CN101164134A - 彩色显示装置 - Google Patents

Abstract

一种彩色显示装置(10)，在长度方向排列设置有多根具有多个发光点的气体放电管，该气体放电管内部配置有根据颜色的不同而由不同材料构成的荧光体层(4R、4G、4B)并封入放电气体，在该气体放电管的显示面侧配置多个显示电极，在该气体放电管的背面侧配置多个信号电极(3)。在该荧光体层与该信号电极之间形成电压控制层(6R、6G、6B)。该电压控制层由使显示电极和信号电极之间的放电开始电压变化的材料构成，根据该荧光体层的材料，选择使在该多个气体放电管间的放电开始电压的差减小的材料。

Description

彩色显示装置

技术领域

本发明涉及具有彩色荧光体层的彩色显示装置，特别涉及使用了具有不同材料的荧光体层的放电发光元件的彩色显示装置。

背景技术

作为使用了放电发光元件的薄型的彩色显示装置，公知有等离子管阵列以及等离子显示面板(PDP)(专利文献1)。

专利文献1：日本专利文献特开2004-178854号公报。

在G.Oversluizen的“5.1 High Efficacy PDP”，SID(Society forInformation Display)03 DIGEST、2003、pp.28-31中记载了如下技术：在PDP的荧光体层的下面设置二氧化钛(TiO₂)层，由此可以提高PDP的发光效率和辉度。

非专利文献1：G.Oversluizen et al.“5.1 High Efficacy PDP”，SID(Society for Information Display)03 DIGEST，2003，pp.28-31。

发明内容

发明想要解决的课题

在具有不同材料的荧光体层的放电发光元件中，存在如下问题：放电电压的特性根据荧光体的材料而不同，由此驱动界限变小。特别是存在如下问题：中间夹持了荧光体层的放电特性根据荧光体的材料而有很大不同，即使施加相同的电压，放电条件也会根据荧光体的材料的不同而不同，从而通用驱动界限变小。

特别是在等离子管阵列中，在长度方向上与各管的外壁相接地设置地址电极，在该地址电极相对面上设置横跨管的方向的显示电极对，所述等离子阵列排列设置多根分别在内部形成R、G、B荧光体的三种放电细管(等离子管)而构成。因此，地址电极和显示电极之间的间隔相当于管的直径，通常是500μm左右，所述地址电极和显示电极夹持管而相对配置。该大小比一般的三电极表面放电型PDP的地址电极和显示电极之间的放电间隙大很多，地址放电所需的电压必然变高。

另一方面，在使用荧光体的彩色PDP中，露出到气体放电空间内的荧光体的表面物理特性按照每个R、G、B荧光体而不同，因此产生所述的每种发光颜色的放电电压的偏差。这里，特别是在等离子管阵列式彩色显示装置中，由于放电管的内部空间为每根独立、且通常的PDP的横向的邻接单元间并不结合，因此在荧光体材料不同的管彼此间的放电电压的偏差可能表现得更明显。这样，由于所述的高地址电压的要求和荧光体材料引起的放电电压的偏差，因此特别在等离子管阵列式彩色显示装置中，更加需要绝对值较大的驱动电压界限，以期望对此进行改善。

本发明的目的在于，在具有多个荧光体层的放电发光元件或由该发光元件组成的显示装置中，修正对应着彩色荧光体材料的放电电压的特性的偏差。

本发明的另一目的在于，在具有多个荧光体层的显示装置中，使驱动界限变大。

用于解决课题的手段

根据本发明的特征，提供了如下的彩色显示装置，其在长度方向排列设置有多根具有多个发光点的气体放电管，该气体放电管内部配置有由根据颜色而不同的材料所构成的荧光体层并封入放电气体，在该气体放电管的显示面侧配置多个显示电极，在该气体放电管的背面侧配置多个信号电极。在该荧光体层与该信号电极之间形成电压控制层。该电压控制层由使显示电极和信号电极之间的放电开始电压变化的材料构成，根据该荧光体层的材料，选择使在该多个气体放电管间的放电开始电压的差减小的材料。

