JP5243842B2 - 大型表示装置 - Google Patents

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面の単位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、上下の単位モジュールを突き合わせることで実現しようとするものが知られている（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単位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、一端が幅Ｄの非表示領域を持って封止され、他端が前記一端の非表示領域の幅Ｄよりも広い幅Ｄａの非表示領域を持って封止され、内部に放電ガスが封入された細長いプラズマチューブを複数本並べ、前記複数本のプラズマチューブの配列面の前面に所定間隔の非表示領域を隔てて平行に配置された複数の表示電極対を有する単位表示モジュールを、前記プラズマチューブの長手方向に複数個隣接配置した構成の大型表示装置において、１つの単位表示モジュールを構成する複数本のプラズマチューブの前記他端側の幅Ｄａの非表示領域の表示面側に他の１つの単位表示モジュールを構成する複数本のプラズマチューブの前記一端側の幅Ｄの非表示領域を重ねて配置した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、上下に設置される表示単位が段差を設けて隣接されるので、プラズマチューブの先端を突き合わせることなく表示単位の配列が可能となり、プラズマチューブの破損が防止される。

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、上下に設置される表示単位を、前記プラズマチューブの接触が防止されるように厚さ方向に段差を設けて隣接させ、前記表示電極に駆動電圧を印加する電圧印加手段を前記表示単位の隣接部位とは異なる位置に設けることを特徴とする。
上下に設置される表示単位は、重なり合う部分を有してもよい。
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。
上下に設置される表示単位は、重なり合う部分で連続する１つの表示画面を有することが好ましい。
上下に設置される表示単位は、重なり合う部分に非表示領域を有するようにしてもよい。

この発明は別の観点から、複数のプラズマチューブアレイ（PTA）と、前記ＰＴＡを行方向と列方向にマトリックス状に、かつ、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支持する支持部材とを備え、各ＰＴＡは、列方向に延びる複数の平行なプラズマチューブと、プラズマチューブに直交する方向に延びる複数の平行な表示電極と、プラズマチューブに沿って延びる複数の平行なアドレス電極とを備える大型表示装置を提供するものである。

ＰＴＡは本来、可撓性を有するので、支持部材は各ＰＴＡを行方向に湾曲させて支持することができる。
支持部材は、列方向に隣接する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。

各行において、隣接するＰＴＡの表示電極を互いに電気的に直列接続する接続部材をさらに備えることが好ましい。
各行の端に位置するＰＴＡの表示電極に接続され行方向のＰＴＡに共通の信号電圧を印加する表示電極駆動回路と、各ＰＴＡのアドレス電極に接続されＰＴＡ毎に独立した信号電圧を印加する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単位モジュール
図４，図５，図６は、この発明に係るＰＴＡ単位モジュール（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のエッジ（端縁）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のエッジ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、他端は封止切られたプラズマチューブ１１が使用され、ＰＴＡ１００ａの封止切り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矢視断面図である。図１６は、２行の単位モジュールＭａ，Ｍｂ，Ｍｃが図１０（ａ）に示すようにＰＴＡ１００ａのエッジの非表示領域の幅Ｄａ≦Ｄ／２である場合である。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行の単位モジュールＭａ，Ｍｂ，Ｍｃが図１０（ｂ）に示すようにＰＴＡ１００ａのエッジの非表示領域の幅ＤａがＤ／２＜Ｄａ≦Ｄである場合である。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の間に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になるように両者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が図１０の（ａ）又は（ｂ）に示すようにＤａ≦Ｄであり、第２行の単位モジュールＭａ，Ｍｂ，Ｍｃが図１０の（ｃ）に示すようにＤａ＞Ｄの場合である。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との間に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に納まるようにそれら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、２行の単位モジュールＭａ，Ｍｂ，Ｍｃが図１７に示すように位置合わせされた場合に、重なり合い部分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、それぞれのＰＴＡ１００ａ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、支持基板３１が表示電極２と共に支持基板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、隣接部分におけるプラズマチューブの配列ピッチは他のプラズマチューブの配列ピッチと同じにすることができ、隣接部分における表示品質の低下（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。

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。 図１３のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図１３のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図１３のＣ−Ｃ矢視断面図である。 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。

符号の説明

２ 表示電極
３ アドレス電極
１１ 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 シート部材
３０３ コネクタ
３０４ 導電体
Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ ＰＴＡ単位モジュール
Ｐ 表示電極対
Ｘ 維持電極
Ｙ 走査電極

Claims (3)

1. 一端が幅Ｄの非表示領域を持って封止され、他端が前記一端の非表示領域の幅Ｄよりも広い幅Ｄａの非表示領域を持って封止され、内部に放電ガスが封入された細長いプラズマチューブを複数本並べ、前記複数本のプラズマチューブの配列面の前面に所定間隔の非表示領域を隔てて平行に配置された複数の表示電極対を有する単位表示モジュールを、前記プラズマチューブの長手方向に複数個隣接配置した構成の大型表示装置において、
   １つの単位表示モジュールを構成する複数本のプラズマチューブの前記他端側の幅Ｄａの非表示領域の表示面側に他の１つの単位表示モジュールを構成する複数本のプラズマチューブの前記一端側の幅Ｄの非表示領域を重ねて配置したことを特徴とする大型表示装置。
2. 前記プラズマチューブの一端が幅Ｄの非表示領域を持って平坦封止され、他端が幅Ｄａの非表示領域を持って封じ切られた構成を有することを特徴とする請求項１に記載の大型表示装置。
3. 前記プラズマチューブの一端の封止部における非表示領域の幅Ｄが前記表示電極対の配置間隔としての非表示領域の幅と同じかそれ以下の寸法であることを特徴とする請求項１または２記載の大型表示装置。

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