JPWO2008050382A1 - 複数層のガス放電管からなる表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明の特徴によれば、カラー表示装置(310)は複数層のガス放電管(11G,11B,11R)からなり、その複数層のガス放電管の各層の複数のガス放電管は、並置されており、前面側支持板(31)と背面側支持板(32)とによって挟持されている。その複数のガス放電管は、内部に、色に応じて異なる材料からなる蛍光体層(4G,4B,4R)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それぞれ有し、その複数のガス放電管の表示面側に複数対の表示電極(2)が配置され、その複数のガス放電管の背面側に複数の信号電極(3)が配置されている。その複数層のガス放電管の中の第１層は、第１の材料からなる蛍光体層を有する第１の複数のガス放電管(11G)を含む。その複数層のガス放電管の中の第２層は、その第１の材料と異なる第２の材料からなる蛍光体層を有する第２の複数のガス放電管(11B)を含む。

Description

本発明は、表示装置に関し、特に複数の細長いガス放電管を並列に配置して、任意の画像を表示する表示装置に関する。

特開２００３−８６１４１号公報には、外部電極からの電圧の印加によりガス放電を発生させ、内部に配置された蛍光体により発光する複数のガス放電管を並置して構成した表示装置が提案されている。
特開２００３−８６１４１号公報

このような表示装置は、内部に放電ガスが封入され蛍光体層が形成されたガス放電管と、そのガス放電管に接触しかつガス放電管を支持する２つの支持体と、それら支持体のガス放電管対向面に配置され放電管に外部から電圧を印加して放電管内で放電を発生させることによって表示を行う複数の電極とで構成されている。

特開平１１−２１４１５０号公報には、多色またはフルカラーの電場発光ディスプレイパネルが記載されている。そのディスプレイパネルは、疎水性表面を有する高分子フィルムの透明基板ユニット上にストライプ状透明陽極を形成し、その上に単色の蛍光発光性の有機層を介してストライプ状透明陽極と直角方向に画素の全色発光幅の１／２以下のストライプ状金属陰極を形成し、各単色パネルユニットをストライプ状金属陰極が互いに上下に重ならないように積層かつ接着一体化してなる。それは、大画面が可能でかつ製造が容易である。
特開平１１−２１４１５０号公報

特開２００５−７１６９３号公報には、発光装置が記載されている。その発光装置において、両面から発光させることのできる発光パネルを少なくとも２枚、好ましくは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３枚の単色発光パネルを重ねられていて、１つのフルカラー表示画像が得られる。発光色の異なる単色発光パネルを３枚以上、例えば３×ｎ（ｎは自然数）枚重ね、発光素子を立体的に配置することによって表示そのものを立体とし、それを視認させることで観察者に立体映像を認識させる。それによって、高精細化、高開口率化、高信頼性を備えたフルカラー・ディスプレイ、さらに立体画像を表示可能なディスプレイを提供する。
特開２００５−７１６９３号公報

互いに平行な複数の細長いガス放電管からなる表示装置では、ガス放電管に垂直な方向の解像度はガス放電管の幅によって決まり、そのガス放電管に垂直な方向の解像度を高くすることは困難である。

発明者たちは、複数の細長いガス放電管を多層化して配置することによって表示装置におけるそのガス放電管に垂直な方向の解像度を高くすることができる、と認識した。

本発明の目的は、カラー表示装置におけるガス放電管に垂直な方向の解像度を高くすることである。

本発明の特徴によれば、カラー表示装置は複数層のガス放電管からなり、その複数層のガス放電管の各層の複数のガス放電管は、並置されており、前面側支持板と背面側支持板とによって挟持されている。その複数のガス放電管は、内部に、色に応じて異なる材料からなる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それぞれ有し、その複数のガス放電管の表示面側に複数対の表示電極が配置され、その複数のガス放電管の背面側に複数の信号電極が配置されている。その複数層のガス放電管の中の第１層は、第１の材料からなる蛍光体層を有する第１の複数のガス放電管を含む。その複数層のガス放電管の中の第２層は、その第１の材料と異なる第２の材料からなる蛍光体層を有する第２の複数のガス放電管を含む。

本発明によれば、カラー表示装置におけるガス放電管に垂直な方向の解像度を高くすることができる。

図１は、通常のカラー表示装置用のプラズマ・チューブまたはガス放電管のアレイのユニットの概略的な部分的構造を例示している。 図２Ａは、透明な複数の表示電極対２が形成された前面側支持基板を示している。図２Ｂは、複数の信号電極３が形成された背面側支持基板を示している。 図３は、ＰＴＡユニットのプラズマ・チューブ・アレイの管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。 図４は、通常の表示装置のＸ電極ドライバ装置、Ｙ電極ドライバ装置およびアドレス電極ドライバ回路の電気的接続を示している。 図５は、通常の表示装置における、Ｘ電極ドライバ回路基板、Ｙ電極ドライバ回路およびアドレス・ドライバ回路の出力駆動電圧波形の概略的な駆動シーケンスを例示している。 図６は、図１のＰＴＡユニットの一部分の表示面側から見た水平および垂直方向の各寸法を示している。 図７は、本発明の実施形態によるプラズマ・チューブ・アレイ（ＰＴＡ）ユニットの管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。 図８は、本発明の別の実施形態によるＰＴＡユニットの管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。 図９は、図７のＰＴＡユニットの各層の前面側支持基板とその表示電極引き出し部分であるその右側端部およびその左側端部、およびそれぞれの前面側支持基板に接続された異なるＸ電極ドライバ装置および異なるＹ電極ドライバ装置の配置を示している。 図１０、図７のＰＴＡユニットの各層の前面側支持基板とその表示電極引き出し部分であるその右側端部およびその左側端部、およびそれぞれの前面側支持基板に接続された異なるＸ電極ドライバ装置および異なるＹ電極ドライバ装置の配置を示している。 図１１は、図７のＰＴＡユニットの各層の前面側支持基板とその表示電極引き出し部分であるその右側端部およびその左側端部、およびそれぞれの前面側支持基板に接続された異なるＸ電極ドライバ装置および異なるＹ電極ドライバ装置の配置を示している。 図１２は、本発明のさらに別の実施形態によるＰＴＡユニットの管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。 図１３は、本発明のさらに別の実施形態によるＰＴＡユニットの管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。 図１４は、本発明のさらに別の実施形態によるＰＴＡユニットの管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。 図１５は、図１２のＰＴＡユニットに用いられるＸ電極ドライバ装置およびＹ電極ドライバ装置の構成を示している。 図１６Ａおよび１６Ｂは、図７のＰＴＡユニットに類似した構造を有するＰＴＡユニットの製造方法を示している。

