JP3922967B2 - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置の製造方法に関し、さらに詳しくは、直径０．５〜５ｍｍ程度の細管の内部に蛍光体層を配置するとともに放電ガスを封入した発光管（「表示管」や「ガス放電管」とも呼ばれる）を並列に複数配置して、任意の画像を表示する表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような表示装置として、例えば特開２０００−３１５４６０号公報に記載のような表示装置が知られている。このような表示装置では、発光管の長手方向に複数の発光点を形成する方法として、例えば、発光管を支持する基板に複数の電極を形成し、その基板の電極形成面を発光管に接触させ、その複数の電極に電圧を印加することで、発光管の長手方向に複数の発光点を形成するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような表示装置では、発光管を支持する基板に平面状の基板を用いた場合、電極と発光管との接触面積が狭く、発光管の発光に高い電圧を必要とするという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、基板の発光管対向面およびその面に形成された電極を、加熱処理により発光管の外壁曲面に沿って変形させることで、電極と発光管との接触面積を増大させて、放電電圧の低下を図り、かつ、各発光管間の放電特性のばらつきを抑えることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内部に蛍光体層が配置されるととも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細管からなる複数の発光管を並列に配置し、常温で剛性を有するとともに発光管よりも低い軟化点を有する一対の平面状の基板の、少なくとも一方の基板上に、電圧の印加により発光管の内部で放電を発生させることが可能であって、有機バインダーに導電性フィラーを分散した柔軟性電極を形成し、その一対の平面状の基板で、前記電極形成面を発光管に対向させて複数の発光管を挟持し、その状態で一対の平面状の基板を挟むように加圧加熱板を配置し、前記加圧加熱板を発光管の方向に加圧しながら加熱し、それにより、平面状の基板の発光管側のみを、基板の平面状を保ちつつ前記電極と共に発光管の外壁側面に沿って変形させることからなる表示装置の製造方法である。
【０００６】
本発明によれば、電極の形成された基板が、常温で剛性を有するとともに発光管よりも低い軟化点を有する基板からなり、その基板の発光管対向面およびその面に形成された電極が、加熱処理により発光管の外壁曲面に沿って変形されているので、電極が直線状である場合よりも、電極と発光管との接触面積が増大し、発光管を発光させるための印加電圧を低下させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、発光管は、内部に蛍光体層が配置されるととも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細管で構成されていればよい。この発光管としては、当該分野で公知の各種の発光管を適用することができる。この発光管は、どのような径の細管を用いて形成されてもよいが、特に直径０．５〜５ｍｍ程度のガラス細管を用いて好ましくは形成される。この細管は、円形の断面を有していることが好ましいが、扁平楕円状の断面を有していてもよい。
【０００８】
一対の基板は、複数の発光管を表示面側と背面側から挟持することができるものであればよい。一対の基板の少なくとも表示面側に位置する基板の発光管対向面には電極が形成されるが、この電極の形成された基板は、常温で剛性を有するとともに発光管よりも低い軟化点を有することが必要である。この基板としては、光透過性の合成樹脂製基板や低融点ガラス製基板を適用することができる。
【０００９】
光透過性の合成樹脂としては、例えば、透明な熱可塑性樹脂を使用することができる。この熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂やポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂などが挙げられる。
【００１０】
電極は、一対の基板の少なくとも表示面側に位置する基板の発光管対向面に形成され、電圧の印加により発光管の内部で放電を発生させることが可能なものであればよく、この電極は、当該分野で公知の材料と方法を用いていずれも形成することができる。例えば、この電極は、基板の発光管対向面にＩＴＯのような酸化物をスパッタ法や蒸着法で形成することにより設けることができる。電極は、この他に、ニッケル、銅、アルミニウム、銀などの金属をスパッタ法、蒸着法、印刷法などで形成してもよい。また、例えばポリアミド樹脂のような樹脂中にカーボンブラックなどの導電材料を分散したものを印刷することで形成するようにしてもよい。
【００１１】
