JP4493696B2 - 複数のガス放電管からなる表示装置 - Google Patents

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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。
特開2003−86141号公報には、外部電極からの電圧の印加によりガス放電を発生させ、内部に配置された蛍光体により発光する複数の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。
特開2003−86141号公報
このような表示装置は、内部に放電ガスが封入され蛍光体層が形成されたガス放電管と、そのガス放電管に接触しかつガス放電管を支持する2つの支持体と、それら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によって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、信号電極(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信号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、信号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、信号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、各ガス放電管と各信号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、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の間の良好な接触を確保することである。
本発明の特徴によれば、表示装置は、前面支持板と複数の背面支持板とによって複数のガス放電管を挟持するよう構成されており、その背面支持板はその前面支持板の1つに対して複数設けられ、その前面支持板のその複数のガス放電管側の対向面にその複数の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、その複数の背面支持板のその複数のガス放電管側の対向面にその複数のガス放電管の長手方向に形成された複数の信号電極と、を有する。その複数の背面支持板のその複数のガス放電管とは反対側の面に、その複数の背面支持板を支持する別の背面支持板が配置されている。その複数の信号電極は、その複数の背面支持板に対応して、所定数ごとに複数のグループに分けられていてもよい。その信号電極相互の間隔は、ガス放電管の幅に等しくてよく、例えば、1mmである。また、信号電極相互の間隔は同一グループ内では実質的に等しくてもよい。
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、信号電極とガス放電管の間の良好な接触を確保することができる。
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細長い複数のガス放電管11R、11G、11B、12R、12G、12B、...と、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と、例えば白色、アイボリまたはグレーの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ブロック支持体321と、複数の表示電極対2と、複数の信号電極3と、を含んでいる。前面側支持体31および背面側ブロック支持体321は、例えば、可撓性のフィルムまたはシート等で作られ、例えば、PETシート、ガラスであってもよい。しかし、ブロック支持体321は、高反射率の材料で作られ、誘電率が低いことが好ましい。
ガス放電管11R、11G、11B、...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。
細長いガス放電管11R、11G、11B、・・・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4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。ガス放電管11R、11G、11B、...の内面には、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が挿入されている。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4をガス放電管11R、11G、11B、・・・の背面側内面部分に形成してもよい。
支持部材は、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、この支持部材上に蛍光体層4が形成されている。支持部材は、ガラス管の外部で、支持部材上に蛍光体ペーストを塗布し、それを焼成して支持部材上に蛍光体層4を形成した後、支持部材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。
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2Aは、複数の表示電極対2が形成された透明な前面側支持体31を示している。図2Bは、複数の信号電極3が形成された背面側ブロック支持体321および322を示している。電極3は、背面側ブロック支持体321および322の前面すなわち内面上に形成され、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の背面すなわち内面上に形成され、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、非放電領域が確保される。表示電極対2は透過性が高いことが好ましい。透過性を高める方法としては、メッシュ状の金属電極を用いることや、金属電極とネサ膜などの透明電極とを重ねて形成することが知られており、本発明にも適用可能である。