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、通常のカラー表示装置用のプラズマ・チューブまたはガス放電管１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂのアレイのユニット３００の概略的な部分的構造を例示している。図１において、プラズマ・チューブ・アレイ（ＰＴＡ）のユニット３００は、互いに平行に配置された透明な細長いカラー・プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂのアレイ、透明な前面側の支持シートまたは薄い基板からなる前面側支持基板３１、透明なまたは不透明な背面側の支持シートまたは薄い基板からなる背面側支持基板３２、複数の表示電極対または主電極対２、および複数の信号電極またはアドレス電極３を含んでいる。図１において、Ｘは表示電極２のうちの維持電極またはＸ電極を示し、Ｙは表示電極２のうちの走査電極またはＹ電極を示している。Ｒ、ＧおよびＢは蛍光体の発光色である赤、緑および青を示している。支持基板３１および３２は、例えば可撓性のＰＥＴフィルム、ガラス等で作られている。
細長いプラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂの細管２０は、例えばホウケイ酸ガラス、パイレックス（登録商標）、ソーダガラス、石英ガラスまたはゼロデュアのような透明な絶縁体で作製され、典型的には、管径が２ｍｍ以下であり、例えば、管の断面の幅約１ｍｍおよび高さは幅よりも少し小さい扁平型であり、長さが３００ｍｍ以上であり、管壁の厚さ約０．１ｍｍの寸法を有する。
プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂの内部の背面側には、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の蛍光体層４がそれぞれ形成され、放電ガスが導入されて、両端が封止されている。プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂの内面にはＭｇＯからなる電子放出膜５が形成されている。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、典型的には、約１０μｍ〜約５０μｍの範囲の厚さを有する。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、沈降法などの当該分野で公知の方法にて形成する。
電子放出膜５は、放電ガスの荷電粒子との衝突により電子を発生する。蛍光体層４は、表示電極対２に電圧を印加することにより励起された管内に封入された放電ガスが脱励起することによって発生する真空紫外光によって励起され、可視光を発生する。

図２Ａは、透明な複数の表示電極対２が形成された前面側支持基板３１を示している。図２Ｂは、複数の信号電極３が形成された背面側支持基板３２を示している。
信号電極３は、背面側支持基板３２の前面すなわち内面上に形成され、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂの長手方向に沿って設けられている。隣接する信号電極３間のピッチは、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂの各々の幅とほぼ同じであり、例えば１ｍｍである。複数の表示電極対２は、周知の形態で前面側支持基板３１の背面すなわち内面上に形成され、信号電極３と直角に交差する方向に配置されている。表示電極２の幅は例えば０．７５ｍｍであり、各１対の表示電極２の端縁間の距離は例えば０．４ｍｍである。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、その距離は例えば１．１ｍｍである。
信号電極３と表示電極対２は、ＰＴＡユニット３００の組み立て時にプラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂの下側の外周面部分と上側の外周面部分にそれぞれ密着するように接触させる。その密着性を良くするために、それぞれの電極とプラズマ・チューブ面との間に接着剤を介在させて接着してもよい。
このＰＴＡユニット３００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Ｙとして用い、その走査電極Ｙ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、その放電により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によって行う。選択放電は、垂直方向に対向する走査Ｙ電極と信号電極３との間のプラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂ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１対の表示電極間のプラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂ内で発生される面放電である。
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１では、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂ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２によって表示放電が発生される構造であるが、これに限定されるものではなく、表示電極２と信号電極３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。

図３は、ＰＴＡユニット３００のプラズマ・チューブ・アレイ１１の管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。ＰＴＡユニット３００において、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂは、その内面に蛍光体層４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂが形成されており、断面幅１．０ｍｍ、断面高さ０．７ｍｍ、管壁の厚さ０．１ｍｍ、および長さ１ｍ〜３ｍの細管からなる。一実施例として、赤の蛍光体４Ｒはイットリア系（（Ｙ．Ｇａ）ＢＯ₃：Ｅｕ）の材料を含み、緑の蛍光体４Ｇはジンクシリケート系（Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ）の材料を含み、青の蛍光体４ＢはＢＡＭ系（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）の材料を含む。
図３において、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂの底面には、粘着剤層３４を介して背面側支持基板３２が接着されている。プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂの底面に、および背面側支持基板３２の上面に信号電極３Ｒ、３Ｇおよび３Ｂが配置されている。また、信号電極３Ｒ、３Ｇおよび３Ｂは、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂの底面に直接形成することもある。

