JP3813967B2 - Fluorescent display device - Google Patents

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Description

この発明は、電子の衝突により励起発光する蛍光体を利用した蛍光表示装置に関する。   The present invention relates to a fluorescent display device using a phosphor that emits and emits light by collision of electrons.

蛍光表示装置は、少なくとも一方が透明な真空容器の中で、電子放出部から放出される電子を蛍光体に衝突させて発光させ、その光を利用する電子管である。この蛍光表示装置は、電子の働きを制御するためのグリッドを備えた3極管構造のものが最も多く用いられている。このような蛍光表示装置の1種に大画面ディスプレイ装置の画素を構成する画像管がある。   A fluorescent display device is an electron tube that uses light emitted by causing electrons emitted from an electron emitting portion to collide with a fluorescent substance in a vacuum container at least one of which is transparent. As this fluorescent display device, a triode structure having a grid for controlling the function of electrons is most often used. One type of such a fluorescent display device is an image tube that constitutes a pixel of a large screen display device.

従来の画像管は、図14に示すように、円筒形のガラスバルブ301に透光性を有するフェースガラス302が低融点フリットガラス303で接着固定された真空容器(外囲器)を備え、この中に蛍光面304と陽極電極構体305と電子放出部を構成するカソード構体306とが配置されている。フェースガラス302は、前面側に凸型レンズ状の球面部302aが形成され、周縁部につば状の段差部302bが形成されている。また、内面302cの主要面には、蛍光面304が形成され、蛍光面304の表面にAlメタルバック膜307が形成されている。   As shown in FIG. 14, the conventional picture tube includes a vacuum vessel (envelope) in which a face glass 302 having translucency is bonded and fixed to a cylindrical glass bulb 301 with a low melting point frit glass 303. A fluorescent screen 304, an anode electrode assembly 305, and a cathode assembly 306 constituting an electron emission portion are disposed therein. The face glass 302 has a convex lens-shaped spherical surface portion 302a formed on the front side, and a flange-shaped stepped portion 302b formed on the peripheral edge portion. A fluorescent screen 304 is formed on the main surface of the inner surface 302 c, and an Al metal back film 307 is formed on the surface of the fluorescent screen 304.

フェースガラス302の内面302cの周辺部には、例えばステンレス材の薄板をプレス成形法により加工して形成された弾性力を有する接触片307aの一端側が挿入されている。接触片307aは、例えば、カーボンあるいは銀と、フリットガラスとの混合体からなる導電性接着材によりAlメタルバック膜307に接触してフェースガラス302の内面302cの所定部分に接着固定されている。この接触片307aの他端側は、ガラスバルブ301の内壁面方向に向けて延在されている。   One end side of a contact piece 307a having an elastic force formed by processing, for example, a stainless steel thin plate by a press molding method is inserted in a peripheral portion of the inner surface 302c of the face glass 302. The contact piece 307a is bonded and fixed to a predetermined portion of the inner surface 302c of the face glass 302 by contacting the Al metal back film 307 with a conductive adhesive made of, for example, a mixture of carbon or silver and frit glass. The other end side of the contact piece 307 a extends toward the inner wall surface of the glass bulb 301.

また、ガラスバルブ301底部を構成するステムガラス308には、リードピン309a〜309eが挿通され、加えて、排気管308aが一体的に形成されている。このステムガラス308上のリードピン309aの先端部に陽極リード310が溶接により固定され、この陽極リード310の先端部に円筒状の陽極電極構体305が溶接により固定配置されている。この陽極電極構体305は、例えばステンレス材の金属線をリング状に丸めて成形されたリング状陽極305aと、矩形状のステンレス材の薄板をこのリング状陽極305aの外周面に巻き付けて重なり合った部分を2点で溶接して円筒形状に形成された円筒状陽極305bとから構成されている。   Further, lead pins 309a to 309e are inserted into the stem glass 308 constituting the bottom of the glass bulb 301, and in addition, an exhaust pipe 308a is integrally formed. An anode lead 310 is fixed to the tip of the lead pin 309a on the stem glass 308 by welding, and a cylindrical anode electrode assembly 305 is fixed to the tip of the anode lead 310 by welding. The anode electrode assembly 305 includes, for example, a ring-shaped anode 305a formed by rolling a metal wire made of stainless steel into a ring shape, and a portion in which a rectangular stainless steel thin plate is wound around the outer peripheral surface of the ring-shaped anode 305a and overlapped. And a cylindrical anode 305b formed in a cylindrical shape by welding at two points.

この陽極電極構体305は、陽極リード310の先端部に対してリング状陽極305aと所定の箇所で溶接され、さらに陽極リード310の最先端部分で円筒状陽極305bの内側との接触部分で溶接されている。さらにこのリング状陽極305aの一部には、Baゲッター305cが溶接により取り付けられている。
また、リードピン309b〜309eの先端部には、カソードリード311b〜311eが溶接により取り付けられており、このカソードリード311b〜311eの先端部には、カソード構体306が溶接により固定配置されている。
This anode electrode assembly 305 is welded to the tip of the anode lead 310 at a predetermined location with the ring-shaped anode 305a, and further welded at the contact portion with the inside of the cylindrical anode 305b at the most distal end portion of the anode lead 310. ing. Further, a Ba getter 305c is attached to a part of the ring-shaped anode 305a by welding.
Further, cathode leads 311b to 311e are attached to the tip portions of the lead pins 309b to 309e by welding, and a cathode structure 306 is fixedly disposed to the tip portions of the cathode leads 311b to 311e by welding.

カソード構体306は、次に示すように構成されている。まず、セラミック基板306a上の中央部に背面電極306bが配置されており、この背面電極306bの上部に所定の間隔をおいて電子放出部であるフィラメントカソード306cが配置されている。さらに、これらを覆うように、だ円状の開口部306fを有するグリッドハウジング306dが、セラミック基板306a上に搭載されている。また、グリッドハウジング306dの蛍光面304側には、開口部306fを覆ってメッシュ状グリッド306eが溶接されている。   The cathode structure 306 is configured as follows. First, a back electrode 306b is disposed at the center on the ceramic substrate 306a, and a filament cathode 306c, which is an electron emission portion, is disposed above the back electrode 306b with a predetermined interval. Further, a grid housing 306d having an elliptical opening 306f is mounted on the ceramic substrate 306a so as to cover them. Further, a mesh-like grid 306e is welded to the fluorescent screen 304 side of the grid housing 306d so as to cover the opening 306f.

以上示したように構成される画像管は、まず、外部回路からリードピン309c,309dに電圧(加熱電源)を供給することで、カソードリード311c,311dを介し、フィラメントカソード306cに所定の電圧を印加して熱電子が放出される状態とする。また、外部回路からリードピン309bに電圧を供給することで、カソードリード311bを介し、背面電極306bにフィラメントカソード306cに対して負の電位を印加する。加えて、外部回路からリードピン309eに電圧を供給することで、カソードリード311eを介し、グリッドハウジング306dにフィラメントカソード306cに対して正の電位を印加することで、グリッドハウジング306dのメッシュ状グリッド306eより電子ビームを放出させる。   The image tube configured as described above applies a predetermined voltage to the filament cathode 306c via the cathode leads 311c and 311d by first supplying a voltage (heating power) to the lead pins 309c and 309d from an external circuit. Thus, thermal electrons are emitted. Further, by supplying a voltage from the external circuit to the lead pin 309b, a negative potential is applied to the back electrode 306b via the cathode lead 311b with respect to the filament cathode 306c. In addition, by supplying a voltage to the lead pin 309e from an external circuit, a positive potential is applied to the grid housing 306d with respect to the filament cathode 306c via the cathode lead 311e, so that the mesh grid 306e of the grid housing 306d An electron beam is emitted.

そして、外部回路からリードピン309aに高電圧を供給し、陽極リード310→陽極電極構体305(円筒状陽極305b)→接触片307aの経路をそれぞれ導通してAlメタルバック膜307にその高電圧が印加された状態とすることで、放出された電子を円筒状陽極305bにより加速し、Alメタルバック膜307を貫通させて蛍光面304に衝突させる。この結果、蛍光面304は電子衝撃で励起し、蛍光面304を構成する蛍光体に応じた発光色で発光する。この発光がフェースガラス302を透過して前面側の球面部302aから出射され発光表示されることになる。   Then, a high voltage is supplied from the external circuit to the lead pin 309a, and the high voltage is applied to the Al metal back film 307 through the paths of the anode lead 310 → the anode electrode assembly 305 (cylindrical anode 305b) → the contact piece 307a. In this state, the emitted electrons are accelerated by the cylindrical anode 305b, penetrate the Al metal back film 307, and collide with the phosphor screen 304. As a result, the phosphor screen 304 is excited by electron impact, and emits light with a light emission color corresponding to the phosphor constituting the phosphor screen 304. This emitted light is transmitted through the face glass 302 and emitted from the spherical portion 302a on the front surface side, and is displayed.

このような画像管は、メッシュ状グリッドを出た電子ビームが蛍光面に達するまでにビーム径がひろがるため、発光面積が広くなり、きれのよい表示が得られないという問題があった。また、ビーム径がひろがることにより発光輝度向上の妨げとなっていた。
この発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、簡単な構造で電子ビームを収束し、きれのよい表示と発光輝度の向上が可能な蛍光表示装置を提供することを目的とする。
Such an image tube has a problem in that the beam diameter increases until the electron beam exiting the mesh grid reaches the phosphor screen, so that the light emission area is widened and a clear display cannot be obtained. Further, the beam diameter is widened, which hinders the improvement of light emission luminance.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a fluorescent display device capable of converging an electron beam with a simple structure and providing a clear display and improved light emission luminance. With the goal.

上述した課題を解決するために、この発明の蛍光表示装置は、電子放出部と、陽極と、電子放出部と陽極との間に所定距離をおいて配置された制御電極とがそれぞれ少なくとも1つ内蔵され、かつ少なくとも一部が透光性を有する表示面を含むとともに内部が真空排気された外囲器と、この外囲器の表示面側の内壁に塗布され、電子放出部から放出され陽極により加速された電子の衝突によって励起発光する少なくとも1つの蛍光体膜とを備え、制御電極が、電子放出部から放出される電子を表示面側に通過させる開口部を有する金属部材と、開口部を覆うように金属部材と電子放出部との間に配置されかつ金属部材と電気的に接続された金属メッシュ部材とにより構成されていることによって特徴づけられる。   In order to solve the above-described problems, the fluorescent display device according to the present invention includes at least one electron emission portion, an anode, and a control electrode disposed at a predetermined distance between the electron emission portion and the anode. A built-in envelope including at least part of a light-transmitting display surface and the inside of which is evacuated, and an anode applied to the inner wall on the display surface side of the envelope and emitted from the electron emission portion A metal member having an opening through which the control electrode passes electrons emitted from the electron emission portion to the display surface side, and an opening portion. And a metal mesh member disposed between the metal member and the electron emission portion so as to cover the metal member and electrically connected to the metal member.

