專利名稱：發(fā)光顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光顯示裝置及其制造方法。更具體地說，本發(fā)明涉及氣體等離子顯示裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，電通過氣體時(shí)將產(chǎn)生光。該現(xiàn)象已被應(yīng)用于顯示發(fā)光符號如數(shù)字、字符、圖形以及類似的東西，譬如霓虹符號。用于該目的的常見氣體有氖、氬、汞蒸氣、或其混合氣體。
美國專利5,383,295號示出了一種相當(dāng)常見的平板顯示裝置，其中，三個(gè)玻璃或塑料平板熔合在一起，以形成一個(gè)夾層結(jié)構(gòu)，外層平板是連續(xù)平面，中央平板的中心主要部分被鏤空，形成一小室，用于存放所要的惰性氣體。許多的玻璃原料或珠子充滿內(nèi)部室并作為一種分離器，在平板與諸多放電通道之間提供均勻間隔，用于由電極饋給的射頻電壓電源產(chǎn)生的對內(nèi)部腔室的放電。玻璃珠子用于防止外表面平板的塌陷，特別是在制造裝置的過程中，和日常使用時(shí)，它用于維持中央?yún)^(qū)域和外層板之間的均勻間隔。一個(gè)管狀構(gòu)件連接與兩個(gè)外層平板之一的中央孔處，以將內(nèi)部腔室抽成真空，并向其中導(dǎo)入惰性氣體。然后將一個(gè)電極安裝在管狀構(gòu)件內(nèi)，與氣體相接觸，從而使得通過電極供給的電壓將氣體電離，產(chǎn)生指狀光放電，由位于玻璃珠空隙(intersticial)空間的中央向外徑向向外伸展，結(jié)果形成所想要的顯示器。該專利公開的內(nèi)容在此引用作為參考。
美國專利5,116,632示出了與上述裝置類似的顯示裝置，其中，至少在氣體空間的一端提供了電極表面，用于電離氣體，還可以形成標(biāo)志形狀、或其他圖形，以產(chǎn)生特一光圖案，用作符號、指示器或類似裝置。
美國專利5,281,898示出了一個(gè)雙面封閉的柱狀或球狀玻璃體所界定的室，其中包含了電離氣體，在去電后的玻璃珠之間進(jìn)行放電。電極連接在封閉體的端部，并接到一個(gè)電壓足夠高的變壓器上，以在氣體放電區(qū)產(chǎn)生可見的放電現(xiàn)象。
美國專利4,403,831示出了一種顯示裝置，其兩個(gè)面板的邊部被焊接，兩者之間空出一個(gè)室的距離。電極置于室面板的背面，間隔的玻璃珠置于室面板之間，作為分隔器。
這些現(xiàn)有技術(shù)裝置的缺點(diǎn)在于需要相當(dāng)多的分隔部件，增加了材料與裝置的制造成本以及過量氣體的成本。并且，光放電所產(chǎn)生的形狀與圖像輪廓置也受到極大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)主要目標(biāo)是提供一種能克服上述缺點(diǎn)的發(fā)光顯示裝置，具有最少數(shù)量的部件，需要最少數(shù)量的氣體，從而使材料費(fèi)用降到最低，生產(chǎn)過程簡化，制造成本降低。
本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是提供一種具有中央圖案區(qū)的顯示裝置，能夠產(chǎn)生許多不同的形狀。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種制造發(fā)光顯示裝置的方法，相對于以前制造具有許多部件的那種裝置的方法而言，該方法得到了簡化。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種發(fā)光顯示裝置，包括一個(gè)透明玻璃前部件，具有后表面和在至少部分所述后表面上的平坦區(qū)域；一個(gè)后部件，具有前側(cè)面與后側(cè)面，一個(gè)在前側(cè)面的凹槽，多個(gè)與所述后部件整體構(gòu)成、且從后部件的所述凹槽里伸向所述前側(cè)面的凸出物，以及環(huán)繞所述凹槽的周圍平坦周邊的，所述前表面與所述前部件后表面上的平坦區(qū)域以熔合的密封形式接合在一起；在所述凹槽與前部件之間有一個(gè)光放電室，所述凸出物相互緊密相鄰，形成一個(gè)凸出物陣列，其間具有光放電通道伸展通過所述陣列；一種充入所述光放電室的可電離的氣體；所述前部件與后部件之一有一個(gè)孔，該孔有外端與內(nèi)端，內(nèi)端與所述光放電室連通；與所述孔外端連通的電極裝置；以及一個(gè)與所述電極裝置有效地連接的電源，用來給電極裝置通電，用來電離所述光放電室中的氣體，并至少在部分通道中產(chǎn)生指狀光放電。
