JPH0249337A - 平形発光装置の電子供給部 - 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、画像あるいは映像表示を行なったり、あらか
じめ決められた所定のパターンによって文字・数字等を
表示する平形表示装置や、液晶等非発光表示装置のバッ
クライト等に使用される平形発光装置に係わり、特に平
形発光装置の電子供給部に関するものである。

〔従来技術〕

従来、画像あるいは映像表示用の表示装置としてブラウ
ン管を用いた表示装置が一般である。ブラウン管方式の
表示装置では、カラー表示が容易でしかも高輝度で高精
細な表示を得ることができる。しかしその反面、ブラウ
ン管方式の表示装置では、表示面の後方に電子銃が配設
され、しかも電子ビームを、表示面の両端まで歪なく高
電圧走査するにはかなりの奥行きが必要となり、薄形化
あるいは軽量化することが極めて困難であった。

一方、このほか電子線励起蛍光体を使用した表示装置と
して蛍光表示管あるいはその原理を応用した蛍光表示装
置がある。蛍光表示装置は、薄形形状で略箱状の気密外
囲器を有し、外囲器内の一方の面あるいはその近傍に蛍
光体層および陽極導体を有する表示部が形成され、この
表示部と対面する位置に通電加熱されることにより電子
を放出する複数本の線状陰極が張架配設されている。さ
らに線状陰極と表示部間あるいは線状陰極と外囲器間に
は一個または複数個の制御電極が配設され、線状陰極か
ら放出された電子を制御電極によっであるいは制御電極
と陽極導体とによって表示部の任意の位置に選択的に射
突させて所望の表示を得るものである。そして陽極導体
には、数百Ｖ以下といった低電圧が印加される場合と、
５ＫＶ〜１０ＫＶといった高電圧が印加される場合とが
、表示される内容に応じて選択される。

ところで前記蛍光表示装置においては、特に画像あるい
は映像表示を行なう場合には、表示むらを防止し発光に
必要十分な電子を得るために、多数の線状陰極を張架配
設しなければならない、したがって線状陰極の消費電力
が増加し、しいては表示装置全体の消費電力が増加する
ことになる。

また、線状陰極は表示部と対面する位置に張架されてい
るので、電子が表示部に射突すると蛍光体等の構成物が
分解し、この分解した物質が線状陰極に被着して線状陰
極の電子放出能力が低下する。

逆に線状陰極表面の酸化物が分解し、この分解した物質
が表示部内面に被着して蛍光体の発光効率を低下させた
りするなど表示装置の寿命が短いという問題点があった
。

一方、ブラウン管方式の表示装置あるいは蛍光表示装置
のほかに、電子線励起蛍光体を使用した表示装置として
第５図（ａ）、（ｂ）に示す平形発光装置が研究されて
いる５ 第５図（ａ）は平形発光装置の側断面図であり、第５図
（ｂ）は平形発光装置の要部断面図である。

図中１は前面板で、ガラス板等の透光性絶縁材料によっ
て形成されている。そして前記前面板１内面には、所望
のパターン、所望の発光色の蛍光体層および所望のパタ
ーンの陽極導体が被着形成され１表示部２を形成してい
る。さらに、前記前面板１と対面する位置には、ガラス
板等の絶縁材料からなる背面板３が配設され、前記前面
板１ならびに側面部を形成する側面板１１とを封着材１
２を介して一体に形成し、気密外囲器を構成している。

また、背面板３内面には、前記表示部２と対応する位置
に電子源Ａおよび電子流ガイドＢからなる電子供給部が
形成されている。そしてこの電子供給部から放出された
電子を、制御電極１３によっであるいは制御電極１３と
陽極導体とによって表示部２の任意の位置に選択的に射
突させるものである。

次に電子源Ａおよび電子流ガイドＢについて詳細に説明
する。電子源Ａは、平形発光装置の一辺に延在して張架
配設され、電子を放出する線状陰極４と、この線状陰極
４に隣接して配設され、電子流ガイドＢ方向に電子を押
し出す反射電極５と、線状陰極４を挾んで前記反射電極
５と対面して位置し、中央部には、スリット状もしくは
梯子状の開口部を有し、前記線状陰極４から放出された
電子を電子流ガイドＢ方向に引き出す引き出し電極７と
、例えば第１集束電極６ａ、第２集束電極６ｂ、第３集
束電極６ｃといった一個または複数個の電極からなり、
前記引き出し電極７から引き出された電子を集束させる
集束電極６を有する構成である。

