JPS5963645A - 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】 この発明は、少い電力消費で異常に嵩ばらす、明るくし
かも容易に変更可能な表示を行うことができる表示装置
に関する。

本発明の第１の特徴によれば、表示゛装置は、メツシュ
電極および電界電極手段を有する密閉外囲器から成り、
このメツシュ電極は、電子の発散噴流ビームを放出する
電子放出陰極と、外囲器の一部を形成する螢光スクリー
ンとの間に配置され、噴流ビームがメツシュ電極の所定
領域を通過するようＫし、」１電極手段が陰極の置かれ
た電場の強度及び（陰極に対する）電性を制御するため
陰極に近接して配置され、電子がスクリーンに達しそれ
を螢光発光させるかどうかを決定する。

本発明の第一の特徴によれば、表示装置は、メツシュ電
極および電界Ｔｇ、ｔｉＴ！手段を有する密閉外囲器か
ら成り、このメツシュ電極は、電子の発散噴流ビームを
放出するルー子放出陰棹と、外囲器の一部を形成する螢
光スクリーンとの間に配置され、噴流ビームがメツシュ
電極の所定領域を通７＋！１するようにし、電極手段が
該手段の少くとも一部とメツシュ電極の間に陰極がくる
ように配置され、且つ電界電極手段が陰極の１６かれた
電場の強度及び（陰極に対する）　１Ｉｔｉｉ性を制窮
１ず２）ため陰極に近接しで配置され、電子がスクリー
ンに達しそれを螢光発光させるかどうかを決定する。

電子放出陰極が置かれる電場の強度及び極性は、陰極自
体の電位だけでなく、メツシュ電、極とｔｌＴ界電極電
極位にも依存する。メツシー電極の粗鉱は主に別の条件
によって決まるため、陰極から螢光スクリーンへ向かう
電子の通路を制御するには、電界電極の電位を利用する
のが好ましい。電子放出陰極をその＠極自体の電１位Ｐ
ｃ対し負の電場内に置けば、自由電子の放出が禁止され
、電子の存在は陰極面の近傍にのみ限定される結果、電
子は螢光スクリーンにまで達しない。一方、陰極に対す
る電場の極性を変えると、電子は自由に放出され、陰極
より幾分正の電位を持つメツシュ電極の方へ向って加速
される。メツシュ電極へ達した電子は、一般に数千Ｖの
電位が印加された螢光゛スクリーンの方へ向かい急激に
加速される。電場の強さを増すと１スクリーンに達する
電子の量つまり表示の。

明るさを制御することができろ。但し、表示の明るさは
主にスクリーンの加速電位に依存している。

メツシュ電極の存在は、スクリーンの高電位が及ぼす影
響から陰極と電界グリッドを効果的に離隔するから、非
常に低い電圧により素速く信頼性の高い方法で表示装置
をオン・オフ動作することができろ。

本発明の第３の特徴によれ番ヨ、メツ、レエ電極と電界
電極手段を含む密閉外囲器から成り・このメツシュ・電
極は電子の発散噴流ビームを放出する電子放出陰極と、
外囲器の一部を形成する螢光スクリーンとの間に配置さ
れ、噴流ビームがメツシュ電極の所定′領域を通過する
ようにし、この電界電極手段が該手段の少くとも一部と
メツシＳ′ｆＩｉ、極の間に陰極がくるように配置され
、且つ電界電極手段が陰極の置かれた強度及び（陰極に
対する）極性を制御するため陰極に近接して配置され、
電子がスクリーンに達しそれを螢光発光させるかどうか
を決定する表示装置を動作するための方法が、電界１４
に極手段と陰極の間に第１の所定電位差を加え、陰極か
ら所定サイズの発散噴流ビームを放出させてスクリーン
を螢光発光させる段階と、電界電極手段と陰極の間に第
２の選択可能な所定電位差を加え、電子がメック３−１
１．極へ達するのを阻止する段階とから成る。

