JP3068653B2 - 薄型画像表示装置 - Google Patents

薄型画像表示装置

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JP3068653B2
JP3068653B2 JP3012772A JP1277291A JP3068653B2 JP 3068653 B2 JP3068653 B2 JP 3068653B2 JP 3012772 A JP3012772 A JP 3012772A JP 1277291 A JP1277291 A JP 1277291A JP 3068653 B2 JP3068653 B2 JP 3068653B2
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    • H01J31/123—Flat display tubes
    • H01J31/124—Flat display tubes using electron beam scanning

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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蛍光スクリーン上にピ
クセルから成る画像を表示する、真空外囲器を有する画
像表示装置に関し、特に従来の表示装置とは明確に区別
される薄型画像表示装置（つまり、「前後の寸法」が小
さい画像表示装置）に関する。
【０００２】
【発明の背景】薄型画像表示装置に近い従来の典型的な
装置は、隔壁により相互接続されている透明フェース板
と背面板とを有し、そのフェース板の内側には蛍光パタ
ーンを設けかつその蛍光パターンの一面には導電コーテ
ィング（蛍光パターンとこれとの組合せを蛍光スクリー
ンとも呼ぶ）を設けている装置である。（制御されたビ
デオ情報の）電子が蛍光スクリーンに衝突すると、フェ
ース板の前面を介して見ることが出来る可視画像が形成
される。フェース板は平坦、又は必要に応じて曲面（例
えば、球面又は円柱状）としても良い。
【０００３】薄型に属する画像表示装置の内の特定分野
の装置は、最初表示スクリーンの面に実質上平行に延在
し、次いで直接又は、例えば選択グリッド構造によっ
て、蛍光スクリーンの所望の領域に位置選択されるよう
に表示スクリーンの方に曲げられる、一本又は複数本の
ビームを使用している。（電子ビームという表現は、ビ
ーム内の電子のパスが、実質上平行であるか、又は相互
の形成角が僅かであって、かつ電子が移動する主たる方
向が存在している事を意味する。）電子ビームを制御し
て動作させる上述の装置は、特に、複雑な電子光学系を
必要とする。
【０００４】更に、単一ビーム型の画像表示装置は、一
般に、それらのスクリーンが少しでも大きくなるとマト
リックス型の複雑な（チャンネル板）電子マルチプレク
サを必要とする。
【０００５】
【発明の概要】このような状況に於て、本発明の目的
は、上述した装置の欠点を実質上有しない薄型画像表示
装置を提供する事にある。
【０００６】本発明によると、蛍光スクリーン上にピク
セルからなる画像を表示する、真空外囲器を有する画像
表示装置は、電子を発生させる並置させた複数の電子源
と、前記電子源と共働しかつ発生する電子を電子流の形
態で真空中に移送させるのに適した二次放出係数を有す
る実質上電気絶縁体である物質の壁を有する局所電子ダ
クトと、予め決められた（特に連続する）位置でそのダ
クトから各電子流を引き出す手段とを有し、前記電子ダ
クトに動作中軸方向の電界Eyと横方向の電界Exを発生さ
せる電極手段が設けられている。
【０００７】薄型画像表示装置を提供する本発明は、実
質上の電気絶縁物質（例えば、ガラス又はプラスティッ
ク）の壁により区切られている細長の排気された空洞
（いわゆるコンパートメント）の壁部分に電子を衝突さ
せる様にした場合に、充分なパワーの電界をコンパート
メントの長さ方向に印加させると（例えば、コンパート
メントの長さ方向のある部分に電位差を印加することに
より）、電子移送が可能になるとの発見に基づいてい
る。電子が衝突することにより、壁との相互作用により
二次電子が放出され、それらの二次電子は壁の別の部分
に引っ張られる。後に詳しく記載するように、条件（電
界強度、壁の電気抵抗、壁の二次放出係数δ）は、一定
な真空電流がコンパートメント内に流れるように選択す
る事が出来る。
【０００８】所望の位置で複数の隣接する電子流から電
子を引出しそしてそれらを蛍光スクリーンの方向に向け
ることにより、蛍光スクリーン上に画像を形成すること
が出来る。この場合、ダクト内の電子の速度が大き過ぎ
ないことが重要である。電子ダクトを移送している間、
多数の電子の速度が大き過ぎると、スクリーン上の画像
のコントラストは減少してしまう。壁との弾性衝突（バ
ックスキャッタリング）により、又は低速度で開始する
電子は壁と接触しないと言う理由又はそれらの電子はか
なりの距離（数ミリメートル以上）を通過しその途中で
より大きなエネルギを得た後でなければ壁に接触しない
と言う理由により、電子速度が過大になる。これを防ぐ
ために、本発明の場合、動作中軸方向の電界(Ey)と横方
