專利名稱：發(fā)光管陣列顯示設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)光管陣列顯示設備，尤其涉及用于顯示任意圖象的發(fā)光管陣列顯示設備，其中多個發(fā)光管(也被稱作″顯像管″或″氣體放電管″)平行排列，所述發(fā)光管包括直徑大約為0.5到5mm的窄管，所述窄管配置有熒光層，并且內(nèi)部填充有放電氣體。
背景技術：
對于上述顯示設備，在例如日本待審專利公開說明書2000-315460中描述了這樣的顯示設備。在這種顯示設備中，通過以下方式在發(fā)光管的縱向形成多個發(fā)光點，例如在支承發(fā)光管的基板上形成多個電極，使基板的電極形成表面與發(fā)光管接觸，并且向電極施加電壓。
在這種顯示設備中，為了在前側(顯示器表面一側)的基板上形成電極，形成由例如ITO組成的透明電鍍導電薄膜，以便透過從發(fā)光管發(fā)出的光。然而由于透明電鍍導電薄膜具有高電阻，單純使用透明電鍍導電薄膜會導致電壓降，并且不能得到穩(wěn)定的放電特性。為此，到目前為止通常使用混合電極，混合電極是透明電鍍導電薄膜和金屬總線電極的組合。
然而為了形成這種混合電極，形成薄膜、平版照相光刻和蝕刻的步驟需要重復兩次。于是，形成這種混合電極需要許多步驟。
此外，由于透明電鍍導電薄膜的延展性不佳，當在柔性PET(聚乙烯對酞酸鹽)基板等等上形成薄膜時，基板彎曲會使薄膜破裂。
因此，需要能夠通過簡單工藝形成并且能夠順應基板彎曲的柔性電極。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述背景提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是通過形成具有網(wǎng)狀圖案、階梯圖案或梳狀圖案的金屬薄膜的電極，防止基板彎曲導致電極破裂，并且改進透過發(fā)光管發(fā)出的光的效率。
本發(fā)明提供一種發(fā)光管陣列顯示設備，包括由多個平行排列的發(fā)光管構成的發(fā)光管陣列，各個發(fā)光管包括窄管，所述窄管配置有熒光層并且內(nèi)部填充放電氣體；柔性薄片，恰好地支承發(fā)光管陣列，并且使發(fā)光管陣列沿著垂直于發(fā)光管縱向的方向變形；以及在柔性薄片的與發(fā)光管相對的面上形成的多個電極，用于通過施加電壓在發(fā)光管內(nèi)部產(chǎn)生放電，所述電極均由具有網(wǎng)狀圖案、階梯圖案或梳狀圖案的金屬薄膜組成。
根據(jù)本發(fā)明，即使在柔性薄片沿著垂直于發(fā)光管縱向的方向變形(彎曲)的情況下，電極也不破裂，這是因為電極包括具有網(wǎng)狀圖案、階梯圖案或梳狀圖案的金屬薄膜，所述金屬薄膜具有多個開口，其中通過所述開口可以透過光線。此外，當在發(fā)光管內(nèi)部放電時，本發(fā)明可以改進透過從發(fā)光管發(fā)出的光線的效率，同時保持與使用例如ITO等等組成的透明電極時的放電特性類似的放電特性。
下面根據(jù)附圖示出的實施例說明本發(fā)明。然而應當理解，本發(fā)明不限于此，并且可以進行各種修改。


圖1是圖解本發(fā)明的顯示設備的總體構造的視圖。
圖2(a)和2(b)是圖解實施例的一個發(fā)光管的視圖。
圖3的視解了在平面視圖中看見的實施例的顯示設備。
圖4的視解了當實施例顯示設備前側上的柔性薄片沿著發(fā)光管外壁表面變形時的例子。
圖5(a)到5(e)是圖解實施例的顯示電極對的例子的視圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明中可以使用發(fā)光管陣列，發(fā)光管陣列由多個平行排列的發(fā)光管構成，并且包括窄管，所述窄管均配置有熒光層并且內(nèi)部填充放電氣體。本領域已知的各種發(fā)光管均可用作上述發(fā)光管陣列的發(fā)光管。可以使用任意直徑的窄管構成發(fā)光管，但是最好使用直徑大約為0.5到5mm的窄玻璃管構成發(fā)光管。窄管最好具有圓形截面，但是可以具有平橢圓截面。