この発明は、スクリーンを選択発光させるのに一陰極構
造体とスクリーンの間に制御電極を位置決めする必要を
なくし、表示装置の厚さを非常に薄くすることができる
。これは、実質上電界電極から成る制御電極を、スクリ
ーンと離れている陰極の側に置くようにしたためである
。陰極を電界電極の一方又は両方を区分形状とし、特定
セグメントの選択によって電子をスクヘリーン上の所定
位置にぶつけ、複雑な表示ノＪ？ターンを発生させ且つ
素速く変化させるのが望ましい。原理上は、メツシュ社
極を区分形状とし、螢光スクリーンの所定位置を選択的
にアドレスすることもできるが、これはあまり望ましく
ない。

本発明の表示装置は、さまざまな異った物理的な形状を
持ち得る。例えば、通常数字のｇＫ基く７ストロ一ク文
字等のごとく、様式化した記号や文字を発生するように
配置できる。これに代え・て、発光可能な多数の点又は
小ノ臂ツチで構成されたマトリックスから一必要な表示
ノをターンを一緒になって表わす点だけを選ぶようにも
できる。さらにその他の変形例は、図面を参照した以下
の説明の中に示す。適当な螢光スクリーンを使えば、必
要に応じカラー表示も可能である０ 以下本発明の実施例を添付の図面を、参照して説明する
。

第１図は、様式化した数字ｔを表示するように配置され
た７ストロ一ク文字を示している。この種の様式化文字
は周知で、ストα−りの異った組合せを選択的に付勢す
ることにより、θ〜りまでの数字が作られろうこの表示
装置は薄い矩形の箱形をした密閉外囲器ｌから成り、そ
の前面グレート２が内表面に螢光スクリーン３を有する
。スクリーン３のすぐ前方にメツシー電極４が装着され
るが、スクリーン」、りわずかに離れ且つスクリーンか
ら電気納経されるように取付けられる。外囲器１は−・
般に、優れた電気絶縁体であるガラスから成る。動作時
、螢光スクリーン３とメツシュ電極４の間には数千−２
ルトの電位差が生ずるので、この点は重要な条件である
。メツシュ電極４のすぐ後方に陰極構造体が装着され、
これは一対の導体ビン６の間に張架された数本の個別の
陰極フィラメント５から成る。各導体ビン６は、導ｎ性
裏°　打グレートの形をした電界電極７を貫通して突き
出ている。各陰極フィラメント５は導電性壁８で′囲ま
れ、導電性壁８は裏打グレートに取付けられ木と共に、
電界電極７とメツシー電極４の間に位置する。メツシュ
電極は壁８から電気的に絶縁されている。

動作時、電界電８８７、陰極フィラメント５及びメツシ
ュ電極４は異った電位で動作する７こめ、壁８はこれら
の部材と電気的に導通しないことが重要である。導電性
壁８は電界電極７へ物理的な方法で簡単に取付けられる
ので、これらの壁は容器状の開放箱を形成し、この箱内
に陰極フィラメント５が配置される。

第２図に好ましい構造の一例を示す０これでは、メツシ
ュ電極４が壁８の外縁に取付けられることで、壁８が電
極４を支持している。この場合電界電極７は、ビン６が
貫通する裏打グレートだけから成る。各ビン６は、絶縁
ブツシュ１０等により裏打グレートから電気絶縁される
。又壁８は、電界電極７を病成する裏打グレート上に電
気絶縁スペーサ９を介して装着される。

第１図には７個の陰極フィラメントを示したが、表示装
置の裏面に任意の数のフィラメントを張架し、第１図に
示した局部的な裏打グレート上に取付けるようＫした別
の構造にもできる。壁はステンシルとして機能するので
、この場合にも第１図と同様な壁で、各電極から電気的
に絶縁されたものを設け、スクリーン３０所定領域だけ
に特定の陰極から発した電子が届くようにしてもよい。

こうすれば、縁のぼやけない非常に鋭いパターンを表示
できる。

動作時、螢光スクリーン３とメツシュ電極４は、それぞ
れ平常の陰極電位に対し約＋７ｋＶ及び約＋１０Ｖ■定
電位に保たれる。表示セグメントがオン状態にある間、
つまり光の発光中、対応する陰極フィラメント５はＯ■
に保持され、電界電極７は＋ｊ■に保たれる。こうした
条件下で、陰極フィラメント５の置かれた電場は陰極自
体の電位に対して正となるため、電子が多量に放出され
る。