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接着剤または粘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。
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1では、ガス放電管11R、11G、11B、...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。
図3は、従来の表示装置9を構成する背面側支持体32上に形成された信号電極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。複数の信号電極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、信号電極3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信号電極3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。このような不整合が原因で、選択放電における閾値電圧が上昇し、正しい選択放電が行われない可能性がある。これにより正しい表示が行われない。
図5Aおよび5Bは、上述の不整合を解消する構成を有する、複数の背面側ブロック支持体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、...、14B)、(15R、...)...および(17R、...、18R、18G、18B)を具える表示装置102の正面図および底側面図をそれぞれ示している。複数の背面側ブロック支持体321、322...328は、互いに分離しており、隣接するブロック支持体の端縁間に小さい隙間が形成されていることが望ましい。場合によっては、隣接するブロック支持体の端縁間に重なりが生じてもよい。
背面側ブロック支持体321、322...および328の各々には、対応するブロックB1、B2、...またはBaの複数の信号電極3が所定のピッチPTで配置されている。複数の背面側支持体321、322、・・・または328には、3×a本(aは整数)の信号電極3を1ブロックとする信号電極群が1ブロック分形成されている。例えば、aは1〜5である。図5Aおよび5Bではa=4である。背面側ブロック支持体321、322...および328の中の隣接する支持体における外側の信号電極3の間の距離P Dは上述のピッチPTでなくてよい。
表示装置10の各ブロックB1、B2...またはBaは、背面側ブロック支持体321、322...または328と、対応するグループのガス放電管(11R、...14B)、(15R、...)、...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はともに実質的に同じ寸法形状および形態を有する。
ブロック内における複数の信号電極3とガス放電管(11R、...14B)、(15R、...)、...または(17R、...18B)の間のずれの累積分が、背面側ブロック支持体321、322...または328の間を分離することによって吸収される。
表示装置10の組み立てるために、背面側ブロック支持体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、...14B)、(15R、...)...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、複数の背面側ブロック支持体321、322...または328およびガス放電管(11R、...12B)、...および(17R、...18B)の各組み合わせがその前面支持体31に張り合わされて、1つの表示装置10が組み立てられる。それによって、表示装置10が簡単に製造される。
このようにして、複数の信号電極3とガス放電管(11R、...14B)、...または(17R、...18B)の間の不整合が解消されるが、背面側ブロック支持体321、322...328が互いに分離しているので、表示装置10の背面側の構造的強度が不足し、ガス放電管11R、11G、...18Bからなる表示装置10は構造的に特に背面側の一体性が低い。表示装置10を、前面側が凹状になるように湾曲させたとき、前面側支持体31においてブロック境界に特に目立った折り目ができる。
図6は、本発明の実施形態による表示装置102の構造を示している。この場合、簡単化のためにブロック当たりのガス放電管の数を3本(a=1)としている。この場合、複数の背面側ブロック支持体321、322、...および328の背面に、広い可撓性の第2の背面側支持体330を粘着剤を用いて接着して固定する。背面側支持体330の前面には粘着層338が塗布されている。背面側ブロック支持体321、322、...および328が第2の背面側支持体330に固定されて、表示装置10の背面側の構造的強度が高くなる。
背面側ブロック支持体321、322、...および328の組および/または背面側支持体330は、白色、アイボリまたはグレーの色を有し、その少なくとも一方が高反射率の材料で形成されている。背面への表示光の漏れを減らして面への光の多くを表示面側に反射することによって、表示装置の輝度を高くすることができる。そのための支持体用の高反射率の材料としては、白色のPETフィルム、住友3M社製の反射フィルム(ESR)がある。
背面側ブロック支持体321、322、...および328および背面側支持体330は、誘電率が低いことが好ましい。その理由は、背面側ブロック支持体321、322、...および328および背面側支持体330の誘電率が高いと、信号電極間の静電容量が大きくなり、表示装置の駆動において無効電流が大きくなるからである。静電容量を小さくするために、例えば、背面側ブロック支持体321、322、...および328および背面側支持体330の材料は、PET(ポリエチレンテレフタレート)の誘電率3.2より誘電率が低い、例えば、PP(ポリプロピレン,誘電率2.2)、PPS(ポリフェニレンスルフィド、誘電率3.0)、PC(ポリカーボネート、誘電率2.9)、PEN(ポリエチレンナフタレート、誘電率2.9)などのフィルムの方が望ましく、比誘電率2.9〜3.1のシリコーン・ゴムまたはシリコーン・シートであってもよい。
