JP2722792B2 - 光源用表示管 - Google Patents

光源用表示管

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JP2722792B2 JP20070790A JP20070790A JP2722792B2 JP 2722792 B2 JP2722792 B2 JP 2722792B2 JP 20070790 A JP20070790 A JP 20070790A JP 20070790 A JP20070790 A JP 20070790A JP 2722792 B2 JP2722792 B2 JP 2722792B2
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雅章 中野
修司 岩田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、大画面ディスプレイ装置やメッセージボ
ードなどに用いられる光源用表示管に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
現在、多数個の光源用表示管より構成される大画面デ
ィスプレイ装置は、例えば屋外用で18m×10mの大きさ、
屋内用でも8m×4mの大きさのものが実用化されている。
そして、この大画面ディスプレイ装置に用いられる光源
用表示管は、屋外で約4000cd/m2、屋内でも約1000cd/m2
の高輝度を必要とする。このような高輝度を発生できる
光源用表示管として、特開昭62−10849号公報に示され
るようなものがある。第4図及び第5図はこの光源用表
示管の基本的構成を示す正面図及びこのA−Aにおける
断面図であり、第6図は上記光源用表示管の一部分割斜
視図である。図において、(1)は前面パネル(2)と
背面板(3)及び側板(4)から構成される真空外囲器
としてのガラス管体、(5)は前面パネル(2)の内側
に配され、電子ビームが照射されると赤色(R),緑色
(R),青色(B)にそれぞれ発光する蛍光体が塗布さ
れた発光面、(6)は発光面(5)の周辺を取り囲み前
記前面パネル(2)に対して垂直に配され、電子を発光
面(5)に導く加速用陽極、(7)は発光面(5)にそ
れぞれ対応して背面板(3)上に配されたカソード電極
で、線状タングステン上に酸化物をコーティングした電
子放出用の線状カソード(7a)と、この両端を背面板
(3)に固定する一対の金属サポート(7b)とより構成
される。(8)はカソード電極(7)と発光面(5)間
に配された行選択用の制御グリッド電極であって、カソ
ード電極(7)より放出された電子を通過させるための
電子通過穴(9)がカソード電極(7)と対向する位置
に設けられている。(10)は背面板(3)のガラス管体
(1)の内側で、かつカソード電極(7)下に設けられ
たストライプ状の列選択用の背面電極、(11)はこの背
面電極(10)、カソード電極(7)及び制御グリッド電
極(8)に駆動電圧を印加するための外部端子、(12)
は加速用陽極(6)に高電圧を印加するための外部端子
である。
このように構成された光源用表示管は、次のように動
作する。カソード電極(7)に電圧を加え、線状カソー
ド(7a)を摂氏700〜750度程度に赤熱させ、熱電子を放
出させる。この時、カソード電極(7)の電位に対して
背面電極(10)及び制御グリッド電極(8)に適当な正
の電圧が与えられると、カソード電極(7)周辺の電位
は正となる。この時、陽極電極(6)には高電圧が印加
されており、電位勾配は、陽極電極(6)に向かって正
の勾配をもつことになる。このため、カソード(7a)か
ら放出された電子は、この電位勾配に沿って飛び、陽極
電極(6)の高電圧により加速されて高速で発光面
(5)に衝突し高輝度に発光する。また、背面電極(1
0)及び制御グリッド電極(8)の両方の電位、また
は、いずれか一方の電位がカソード電極(7)の電位に
対して負のレベルになれば、カソード電極(7)周辺の
電位が負となり、電子は陽極電極(6)の方向に飛ば
ず、発光面(5)は非発光状態になる。このような光源
用表示管は、背面電極(10)を走査電極に、制御電極グ
リッド電極(8)をデータ電極に割り当て、ダイナミッ
ク駆動される。まず、カソード電極(7)に対して正の
電位と成るように列状に配された背面電極(101)に対
し電圧を印加し、他の背面電極(102)(103)には負の
電位となるように電圧を印加し、かつそれと同期して行
方向に配された制御グリッド電極(81)(82)(83)に
データ電圧信号を入力させる。例えば制御電極(81)が
正の電位、制御グリッド電極(82)(83)が負の電位と
なると、背面電極(101)と制御グリッド電極(81)が
交差した位置上の発光面のみ発光することになる。
しかしながら、このように構成された光源用表示管に
おいては、外光(例えば太陽光等)が前面パネル(2)
から入射して発光面(5)で反射し、発光面(5)が非
発光状態において白っぽく見えることになり、コントラ
ストが低下する。したがって、第7図に示すように前面
パネル(2)の外表面に、R,G,Bそれぞれに発光する発
光面(5)に対応してこの発光面(5)が発光する色の