図４は、通常の表示装置１０のＸ電極ドライバ装置５００、Ｙ電極ドライバ装置７００およびアドレス電極ドライバ回路４６の電気的接続を示している。表示装置１０において、プラズマ・チューブ・アレイ１１のｎ対の表示電極２ （Ｘ１，Ｙ１）、．．．、（Ｘｊ，Ｙｊ）、．．．（Ｘｎ，Ｙｎ）は、前面側支持基板３１の複数に分割された右側端部５３からフレキシブル・ケーブル５２を介してＸ電極ドライバ装置５００のＸ電極用の維持電圧パルス回路５０に接続され、前面側支持基板３１の複数に分割された左側端部７１からＹ電極ドライバ装置７００の走査パルス回路７０に接続される。Ｙ電極ドライバ装置７００のＹ電極用の維持電圧パルス回路６０は、フレキシブル・ケーブルを介して走査パルス回路（ＳＣＮ）７０に接続される。プラズマ・チューブ・アレイ１１のｍ本の信号電極３ Ａ１、．．．、Ａｉ、．．．Ａｍは、複数に分割された下側端部からアドレス・ドライバ回路４６に接続される。Ｘ電極ドライバ装置５はさらにリセット回路５１を含んでいる。Ｙ電極ドライバ装置７００はさらにリセット回路６１を含んでいる。ドライバ制御回路４２が、Ｘ電極ドライバ装置５００、Ｙ電極ドライバ装置７００、およびアドレス・ドライバ回路４６に接続される。

次に、一般的なプラズマ・チューブ・アレイ型のＡＣ型ガス放電表示装置の駆動法の一例について説明する。１つのピクチャ（映像）は典型的には１フレーム期間で構成されており、インターレース型走査では１フレームが２つのフィールドで構成され、プログレッシブ型走査では１フレームが１つのフィールドで構成されている。また、通常のテレビジョン方式による動画表示のためには１秒間に３０または６０フレームの表示が必要である。そこでこの種ガス放電表示装置１０による表示では、２値の発光制御によって階調を持ったカラー再現を行うために、典型的にはそのような１フィールドＦをｑ個のサブフィールドＳＦの集合に置き換える。しばしば、これらサブフィールドＳＦに順に２⁰，２¹，２²，．．．２^q-1等の異なる重みを付けて各サブフィールドＳＦの表示放電の回数を設定する。サブフィールド単位の発光／非発光の組合せでＲ，ＧおよびＢの各色毎にＮ（＝１＋２¹＋２²＋．．．＋２^q-1 ）段階の輝度設定を行うことができる。このようなフィールド構成に合わせてフィールド転送周期であるフィールド期間Ｔｆをｑ個のサブフィールド期間Ｔｓｆに分割し、各サブフィールドＳＦに１つのサブフィールド期間Ｔｓｆを割り当てる。さらに、サブフィールド期間Ｔｓｆを、初期化のためのリセット期間ＴＲ、アドレッシングのためのアドレス期間ＴＡ、および維持放電による発光のための表示期間ＴＳに分ける。典型的には、リセット期間ＴＲおよびアドレス期間ＴＡの長さが重みに係わらず一定であるのに対し、表示期間ＴＳにおけるパルス数は重みが大きいほど多く、表示期間ＴＳの長さは重みが大きいほど長い。この場合、サブフィールド期間Ｔｓｆの長さも、該当するサブフィールドＳＦの重みが大きいほど長い。

図５は、通常の表示装置１０における、Ｘ電極ドライバ回路基板５００、Ｙ電極ドライバ回路７００およびアドレス・ドライバ回路４２の出力駆動電圧波形の概略的な駆動シーケンスを例示している。なお、図示の波形は一例であり、振幅、極性およびタイミングを様々に変更することができる。
リセット期間ＴＲ、アドレス期間ＴＡおよびサステイン期間ＴＳの順序は、ｑ個のサブフィールドＳＦにおいて同じであり、駆動シーケンスはサブフィールドＳＦ毎に繰り返される。各サブフィールドＳＦのリセット期間ＴＲにおいては、全ての表示電極Ｘに対して負極性のパルスＰｒｘ１と正極性のパルスＰｒｘ２とを順に印加し、全ての表示電極Ｙに対して正極性のパルスＰｒｙ１と負極性のパルスＰｒｙ２とを順に印加する。パルスＰｒｘ１，Ｐｒｙ１およびＰｒｙ２は微小放電が生じる変化率で振幅が漸増するランプ波形または鈍波パルスである。最初に印加されるパルスＰｒｘ１およびＰｒｙ１は、前サブフィールドＳＦにおける発光／非発光に係わらず全ての放電セルにいったん同一極性の適度の壁電荷を生じさせるために印加される。引き続き適度の壁電荷が存在する放電セルにパルスＰｒｘ２およびＰｒｙ２を印加することにより、この壁電荷を維持パルスでは再放電しないレベル（消去状態）まで減少させるように調整する。セルに加わる駆動電圧は、表示電極ＸおよびＹに印加されるパルスの振幅の差を表す合成電圧である。
アドレス期間ＴＡにおいては、発光させる放電セルのみに放電維持に必要な壁電荷を形成する。全ての表示電極Ｘおよび全ての表示電極Ｙを所定電位にバイアスした状態で、行選択期間（１行分のスキャン時間）毎に選択行に対応した表示電極Ｙに負極性のスキャン・パルス−Ｖｙを印加する。この行選択と同時にアドレス放電を生じさせるべき選択セルに対応したアドレス電極Ａのみにアドレス・パルスＶａを印加する。つまり、選択行ｊのｍ列分のサブフィールドデータＤｓｆに基づいてアドレス電極Ａ₁〜Ａ_mの電位を走査ライン毎に２値制御する。これによって、選択セルでは表示電極Ｙとアドレス電極Ａとの間で放電管内にアドレス放電が生じる。そのアドレス放電によって書き込まれた表示データが放電管のセル内壁に壁電荷の形で記憶され、その後のサステイン・パルスの印加により表示電極Ｘ−Ｙ間の面放電が生じる。
サステステイン期間ＴＳにおいては、最初に先のアドレス放電で生じた壁電荷と加算されて維持放電を発生する極性（図の例では正極性）のサステイン・パルスＰｓを印加する。その後、表示電極Ｘと表示電極Ｙとに対して交互にサステイン・パルスＰｓを印加する。サステイン・パルスＰｓの振幅は維持電圧Ｖｓである。サステイン・パルスＰｓの印加によって、所定の壁電荷が残存する放電セルにおいて面放電が生じる。サステイン・パルスＰｓの印加回数は、上述したようにサブフィールドＳＦの重みに対応する。なお、サステイン期間ＴＳ全体にわたって不要な対向放電を防止するために、アドレス電極Ａをサステイン・パルスＰｓと同極性の電圧Ｖａｓにバイアスしてもよい。