放出電子は、電界電極７よりも高い正電位に保持された
メツシュ電極４へと引きつけられる。メツシュ電極４を
通過するとき１電子はスクリーン３に印加された高電圧
の作用で急激に加速される。

メツシュ電極４．は実際には、相互に離間した極細ワイ
ヤ製のプレイ、ネット又はグリッドがら成り、電子に対
しては物理的に大きな透過性を有する。

従って、陰極から放出された電子の大部分はスクリーン
３に達し、それを螢光発光させ強い光を放出させる。

逆に、表示装Ｋをオフにし暗くするためには、陰極フィ
ラメント５の電位をそれまでの値より約＋１０■引き上
げ、電界電極７の電位が−ｊＶになるようにすＪる。こ
れにより陰極は、陰極自体の電位と比べ相対的に負の電
場（電界電極７とメツシュ電極４の電位によって決まる
）中に置かれる。

従って電子の放出が禁止され、メツシュ電極４で加速さ
れる自由電子は実質上存在しなくなる。陰極位置の電場
が間違いなく充分負となるようにするためには、メツシ
ュ電極に対する電界電極７の間隔及び形状が極めて重要
で、陰極はメツシュ電極よりも電界電極の方へずつと近
づけ、電界電極の影響の方が支配的となるように配置さ
れる。

陰極フィラメント５に対する電界電極７の形状及び位置
は、表示セグメントがオン状態にある間、電子がメツシ
ュ電極の所定局部又は領域へ当る分散噴流ビームとして
陰極から放出されるように注意深く選定しなければなら
ない。電子はメツシュ電極の所定局部を通って加速され
、螢光スクリーン３へぶつかるから、発光領域は大体に
おいて電子の分散噴流ビームが持つ巾つまり立体角によ
って決まる。この巾は、陰極に対する電界電極の電位差
値にも大きくｂ′（存する。但し、電子の放出が禁止さ
れるオフ状態での電位差は、それほど重要でない。この
状態では、陰極フィラメントの置かれた電場が充分な負
の値になるようにすればよいだけだからである。

第３図に、別の実施例による表示装置を部分的に示す。

同図は陰極構造体と付属の電界電極だけを示しており、
実際には陰極構造体と大型の螢光スクリーンの間に連続
状のメツシュ電極が配置される。この表示装置は、マト
リックス形ディスグレイとして動作可能である。すなわ
ち、独立した局部的な光パッチが多数発生され、これら
光・やツテの組合せで必要な表示パターンが表わされる
。

陰極構造体は、７本の細長い陰極フィラメント１１〜１
７から成る。各フィラメントは、それぞれ内部仕切壁を
持つＲ通開放形の構造をしたｊ個の電界電極構造＃−１
８〜２２を通り抜けている。

各電界電極は相互に等しく、それぞれ−個の直立した主
導ｔ１３’２３．２４と２個の直立した端導電壁２５．
２６から成る。導電ペース２７がこれら４を壁の底縁に
接続され、貫通開放形の各構造体は６枚の仕切壁２８に
よって７個の小さい隔室に分割される。主！！２３．２
４の下端面に小さい切欠きが設けられ、各フィラメント
１１〜１７が電気的接触を生じないで主壁を通り抜は可
能とし、動作時電界電極の電位と異る一位でフィラメン
トが動作できるようにしである。

前述したように、連続状の大型メツシュ電極が貫通開放
形構造体の前面に位置されるが、電気的に絶縁されて装
着され、又第１図と同様な方法でコＯメツシュ電極の前
面に螢光スクリーンが位Ｒされる。ｊ個の別々の電界電
極１８〜２２と７本の陰極フィラメント１１〜１７は相
互に交差関係にあり、合計３５個の独立した交差点を有
する。