向の電界(Ex)の両方を発生させる電極手段を電子ダクト
に設けている。これにより、各電子流はダクトの壁の近
傍の長さ方向の領域に局在化される。つまり、電子は移
送中当該壁を「ホップ」し、これにより所期の効果が得
られる事になる。
【０００９】本発明の装置の第一実施例が特徴とする点
は、前記電子ダクトが、二次放出係数δを有する実質上
の電気絶縁物質の壁によって規定されている細長の空洞
によって形成されていて、各空洞の前記蛍光スクリーン
を向いている側には、全ての引出し開口が協同して行列
配置を構成するように、複数の引出し開口が設けられて
いる点である。この場合、δとEは、空洞中の電子の移
送が可能となるような値を有している。選択手段は、一
列の開口を介して空洞から電子流を引き出すために第一
（正の）電圧（パルス）により活性化させる事が可能
で、又電子を空洞から局所的に引き出すべきでない場合
にはそれらを第二（低）電圧によって活性化させる事が
可能な電極を、開口に列に関し順次に設けることにより
構成される。この選択手段により空洞から引き出された
電子は、加速電圧の印加によりスクリーンの方向に向か
わせることが出来る。電極手段を、スクリーンから離れ
ている側の（背面）壁に（実質上線形に）増大するポテ
ンシャルを与え、スクリーンに面している側の（前面）
壁に同様に（線形に）増大するがより低いポテンシャル
を与える様に、機能させても良い。この様にして電界Ey
とExは形成される。例えば、背面壁のポテンシャルを、
背面壁上に設けた高抵抗層によって非常に良く規定して
も良い。抵抗値を増大させるために、この抵抗層を、蛇
行又はジグザグ形状としても良い。これに代えて、電子
の移送中に電子の移送により発生する背面壁の電荷を利
用する事が可能となるように背面壁の物質を選ぶ事も可
能である。前面壁のポテンシャルは、例えば、複数の平
行な、例えば、ストリップ形状の、動作中ほぼ線形に増
大するポテンシャルを与えることが出来る電極を、スク
リーン側の電子ダクト内に設けることにより、調整する
ことが出来る。例えば、これらの電極内に開口を設けか
つそれらを（正の）選択電圧の供給回路に接続させるこ
とにより、これらの電極を、（画像）ラインの選択をよ
り確実とするために使用しても良い。
【００１０】これらの電極は、更に、満足の行く精度と
コントラストとを得るために多重構造としても良く、そ
して／又はそれらにスクリーンの方向に延在しかつ開口
と同軸である電極手段を設けても良い。
【００１１】電子源が発生させた全ての電子流は、高さ
の少なくとも一部を蛍光スクリーンの上端又は下端のレ
ベルまで電子ダクト内を誘導されなければならない。こ
の目的のために、一列の電子源又は複数の平行な電子源
を設けても良い。
【００１２】各電子源は、それが共働する電子ダクト内
に配置させても良いが、各々はそれが共働する電子ダク
トの入射部分に対向する外側に配置させることが望まし
い。
【００１３】電子源とそれと共働する電子ダクトの入射
部分との間に充分大きな正の電圧差を印加することによ
って、電子源により発生された電子は、電子ダクトの方
向に加速され、その後、それらは壁との相互作用により
電子ダクト内に二次電子を発生させる。
【００１４】この提案された表示装置に於いては、適切
なポテンシャルによって電子は壁を強制的に「ホップ」
させられる。その様なモードで駆動される場合には、高
速度に達する事が可能である電子の数は、電子が壁方向
の静電界の力を受けているので、制限される。
【００１５】電子ダクト内において、電子は、壁との衝
突時、二次放出係数が1であるエネルギに等しい30eVの
エネルギに対応する速度に近い、増大する速度を得る。
より大きなエネルギーでダクトに入る電子は、コントラ
ストに関する問題を発生させる。何故ならばそれらの電
子は、壁でのバックスキャッタリングの後、選択電極と
スクリーンの方向に大きなエネルギーで移動するので、
それらは対抗電界(Ex)に打ち勝ちその結果スクリーンの
望ましくない位置に到達してしまうからである。
【００１６】本発明の装置の望ましい実施例が特徴とす
る点は、各電子源とそれが協動する電子ダクトの入射部
分との間に、速度制限手段を、前記放出された電子が壁
と衝突せずに前記電子ダクトを移動する事が出来ない事
を確実とする様に、配置する点である。
【００１７】例えば、電子エミッタを電子ダクトの壁に
対しある角度を持たせて配置することによって、電子が
高速度でダクトに入射することを不可能にする事が出来
る。電子がダクトに入射すると瞬時に、電子は少なくと
も一回壁に衝突するであろう。この様にして、「電子進
行障害」が発生する。この考え方に基づいた一実施例が
特徴とする点は、前記速度制限手段が、前記放出された
電子が衝突し、かつ前記衝突の間に発生した二次電子が
前記電子ダクトの壁と衝突する様に配置されている壁部
分を含む点である。
【００１８】これを電気的に行うには、電子エミッタ
を、電子が電子ダクトの入射部分の壁に向かって放出さ
れるように配置されていてかつその様に活性化させる事
が出来る駆動電極と協動させる事である。
【００１９】これを磁気的に行うには、電子エミッタ
を、放出された電子を電子ダクトの入射部分の壁の方向
に偏向させる磁界を発生させる磁気発生手段と協動させ
る事である。
