JPH04312751A - 平面型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電子ビームを利用した
平面型表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は例えば特開昭６３−１８４２３９
号公報に示された従来の平面型表示装置の一部を示す斜
視図であり、１は支持体に接続され通電することによっ
て電子を放射する線状熱陰極、２はこの線状熱陰極１の
上面を覆う断面楕円形状の有孔カバー電極である。有孔
カバー電極２は電子を通過させるための多数の小孔３を
有しており、適当な電位を印加することで上記線状熱陰
極１から電子が引き出される。この線状熱陰極１と有孔
カバー電極２で電子放射源４０を構成している。４は電
子放射源４０から放射された電子により励起されて赤、
緑、青に発光する３種の蛍光体５が内面側にドット状に
塗膜され、さらにその上に導電性を持たせるためのアル
ミ膜（図示せず）が形成された前面ガラスであり、この
アルミ膜に１０〜３０ＫＶ程度の電圧を印加することに
より電子が加速され、蛍光体５を励起し発光させる。６
はこの前面ガラス４と上記線状熱陰極１との間に介在し
、上記有孔カバー電極３によって引き出され、前面ガラ
ス４へ向かう電子を通過あるいは遮断する制御電極部で
あり、図６にその分解構成図を示すように、前面ガラス
４上の画素に対応する電子通過孔７を有する絶縁基板８
と、その絶縁基板８の電子放射源側の面に画素の１列ず
つに対応して配列され、電子通過部９ｂを有する短冊状
の金属電極９ａからなる第１の制御電極群９と、同様に
電子通過部１０ｂを有して絶縁基板８の蛍光体側の面に
画素の１行ずつに対応して配列された短冊状の金属電極
１０ａからなる第２の制御電極群１０とから構成される
。これら第１、第２の制御電極群９、１０の各金属電極
はそれぞれ短冊状の金属からなり、その電子通過部９ｂ
、１０ｂは図７に拡大図を示したように、上記絶縁基板
８の電子通過孔７に対応する部分に多数の小孔１１をあ
けてメッシュ状に形成したものである。

【０００３】なお、図示していないが、前面ガラス４の
周囲はさらに下方に向かってわん曲しながら伸び、背面
電極３０の下で閉じており、内部は真空に保たれている
。各電極は側面に設けられた封止部から外部へ電気的に
接続されている。

【０００４】次に動作について説明する。線状熱陰極１
から放出された熱電子は、線状熱陰極１に印加された電
圧に対して約５〜３０Ｖ高い電圧が印加されている有孔
カバー電極２によって引き出され、さらに線状熱陰極１
と直交する方向に配設された金属電極９ａからなる第１
の制御電極群９のうちの一本に線状熱陰極１の電位に対
して約２０〜４０Ｖのプラス電位を印加することにより
、熱電子はこの電極に引き寄せられ、制御電極部６に達
する。なお、ここで線状熱陰極１の動作中に印加されて
いる平均電圧を０Ｖとして基準の電圧とする。有孔カバ
ー電極２の楕円柱形状、第１の制御電極群９の位置、お
よびそれぞれの金属電極９ａへの印加電圧を調整するこ
とにより、上記第１の制御電極群９の任意の一本の金属
電極９ａ前面での電子流密度がほぼ均一になるようにな
っている。

【０００５】制御電極部６の動作については上記特開昭
６３−１８４２３９号公報には説明されていないが、例
えば特開昭６２−１７２６４２号公報および特開平１−
１２６６８８号公報などに記載されているような一般の
マトリクス型ディスプレイと類似であり、以下の通りで
ある。即ち、上記のように第１の制御電極群９のうち１
本の金属電極９ａのみプラス電位となり他は０Ｖまたは
マイナス電位となっていれば、線状熱陰極１から放出さ
れた熱電子はこのプラス電位の１本の金属電極９ａにの
み引き寄せられ、その金属電極９ａの各電子通過部９ｂ
を通って絶縁基板８の電子通過孔７に入っていく。そし
てこの電子通過孔７に入った電子はそのまま全てが前面
ガラス４側へ通過するのではなく、電子通過孔７上部に
配置された第２の制御電極群１０のうち例えば４０〜１
００Ｖの電位が印加されている金属電極１０ａの電子通
過部１０ｂのみ電子が通過し、他の０Ｖまたはマイナス
電位となっている金属電極１０ａの電子通過部１０ｂは
通過せず、電子通過孔７内に止まる。従って、第１の制
御電極群９のうちプラス電位の印加されたオン状態の１
本の金属電極９ａと、第２の制御電極群１０のうちプラ
ス電位が印加されている金属電極１０ａとの交点の電子
通過孔７のみで電子が通過する。そして、その通過電子
によりその電子通過孔７に対応する画素の位置の蛍光体
５が発光し、画面表示が行われる。よって、上記交点が
所望の位置に対応するように各金属電極９ａ、１０ａへ
の電位印加を制御することにより、所望の画像表示が行
える。例えば、第１の制御電極群９のうち金属電極９ａ
を一本ずつ順次走査してオン状態とし、それに同期させ
て発光させるべき位置に対応する第２の制御電極群１０
中の金属電極１０ａをオン状態とし、これを人間の目に
感じない程度の周期、例えば１秒あたり６０画面繰り返
す（走査）することにより画像が表示される。

