30)がドラムに接触するように覆う。その後、ワイヤ(31w)(銅、鋼鉄、タングステン又はその他導電性の高い金属)及びマスク(69)(ワイヤ、ナイロン、より糸、ファイバ、又はその他埋め込みの前後で除去可能な物質)が、ドラムを覆っている回路基板の周りに巻き付く。ワイヤ(31w)及びマスク(69)の張力とワイヤ(31w)のピッチは、ドラム又はワイヤ/マスクの誘導具のいずれかを移動させることによって制御される。ワイヤ(31w)及びマスク(69)は、誘導部材やその他好適な手段を用いて個別に巻きつけられてもよく、また一緒に巻きつけられてもよく、これにより間隔及び均一性を制御することができる。マスク(69)はワイヤと同じ材料である必要はなく、同じ直径を有する必要もない。マスク(69)は高分子(38)から容易に除去可能である必要があり、その直径によって、ワイヤ電極(31w)対間の間隔又は空隙(31g)が制御される。
もう1つの方法としては、ウェブ状電極シートは、回路基板(38/30)を硬いプレート上に配して、プレートの両端部の誘導部材/ピンの間において回路基板上を往復してワイヤ(31w)とマスク(69)を巻きつけることによって形成される。ワイヤ(31w)とマスク(69)の張力は制御されなくてはならない。ワイヤ(31w)とマスク(69)の始端部と終端部は、テープやその他の手段によって、高分子膜又はプレートに取り付けられる。その後、覆われた硬いプレートは固定具上に配される。そして、硬いプレートは、ワイヤ(31w)に望ましい張力をもたらすような円弧状となるまで曲げられる。ワイヤの張力は、プレートの屈曲がもたらす円弧状によって制御されてもよい。したがって、プレートの熱膨張性がワイヤ電極の熱膨張性よりも高くある必要はない。
図20bは、図20aにおいて透明導電性材料(31f)を用いてコーティングされることにより得られたシートを示す。噴霧システム(198)は高分子基板(38/30)とワイヤ電極(31w)の表面をコーティングするために用いられる。透明導電性材料は、低い角度からであるとともにワイヤ電極に垂直な双方向から噴霧(31s)されなければならない。これにより、TCEコーティング(31f)が、高分子表面(38)の全体を覆うことを確実にする。尚、この高分子表面(38)の全体とは、ワイヤ(31w)縁の下部も含む。速度、距離、角度及び噴霧ノズル(198)を受ける回数は、制御されなければならない。これらを制御することにより、最終的に得られるTCEコーティング(31f)の電気的接続性、伝導性、均一性が実現される。TCEの濃度、噴霧圧、ノズル(198)と回路基板間の距離、噴霧システムの空気流量もまた、TCEコーティング(31f)の濃度及び均一性に影響を及ぼす。
図20cは、ワイヤ電極(31w)を含む回路基板(38/30)を示す。回路基板(38/30)は、図20bにおいてTCE(31f)を噴霧してコーティングさせた後を示す。透明導電性高分子(31f)は、好ましくは高分子膜(38)上とワイヤ電極(31f)周囲をコーティングしている。コーティングされた電極シートは、この段階でワイヤが埋め込まれる準備が整う。
図20dは、図20cにおいてワイヤ(31w)とマスク(69)を高分子(38)に埋め込んだ後のシートを示している。ワイヤ(31w)とマスク(69)は、好ましくは、コーティングTCE(31f)を備えるドラム(又は折プレート)を高分子膜(38)の軟化点以上の温度のオーブンに入れることによって高分子膜(38)に埋め込まれる。この温度は、TCE(31f)の伝導性を最大にするような温度が選択され、またワイヤ(31w)に適切な張力をもたらすような温度が選択される。これにより、ワイヤ(31w)が高分子膜(38)に埋め込まれてPET(30)の表面まで到達する。マスク(69)の熱膨張性は、ドラム又はプレートより大きくてもよく、マスク(69)は高分子膜(38)の表面に埋め込まれる必要はない。ワイヤが埋め込まれた時点で、電極シートを備えるドラム又はプレートは徐冷され、電極シートへの圧迫は抑制される。高分子層(38)は、ワイヤ(31w)を所定の位置に保持する。ワイヤ電極(31w)及びマスク(69)は、シートがTCE(31f)にコーティングされる前に、高分子(38)表面に埋め込まれてもよいことに留意されたい。
図20eは、図20dの電極シートを示し、マスク(69)が取り除かれた後のシートを示している。埋め込みの後、マスク(69)は高分子(38)表面から除去又はストリッピングされなければならない。これは、ワイヤ(31w)がマスク(69)によって引っ張られないように、またマスク(69)とともにストリッピングされたTCE(31f)又は高分子膜(38)が電極シート上に落ちないように、注意深くなされる必要がある。その他の方法として、マスク(69)は、ワイヤ電極(31w)が高分子(38)表面内に埋め込まれる前に除去されてもよいことに留意されたい。マスク(69)を電極シートからストリッピングすることで、マスク(69)上の高分子膜(38)とTCE(31f)によってワイヤ間に幾らかの短絡部(84)が残る。これらの短絡部は、近接するワイヤ電極(31w)対にわたって電圧を印加することにより、焼き切られてもよい。TCE(31f)はワイヤ電極(31w)間でウェブを形成するから、電位はTCE(31f)コーティングにわたって印加されない。したがって、短絡部の電気的除去工程の間、TCE(31f)に対する障害は生じない。平らな電極シートが望ましい場合は、平坦化処理工程の後、これらの短絡部(84)を焼き切ることが好都合である。
図20fは、図20eの電極シートを示し、電極表面が平坦にされた後のシートである。電極表面は、平らな非突起表面(例えばシリコーンでコーティングされたガラス又はシリコーンでコーティングされた高温度プラスチック)に接触して押圧することにより平坦化されてもよい。その場合、電極シートは、高分子膜(38)の軟化点よりわずかに高い温度で加熱される。好ましくは、組立部材を真空バッグ内に配置すること、又はPET表面(30)に対してダイヤフラム式圧力計(真空プレス)を用いることにより、圧力を加えてもよい。真空下で平坦化を行うことにより空洞部分を除去すると、平らな表面に欠陥や不規則性を生じさせる可能性がある。ワイヤ電極(31w)が空隙(31g)内に移動せず、また収縮した状態とならないように、平坦化工程の時間、温度及び圧力は制御されなければならない。ワイヤ電極(31w)の直径が高分子膜(38)の厚さと同じ又は大きい場合は、ワイヤ(31w)が平坦プレートと剛性が低いPET(30)回路基板との間で挟まれ、平坦プレートとPET(30)回路基板がともに移動することを防ぐ。平坦化の後に電極シートを徐冷することは、電極シートへの圧迫を最小限にする。平坦化後、マスク(69)が除去された部分であるワイヤ間の領域で、幾らかの短絡部が生じる可能性がある。これらの短絡部は、図20gに示す如く、近接するワイヤ(31w)にわたって電圧を印加することにより焼き切られてもよい。
図20hに示す如く、平坦化層(87)は電極シートの表面に塗布されてもよく、これによりワイヤ電極(31)対の間で形成される空隙(31g)を除去する。この平坦化層(87)は平坦化処理工程の前後どちらにおいて付加されてもよい。平坦化層(87)が平坦化処理工程の前に塗布されるとともに平坦化層(87)の軟化点が高分子(38)回路基板の軟化点よりも低い場合には、平坦化層(87)は、高分子(38)回路基板が柔らかくなる前に空隙(31g)の内部に流れこむことになる。平坦化層(87)はまた接着層としての役目を果たしてもよく、これにより、その他のディスプレイ部材を電極シートに取り付けることができる。ウェブ基盤のシートが、プラズマチューブを使ったディスプレイで維持プレートとして用いられる場合には、ワイヤ維持電極(31w)対間に空隙(31g)が残ることにより、低い誘電率を有する領域を作り出す。したがって、ワイヤ間に、より少量の電圧降下が直接的に生じる。これにより、電場をさらにプラズマチューブまで拡大させることになる。
<ワイヤの加熱>
本発明の幾つかの応用形態は、化学的な耐久性又は高温度を有する高分子基板を必要とする。この種類の応用形態において、回路基板のポリオレフィン(38)部分は、化学的に十分耐久性があるわけではなく、また低温度すぎると柔らかくなってしまう。したがって、ワイヤ電極をPET(30)回路基板に直接埋め込むことが望ましい。しかしながら、上記説明した工程の幾つか、例えばワイヤを表面に張る工程は使用することができない。また、平らなプレートを用いて、ワイヤを表面内に押し込むことは困難である。なぜなら、PETは約200℃になるまで軟化を開始せず、その粘度曲線はそれほど急勾配ではないため、PETが約250℃で溶ける前にPETがワイヤ周りに流れ込むことはほぼ不可能であるからである。PETは溶けることによってワイヤの周りを流れることが可能になるが、ワイヤは、プレート表面に保持されており、表面内に貫通した状態となることは不可能である。この全体の工程は高温度の真空下で実施されるべきであり、これにより設備が複雑になるとともに高価になってしまう。
低温度システムでワイヤを表面内に配する1つの方法は、ワイヤを直接的に加熱する方法がある。ワイヤは誘導加熱、照射加熱又は抵抗加熱を用いて直接的に加熱されてもよい。ワイヤは金属製であるためマイクロ波を感受又は吸収する。そしてワイヤは誘導的に加熱されてもよい。十分に高い電流がワイヤを通じて流れた場合には、ワイヤにおける抵抗加熱の結果、ワイヤの温度が高くなる。ワイヤは光(紫外線、可視光、赤外光)に照射されることにより、その温度が上昇することも可能である。ワイヤをPETの表面に埋め込むためには、ワイヤはPETを溶かすのに十分な温度まで加熱されなければならない。PETの基準温度は高くしてもよく、これにより、ワイヤをPET表面に埋め込むためにワイヤに直接的に印加する電力量を減少させることができる。ワイヤをPETに埋め込むために最も簡単で効率のよい工程は、マイクロ波加熱室を用いて真空バッグ又は真空プレスを使用することである。このマイクロ波加熱室はその負荷を調整したものであってもよい。ワイヤ電極は、例えばガラスのような極めて平らなプレートの周りに巻き付けられてもよい。そして、PET回路基板は、ガラスプレートの両端においてワイヤ電極の上に配されてもよい。ワイヤ及びPETシートを備える回路基板全体は、真空バッグ及び真空中に配されてもよいが、100mトール以下であることが好ましく、またワイヤ電極付近で真空バッグ内に引っ張られてもよい。その後、真空バッグは、熱加熱とマイクロ波加熱の両方を備えたオーブン内に配されてもよい。真空バッグの温度は、中に入っている部品とともに、約150℃まで上昇させてもよい。そして、マイクロ波が適用されてもよく、これにより、PETを溶かす温度及びワイヤを表面内に沈めるのに十分高い温度(>260℃)まで、ワイヤの温度を上昇させる。基盤PETが高温になることにより、ワイヤ電極の下部の溶けたPET材料がワイヤ周りに流れ込み、表面全域を流れる。
図21は、透明導電性コーティングの一例を示す図であり、そのコーティングは、透明導電性高分子(31p)とカーボンナノチューブ(31NT)の混合物を含む表面に蒸着している。導電性高分子(31p)の濃度が低い又は表面張力が高い場合には、導電性高分子(31p)は島形状をなす。これらの導電性高分子の島々(31p)が電気的に切断されている場合、これらの島(31p)は表面全域に電圧を広げることはない。コーティングを噴霧又は蒸着させると同時に、カーボンナノチューブ(31NT)を透明導電性高分子に加えることにより、ナノチューブ(31NT)が高分子の島(31p)に橋を架けることを可能にし、高分子の島(31p)間が電気的に接続される。高分子コーティング(31p)が蒸着した後、カーボンナノチューブ(31NT)は、島形状の高分子(31p)コーティング上をコーティングしてもよい。非常に薄い透明の電気的に接続されたコーティングは、(31p)及び(31NT)の2つの成分を用いたコーティングを使用することができる。(31p)及び(31NT)の2つの成分を用いたコーティング又はナノチューブ(31NT)溶液自体を、ワイヤ電極に塗布してもよい。これにより、ワイヤ電極(31w)とTCE(31f)間の電気的接続性を高めることができる。
<ジグザグ電極>
上記の論議の大部分は、透明電極コーティングをワイヤに付加することについてである。これにより、ピクセル列にわたって電圧を広げる。プラズマディスプレイのように、透明コーティング及び電圧の拡散を必要としないディスプレイも存在する。透明コーティング及び電圧の拡散が必要である場合は、1つの電極ラインにつき1以上のワイヤを用いることで実現できる。表面放電上部電極構造(現在では全てのカラーのPDPはこの構造を用いている)を使用するプラズマディスプレイにおいて、プラズマの点火は狭い間隔で配される2つの維持電極を用いて維持されている。これらの狭い間隔で配される維持電極は、広いディスプレイにおいて高いパネルキャパシタンスを生み出す。パネルキャパシタンスを低くするためには、プラズマが点火されるべき部分においてのみ、維持電極を狭い間隔で配することが好都合である。このように狭い間隔のワイヤ維持電極領域(31SS)が生み出され、それに続いて維持電極がお互いから遠ざかるように移動する(31BS)。これにより、図22に示す如く、電極シートの表面(38)に埋め込まれたワイヤ維持電極(31w)においてジグザグパターンが形成される。
ジグザグ電極シートに伴う問題は、プラズマチューブを使ったディスプレイにおいて、プラズマの適切な点火を実現するためには、電極シートがプラズマチューブアレイに対して位置合わせされている必要があることである。それぞれのプラズマチューブは、プラズマチューブの中心線が、ワイヤ電極(31w)の近接配置(31ss)のラインに沿って電極シートに接触するように位置合わせされなければならない。プラズマチューブにおいてプラズマを点火するとともに、各チューブを電極シートに対して位置を合わせることは可能である。この位置合わせは、プラズマが生成した光の発光を最大限化することによりなされる。直線ワイヤを備える電極シートにおいては、位置合わせは必要とされないことに留意されたい。
ジグザグパターンの電極シートは、幾つかの異なる技術を用いて加工されてもよい。図23は、ジグザグ構造を形成する方法を示す。このジグザグ構造は、ワイヤ電極(31w)が、小さい糸状材料(66)を用いて束ねられた構造であって、ワイヤ電極メッシュを形成している。ワイヤメッシュは、高分子基板の表面にわたって伸張され、高分子表面(38)に埋め込まれてもよい。糸状材料(66)は、埋め込み工程中にワイヤが高分子表面(38)に接触して保持されることによりワイヤが移動しなくなった時点で、熱又は化学薬品(液体又は気体)によって除去可能である。もし糸状材料(66)が低い融点の高分子で出来ている場合、糸状材料(66)は電極シートの表面(38)で溶ける可能性がある。糸状材料(66)が電極シート表面内で溶けることにより、材料(66)を電極シートから除去する必要性を排除することができる。
図24は、ピン(84)を用いてワイヤ(31w)のジグザグ構造を作る方法を図式的に示した図である。ワイヤ電極(31w)は、ピン(84)列の間に交互に挟まれている。ピン(84)に近づけられると、ワイヤ(31w)はピン(84)を囲むように形成され、ジグザグパターンを形成する。その後、ジグザグワイヤ(31w)を備えたキャリヤ上のピン(84)は高分子基板まで到達して位置する。そして、ワイヤは、ピンアレイ(84)から押し出されることが可能であり、高分子表面(38)に入り込む。これにより、電極シートが形成される。ジグザグ形成工程のある部分においては、銅のような軟質金属材料が必要とされてもよく、これにより構造が容易に伸張されてジグザグパターンを形成する。ワイヤ電極表面は膜(カーボンナノチューブを含んでいてもよい)によってコーティングされてもよく、これにより実効電圧をワイヤ電極から拡散させる又はワイヤからの反射を取り除くこととなる。
本発明の1つの実施形態においては、図25に示す如く、プラズマチューブを使ったディスプレイ(TPD)は、プラズマチューブアレイに取り付けられた電極シートを含む。電極シート(56)は、好ましくはワイヤ電極(53)を含む高分子基板(54)である。プラズマチューブ(57)は、好ましくはワイヤ電極(51)、放射型ハードコーティング(55)、蛍光体材料(23)及び紫外線の発生が可能なプラズマガスを含む。カラーフィルタ・コーティング(58RT)(58GT)(58BT)は、好ましくはプラズマチューブ(57)の上部に付加され、ブラックマトリックス(58BS)は、プラズマチューブ(57)の側部に付加される。電極シート(56)は、プラズマチューブ(57)アレイに直接的に接着することが好ましい。この接着は、電極シート(56)においてワイヤ維持電極(53)が、プラズマチューブ(57)のワイヤドレス電極(51)に対して表面上直角になるようになされる。電極シート(56)とチューブ(57)の両方でワイヤ電極を使用することにより、非常に大きなプラズマディスプレイの製造コストを下げること、また高品質で稼動させることが可能になる。ワイヤ電極は、好ましくは、高い電気伝導率を有するとともに、比較的広い断面積を生じさせることが可能な大きい直径(0.002インチ〜0.005インチ)を有する材料で構成されている。これらの2つの鍵となる特性は、高度な導電性ラインと、非常に長い長さ又は非常に広いディスプレイ(>500インチ対角線)をアドレスする機能をもたらすこととなる。
図26に示す如く、プラズマチューブアレイ(57)は、好ましくは直接に電極シート(56)に接続される。本例においては、チューブアレイ(57)を電極シート(56)に取り付けるために接着剤が用いられる。電極シート(56)に取り付けられるチューブアレイ(57)の一部分は、チューブの上面である。チューブ(57)の上面を電極シートに取り付けるだけで、非常に柔軟で丸めることが可能であるとともにチューブの方向に対して直交なパネルが生じる。図27は、チューブアレイ(57)を含むプラズマチューブを使ったディスプレイを示す。チューブアレイ(57)は、鉛筆の周りを巻いた電極シートに接続されている。本画像においては、チューブ(57)は蛍光体層でコーティングされておらず、電子機器に接続された電極も示していない。これは、チューブを巻く方法をよりよく示すためである。チューブはホウケイ酸ガラス(Pyrex(登録商標))からできているため、チューブは密封されてもよく、ネオン主成分のガスを用いたモノクロディスプレイは加工されてもよい。プラズマチューブ(57)の全高はプラズマチャネル(52)深さよりもわずかに高い必要があり、そして電極シート(56)基盤高分子基板(54)は、ワイヤ電極(53)の直径よりもわずかに厚い必要がある。したがって、パネルの全体の厚さは、0.5mm程度まで薄くてもよい。チューブ(57)のガラスの断面積量は比較的少なく、これは、チューブ体積の殆どはプラズマガスであるからである。この少ないガラス量と薄い電極シートにより、100インチの対角のプラズマチューブを使ったディスプレイのパネルは、3ポンド未満の重量となる。
プラズマチューブを使ったディスプレイは、従来ACプラズマディスプレイ産業で用いられてきた波形の多くを使用してアドレスするように設計されてもよい。プラズマチューブを使ったディスプレイは、消去アドレス(米国特許第5,446,344号に記載されている。参照することにより本出願に組み込まれる。)と書き込みアドレス(米国特許第5,661,500号に記載されている。参照することにより本出願に組み込まれる。)の両方を用いてアドレス指定してもよい。パネルの暗室コントラストを上げるためには、パネルの初期電荷条件を設定するためにランプ電圧を用いてもよい(米国特許第5,745,086号に記載されている。参照することにより本出願に組み込まれる。)。各ビデオフレームにおいて、アドレス可能なラインの数を半分に減らすためには、インターレース方式のアドレス方式を使用してもよい。例えば、米国特許第5,436,634号に記載されているものが挙げられる。(参照することにより本出願に組み込まれる。)実際には、これらのプラズマチューブを使ったディスプレイの最も大きな市場は家庭用テレビであるから、アメリカ合衆国の新しい高解像度基準は1080iである。これにより、アドレス指定がインターレース方式で稼動するプラズマチューブを使ったディスプレイを設計することが最も有用となる。
図28は、ワイヤ電極(53)に対し垂直な電極シート(56)の断面図である。ワイヤ電極(53)は、電極シート又はディスプレイの長さに沿って容量性電流を流すために用いられる。殆どのプラズマパネルの形態において、これらのワイヤ電極(53)は2つ1組(53A)(53B)であり、維持電極と称される。電極シート(56)をプラズマチューブ(57)に取り付けるためには、ワイヤ電極(53)は、高分子表面内に埋め込まれる必要がある。これにより、ワイヤ電極(53)は、チューブアレイに圧力点を付加することがなく、チューブを破損することもない。しかしながら、ワイヤ電極(53)は高分子基板(54)の表面よりもかなり下方に埋め込まれなければならず、そうでなければ、プラズマをアドレスする又は維持するために必要な電圧は上昇し、電圧の変動性を制御することが難しくなる。