【００２０】蛍光スクリーン（の端）に平行な複数の電
子エミッタの（ライン配置）部は、電子ダクト内の真空
中を移送される電子流を発生させるために使用すること
が出来る。フィールドエミッタの様な熱カソードと冷カ
ソードがこの目的にかなう。
【００２１】電子ダクトからライン状に順次引き出され
る電子は、電子ダクトとスクリーンとの間に、例えば3k
Vの、充分に大きな電圧差を印加することによって、蛍
光スクリーンの方向に（ビームとして）加速させること
が出来る。この様にして一本の画像ラインを一度に書き
込むことが出来る。ビデオ情報（グレースケール）は、
例えばパルス幅変調の形態で表示させることが出来る。
スポットを小に維持するために、スクリーンへの距離を
非常に小さくする事が可能である。スクリーンの方向に
加速された、引き出された各々の電子ビームは、例えば
電子ダクトと蛍光スクリーンとの間に垂直壁及び／又は
水平壁の構造の形態の電子ビーム局在化構造を設けるこ
とによって、局在化させることが出来る。
【００２２】本発明の重要な点は、電子ダクトが側壁を
有する場合には、これらの側壁を内部相互の真空保持壁
としても使用する事が出来るので、本発明の画像表示装
置の前面及び背面壁を従来の薄型画像表示装置のそれら
に比較して相対的に薄く（厚さ合計を、例えば＜10mm
と）する事が出来る点である。この点で、一実施例が特
徴とする点は、前記真空外囲器が、その内側が前記蛍光
スクリーンを支持している透明フェース板と前記フェー
ス板から短距離の位置に配置されている背面板とを有し
ていて、これらの板が隔壁によって相互接続されてい
て、かつ、前記フェース板と前記背面板との間の空間
に、少なくとも部分的に前記電子ダクトの側壁により形
成されている内部真空保持部を備えている点である。真
空保持部の他の部分を、電子ダクトの壁に対しある角度
を持たせてフェース板と電子ダクトの壁との間に延在さ
せた電子ビーム局在化壁のシステムによって形成しても
良い。
【００２３】別の実施例が特徴とする点は、前記真空保
持部が、前記引出し開口が設けられている電気絶縁物質
の選択板を有し、前記電子ダクトの前記壁が前記選択板
と前記背面板とを離間させている点である。選択板を、
電子ダクト壁とフェース板との間の空間を満たす厚い板
とする事も出来る。これに代えて、選択板を薄くし、か
つフェース板と選択板とを離して保持している電子ビー
ム局在化壁の配列を、選択板とフェース板との間に位置
させる事も可能である。この場合、電子局在化壁を、例
えば、電子ダクト壁に垂直及び／又は平行に延在させて
も良い。
【実施例】
【００２４】次に、図面に基づいて本発明のいくつかの
実施例をより詳しく説明する。図面において、対応する
部品には同一の参照番号が付されている。
【００２５】図1と図2のAは、表示パネル（窓）3とその
パネルの反対側に位置する背面壁4とを有する本発明の
薄型画像表示装置1を示している。例えば、多数の、例
えば600の、電子エミッタを電極により与えるラインカ
ソード又は同数の分離エミッタの様な電子源部5は、パ
ネル3と背面壁4とを接続している壁2の近傍に存在して
いる。これらのエミッタの各々の供給電流は小さいの
で、多くの型のカソード（冷カソードと熱イオンカソー
ドの両方）がエミッタとして適している。エミッション
は、ビデオ信号により制御するのが望ましい。それに代
えて、ビデオ情報を、電子発生源部（本例の場合、ライ
ンカソード）の後部に配置するゲート構造に与える事も
出来る。電子源部5は、その電子源に実質上平行に延在
する一列のダクトの入射開口に対向させて配置させてあ
る。これらのダクトはコンパートメント6、6′、6″、・・
・により構成されていて、本例の場合各電子源毎に一個
のコンパートメントが対応している。これらのコンパー
トメントは、壁によって規定されている空洞11、11′、
11″、・・・を有している。各コンパートメントの少なく
とも一方の壁（望ましくは背面壁）は、本発明の目的に
対応して、充分に高い電気抵抗（例えば、コートされて
いる又はコートされていない、セラミック材料、ガラ
ス、合成物質）を有しかつ所定の一次電子エネルギの範
囲で二次放出係数δ＞1である（図3参照）物質により形
成されている。この壁物質の電気抵抗は、電子の移送に
必要な、コンパートメント内の電界強度(Ey)が1cm当り1
00から数100Vのオーダである場合に、可能最低合計電流
が壁に流れる様な値に選ばれる。1マイクロアンペアと
言う小さな電流値を実現させる事が出来た。数十から数
百ボルト（電圧値は環境条件に依存する）のオーダの電
圧を電子源の列5とコンパートメント6、6′、6″との間
に印加することにより、電子は電子源からコンパートメ
ントの方向に加速され、その後それらはコンパートメン
ト内の壁に衝突して二次電子を発生させる。
【００２６】本発明の根拠となった認識は、充分なパワ
ーの電界(Ey)がコンパートメントの長さ方向に印加され
ると、実質上電気絶縁体である物質の壁によって規定さ
れているコンパートメント内の真空電子移送が、可能に
なると言う点である。コンパートメントの壁の実効二次
放出係数δeffが動作中平均して1に等しくなる様に、コ
ンパートメントに注入される電子のエネルギー分布と空