【０００６】なお、図７に示すように、絶縁基板８の電
子通過孔７に対応する各制御電極９、１０の電子通過部
９ｂ、１０ｂは多数の小孔１１をあけてメッシュ状に形
成してなるものであるが、これは、電子を通過させない
状態（オフ状態）にしたときに、電子通過部９ｂ、１０
ｂ全体的に電子を遮断する電位を生じさせる必要があり
、各制御電極９、１０に０Ｖから数１０Ｖの小さいマイ
ナス電位を印加すれば電子の通過を遮断できるようにす
るためのものである。

【０００７】また、各画素の輝度は、第２の制御電極群
１０の各金属電極１０ａをオン状態とする時間により制
御している。すなわち、第１の制御電極群９のオン状態
時間をｔｙ　とすると、所定位置の画素をＰ％の輝度に
する場合その位置に対応する第２の制御電極群１０の金
属電極１０ａのオン状態時間ｔｘ　をＰｔｙ　／１００
とすればよい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の平
面型表示装置では第１の制御電極群９のうちオン状態に
なる金属電極９ａは１本のみで他の金属電極輝オフ状態
なので、線状熱陰極１から放出され、有孔カバー電極を
通過し、第１の制御電極群９に向った電子のうち電子通
過孔７を通過でき、発光に寄与できる電子の比率は非常
に小さく、たとえば通常のテレビ信号（ＮＴＳＣ信号）
では走査線数が約４９０本なので１／４９０しか利用さ
れず、効率が十分でないという問題点があった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、有孔カバー電極を通過した電子
をできるだけ有効に発光に寄与させることにより、効率
の高い輝度が十分な平面型表示装置を得ることを目的と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る平面型表
示装置は、発光体に電子が放射される電子放射源と、こ
の電子放射源と前記発光体の間に設けられ、基板の両面
に制御電極を有する制御電極部とを備えた平面型表示装
置において、前記電子放射源側の一個の前記制御電極の
幅をｗ、前記電子放射源と前記電子放射源側の制御電極
との距離をｌとするとき、ｌ／ｗ≧２０とした。

【００１１】

【作用】この発明における平面型表示装置は、電子放射
源側の制御電極との距離を十分に大きくしたので、電子
を広い範囲で集めることができ、電子の利用効率が大き
くなり、エネルギー効率が向上する。

【００１２】

【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例を図に基
づいて説明する。図１はこの発明の一実施例による平面
型表示装置の拡大断面正面図であり、図２は制御電極近
傍の拡大断面正面図、図３は図２に対応する制御電極の
拡大平面図である。１、２、４、５、４０は上記従来例
と同様のものである。１１は前面ガラス４と上記線状熱
陰極１との間に介在する制御電極部であり、画面の各画
素に対応する多数の電子通過孔１２を有し、上記有孔カ
バー電極２によって引き出され、前面ガラス４へ向かう
電子を通過あるいは遮断する。２５は電子が通過するた
めの貫通した電子通過孔１２を有し、アルミナを主成分
とするセラミックス板からなる表面絶縁性基板である。 １６はこの表面絶縁性基板１５の電子放射源４０側の面
に、電子通過孔１２の１列ずつに対応するように複数に
分割して被膜されたニッケルなどの導電性物質からなる
第１の制御電極群、１７は同様に表面絶縁性基板１５の
蛍光体５側の面に電子通過孔１２の１行ずつに対応する
ように複数に分割されて被膜された導電性物質からなる
第２の制御電極群であり、これら第１、第２の制御電極
群１６、１７により制御電極が形成される。そして、第
１、第２の制御電極群１６、１７の間は導電膜が切れて
表面絶縁性基板２５が露出した基板露出部１８が形成さ
れて電気的に分離されており、かつ、第１、第２の制御
電極群１６、１７のそれぞれの電極においてはいずれも
隣り合った各列もしくは各行間が基板露出部１８により
電気的に分離されており、このような構成により、各電
極に対して、各列もしくは各行毎独立に別の電位が印加
できるようになっている。

【００１３】この実施例において、第１の制御団曲１６
の巾ｗは０．６ｍｍ、電子放射源４０を線状熱陰極１と
ともに構成する有孔カバー電極２と第１の制御電極（１
６）との距離ｌは２２ｍｍであり、その比ｌ／ｗは３６
．７である。

【００１４】このような構成の平面型表示装置において
は、上記の従来例と同様の電圧印加条件で、第１、第２
の制御電極１６、１７に電子の通過を制御する電位を印
加することにより、各画素単位で蛍光体５の発光を制御
し所望の画像を表示することができる。さらに、従来例
においてはｌ／ｗは１１．３であり、従来例の輝度に対
して本実施例は１．９３倍の輝度であった。

