WO2006103762A1

WO2006103762A1 - プラズマチューブアレイ

Info

Publication number: WO2006103762A1
Application number: PCT/JP2005/006093
Authority: WO
Inventors: Hitoshi Hirakawa; Manabu Ishimoto; Kenji Awamoto
Original assignee: Shinoda Plasma Corporation
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-05
Also published as: US20080024049A1; JPWO2006103762A1

Description

プラズマチューブアレイ

技術分野

[0001] 本発明は、内部に蛍光体層を有する複数の発光管を並べておき、それら複数の発光管内部で放電を生じさせてその発光管内部の蛍光体層を発光させることにより画像を表示するプラズマチューブアレイに関する。

背景技術

[0002] 自発光を行なう大型の画像表示装置として、プラズマディスプレイの原理を応用し、内部に蛍光体層等を有するガラスのチューブ (ガラス管)力なる発光糸を多数本整列させて各発光糸の各部分ごとの発光を制御することにより画像を表示する技術が提案されてヽる (特許文献 1参照)。

[0003] 個々の発光糸は、ガラス管の内部に MgO層と蛍光体層を形成し、例えば Neと Xe カゝらなる放電ガスを封入したものである。蛍光体層は、ボートと呼ばれる、半円に近い断面形状を持つ搭載部品である支持部材上に形成され、その支持部材 (ボート）がガラス管内に挿入される。その後、ガラス管は真空チャンバ内で加熱しつつ排気され、放電ガスを充填した後に両端が溶融封止される。このようにして製作した発光糸を並列に多数整列させて固定するとともに、それらの発光糸の上下に電極を設け、それらの電極に電圧を印加することにより発光糸内部に放電を生じさせ蛍光体を発光させる。

[0004] 図 1は、プラズマチューブアレイの基本構造を示した斜視図である。

[0005] ここに示すプラズマチューブアレイ 100には、内部にそれぞれ赤 (R)、緑 (G)、青（ B)の蛍光を発する蛍光体層がそれぞれ配置され放電ガスが封入された各発光糸 10 R, 10G, 10B, 10R, 10G, 10B,…力互ヽに平行に、力つ全体として面状に酉己列されており、それらの配列された多数本の発光糸 10R, 10G, 10B, 10R, 10G, 10B,…の前面および背面には、それぞれ透明な前面支持基板 20および背面支持基板 30が配置され、それら配列された多数本の発光糸 10R, 10G, 10B, 10R, 10 G, 10B,…が、それらの前面支持基板 20および背面支持基板 30で挟まれた構造を有している。

[0006] また、前面支持基板 20上には、多数本の発光糸 10R, 10G, 10B, 10R, 10G, 1 OB,…の配列方向、すなわちそれら多数本の発光糸 10R, 10G, 10B, 10R, 10G , 10B,…に跨る方向に ίま、互ヽに平行に延びる 2本の表示電極 211, 212力らなる表示電極対 21が形成されている。この表示電極対 21は、発光糸 1 OR, 10G, 10B, 10R, 10G, 10B,…の長手方向に複数配列されている。また、 1つの表示電極対 2 1を構成する 2本の表示電極 211, 212は、互いに離れた側にそれぞれ形成された金属（例ぇば0：7 1 0:)カらなるバス電極211&, 212aと、互いに近接した側にそれぞれ形成された ITO薄膜からなる透明電極 21 lb, 212bとから構成されている。ノス電極 21 la, 212aはその表示電極 211, 212の電気抵抗を下げるためのものであり、透明電極 211b, 212bは、発光糸 10R, 10G, 10B, 10R, 10G, 10B,…での発光光を遮ることなく前面支持部材 20側に透過させることにより明るい表示を行なわさせるための工夫である。ここで、表示電極対 21は、透明電極だけでなぐメッシュ電極など、開口率の高い構造の電極で構成しても良い。

[0007] また、背面支持基板 30上には、多数本並んだ発光糸 10R, 10G, 10B, 10R, 10 G, 10B,…それぞれに対応づけられて各発光糸に沿って互いに平行に延びる金属製の多数本の信号電極 31が形成されて!、る。

[0008] このように構成されてなる PTA100を平面的にみた場合、信号電極 31と表示電極対 21との交差部が単位発光領域 (単位放電領域)となる。表示は、表示電極 211、 2 12の、ずれか一本を走査電極として用、、その走査電極と信号電極 31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発光糸内面に形成された壁電荷を利用して、表示電極 211、 212間で表示放電を発生させることで行う。選択放電は、上下方向に対向する走査電極と信号電極 31との間の発光糸内で発生される対向放電であり、表示放電は、平面上に平行に配置される表示電極 211、 212間の発光糸内で発生される面放電である。このような電極配置により、発光糸の内部には、その長手方向に複数の発光領域が形成される。

