JP4493693B2 - 複数のガス放電管からなる表示装置、および表示装置の製造方法 - Google Patents

複数のガス放電管からなる表示装置、および表示装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、表示装置に関し、特に複数の細長いガス放電管を並列に配置して、任意の画像を表示する表示装置に関する。
外部電極からの電圧の印加によりガス放電を発生させ、内部に備える蛍光体により発光するガス放電管を並置して構成した表示装置が提案されている(特許文献1参照)
特開2003−86141号公報
このような表示装置は、内部に放電ガスを封入し、かつ蛍光体層を設けたガス放電管と、そのガス放電管に当接し、かつガス放電管を支持する支持体と、支持体のガス放電管対向面に配置され、放電管に外部から電圧を印加して放電管内で放電を発生させることで表示を行う複数の電極とで構成されている。
このような表示装置では、アドレス電極とガス放電管との位置合わせの精度は高いことが望ましく、一方、そのような高い精度を得るためには、その製造工程が複雑となり、製造コストが高くなる。
従来の表示装置では、製造工程の簡素化のために、背面側支持体に所定の間隔でアドレス電極を形成しておき、ガス放電管をその背面側支持体上に、隣り合うガス放電管どうしが接触するように並べていくだけで、アドレス電極とガス放電管との位置合わせをしていた。しかし、ガス放電管には管毎の寸法のばらつきがあるので、管幅の累積誤差によって、アドレス電極とガス放電管との間に望ましくない位置ずれが生じることがある。しかし、各ガス放電管と各アドレス電極を正確に位置合わせして張り合わせすると、張り合わせの工程数が非常に多くなり、コストが高くなる。
発明者たちは、アドレスまたは信号電極とガス放電管を低コストで位置合わせする必要性(ニーズ)を認識した。
本発明の目的は、信号電極とガス放電管を低コストで位置合わせすることである。
本発明の別の目的は、信号電極とガス放電管を低コストで位置合わせ可能であるような背面側支持体における複数のガス放電管の配置を実現することである。
本発明の特徴によれば、表示装置は、前面支持板と背面支持板の間に平行に配置された複数グループの細長いガス放電管からなる。そのガス放電管側のその前面支持板の内面には実質的に平行な複数の電極が配置されている。そのガス放電管側のその背面支持板の内面には実質的に平行な複数の電極が配置されている。その複数グループの細長いガス放電管は、その複数の電極に対応付けてそれぞれ配置されている。その複数のグループの各々のグループの細長いガス放電管は、実質的に互いに接触するように配置されている。その複数のグループの中の互いに隣接する2つのグループのガス放電管の中の他方のグループに隣接する一方のグループ中の第1のガス放電管と、その一方のグループに隣接するその他方のグループ中の第2のガス放電管との間には隙間がある。
本発明の別の特徴によれば、表示装置は、前面支持板と背面支持板の間に互いに平行に配置された複数グループのガス放電管からなる。その前面支持板のそのガス放電管対向面には実質的に平行な複数の電極が配置されており、その背面支持板のそのガス放電管対向面には実質的に平行な複数の電極が配置されており、その複数グループのガス放電管は、その複数の電極に対応付けてそれぞれ配置されている。そのガス放電管は、隣接するガス放電管が同一グループ内のものであれば、当該ガス放電管と実質的に互いに接触するように配置されており、隣接するガス放電管が異なるグループのものであれば、当該ガス放電管と隙間をあけて配置されている。
本発明は、また、上述の表示装置の製造方法に関する。
本発明によれば、信号電極とガス放電管を低コストで位置合わせすることができる背面側支持体を含む表示装置を実現することができる。
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。