可以使用柔性薄片，柔性薄片能夠恰好地支承發(fā)光管陣列，并且使其沿著垂直于發(fā)光管縱向的方向變形。柔性薄片最好由可透光膜片構成。作為用于這種膜片的薄膜，可以使用商用聚碳酸酯薄膜、PET(聚乙烯對酞酸鹽)薄膜等等。柔性薄片最好由一對位于顯示器表面一側和后側的柔性薄片組成，用于在其間夾持發(fā)光管。
可以使用電極，所述電極在柔性薄片的相對發(fā)光管的面上形成，并且能夠通過施加電壓在發(fā)光管內(nèi)部產(chǎn)生放電。然而電極需要由具有網(wǎng)狀圖案、階梯圖案或梳狀圖案的金屬薄膜組成，并且需要具有用于透過光線的開口?？梢允褂帽绢I域已知的方法和材料構成這些電極。例如，通過使用低溫濺射方法或汽相沉積方法在柔性薄片的相對發(fā)光管的面上構成由銅等等組成的層，接著使用平版照相技術對用于電極的抗蝕劑進行光刻，并且蝕刻所述的層，可以形成具有透光部分的電極。通過使用濺射方法、汽相沉積方法、印制方法等等形成由諸如鎳、鋁、銀等等的金屬組成的層，接著對用于電極的抗蝕劑進行光刻，并且蝕刻所述的層，可以形成所述電極。
電極圖案在橫跨發(fā)光管縱向的方向上的間距(階梯圖案的梯距或梳狀圖案的齒距)最好是在發(fā)光管被對準時提供的發(fā)光管間距的整倍數(shù)。當具有電極的柔性薄片附著于發(fā)光管陣列時，這種構造允許各個發(fā)光管始終對著相同數(shù)量的電極圖案，從而不需要使電極對準發(fā)光管。在這種構造中，考慮到透過從發(fā)光管發(fā)出的光線的效率，位于發(fā)光管發(fā)光點中心的電極開口的面積最好大于其外圍的電極開口的面積。
圖1是圖解本發(fā)明的顯示設備的總體構造的視圖。
在本發(fā)明的顯示設備中，為了顯示任意圖象，平行排列多個發(fā)光管，發(fā)光管包括直徑大約為0.5到5mm的窄管，各個窄管配置有熒光層和內(nèi)部填充的放電氣體。
在圖1中，附圖標記31表示構成前側(顯示器表面一側)的基板(支持構件)的柔性薄片，附圖標記32表示構成后側的基板(支持構件)的柔性薄片，附圖標記1表示發(fā)光管，附圖標記2表示顯示電極對(主電極對)，附圖標記3表示數(shù)據(jù)電極(也被稱作信號電極)。
前側的柔性薄片31由透明PET薄膜組成，后側的柔性薄片32由非透明PET薄膜組成。發(fā)光管1的管狀導管由硼硅酸鹽玻璃等等組成。
在前側柔性薄片31的相對發(fā)光管的面上形成顯示電極對2。這個顯示電極對2是網(wǎng)狀圖案電極，階梯圖案電極或梳狀圖案電極，所述各種電極均具有多個開口，所述開口能夠將從發(fā)光管發(fā)射的光線透射到顯示器表面一側。通過使用低溫濺射方法、汽相沉積方法、印制方法等等形成由銅、鎳、鋁、銀等等組成的層，接著使用已知的平版照相技術對所述的層進行光刻，并且進行蝕刻，形成了顯示電極對2。
在后側柔性薄片32的相對發(fā)光管的面上形成數(shù)據(jù)電極3。通過低溫濺射方法、汽相沉積方法印制方法等等使用諸如銅、鎳、鋁等等的金屬形成所述數(shù)據(jù)電極。由于不必將從發(fā)光管發(fā)射的光線透射到后側，數(shù)據(jù)電極3沒有配有開口。
在發(fā)光管1(放電空間)內(nèi)部提供熒光層(未示出)并且導入放電氣體，發(fā)光管1的兩端被密封。不止一個平行排列的發(fā)光管1組成發(fā)光管陣列。如上所述，在后側柔性薄片32上形成數(shù)據(jù)電極3，并且數(shù)據(jù)電極3被提供成沿著發(fā)光管的縱向與發(fā)光管1接觸。如上所述，在前側柔性薄片31上形成顯示電極對2，并且顯示電極對2被提供成沿著橫跨發(fā)光管的方向與發(fā)光管1接觸。在顯示電極對2之間提供非放電區(qū)域(非放電間隙)21。
在裝配期間，使數(shù)據(jù)電極3和顯示電極對2分別與發(fā)光管1的下部外圍和上部外圍緊密接觸?？梢栽陲@示電極和發(fā)光管表面之間擠入粘合劑以改進附著。
