JPWO2006090463A1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

表示装置（１２）は、内部に蛍光体層（４）が形成されると共に放電ガスが封入され、長手方向に複数の発光点を有するガス放電管（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、．．．２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂ）を複数並置して構成された表示面を有する。その複数のガス放電管（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、．．．２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂ）の各々は、長手方向が湾曲した形状を有する。その湾曲の大きさの異なるその複数のガス放電管を組み合わせて表示面を構成する。【選択図】 図７

Description

本発明は、表示装置に関し、特に管状ガス放電管で構成された表示装置に関する。

篠田、他によって２００３年３月２８日付けで公開された特開２００３−９２０８５号公報（Ａ）には、特に図１８には、円筒状の支持壁の内面、すなわち湾曲面に沿って、観察者を囲むように表示管を配列することで、臨場感や没入感を与える表示を実現することが開示されている。
特開２００３−９２０８５号公報

特開２００３−９２０８５号公報の表示装置では、観察者の天井に画像が表示できないので、臨場感のある表示が行えない。

発明者たちは、観察者を水平方向に囲むだけでなく、垂直方向からも囲む、つまり、観察者の頭上をも覆うように表示する事で、更に臨場感や没入感を与える表示を実現できることを認識した。

本発明の目的は、実質的に隙間なくほぼ等間隔で配置された複数のガス放電管からなる表示装置を実現することである。

本発明の別の目的は、観察者の視野全体を覆うように湾曲した形状の表示面を有する表示装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、内部に蛍光体層が形成されると共に放電ガスが封入され、長手方向に複数の発光点を有するガス放電管を複数並置して構成された表示面を有する。その複数のガス放電管の各々は、長手方向が湾曲した形状を有する。その湾曲の大きさの異なるその複数のガス放電管を組み合わせて表示面を構成する。

本発明の別の特徴によれば、表示装置は、内部に蛍光体層が形成されると共に放電ガスが封入され、長手方向に複数の発光点を有するガス放電管を複数並置して構成された表示面を有する。その表示面は、湾曲した形状を有する。その複数のガス放電管の各々は、長手方向が湾曲した形状を有する。その複数のガス放電管はその表示面の湾曲の大きさがゆるやかになるように並置されている。

本発明によれば、実質的に隙間なくほぼ等間隔で配置された複数のガス放電管からなる表示装置を実現することができ、観察者の視野全体を覆うように湾曲した形状の表示面を有する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、表示装置１０の部分的構造の例を示している。図において、表示装置１０は、実質的に隙間なくほぼ等間隔で並列に配置された透明な細管状ガス放電管２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、．．．、透明な前面側の支持シートまたは薄板３１、背面側の支持シートまたは薄板３２、表示電極対または主電極対２、および信号電極またはデータ電極３を含んでいる。

細管状のガス放電管２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、．．．の内部（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に形成してもよい。信号電極３は、背面側の支持シート３２に形成され、ガス放電管２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、．．．の長手方向に沿って設けられている。表示電極対２は前面側の支持シート３１に形成され、信号電極３と交差する方向に設けられている。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２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、．．．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、その放電に伴って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１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表示電極間のガス放電管１内で発生される面放電である。

なお、このようなガス放電管２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、．．．を多数並列配置した表示装置１０においては、予めガス放電管２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、．．．の外表面に、表示電極をドット状に、信号電極をストライプ状に、それぞれ印刷、または蒸着等により形成しておき、かつ前面側の支持シート３１と背面側の支持シート３２には給電用の電極を形成し、表示装置１０の組み立ての際にその給電用の電極をガス放電管２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、．．．の表示電極２と信号電極３にそれぞれ接触させるように構成してもよい。

図２は、ドット状の表示電極対２とストライプ状の信号電極３が管面に形成されたガス放電管２０の一例を示す図である。

図３Ａはガス放電管２０の表示電極対２近傍の部分的拡大平面図である。図３Ｂは、図３Ａにおけるガス放電管２０の３Ｂ−３Ｂ線に沿った断面図である。図３Ａおよび３Ｂにおいて、ガス放電管２０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２０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２０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２０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３Ａおよび３Ｂでは、ガス放電管２０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、表示電極対間の放電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４は、特開２００３−９２０８５号公報の表示装置３０２を変形して、観察者の視野全体を覆う形状とした場合の表示装置を示している。観察者の頭上を覆うように構成する場合、その表示装置３０２では、観察者の周囲の側面において管状ガス放電管の間に不所望な多数の管径以上の隙間５２が形成され、従って高画質の画像表示が行えない。