この場合、金属メッシュ部材の一構成例は、中央部が金属部材の開口部から電子放出部の方向に突き出した形状に整形されている。また、金属メッシュ部材の別の構成例は、平面状の格子部材と、この格子部材を金属部材の開口部から電子放出部の方向に離間させるためのスペーサ部材とにより構成されている。
前述した蛍光表示装置の金属部材の一構成例は、開口部が円形に形成されている。また、金属部材の別の構成例は、開口部がだ円形に形成されている。
In this case, one configuration example of the metal mesh member is shaped into a shape in which the central portion protrudes from the opening of the metal member in the direction of the electron emission portion. Another configuration example of the metal mesh member includes a planar lattice member and a spacer member for separating the lattice member from the opening of the metal member in the direction of the electron emission portion.
In the configuration example of the metal member of the fluorescent display device described above, the opening is formed in a circular shape. In another configuration example of the metal member, the opening is formed in an oval shape.

蛍光体膜が長方形状をした蛍光表示装置の金属部材の一構成例は、開口部が蛍光体膜の長手方向に長い形状に形成されている。
前述した蛍光表示装置の電子放出部の一構成例は、通電加熱されて熱電子を放出するフィラメントカソードで構成されている。また、電子放出部の別の構成例は、カーボンナノチューブで構成されている。また、電子放出部のさらに別の構成例は、先端が開口したカーボンナノチューブを備えている。
前述した蛍光表示装置の表示面の一構成例は、発光色の異なる蛍光体膜が隣接して配置されている。
In one configuration example of the metal member of the fluorescent display device in which the phosphor film has a rectangular shape, the opening is formed in a shape that is long in the longitudinal direction of the phosphor film.
One configuration example of the electron emission portion of the above-described fluorescent display device includes a filament cathode that emits thermoelectrons when energized and heated. Further, another configuration example of the electron emission portion is configured by carbon nanotubes. Still another configuration example of the electron emission portion includes a carbon nanotube having an open end.
In one configuration example of the display surface of the fluorescent display device described above, phosphor films having different emission colors are arranged adjacent to each other.

以上説明したように、この発明の蛍光表示装置は、電子放出部と、陽極と、電子放出部と陽極との間に所定距離をおいて配置された制御電極とがそれぞれ少なくとも1つ内蔵され、かつ少なくとも一部が透光性を有する表示面を含むとともに内部が真空排気された外囲器と、この外囲器の表示面側の内壁に塗布され、電子放出部から放出され陽極により加速された電子の衝突によって励起発光する少なくとも1つの蛍光体膜とを備え、制御電極が、電子放出部から放出される電子を表示面側に通過させる開口部を有する金属部材と、開口部を覆うように金属部材と電子放出部との間に配置されかつ金属部材と電気的に接続された金属メッシュ部材とから構成されるようにしたので、開口部近傍の等電位面が、金属メッシュ部材側に湾曲する。これにより、開口部周辺を通過する電子が開口部の中心方向に偏向されるので、蛍光面に電子ビームが収束してきれのよい発光表示と発光輝度の向上が可能となる効果が得られる。   As described above, the fluorescent display device of the present invention includes at least one electron emission portion, an anode, and at least one control electrode disposed at a predetermined distance between the electron emission portion and the anode, And at least a part of the envelope containing a light-transmitting display surface and the inside of which is evacuated, and applied to the inner wall of the envelope on the display surface side, emitted from the electron emission portion and accelerated by the anode. At least one phosphor film that emits and emits light by collision of electrons, and the control electrode covers the opening and a metal member having an opening through which electrons emitted from the electron emitting portion pass to the display surface side. Since the metal mesh member is disposed between the metal member and the electron emission portion and electrically connected to the metal member, the equipotential surface near the opening is formed on the metal mesh member side. Bend. As a result, electrons passing through the periphery of the opening are deflected toward the center of the opening, so that it is possible to obtain an effect of enabling light emission display with good convergence of the electron beam on the phosphor screen and improvement of light emission luminance.

以下に図を用いてこの発明の実施の形態を説明する。
はじめに、この発明の蛍光表示装置における第1の参考例について説明する。
図1は、この発明の第1の参考例である画像管の構成を示し、同図において(a)は全体の構成、(b)はメッシュ状グリッドを有するグリッドハウジングの上面を示す。この参考例における画像管は、円筒形のガラスバルブ101にフェースガラス102が低融点フリットガラス103で接着固定されて真空容器(外囲器)が構成されており、この中に蛍光面104と陽極電極構体105と電子放出部を構成するカソード構体106とが配置されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a first reference example in the fluorescent display device of the present invention will be described.
FIG. 1 shows the configuration of an image tube which is a first reference example of the present invention. In FIG. 1, (a) shows the overall configuration, and (b) shows the top surface of a grid housing having a mesh-like grid. The image tube in this reference example has a vacuum vessel (envelope) in which a face glass 102 is bonded and fixed to a cylindrical glass bulb 101 with a low melting point frit glass 103, and a phosphor screen 104 and an anode are included therein. An electrode assembly 105 and a cathode assembly 106 constituting an electron emission portion are disposed.

この場合、フェースガラス102は、前面側に凸型レンズ状の球面部102aが形成され、周縁部につば状の段差部102bが形成されている。このフェースガラス102の内面102cには、図示していないが、その周辺部分の一部にくぼみ状の凹部が形成されている。また、この内面102cの主要面には、蛍光面104が形成され、この蛍光面104表面にはAlメタルバック膜107が形成されている。なお、上述した凹部内には蛍光面104は形成されず、Alメタルバック膜107のみが形成される構成となっている。この凹部内には、例えばステンレス材の薄板をプレス成形法により加工して形成された弾性力を有する接触片107aの一端側が挿入されている。この接触片107aは、例えばカーボンあるいは銀と、フリットガラスとの混合体からなる導電性接着材で、その凹部の部分に接着固定することで形成する。この接触片107aの他端側は、ガラスバルブ101の内壁面方向に向けて延在されている。   In this case, the face glass 102 has a convex lens-shaped spherical surface portion 102a formed on the front side and a flange-shaped stepped portion 102b formed on the peripheral edge portion. Although not shown in the figure, an inner surface 102c of the face glass 102 is formed with a concave recess in a part of its peripheral portion. A fluorescent screen 104 is formed on the main surface of the inner surface 102c, and an Al metal back film 107 is formed on the surface of the fluorescent screen 104. Note that the phosphor screen 104 is not formed in the above-described recess, and only the Al metal back film 107 is formed. In the recess, for example, one end side of a contact piece 107a having elastic force formed by processing a thin plate of stainless steel by a press molding method is inserted. The contact piece 107a is formed by bonding and fixing to a concave portion of a conductive adhesive made of a mixture of carbon or silver and frit glass, for example. The other end of the contact piece 107 a extends toward the inner wall surface of the glass bulb 101.

ここで、蛍光面104は、白色蛍光体として、例えば、Y22S:Tb+Y23:Eu混合蛍光体を溶媒に溶かしたペーストを内面102cに20μm程度の厚さで印刷塗布した後、乾燥して形成する。なお、前述した図示していない凹部の内部には蛍光面104は塗布しない状態としておく。Alメタルバック膜107は、蛍光面104の表面に蒸着により厚さ150nm程度にアルミニウム膜を成膜して形成する。ここで、凹部の内部には蛍光面104は塗布されていないので、Alメタルバック膜107のみが形成された状態となる。蛍光面104及びAlメタルバック膜107を形成した後、フェースガラス102を、例えば電気炉などにより560℃で30分程度空気中で焼成し、塗布膜中の溶媒類を除去する。このAlメタルバック膜107は、厚さが薄すぎるとピンホールが増加して蛍光面104の反射が減少する。一方、その厚さが厚すぎると、蛍光面104への電子ビームの侵入が阻害されて発光が弱くなる。したがって、Alメタルバック膜107の厚さのコントロールは重要である。このため、前述したように、Alメタルバック膜107は厚さを150nm程度とした方がよい。 Here, the phosphor screen 104 is a white phosphor, for example, after a paste prepared by dissolving a Y 2 O 2 S: Tb + Y 2 O 3 : Eu mixed phosphor in a solvent is printed on the inner surface 102 c with a thickness of about 20 μm. Dry to form. Note that the phosphor screen 104 is not applied in the recesses (not shown). The Al metal back film 107 is formed by depositing an aluminum film with a thickness of about 150 nm on the surface of the phosphor screen 104 by vapor deposition. Here, since the fluorescent screen 104 is not applied inside the recess, only the Al metal back film 107 is formed. After forming the phosphor screen 104 and the Al metal back film 107, the face glass 102 is baked in the air at 560 ° C. for about 30 minutes, for example, by an electric furnace or the like to remove the solvents in the coating film. If the Al metal back film 107 is too thin, pinholes increase and reflection on the phosphor screen 104 decreases. On the other hand, if the thickness is too thick, the penetration of the electron beam into the phosphor screen 104 is hindered and the light emission becomes weak. Therefore, control of the thickness of the Al metal back film 107 is important. Therefore, as described above, the Al metal back film 107 should have a thickness of about 150 nm.

フェースガラス102は、例えば、直径約20mm,長さ約50mmで両端が切断されたガラスバルブ101の一方の開口端に、つば状の段差部102bがはめ込まれて低融点フリットガラス103で接着固定されている。これは、接着面に低融点フリットガラスペーストを塗布し、フェースガラス102の段差部102b部分とガラスバルブ101の開口端とを低融点フリットガラスペーストを介してつき合わせ、これらを加熱焼成して形成される。なお、当然であるが、蛍光面104と陽極電極構体105と電子放出部を構成するカソード構体106とを配置した後、フェースガラス102をガラスバルブ101に接着固定する。   The face glass 102 is, for example, fitted with a low melting point frit glass 103 with a flange-shaped stepped portion 102b fitted into one open end of a glass bulb 101 having a diameter of about 20 mm and a length of about 50 mm and cut at both ends. ing. This is formed by applying a low melting point frit glass paste to the bonding surface, bringing the stepped portion 102b of the face glass 102 and the opening end of the glass bulb 101 together through the low melting point frit glass paste, and heating and firing these. Is done. As a matter of course, the face glass 102 is bonded and fixed to the glass bulb 101 after the phosphor screen 104, the anode electrode structure 105, and the cathode structure 106 constituting the electron emission portion are arranged.

