JPH0132625B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は多数の線状あるいはコイル状の熱陰
極及びこの熱陰極を保し、かつ各熱陰極に供給す
るリードフレームを具備する平面状電子源に係
り、特に平板状デイスプレイ装置に好適な平面状
電子源に関する。

平板状デイスプレイ装置としてはエレクトロル
ミネツセンス方式、プラズマ方式などが知られて
いる。これらは文字表示のように低密度画像用の
ものとしては実用化されているが、高速走査で、
かつ高密度画像が必要なテレビジヨン用などには
発光効率に限界があり実用化は困難である。この
ためテレビジヨン用などには高真空中で電子ビー
ムを加速して蛍光体層に射突し、発光させる電子
加速式の平板状デイスプレイ装置が注目されてい
る。

この電子加速式の平板状デイスプレイ装置の発
想は古くからあり、少なくとも米国特許第
2558019号明細書にさかのぼるが、平板状デイス
プレイ装置用としての電子線源に適当なものがな
かつたことや、走査、駆動回路などに難があつた
ため実用化に至つていない。

出願人は前述した電子線源に注目し、腕時計の
照明などに使用し得る極めて径小な発熱体の技術
と、IC走査メモリ回路技術によつて大画面の平
板状デイスプレイ装置を完成することが出来た。

次にこの様な平板状デイスプレイ装置の一例を
第１図乃至第５図によつて説明する。

即ち、第１図は対角長が約1.2ｍの平板状デイ
スプレイ装置１の外観斜視図であり、蛍光体スク
リーンが内面に被着形成されたガラスからなる平
板状パネル上に透明プラステイツク板、ガラス板
などからなる保護板２及びこの保護板２の周縁部
に設けられた額縁状の支持体３と、この支持体３
のフランジ部４に設けられた取付孔部５などから
形成されている。

次に内部構造を第２図及び第３図によつて説明
すると、平板状デイスプレイ装置１は裏面外囲器
を形成する金属板などからなる背面基板８にスペ
ーサ９が固定されており、このスペーサ９上に孔
部１０ａを有し金属からなる支持板１０と、ガラ
スなどの無機物質からなる孔部１１ａを有する絶
縁支持板１１と、この絶縁支持板１１の後述する
画素間に配設されたリボン状の支持体を多数並列
に形成したリードフレーム１２即ち、リードフレ
ーム１２には約2.6μｍφのコイル状ヒータの少な
くとも所定部に熱電子放出物質を塗布形成した熱
陰極１３の両端部が保持され、この熱陰極１３の
加熱用電流を供給すると共に熱陰極１３を空間的
に支持する平面状電子源１４を形成している。こ
の場合熱陰極に印加される電圧は0.5V位である。

次にこの平面状電子源１４上にはガラスなどの
無機質からなり、熱陰極１３の有効部に対応する
位置に孔部を有する絶縁支持板１５が設けられ、
この絶縁支持板１５上には平板状デイスプレイ装
置１の垂直軸Ｙ方向に多数のリボン状の電極片か
らなる第１の電極群１６が互いに独立し、平面状
電極を形成するように配設されており、この第１
の電極群１６には熱陰極１３の有効部に対応する
位置にそれぞれ絶縁支持板１５の孔部よりやや径
小な孔部１６ａが設けられている。

次に、この第１の電極群１６からなる平面状電
極上には前述した絶縁支持板１５と同様な絶縁支
持板１７が設けられ、この絶縁支持板１７上には
平板状デイスプレイ装置１の水平軸Ｘ方向に多数
のリボン状の電極片からなる第２の電極群１８が
互いに独立し、平面状電極を形成するように配設
され、この第２の電極群１８には前述した第１の
電極群１６の孔部１６ａと同様な孔部１８ａが設
けられている。

次に、この第２の電極群１８からなる平面状電
極上には多数の孔部１９ａが設けられた絶縁支持
板１９を介して第２の電極群１８の孔部１８ａに
対応する位置に孔部２０ａを有する平面状の第３
の電極２０が設けられている。

最後に、この第３の電極２０上には絶縁無機質
からなる断面形状がほぼ円形のスペーサ２１を介
して内面に画素２２が形成される蛍光面スクリー
ンが被着形成された平面状パネル２３が設けられ
ている。この画素２２数は白黒の場合約250KP、
カラーの場合約750KPとなつている。

前述した構造の平板状デイスプレイ装置１は１
画素１熱陰極からなり、この熱陰極から放出され
る熱電子を第１の電極群１６、第２の電極群１８
により制御し、第３の電極２０及び高電圧の印加
された蛍光体スクリーンのメタルバツク層を介し
て蛍光体からなる画素２２に加速射突させる最も
簡単な構造になつている。