図4は、端縁部に反りまたは乱れを有する背面側ブロック支持体321、322、...328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10の例の底面図を示している。背面側ブロック支持体321、322、...328は、1枚のシートから背面側ブロック支持体321、322、...328をカッターで切断または分離するときに生じ、および/または背面側ブロック支持体321、322、...328にガス放電管11R、11G、11B、...を張り合わせるときに作業上生じる端縁部の反りまたは乱れを有する。この端縁部分の反りまたは乱れのために、背面側ブロック支持体321、322、...328の端縁部付近の信号電極3は、ガス放電管の背面部分から離れたり、ガス放電管の背面との接触が充分でないことがある。信号電極3がガス放電管の背面に密着していないと、ガス放電管が正常に放電しないことがある。
図7A、7Bおよび7Cは、本発明の別の実施形態による、表示装置104の構造および作成手順を示している。
図7Aに示されているように、図5Aおよび5Bに示したような前面側支持体31、ガス放電管11R、11G、11B、...、および背面側ブロック支持体321、322、...328からなる表示装置構造体10を作成する。この場合、図6の背面側支持体330の代わりに、前面側表面のブロックの境界の位置に等間隔で、放電管の長手方向に伸びた細長い突起部またはリブ334を有する背面側支持体332を用いる。この突起部334は、長手方向の途中で2つ以上に分割されていてもよい。
背面側支持体332の突起部334は、背面側支持体332と同じ材料、例えばPETでできていてもよく、前面側表面に細長いフィルムを張り付けて形成しても、または背面側支持体33と一体的に形成してもよい。突起部334は、例えばPETフィルムでできた背面側支持体332上に感光性の材料を塗布してフォトリゾグラフィによって形成してもよい。突起部334は、背面側支持体332上に境界線に沿ってアクリル系樹脂を塗布して形成してもよい。突起部334の断面形状は、正方形、長方形、半円形または三角形であってもよい。次いで、図7Bに示されているように、背面側支持体332の前面側表面に粘着層338を形成する。
図7Bの背面側支持体332の前面に、図7Aの表示装置構造体10の背面側ブロック支持体321、322、...328の背面を張り合わせることによって、図7Cに示されているような表示装置104が形成される。表示装置104において、背面側ブロック支持体321、322、...328の端縁部は突起部334によって前面側に押されて湾曲し、それによって端縁部付近の信号電極3は、ガス放電管11R11B、...13Bの背面に密着して、ガス放電管が正常に放電する。
図8A、8Bおよび8Cは、本発明のさらに別の実施形態による、表示装置106の構造および作成手順を示している。
図7Aのものと同様に図8Aに示された表示装置構造体10を作成する。この場合、図7Bの背面側支持体332に突起部334を形成する代わりに、ブロック境界側の端縁部の背面に細長い突起部またはリブ336を有する背面側ブロック支持体321’、322’、...328’を用いる。
背面側ブロック支持体321’、322’、...328’の突起部336は、背面側ブロック支持体321’、322’、...328’と同じ材料、例えばPETでできていてもよく、端縁部の背面に細長いフィルムを張り付けて形成しても、または背面側ブロック支持体321’、322’、...328’と一体的に形成してもよい。突起部336の断面形状は、正方形、長方形、半円形または三角形であってもよい。次いで、図Bに示されているように、背面側支持体330の前面側表面に粘着層338を形成する。
図8Bの背面側支持体330の前面に、図8Aの構造体の背面側ブロック支持体321’、322’、...328’の背面を張り合わせることによって、図8Cに示されているような表示装置106が形成される。表示装置106において、背面側ブロック支持体321’、322’、...328’の端縁部は突起部336によって前面側に押されて湾曲し、それによって端縁部付近の信号電極3は、ガス放電管11R11B、...13Bの背面に密着して、ガス放電管が正常に放電する。
図9Aおよび9Bは、本発明のさらに別の実施形態による、表示装置108の構造を示している。図9Aにおいて、背面側支持体342はシリコーンゴム層でできている。この場合、背面側ブロック支持体321、322、...328の端縁部に位置する隣接するガス放電管の相互間の背部凹所にシリコーンゴム充填部344が形成されている。背面側支持体342を形成するために、まず、背部凹所に液体シリコーンゴムを充填し、次いで背面側ブロック支持体321、322、...328の背面に液体シリコーンゴムを塗布してシリコーンゴム層を形成しまたはシリコーンゴムシートを配置する。その際、図7Cの場合のように背面側ブロック支持体321、322、...328の端縁部を前面側に押して湾曲させてもよい。シリコーンゴム充填部344は背面側支持体342と一体的に形成してもよい。シリコーンゴムは充填されまたは塗布された後で硬化される。シリコーンゴム充填部344によって、背面側ブロック支持体321、322、...328の端縁部付近のガス放電管相互の結合が強くなり、信号電極3とガス放電管が密着する。
図9Bにおいて、表示装置108を前面側が凹状になるように容易に湾曲させることができる。シリコーンゴムは弾性材料なので、表示装置108の前面側を凹状にした場合でも、背面側ブロック支持体321、322、...328を良好に保持し、強度を維持し、伸ばすことができる。これによって、湾曲表示面を有する表示装置108が実現できる。
