JP2013140812A - 大型表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】プラズマチューブの先端を突き合わせることなく複数のPTAを配列して1つの大型表示画面を形成する。
【解決手段】内部に放電ガスの封入された第1方向に細長いプラズマチューブを第1方向と交差する第2方向に複数本並べ、前記プラズマチューブの配列面の表示面側に所定間隔の非表示領域を隔てて平行に配置された第2の方向に延びる複数の表示電極対を備えて構成した単位表示モジュールを複数個隣接配した構成を有する大型表示装置において、前記第1方向に隣接する単位表示モジュール同士は、一方の単位表示モジュールを構成するプラズマチューブの封止端と、他方の単位表示モジュールを構成するプラズマチューブの封止端とが重なるように配置され、前記第2方向に隣接する単位表示モジュールは、最外端プラズマチューブ同士が平行に隣接するように配置されて成ることを特徴とする大型表示装置。
【選択図】図17

Description

この発明は、PTA(プラズマチューブアレイ)を用いた大型表示装置に関する。
直径約1mmのガラスチューブ内に蛍光体層を形成し、放電ガスを封入して両端を封止したガス放電管は、プラズマチューブと呼ばれる。このようなプラズマチューブを多数整列し、前面にプラズマチューブと直交する方向に透光性のある表示電極を形成し、背面にプラズマチューブと並行にデータ電極を形成した表示パネルが、プラズマチューブアレイ(PTA)と呼ばれている。そして、PTAでは、表示電極とデータ電極に任意の動作電圧を印加すると放電が発生し、放電によって生成された真空紫外線が蛍光体を励起し、蛍光体から放射された可視光の表示が得られるようになっている。
従って、PTAを用いる表示装置では、原理的にはプラズマチューブの長さと並べる本数でそのディスプレイサイズを決定することができる。
しかし、1枚のパネルとしてあまり大きな画面サイズのPTAを作ると、工場から設置現場までの運搬,搬入が困難となる。そこで小形サイズのPTA単位表示モジュールを製作し、薄型・軽量の特徴を活かして、現場で組立てて接続するモジュール接続構造を採用している。
基本的にはPTA単位モジュールは、1m×1m程度の画面サイズを有する。このPTA単位表示モジュールを用いれば、様々な画面サイズの大型表示装置セットを構成できる。たとえば、6面のPTA単位表示モジュールを用いて横3面×縦2面に配置すれば、3m×2mの画面サイズとなる。
ただし、この場合、1枚パネルの表示装置とみなされるためには、PTA単位表示モジュール間の接続部分が見えないようにする必要がある。
そこで、この接続部分の幅を最小限にするため、プラズマチューブの長手方向に隣接するPTA単位表示モジュールの端部同士を突き合わせる構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、上記のようなPTAを用いず、LCDやPDPなどを用いる場合には、長方形状の画像表示領域の周囲の1辺又は2辺に駆動部が配置された複数の平面型表示デバイスを、駆動部の配置されていない2辺を互いに突合わせて継ぎ目が目立たないように配列すると共に、駆動部の上に画像表示領域を重ねて駆動部が見えないように配置した大型表示装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2006−164635号公報 特開平9−130701号公報
しかしながら、PTAを用いる大型表示装置の場合、PTA単位モジュールを突き合わせることは、プラズマチューブの先端を互いに突き合わせることになる。プラズマチューブの先端を突き合わせることによって、ガラスチューブの先端同士が擦り合うことになり、ガラス管に傷がつき、ガラス管が破損されやすくなる。
ガラス管が破損すると、放電ガスが放出されてしまい、そのプラズマチューブでは放電しなくなり、表示上の欠陥が生じて、表示品位が著しく低下する。
また、プラズマチューブでは放電ガスを封止するため、ガラスチューブの両端を封止材で閉じている。封止材で閉じている箇所では放電が発生しない非表示領域となっている。非表示領域を小さくするために封止部分の厚みを薄くすると、薄くする分だけ放電ガスが抜ける確率が高くなってしまう。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、PTAを用いた大型表示装置において、プラズマチューブの先端を突き合わすことなくPTA単位表示モジュールを配列することが可能な表示装置を提供するものである。
