(57)【要約】  本発明は、内部に蛍光体層１４を有する複数の発光管１０を並べておき、それら複数の発光管１０内部で放電を生じさせてその発光管１０内部の蛍光体層１４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し、蛍光体層を所定の方向に揃えて整列させることが容易な構造を備えたプラズマチューブアレイを提供することを目的とし、複数本の発光管１０それぞれの一端に、その発光管の回転方向の姿勢を規制する位置合せ部材５０を備えた。【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記複数本の発光管それぞれの一端に配置され、該発光管の回転方向の姿勢を規制する位置合せ部材と、を備えたことを特徴とするプラズマチューブアレイ。
【請求項２】
蛍光体層が形成されて前記発光管に挿入された支持部材を備え、前記位置合せ部材が、前記支持部材と一体のものであることを特徴とする請求項１記載のプラズマチューブアレイ。
【請求項３】
前記発光管の一端を封止する封止部材を備え、前記位置合せ部材が前記封止部材と一体のものであることを特徴とする請求項１記載のプラズマチューブアレイ。
【請求項４】
前記位置合せ部材が、該発光管の種類に応じて異なる形状であって隣接することが許容された種類の発光管の一端に備えられた位置合せ部材とのみ嵌合する形状を有するものであることを特徴とする請求項１記載のプラズマチューブアレイ。
【請求項５】
前記位置合せ部材と嵌合して前記複数本の発光管を整列させる整列部材を備えたことを特徴とする請求項１記載のプラズマチューブアレイ。
【発明の詳細な説明】
【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）から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いる（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か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、ボートの開口部投影面積が最大となる向き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（ＰＴＡ）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１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…が、互いに平行に、かつ全体として面状に配列されており、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，１０Ｇ，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，１０Ｂ，…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，…に跨る方向には、互いに平行に延びる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、発光糸１０Ｒ，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２１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（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）からなるバス電極２１１ａ，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２１１ｂ，２１２ｂとから構成されている。バス電極２１１ａ，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、透明電極だけでなく、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，１０Ｇ，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が形成されている。【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、２１２のいずれか一本を走査電極として用い、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が、この限りではなく、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】
図２は、図１に示したＰＴＡ１００を構成する発光糸の構造を示した模式図である。【００１１】
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，１０Ｂ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）。【００１２】
図３は、蛍光体層が形成されたボートを示す図である。【００１３】
ボート１３は、断面が半円形、Ｕ字形あるいはそれら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）が形成されている。【００１４】
図２に戻って説明を続ける。【００１５】
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，１０Ｂ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、金属製のバス電極２１１ａ，２１２ａと透明電極２１２ａ，２１２ｂとから構成されている。【００１６】
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から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一本一本の直径は典型的には１ｍｍ程度であり、したがってこの図２に示す構造の場合、１ピクセルの領域Ｄ１の寸法は３ｍｍ×３ｍｍとなる。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