そして、この平板状デイスプレイ装置１の駆動
は、例えば第１の電極群１６を映像電極、第２の
電極群１８をセレクト電極として使用している。
これはセレクト電極に例えば−16Vの電圧が印加
されたときオフの状態となり、すべての電子ビー
ムはカツトオフされ、0Vの電圧が印加されたと
きオンの状態となつて映像電極へ入力された映像
信号に応じた電子ビームが第３の電極２０を通過
して画素２２へ加速されていく。このため第３の
電極２０には＋200V乃至＋500Vの電圧が印加さ
れ、また蛍光体スクリーンのメタルバツク層には
＋2KV乃至＋5KVの電圧が印加されるようにな
つている。従つて第４図に示すように第１の電極
群１６に印加される映像信号３１は第２の電極群
１８の電位が0Vのときの第１の電極群１６のカ
ツトオフ電圧V₁に重畳された映像ドライブ電圧
V₂は出力電流I_Kと第１の電極群１６の電圧−電
流特性曲線３２に応じた電流I_Zを有する電子ビー
ム３３が画素２２へ到達するようになつている。

さて、前述した状態で平板状デイスプレイ装置
１を駆動した場合、第５図に示すように映像電極
である第１の電極群１６の中央の電極片１６₁の
カツトオフ電圧V₁はこれに並設されている両側
の電極片１６₂，１６₃に印加されている電位によ
つて大きく影響されるという現象が起り、平板状
デイスプレイ装置１の正常な動作を妨げることに
なる。例えば第５図の様な電極配列において、リ
ードフレーム１２の一方を接地し、他方に＋
0.55Vを印加し、中央の電極片１６₁、第２の電極
群１８には0V、両側の電極片１６₂，１６₃には
−16V、さらに第３の電極２０には＋300Vを印
加した状態での等電位線は曲線群４１に示すよう
になり他の電極片１６₂，１６₃の電圧によつて孔
部の中心線４２上の電位分布が影響を受けている
ことがわかる。

このような現象は第１の電極群１６を形成する
電極片１６₁，１６₂，１６₃間ピツチ、第１の電
極群１６、第２の電極群１８を形成する電極片の
巾、孔部１６ａ，１８ａなどのピツチ、各電極１
３，１６，１８，２０及び蛍光体スクリーンのメ
タルバツク層間の距離及び印加電圧などに依存す
るため、例えば熱陰極１３と第１の電極群１６間
の距離を狭くするか、電極片１６₁，１６₂，１６
_３間のピツチを大きくするなどにより、ある程度
防ぐことが可能である。しかし平板状デイスプレ
イ装置１は高速走査で、かつ高密度、高輝度画像
を得ることができるように作られているので前述
のような各電極の機械的仕様および電気的仕様を
あまり変更することは好ましくない。

本発明は前述した平板状デイスプレイ装置の諸
問題に鑑みなされたものであり各電極の機械的仕
様および電気的仕様を変更することなく、映像電
極である第１の電極相互間の電位の影響を防止し
得る、特性の良好な平板状デイスプレイ装置を得
ることが可能な平面状電子源を提供することを目
的としている。

次に本発明の平面状電子源の第１の実施例を第
６図及び第７図により説明する。この場合第１の
電極群、第２の電極群、第３の電極、蛍光体スク
リーンなどは第２図と略同様なので特に説明しな
い。

即ち、第６図に示す平面状電子源３４は第１の
電極１６側から見た図であるが第３図に示したも
のと異なり、熱陰極１３を支持するリードフレー
ム３２の各リボン状の支持体３２₁，３２₂，３２
_３が交互に熱陰極間の間隙部に熱陰極１３に当接
しない程度に突出部３２_1a，３２_1b，３２_2a，３
２_2b，３２_3a，３２_3bを対設する各リボン状の支
持体３２₁，３２₂，３２₃に形成し、リボン状の
支持体３２₁，３２₃と３２₂とは印加される電圧
が異なつているため、僅かな間隙３２_cが設けら
れている。このような形状のリードフレーム３２
は打抜き、エツチング処理などにより簡単に造る
ことが出来る。