根据本发明的另一特征，提供了如下的彩色显示装置，其配置有多个发光单元，该发光单元包括根据颜色的不同而不同材料构成的荧光体层、和放电气体，在该多个发光单元的显示面侧配置多个显示电极，在该多个所述发光单元的背面侧配置多个信号电极。在该信号电极和该荧光体层之间形成电压控制层。该电压控制层由使该显示电极和该信号电极之间的放电开始电压变化的材料构成，根据该荧光体层的材料，选择使在该多个发光单元间的放电开始电压的差减小的材料。

根据本发明的又一特征，提供了如下的彩色显示装置，在多个发光单元中的第一颜色的发光单元的荧光体层与信号电极之间形成第一电压控制层，在该多个发光单元中的第二颜色的发光单元的荧光体层与信号电极之间形成第二电压控制层，该第一电压控制层由使该第一发光单元中的显示电极与信号电极之间的放电开始电压提高的材料构成，该第二电压控制层由使第二发光单元中的显示电极与信号电极之间的放电开始电压降低的材料构成，由此，使该第一和第二发光单元中的放电开始电压的差变小。

发明的效果

根据本发明，在具有多种荧光体层的显示装置中，可以修正与彩色荧光体的材料相应的放电电压的特性的偏差，并增大驱动界限。特别将本发明应用在按照每种颜色放电空间为完全独立结构的等离子管阵列式彩色显示装置中时，可以有效地减小每个彩色管的放电电压的差并扩大驱动界限。

附图说明

图1例示了本发明的实施方式的等离子管阵列式彩色显示装置的部分结构；

图2是在管面上形成点状的显示电极对和条状的信号电极的一根气体放电管的其中一例的示意图；

图3是气体放电管的显示电极附近的局部放大平面图；

图4是沿图1中的气体放电管的4-4线的截面图；

图5是对图4的放电管的结构的一种变形，是在不使用支承部件、将各自的荧光体层形成在气体放电管的内表面部分的情况下的图1中，气体放电管沿4-4线的截面图；

图6A示出了在基于现有技术的气体放电管中的表面放电开始电压及维持电压，图6B示出了一个显示电极和信号电极之间的对向放电开始电压；

图7A以及7B示出了本发明的实施方式中的、在气体放电管中的、表面放电开始电压和维持电压、以及对象放电开始电压；

图8示出了基于在气体放电管中电压控制层的材料的、表面放电开始电压及对向放电开始电压的比较。

具体实施方式

参照附图说明本发明的实施方式。在附图中，相同的构成要素标注相同的参考号码。

图1例示了本发明的实施方式的等离子管阵列式彩色显示装置10的部分结构。该图中，显示装置10含有：平行配置的透明且细长的多个气体放电管11R、11G、11B、12R、12G、12B、…，透明的前面侧的支承薄板或薄基板31，透明的或不透明的背面侧的支承薄板或薄基板32，多个显示电极对或主电极对2，以及多个信号电极或数据电极3。R、G、B表示作为发光体的发光色的红、绿、蓝。支承基板31及32由柔性的PET薄膜、玻璃等制成。为了提高显示上的对比度，背面基板32可以呈黑色、或者在其背面或前面粘贴黑色的其他片材。

在细长的气体放电管11R、11G、11B、12R、12G、12B、…的内部的放电空间中，典型情况下分别插入配置有支承部件，该支承部件分别形成红、绿、蓝(R、G、B)的荧光体层，并导入包括氖Ne和氙Xe的放电气体，密封两端。支承部件具有U字状或C字状的垂直截面。作为代替结构，可以不使用支承部件，而在气体放电管的内表面部分形成各自的荧光体层。信号电极3形成在背面侧的支承片材32上，并沿气体放电管11R、11G、11B、…的长度方向设置。多个显示电极对2形成在前面侧的支承片材31上，并设置在与信号电极3交叉的方向。在显示电极对2与相邻的显示电极对2之间，确保非放电区域的距离或非放电间隙。