在從頂視圖觀察的顯示設備中，數(shù)據(jù)電極3和顯示電極對2的交叉部分充當單元發(fā)光區(qū)域(單元放電區(qū)域)。通過以下方式進行顯示，其中將顯示電極對2中的一個用作掃描電極以便在掃描電極和數(shù)據(jù)電極3的交叉部分產(chǎn)生選擇性放電，從而選擇發(fā)光區(qū)域，接著利用發(fā)光區(qū)域內(nèi)的發(fā)光管的內(nèi)部表面上形成的側壁電荷，在顯示電極對2之間產(chǎn)生顯示放電。選擇性放電是在掃描電極和數(shù)據(jù)電極3之間的發(fā)光管1中產(chǎn)生的相對(opposite)放電，其中掃描電極和數(shù)據(jù)電極3彼此相對，而發(fā)光管介入其間，顯示放電是平面上平行排列的2個顯示電極之間的發(fā)光管1中產(chǎn)生的表面放電。
通過這種電極排列，沿著其縱向在發(fā)光管1中形成多個發(fā)光點。
在附圖示出的電極結構中，3個電極排列在一個發(fā)光部分中，并且在顯示電極對之間產(chǎn)生顯示放電。然而本發(fā)明的電極結構不限于此，可以在顯示電極2和數(shù)據(jù)電極3之間產(chǎn)生顯示放電。
換言之，可以實現(xiàn)這樣的電極結構，其中通過只將顯示電極對2中的一個顯示電極用作掃描電極，在數(shù)據(jù)電極3和顯示電極2之間產(chǎn)生選擇性放電和顯示放電(相對放電)。
圖2(a)和2(b)圖解了實施例的一個發(fā)光管。圖2(a)示出了在頂視圖中看到的發(fā)光管，圖2(b)示出了垂直于其縱向的發(fā)光管截面。在附圖中，附圖標記1a表示熒光層。
發(fā)光管1的管狀導管具有圓形截面，由Pyrex(注冊商標CorningInc.，U.S.A制造的耐熱玻璃)組成，并且具有1mm的外部直徑，100μm的壁厚和400mm的長度。
通過使用Danner工藝生產(chǎn)附圖中與發(fā)光管1類似的較大玻璃基材料，并且在加熱軟化的同時拉拔(拉伸)基材料，制造出構成發(fā)光管1的管狀導管的窄玻璃管。熒光層1a配置在發(fā)光管1內(nèi)部。
顯示電極對2沿著垂直于發(fā)光管1的縱向的方向排列，并且通過使用低溫濺射方法在前側柔性薄片31的相對發(fā)光管的面上形成銅層，接著通過平版照相技術對所述的層進行光刻，并且進行蝕刻，從而提供具有網(wǎng)狀圖案的顯示電極對2。于是，顯示電極對2由具有網(wǎng)狀圖案的金屬薄膜組成。除了上述方法之外，通過使用諸如絲印或噴墨印制的印制方法，或者通過使用網(wǎng)狀圖案的金屬線，可以形成電極。
數(shù)據(jù)電極3沿著發(fā)光管1排列，并且通過使用低溫濺射方法在后側柔性薄片32的相對發(fā)光管的面上形成銅來提供數(shù)據(jù)電極3。除了上述之外，諸如鎳、鋁、銀等等的金屬可以被用作形成電極的材料。此外，通過印制散布在諸如聚酰胺的樹脂中的炭黑，可以形成數(shù)據(jù)電極3。
圖3的視圖部分圖解了在平面視圖中看見的顯示設備。
在附圖中，附圖標記D表示單元放電區(qū)域，單元放電區(qū)域是顯示電極對2與數(shù)據(jù)電極3交叉的部分。由于各個顯示電極被形成為網(wǎng)狀圖案電極，并且網(wǎng)孔中的空間充當透射光線的開口，從發(fā)光管1發(fā)出的光線被透射到顯示器表面一側。換言之，通過將非透明金屬電極薄膜形成為具有光線透射開口的網(wǎng)，提高了從發(fā)光管1發(fā)射的光線到顯示器表面一側的透射效率。
由于發(fā)光管1的管狀玻璃導管的壁厚為50到100μm，即使電極的開口比提高到大約70％，發(fā)光管1內(nèi)部的電壓分布也不受影響。因此，放電特性幾乎不受影響。