この発明は、第1の非表示領域を持って封止られた第1の封止端と、第2の非表示領域を持って封止られた第2の封止端を有し、内部に放電ガスの封入された第1方向に細長いプラズマチューブを第1方向と交差する第2方向に複数本並べ、前記プラズマチューブの配列面の表示面側に所定間隔の非表示領域を隔てて平行に配置された第2の方向に延びる複数の表示電極対を備えて構成したプラズマチューブアレイを単位表示モジュールとし、当該単位表示モジュールを前記第1及び第2の方向に複数個隣接配置した構成を有する大型表示装置において、前記第1方向に隣接する単位表示モジュール同士は、一方の単位表示モジュールを構成するプラズマチューブの第1の封止端の第1の非表示領域と、他方の単位表示モジュールを構成するプラズマチューブの前記第2の封止端の第2の非表示領域とが重なるように配置され、前記第2方向に隣接する単位表示モジュール同士は、一方の単位表示モジュールを構成する最外端プラズマチューブと、他方の単位表示モジュールを構成する最外端プラズマチューブとが平行に隣接するように配置されて成ることを特徴とする大型表示装置を提供するものである。
この発明によれば、プラズマチューブの長手方向(第1方向)に隣接するPTA単位表示モジュールは、封止端同士が重なる段差を持って設置され、プラズマチューブの配列方向(第2方向)に隣接するPTA単位表示モジュールは最外端プラズマチューブ同士が近接して設置されるので、プラズマチューブの破損を生じることなく、接続部分の幅を最小とした大画面の表示装置を構成することができる。
この発明に係るPTAの構成説明図である。 この発明に係るPTAの駆動回路を示すブロック図である。 この発明に係るPTAの表示フレームの構成説明図である。 この発明に係る単位モジュールの駆動回路を示すブロック図である。 この発明に係る単位モジュールの駆動回路を示すブロック図である。 この発明に係る単位モジュールの駆動回路を示すブロック図である。 この発明に係る単位モジュールの外形を示す説明図である。 この発明に係る単位モジュールの外形を示す説明図である。 この発明に係る単位モジュールの外形を示す説明図である。 図7〜図9のA−A矢視断面図である。 この発明に係るプラズマチューブの正面図である。 この発明に係るプラズマチューブの正面図である。 この発明に係るPTA装置の正面図である。 この発明に係るPTA装置の側面図である。 この発明に係るPTA装置の上面図である。 この発明の参考例を示す図13のC−C矢視断面図である。 この発明の一つの実施例を示す図13のC−C矢視断面図である。 この発明の他の実施例を示す図13のC−C矢視断面図である。 この発明のさらに他の実施例を示す図13のC−C矢視断面図である。 図15のB部拡大図である。 図13〜図15に示すPTA装置の駆動回路を示すブロック図である。 図13〜図15に示すPTA装置の変形例を示す図15対応図である。
この発明による大型表示装置は、放電ガスを封入した細長いプラズマチューブを複数本並べ、前記プラズマチューブの外部に少なくとも1対の表示電極を有し、駆動電圧を表示電極に印加することでプラズマチューブ内に放電を起こさせて表示を行う表示単位を複数設置して大型表示装置を構成し、プラズマチューブの長手方向に設置される表示単位は、各プラズマチューブの封止端同士が重なるように厚さ方向に段差を設けて隣接配置したことを特徴とする。
前記重なり合い部分に挟まれるシート状の構造体をさらに備え、その構造体により上下の表示単位間の接触が防止されるようにしてもよい。
シート状の構造体が透光性であることが好ましい。
また、プラズマチューブの長手方向に隣接して上下に設置されるPTA単位表示モジュールは、重なり合う部分においても表示画像が連続して1つの表示画面に見えるよう上下のプラズマチューブの封止端同士を整列させ配置することが好ましい。
さらに、上下に設置されるPTA単位表示モジュールは、重なり合う部分に表示部の非表示領域と実質的に同じ幅の非表示領域を有するようにしてもよい。