在组装显示装置10时，信号电极3和显示电极对2分别与气体放电管11R、11G、11B、…的下侧的外周面和上侧的外周面分别紧密相接，为了使其紧密性更佳，可以在显示电极与气体放电管面之间通过导电性粘接剂进行连接。

在从正面平视该显示装置10时，信号电极3和显示电极2间的交叉部为单位发光区域。将显示电极对2的某一个作为扫描电极，在该扫描电极和信号电极3间的交叉部中，发生选择放电并选择发光区域，利用随着发光在该区域的管内表面上形成的壁电荷，通过由显示电极对2发生显示放电，从而形成显示。选择放电是如下方式的对向放电，其发生在与垂直方向相对的扫描电极和信号电极3之间的气体放电管11R、11G、11B、…内。显示放电是如下方式的表面放电，其发生在平行地设置在平面上的一对显示电极间的气体放电管11R、11G、11B、…内。

此外，也可以为如下结构：在并列配置有多个所述的气体放电管11R、11G、11B、…的显示装置10中，预先分别通过印刷或蒸镀等方式，在气体放电管11R、11G、11B、…的外表面上形成点状的显示电极和条状的信号电极，并在前面侧的支承片材31和背面侧的支承片材32上形成供电用的电极，在组装显示装置10时，使该供电用的电极分别与气体放电管11R、11G、11B、…的显示电极2和信号电极3相接。

图2是在管面上形成点状的显示电极对2和条状的信号电极3的一根气体放电管11的其中一例的示意图。

图3是气体放电管11的显示电极2附近的局部放大平面图。在图3中，在气体放电管11的内部形成有由MgO构成的电子发射膜5，并插入有形成了荧光体层4的支承部件6。

如上所述，气体放电管11具有如下构造：通过多个显示电极对2的放电使荧光体层4发光，从而在一根管内得到多个发光点(显示部)，所述显示电极对2与外壁面接触地进行了配置。气体放电管11例如由硅硼酸盐玻璃那样的透明的绝缘体制造，典型情况下具有管径为2mm以下、长度为300mm以上的尺寸。

图4是图1中的气体放电管11R、11G以及11B的沿4-4线的截面图。

支承部件6R、6G、6B例如是由硼硅酸盐玻璃那样的透明的绝缘体制造，是与气体放电管11R、11G、以及11B的管状容器(玻璃管)相独立的部件，在该支承部件6R、6G以及6B上分别形成电压控制层7R、7G、以及7B，在电压控制层7R、7G、以及7B上形成分别与其对应的荧光体层4R、4G、以及4B。

具有红色和蓝色荧光体的气体放电管的电压控制层7R以及7B例如可以由铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、银(Ag)之类的金属制成，厚度为约1μm至约10μm。具有绿色的荧光体的气体放电管的电压控制层7G例如可由如氧化钛(TiO₂)、氧化镁(MgO)、以及氧化钙(CaO)、氧化钡(BaO)、氧化钾(KO)这种1族以及2族的金属等的金属氧化物制成，厚度约10μm至约20μm。

荧光体层RGB的荧光体的材料典型的厚度值为约30μm至约50μm范围。荧光体浆料可使用在该领域公知的各种荧光体浆料。作为其中一个实施例，红色的荧光体4R优选氧化钇系(Y₂O₃:Eu)，绿色的荧光体4G优选锌硅酸盐系(Zn₂SiO₄:Mn)，蓝色的荧光体4B优选BAM系(BaMgAl₁₀O₁₇)。

支承部件6R、6G以及6B，在玻璃管的外部，通过印刷(print)、蒸镀或溅射的方式在支承部件6上形成电压控制层7R、7G以及7B。接着可以进行如下配置：涂敷与电压控制层7R、7G以及7B相对应的颜色的荧光体浆料，并将其烧固、在支承部件6R、6G、6B上形成了荧光体层4R、4G、4B后，将支承部件6R、6G、6B插入玻璃管内。