本發(fā)明還提供了一種顯示裝置的制造方法，包括以下步驟提供一個(gè)透明玻璃板的前部件；模制一個(gè)玻璃后部件，該玻璃后部件在其前側(cè)面有一個(gè)凹槽，在后部件的凹槽中有多個(gè)與所述后部件整體形成相互間隔很小的凸出物伸向所述前側(cè)面，以在所述間隔開的凸出物之間形成光放電通道伸展穿過其間隙；在環(huán)繞所述凹槽的區(qū)域?qū)⑺龊蟛考乃銮皞?cè)面熔合于前部件，以在所述前部件與所述凹槽及凸出物之間形成密封的光放電室；至少在所述前后部件之一開一個(gè)與所述光放電室連通的孔；通過所述孔將所述光放電室抽成真空；通過所述孔向所述光放電室中充入可電離的氣體；安裝與所述孔連通的電極；提供電源；并且用所述電源給電極裝置通電，以電離光放電室中的氣體，使至少在部分所述通道中產(chǎn)生指狀光放電。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的的顯示裝置由兩部分組成，第一部分的形狀是平面，第二部分是一個(gè)整體式氣體存貯空腔或凹槽，具有許多半球形或其他形狀的元件，這些元件也與第二部分整體形成，并位于該空腔中。該顯示裝置還可以彎成曲線形或其他形狀，譬如波浪形，其中，第一部分與第二部分，空腔與其中的半球形元件的陣列，具有相同或相應(yīng)的形狀。更具體地說，兩部分由玻璃或塑料制成，并且至少第一部分是透明的。第二部分最好是模制的，以在其中形成空腔和從該空腔基底凸出的半球形元件陣列。第一部分與第二部分的周邊區(qū)域熔合在一起，兩者之間形成一個(gè)封閉氣體放電室，半球形元件陣列從空腔的基底凸出，指向第一部分，并且距離很近，半球形凸出物之間的間隙提供了一種通道或路徑，引導(dǎo)指狀或條紋狀光放電通過該裝置，從而產(chǎn)生一個(gè)所希望的顯示。第一或第二部分有一個(gè)孔，該孔具有一個(gè)與該腔室連通的內(nèi)端，一個(gè)與管狀構(gòu)件連通的外端，該管狀構(gòu)件安裝在第一或第二部分上，用于將腔室抽成真空，并充入所想要的惰性氣體。一個(gè)電極安裝并支撐在管狀構(gòu)件上，電極與電源相連，用于電離氣體，從而通過腔室中的氣體產(chǎn)生光放電。該孔位于偏離腔室或半球形凸出物陣列的幾何中心處，例如，大約是在中心與腔室邊緣之間的一半處。
本發(fā)明裝置的制造方法是這樣的，第一部分由一塊玻璃切割而成或者是模制而成，第二部分在一個(gè)適當(dāng)?shù)哪＞咧心Ｖ疲孕纬煽涨?，空腔有一個(gè)基底在玻璃的一側(cè)，并且凸出物從基底凸出，指向空腔的開口側(cè)，凸出物是半球形的元件，或者是其他適當(dāng)?shù)男螤?，凸出物相互有很小的距離，以在其之間形成通道或者間隙，將第一部分置于空腔之上，與環(huán)繞空腔的第二部分的周邊區(qū)域接觸，并將相接觸的部分熔合在一起以密封該空腔，在此連接的裝配部件中形成一光放電室。在第一或第二部分制造一個(gè)通孔，孔的內(nèi)端與腔室連通，該孔相對于腔室所覆蓋的區(qū)域而言，偏離中間位置，最好在幾何中心與腔室邊緣之間距離的一半處。一管狀構(gòu)件的一端與孔的外端相連，用于將腔室抽成真空，并充入想要的惰性氣體，同時(shí)管狀構(gòu)件也用于放置安裝在其中的電極?？卓梢栽谀Ｖ频谝换虻诙糠值倪^程中制成，或在相應(yīng)部分完成之后再鉆成。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖對本發(fā)明作更詳細(xì)的描述圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例中第二部分或后玻璃的俯視圖；圖2是沿圖1的2-2線的剖視圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例中第一部分或前玻璃的俯視圖；圖4是通過透明的第一部分所看到的圖1、2、3的裝配件的俯視圖；圖5是本發(fā)明的第一實(shí)施例中裝配件的徑向剖視圖，沿圖4的5-5線剖切；圖6是第二實(shí)施例中通過透明的第一部分所看到的裝配件的俯視圖；圖7是本發(fā)明的第二實(shí)施例中裝配件的徑向剖視圖，沿圖6的7-7線剖切；圖8是第三實(shí)施例中通過透明的第一部分所看到的裝配件的俯視圖；圖9是本發(fā)明的第三實(shí)施例中裝配件的徑向剖視圖，沿圖8的9-9線剖切；圖10與圖5類似，示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例；圖11是現(xiàn)有技術(shù)中的顯示裝置的示意剖面圖；圖12是本發(fā)明第一實(shí)施例的示意剖面圖，示出了放電手指均勻亮度的優(yōu)勢。