[0009] ここで、図の電極構造では、一つの発光領域に 3つの電極が配置された構成であり、表示電極 211、 212によって表示放電が発生される構造である力この限りではなぐ表示電極 211、 212と信号電極 31との間で表示放電が発生される構造であっても良い。即ち、表示電極 211、 212を一本とし、この一本の表示電極を走査電極として用いてデータ電極 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良い。

[0010] また、前面支持基板 20および背面支持基板 30は、ガラス基板であってもよぐ透明な高分子材料等カゝらなる基板を採用してもよい。

[0011] 図 2は、図 1に示したプラズマチューブアレイ 100の一画素分の構造を示した模式図である。

[0012] ここには、 3本の発光糸 10R, 10G, 10Bが示されている。各発光糸 10R, 10G, 1 0Bは、ガラス管 11の内面に MgOなどの保護膜 12が形成され、そのガラス管 11内に、各色 R, G, Bの蛍光を発する各蛍光体層 14R, 14G, 14Bが形成された支持部材であるボート 13が挿入された構造を有している（特許文献 2参照)。

[0013] 図 3は、蛍光体層が形成されたボートを示す図である。

[0014] ボート 13は、断面が半円形あるいはそれに近似した形状のものであり、ガラス管 11

(図 2参照）と同様に長く延びた形状を有しており、その内側には、図 1,図 2に示す 3 種類の発光糸 10R, 10G, 10Bに応じた 3種類の蛍光体層 14R, 14G, 14B (図 2参照：ここでは蛍光体層 14で代表させる）が形成されて!、る。

[0015] 図 2に戻って説明を続ける。

[0016] 図 2に示す発光糸 10R、 10G、 10Bの夫々は、ガラス管 11内に、図 3に示す形状のボート 13が挿入されて構成されている。図 2では、それらの発光糸 10R, 10G, 10 Bの上に、 2本の表示電極 211, 212からなる表示電極対 21が配置されている事が示されている。それら 2本の表示電極 211, 212は、前述したとおり、金属製のバス電極 21 la, 212aと透明電極 21 lb, 212bと力ら構成されている。

[0017] ここで、図 2に示す構造の場合、 3種類の蛍光体層 14R, 14G, 14Bをそれぞれ備えた 3本の発光糸 10R, 10G, 10Bがひと組となり、かつ 2本の表示電極 211, 212 力もなるひと組の表示電極対 21で規定される領域 D1がカラー画像表示の単位である 1ピクセル（1画素）となる。発光糸 10R, 10G, 10B—本一本の直径は典型的には lmm程度であり、この図 2に示す構造の場合、 1ピクセルの領域 D1の寸法は 3mm X 3mmとなる。

[0018] 図 4は、前面支持基板 20とその前面支持基板 20に形成された表示電極 211, 212 を示す図である。

[0019] 図 4に示すように、前面支持基板 20の内側の面には、互いの間に面放電ギャップ Gが形成されるように互!、に平行に延びる 2本の表示電極 211, 212からなる表示電極対 21が形成されている。この表示電極対 21は多数形成されており、隣接する表示電極対 21との間には、放電を防ぐための逆スリット Sが形成されている。

[0020] 表示電極対 21を構成する 2つの表示電極 211、 212は、面放電ギャップ Gに近い側が ITO薄膜からなる透明電極 212b、 21 lbで形成されており、面放電ギャップ Gから離れた側（逆スリット S側）が金属材料カゝらなるバス電極 21 la、 212aで形成されている。ここで、前述したとおり、透明電極 212b、 21 lbは、面放電ギャップ Gに対応する放電空間内の蛍光体層の発光光がガラス基板 11を透過して前面に出射され易くするためのものであり、ノス電極 211a、 212aは、表示電極 211, 212の抵抗値を下げるためのものである。

[0021] ここで、ノス電極 211a、 212aの幅を広げると表示電極 211, 212の抵抗値が下がりその点では好ましいが、蛍光体層からの発光光が遮ぎられ易くなるため発光光の利用効率が下がり、明るい表示画面が得にくくなるという問題が生じ、一方、蛍光体層力の発光光を遮らないようにするためにバス電極 21 la、 212aの幅を狭めると、今度は表示電極 211, 212の抵抗値が上昇してしまうという問題がある。また、逆スリット Sは、非発光部であり、この部分を黒く覆うとパネル全面の反射率を低減できて明室コントラストを改善できるため、バス電極 211a、 212aを逆スリット S側に広げることも一応考えられるが、そうすると逆スリット Sで放電が発生するおそれが生じるため、それも不可能である。