間分布を、電界強度の調整により得ることは可能であ
る。この様な状況に於ては、（平均して）各電子が入射
する度に一個の電子がコンパートメントから離れる事に
なろう。換言すれば、電流はコンパートメント内に渡っ
て一定であり、かつ入射する電流にほぼ等しい。壁材料
が充分に高抵抗である場合（全ての適切な非処理ガラス
型及びカプトン（商品名）、パーティナックス（商品
名）及びセラミック材料の場合）には、コンパートメン
トの壁が如何なるネット電流をも発生させ又は取り込む
事は出来ないので、この電流は厳密な近似に於いても入
力電流に等しくなる。電界を、δeff=1とするために必
要な最小値より大きくすると、次の事が起こる。δeff
が1より僅かでも大きくなると瞬時に、壁は不均一に正
にチャージされる（コンダクタンスが非常に小さいので
この電荷は移動しない）。この結果、電子は、この正の
電荷が存在しない場合に比較して平均してより速く壁に
到達する。換言すれば、長手方向の電界から得られる平
均エネルギはより小となり、その結果δeff=1の状態が
それ自身で達成される事になる。この事は好ましい点で
ある。何故ならば、電界が前述した最小値より大である
限り、この電界の値は正確である必要は無いからであ
る。
【００２７】他の利点は、δeff≒1の場合、コンパート
メント内の電流を一定にしかつ測定及びフィードバック
又は電流制御によって非常に満足行く様に各コンパート
メント毎の電流を等しくする事が出来るので、均一な画
像を蛍光スクリーン上に発生させることが出来る点であ
る。
【００２８】パネル3の内側壁に配置されている蛍光ス
クリーン7の側にあるコンパートメントの壁は、図1の実
施例の選択板10により構成されている（図2のA）。選択
板10は引出し開口8、8′、8″、…を有している。特定
な対策を構ぜずに、別々に駆動させる事が出来ないカソ
ードを使用する場合には、所望の開口から電子の流れを
（引き出す）ためには「ゲーティング」構造を使用する
ことが出来る。しかしながら個々に駆動されるカソード
は、ストリップ状に形成され、開口を有し、選択電圧に
よって活性化される平行な選択電極（9、9′、9″、
…）のパターンと共に使用するのが望ましい。これらの
選択電極は、板10の背面壁4を向いている面上に又は両
側の面上に配置させても良い。後者の場合、対向する
（開口された）選択電極は開口8、8′、8″を介して電
気的に相互接続されていることが望ましい。「水平」壁
12は、フェース板3と板10とを離間させて保持し、かつ
引き出された電子ビームの横方向の位置決めを確実にし
ている。選択電極が板10のスクリーン7を向いている面
に配置されている場合には、それらの電極がこの表面上
の壁12の間に位置するこれらの領域を完全に覆っている
事が有利である（図2のA参照）。選択電極9、9′、9″
…は、例えば図2のBに示される（開口8、8′、8″…と
同軸の開口を有する「水平」電極の）様に、画像線とし
て実施しても良い。これらの電極に於ける開口は、通常
少なくとも開口8、8′、8″、…と同じ大きさである。
それらがより大きい場合には位置合わせがより容易にな
るであろう。スクリーン7上の所望の位置は、各々のカ
ソードと選択電極9、9′、9″…とを（マトリックス）
駆動させる事により位置選択することが出来る。（カソ
ード側から見て）実質上線形に増大する電圧が、選択電
極9、9′、9″…に印加される。画像ラインを活性化さ
せる場合、つまり開口列内の開口を介してそれらの後ろ
に流れている柱状に配置されている電子流から電子を引
き出す必要がある場合には、パルス状電圧ΔUが局所電
圧に加えられる。コンパートメント内の電子は壁との衝
突により速度が相対的に低いと言う事実により、ΔUを
（例えば100V〜200Vのオーダ）の低い値にする事が可能
である。この場合コンパートメントの高さの全体に渡る
電圧差は、開口から電子を引き出すには小さすぎる。こ
の事は正しい値の正のライン選択パルスを印加すること
により起こる。
【００２９】背面壁4に渡って「ホッピング」により電
子を移送させると言うアイデアは、別の構造の「垂直」
断面図である図3のAに特に示されている。「ホッピン
グ」の現象は、長さ方向の電界Eyの存在のもとに絶縁体
（背面壁4）上に電子が衝突する様にした状態で発生さ
せることが出来る。横方向の電界Exは、絶縁体がチャー
ジされることによって発生する。適切な絶縁材料が使用
されないと、フィールドポテンシャルが決まらずかつ
「ホッピング」は正確に制御されない。より良くポテン
シャルを規定するために、絶縁体上に低抵抗層を設ける
ことも可能である。しかしながら、この場合には表示装
置の駆動に大きなパワーを必要とする。より実際的な解
決方法は、背面壁に高抵抗層を設けることである。更
に、電極列46,46′, …を、背面壁4と反対側に位置する
壁に設けることが望ましい。これらの電極には、線形に
増大するが、背面壁4の対向するポテンシャルより低い
ポテンシャルが与えられる。この背面壁ポテンシャル
は、そこに設けられた高抵抗層に電圧を印加する事によ
って調整される。この方法の場合には、軸方向の電界Ey
のみならず横方向の電界Exも発生する。電極46, 46′,
…のどれにも選択電圧が印加されていない場合には、電