また、ガラスバルブ101底部はステムガラス108で構成されており、このステムガラス108には、リードピン109a〜109eが挿通され、加えて排気管108aが一体的に形成されている。このステムガラス108上のリードピン109aの先端部に陽極リード110が溶接により固定され、この陽極リード110の先端部に円筒状の陽極電極構体(電子加速電極)105が溶接により固定配置されている。この陽極電極構体105は、例えば、線径が約0.5mmのステンレス材の金属線をリング状に丸めて成形されたリング状陽極105aと、板厚0.01〜0.02mmの矩形状のステンレス板をこのリング状陽極105aの外周面に巻き付けて重なり合った部分を2点で溶接して円筒形状に形成された円筒状陽極105bとから構成されている。   Further, the bottom of the glass bulb 101 is constituted by a stem glass 108, through which lead pins 109a to 109e are inserted, and in addition, an exhaust pipe 108a is integrally formed. An anode lead 110 is fixed to the tip of the lead pin 109a on the stem glass 108 by welding, and a cylindrical anode electrode assembly (electron acceleration electrode) 105 is fixed to the tip of the anode lead 110 by welding. The anode electrode assembly 105 includes, for example, a ring-shaped anode 105a formed by rolling a stainless steel metal wire having a wire diameter of about 0.5 mm into a ring shape, and a rectangular shape having a plate thickness of 0.01 to 0.02 mm. A stainless steel plate is wound around the outer peripheral surface of the ring-shaped anode 105a, and the overlapping portion is welded at two points to form a cylindrical anode 105b formed in a cylindrical shape.

この陽極電極構体105は、リング状陽極105aが陽極リード110の先端部と所定の箇所で溶接されており、円筒状陽極105bの内側が陽極リード110の最先端部分と溶接されている。また、リング状陽極105aの一部にはBaゲッター105cが溶接により取り付けられている。また、リードピン109b〜109eの先端部には、カソードリード111b〜111eが溶接により取り付けられており、このカソードリード111b〜111eの先端部には、カソード構体106が溶接により固定配置されている。なお、図1(a)において、陽極電極構体105、陽極リード110、カソードリード111b〜111e、リードピン109a〜109e及び排気管108aは、断面を示していない。
以上のことは、従来の画像管とほぼ同様である。
In this anode electrode assembly 105, a ring-shaped anode 105 a is welded to a tip portion of the anode lead 110 at a predetermined location, and an inner side of the cylindrical anode 105 b is welded to the most distal portion of the anode lead 110. A Ba getter 105c is attached to a part of the ring-shaped anode 105a by welding. In addition, cathode leads 111b to 111e are attached to the tip portions of the lead pins 109b to 109e by welding, and the cathode structure 106 is fixedly disposed to the tip portions of the cathode leads 111b to 111e by welding. In FIG. 1A, the anode electrode assembly 105, the anode lead 110, the cathode leads 111b to 111e, the lead pins 109a to 109e, and the exhaust pipe 108a are not shown in cross section.
The above is almost the same as that of the conventional picture tube.

カソード構体106は、セラミック基板106aとセラミック基板106a上の中央部に配置された背面電極106bと背面電極106bの上方に所定の間隔をおいて配置されたフィラメントカソード106cとこれらを覆うようにセラミック基板106a上に搭載されたグリッドハウジング106dとから構成されている。背面電極106bは、ステンレス板材をプレス成形した外形が直方体状のキャップであり、セラミック基板106aに設けられた図示されない取付穴を通してカソードリード111cに接続されている。電子放出部であるフィラメントカソード106cは、セラミック基板106a上に取り付けられた2つのフィラメントサポート106jで支持されており、2つのフィラメントサポート106jは、それぞれカソードリード111b,111dに接続されている。   The cathode structure 106 includes a ceramic substrate 106a, a back electrode 106b disposed in the center of the ceramic substrate 106a, a filament cathode 106c disposed above the back electrode 106b at a predetermined interval, and a ceramic substrate so as to cover them. It is comprised from the grid housing 106d mounted on 106a. The back electrode 106b is a cap whose outer shape obtained by press-molding a stainless steel plate is a rectangular parallelepiped, and is connected to the cathode lead 111c through a mounting hole (not shown) provided in the ceramic substrate 106a. The filament cathode 106c, which is an electron emission portion, is supported by two filament supports 106j attached on the ceramic substrate 106a, and the two filament supports 106j are connected to the cathode leads 111b and 111d, respectively.

グリッドハウジング106dは、外形が直方体状のキャップであり、フィラメントカソード106cに対向する部分に長径6mm、短径4mmのだ円形の開口部106fが設けられている。この開口部106fとフィラメントカソード106cの間にはメッシュ状グリッド106eが配置されており、このメッシュ状グリッド106eは、開口部106fとの間に所定の間隔を保持するためのスペーサ106iを介してグリッドハウジング106dに取り付けられている。ここで、グリッドハウジング106dとスペーサ106iとメッシュ状グリッド106eは、共にステンレス材で形成されており、互いに溶接されてメッシュ状グリッド106eがスペーサ106iとグリッドハウジング106dを介してカソードリード111eに導通接続されている。なお、このグリッドハウジング106dは、板厚が200μm程度のステンレス板材をプレス成形して形成される。   The grid housing 106d is a cap having a rectangular parallelepiped shape, and an elliptical opening 106f having a major axis of 6 mm and a minor axis of 4 mm is provided in a portion facing the filament cathode 106c. A mesh-like grid 106e is arranged between the opening 106f and the filament cathode 106c, and the mesh-like grid 106e is arranged via a spacer 106i for maintaining a predetermined distance from the opening 106f. It is attached to the housing 106d. Here, the grid housing 106d, the spacer 106i, and the mesh grid 106e are all made of stainless steel, and are welded to each other so that the mesh grid 106e is electrically connected to the cathode lead 111e via the spacer 106i and the grid housing 106d. ing. The grid housing 106d is formed by press-molding a stainless steel plate having a plate thickness of about 200 μm.

以上示したように構成される画像管は、まず、外部回路からリードピン109b,109dに電圧(加熱電源)を供給することで、カソードリード111b,111dを介し、フィラメントカソード106cに所定の電位を印加して熱電子が放出される状態とする。また、外部回路からリードピン109cに電圧を供給することで、カソードリード111cを介し、背面電極106bにフィラメントカソード106cに対して負の電位を印加する。加えて、外部回路からリードピン109eに電圧を供給することで、カソードリード111eを介し、グリッドハウジング106dにフィラメントカソード106cに対して正の電位を印加することで、グリッドハウジング106dのメッシュ状グリッド106eより電子ビームを放出させる。   The image tube configured as described above applies a predetermined potential to the filament cathode 106c via the cathode leads 111b and 111d by first supplying a voltage (heating power supply) to the lead pins 109b and 109d from an external circuit. Thus, thermal electrons are emitted. Further, by supplying a voltage to the lead pin 109c from an external circuit, a negative potential is applied to the back electrode 106b via the cathode lead 111c with respect to the filament cathode 106c. In addition, by supplying a voltage to the lead pin 109e from an external circuit, a positive potential is applied to the grid housing 106d via the cathode lead 111e with respect to the filament cathode 106c, so that the mesh grid 106e of the grid housing 106d An electron beam is emitted.

さらに、外部回路からリードピン109aに高電圧を供給し、陽極リード110→陽極電極構体105(円筒状陽極105b)→接触片107aの経路をそれぞれ導通してAlメタルバック膜107にその高電圧が印加された状態とすることで、放出された電子を円筒状陽極105bにより加速し、Alメタルバック膜107を貫通させて蛍光面104に衝突させる。この結果、蛍光面104は電子衝撃で励起し、蛍光面104を構成する蛍光体に応じた発光色で発光する。この発光がフェースガラス102を透過して前面側の球面部102aから出射され発光表示されることになる。   Further, a high voltage is supplied from an external circuit to the lead pin 109a, and the high voltage is applied to the Al metal back film 107 through the respective paths of the anode lead 110 → the anode electrode assembly 105 (cylindrical anode 105b) → the contact piece 107a. In this state, the emitted electrons are accelerated by the cylindrical anode 105b, penetrate the Al metal back film 107, and collide with the phosphor screen 104. As a result, the phosphor screen 104 is excited by electron impact, and emits light with a light emission color corresponding to the phosphor constituting the phosphor screen 104. The emitted light passes through the face glass 102 and is emitted from the spherical portion 102a on the front surface side to be displayed.

この参考例では、図2に示すように、グリッドハウジング106dとメッシュ状グリッド106eの間に段差が生じるように構成したので、開口部106f近傍の等電位面130が、メッシュ状グリッド106e側に湾曲する。これにより、開口部106f周辺を通過する電子が開口部106fの中心方向に偏向されるので、蛍光面104に電子ビームが収束して点状光源として利用できる輝度ときれのよい発光表示が可能となる。この場合、Alメタルバック膜107と開口部106fとの間隔を25mm、メッシュ状グリッド106eと開口部106fとの間隔を0.7〜1.5mmとし、Alメタルバック膜107に印加する陽極電圧を10KV、メッシュ状グリッド106eに印加するグリッド電圧を300〜500Vとした。この結果、フェースガラス102の直径約20mmに対して、蛍光面104の発光部分が5mmの領域に絞り込まれた。この参考例によれば、スペーサ106iの厚さを変えることで電子ビーム131の収束の度合いを容易に調節できるという利点がある。   In this reference example, as shown in FIG. 2, since a step is formed between the grid housing 106d and the mesh grid 106e, the equipotential surface 130 in the vicinity of the opening 106f is curved toward the mesh grid 106e. To do. As a result, electrons passing through the periphery of the opening 106f are deflected toward the center of the opening 106f, so that an electron beam is converged on the fluorescent screen 104 and can be used as a point light source to display light with good brightness. Become. In this case, the distance between the Al metal back film 107 and the opening 106f is 25 mm, the distance between the mesh grid 106e and the opening 106f is 0.7 to 1.5 mm, and the anode voltage applied to the Al metal back film 107 is The grid voltage applied to 10 KV and the mesh-like grid 106e was 300-500V. As a result, the light emitting portion of the phosphor screen 104 was narrowed down to an area of 5 mm with respect to the diameter of the face glass 102 of about 20 mm. According to this reference example, there is an advantage that the degree of convergence of the electron beam 131 can be easily adjusted by changing the thickness of the spacer 106i.