PTAは本来、可撓性を有するので、背面側に支持フレームを設けて画面形状を規定することができ、湾曲支持フレームにより各PTAをプラズマチューブの配列方向に湾曲させて支持することができる。
支持部材は、プラズマチューブの長手方向に隣接するPTAを、重なり合う部分が形成されるように支持してもよい。
各上記支持フレームにはPTA単位表示モジュール毎に表示電極駆動回路やアドレス電極駆動回路をさらに備えてもよい。
プラズマチューブアレイ(PTA)の基本構成
図1は、この発明に係るPTA100の基本構成を示す要部斜視図である。図1において、PTA100は、互いに平行に配置されたプラズマチューブ11、透明な前面側支持基板31、透明または不透明な背面側支持基板32、複数の表示電極対P,複数の信号電極つまりアドレス電極3を備える。図1において、各電極対Pは2本の表示電極2からなり、Xは2本の表示電極2のうちの維持電極を示し、Yは2本の表示電極2のうちの走査電極を示している。支持基板31および32は、例えば厚さ0.5mmの可撓性のPETフィルムで作られている。
プラズマチューブ11の内部の背面側には、赤、緑、青(R、G、B)の蛍光体層41R,41G,41Bがそれぞれ形成され、放電ガスが導入されて、両端が封止されている。
アドレス電極3は、背面側支持基板32の前面すなわち内面上に形成され、プラズマチューブ11の長手方向に沿って設けられている。隣接するアドレス電極3のピッチは、プラズマチューブ11の配列ピッチと同じであり、1〜1.5mmである。複数の表示電極対Pは、前面側支持基板31の背面すなわち内面上に形成され、アドレス電極3と直角に交差する方向に配置されている。XおよびY電極の幅は例えば0.75mmであり、各表示電極対PにおけるX,Y電極の間隔は例えば0.4mmである。表示電極対Pと隣の表示電極対Pとの間には、帯状の非表示領域つまり非放電ギャップが確保され、その幅Dは例えば1.1mmである。
また、アドレス電極3と表示電極2は、PTA100の組み立て時にプラズマチューブ11の下側の外周面部分と上側の外周面部分にそれぞれ密着するように接触させる。その密着性を良くするために、それぞれの電極とプラズマ・チューブ面との間に接着剤を介在させて両者を接着してもよい。
このPTA10を正面から平面的にみた場合、アドレス電極3と表示電極対Pとの交差部が単位発光領域となる。表示は、走査電極Yとアドレス電極3との交差部で選択放電を発生させて発光領域を選択し、その放電により当該領域の管内面に形成された壁電荷を利用して、表示電極対Pで表示放電を発生させ、蛍光体層を発光させることによって行う。選択放電は、Y電極とアドレス電極3との間のプラズマチューブ11内で発生される対向放電である。表示放電は、平面上に平行に配置された各対の維持電極Xと走査電極Yとの間のプラズマチューブ11内で発生される面放電である。
PTAの駆動回路
図2はPTA100を駆動する駆動回路のブロック図である。図2に示すように、維持電極X1〜Xnには第1駆動回路101から駆動電圧が印加される。走査電極Y1〜Ynには第2駆動回路102から駆動電圧が印加される。そして、アドレス電極A1〜Amには第3駆動回路103からアドレス電圧が印加されるようになっている。
図3は、表示画像の1フレームの構成を示す。1フレームは奇数フィールドと偶数フィールドとに2分割され、いずれのフィールドも複数のサブフィールドSF1〜SFnを備える。奇数フィールドでは図2に示すPTA100の奇数の表示行において、後述のリセット、アドレス、および表示などの動作が行われるように各電極に第1,第2,第3駆動回路101,102,103から電圧が印加される。また、偶数フィールドではPTA100の偶数の表示行においてリセット、アドレスおよび表示などの動作が行われるように、各電極に第1,第2,第3駆動回路101,102,103から電圧が印加される。
そのために、サブフィールドSF1〜SFnは、図3に示すように、それぞれのサブフィールド画面を構成する全ての表示セルの電荷を一様化させるリセット期間RPと、単位発光領域を選択するために所定の単位発光領域、つまり表示セルにアドレス放電を発生させて壁電荷を蓄積するアドレス期間APと、蓄積された壁電荷を利用して表示セルにおける放電を維持して表示する表示(サステイン)期間SPとからなる。