パネル内において、ワイヤを電極として使うことは幾らかの有利な点を有する。第1に、ワイヤは、好ましくは、銅のような高伝導性金属で形成されるとともに広い電極断面積を有することによって、非常に導電性の高い電極となる。非常に広い面積のディスプレイを作る際には、導電性電極が重要となる。これによりRC時定数が低く保たれ、確実なアドレス指定及び長い電極ラインが十分可能となる。第2に、ワイヤ電極は別の高温度工程で製造され、極めて高伝導性のワイヤのスプールを生成する。この高伝導性のワイヤは、続いて低温度の高分子基板に付加されてもよい。したがって、電極シートは、低温度の高分子基板において、非常に伝導性の高い金属電極ラインで形成される。第3に、電極シートは、非常に広いサイズで製造されてもよい。高分子シートは、現在20フィート以上の幅の連続ロールとして製造されている。第4に、電極シートを製造するコストがかなり低い。本出願で議論される電極シートに用いられる高分子基板の費用は0.05ドル/sqft〜0.30ドル/sqftであり、電極シートに用いられる細ワイヤの費用は1ドル/km〜5ドル/kmである。したがって、1枚の電極シートの費用は0.50ドル/sqft〜2.5ドル/sqftとなる。電極を備える回路基板を作成する従来の方法と比較して、コスト面における際立って有利な点は、電極シート工程において、金属蒸着、真空蒸着、パターニング又はエッチングを必要としないことである。従来の蒸着、パターニング及びエッチング工程は、高価な処理装置が進歩してその装置を購入後運転可能とするまでは、回路基板のサイズが制限されることになる。第5に、非常に柔軟な高分子基板に埋め込まれた非常に柔軟なワイヤを用いることは、非常に柔軟及び頑丈であるとともに丸めることが可能な電極シートを生み出すことになる。一方で、高分子基板上に蒸着した従来の金属コーティングは、繰り返し曲げたり丸めたりすることにより、破損する傾向がある。第6に、電極シートにおける円状のワイヤは、プラズマチューブを使ったディスプレイから生じる光を散乱させる傾向がある。その一方、平坦にパターニングされた金属電極は、入射光の殆どを、パネルに戻り反射させる。したがって、ワイヤ電極を使用することは、ディスプレイをより明るくすることになる。第7に、ワイヤ電極をドライブ・エレクトロニクスに接続する際には、様々な選択肢がある。ワイヤは、はんだ付けを用いて直接的にプリント回路基板に取り付けられてもよい。電極シートのワイヤは、所定のピッチで存在するから、端部コネクタは容易に及び経済的にワイヤレイに接続されてもよく、電気的接続を高めるために、はんだ付けされてもよい。ワイヤはまた、部分的に高分子膜からファスナーが開くように配されてもよく、エレクトロニクスの接続部品のために扇形に開閉してもよい。部分的にファスナーが開いた状態のワイヤは、90°の角度で曲げられてもよく、主要なワイヤ方向に直交するドライブ・エレクトロニクスに接続されてもよい。この90°のワイヤ接続方式にすることにより、全てのエレクトロニクスを、ディスプレイの片側端部に位置付けることが可能となる。
電極シート(56)におけるワイヤ電極(53)は、様々な種類の高分子膜(54)に埋め込まれてもよい。最もコストが低いとともに最も容易に利用可能な膜は、薄いポリカーボネートとPET(ポリエチレン・テレフタレート)膜である。これらの代わりに、シリコーン回路基板又は、膜(54)を用いてもよい。しかしながら、シリコーン回路基板又は膜(54)は、はるかに高価であり、ワイヤ電極(53)は、ゲル形状のシリコーン膜(54)内で形成される必要がある。ワイヤ電極を中に埋め込むことがはるかに容易な薄い高分子膜としては、PET(54M)上のポリオレフィン(54P)のような熱によるオーバーラミネートが挙げられる。これら熱によるオーバーラミネートにおいては、ワイヤ電極(53)は、膜のポリオレフィン部分(54P)に比較的低温度(〜100℃)で埋め込まれる。さらに、これら低コストな熱によるラミネートは、反射防止としての役目を果たすテクスチャー加工されたPET表面に設けられてもよい。ポリオレフィン表面はまた、粘着層としての機能を果たしてもよい。ポリオレフィン表面は、従来、軟化点において粘着性が高く、プラズマチューブ(57)と強力に結合するように作られている。PET(54M)シート上のポリオレフィン(54P)は、非常に頑丈であり耐久性が高い。積層膜はUV安定性が良く設計されており、PET表面は化学的にかなり安定している。傷防止用表面コーティングもまた、PET表面に塗布されてもよい。あるいは、電極シート(56)の高分子基板(54)は、反射性白色材料又は吸収性黒色材料で構成されてもよい。しかしながら、光はチューブアレイ(57)の反対から透過されなければならない。
ワイヤ電極(53)は、様々な異なる工程を用いて、高分子基板(54)に埋め込まれてもよい。ワイヤは、ローラ又はプレートを用いて高分子表面内に押圧されてもよく、金型を通って引き出されてもよい。高分子表面に接触することなくワイヤを高分子表面内に配するその他の方法としては、高分子シートをドラム上に配し、高分子シートの表面上でワイヤを巻きつける方法がある。ドラムを加熱すると、高分子表面は柔らかくなり、ドラムが拡大するにつれてワイヤが高分子膜に引き込まれる。このドラムを用いた埋め込み工程中において、PET上のポリオレフィン膜にワイヤを埋め込むことは、ワイヤ電極の「戻り止め」を提供することになる。ワイヤ直径と同じ厚さを有するポリオレフィン膜を用いることにより、ワイヤはポリオレフィン内に配され、電極シート表面と同じ高さになる。また、この圧力を加えられたワイヤがドラムに埋め込まれる工程は、円弧状のプレートを用いても機能する。電極シートがワイヤ電極を含む高分子基板のみで構成されている場合には、ワイヤ電極は電極シート表面に露出している必要はない。この場合、ワイヤは、高分子/ワイヤ引抜き工程を用いて高分子膜内に直接的に形成されてもよく、高分子基板上に位置付けられて第2の高分子膜でオーバーコーティングされてもよく、また2つの高分子膜の間でラミネート加工されてもよい。電極シートをチューブアレイに取り付けるために用いられるラミネート接着膜は、ワイヤ電極も覆っている。このラミネート接着工程においては、ワイヤが表面から突出していることに利点がある。しかしながら、ワイヤは接着オーバーラミネートの厚さ以上に突出してはならない。ワイヤは、接着層に埋め込まれ、最終的に得られるディスプレイパネルのプラズマチューブの近くに配される。これにより、アドレス電圧及び維持電圧を低くすることができる。ある実施形態では、電極シートにおいて、ワイヤ電極は電極シートから25μm未満で突出している。また電極シートにおいて、ワイヤ電極は高分子回路基板内の深さ75μm未満にある。ワイヤ電極シートを形成するその他の方法も幾つか知られており、上記の例はワイヤを高分子膜に塗布して、電極シートを作成する原理を図式的に示すことを目的としたものにすぎない。
ある実施形態においては、プラズマチューブアレイ(57)に接続するためには、平坦化電極シート(56)を有することが好ましい。高分子シートの表面は隆起可能であるから、高温下で高分子シートを平らなプレートに接触させて圧迫することにより、平坦化されてもよい。平坦化工程は、空洞域を閉じ込めずに表面全体を平面にするためには、好ましくは真空下(約200mトール以下)で実施される。埋め込まれたワイヤ電極の周りの「溝」は、この平坦化工程中にチャネル
を設けることに役立つ。このチャネルは、電極シート/平坦化プレートの接合部分から空気を逃がすためのものである。平坦化プレートが平坦な表面を生成するために用いられた場合、真空バッグ処理又は真空プレス処理のどちらかを用いることが好ましい。平坦化工程の後に、電極シートを平坦化プレートから分離するためには、分離膜が平坦化プレートに塗布される。殆どの高分子基板に対して最適な分離膜の1つとして、薄いシリコーンコーティングが挙げられる。シリコーンコーティングは、PETのような高分子膜に塗布されてもよい。またシリコーンコーティングされたPET膜は、電極シートとうねり状且つ平らなプレートとの間に配されてもよい。または、シリコーン膜は、うねり状且つ平らなプレートに直接的に塗布されてもよい。平らなシリコーンコーティングされたガラス分離膜は、何度も使用可能であるため、平坦化コストを低く維持できるという利点を有する。電極シートの表面は、その表面の全域にわたって非常に滑らかなローラを使用することによって平坦化されてもよい。
図29は、電極(53)につき1以上のワイヤを有する電極シート(56)を示す。電極(53)につき1以上のワイヤを使用することで、電極(53)からプラズマチャンバ(52)へ電場の及ぶ範囲を拡大することができる。このように電場の及ぶ範囲を拡大することはプラズマを拡張することになる。したがって、プラズマの発光状態及び発光効率を上げるとともに電圧を下げることができる。ワイヤ電極(53)からの電場の及ぶ範囲を拡大するその他の方法は、図30に示す如く、透明導電性電極(TCE)(50)をワイヤ電極(53)につなぐ方法である。ワイヤ電極(53)はラインの長さに沿って電流の大部分を運び、TCE(50)は、ラインのピクセルの幅全域を横切って電圧を行き渡らせる。
図30は、2つのワイヤ電極(53A)又は(53B)間のTCE(50)のウェブを示す。表面放電プラズマディスプレイにおいては、ワイヤ電極(53A)と(53B)間の空隙は、プラズマの最初の点火を制御する。したがって、近接するワイヤ電極(53A)と(53B)間の空隙は、電極シート(56)の全体にわたって均一でなければならない。ワイヤ電極(53)対の間にTCE(50)ウェブを用いることは、製造上有利な点を有する。この有利な点とは、ワイヤ(53)をTCE(50)に電気的に接続するために、2つのアンカーラインを有していることである。プラズマの電圧はTCE(50)の両面に印加される。これにより、より多くの電圧がTCE(50)の全域に均一にわたるとともに電極全体の長さに沿っても行き渡る。さらに、2つのアンカーラインを有することで、製品の耐用年数を超えてもTCE(50)をワイヤ電極(53)に接続しておくことが可能となる。ワイヤ間にウェブ状TCE(50)を用いるその他の利点は、近接する電極ライン(53A)と(53B)とをお互いに電気的に絶縁した状態に維持できることである。電極シート(56)の製造中は、ワイヤ電極(53)に接続されるTCE(50)からなるストライプ電極は、お互いに電気的に絶縁されなければならない。常に、ストライプ電極の間には小さい短絡部が存在する。これは、TCRの断片がストライプ電極の間のマスク領域を短絡した結果生じるものである。これらの短絡部を除去する最も容易で効率的な方法は、近接するストライプ電極間に電圧を印加する方法である。言い換えると、TCE短絡部を焼き切り、電気的に絶縁したストライプ電極を得るということである。全域にわたって電圧を印加するために非常に導電性の高い一対の隣接したワイヤを有する場合、電極シートの短絡部を焼き切ることにより除去することこそが、最も高い成功が見込まれる。
パネルが丸められることを可能とするためには、透明導電性電極(50)は、高分子基板(54)が曲げられたときに破損しない材料から形成されなければならない。この条件を満たすコーティングとしては、バイトロン(Baytron)等の透明導電性高分子、又はカーボンナノチューブ等の伝導性ナノチューブ又はナノロッドを用いて形成されたコーティング等が挙げられるが、これらに限定されない。透明導電性高分子とカーボンナノチューブとを組み合わせて用いることは、非常に有益となりうる。したがって、導電性高分子が島形状を形成した場合には、ナノチューブは、これらの島に橋を架けることにより、島間を電気的に接続する。これらコーティングの両方が透明伝導性膜を形成する。この膜は、非常に頑丈で、電極シートを丸めること又は曲げることによって押圧された時にも、電気的に切断されることがない。
TCEコーティング(50)が電極シート(56)に用いられる場合、両面接着剤を用いて電極シート(56)とプラズマチューブ(57)とを接着させてもよい。この両面接着剤は、パネルが曲げられたり丸められたりした際に、TCE(50)がプラズマチューブ(57)に接して摩擦を受けることを防ぐことができる。
図31は、ワイヤ電極(51)を含むプラズマチューブ(57)の断面図を示す。プラズマチューブ(57)が表面放電プラズマディスプレイで使用された場合には、ワイヤ電極(51)はアドレス電極として用いられる。一方、プラズマチューブ(57)が2つの電極を用いたプラズマディスプレイパネルとして使用された場合には、ワイヤ電極(51)は維持電極のうちの1つとして用いられる。プラズマチューブ(57)はプラズマチャンバ(52)を有する。プラズマチャンバ(52)は、プラズマガスを排出及び再充填する部分である。モノクロパネルについては、プラズマガスは、従来、主要成分としてネオンからなっている。一方、カラーパネルについては、プラズマガスは通常キセノンを含み、これにより紫外線を生じさせている。プラズマチューブ(57)の上部表面(59)は、その表面(59)全域の電場が最小限となるように、薄くかなり均一なガラス壁(59)である。この表面(59)は、プラズマチューブ(57)の一部であり、電極シート(56)に取り付けられる。これにより、プラズマチューブを使ったディスプレイが形成される。非常に広いディスプレイが、このチューブ状構造を用いることによって製造されてもよい。実際に、フットボール競技場6つ分以上の長さ(0.5キロメートル)のプラズマチューブに点火されたプラズマが存在する。
プラズマチューブ(57)を含むワイヤ電極(51)は、好ましくはファイバ又はチューブ引抜き工程を用い形成され、これはしばしば再引抜き工程と称される。ワイヤ電極(51)は、チューブ引抜き工程中はプラズマチューブ(57)に含まれる。スプールからのワイヤは、プレフォームの「トンネル」又はワイヤ誘導部材に通される。ガラスチューブ(57)が引き抜かれるにつれて、ワイヤ誘導部材の大きさは減少するとともに、ワイヤ誘導部材が、プレフォーム上に取り付けられたワイヤのスプールからワイヤを引抜いてチューブに引き入れる。ワイヤ電極を含むチューブは引き抜かれ、広い直径を有するドラムにスプールされる。ドラムからチューブが取り除かれ、このチューブは後の工程におけるチューブアレイとされる。チューブが引き抜かれたプレフォームは、好ましくは熱いガラスを用いて押し出し成型で形成されてもよく、溶解タンクから金型を通して引き抜かれて形成されてもよい。
図32は、ワイヤ電極(51)が、プラズマチューブ(57)の維持表面(59)に近接するプラズマチューブ(57)内部に配されている構造を記載している。表面放電プラズマディスプレイにおいては、アドレス電極を維持電極(53)に近づけるように移動させることによって、必要なアドレス電圧を低下させ、アドレス時間を迅速化することができる。この構造(図32)を有することによる1つの問題点は、ワイヤドレス電極(51)がプラズマセル(52)の中心にあることによって、維持電極(53)からの電場に影響が及ぶことである。図33は、アドレス電極(51)をチューブの壁の側部まで移動させたチューブ(57)構造を示す。アドレス電極(51)をチューブ(57)の側部まで移動させることによって、プラズマを均一に点火するためのガス量を、広く且つ妨げられずに確保することができる。ワイヤドレス電極(51)を上部付近に配置することによって、アドレス距離を短くすることができ、言い換えると、アドレス電圧を低下させ、アドレス時間を迅速化することができる。ワイヤ電極(51)とプラズマチューブ(59)の上面との間に小さいガスの隙間を有することにより、確実にピクセルをアドレスするために必要なオープンスペースを電場に設けることができる。
図34は、プラズマチャネル(52)の底面部に2つのワイヤ電極(51)を備えるプラズマチューブ(57)を示す。プラズマチャネル(52)の底面部において2つのワイヤ電極(51)の間隔をあけて配することにより、アドレス電極の幅を効果的に大きくすることができ、これによりプラズマの均一なアドレス指定が早く行われることとなる。
図35において、ワイヤ電極(51)はプラズマチューブ(57)の側壁の中心部に配されている。この場合、2つの薄いガラス壁表面(59)が存在し、各ガラス壁表面(59)の両側部が電極シート(56)に取り付けられてもよい。2つの薄い壁(59)と厚い側壁を備えたチューブを作成することは、以下説明するように、チューブ引き抜き工程中にチューブ(57)の表面(59)を引き抜く際に有利である。
図36乃至38は、上記とは異なり、ワイヤ電極(51)の周りにテクスチャ(60)を備えるプラズマチューブ(57)構造を示す。ワイヤ(51)の周りに内部ピクセル形状(60)を付加することにより、プラズマチャンバ(52)でプラズマを点火する際に役立つ。ワイヤ電極(51)周りのスパイク形状のガラスは、電場強度が高い。この理由は、チューブのガラスはガスよりも高い誘電率を有するからである。プラズマチューブ(57)の形状とワイヤ電極(51)の周りのテクスチャ(60)の構造に依存して電場が集中し、その影響によってディスプレイを稼動するために必要とされるアドレス指定、点火又は維持電圧が下がる。さらに、アドレス速度とともに、発光状態及び発光効率も増加する可能性がある。
図38は、チューブ(57)外側上の構造(61)を示す。プラズマチューブ(57)の外壁上の構造(61)は、プラズマチューブからの光を散乱させたり、視聴者側に向け直したりするために用いられてもよい。三角形状の底面側部を反射コーティングでコーティングをすると、構造(61)が効率よく光の向きを変更するようになる。
図39は、丸みを帯びた側面及び底面(70)を備えるプラズマチューブ(57)を示す。チューブアレイ/パネル/ディスプレイ上のチューブ(57)の側面及び底面(70)を丸くすることにより、より柔軟性を有するパネルを作り出すことができる。第1に、パネルは、わずかに電極シートから離れるように曲げられる/丸められる、又は容易に丸められる方向と逆方向に曲げられる/丸められることが可能である。この理由は、チューブの側面に凹部が存在するからである。第2に、チューブ(57)の丸みを帯びた角部(70)は、チューブの方向に沿って折り曲げられた際にプラズマチューブの強度及び柔軟性を高めることができる。第3に、パネルが曲げられる/丸められる際、近接するチューブ(57)の全体の縁部に沿って強く接触し合うということが生じない。したがって、使用中にチューブに課される押力は最小限化される。さらに、チューブ間に微粒子が存在する場合には、微粒子は接触点を形成せず、チューブを破損してしまう。第4に、丸いチューブ底部と平らなチューブ上部は、ディスプレイを組み立てる際に役立つ。チューブアレイを組み立てる際に、チューブ(57)が逆さまにひっくり返っていると、そのことは一目瞭然である。というのは、チューブ(57)は転がるし、平らなチューブの表面は丸いチューブの表面とは明らかに異なるように反射するからである。
図40は、非常に厚いガラス基盤(57B)を有する構造(57)を示す。厚い基盤(57B)と厚い側壁を備えるとともに湾曲した基盤(70)を備えるチューブを設計することは、さらに高い圧壊抵抗性を有する強度の高いチューブを作成することとなる。また、チューブの角の内外双方に丸い縁部、例えば従来では熱いガラスを用いる押し出し成型又はタンク引き抜きプレフォームによって得られる縁部を有することによって、最終的に得られるガラスチューブ(57)の強度が劇的に高められる。ガラスチューブの強度を高めるその他の方法としては、チューブ表面にコーティングを塗布することが挙げられる。このコーティングは、下記に示すカラーフィルタ・コーティングであってもよく、表面改良膜であってもよい。これらの表面コーティングは、ガラスチューブを脆くするような傷から表面を保護する役目を果たすことができる。
図41は、ガラス量を最小限にしたチューブ構造(57)を示す。これにより、チューブアレイが非常に軽量化する。電極(51)は、他の図の電極と比較してかなり大きく記載されている。これは、かなり大きいワイヤ電極(51)が使用されうること、又は画像が拡大されていてチューブが他の図のチューブよりもかなり小さいことのどちらかを示している。薄い上面層(59)において平坦な表面を得るためには、余分なガラスがチューブ(62)の側面に付加されなければならない。これにより、ファイバ引抜き工程中に薄いガラス表面(59)を引っ張るとともに表面を平らにする。より厚いガラスを有する領域(62)は、より硬質のガラス又は低粘度のガラスで構成されてもよい。引抜きにかかる力がチューブ形状に与える影響は、下記に説明する。
図42はワイヤドレス電極(51)を含むプラズマチューブ(57)を示す。プラズマチューブ(57)は、内部の上表面に放射型ハードコーティング(55)を備え、他方の内部表面に蛍光体コーティング(23)を備える。カラーディスプレイを作り出すためには、少なくとも3種の異なるカラー蛍光体がコーティングされたチューブが必要である。従来、3種の主要なカラー蛍光体は赤、緑及び青が用いられている。したがって、「RGB」蛍光体で充填したチューブを備えるパネルを配列させ、チューブの長さに沿って各ピクセル上で生成される光量を制御することによって、フルカラーの画像を作り出すことができる。高品質画像を有するプラズマディスプレイを作り出すためには、異なる色のチューブが異なる幅を有するようにしてもよい。カラーチューブの1つの相対幅を増やしてもよく、これによりカラーの1つ(通常は青)の低い光度を補う、又は緑等の特定のカラーの光度又は輝度を増加させることができる。なぜなら、人の目は緑に対してより敏感であり、緑のピクセルの幅を広くすることにより、ディスプレイをより明るく見せることができるからである。
蛍光体イオンの損傷を阻止するために、蛍光体はプラズマチューブの外側に配されることも可能である。しかしながら、プラズマチューブの壁は、チューブ内部で生成されたUVに対して透明である必要がある。かなり高度なUV透過率を有するシリカ等の殆どのガラス組成物は、融解温度及び成形温度が非常に高い。これらガラス組成物は、一般的にかなり広い網形状を有し、ヘリウム等の好適なプラズマガス混合物の幾らかは透過させることができない。蛍光体をプラズマチューブの外側に配置することは、プラズマチューブのガス処理とスケーリングをより容易にする。この理由は、蛍光体がシール領域に存在しないほうが、気密シールが容易に使用できるからである。
放射型ハードコーティングは、従来のプラズマディスプレイで用いられていたように、伝統的な酸化マグネシウム(MgO)を用いてもよく、酸化ストロンチウム等その他異なる物質を用いてもよく、幾つかの異なる金属酸化物又は金属フッ化物成分を組み合わせて用いてもよい。放射型ハードコーティングは、プラズマが接触して点火されるガラス表面のスパッタリング量を減少させるために用いられ、また第2の電子放射性コーティングとしての役目も果たす。電気ビーム蒸着又はスパッタリングを用いる従来のチューブをコーティングする方法は、実質的には、小さく長いプラズマチューブに用いることは不可能である。したがって、溶液コーティング又は化学的な蒸着(CVD)によるコーティングが必要とされる。酢酸マグネシウム、メトキシエトキシドマグネシウム、又はストロンチウムイソプロポキシド等の溶液コーティングは、チューブの内壁にコーティングされてもよく、その後熱分解されて放射型コーティングを含むMgO又はSrOを形成してもよい。もう1つの方法として、溶液コーティングは、MgO、SrO又はCaO等の放射型ハードコーティングのナノ粉末を用いて形成され、その後酢酸アミル等の賦形剤に混合されてもよい。この賦形剤は、上記記載したように熱分解可能な溶液を含んでいてもよい。したがって、MgO粉末とストロンチウムイソプロポキシド溶液とを混合して、化合物である放射型ハードコーティングを形成することも可能である。賦形剤に含まれるストロンチウムイソプロポキシドが熱分解された時には、ストロンチウムイソプロポキシドはMgO粉末と結合し、その結合物がプラズマチューブの内部表面に取り付くことになる。