【００１５】図４は、ｌ／ｗと輝度の関係の測定結果を
示す。制御電極巾ｗを０．６、０．９、１．５、３．０
ｍｍとした基板２５をつくり、それぞれｌを変え、さら
に、オン状態の制御電極の電圧を５０Ｖ以下の範囲内で
線状熱陰極１からの電子放出が一定となるように線状熱
陰極１の温度を調整して輝度が極大となるようにオン状
態の制御電極の電圧と有孔カバー電極２の電圧を調整し
、その寸法の輝度とした。その結果、ｗとｌの比が一定
であれば輝度はほぼ一定であることが判明し、さらに図
４の関係を得た。この図からｌ／ｗ≧２０であれば、輝
度が大きくｌ／ｗ＝３０でほぼ最大値に達することが判
る。ｌ／ｗ≧４０で徐々に低下してゆく。なお、オン状
態の制御電極の電圧を５０Ｖ以下とした理由は、駆動回
路の最終段の高集積化が容易な限界がこの程度であるこ
とによる。

【００１６】このようにｌ／ｗが大きい方が輝度の高い
理由は、オン状態の制御電極が、有孔カバー電極２を通
過した電子を集める効果があり、ｌが大きい方が集まり
やすいことによると考えられる。これは背後電極３０か
ら垂直に有孔カバー電極の電位に対応する初速度で電子
が放射されると仮定し、さらに電極構成が無限２次元と
仮定して電子ビームの軌道を計算機により計算した結果
、ｌの増加によってオン状態の制御電極に入射する電子
数が単調に増加してゆくことが判ったが、それに対応し
てる。また、ｌ／ｗが測定では単調に増加せず極大値を
もち、やがて低下してゆく理由は、有孔カバー電極２か
らななめに放射される電子が、ｌの増加にともない制御
電極に到達できなくなることなどによると考えられる。

【００１７】図４に示すようにｌ／ｗ≧４０では輝度が
低下してゆくが、極大に近い輝度を得るためにはｌ／ｗ
≦６０程度の必要性がある。

【００１８】この実施例においては、従来例と異なる形
式の制御電極を用いているが、これは、従来例の場合、
ドットピッチを小さくするのがむずかしいためで、従来
例と同じ図５、図６に示す形式の制御電極を用い、ピッ
チの大きい制御電極巾ｗを１．５ｍｍ、３．０ｍｍとし
たものでｌ／ｗを変化させ輝度を測定したが、上記の実
施例とほぼ同様な結果を得た。このように本発明の方法
により、制御電極の形式によらず、同様な効果を奏する
。

【００１９】上記実施例においては、電子放射源側の制
御電極は１本ずつ順次オン状態としているが、１本おき
にオン状態にするインターレースによる表示でもまった
く同じ効果があるのはもちろんであるが、画面を２分し
て、別々に走査するような方式でも、結局は２本の電子
放射源側の制御電極が同時にオン状態になるが、同様に
効果がある。また上記実施例においては電子放射源側の
制御電極と線状熱陰極は直交しているが、これは平行で
もよいし、電子放射源の方式にもよらず効果がある。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、発光
体に電子が放射される電子放射源と、この電子放射源と
前記発光体の間に設けられ、基板の両面に制御電極を有
する制御電極部とを備えた平面型表示装置において、前
記電子放射源側の一個の前記制御電極の幅をｗ、前記電
子放射源と前記電子放射源側の制御電極との距離をｌと
するとき、ｌ／ｗ≧２０とした構成にしたので、電子の
利用効率が大きくなり、輝度の高いものが得られるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による平面型表示装置の部
分断面図である。

【図２】この発明の一実施例による平面型表示装置の拡
大部分断面図である。

【図３】この発明の一実施例による平面型表示装置の制
御電極部の拡大平面図である。

【図４】この発明の一実施例による平面型表示装置の輝
度特性図である。

【図５】従来の平面型表示装置の部分斜視図である。

【図６】従来の平面型表示装置の制御電極部の部分拡大
図である。

【図７】従来の平面型表示装置の制御電極部の部分斜視
図である。

【符号の説明】

１　　線状熱陰極 ５　　蛍光体 １１　　制御電極部 １６　　第１の制御電極 １７　　第２の制御電極 ２５　　表面絶縁性基板 ４０　　電子放射源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発光体に電子が放射される電子放射源
   と、この電子放射源と前記発光体の間に設けられ、基板
   の両面に制御電極を有する制御電極部とを備えた平面型
   表示装置において、前記電子放射源側の一個の前記制御
   電極の幅をｗ、前記電子放射源と前記電子放射源側の制
   御電極との距離をｌとするとき、 ｌ／ｗ≧２０ としたことを特徴とする平面型表示装置。