図４は、問題点の説明図である。ここには、２本の発光糸１０が示されている。【００１８】
発光糸１０の内部に挿入される、蛍光体層を搭載したボート１３は、半円形、Ｕ字状あるいはそれらに近似した形状の断面を持っている。また、発光糸１０を構成するガラス管１１は、その断面が円形や楕円形、あるいはそれらに近似した形状である。このため、理想的には図４の如く画像表示面（前面支持部材２０側）に向けて最大の投影面積となるべきボート１３が、図４（Ｂ）の如く、左右にずれて配置される可能性がある。極端には上下逆になる可能性もある。【００１９】
このため、均一な発光特性を有する発光糸を整列させても、その整列が不正確であると発光糸毎の見かけ上の輝度がばらつき、アレイの表示にムラが発生するという問題がある。【００２０】
また、別の問題として、非発光状態の蛍光体層１４は発光色にかかわらず白色であるため、アレイ化の際に蛍光体層の種類の判別が困難となり、特にトラブルの際の修正に問題となる。【００２１】
本発明は、上記事情に鑑み、蛍光体層を所定の方向に揃えて整列させることが容易な構造を有するプラズマチューブアレイ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】
【００２２】
上記目的を達成する本発明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面状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んで広がる前面支持基板および背面支持基板と、前面支持基板上に、上記複数本の発光管に跨る方向に互いに平行に延びる２本の表示電極からなる表示電極対が互いに平行に複数対配列されてなる複数の表示電極対と、背面支持基板上に、上記複数本の発光管それぞれに対応づけられて発光管に沿って互いに平行に延びる複数の信号電極とを備え、信号電極と表示電極対に電圧を印加することにより発光管内で放電させて発光管内の蛍光体を発光させるプラズマチューブアレイにおいて、
上記複数本の発光管それぞれの一端に、その発光管の回転方向の姿勢を規制する位置合せ部材を備えたことを特徴とする。【００２３】
本発明のプラズマチューブアレイは、上記の位置合せ部材を備えたため、その位置合せ部材により発光管の回転方向の姿勢が規制され、蛍光体層を所定の方向に揃えて発光管を整列させることができる。【００２４】
ここで、本発明のプラズマチューブアレイにおいて、蛍光体層が形成されて発光管に挿入された支持部材を備え、位置合せ部材が、その支持部材と一体のものであることが好ましい。【００２５】
あるいは、本発明のプラズマチューブアレイにおいて、上記発光管の一端を封止する封止部材を備え、位置合せ部材がその封止部材と一体のものであることも好ましい形態である。【００２６】
さらに、本発明のプラズマチューブアレイにおいて、上記位置合せ部材が、発光管の種類に応じて異なる形状であって隣接することが許容された種類の発光管の一端に備えられた位置合せ部材とのみ嵌合する形状を有するものであることも好ましい形態であり、さらに上記位置合せ部材と嵌合して上記複数本の発光管を整列させる整列部材を備えることも好ましい形態である。
【発明の効果】
【００２７】
以上の本発明によれば、蛍光体層を所定の方向に揃えて整列させることが容易な構造が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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。
【図２】図１に示したＰＴＡを構成する発光糸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トを示す図である。
【図４】問題点の説明図である。
【図５】本発明の基本的な実施形態である第１実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の基本的な実施形態である第１実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す発光糸の端面側から見た側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す斜視図である。
【図８】図７に示す第２実施形態の変形例を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す側面図である。
【図１１】本発明の一実施形態としてのプラズマチューブアレイにおける発光糸の整列方法の一例を示す説明図である。
【図１２】位置決め部材の変形例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の各種実施形態について説明する。【００３０】
以下に説明する各種実施形態は、これまで説明してきた従来技術（図１〜図３）に、ボート上の蛍光体層を所定の方向に向けて発光糸を整列させるための構造を付加したものであり、以下に説明する各実施形態においても全体構造は図１〜図３を参照することとし、ここでは各実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。【００３１】
図５、図６は、本発明の基本的な実施形態である第１実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す、それぞれ、斜視図および発光糸の端面側から見た側面図である。【００３２】
各発光糸１０の一端には、位置合せ部材５０が固定されており、発光糸１０の整列時に、各発光糸１０内に配置された蛍光体層１４を形成されたボート１３を、所定の方向に揃えることができる。位置合せ部材５０の固定は、発光糸１０にボート１３を挿入する際に同時に行なうことができ、その位置合せ部材５０の向きをボート１３の向きに高精度に合わせて固定することができる。【００３３】