界Exが、背面壁4に向かう電界による電子に対する力の
成分を与え、これにより高速度の電子が多く成り過ぎる
ことが阻止される。これにより良好なコントラストが得
られる。電子ダクト11のカソード5に隣接する入射部分1
6に「ダミー」電極17を設け、活性化に応じて放出され
た電子を背面壁4の方向に向かわせる電界Exを発生させ
る様にしても良い。引き出された電子がスクリーン7の
方向に引っ張られる空間でチャージの問題が発生しない
ように、電極46, 46′, …には、円柱47, 47′, …又は
ストリップの形態の導電体を接続することが出来る大き
な開口が設けられている。充分な値の正のパルス電圧
（選択電圧）を所望の電極46に印加することにより、電
子をそれらの位置でコンパートメント空洞11から離しか
つスクリーン7の方向に向かわせる事が出来る。電極4
6″の位置で、電界Exは、図3のAに示されるようにその
方向を反転させる。例えば、その水平壁12が図3のAに見
えているウェーハ形状のスペーサ構造を、壁49により分
離されている空洞11とスクリーン7との間に配置しても
良い。このウェーハ構造の開口は、単純に円柱47, 4
7′, …を設けたストリップ形状の電極46,46′, …を備
えていても良い。この様なスペーサ構造に代えて、スト
リップ形状の電極46、46′、…内の開口と同軸である開
口を有する厚い板を採用しても良い。
【００３０】以上述べたように、背面壁4の近傍に電子
流を横方向に局在化させることは、コンパートメントの
空洞の間に、内部の真空保持部としても機能する、（垂
直の）隔壁（「側壁」）を使用することによって機械的
に達成させることが出来るが、横方向の局在化をこの代
わりに電気的に、例えば適切な電気ポテンシャルを印加
させることが可能な背面壁内又は背面壁上に設けた導電
トラックによって、達成する事も可能である。
【００３１】図3のAに示されている構成に於ては、小さ
な開口を有する電気絶縁選択板10（図1、図2のA参照）
を設ける必要性は無い。その代わりに、薄い金属電極ス
トリップに開口が設けられている（これは単純な技術と
なる）。一方これらの電極ストリップ内の開口は相互に
等しくすべきである。しかしながらこの様な要求は既に
現在のテレビのシャドーマスクの開口に課されていて、
この問題は既に満足行くようにかつ廉価な方法で解決さ
れている。
【００３２】図3のAに示される構造の使用を説明するた
めに、図3のBは、この例に於いては高抵抗層48が設けら
れている背面壁4の一部と、この部分に対向して配置さ
れているストリップ形状の複数の選択電極46、46′、…
とを示している。動作中、背面壁4の図示された部分の
間には、例えば上側の500Vから下側の300Vまで変化して
いる200Vの電圧差が存在する。この電圧の変化は、高抵
抗層48によって良好に規定される。背面壁上のこのよう
な層は、図1に示される構造に於いても有利である。よ
り低い電圧（この場合100V低い電圧）を与える選択電極
を500Vの電圧を与える背面壁の位置に対向させて配置
し、背面壁4の部分に面している一群の選択電極46、4
6′、…には同じ電圧差200Vが存在している。例えば、
背面壁の反対側の部分でその電圧を充分に越えるような
電圧の電圧パルスを、300Vを与える選択電極に与えるこ
とによって、空洞11の背面壁を「ホッピング」している
電子を問題の選択電極の開口の位置で引き出すことが出
来る。従ってこの場合、連続する選択電極に選択電圧パ
ルスを順次に与える電圧印加手段は、開口の列に平行な
ラインを走査するために使用される。空洞11と協動する
エミッタのエミッションを個別に変調する手段を、走査
される画像ラインのピクセルを選択するために設けるこ
とも可能である。
【００３３】 前述した高抵抗層を次のような方法で
製造しても良い。先ず、ガラス板をガラスエナメル粒子
とRuOx粒子等の粒子とを有する均一な粒子層でコートす
る。この粒子層にはスクラッチ法、フォトリソグラフィ
ーのシルクスクリーン法によって蛇行形状を与えても良
い；次いで粒子層が設けられたそのガラス板を抵抗層が
所望の抵抗値に達するまで加熱する。単位面積当りメガ
オームのオーダの抵抗値がこの様にして得られる。この
型の実際の表示装置に於いては、この方法により背面壁
の高さに渡って107〜1010オームの抵抗値を実現するこ
とが出来る。これに代えて、例えば、In2O3、SnOx、イ
ンジューム錫酸化物（ITO）又はアンチモン錫酸化物（A
TO）のような薄い実際上透明な半導体材料の層を使用す
ることも可能で、これによっても所望の抵抗値を得るこ
とが可能である。この様な抵抗層は、選択電極が接続さ
れる電圧分割器として使用することも可能である。
【００３４】電子ダクトの壁に使用される材料は、高い
電気抵抗と、一次電子エネルギーEpの少なくともある範
囲、EIからEII、でδ＞1の二次放出係数（図4参照）と
を有していなければならない。EIは出来る限り低く、例
えば、1から数十eVであることが望ましい。特定な型の
ガラス（EIがほぼ30eV）、セラミック材料、パーティナ
ックス、そしてカプトンが特にこの要求を満たす。この
要求を満たさない材料に、例えば適切なコーティング
（例えばMgO）を施すことも可能である。
【００３５】電気抵抗値は、電子移送のみならず電子ダ