図1は、本発明の実施形態による、大型の表示装置10の部分的構造を例示している。図において、表示装置10は、互いに平行に配置された透明な細長い複数のガス放電管11R、11G、11B、12R、12G、12B、...、透明な前面側の支持シートまたは薄い基板からなる前面側支持体31、透明なまたは不透明な背面側の支持シートまたは薄い基板からなる背面側支持体32、複数の表示電極対または主電極対2、および複数の信号電極またはアドレス電極3を含んでいる。前面側支持体31および背面側支持体32は、可撓性のPETフィルム、ガラス等で作られている。表示上のコントラストを高くするために、背面側支持体32は、そのものが黒色を有するか、その背面または前面に黒色の別のシートを張り付けることが好ましい。
細長いガス放電管11R、11G、11B、12R、12G、12B、...の内部の放電空間には、典型的には、赤、緑、青(R、G、B)の蛍光体層をそれぞれ形成した支持部材がそれぞれ挿入されて配置され、放電ガスが導入されて、両端が封止されている。代替構成として、支持部材を用いずに、それぞれの蛍光体層をガス放電管の内面部分に形成してもよい。信号電極3は、背面側支持体32上に形成され、ガス放電管11R、11G、11B、...の長手方向に沿って設けられている。複数の表示電極対2は前面側支持体31上に形成され、信号電極3と交差する方向に配置されている。表示電極対2と隣の表示電極対2の間には、非放電領域となる距離または非放電ギャップが確保される。
信号電極3と表示電極対2は、表示装置10の組み立て時にガス放電管11R、11G、11B、...の下側の外周面と上側の外周面にそれぞれ密着するように接触させるが、その密着性を良くするために、表示電極とガス放電管面との間に導電性接着剤を介在させて接着してもよい。
この表示装置10を正面から平面的にみた場合、信号電極3と表示電極対2との交差部が単位発光領域となる。表示は、表示電極対2のいずれか1本を走査電極として用い、その走査電極と信号電極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2で表示放電を発生させ、蛍光体層を発光させることで行う。選択放電は、垂直方向に対向する走査電極と信号電極3との間のガス放電管11R、11G、11B、...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1対の表示電極間のガス放電管11R、11G、11B、...内で発生される面放電である。
図2Aはガス放電管11の表示電極2近傍の部分的拡大平面図である。図2Bは、図2Aにおけるガス放電管の2B−2B線に沿った断面図である。図2Aおよび2Bにおいて、ガス放電管11の内部には、MgOからなる電子放出膜5が形成され、蛍光体層4が形成された支持部材6が挿入されている。
ガス放電管11は、上述したように、管外壁面に接触するように配置された複数の表示電極対2の放電によって蛍光体層4を発光させて、1本の管内に多数の発光点(表示部)が得られる構造を有する。ガス放電管11は、例えばホウケイ酸ガラスのような透明な絶縁体で作製され、典型的には、管径が2mm以下、長さ300mm以上の寸法を有する。
支持部材6は、例えばホウケイ酸ガラスのような透明な絶縁体で作製され、ガス放電管11の管状容器(ガラス管)とは別個の部材であり、この支持部材6上には蛍光体層4が形成されている。支持部材6は、ガラス管の外部で、支持部材6上に蛍光体ペーストを塗布し、それを焼成して支持部材6上に蛍光体層4を形成した後、支持部材6をガラス管内に挿入して配置することができる。蛍光体ペーストは、当該分野で公知の各種の蛍光体ペーストを利用することができる。
表示電極対2と信号電極3は、電圧を印加することによって管内部の放電ガスに放電を発生させることが可能である。図2Aおよび2Bでは、ガス放電管11の電極構造は、1つの発光部位に3つの電極が配置された構成であり、表示電極対によって表示放電が発生される構造であるが、この限りではなく、表示電極2と信号電極3との間で表示放電が発生される構造であってもよい。即ち、表示電極対2を1本とし、この表示電極2を走査電極として用いて信号電極3との間に選択放電と表示放電(対向放電)を発生させる形式の電極構造であってもよい。
電子放出膜5は、或る値以上のエネルギを有する放電ガスとの衝突により荷電粒子を発生する。蛍光体層4は、表示電極対2に電圧を印加すると、管内に封入された放電ガスが励起されるが、その励起希ガス原子の脱励起過程で発生する真空紫外光で可視光を発光する。