次に、この発明の蛍光表示装置における第2の参考例について説明する。
図3は、この発明の第2の参考例である画像管の構成を示し、同図において(a)は全体の構成、(b)はメッシュ状グリッドを有するグリッドハウジングの上面を示す。なお、図1と同一符号は同一部分を示す。この画像管が図1に示したものと異なる点は、メッシュ状グリッド106hが凹に整形されて直接グリッドハウジング106dに取り付けられていることである。この場合、メッシュ状グリッド106hは、蛍光面104に電子ビームが収束するように、所定の曲率でフィラメントカソード106c側に湾曲するように整形されている。
Next, a second reference example in the fluorescent display device of the present invention will be described.
FIGS. 3A and 3B show a configuration of an image tube according to a second reference example of the present invention, in which FIG. 3A shows the overall configuration and FIG. 3B shows an upper surface of a grid housing having a mesh grid. 1 denote the same parts. This image tube is different from that shown in FIG. 1 in that the mesh-like grid 106h is shaped concavely and directly attached to the grid housing 106d. In this case, the mesh grid 106h is shaped to be curved toward the filament cathode 106c with a predetermined curvature so that the electron beam converges on the phosphor screen 104.

この参考例によっても、図4に示すように、開口部106f近傍の等電位面130が、メッシュ状グリッド106h側に湾曲し、開口部106fを通過する電子が開口部106fの中心方向に偏向されるので、蛍光面104に電子ビーム131が収束して点状光源として利用できる輝度ときれのよい発光表示が可能となる。この参考例によれば、湾曲したメッシュ状グリッド106hをグリッドハウジング106dに溶接するだけでよいので、構造が簡単で組立が容易にできるという利点がある。   Also in this reference example, as shown in FIG. 4, the equipotential surface 130 in the vicinity of the opening 106f is curved toward the mesh grid 106h, and electrons passing through the opening 106f are deflected toward the center of the opening 106f. Therefore, the light emission display with good brightness and brightness that can be used as a point light source by allowing the electron beam 131 to converge on the phosphor screen 104 becomes possible. According to this reference example, since the curved mesh grid 106h only needs to be welded to the grid housing 106d, there is an advantage that the structure is simple and the assembly is easy.

次に、この発明の蛍光表示装置における第3の参考例について説明する。
図5は、この発明の第3の参考例である画像管の構成を示し、同図において(a)は全体の構成、(b)〜(e)は電子放出部の詳細、(f)はメッシュ状グリッドを有するグリッドハウジングの上面を示す。なお、図1と同一符号は同一部分を示す。この画像管が図1に示したものと異なる点は、開口部106fを円形にしたことと、カソード構体106の電子放出部にカーボンナノチューブを電子源とした電界放出型電子放出源を用いたことである。
Next, a third reference example in the fluorescent display device of the present invention will be described.
FIG. 5 shows the configuration of an image tube which is a third reference example of the present invention. In FIG. 5, (a) shows the overall configuration, (b) to (e) show details of the electron emission section, and (f) shows Figure 3 shows the top surface of a grid housing with a mesh grid. 1 denote the same parts. This image tube is different from that shown in FIG. 1 in that the opening 106f is circular and that a field emission electron emission source using carbon nanotubes as an electron source is used for the electron emission portion of the cathode structure 106. It is.

この参考例では、このカソード構体106を次のように構成した。セラミック基板106a上の中央部に外形が直方体状の基板電極126が配置されており、この基板電極126からセラミック基板106aに設けられた図示されない貫通穴を通してセラミック基板106aの下側に接続配線が引き出されてカソードリード111fに接続されている。また、図5(b)に拡大表示したように、基板電極126上面の約3mmφの領域にはカーボンナノチューブの集合体からなる長さ数mmの針形状の柱状グラファイト121が、その長手方向をほぼ蛍光面104の方向に向けて導電性接着剤122により固定配置されている。   In this reference example, the cathode structure 106 was configured as follows. A substrate electrode 126 having a rectangular parallelepiped shape is disposed at the center of the ceramic substrate 106a, and connection wiring is drawn from the substrate electrode 126 to the lower side of the ceramic substrate 106a through a through hole (not shown) provided in the ceramic substrate 106a. And connected to the cathode lead 111f. Further, as shown in an enlarged view in FIG. 5B, in the region of about 3 mmφ on the upper surface of the substrate electrode 126, a needle-like columnar graphite 121 made of an aggregate of carbon nanotubes and having a length of several millimeters is almost in the longitudinal direction. The conductive adhesive 122 is fixedly arranged in the direction of the fluorescent screen 104.

この柱状グラファイト121の固定は、例えば、導電性接着剤122を介して柱状グラファイト121を基板電極126上に配置し、導電性接着剤122の溶剤などを揮発させ、その後、空気中で400〜600℃程度に15〜60分間程度加温して焼成すればよい。このように、酸素が存在する雰囲気で焼成を行うことで、製造過程で副生成物などとして柱状グラファイト121に付着している炭素粉を、焼失させることができる。この炭素粉が残留していると、振動などにより飛散し、悪影響を及ぼす原因となる場合がある。なお、この焼成は、例えば、0.1Pa程度に真空排気された雰囲気で行うようにしてもよい。   The columnar graphite 121 is fixed by, for example, disposing the columnar graphite 121 on the substrate electrode 126 via the conductive adhesive 122 to volatilize the solvent of the conductive adhesive 122 and then 400 to 600 in the air. What is necessary is just to heat for about 15 to 60 minutes and to bake at about degreeC. In this way, by performing firing in an atmosphere in which oxygen is present, the carbon powder adhering to the columnar graphite 121 as a by-product during the manufacturing process can be burned off. If this carbon powder remains, it may be scattered by vibrations or the like, which may cause adverse effects. Note that this baking may be performed in an atmosphere evacuated to about 0.1 Pa, for example.

この柱状グラファイト121は、図5(c)に示すように、カーボンナノチューブ121aが、ほぼ同一方向を向いて集合した構造体である。なお、この図5(c)は、柱状グラファイト121を途中で切った断面を見る斜視図である。
カーボンナノチューブ121aは、例えば図5(d)に示すように、完全にグラファイト化して筒状をなし、その直径は4〜50nm程度であり、その長さはミクロンオーダである。そして、図5(e)に示すように、その先端部は五員環が入ることにより閉じている。
As shown in FIG. 5C, the columnar graphite 121 is a structure in which carbon nanotubes 121a are gathered in substantially the same direction. In addition, this FIG.5 (c) is a perspective view which sees the cross section which cut the columnar graphite 121 on the way.
For example, as shown in FIG. 5 (d), the carbon nanotube 121a is completely graphitized to form a cylindrical shape, and its diameter is about 4 to 50 nm, and its length is on the order of microns. And as shown in FIG.5 (e), the front-end | tip part is closed when a five-membered ring enters.

このカーボンナノチューブは、ヘリウムガス中で2本の炭素電極を1〜2mm程度離した状態で直流アーク放電を起こすことで、陽極側の炭素が蒸発して陰極側の炭素電極先端に凝集した堆積物中に形成できる。すなわち、炭素電極間のギャップを1mm程度に保った状態で、ヘリウム中で安定なアーク放電を持続させ、陽極の炭素電極の直径とほぼ同じ径をもつ円柱状の堆積物を陰極先端に形成する。この円柱状の堆積物は、グラファイトの多結晶体からなる外側の固い殻と、その内側のもろくて黒い芯の2つの領域から構成されており、内側の芯は堆積物柱の長さ方向にのびた繊維状の組織をもっている。この繊維状の組織が上述した柱状グラファイトであり、堆積物柱を切り出すことなどにより、柱状グラファイトを得ることができる。   This carbon nanotube is a deposit in which carbon on the anode side evaporates and aggregates at the tip of the carbon electrode on the cathode side by causing a direct current arc discharge in a state where the two carbon electrodes are separated by about 1 to 2 mm in helium gas. Can be formed inside. That is, a stable arc discharge is maintained in helium with the gap between the carbon electrodes kept at about 1 mm, and a cylindrical deposit having a diameter substantially the same as the diameter of the carbon electrode of the anode is formed at the cathode tip. . This cylindrical deposit is composed of two regions: an outer hard shell made of graphite polycrystal and a fragile and black core inside. The inner core extends in the length direction of the deposit column. Has a stretchy fibrous structure. This fibrous structure is the above-described columnar graphite, and columnar graphite can be obtained by cutting out a deposit column.

この柱状グラファイトにおいて、カーボンナノチューブは、炭素の多面体微粒子(ナノポリヘドロン:nanopolyhedoron)とともに、複数が集合している。このカーボンナノチューブは、図5(d),(e)で模式的に示したグラファイトの単層が円筒状に閉じた形状と、複数のグラファイトの層が入れ子構造的に積層し、それぞれのグラファイト層が円筒状に閉じた同軸多層構造となっている形状とがあるが、どちらを用いてもよい。   In this columnar graphite, a plurality of carbon nanotubes are aggregated together with carbon polyhedral fine particles (nanopolyhedron). This carbon nanotube has a shape in which a single layer of graphite schematically shown in FIGS. 5 (d) and 5 (e) is closed in a cylindrical shape, and a plurality of graphite layers are stacked in a nested structure. There is a shape that has a coaxial multilayer structure closed in a cylindrical shape, either of which may be used.

また、これらのカーボンナノチューブの中心軸部分は空洞になっているので、途中で折れて開口した先端部をもつカーボンナノチューブを得ることが可能である。この場合、先端がより先鋭になり、より高い電界集中が得られて電子放出量を増大できるので、このような先端が開口したカーボンナノチューブを使用するようにしてもよい。このような先端が開口したカーボンナノチューブは、柱状グラファイトを途中で切断するか、あるいは折って破断させたりして得られるので、このように加工した柱状グラファイトを切断面あるいは破断面が蛍光面104の方向へ向くように導電性接着剤122で固定配置すればよい。また、中心軸部分の空洞内に炭素が入り込んだカーボンナノチューブが柱状グラファイト中に得られることがあるが、このようなカーボンナノチューブを含むものであっても電子放出源として使用できることは言うまでもない。この場合、上述した先端が開口したカーボンナノチューブとして使用するようにしてもよい。   Further, since the central axis portion of these carbon nanotubes is hollow, it is possible to obtain carbon nanotubes having a tip portion that is bent and opened in the middle. In this case, since the tip becomes sharper and higher electric field concentration can be obtained and the amount of electron emission can be increased, a carbon nanotube having such a tip opened may be used. Such a carbon nanotube having an open end is obtained by cutting the columnar graphite in the middle or by breaking and breaking the columnar graphite. Therefore, the cut or broken surface of the columnar graphite processed in this way has a phosphor screen 104. What is necessary is just to fix and arrange with the conductive adhesive 122 so that it may face in the direction. In addition, carbon nanotubes in which carbon enters the cavity of the central axis portion may be obtained in the columnar graphite, but it goes without saying that even those carbon nanotubes can be used as an electron emission source. In this case, you may make it use as a carbon nanotube with which the front-end | tip opened above.

