JPH02288135A - 平板型表示装置とその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はカラーテレビジピン受像機、計算機の端末デイ
スプレィ等に用いられる平板型表示装置に関するもので
ある。

従来の技術 従来から電子ビームを用いた平板型表示装置は種々開発
されてきた。電子源の形態から大別すると、１．単一電
子源、２．線状電子源、３６面状電子源、の３種類に分
類される。単一電子源の代表例としては、偏平管、電子
増倍板の組み合せの２種がある。偏平管は既に小型白黒
テレビとして実用化されているが、電子ビームの集束性
、偏向特性の点で大型かが困難と言われている。また電
子増倍板との組み合せとして、特開昭４８−３８９７４
号公報に記述されているような電子増倍電極を複数枚積
層して単一電子源からの電子ビーム量が少なくても十分
な輝度が得られる構造に形成されている。線状電子源の
代表例としては、特開昭５２−２８２５６号公報に記述
されているように表示装置の一辺から放出された電子ビ
ームを蛍光体面と平行に走行させるビームガイド方式の
構造を提案し大型表示装置の一部を試作している。面状
電子源の代表例としては、特開昭５３−３８２［ｆＯ号
公報、特開昭５５−３３７３４号公報に記述しである平
板型表示装置がある。

この表示装置は線状陰極とビーム偏向手段の組み合せに
て、画像を表示しようとするものである。

また、米国特許３９３５５００号明細書に記載されてい
る表示装置は、ヘアピン型のポイント陰極を列状に配置
して電子源として用いたものである。特開昭５６−２８
４４５号公報に記載されている表示装置は、フィラメン
トを部分的にコイル状にして配置した電子源の形態を取
っている。

発明が解決しようとする課題 このような従来構成の平板型表示装置では次のような問
題点がある。一つは、大型には不向きな偏平管を除いて
、何れも面状電極を複数枚積層し、特開昭５Ｇ−２８４
４５号公報に記載された構造を除いて、偏向手段を用い
た、より一層複雑な構造になっている。そのために表示
装置がたいへん高価になる問題点がある。

更に別な問題点としては、上記の、ヘアピン型のポイン
ト陰極を列状に配置して電子源としたり、フィラメント
を部分的にコイル状にして配置した電子源の形態を取っ
ている構造では、電子源部での熱伝導損失が非常に大き
く、パネルとしての消費電力が大となり実用的には不十
分である。

課題を解決するための手段 本発明においては、上記従来の問題点を解決するため、
マトリックス状に行と列から構成される線状導電体の互
いに交差する部分を、行と列に印加される温度の加算に
より所定の温度にし、その部分を電子を放出する電子源
として用いる。

また、駆動方法として、前記行と列の少なくとも一方に
表示用の変調信号もしくは走査信号を印加する駆動方法
を用いる。

作用 本発明においては、マトリックス状に行と列から構成さ
れる線状導電体の互いに交差する部分を、行と列に印加
される温度の加算により所定の温度にし、その部分を電
子を放出する電子源とする手段を用いることにより、通
常の動作時においても電子源全面に渡って常に所定の温
度にする必要はなく、電子が放出するときに少なくとも
所定の温度になっていれば良いことになる。そのため、
従来のように常に熱伝導損失あるいは熱輻射損失等が発
生することなく、極めて低消費電力で電子源部を構成す
ることが出来る。

また、駆動方法として、前記行と列の少なくとも一方に
表示用の変調信号もしくは走査信号を印加する駆動方法
を用いることにより、変調信号、走査信号を印加する電
極を別に配置する事なく極めて簡単に電極構成を形成す
ることが出来、低価格な平板型表示装置が実現できる。

実施例 本発明の一実施例を説明する。第１図（ａ）は本発明の
一実施例の要部斜視図である。第１図（ｂ）は本発明の
一実施例の電子源部の部分拡大図である。本発明の一実
施例はガラス等の透明な絶縁板で出来た背面板１と陽極
板４で容器が形成されている。陽極板４はＩＴＯ等の透
明な導電性薄膜で形成され、その上に蛍光体が塗布され
ている。また背面板１には背面電極２としてアルミニュ
ウムなどの金属の薄膜が付着されている。電子源部のマ
トリックス状に行（・・・、Ａｎ−１，Ａｎ、Ａｎ＋Ｉ
　１・・・）と列（・・・、Ｂｎ−１、Ｂｎ　、Ｂｎ＋
１　、・・・）から構成される線状導電体５としてはタ
ングステンの細線７が用いられる。