表示装置は１各交差点に対応した螢光スクリーン上の３
ｊ個の光）９ツチについて所定の組合せを発生させるこ
とで動作される。動作時、一定の電位十１０Ｖがメツシ
ュ電極に印加される。陰極フィラメントと電界電極の交
差点に対応した所命の７個の光ノＪｌツテを発光させる
ためには、′＋ｊ■の電圧がその電界電極に印加され、
θＶが特定のフィラメントに印加される。これＫより、
フィラメントと電界電極が交差する点の上方に位置する
螢光スクリーン上に、明るいパッチが生じ乙。残りの陰
極は＋１０ｖに保持され、残りの電界電極は−ｔＶに保
持される。これらの電位により、歿りフグ個の発光可能
パッチに対応したその他全ての点で、陰極−フィラメン
トからの電子放出が確実に阻止される。

最適の電位値は使われる各種電極及び陰極フィラメント
のサイズ、形状に依存するから、上記の電位値は実用上
半なる近似値に過ぎない。フィラメントは、ｊ　Ｖ　ｔ
ｌｉ、源からの交流を流して加熱するのが適している。

この交流の周波数は、陰極フィラメント及び電界電極ア
ドレス用の周波数と干渉してフリッカ−周波数を生じな
いように選定する。

一般にこれらの印加周波数は数百Ｈｚ　であるから、フ
ィラメントへ印加する交流電流の周波数は数ｋＨとする
のが好ましい。

ご＼で、スクリーンを選択的に発光させるため、θＶ２
：＋１０Ｖのλ値間でフィラメントの電位を変えること
は、フィラメントの温度に影等を及ぼさない。この一定
値は、フィラメントを流れる交流の振巾によって決まる
値だからである。

表示装置の更に別の実施例を第≠、ｊ図に示す。

第≠図は円筒形ディフグレイの部分斜視図、ｗＩＪｔ図
はその断面図である。この装置は、内表面に５個以上の
湾曲状電界電極３１〜３５を有する１個の筒状ガラス外
囲器３０と、外囲器の長さ方向に沿って配置された７本
の細長い陰極フィラメント３６から成る。外Ｎ器３０は
２個の半体で形成され、両半体の間に長片状の１個のメ
ツシュ電極３８が位置する。外囲器の上方半休はその内
表面に強光コーティングを備え、これが螢光スクリーン
３９と成る。このよう・な構成を持つ筒状体は、ガラス
外囲器上半休の区分されたｌ個の領域のいずれか１個又
は２個以上を選択的に付勢できる。