平面状電子源３４を前述の如く構成することに
よつて映像電極である第１の電極群１６の中央の
電極片１６₁のカツトオフ電圧はこの電極片１６₁
に隣接する両側の電極片１６₂，１６₃によつて影
響されなくなる。即ち、例えばリボン状の支持体
３２₂を接地し、これに隣接する他のリボン状の
支持体３２₁，３２₃に＋0.55Vを印加し、電極片
１６₁と第２の電極１８には0V、この電極片１６
_１に隣接する他の電極片１６₂，１６₃には−16V、
第３の電極１８には＋300Vを印加した状態での
等電位線群４３は第７図に示すように形成され、
他の電極片１６₂，１６₃の電圧によつても孔部の
中心線４４上の電位分布は影響を受けない。第５
図、第７図を対比して更に説明すると明らかな様
に第５図の構造においては各熱陰極間には広い自
由空間領域が拡がつており、電極片１６₁に隣接
する他の電極片１６₂，１６₃が前記自由空間領域
に浸透してゆき、孔部中心線４２上の電位分布を
乱してしまうが、本実施例に於ては各熱陰極１３
間には定電位の突出部が存在するため電極片１６
_１の両隣の電極片１６₂，１６₃の電位の拡がりを
押え、個々の電極片１６₁，１６₂，１６₃の電気
的独立を高めており、孔部中心線４４の電位分布
への影響をなくしているものである。勿論第７図
においても電極片１６₁の両隣の電極片１６₂，１
６₃を例えば−100Vと極端に小さくしたり、第１
の電極群１６、と平面状電子源１４の距離を大き
くするなど変化させれば、孔部中心線４４上の電
位分布４３は電極片１６₂，１６₃の電位の影響を
受けるようになるが、実際の平板状デイスプレイ
装置の駆動時には第１の電極群、第２の電極群の
電位を極端に小さくすることはないし、また各電
極の機械的仕様もあまり変化させることがないの
で問題はない。

本実施例の利点は、前記説明から明らかな如
く、機械的仕様および電気的仕様をなんら変更す
ることなく第１の電極１６の個々の電極片の電気
的独立を高めることができることであり、本実施
例を使用することによつて平板状デイスプレイ装
置を正常に動作させることが出来るし、第１の電
極群１６のカツトオフを容易に深くすること、及
び0Vバイアス時の熱陰極のフイラメント電流
M_IKを多くすることが可能であり、平板状デイス
プレイ装置１としての輝度向上を図ることができ
ると共に各画素のカツトオフ電圧のばらつきを無
視することも可能となる。

これに対して第２図に示すような電極構成では
第１の電極１６のカツトオフ電圧V₁を深くする
ことが構造上難しく、また熱陰極の形状のために
第１の電極群のカツトオフ電圧は平面状熱陰極に
比較し、さらに浅くなる傾向にある。このため第
４図に示すように0Vバイアス時の陰極電流M_IK
は小さくなり、画素の輝度低下を招くことになる
と共に各画素に対応する第１の電極のカツトオフ
電圧のばらつきが相対的に無視できなくなるな
ど、実用上不都合を生じていた。これに対し本実
施例の平面状電子源を使用することにより各熱陰
極間に広がつていた自由空間領域がなくなり、平
面状電子源の場合と同程度のカツトオフ電圧を得
ることができるので前述した不都合を減少させる
ことができる。

前記実施例においてはリードフレーム３２の各
リボン状の支持体には交互に各熱陰極１３の間隙
部にこの熱陰極に当接しない程度に突出部を形成
したがこれに限定されるものではなく第８図に示
すようにリードフレーム５２の各リボン状の支持
体５２₁，５２₂に熱陰極１３の間隙部を各熱陰極
１３に当接しない程度に一方向に突出部５２_1a，
５２_2aを形成させることも出来るし、他の構造を
取ることも出来る。

また前記実施例では熱陰極をコイル状にしたが
これは線状にしても同様であり更に第１の電極群
をセレクト電極、第２の電極群を映像電極とした
場合にもそのまま適用出来ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は平板状デイスプレイ装置の
一例を示す図であり、第１図は完成斜視図、第２
図は内部構造を示す一部拡大斜視図、第３図は平
面状電子源を示す平面図、第４図は映像信号と陰
極電流との関係を示す説明図、第５図は第１の電
極を構成する電極片が他の電極片により乱された
電界分布を示す説明図、第６図及び第７図は本発
明の平面状電子源の第１の実施例を示す図であ
り、第６図は一部拡大平面図、第７図は第６図の
平面状電子源を他の電極と組合わせてＸ−Ｘ線に
沿つて切断して電界分布を示した断面図、第８図
は本発明の平面状電子源の第２の実施例を示す平
面図である。 １２，３２，５２……リードフレーム、１２₁，
１２₂，１２₃，３２₁，３２₂，３２₃，５１₁，５
２₂，５２₃……リボン状支持体、１３……熱陰
極、１６……第１の電極群、１６₁，１６₂，１６
_３……電極片、１８……第２の電極群、２０……
第３の電極蛍光体、２２……スクリーン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ほヾ平面状に配設された多数の線状あるいは
   コイル状の熱陰極と、前記熱陰極を保持し、かつ
   各熱陰極に所定の電流を供給する多数のリボン状
   の支持体からなるリードフレームを具備する平面
   状電子源において、前記多数のリボン状の支持体
   が前記線状あるいはコイル状の熱陰極間の間隙部
   に前記線状あるいはコイル状の熱陰極に当接しな
   い程度に突出部を有する形状になされていること
   を特徴とする平面状電子源。