図６は、図１のＰＴＡユニット３００の一部分の表示面側から見た水平および垂直方向の各寸法を示している。図３および６を参照すると、ＰＴＡユニット３００は、管幅ｄ（（例えば、１．０ｍｍ）、例えば０．０８ｍｍの管壁厚さ、管水平開口幅Ｌｈ（例えば、０．７〜０．７５ｍｍ）、水平非発光幅ｄ−Ｌｈ（例えば、０．２５〜０．３ｍｍ）を有する。ＰＴＡユニット３００は、さらに、外部光の反射を防止するためのブラック・ストライプが形成された非表示領域２６、バス電極２２と２３の間の透明電極２４および２５を含む発光領域の垂直開口幅Ｐｖ（例えば、１．０ｍｍ）、垂直ライン・ピッチＰｖ（例えば、３．０ｍｍ）、水平ピクセル・ピッチＰｈ（例えば、３．０ｍｍ）を有する。破線で囲まれた部分は１つのピクセルの配置を示している。透明電極２４および２５は、典型的には９０％以上の透過率、例えば９８％の透過率を有する。
通常、垂直解像度を高くするためには垂直ライン・ピッチＰｖを小さくする必要があり、そのためには非表示領域２６において不要な放電が起こらない程度に前面側支持基板３１上の表示電極２の間隔を小さくすればよい。一方、水平解像度を高くするためには水平ピクセル・ピッチＰｈを小さくする必要があり、そのためにはガラス管の幅ｄまたは外径を小さくすればよい。水平開口幅Ｌｈは、プラズマ・チューブ１１の肉厚を除いた蛍光体の幅で決まる。しかし、ガラス管幅ｄまたは外径を小さくすると、製造プロセスにおいて細管２０内に蛍光体層および放電保護膜を形成するのが困難になり、プラズマ・チューブ１１のガラスの強度を考慮すると肉厚を薄くするのは困難である。しかし、ガラス管幅ｄまたは外径を小さくすると、水平開口率（Ｌｈ／ｄ）が下がり、輝度が低下する。

図７は、本発明の実施形態によるプラズマ・チューブ・アレイ（ＰＴＡ）ユニット３１０の管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。
ＰＴＡユニット３１０は、表示面側から順に層１、２および３の３層からなる。ＰＴＡユニット３１０は、層１を構成し前面側支持基板３１Ｇと背面側支持基板３２の間に支持され互いに間隔をおいて等ピッチで実質的に平行に配置された複数のプラズマ・チューブ１１Ｇと、層２を構成し前面側支持基板３１Ｂと背面側支持基板３２の間に支持され互いに間隔をおいて等ピッチで実質的に平行に配置された複数のプラズマ・チューブ１１Ｂと、層３を構成し前面側支持基板３１Ｒと背面側支持基板３２Ｒの間に支持され互いに間隔をおいて等ピッチで実質的に平行に配置された複数のプラズマ・チューブ１１Ｒと、を具えている。層１、２および３の各々の厚さは例えば０．７〜１．０ｍｍである。前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂ、３１Ｒ、背面側支持基板３２、および接着層２１は透明である。層２のプラズマ・チューブ１１Ｂは、層１と層２の間の基板３２および３１Ｂおよび透明な表示電極２を通過することによって僅かに光の強度が低下する。層３のプラズマ・チューブ１１Ｒは、層１と層２の間および層２と層３の間の基板３２、３１Ｂおよび３１Ｒおよび透明な表示電極２を通過することによってより大きく僅かに光の強度が低下する。前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂ、３１Ｒの表示電極対２は、ＰＴＡユニット３１０の層１、２および３の面上のそれぞれの対応するピクセルの同じ位置に垂直方向に重なるように配置される。
ＰＴＡユニット３１０の層１のプラズマ・チューブ１１Ｇ、層２のプラズマ・チューブ１１Ｂおよび層３のプラズマ・チューブ１１Ｒは、表示面側から見て、それぞれ左右両側面の部分が典型的には最大で幅（ｄ−Ｌｈ）だけ互いに重なるように配置されている。ＰＴＡユニット３１０は、ピクセルの水平方向の幅を、典型的にはピクセル当たり最大で３（ｄ−Ｌｈ）だけ小さくすることができる。層１、２および３の各々において、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇまたは１１Ｂの水平ピッチＰｈは、管幅ｄの３倍より小さい所定の値を有し、例えば２．１ｄ〜２．４ｄである。プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇおよび１１Ｂは、表示面側から見て等間隔になるように配置されている。それによって、ＰＴＡユニット３１０の表示画像の水平方向の解像度を高くすることができる。
図８は、本発明の別の実施形態によるＰＴＡユニット３１２の管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。図８において、ＰＴＡユニット３１２は、図７のＰＴＡユニット３１０の層３の背面側支持基板３１Ｒを取り除いたものである。