図10Aおよび10Bは、図6の表示装置102の製造手順を示している。表示装置102の組み立てるために、図10Aに示されているように、背面側ブロック支持体321、322...および328上の信号電極3に、対応するグループのガス放電管(11R、...11B)...の背面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る。次いで、図10Bの上に示されているように、ガス放電管(11R、...12B)、...のグループの前面を、前面側支持体31に張り合わせて、表示装置構造体10が組み立てられる。次いで、図10Bに示されているように、表示装置構造体10の背面側ブロック支持体321、322...および328の背面に、図8の背面側支持体330の粘着層338が張り合わされて、図6の表示装置102が組み立てられる。
図11Aおよび11Bは、図6の表示装置102の別の製造手順を示している。表示装置102の組み立てるために、図11Aに示されているように、背面側ブロック支持体321、322...および328上の信号電極3に、対応するグループのガス放電管(11R、...11B)...の背面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る。次いで、図11Bの下に示されているように、ガス放電管(11R、...11B)...が張り合わされた背面側ブロック支持体321、322...および328の背面に、図8の背面側支持体330の粘着層338が張り合わされて、図11Bの下に示された構造体8が組み立てられる。次いで、構造体8のガス放電管(11R、...11B)、...のグループの前面を前面側支持体31の背面に張り合わせて、図6の表示装置102が組み立てられる。
図12Aおよび12Bは、図6の表示装置102のさらに別の製造手順を示している。表示装置102の組み立てるために、図12Aに示されているように、ガス放電管(11R、...11B)、...のグループの前面を、前面側支持体31に順次張り合わせる。次いで、図12Bの上に示されているように、背面側ブロック支持体321、322...および328上の信号電極3を、対応するグループのガス放電管(11R、...11B)...の背面に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、表示装置構造体10が組み立てられる。次いで、図12Bに示されているように、表示装置構造体10の背面側ブロック支持体321、322...および328の背面に、図8の背面側支持体330の粘着層338が張り合わされて、図6の表示装置102が組み立てられる。
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を例示している。 図2Aは、複数の表示電極対が形成された透明な前面側支持体を示している。図2Bは、複数の信号電極または信号電極が形成された背面側ブロック支持体を示している。 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信号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4は、端縁部に反りまたは乱れを有する背面側ブロック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例の底面図を示している。 図5Aおよび5Bは、複数の背面側ブロック支持体上に配置された複数ブロックのガス放電管を具える表示装置の正面図および底側面図をそれぞれ示している。 図6は、本発明の実施形態による表示装置の構造を示している。 図7A、7Bおよび7Cは、本発明の別の実施形態による、表示装置の構造および作成手順を示している。 図8A、8Bおよび8Cは、本発明のさらに別の実施形態による、表示装置の構造および作成手順を示している。 図9Aおよび9Bは、本発明のさらに別の実施形態による、表示装置の構造を示している。 図10Aおよび10Bは、図6の表示装置の製造手順を示している。 図11Aおよび11Bは、図6の表示装置の別の製造手順を示している。 図12Aおよび12Bは、図6の表示装置のさらに別の製造手順を示している。

Claims (5)

  1. 前面支持板と複数の背面支持板とによって複数のガス放電管を挟持するよう構成された表示装置であって、
    前記背面支持板は、前記前面支持板の1つに対して複数設けられ、
    前記前面支持板の前記複数のガス放電管側の対向面に前記複数の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、
    前記複数の背面支持板の前記複数のガス放電管側の対向面に前記複数の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、
    前記複数の背面支持板の前記複数のガス放電管とは反対側の面に、前記複数の背面支持板を支持する別の背面支持板が配置されていることを特徴とする、表示装置。
  2. 前記複数の背面支持板の前記複数のガス放電管の長手方向に沿った端縁部に、当該背面支持板から突起した部材が配置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. 前記複数の背面支持板の前記複数のガス放電管の長手方向の端縁部の前面と、前記端縁部付近に配置された前記複数のガス放電管の外周面部分との間に、充填部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。
  4. 前記別の背面支持板は、前記前面支持板より反射率が高いことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  5. 前記別の背面支持板は、前記前面支持板より誘電率が低いことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
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