因此，從發(fā)光管1發(fā)射的光線可以被充分地透射到顯示器表面一側。由于電極具有網(wǎng)狀圖案，并且發(fā)光管內(nèi)部的電壓分布與形成固態(tài)金屬電極時得到的分布大約相同，發(fā)光管內(nèi)部的電壓分布可以是恒定的。此外，即使在發(fā)光管陣列沿著垂直于發(fā)光管縱向的方向彎曲時，即在前側和后側的柔性薄片沿著垂直于發(fā)光管縱向的方向彎曲時，顯示電極對2也不破裂。
圖4的視解了當前側上的柔性薄片沿著發(fā)光管外壁表面變形時的例子。這個附圖示出了垂直于發(fā)光管的縱向的截面。
如附圖所示，即使在前側的柔性薄片31沿著發(fā)光管1的外壁表面變形時，顯示電極對2也可以無破裂地沿著發(fā)光管1的外壁表面延伸，這是因為通過具有網(wǎng)狀圖案的金屬薄膜形成的顯示電極對2順應前側的柔性薄片31的形狀。因此，電極區(qū)域可以是均勻的，并且可以提供高質量的顯示。在這個例子中，后側的支持構件可以是剛性體。
當通過向顯示電極對2施加電壓在發(fā)光管1內(nèi)部產(chǎn)生放電時，與柔性薄片31和顯示電極對2處于圖2(b)示出狀態(tài)下的放電電壓相比，可以降低放電電壓，這是由于上述構造可以擴大顯示電極對2和發(fā)光管1的接觸區(qū)域。
圖5(a)到圖5(e)是圖解顯示電極對的例子的視圖。
圖5(a)示出了一個顯示電極對，其中形成的各個電極具有如上所述的網(wǎng)狀圖案。
圖5(b)示出了一個顯示電極對，其中形成的各個電極具有如上所述的階梯圖案。階梯圖案電極由2個連接電極線11和分割電極線12組成，連接電極線11沿著橫跨發(fā)光管縱向的方向延伸，分割電極線12沿著發(fā)光管的縱向從連接電極線11延伸。這個構造允許電極的開口比高于網(wǎng)狀圖案電極的開口比。
如頂視圖中所看見的，連接電極線11的線寬大約為70到100μm。當電極的開口比被設置成50％時，由于分割電極線12的線寬大約為50μm，為一個寬度為1000μm的發(fā)光管提供10個分割電極線12。如果電極的開口比為75％，則為一個發(fā)光管提供5個分割電極線12。
考慮到易于光刻和彎曲強度，電極線的寬度最好為30μm或更多。當考慮到放電場的均勻度時，最好為一個發(fā)光管提供3個分割電極線或更多，如果可能，則提供5個分割電極線或更多。據(jù)此，當電極的開口比被設置成50到60％時，連接電極線11和分割電極線12的線寬最好大約為50到80μm。
階梯圖案電極在橫跨發(fā)光管縱向的方向上的梯距是發(fā)光管被對準時得到的發(fā)光管間距的整因數(shù)。因此，當在其上形成有顯示電極對的前側柔性薄片附著于發(fā)光管陣列時，各個發(fā)光管始終對著相同數(shù)量的分割電極線12，因此不需要將階梯圖案電極與發(fā)光管對準。
圖5(c)示出了圖5(b)的階梯圖案電極對的另一個例子。圖5(c)的各個電極在相鄰梯線之間具有更大的間隔，并且在橫跨發(fā)光管縱向的方向上增加第二連接電極線11a以防止其破裂。圖5(d)示出了一個顯示電極對，其中形成的各個電極具有梳狀圖案。梳狀電極由3個連接電極線11和分割電極線12組成，連接電極線11沿著橫跨發(fā)光管縱向的方向延伸，分割電極線12沿著發(fā)光管的縱向從連接電極線11延伸。這個構造允許顯示電極對的光線透射部分在發(fā)光管的發(fā)光點中心具有的面積大于外圍附近的面積，從而允許在接近發(fā)光點中心的部分提高電極的開口比，從而與圖5(c)示出的電極構造相比，提高了透過從發(fā)光管發(fā)射的光線的效率。
圖5(e)示出了圖5(d)示出的梳狀圖案電極的另一個例子。這個梳狀圖案電極在分割電極線12的端部具有沿著橫跨發(fā)光管縱向的方向延伸的短線11b。借助這個構造，在顯示電極對之間影響點亮電壓的間隔中校正電壓分布，在接近單元中發(fā)光點中心的部分提高了電極的開口比。
在所有這些電極例子中，電極中分割電極線之間的間隔，即間距均被設置成當發(fā)光管被對準時提供的發(fā)光管間距，即單元間距的整因數(shù)。這樣就不需要水平對準在其上形成有顯示電極對的前側柔性薄片和發(fā)光管陣列。