みを透過させるフイルタ(14)が形成されている。しか
しながら、このように前面パネル(2)にフイルタ(1
4)を設けると、前面パネル(2)に入射し、発光面
(5)にて反射する光は減衰されるものの、発光面
(5)から発生する光もフイルタ(14)を透過するため
に減衰されることになり、この結果発光輝度が低下する
こととなる。
このような欠点を解決するため、特開平1−239757号
公報に示されるような光源用表示管が提案されている。
第8図はこの光源用表示管の一部断面図であって、(1
5)は上記前面パネル(2)の発光面(5)から発する
光を集光するための集光レンズアレイで、上記前面パネ
ル(2)上のフイルタ(14)の表面に透明接着層(16)
を介して接合される。また、集光レンズアレイ(15)
は、前面パネル(2)に接合されるベース部(15a)と
発光面(5)からの光を集光する凸レンズ(15b)とか
ら成り、アクリル樹脂を射出成形することにより構成さ
れる。この凸レンズ(15b)は、各発光部(5)のそれ
ぞれに対応するようにマトリクス状に配列されたもので
ある。
上記のよのに構成された光源用表示管においては、前
面パネル(2)の発光面(5)から射出された光がフイ
ルタ(14)によりわずかに減衰されるものの、集光レン
ズアレイ(15)より大気中にでるとき、上記凸レンズ
(15b)の曲率に対応して光路が曲げられ、集光される
ので発光輝度を高めることができる。一方、外光は、発
光面(5)への入射時と、該発光面(5)からの反射時
との二度上記フイルタ(14)を通過し、外光の反射成分
は大きく減衰されることとなるので、コントラストを向
上することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このように構成された光源用表示管に
おいて、集光レンズアレイ(15)がアクリル樹脂によっ
て、前面パネル(2)はガラス等によって形成されてい
るために、両者の熱膨張係数が異なり、このために、使
用時の温度変化により集光レンズアレイ(15)に反りが
発生したり、集光レンズアレイ(15)と透明接着層(1
6)及びフイルタ(14)と前面パネル(2)間に剥離が
生じたりする。このような剥離が生じると、剥離面での
光の反射により輝度低下が生じるだけでなく、斜め方向
から見た場合には全反射し、全く見えなくなるという問
題が生じる。
本発明は、かかる問題を解決するためになされたもの
であって、使用時の温度変化によっても輝度低下がな
く、高輝度で高コントラストの光源用表示間を得ること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明の光源用表示管は、外表面に複数の凸レンズ
がマトリクス状に配置された前面パネルを有する外囲器
と、この前面パネルの各凸レンズに対応して上記前面パ
ネルの内表面上に配設され、それぞれ1色の可視光を透
過させるフイルタと、この各フイルタ上に形成され、こ
のフイルタが透過させる波長領域と同一の波長領域の可
視光を発光する発光面を備えたものである。
〔作用〕
上記のように構成された光源用表示管においては、前
面パネルの内表面上にフイルタが形成され、前面パネル
の外表面に複数の凸レンズがマトリクス状に配置されて
いるので、使用時の温度変化によって剥離等が生じるこ
とはない。また、発光面より射出された可視光は、フイ
ルタを選択的に透過して凸レンズにより集光され、高輝
度で発光する。一方、外光の反射成分は、フイルタによ
り減衰して発光面の暗輝度は小さくなり、コントラスト
が向上する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図及び第2図に基づい
て説明する。ここでは、発光面(5)が4×4のマトリ
クス状に配されたものについて説明する。第1図はこの
発明の一実施例の光源用表示管の断面図で、第2図はこ
の光源用表示管の正面図である。この図において、(1
7)はガラス管体(1)の一部を構成し、透明なガラス
等からなり、外表面部にマトリクス状の凸レンズ(15
b)が形成された前面パネルで、この実施例では凸レン
ズ(15b)が4×4のマトリクス状に配設された集光レ
ンズアレイ(15)が一体に形成されている。(18)はマ
トリクス状に配され、上記前面パネル(17)と各発光面
(5)間に挾持され、対向した発光面(5)より発光さ
れたR、G、Bと同一色の光を透過させるフイルタで、
印刷方法等で形成される。なお、このフイルタ(18)は
ガラス管体(1)内に形成されるため、有機ガス等を発
生しない無機材料のものを用いる必要があり、例えばR
のフイルタはクローバミリオン、Gのフイルタはコバル
トグリーン、Bのフイルタには群ジョウが用いられてい
る。
また、上記前面パネル(17)は、所望形状のカーボン
系の型の中に高温の溶融ガラスを流し込んだ後、冷却し
て製造する。或いは、板ガラス状に所望形状のカーボン
系の型を一定圧力でおさえ、高温炉中に入れることによ
って製造される。
以下、この発明の光源用表示管の動作について説明す
る。このように構成された光源用表示管においても、従
来の光源用表示管と同様にダイナミック駆動され、発光
面(5)に電子が照射されると、R、G、Bのそれぞれ
の色に発光する。そして、この発光された光は、フイル