動作時には、メツシュ電極３８が＋ｉｏｖの定電位に保
たれ、電界電極３１〜３５が−ｊＶ（電子の放出禁止時
）と÷ｊＶ（発光時）の間で切換えられる。

この実施例の借造では、ガラス外囲器の内面上への導電
性沈着層として電界電極が容易に形成できるので、その
製造が非常に簡単になる。これらの円筒状ディスプレイ
を多数並列し、個々に制御可能な光パンチから成る大き
なλ次元のアレイが形成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による表示装置を示す図；第２図は同装
置の部分拡大図： 第３図は本発明によるマトリックス形ディスグレイの一
部を示す図；及び 第≠、ｊ図はそれぞれ、個別に付勢される籾数の隣接Ｉ
Ｋ画を持った細長形ディスグレイの部分斜視図と断面図
である。 １．３０・・・蕾閉外囲器、３．３９・・り？！光スク
リーン、４．３８・・・メツシュ電極。 ５．１１〜１７，３６・・・陰極フィラメント。 ７．３１〜３５・・・電界電極、８・・・導電性壁。 １ｓｔ２．２・・・電界電極構造体、２８・・・仕切壁
。 う、：２ ２５６−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ａ　メツシュ電極（４）と電界電極手段（７）を内部に
   有する密閉外囲器（１）を含み、該メツシュ電極が電子
   の発散噴流ビームを放出する電、子放出陰極（５）と外
   囲器の一部を形成する螢光スクリーン（３）の間に配置
   され、噴流ビームがメツシュ電極の所定領域を通過する
   ようにし、該電界電極手段（７）が陰極の瞠かれた電場
   の強度及び（陰極に対する）極性を制御するため陰極に
   近接して配置され、？し、子がスクリーンに達しそれを
   螢光発光させるかどうかを決定する表示装置。 、２．？１ツシュ箪極（４）と電界を極手段（７）を内
   部に有する密閉外囲器を含み、該メツシュ電極が電子の
   発散噴流ビームを放出する電子放出陰極（５）と外囲器
   の一部を形成する螢光スクリーン（３）の間に配置され
   、噴流ビームがメツシュ電極の所定領域を通過するよう
   にし、該電界電極手段が該手段の少くとも一部とメツシ
   ュ電極の間に陰極がくるように配置され、且つ該電界電
   極手段が陰極の置かれた電場の強度及゛び（陰極に対す
   る）極性を制御するため陰極に近接して配置され、電￥
   がスクリーンに達しそれを螢光発光させるかどうかを決
   定する表示装置。 ３、　複数の個別にアドレス可能な電界電極が設けられ
   ている特許請求の範囲第２項に記載の表示装置。 ｌＡ　　複数の個別にアドレス可能な陰極が設けられて
   いる特許請求の範囲第２項に記載の表示装置。 左　上記メツシュ電極の領域、つまり放出電子が達する
   スクリーン上の領域を限定するための手段が設けられて
   いる特許請求の範囲第２項に記載の表示装置。 乙、上記限定手段が、メツシュ電極の平面に対して垂直
   に配置されステンシルとして機能する導　　　　′電性
   グレートから成る特許請求の範囲第５項に記載の表示装
   置。 ＺＪ−、記ｊ・ζ電性グレートがメツシュ電極とＺ　％
   位トなるように電気的に接続され、且つ電界電極から電
   気的に絶縁されている特許請求の範囲第を項にＲ１２載
   の表示装置。 ｇ、　個別にアドレス可能な陰極フィラメントがこれに
   対応して同じく個別にアドレス可能な電界電極のすぐ前
   方に設りられ、上記導電性グレートが該フィラメントを
   部分的に取り囲むように配置された特許請求の範囲第６
   項に記載の表示装置。 ２　複数の同一メノシュ電＃ｒ＋が相１７．’　Ｋ　？
   ｉ吃気気絶縁れて並列に設りられ、そ１秀個別にアドレ
   ス可能な陰極フィラメントが上記電界電極と交差関係を
   成すように設けられている特Ｖｔｌ、ｉ、″、求の範囲
   第６項に記載の表示装置。 １０、電界電極が端から端までにわたつで設けられると
   同時に、共通の陰極フィラメントを部分的に取り囲むよ
   うに湾曲している特＃’ｆ　Ｍｔｖ求の範囲第３項に記
   載の表示装置。 ／／、上記外ＭＩ４器が細長い筒状をか】１し且つ中央
   に装着されて外囲器を組方向に２つのセグメントを区分
   する平坦なメソシュ電極を有し、一方のセグメントが上
   記の電界電極と共３ｆ（ｉの陰極フィラメントを含み、
   他方のセグメントがその湾曲内面に上記スクリーンを構
   成する炎〉光物質の被覆を有する特許ＨｆＭ求の範囲第
   ７０項に記載の表示装置。 ／、２．メツシュ電極と電界電極手段を内部に含む密閉
   外囲器から成り、該メツシュ電極が電子の発散噴流ビー
   ムを放出する電子放出陰極と外囲器の一部を形成する螢
   光スクリーンの間に配置され、噴流ビームがメツシュ電
   極の所定領域を通過するようにし、該電界電極手段が該
   手段の少くとも一部とメツシュ電極の間に陰極がくるよ
   うに配置され、且つ該電界電極手段が陰極の置かれた〒
   【電場の強度及び（１喫極に対する）極性を制御するた
   め陰極に近接して配置され、電子がスクリーンに達しそ
   れを螢光発光させるかどうかを決定する表示装置を動作
   するための方法であって、電界電極手段と陰極の間に第
   １の所定電位差を加え、陰極から所定サイズの発散噴流
   ビームを放出させてスクリーンを螢光発光させる段階と
   、電界電極手段と陰極の間に第一の選択可能なりｆ定電
   位差を加え、電子がメツシュ電極へ達するのを阻止する
   段階とから成る方法。