具體實(shí)施例方式
如圖1-5所示，在本發(fā)明的第一種實(shí)施例中，后玻璃1最好是用適當(dāng)?shù)哪＞?未示出)模鑄成圓形體，譬如說直徑約300mm，有一個(gè)后表面2、一個(gè)前表面4與一個(gè)外圓周表面6。前表面4上形成一個(gè)圓形凹槽或空腔8，并且有一個(gè)周邊放射狀外表面10伸向空腔的深處或底部。許多幾乎是半圓形的元件或凸出物12從空腔的底部向上伸展，如圖2所示，高度比周邊表面10要低一些，在說明書的后面將進(jìn)一步闡明其原因。這種結(jié)構(gòu)在元件12陣列的相鄰元件12之間提供間隙(intersticial)通道14，正如圖1所示，元件12的陣列覆蓋了空腔8的底部。元件12可以是錐狀、圓錐狀、或棱柱狀，以在相鄰的元件之間提供間隙通道14。
圖3示出了前玻璃16的平面圖，它實(shí)質(zhì)上是一塊圓形平板透明玻璃，與后玻璃1有基本相同的直徑。前玻璃16與后玻璃1裝配在一起，使得前玻璃16的周邊區(qū)域與后玻璃1的表面4處于一種緊密的接觸關(guān)系中。這些接觸表面在接口18處熔合在一起，形成密封的腔室20，如圖5所示，其中包含了與前玻璃16的內(nèi)表面相隔很近的凸出物12。接口18處的熔合溫度控制得恰到好處，使其能夠產(chǎn)生熔合，但不會高到能夠?qū)е虑安ＡУ拿黠@變形或塌陷，因?yàn)榍安Ａ黠@的變形或塌陷將會影響到腔室20的容積。在后玻璃1上形成的孔22有一個(gè)內(nèi)端24與腔室20連通?？?2可以在后玻璃模鑄過程中形成，也可以在其后鉆成。
如圖5所示，一個(gè)由玻璃或其他適當(dāng)材料制成的管狀構(gòu)件，其一端連接在后玻璃1表面2上罩住孔22的外端，通過焊接玻璃密封其連接點(diǎn)，焊接溫度要低于熔合前后玻璃的溫度。具有連接導(dǎo)線34的電極28位于構(gòu)件26內(nèi)，并在那里連接于伸長管32上，密封這些元件，并通過形成一個(gè)管座夾(stem press)30對電極28提供管座支持，其方式類似于在白熾燈中通常使用的那種方法，如通過參考結(jié)合在此的美國5,383,295號專利所描述的。如本領(lǐng)域眾所周知的，制成或涂覆導(dǎo)線34的材料，其膨脹率與管座夾的玻璃30相當(dāng)，當(dāng)處于熔化狀態(tài)時(shí)，該材料被壓向?qū)Ь€，硬化后形成一層密封層。
在前后玻璃熔合到一起之前，凸出物12可以用任何顏色的材料，譬如說磷涂覆，從而產(chǎn)生顯示裝置所想要的顏色，或者，凸出物12上可以不涂覆。采用合適的泵或本領(lǐng)域眾所周知的相應(yīng)裝置，通過管32，將腔室20抽成真空，并達(dá)到所希望的壓力，比如說大約15微米，使得裝配好的裝置能夠最終進(jìn)入使用。通過管32與孔22，可以向腔室20中引入任何類型的能夠產(chǎn)生顏色或亮度的所想要的氣體。這里所說的氣體可以是氖、氬、汞蒸氣或其混合物。在腔室中充滿氣體以后，管32用加熱或熔化的方式進(jìn)行封閉，例如，或通過一個(gè)本領(lǐng)域眾所周知的閥門裝置(未示出)進(jìn)行封閉。導(dǎo)線與電源通過適當(dāng)?shù)拈_關(guān)相連，以產(chǎn)生電壓范圍在1-7000千伏特或更高、頻率在20,000-50,000Hz或更高的電壓。當(dāng)電極28施加該高壓時(shí)，導(dǎo)致腔室20中的氣體電離，并通過凸出物12之間的間隙從孔向外產(chǎn)生條紋狀或指狀的光放電38、40、42、44，如圖4所示。盡管僅僅使用了一個(gè)電極，氣體依然可以電離，原因在于，已電離氣體與地(ground)之間存在足夠大的電容，使得電離氣體能夠產(chǎn)生。指狀光放電在陣列內(nèi)隨機(jī)移動，從而形成所希望的顯示裝置。
盡管在第一實(shí)施例中，該裝置被描述為一種直徑約為300mm的圓形結(jié)構(gòu)，應(yīng)該理解，該裝置可以是多種形狀的，譬如說，星形、玫瑰形、圣誕樹形、米老鼠頭形，等等。此外，盡管所示出的電極與抽空及放電裝置使用了一個(gè)公共孔，但是，電極可以有一個(gè)分離的獨(dú)立的孔。