細線の径は数μｍから数十μｍである。行の線状導電体
はタングステンの細線７をコイル状にしそこに熱電子放
出物質８であるバリュウム、ストロンチエラム、カルシ
ュラムの酸化物を塗布して形成されている。一方、列の
線状導電体はタングステンの細線９にアルミナ１０を塗
布して形成されている。背面板の上下の端辺に列の線状
導電体を架張し、左右の端辺にコイル状にした行の線状
導電体を架張してマトリックスを構成する。行の線状導
電体のピッチは０．５　ｍ　ｍ１　　列の線状導電体の
ピッチは０．５ｍｍである。このマトリックス状に構成
された線状導電体と発光手段との間に面状電極３を配置
している。この面状電極３は０．２ｍｍの板厚の４２−
６合金板で出来ており、電子ビームの通過孔６として０
．３ｍｍの直径の丸孔が行、列それぞれｏ、ｓｍｍのピ
ッチで形成されている。また、ガラス板である陽極板上
に蛍光体を塗布しその上にアルミニュウム薄膜を形成し
たものでも良い。更に蛍光体として赤、緑、青の三色蛍
光体を塗布してもよい。この場合各々の三色蛍光体に合
わせて行または列の線状導電体を配置することも十分可
能である。即ち、マトリックス状に構成された電子源の
各々を一画素毎に配置させることが出来る。

このことによって偏向する電極を新たに付加する必要も
無くなる。

次に駆動方法について述べる。行と列の線状導電体の各
々に予め直流電流を印加して１００から２００°Ｃに温
度を上昇させておく。加熱用パルス電流とそれによって
線状導電体が加熱され上昇する温度との関係を時間軸を
同一にして第２図に示す。この図でわかるようにパルス
電流期間と所定の温度に上昇している期間とは少しのず
れが生じている。

即ち電子ビームが放出される時間はパルス電流が印加さ
れる時間より少し遅れることがわかる。更に所定の温度
上昇後室温近くまで下がる時間が非常に長いことがわか
る。即ち、線状導電体に電流を印加して加熱し、所定の
温度まで上げ下げする時の応答が非常に遅いことがわか
る。そのために予めある一定の低い温度まで電子源部を
上昇させておき、そこからパルス電流を印加して所定の
温度に上げ、また前記一定の低い温度まで下げることに
すれば、非常に早い応答にて温度の上げ下げが可能とな
る。

一般に真空中での熱損失は伝導と輻射がほとんどである
。伝導は線状導電体を架張したときの端部と、更にマト
リックスを形成する他方の線状導電体との接触部だけで
ある。接触部は温度を上げる部分であるから有効な伝導
である。端部は全くの損失となる。しかし端部は線状導
電体の熱損失から比較すれば僅かである。そのため熱損
失としては輻射が大きな部分を占める。ステファンボル
ツマンの法則により、Ｐ＝Ｓ・σ・ε・Ｔ４が成り立つ
。ここでＰは輻射による全熱損失、Ｓはその物体の表面
積、σはステファンボルツマン定数、εはその物体の放
射係数、Ｔはそのときの絶対温度を示す。温度が４乗で
熱損失に効くところがポイントである。だから予め所定
の温度より低い温度まで上げていても熱損失は僅かで済
む事になる。

行には線順次走査と電流印加による加熱とを兼用してパ
ルス電流を印加する。これにより行と列との交差する部
分は所定の温度７００℃に到達する。

このことは線順次走査をするための偏向電極或は走査電
極が不要となる。列にはこれに同期して表示信号パルス
電圧を電子ビームが放出されている期間内或は期間以上
の幅で印加する。変調信号としては電子ビームが放出さ
れている期間内に前記表示信号パルス電圧の幅を変調す
ることにより可能となる。また、別な変調方法としては
、表示信号パルス電圧の印加されている期間内に電子ビ
ームの放出する期間を変調することも可能である。

背面電極には行の線状導電体よりも負になる電圧例えば
、−４０Ｖを予め印加しておく。列には背面電極電圧よ
りは高く、行の線状導電体よりは低く、常時負の電圧を
均一に印加しておき、表示信号パルス電圧数Ｖが印加さ
れる。その印加直前に短い幅で加熱用パルス電圧数十Ｖ
が印加される。

この短い幅の加熱用パルス電圧を印加することにより、
行、列交差する部分での温度上昇を急激に行い変調信号
印加時期を大幅に遅らす事なく変調信号印加時間を十分
に取ることが出来る利点がある。また、列には背面電極
電圧よりは高く、行の線状導電体よりは低く、常時負の
電圧を均一に印加することにより、列の線状導電体とし
て表面が絶縁物でも、常に電子源に対して負になるため
その表面でのチャージアップを防止することが出来る利
点もある。そして面状電極には約３０Ｖから１００Ｖの
直流電圧が印加され、陽極板には約ＩＫＶの高圧がかけ
られている。この各電極に印加する駆動波形を第３図に
示す。この図でわかるように、前記したごとく表示信号
電圧と加熱及び走査信号を兼用したパルス電流との印加
時間は少しずれて印加されることになる。この表示信号
電圧が印加されている時間に電子ビームが放出され面状
電極の電子ビーム通過孔を通過し陽極板上の蛍光体に射
突し発光して文字或は画像等を表示できることになる。