一方、電子流ガイドＢは、表示部２方向に位置し、多数
の開口部８ａを有する前面電極８と、背面板３内面ある
いはその近傍に位置し、電子の進行方向に沿って複数個
に分割された背面電極９を有する構成である６ そして常時は前面電極８および背面電極９に、線状陰極
４に印加される電圧より高くかつそれぞれほぼ等しいガ
イド電圧が印加され、前記電子源Ａから放出された電子
を電子流ガイドＢの他端方向にガイドするとともに、所
定の背面電極９に、常時印加されるガイド電圧より低い
電圧を印加して、電子を表示部２方向に誘導するもので
ある。

なお、前記背面電極９は複数の金属板で形成されてもよ
いし、前記背面板３に直接導電性材料を被着して背面電
極９を形成してもよい。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第５図（ａ）、（ｂ）に示した平形発光装置
の電子供給部では、電子源にはいくつかの集束電極が配
設され、線状陰極から放出された電子をビーム状に集束
させる手段を有するが、電子流ガイドは、ガイド内に均
一電界を形成し他の電極の電界の影響を少なくし、電子
源から放出された電子をそのままの状態で他端方向にガ
イドするものであり、積極的に電子を集束させるもので
はない。

したがって、電子源から放出された電子は、電子流ガイ
ド内を進行するにつれ空間電荷効果により拡散し、前面
電極および背面電極に流入してしまう。そしてこの電子
供給部を平形発光装置に適用した場合、電子源近傍の表
示部では１発光に必要な十分な電子を得ることができる
が、電子源から離れるにつれ、表示部に流入する電子の
量が減少し、電子源近傍では明るく遠方になるにつれ暗
くなるなど表示むらあるいは輝度ばらつきが生じるとい
った問題があった。また表示に十分な電子の量が得られ
る距離は短かく、表示装置の大型化が困難であった。

さらに電子源の集束電極の数を増やせば電子源から放出
された電子の集束性は向上するが、逆に集束電極に流入
する電子が増加し１表示部へ流入する電子の総量は全体
としである程度均一化されるものの、流入する電子の量
は減少するので、十分な輝度が得られないという問題が
あった。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、電
子供給部の電子流ガイドに電子を集束させる作用を持た
せ、電子源から離れた位置が選択された時でも、電子源
近傍の表示部が選択された時と同様に発光に必要な十分
な電子を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述した目的を達成するために本発明の構成は、内部に
各種電極が配設されかつ高真空状態に保持された気密外
囲器と、前記気密外囲器内に配設され、蛍光体層および
陽極導体を有する表示部と、前記外囲器内に位置し電子
を放出する一個または複数個の電子源および電子源から
放出された電子を前記表示部と対向する面方向の端部位
置方向へ誘導する一個または複数個の電子流ガイドから
なる電子供給部とを少なくとも有する平形発光装置にお
いて、前記電子流ガイドは、表示部と対向して位置し、
前記電子源から放出された電子の進行方向に沿って複数
個に分割された前面電極と、前記前面電極とほぼ平行で
かつ前記電子源から放出された電子の進行方向に沿って
複数個に分割された背面電極を少なくとも有し、一個ま
たは複数個の前面電極と、これとほぼ対応して位置する
一個または複数個の背面電極を組として多数個のガイド
電極部を形成し、かつ前記ガイド電極部に少なくとも２
種類の異なる電圧を交互に順次印加して電子流ガイドの
端部方向に電子源から放出された電子をガイドするとと
もに、前記前面電極ならびに背面電極のうち、前記表示
部の選択すべき位置近傍の電極に偏向電圧を印加するこ
とにより、電子供給部から表示部方向へ前記電子源から
放出された電子を誘導することを特徴とするものである
。

〔作用〕

ガイド電極部に少なくとも２種類の異なる電圧を交互に
印加することにより電子流ガイドに多数の静電レンズが
形成され、電子源から放出された電子は、この静電レン
ズによって集束されながら電子流ガイドの他端方向にガ
イドされる。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。第１図は本
発明の平形発光装置の電子供給部を示したものである。

図中■は電子供給部で、略ビーム状に集束された電子を
放出する電子源Ａ１と、前記電子源Ａ１から放出された
電子を他端方向にガイドする電子流ガイドＢ１とから構
成されている。

電子供給部Ｉを平形発光装置に適用する場合には、第５
図（ａ）、（ｂ）に示した従来の電子供給部と同様に、
表示部と対面する外囲器内面あるいはその近傍に配設さ
れる構成である。