在第二實(shí)施例中，如圖7所示，該顯示裝置有兩套后玻璃部件(也稱為第一、第二后部件)1、1A疊放在一起，以提供兩個(gè)分離的氣體放電室20、20A，用來同時(shí)顯示不同的顏色和/或兩套指狀光放電或圖案。在這種情況下，第二后玻璃1A的前表面4A與第一后玻璃1的后表面2在其之間的接口46處熔合在一起，形成密封結(jié)合。在第二后玻璃上的孔22A在其內(nèi)端與第二腔室20A連通，而第二腔室20A與第一后玻璃上的孔22的外端連通。此外，管26連接在第二后玻璃1A的后表面2A上，其方式與上述關(guān)于第一實(shí)施例及圖5所描述的方式相同。如果愿意的話，可以用不同顏色的磷涂覆在凸出物12與12A上，從而產(chǎn)生不同顏色的顯示。當(dāng)然，比如說，在該實(shí)施例中，第一后玻璃1是透明的，以便可見在室22A中額外的指狀光放電48、50、52、54，如圖6所示。第二后玻璃1A也可以是透明的。
在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，如圖8和圖9所示，顯示裝置是彎曲的或弧形的，除此以外與第一實(shí)施例相同。前玻璃單元1B與后玻璃單元16B按如上所述的方式起初分別通過模鑄形成所想要的彎曲形狀，然后熔合在一起，或者，可以用第一實(shí)施例描述的方法形成，然后加熱，并加工成所想要的彎曲形狀。
在第四實(shí)施例中，如圖10所示，抽氣與充氣孔設(shè)在前部件16C上，位于22C處，而不是在后部件1C上。相應(yīng)地，管狀構(gòu)件26C安裝在部件16C的外表面，位于孔22C的外端，其安裝方式與第一實(shí)施例中所描述的方式相同。
在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，顯示裝置可以有不同的形狀，譬如說波浪形。這些其他的實(shí)施例的制作與形成方法與上述關(guān)于第三實(shí)施例所描述方法類似。
圖11的示意性剖面圖示出了現(xiàn)有技術(shù)中顯示裝置條紋狀或指狀光48放電可能產(chǎn)生的不規(guī)則性，這些顯示裝置在氣體放電室58中的許多玻璃板構(gòu)件52、54、56之間使用了球形珠50。光放電指可以在珠子周圍上下移動，使得觀察者無論是從上方還是從下方來看，都可以看到顯示裝置的一個(gè)障礙視形，而該障礙視形位于珠子相對側(cè)發(fā)出的最暗光中，從而降低了顯示裝置的亮度。
由圖12中的示意性剖視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的指狀光放電60只能在電離室20中，在凸出物12與前部件16之間。所以，從前面看，顯示裝置發(fā)出的光的亮度沒有改變或降低。
盡管在這里描述了本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，但是，應(yīng)該理解，本發(fā)明的精神與范圍僅僅由權(quán)利要求書所界定，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員在此范圍內(nèi)可以做出某些改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光顯示裝置，包括一個(gè)透明玻璃前部件，具有后表面和在至少部分所述后表面上的平坦區(qū)域；一個(gè)后部件，具有前側(cè)面與后側(cè)面，一個(gè)在前側(cè)面的凹槽，多個(gè)與所述后部件整體構(gòu)成、且從后部件的所述凹槽里伸向所述前側(cè)面的凸出物，以及環(huán)繞所述凹槽的周圍平坦周邊的，所述前表面與所述前部件后表面上的平坦區(qū)域以熔合的密封形式接合在一起；在所述凹槽與前部件之間有一個(gè)光放電室，所述凸出物相互緊密相鄰，形成一個(gè)凸出物陣列，其間具有光放電通道伸展通過所述陣列；一種充入所述光放電室的可電離的氣體；所述前部件與后部件之一有一個(gè)孔，該孔有外端與內(nèi)端，內(nèi)端與所述光放電室連通；與所述孔外端連通的電極裝置；以及一個(gè)與所述電極裝置有效地連接的電源，用來給電極裝置通電，用來電離所述光放電室中的氣體，并至少在部分通道中產(chǎn)生指狀光放電。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于所述凸出物由伸向所述前部件離前部件很近的半球形元件組成。