特許文献 1：特開昭 61— 103187号公報

特許文献 2 :特開 2003— 86141号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0022] 本発明は、上記事情に鑑み、発光光の利用効率と表示電極の抵抗値との相反する要求を高、レベルで両立させた表示装置を提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0023] 上記目的を達成する本発明のプラズマチューブアレイのうちの第 1のプラズマチューブアレイは、内部に蛍光体層を有し互いに平行に配列された複数本の発光管と、これら複数本の発光管を挟持する前面支持基板および背面支持基板と、前面支持基板の複数本の発光管対向面に、それら複数本の発光管に跨る方向に形成されてなる複数の表示電極と、背面支持基板の複数本の発光管対向面に、それら複数本の発光管それぞれに対応づけられて発光管に沿う方向に形成されてなる複数の信号電極と、前面支持基板の複数の表示電極形成面とは反対側の表示面に、複数の表示電極の延びる方向に形成され、それら複数の表示電極の夫々と接続されてなる複数の配線と、を備えたことを特徴とする。

[0024] また、本発明のプラズマチューブアレイのうちの第 2のプラズマチューブアレイは、内部に蛍光体層を有し互いに平行に配列された複数本の発光管と、これら複数本の発光管を挟持する前面支持基板および背面支持基板と、前面支持基板の複数本の発光管対向面に、それら複数本の発光管に跨る方向に形成されてなる複数の表示電極と、背面支持基板の複数本の発光管対向面に、それら複数本の発光管それぞれに対応づけられて発光管に沿う方向に形成されてなる複数の信号電極と、前面基板の表示電極対が配列された内面に対する裏側の外面に、上記表示電極に対応して形成され上記表示電極と平行に延び対応する表示電極にそれぞれ接続された複数の配線とを備えた単位パネル複数枚が、上記配線が複数枚の単位パネルに跨つて直線状に延びる向きに配列されるとともに、上記配線が隣接する単位パネルに跨つて接続されてなることを特徴とする。

[0025] ここで、本発明のプラズマチューブアレイにおいて、上記表示電極それぞれの少なくとも一部は、光透過性材料で形成された電極力もなるものであってもよぐあるいは上記表示電極それぞれの少なくとも一部は、金属材料で形成されたメッシュ状の電極からなるものであってもよ！/、。

[0026] また、本発明のプラズマチューブアレイにぉ、て、上記表示電極と上記配線は、前面基板の両端それぞれにおヽて前面基板の端面を跨ぐ金属ワイヤで接続されてヽることが好ましい。

[0027] さらに、本発明のプラズマチューブアレイにおいて、上記配線は、逆スリットに対面する位置に、その逆スリットの幅よりも狭いギャップをもって形成されたものであることが好ましい。

発明の効果

[0028] 本発明によれば、図 4に示す従来例におけるバス電極 21 la, 212aに代わる、あるいはバス電極 21 la, 212aを補助するための配線を表示電極 211, 212が形成された内面とは反対側の外面に設けたため、表示電極 211, 212の抵抗値が等価的に低下し、したがって例えばバス電極 21 la, 212aの幅を狭めることができ、蛍光体層での発光を高効率で利用することができる。

[0029] また、外面は空気にさらされており配線どうしの間隔がかなり狭くてもそれらの配線の間に放電は生じにくい。したがって、図 4に示す従来例における逆スリット Sのかなりの部分を覆うように配線を形成することによりパネル全面の反射率を低減して明室コントラストを改善することも可能である。