蛍光体及び放射型ハードコーティングは、チューブ(57)がオフラインコーティング工程により形成された後にコーティングされてもよい。コーティングとは、単純にプラズマチューブを通って流し込んでもよく、これによりチューブ内部表面上に膜を形成する。また、コーティングに熱を加えてもよく、これにより、幾らかの溶媒の蒸発を補助して、より厚いコーティングを作り出す。また、コーティングはチューブから引き出されてもよく、これにより内部チューブ表面に層を蒸着させる。粉末コーティングもまた、チューブから吹き抜けさせてもよく、これによりチューブの壁上をコーティングする。静電気を用いて、粉末を1以上の表面に引きつけることも可能である。1以上の表面は接着層を用いてコーティングされ、粉末を保持することとなる。また、沈殿工程は1以上の表面をコーティングするために用いられてもよい。この場合、蛍光体又は放射型ハードコーティングの粉末が賦形剤に混合され、チューブ内に配される。その後、チューブは粉末が沈降するように水平位置に配される。その後、液状の賦形剤は、粉末コーティングを妨げることがないようにチューブからゆっくりと移し出される。より厚い膜を作り出すためには、コーティング溶液を繰り返し用いてチューブ内部をコーティングしてもよい。それぞれのコーティングの間には乾燥工程が必要となる可能性がある。
プラズマチューブが放射型ハードコーティング及び蛍光体層でコーティングされた後、プラズマチューブはガス処理される。プラズマチューブをガス処理するには幾つかの方法が存在する。最も容易で製造し易い方法は、プラズマチューブの端部をガス気密性マニホールドに接続させる方法である。チューブアレイ端部周辺の真空気密性のマニホールドシールは、エポキシ樹脂を用いて作成されてもよい。またマニホールドは真空システムに取り付けられてもよい。その後チューブアレイは加熱炉につるされ、排気工程の間にチューブが熱されてもよい。適切に設計されたシステムであれば、チューブアレイが摂氏数百度まで上昇している間、エポキシ樹脂のマニホールドは室温よりわずかに上の温度となるだけである。真空のマニホールドは、チューブアレイ両端に配されてもよく、またチューブの一方の端部に配されるとともにチューブの他方の端部がシールされて閉じられてもよい。チューブの温度が高真空下で上昇した後、チューブはプラズマガスで再充填されてもよく、ガスマニホールド近傍のチューブ端部は、シールされて閉じられてもよい。チューブはガストーチを用いてシールされて閉じられてもよく、又は熱鋼をチューブ表面に接触して配することにより、シールされて閉じられてもよい。各チューブは、各自プラズマガスを含んだままで個別にシールされて閉じられる。望まれるのであれば、赤、緑及び青の蛍光体でコーティングされたチューブは、異なる圧力下で異なるガスを含んでもよい。これにより、チューブにおいて、特定のプラズマチューブの形状及びカラー蛍光体コーティングに最適化されることが可能である。しかしながら、パネルに用いられる全てのチューブの維持電圧及びマージンは、類似のものである必要がある。これにより、ディスプレイが適切にアドレスされ、また適切に操作されることが可能となる。
プラズマはプラズマチューブの内部で点火されてもよく、これによりガス処理工程を補助することができる。チューブ内部でプラズマを点火する最も単純な方法は、2つの金属電極の間にチューブアレイを配置し、金属電極にAC電圧を印加する方法である。酸素又はフッ素主成分のガスがチューブ内部で点火されてもよく、これによりチューブ内の炭素汚染を清浄化及び除去することができる。蛍光体層上のイオン損傷を最小限化するためにデュアル電極維持プレートが用いられてもよい。このデュアル電極維持プレートは、MgO層を含むチューブ表面に接触して配されるべきである。この維持プレートは、陰極電極と陽極電極との間に挟まれて配されてもよい。プラズマチューブ表面内部の全域にわたってイオン照射を広げるためには、チューブの長さに沿って維持プレートを移動する必要がある。維持プレートはプレート形状であってもよくローラ形状であってもよい。維持プレートが、金属箔が柔らかいバッキング上に張られて構成されている場合、チューブアレイに接触して押圧された時にプラズマチューブに圧壊や衝突が生じないという点でおいて有利である。
図43は、カラーフィルタ(58)を示す。カラーフィルタ(58)はプラズマチューブの外部に適用されてもよく、これにより、パネルの明室コントラスト及び色純度を高めることができる。PDPを有するLCDにおける最適な画質設計の1つは、明室コントラストである。この理由は、カラーフィルタをプラズマチューブに付加することについては、経済的に容易な方法が存在しないからである。PDPパネル製造工程における最終工程は、高温フリットシール及びガス処理工程である。これらの処理工程は、約350℃で実施される。この温度は、低価格高品質の高分子カラーフィルタ材料のいずれにおいても高すぎる温度である。しかしながら、プラズマディスプレイがプラズマチューブを用いて製造される場合には、カラーフィルタ(58)は、ガス処理されてシールされた後にチューブの表面に適用されてもよい。図43のチューブは、プラズマチューブ(57)の内部に蒸着した緑の蛍光体材料(23)を有していると仮定する。そうすると、カラーフィルタ膜(58T)がプラズマチューブ(57)の上面に塗布されてもよい。このプラズマチューブ(57)は、緑の光を透過するが、赤と青の光を吸収する。プラズマチューブの底面と側面は、異なるカラーフィルタ(58B)で覆われてもよい。このカラーフィルタ(58B)は、緑の光を反射するが、赤と青の光を吸収する。上面のカラーフィルタ膜(58T)は、緑の蛍光体が生成した光をプラズマチューブ(57)の上面の外に流出させるが、チューブ上の赤又は青の入射光を吸収することができる。即ち、パネルの明室コントラスト及び色純度を高めることができる。カラーフィルタがコーティングされた底面と側面(58B)は、緑の蛍光体(23)が生成した光をチューブに戻り反射させる。これにより、この緑の蛍光体(23)が生成した光はチューブの上側面の外に流出し、上面のカラーフィルタを通って漏れ出た又は近傍のチューブから入射する赤及び青の光が吸収される。底面及び側面のカラーフィルタ(58B)は、ディスプレイの光度及びコントラストを高める。光度を高めるためには、さらにカラーフィルタ(58B)をプラズマチューブ(57)の底面のみにコーティングし、側面をコーティングせずそのまま残しておいてもよい。同様の実施例を用いて、赤と青の蛍光体コーティングを有するチューブを説明することが可能である。コーティングしたヘッド部分にわたりチューブを引っ張ることによりカラーコーティングがチューブに塗布されてもよく、チューブがカラー溶液中に沈められることによって浸漬コーティングされてもよく、またカラー膜がチューブ表面に噴霧されてもよい。黒色コーティングはプラズマチューブの側部又は底部に付加されてもよく、これによりディスプレイのコントラストを高めることができる。黒色コーティングされたチューブの側部はブラックマトリックス機能としての役目を果たすことができ、ピクセル範囲をよりよく規定することが可能となる。
接着剤は、チューブアレイを電極シートの表面に取り付けるために用いられる。感圧接着剤を用い、室温下で、高分子カラーフィルタコーティング(58)を含むチューブアレイを電極シートに接着させることができる。この最終的な低温度組立工程は、カラーフィルタにおいて色ずれを生じさせることがない。接着剤は、最初に電極シートに塗布されてその後チューブアレイに接着される際は、非常に強固にチューブに接着されてもよい。強固に接着をすることは、パネルを丸めたり取り扱ったりする時にカラーフィルタ材料の剥がれ落ちを防止することに役立つ。接着剤は、電極シート内のワイヤ電極によって生じる圧力点又はプラズマチューブ上の微小粒子を取り除き、これによってより頑丈なパネルを作成することができる。接着剤はまた、電気シート/プラズマチューブアレイ接触部分における反射も除去することができる。
図44は、着色ガラスから形成可能なプラズマチューブ(57C)を示す。着色ガラスは、カラーフィルタをプラズマチューブに付加したものである。このことは以下の場合において有利である。それは、プラズマチューブ(57)を形成するために用いられたガラスが、プラズマガスによって生じた紫外線(UV)を反射するとともに蛍光体からの光輝性可視光を透過する場合である。UVを反射するとともに可視光を透過するガラスにおける選択肢は、かなり限られている。これらガラスは、内部粒子のサイズが非常に小さく分布が密である分相ガラス又はガラスセラミックの形状である必要がある。UV反射を必要とする主な表面は、MgOのような放射型ハードコーティングを備える表面である。UV反射表面はコーティングにより得ることが可能であり、このコーティングはこの放射型ハードコーティングを形成するために用いられる。ナノ粒子のコーティングが正確なUV反射性を用いて使用された場合、この表面へ入射する殆どのUV光は散乱してプラズマチューブに戻ってくる可能性があり、これによりディスプレイの光度を高めることができる。幾つかの実施形態においては、最適なUV反射性を得るために、MgO及びSrO、CaO、MgF又はCaF等の異なる誘電率を有する異なるナノ粒子の混合物を用いてもよい。
図45は、着色ガラスのプラズマチューブ(57C)と、その対応するカラー蛍光体コーティング(23)、上面(58T)上のカラーフィルタ、側面と底面(58)上のカラーフィルタを示す。プラズマチューブは、維持表面の上部にナノチューブ、ナノロッド又はナノ粒子(55NT)を含む放射型ハードコーティングを有する。MgOコーティング(55NT)にナノチューブを付加することは、少なくとも2つの利点がある。第1に、ナノチューブ又はナノ粒子は、プラズマチューブ内部で小さい蓄積コンデンサとしての役目を果たす。これらの小さい電荷を蓄積する島状構造体は、パネル内部でサブピクセルをアドレスすることに役立つ。各ピクセルにおいて電荷をさらに蓄積できる能力を有することにより、パネルの電圧マージンを増加させることができる。電圧マージンの増加により、アドレス指定が早くなり、セル構造、ガス組成及び電圧波形に対して選択肢が増えることになる。第2に、ナノチューブはかなり低い電子放射型電圧(典型的には〜2V/μm)を有するから、ナノチューブは、維持工程中に電子エミッタとしての役目を果たすことができる。即ち、ディスプレイの光度を高めることができる。
図46は本発明のその他の実施形態を示し、黒色吸収コーティング(86)がチューブ(57)の側部に付加されている。これは、屋外用途において日よけとしての役目を果たし、太陽(100)からパネルに差し込んだ太陽光(101)を遮断することができる。プラズマチューブ(57)の蛍光体材料(23)は非常に白色であり、自然太陽光(101)に反射する。したがって、日光遮断日よけ部(86)が、蛍光体コーティング(23)上に差し込む太陽光(101)を遮断する。この日よけ部を用いる方法は、屋外電光サインとして用いられる発光ダイオード(LED)産業で使用される。また、この方法は屋外信号機にも用いられており、これにより電球の光反射を除去している。しかしながら、この構造体がパネル上に形成されている従来の平面パネル産業では、ピクセルを太陽(100)から遮断するために必要とされる吸収層の深さや高さを実現することはかなり困難である。図46aに記載されているものと類似した日光遮断日よけ構造体(85)を用いると、チューブ高さh=w/tan(α)−cを必要とする。式中、wはピクセルの幅であり、cは蛍光体チャネルの深さであり、αは太陽の水平線に対する角度である。ディスプレイが0.2mm深さのチャネルを備えた0.1mmのピクセルピッチを有し、太陽が水平線に対してかなり低い(30°)場合は、蛍光体に差し込む光を全て遮断するためにはチューブの高さは1.93mmである必要がある。しかしながら、もしチューブ(57)が30°程度の低い光を遮断できるとともに下方からの視角も30°であるように設計されていれば、視聴者がディスプレイの垂直軸方向に離れる限り、放射光のかなりの割合が遮断されることとなる。図46はまた、反射層(85)をチューブ(57)の反対側面に付加した図である。チューブ(57)が図46bに示されたのと同様のパネルに配列された場合、ディスプレイの垂線方向より上方からチューブアレイ(57)に差し込んだ太陽光(101)は、日光遮断日よけ部(86)によって吸収され、反射性蛍光体への入射光の量を減少させる。しかしながら、視聴者(103)がパネルの垂線方向より下方に存在する場合は、チューブ(57)の一部である白色反射層(85)を視る(102)ことになる。これにより、蛍光体から生成された光が視聴者(103)の方向に反射されることになる。黒色吸収層を使用する概念は、日よけとしての役目を果たし、ファイバ含有ワイヤにおける日光を遮断するということある。これは、米国特許第11/236,904号において初めて開示された技術である。(出願日:2005年9月28日、発明の名称:Electrode Enhancements for Fiber-Based Displays)
図47は、プラズマチューブ(57)をコーティングする方法を示す。この方法は、プラズマチューブ(57)が、ナノチューブ(55NT)を含む放射型ハードコーティングを用いてコーティングされ、その後、蛍光体コーティング(23)を用いてコーティングされる方法である。図47aは、MgO/ナノチューブ溶液で満たされたプラズマチューブ(57)の断面図である。この溶液が沈降することにより、コーティング(55NT)が形成される。ワイヤドレス電極(51)周辺の構造体を含むプラズマチューブ(57)をコーティングすると、溶液沈降後に、MgO/ナノチューブコーティング(55NT)は薄壁のガラス表面上とアドレス電極(51)周辺の先端部の両方に配される。図47bに示す如く、プラズマチューブ(57)が蛍光体(23)で満たされ、反対側の表面に向かって沈降すると、蛍光体コーティングは残りの表面上に着定することが可能となる。
上記説明したように、放射型ハードコーティング(55)と蛍光体層(23)を用いてプラズマチューブ(57)の内部をコーティングする様々な方法がある。図48は、チューブ引抜き工程中に、これらのコーティングを塗布する方法を示す。単に蛍光体を内部チューブのプレフォーム(157)の壁上に蒸着させて蛍光体をチューブ(57)に引き入れることは不可能である。この理由は、殆どのガラスチューブ材料は、高温のチューブ引抜き工程(〜1000°)を必要とするからである。蛍光体材料が高温下に長い間さらされた場合、その発光効率は低下してしまう。したがって、チューブ引抜き工程中に蛍光体コーティングを塗布する唯一の方法は、材料を引抜き構造体の根部まで深く搬送させる方法である。チューブ引抜き工程中に、小さい搬送チューブ(123)がチューブプレフォーム内に配されてもよい。これにより、蛍光体物質(23M)が根部まで運ばれる。蛍光体材料(23M)と混合された搬送ガス(好ましくは酸素)は、搬送チューブ(123)まで供給され、引抜き構造体の根部まで下降して搬送される。高流量が搬送チューブ(123)を下ると、蛍光体材料の加熱は最小限となる。蛍光体材料(23)を引抜き構造体の根部の深くまで搬送することによって、チューブが加熱炉の底部から引抜かれて室温に冷却されるまでは、蛍光体材料(23M)が引抜き工程に最適な温度に保たれることとなる。搬送ガスは、チューブプレフォームの上部から漏れてもよく、搬送ガスが酸素で構成される場合には、炭素汚染を清浄化する役目を果たすことになる。同じように、MgO材料(55M)もまた、搬送ガスを用いて、小さいチューブ(155)を通って引抜き構造体の根部まで搬送されてもよい。プレート分離器(135)は、蛍光体及びMgOが側斜面において蒸着することを維持するために用いられてもよい。搬送チューブ(123)及び(155)は分離プレート(135)に取り付けられてもよい。搬送チューブ(123)及び(155)は、加熱炉又は引抜き構造体の根部に対して固定した位置に保持されなければならない。分離プレート(135)は、根部の輪郭に沿うように底部に向かって次第に細くする必要がある。これにより、分離プレート(135)は、根部内下方まで広がり、蛍光体及びMgOコーティングを分離させるとともにそれぞれのプラズマチューブ内部傾斜壁上で維持することが可能となる。ワイヤスプール(151)からのワイヤ電極(51)は、引抜きコーティング工程の作業中に、共にチューブ内に引き入れられることが可能である。
図49は、本発明の他の実施形態を示す。この実施形態において、ファイバ(73)が、放射型ハードコーティング(55)を備える中空管(57)内へ引かれており、前記ファイバ(73)は、ワイヤ電極(51)と蛍光体コーティング(23)を備える。ワイヤアドレス電極(51)を備えるファイバ(73)は、ドラム上でのファイバ引抜き工程において引き抜かれる。そして、ファイバ(73)は蛍光体(23)で、オフラインでコーティングされ、解かれて、次のチューブ引抜き工程において、プラズマチューブ(57)の中へ引抜かれる。放射型ハードコーティング(55)は、プラズマチューブ・プリフォーム(157)の表面に適用して、それから、小チューブ直径(57)の中へ引抜かれる。或いは、放射型ハードコーティング(55)は、上記の図48で説明されたチューブと類似した小デリバリ・チューブを下ってプラズマチューブの中へ送り込まれてもよい。もし、放射型ハードコーティング(55)が、チューブ引抜き工程の間に適用されれば、蛍光体(23)がコーティングされたファイバ(73)が、ガイドチューブを下って、チューブ引抜の根部へ入れ込まれることにより、蛍光体層(23)にMgO(55)を堆積させない点で有利である。オフラインにて、蛍光体コーティング(23)で、ワイヤ電極(51)を含むファイバ(73)をコーティングすることの利点は、蛍光体でコートティングされたファイバ(73)に対し簡単な吹き付け工程が採用できるということである。吹き付け工程により作成された蛍光体コーティング(23)は、ファイバ(73)内のプラズマチャネル上で非常に均一な蛍光体コーティング(23)を作る。加えて、ファイバ(73)はチューブ(55)内に引抜かれるとき、ファイバ(73)はチューブ引抜スピードで根部を通り移動するため、高温になるのは非常に短時間である。このように高温になるのが短時間であるために、蛍光体コーティング(23)上での劣化を最小限に抑えることができる。チューブ引抜き工程においてファイバ(73)及びチューブ(55)が融合する必要がないため、これらは異なるガラス配合で構成される。チューブ(55)は着色ガラスからなり、蛍光体コーティング(23)の色と適合する。ファイバ(73)は白色オパールガラスからなる。蛍光体層(23)が発生した光はファイバ/チューブの底部或いは側部から逃げようとするが、前記オパールガラスはこの光を反射する。
図50は、単一のプラズマチューブ(57)内に引かれた3つのファイバ(73)を示す。3つのファイバ(73)の夫々は、赤(23R)、緑(23G)、青(23B)の蛍光体層でコーティングされている。チューブ内の汚染を抑えるために、ファイバ(73)の底部は、好ましくはゲッタ(98)でコーティングされる。ゲッタ(98)は、プラズマ発生領域(52)内にないため、プラズマチューブ内の汚染を最小限に抑える。これにより、ディスプレイの寿命期間の間じゅう、低いプラズマ点火電圧を維持することができる。プラズマガスのためのゲッタリング材料(98)で、プラズマチューブ(97)の底部もコーティングしてもよい。ゲッタリング材料(98)を圧縮してコーティングすることにより、ファイバ(73)を、チューブ(57)表面の上面に対して締め付けるように維持することができる。ファイバ(73)は、上表面でチューブ(57)に対して比較的密着する必要がある。これにより、チューブ(57)ごとに1を超えるファイバ(73)が加えられたとしても、ファイバ・プラズマ・チャネル(52)の上側を越えて電子とイオンが漏れることを防ぐ。なぜなら、前記チャネルは、如何なるクロストーク、或いはミスアドレスを排除することができる隔壁を形成するからである。
図51は、ワイヤアドレス電極(51)と蛍光体コーティング(23)を備える翼形状のファイバ(73)を示し、基底部には非常に少量のガラスを有する。蛍光体(23)でコーティングされたファイバ(73)は、プラズマチューブ(57)内へ引き抜かれる。このプラズマチューブは、丸みのある底部と厚みを増した側壁を有することにより、チューブ(57)の強度を増すことができる。或いは、他の異なる形の蛍光体(23)でコーティングしたファイバ(73)が、プラズマチューブ(57)へ引き抜かれて、プラズマチューブを使ったディスプレイを形成してもよい。前記ファイバは、ワイヤ電極(51)を備える。
図52は、ワイヤ電極(51)とガラスファイバ(73)或いはチューブ(57)の間で、電圧降下を全くさせない方法を示す。これは、ワイヤを引き抜く間或いは引き抜く前、ワイヤを導電層(83)でコーティングすることにより実現する。ワイヤ電極(51)は、大抵ピンと張った状態でファイバ(73)或いはチューブ(57)内へ引抜かれる。従って、電極(51)は、ファイバ(73)或いはチューブ(57)内のガラストンネル内では、電極(51)は1つの表面から次の表面まで多少たるむ。このほんのわずかな空隙は、チューブ(57)の長さ方向に沿って、或いは、チューブからチューブに沿って、プラズマの点火やアドレスに影響を及ぼす。この空隙を取り除くために、ワイヤ(51)は、カーボンナノチューブ(83)でコーティングされて、ガラス壁に対し電気的に密接になるようにワイヤ(51)を維持する。これにより容量性の空隙が取り除かれる。導電性コーティング或いは充てん材(83)は、ナノチューブ、ナノロッド或いは他の導電性粒子からなる。もし、導電性充てん材(83)が金属粒子からなるなら、金属粒子は、低い融点をもつ金属であってもよい。このような金属は、引抜き工程の間で融解して、ワイヤ(51)とガラストンネル壁の間の空隙を完全に取り除くことができる。
