JP4799025B2

JP4799025B2 - Ａｃ型ガス放電表示装置

Info

Publication number: JP4799025B2
Application number: JP2005096665A
Authority: JP
Inventors: 学石本; 仁平川; 健司粟本; 章渡海; 耕治四戸
Original assignee: 篠田プラズマ株式会社
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: EP1708232A2; JP2006278175A; CN100583366C; US20060220575A1; CN1841626A; EP1708232A3; US7256538B2; KR100675231B1; KR20060106582A

Description

本発明は、ＡＣ型ガス放電表示装置の改良に関し、特に、多数の放電細管を並設してなるプラズマ・チューブ・アレイ形式のＡＣ型ガス放電表示装置に適用して不要な電磁輻射を低減する効果のある新しい装置構造に関するものである。

ＡＣ型ガス放電表示装置としては１対のガラス基板間に放電ガスを封入し、誘電体層で被覆された電極間のパルス放電で３色の蛍光体を励起してフルカラーの表示を行うプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）が周知である。しかし、このパネル構成では表示画面の大きさが取り扱うガラス基板の大きさによって制限される問題がある。

そこで管径１ｍｍまたはそれ以下の放電細管を必要本数並べて画面を構成するプラズマ・チューブ・アレイ形式のＡＣ型ガス放電表示装置が提案されている。これは、放電細管の数で画面の大きさを任意に決めることができ、しかも画面自体にすだれのようなフレキシブィリティを持たせることができるので、いわゆる壁面表示を可能にするものとして期待されている。

このようなプラズマ・チューブ・アレイ形式の従来のＡＣ型ガス放電表示装置の一例が特開２００３−３３８２４５号公報が記載されている。このガス放電表示装置においては、並設された多数の放電細管が１対の電極支持基板の間に挟持された構成となっており、表示面側の電極支持基板には、表示装置の表示品位を向上させるマルチ機能のフィルタ手段が設けられている。
特開２００３−３３８２４５号公報

ところで通常のＰＤＰでは、ガス放電空間の外囲器を構成する１対のガラス基板の内の背面側基板の裏面に放熱機構を兼ねた金属シャーシを密着配置し、その上に駆動回路基板を実装して表示モジュールを構成していた。実装する駆動回路としては、主として、前面側基板の内面に配列された共通表示電極群Ｘに対するＸ側ドライバ回路と、走査・表示電極群Ｙに対するＹ側ドライバ回路、並びに背面側基板の内面に配列されたアドレス電極に対するアドレスドライバ回路が含まれる。ここで、上述の各ドライバ回路の接地点または基準電位点は、共通の金属シャーシを通して自ずと互いに接続されることになり、その金属シャーシが表示電極対の交番する放電電流の帰路を構成する。

一方、上述したプラズマ・チューブ・アレイ形式のガス放電表示装置では、表示画面のフレキシビリティを確保する観点から装置の裏面に通常のＰＤＰのような金属シャーシを設けるのは困難である。従って、前面側電極支持基板の内面に配列した一方の表示電極群Ｘの導出端側に配置するＸ側ドライバ回路と、他方の走査・表示電極群Ｙの導出端側に配置するＹ側ドライバ回路とが独立して配置される。従って、両ドライバ回路のそれぞれの接地点間に対となるＸ電極とＹ電極の間で流れる交番放電電流の帰路となる接続路（リターンパス）を別に設ける必要がある。

従って、本発明の目的は、ＡＣ型ガス放電表示装置において、対となる表示電極群に対する各ドライバ回路の基準電位点相互間に交番する放電電流の帰路となる効果的で合理的な接続構成を提供することである。