線順次走査を行うために、１水平走査線時間分の画素信
号を記憶する装置を備えた駆動回路構成となる。

この平板型表示装置の駆動回路のブロックダイアダラム
を第４図に示す。同期分離回路６１に入力された表示゛
信号は制御信号発生回路６２と表示信号処理回路６３と
に入力される。表示信号処理回路６３においては一水平
走査線分の表示信号を６４０個の信号列に分解し記憶装
置６４に順次記憶させる。記憶装置に記憶された表示信
号は、制御信号発生回路６２からの信号に同期して、列
加熱用パルス電流回路６５からのパルス電流信号と併せ
て、スイッチング回路６８を経て列駆動回路６９に移さ
れパネルの列を形成する線状導電体に印加される。一方
、制御信号回路６２からの制御信号により、行加熱用パ
ルス電流回路６６からのパルス電流信号と加熱用直流回
路からの電流信号とを重畳して行を形成する線状導電体
に印加される。このようにして駆動することによりパネ
ル７０の表示面には種々の表示を行うことが出来る。

本発明の別な一実施例を第５図に示す。この図は行と列
の交差する部分の温度を他に比べより高（して熱効率を
上げるために行或は列の線状導電体の抵抗値を部分的に
変化させた例の部分斜視図である。交差する部分７１の
タングステン線７２の直径は小さく、他は太くしその上
にアルミナ７３を被覆して同じパルス電流を印加しても
直径の小さい部分では抵抗値が高く同じ電流値では熱が
より大きく発生する。この製作はきわめて簡単である。

タングステンの細線を架張し感光液であるレジスト液を
塗布してメツシュ状のマスクを置いて露光現像した後エ
ツチングすれば部分的に直径の異なる細線が出来る。例
えば１０μｍと２０μｍの直径で交互に異なって一本の
タングステン細線を形成することが出来る。

本発明の別な一実施例を第６図に示す。この図は線状導
電体の少なくとも行または列の一方が熱電子放出物質８
１で部分的に付着され或は埋め込まれた例の部分斜視図
である。これはタングステンの芯線８２にコイル状にタ
ングステンの細線８３を巻きその巻線間に熱電子放出物
質８１を付着させた線状導電体である。これにより熱電
子放出物質の剥離を防止するとともに交差するもう一方
の線状導電体とよりつよく接触しても熱電子放出物質が
剥離しないために熱の伝導をより大きくしより一層効率
よく温度を上げることが出来るようになる。例えば、タ
ングステンの芯線径は１５μｍ１　　巻線の線径は１０
μｍ１　　巻線ピッチ５０μｍにてコイル状に作成後バ
リュウム、ストロンチュウム、カルシュラムの炭酸塩を
電着し、巻線部の表面を削り取ることによって製作され
る。

本発明の別な一実施例を第７図に示す。この図は行と列
の双方から絶縁され且つその近傍に導電体を介して熱電
子放出物質が配置された例の部分斜視図である。タング
ステンの細線９１に絶縁物であるアルミナ９２を付着さ
せ、その上にタングステン箔或はニッケル箔９３を付着
し、更にその上に熱電子放出物質９４を付着させて出来
ている線状導電体を、行または列の一方に配置し、他は
単にアルミナ箔９２を付着したタングステンの細線９１
でマトリックスが構成されている。前記実施例で記述さ
れてきた電子源が直熱陰極であるのと比較しこの実施例
で示す電子源は傍熱陰極になっている。この傍熱陰極を
採用することにより、線状の導電体である電子源の両端
での電位差が解消され、電子ビームの初速底の両端での
差が殆ど無くなり、電子ビームの集束等が両端で均一に
なり良好な表示品質が得られる。例えば、５から１０μ
ｍ径のタングステン細線にアルミナを数μｍ付着させそ
の上にニッケル或はタングステンを主成分とした金属膜
を数μｍ蒸着しその上に熱電子放出物質を付着して製作
することが出来る。