図53は、プラズマチューブ(57)において、蛍光体(23)でコーティングされたファイバ(73)を使用した他の実施形態を示す。本実施形態において、蛍光体(23)でコーティングされたファイバ(73)は、ファイバ(73)の裏側に導電性コーティング(79)を備える。ワイヤ電極(51)は、プラズマチューブ(57)内に引抜かれ、金属コーティング(79)と接触する。従って、ワイヤは、チューブ長さに沿った電流の大半を流すことに使用され、導電性コーティング(79)は、蛍光体(23)でコーティングされたファイバ(73)の底部付近に電圧をもたらすために使用される。金属コーティング(79)をファイバ(73)の底部に適用することにより、電圧の均一なアドレスが可能となり、プラズマチューブ(57)の長さ全体に沿って電圧を行き渡らせることができる。もし、金属コーティング(79)が反射性を備えていれば、金属コーティング(79)は、蛍光体(23)が発生した光がチューブの底部の外側へ逃げるが、前記金属コーティングはこの光を反射して、視聴者に向けて戻す。もし、導電性コーティング(79)が比較的高い電気導電率を有していれば、ワイヤ電極(51)はファイバ(73)の長さ全体に沿って、コーティング(79)とぴったりと接触している必要がない。
図54は、プラズマチューブ(57)内において蛍光体(23)でコーティングされたファイバ(73)を使用する他の方法を示す。本実施形態によると、ワイヤ電極(51)は、導電性粒子(77)に満たされた領域により囲まれている。そして、ワイヤ電極(51)は、蛍光体(23)でコーティングされたファイバ(73)とプラズマチューブ(57C)の間に位置する。導電性粒子(77)で満たされた領域は、ワイヤ電極(51)と電気的に接触して、ワイヤ(51)からファイバ(73)の底面へ電位を広げる。導電性粒子(77)で満たされた領域もまた、ゲッタ材料を備え、或いはゲッタ材料からなる。これにより、ディスプレイの寿命期間の間じゅう、プラズマガスを汚染させない。第2のファイバ(72)もまた、チューブ内に引抜かれて、放射型ハードコーティング(55NT)を収容する。ある実施形態においては、この放射型ハードコーティング(55NT)は、ナノチューブを備えたMgOコーティングである。図54は、プラズマチューブ(57C)を示し、このプラズマチューブ(57C)は、着色ガラスからなるとともに、上述のカラーフィルタ膜(58)を備える。
図55は、真空気密シール(57S)間で、蛍光体(23)でコーティングされたファイバ(73)とMgO(55)でコーティングされたファイバ(72)の両方が、プラズマチューブ(57)内に配されている実施形態を示す。チューブ・シール(57S)内で、全てのコーティングと追加のファイバを配することにより、ガス処理してチューブを密閉(57S)すると、非常に高い収率を実現する。もし、ワイヤ電極(51)がファイバ(73)内ではなく、チューブ(57)内に備えられると、真空シール(57S)は簡単なガラス・シールであることが好ましい。
図56は、チューブ内にファイバ(73)を加えた1実施形態を示す。この実施形態によると、ファイバ(73)は、その両側にプラズマチャネル(52)を備える。チューブ・アレイ(57)の両側に、電極シートが配されることにより、チューブ(57)内のファイバ(73)構造は、チューブ状の両面型プラズマディスプレイを作りだすために使用され得る。プラズマは、ワイヤアドレス電極(51A)を使用して、プラズマ・セル領域(52A)にアドレスされて、そして維持されてもよい。そして、第2のプラズマは、ワイヤアドレス電極(51B)を使用して、プラズマ・セル領域(52B)にアドレスされて、そして維持されてもよい。プラズマチューブ(57)の片側において蛍光体(23A)が発した光が、もう片側の画像に障害を与えないようにするために、或いはその逆の場合も同様にするために、ファイバ(73)は吸収或いは反射する。アドレス電圧を低くするために、ワイヤアドレス電極(51)は、図57に示す如く、ファイバ(73)の脚部に位置し、アドレス表面へ近づくように配されてもよい。尚、これは、チューブ(57)が沿面放電型プラズマディスプレイに使用されることを想定した場合のことである。チューブ、ファイバ及び電極シートを用いると、非常に異なる構造及びディスプレイが形成される。これらの実施形態の幾つかは、米国特許出願第11/365,157号(発明の名称:double-sided fiber-based displays、出願日2006年3月1日)で説明され、本明細書においても参照する。
図58は、プラズマチューブ(57)の壁の表面の内側をコーティングするために、蛍光体(23)と放射型ハード(55)コーティングファイバ(71)がデリバリセッタとして使用されている様子を示す。図58aは、剥離層(83)で覆われたファイバ(71)を示す。剥離層(83)は、その1の側面はMgO層(55)でコーティングされて、他の3つの側面は蛍光体層(23)でコーティングされている。そしてこれらの層は、ワイヤ電極(51)を有するプラズマチューブ(57)に挿入されている。もし、剥離層(83)が、単純な熱上昇により熱活性化されると、図58bで示す如く、剥離層(83)はMgO(55)と蛍光体層(23)をチューブ(57)壁の方へ移す。このコーティングの移動の後、ファイバセッタ(fiber setter)(71)は、プラズマチューブ(57)の外側へ引抜かれてもよい。同様にコーティングされたチューブ(57)は、図59aで示す如く、ファイバセッタ(74)は全体的に、剥離材料からなってもよい。図59bで示す如く、このコーティング剥離ファイバ(74)をプラズマチューブ(57)へ引き入れる或いは挿入すること、及び温度を上げることは、図58aで示したコーティングチューブ(57)と類似した状態を作り出す。この際、ハードファイバ・コアを手動で取り除く必要はない。
チューブ(57)構造の1つの重要な部分は、電極シートに取り付けられるチューブ表面が平面なことと均一性を備えることである。平面上におけるプラズマの点火及びアドレスは、チューブの長さ方向に沿って、またパネルを横切って、非常に均一な電圧を提供することができる。平面チューブ(57)の表面は、電極シート内のワイヤ維持電極とチューブ(57)内部のプラズマ発生領域の間の距離を均一にする。平面チューブの表面はまた、チューブと電極シートとの接触領域を改善する。もし、プラズマチューブが、プラズマ−アドレス液晶ディスプレイであるようなプラズマ−アドレス電気光学ディスプレイに使用されると、チューブ表面の平面性を制御することが必要である。以下で示す図面により、チューブ引抜き工程の間で、プラズマチューブの側部に追加の材料を加えて、プラズマチューブの薄層の表面を引っ張って平らにする方法が説明される。
図60は、チューブ引抜部又は加熱領域の根部を示す。この実施形態において、プリフォーム(157)が、サイズが縮小されて、或いはネックダウンされて、チューブ(57)のサイズとなる様子を示す。比較的一定の力が、チューブ引抜き工程の間、チューブ(57)に適用されて、プリフォーム(157)からチューブ(57)が継続的に引っ張られる。この引抜き力は、チューブ引抜部の根部全体において異なる力(F1)と(F2)を生む。変曲点を越えると、POI(チューブが凹面から凸面に湾曲する点)(157から57にかけて/上部)を越えると、下方に向かうチューブ引抜き力(F1)は、根部の中心線に向かう引抜き成分を有する。POI(157から57にかけて/下部)より下の場合は、下方に向かうチューブ引抜き力(F2)は、根部の中心線から離れる方向の引抜き力の成分を有する。これらの力(F1及びF2)の放射状の作用は、標準的な薄壁の長方形のチューブ・プリフォームを示した図61a及び61bで描かれる。図61aは、POI(157から57にかけて/上部)における長方形のチューブの断面図である。この図は、動径成分(F1r)がチューブ上に存在し、この成分は、チューブの壁部を、チューブの主要部の内側に向かって、或いはその中央に向かって押す。根部部分を下方に移動しPOIを超えると(157から57にかけて/下部)、引抜き力(F2)は、図61bが示す如く、チューブに対し、チューブの主要部分の中央から離れる方向の外側に向かう動径成分(F2r)を与える。この外側に向かう力は、チューブから出ていく傾向にあり、これにより引抜かれたチューブ(57)がより円形となる。チューブ引抜き工程の間において、わずかな負圧がチューブの中央部に加えられてもよく、これによりチューブの長方形の形状を維持することができる。しかしながら、実質上、真空にしてチューブの壁部の平面性を厳密に制御することは不可能である。
図62は、チューブ(57)の上部及び底部の壁部(59)に対するよりも、その側部(62)に対してより多くの容量のガラスを加える方法を示す。これにより、ファイバ/チューブ引抜き工程の間において、上部及び底部(59)の壁部の表面を平らになるよう引きつけることができる。また、このような大容量の側部(62)は、薄いガラスチューブ壁部(59)よりも、高い硬度を有するガラスであってもよいし、或いは低い粘性を有するガラスであってもよい。図62aは、POIより上(157から57にかけて/上部)において引っ張られている上部及び底部の壁部(59)を示し、このとき、厚みを増した側部(62)の形状は、それほど変化しない。ガラス容量(62)を大きくすると、チューブにおいて硬度のより高い部分を作りだす。これは、ガラスの量が増えると放射状の小さな引抜き力(F1)により変形を引き起こすということ、高熱領域に根部が入れ込まれ、また、厚みを増した部分(62)は温度が高まるまでに時間がかかるという事実の両方が原因で起こる。これにより、チューブにおいて、より高い粘度及びより高い硬度を作り出す。低温領域でのチューブ引抜き工程において、チューブ(57)を引抜くと、より大きな引抜き力が生じる。この理由は、ガラスがより硬く、或いは粘度が高いからである。厚みを増した側部(62)は、薄い上部及び底部(59)の壁部よりも硬度が高い。そして、POIを下回る(157から57にかけて/下部)において、より大きい引抜き力(F2)が、より硬度が高く厚みを増した側部(62)に適用される。これらの硬度の高い側部(62)は、薄い上部及び底部のセクション(59)に対して外側に向かう力を加えて、これらセクションが平面になるように引っ張る。上部及び底部壁(59)を平らにするために、引抜き力が、好ましくは1mm幅チューブに対して、おおよそ、約4分の1ポンドより上を維持する。
巻回可能なプラズマチューブを使ったディスプレイを作りだすために、各チューブは個別にシールされる必要がある。ガス処理工程は図63aに示される。この実施形態において、チューブ(57)の内部を真空にして、プラズマの混合気体を戻して満たす。チューブ(57)は、それから、シールされ、(57S)は、トーチ(122)からの炎(121)を使用して閉じられる。
チューブをシールして閉じる(57S)ために使用され得る他の熱源は、これらに限定されないが、熱板或いは熱棒であってもよい。チューブのシール工程において非常に重要な部分の1つは、非常にまっすぐなチューブシール(57S)を作ることである。チューブ(57T)と端部(57E)の間の角度は3°程の角度θであっても、アセンブリ工程の間及びプラズマチューブを使ったディスプレイの巻回する間において、チューブシール(57S)が割れや破損を引き起こす。従って、ねじれを最小限に抑えて、非常にまっすぐであるチューブシール(57S)を作る必要がある。図64は、チューブ(57E)の端部は、高分子材料(117)で充填され、その強度を増している様子を示す。チューブ端部(57E)を充填することにより、チューブ(57)が切断或いは破損したときの微粒子の数を最小限にすることできる。チューブ・シールのあたりの領域もまた、層でコーティングされて、シール形成後のシールが補強されている。このチューブ・シール補強材料は、シールが形成された後、シール領域に適用される。従って、ガラスは圧縮下で強度が最も高まるという理由から、前記シール補強材は、好ましくは、引っ張られた状態であるために、シール・ガラス領域は圧縮されているときに適用される。チューブ補強材料は、エポキシ樹脂等のハード高分子材料であってもよく、或いは、圧縮シールを形成するために調製されたシリコーン材料であってもよい。
図65は、第2の、伸縮性ゴムシート(99)を示す。このシート(99)は、電極シート(56)に取り付けられたチューブアレイ(57)の背面に備えられている。この第2の伸縮性ゴムシート(99)は、如何なる粒子もチューブ間に侵入させないようにすることができる。尚、前記侵入は、チューブを巻いたり、それを展開したりする時にチューブ(57)が破損する原因となる。伸縮性シート(99)は、プラズマチューブを使ったディスプレイが展開される際に役立つ。なぜなら、シート(99)は、それが巻き取られるとき伸張した状態になるから、プラズマチューブを使ったディスプレイを展開しようとするからである。伸縮性ゴムシート(99)は、有機高分子材料又は無機シリコーン材料から形成されてもよい。チューブのまわりの領域は、液体で充填されてもよく、この液体での充填は以下のことに役立つ。
a)チューブ側から見ても、反射が全て取り除かれている
b)チューブからの熱が全て取り除かれている
c)巻回及び展開の時の摩擦を低減する
前記液体は、透明な、着色した、或いは黒っぽい流体であってもよい。或いは、前記液体は、不凍液を含んだ水性溶液であっても良く、この場合、液体が凍ることを防ぐ。或いは、前記液体は、高分子溶液或いはシリコーンオイルであってもよい。
チューブの背面は、膜(57B)で被覆されてもよく、この場合、チューブ表面に粒子が接着することを抑える。膜(57B)は、炭素系溶液或いはシリコーン膜から作られる表面改質膜であってもよい。前記表面改質膜はまた、滑らかな表面を形成する。これにより、チューブの表面の引っかき傷を防ぐことができるので、チューブにおいて弱い部分を作らないし、ひび割れもしないようにすることができる。また、前記滑らかな表面により、チューブに引っかき傷を付けることなく、チューブと膜がともに巻き取られたり、展開されたりすることができる。前記表面改質膜はスポンジのようであってもよく、これにより、チューブの背面の衝撃を和らげることができる。
図66は、ドライバ・チップ(95)を備えたプリント基板(90)を示す。この実施形態によると、出力リードが、銅層のトレイス(92)に取り付けられる。前記トレイス(92)は、プリント基板(90)上において、メッキ処理されたスロット(94)に向けて延びる。回路基板が、組み立てられた後、レーザー或いはウォータジェットが使用されて、メッキされた貫通穴(94)を切断しながら出入りする。これにより、回路基板の端部にメッキ部分がむき出しになる。メッキされた貫通穴部(94)は、外側の端部に向けて広げられる。これにより、ディスプレイからワイヤ電極と接続する、或いははんだづけする簡便なポートを提供することができる。切込みを入れる、或いは穴部から外すことにより、先のとがった端部(93)或いは、くし状の構造を作り出す。これにより、ワイヤ電極が、メッキされたスロット(94)へ導かれる。エッジのコネクタを作るために行う切断のための費用を抑えるために、プリント基板(90)は、図67が示す如く、単純にメッキされた貫通穴(94)の上部を横切るようにまっすぐ切断されてもよい。
図68は、ワイヤ電極(31w)を電極シート(56)から引き出す方法を示す。この実施形態において、電極シート(56)は、前記パネルの本体に埋め込まれたワイヤ(31)の方向に対して直行して引き出される。固定膜(67)は、埋め込み式ワイヤ電極(31w)を横切って、シールされている。このシールは、電極シート(56)の端部において斜めになるようになされている。埋め込み式ワイヤ電極(31w)上にパターン模様のように配されたTCEコーティング(31f)は、好ましくは、蒸着工程の間マスクされている。これにより、固定膜(67)がシールされている電極シート(56)の端部は、コーティングされない。埋め込み式ワイヤ電極(31w)は、それから高分子膜(38)の表面から剥がされ、固定膜(67)に戻り、90°曲げられて、電極シート(56)の端部においてプリント回路基板内へはんだ付けされる。プリント回路基板(90)がドライバ・チップにより64の出力(略標準なチップ)を有する場合、64本のワイヤ電極(31sw)が剥がされる。その後、曲げられ、はんだ付けされると、第2の固定膜(67)が、剥がされたワイヤ(31sw)を覆うようにして配される。これにより、ワイヤ電極(31sw)は表面から電気的に絶縁される。第3の固定膜(67)は、64本のワイヤ電極(31w)の2番目のバンクを横切って、斜めに配される。そして、それらは、剥がされて固定膜(67)へもどされて、90°曲げられ、1番目の回路基板(90)の上面に積重ねられた2番目の回路基板(90)へはんだ付けされる。全てのワイヤ(31w)が電極シートから引き出され、回路基板に接続されるまでに、電極シート(56)におけるワイヤ(31w)は、剥がされて、曲げられて、64のバンクの回路基板(90)に接続する。64本のワイヤ電極(31sw)の第1のバンクは、剥がされたワイヤ(31sw)のn‐1の層で覆われる。尚、このnとは、ワイヤ(31w)のバンクの数である。エッジ・コネクタの剛性を最小化するために、非常に薄い高分子(38)で覆われたPET(30)が固定層(67)として使用されてもよい。電極シートの両側の外側において、64本のワイヤ(31w)でかわるがわるにバンクとすることにより、ディスプレイが巻き取られたとき、曲げ力を最小化することができる。或いは、ワイヤ電極(31sw)は、電極シート(56)の4つの全ての角から引き出される。この場合、埋め込み式ワイヤ電極(31w)と直行する両方の側部において固体のエッジ・コネクタを作り出す。回路基板(90)と接続する標準エッジを備える2つの電極シート(56)を使用して、電極シートは、両面性パネルを作る。尚、この2つの電極シートは、ワイヤ(31sw)が直交するように電極シートが重ね合わせられている。
図69a及び図69bは、ワイヤ電極(31w)を電極シート(56)の外側にもたらす他の方法を示す。尚、前記電極シート(56)は、パネルの本体において埋め込まれたワイヤ(31w)の方向に直行する。図69aは、電極シート(56)は、ずらされた端を有する。前記端は、回路基板(90)と接続するワイヤ電極(31w)を備えるバンクを備える。前記ずらされた端は、固定膜(67)で覆われており、表面からワイヤが電気的に絶縁されている。また、バンク間を通って前記固定膜(67)の端部に戻るように切断されている。それらの折り目(97)で各バンクを折り曲げると、バンクが90°折曲がり、図69bで示すごとく、回路基板(90)が全て、電極シート(56)の1つの角に積重ねられる。
図70は、プラズマチューブ(57)から回路基板(90)へワイヤ電極(51)を接続する方法を示す。この実施形態において、チューブアレイ(57)は巻回され得る。ワイヤ電極(51)は、プラズマチューブ(57)の外側へ延設し、90°で曲がる。ワイヤ電極(51)は、第1プラズマチューブの上面端まで延設して、これを超える。そして、ドライブエレクトロニクスと電気的に接続する。ワイヤ電極(51)が分離した状態を保つために、ワイヤ電極(51)は高分子或いはシリコーン膜に埋め込まれる或いはこれらで挟まれる。ワイヤ電極(51)は、また電極シートの片側(或いは両側)に埋め込まれる、或いは取り付けられる。尚、この電極シートは、チューブアレイ(図示せず)の表面に取り付けられている。ガス処理プラズマチューブ(57)は、短いワイヤ(51P)を備え、このワイヤ(51P)は、チューブ(57)の端部から延設する。さらに、追加のワイヤ(51W)は、ワイヤ電極(51P)に取り付けられてもよい。これにより、プラズマチューブ(57)の端部から回路基板(90)への長い距離を網羅することができる。この追加のワイヤ(51W)は、包装された、波形の、溶接したワイヤであってもよく、或いは、プラズマチューブにおいて、ワイヤ電極(51P)とはんだつけされたワイヤであってもよい。追加のワイヤ(51W)は、チューブアレイにおけるワイヤ電極(51P)よりも大きな直径を有してもよいし、或いは異なる材料からなってもよい。従って、例えば、タングステンであるような、より高い高温材料がプラズマチューブ(57)におけるワイヤ電極(51P)として使用される。また、より大きく、高い導電性を有する銅ワイヤ(51W)は、タングステンワイヤ(51P)の上で巻かれて、プリント回路基板(94)に簡便にはんだづけできるワイヤであってもよい。ワイヤ電極(51)は、プラズマチューブアレイ(57)の両側部から、かわるがわるに取り出されてもよく、また、チューブアレイ(57)の上部或いは底部において回路基板(90)に取り付けられてもよい。電極シートにより、プラズマチューブを使ったディスプレイが完成されるが、この電極シートは、プラズマチューブアレイ(57)に対して直行して配列する電極をもつプラズマチューブアレイ(57)に取り付けられる。従って、電極シート内のワイヤ電極に取り付けられているプリント回路基板は、チューブアレイ(57)の上部或いは底部にある。これにより、全ての電子通信が1の端に置かれることになり、従って、巻回可能なパネルを作り出すことができる。
図71は、プラズマチューブ(57)の外側に蛍光体コーティング(23)を備えたプラズマチューブ(57)を示す。プラズマチューブの内側(52)は、プラズマを発生するプラズマガスと紫外線を収容する。前記プラズマは、プラズマチューブの壁を通って蛍光体コーティングへ移動する必要がある。この方法は、チューブの内側よりも、チューブの外側を蛍光体でコーティングするほうが非常に簡単であるという点において有利である。しかしながら、プラズマチューブの壁は、UV光を伝えることができなければならない。キセノン系ガスがUV発生に使用された場合、プラズマチューブは、147nm或いは183nmフォトンを伝えることができなければならない。最も低価で、また低い温度で形成されるガラス組成物は、これらの高いエネルギーで十分に伝達可能というわけではない。