クトの（一部又は全長に渡って）増幅が必要であるかど
うか、かつ消費される電極との関係でどの程度の合計電
流を壁に流すことが出来るかと言う点に依存している。
【００３６】電子移送のみを使用するモードが望まし
い。この場合、コンパートメントの頂部と底部との間の
電気抵抗は、106と1015Ωの間の範囲にさせることが出
来る。この代わりに、増幅を確実にするために、電子ダ
クトの少なくともカソード側の部分を、例えば、10kΩ
と100MΩの間の範囲の低い抵抗値にすることも可能であ
る。上に述べた種々の値の場合、必要なパワーは100Wを
越えない。
【００３７】上述の例の場合、電子移送は、17cmの長さ
で1mmの直径のボアを有する鉛ガラスのコンパートメン
ト（長さに渡って測定された電気抵抗＞1015Ω）内で、
その両端に3.5kVの電圧を印加することによって達成さ
れた。
【００３８】ダクトの壁は、構成機能と二次放出機能と
を有する電気絶縁材料により構成させることが出来るこ
とにも注意すべきである。これに代えてこれらを構成機
能（例えば合成材料）を有する電気絶縁材料から構成さ
せ、その材料上に二次放出機能を有する層（例えば、石
英又はガラス又はMgOのようなセラミック材料）を設け
ることも可能である。
【００３９】電子移送に必要な電子ダクトの両端の電圧
は、ダクトの長さと共に増大する。しかしながら、この
電圧は、図1に示されるように電子源（ライン）部を表
示装置の「底部」に代えて中央に配置させることによっ
て減少させることが出来る。例えば、電子源をその表示
装置の「底部」に配置したときに高さに渡って6kVの電
圧差を印加することに代えて、電子流を「上に」引っ張
るようにダクトの中心とそれらの頂部との間に3kVの電
圧差を印加し、次いで電子流を「下に」下げるように中
央と底部との間に同じ電圧差を印加する様にさせること
が出来る。複数の平行な電子源の列を使用することはこ
の点で更に有利である。
【００４０】選択電極により電子ダクト内の開口から引
き出された電子は、1本の画像ラインをこの様にして一
度に書き込むことが出来る蛍光スクリーン7の方向に
（「ビーム」の形態で）向けられる。ビデオ情報は、例
えば、パルス幅変調の形態で与えることもできる。例え
ば、電子ダクトと協動するカソードをより長く又はより
短い時間で活性化させることが可能である。白ピクセル
を発生させるためにはカソードを、例えば、この場合ラ
イン周期全体の間、活性化させても良い。この代わりに
カソードをライン周期全体の間常に活性化させ、エミッ
ションレベルを制御することも可能である。図3のAと図
3のBに関して記載された「ホップ」モードを使用する際
には、適切なポテンシャルによって電子が特定なダクト
の壁をホップする。その様なモードで駆動される場合に
は、高速度に到達することが出来る電子の数は制限され
ている。何故ならば電子は壁方向の正電界の力を受けて
いるからである。
【００４１】電子ダクト内で電子は増大する速度を得、
これは壁と衝突する時点で、二次放出係数が1である場
合のエネルギーに等しい、ほぼ30eVのエネルギーに対応
する速度となる。大きなエネルギー、つまりG2ポテンシ
ャル（30eVよりも大きい）に等しいエネルギーで電子ダ
クト11に入る電子は、バックスキャッタリング後コント
ラストの問題を生じる。
【００４２】図5に示されるように電子ダクト11の入射
部分16には、カソード5と駆動電極G1とG2とに向いてい
る電気絶縁又は導電物質の斜面壁15を設けても良い。こ
れにより放出された電子が高速度でダクトに入ることが
不可能となる。電子はG2を越えると直接斜面壁15に衝突
するであろう。壁15は、電子ダクト11の入射開口14の方
向に向かって入射部分16が制限されて行くように配置さ
れる。速度を制御する電子進行障害はこの様にして形成
される。
【００４３】その様な電子進行障害を又別の方法で発生
させることもできる。例えば、斜面壁部分15を設けず
に、カソード5によって放出された入射部分16内の電子
が常に壁に衝突するようにダクト内の駆動電極G1とG2を
構成する事により、又はその様にそれらの電極を活性化
することによってそれを実現させることもできる。別の
可能性は、カソード5と駆動電極G1とG2からなる配置の
垂直軸に入力部分16の軸に対してある角度を持たせるこ
とである。入力部分はここでは引出し開口が設けられて
いない電子ダクトの部分を意味するものと解釈される。
【００４４】開口8を介して引き出される電子ビーム
（図1）は、例えば、「水平」壁12（図1）、「垂直」壁
18（図6）又はウェーハ形状壁構造（図3のA）によって
局在化させることが出来る。これらの壁は又内部の真空
保持部としても使用される。各部全体で内部真空を保持
する場合にはフロント及び背面壁は薄く（≦1mm）して
も良いので、画像表示装置それ自身は軽量化させること
が出来る。更に、画像表示装置のスクリーンを横切る外
側の寸法（深さ）を非常に小さく、例えば1cmにするこ
とが可能である。これにより多くの用途の可能性が得ら