[0030] また、本発明によれば、複数枚の基本パネルに跨って上記配線を接続し輝度や階調の表現を複数枚の基本パネルについて統一することも可能となる。

図面の簡単な説明

[0031] [図 1]プラズマチューブアレイの基本構造を示す斜視図である。

[図 2]プラズマチューブアレイの一画素分の構造を示した模式図である。

[図 3]蛍光体層が形成されたボードを示す図である。

[図 4]前面支持基板とその前面支持基板に形成された表示電極を示す図である。

[図 5]本発明の第 1実施形態のプラズマディスプレイパネルの前面支持基板とその前面支持基板に形成された表示電極を示す図である。

[図 6]図 5に示す第 1実施形態における前面支持基板の内面に形成された表示電極と外面に形成された配線との間の接続方法を示す図である。

[図 7]本発明の第 2実施形態のプラズマディスプレイパネルの前面支持基板とその前面支持基板に形成された表示電極を示す図である。

[図 8]図 7に示す第 2実施形態における、表示電極と配線との間の接続方法を示した図である。

[図 9]図 7、図 8に示す第 2実施形態のようにして本発明を実施した基本パネル複数枚を接続した状態を示す平面図である。

[図 10]図 7、図 8に示す第 2実施形態のようにして本発明を実施した基本パネル複数枚を接続した状態を示す斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0032] 以下本発明の各種の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各種実施形態は、前面支持基板に形成された電極や配線に特徴を有するものであり、それ以外の点については図 1を参照して説明した全体構成をそのまま適用するものとし、ここでは、各実施形態の特徴部分のみ図示および説明を行なうものとする。また、図 5 以降の各図において、図 4に示した要素に対応する要素には図 4に付した符号と同一の符号を付して示し説明を省略することがある。

[0033] 図 5は、本発明の第 1実施形態のプラズマチューブアレイの、前面支持基板 20とその前面支持基板 20に形成された表示電極 211、 212を示す図である。

[0034] この前面支持基板 20の内面には、透明電極 21 lb、 212bのみからなる表示電極 2

11, 212が形成されており、前面支持基板 20の外面に、バス電極 211a、 212aに相当する配線 43が形成されている。

[0035] 図 6は、図 5に示す第 1実施形態における、前面支持基板 20の内面に形成された表示電極 211, 212と外面に形成された配線 43との間の接続方法を示す図である。

[0036] 前面支持基板 20の内面に形成された表示電極 211, 212と、前面支持基板 20の外面に形成された配線 43は、前面支持基板 20の両側にお、て金属ワイヤ 45で接続されている。

[0037] 図 5に戻って説明を続ける。

[0038] 配線 43は、 CrZCuZCrの金属薄膜からなるものであり、反射率の低い黒色である。これらの配線 43は、逆スリット Sに対面した位置に、逆スリット Sを覆うように逆スリツト Sよりも狭い間隔 Tで形成されており、パネル全面の反射率が低減され、明室コントラストの改善が図られている。

[0039] ここで、配線 43は大気に接しており絶縁耐圧が高ぐこのような狭い間隔 Tであっても放電を十分に避けることができる。また、この配線 43は十分な幅に形成することができるので、その配線 43の表面に例えば酸ィ匕膜を付けることだけでも反射率を下げることがでさる。

[0040] また、図 5に示す第 1実施形態の場合、表示電極 211, 212は透明電極 212b、 21 lbのみ力もなり、したがって蛍光体層 14R, 14G, 14B (図 2参照）からの発光光を遮ぎらずに高効率に利用することができ明るい表示を行なうことができる。

[0041] 尚、表示電極 211, 212は、透明電極 212b, 21 lb〖こ代えて、発光光を透過させるに十分な開口を有するメッシュ状の金属薄膜等で形成してもよヽ。

[0042] 図 7は、本発明の第 2実施形態のプラズマチューブアレイの、前面支持基板 20とその前面支持基板 20に形成された表示電極 211, 212を示す図である。図 5に示した第 1実施形態との相違点について説明する。

[0043] 図 5に示した第 1実施形態の場合、表面電極 211, 212は透明電極 212b、 212b のみで形成されている力透明電極のみでは、配線 43を含めても十分に低い抵抗値が得られない場合もあり、また、断線が発生し易いという欠点もある。そこで、図 7に示す第 2実施形態では、表示電極 211, 212は、図 4に示す従来例と同様、透明電極 211b, 212bと金属薄膜力なるバス電極 21 la, 212aとで構成されている。ただし、本実施形態では前面支持基板 20の外面に配線 43を有し、前面支持基板 20の両佃 Jで酉己線 43と表示電極 211, 212力接続されているため、ノス電極 21 la, 212a の幅は、図 4に示す従来例と比べ十分に狭い幅のもので済み、蛍光体層での発光光の利用効率の改善が図られる。

[0044] 図 8は、図 7に示す第 2実施形態における、表示電極 211、 212と配線 43との間の接続方法を示した図である。ここでは、一本の表示電極 211のみ図示されているが、全ての表示電極 211, 212について共通である。

[0045] この図 8に示すように、配線 43は、表示電極 211のうちの、金属薄膜からなるバス電極 21 laとの間で、ワイヤ 45により接続されている。これはワイヤ 45を半田付け技法で接続する場合、透明電極 21 lbよりも金属薄膜からなるバス電極 21 laの方が強固な半田付けが可能なためである。

[0046] 図 9、図 10は、例えば図 7、図 8に示す第 2実施形態のようにして本発明を実施した基本パネル複数枚 (ここでは Aパネルと Bパネルの 2枚)を接続した状態を示す、それぞれ平面図および斜視図である。ここでも表示装置の前面側の全面支持基板のみ図示してある。