図3は、従来の表示装置を構成する背面側支持体32上に形成されたアドレスまたは信号電極3とガス放電管11との間に生じ得る位置ずれを説明するのに役立つ。複数のアドレス電極3が、所定の間隔、例えばガス放電管11の一般的な管径と等しい間隔で形成された背面側支持体32上に複数のガス放電管11を配置していく場合、ガス放電管11には管毎の寸法のばらつきがあるので、管幅または管径の累積誤差によって、アドレス電極とガス放電管11との間に望ましくない位置ずれが生じることがある。管幅のばらつきは、典型的には管幅のおよそ1%であり、例えば、管幅が1mmの場合、およそ±0.005mm即ち0.01mmの誤差がある。図において中央部分にアドレス電極とガス放電管11との間に位置の望ましくない不整合が見られる。
図4Aおよび4Bは、本発明の実施形態による、背面側支持体32上に配置された複数ブロックB1、B2...Baのガス放電管(11R、11G、11B、12R、12G、12B)、...および(27R、27G、27B、28R、28G、28B)を有する表示装置10の正面図および側面図をそれぞれ示している。
図4Aおよび4Bにおいて、背面側支持体32上には、3×a本(3は原色R、GおよびBの数を表す。aは正の整数である。)の信号電極3を1ブロックとする信号電極3群が複数ブロック分形成されている。aの値は好ましくは3または4である。本実施例では、a=2で説明をする。各ブロック内の信号電極3の相互の間隔はピッチP、例えば1.0mmである。ピッチPは、ガス放電管の平均の幅または管径に等しくなるように選択されまたはそれより僅かに大きくなるように選択されてもよい。隣接ブロック間の隣接信号電極(301と302、303と304、...および307と308)の各間隔は、ピッチPより幾分か大きい間隔P(>P)となるように選択される。例えば、管幅の誤差をEとした場合、間隔Pは、P×(1+2aE)乃至P×(1+3aE)の範囲内の一定の値となるように設定される。例えば、ピッチPおよび管幅の値が1.0mm、放電管の管幅の誤差1%、ブロック内のガス放電管の数12(a=4)の場合、間隔Pは1.09mm〜1.12mmの範囲の或る値である。各1ブロックの放電管(11R、11G、...12B)、...または(17R、17G、...18B)は、R、GおよびBの原色光を放出する3本のガス放電管を1組とするa組のガス放電管からなり、即ち3×a本のガス放電管からなり、対応するブロックの信号電極3上に互いに接触するように配置される。
このように、背面側支持体32上に形成される複数の信号電極3を複数のブロックB1、B2...Baに分け、隣接ブロックの間の隣接する信号電極(301と302、303と304、...307と308)の間隔Pを、ブロック内信号電極3の間隔Pより大きくすることによって、ブロック内における複数の信号電極3とガス放電管(11R、...12B)、...または(17R、...18B)の間のずれの累積分が、そのブロックと隣接ブロックの間の隣接信号電極(301と302、303と304、...または307と308)の間の間隔Pによって吸収される。従って、隣接ブロック間のガス放電管12Bと13R、14Bと15R、...および16Bと17Rの間に不規則な間隔Gが形成される。従って、表示装置10において信号電極3とガス放電管11R、11G、...18Bの間に望ましくない不整合が生じることがない。
表示装置10の組み立てでは、上述のように、ブロック内での信号電極3どうし(相互)の間隔(ピッチ)とブロック間の隣接信号電極どうしの間隔(ピッチ)とが異なるように信号電極3が形成された背面側支持体32上に、ブロック毎に、2つの隣接信号電極の内の何れか一方とガス放電管とを位置決めし、それぞれのブロック内で、ガス放電管(11R、...12B)、...または(17R、...18B)が互いに接触するように配置していく。それによって、表示装置10が簡単に製造される。
図5Aおよび5Bは、図4Aおよび4Bの実施形態の変形例であり、本発明の別の実施形態による、複数の背面側支持体321、322...328上に配置された複数ブロックB1、B2...Baのガス放電管(11R、11G、11B、12R、12G、12B)、...および(27R、27G、27B、28R、28G、28B)を有する表示装置102の正面図および側面図をそれぞれ示している。