図72は、プラズマ球体(88)で充填されたチューブ(57)を示す。プラズマ球体(88)は、蛍光体層でコーティングされて、プラズマガスが充満している。プラズマ球体(88)は、非常に純度の高いプラズマガスで満たされた後、蛍光体コーティングでコーティングされてもよい。プラズマ球体(88)は、それから、プラズマチューブ(57)内に配されてもよい。プラズマ球体(88)は、ガラスからなるので、それらは独自のプラズマガスを含むことができる。従って、プラズマチューブ(57)はシールされる必要がなく、しかも高分子材料から構成されてもよい。しかしながら、UVがプラズマの壁を高透過率で移動させるためには、いくつかの実施形態では球体(88)は、一般的に高い拡散計数を有するとされる高温ガラスから構成される必要がある。従って、球体(88)の寿命を延ばすためには、プラズマチューブ(57)を類似のプラズマガスで満たすことが有利である。ある実施形態では、赤、緑、青の蛍光体でコーティングされたプラズマ球体(88)を備えるプラズマチューブ(57)は、並べられて、電極シートと接続してプラズマディスプレイを形成する。
図73は、蛍光体でコーティングされたプラズマ球体(88)を示し、この球体(88)は、ファイバ(27)のチャネル内に配されている。プラズマ球体(88)は、ファイバ(27)チャネルの深さよりかなり小さい場合、プラズマ球体(88)は、1を超える層をなして、ファイバ(27)チャネルに配されてもよい。ワイヤ電極(21)を備えるファイバ(27)は、高分子材料からなり、電極シートに対しシールされてもよい。ファイバ(27)は、好ましくは、着色した高分子或いはガラスからなってもよい。或いは、ファイバ(27)は、表面を着色コーティングして、プラズマ球体(88)をコーティングする蛍光体の色と一致させてもよい。従って、もしパネルのファイバ(27)の方に視聴者がいる場合、蛍光体でコーティングされたプラズマ球体(88)から発する光の色純度は増強されて、明るい部屋とのコントラストが劇的に改善される。
図74は、蛍光体でコーティングされたプラズマ球体(88)が2つの直交する電極シート(56)の間にはさまれている様子を示す。上の電極シート(56T)は、ワイヤ電極(53T)を備え、このワイヤ電極(53T)は、透明導電性コーティング(50)と接触して電極ラインを形成する。底の電極シート(56B)は、ワイヤ電極(53B)を備える回路基板(54S)からなり、このワイヤ電極(53B)は、厚い高分子膜(54F)に埋め込まれている。プラズマ球体(88)もまた、厚い高分子膜(54F)に埋め込まれている。もし、プラズマ球体(88)が、着色された蛍光体でコーティングされていれば、電極シート(56)内のワイヤ電極(53)の少なくとも1組に対して、一列に並ぶように配される。或いは、プラズマ球体(88)は、高分子接着剤と混合されて、2つの直交する電極シート(56)の間に配されてもよい。
図75は、溝部(64)を備えるプラズマチューブ(57)を示し、この溝部(64)は、チューブ(57)の表面にエンボス加工することにより得られる。これらの溝部(64)は、ワイヤ電極(53)を支持することができ、これにより、図76が示す如く、プラズマチューブを使ったディスプレイを形成することができる。ワイヤ電極(53)をチューブ(57)に取り付けることにより、回路基板を設ける必要がなくなり、非常に大きなプラズマディスプレイの作製が可能になる。ワイヤ電極(53)は、シリコーン膜でコーティングされて、ワイヤ電極(53)がチューブの表面と長期間接着することを可能とする。カーボンナノチューブが前記シリコーンに加えられると、ワイヤ(53)とチューブ表面との間の電圧降下を抑える。また、前記シリコーンにカーボンナノチューブが加えられると、電場の効果を広げることができる。ワイヤアレイにおける隣接したワイヤ(53)間の維持電圧を印加することにより、プラズマチューブ(57)の内部(52)にプラズマを作り出す。これらの隣接するワイヤ電極(53)に電圧を印加することにより生成する電場は、主に、ガス全域に渡って降下する。これは、ワイヤが、チューブ(57)の表面より下の溝部(64)に位置するからである。ガス全域に渡って電圧の大部分が降下することにより、表面の放電形状のための点火電圧を最も低くすることができる。チューブ(57)を超えてライン或いはワイヤ(53)に対して、ピンポイントで点火することにより、ダメージはその部分に集中するために、チューブ内部の蛍光体ダメージを制限することができる。表面に溝部(64)を備えることにより生じるチューブ内部の突出は、放射型ハードコーティングがチューブを通るときに、放射型ハードコーティングの流れの障壁となり、また放射型ハードコーティングを回収或いは集めることができる。放射型ハードコーティングが、ワイヤ電極(53)のこの部分において集中するため、プラズマダメージを軽減することができる。また、前記放射型ハードコーティングが集中することにより、プラズマディスプレイの点火電圧及び維持電圧を低くする代わりに、2番目の電子放射を増大させる。
溝部(64)は、一般的なエンボス加工手段を用いてチューブ(57)表面に形成される。しかしながら、チューブは、この工程の間においては平らである。チューブ(57)は小さなチャネル内に備わり、これにより、溝部(64)がエンボス加工で作られる際に、チューブが平坦にされることを防ぐ。溝部(64)は、ブロー成形によってもチューブ(57)の表面に形成される。この加圧成形工程において、チューブ(57)は、所望の溝(64)を有するチューブ表面と対照的な構造を持つ鋳型の上に配される。チューブ(57)及び鋳型は、ガラスの軟化点より上(好ましくは、機能する点(working point))で維持され、そして加圧される。圧力により、チューブ表面が鋳型内部へ押し付けられて、溝が作られた表面(64)が形成される。
図77は、2つのプラズマチャンバ(52)と、レンズ(80)として機能するような湾曲した表面を備えるプラズマチューブ(57)を示す。2つのプラズマチャンバ(52A)と(52B)は、好ましくは、それぞれ2つのワイヤアドレス電極(51A)と(51B)を使用して、個別にアドレスされる。レンズ(80)を通って2つのプラズマチャンバ(52)から入る入射光は、2つの分離した図を作り出す。左(A)と右(B)、それぞれプラズマ・セル(52A)と52(B)において適切な画像をアドレスする。これにより、ビューアが、ディスプレイの中央部に位置するとき、三次元の画像を作り出す。但し、ビューアは、プラズマチューブ(57)のレンズ(80)側に位置する必要がある。プラズマが生成する光は、電極シートが取り付けられているところから、チューブの反対方向にあるチューブアレイ(57)の外側に伝わる。従って、電極シートは、透明である必要がない。事実、もし、電極シートが反射性を有していれば、ディスプレイの後ろ側の外側へ漏れるプラズマ生成光を反射する。着色フィルタは、プラズマチューブ(57)に備えられてもよく、色純度、及び明るい部屋にあるディスプレイのコントラストを改善する。
図78は、チューブ状のレンズ(80)がフレネル系レンズ(80F)である実施形態を示す。フレネル系レンズ(80F)は、図77の水晶体レンズ(80)の平らな部分を崩壊して作られ、これと同様のレンズ機能を提供する。ワイヤ電極(51A)と(51B)は、好ましくは、プラズマ・セル(52)の中央部に移動し、これにより、各セル(52)におけるプラズマのアドレス指定能力を強めることができる。ワイヤ電極(51)は、プラズマチューブ(57)の壁内に配される。これにより、図79が示す如く、アドレス表面にワイヤ電極(51)を近づけることができる。ワイヤアドレス電極(51)をアドレス表面に近づけることにより、アドレス電圧を低くし、アドレス速度を増強し、プラズマ・セル(52)のアドレス指定能力を強化することができる。ワイヤ電極(51)をプラズマチューブ(57)の壁の内部に配することにより、2つの重要な視覚的な利点を有する。第1に、ワイヤ電極(51)は、プラズマチューブ(57)の主要な光透過領域に位置しないため、ワイヤ電極が光を遮断することを最小限化することができる。第2に、ワイヤ電極(51)が、領域に形成されたレンズ(80)に位置しないので、ワイヤ電極は、パネルのレンズ機能に影響を及ぼさない。図79は、レンズが、凹面(80CC)から凸面(80CV)へとあらゆる形状であってもよいことを示す。2つの異なるレンズの湾曲は、3−D画像を作りだす。2つの画像は、パネルの異なる深さにおいて、焦点があう。対応するレンズを備えた2を超える数のプラズマ・セルが、各プラズマチューブに形成されてもよく、この場合、2を超える数の画像が生成される。レンズ機能、光遮断層、反射ガラスの異なるインデックス、多数のレンズ配置を備える単一のプラズマチューブは、米国特許第7,082,236号で記載されるものと類似するプラズマチューブを使ったディスプレイに使用することができる。米国特許第7,082,236号は参照のため本明細書に組み込まれる。
図80は、電極シート(56)に含まれる多重画像或いは3−D画像を作り出すレンズ機能を示す。この実施形態において、水晶体レンズ(80LL)は電極シート(56LL)内部に向かってエンボス加工されている。レンズ(80LL)は、電極シート(56LL)内の電極(53/50)に対して整列する。レンズ(80LL)は電極シート(56LL)の表面から内側へ向かってエンボスされてもよく、或いは、これら(80LL)は、分離した高分子シートで形成されて、電極シートと結合されてもよい。凹面(80CC)と凸面(80CV)を含むいくつかの異なるレンズ機能は、図81が示す如く、電極シート(56CL)の表面で形成されてもよい。水晶体状及び円形状のフレネル系レンズ(80F)は、電極シートで形成されてもよい。しかしながら、円形或いは長方形のフレネル系レンズ(80F)が使用される際は、レンズ(80F)はプラズマチューブアレイに対して一列になる。
上記の電極シートにおける幾つかの争点は、最終表面の平坦さに関する。幾つかのディスプレイの応用において、プラズマチューブを使ったディスプレイのように、最終表面の平面性はそれほど厳しく要求されない(約20μm未満である)。表面粗さの殆どは、電極シートをプラズマチューブアレイと取り付ける接着層により補正される。しかしながら、他の電極ディスプレイ、特に液晶を含むディスプレイは、適切なアドレスとパネル全域の均一性を備えるために、表面粗さは1μm以下である必要がある。従って、電極シートの全てが製造されない場合は、表面平坦化の後工程は大抵の場合実施される必要がある。最終の平坦化工程は、真空状態で実施される必要がある。これにより、電極シート/平面プレートの接合部に有る空気を完全に取り除くことができる。圧力は、約200mトール以下を維持される。これにより、前記接合部に気泡が形成されることを防ぐことができる。ワイヤ電極の側部に沿った溝は、真空部分を提供することができる。これにより、電極シートの中央部に閉じ込められた空気を取り除くことができる。これらの真空部分は、必須の最小限の真空度を数トール上げる。
パターン化した電極構造を作る際の1つの予測される問題点は、TCEライン間の短絡部である。これらの短絡部は、インターレース電圧をワイヤ電極に印加することにより、即ち、グラウンド電位における奇電極(odd electrode)を維持する一方で、全ての電極に対して電圧を印加することにより、容易に確認される。短絡部が存在すると、インターレース接合電極間で電流が流れる。電圧及び電流が十分に高いとき、また短絡部が小さいときは、短絡部は焼ききられてもよい。もし、電流が制限されると、短絡領域はその全ての電流を小さくして、短絡領域が温められる。温度カメラは、短絡部の位置(短絡部の位置は、電流から熱をもらう)を見つけるために使用されてもよく、前記短絡部は、修理或いは削って除去/レーザーで引っかいて開く或いは焼ききられてもよい。
電極シートとプラズマチューブあるいはファイバを使用して、パネルの多くの異なる型を製造できる。前記チューブ或いはファイバはいずもワイヤ電極を含む。ファイバ(82)は、活性マトリックス液晶ディスプレイ(AMLCD)を表し、プラズマチューブ(77)は活性化スイッチとして使用されている。この種のディスプレイは、プラズマがアドレスされた液晶(PALC)ディスプレイと呼ばれている。図82は、上部のカラムアドレス電極(31)が電極シート(56)に形成されていることを示す。ワイヤ電極(31)は、高分子基板(30)に埋め込まれ、そしてワイヤ(31w)は、透明導電性電極(31f)に電気的に接続される。前記ディスプレイは、液晶材料(37)を電極シート(56)とプラズマチューブアレイ(77)の間で挟むことにより形成される。カラーフィルタ材料を電極シート(56)あるいはプラズマチューブ(77)に加えることにより、ディスプレイが着色される。ビデオレートディスプレイが形成される。これは、全てのプラズマチューブの内側で帯電が設定されて、ビデオレートで夫々のピクセルをアドレスすることにより、また幾つかの液晶材料はビデオ速度で調節されることにより成される。図82は、プラズマがアドレスされた電気光学ディスプレイを示し、この実施形態において、電極材料(37)は、反射性の双安定材料である。反射性であり、双安定な、幾つかの電極材料(37)があり、これらの材料で製造されたディスプレイは、従来、電子紙状ディスプレイと呼ばれている。幾つかの異なる液晶材料は、反射性を有し、双安定で、電気泳動性の材料であり、或いは、ジャイリコン(Gyricon)又はツイストボール、円網抄紙、懸濁粒子装置である。これらの電気光学材料(37)は、電圧閾値を有していないため、プラズマ等の、活性デバイスを使用してアドレスされなければならない。従って、反射性であって双安定の材料(37)の1つを、プラズマチューブ(77)アレイと、電極シート(56)の間に置くことにより、電子信号が形成される。
電気光学材料(37)が電圧閾値を有する場合は、図83で示す如く、この材料(37)は、電極シート(56T)と(56B)の間に配されて、ディスプレイを形成しても良い。この種のディスプレイは、パッシブアドレスされたディスプレイ(Passive addressed display)と呼ばれている。この実施形態によると、前記電気光学材料(37)を調節するためにパネルが使用されるが、このパネルにおいて電荷が設定されるために、トランジスタ或いはプラズマのような活性デバイスは使用されない。このパッシブアドレスされたディスプレイは、1度で1ライン書き込まれる。1回につき1ラインでディスプレイにアドレスすることにより、画像を更新するスピードが、ディスプレイにおけるラインの数と電子工学材料(37)を調整するのに必要な時間を掛けた合わせた数に限定される。電圧閾値を有する殆どの電気光学材料は、液晶である。もし、電気光学材料(37)が反射性を有すると、明るい場所において、より良い表示特性を備える。もし、電気光学材料が双安定であれば、エネルギー効率の高められたディスプレイを形成する。もし、電気光学材料(37)が標準的な液晶であれば、ディスプレイとして機能させるために、摩擦層、ポラライザ、及びバックライトであるような他の材料が必要となる。
電極シートが極めて薄い回路基板(30)である場合、電極層は、両面アドレス層として機能する。しかしながら、この場合、回路基板(30)側面上の電気光学材料は、回路基板を経て、電圧降下を有する。この場合、電極側部上の電気光学材料は、電極と直接的に接触する。実際の両面電極シートは、回路基板(30)の非電極側においてTCE(31f)と接続する埋込みワイヤ電極(31w)を備えた追加の高分子層(38)を加えることにより製造される。第2電極層は、第1の層と平行して配されても、回路基板(30)の他の側面の電極と直交して配されてもよい。これらの薄膜状の両面電極シートは、非常に大きなカラーディスプレイの製造を可能とする。
カラーディスプレイの1つの群は、反射性で双安定性或いは、多安定性の電子信号である。双安定は、電気光学材料が異なる状態に調節されたとき、その材料が、意図的に元の状態に戻そうとされるまで、異なる状態を維持することを意味し、多安定は、電気光学材料が多数の安定状態を有することを意味する。これらの反射性カラーディスプレイにおいて、幾つかの応用の際は、標準カラープリントが交換される。反射性カラーディスプレイ或いは電子信号を作り出す2つの方法がある。1つ目の方法は、カラービデオディスプレイの全てにおいて現在実施されているように赤、緑、青(RGB)ピクセルを並べて置く方法である。2つ目の方法は、図84で示す如く、赤、緑、青のピクセルを夫々の上面に積重ねる方法である。この積み重ね方法によると、電気光学材料が、透明な状態から、反射性赤(37R)、緑(37G)或いは青(37B)の状態に調節される必要がある。この積み重ね方法は、全ピクセルを使用して全体の可視スペクトルを反射することを可能とする。一方で、RGBカラーが並んで配されると、2/3の光が無駄になる。これは、赤のピクセルが、緑或いは青を反射しないため、そして、青、緑においても同様のことが起こるからである。従って、RGB3層構造パネルは、高品質反射カラーディスプレイを作るのに必要である。透明から反射性のあるR/G/B状態に調節された2つの公知の物質がある。1つは、コレステリック液晶(Kent Displays)、もう1つはスメクチック−A液晶(PolyDisplay/TechnoDisplay)である。これらの液晶は、両方とも、閾値を有し、パッシブアドレスされ得る。したがって、反射性カラー電子信号が、3つの分離したパネルを使用することにより組み立てられる。尚、前記パネルは、2つの直交する電極シート(56(R,G,B)T)と(56(R,G,B)B)を備え、これらは、3つのカラー液晶材料(37(R,G,B))の夫々で挟まれている。反射性カラー電子信号は、2つの片面電極シートを使用して形成されてもよい。この場合、前記2つの片面電極シートは、2つの両面電極シートを挟む。3つの主要なカラー液晶層は、前記各電極シートの間に挟まれる。但し、ディスプレイが反射性である場合、着色液晶材料として赤、緑、青の代わりに、シアン、マゼンタ及びイエローを使用すると有利である。
平面パネルディスプレイにおける幾つかの層はRGBカラーフィルタを必要とする。この場合、前記カラーフィルタは、電極シートに追加される。RGBのカラーは、TCEコーティングに加えられ、これらがパターン化して蒸着される時、カラーフィルタは同時に蒸着される。この場合、RGBカラーフィルタは本質的に電極とともに並ぶ。前記カラーフィルタは、電極シートの上面に適用されてもよい。
電極シートは、他の異なる種のディスプレイに使用されても良く、図83で示すような液晶(LC)であるようなパッシブアドレスが可能な電気光学材料で挟まれる2つの電極基板として使用されてもよい。或いは、図84で示すように、電極シートは、3層構造RGB液晶ディスプレイに使用されても良い。或いは、電極シートは、図82に示されているように、プラズマ−アドレスされる電気光学ディスプレイ(PA−EO)においてカラムアドレス平面として使用されてもよい。この場合、電極は、プラズマチャネル内の電荷を設定するために機能し、電気光学材料の調節のためのグラウンド平面として役立つ。プラズマチャネル内でメッキされた電荷は電場を作り、この電場は、幾つかの異なる電気光学材料をアドレスするために使用される。この電気光学材料として、液晶、ツイストボール、円網抄紙(例えば、Gyriconにより開発された材料)、電気泳動性材料(例えば、E−InkやAiPixで開発された材料)、あるいは懸濁粒子装置(例えば、Research Frontiers Incorporatedにより開発された材料)が挙げられる。
もし、電極が表面にむき出しになるように電極シートが設計されると、前記シートは、エレクトロクロミックディスプレイ及びパッシブアドレスされた有機ELディスプレイ(OLED)のような電流を必要とするような電気光学材料を使用してアドレスされてもよい。電極シートは、(QDビジョン、MIT’SQD−OLED、Evident Technologiesにより開発された)量子ドットであるような、他のエレクトロルミネセント材料を使用してアドレスしてもよい。電極シートは、或いは、プラズマチューブディスプレイ内でサステナー(sustainer)平面として、又はプラズマチューブディスプレイ内でカラムアドレス電極平面として使用されてもよい。電極シートは、微小電気機械(MEMS)ディスプレイ、及び3−D及びマルチビューディスプレイであるような他の多くの種類のディスプレイにも使用できる。3−Dとマルチビューディスプレイは、水晶体或いは他のレンズ形状が形成される際に、電極シートにエンボス加工されて形成される必要がある。
図84が示すように、電極シートを使用して、反射性カラー電子信号であるようなディスプレイが形成される。そして、前記電子信号は、カラービデオディスプレイであるような他のディスプレイと組み合わせて使用されてもよい。1を超えるディスプレイと組み合わせることにより、反射性電子信号、カラービデオ、3次元ディスプレイ、マルチプルビュー・ディスプレイ、両面ディスプレイ等の様々な目的に使用される。反射性で双安定なカラー液晶電子信号とカラービデオディスプレイを組み合わせると、液晶電子信号部分を使用して、蛍光体の焼きつき及び大きなエネルギー消費なしに、最適に静止画像を表示するディスプレイを作り出し、フルモーションビデオを作ることができる。図85は、3組の電極シート(56(R,G,B)T及び56(R,G,B)B)を使用して形成された3層カラー構造液晶ディスプレイを示す。前記電極シートは、電極シート(56PT)に取り付けられたプラズマチューブ(57)アレイを使用して形成されるプラズマチューブを使ったディスプレイに取り付けられている。パネルのカラー電子信号部分を使用することにより、非常に高品質静止画像が、このディスプレイ上で表示され得る。また、ビデオ画像は、プラズマチューブを使ったディスプレイセクションを使用して作り出される。さらに、全体のディスプレイは、巻回されて最高の品質を持つモバイルディスプレイをつくり出す。
