(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、
該支持体上に並設された内部に蛍光体を備え放電ガスが封入された複数本の放電細管と、
各放電細管の外壁面に接してその長手方向に沿うように設けられたデータ電極と、
前記データ電極と対向する該放電細管の外壁面に接して各放電細管を横切る方向に接続された表示電極対が前面支持体に形成され、該前面支持体が該放電細管に圧着された構造を有し、
前記表示電極対間に電圧を印加して該放電細管内の放電ガスを放電させることで表示を行う表示装置であって、
前記放電細管の配列と該放電細管に圧着された前記前面支持体に形成された表示電極対によって、当該表示装置の表示画素配列を設定することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置において、前記放電細管に圧着された前記前面支持体の前記放電細管に接する面に形成された前記表示電極対の電極パターン形状によって、当該表示装置の表示画素配列を設定することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置において、前記放電細管に圧着された前記前面支持体の前記放電細管に接する面に形成された前記表示電極対の中心から隣の表示電極対の中心までの距離（ピッチ）によって、当該表示装置の表示画素配列を設定することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
支持体と、
該支持体上に並設された内部に赤色、緑色、青色の三原色の各色を発光する蛍光体を備え放電ガスが封入された三原色の各色の放電による発光を行う放電細管を所定の配列周期で配設された放電細管群と、
各放電細管の外壁面に接してその長手方向に沿うように設けられたデータ電極と、
前記データ電極と対向する該放電細管の外壁面に接して交互に設けられて各放電細管を横切る方向に接続された表示電極対が前面支持体に形成され、該前面支持体が該放電細管に圧着された構造を有し、
前記表示電極対間に電圧を印加して前記データ電極と前記表示電極対の交点で規定される単色画素を放電させることで表示を行う垂直方向Ｍ行、水平方向Ｎ列のマトリックス表示を行う表示装置であって、
ｎ列目（ｎ＜Ｎ）である単色画素と、同一色のｎ＋１列目の単色画素とが垂直方向に所定の間隔で離れていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の表示装置において、ｎ列目（ｎ＜Ｎ）の単一画素と、同一色のｎ＋１列目の単色画素との間隔が、垂直方向Ｍ行の行間隔の１／２であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項４乃至請求項５記載のいずれかの表示装置において、同一列のｍ行目（ｍ＜Ｍ）の単色画素とｍ＋１行目の単色画素の間に当該放電細管より発光される光を遮断する遮光層の領域を設けたことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６記載の表示装置において、前記遮光層を当該放電細管に形成したことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項６記載の表示装置において、前記遮光層を前記前面支持体に形成したことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部分発光が可能な複数の放電細管を組み合わせて、放電現象を利用した表示を行う表示装置に関し、さらに詳しくは、その表示装置の単色画素の配置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電で発生した紫外線により蛍光体を励起して発光させることを応用した大型ディスプレイが特開２０００−３１５４６０号公報によって開示されている。同公報における図１５および図１７の表示装置は、平行に配列された多数の放電管とそれを支持する基板とからなる。各放電管において、放電ガスを封入するガラス管の外面に長さ方向に沿って短冊状の表示電極が配列され、ガラス管内部に全ての表示電極と交差するように細長いデータ電極が配置されている。所定の間隔を隔てて隣り合う表示電極どうしが面放電のための電極対を構成する。基板にはデータ電極と交差する帯状の金属バス電極が配列されており、バス電極に表示電極が当接するように基板上に表示細管が配置される。各金属バス電極は、全ての表示管を横断してそれぞれ同一順位の表示電極どうしを共通導電接続する。つまり、表示電極群とデータ電極群とによって電極マトリックスが構成される。一般的なマトリックス駆動の表示装置と同じような電極マトリックスの電位制御を行うことで任意の画像を表示することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−３１５４６０号公報で開示されている画素配列は、赤色、緑色、青色の各単色画素が水平方向に同一直線上に配置されているため、垂直方向Ｍ行、水平方向Ｎ列の赤色、緑色、青色の各単色画素で構成される表示画素を有する表示装置では、Ｍ行のラインを表示させるためにはその行数と同じＭ本対の表示電極対が必要であり、観視者が視認できる垂直方向の行数は最大で表示装置の行数と等しいＭ本相当にしかならない。