以上示したように、この参考例においては、基板電極126と柱状グラファイト121とで電子放出部が構成されており、柱状グラファイト121中に多数含まれるカーボンナノチューブ121aの先端から電子が放出される。また、この電子放出部を覆うようにグリッドハウジング106dが、セラミック基板106a上に搭載されている。グリッドハウジング106dは、開口部106fを円形とした以外は、図1で示したものと同じものであるので説明を省略する。   As described above, in this reference example, the substrate electrode 126 and the columnar graphite 121 constitute an electron emission portion, and electrons are emitted from the tips of the carbon nanotubes 121 a included in the columnar graphite 121. A grid housing 106d is mounted on the ceramic substrate 106a so as to cover the electron emission portion. Since the grid housing 106d is the same as that shown in FIG. 1 except that the opening 106f is circular, the description thereof is omitted.

このように構成される画像管は、まず、外部回路からリードピン109f,109eに電圧を供給することで、カソードリード111f,111eを介して基板電極126とグリッドハウジング106dとの間に電界をかける。これにより、基板電極126上に固定配置された柱状グラファイト121のカーボンナノチューブ121a先端に高電界を集中させ、電子を引き出してメッシュ状グリッド106eより放出させる。   The image tube configured as described above first applies an electric field between the substrate electrode 126 and the grid housing 106d via the cathode leads 111f and 111e by supplying a voltage to the lead pins 109f and 109e from an external circuit. As a result, a high electric field is concentrated on the tip of the carbon nanotube 121a of the columnar graphite 121 fixedly disposed on the substrate electrode 126, and electrons are drawn out and emitted from the mesh grid 106e.

また、外部回路からリードピン109aに高電圧を供給し、陽極リード110→陽極電極構体105(円筒状陽極105b)→接触片107aの経路をそれぞれ導通してAlメタルバック膜107にその高電圧が印加された状態とすることで、放出された電子を円筒状陽極105bにより加速し、Alメタルバック膜107を貫通させて蛍光面104に衝突させる。この結果、蛍光面104は電子衝撃で励起し、蛍光面104を構成する蛍光体に応じた発光色で発光する。この発光がフェースガラス102を透過して前面側の球面部102aから出射され発光表示されることになる。   Further, a high voltage is supplied from the external circuit to the lead pin 109a, and the high voltage is applied to the Al metal back film 107 through the respective paths of the anode lead 110 → the anode electrode assembly 105 (cylindrical anode 105b) → the contact piece 107a. In this state, the emitted electrons are accelerated by the cylindrical anode 105b, penetrate the Al metal back film 107, and collide with the phosphor screen 104. As a result, the phosphor screen 104 is excited by electron impact, and emits light with a light emission color corresponding to the phosphor constituting the phosphor screen 104. The emitted light passes through the face glass 102 and is emitted from the spherical portion 102a on the front surface side to be displayed.

この参考例によれば、図6に示すように、開口部106f近傍の等電位面130がメッシュ状グリッド106e側に湾曲するので、開口部106f近傍を通過する電子が開口部106fの中心方向に偏向され、蛍光面104に電子ビーム131が収束される。これにより、点状光源として利用できる輝度ときれのよい発光表示が可能となる。この場合、スペーサ106iの厚さを変えることで電子ビーム131の収束の度合いを容易に調節できるという利点がある。   According to this reference example, as shown in FIG. 6, since the equipotential surface 130 in the vicinity of the opening 106f is curved toward the mesh-like grid 106e, electrons passing through the vicinity of the opening 106f are directed toward the center of the opening 106f. The electron beam 131 is converged on the fluorescent screen 104 by being deflected. As a result, it is possible to perform light emitting display with good brightness and brightness that can be used as a point light source. In this case, there is an advantage that the degree of convergence of the electron beam 131 can be easily adjusted by changing the thickness of the spacer 106i.

この参考例では、開口部106fを円形としてAlメタルバック膜107と開口部106fとの間隔を25mm、メッシュ状グリッド106eと開口部106fとの間隔を0.7〜1.5mm、メッシュ状グリッド106eと柱状グラファイト121先端部との間隔を0.5〜1mm程度とした。また、Alメタルバック膜107に印加する陽極電圧を10KV、メッシュ状グリッド106eに印加するグリッド電圧を300〜500V、基板電極126に印加するカソード電圧を0Vとした。この結果、フェースガラス102の直径約20mmに対して、蛍光面104の発光部分が直径5mmの領域に絞り込まれた。なお、メッシュ状グリッド106eと柱状グラファイト121先端部との間隔は、放電しない範囲でなるべく近づけた方がよい。   In this reference example, the opening 106f is circular, the interval between the Al metal back film 107 and the opening 106f is 25 mm, the interval between the mesh grid 106e and the opening 106f is 0.7 to 1.5 mm, and the mesh grid 106e. And the distance between the tip of the columnar graphite 121 was about 0.5 to 1 mm. The anode voltage applied to the Al metal back film 107 was 10 KV, the grid voltage applied to the mesh grid 106 e was 300 to 500 V, and the cathode voltage applied to the substrate electrode 126 was 0 V. As a result, the light emitting portion of the phosphor screen 104 was narrowed down to an area of 5 mm in diameter with respect to the diameter of the face glass 102 of about 20 mm. It should be noted that the distance between the mesh grid 106e and the tip of the columnar graphite 121 should be as close as possible within a range where no discharge occurs.

この参考例による画像管は、第1の参考例における効果に加えて、電子放出部にカーボンナノチューブを用いた電界放出型電子放出源を使用したので、ぜい弱なカソードフィラメントのような部品を必要としないため簡便に取り扱うことができ、容易に製造することが可能となるという効果がある。また、カソードフィラメントの加熱電源も必要としないので、リードピンの数が減らせ、より製造を簡略化できるという効果もある。   In addition to the effects of the first reference example, the image tube according to this reference example uses a field emission type electron emission source using carbon nanotubes in the electron emission portion, and thus requires a weak cathode filament-like component. Therefore, it can be easily handled and can be easily manufactured. In addition, since a heating power source for the cathode filament is not required, the number of lead pins can be reduced and the manufacturing can be simplified.

次に、この発明の蛍光表示装置における第4の参考例について説明する。図7は、この発明の第4の参考例である画像管の構成を示し、同図において(a)は全体の構成、(b)はメッシュ状グリッドを有するグリッドハウジングの上面を示す。なお、図1〜図5と同一符号は同一部分を示す。この画像管が図5に示したものと異なる点は、メッシュ状グリッド106hが凹に整形されてグリッドハウジング106dに直接取り付けられていることである。この場合、メッシュ状グリッド106hは、蛍光面104に電子ビームが収束するように、所定の曲率で柱状グラファイト121側に湾曲するように整形されている。   Next, a fourth reference example in the fluorescent display device of the present invention will be described. FIGS. 7A and 7B show the configuration of an image tube which is a fourth reference example of the present invention, in which FIG. 7A shows the overall configuration and FIG. 7B shows the top surface of a grid housing having a mesh grid. 1 to 5 indicate the same parts. This image tube is different from that shown in FIG. 5 in that the mesh-like grid 106h is formed into a concave shape and directly attached to the grid housing 106d. In this case, the mesh grid 106h is shaped to be curved toward the columnar graphite 121 side with a predetermined curvature so that the electron beam converges on the phosphor screen 104.

この参考例によっても、図8に示すように、開口部106f近傍の等電位面130がメッシュ状グリッド106h側に湾曲し、開口部106f近傍を通過する電子が開口部106fの中心方向に偏向されるので、蛍光面104に電子ビーム131が収束して点状光源として利用できる輝度ときれのよい発光表示が可能となる。この参考例によれば、湾曲したメッシュ状グリッド106hをグリッドハウジング106dに溶接するだけでよいので、構造が簡単で組立が容易にできるという利点がある。   Also in this reference example, as shown in FIG. 8, the equipotential surface 130 in the vicinity of the opening 106f is curved to the mesh-like grid 106h side, and electrons passing near the opening 106f are deflected toward the center of the opening 106f. Therefore, the light emission display with good brightness and brightness that can be used as a point light source by allowing the electron beam 131 to converge on the phosphor screen 104 becomes possible. According to this reference example, since the curved mesh grid 106h only needs to be welded to the grid housing 106d, there is an advantage that the structure is simple and the assembly is easy.

次に、この発明の蛍光表示装置における第1の実施の形態について説明する。
図9は、この発明の第1の実施の形態である画像管の構成を示し、同図において(a)は全体の構成、(b)はグリッドハウジングのメッシュ状グリッド取付部分の構成を示す。また、図10にこの画像管の部分断面を示す。この実施の形態における画像管は、前面パネル202と背面パネル208とが枠状の側板201を介して対向配置され、これらが低融点フリットガラス203で接着固定され、内部が気密封止されて真空容器(外囲器)が形成されており、この中に、蛍光面204、陽極電極構体205、および電子放出部を構成するカソード構体206が配置されている。なお、当然であるが、それら蛍光面204、陽極電極構体205、および電子放出部を構成するカソード構体206を配置した後、前面パネル202と背面パネル208と枠状の側板201とを接着固定する。
Next, a first embodiment of the fluorescent display device according to the present invention will be described.
FIGS. 9A and 9B show the configuration of the image tube according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 9A shows the overall configuration, and FIG. 9B shows the configuration of the mesh-like grid mounting portion of the grid housing. FIG. 10 shows a partial cross section of the image tube. In the image tube in this embodiment, a front panel 202 and a back panel 208 are arranged to face each other via a frame-shaped side plate 201, which are bonded and fixed by a low melting point frit glass 203, and the inside is hermetically sealed and vacuumed. A container (envelope) is formed, in which a phosphor screen 204, an anode electrode assembly 205, and a cathode assembly 206 constituting an electron emission unit are arranged. As a matter of course, after arranging the phosphor screen 204, the anode electrode assembly 205, and the cathode assembly 206 constituting the electron emission portion, the front panel 202, the back panel 208, and the frame-shaped side plate 201 are bonded and fixed. .