この位置合せ部材５０は、図６に示すようにその下面に平面５１を有し、発光糸１０を整列させるにあたっては、各発光糸１０に固定された位置合せ部材５０を、平面６１を有する平板６０上に置くことで、各発光糸１０のボート１３を最適な方向に向けた位置合わせが可能となる。また、本実施形態では、位置合せ部材５０は発光糸１０の下側に寄った位置に固定されており、発光糸１０が上下反転した状態に置かれることも防止されている。【００３４】
尚、図５、図６に示す第１実施形態では、発光糸１０を平板６０上に配置する事を説明したが、平板６０は、曲面を有する曲板であってもよく、この場合、平面５１は、曲板の曲面に沿うような曲面で構成される。【００３５】
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発光糸整列構造を示す斜視図である。図５、図６に示す第１実施形態との相違点について説明する。【００３６】
この図７に示す第２実施形態の場合、位置合せ部材５０はボート１３にあらかじめ固定されており、位置合せ部材５０が固定されたボート１３がガラス管１１に挿入される。こうすることにより、ボート１３のガラス管１１への挿入時における位置合せ部材５０の位置合わせが不要となり、より容易な、かつより高精度な位置合わせが可能となる。【００３７】
この図７に示す発光糸１０の製造にあたっては、ガラス製のボート１３とガラス製の位置合せ部材５０を位置あわせ治具の上に搭載し、レーザ溶着により固定する。ボートはＵ字の開口部を上側に向けて治具の溝部に搭載し、末端の矩形の孔に搭載された位置あわせ部品に突き当て固定する。蛍光体層は、位置あわせ部品固定後に形成する。このボート１３を直径１ｍｍ（肉厚０．１ｍｍ）、全長１００ｃｍの、ＭｇＯ膜が形成済みのガラス管１１に挿入し、位置合せ部材５０のある側の端部を溶着固定する。これを排気チャンバに投入し、真空に減圧した後放電ガスを封入して反対端を封止する。【００３８】
このようにして完成した発光糸１０を平板（図６参照）上に整列させる。この位置合せ部材５０は、左右の位置合せ部材５０と干渉しない幅を持っており、その位置合せ部材５０の平面部５１を平板上に載せることにより、ガラス管１１の回転方向の自動的な位置出しが可能である。このようにして整列させた発光糸１０を上下から、表示電極対２１が形成された前面支持部材２０および信号電極３１が形成された背面支持部材３０（図１参照）で挟持することで、プラズマチューブアレイを構成する。【００３９】
図８は、図７に示す第２実施形態の変形例を示す図である。【００４０】
図７に示す位置合せ部材５０は、発光糸１０の直径より食み出さない幅を有しているが、図８に示す位置合せ部材５０′は、発光糸１０の直径よりも幅広に形成されている。この図８に示す変形例の場合、位置合せ部材５０′を幅広に形成しその位置合せ部材５０′を互い違いに逆の端部に配列すること、すなわち交互に向きを変えて配列することにより、その位置合せ部材５０′が幅広である分、発光糸１０の向きを安定させることができ、一層高精度な配列が可能となる。【００４１】
図９は、本発明の第３実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す斜視図である。ここでは、図５、図６に示す第１実施形態との相違点について説明する。【００４２】
この図９に示す第３実施形態の場合、位置合せ部材５０はガラス管１１を封止する封止部材５２と一体のものである。、発光糸１０として完成させるためには、ガラス管１１にガスを封入して管端を閉塞する必要がある。一般的には、熱による管端の融着封止、あるいはペレットによる蓋封止による。位置合せ部材５０にペレットに相当する封止部材５２としての機能を付与することにより、作業の効率化を図ることが出来る。【００４３】
この位置合せ部材５０は、ガラス管１１の管端と接する封止部材５２の部分の断面がそのガラス管１１の断面より大きく、ガラス管１１の管端を完全に覆うことが可能である。ここでは、ボート１３を挿入した後、位置合せ部材５０を構成する封止部材５２とガラス管１１との接触面にガラスペーストを塗布して圧着する。圧着後管端部分のみをヒータで加熱して気密をとる。【００４４】
尚、位置合せ部材５０のガラス管１１側端面は平面である必要はなく、ガラス管内に一部が挿入される形状を持たせることにより、封止時の気密性を一層増大させることも可能である。【００４５】
また、位置合せ部材５０を、図７に示すようにボート１３と一体化し、さらに図８に示すように封止機能を付与してもよい。こうすることにより、位置合わせの高精度化と簡易化が同時に実現可能である。さらに位置合せ部材５０の一部形状を、封入された蛍光体の発光色に応じて変え、判別を容易にしてもよい。【００４６】
図１０は、本発明の第４実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す側面図である。【００４７】
ここには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光色の蛍光体層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｇ，…が封入された各発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…の管端に、発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの種類によって異なる形状の位置合せ部材５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが固定されている。これらの位置合せ部材５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｇは、発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを平板６０上に整列させたときに左右に隣り合うべき種類の蛍光体が封入された発光糸が左右に隣り合わせに配列された場合のみ嵌合する形状となっている。こうすることにより、発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの整列にあたって、各発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの回転方向の位置出しと同時に、特に注意を払うことなく発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを正しい順序で配列することが可能となる。【００４８】