本発明の別の目的は、簡単な構成でコントラストを改善し、不要電磁輻射を低減したプラズマ・チューブ・アレイ形式のＡＣ型ガス放電表示装置を提供することである。

簡単に述べると、本発明は、放電細管を並べて構成するプラズマ・チューブ・アレイ形式のガス放電表示装置では、表示電極対を支持する前面側の電極支持基板として、通常のＰＤＰのような放電ガスの容器としての機能を持たせる必要がないので、厚さ１ｍｍ前後の薄いシートを用いることができる点に着目し、通常は電極支持基板の表裏面間の距離に起因する視差の問題から表示電極対と同一面の隣接表示ライン間に形成していたストライプ状の遮光膜（ブラックストライプ）を、表示電極対の形成面とは異なる外側表面に遮光性の導電膜として形成し、これを表示電極対間に流れる放電電流の帰路として利用するという考え方に基づくものである。

本発明の特徴によれば、並設された複数本の放電細管を挟持して該放電細管と交差する方向に延びる複数の表示電極対が内側表面に形成された透明な前面側基板と、前記放電細管の長手方向に沿って前記複数の表示電極対と交差する方向に延びる複数の信号電極が内側表面に形成された背面側基板と、を有するプラズマ・チューブ・アレイ形式のＡＣ型ガス放電表示装置において、前記前面側基板の外側表面に、前記表示電極対の間の位置に対応してそれぞれ遮光性の導電膜が設けられる。また、前記複数の表示電極対を構成する一方の表示電極は前記前面側基板の一方の端部に導出されて一方のドライバ回路に接続され、他方の表示電極は前記前面側基板の他方の端部に導出されて他方のドライバ回路に接続され、前記一方のドライバ回路と他方のドライバ回路の基準電位点が前記遮光性の導電膜を通して共通接続される。さらに、前記遮光性の導電膜は対となる表示電極間に流れる放電電流の帰路を構成する。

本発明によれば、ＡＣ型ガス放電表示装置を構成する前面側電極支持基板の外側表面に、各表示電極対と近接した位置関係で形成したストライプ状の遮光性導電膜が対となる表示電極間に流れる交番放電電流の帰路として機能し、表示電極と逆方向の電流路を構成するので、不要な電磁輻射を低減することができる。また、ストライプ状の遮光性導電膜が表示電極対の形成面とは別の面にあって当該表示電極対で画定された表示ライン間におけるいわゆるブラックストライプの機能を呈するので、安価な構成で表示のコントラストを高めることができる。

以下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、典型例のＡＣ型ガス放電表示装置を用いた表示モジュール６０の構成を示している。表示モジュール６０は、縦方向に延びる放電細管をｍ本分横に並べ、これを該放電細管のそれぞれの長手方向に沿ったｍ本のアドレス電極Ａ１〜Ａｍを有する背面側電極支持基板と、放電細管を横切って横方向に延びるｎ本の表示電極対Ｘ１〜Ｘｎ、Ｙ１〜Ｙｎを有する前面側電極支持基板で挟持してｍ×ｎ個の放電セルのマトリクス・アレイからなる表示面を有するプラズマ・チューブ・アレイ形式のガス放電表示装置１０を備える。またこのガス放電表示装置１０の放電セルのマトリクス・アレイを選択的に発光させて所望の画像を表示させるためのドライブユニット５０を具えており、モジュール全体として例えばテレビジョン受像機、コンピュータ・システムのモニタ等に利用される。

なお、図１では図面を簡単化するためにプラズマ・チューブ・アレイ形式のガス放電表示装置１０の電極配置のみを模式化して示しており、その全体の具体的構成については、本発明の特徴部分を含めて後述する。

ドライブユニット５０は、ドライバ制御回路５１、データ変換回路５２、電源回路５３、Ｘ電極ドライバ回路またはＸドライバ回路６１、Ｙ電極ドライバ回路またはＹドライバ回路６４、およびアドレス電極ドライバ回路またはＡドライバ回路６８を含んでおり、場合によってＲＯＭを含み得る集積回路の形態で実装される。Ｘドライバ回路６１、Ｙドライバ回路６４およびＡドライバ回路６８は、共通基準電位または接地電位ＧＮＤに結合されている。ドライブユニット５０には、ＴＶチューナまたはコンピュータのような外部装置からＲ，ＧおよびＢの３原色の発光強度を示すフィールドデータＤｆが各種の同期信号とともに入力される。フィールドデータＤｆはデータ変換回路５２の中のフィールドメモリに一時的に記憶される。データ変換回路５２は、フィールドデータＤｆを階調表示のためのサブフィールドデータＤｓｆに変換してＡドライバ回路６８に供給する。サブフィールドデータＤｓｆは、１セル当たり１ビットの表示データの集合であって、その各ビットの値は該当する１つのサブフィールドＳＦにおける各セルの発光の要否を表す。