リセット期間RPにおけるリセット動作では、対応する維持・走査電極XY間にリセットパルスを印加し、各表示セルに壁電荷を消去させる放電を発生させる。アドレス期間APにおけるアドレス動作では、スキャンパルスを対応する走査電極Yに順次印加すると共に、このスキャンパルスに同期させて発光させるべき表示セルに対応したアドレス電極Aにアドレスパルスを印加して、両電極間の交点で定まるアドレスの表示セルにアドレス放電を発生させ、壁電荷を形成する。サステイン期間SPにおける表示動作では、サステインパルス(維持電圧)を対をなす維持・電極X,Yに印加して前記壁電荷の形成された単位発光領域の表示セルに維持放電を発生させる。
階調表示は、表示データに応じてサブフレームの表示動作期間SPの長さ(放電回数)を変えることで行っている。例えば、8つのサブフレームにおける放電回数を、1:2:4:8:16:32:64:128の比率にすることで、単位発光領域毎の階調は256段階となり、この単位発光領域が3つ集まることで1画素となるため、1677万(=256*256*256)色のフルカラー表示が可能となる。
PTA単位表示モジュール
図4,図5,図6は、この発明に係るPTA単位表示モジュール(以下、単位モジュールという)Ma,Mb,Mcの駆動回路のブロック図である。
これらの図において、PTA100aは図1および図2のPTA100に対応し、第1駆動回路101a,第2駆動回路102a,および第3駆動回路103aは、それぞれ、図2の第1駆動回路101,第2駆動回路102,および第3駆動回路103に対応する。
図7は単位モジュールMaの外観図であり、図7(a)は正面図,図7(b)は裏面図,図7(c)は上面図である。
これらの図に示すように、単位モジュールMaでは、PTA100aが裏面からPTA支持フレーム110によって支持され、支持フレーム110上に第1駆動回路ユニット101aと第3駆動回路ユニット103aが搭載されている。
図8は単位モジュールMbの外観図であり、図8(a)は正面図,図8(b)は裏面図,図8(c)は上面図である。
これらの図に示すように、単位モジュールMbでは、PTA100aが裏面から支持フレーム110によって支持され、支持フレーム110上に第3駆動回路ユニット103aが搭載されている。
図9は単位モジュールMcの外観図であり、図9(a)は正面図,図9(b)は裏面図,図9(c)は上面図である。
これらの図に示すように、単位モジュールMcでは、PTA100aが裏面から支持フレーム110によって支持され、支持フレーム110上に第2駆動回路ユニット101bと第3駆動回路ユニット103aが搭載されている。
図10は、図7,図8および図9におけるA−A矢視のライン上にあるプラズマチューブの長手方向断面図である。
図10(a)はPTA100aにおいて、図11に示すように両端が封止片21,25により封止され平坦化されたプラズマチューブ11が使用され、PTA100aを構成するプラズマチューブの封止端における非表示領域の幅Daと他の非表示領域の幅Dとの関係が、Da≦D/2である場合を示す。
図10(b)はPTA100aにおいて、図11に示すように両端が平坦化されたプラズマチューブ11が使用され、PTA100aを構成するプラズマチューブの封止端における非表示領域の幅Daと他の非表示領域の幅Dとの関係が、D/2<Da≦Dである場合を示す。
図10(c)はPTA100aにおいて、図12に示すように一端のみが封止片21によって封止され平坦化され他端が封止切られたプラズマチューブ12が使用され、PTA100aを構成するプラズマチューブ12の一方の封止端における非表示領域の幅Daと他の非表示領域の幅Dとの関係が、Da>Dである場合を示す。
なお、プラズマチューブの端部の平坦封止法については、特開2006−164635号公報に記載されている。
PTAを用いた大型表示装置
図13はこの発明に係るPTAを用いた大型表示装置(以下、PTA装置という)の正面図であり、図14は側面図,図15は上面図である。
これらの図に示すPTA装置200において、6枚のPTA100aが2行3列のマトリックス状に配列されるように、2組のモジュールMa,Mb,Mcがそれぞれ支持スタンド300a,300b,300cに位置合わせ機構301を介して取付けられている。