図１１は、本発明の一実施形態としてのプラズマチューブアレイにおける発光糸の整列方法の一例を示す説明図である。【００４９】
この図１１に示す発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…自体の製造法は、これまでの説明と同様であるが、ここでは、各発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…に固定された位置合せ部材５０の形状に対応した整列部材７０の整列溝７１に位置合せ部材５０を挿入することにより発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…の位置出しが行なわれる。ここでは、３種類の発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ１本ずつの合計３本を１つの単位として平板治具上で仮固定する。この時も、３本の発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ内で蛍光体の位置のずれが生じないように位置あわせ部材５０が用いられる。発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの長さが長く、強度的に問題が生じる場合は、反対端もしくは背面にも仮固定場所を設けてもよい。仮固定後、背面に信号電極３１が配置された背面支持部材３０（図１参照）を固定する。【００５０】
このようにして製作した発光糸３本の組を、湾曲した整列部材７０上に設けた位置合せ用の整列溝７１に挿入する。【００５１】
整列溝７１の長辺は、整列溝７１の中点にあたる部分で整列部材７０の接線と並行となっている。【００５２】
発光糸を整列溝７１に接着固定した後、背後から補強用のあて板を固定し、前面に表示電極板対が配列された前面支持部材２０（図１参照）を固定する。【００５３】
図１２は、位置決め部材の変形例を示す図である。【００５４】
整列溝７１に挿入される位置合せ部材５４は、必ずしも３本の発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの位置合せ部材５０自体である必要はなく、図１２に示すように、３本の発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対し１つ備えられた小型のものであってもよい。【００５５】
なお、当然ながら、発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは一本毎に独立に整列溝７１に挿入する構造としてもよい。【００５６】
以上説明したとおり、本発明の上述の各種実施形態によれば、発光糸の回転方向のずれによって生じていたプラズマチューブアレイ全体としての輝度バラツキを大幅に低減出来る。従って、従来輝度バラツキから問題となっていたプラズマチューブアレイ上の縞状明暗を除去することが可能となる。本構造は非常に簡易であるため、材料費の増大はほとんどない。また、ボートと位置あわせ部品の固定は、自動化が容易であるため、工数の増大も僅かである。逆に、従来、作業者の視覚に頼って行っていた角度出しが不要となるため、プラズマチューブアレイの組み立て工程は大幅に低減し、全体としての工数は大幅に低減する。【００５７】
以上のように、本発明を適用することにより、プラズマチューブアレイの組み立て時における全体のコストを低減させつつ、発光糸の整列精度を向上させることが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月10日(2007.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
技術分野
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
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）から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いる（特許文献１参照）。
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か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、ボートの開口部投影面積が最大となる向き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。
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。
ここに示すプラズマチューブアレイ（ＰＴＡ）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１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…が、互いに平行に、かつ全体として面状に配列されており、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，１０Ｇ，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。