前述の電極シート及びプラズマチューブを使ったディスプレイに関する殆どの文献や工程は、米国仮特許出願第60/749,446号(発明の名称:Electrode Addressing Plane in an Electronic Display, 出願日:2005年12月12日)、第60/759,704号(発明の名称::Electrode Addressing Plane in an Electronic Display and process, 出願日:2006年1月18日)、第60/827,152号(発明の名称:Electroded Sheet, 出願日:2006年9月27日)、第60/827,146号(発明の名称:Tubular Plasma Display, 出願日:2006年9月27日)、及び第60/827,170号(発明の名称:Wire-base Flat Panel Displays 出願日:2006年9月27日)でより詳細に説明されており、これらは全て本明細書内に参照のため盛り込むものとする。
本明細書で述べた全ての特許、特許公報、非特許文献は、本明細書内に参照するために組み込まれる。
従って、本明細書で述べた本発明の実施形態は、単に本発明の原理の応用を示したものと解釈される。
本明細書内の上述の実施形態の詳細な記載は、請求の範囲を限定することを意図するものではなく、また、本発明にとって必要不可欠であるとしてこれらの特徴を列挙したわけではない。
従来技術に基づいた標準的なプラズマディスプレイを示す。 ディスプレイの全ての機能がファイバに組み込まれた、ファイバを用いたプラズマディスプレイを示す。従来技術に基づき、該ファイバは埋め込まれたワイヤ電極を備える。 ビューアーに面する側で蛍光体コーティングを含むファイバレイ、及び、従来技術に基づいて維持電極を含むファイブアレイからなる、ファイバを用いたプラズマディスプレイを示す。 従来技術に基づき、ビューアーに面する側で蛍光体コーティングを含むファイバレイからなるファイバを用いたプラズマディスプレイを示す。 従来技術に基づき、プラズマチューブ及び、プラズマチューブの外面に取り付けられた電極膜を備えるプラズマディスプレイを示す。 従来技術に基づき、プラズマチューブを備えるプラズマディスプレイを示す。 回路基板上の透明導電層に電気的に接続されるワイヤ電極アレイを示す。 回路基板上に透明導電層アレイを備える回路基板の断面図を示す。 透明導電層に付加されたワイヤ電極を備える図8aの構造の断面図を示す。 ワイヤ電極全域に封鎖膜を備える図8bの構造の断面図を図式的に示す。 回路基板の表面に埋め込まれるとともに、透明導電電極(TCE)に電気的に接続されたワイヤ電極の断面図を図式的に示す。 回路基板上の高分子膜の表面に埋め込まれたワイヤ電極及び、TCEに電気的に接続されたワイヤ電極の断面図を図式的に示す。 ワイヤ電極が導電膜で電気的にコーティングされる、図10と同一な構造の断面図を図式的に示す。 高分子膜でコーティングされた回路基板の表面にワイヤを押し込むガラスプレートを用いるための方法を図式的に示す。 図12で示される工程を用いて高分子膜に埋め込まれたワイヤを図式的に示す。 回路基板の表面上でTCEをパターン化する工程を図式的に示す。 高分子膜に埋め込まれるとともにTCEに電気的に接続されたワイヤを備える最終的な電極シートを図式的に示す。 ワイヤ電極をTCEの上に配するとともに、ワイヤ電極を高分子膜の表面に流れ込ませるための方法を図式的に示す。 図13aの工程の後の高分子膜を備えるTCEを有するワイヤを図式的に示す。 TCEラインをワイヤ電極の上に配するとともに、高分子膜の表面上に流れ込ませるための方法を図式的に示す。 図14aの工程の後の高分子膜を備えるTCEを有するワイヤを図式的に示す。 ワイヤを高分子膜でコーティングしたPETシートに埋め込む工程を示すドラムの写真である。 シートを湾曲させ、ワイヤを高分子膜でコーティングされた回路基板へ流れ込ませる工程を図式的に示す。 マスクレス工程を用いて形成された電極シートを図式的に示す。 高分子上に配されたワイヤを備えるPET/高分子シートを示す概略図である。尚、この図はワイヤが高分子に埋め込まれる前の図である。 透明導電性電極を用いて電極シートをコーティングするために使われる工程を示す概略図である。 ワイヤ電極を含む回路基板を示す。この回路基板は、マスクレス工程を用いてTCE膜でコーティングされている。 高分子基板の表面内に埋め込まれたワイヤの概略図である。 表面を平坦化した後の電極シートの概略図である。 高温で表面を平坦化した後の電極シートの概略図である。 表面に塗布された膜を備える電極シートを示す。 ウェブ工程を用いて形成された電極シートの一部分を図式的に示す。 表面に配されたワイヤ及びマスクを備える高分子基板を図式的に示す。 ワイヤがマスクされた高分子基板上に透明導電性電極材料をコーティングする際に用いられる噴霧工程を図式的に示す。 コーティング処理工程が終了した後の電極シートを図式的に示す。 高分子膜内に埋め込まれたワイヤとマスクの概略図である。 電極シート内に埋め込まれたワイヤの概略図である。尚、マスクは除去されている。 電極表面を平坦化した後の電極シートの概略図である。 表面に塗布された平坦化層を備える電極シートの概略図である。 カーボンナノチューブと相互接続した透明導電性高分子の島構造を示す。 ジグザグパターン方式における、ワイヤを備える電極シートの平面視を図式的に示す。 ワイヤを束ねてメッシュを作ることによって形成されたジグザグパターンにおいて、ワイヤを備える電極シートの平面視を図式的に示す。 ピンを用いて形成されるジグザグパターンにおいて、ワイヤを備える電極シートの平面視を図式的に示す。 プラズマチューブに埋め込まれたワイヤ電極とワイヤ電極を含む電極シートを備える「プラズマチューブを使ったディスプレイ」を説明する。 電極シートに接続したチューブアレイの写真である。 鉛筆の周りに巻きついている電極シートに接続したチューブアレイの写真である。 膜表面内に埋め込まれたワイヤ電極を備える電極シートの断面図を図式的に示す。 膜表面内に1つのラインにつき2つのワイヤ電極が埋め込まれたワイヤ電極を備える電極シートの断面図を図式的に示す。 膜表面内に埋め込まれたワイヤ電極を備える電極シートの断面図を図式的に示す。ワイヤ電極は、電気的に透明導電性膜に接続されている。 ワイヤ電極を含むプラズマチューブの断面図を図式的に示す。 ワイヤ電極を含むプラズマチューブの断面図を図式的に示す。ワイヤ電極がプラズマ内まで延出し、アドレス表面の上部に近接して配されている。 チューブの側面に2つのワイヤドレス電極を含むプラズマチューブの断面図を図式的に示す。ワイヤドレス電極は、アドレス表面の上部に近接して配されている。 プラズマチューブの底部に配される2つのワイヤ電極を含むプラズマチューブを図式的に示す。 プラズマチューブの側部に配される2つのワイヤ電極を含むプラズマチューブを図式的に示す。 プラズマチューブの側部に配される2つのワイヤ電極を含むプラズマチューブの断面図を図式的に示す。ワイヤ電極の周囲のガラスが、プラズマの点火を強化している。 アドレス表面上部の近傍に配されるチューブの側部に2つのワイヤドレス電極を含むプラズマチューブの断面図を図式的に示す。ワイヤ電極の周囲のガラスがプラズマのアドレス指定を強化する構造体を有している。 プラズマチューブの底部に配される2つのワイヤ電極を含むプラズマチューブの断面図を図式的に示す。プラズマチューブが、プラズマのアドレス指定を強化するためにワイヤ電極の周囲のガラスにスパイク形状を有するとともに、光の向きを変更するためにチューブの外側壁上に構造体を有している。 プラズマチューブの底部に配される2つのワイヤ電極を含むプラズマチューブの断面図を図式的に示す。パネルが曲げられた時のために、チューブの側部は湾曲し、柔軟性を高めている。 プラズマチューブの機械的強度を高めるために、厚みがあり湾曲している底部とワイヤ電極を含むプラズマチューブの断面図を図式的に示す。 非常に軽量なチューブアレイを作り出すために、非常に薄い壁を備えたワイヤ電極を含むプラズマチューブの断面図を図式的に示す。 一方の表面上に放射型ハードコーティングを備えるともに、その他の表面上に蛍光体コーティングを備えるプラズマチューブの断面図を図式的に示す。 チューブ表面に塗布されたカラーフィルタを含むプラズマチューブの断面図を図式的に示す。 着色基盤ガラスで構成され、チューブの表面にカラーフィルタを有するプラズマチューブの断面図を図式的に示す。 一方の表面にナノチューブを含む放射型ハードコーティングを備えるとともに、その他の表面に蛍光体コーティングを備えるプラズマチューブの断面図を図式的に示す。 反射側部と吸収側部を備えるプラズマチューブの断面図を図式的に示す。 太陽光で照らされる図46aのチューブアレイを説明する。 一方の表面上とアドレス電極の周囲のガラスの先端部で、ナノエミッタを含む電子放射型コーティングによってコーティングされたプラズマチューブの断面図を図式的に示す。 図47bに記載のプラズマチューブが、さらに蛍光体層でコーティングされたプラズマチューブの断面図を図式的に示す。 チューブ引抜工程の根部の断面図を図式的に示す。蛍光体及びMgO層が、引抜き工程中に材料が小さいチューブを通ってチューブの根部まで搬送されることにより、プラズマチューブの内部にコーティングされる。 チューブ内へ挿入された、電極を含む蛍光体コーティングされたファイバを概略的に示す。 チューブに挿入された、ワイヤ電極を備える3つの(赤/緑/青)蛍光体コーティングされたファイバを概略的に示す。 ワイヤ電極を備える翼形状の蛍光体コーティングされたファイバがチューブに挿入されている様子を示す。 ガラスファイバ或いはチューブ内のワイヤ電極と、ワイヤ回りの導電媒体の断面図であり、この実施形態によると、ワイヤ電極とガラスファイバ或いはチューブの内側表面の間の容量低下を排除することができる、 底面に導電性コーティングされた蛍光体コーティング・ファイバと、チューブに挿入されたワイヤ電極を概略的に示し、この実施形態において、ワイヤ電極が導電性コーティングと電気的接触を持つ。 チューブに挿入された、蛍光体コーティングされたファイバとワイヤ電極を概略的に示し、この実施形態によると、ワイヤ電極は、導電性粒子に満たされた領域に囲まれている。また、前記導電性粒子は、ワイヤ電極と電気的に接続し、ワイヤ電極と、蛍光体コーティングされたファイバの底面の間の容量性の空隙を取り除く。 チューブ内に配された蛍光体コーティングされたファイバとMgOコーティングされたファイバを概略的に示し、この実施形態によると、前記ファイバは、シール内に位置する。 蛍光体コーティングとともに2つのプラズマチャネルを備えるファイバとプラズマチャネルの底部に配されるワイヤアドレス電極を示し、これらはチューブ内に挿入されており、プラズマチューブを使った両面ディスプレイをつくり出す。 蛍光体コーティングとともに2つのプラズマチャネルを備えるファイバとファイバの壁内にあるワイヤアドレス電極を示し、これらはチューブに挿入されて、両面ディスプレイを作り出す。 剥離コーティングとともに、蛍光体とMgOでコーティングされたセッタが、ワイヤを含むプラズマチューブ内へ挿入されている様子を概略的に示す。 コーティングが剥離されて、図58aからセッタが取り除かれた後にチューブの内壁の表面上で見られるMgO及び蛍光体コーティングを示す。 放射型コーティング及び蛍光体層でコーティングされている高分子ファイバの概略断面図である。 コーティング高分子ファイバの概略断面図であり、前記ファイバはプラズマチューブ内へ挿入されて、コーティングが移動している。 ファイバ或いはチューブ引抜き工程の際の根部の概略図であり、変曲点より上及び下の根部に加えられる力を示す。 図57で示す変曲点より上の部分において下方に引抜かれる際の、長方形のチューブのプリフォームの形状と、長方形のチューブのプリフォームに加えられる力を示す。 図60で示す変曲点より下の部分において下方に引抜かれる際の、長方形のチューブのプリフォームの形状と、長方形のチューブのプリフォームに加えられる力を示す。 図60で示す変曲点より上の部分において下方に引抜かれる際の、チューブの側部において追加のガラスを含む長方形のチューブのプレフォームの形状を示す。 図60で示す変曲点より下の部分において下方に引抜かれる際の、長方形のチューブのプレフォームの形状を示し、前記プレフォームにおいて、チューブの側部に追加されたガラスは、隣接する表面を非常に平面になるように引き寄せる。 ガスの炎を用いてシールして閉じられたプラズマチューブを示す。 シール領域で曲がった状態でシールされたプラズマチューブを示す。 プラズマチューブを示し、このチューブにおいて、チューブの端部が高分子或いはシリコーン溶液で充填されて、その強度が増強している。 電極シートと接続するチューブアレイを示し、このアレイは、その背面側に膜を備えることにより、チューブが保護される。 ドライバ・チップを含むプリント基板を示し、図66はさらに、夫々のドライバ・チップの出力が、回路板の側部において、埋め込まれたメッキスロットと電子的に接続されるようなエッジ・コネクタを示す。 穴部を通るメッキされたアレイにより形成されたエッジ・コネクタを示し、基板分離工程の間で、切開されている様子を示す。 パネルの本体において、埋め込み式ワイヤに対して直行する方向にワイヤ電極が備わる電極シートの写真である。 図68aの拡大図である。 切り込みと折り目を備えた電極パネルの端部を示す。 図69aの電極パネルの、その端部が折り曲げられた様子を示し、この実施形態において、ワイヤ電極は、パネルの本体の電極に対し直行する。 プラズマチューブアレイを示し、この実施形態によると、ワイヤ電極はアレイの外側へ延設し、チューブアレイに対して90°をなして電子回路と接続する。 プラズマチューブの外側に蛍光体コーティングを備えたプラズマチューブを概略的に示す。 蛍光体コーティングされたガラスプラズマ球体で満たされたプラズマチューブを概略的に示す。 蛍光体コーティングされたガラスプラズマ球体を備えるファイバを概略的に示す。 平面状に並んだプラズマ球体が2つの直交する電極シートに挟まれる様子を概略的に示す。 プラズマチューブを示し、このプラズマチューブにおいて、その表面の一部が溝を備えて変形している。 取り付けられたワイヤ電極アレイとともに、プラズマチューブアレイからなるプラズマチューブを使ったディスプレイを示す。この実施形態によると、プラズマチューブの表面にv型の溝を形成するようにワイヤ電極が配されている。 チューブの表面にレンズを備えたプラズマチューブの概略断面図を示し、この実施形態において、チューブ内部に2つの別個のプラズマチャンバを備える。 チューブの表面にフレネル系レンズを備えたプラズマチューブの概略断面図を示し、この実施形態において、チューブ内部に2つの別個のプラズマチャンバを備える。 チューブの表面に2つの異なるレンズを備えたプラズマチューブの概略断面図を示し、これらレンズは、チューブ内部の2つの個別のプラズマチャンバに対して一列に並ぶ。 表面がエンボス加工された水晶状レンズを備えた電極シートを概略的に示す。 凸面及び凹面のレンズを交互に備えた電極シートを示し、前記レンズは表面内部に向けてエンボス加工を行うことにより形成される。 活性マトリックス液晶ディスプレイ(AMLCD)を示し、この実施形態においてプラズマチューブは活性化スイッチのために使用されている。 2つの電極シートの間に配される電気光学材料を示し、この実施形態によると、これによりディスプレイが形成されている。 赤、緑、青のピクセルがそれぞれの上面に積重ねられている様子を示す。 プラズマチューブを使ったディスプレイに取り付けられた3組の電極シートを使用して形成された3層構造カラー液晶ディスプレイを示し、この実施形態において、前記プラズマチューブを使ったディスプレイは、電極シートに取り付けられたプラズマチューブアレイを使用して形成されている。

Claims (132)

  1. プラズマチューブを使ったディスプレイであって、
    a)ディスプレイ内で構造を形成する1以上のチューブと、
    b)高分子基板を備える電極シートを備え、
    前記高分子基板は1以上のワイヤ電極を備えることを特徴とするプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  2. 前記プラズマチューブは機械的に前記電極シートに接続されることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  3. 感圧接着剤をさらに備え、
    前記感圧接着剤は前記プラズマチューブを前記電極シートに付着させることを特徴とする請求項2に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  4. 前記チューブが1以上のワイヤ電極を備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  5. 前記チューブ内の前記ワイヤ電極に加えられた導電性充填材をさらに備え、前記導電性充填材がワイヤとガラスのトンネル壁部との間の容量性の空隙を除去することを特徴とする請求項4に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  6. 前記チューブが蛍光体コーティングを備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  7. 前記チューブが放射型ハードコーティングを備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  8. 前記放射型ハードコーティングがナノ粒子、ナノチューブ、ナノロッドを備えることを特徴とする請求項7に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  9. 前記チューブが1以上のカラーフィルタ・コーティングを備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  10. 前記チューブの上端部が第1カラーフィルタ・コーティングを備え、前記チューブの底面部が前記第1カラーフィルタ・コーティングとは異なる第2カラーフィルタ・コーティングを備えることを特徴とする請求項9に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  11. 前記チューブが着色ガラスを備え、前記プラズマディスプレイにカラーフィルタを付加することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  12. 前記チューブの少なくとも一方の側部の少なくとも一部が、黒色コーティング、黒ガラス、及び黒色吸収材料からなる群から選択された黒色区域を備え、
    前記黒色区域がプラズマディスプレイでブラック・マトリックスの機能を果たし、又はチューブ全体からの日光を遮断する遮光板としての役割を果たすことを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  13. 前記チューブがチューブ表面の内側又は外側にテクスチャ又は構造を備え、
    前記テクスチャ又は構造が以下からなる群から選択された機能を果たし、
    前記群が
    a)前記チューブ内部のプラズマの点火に役立つこと、
    b)前記チューブから漏れてくる光を方向転換すること、及び
    c)前記ディスプレイからの光を反射させること
    からなることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  14. 前記チューブが曲線縁を備え、前記曲線縁が前記チューブの機械的な強度を高めることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  15. 前記チューブが上端部よりも厚い底面部を備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  16. 前記チューブが表面コーティングを備え、前記表面コーティングがガラスチューブの表面を強化し、傷を防止することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  17. 1以上の前記チューブが3以上の異なる蛍光体カラーチューブを備え、前記3つの蛍光体カラーチューブの少なくとも1つが、他の蛍光体カラーチューブの少なくとも1つとは異なる幅を有し、その蛍光体カラーチューブの関連する発光形態を変えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  18. 前記電極シートの1以上の前記ワイヤ電極が電子駆動装置に直接接続されていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  19. 前記電極シートの前記ワイヤ電極が複数のワイヤ電極を備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  20. 前記電極シートの前記ワイヤ電極に電気的に接続された導電層をさらに備え、
    前記導電層が前記電極シートの表面の全域で前記ワイヤ電極から電圧場又は電場の範囲に広がることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  21. 前記導電層が2つのワイヤ電極の間にウェブを形成することを特徴とする請求項20に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  22. 前記導電層が以下からなる群から選択された材料を備え、
    前記群が
    a)金属コーティング、
    b)導電性高分子、
    c)透明導電性のハードコーティング
    d)ナノチューブ・コーティング
    e)ナノロッド・コーティング
    f)バイトロン・導電性高分子
    g)インジウムスズ酸化物
    h)複数のカーボン・ナノチューブ
    i)複数のシリコンナノロッド、及び
    j)a)からi)の任意の組み合わせ