図９は、図７のＰＴＡユニット３１０の各層１、２および３の前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂおよび３１Ｒとその表示電極引き出し部分であるその右側端部５３Ｇ、５３Ｂ、５３Ｒおよびその左側端部７１Ｇ、７１Ｂ、７１Ｒ、およびそれぞれの前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂおよび３１Ｒに接続された異なるＸ電極ドライバ装置５００Ｇ、５００Ｂ、５００Ｒおよび異なるＹ電極ドライバ装置７００Ｇ、７００Ｂ、７００Ｒの配置を示している。Ｘ電極ドライバ装置５００Ｇ、５００Ｂ、５００ＲおよびＹ電極ドライバ装置７００Ｇ、７００Ｂ、７００Ｒによって、異なる色のプラズマ・チューブ・アレイ１１Ｇ、１１Ｂおよび１１Ｒに対して異なる電圧のサステイン・パルスを印加することができる。
前面側支持基板３１Ｇの右側端部５３Ｇおよび左側端部７１Ｇは前面側支持基板３１Ｇの上部分に位置する。前面側支持基板３１Ｂの右側端部５３Ｂおよび左側端部７１Ｂは前面側支持基板３１Ｂの中央部分に位置する。前面側支持基板３１Ｒの右側端部５３Ｒおよび左側端部７１Ｒは前面側支持基板３１Ｒの下部分に位置する。
プラズマ・チューブ・アレイ１１Ｇの表示電極対２のＸ電極は、前面側支持基板３１Ｇの複数に分割された右側端部５３Ｇからフレキシブル・ケーブルを介してＸ電極ドライバ装置５００Ｇに接続され、そのＹ電極は、前面側支持基板３１Ｇの複数に分割された左側端部７１ＧからＹ電極ドライバ装置７００Ｇに接続される。プラズマ・チューブ・アレイ１１Ｂの表示電極対２のＸ電極は、前面側支持基板３１Ｂの複数に分割された右側端部５３Ｂからフレキシブル・ケーブルを介してＸ電極ドライバ装置５００Ｂに接続され、そのＹ電極は、前面側支持基板３１Ｂの複数に分割された左側端部７１ＢからＹ電極ドライバ装置７００Ｂに接続される。プラズマ・チューブ・アレイ１１Ｒの表示電極対２のＸ電極は、前面側支持基板３１Ｒの複数に分割された右側端部５３Ｒからフレキシブル・ケーブルを介してＸ電極ドライバ装置５００Ｒに接続され、そのＹ電極は、前面側支持基板３１Ｒの複数に分割された左側端部７１ＲからＹ電極ドライバ装置７００Ｒに接続される。

図１０は、図７のＰＴＡユニット３１０の各層１、２および３の前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂおよび３１Ｒとその表示電極引き出し部分であるその右側端部５３Ｇ、５３Ｂ、５３Ｒおよびその左側端部７１Ｇ、７１Ｂ、７１Ｒ、およびそれぞれの前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂおよび３１Ｒに接続されたＸ電極ドライバ装置５００およびＹ電極ドライバ装置７００の配置を示している。この場合、共通のＸ電極ドライバ装置５００およびＹ電極ドライバ装置７００を設けて、異なる色のプラズマ・チューブ・アレイ１１Ｇ、１１Ｂおよび１１Ｒに対して共通のサステイン・パルスＰｓを印加することができる。右側端部５３Ｇおよび左側端部７１Ｇを有する前面側支持基板３１Ｇ、右側端部５３Ｂおよび左側端部７１Ｂを有する前面側支持基板３１Ｂ、および右側端部５３Ｒおよび左側端部７１Ｒを有する前面側支持基板３１Ｒは、実質的に同じ形状および表示電極配置を有する。プラズマ・チューブ・アレイ１１Ｇ、１１Ｂおよび１１Ｒの対応する表示電極対２のＸ電極は、前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂおよび３１Ｒの複数に分割された右側端部５３Ｇ、５３Ｂおよび５３Ｒからフレキシブル・ケーブルを介してＸ電極ドライバ装置５００に接続され、そのＹ電極は、前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂおよび３１Ｒの複数に分割された左側端部７１Ｇ、７１Ｂおよび７１ＲからＹ電極ドライバ装置７００に接続される。

図１１は、図９および１０のＰＴＡユニット３１０の変形を示しており、図７のＰＴＡユニット３１０の各層１、２および３の前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂおよび３１Ｒとその表示電極引き出し部分であるその右側端部５３Ｇ、５３Ｂ、５３Ｒおよびその左側端部７１Ｇ、７１Ｂ、７１Ｒ、およびそれぞれの前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂおよび３１Ｒに接続された異なるＸ電極ドライバ装置５００Ｇ、５００Ｂ、５００Ｒおよび異なるＹ電極ドライバ装置７００Ｇ、７００Ｂ、７００Ｒの配置を示している。右側端部５３Ｇおよび左側端部７１Ｇを有する前面側支持基板３１Ｇ、右側端部５３Ｂおよび左側端部７１Ｂを有する前面側支持基板３１Ｂ、および右側端部５３Ｒおよび左側端部７１Ｒを有する前面側支持基板３１Ｒは、図１０の場合と同様に、実質的に同じ形状および表示電極配置を有する。
この場合、図９と同様に、前面側支持基板３１Ｇは、Ｘ電極ドライバ装置５００ＧおよびＹ電極ドライバ装置７００Ｇに接続され、前面側支持基板３１Ｂは、Ｘ電極ドライバ装置５００ＢおよびＹ電極ドライバ装置７００Ｂに接続され、前面側支持基板３１Ｒは、Ｘ電極ドライバ装置５００ＲおよびＹ電極ドライバ装置７００Ｒに接続される。