発明の効果 本発明によれば、マトリックス状に行と列から構成され
る線状導電体の互いに交差する部分を行と列に電流を印
加して発生する熱の加算により所定の温度にし、その部
分を電子を放出する電子源とすることにより、電極の枚
数を極力削減し、更に電子源での熱効率をより良好にし
て消費電力を低減し、非常に良好な画質できわめて実用
的な平板型表示装置を実現する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図ｉ→は本発明の一実施例における平板型表示装置
の要部斜視 ｈ’ｔＬ ｍの電子源部の部分拡大図、第２図は線状導電体に印加
するパルス電流とそれによって上昇する温度との関係を
時間軸を同一にして示したパルス電流と温度との相関図
、第３図は本発明の一実施例における平板型表示装置の
各電極に印加する駆動波形図、第４図は本発明の一実施
例における平板型表示装置の駆動回路のブロックダイア
グラム図、第５図は本発明の別な一実施例として線状導
電体の抵抗値を部分的に変化させた例の部分斜視図、第
６図は本発明の一実施例として線状導電体に熱電子放出
物質を部分的に付着し或は埋め込んだ例の部分斜視図、
第７図は本発明の別の実施例として行、列の双方から絶
縁され且つその近傍に導電体を介して熱電子放出物質が
配置された例の部分斜視図である。 １・・・背面板、２・・・背面電極、３・・・面状電極
４・・・陽極板、５・・・線状導電体、６・・・電子ビ
ーム通過孔、７．９・・・タングステン線、８・・・熱
電子放出物質、　１０・・・アルミナ。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第　１　図 第 図 第 図 第 図 ｔＣｎ間） 寓 図 ８２て 界 交見する部分 第 図

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）マトリックス状に行と列から構成される線状導電
   体の互いに交差する部分を、行と列に電流を印加して発
   生する熱の加算により所定の温度にし、その部分を電子
   を放出する電子源とし、その電子源から放出される電子
   ビームを制御する電子ビーム制御電極、及びその電子ビ
   ームの射突により発光する発光手段を備えていることを
   特徴とする平板型表示装置。
2. （２）線状導電体の行と列に電流を印加して発生する熱
   が異なることを特徴とする請求項１に記載の平板型表示
   装置。
3. （３）マトリックス状に行と列から構成される線状導電
   体の少なくとも一方の線状導電体は、電流印加時にその
   互いに交差する部分が他の交差しない部分に比べ温度が
   高くなることを特徴とする請求項１に記載の平板型表示
   装置。
4. （４）マトリックス状に行と列から構成される線状導電
   体の互いに交差する部分の少なくとも行または列の一方
   が熱電子放出物質で被覆されていることを特長とする請
   求項１に記載の平板型表示装置。
5. （５）マトリックス状に行と列から構成される線状導電
   体の少なくとも行または列の一方が熱電子放出物質で部
   分的に付着されたあるいは埋め込まれた線状導電体で出
   来ていることを特徴とする請求項１に記載の平板型表示
   装置。
6. （６）マトリックス状に行と列から構成される線状導電
   体の互いに交差する部分の行と列の双方から絶縁され且
   つその近傍に導電体を介して熱電子放出物質が配置され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の平板型表示装
   置。
7. （７）交差部分の近傍に配置した導電体が前記行または
   列と対応して線状の導電体を形成、配置されていること
   を特徴とする請求項６に記載の平板型表示装置。
8. （８）請求項１に記載の平板型表示装置の駆動方法であ
   つて、マトリックス状に行と列から構成される線状導電
   体の少なくともどちらか一方に走査信号を印加すること
   を特徴とする平板型表示装置の駆動方法。
9. （９）マトリックス状に行と列から構成される線状導電
   体の少なくともどちらか一方に変調信号を印加すること
   を特徴とする平板型表示装置の駆動方法。
10. （１０）マトリックス状に行と列から構成される線状導
    電体の互いに交差する部分の近傍に配置された前記行ま
    たは列に対応した線状の導電体に、走査信号または変調
    信号を印加することを特徴とする平板型表示装置の駆動
    方法。
11. （１１）マトリックス状に行と列から構成される線状導
    電体の少なくともどちらか一方に走査信号もしくは変調
    信号に同期して、交差部分の温度を所定の温度にするた
    めの電流を印加することを特徴とする請求項８〜１０の
    いずれかに記載の平板型表示装置の駆動方法。
12. （１２）マトリックス状に行と列から構成される線状導
    電体のどちらか一方に直流電流を印加することを特徴と
    する請求項８〜１０のいずれかに記載の平板型表示装置
    の駆動方法。
13. （１３）マトリックス状に行と列から構成される線状導
    電体の少なくともどちらか一方には予め電流を印加し、
    発生する熱の温度が所定の温度になる前までに上昇させ
    ておき、その後、行と列のどちらか一方に走査信号ない
    しは変調信号等の信号に同期して電流を印加し熱を発生
    させて所定の温度にすることを特徴とする請求項８〜１
    ０のいずれかに記載の平板型表示装置の駆動方法。