    を備えることを特徴とする請求項20に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  23. 前記チューブが前記チューブ内部に蛍光体コーティングされたファイバを備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  24. 前記ファイバ内にワイヤ電極をさらに備えることを特徴とする請求項23に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  25. 前記ワイヤ電極に付加された導電性充填材をさらに備え、前記導電性充填材が前記ワイヤとガラスのトンネル壁部との間の容量性の空隙を除去することを特徴とする請求項24に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  26. 前記ファイバの表面上に導電層をさらに備えることを特徴とする請求項23に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  27. 前記チューブの内部にワイヤ電極をさらに備えることを特徴とする請求項23に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  28. 前記チューブと前記ファイバの間にゲッタ材料をさらに備えることを特徴とする請求項23に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  29. 前記チューブの内部にゲッタ材料をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  30. 前記チューブの内部に放射型ハードコーティングされたファイバをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  31. 前記放射型ハードコーティングされたファイバに付加された複数のナノチューブをさらに備えることを特徴とする請求項30に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  32. 前記チューブが紫外線を反射するガラスを備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  33. 複数のチューブシールの間の前記チューブ内部に蛍光体コーティングされたファイバと放射型ハードコーティングされたファイバをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  34. 前記チューブの内部表面に塗布された蛍光体コーティングをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  35. チューブの端部を充填し、強化する高分子材料又はシリコン材料をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  36. 1以上のチューブの背面に付加された第2シートをさらに備え、前記第2シートが微粒子から前記チューブを保護することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  37. 前記第2シートと電極シートの間で、1以上のチューブの周辺に付加された液体をさらに備え、前記液体が以下からなる群から選択された機能を果たし、
    前記群が、
    a)前記チューブから熱を除去すること
    b)1以上の反射を除去すること、
    c)チューブ間の摩擦力を低減させること、及び、
    d)a)からc)の任意の組み合わせ
    であることを特徴とする請求項36に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  38. 前記チューブが各端部で密閉され、前記チューブの端部がチューブの胴体部となす角度が5度未満であり、結果として前記プラズマチューブを使ったディスプレイがシール領域周辺の前記チューブを破壊することなく、チューブシール周辺、又は前記電極シートの長さに沿って巻かれることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  39. 1以上の前記チューブに付加された1以上の第1ワイヤ電極をさらに備え、その結果、前記第1ワイヤ電極が前記チューブの端部から延出し、湾曲し、前記チューブの端部に垂直な縁上で電子装置と接続することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  40. 前記チューブ内で前記ワイヤ電極に電気的に接続された第2ワイヤをさらに備え、前記第2ワイヤが前記チューブと電子装置の間の距離に及ぶことを特徴とする請求項39に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  41. 電子装置をさらに備え、全ての電子装置が前記ディスプレイの片側に配されることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  42. 前記ディスプレイが巻回可能であることを特徴とする請求項41に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  43. 電子装置をさらに備え、全ての電子装置が前記ディスプレイの反対側に配されることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  44. 前記ディスプレイが巻回可能であることを特徴とする請求項43に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  45. 前記チューブが前記チューブ幅を超える複数のプラズマチャネルを備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  46. 前記チューブの1以上の表面に付加されたレンズをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  47. 前記レンズが凹面レンズ、凸面レンズ、レンチキュラーレンズ、及びフレネルレンズからなる群から選択されたレンズであることを特徴とする請求項46に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  48. 前記ディスプレイが同時に複数の画像を表示することを特徴とする請求項46に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  49. 前記ディスプレイが3次元の画像を表示することを特徴とする請求項46に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  50. 前記電極シートの表面に付加された1以上のレンズをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  51. 前記レンズが前記電極シートでエンボス加工されることを特徴とする請求項50に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  52. 前記レンズが別のレンズシートで形成され、前記電極シートに取り付けられることを特徴とする請求項50に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  53. 前記ディスプレイが同時に複数の画像を表示することを特徴とする請求項50に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  54. 前記ディスプレイが3次元の画像を表示することを特徴とする請求項50に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  55. 前記チューブが前記チューブの外部表面に付加されたガラス及び蛍光体コーティングを備え、前記ガラスが紫外線を伝達することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  56. 前記電極シートの前記ワイヤ電極が前記電極シートから25μm未満突き出て、前記電極シートの前記ワイヤ電極が高分子基板の深さ75μm未満にあることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  57. 前記電極シートが平坦であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  58. 3以上の異なるカラー蛍光体が充填されたチューブをさらに備え、前記蛍光体が充填されたチューブの少なくとも1つが、その他の蛍光体が充填されたチューブとは異なる配合のガス、又は異なる圧力のガスで充填されていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  59. アドレス消去モードで動作する駆動制御システムをさらに備え、
    パネルに取り付けられた電子装置を備え、
    前記電子装置が
    各ピクセルをオンにするために各ピクセル上に電荷を蓄積するための手段と、
    1以上のピクセルから前記電荷を選択的に除去するための手段を提供し、
    前記除去が消去パルスを対応する電極シートのワイヤ電極及び前記チューブの電極に適用することにより行われ、これによって1以上の前記ピクセルをオフにすることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  60. アドレス書き込みモードで動作する駆動制御システムをさらに備え、
    パネルに取り付けられた電子装置を備え、
    前記電子装置が
    各ピクセルから電荷を除去する手段を提供し、これによって各ピクセルをオフにし、
    前記電子装置がさらに
    電荷を1以上のピクセルに付加する手段を提供し、前記付加が電圧を対応する電極シートのワイヤ電極及び前記チューブの電極に印加することによって行われ、これによって1以上の前記ピクセルをオンにすることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  61. 駆動制御システムをさらに備え、前記システムがランプ電圧を用いて前記チューブ内部で初期充電を設定することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  62. 前記ディスプレイがプログレッシブ・モードの動作でアドレスされ、前記ディスプレイ内の全てのラインがビデオフレームごとに作動することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  63. 前記ディスプレイがインターレース・モードの動作でアドレスされ、前記ディスプレイ上の他の全てのラインがビデオフレームごとに作動することを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  64. 前記チューブ内部に1以上のプラズマ球体体をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  65. 前記プラズマチューブ表面の少なくとも一部に付加された表面改質膜をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  66. 上端部、底面部、及び側面部を備える電子ディスプレイのためのプラズマチューブであって、
    前記側面部が上端部又は底面部の表面よりも多量のガラスを有し、チューブの引き抜き加工の間、上端部又は底面部の表面を引っ張り平坦にならすことを特徴とする電子ディスプレイのためのプラズマチューブ。
  67. 上端部、底面部、及び側面部を備える電子ディスプレイのためのプラズマチューブであって、
    側面部の前記ガラスがある成形温度で上端部又は底面部の表面よりも低い粘性を有し、チューブ引抜き加工の間、上端部又は底面部の表面を引っ張り扁平にならすことを特徴とする電子ディスプレイのためのプラズマチューブ。
  68. プラズマチューブ・アレイと、前記プラズマチューブ・アレイの両側面部に配された支持プレートを備えることを特徴とする両面のプラズマチューブを使ったディスプレイであって、
    前記プラズマチューブ・アレイが前記プラズマチューブの両側面部上に蛍光体コーティングされたチャネルを有する複数のプラズマチューブを備える両面のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  69. 前記支持プレートが高分子基板からなる電極シートを備え、前記高分子基板が1以上のワイヤ電極を備えることを特徴とする請求項68に記載の両面性のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  70. 前記プラズマチューブ内部に複数の蛍光体コーティングされたチャネルを有するファイバをさらに備えることを特徴とする請求項68に記載の両面性のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  71. 1以上のチューブを備えるプラズマディスプレイであって、
    前記チューブがワイヤ電極及び1以上のプラズマ球体を備えることを特徴とするプラズマディスプレイ。
  72. 1以上のファイバを備えるプラズマディスプレイであって、
    前記ファイバがワイヤ電極及び1以上のプラズマ球体を備えることを特徴とするプラズマディスプレイ。
  73. 1以上の電極シート及び1以上のプラズマ球体を備えるプラズマディスプレイであって、
    前記電極シートが高分子基板及び1以上のワイヤ電極を備えることを特徴とするプラズマディスプレイ。
  74. 1以上の前記電極シートが1以上のプラズマ球体の周辺に挟み込まれた2つの電極シートを備えることを特徴とする請求項73に記載のプラズマディスプレイ。
  75. 前記高分子基板がシリコーン基板であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  76. 前記チューブが、プラズマチューブごとに1以上のワイヤ電極を有するプラズマアレイと、ワイヤ電極アレイを有する1以上の前記ワイヤ電極を備え、
    前記プラズマチューブ・アレイが前記電極シートに取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  77. 前記プラズマチューブ・アレイの前記プラズマチューブの各々が、1以上の蛍光体コーティング及び1以上の放射型ハードコーティングを備えることを特徴とする請求項76に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  78. 前記ワイヤ電極アレイが高分子基板に含まれるとともに、前記電極シートが前記ワイヤ電極に接続された複数の透明導電性電極ストライプをさらに備えることを特徴とする請求項77に記載のプラズマチューブを使ったディスプレイ。
  79. 前記ディスプレイ内部に構造を形成する1以上のチューブを備えるプラズマチューブを使ったディスプレイと、1以上のワイヤ電極を有する高分子基板を備える電極シートを組み立てる方法であって、
    前記方法が前記ワイヤ電極を前記電極シートに配する段階、及び、以下からなる群から選択された1以上の下位段階を備え、
    前記群が
    a)前記ワイヤを金型を介して前記電極シートの表面に押し込む段階と、
    b)プレートを用いて前記ワイヤを前記表面に圧入する段階と、
    c)ローラを用いて前記ワイヤを前記表面に圧入する段階と、
    d)ドラム上で覆われている際に前記ワイヤを前記表面に引き入れる段階と、
    e)弧状のプレートにある際に前記ワイヤを前記表面に引き入れる段階と、
    f)前記ワイヤを前記高分子化合物に直接引き込む段階と、
    g)前記ワイヤを回路基板に配するとともに第2高分子薄膜でオーバーコーティングする段階と、
    h)前記高分子被膜間の前記ワイヤに薄板を被せる段階、及び、
    i)a)からh)の任意の組み合わせ
    を備える方法。
  80. 前記ディスプレイ内部に構造を形成する1以上のチューブを備えるプラズマチューブを使ったディスプレイと、1以上のワイヤ電極を有する高分子基板を備える電極シートを組み立てる方法であって、
    前記方法が前記ディスプレイに蛍光体コーティングを付加する段階、及び、以下からなる群から選択された1以上の下位段階を備え、
    前記群が
    a)前記チューブを介して蛍光体溶液を流す段階と、
    b)前記チューブを介して蛍光体溶液を引き込む段階と、
    c)前記チューブを介して蛍光体を吹き寄せる段階と、
    d)前記チューブを介して前記蛍光体を送る際に静電気引力を用いる段階と、
    e)接着剤コーティングにより前記電極シートの表面をコーティングし、その後、前記チューブを介して前記蛍光体を送り出すとともに、前記蛍光体を前記接着剤コーティングに接着させる段階と、
    f)チューブ引抜き加工の間、前記蛍光体をコーティングする段階と、及び
    g)a)からf)の任意の組み合わせ
    を備える方法。
  81. 前記ディスプレイ内部に構造を形成する1以上のチューブを備えるプラズマチューブを使ったディスプレイと、1以上のワイヤ電極を有する高分子基板を備える電極シートを組み立てる方法であって、
    前記方法がチューブ引抜き加工の間、コーティングを内部チューブ表面に施す段階を備え、
    前記コーティングが以下からなる群から選択され、
    前記群が
    a)放射型ハードコーティング、
    b)蛍光体コーティング、及び
    c)放射型ハードコーティングと蛍光体コーティング
    の両方を備えることを特徴とする方法。
  82. 前記コーティングが小さな搬送チューブを介して供給されるとともに、前記引抜き構造体の根部のチューブ壁部上に蒸着することを特徴とする請求項81に記載の方法。
  83. 1以上のカラーフィルタ・コーティングを有するプラズマチューブ・アレイを備えるプラズマチューブを使ったディスプレイを組み立てる方法であって、
    前記プラズマチューブがガス処理された後、前記カラーフィルタ・コーティングを前記プラズマチューブに施す段階を備えることを特徴とするプラズマチューブを使ったディスプレイを組み立てる方法。
  84. 前記カラーフィルタ・コーティングが以下からなる群から選択された下位段階を用いて施され、
    前記群が
    a)前記チューブをコーティングヘッドから引抜く段階と、
    b)前記チューブを着色溶液中に浸す段階と、
    c)前記チューブにカラーコーティングを吹き付ける段階と、及び
    d)a)からc)の任意の段階
    の組み合わせを備えることを特徴とする請求項83に記載の方法。
  85. 電子ディスプレイのための電極シートであって、
    前記ディスプレイが
    a)高分子基板、及び
    b)前記高分子基板の表面に埋め込まれたワイヤ電極アレイを備えることを特徴とする電子ディスプレイのための電極シート。
  86. 前記ワイヤ電極に電気的に接続された透明導電性電極ストリップをさらに備えることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  87. 前記透明導電性電極が以下からなる群から選択された物質からなり、
    前記群が
    a)透明導電性高分子、
    b)複数のナノチューブ
    c)複数のナノロッド
    d)物理蒸着コーティング、及び
    e)a)からd)の任意の組み合わせ
    を備えることを特徴とする請求項86に記載の電極シート。
  88. 前記透明導電性電極ストリップがマスクレス工程を用いて形成されることを特徴とする請求項86に記載の電極シート。
  89. 前記透明導電性電極ストリップが前記ストリップの両側でワイヤ電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項86に記載の電極シート。
  90. 前記ワイヤ電極が膜でコーティングされ、前記膜が以下からなる群から選択された役割を担い、
    前記群が
    a)前記ワイヤ電極からの反射を除去することと、
    b)前記ワイヤ電極と表面又はインターフェースを接続させるのに役立つこと、
    c)前記ワイヤに接続された透明導電性電極の電気系統の接続を行うのに役立つこと、及び
    d)a)からc)の任意の組み合わせ
    を備えることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  91. 前記ワイヤが前記回路基板の表面から25μm未満突き出ることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  92. 回路基板に付加された高分子コーティングをさらに備えることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  93. 前記ワイヤ電極が高分子コーティングに埋め込まれることを特徴とする請求項92に記載の電極シート。
  94. 前記シートが以下からなる群から選択された平面を形成するために用いられ、
    前記群が
    a)パッシブ・アドレスされた電気光学ディスプレイの1以上の平面
    b)コレステリック液晶ディスプレイの1以上の平面、
    c)スメクチック液晶ディスプレイの1以上の平面、
    d)プラズマがアドレスされたディスプレイのカラム電極平面
    e)プラズマチューブ・ディスプレイの1以上のアドレス平面、
    f)エレクトロクロミック・ディスプレイの1以上の電極平面、
    g)エレクトロルミネッセンス・ディスプレイの1以上の電極平面、
    h)量子ドットディスプレイの1以上の電極平面、
    i)OLEDディスプレイの1以上の電極平面、
    j)パッシブ・アドレスされたLCディスプレイの1以上の電極平面、
    k)MEMSディスプレイの1以上の電極平面、
    l)3−Dディスプレイの1以上の平面、
    m)マルチプル・ビュー・ディスプレイの1以上の平面、
    n)フレキシブル・ディスプレイの1以上の平面、
    o)巻回可能なディスプレイの1以上の平面、
    p)湾曲したディスプレイの1以上の平面、及び、
    q)a)からp)の任意の組み合わせ