電極は、表示面側に位置する基板の発光管対向面に形成された、発光管の長手方向に交差する方向に延びる複数の電極であってもよいし、これら複数の電極と、背面側に位置する基板の発光管対向面に形成された、発光管の長手方向に沿って延びる複数の電極とで構成された電極であってもよい。
【００１２】
上記構成の表示装置においては、一対の基板の発光管対向面に形成された接着層をさらに備えた構成であることが望ましい。このように接着層を基板の発光管対向面に形成した場合には、発光管と基板を接着することができる。この接着層としては、例えば光透過性のポリアミド樹脂などの熱可塑性粘着樹脂を適用することができる。
【００１３】
本発明は、また、内部に蛍光体層が配置されるととも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細管からなる複数の発光管を並列に配置し、常温で剛性を有するとともに発光管よりも低い軟化点を有しかつ電圧の印加により発光管の内部で放電を発生させることが可能な電極が形成された平面状の基板の電極形成面を、それら複数の発光管に対向させ、加熱処理により、平面状の基板の発光管対向面およびその面に形成された電極を発光管の外壁曲面に沿って変形させることからなる表示装置の製造方法である。
【００１４】
上記製造方法においては、平面状の基板の電極形成面を複数の発光管に対向させる前に、平面状の基板の発光管対向面に接着層を形成する工程をさらに備えていることが望ましい。この接着層としては、例えば光透過性のアクリル樹脂などを適用することができる。
【００１５】
以下、図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳述する。なお、この発明はこれによって限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
図１は本発明の表示装置の全体構成を示す説明図である。
本発明の表示装置は、直径０．５〜５ｍｍ程度の細管の内部に蛍光体層を配置するとともに放電ガスを封入した発光管を並列に複数配置して、任意の画像を表示する表示装置である。
【００１６】
この図において、３１は前面側（表示面側）の基板、３２は背面側の基板、１は発光管、２は表示電極対（主電極対）、３はデータ電極（信号電極ともいう）である。
【００１７】
前面側の基板３１と背面側の基板３２は、透明なポリカーボネート樹脂などで作製されている。また、発光管１はホウケイ酸ガラスなどで作製されている。
前面側の基板３１の発光管対向面には表示電極対２が形成されている。この表示電極対２は、ＩＴＯ、ニッケル、銅、アルミニウム、銀などをスパッタ法、蒸着法、印刷法などで形成したものである。
【００１８】
背面側の基板３２の発光管対向面にはデータ電極３が形成されている。このデータ電極３は、不透明であってもよいため、ＩＴＯを使用せず、ニッケル、銅、アルミニウム、銀などをスパッタ法、蒸着法、印刷法などで形成している。
【００１９】
発光管１の内部(放電空間)には、三原色Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体層（図示していない）が一色ごとに設けられ、放電ガスが導入されて、両端が封止されている。データ電極３は上述したように背面側の基板３２に形成され、発光管１の長手方向に沿って発光管1と接触するように設けられている。表示電極対２は前面側の基板３１に形成され、データ電極３と交差する方向に、発光管１と接触するように設けられている。表示電極対２と表示電極対２との間には、非放電領域（非放電ギャップ）２１が設けられている。
【００２０】
データ電極３と表示電極対２は、組み立て時に発光管１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、後述するように、その密着性を良くするために、表示電極と発光管面との間に接着剤を介在させて接着してもよい。
【００２１】
この表示装置を平面的にみた場合、データ電極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のいずれか一本を走査電極として用い、その走査電極とデータ電極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、その発光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データ電極３との間の発光管１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２本の表示電極間の発光管１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、発光管１には長手方向に複数の発光点が形成される。
【００２２】
図の電極構造では、一つの発光部位に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とデータ電極３との間で表示放電が発生される構造であってもよい。
【００２３】
すなわち、表示電極対２を一本とし、この表示電極２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よい。
【００２４】
図２は表示装置の断面を示す説明図である。この図は発光管の長手方向に直交する断面（図１のＡ−Ａ断面）を示している。図において、１ａは蛍光体層である。