図９〜１１において、各層における異なる位置に配置されたプラズマ・チューブ・アレイ１１Ｇ、１１Ｂおよび１１Ｒの信号電極３は、図４の場合のように、３つの層の重ね合わされたそれらの下側端部からアドレス・ドライバ回路（４６）に接続される（図示せず）。

図１２は、本発明のさらに別の実施形態によるＰＴＡユニット３１８の管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。ＰＴＡユニット３１８は、表示面側から順に層１および層２の２層からなる。
ＰＴＡユニット３１８は、層１を構成し前面側支持基板３１Ｇと背面側支持基板３２の間に支持され互いに間隔をおいて等ピッチで実質的に平行に配置された複数のプラズマ・チューブ１１Ｇと、層２を構成し前面側支持基板３１ＢＲと背面側支持基板３２の間に支持され互いに間隔をおいて等ピッチで実質的に平行に配置された複数のプラズマ・チューブ１１Ｂおよび１１Ｒと、を具えている。プラズマ・チューブ１１Ｂとプラズマ・チューブ１１Ｒとは隣接して配置される。
ＰＴＡユニット３１８の層１のプラズマ・チューブ１１Ｇは、その左右両側面の部分が、表示面側から見て、層２のプラズマ・チューブ１１Ｒの右側面の部分およびプラズマ・チューブ１１Ｂの左側面の部分と重なるように配置されている。層１および２の各々において、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇまたは１１Ｂの水平ピッチＰｈは、管幅ｄの３倍より小さい所定の値を有し、例えば２．５ｄ〜２．７ｄである。ＰＴＡユニット３１８は、ピクセルの水平方向の幅を、ピクセル当たり２（ｄ−Ｌｈ）だけ小さくできる。前面側支持基板３１Ｇおよび３１ＢＲの形状は、図９〜１１のいずれかの前面側支持基板３１Ｇおよび３１Ｒと同様であってもよい。

図１３は、本発明のさらに別の実施形態によるＰＴＡユニット３２０の管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。ＰＴＡユニット３２０も層１と層２の２層からなる。
ＰＴＡユニット３２０は、層１を構成し前面側支持基板３１Ｇと背面側支持基板３２の間に支持され互いに間隔をおいて等ピッチで配置された複数のプラズマ・チューブ１１Ｇと、層２を構成し前面側支持基板３１ＲＢと背面側支持基板３２の間に支持され互いに間隔をおいて交互に等ピッチで配置された複数のプラズマ・チューブ１１Ｂおよび１１Ｒと、を具えている。前面側支持基板３１Ｇおよび３１ＲＢの形状は、図９〜１１のいずれかの前面側支持基板３１Ｇおよび３１Ｒと同様であってもよい。
プラズマ・チューブ１１Ｂの数はプラズマ・チューブ１１Ｒの数と概して等しい。プラズマ・チューブ１１Ｇの数は、プラズマ・チューブ１１Ｂの数より多く、またプラズマ・チューブ１１Ｒの数より多く、プラズマ・チューブ１１Ｂまたは１１Ｒの数の概して２倍である。プラズマ・チューブ１１Ｇの密度および解像度は、プラズマ・チューブ１１Ｂの密度および解像度より高く、またプラズマ・チューブ１１Ｒの密度および解像度より高く、プラズマ・チューブ１１Ｂまたは１１Ｒの密度および解像度の概して２倍である。従って、緑色成分は輝度の大きい部分を占めるので、プラズマ・チューブ１１Ｇの数が多い分だけＰＴＡユニット３２０の輝度信号の解像度が相対的に高くなる。
ＰＴＡユニット３２０の層１のプラズマ・チューブ１１Ｇ、層２のプラズマ・チューブ１１Ｂおよびプラズマ・チューブ１１Ｒは、表示面側から見て、左右両側面の部分が典型的には最大で幅（ｄ−Ｌｈ）だけ互いに重なるように配置されている。層１において、プラズマ・チューブ１１Ｇの水平ピッチＰｈは、管幅ｄの２倍より小さい所定の値を有し、例えば１．７ｄ〜１．７５ｄである。層２において、プラズマ・チューブ１１Ｇまたは１１Ｂの水平ピッチＰｈは、管幅ｄの４倍より小さい所定の値を有し、例えば３．４ｄ〜３．５ｄである。この場合、１本のプラズマ・チューブ１１Ｇの発光点とその左右両側のプラズマ・チューブ１１Ｒおよび１１Ｂの発光点の一部分とで、水平方向の１ピクセルが構成される。

図１４は、本発明のさらに別の実施形態によるＰＴＡユニット３２２の管の長手方向に垂直な断面の構造を示している。ＰＴＡユニット３２０も２層からなる。
ＰＴＡユニット３２２は、層１を構成し前面側支持基板３１ＧＢと背面側支持基板３２の間に支持され互いに間隔をおいて等ピッチで配置された複数のプラズマ・チューブ１１Ｇおよび１１Ｂと、層１を構成し前面側支持基板３１Ｒと背面側支持基板３２の間に支持され互いに間隔をおいて等ピッチで配置された複数のプラズマ・チューブ１１Ｒと、を具えている。プラズマ・チューブ１１Ｇとプラズマ・チューブ１１Ｂとは隣接して配置される。
ＰＴＡユニット３２２の層２のプラズマ・チューブ１１Ｒは、その左右両側面の部分が、表示面側から見て、層１のプラズマ・チューブ１１Ｂの右側面の部分およびプラズマ・チューブ１１Ｇの左側面の部分と重なるように配置されている。層１および２の各々において、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇまたは１１Ｂの水平ピッチＰｈは、管幅ｄの３倍より小さい所定の値を有し、例えば２．５ｄ〜２．７ｄである。ＰＴＡユニット３２２は、ピクセルの水平方向の幅を、ピクセル当たり２（ｄ−Ｌｈ）だけ小さくできる。前面側支持基板３１ＧＢおよび３１Ｒの形状は、図９〜１１のいずれかの前面側支持基板３１Ｇおよび３１Ｒと同様であってもよい。ＰＴＡユニット３２２では、複数のプラズマ・チューブ１１Ｇと１１Ｂの双方を層１に配置したことによって、図１２のＰＴＡユニット３１８と比較して青色光の強度が大きくなり、ＰＴＡユニット３２２における表示画像の色温度を上げることができる。