显示电极对2和信号电极3可以通过施加电压而使管内部的放电气体产生放电。在图2～4中，气体放电管11R、11G、11B的支承部件6R、6G、6B的电极结构为在一个发光部位即单元上配置有三个电极、通过显示电极对产生显示放电的结构，但并不仅限于此，也可以是在显示电极2和信号电极3之间产生显示放电的构造。即，可以为如下形式的电极结构：使显示电极对2为1个，并将该显示电极2作为扫描电极使用，与信号电极3之间产生选择放电和显示放电(对向放电)。

电子发射膜5通过与放电气体中的离子间的碰撞发射电子。在向显示电极对2施加电压时，封入管内的放电气体被激发，通过在该激发惰性气体原子的去激发过程中所产生的真空紫外光，荧光体层4发出可视光。

图5是对图4的放电管的结构的一种变形，是在不使用支承部件、将各自的荧光体层4R、4G以及4B形成在气体放电管11R、11G、以及11B的内表面部分的情况下的图1中，气体放电管沿4-4线的截面图。此时，在气体放电管11R、11G、以及11B的内表面底部上形成由MgO构成的电子发射膜5，在电子发射膜5上分别形成电压控制层7R、7G、以及7B，在电压控制层7R、7G、以及7B上分别形成对应的荧光体层4R、4G以及4B。

本发明可以应用于PDP。在该情况下，电压控制层优选在PDP的荧光体层之下、或者荧光体层和电介质层之间形成。

图6A示出了在基于管壁厚80μm及外径500μm的现有技术的气体放电管11R、11G、11B中，表面放电开始电压及维持电压。图6B示出了一个显示电极和信号电极之间的对向放电开始电压。

在图6A中，根据不同颜色的荧光体材料的特性而不同，红色发光用的气体放电管11R的表面放电开始电压及维持电压最高，蓝色发光用的气体放电管11B的表面放电开始电压及维持电压最低，绿色发光用的气体放电管11G表面放电开始电压及维持电压位于两者之间，并且更接近蓝色发光用的气体放电管11B的电压。显示装置的通用驱动界限由最低表面放电开始电压和最高维持电压之间的差的电压决定，例如为80V。通用驱动界限大则较佳。随着气体放电管内的放电气体的压力变大，可能使表面放电开始电压和维持电压之间的通用驱动界限变小。

在图6B中，根据不同颜色的荧光体材料的特性而不同，红色发光用的气体放电管11R的对向放电的开始电压最低，绿色发光用的气体放电管11G的对向放电的开始电压最高，蓝色发光用的气体放电管11B的对向放电的开始电压位于两者之间，并且更接近红色发光用的气体放电管11R的电压。气体放电管11R、11G、以及11B之间的对向放电的开始电压的差小则较佳。气体放电管11R、11G、11B之间的对向放电的开始电压的差通常大得不能忽视，例如是32V。由此，当与设定施加电压的差大时，易产生过大放电，从而发生消去放电使壁电荷减少而不发光，当与设定施加电压的差小时，易产生过小放电，从而不能形成充分的壁电荷而不发光。

图7A以及7B示出了本发明的实施方式中气体放电管11R、11G、11B中的表面放电开始电压和维持电压、以及对象放电开始电压。气体放电管11R、11G、11B的电压控制层7R、7G以及7B可分别由氧化镁、铝及氧化镁构成。

在图7A中，与图6A的现有技术的气体放电管的表面放电开始电压相比，由于存在电压控制层7R，气体放电管11R的表面放电开始电压稍微下降；由于存在电压控制层7G，气体放电管11G的表面放电开始电压稍微上升；由于存在电压控制层7B，气体放电管11B的表面放电开始电压稍微下降。表面放电开始电压与维持电压之间的通用驱动界限稍微变小，但几乎不变。