此外，在顯示電極對2中，由于發(fā)光中心產(chǎn)生于電極之間，通過提高電極的發(fā)光中心側的開口比，可以提高透過發(fā)射的光線的效率。
于是，由于在柔性薄片上形成的電極由具有網(wǎng)狀圖案、階梯圖案或梳狀圖案的金屬薄膜組成，可以提供可彎曲發(fā)光管陣列(顯示設備)，這種發(fā)光管陣列即使在柔性薄片被彎曲時也不破裂，并且能夠充分將發(fā)光管發(fā)射的光線透射到顯示器表面一側，同時保持放電特性等于沒有用于光線透射的開口的金屬電極的放電特性。并且，在形成電極時，不必象形成混合電極那樣重復兩次形成金屬薄膜，通過平版照相技術進行光刻和蝕刻的步驟。因此，步驟只被執(zhí)行一次，于是可以減少電極形成工藝要執(zhí)行的步驟的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明，由于柔性薄片上形成的電極由具有網(wǎng)狀圖案、階梯圖案或梳狀圖案的金屬薄膜組成，可以避免柔性薄片被彎曲時的電極破裂，并且可以有效地透過發(fā)光管發(fā)射的光線。此外，與混合電極相比，可以減少電極形成工藝執(zhí)行的步驟的數(shù)量，從而能夠降低成本。因此，可以低價格地提供具有柔性顯示表面的高質量顯示設備。
權利要求
1.一種發(fā)光管陣列顯示設備，包括由多個平行排列的發(fā)光管構成的發(fā)光管陣列，各個發(fā)光管包括窄管，所述窄管配置有熒光層并且內(nèi)部填充放電氣體；柔性薄片，恰好地支承發(fā)光管陣列，并且使發(fā)光管陣列沿著垂直于發(fā)光管縱向的方向變形；和在柔性薄片的與發(fā)光管相對的面上形成的多個電極，用于通過施加電壓在發(fā)光管內(nèi)部產(chǎn)生放電，所述電極均由具有網(wǎng)狀圖案、階梯圖案或梳狀圖案的金屬薄膜組成。
2.如權利要求1所述的發(fā)光管陣列顯示設備，其中柔性薄片包括可透光膜片。
3.如權利要求1所述的發(fā)光管陣列顯示設備，其中柔性薄片包括一對位于顯示器表面一側和后側的柔性薄片，用于在其間夾持發(fā)光管。
4.如權利要求1所述的發(fā)光管陣列顯示設備，其中電極的階梯圖案或梳狀圖案在橫跨發(fā)光管縱向的方向上的間距是發(fā)光管被對準時提供的發(fā)光管間距的整因數(shù)。
5.如權利要求1所述的發(fā)光管陣列顯示設備，其中電極在發(fā)光管的發(fā)光點中心處的開口被形成為大于外圍的開口。
6.一種發(fā)光管陣列顯示設備，包括由多個平行排列的發(fā)光管構成的發(fā)光管陣列，各個發(fā)光管包括窄管，所述窄管配置有熒光層并且內(nèi)部填充放電氣體；鄰接發(fā)光管陣列的柔性薄片，用于支承發(fā)光管，和多個電極，所述電極在柔性薄片的相對發(fā)光管的面上形成，用于通過施加電壓在發(fā)光管內(nèi)部產(chǎn)生放電，其中電極由具有網(wǎng)狀圖案、階梯圖案或梳狀圖案的金屬薄膜組成，柔性薄片具有順應發(fā)光管的形狀，以便允許電極沿著發(fā)光管的表面形狀與發(fā)光管接觸。
全文摘要
發(fā)光管陣列顯示設備包含發(fā)光管陣列，柔性薄片和多個電極。發(fā)光管陣列由多個平行排列的發(fā)光管構成。各個發(fā)光管包括窄管，窄管配置有熒光層，并且內(nèi)部填充有放電氣體。柔性薄片能夠恰好地支承發(fā)光管陣列，并且使發(fā)光管陣列沿著垂直于發(fā)光管縱向的方向變形。多個電極在柔性薄片的相對發(fā)光管的面上形成，并且能夠通過施加電壓在發(fā)光管內(nèi)部產(chǎn)生放電。各個電極由具有網(wǎng)狀圖案、階梯圖案或梳狀圖案的金屬薄膜組成。
文檔編號H01J11/12GK1461033SQ0313116
公開日2003年12月10日 申請日期2003年5月16日 優(yōu)先權日2002年5月17日
發(fā)明者山田斉, 渡海章, 石本學, 中澤明, 粟本健司, 篠田傅 申請人:富士通株式會社