【００２５】
発光管１の管体は、円形の断面を有しており、パイレックス（登録商標：米国コーニング社製の耐熱ガラス）を用い、管の外径１ｍｍ、肉厚１００μｍ、長さ４００ｍｍで作製したものである。
【００２６】
この発光管１の管体を構成するガラス細管は、発光管１と相似形の大形のガラス母材をダンナー法で作製し、それを加熱して軟化させながら、リドロー（引き伸ばし）することにより作製している。発光管１の内部には蛍光体層１ａが配置されている。
【００２７】
前面側の基板３１と背面側の基板３２は、透明なポリカーボネート樹脂製の基板であり、常温で剛性を有している。また、発光管１よりも低い軟化点を有している。すなわち、発光管１の管体を構成するガラス細管の軟化点は５００〜６００℃であり、ポリカーボネート樹脂の軟化点は１３０℃前後である。
【００２８】
前面側の基板３１と背面側の基板３２は、ポリカーボネート樹脂の他に、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂等を用いてもよい。
また、樹脂製の基板に代えて、低融点ガラス製基板を適用してもよい。低融点ガラスとしては、軟化点が４００℃以下のものを用いる。
【００２９】
表示電極対２は、発光管１の長手方向と垂直に交差する方向に配置されており、前面側の基板３１の発光管対向面にＩＴＯをスパッタ法で形成したものである。また、データ電極３は、発光管１に沿って配置されており、背面側の基板３２の発光管対向面に、ポリアミド樹脂中にカーボンブラックを分散させたインクを印刷したものである。電極材料は、この他にニッケル、銅、アルミニウム等の金属を用いてもよい。
【００３０】
なお、これらの電極は、変形量が少ない場合は、ＩＴＯのような酸化物あるいは金属を用いた電極でもよいが、例えば表示電極対２のように発光管に垂直に配置する電極では変形量が大きいため、有機バインダーに導電性フィラーを分散した柔軟性電極とするのが有利である。
【００３１】
前面側の基板３１と背面側の基板３２の発光管対向面は、加熱処理により発光管１の外壁曲面に沿って変形されている。そして、それに応じて前面側の基板３１の表示電極対２も発光管１の外壁曲面に沿って変形されている。また、背面側の基板３２のデータ電極３も発光管１の外壁曲面に沿って変形されている。
【００３２】
発光管１の外壁を十分に清浄にしておけば、ポリカーボネート樹脂製の基板３１，３２と発光管１とを接着維持することは可能であるが、さらに接着強度を増したければ、発光管の表面またはポリカーボネート樹脂製の基板の表面に、ポリアミド樹脂等の熱可塑性粘着樹脂を塗布してもよい。
【００３３】
次に、この表示装置の製造方法を説明する。
図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ）および図４（ａ），図４（ｂ），図４（ｃ）はこの表示装置の製造方法の一例を示す説明図である。
まず、厚さ１ｍｍの背面側の基板３２上に、あらかじめデータ電極としての銅電極３をスパッタ法で形成しておく。
【００３４】
そして、電極付きの背面側の基板３２上に位置合わせを行って、発光管１と銅電極３とが１対１で接触するように、複数本の発光管１を背面側の基板３２上に配置する（図３（ａ）参照）。図ではＲ，Ｇ，Ｂ用の発光管１を３本しか示していないが、表示画面全体にＲ，Ｇ，Ｂ用の発光管１をＲ，Ｇ，Ｂの順で繰り返し配置する。蛍光体層は省略している。
【００３５】
次に、厚さ１ｍｍの前面側の基板３１上に、あらかじめ表示電極対としてのＩＴＯ電極２をスパッタ法で形成しておき、この前面側の基板３１を、電極形成面が発光管１に対向するように、複数の発光管１上に配置する（図３（ｂ）参照）。
ここで、前面側の基板３１の発光管対向面と、背面側の基板３２の発光管対向面に、ポリアミド樹脂等の熱可塑性粘着樹脂を塗布しておいてもよい。
【００３６】
次に、２枚の基板を挟むようにして、加圧加熱板１１，１２を両側に配置する（図３（ｃ）参照）。
そして、片側（図では上側）の加圧加熱板１１のみを加熱して、図中矢印で示す方向に加圧し、前面側の基板３１のみを軟化させる。そして、この軟化の際、前面側の基板３１が沈み込む量が各発光管１で同じになるよう調整しながら、前面側の基板３１の発光管対向面およびその面に形成されたＩＴＯ電極２を、発光管１の外壁曲面に沿って変形させる。この変形により、ＩＴＯ電極２は、発光管１の外壁に沿うので、発光管１に十分に接触する（図４（ａ）参照）。
【００３７】
次に、もう片側（図では下側）の加圧加熱板１２のみを加熱して、図中矢印で示す方向に加圧し、背面側の基板３２のみを軟化させる。そして、この軟化の際、背面側の基板３２が沈み込む量が各発光管１で同じになるよう調整しながら、背面側の基板３２の発光管対向面およびその面に形成された銅電極３を、発光管１の外壁曲面に沿って変形させる。この変形により、銅電極３は、発光管１の外壁に沿うので、発光管１に十分に接触する（図４（ｂ）参照）。
【００３８】
最後に、加圧加熱板１１，１２を除去することで、表示装置が完成する（図４（ｃ）参照）。
【００３９】
図５（ａ），図５（ｂ），図５（ｃ）および図６（ａ），図６（ｂ）はこの表示装置の製造方法の他の例を示す説明図である。