図５は、本発明の実施形態による、複数の組のガス放電管（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）、（２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ）、．．．（２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂ）の湾曲した形状を示している。各１組のガス放電管は、Ｒ、ＧおよびＢの光を放出する３本のガス放電管からなる。各組の３本のガス放電管（２０Ｒ、２０Ｇおよび２０Ｂ）、（２１Ｒ、２１Ｇおよび２１Ｂ）、．．．または（２８Ｒ、２８Ｇおよび２８Ｂ）は、同じ長さを有し、同じ形状を有し、両端部が表示面の方向に湾曲するように湾曲され、好ましくは、同じ半径を有し、同じ曲率で湾曲させる。各ガス放電管の湾曲形状は、ほぼ半円形であっても、ほぼ円形であっても、例えば９０度、１２０度のような１８０度以外の弧状であっても、楕円形状であっても、楕円形状の一部であってもよい。異なる組のガス放電管（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）、（２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ）、．．．および（２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂ）のそれぞれの組は、この順に、長さおよび半径が実質的に単調に減少し、従って曲率が単調に増大する。

ここで用いるガラス細管は、十分細いため、曲率半径１ｍ程度で湾曲させても折れない。従って、湾曲形状の放電管１は、その細管内面に蛍光体層および電子放出膜を形成した後、ガラス管の靱性を用いて湾曲させてもよい。それは、加熱することによって細管を湾曲させた後、その細管内面に蛍光体層および電子放出膜を形成することによって作製してもよい。代替構成として、加熱することによって細管および支持部材を正確に一定の曲率で湾曲させた後、細管内面に電子放出膜を形成し、支持部材に蛍光体層を形成し、その湾曲した支持部材を湾曲した細管に挿入してもよい。代替構成として、電子放出膜および蛍光体層を形成した直線状の放電管を加熱して徐々に湾曲させてもよい。また、電子放出膜が内面に形成され、蛍光体層を形成した直線状の支持部材が挿入された直線状の放電管を、加熱して徐々に湾曲させてもよい。

図６Ａおよび６Ｂは、本発明の表示装置１０に用いられる、図５の複数の管状ガス放電管２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、．．．２８Ｒ、２８Ｇおよび２８Ｂを実質的に隙間なくほぼ等間隔で隣接して配置して組み立てられた表示装置１０の正面図および背面図をそれぞれ示している。図において、ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂの寸法形状は、実際の寸法形状ではなく、配置を理解しやすくするために太く短く表現され、管の長手方向の弧の形状は直線に近いものとして表現されている。図６Ａおよび６Ｂにおいて、背面支持シート３２上に形成された信号電極Ａ１、Ａ２、．．．Ａｍが湾曲形状の細管状ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂの背面に密着されており、透明前面支持シート３１上に形成さえた透明な表示電極対Ｘ１、Ｙ１、Ｘ２、Ｙ２、．．．Ｘｎ、Ｙｎが細管状ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂの正面に密着されている。１組のＲ、ＧおよびＢの細管状ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂは、同じ長さを有するが、配置１０において、より下の位置にある管状ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂはより長く、より上の位置にある管状ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂは長さが短くなっている。例えば、細管状ガス放電管の数は例えばｍ＝３０００であり、ｎ＝１０００である。

図７は、本発明の第１の実施形態による、図６Ａおよび６Ｂの支持シート３１および３２で挟まれた細管状ガス放電管（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）、（２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ）、．．．および（２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂ）の各々が表示面が内側になるように約１８０の弧状に湾曲された表示装置１２の斜視図である。表示装置１２は、全体的に概ね半円錐の形状を有する。表示装置１２において、ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂの各々は、半円状に湾曲され、長さの湾曲線が水平面内に位置するように、下から上へ、長いものから短いものとなる順序でかつ半径が大きいものから小さいものとなる順序で即ち曲率が小さいものから大きいものとなる順序で、垂直な中心軸Ｃの周りに概ね同軸的に配置される。ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂは、実質的に隙間なくほぼ等間隔で隣接して配置される。

このような構造によって、観察者が表示装置１２の表示面に向かってその中心軸Ｃの位置にいるとき、表示装置１２は観察者の視野すなわち正面および頭上をほぼ覆うことができる。表示装置１２は、分割線Ｄを境にした左右２つの部分から構成されていてもよく、または２本以上の分割線を境に３つ以上の部分から構成されていてもよい。また、２つ以上の表示装置１２を組み合わせてドーム状の表示面を形成してもよく、それによって広い視野角の表示装置が実現できる。

図８は、本発明の第２の実施形態による、図６Ａおよび６Ｂの支持シート３１および３２で挟まれた細管状ガス放電管（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）、（２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ）、．．．および（２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂ）の各々が表示面を内側にして湾曲された別の表示装置１４の斜視図である。表示装置１４は、トンネルのような形態を有し、図６の表示装置１２を横に倒した形態を有する。表示装置１４において、ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂの各々は、半円状に湾曲され、長さの湾曲線が水平面内に位置するように、手前から奥へ、長いものから短いものとなる順序でかつ半径が大きいものから小さいものとなる順序で即ち曲率が小さいものから大きいものとなる順序で、垂直な中心軸Ｃの周りに概ね同軸的に配置される。ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂは、実質的に隙間なくほぼ等間隔で隣接して配置される。