さらに電子源Ａ工ならびに電子流ガイドＢ１について詳
細に説明する。電子源Ａ１は、適用される平形発光装置
の一辺に延在して張架配設され、電子を放出する線状陰
極２１と、この線状陰極２１に隣接して配設され、線状
陰極２１から放出された電子を電子流ガイドＢ工方向に
押し出す反射電極２２と、前記線状陰極２１を挾んで前
記反射電極２２と対面して位置し、中央部には線状陰極
２１の張架方向に沿ってスリット状もしくは梯子状の開
口部を有し。

線状陰極２１から放出された電子を電子流ガイドＢ１方
向に引き出す引き出し電極２３と、前記引き出し電極２
３と同様中央部にスリット状もしくは梯子状の開口部を
有し、引き出し電極２３から引き出された電子を集束さ
せて指向性を持たせる集束電極２４を有する構成である
。

一方、電子流ガイドＢ□は、蛍光発光装置に適用された
場合には表示部側に位置し、電子源Ａ工から放出された
電子の進行方向に沿って複数個に分割されたメツシュ状
の開口部を有する前面電極２５と、この前面電極２５と
対面して位置し、前面電極２５と同様に電子の進行方向
に沿って複数個に分割され平板状の金属板からなる背面
電極２６とから構成されている。そして前記前面電極２
５ならびに背面電極２６は、はぼ同一ピッチでかつ平行
に配設され、対向する前面電極２５ならびに背面電極２
６を一組とするガイド電極部２７を形成している。

次に第２図（ａ）、（ｂ）を用いて本発明の蛍光発光装
置の電子供給部の作用を説明する。

第２図（ａ）は、電子供給部Ｉの各電極に所定の電圧を
印加した際の電界解析の一例を示したものであり、電子
源Ａ１の各電極には例えば線状陰極２１には２Ｖ程度の
電圧が、反射電極２２には０．２Ｖ、引き出し電極２３
にはＯｖの電圧が、集束電極２４には１００ｖの電圧が
印加されている場合の例である。−方電子流ガイドＢ１
には、最も電子源Ａ工よりのガイド電極部２７に例えば
２０Ｖの電圧（Ｌ）が隣りのガイド電極部２７には例え
ば１００Ｖの電圧（Ｈ）が印加され、各ガイド電極部２
７を構成する前面電極２５および背面電極２６には、電
子源Ａ□側から低い電圧Ｌ、高い電圧Ｈが交互に印加さ
れた状態である。

したがって電子源Ａ１の集束電極２４と最も電子源Ａ０
寄りのガイド電極部２７との境界、各ガイド電極部２７
．２７間の境界に静電レンズが形成される。

そしてこの静電レンズによって、電子ｉ＋！Ａ、から放
出された電子は拡散することなく電子流ガイドＢ１の他
端方向にガイドされる。

また、電子流ガイド電極部を進行してきた電子を表示部
方向に誘導するには、表示部の選択すべき位置近傍もし
くはわずかに電子源Ａ□から離れた位置にある前面電極
２５ａ、背面電極２６ａに、ガイド電極部２７に印加さ
れる低い電圧りに対しでそれ以下の電圧Ｌ’（例えばＯ
ｖ）を印加するか、表示部の選択すべき位置と対面する
前記電極２５ｂにガイド電極部２７に印加される高い電
圧Ｈより高い電圧Ｈ′を印加するか、あるいは両方を組
み合せた偏向電圧を印加することにより表示方向に電子
を誘導することができる。

第３図は、第１図および第２図（ａ）、（ｂ）に示した
構成ならびに同一駆動条件の電子供給部■と、第５図（
ａ）、（ｂ）に示した従来の電子供給部における電子の
集束性を比較した図である。

なお、測定を容易にするために、従来の電子供給部も前
面電極を分割したものを使用した。さらに従来の電子供
給部において、電子源Ａは実施例に示した電子供給部ｌ
の電子源Ａ工と比較して集束電極が追加された構成であ
るので、共通する各電極には同一の条件で駆動させるも
のとした。また、従来の電子流ガイドＢはガイド電圧と
して１００ｖを印加した。そしてそれぞれの電子流ガイ
ドには選択すべき前面電極に２００ｖを印加し、その前
面電極より電子源から離れた位置にある前面電極および
背面電極、ならびに選択される前面電極に対面する背面
電極にはＯｖを印加した。