れ、これが次の表に示されている。 575画像ライン 1000画像ラインの ピクセル 600ピクセル／ライン HDTVスクリーン ／サイズ のスクリーンサイズ サイズ 応用 ----------------------------------------------------------------------- 233 40cm 69cm 居間 × × × 1000μm 50cm 118cm ----------------------------------------------------------------------- 1 1.72m 3m 映画ホール × × × 3mm 2m 5.3m ----------------------------------------------------------------------- 3.3 5.75 10m スタジアム × × × 13mm 6.6 17m -----------------------------------------------------------------------
【００４５】その重さが軽いこと及びその横の壁が薄い
ことにより、本発明の画像表示装置は「大面積フラット
スクリーン」のモジュラー構造に対するスマートな解決
法を提供する。換言すれば、図7に示されるように、大
面積フラットスクリーン表示装置57（所望の表示装置の
寸法を有するアレイを並べて構成するモジュール）は、
本発明の表示装置58を複数個並べたものから得ることが
出来る。ピクセル（＝画素）サイズ、ピクセルピッチ及
びこれらのモジュールのピクセルラインの距離は相対的
に大きくすることが出来る。特に、ピクセルピッチとラ
イン距離は、ピクセルパターンが実質上中断されずに1
個のモジュールから他のモジュールへ連続するようにな
る値を採ることが出来る。
【００４６】この様なモジュールを単純な構造とするこ
とが可能である。図8は可能な構造の一部の一例を示
す。この図は2個の整形加工された板50（背面壁）と51
（前面壁）を示し、それらの整形加工された面は互いに
横切る様に配置されている。いくつかの寸法が図に於い
て例示されている。板50と51はセラミック材料又はガラ
スにより形成しても良く、所望の形状も又製造の間に与
えられる。例えば板の材料にバインダを加えそれをイン
ジェクションモールドしても良い。続いて、バインダを
加熱しかつシンターさせることが可能である。この代わ
りに板を、例えばSiO2ゲルをモールドにおいてゲルにす
ることが可能であるゾル−ゲルプロセスにより製造する
ことも出来る。次いで取り出しと乾燥の後にシンター処
理が行われる。
【００４７】電子ダクトは、板50の上の壁の間の空間52
の間に形成される。ダクト52からの電子を板51の内側表
面に配置されている蛍光スクリーン53上の所望の位置に
向けるために、この板51は対にして駆動させることが出
来る導電材料の選択トラック54、55、56、…を有する上
部壁を有している。
【００４８】本発明の目的に対し充分である、例えばMg
Oのような、二次放出を有する材料の層を必要に応じて
コートした高抵抗層60を、板50の内側表面に設けても良
い。この点で高抵抗層として金属酸化物を含むガラスエ
ナメル層が有利であるのは、その様な層がそれ自身一般
的に本発明の目的に対して充分高い二次放出を与えるか
らである。
【００４９】板50又は板51のみを上述した方法で形成
し、表示装置の他の部分を別の方法で形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 そのコンパートメントが比例関係の基に描か
れていない、その構成の一部を断面的に示している、本
発明の画像表示装置の、線図的な斜視立面図である。
【図２】 Aの部分は、本発明の一般的な動作を示す、
図1の構成を断面で示した、側面立面図であり、Bの部分
は、図1の構成に使用される（選択）電極部を示す。
【図３】 「縦」断面に関する、図1の構成に使用され
る特定電子ダクトの動作と電圧ダイアグラムを示す。
【図４】 二次放出係数δを、一次電子エネルギーEpの
函数として本発明の特性である壁物質に対してプロット
したグラフである。
【図５】 図3のAの構成に代える構成の一部の「縦」断
面図である。
【図６】 図1の構成に代わる構成を示す。
【図７】 本発明の型の複数の表示モヂュールからなる
大面積フラットスクリーン表示装置を線図的に示す。
【図８】 本発明の別の画像表示装置を線図的に示す。
【符号の説明】
1…薄型画像表示装置 2…壁 3
…表示パネル 4…背面壁 5…電子源部 6
…コンパートメント 7…蛍光スクリーン 8…引出し開口 9
…選択電極 10…選択板 11…電子ダクト 12
…水平壁 14…入射開口 15…斜面壁 16
…入射部分 17…ダミー電極 18…垂直壁 46
…電極 47…円柱 50…背面壁 51