また、前面支持基板２０上には、多数本の発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…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，…に跨る方向には、互いに平行に延びる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、発光糸１０Ｒ，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２１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（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）からなるバス電極２１１ａ，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２１１ｂ，２１２ｂとから構成されている。バス電極２１１ａ，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、透明電極だけでなく、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。
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，１０Ｇ，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が形成されている。
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、２１２のいずれか一本を走査電極として用い、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。
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が、この限りではなく、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。
図２は、図１に示したＰＴＡ１００を構成する発光糸の構造を示した模式図である。
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，１０Ｂ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）。
図３は、蛍光体層が形成されたボートを示す図である。
ボート１３は、断面が半円形、Ｕ字形あるいはそれら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）が形成されている。
図２に戻って説明を続ける。
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，１０Ｂ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、金属製のバス電極２１１ａ，２１２ａと透明電極２１１ｂ，２１２ｂとから構成されている。
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から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一本一本の直径は典型的には１ｍｍ程度であり、したがってこの図２に示す構造の場合、１ピクセルの領域Ｄ１の寸法は３ｍｍ×３ｍｍとなる。
【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
発明が解決しようとする課題
図４は、問題点の説明図である。ここには、２本の発光糸１０が示されている。
発光糸１０の内部に挿入される、蛍光体層を搭載したボート１３は、半円形、Ｕ字状あるいはそれらに近似した形状の断面を持っている。また、発光糸１０を構成するガラス管１１は、その断面が円形や楕円形、あるいはそれらに近似した形状である。このため、理想的には図４の如く画像表示面（前面支持部材２０側）に向けて最大の投影面積となるべきボート１３が、図４（Ｂ）の如く、左右にずれて配置される可能性がある。極端には上下逆になる可能性もある。
このため、均一な発光特性を有する発光糸を整列させても、その整列が不正確であると発光糸毎の見かけ上の輝度がばらつき、アレイの表示にムラが発生するという問題がある。
また、別の問題として、非発光状態の蛍光体層１４は発光色にかかわらず白色であるため、アレイ化の際に蛍光体層の種類の判別が困難となり、特にトラブルの際の修正に問題となる。
本発明は、上記事情に鑑み、蛍光体層を所定の方向に揃えて整列させることが容易な構造を有するプラズマチューブアレイ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
上記目的を達成する本発明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面状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んで広がる前面支持基板および背面支持基板と、前面支持基板上に、上記複数本の発光管に跨る方向に互いに平行に延びる２本の表示電極からなる表示電極対が互いに平行に複数対配列されてなる複数の表示電極対と、背面支持基板上に、上記複数本の発光管それぞれに対応づけられて発光管に沿って互いに平行に延びる複数の信号電極とを備え、信号電極と表示電極対に電圧を印加することにより発光管内で放電させて発光管内の蛍光体を発光させるプラズマチューブアレイにおいて、
上記複数本の発光管それぞれの一端に、その発光管の回転方向の姿勢を規制する位置合せ部材を備えたことを特徴とする。
本発明のプラズマチューブアレイは、上記の位置合せ部材を備えたため、その位置合せ部材により発光管の回転方向の姿勢が規制され、蛍光体層を所定の方向に揃えて発光管を整列させることができる。