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于所述前部件、后部件的形狀至少是部分彎曲的。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于所述前部件、后部件的形狀是圓上的一段弧形。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于所述前部件、后部件的形狀是波浪形。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于，所述后部件是第一后部件，所述孔在所述第一后部件上，并且進(jìn)一步包括一個(gè)第二后部件，具有前側(cè)面與后側(cè)面，一個(gè)在所述第二后部件前側(cè)面的凹槽，多個(gè)與所述第二后部件整體構(gòu)成且從所述第二后部件的凹槽中伸向其所述前側(cè)面的凸出物，以及環(huán)繞所述槽平坦的周邊的前表面，該前表面與所述第一后部件后表面上的平坦區(qū)域以熔合的密封形式接合在一起；在所述第二后部件凹槽與所述第一后部件的后側(cè)面之間有第二光放電室，所述第二后部件的凹槽里的凸出物相互緊密相鄰，形成第二凸出物陣列，其間有光放電通道伸展通過所述第二陣列；充入所述第二光放電室的可電離的氣體；所述第二后部件中有一個(gè)開孔，該孔有外端與內(nèi)端，內(nèi)端與所述第二光放電室連通；所述第一后部件上的開孔的外端與所述第二光放電室連通；所述電極裝置與第二后部件的開孔的外端連通；以及所述電源，用于電離所述第一后部件的室和第二光放電室中的氣體，至少在這些室的一些通道中產(chǎn)生指狀光放電。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光顯示裝置，其中所述第二放電室中的凸出物由半球形元件組成，該半球形元件伸向所述第一后部件的后側(cè)面，并距離所述第一后部件的后側(cè)面很近。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光顯示裝置，并進(jìn)一步包括涂覆在所述凸出物上的至少一種磷。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光顯示裝置，并進(jìn)一步包括涂覆在所述凸出物上的磷。
10.一種顯示裝置的制造方法，包括以下步驟提供一個(gè)透明玻璃板的前部件；模制一個(gè)玻璃后部件，該玻璃后部件在其前側(cè)面有一個(gè)凹槽，在后部件的凹槽中有多個(gè)與所述后部件整體形成且伸向所述前側(cè)面的相互間隔很小的凸出物，以形成穿過所述間隔開的凸出物之間間隙的光放電通道；在環(huán)繞所述凹槽的區(qū)域?qū)⑺龊蟛考那皞?cè)面熔合于前部件，以在所述前部件與所述凹槽及凸出物之間形成密封的光放電室；至少在所述前后部件之一開一個(gè)與所述光放電室連通的孔；通過所述孔將所述光放電室抽成真空；通過所述孔向光放電室中充入可電離的氣體；安裝與所述孔連通的電極；提供電源；并且用所述電源給電極裝置通電，以電離光放電室中的氣體，使至少在部分通道中產(chǎn)生指狀光放電。
全文摘要
一種發(fā)光顯示裝置及其制造方法，其中一個(gè)透明玻璃前部件(26)與有一個(gè)凹槽(8)的后部構(gòu)件(1)的凸緣區(qū)域(4)熔合在一起，后部件有凸出物(12)從凹槽的基底伸向前部件，凸出物相互之間及凸出物與前部件之間隔很小，在凸出物之間形成放電通道(14)，而在前部件和槽之間形成光放電室(20)。一個(gè)開孔(22)穿過后部件，與室連通。一管狀構(gòu)件(26)安裝在后構(gòu)件上，與該孔連通，該孔用于將室抽成真空并向其中充入可電離的氣體。一電極裝置(28)安裝在管狀構(gòu)件上，并與電源(36)有效地連接，用來電離室中的氣體，以在通道中產(chǎn)生條紋狀或指狀光放電(38、40、42、44)，從而給顯示裝置提供所希望的光顯示。根據(jù)本方法，后部件(1)模制成具有與其一體形成的凹槽和凸出物，從而將顯示裝置的部件數(shù)目減到最少。
文檔編號H01J17/16GK1549295SQ20041004996
公開日2004年11月24日 申請日期2001年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月9日
發(fā)明者傅慶鴻 申請人:嘉螢國際有限公司