タ(18)を通過し、この時フイルタ(18)によりわずか
に減衰されることとなるが、前面パネル(17)の外表面
に凸レンズ(15b)が形成してあるために、前面パネル
(17)を透過し、大気中に出るときには、凸レンズ(15
b)の曲率に対応して、光路が曲げられ、全体として集
光される。従って、発光輝度は高められる。一方、前面
パネル(17)に入射する外光は、上記前面パネル(17)
及びフイルタ(18)を透過し、発光面(5)にて反射す
る。反射した光は、再びフイルタ(18)を通過し、前記
パネル(17)から大気中に出射される。ここで、上記フ
イルタ(18)は発光面(5)から発光された1色の可視
光のみを透過させる機能を有するので、その他の外光に
含まれるスペクトルは、大きく減衰される。さらに、上
記外光は、前面パネル(17)に入射して、出射されるま
でに2度フイルタ(18)を通過するので、発光面(5)
にて反射された光は大きく減衰され、コントラストの低
下を抑制できる。第3図を用いて、さらに詳細に説明す
る。第3図(a)は、各色の発光面(5)の発光スペク
トルを、第3図(b)は各色のフイルタ(18)の分光透
過率曲線を示すものであって、この図より、フイルタ
(18)は、接触して形成された発光面(5)から発光さ
れるスペクトルを透過させ、その他のスペクトルを減衰
させることが出来ることがわかる。したがって、非発光
状態の発光面(5)の暗輝度は低く抑えられるので、全
体的なコントラストを向上させることができる。
また、この実施例の光源用表示管においては、前面パ
ネル(17)の外表面にマトリクス状の凸レンズ(15b)
が一体形成されているので、使用時の温度変化による剥
離等の危惧はない。
また、表示装置の高解像度化の要求に伴って、発光面
(5)は小さくなり、発光面(5)のピッチもますます
小さくなる傾向にあるが、このように発光面(5)ピッ
チが小さくなり、凸レンズ(15b)先端部と発光面
(5)の距離が長くなると、光源用表示管を斜めの方向
から見た場合、凸レンズ(15b)に対向する発光面
(5)ではなく、この発光面(5)の隣に位置する発光
面(5)が見えることとなり、画質が劣化することにな
る。このため、凸レンズ(15b)の先端部と発光面
(5)の距離はできるだけ短くする必要があるが、この
発明のように前面パネル(17)に凸レンズ(15b)を構
成することによって、凸レンズ(15b)先端と発光面
(5)との距離を短くでき、斜め方向より見た場合で
も、隣りの発光面(5)が見えることはなく画質の劣化
は起こらない。
また、凸レンズ(15b)が形成された前面パネル(1
7)の内表面上にフイルタ(18)及び発光面(5)が印
刷工程等によって形成されるので、各凸レンズ(15b)
に対しフイルタ(18)及び発光面(5)の位置決めを容
易に精度よく行うことができるので、凸レンズ(15b)
と発光面(5)の位置ずれによる画質の劣化を防ぐこと
ができる。
なお、上記実施例では、発光面(5)が電子ビームに
よって励起されるものについて説明したが、これに限る
ものでなく、放電励起によって発光させるものであって
も同様の効果が得られることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
この発明は、上記のように前面パネルの外表面にマト
リクス状の凸レンズが一体形成されているので、使用温
度変化による剥離等の問題もなく、輝度劣化がない。さ
らに、上記凸レンズに対応する発光面が発光する波長領
域と同一の波長領域の可視光のみを透過するフイルタが
それぞれの発光面と前面パネル間に配されているので、
発光面が発光する波長領域と同一の波長領域の可視光を
選択的に透過させ、前面パネルに入射する外光は減衰さ
せることとなるために、高コントラストで高輝度の光源
用表示管を得ることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の一実施例の光源用表示管の断面図、
第2図はこの発明の一実施例の光源用表示管の正面図、
第3図(a)は各発光面が発光する発光スペクトルを示
す図、第3図(b)は各フイルタの分光透過率を示す
図、第4図は従来の光源用表示管の正面図、第5図は従
来の光源用表示管の断面図、第6図は従来の光源用表示
管の分割斜視図、第7図は従来の光源用表示管の前面パ
ネルの分割図、第8図は従来の他の光源用表示管の部分
断面図である。 図において、(1)は真空外囲器、(5)は発光面、
(15b)は凸レンズ、(17)は前面パネル、(18)はフ
イルタである。 なお、図中同一符号は、同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外表面がマトリクス状凸レンズ群に形成さ
    れた前面パネルを有する外囲器、上記前面パネルの各凸
    レンズに対応して上記前面パネルの内表面上に配設さ
    れ、それぞれが特定の波長領域の可視光を透過させるフ
    ィルタ、この各フィルタ上に形成され、この各フィルタ
    が透過させる波長領域と同一の波長領域の可視光を発光
    する発光面を備えた光源用表示管。
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