図13に示すようにマトリックス状に配置された6枚のPTA100aは、行方向には段差なく互いに隣接し列方向には段差を有して互いに隣接するように、位置合わせ機構301により位置合わせされる。
図16〜図19は図13のC−C矢視のライン上に並んだプラズマチューブの長手方向断面図である。図16は、参考例として2行3列の単位モジュールMa,Mb,Mcを構成する各プラズマチューブ11の封止端における非表示領域の幅Daが図10(a)に示すようにDa≦D/2の関係を有する場合である。この場合、第1行の単位モジュールと第2行の単位モジュールとを重ねることなくPTA100aの厚さ分だけ段差をもたせている。これによって第1行と第2行の単位モジュールの接続部分の非表示領域の幅をDとすることができ、接続部分による表示品質の低下(表示ムラ)が回避される。
図17は、2行3列の単位モジュールMa,Mb,Mcを構成する各プラズマチューブ11の封止端における非表示領域の幅Daが図10(b)に示すようにD/2<Da≦Dの関係を有する場合である。この場合、第1行の単位モジュールと第2行の単位モジュールを構成するプラズマチューブの隣接端部間にPTA100aの厚さ分の段差をもたせ、かつ、接続部分の非表示領域の幅がDになるように両封止端部の非表示領域同士を重ね合わせている。これによって接続部分による表示品質の低下(表示ムラ)が回避される。
図18は第1行の単位モジュールMa,Mb,Mcを構成する各プラズマチューブ11の封止端における非表示領域の幅Daが図10の(a)又は(b)に示すようにDa≦Dの関係を有し、第2行の単位モジュールMa,Mb,Mcを構成するプラズマチューブが図10の(c)に示すようにDa>Dの関係を有する場合である。この場合、図17の場合と同様に、第1行の単位モジュールと第2行の単位モジュールを構成するプラズマチューブの隣接端部間にPTA100aの厚さ分の段差をもたせ、かつ、接続部分の非表示領域の幅がDに納まるよう長い非表示領域を持つ封止端部の上に短かい非表示領域を持つ封止端部を重ね合わせている。これによって接続部分による表示品質の低下(表示ムラ)が回避される。
図19は、列方向に隣接した2行の単位モジュールのプラズマチューブ同士を図17に示すように重ね合わせた場合に、プラズマチューブの端部同士の重なり合い部分において下に位置するプラズマチューブの最端部セルの発光がさえぎられないように、その間に透光性を有する可撓性シート部材302を挟んだものである。これによって、第1行と第2行の単位モジュールとが直接接触することがなくなるので、接続部の輝度低下を招くことなくそれぞれのPTA100aを構成するプラズマチューブの端部が保護される。
図20は、図15のB部拡大図である。
同図に示すように行方向に配列されたPTA100aの隣接部分では、前面側支持基板31が表示電極2と共に背面側支持基板32の方向にほぼ直角に折り曲げられる。
折り曲げ部分の端部にコネクタ303が装着され、隣接するPTA100aの表示電極2間がコネクタ303の導電体304により電気的に直列接続される。
従って、隣接する単位モジュールの最外端のプラズマチューブ同士は前面側支持基板の厚み2枚分の幅で近接させることができる。つまり、隣接部分におけるプラズマチューブの配列ピッチを表示部のプラズマチューブの配列ピッチと実質的に同じにすることができ、隣接部分におけるつなぎ目の表示品質の低下(表示ムラ)が回避される。
なお、コネクタ303で電極を接続する方法の代わりに、クリップで挟持する方法や直接熱圧着する方法を用いることができる。
図21は図13に示すPTA装置200の駆動回路を示すブロック図である。同図に示すように、第1および第2行のモジュールMa,Mb,Mcのアドレス電極A1〜Amは、それぞれ独立した6つの第3駆動回路ユニット103aによって駆動される。
また、第1行のモジュールMa,Mb,Mcの電極X1〜Xnは共通の第1駆動回路ユニット101aによって駆動される。また、第1行のモジュールMa,Mb,Mcの電極Y1〜Ynは共通の第2駆動回路ユニット102aによって駆動される。
また、第2行のモジュールMa,Mb,Mcの電極X1〜Xnは共通の第1駆動回路ユニット101aによって駆動される。また、第2行のモジュールMa,Mb,Mcの電極Y1〜Ynは共通の第2駆動回路ユニット102aによって駆動される。