Ｘドライバ回路６１は、表示面を構成する複数の放電セルの壁電圧を初期状態にするために表示電極Ｘに初期化のための電圧を印加するリセット回路６２と、放電セルに表示放電を生じさせるために表示電極Ｘにサステイン・パルスを印加するサステイン回路６３とを含んでいる。Ｙドライバ回路６４は、表示電極Ｙに初期化のための電圧を印加するリセット回路６５と、アドレッシングにおいて表示電極Ｙに順次スキャンパルスを印加するスキャン回路６６と、放電セルに表示放電を生じさせるために表示電極Ｙにサステイン・パルスを印加するサステイン回路６７とを含んでいる。Ａドライバ回路６８は、表示データに応じてサブフィールドデータＤｓｆによって指定されたアドレス電極Ａにアドレスパルスを印加する。

図２は、プラズマ・チューブ・アレイ形式のガス放電表示装置１０の典型例の放電セル構造を示している。表示装置１０は、外径およそ１ｍｍ程度で肉厚数十またはおよそ８０μｍ程度の円形または楕円形の放電細管１１を所要本数並設し、その上下を樹脂またはガラスの薄い電極支持基板１４と１６で挟持した構成を有する。個々の放電細管１１の内部にはＲＧＢの蛍光体のいずれかと放電用の混合ガスが封入されて両端が封じられており、各色の放電細管１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ、・・・がこの順序で繰り返し配列されている。

透明な樹脂またはガラスからなる前面側の電極支持基板１４の内側表面には、ｎ行ｍ列の放電セルの各行（表示ライン）を画定するよう表示電極対１５を構成する表示電極ＸおよびＹが配置されている。また背面側の電極支持基板１６の上面には放電細管の本数に対応したアドレス電極セット１７を構成するアドレス電極Ａが各放電細管１１に沿って配置されている。この図において、表示電極ＸおよびＹの添字ｊは任意の行の位置を示し、またアドレス電極Ａの添字ｉは任意の列の位置を示す。詳細には図示していないが各表示電極ＸおよびＹは、隣接する対向部に面放電スリットを形成する透明導電膜部分とその反対側の端縁部に重ねられた金属膜バス電極部分とからなる。透明な表示電極対部分を個々の放電細管の外表面に形成し、前面側電極支持基板には各放電細管の行毎の表示電極対間を横につなぐ金属バス電極のみを設けるようにしてもよい。このようにして、各表示電極対１５とアドレス電極Ａとの交差部に対応した放電細管内に表示単位となる放電セルが画定され、横に並ぶＲＧＢ３色の放電セルで１画素が構成される。

図３は、本発明の実施形態による、前面側電極支持基板１４の模式的構成を示す斜視図である。本発明では、図３の模式図に示すように前面側電極支持基板１４の外側面の表示ライン間の領域に対応する位置に遮光性導電材料からなるストライプ状の膜１８を形成する。即ち、図３において、ＰＥＴなどの樹脂またはガラスからなる厚さ１ｍｍ程度のシート状基板１４の放電細管１１と接する内面上には、当該放電細管内で放電を生ずるような放電スリットＤｓを隔てた対となる透明な表示電極ＸとＹが、放電しない程度の広さの逆スリットＲｓを隔ててｎライン分設けられている。表示電極対の逆スリット側には、一般的なＰＤＰの構成と同様に図示しない金属バス電極が設けられている。基板１４の外面上には表示電極対１５の間の逆スリット部Ｒｓに対応して本発明の特徴とする黒色または暗色の遮光性導電膜１８がストライプ状に形成されている。この場合、ブラックストライプとして機能するこの遮光性導電膜１８は、さらにそれぞれの両端縁が共通導体１９に接続され、基準電位点ＧＮＤｘおよびＧＮＤｙへの端子に導出されている。複数の遮光性導電膜１８と共通導体１９は、例えば黒化クロムまたは炭素のような、黒色または暗色の導電性材料を含む遮光性の導電膜で形成される。あるいは、それは黒色顔料を添加した銀ペーストを用いて形成することもできる。