前面パネル202の内面には、赤色発光蛍光体層204Rと緑色発光蛍光体層204Gと青色発光蛍光体層204Bとからなる画素が4行4列のマトリクス状に配置された蛍光面204が形成されており、各蛍光体層204R,204G,204Bの周囲には各蛍光体層204R,204G,204Bに接触して電位を与えるための陽極配線214が形成され、各蛍光体層204R,204G,204B表面には陽極配線214に接触するようにAlメタルバック膜207が形成されている。また、各蛍光体層204R,204G,204B間および各画素間には、発光部を分離して表示のコントラストを向上するための黒色絶縁層213が形成されている。   On the inner surface of the front panel 202, a phosphor screen 204 is formed in which pixels composed of a red light-emitting phosphor layer 204R, a green light-emitting phosphor layer 204G, and a blue light-emitting phosphor layer 204B are arranged in a matrix of 4 rows and 4 columns. An anode wiring 214 is formed around each phosphor layer 204R, 204G, 204B to contact the phosphor layer 204R, 204G, 204B to give a potential, and each phosphor layer 204R, 204G, 204B. An Al metal back film 207 is formed on the surface so as to be in contact with the anode wiring 214. In addition, a black insulating layer 213 is formed between the phosphor layers 204R, 204G, and 204B and between the pixels to separate the light emitting portions and improve the display contrast.

ここで、各蛍光体層204R,204G,204Bの平面形状は長方形状であり、1画素の平面形状が正方形状になるように赤色発光蛍光体層204Rと緑色発光蛍光体層204Gと青色発光蛍光体層204Bとが短辺方向にこの順で配置されている。これらに用いる蛍光体は、カラーブラウン管などに用いられる電子線励起蛍光体でよく、例えば、赤色発光蛍光体層204RにはY23:Eu、緑色発光蛍光体層204GにはZnS:Cu、青色発光蛍光体層204BにはZnS:Agを用いるとよい。 Here, the planar shape of each of the phosphor layers 204R, 204G, and 204B is a rectangular shape, and the red light emitting phosphor layer 204R, the green light emitting phosphor layer 204G, and the blue light emitting fluorescence are formed so that the planar shape of one pixel is a square shape. The body layer 204B is arranged in this order in the short side direction. The phosphor used for these may be an electron beam-excited phosphor used for a color cathode ray tube or the like. For example, Y 2 O 3 : Eu is used for the red light emitting phosphor layer 204R, and ZnS: Cu is used for the green light emitting phosphor layer 204G. ZnS: Ag may be used for the blue light emitting phosphor layer 204B.

また、各蛍光体層204R,204G,204Bを囲むように、金属板陽極205bを格子状に配置した陽極電極構体205が設けられている。この陽極電極構体205は、陽極配線214に接触してAlメタルバック膜207に接続されるとともに、中心部の金属板陽極205bが陽極リード210の先端部に溶接固定されている。陽極リード210は、カソード構体206の中心に設けられた貫通孔を通して背面パネル208の中心に挿通された陽極リードピン(図示せず)の先端部に溶接固定されている。陽極リードピンは、背面パネル208の外側に接着固定されたプラグ216の中心にはめ込まれている。プラグ216は、外部回路と接続するためのコネクタであり、陽極リードピンの周囲にカソード構体206の各電極に接続された複数のリードピン209が配置されている。   Further, an anode electrode assembly 205 in which metal plate anodes 205b are arranged in a lattice shape is provided so as to surround each phosphor layer 204R, 204G, 204B. The anode electrode assembly 205 is in contact with the anode wiring 214 and connected to the Al metal back film 207, and a central metal plate anode 205 b is welded and fixed to the tip of the anode lead 210. The anode lead 210 is welded and fixed to the tip of an anode lead pin (not shown) inserted through the center of the back panel 208 through a through hole provided in the center of the cathode structure 206. The anode lead pin is fitted in the center of a plug 216 that is bonded and fixed to the outside of the back panel 208. The plug 216 is a connector for connecting to an external circuit, and a plurality of lead pins 209 connected to each electrode of the cathode assembly 206 are arranged around the anode lead pin.

一方、背面パネル208上には、各蛍光体層204R,204G,204Bに対応して電子放出部が形成されたカソード構体206が配置されている。このカソード構体206は、セラミック基板206aと、セラミック基板206a上に設けられた背面電極206bとフィラメントカソード206cとグリッドハウジング206dとからなる電子放出部と、これら電子放出部の電極を背面パネル208下面側に配置されたプラグ216にはめ込まれたリードピン209に接続するための電極配線211とから構成されている。セラミック基板206aは、矩形状で、中心部に陽極リード210を通すための貫通孔が設けられており、低融点フリットガラス215で背面パネル208に接着固定されいる。   On the other hand, on the back panel 208, a cathode structure 206 in which electron emission portions are formed corresponding to the respective phosphor layers 204R, 204G, and 204B is disposed. The cathode structure 206 includes a ceramic substrate 206a, an electron emission portion including a back electrode 206b, a filament cathode 206c, and a grid housing 206d provided on the ceramic substrate 206a. And an electrode wiring 211 for connecting to a lead pin 209 inserted in a plug 216 arranged in the connector 216. The ceramic substrate 206a has a rectangular shape and is provided with a through-hole for passing the anode lead 210 in the center, and is bonded and fixed to the back panel 208 with a low melting point frit glass 215.

背面電極206bは、セラミック基板206a上に各蛍光体層204R,204G,204Bと1対1に対応して配置された平面形状が長方形状の金属膜で形成されており、各背面電極206bは同じ金属膜の配線で行方向に接続されている。また、背面電極206b間のセラミック基板206a上及び上記金属膜の配線上には、絶縁膜212が形成されている。フィラメントカソード206cは、直径7〜20μmのタングステン線に電子放出物質を塗布して形成しており、セラミック基板206a上に背面電極206bごとに背面電極206bを挟んで列方向に配置された対のフィラメントサポート(図示せず)により背面電極206b上に所定間隔を設けて固定されている。電子放出物質としては、例えば、酸化バリウム・酸化カルシウム・酸化ストロンチウムからなるいわゆる三元酸化物が用いられる。   The back electrode 206b is formed of a metal film having a rectangular planar shape disposed on the ceramic substrate 206a in a one-to-one correspondence with each phosphor layer 204R, 204G, 204B, and each back electrode 206b is the same. They are connected in the row direction by metal film wiring. An insulating film 212 is formed on the ceramic substrate 206a between the back electrodes 206b and on the metal film wiring. The filament cathode 206c is formed by applying an electron emitting material to a tungsten wire having a diameter of 7 to 20 μm, and a pair of filaments arranged in the column direction on the ceramic substrate 206a with the back electrode 206b interposed between the back electrodes 206b. It is fixed on the back electrode 206b at a predetermined interval by a support (not shown). As the electron emitting substance, for example, a so-called ternary oxide composed of barium oxide, calcium oxide, and strontium oxide is used.

グリッドハウジング206dは、背面電極206bとフィラメントカソード206cを1列分まとめて覆う外形が直方体状のキャップであり、セラミック基板206a上に所定の列数分搭載されている。この場合、1画素列が赤・緑・青の3列の蛍光体で構成されるので、4画素列からなるこの画像管では12個のグリッドハウジング206dが搭載される。これらのグリッドハウジング206dには、フィラメントカソード206cに対向する部分に長方形状の開口部206fが設けられており、図9(b)に示すように、開口部206f側からフィラメントカソード206c側に突き出した溝形状のメッシュ状グリッド206hが取り付けられている。   The grid housing 206d is a cap having a rectangular parallelepiped shape that covers the back electrode 206b and the filament cathode 206c together for one row, and is mounted on the ceramic substrate 206a for a predetermined number of rows. In this case, since one pixel column is composed of three phosphors of red, green, and blue, twelve grid housings 206d are mounted on this image tube having four pixel columns. These grid housings 206d are provided with rectangular openings 206f at portions facing the filament cathodes 206c, and project from the openings 206f to the filament cathodes 206c as shown in FIG. 9B. A groove-shaped mesh grid 206h is attached.

このメッシュ状グリッド206hは、溝の底面が上記開口部206fの短辺よりも短い短辺と上記開口部206fの長辺よりも長い長辺からなる長方形状の平面となり、溝の側面が斜面となるように形成されている。ここで、グリッドハウジング206dとメッシュ状グリッド106hは、共にステンレス材で形成されており、メッシュ状グリッド206hがグリッドハウジング106dの内面に溶接されている。なお、グリッドハウジング206dの外形は、開口部206fとメッシュ状グリッド206hが同じであればすべて同じでなくともよく、必要に応じて変形させても良い。   The mesh grid 206h has a rectangular flat surface in which the bottom surface of the groove has a short side shorter than the short side of the opening 206f and a long side longer than the long side of the opening 206f. It is formed to become. Here, the grid housing 206d and the mesh-like grid 106h are both made of stainless steel, and the mesh-like grid 206h is welded to the inner surface of the grid housing 106d. Note that the outer shape of the grid housing 206d is not necessarily the same as long as the opening 206f and the mesh-like grid 206h are the same, and may be deformed as necessary.

また、背面電極206bとフィラメントカソード206cを支持するフィラメントサポートとグリッドハウジング206dは、セラミック基板206aに設けられた開口部(図示せず)から一部がセラミック基板206a下面に引き出され、この下面に設けられた対応する電極配線211にそれぞれ接続されている。これらの電極配線211は、背面パネル208と枠状の側板201の間から低融点フリットガラス203を貫通して真空容器外へ引き出され、プラグ216にはめ込まれたリードピン209に接続されている。   Further, the filament support and grid housing 206d for supporting the back electrode 206b and the filament cathode 206c are partially drawn out from the opening (not shown) provided in the ceramic substrate 206a to the lower surface of the ceramic substrate 206a. The corresponding electrode wirings 211 are respectively connected. These electrode wirings 211 pass through the low melting point frit glass 203 from between the back panel 208 and the frame-shaped side plate 201 and are drawn out of the vacuum vessel, and are connected to lead pins 209 fitted into the plugs 216.

このように構成される画像管は、まず、外部回路からフィラメントカソード206cに所定の電圧を印加して熱電子が放出される状態とするとともに、陽極電極構体205に10KV程度の高電圧を供給し、Alメタルバック膜207にこの高電圧が印加された状態としておく。このような状態において、グリッドハウジング206dにフィラメントカソード206cに対して正の電圧を印加しておき、背面電極206bに印加する電圧をフィラメントカソード206cに対して負の電位とすると、グリッドハウジング206dのメッシュ状グリッド206hより電子ビームが放出され、金属板陽極205bにより加速されて、Alメタルバック膜207を貫通して蛍光面204に衝突する。これにより、蛍光面204を構成する蛍光体が励起されて蛍光体に応じた発光色で発光する。この発光が前
面パネル202を透過して前面側から出射され発光表示されることになる。
The image tube configured as described above first applies a predetermined voltage from an external circuit to the filament cathode 206c to emit thermoelectrons, and supplies a high voltage of about 10 KV to the anode electrode assembly 205. The high voltage is applied to the Al metal back film 207. In such a state, if a positive voltage is applied to the grid housing 206d with respect to the filament cathode 206c and the voltage applied to the back electrode 206b is set to a negative potential with respect to the filament cathode 206c, the mesh of the grid housing 206d is set. An electron beam is emitted from the grid 206h, accelerated by the metal plate anode 205b, passes through the Al metal back film 207, and collides with the phosphor screen 204. Thereby, the fluorescent substance which comprises the fluorescent screen 204 is excited, and it light-emits with the luminescent color according to the fluorescent substance. This emitted light is transmitted through the front panel 202 and emitted from the front side to be displayed.