このような配置によって、観察者が表示装置１４の表示面の奥側向かって中心軸Ｃ上に立つとき、表示装置１４は観察者の視野すなわち正面および頭上をほぼ覆うことができる。表示装置１４は、分割線Ｄを境にした左右２つの部分から構成されていてもよく、または２本以上の分割線を境に３つ以上の部分から構成されていてもよい。また、表示装置１４の床として透明板を設け、その下側に別の表示装置１４を配置してもよく、それによって広い視野角の表示装置が実現できる。

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、表示装置の部分的構造の例を示している。 図２は、ドット状の表示電極対とストライプ状の信号電極が管面に形成されたガス放電管の一例を示す図である。 図３Ａはガス放電管の表示電極近傍の部分平面を示している。図３Ｂは、図３Ａにおけるガス放電管の３Ｂ−３Ｂ線に沿った断面を示している。 図４は、観察者の視野全体を覆う形状とした表示装置を示している。 図５は、本発明の実施形態による、複数の組のガス放電管の湾曲した形状を示している。 図６Ａおよび６Ｂは、本発明の表示装置に用いられる、図５の複数の管状ガス放電管を実質的に隙間なくほぼ等間隔で隣接して配置して組み立てられた表示装置の正面図および背面図をそれぞれ示している。 図７は、本発明の第１の実施形態による、図６Ａおよび６Ｂの支持シートで挟まれた細管状ガス放電管の各々が表示面が内側になるように湾曲された表示装置の斜視図である。 図８は、本発明の第２の実施形態による、図６Ａおよび６Ｂの支持シートで挟まれた細管状ガス放電管の各々が表示面を内側にして湾曲された別の表示装置の斜視図である。

図６Ａおよび６Ｂは、本発明の表示装置１０に用いられる、図５の複数の管状ガス放電管２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ、２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、．．．２８Ｒ、２８Ｇおよび２８Ｂを実質的に隙間なくほぼ等間隔で隣接して配置して組み立てられた表示装置１０の正面図および背面図をそれぞれ示している。図において、ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂの寸法形状は、実際の寸法形状ではなく、配置を理解しやすくするために太く短く表現され、管の長手方向の弧の形状は直線に近いものとして表現されている。図６Ａおよび６Ｂにおいて、背面支持シート３２上に形成された信号電極Ａ１、Ａ２、．．．Ａｍが湾曲形状の細管状ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂの背面に密着されており、透明前面支持シート３１上に形成された透明な表示電極対Ｘ１、Ｙ１、Ｘ２、Ｙ２、．．．Ｘｎ、Ｙｎが細管状ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂの正面に密着されている。１組のＲ、ＧおよびＢの細管状ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂは、同じ長さを有するが、配置１０において、より下の位置にある管状ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂはより長く、より上の位置にある管状ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂは長さが短くなっている。例えば、細管状ガス放電管の数は例えばｍ＝３０００であり、ｎ＝１０００である。

図８は、本発明の第２の実施形態による、図６Ａおよび６Ｂの支持シート３１および３２で挟まれた細管状ガス放電管（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）、（２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ）、．．．および（２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂ）の各々が表示面を内側にして湾曲された別の表示装置１４の斜視図である。表示装置１４は、トンネルのような形態を有し、図６の表示装置１２を横に倒した形態を有する。表示装置１４において、ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂの各々は、半円状に湾曲され、長さの湾曲線が垂直平面内に位置するように、手前から奥へ、長いものから短いものとなる順序でかつ半径が大きいものから小さいものとなる順序で即ち曲率が小さいものから大きいものとなる順序で、水平な中心軸Ｃの周りに概ね同軸的に配置される。ガス放電管２０Ｒ〜２８Ｂは、実質的に隙間なくほぼ等間隔で隣接して配置される。

Claims (4)

1. 内部に蛍光体層が形成されると共に放電ガスが封入され、長手方向に複数の発光点を有するガス放電管を複数並置して構成された表示面を有する表示装置であって、
   前記複数のガス放電管の各々は、長手方向が湾曲した形状を有し、
   前記湾曲の大きさの異なる前記複数のガス放電管を組み合わせて表示面を構成することを特徴とする、
   表示装置。
2. 内部に蛍光体層が形成されると共に放電ガスが封入され、長手方向に複数の発光点を有するガス放電管を複数並置して構成された表示面を有する表示装置であって、
   前記表示面は、湾曲した形状を有し、
   前記複数のガス放電管の各々は、長手方向が湾曲した形状を有し、
   前記複数のガス放電管は前記表示面の湾曲の大きさがゆるやかになるように並置されていることを特徴とする、
   表示装置。
3. 前記表示装置は、さらに、前記複数のガス放電管の長手方向が前記表示面の横方向となるように表示面を構成され、前記複数のガス放電管の各々は、前記表示面の上から下に向かって前記湾曲の大きさがゆるやかになるように並置されてなることを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記表示装置は、さらに、トンネル状の表示面を構成され、前記複数のガス放電管の各々は、長手方向が前記トンネルの中心軸を囲むように並置され、表示面の奥から手前に向かって前記湾曲の大きさがゆるやかになるように並置されてなることを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。

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