…前面壁、板 52…ダクト 54, 55, 56…選択トラック 57…大面積フラットスクリーン表示装置 58…表示装置 60…高抵抗層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔ ｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 ペトラス・ヒューベルタス・フランシス カス・トゥロムペナーズ オランダ国 アインドーフェン フルー ネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 ゲラルドゥス・アルノルドゥス・ヘルマ ン・マリア・ブレイッセン オランダ国 アインドーフェン フルー ネヴァウツウェッハ １ (56)参考文献 特開 昭58−87741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−90831（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−114346（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 31/12 H01J 29/46

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子を発生させる並置させた複数の電子
    源と、前記電子源と共働しかつ発生する電子を電子流の
    形態で真空中を移送させるのに適した二次放出係数を有
    する実質上電気絶縁体である物質の壁を有する局所電子
    ダクトと、予め決められた位置でそのダクトから各電子
    流を引き出しかつピクセルからなる画像を形成するため
    に前記蛍光スクリーンの方向にそれを向ける手段とを有
    し、前記電子ダクトに動作中軸方向の電界Eyと横方向の
    電界Exを発生させる電極手段が設けられている、ピクセ
    ルから成る画像を蛍光スクリーン上に表示する、真空外
    囲器を有する画像表示装置。
  2. 【請求項２】 前記電子ダクトが、二次放出係数δを有
    する実質上電気絶縁物質の壁によって規定されている細
    長の空洞によって構成されていて、各空洞の前記蛍光ス
    クリーンを向いている側には、全ての引出し開口が協同
    して行列配置を構成するように、複数の引出し開口が設
    けられている事を特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記電極手段が、前記スクリーンから離
    れている側の前記ダクト壁に増大するポテンシャルを与
    え、かつ前記スクリーンに面している側の前記壁に同様
    に増大するがより低いポテンシャルを与える事を特徴と
    する請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 複数の平行電極が、第一回路に接続され
    る場合に増大する低ポテンシャルを供給するために、前
    記電子ダクト内のそれらのスクリーン側に配置されてい
    る事を特徴とする請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 当該電極に開口が設けられていてかつ当
    該電極が選択電圧を供給する第二回路に接続可能である
    事を特徴とする請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 各電子源とそれが協動する電子ダクトの
    入射部分との間に、速度制限手段を、前記放出された電
    子が壁と衝突せずに前記電子ダクトを移動する事が出来
    ない事を確実とする様に、配置する事を特徴とする請求
    項１記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記速度制限手段が、前記放出された電
    子が衝突し、かつ前記衝突の間に発生した二次電子が前
    記電子ダクトの壁と衝突する様に配置されている壁部分
    を含む事を特徴とする請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記真空外囲器が、その内側が前記蛍光
    スクリーンを支持している透明フェース板と前記フェー
    ス板から短距離の位置に配置されている背面板とを有し
    ていて、これらの板が隔壁によって相互接続されてい
    て、かつ前記フェース板と前記背面板との間の空間に、
    少なくとも部分的に前記電子ダクトの側壁により形成さ
    れている内部真空保持部を備えている事を特徴とする請
    求項１記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記真空保持部が、前記引出し開口が設
    けられている電気絶縁物質の選択板を有し、前記電子ダ
    クトの前記壁が前記選択板と前記背面板とを離間させて
    いる事を特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記選択板が二個の主面を有し、少な
    くともその一方が、前記引出し開口と同軸である開口が
    設けられているストリップ形状の選択電極の平行な列を
    支持している事を特徴とする請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載の複数の隣接する画像
    表示装置を有し、所望の寸法の表示装置を有するアレイ
    を協同して形成する、大面積フラットスクリーン表示装
    置。
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