このような遮光性導電膜１８のパターニングは、前述の材料に感光性を付与した黒色の導電性ペーストを基板外面に塗布した後、ホトリソグラフィ法で所定のストライプパターンに整形して、または黒色導電性のインクでストライプ状の遮光膜を印刷して、形成することができる。或いは、黒色のまたは後から黒化処理可能な金属膜をいったん全面に蒸着した後で、ホトリソグラフィ法でパターニングしてストライプ状の遮光性導電膜を形成してもよい。また、この遮光性導電膜のパターンは、逆スリット対応部Ｒｓを完全に覆う幅を持っていてもよく、または逆スリットに隙間を空けて中央部に線状に形成したものであってもよい。いずれにしても、この場合、遮光性導電膜１８は、表示電極対極対ＸＹの形成面とは異なる面に設けられるので、その形成作業において物理的な位置合わせの関係および材料相互の化学的な反応の関係に配慮する必要がなく、低コストで形成が可能となる。

次に、この種のＡＣ型ガス放電表示装置の駆動法の一例について説明すると、１つのピクチャ（映像）は典型的には１フレーム期間で構成されており、インターレース型走査では１フレームが２つのフィールドで構成され、プログレッシブ型走査では１フレームが１つのフィールドで構成されている。また、通常のテレビジョン方式による動画表示のためには１秒間に３０フレームの表示が必要である。そこでこの種ガス放電表示装置１０による表示では、２値の発光制御によって階調を持ったカラー再現を行うために、典型的にはそのような１フィールドＦをｑ個のサブフィールドＳＦの集合に置き換える。しばしば、これらサブフィールドＳＦに順に２⁰，２¹，２²，．．．２^q-1等の異なる重みを付けて各サブフィールドＳＦの表示放電の回数を設定する。サブフィールド単位の発光／非発光の組合せでＲ，ＧおよびＢの各色毎にＮ（＝１＋２¹＋２²＋．．．＋２^q-1）段階の輝度設定を行うことができる。このようなフィールド構成に合わせてフィールド転送周期であるフィールド期間Ｔｆをｑ個のサブフィールド期間Ｔｓｆに分割し、各サブフィールドＳＦに１つのサブフィールド期間Ｔｓｆを割り当てる。さらに、サブフィールド期間Ｔｓｆを、初期化のためのリセット期間ＴＲ、アドレッシングのためのアドレス期間ＴＡ、および発光のための表示期間ＴＳに分ける。典型的には、リセット期間ＴＲおよびアドレス期間ＴＡの長さが重みに係わらず一定であるのに対し、表示期間ＴＳにおけるパルス数は重みが大きいほど多く、表示期間ＴＳの長さは重みが大きいほど長い。この場合、サブフィールド期間Ｔｓｆの長さも、該当するサブフィールドＳＦの重みが大きいほど長い。

図４は、本発明の実施形態による、Ｘドライバ回路６１、Ｙドライバ回路６４およびＡドライバ回路６８の出力駆動電圧波形の概略的な駆動シーケンスを例示している。なお、図示の波形は一例であり、振幅、極性およびタイミングを様々に変更することができる。