図5Aおよび5Bにおいて、背面側支持体32は隣接ブロック間の隣接信号電極(301と302、303と304、...および307と308)の間の分割線Dに沿って複数のブロックの基板321、322、...および328に分割されている。各背面側支持体基板321、322...または328には、対応するブロックB1、B2、...またはBaの複数の信号電極3が配置されている。表示装置102のそれ以外の構成は、図4Aおよび4Bの表示装置10と同様である。即ち、本実施例における背面側支持体32は、複数の背面側支持体321、322、・・・または328からなり、複数の背面側支持体321、322、・・・または328の各々には、3×a本の信号電極3を1ブロックとする信号電極3群が1ブロック分形成されている。
表示装置102の各ブロックB1、B2...またはBaは、背面側支持体基板321、322...または328と、対応するグループのガス放電管(11R、...12B)、...または(17R、...18B)との組合せで構成され、ブロックB1、B2...およびBaはともに同じ寸法形状および形態を有する。
上述の実施形態と同様に、ブロック内における複数の信号電極3とガス放電管(11R、...12B)、...または(17R、...18B)の間のずれの累積分が、そのブロックと隣接ブロックの間の隣接の信号電極(301と302、303と304、...307と308)の間の間隔Pによって吸収される。
表示装置102の組み立てにおいて、背面側支持体基板321、322...または328上の各ブロックB1、B2...またはBaの信号電極3上に、対応するグループのガス放電管(11R、...12B)、...または(17R、...18B)が互いに接触するようにグループ毎に配置されて張り合わせた後、複数のブロックの背面側支持体32の基板321、322、...328およびガス放電管(11R、...12B)、...および(17R、...18B)が組み合わされて1つの表示装置102が組み立てられる。それによって、表示装置102が簡単に製造される。
図6Aおよび6Bは、図4Aおよび4Bの実施形態の変形であり、本発明のさらに別の実施形態による、背面側支持体32上に配置された複数ブロックB1、B2...Baのガス放電管(11R、11G、11B、12R、12G、12B)、...および(7R、7G、7B、8R、8G、8B)を有する表示装置104の正面図および側面図をそれぞれ示している。
図6Aおよび6Bにおいて、背面側支持体32上の隣接するブロックB1、B2...Baの間の隣接する信号電極(301と302、303と304、...307と308)の間の隣接ブロック間の真ん中の境界線に沿ってリブ341、342、...348がそれぞれ形成されている。これらのリブ341、342、...348はガス放電管の半径または表示面に垂直な方向の高さの2分の1より小さい高さHを有する。例えば、管径が1.0mmの場合、高さHは、0.2mm乃至0.3mmの範囲の一定の値を有する。リブ341、342、...348は黒色であるか、少なくともその上面が黒色であることが好ましい。表示装置104のそれ以外の構成は、図4Aおよび4Bの表示装置10と同様である。
上述の実施形態と同様に、ブロック内における複数の信号電極3とガス放電管(11R、...12B)、...または(17R、...18B)の間のずれの累積分が、そのブロックと隣接ブロックの間の隣接の信号電極(301と302、303と304、...307と308)の間の間隔Pによって吸収される。
表示装置104の組み立てにおいて、背面側支持体32上のブロックB1、B2、...Baの間の電極3とリブ341、342、...348の間の段差を利用して、背面側支持体32上の各ブロックB1、B2...およびBaの信号電極3上に、対応するグループのガス放電管(11R、...12B)、...または(17R、...18B)を互いに接触するようにグループ毎に配置されて張り合わせて1つの表示装置104が組み立てられる。それによって、表示装置104が簡単に製造される。