まず、平坦な保持台１３の上に、複数本の発光管１を並行に配置する（図５（ａ）参照）。図では前記図３、図４と同様に、発光管１を３本しか示していないが、表示画面全体に相当する幅で複数の発光管１を配置する。蛍光体層は省略している。
【００４０】
次に、厚さ１ｍｍの前面側の基板３１上に、あらかじめ表示電極対としてのＩＴＯ電極２をスパッタ法で形成しておき、この前面側の基板３１を、電極形成面が発光管１に対向するように、複数の発光管１上に配置する（図５（ｂ）参照）。
【００４１】
ここで、前面側の基板３１の発光管対向面に、ポリアミド樹脂等の熱可塑性粘着樹脂を塗布しておいてもよい。
【００４２】
次に、前面側の基板の背後に加圧加熱板１１を配置する（図５（ｃ）参照）。
そして、加圧加熱板１１を加熱して、図中矢印で示す方向に加圧し、前面側の基板３１を軟化させる。そして、この軟化の際、前面側の基板３１が沈み込む量が各発光管１で同じになるよう調整しながら、前面側の基板３１の発光管対向面およびその面に形成されたＩＴＯ電極２を、発光管１の外壁曲面に沿って変形させる。この変形により、ＩＴＯ電極２は、発光管１の外壁に沿うので、発光管１に十分に接触する（図６（ａ）参照）。
【００４３】
次に、あらかじめ、厚さ１ｍｍの背面側の基板３にデータ電極としての銅電極３をスパッタ法で形成したものを用意しておき、保持台１３を除去し、前面側の基板３１と発光管１を、背面側の基板３２上に配置する。この際、背面側の基板３２との位置合わせを行って、発光管１と銅電極３とが１対１で接触するように、前面側の基板３１と発光管１を背面側の基板３２上に配置する（図６（ｂ）参照）。
【００４４】
この場合、背面側の基板３２の発光管対向面にポリアミド樹脂等の熱可塑性粘着樹脂を塗布しておいてもよい。銅電極３は、発光管１に沿って形成されているので、加圧加熱処理で変形させなくても、発光管１の外壁に沿って発光管１に接触する。
【００４５】
前面側の基板３１と背面側の基板３２は、加圧加熱処理の際、基板の背面側から発光管１に押し当てることで変形させたが、発光管１の代わりに金属等の型に押し当てるようにしてもよい。このようにした場合、発光管の径にバラつきがあると、ＩＴＯ電極２および銅電極３は、必ずしも発光管の外壁形状に完全には沿わないが、基板に形成された電極は発光管に必ずしも密着させる必要はなく、発光管と接触させるのみでも使用可能である。
【００４６】
このように、前面側の基板と背面側の基板に、常温で剛性を有するとともに発光管よりも低い軟化点を有する基板を用い、その基板の発光管対向面およびその面に形成された電極を、加熱処理により発光管の外壁曲面に沿って変形させることにより、電極と発光管との接触面積を増大させることができるので、放電電圧を従来よりも下げることができ（１〜２０V程度）、これにより発光効率を改善することができ。さらに、各発光管の放電特性を揃えることが可能になる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、電極が発光管外壁曲面に沿って変形されているので、電界が発光管内に有効に作用し、放電電圧を下げることができ、かつ、各発光管間の放電特性のばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】実施形態の表示装置の断面を示す説明図である。
【図３】実施形態の表示装置の製造方法の一例を示す説明図である。
【図４】実施形態の表示装置の製造方法の一例を示す説明図である。
【図５】実施形態の表示装置の製造方法の他の例を示す説明図である。
【図６】実施形態の表示装置の製造方法の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 発光管
１ａ 蛍光体層
２ 表示電極対
３ データ電極
１１，１２ 加圧加熱板
１３ 保持台
３１ 前面側の基板
３２ 背面側の基板

Claims (3)

1. 内部に蛍光体層が配置されるととも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細管からなる複数の発光管を並列に配置し、
   常温で剛性を有するとともに発光管よりも低い軟化点を有する一対の平面状の基板の、少なくとも一方の基板上に、電圧の印加により発光管の内部で放電を発生させることが可能であって、有機バインダーに導電性フィラーを分散した柔軟性電極を形成し、
   その一対の平面状の基板で、前記電極形成面を発光管に対向させて複数の発光管を挟持し、
   その状態で一対の平面状の基板を挟むように加圧加熱板を配置し、前記加圧加熱板を発光管の方向に加圧しながら加熱し、それにより、平面状の基板の発光管側のみを、基板の平面状を保ちつつ前記電極と共に発光管の外壁側面に沿って変形させることからなる表示装置の製造方法。
2. 平面状の基板の電極形成面を複数の発光管に対向させる前に、平面状の基板の発光管対向面に接着層を形成する工程をさらに備えてなる請求項１記載の表示装置の製造方法。
3. 接着層が光透過性のアクリル樹脂からなる請求項２記載の表示装置の製造方法。

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