図中、縦軸には選択された前面電極に流れる電・流値の
比を示したもので、横軸には前面電極の位置を示したも
ので最も電子源に近い前面電極を１番目とし、電子源か
ら離れるにつれて数が大きくなるようにしたものである
。そしてグラフａは実施例に示した本発明の電子供給部
！の集束状態を示したものであり、グラフｂは従来の電
子供給部の集束状態を示したもので、いずれも電子源に
最も近い前面電極に流れる電流値を１００％とした場合
の割合を示したものである。またグラフＣは。

実施例に示した電子供給部の電子源に最も近い前面電極
に流れる電流値を１００％とした場合に、従来の電子供
給部の前面電極に流れる電流値の割合を示したものであ
る。

グラフかられかるように、実施例に示した本発明の電子
供給部■は、従来の電子供給部と比較して、電子源Ａ工
から離なれた位置の前面電極２５に流入する電流値はそ
れほど減少せず電子の集束性が優れている。さらに相対
的な電流値は、従来の電子供給部の約５倍となっている
。

以上のように、実施例に示した電子供給部Ｉは、電子流
ガイドＢ工を構成する前面電極２５ならびに背面電極２
６を、電子の進行方向に沿って多数個に分割し、それぞ
れ対応する前面電極２５ならびに背面電極２６を一組と
じガイド電極部２７を形成し、このガイド電極部２７に
交互に異なる電圧を印加し、電子流ガイドＢ１に電子の
集束作用を持たせたものである。

したがって電子源Ａ工から放出された電子を電子流ガイ
ドＢ１の他端方向に効率よくガイドするとともに、電子
ｇ　Ａｚでは、それほど電子を集束させる必要がないの
で電子源Ａ工の構造が簡単となる。さらに電子源Ａ１の
構造が簡単になることで、電子源Ａ□を構成する各電極
に流入する電子が減少する。その分電予洗ガイド８１方
向に放出される電子の量が増加するので、蛍光発光装置
に組み込んだ場合、電子源Ａ１から離れた位置の表示部
にも１発光に必要十分な電子を供給することができる。

〔他の実施例〕

また、第４図（ａ）、（ｂ）は、本発明の電子供給部の
他の実施例を示したものである。電子供給部■は、電子
源Ａ工ならびに電子流ガイドＢ２から構成され、電子ｇ
八〇は前実施例の電子源と同一な形状である。一方電予
洗ガイドＢ２は、表示部と対向し電子源Ａ１の線状陰極
２１と直交する方向に張架配設されたワイヤ状の前面電
極３１と、この前面電極３１にほぼ同一ピッチで配設さ
れたワイヤ状の背面電極３２から構成されている。そし
て前面電極３１を５本−組とし、また背面電極３２を５
本−組とし、さらに対面する５本づつの前面電極３１お
よび背面電極３２を組としてガイド電極部３３を構成し
ている。そしてこのガイド電極部３３に、例えば２０Ｖ
といった低い電圧りと例えば１００ｖといった高い電圧
Ｈを交互に印加していくことにより、電子流ガイドＢ２
内に静電レンズを形成し、電子の拡散を抑えながら集束
させて電子流ガイドＢ２の他端方向にガイドするもので
ある。そして前面電極３１ならびに背面電極３２のうち
１表示部近傍の特定の電極にガイド電極部３３に印加さ
れる低い電圧りよりさらに低い電圧Ｌ′を印加して前面
電極３１の間を通して電子を表示部方向へ誘導するもの
である。

この際電圧Ｌ′は、前面電極３１および背面電極３２の
うち、ガイド電極部３３を構成する５本−組みごとに印
加してもよいし、ガイド電極部３３の組みをくずして例
えば５本のうち２本にガイド電圧として電圧Ｈまたは電
圧りを印加し、残りの３本には電圧Ｌ′を印加するよう
にしてもよい。

さらに、ガイド電極部３３を構成する前面電極３１およ
び背面電極３２の組数は、例えば３本−組とするなど変
更可能である。さらに前面電極３１および背面電極３２
の配設ピッチは各電極ごとにすべて等しく張架してもよ
いし、ガイド電極部３３内の各電極は等しく、ガイド電
極部３３．３３の間隔を変えるようにしてもよい。

このほか、電子流ガイドの電極形状は例えば背面電極を
板状にし、前面電極をワイヤ電極で形成するなど、電子
流ガイドの集束作用と表示部方向へ電子を誘導する作用
に支障のない程度で種々変更することができる。また背
面電極は適用される蛍光発光装置の外囲器内に導電性材
料を直接被着形成してもよい。さらに前記実施例では、
電子源は線状陰極を有する構成であるが、例えばブラウ
ン管方式の表示装置に使用される電子銃のように、はぼ
−点から電子がビーム状に放出されるものを一列に多数
配設して電子源を構成するようにしてもよい。