また、表示装置の表示面は、表示面に入射する外光に対する反射率が高い構造であるため、表示部と非表示部の輝度の比である表示コントラストが十分に確保できないという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決し、Ｍ本対の表示電極対を持った表示装置で観視者が視認出来る行数を増加させ、表示コントラストを改善することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、放電細管を並設した表示装置の画素構成を、前面支持体に形成する表示電極対のパターン形状ならびに／もしくはパターン寸法の設定により、容易に変更することが可能であり、それらを最適化することで、表示性能が向上する表示装置の発明に至った。
【０００６】
本発明の請求項１の発明は、支持体と、支持体上に並設された内部に蛍光体を備え放電ガスが封入された複数本の放電細管と、各放電細管の外壁面に接してその長手方向に沿うように設けられたデータ電極と、データ電極と対向する放電細管の外壁面に接して各放電細管を横切る方向に接続された表示電極対が前面支持体に形成され、前面支持体が放電細管に圧着された構造を有し、表示電極対間に電圧を印加して放電細管内の放電ガスを放電させることで表示を行う表示装置であって、放電細管の配列と放電管に圧着された前面支持体に形成された表示電極対によって、表示装置の表示画素配列を設定することを特徴とする表示装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、放電細管に圧着された前面支持体の放電細管に接する面に形成された表示電極対の電極パターン形状によって、表示装置の表示画素配列を設定することを特徴とする表示装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、放電細管に圧着された前面支持体の放電細管に接する面に形成された表示電極対の中心から隣の表示電極対の中心までの距離（ピッチ）によって、表示装置の表示画素配列を設定することを特徴とする表示装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、支持体と、支持体上に並設された内部に赤色、緑色、青色の三原色の各色を発光する蛍光体を備え放電ガスが封入された三原色の各色の放電による発光を行う放電細管を所定の配列周期で配設された放電細管群と、各放電細管の外壁面に接してその長手方向に沿うように設けられたデータ電極と、データ電極と対向する放電細管の外壁面に接して交互に設けられて各放電細管を横切る方向に接続された表示電極対が前面支持体に形成され、前面支持体が放電細管に圧着された構造を有し、表示電極対間に電圧を印加してデータ電極と表示電極対の交点で規定される単色画素を放電させることで表示を行う垂直方向Ｍ行、水平方向Ｎ列のマトリックス表示を行う表示装置であって、ｎ列目（ｎ＜Ｎ）である単色画素と、同一色のｎ＋１列目の単色画素とが垂直方向に所定の間隔で離れていることを特徴とする表示装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、ｎ列目（ｎ＜Ｎ）の単一画素と、同一色のｎ＋１列目の単色画素との間隔が、垂直方向Ｍ行の行間隔の１／２であることを特徴とする表示装置である。
【００１１】
請求項６の発明は、同一列のｍ行目（ｍ＜Ｍ）の単色画素とｍ＋１行目の単色画素の間に当該放電細管より発光される光を遮断する遮光層の領域を設けたことを特徴とする表示装置である。
【００１２】
請求項７の発明は、遮光層を放電細管に形成したことを特徴とする表示装置である。
【００１３】
請求項８の発明は、遮光層を前面支持体に形成したことを特徴とする表示装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用する放電細管を用いた表示装置の斜視図である。図１において、樹脂基板、ガラス基板でできた背面側の支持体１は、その表面に複数（図では赤色、緑色、青色の三色分の３本）のデータ電極１３を設け、さらにそれらの電極と接触するように三原色用のガラス細管でできた放電細管をそれぞれ配設している。前記データ電極１３とは反対の各放電細管の外壁面にはデータ電極と直交する方向で各放電細管を横切るように表示電極１１の対が配設される。図１では表示電極１１の対は互いに平行になるように構成されているが、本発明の要旨は、後述するように、この表示電極対の配置に特徴を持たせることである。表示電極１１の対は前面支持体３上に形成され、その前面支持体３は表示電極形成面に設けた粘着層（図示せず）によって各放電細管に貼り付けられる。図示していないが、表示電極１１は、透明電極と金属バス電極の積層構造にすることにより、電極の線抵抗を下げ、遮光面積を狭くして効率良く放電細管内で発生した放電発光を取り出すことができる。