[0047] これら Aパネルと Bパネルは、配線 43がそれら 2枚のパネルに跨って直線状に延びる向きに配列されており、それら 2枚のパネルの配線 43が、ワイヤ 46により隣接するパネルに跨って接続されて、る。

[0048] このように、ガラス基板の外面に配線 43を形成した電極構造を採用すると、図 9,図 10のように複数のパネルを繋ぎ、超大型表示システムを構成させることが可能となる。また、図 9,図 10のように連結すると、複数のパネルを 1つの駆動回路で駆動させることができる。それによるメリットは次のとおりである。第一は回路コストが安くなる。第二はパネル間の映像の連続性力いである。詳しく説明すると、パネルが複数あっても維持電極は連結されているので、 1本の電極とみなすことができるから、表示負荷の違いによる輝度のバラツキがない。そのため、超大型表示システムを構成した場合であっても映像の連続性がよぐ表示品位がよいのである。

[0049] これに対し、従来のパネルを複数枚組み合わせて大型表示システムを作る場合、各々のパネルを独立した駆動回路で駆動させるので、複数のパネルで一つの映像を表示させるとしてもそれぞれのパネルの担当する映像の負荷が異なり、輝度や階調の表現がバラバラになってしまう場合がある。つまり、電極 1ライン分で見た場合、各パネルの映像負荷の違いでライン抵抗による電圧ドロップ量が違うことから、放電セル内の実効電圧が違って輝度差が現れてしまう。また、 1つのパネルで見た場合、それぞれパネルの負荷が違うことから、パネルの電力 '輝度を調整する APCポイントがずれており、このため駆動周波数が違ってしまう。すなわち、いずれのケースにおいても、ラインの輝度の連続性が保てないという結果をもたらすのである。従来のパネルを複数枚組み合わせた場合、すべてのパネルを集中制御することで APCポイント (駆動周波数)を合わせられたとしても、ライン抵抗による電圧ドロップ量のコントロールは不可能である。

[0050] このように、上述の実施形態によれば、低コストで低抵抗の表示電極、低反射率のパネル、超大型パネルを実現させることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 内部に蛍光体層を有し互いに平行に配列された複数本の発光管と、これら複数本の発光管を挟持する前面支持基板および背面支持基板と、前記前面支持基板の前記複数本の発光管対向面に、前記複数本の発光管に跨る方向に形成されてなる複数の表示電極と、前記背面支持基板の前記複数本の発光管対向面に、前記複数本の発光管それぞれに対応づけられて該発光管に沿う方向に形成されてなる複数の信号電極と、前記前面支持基板の前記複数の表示電極形成面とは反対側の表示面に、前記複数の表示電極の延びる方向に形成され、当該複数の表示電極の夫々と接続されてなる複数の配線と、を備えたことを特徴とするプラズマチューブアレイ。

[2] 内部に蛍光体層を有し互いに平行に配列された複数本の発光管と、これら複数本の発光管を挟持する前面支持基板および背面支持基板と、前記前面支持基板の前記複数本の発光管対向面に、前記複数本の発光管に跨る方向に形成されてなる複数の表示電極と、前記背面支持基板の前記複数本の発光管対向面に、前記複数本の発光管それぞれに対応づけられて該発光管に沿う方向に形成されてなる複数の信号電極と、前記前面基板の前記表示電極対が配列された内面に対する裏側の外面に、前記表示電極に対応して形成され該表示電極と平行に延び対応する表示電極にそれぞれ接続された複数の配線とを備えた単位パネル複数枚が、前記配線が該複数枚の単位パネルに跨って直線状に延びる向きに配列されるとともに、該配線が該隣接する単位パネルに跨って接続されてなることを特徴とするプラズマチューブアレイ。

[3] 前記表示電極それぞれの少なくとも一部が、光透過性材料で形成された電極からなることを特徴とする請求項 2記載のプラズマチューブアレイ。

[4] 前記表示電極それぞれの少なくとも一部が、金属材料で形成されたメッシュ状の電極力もなることを特徴とする請求項 2記載のプラズマチューブアレイ。

[5] 前記表示電極と前記配線は、前記前面基板の両端それぞれにおいて該前面基板の端面を跨ぐ金属ワイヤで接続されていることを特徴とする請求項 2記載のプラズマチユーブアレイ。

[6] 前記配線は、前記逆スリットに対面する位置に、該逆スリットの幅よりも狭いギャップをもって形成されたものであることを特徴とする請求項 2記載のプラズマチューブァレィ。