図22は、図13〜図15に示すPTA装置200の変形例、PTA装置200aを示す図15対応図である。同図に示すように、この変形例ではPTA100aが行方向に可撓性を有するので、その方向に湾曲するように、湾曲形状を有する支持フレーム110によって支持されている。
この場合、支持フレーム110に搭載される第3駆動回路ユニットは、可撓性プリント配線板で構成され、支持フレーム110上に湾曲して搭載される。
その他の構成は図13〜図15に示す表示装置と同等である。
2 表示電極
3 アドレス電極
11,12 プラズマチューブ
21 封止片
25 封止片
31 前面側支持基板
32 背面側支持基板
41R 蛍光体層
41G 蛍光体層
41B 蛍光体層
100,100a PTA
101,101a 第1駆動回路ユニット
102,102a 第2駆動回路ユニット
103,103a 第3駆動回路ユニット
110 PTA支持フレーム
200,200a PTA装置
300a,300b,300c 支持スタンド
301 位置合わせ機構
302 透明シート部材
303 コネクタ
304 導電体
Ma,Mb,Mc PTA単位表示モジュール
P 表示電極対
X 維持電極
Y 走査電極

Claims (7)

  1. 第1の非表示領域を持って封止られた第1の封止端と、第2の非表示領域を持って封止られた第2の封止端を有し、内部に放電ガスの封入された第1方向に細長いプラズマチューブを第1方向と交差する第2方向に複数本並べ、前記プラズマチューブの配列面の表示面側に所定間隔の非表示領域を隔てて平行に配置された第2の方向に延びる複数の表示電極対を備えて構成したプラズマチューブアレイを単位表示モジュールとし、当該単位表示モジュールを前記第1及び第2の方向に複数個隣接配置した構成を有する大型表示装置において、
    前記第1方向に隣接する単位表示モジュール同士は、一方の単位表示モジュールを構成するプラズマチューブの第1の封止端の第1の非表示領域と、他方の単位表示モジュールを構成するプラズマチューブの前記第2の封止端の第2の非表示領域とが重なるように配置され、前記第2方向に隣接する単位表示モジュール同士は、一方の単位表示モジュールを構成する最外端プラズマチューブと、他方の単位表示モジュールを構成する最外端プラズマチューブとが平行に隣接するように配置されて成ることを特徴とする大型表示装置。
  2. 隣接配置された前記単位表示モジュールの各プラズマチューブアレイは、前記プラズマチューブの配列方向にフレキシブルであり、背面側を湾曲した支持フレームに支持されて第2方向に湾曲した表示面を構成して成ることを特徴とする請求項1に記載の大型表示装置。
  3. 第1方向に隣接配置された前記単位表示モジュールは、重なり合う部分で両側のプラズマチューブの第1の封止端と第2の封止端が整列するよう位置合わせして配置されて成ることを特徴とする請求項1または請求項2記載の大型表示装置。
  4. 第2方向に隣接配置された前記単位表示モジュールの表示電極対は、互いに隣接する最外端プラズマチューブの間を通して前記配列面の背面側に折り曲げられていることを特徴とする請求項1,2,3のいずれか1項に記載の大型表示装置。
  5. 隣接配置された前記単位表示モジュールの各プラズマチューブアレイは、それぞれ前記配列面の裏側に配置された支持フレーム上に支持されており、さらに当該支持フレームには前記表示電極対を駆動する回路ブロックが搭載されて成ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の大型表示装置。
  6. 第1方向に隣接配置された前記単位表示モジュールは、位置合わせ機構を備えた共通の支持スタンドに支持されて成ることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の大型表示装置。
  7. 第1方向に隣接配置された前記単位表示モジュールの隣接端部の重なり部において、下に位置するプラズマチューブの最端部発光が上に位置するプラズマチューブの端部に透過する構成を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の大型表示装置。
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