【００１５】
前記、各放電細管は、内部に放電ガスが封入されるとともに、内壁全面に電子放出膜１４を形成し、かつ、三原色の蛍光体層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを管ごとに色分けして設けている。蛍光体層は予め蛍光体支持体１５上に形成しておいてこれを放電細管内に挿入して配置される。放電細管は、本図のように断面が扁平楕円状でも良いし、断面が楕円状でも円状でも構わない。
【００１６】
表示は選択された放電細管上のデータ電極と表示電極対との間で先ず選択放電を発生させ、その後対の表示電極の間でその放電を継続する放電を発生させて行う。
【００１７】
［第１実施例］
図２に、本発明の第１実施例を示す。図中の赤色放電細管２１Ｒ、緑色放電細管２１Ｇ、青色放電細管２１Ｂは、それぞれ、内部構造までは図示していないが、図１で説明した放電細管２と同じ内部構造を持っている。また、この図２では各色の放電細管と、前面支持体３と、表示電極１１だけを示しているが、図示を省略したその他の構造体は図１に示した構造である。
【００１８】
図２に示した構造の表示装置では、水平方向は、赤、緑、青の各色放電細管２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを１本ずつ繰り返して配列することで水平画素数を決定し、各色放電細管に配設された前面支持体３の放電細管に接する側の面に形成された直線状の表示電極１１の対で構成される複数の表示電極対の数によって垂直画素数が決定される。本図では、赤、緑、青の各色放電細管２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂと表示電極対の交点で規定される各色単色画素２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの大きさは全て同じ大きさになるとともに、各単色画素の間隔Ｈと表示電極対間の間隔Ｖは、それぞれ同一の距離になる。
【００１９】
図３は本発明の第１実施例の第１変形例を示している。赤、緑、青の各色放電細管２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、図２に示した表示装置の放電細管と同一であるが、赤色放電細管２１Ｒと緑色放電細管２１Ｇが１本に対して青色放電細管２１Ｂのみ２本がセットになっている。４本の各色放電細管２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１Ｂを繰り返して配列することで水平画素数を決定し、図２と同様に表示電極対の数によって垂直画素数が決定される。本変形例の場合、青色放電管２１Ｂを２本並べているために、各単色画素の間隔Ｈが異なっているが、青色放電管２１Ｂを２本にすることで青色輝度を２倍にすることができるため、白色を表示したときの色温度を図２の表示装置に比べて高く設定できる利点がある。図３で示したように、各色の放電細管の配列を変えるだけで、水平方向の単色画素配列を容易に変更出来る。本変形例では、青色放電細管２１Ｂを２本にしたが、使用用途に応じてセット内他の色の放電細管の数を増やしても良いし、逆にある色の放電細管を使用しなくても構わない。
【００２０】
図４に示した本発明の第１実施例の第２変形例では、図２の第１実施例と同じ放電細管の配置であるが、表示電極をミアンダ状に形成し、各放電細管内で生じる放電個所が、各放電細管毎に維持電極対間隔Ｖの１／２ずれるようにしている点が異なっている。このような垂直方向で１／２Ｖずつ単色画素をずらせた単色画素配置にし、各放電細管の発光の状態（発光・非発光）を制御することで、垂直方向に配置した維持電極対がＭ対であった場合でも、観視者が視認出来る行数を約１．５Ｍ行（本）相当の垂直解像度に増加させることが出来る。
【００２１】
図５に示した本発明の第１実施例の第３変形例では、水平方向は図２の第１実施例と同じであるが、垂直方向の維持電極対の配置間隔を２Ｖにしたところが異なっている。この配置は、公衆表示等の画面から距離が離れた所から観視するような必ずしも解像度が必要でない用途に対して有効であり、垂直方向の解像度が図２の例に比べて半分になってしまうものの、その分、駆動回路の数も半分になるため、表示装置のコストを下げることが出来る表示装置の構成を実現できる。
【００２２】
ここまで、第１実施例について説明を行ってきたが、この表示装置の場合、水平方向の画素数は、各単色放電細管のセットに割り当てる本数とセットを繰り返す回数によって決定され、垂直方向の画素数は前面支持体の内表面に形成する表示電極対の数と表示電極対間の間隔で任意に決めることが出来るため、表示装置の使用用途に応じてフレキシブルに表示装置を構成することが可能になる。
【００２３】