ここで、本発明のプラズマチューブアレイにおいて、蛍光体層が形成されて発光管に挿入された支持部材を備え、位置合せ部材が、その支持部材と一体のものであることが好ましい。
あるいは、本発明のプラズマチューブアレイにおいて、上記発光管の一端を封止する封止部材を備え、位置合せ部材がその封止部材と一体のものであることも好ましい形態である。
さらに、本発明のプラズマチューブアレイにおいて、上記位置合せ部材が、発光管の種類に応じて異なる形状であって隣接することが許容された種類の発光管の一端に備えられた位置合せ部材とのみ嵌合する形状を有するものであることも好ましい形態であり、さらに上記位置合せ部材と嵌合して上記複数本の発光管を整列させる整列部材を備えることも好ましい形態である。
発明の効果
以上の本発明によれば、蛍光体層を所定の方向に揃えて整列させることが容易な構造が実現する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の各種実施形態について説明する。
以下に説明する各種実施形態は、これまで説明してきた従来技術（図１〜図３）に、ボート上の蛍光体層を所定の方向に向けて発光糸を整列させるための構造を付加したものであり、以下に説明する各実施形態においても全体構造は図１〜図３を参照することとし、ここでは各実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。
図５、図６は、本発明の基本的な実施形態である第１実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す、それぞれ、斜視図および発光糸の端面側から見た側面図である。
各発光糸１０の一端には、位置合せ部材５０が固定されており、発光糸１０の整列時に、各発光糸１０内に配置された蛍光体層１４を形成されたボート１３を、所定の方向に揃えることができる。位置合せ部材５０の固定は、発光糸１０にボート１３を挿入する際に同時に行なうことができ、その位置合せ部材５０の向きをボート１３の向きに高精度に合わせて固定することができる。
この位置合せ部材５０は、図６に示すようにその下面に平面５１を有し、発光糸１０を整列させるにあたっては、各発光糸１０に固定された位置合せ部材５０を、平面６１を有する平板６０上に置くことで、各発光糸１０のボート１３を最適な方向に向けた位置合わせが可能となる。また、本実施形態では、位置合せ部材５０は発光糸１０の下側に寄った位置に固定されており、発光糸１０が上下反転した状態に置かれることも防止されている。
尚、図５、図６に示す第１実施形態では、発光糸１０を平板６０上に配置する事を説明したが、平板６０は、曲面を有する曲板であってもよく、この場合、平面５１は、曲板の曲面に沿うような曲面で構成される。
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発光糸整列構造を示す斜視図である。図５、図６に示す第１実施形態との相違点について説明する。
この図７に示す第２実施形態の場合、位置合せ部材５０はボート１３にあらかじめ固定されており、位置合せ部材５０が固定されたボート１３がガラス管１１に挿入される。こうすることにより、ボート１３のガラス管１１への挿入時における位置合せ部材５０の位置合わせが不要となり、より容易な、かつより高精度な位置合わせが可能となる。
この図７に示す発光糸１０の製造にあたっては、ガラス製のボート１３とガラス製の位置合せ部材５０を位置あわせ治具の上に搭載し、レーザ溶着により固定する。ボートはＵ字の開口部を上側に向けて治具の溝部に搭載し、末端の矩形の孔に搭載された位置あわせ部品に突き当て固定する。蛍光体層は、位置あわせ部品固定後に形成する。このボート１３を直径１ｍｍ（肉厚０．１ｍｍ）、全長１００ｃｍの、ＭｇＯ膜が形成済みのガラス管１１に挿入し、位置合せ部材５０のある側の端部を溶着固定する。これを排気チャンバに投入し、真空に減圧した後放電ガスを封入して反対端を封止する。
このようにして完成した発光糸１０を平板（図６参照）上に整列させる。この位置合せ部材５０は、左右の位置合せ部材５０と干渉しない幅を持っており、その位置合せ部材５０の平面部５１を平板上に載せることにより、ガラス管１１の回転方向の自動的な位置出しが可能である。このようにして整列させた発光糸１０を上下から、表示電極対２１が形成された前面支持部材２０および信号電極３１が形成された背面支持部材３０（図１参照）で挟持することで、プラズマチューブアレイを構成する。
図８は、図７に示す第２実施形態の変形例を示す図である。
図７に示す位置合せ部材５０は、発光糸１０の直径より食み出さない幅を有しているが、図８に示す位置合せ部材５０′は、発光糸１０の直径よりも幅広に形成されている。この図８に示す変形例の場合、位置合せ部材５０′を幅広に形成しその位置合せ部材５０′を互い違いに逆の端部に配列すること、すなわち交互に向きを変えて配列することにより、その位置合せ部材５０′が幅広である分、発光糸１０の向きを安定させることができ、一層高精度な配列が可能となる。
図９は、本発明の第３実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す斜視図である。ここでは、図５、図６に示す第１実施形態との相違点について説明する。
この図９に示す第３実施形態の場合、位置合せ部材５０はガラス管１１を封止する封止部材５２と一体のものである。、発光糸１０として完成させるためには、ガラス管１１にガスを封入して管端を閉塞する必要がある。一般的には、熱による管端の融着封止、あるいはペレットによる蓋封止による。位置合せ部材５０にペレットに相当する封止部材５２としての機能を付与することにより、作業の効率化を図ることが出来る。
この位置合せ部材５０は、ガラス管１１の管端と接する封止部材５２の部分の断面がそのガラス管１１の断面より大きく、ガラス管１１の管端を完全に覆うことが可能である。ここでは、ボート１３を挿入した後、位置合せ部材５０を構成する封止部材５２とガラス管１１との接触面にガラスペーストを塗布して圧着する。圧着後管端部分のみをヒータで加熱して気密をとる。
