JP2797516B2 - 表示装置 - Google Patents

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
ード等の表示装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、屋内、屋外を問わず、多くの観衆にカラー映像
の大画面を提供する大画面ディスプレイ装置として、例
えば特開昭60−225881号公報に示すようなものが提案さ
れていた。

第６図は特開昭60−225881号公報に開示された従来の
表示装置を構成する蛍光表示素子（40）を示す断面図で
ある。図において（１）は、前面パネル（1A）と背面板
（1B）と側板（1C）からなるガラス管体を示し、このガ
ラス管体（１）内に、蛍光体層からなる複数の蛍光表示
セグメント（2R）（2G）（2B）（総称するときは
（２））と、各表示セグメントに対応する複数のカソー
ド（Kr）（Kg）（Kb）（総称するときは（Ｋ））、並び
に第１グリッド（制御電極）（G1r）（G1g）（G1b）
（総称するときは（G1））、及び共通の第２グリッド
（加速電極）（G2）とが配される。蛍光表示セグメント
（２）は前面パネル（1A）の内面に蛍光体層を披着して
形成されるものであり、この場合、赤発光、緑発光、及
び青発光の３つの蛍光表示セグメント（2R）、（2G）、
（2B）が形成される。この各蛍光体層による表示セグメ
ント（2R）、（2G）、（2B）にそれぞれ対向するように
背面パネル（1B）の内側にそれぞれワイヤカソード（K
r）、（Kg）、（Kb）と、各ワイヤカソード（Kr）、（K
g）、（Kb）に対向してそれぞれ第１グリッド（G1r）、
（G1g）、（G1b）が配され、さらに３つの第１グリッド
（G1r）、（G1g）、（G1b）に共通に第２グリッド（G
2）が配置される。各第１グリッド（G1r）、（G1g）、
（G1b）は、各ワイヤカソード（Ｋ）に対向するよう
に、円筒面を有したかまぼこ状に形成され、その円筒面
に長手方向に沿って所定ピッチをおいて、多数のスリッ
トが設けられる。このスリットはワイヤカソード（Ｋ）
から放射される電子の通過孔である。第２グリッド（G
2）は、各第１グリッド（G1r）、（G1g）、（G1b）に対
応した部分に、第１グリッドのスリットと同じ対応位置
にスリットを形成して構成される。各ワイヤカソード
（Ｋ）は例えばタングステンヒータの表面に電子放出物
質となる炭酸塩を塗布して形成される。また、各蛍光表
示セグメント（2R）、（2G）、（2B）を囲むように導電
性材よりなるセパレータ（10）が配置される。このセパ
レータ（10）はカソード（Ｋ）からの電子ビームが、第
１または第２グリッド（G1）、（G2）に当たって、それ
より発生する２次電子が、隣接する蛍光表示セグメント
を発光しないように、これを阻止するためのシールド作
用と、それぞれのワイヤカソード（Ｋ）からの電子ビー
ムが、対応する蛍光表示セグメント（２）の全体に照射
されるように、電子ビームを広げる作用、いわゆる拡散
レンズの形成とを兼ね、同時に各蛍光表示セグメントに
高電圧、例えば10KVを与えるための給電手段としても用
いられるものである。

次に、斯かる蛍光表示素子（40）の動作について説明
する。赤、緑及び青の各色の蛍光表示セグメント（2
R）、（2G）、（2B）にはアノードリード（12）を通じ
て、例えば10KV程度のアノード電圧が供給される。ま
た、各第１グリッド（G1r）、（G1g）、（G1b）には、
それぞれ、例えば0V〜30Vの電圧が印加され、また、第
２グリッド（G2）には、例えば300Vの電圧が印加され
る。ワイヤカソード（Kr）、（Kg）、（Kb）は１本当た
り60〜70mW程度である。この構成に於いては、アノード
側と第２グリッド（G2）は電圧が固定されており、第１
グリッド（G1）に与える電圧によって選択的にオン、オ
フ表示するものである。すなわち、第１グリッド（G1）
に0Vが印加された時にはカソード（Ｋ）からの電子ビー
ムがカットオフされて、その対応する表示セグメント
（２）は発光表示されない。そして、第１グリッド（G
1）に、例えば30Vが印加されると、カソードからの電子
ビームは、第１グリッド（G1）を通り、第２グリッドで
加速されて、対応する表示セグメント（２）の蛍光体を
叩き、これを発光表示させる。なお、この時、第１グリ
ッド（G1）に印加する電圧（30V）のパルス幅（印加時
間）を制御することにより、発光輝度が制御される。