リセット期間ＴＲ、アドレス期間ＴＡおよびサステイン期間ＴＳの順序は、ｑ個のサブフィールドＳＦにおいて同じであり、駆動シーケンスはサブフィールドＳＦ毎に繰り返される。各サブフィールドＳＦのリセット期間ＴＲにおいては、全ての表示電極Ｘに対して負極性のパルスＰｒｘ１と正極性のパルスＰｒｘ２とを順に印加し、全ての表示電極Ｙに対して正極性のパルスＰｒｙ１と負極性のパルスＰｒｙ２とを順に印加する。パルスＰｒｘ１，Ｐｒｙ１およびＰｒｙ２は微小放電が生じる変化率で振幅が漸増するランプ波形または鈍波パルスである。最初に印加されるパルスＰｒｘ１およびＰｒｙ１は、前サブフィールドＳＦにおける発光／非発光に係わらず全ての放電セルにいったん同一極性の適度の壁電荷を生じさせるために印加される。引き続き適度の壁電荷が存在する放電セルにパルスＰｒｘ２およびＰｒｙ２を印加することにより、この壁電荷を維持パルスでは再放電しないレベル（消去状態）まで減少させるように調整する。セルに加わる駆動電圧は、表示電極ＸおよびＹに印加されるパルスの振幅の差を表す合成電圧である。

アドレス期間ＴＡにおいては、発光させる放電セルのみに放電維持に必要な壁電荷を形成する。全ての表示電極Ｘおよび全ての表示電極Ｙを所定電位にバイアスした状態で、行選択期間（１行分のスキャン時間）毎に選択行に対応した表示電極Ｙに負極性のスキャンパルス−Ｖｙを印加する。この行選択と同時にアドレス放電を生じさせるべき選択セルに対応したアドレス電極ＡのみにアドレスパルスＶａを印加する。つまり、選択行ｊのｍ列分のサブフィールドデータＤｓｆに基づいてアドレス電極Ａ₁〜Ａ_mの電位を走査ライン毎に２値制御する。これによって、選択セルでは表示電極Ｙとアドレス電極Ａとの間で放電細管内にアドレス放電が生じる。そのアドレス放電によって書き込まれた表示データが放電細管のセル内壁に壁電荷の形で記憶され、その後のサステイン・パルスの印加により表示電極Ｘ−Ｙ間の面放電が生じる。

サステステイン期間ＴＳにおいては、最初に先のアドレス放電で生じた壁電荷と加算されて維持放電を発生する極性（図の例では正極性）のサステイン・パルスＰｓを印加する。その後、表示電極Ｘと表示電極Ｙとに対して交互にサステイン・パルスＰｓを印加する。サステイン・パルスＰｓの振幅は維持電圧Ｖｓである。サステイン・パルスＰｓの印加によって、所定の壁電荷が残存する放電セルにおいて面放電が生じる。サステイン・パルスＰｓの印加回数は、上述したようにサブフィールドＳＦの重みに対応する。なお、サステイン期間ＴＳ全体にわたって不要な対向放電を防止するために、アドレス電極Ａをサステイン・パルスＰｓと同極性の電圧Ｖａｓにバイアスする。

図５は、本発明によるＡＣ型ガス放電表示装置における放電電流の流れを説明するための概略的正面図であり、矢印は放電電流の方向を示している。この図５から明らかなように本発明においては図１に示した表示モジュール６０のＹドライバ回路５１の基準電位点ＧＮＤｙとＸドライバ回路６１の基準電位点ＧＮＤｘの間を遮光性導電膜１８で共通接続した構成をとっている。

図５はＹドライバ回路６４によってＹ電極Ｙｊに正極性のサステイン電圧を印加したときの状態を示しており、放電電流は、Ｙドライバ回路６４から、Ｙ電極に供給され、放電シンボルＤｇで示す放電セルを経て対となるＸ電極Ｘｊを通りＸドライバ回路６１へと流れる。さらに、この放電電流はＸドライバ回路６１の基準電位点ＧＮＤｘから遮光性導電膜１８を通ってＹドライバ回路６４の基準電位点ＧＮＤｙへと戻るように流れる。一方、Ｘドライバ回路６４によってＸ電極に正極性のサステイン電圧を印加したときは、図の矢印とは逆の方向に放電電流が流れることになる。この場合、黒色または暗色の遮光性電導膜１８は表示電極対４１との間の距離が小さいので、表示電極対４１と遮光性導電膜１８を互いに逆方向に流れる電流が互いに相殺しあって有害な不要電磁輻射波の発生が抑制されるようになる。さらに、遮光性導電膜１８は基板１６の外側表面に表示ラインと同じ配列ピッチで設けられて共通に基準電位点ＧＮＤｘおよびＧＮＤｙに結合されるので、それ自体が電磁波シールド効果を発揮する。従って、場合によっては従来装置前面に機能フィルタの一部として別に設けていた電磁シールド膜を不要とすることも可能である。