リブ341、342、...348は、接着剤で背面側支持体32上に張り付けてもよい。代替構成として、未処理の基板の表面においてリブ部分をマスキングし残りの領域をエッチングして、リブ341、342、...348が形成された背面側支持体32を作成してもよい。
図7Aおよび7Bは、図6Aおよび6Bの実施形態の変形であり、本発明のさらに別の実施形態による、複数の背面側支持体321、322...328上に配置された複数ブロックB1、B2...Baのガス放電管(11R、11G、11B、12R、12G、12B)、...および(7R、7G、7B、8R、8G、8B)を有する表示装置106の正面図および側面図をそれぞれ示している。
図7Aおよび7Bにおいて、背面側支持体32は、背面側支持体32上の隣接するブロックB1、B2...Baの信号電極(301と302、303と304、...307と308)の間に隣接ブロック間の境界線上のリブ341、342、...348の長手方向の側端面に沿った分割線D’に沿って複数の背面側支持体基板321、322、...および328に分割されている。各背面側支持体基板321、322...または328には、対応するブロックB1、B2、...またはBaの複数の信号電極3が配置されている。表示装置106のそれ以外の構成は、図6Aおよび6Bの表示装置104と同様である。
表示装置106の各ブロックB1、B2...またはBaは、背面側支持体基板321、322...または328と、対応するグループのガス放電管(11R、...12B)、...または(17R、...18B)との組合せで構成され、ブロックB1、B2...およびBaはともに同じ寸法形状および形態を有する。
上述の実施形態と同様に、ブロック内における複数の信号電極3とガス放電管(11R、...12B)、...または(17R、...18B)の間のずれの累積分が、そのブロックと隣接ブロックの間の隣接の信号電極(301と302、303と304、...307と308)の間の間隔Pによって吸収される。
表示装置106の組み立てにおいて、背面側支持体321、322、...または328上のブロックB1、B2、...およびBaの間の電極3とリブ341、342、...348の間の段差を利用して、背面側支持体基板321、322...または328上の各ブロックB1、B2...またはBaの信号電極3上に、対応するグループのガス放電管(11R、...12B)、...または(17R、...18B)を互いに接触するようにグループ毎に配置されて張り合わせた後、複数のブロックの背面側支持体基板321、322、...および328およびガス放電管(11R、...12B)、...および(17R、...18B)が組み合わされて1つの表示装置106が形成される。それによって、表示装置106が簡単に製造される。
図8Aおよび8Bは、隣接ブロックの境界線に隣接する異なる色のガス放電管の配置におけるブロック境界線の付近における輝度の変化を示している。
図8Aにおいて、隙間Gが存在する境界線Bの両側には相対的に高輝度の緑色(G)のガス放電管と相対的に低輝度の青色(B)のガス放電管が配置されている。この場合、隙間Gの輝度が最も低いので、境界線B付近の輝度の変化が大きく、輝度差が大きくなる。この場合、表示装置10の画像における暗い隙間Gの存在が目立ちやすい。
図8Bにおいて、隙間Gが存在する境界線Bの両側には相対的に低輝度の青色(B)のガス放電管と相対的に低輝度の赤(R)のガス放電管が配置されている。この場合、境界線B付近の輝度の変化が小さく、輝度差が小さくなる。従って、図8Bのように境界線Bの両側に相対的に低輝度のRおよびBのガス放電管を配置したことによって、表示装置10の画像における暗い隙間Gの存在が目立ちにくくなる。従って、図8Bのようにガス放電管を配置するのが好ましい。従って、上述の実施形態では図8Bの形態で配置されている。
以上説明した実施形態は典型例として挙げたに過ぎず、その各実施形態の構成要素を組み合わせること、その変形およびバリエーションは当業者にとって明らかであり、当業者であれば本発明の原理および請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱することなく上述の実施形態の種々の変形を行えることは明らかである。