一方、第７図はこの蛍光表示素子（40）を多数、２次
元的に配列して構成した従来の大画面ディスプレイの表
示部分を示す垂直断面構成図である。第７図において、
（40）は上記説明の蛍光表示素子であり、図では縦方向
に多数配列されている。さらに、（622）は屋外設置の
場合は太陽光が、屋内の設置の場合は天井の照明光が各
蛍光表示セグメント（2R）、（2G）、（2B）に入射する
のを防ぐためのひさしであり、各蛍光表示素子（40）の
上側に設けられている。大画面ディスプレイは画面サイ
ズが大きい為、その表示画面は下から見上げることが多
い。しかし表示画面を下から見上げた場合、外光を遮断
するための一定長さのひさし（622）が邪魔になって、
平均発光面輝度が低下したり、その画像表示が不連続に
なったりして画質が劣化してしまう。そこで、表示の連
続化を行なう為、ひさし（622）の下面に導電性のステ
ンレ鋼で構成された鏡面（623）を設けてある。つま
り、表示面の表示ａ、ｂ、ｃが鏡面（623）で反射さ
れ、その虚像ａ′、ｂ′、ｃ′が形成されることで、表
示の連続化が行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の表示装置は以上のように、鏡面が導電性のステ
ンレス鋼で構成されている一方、ひさしや各蛍光表示素
子を保持するユニットケースが絶縁物で構成されるため
に、鏡面のステンレス鋼がアースから浮いた状態になっ
てしまっていた。したがって、蛍光表示素子に近接して
アースされていない導電性の物体が配置されており、蛍
光表示素子に印加される高電圧によって、この導電性の
物体が帯電され、これに人体などが接触すると放電が生
じて衝撃を感じるなど不都合な事態となっていた。

また、なんらかの手段でこの導電性の鏡面をアースす
ると蛍光表示素子の前面パネルのすぐ外側と内側に約10
kvの高電位差を生じ、蛍光表示素子の耐電圧特性や高真
空保持特性の劣化を招く原因となってしまう等の問題点
があった。

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、蛍光表示素子に導電性物質を近接させるこ
となく、外光の表示面への入射を遮断し、かつ表示の連
続性を確保できる表示装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る表示装置は、表示面と傾斜して対向
し、視認方向以外より入射する外光を内面で全反射する
とともに、上記表示面からの出射光を視認方向に屈折さ
せる傾斜面、及び上記傾斜面で全反射された上記外光を
吸収する吸収面を有する光学プリズムを、上記表示面の
前面に設けたものである。

［作用］ この発明における表示装置によれば、表示面の前面に
設けた光学プリズムの効果により、表示面に入射してく
る外光のうち、視認方向以外から入射してくる光線は、
プリズムの表示面側の傾斜面で全反射し、黒く着色した
面で吸収されるので表示面には入射しない。また、表示
面より出射した光線は上記傾斜面でプリズムの屈折効果
により、視認方向に曲げられるので、プリズムの一面が
黒く着色されているにも関わらず、視認方向から表示面
を見た場合でも、表示が不連続になることも、輝度が極
端に低下することもなく、良好な表示が得られる。ま
た、光学プリズムは絶縁体で構成されるので、不要な帯
電は防止される。

［実施例］ 以下この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、この発明の一実施例による表示装置の表示
面部分を示す斜視構成図、第２図は第１図の垂直断面構
成図を示す。

図において、（40）は蛍光表示素子であり、２次元的
に配列され、それぞれの表示セグメント（表示画素）
（２）をオン・オフし、文字や図形を表示するのは従来
例と同じである。（100）は表示面の前面に設けられた
プリズムであり、断面が台形状であり、表示面上で水平
方向が長手方向になるようにして、蛍光表示素子（40）
面に配設されている。プリズム（100）はガラス、また
はアクリルで構成されており、その一面（第１図の斜線
部）（101）は黒く着色されている。プリズムの断面の
形状は、第２図に示すように台形（P1P2P3P4）をなし、
各蛍光表示素子（40）間の接続部でプリズム（100）のP
2P3面が表示面に密着するように固定される。また、P2P
1面（傾斜面）（102）と蛍光表示素子（40）面との間は
空気層であり、蛍光表示素子（40）面の上側程（P2から
P1にむかう程）、空気層の厚みは厚くなっている。さら
に、プリズム（100）の下面P3P4面（吸収面）（101）が
黒く着色されている。

次にこのプリズムの効果を第３図を用いて説明する。
第３図はひとつの蛍光表示素子（40）の前面パネル（1
A）とプリズム（100）の断面を示し、黒く着色したP3P4
面（101）は水平面と平行、P1P4P3＝90度、P1P2面とP3P
4面のなす角度は58.1度である。

今、水平方向より上側φ＝15度の方向から外光光線
（Ｓ）が表示面方向に入射した場合、プリズム（100）
のP1P4面で一度屈折し、傾斜面P1P2面（102）に達す
る。この時、プリズムの屈折率が1.5である場合は、P1P
2面（102）への入射角はθ＝41.8度となり、光線は傾斜
面P1P2面（102）を通過することなく全反射して、黒色
をなす吸収面P3P4面（101）に達し、吸収されてしま
う。さらに、外光光線の入射角度φが15度以上の場合は
傾斜面P1P2面（102）への入射角度が41.8度以上とな
り、すべて全反射して、黒色の吸収面P3P4面（101）に
吸収されるので、蛍光表示セグメント（２）に達する光
線は存在しなくなる。