図６は、本発明によるＡＣ型ガス放電表示装置１０の前面側電極支持基板１４の光学的特徴を説明するための概略側断面図を示している。主としてプラズマ・チューブ・アレイ形式のＡＣ型ガス放電表示装置を対象とする本発明においては、前面側電極支持基板１４として通常のＰＤＰのそれに比べて薄い厚さ１ｍｍ程度の樹脂シートまたはガラスシートを用いるので、当該基板の外面に遮光性導電膜１８を設けてもその内面に接する放電細管内のセルの放電Ｄｇに対する視野角θの制限は僅かである。一方、当該遮光性導電膜１８のパターンおよびプロセスの自由度が高いので、視野角への影響を最小化した状態でブラックストライプ本来の表示品質改善機能を果たすことができる。

本発明の実施形態によれば、ストライプ状の遮光性導電膜１８を前側ガラス基板１４の外側表面に形成し、それによってコントラストの改善されたガス放電表示装置を簡単な構成で安価に提供することができる。また、当該ストライプ状の遮光性導電膜４６をＸ側とＹ側ドライバ回路の基準電位点に共通接続して、不要な電磁波の発生を抑制することができる。

以上説明した実施形態はプラズマ・チューブ・アレイ形式のガス放電表示装置を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。例えば、一般的なＰＤＰを始めとして無機または有機ＥＬや電圧の印加により電荷を蓄積することで文字などを表示させる電子ペーパーでも本発明を適用可能である。

図１は、本発明の実施形態による、典型例の表示モジュールの構成を示している。図２は、プラズマ・チューブ・アレイ形式のＡＣ型ガス放電表示装置の概略的構造を示している。図３は、本発明の実施形態による、前面側電極支持基板の模式的構成を示す斜視図である。図４は、Ｘドライバ回路、Ｙドライバ回路およびＡドライバ回路の出力駆動電圧波形の概略的な駆動シーケンスを例示している。図５は、本発明の前面側電極支持基板における放電電流の流れを説明する概略平面図である。図６は、本発明によるＡＣ型ガス放電表示装置の前面側基板の光学的特徴を説明するための概略側断面図である。

符号の説明

１０ガス放電表示装置
１４前面側電極支持基板
１６背面側電極支持基板
１８遮光性導電膜
１９共通導体
Ａｉアドレス電極
Ｘｊ、Ｙｊ表示電極
ＧＮＤｘ、ＧＮＤｙ基準電位点

Claims

並設された複数本の放電細管を挟持して該放電細管と交差する方向に延びる複数の表示電極対が内側表面に形成された透明な前面側基板と、前記放電細管の長手方向に沿って前記複数の表示電極対と交差する方向に延びる複数の信号電極が内側表面に形成された背面側基板と、を有するプラズマ・チューブ・アレイ形式のＡＣ駆動型ガス放電表示装置であって、
前記前面側基板の外側表面に、前記各表示電極対の間の位置に対応してそれぞれ遮光性の導電膜が形成され、
前記複数の表示電極対を構成する一方の表示電極が前記前面側基板の一方の端部に導出されて一方のドライバ回路に接続され、他方の表示電極が前記前面側基板の他方の端部に導出されて他方のドライバ回路に接続され、前記一方のドライバ回路と他方のドライバ回路の基準電位点が前記遮光性の導電膜を通して共通接続され、
前記遮光性の導電膜が対となる表示電極間に流れる放電電流の帰路を構成してなることを特徴とする、プラズマ・チューブ・アレイ形式のＡＣ型ガス放電表示装置。
前記遮光性の導電膜はそれぞれ隣接する表示電極対間でストライプ状に延びる黒色の導電材料からなり、かつ両端部がそれぞれ共通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・アレイ形式のＡＣ型ガス放電表示装置。