尚、位置合せ部材５０のガラス管１１側端面は平面である必要はなく、ガラス管内に一部が挿入される形状を持たせることにより、封止時の気密性を一層増大させることも可能である。
また、位置合せ部材５０を、図７に示すようにボート１３と一体化し、さらに図８に示すように封止機能を付与してもよい。こうすることにより、位置合わせの高精度化と簡易化が同時に実現可能である。さらに位置合せ部材５０の一部形状を、封入された蛍光体の発光色に応じて変え、判別を容易にしてもよい。
図１０は、本発明の第４実施形態のプラズマチューブアレイの発光糸整列構造を示す側面図である。
ここには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光色の蛍光体層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｇ，…が封入された各発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…の管端に、発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの種類によって異なる形状の位置合せ部材５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが固定されている。これらの位置合せ部材５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｇは、発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを平板６０上に整列させたときに左右に隣り合うべき種類の蛍光体が封入された発光糸が左右に隣り合わせに配列された場合のみ嵌合する形状となっている。こうすることにより、発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの整列にあたって、各発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの回転方向の位置出しと同時に、特に注意を払うことなく発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを正しい順序で配列することが可能となる。
図１１は、本発明の一実施形態としてのプラズマチューブアレイにおける発光糸の整列方法の一例を示す説明図である。
この図１１に示す発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…自体の製造法は、これまでの説明と同様であるが、ここでは、各発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…に固定された位置合せ部材５０の形状に対応した整列部材７０の整列溝７１に位置合せ部材５０を挿入することにより発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，…の位置出しが行なわれる。ここでは、３種類の発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ１本ずつの合計３本を１つの単位として平板治具上で仮固定する。この時も、３本の発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ内で蛍光体の位置のずれが生じないように位置あわせ部材５０が用いられる。発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの長さが長く、強度的に問題が生じる場合は、反対端もしくは背面にも仮固定場所を設けてもよい。仮固定後、背面に信号電極３１が配置された背面支持部材３０（図１参照）を固定する。
このようにして製作した発光糸３本の組を、湾曲した整列部材７０上に設けた位置合せ用の整列溝７１に挿入する。
整列溝７１の長辺は、整列溝７１の中点にあたる部分で整列部材７０の接線と並行となっている。
発光糸を整列溝７１に接着固定した後、背後から補強用のあて板を固定し、前面に表示電極板対が配列された前面支持部材２０（図１参照）を固定する。
図１２は、位置決め部材の変形例を示す図である。
整列溝７１に挿入される位置合せ部材５４は、必ずしも３本の発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの位置合せ部材５０自体である必要はなく、図１２に示すように、３本の発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対し１つ備えられた小型のものであってもよい。
なお、当然ながら、発光糸１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは一本毎に独立に整列溝７１に挿入する構造としてもよい。
以上説明したとおり、本発明の上述の各種実施形態によれば、発光糸の回転方向のずれによって生じていたプラズマチューブアレイ全体としての輝度バラツキを大幅に低減出来る。従って、従来輝度バラツキから問題となっていたプラズマチューブアレイ上の縞状明暗を除去することが可能となる。本構造は非常に簡易であるため、材料費の増大はほとんどない。また、ボートと位置あわせ部品の固定は、自動化が容易であるため、工数の増大も僅かである。逆に、従来、作業者の視覚に頼って行っていた角度出しが不要となるため、プラズマチューブアレイの組み立て工程は大幅に低減し、全体としての工数は大幅に低減する。
以上のように、本発明を適用することにより、プラズマチューブアレイの組み立て時における全体のコストを低減させつつ、発光糸の整列精度を向上させることが可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【国際調査報告】
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