在图7B中，与图6B的现有技术的气体放电管的对向放电开始电压相比，由于存在电压控制层7R，气体放电管11R的对向放电开始电压上升；由于存在电压控制层7G，气体放电管11G的对向放电开始电压下降；由于存在电压控制层7B，气体放电管11B的对向放电开始电压上升。

在图7B中，气体放电管11R、11G、11B之间的对向放电的开始电压的差变小，例如为12V，与现有技术的气体放电管的对向放电开始电压相比减小20V。因此，在本发明的实施方式的气体放电管11R、11G、11B中，与设定施加电压的差大致相等，不产生过大放电及过小放电，对于所有颜色的气体放电管发生用于显示的合适的放电。

图8示出了基于在气体放电管11中电压控制层的材料的、表面放电开始电压及对向放电开始电压的比较。在铝(Al)和铬(Cr)的情况下，气体放电管的对向放电开始电压降低10V和12V；在氧化钛(TiO₂)和氧化镁(MgO)的情况下，气体放电管的对向放电开始电压上升5V和10V。

在上述的实施方式中，对于R、G、B的所有颜色的荧光体层设置有电压控制层，但是也可以只对特定颜色的荧光体层设置电压控制层。

只作为典型示例对上述实施方式进行了列举，对其各个实施方式的构成要素进行组合、各种变形及变化对本领域技术人员来说是显而易见的，本领域技术人员在不脱离本发明的原理以及权利要求书所记载的发明的范围内，应理解对于包含3电极表面放电型彩色等离子显示面板的应用而实行的实施方式的各种变形。

Claims (6)

1.一种彩色显示装置，在长度方向排列设置有多根具有多个发光点的气体放电管，该气体放电管内部配置有根据颜色的不同而由不同材料构成的荧光体层并封入放电气体，在所述气体放电管的显示面侧配置多个显示电极，在所述气体放电管的背面侧配置多个信号电极，其特征在于，

在所述荧光体层与所述信号电极之间形成电压控制层，所述电压控制层由使显示电极和信号电极之间的放电开始电压变化的材料构成，根据所述荧光体层的材料，选择使在所述多个气体放电管间的放电开始电压的差减小的材料。

2.根据权利要求1所述的彩色显示装置，其特征在于，

所述荧光体层和所述电压控制层形成在与所述玻璃放电管相独立的支承部件上，所述支承部件插入到所述玻璃放电管的内部从而配置于放电空间内。

3.一种彩色显示装置，配置有多个发光单元，该发光单元包括根据颜色的不同而由不同材料构成的荧光体层、和放电气体，在所述多个发光单元的显示面侧配置多个显示电极，在所述多个发光单元的背面侧配置多个信号电极，其特征在于，

在所述荧光体层与所述信号电极之间形成电压控制层，所述电压控制层由使所述显示电极和所述信号电极之间的放电开始电压变化的材料构成，根据所述荧光体层的材料，选择使在所述多个发光单元间的放电开始电压的差减小的材料。

4.根据权利要求3所述的彩色显示装置，其特征在于，

所述电压控制层包括1族或2族的金属的氧化物。

5.根据权利要求3所述的彩色显示装置，其特征在于，

所述电压控制层包含金属。

6.一种彩色显示装置，配置有多个发光单元，该发光单元包括根据颜色的不同而由不同材料构成的荧光体层、和放电气体，在所述多个发光单元的显示面侧配置多个显示电极，在所述多个发光单元的背面侧配置多个信号电极，其特征在于，

在所述多个发光单元中的第一颜色的发光单元的荧光体层与信号电极之间形成第一电压控制层，在所述多个发光单元中的第二颜色的发光单元的荧光体层与信号电极之间形成第二电压控制层，所述第一电压控制层由使所述第一发光单元中的显示电极与信号电极之间的放电开始电压提高的材料构成，所述第二电压控制层由使所述第二发光单元中的显示电极与信号电极之间的放电开始电压降低的材料构成，由此，使所述第一和第二发光单元中的放电开始电压的差变小。

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