また、背面電極206bに印加する電圧をフィラメントカソード206cに対して正の電位とすると電子ビームの放出が抑止されるので発光表示はされない。したがって、背面電極206bに印加する電圧を制御することにより電子ビームの電流を制御して、表示画素の点灯・消灯と点灯時の輝度調節を行うことができるので、各列のグリッドハウジング206dに順次正の電位が印加されるように走査させるとともに、各行の背面電極206bに印加する電圧を制御することでマトリクス状に配置された画素の発光を制御して所望のパターンを表示することができる。この場合、選択されていないグリッドハウジング206dは、フィラメントカソード206cに対して負の電位として不要な発光を抑止するようにしておくことは言うまでもない。   Further, when the voltage applied to the back electrode 206b is set to a positive potential with respect to the filament cathode 206c, emission of the electron beam is suppressed, so that no light emission display is performed. Therefore, by controlling the voltage applied to the back electrode 206b, the current of the electron beam can be controlled to turn on / off the display pixels and adjust the luminance at the time of lighting. Therefore, the grid housings 206d in each column are sequentially provided. Scanning is performed so that a positive potential is applied, and by controlling the voltage applied to the back electrode 206b of each row, light emission of the pixels arranged in a matrix can be controlled to display a desired pattern. In this case, it goes without saying that the grid housing 206d that has not been selected suppresses unnecessary light emission as a negative potential with respect to the filament cathode 206c.

この実施の形態では、長方形状の各蛍光体層204R,204G,204Bに対応してグリッドハウジング206dのフィラメントカソード206cに対向する部分に長方形状の開口部206fを設けて、開口部206f側からフィラメントカソード206c側に突き出した溝形状のメッシュ状グリッド206hを取り付けた。このメッシュ状グリッド206hは、溝の底面が上記開口部206fの短辺よりも短い短辺と上記開口部206fの長辺よりも長い長辺からなる長方形状の平面からなり、溝の側面が斜面となるように構成されている。   In this embodiment, a rectangular opening 206f is provided in a portion facing the filament cathode 206c of the grid housing 206d corresponding to each of the rectangular phosphor layers 204R, 204G, 204B, and the filament is formed from the opening 206f side. A groove-shaped mesh grid 206h protruding toward the cathode 206c was attached. The mesh grid 206h has a rectangular flat surface in which the bottom surface of the groove has a short side shorter than the short side of the opening 206f and a long side longer than the long side of the opening 206f. It is comprised so that.

これにより、図11に示すように、開口部206f近傍の等電位面230が、メッシュ状グリッド206hに沿うように湾曲するので、開口部206fの中心線から離れた周辺を通過する電子が開口部206fの中心線方向に偏向されて、蛍光面204に電子ビーム231が線状に収束する。このため、蛍光体を励起する電子ビーム231の密度が高くなり輝度が向上する。また、電子ビーム231が線状に収束することにより、きれのよい発光表示と隣接する蛍光体のもれ発光防止が可能となる。この実施の形態によれば、メッシュ状グリッド206hの底面とグリッドハウジング206dの開口部206fとの距離と、メッシュ状グリッド206hの斜面の傾きを変えることで電子ビーム231の収束の度合いを調節できる。   As a result, as shown in FIG. 11, the equipotential surface 230 in the vicinity of the opening 206f is curved along the mesh grid 206h, so that electrons passing through the periphery away from the center line of the opening 206f The electron beam 231 is linearly converged on the phosphor screen 204 by being deflected in the direction of the center line of 206f. For this reason, the density of the electron beam 231 for exciting the phosphor is increased and the luminance is improved. Further, since the electron beam 231 converges in a linear shape, it is possible to prevent a leaky light emission of a phosphor display adjacent to the light emission display with good resolution. According to this embodiment, the degree of convergence of the electron beam 231 can be adjusted by changing the distance between the bottom surface of the mesh grid 206h and the opening 206f of the grid housing 206d and the slope of the slope of the mesh grid 206h.

次に、この発明の蛍光表示装置における第2の実施の形態について説明する。
図12は、この発明の第2の実施の形態である画像管の構成を示す部分断面図であり、同図において図10と同一符号は同一部分を示す。この画像管が第1の実施の形態に示した画像管と異なる点は、カソード構体の電子放出部にカーボンナノチューブを電子源とした電界放出型電子放出源を用いたことである。
Next, a second embodiment of the fluorescent display device according to the present invention will be described.
FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an image tube according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same reference numerals as those in FIG. 10 denote the same parts. This image tube is different from the image tube shown in the first embodiment in that a field emission type electron emission source using carbon nanotubes as an electron source is used for the electron emission portion of the cathode structure.

このカソード構体206は、セラミック基板206aと、セラミック基板206a上に設けられた基板電極221と電子放出層222とグリッドハウジング206dとからなる電子放出部と、これら電子放出部の電極を背面パネル208下面側に配置されたプラグ216にはめ込まれたリードピン209に接続するための電極配線211とから構成されている。セラミック基板206aは、矩形状で、中心部に陽極リード210を通すための貫通孔が設けられており、低融点フリットガラス215で背面パネル208に接着固定されている。   The cathode assembly 206 includes a ceramic substrate 206a, an electron emission portion including a substrate electrode 221 provided on the ceramic substrate 206a, an electron emission layer 222, and a grid housing 206d. It is comprised from the electrode wiring 211 for connecting with the lead pin 209 inserted in the plug 216 arrange | positioned at the side. The ceramic substrate 206a has a rectangular shape and is provided with a through-hole for passing the anode lead 210 in the center, and is bonded and fixed to the back panel 208 with a low melting point frit glass 215.

基板電極221は、セラミック基板206a上に各蛍光体層204R,204G,204Bと1対1に対応して配置された平面形状が長方形状の導電膜で形成されており、各基板電極221は同じ導電膜の配線で行方向に接続されている。この導電膜は、10μm程度の厚さとなるように銀あるいはカーボンを導電材料として含んだ導電性ペーストを所定のパターンでセラミック基板206a上にスクリーン印刷した後、焼成して形成している。この場合、基板電極221は、前述した印刷で形成するものに限られるものではなく、例えば、周知のスパッタリング法とエッチング法を用いて形成された厚さ1μm程度のアルミニウム薄膜で構成してもよい。   The substrate electrode 221 is formed by a conductive film having a rectangular planar shape arranged on the ceramic substrate 206a in a one-to-one correspondence with each phosphor layer 204R, 204G, 204B, and each substrate electrode 221 is the same. They are connected in the row direction by conductive film wiring. The conductive film is formed by screen-printing a conductive paste containing silver or carbon as a conductive material in a predetermined pattern on the ceramic substrate 206a so as to have a thickness of about 10 μm, and then firing. In this case, the substrate electrode 221 is not limited to the one formed by printing as described above, and may be composed of, for example, an aluminum thin film having a thickness of about 1 μm formed by using a known sputtering method and etching method. .

また、基板電極221間のセラミック基板206a上及び上記導電膜の配線上には、低融点のフリットガラスを含む絶縁ペーストをスクリーン印刷した後、焼成して形成した絶縁膜212が設けられている。電子放出層222は、複数のカーボンナノチューブが集合して構成された柱状グラファイトを含む導電膜で構成されており、導電性を有する粘性溶液に柱状グラファイトを分散させたペーストを基板電極221上にスクリーン印刷した後、焼成し、その後に表面をレーザ照射して表面の導電性粒子とバインダーと柱状グラファイト中の炭素の多面体粒子とを蒸発させて除去し形成される。この電子放出層222は厚さ20〜100μmで、導電膜から露出した柱状グラファイト表面に多数のカーボンナノチューブが均一に分布しており、それぞれのカーボンナノチューブが電子放出源として動作する。なお、柱状グラファイトは、第3の参考例で説明したように先端が開口したカーボンナノチューブが得られるように加工したものを用いてもよい。   In addition, an insulating film 212 is formed on the ceramic substrate 206a between the substrate electrodes 221 and on the wiring of the conductive film. The insulating film 212 is formed by screen-printing an insulating paste containing frit glass having a low melting point and then baking it. The electron emission layer 222 is composed of a conductive film including columnar graphite formed by aggregating a plurality of carbon nanotubes, and a paste in which columnar graphite is dispersed in a conductive viscous solution is screened on the substrate electrode 221. After printing, firing is performed, and then the surface is irradiated with laser to remove the conductive particles on the surface, the binder, and the carbon polyhedral particles in the columnar graphite by evaporation. The electron emission layer 222 has a thickness of 20 to 100 μm, and a large number of carbon nanotubes are uniformly distributed on the surface of the columnar graphite exposed from the conductive film, and each carbon nanotube operates as an electron emission source. In addition, as described in the third reference example, the columnar graphite may be processed so as to obtain a carbon nanotube having an open end.