図1は、本発明の実施形態による、大型の表示装置の部分的構造の例を示している。 図2Aはガス放電管の表示電極近傍の部分的拡大平面図である。図2Bは、図2Aにおけるガス放電管の2B−2B線に沿った断面図である。 図3は、従来の表示装置を構成する背面側支持体上に形成されたアドレス電極とガス放電管との間に生じ得る位置ずれを説明するのに役立つ。 図4Aおよび4Bは、本発明の実施形態による、背面側支持体上に配置された複数のブロックのガス放電管を有する表示装置の正面図および側面図をそれぞれ示している。 図5Aおよび5Bは、図4Aおよび4Bの実施形態の変形例であり、本発明の別の実施形態による、複数の背面側支持体上に配置された複数ブロックのガス放電管を有する表示装置の正面図および側面図をそれぞれ示している。 図6Aおよび6Bは、本発明のさらに別の実施形態による、背面側支持体上に配置された複数ブロックのガス放電管を有する表示装置の正面図および側面図をそれぞれ示している。 図7Aおよび7Bは、本発明のさらに別の実施形態による、複数の背面側支持体上に配置された複数ブロックのガス放電管を有する表示装置の正面図および側面図をそれぞれ示している。 図9Aおよび9Bは、隣接ブロックの境界線に隣接する異なる色のガス放電管の配置におけるブロック境界線の付近における輝度の変化を示している。

Claims (6)

  1. 前面支持板と背面支持板とで複数のガス放電管を挟持してなる表示装置であって、
    前記前面支持板の前記ガス放電管対向面に当該ガス放電管の管軸方向と交差する方向に形成された複数の表示電極と、
    前記背面支持板の前記ガス放電管対向面に当該ガス放電管の長手方向に形成された複数の信号電極と、を有し、
    前記複数の信号電極は、所定数ごとに複数のグループに分割され、
    前記信号電極どうしの間隔は、
    同一グループ内では実質的に等しい第1の間隔であり、互いに隣接するグループ間では前記第1の間隔より大きい第2の間隔であることを特徴とする、表示装置。
  2. 前記背面支持板は前記グループの数と等しい数の板部分からなり、
    前記板部分には、前記グループに対応する複数の信号電極が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記グループ間に、前記ガス放電管の長手方向にリブが形成されてなることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  4. 異なるグループと隣接する信号電極どうしには、それぞれ、相対的に低輝度の異なる色のガス放電管が配置されることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  5. 前面支持板と背面支持板の間に互いに平行に配置された複数グループのガス放電管からなる表示装置であって、
    前記前面支持板の前記ガス放電管対向面には実質的に平行な第1の複数の電極が配置されており、前記背面支持板の前記ガス放電管対向面には実質的に平行な第2の複数の電極が配置されており、前記複数グループのガス放電管は、前記第2の複数の電極に対応付けてそれぞれ配置されており、
    前記ガス放電管は、隣接するガス放電管が同一グループ内のものであれば、当該ガス放電管と実質的に互いに接触するように配置されており、隣接するガス放電管が異なるグループのものであれば、当該ガス放電管と隙間をあけて配置されることを特徴とする、表示装置。
  6. 前面支持板と背面支持板とで複数のガス放電管を挟持してなる表示装置の製造方法であって、
    前記前面支持板の前記ガス放電管対向面に、当該ガス放電管の管軸方向と交差する方向に複数の表示電極を形成し、
    前記背面支持板の前記ガス放電管対向面に、所定数ごとに複数のグループに分割され、同一グループ内では実質的に等しい第1の間隔で、互いに隣接するグループ間では当該第1の間隔より大きい第2の間隔で、当該ガス放電管の長手方向に複数の信号電極を形成し、
    前記グループ毎に、異なるグループと隣接する信号電極の内の一方でガス放電管の位置決めをし、同一グループ内で、ガス放電管どうしが接触するようにガス放電管を配置することを特徴とする表示装置の製造方法。
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