したがって、この発明の表示装置では、屋外に設置さ
れた場合の太陽光や空の青色からの放射光、屋内に設置
された場合の天井の照明光などの水平面より高い方向か
ら入射する光は、黒色の吸収面に直接吸収、あるいはプ
リズムの傾斜面で全反射して吸収面で吸収されるため、
蛍光表示セグメント（２）に入射するのを防ぐことがで
きるので、明るい場所に設置されても、コントラストの
高い表示画像を得ることができる。

一方、蛍光表示セグメント（２）から発せられた発光
光線（Ｌ）は傾斜面P1P2面（102）およびP1P4面で屈折
させられ、下方向へ曲げられる。第３図に示すプリズム
の形状において、蛍光表示セグメント（２）上の各点か
らあらゆる方向に出射した光線を計算機シュミレーショ
ンにより追跡し、各光線のP1P4面通過後の進行方向の分
布を求めた結果を第４図に示す。横軸は第３図における
垂直方向視認角度α、縦軸は光強度である。第４図より
わかるように、蛍光表示セグメント（２）から発せられ
た光は上方向にはほとんど進まずに、下方向に多く進む
結果となるので、この発明の表示装置を下方向から見た
ときでも輝度の減衰を低く押さえることができる。さら
に、黒色部の吸収面P3P4（101）が存在するにもかかわ
らず、表示面を下方向から見てもプリズムの屈折効果に
より、蛍光表示セグメント（２）の虚像が形成されるた
めに、画像の不連続は生じない。

なお、上記実施例ではプリズム（100）の黒く着色し
た吸収面P3P4（101）は水平面に平行としたが、P4側を
下げて、水平面に対して傾斜を持たせて、さらに垂直方
向の視認角度を大きくすることも可能である。また、上
記実施例ではP1P4面は水平面に直角としたが、P1側を前
面に出し、P1P4面を傾けることによって、P1P4面に太陽
光や照射光の映り込みが生じるのを防ぐことも可能であ
る。この時、P1P4面の鉛直方向との傾き角度をω、傾斜
面P1P2面（102）で全反射させる外光の、水平方向との
入射角度をφとしようとするときのP1P2面の水平方向と
なす角度ψは で表される角度に設計すればよい。なお、ｎはプリズム
の屈折率である。

さらに、上記実施例では水平方向の１列の蛍光表示セ
グメント（２）に一本のプリズムを装着したが、第５図
に示すように、水平方向の１列の蛍光表示セグメント
（２）に、２本以上のプリズム（100）を装着しても同
様の効果を奏する。

また、上記実施例ではプリズム（100）を１本づつ装
着した例を示したが、複数本のプリズムをアクリル等の
一体成形品で作成して複数個の蛍光表示セグメント
（２）に装着しても同様の効果を奏する。

また、上記実施例では、表示画素を形成する発光体を
CRT方式の蛍光表示素子で説明したが、バックライトを
備えたLCDや蛍光放電管、プラズマディスプレイ（PD
P）、エレクトロルミネッセンス（EL）であってもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例では表示装置を下から見、上からの
外光の影響を防ぐものを示したが、視認方向は下に限る
ものではなく、他の方向からみるものでもよく、視認方
向以外より入射する外光を全反射してその影響を防ぐこ
とが出来る。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば表示面と傾斜して対
向し、視認方向以外より入射する外光を内面で全反射す
るとともに、上記表示面からの出射光を視認方向に屈折
させる傾斜面、及び上記傾斜面で全反射された上記外光
を吸収する吸収面を有する光学プリズムを、上記表示面
の前面に設けたので、帯電の発生を防止し、さらに明る
い外光のもとでも高コントラストな画像表示が得られる
と共に、視認方向から画像を見ても画像が不連続に成る
こともなく、極端な輝度低下もない良好な表示が得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による表示装置の表示面部
分を示す斜視構成図、第２図は第１図の垂直断面構成
図、第３図はこの発明の一実施例による表示装置の効果
を説明する説明図、第４図はこの発明の一実施例による
表示装置の垂直方向視認角度による光強度分布を示す分
布図、第５図はこの発明の他の実施例による表示装置の
表示面部分を示す垂直断面構成図、第６図は蛍光表示素
子を示す断面図、及び第７図は従来の表示装置の表示面
部分を示す垂直断面構成図である。 図において、（2R）（2G）（2B）（２）は表示セグメン
ト、（100）は光学プリズム、（40）は蛍光表示素子、
（101）は吸収面、（102）は傾斜面である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画素を構成する発光体を二次元的に配列し
   て表示面を構成し、上記各画素の発光制御によって文字
   ・画像を表示する表示装置において、上記表示面と傾斜
   して対向し、視認方向以外より入射する外光を内面で全
   反射するとともに、上記表示面からの出射光を視認方向
   に屈折させる傾斜面、及び上記傾斜面で全反射された上
   記外光を吸収する吸収面を有する光学プリズムを、上記
   表示面の前面に設けたことを特徴とする表示装置。