図１５は、図１２のＰＴＡユニット３１８に用いられるＸ電極ドライバ装置５００およびＹ電極ドライバ装置７００の構成を示している。
図１２のプラズマ・チューブ・アレイ１１Ｇの表示電極対２のＸ電極は、前面側支持基板３１Ｇの複数に分割された右側端部からフレキシブル・ケーブルを介してＸ電極ドライバ装置５００中の維持電圧パルス回路５０Ｇに接続され、そのＹ電極は、前面側支持基板３１Ｇの複数に分割された左側端部からＹ電極ドライバ装置７００中の維持電圧パルス回路６０Ｇに接続される。プラズマ・チューブ・アレイ１１Ｂおよび１１Ｒの表示電極対２のＸ電極は、前面側支持基板３１ＢＲの複数に分割された右側端部からフレキシブル・ケーブルを介してＸ電極ドライバ装置５００中の維持電圧パルス回路５０ＢＲに接続され、そのＹ電極は、前面側支持基板３１ＢＲの複数に分割された左側端部からＹ電極ドライバ装置７００中の維持電圧パルス回路６０ＢＲに接続される。輝度に最も影響する緑の維持電圧パルス回路５０Ｇを青および赤の維持電圧パルス回路５０ＢＲと別個に設けることによって、ＰＴＡユニット３１８における輝度の表示負荷依存性を低減することができる。
図１５のＸ電極ドライバ装置５００およびＹ電極ドライバ装置７００は、所要の変形を施すことによって、図１３のＰＴＡユニット３２０および図１４のＰＴＡユニット３２２にも適用できる。

図１６Ａおよび１６Ｂは、図７のＰＴＡユニット３１０に類似した構造を有するＰＴＡユニット３２４の製造方法を示している。
図１６Ａを参照すると、まず、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを収容するための所要の間隔をおいて配置された平行な溝を有する治具３３を用意する。治具３３は隣接する溝の間に平坦な上面を有し、治具３３の溝の深さは層に垂直な方向のプラズマ・チューブ１１の外形の垂直方向の厚さより僅かに小さい。
治具３３の溝に同じ色のプラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇまたは１１Ｂを表示面側を上にして挿入配置し、表示電極２および接着層２１を形成した前面側支持基板３１Ｒ、３１Ｇまたは３１Ｂをプラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇまたは１１Ｂの上面上に配置し、前面側支持基板３１Ｒ、３１Ｇまたは３１Ｂをプラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇまたは１１Ｂの上面上に加熱圧着する。それによって、前面側支持基板３１Ｒ、３１Ｇまたは３１Ｂとプラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇまたは１１Ｂの上面とが良好に接着される。前面側支持基板３１Ｒ、３１Ｇまたは３１Ｂは、プラズマ・チューブ１１Ｒ、１１Ｇまたは１１Ｂの上面の位置に突条部（リッジ）３１９を形成し、両者の間の接触面積または接着面積が大きくなる。次いで、治具３３から、組み立てられた前面側支持基板３１Ｇとプラズマ・チューブ１１Ｇの層１の部分を取り出す。同様の手順で、組み立てられた前面側支持基板３１Ｂとプラズマ・チューブ１１Ｂの層２の部分、および組み立てられた前面側支持基板３１Ｒとプラズマ・チューブ１１Ｒの層３の部分を作製する。次いで、前面側支持基板３１Ｂおよび３１Ｒの上面に接着層３４を形成する。
次いで、図１５Ｂを参照すると、層１のプラズマ・チューブ１１Ｇを層２の前面側支持基板３１Ｂの上に、プラズマ・チューブ１１Ｇの底面右角部を前面側支持基板３１Ｂの突条部３１９の左斜面に当てることによって、プラズマ・チューブ１１Ｇと前面側支持基板３１Ｂを位置合わせして接着する。層２のプラズマ・チューブ１１Ｇを層３の前面側支持基板３１Ｒの上に、プラズマ・チューブ１１Ｇの底面右角部を前面側支持基板３１Ｒの突条部３１９の左斜面に当てることによって、プラズマ・チューブ１１Ｇと前面側支持基板３１Ｒを位置合わせして接着する。層３のプラズマ・チューブ１１Ｒを、接着層３４が形成された背面側支持基板３２Ｒの上に接着する。この場合、前面側支持基板３１Ｇおよび３１Ｂの前面側支持基板３１Ｂは背面側支持基板を兼ねている。このように前面側支持基板３１Ｇ、３１Ｂ、３１Ｒに、プラズマ・チューブ１１Ｇ、１１Ｂ、１１Ｒに沿って凹凸を形成することによって、ＰＴＡユニット３２４の厚さが薄くなる。

本発明の実施形態によれば、プラズマ・チューブ・アレイを多層化配置することによって、水平解像度を典型的には最大で約２０〜３０％だけ高くすることができ、各色のプラズマ・チューブ・アレイに異なる駆動電圧を印加することができる。

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。

Claims (15)