［第２実施例］
図６は本発明の第２実施例を示す図である。複数の各色の放電細管のセットを配列して垂直方向Ｍ行、水平方向Ｎ列の表示画素を持った表示装置であり、ｎ列目（ｎ＜Ｎ）である単色画素の中心とｎ＋１列目の単色画素との中心の位置が垂直方向に一定の間隔でずらしていることが大きな特徴である。このずれの距離は図６中に示しているようにｎ列目の単色画素の中心とｎ＋１列目の単位画素の中心との距離を垂直方向の単位画素のピッチＰの半分の１／２Ｐであることが望ましい。本構成の表示装置では、表示ラインの垂直方向の単位画素のピッチＰの１／４Ｐ単位で画像信号の入力の選択で意図的に移動させることが可能になり、見かけ上の表示ライン数をＭ行よりも増やすことが可能である。
【００２４】
さらに好ましい実施例として、同一列の単色画素のｍ行目（ｍ＜Ｍ）とｍ＋１行目の間に放電細管から放出される表示色を遮断する遮光層２３を設けることで、表示面における外光の反射率を低減でき、表示画面の点灯部と非点灯部の輝度の比であるコントラストを向上出来る。図６の実施例で、遮光層２３を付けた表示装置と付けない表示装置を製作し、表示装置の表面における照度１５０ｌｘになるように表示装置の上側４５°から照明を当てた状態でコントラストを測定した結果、遮光層を付けない表示装置に比べて遮光層を付けた表示装置のコントラストが１．８倍に改善されることが分かった。このことは、通常表示装置を使用する明室で視認する場合、非点灯部である黒色がより黒く見えることを意味し、表示される画像にメリハリがつく。
【００２５】
図６では、遮光層２３をドット状に配置しているが、図２，図３、図５に示した表示装置の場合では、単色画素間にストライプ状の遮光層を設けても同様の効果を得ることができる。
【００２６】
図７は本発明の第２実施例の遮光層の形成方法の例を示す図である。この図のように放電細管２に予め遮光層２３を形成しても良い。この場合、放電細管２の遮光層２３を形成しない部分に予めレジスト等でマスクを行い、遷移金属元素Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ等の酸化物もしくはそれらの酸化物の混合物や黒鉛等の黒色顔料に樹脂等のバインダと有機溶剤とを混合して、放電細管２に塗布乾燥させた後に形成したレジストを剥離する方法で形成することができる。また、パッド印刷法により直接、遮光層２３を形成する部分に黒色顔料を含んだ材料を塗布しても構わない。また、放電細管内の構造体を形成し終わった放電細管に遮光層２３を形成する場合には、有機顔料を用いても構わない。
【００２７】
図８は、遮光層２３を前面支持体３に形成する場合の例を示している。この場合では、前面支持体３上に表示電極１１を形成した後、全面に遮光層を形成し、フォトリソ技術によって、所望のパターンに遮光層をパターニングする。この実施例の場合、図７に示した放電細管に直接遮光層を形成する場合よりも、表示電極１１と遮光層２３とを前面支持体３上に形成するために、放電細管上に配設する際に表示電極と遮光層の位置合わせが不要になる製造上のメリットがある。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、水平方向の維持電極対の数をＭ対とした場合、水平方向のライン数がＭ本以上になり、維持電極対の数を増やさずに水平ライン数を増やすことが出来るとともに、遮光層の導入により表示のコントラストも改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用する表示装置の斜視図である。
【図２】  本発明の第１実施例を示す図である。
【図３】  本発明の第１実施例の第１変形例を示す図である。
【図４】  本発明の第１実施例の第２変形例を示す図である。
【図５】  本発明の第１実施例の第３変形例を示す図である。
【図６】  本発明の第２実施例を示す図である。
【図７】  本発明の第２実施例に係る遮光層の形成方法の例を示す図である。
【図８】  本発明の第２実施例に係る遮光層の形成方法の別の例を示す図である。
【符号の説明】
１  支持体
２  放電細管
３  前面支持体
１０  ガラス細管
１１  表示電極
１３  データ電極
１４  電子放出膜
１５  蛍光体支持体
１６Ｒ  赤色蛍光体層
１６Ｇ  緑色蛍光体層
１６Ｂ  青色蛍光体層
２１Ｒ  赤色放電細管
２１Ｇ  緑色放電細管
２１Ｂ  青色放電細管
２２Ｒ  赤色単色画素
２２Ｇ  緑色単色画素
２２Ｂ  青色単色画素
２３  遮光層
【図１】
0003744465.tif 000002
【図２】
0003744465.tif 000003
【図３】
0003744465.tif 000004
【図４】
0003744465.tif 000005
【図５】
0003744465.tif 000006
【図６】
0003744465.tif 000007
【図７】
0003744465.tif 000008
【図８】
0003744465.tif 000009