    を備えることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  95. 前記ワイヤ電極に付加された導電層をさらに備えることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  96. 前記ワイヤ電極に直接接続された回路基板をさらに備えることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  97. 前記ワイヤが前記電極シートの主要部の前記ワイヤ方向に対して直行方向で前記回路基板に接続されることを特徴とする請求項96に記載の電極シート。
  98. 前記ワイヤ電極が、前記シートの主要部の前記ワイヤ方向に対して直角の前記シートから引き出されることを特徴とする請求項97に記載の電極シート。
  99. 前記ワイヤ電極が以下の群の少なくとも1つを用いて高分子化合物に埋め込まれ、
    前記群が
    a)1以上の剛性プレート、
    b)1以上のローラ、
    c)1以上の金型
    であることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  100. 前記シートの前記電極表面が平坦であることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  101. 前記電極シートの前記電極表面に付加されたバリア膜をさらに備えることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  102. 前記ワイヤ電極が前記高分子基板の表面に埋め込まれた際、熱が前記ワイヤ電極に直接加えられ、前記高分子基板を軟化することを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  103. 前記電極シートの前記表面に付加された1以上のレンズをさらに備えることを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  104. 前記レンズが前記電極シートに埋め込まれることを特徴とする請求項103に記しあの電極シート。
  105. 前記レンズが別のレンズシート内に形成され、前記電極シートに取り付けられることを特徴とする請求項103に記載の電極シート。
  106. 前記ディスプレイが同時に複数の画像を表示することを特徴とする請求項103に記載の電極シート。
  107. 前記ディスプレイが3次元の画像を表示することを特徴とする請求項103に記載の電極シート。
  108. 前記電極シート内の前記ワイヤがジグザグ模様を形成することを特徴とする請求項85に記載の電極シート。
  109. 高分子基板及び前記高分子基板の前記表面に埋め込まれたワイヤ電極アレイを備える電極シートを形成する方法であって、
    前記方法が前記電極シートを形成するために、前記高分子基板の表面にワイヤレイを組み込む段階を備えることを特徴とする電極シートを形成する方法。
  110. 前記高分子基板の前記表面にワイヤレイを組み込む段階が以下からなる群から選択された力付加面を用いてなされ、
    前記群が
    a)1以上の剛性プレート
    b)1以上のローラ、及び
    c)1以上の金型
    を備えることを特徴とする請求項109に記載の方法。
  111. 前記ワイヤレイを前記高分子基板の前記表面に組み込む段階が、以下からなる群の少なくとも1つを用いて、前記高分子基板を前記ワイヤレイに押し出し、
    前記群が
    a)加熱中のドラムと前記ワイヤ間の熱膨張の差、
    b)加熱中の湾曲プレートと前記ワイヤ間の熱膨張の差、
    c)高分子化合物を有するプレート及び取り付けられたワイヤを曲げること、
    d)ドラム上のワイヤを引っ張ること、
    e)曲がったプレート上のワイヤを引っ張ること、及び
    f)a)からe)の任意の組み合わせ
    を備えることを特徴とする請求項109に記載の方法。
  112. 前記シートの前記電極表面を平坦にする段階をさらに備えることを特徴とする請求項109に記載の方法。
  113. 前記平坦にする段階が不完全な真空状況下で行われることを特徴とする請求項112に記載の方法。
  114. 前記真空圧が好ましくは200mTorr以下であることを特徴とする請求項113に記載の方法。
  115. 前記電極シートの表面が平坦なプレートに接触するように平坦化されることを特徴とする請求項112に記載の方法。
  116. 前記平坦なプレートと前記電極シートの間にシリコーン剥離剤を付加する段階をさらに備えることを特徴とする請求項115に記載の電極シート。
  117. 電子ディスプレイの電極シートを組み立てるための方法であって、
    前記方法が透明導電層をコーティングする段階、及び以下からなる群から選択された1以上の下位段階を備え、
    前記群が
    a)吹きかける段階と、
    b)凹版する段階と、
    c)インクジェットプリントする段階と、
    d)シルクスクリーンプリントする段階と、
    e)回転させる段階と、
    f)浸す段階と、
    g)磨く段階と、
    h)押し出す段階と、
    i)物理的な電子蒸着を行う段階と、
    j)物理蒸着をスパッタする段階と、
    k)化学蒸着、及び、
    l)a)からk)の任意の組み合わせ
    を備えることを特徴とする電子ディスプレイの電極シートを組み立てるための方法。
  118. 高分子基板、前記高分子基板の表面に埋め込まれたワイヤ電極アレイ、及び、前記ワイヤ電極に電気的に接続された透明導電性電極のストリップアレイを有する電極シートの導電性電極に模様を施す段階を備える方法であって、
    前記方法は以下からなる群から選択された1以上の下位段階を備え、
    前記群が
    a)シャドーマスクする段階と、
    b)リフトオフする段階と、
    c)正確にプリントする段階と、
    d)レーザーを用いて切開する段階と、
    e)削り取り用道具を用いて切開する段階と、
    f)加熱を用いてライン様領域の導電性を無効化する段階と、
    g)化学反応を用いてライン模様領域の導電性を無効化する段階と、及び、
    h)a)からg)の任意の組み合わせ
    を備えることを特徴とする電極シートの導電性電極に模様を施す段階を備える方法。
  119. 高分子基板、及び前記高分子基板の表面に埋め込まれたワイヤ電極アレイを備える電極シートを形成するための方法であって、
    前記方法が、以下からなる群から選択された下位段階を用いて、前記電極シートの主要部の前記ワイヤの方向に対して直角に、前記電極シートから前記ワイヤ電極を引き出す段階を備え、
    前記群が
    a)前記高分子基板から部分的に前記ワイヤを引っ張るとともに、ワイヤを90度回転させ、その結果、ワイヤが前記電極シートの近接する縁から延出するようにする段階と、
    b)前記ワイヤ電極の上に固定層を配し、前記電極シートから前記ワイヤを引っ張って前記固定層に戻し、前記ワイヤを90度回転させる段階を備え、
    その結果、前記ワイヤが前記シートに近接する縁から延出し、
    前記群がさらに、
    c)前記ワイヤが前記シートの近接する縁から延出するように、45度の角度で前記電極シートの端部を折りたたむ段階と、及び、
    d)a)からc)の任意の組み合わせ
    を備えることを特徴とする電極シートを形成するための方法。
  120. 1以上の電極シートを備える、2種類以上のディスプレイを組み合わせた電子ディスプレイ。
  121. 1以上の前記ディスプレイが1以上の電極シート基板を備える電光サインであることを特徴とする請求項120に記載の電子ディスプレイ。
  122. 1以上の前記ディスプレイが電極シート及びプラズマチューブ・アレイを備えるチューブ上のプラズマディスプレイであることを特徴とする請求項120に記載の電子ディスプレイ。
  123. 第1ディスプレイが反射ディスプレイであるとともに、第2ディスプレイがビデオディスプレイであることを特徴とする請求項120に記載の電子ディスプレイ。
  124. 第1ディスプレイが液晶材料周辺で挟まれた1以上の電極シートを備える電光サインであるとともに、第2ディスプレイがカラービデオ・ディスプレイであることを特徴とする請求項120に記載の電子ディスプレイ。
  125. 前記カラービデオ・ディスプレイがプラズマチューブを使ったディスプレイであることを特徴とする請求項124に記載の電子ディスプレイ。
  126. 1以上の前記ディスプレイが1以上のレンズを備え、マルチプル・ビューを形成することを特徴とする請求項120に記載の電子ディスプレイ。
  127. 前記電子ディスプレイが柔軟性を有することを特徴とする請求項120に記載の電子ディスプレイ。
  128. 前記電子ディスプレイが巻回可能であることを特徴とする請求項120に記載の電子ディスプレイ。
  129. 前記電子ディスプレイが以下からなる群から選択され、
    前記群が、
    a)パッシブ・アドレスされた電気光学材料、
    b)コレステリック液晶ディスプレイ、
    c)スメクチック液晶ディスプレイ、
    d)プラズマがアドレスされたディスプレイ、
    e)プラズマチューブ・ディスプレイ、
    f)エレクトロクロミック・ディスプレイ
    g)OLEDディスプレイ
    h)パッシブ・アドレスされたLCディスプレイ
    i)MEMSディスプレイ
    j)3−Dディスプレイ
    k)マルチプル・ビュー・ディスプレイ
    l)フレキシブル・ディスプレイ
    m)巻回可能なディスプレイ
    n)湾曲したディスプレイ、及び
    o)a)からn)の任意の組み合わせ
    を備えることを特徴とする請求項120に記載の電子ディスプレイ。
  130. 前記電極シートが
    a)高分子基板、及び
    b)前記高分子基板の表面に埋め込まれたワイヤ電極アレイ
    を備えることを特徴とする請求項120に記載の電子ディスプレイ。
  131. 前記電極シートが、前記ワイヤ電極に電気的に接続された透明導電性の電極ストリップアレイをさらに備えることを特徴とする請求項120に記載の電子ディスプレイ。
  132. プラズマチューブを使った放射型ディスプレイであって、
    前記プラズマチューブを使った放射型ディスプレイが
    a)前記チューブ内部に構造を形成するために電極を有するチューブ・アレイと、
    b)前記チューブ・アレイに対して通常は直角に配されるワイヤ電極アレイと、及び
    c)前記チューブ内部に離散する光輝性材料
    を備え、
    その結果、電圧を前記電極に印加することにより、プラズマが前記チューブ内部で点火している際に、前記光輝性材料が可視スペクトルで光を放つことを特徴とするプラズマチューブを使った放射型ディスプレイ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015052742A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 画像表示装置およびその製造方法
KR20160026835A (ko) * 2013-03-14 2016-03-09 보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 3d 구조들, 구조적 구성요소들, 및 구조적 전자, 전자기 및 전기기계 구성요소들/디바이스들에 필라멘트들을 내장하기 위한 방법들 및 시스템
JP2017531581A (ja) * 2014-12-15 2017-10-26 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー.Hewlett‐Packard Development Company, L.P. 付加製造
KR20180108817A (ko) * 2016-03-11 2018-10-04 가부시키가이샤 리코 비상 정지 압력 센서, 안전 장치 및 안전 시스템
KR101912031B1 (ko) 2017-01-20 2018-12-28 한양대학교 산학협력단 다층 평탄화층을 포함하는 직물 기판 제조 방법, 이를 이용한 플렉서블 전극

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2282360A1 (en) 2009-08-06 2011-02-09 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Opto-electric device and method for manufacturing the same
EP2284922A1 (en) 2009-08-06 2011-02-16 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method of manufacturing an opto-electric device
JP2014131987A (ja) 2012-12-05 2014-07-17 Samsung R&D Institute Japan Co Ltd アミン誘導体、有機発光材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2016100364A (ja) 2014-11-18 2016-05-30 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. 有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09274195A (ja) * 1996-04-04 1997-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
JP2000260573A (ja) * 1999-03-11 2000-09-22 Hokuriku Electric Ind Co Ltd 有機el素子

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3602754A (en) 1969-04-28 1971-08-31 Owens Illinois Inc Capillary tube gas discharge display panels and devices
US3927342A (en) 1969-04-28 1975-12-16 Owens Illinois Inc Capillary tube gas discharge device
US4038577A (en) 1969-04-28 1977-07-26 Owens-Illinois, Inc. Gas discharge display device having offset electrodes
US3654680A (en) 1969-04-28 1972-04-11 Owens Illinois Inc Method of making gas discharge device
US3964050A (en) 1975-05-21 1976-06-15 Control Data Corporation Plasma display panel
US4027188A (en) * 1976-06-23 1977-05-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Tubular plasma display seal design
US5162901A (en) * 1989-05-26 1992-11-10 Sharp Kabushiki Kaisha Active-matrix display device with added capacitance electrode wire and secondary wire connected thereto
US5984747A (en) * 1996-03-28 1999-11-16 Corning Incorporated Glass structures for information displays
US7082236B1 (en) 1997-02-27 2006-07-25 Chad Byron Moore Fiber-based displays containing lenses and methods of making same
JP3936810B2 (ja) * 1998-09-14 2007-06-27 日東電工株式会社 帯電防止透明フィルム及びその光学部材
US20010009352A1 (en) * 1999-04-26 2001-07-26 Moore Chad Byron Reflective electro-optic fiber-based displays
JP3669892B2 (ja) 2000-03-17 2005-07-13 富士通株式会社 表示装置
JP2003045337A (ja) 2001-07-31 2003-02-14 Fujitsu Ltd 表示管および表示装置
JP3929265B2 (ja) 2001-07-31 2007-06-13 富士通株式会社 ガス放電管内への電子放出膜形成方法
JP4617032B2 (ja) 2001-08-28 2011-01-19 篠田プラズマ株式会社 Acメモリ型ガス放電表示装置
US6570339B1 (en) * 2001-12-19 2003-05-27 Chad Byron Moore Color fiber-based plasma display
US6897564B2 (en) * 2002-01-14 2005-05-24 Plasmion Displays, Llc. Plasma display panel having trench discharge cells with one or more electrodes formed therein and extended to outside of the trench
JP3975340B2 (ja) 2002-05-14 2007-09-12 篠田プラズマ株式会社 複数の発光管を並置した表示装置
JP2003331730A (ja) 2002-05-14 2003-11-21 Fujitsu Ltd 表示装置
JP3989292B2 (ja) 2002-05-17 2007-10-10 篠田プラズマ株式会社 発光管アレイ型表示装置
US20050122306A1 (en) * 2003-10-29 2005-06-09 E Ink Corporation Electro-optic displays with single edge addressing and removable driver circuitry

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09274195A (ja) * 1996-04-04 1997-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
JP2000260573A (ja) * 1999-03-11 2000-09-22 Hokuriku Electric Ind Co Ltd 有機el素子

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160026835A (ko) * 2013-03-14 2016-03-09 보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 3d 구조들, 구조적 구성요소들, 및 구조적 전자, 전자기 및 전기기계 구성요소들/디바이스들에 필라멘트들을 내장하기 위한 방법들 및 시스템
JP2016518263A (ja) * 2013-03-14 2016-06-23 ボード・オブ・リージエンツ,ザ・ユニバーシテイ・オブ・テキサス・システム 3d構造物、構造部品、ならびに構造的な電子、電磁、および電気機械部品/装置にフィラメントを埋め込むための方法およびシステム
KR102207849B1 (ko) * 2013-03-14 2021-01-26 보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 3d 구조들, 구조적 구성요소들, 및 구조적 전자, 전자기 및 전기기계 구성요소들/디바이스들에 필라멘트들을 내장하기 위한 방법들 및 시스템
JP2015052742A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 画像表示装置およびその製造方法
JP2017531581A (ja) * 2014-12-15 2017-10-26 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー.Hewlett‐Packard Development Company, L.P. 付加製造
US10766246B2 (en) 2014-12-15 2020-09-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Additive manufacturing
KR20180108817A (ko) * 2016-03-11 2018-10-04 가부시키가이샤 리코 비상 정지 압력 센서, 안전 장치 및 안전 시스템
KR102097646B1 (ko) 2016-03-11 2020-04-06 가부시키가이샤 리코 비상 정지 압력 센서, 안전 장치 및 안전 시스템
KR101912031B1 (ko) 2017-01-20 2018-12-28 한양대학교 산학협력단 다층 평탄화층을 포함하는 직물 기판 제조 방법, 이를 이용한 플렉서블 전극

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