1. 複数層のガス放電管からなるカラー表示装置であって、
   前記複数層のガス放電管の各層の複数のガス放電管は、並置されており、前面側支持板と背面側支持板とによって挟持されており、
   前記複数のガス放電管は、内部に、色に応じて異なる材料からなる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それぞれ有し、前記複数のガス放電管の表示面側に複数対の表示電極が配置され、前記複数のガス放電管の背面側に複数の信号電極が配置されており、
   前記複数層のガス放電管の中の第１層は、第１の材料からなる蛍光体層を有する第１の複数のガス放電管を含み、
   前記複数層のガス放電管の中の第２層は、前記第１の材料と異なる第２の材料からなる蛍光体層を有する第２の複数のガス放電管を含むことを特徴とする、カラー表示装置。
2. 前記第１層において前記第１の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、前記第２層において前記第２の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、
   表示面側から見て、前記第１層の前記第１の複数のガス放電管は、前記第２層の前記第２の複数のガス放電管と側面部分において部分的に互いに重なるように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
3. 前記複数層のガス放電管の中の第３層は、前記第１および第２の材料と異なる第３の材料からなる蛍光体層を有する第３の複数のガス放電管を含むことを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
4. 前記第１層において前記第１の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、前記第２層において前記第２の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、前記第３層において前記第３の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、
   表示面側から見て、前記第１層の前記第１の複数のガス放電管は、前記第２層の前記第２の複数のガス放電管および前記第３の複数のガス放電管と側面部分において部分的に互いに重なるように配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のカラー表示装置。
5. 前記複数層のガス放電管の中の前記第２層は、さらに、前記第１および第２の材料と異なる第３の材料からなる蛍光体層を有する第３の複数のガス放電管を含むことを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
6. 前記第１層において前記第１の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、前記第２層において前記第２の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、前記第２層において前記第３の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、前記第２層において前記第２の複数のガス放電管の各々は、前記第３の複数のガス放電管の中の対応するガス放電管と隣接して配置されており、
   表示面側から見て、前記第１層の前記第１の複数のガス放電管は、前記第２層の前記第２の複数のガス放電管および前記第３の複数のガス放電管と側面部分において部分的に互いに重なるように配置されていることを特徴とする、請求項５に記載のカラー表示装置。
7. 前記第１の複数のガス放電管の数は前記第２複数のガス放電管の数より多くかつ前記第３の複数のガス放電管の数より多く、前記第１層において前記第１の複数のガス放電管は実質的に等しい所定のピッチで配置されており、前記第２層において前記第２と第３の複数のガス放電管は前記所定のピッチで交互に配置されており、
   表示面側から見て、前記第１層の前記第１の複数のガス放電管は、前記第２層の前記第２の複数のガス放電管および前記第３の複数のガス放電管と側面部分において部分的に互いに重なるように配置されていることを特徴とする、請求項５に記載のカラー表示装置。
8. 前記複数層のガス放電管の中の前記第１層は、さらに、前記第１および第２の材料と異なる第３の材料からなる蛍光体層を有する第３の複数のガス放電管を含むことを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
9. 前記第１層において前記第１の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、前記第２層において前記第２の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、前記第１層において前記第３の複数のガス放電管は実質的に等しいピッチで配置されており、前記第１層において前記第１の複数のガス放電管の各々は、前記第３の複数のガス放電管の中の対応するガス放電管と隣接して配置されており、
   表示面側から見て、前記第２層の前記第２の複数のガス放電管は、前記第１層の前記第１の複数のガス放電管および前記第３の複数のガス放電管と側面部分において部分的に互いに重なるように配置されていることを特徴とする、請求項８に記載のカラー表示装置。
10. 前記第１層の前記第１の複数のガス放電管の背面側支持板は、前記第２層の前記第２の複数のガス放電管の前面側支持板の上に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
11. 前記第１層の前記第１の複数のガス放電管の背面側支持板は、前記第２層の前記第２の複数のガス放電管の前面側支持板でもあることを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
12. 前記第２層の前記第２の複数のガス放電管の前面側支持板は、前記第２の複数のガス放電管の各接着位置において表示面側へ突出する複数の突条部を有することを特徴とする、請求項１１に記載のカラー表示装置。
13. さらに、前記第１層の前記第１の複数のガス放電管の表示電極に維持電圧パルス用の電位を印加する第１の駆動回路と、前記第２層の前記第２の複数のガス放電管の表示電極に維持電圧パルス用の電位を印加する第２の駆動回路と、を具えることを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
14. さらに、前記第１層の前記第１の複数のガス放電管の表示電極と、前記第２層の前記第２の複数のガス放電管の表示電極とに維持電圧パルス用の電位を印加する駆動回路を具えることを特徴とする、請求項１に記載のカラー表示装置。
15. 間隔をおいて並置された第１の複数のガス放電管の上面部分に、背面に複数対の表示電極が配置された第１の支持板を加熱圧着して第１層を形成して、前記第１の支持板に前記第１の複数のガス放電管の各接着位置において表示面側へ突出する第１の複数の突条部を形成し、
    間隔をおいて並置された第２の複数のガス放電管の上面部分に、背面に複数対の表示電極が配置された第２の支持板を加熱圧着して第２層を形成して、前記第２の支持板に前記第２の複数のガス放電管の各接着位置において表示面側へ突出する第１の複数の突条部を形成し、
    前記第１層の前記第１の複数のガス放電管の背面部を前記第２層の前記第２の支持板の前記第２の複数の突条部の斜面に当てることによって、前記第１の複数のガス放電管を前記第２の支持板と位置合わせして、前記第１層の前記第１の複数のガス放電管と前記第２層の前記第２の複数のガス放電管とを重ねることを特徴とする、
    カラー表示装置の製造方法。

Images