グリッドハウジング206dは、電子放出層222を1列分まとめて覆う外形が直方体状のキャップであり、セラミック基板206a上に所定の列数分搭載されている。このグリッドハウジング206dは、第1の実施の形態と同じ構成であるので、説明を省略する。基板電極221とグリッドハウジング206dは、セラミック基板206aに設けられた開口部(図示せず)から一部がセラミック基板206a下面に引き出され、この下面に設けられた対応する電極配線211にそれぞれ接続されている。これらの電極配線211は、背面パネル208と枠状の側板201の間から低融点フリットガラス203を貫通して真空容器外へ引き出され、プラグ216にはめ込まれたリードピン209に接続されている。また、カソード構体206以外は、第1の実施の形態と同じであるので、説明を省略する。   The grid housing 206d is a cap having a rectangular parallelepiped shape that covers the electron emission layers 222 in one row, and is mounted on the ceramic substrate 206a for a predetermined number of rows. Since the grid housing 206d has the same configuration as that of the first embodiment, description thereof is omitted. The substrate electrode 221 and the grid housing 206d are partly drawn from the opening (not shown) provided in the ceramic substrate 206a to the lower surface of the ceramic substrate 206a and connected to the corresponding electrode wiring 211 provided on the lower surface. ing. These electrode wirings 211 pass through the low melting point frit glass 203 from between the back panel 208 and the frame-shaped side plate 201 and are drawn out of the vacuum vessel, and are connected to lead pins 209 fitted into the plugs 216. Further, since the structure other than the cathode structure 206 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

このように構成される画像管は、まず、外部回路から陽極電極構体205に10KV程度の高電圧を供給し、Alメタルバック膜207にこの高電圧が印加された状態としておく。このような状態において、グリッドハウジング206dに300〜500Vの電圧を印加しておき、基板電極221に印加する電圧を0V若しくは負電圧とすると、グリッドハウジング206dと交差した基板電極221上の電子放出層222から電子が放出される。電子放出層222から放出された電子は、グリッドハウジング206dのメッシュ状グリッド206hから引き出され、金属板陽極205bにより加速されてAlメタルバック膜207を貫通して蛍光面204に衝突し、蛍光面204を構成する蛍光体を励起させて蛍光体に応じた発光色で発光する。この発光が前面パネル202を透過して前面側から出射され発光表示されることになる。   In the image tube configured in this manner, first, a high voltage of about 10 KV is supplied from the external circuit to the anode electrode assembly 205, and this high voltage is applied to the Al metal back film 207. In such a state, when a voltage of 300 to 500 V is applied to the grid housing 206d and the voltage applied to the substrate electrode 221 is 0 V or a negative voltage, the electron emission layer on the substrate electrode 221 intersecting with the grid housing 206d. Electrons are emitted from 222. The electrons emitted from the electron emission layer 222 are drawn out from the mesh grid 206h of the grid housing 206d, accelerated by the metal plate anode 205b, penetrate the Al metal back film 207, and collide with the phosphor screen 204. Is excited to emit light in an emission color corresponding to the phosphor. This emitted light is transmitted through the front panel 202 and emitted from the front side to be displayed.

また、基板電極221に印加する電圧をグリッドハウジング206dに対して等電位若しくは正電位とすると電子ビームが放出されないので発光表示はされない。よって、基板電極221に印加する電圧を制御することにより電子ビームの電流を制御して、表示画素の点灯・消灯と点灯時の輝度調節を行うことができるので、各列のグリッドハウジング206dに順次所定の正電圧が印加されるように走査させるとともに、各行の基板電極221に印加する電圧を制御することでマトリクス状に配置された画素の発光を制御して所望のパターンを表示することができる。この場合、選択されていないグリッドハウジング206dは0V若しくは負電圧として不要な発光を抑止するようにしておくことは言うまでもない。   In addition, when the voltage applied to the substrate electrode 221 is set to an equipotential or positive potential with respect to the grid housing 206d, no electron beam is emitted, so that no light emission display is performed. Therefore, by controlling the voltage applied to the substrate electrode 221, the current of the electron beam can be controlled to turn on / off the display pixels and adjust the brightness at the time of lighting. Scanning is performed so that a predetermined positive voltage is applied, and by controlling the voltage applied to the substrate electrode 221 in each row, light emission of pixels arranged in a matrix can be controlled to display a desired pattern. . In this case, it goes without saying that the grid housing 206d that is not selected is set to 0 V or a negative voltage to suppress unnecessary light emission.

この実施の形態によっても、図13に示すように、開口部206f近傍の等電位面230が、メッシュ状グリッド206hに沿うように湾曲するので、開口部206fの中心線から離れた周辺を通過する電子が開口部206fの中心線方向に偏向されて、蛍光面204に電子ビーム231が線状に収束する。このため、蛍光体を励起する電子ビーム231の密度が高くなり輝度が向上する。この実施の形態では、電子ビームが線状に収束することにより、きれのよい発光表示と隣接する蛍光体のもれ発光防止が可能となる効果に加えて、フィラメントカソードが不要であるため、構成が簡略化され組立が簡単になるという効果が得られる。   Also in this embodiment, as shown in FIG. 13, the equipotential surface 230 in the vicinity of the opening 206f is curved so as to follow the mesh grid 206h, so that it passes through the periphery away from the center line of the opening 206f. Electrons are deflected in the direction of the center line of the opening 206f, and the electron beam 231 converges linearly on the phosphor screen 204. For this reason, the density of the electron beam 231 for exciting the phosphor is increased and the luminance is improved. In this embodiment, since the electron beam converges in a linear shape, the filament cathode is unnecessary in addition to the effect of enabling the prevention of leaking light emission of the bright phosphor display and the adjacent phosphor. Is simplified, and the assembly is simplified.

第1の参考例の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the 1st reference example. 図1の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of FIG. 第2の参考例の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the 2nd reference example. 図2の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of FIG. 第3の参考例の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the 3rd reference example. 図5の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of FIG. 第4の参考例の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the 4th reference example. 図7の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of FIG. 第1の実施の形態の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the structure of 1st Embodiment. 図10の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of FIG. 第2の実施の形態の構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing the composition of a 2nd embodiment. 図12の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of FIG. 従来の画像管の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the conventional image tube.

符号の説明Explanation of symbols

101…ガラスバルブ、102…フェースガラス、103,203,215…低融点フリットガラス、104,204…蛍光面、105,205…陽極電極構体、105a…リング状陽極、105b…円筒状陽極、105c…Baゲッター、106,206…カソード構体、106a,206a…セラミック基板、106b,206b…背面電極、106c,206c…フィラメントカソード、106d,206d…グリッドハウジング、106e,106h,206h…メッシュ状グリッド、106f,206f…開口部、106i…スペーサ、106j…フィラメントサポート、107,207…Alメタルバック膜、107a…接触片、108…ステムガラス、108a…排気管、109a,109b,109c,109d,109e,109f,209…リードピン、110,210…陽極リード、111b,111c,111d,111e,111f…カソードリード、121…柱状グラファイト、121a…カーボンナノチューブ、122…導電性接着剤、126,221…基板電極、130,230…等電位面、131,231…電子ビーム、202…前面パネル、201…側板、204B…青色発光蛍光体層、204G…緑色発光蛍光体層、204R…赤色発光蛍光体層、205b…金属板陽極、208…背面パネル、211…電極配線、212…絶縁膜、213…黒色絶縁層、214…陽極配線、216…プラグ、222…電子放出層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Glass bulb, 102 ... Face glass, 103, 203, 215 ... Low melting point frit glass, 104, 204 ... Phosphor screen, 105, 205 ... Anode electrode assembly, 105a ... Ring-shaped anode, 105b ... Cylindrical anode, 105c ... Ba getter, 106, 206 ... cathode structure, 106a, 206a ... ceramic substrate, 106b, 206b ... back electrode, 106c, 206c ... filament cathode, 106d, 206d ... grid housing, 106e, 106h, 206h ... mesh grid, 106f, 206f ... opening, 106i ... spacer, 106j ... filament support, 107, 207 ... Al metal back film, 107a ... contact piece, 108 ... stem glass, 108a ... exhaust pipe, 109a, 109b, 109c, 109d, 109e 109f, 209 ... lead pins, 110, 210 ... anode leads, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f ... cathode leads, 121 ... columnar graphite, 121a ... carbon nanotubes, 122 ... conductive adhesive, 126, 221 ... substrate electrodes, 130, 230 ... equipotential surface, 131, 231 ... electron beam, 202 ... front panel, 201 ... side plate, 204B ... blue light emitting phosphor layer, 204G ... green light emitting phosphor layer, 204R ... red light emitting phosphor layer, 205b ... Metal plate anode, 208 ... back panel, 211 ... electrode wiring, 212 ... insulating film, 213 ... black insulating layer, 214 ... anode wiring, 216 ... plug, 222 ... electron emission layer.

Claims (6)

電子放出部と、陽極と、前記電子放出部と前記陽極との間に所定距離をおいて配置された制御電極とがそれぞれ少なくとも1つ内蔵され、かつ少なくとも一部が透光性を有する表示面を含むとともに内部が真空排気された外囲器と、
この外囲器の前記表示面側の内壁に塗布され、前記電子放出部から放出され前記陽極電極により加速された電子の衝突によって励起発光する少なくとも1つの蛍光体膜とを備えた蛍光表示装置において、
前記制御電極は、
前記電子放出部から放出される電子を前記表示面側に通過させる開口部を有する金属部材と、
前記開口部を覆うように前記金属部材と前記電子放出部との間に配置され、かつ前記金属部材と電気的に接続された金属メッシュ部材と
により構成され、
前記金属メッシュ部材は、前記金属部材の開口部から前記電子放出部の方向に突き出した溝形状である
ことを特徴とする蛍光表示装置。
A display surface having at least one electron-emitting portion, an anode, and at least one control electrode disposed at a predetermined distance between the electron-emitting portion and the anode, and at least a part having a light-transmitting property And an envelope whose inside is evacuated,
A fluorescent display device comprising: at least one phosphor film that is applied to an inner wall of the envelope on the display surface side and is excited and emitted by collision of electrons emitted from the electron emission portion and accelerated by the anode electrode ,
The control electrode is
A metal member having an opening through which electrons emitted from the electron emission portion pass to the display surface side;
A metal mesh member disposed between the metal member and the electron emission portion so as to cover the opening, and electrically connected to the metal member;
The fluorescent display device, wherein the metal mesh member has a groove shape protruding from an opening of the metal member toward the electron emission portion.
前記蛍光体膜は長方形状であり、前記金属部材の開口部は、前記蛍光体膜の長手方向に長い形状であることを特徴とする請求項1記載の蛍光表示装置。   2. The fluorescent display device according to claim 1, wherein the phosphor film has a rectangular shape, and the opening of the metal member has a shape that is long in the longitudinal direction of the phosphor film. 前記電子放出部は、通電加熱されて熱電子を放出するフィラメントカソードであることを特徴とする請求項1または2記載の蛍光表示装置。   The fluorescent display device according to claim 1, wherein the electron emission portion is a filament cathode that emits thermoelectrons when energized and heated. 前記電子放出部は、カーボンナノチューブから構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の蛍光表示装置。   The fluorescent display device according to claim 1, wherein the electron emission portion is composed of carbon nanotubes. 前記電子放出部は、先端が開口したカーボンナノチューブを備えていることを特徴とする請求項1または2記載の蛍光表示装置。   The fluorescent display device according to claim 1, wherein the electron emission portion includes a carbon nanotube having an open end. 発光色の異なる蛍光体膜が隣接して配置されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の蛍光表示装置。
6. The fluorescent display device according to claim 1, wherein phosphor films having different emission colors are arranged adjacent to each other.
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