なお、前記実施例では、電子流ガイドのガイド電極部に
異なる２種類の電圧を印加した例を示したが、高い電圧
と低い電圧を交互に印加するのであれば異なる３種類以
上の電圧を印加するようにしてもよい。さらに前記実施
例では、電子流ガイドのうち電子源に最も近いガイド電
極部に低い方の電圧を印加した例を示したが、電子源の
最終電極（集束電極）に印加される電圧より低ければ。

最も電子源に近いガイド電極部に高い方の電圧を印加し
、次のガイド電極部には低い電圧を印加するようにして
もよい。また、本発明の電子供給部は、画像あるいは映
像表示を行なったり、あらかじめ決められた所定パター
ンによって文字、数字等を表示するもの、あるいは液晶
等の非発光装置のバックライト等に使用される平形発光
装置に適用することができる。

〔効果〕

以上のように本発明の平形発光装置の電子供給部は、内
部に各種電極が配設されかつ高真空状態に保持された気
密外囲器と、前記気密外囲器内に配設され、蛍光体層お
よび陽極導体を有する表示部と、前記外囲器内に位置し
、電子を放出する一個または複数個の電子源および電子
源から放出された電子を前記表示部と対向する面方向の
端部位置方向へ誘導する一個または複数個の電子流ガイ
ドからなる電子供給部とを少なくとも有する平形発光装
置において、前記電子流ガイドは表示部と対向して位置
し、前記電子源から放出された電子の進行方向に沿って
複数個に分割された前面電極と、前記前面電極とほぼ平
行でかつ前記電子源から放出された電子の進行方向に沿
って複数個に分割された背面電極を少なくとも有し、一
個または複数個の前面電極と、これとほぼ対応して位置
する一個または複数個の背面電極を組として多数個のガ
イド電極部を形成し、かつ前記ガイド電極部に少なくと
も２種類の異なる電圧を交互に順次印加して電子流ガイ
ドの端部方向に電子源から放出された電子をガイドする
とともに、前記前面電極ならびに背面電極のうち前記表
示部の選択すべき位置近傍の電極に偏向電圧を印加する
ことにより、電子供給部から表示部方向へ前記電子源か
ら放出された電子を誘導するものである。

したがって、電子流ガイドに多数の静電レンズを形成し
、電子流ガイドに電子の集束作用を持たせることにより
、電子源から放出された電子を電子流ガイドの他端方向
に効率よくガイドすることができる。さらに電子源では
、それほど電子を集束させる必要がなくなるので、電子
源の構造が簡単となる。そのため電子源を構成する各電
極に流入する電子が減少し、その分電予洗ガイド方向に
放出される電子の量が増加するので、電子源から離れた
位置の表示部にも、発光に必要十分な電子を供給するこ
とができ、高輝度でかつ輝度ばらつきの少ない表示を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の平形発光装置の電子供給部の一例を
示したものであり、第２図（ａ）、（ｂ）は第１図に示
した電子供給部の動作状態を示した図、第３図は電子供
給部における電子の集束性を比較した図であり、第４図
（ａ）、　（ｂ）は本発明の平形発光装置の電子供給部
の他の実施例を示した図であり、第５図（ａ）、（ｂ）
は従来の平形発光装置の電子供給部を示した図である。 Ａ１・・・・・・電子源 Ｂ１、 Ｂ２・・・・・・電子流ガイド ２５゜ ３１・・・・・・前面電極 ２６． ３２・・・・ 背面電極 ２７゜ ３３・・・・・・ガイド電極部 ■　。 ■・・・・・・電子供給部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に各種電極が配設されかつ高真空状態に保持
   された気密外囲器と、前記気密外囲器内に配設され、蛍
   光体層および陽極導体を有する表示部と、前記外囲器内
   に位置し、電子を放出する一個または複数個の電子源お
   よび電子源から放出された電子を前記表示部と対向する
   面方向の他端部位置方向へ誘導する一個または複数個の
   電子流ガイドからなる電子供給部とを少なくとも有する
   平形発光装置において、前記電子流ガイドは、表示部と
   対向して位置し、前記電子源から放出された電子の進行
   方向に沿って複数個に分割された前面電極と、前記前面
   電極とほぼ平行でかつ前記電子源から放出された電子の
   進行方向に沿って複数個に分割された背面電極を少なく
   とも有し、一個または複数個の前面電極と、これとほぼ
   対応して位置する一個または複数個の背面電極を組とし
   て多数個のガイド電極部を形成し、かつ前記ガイド電極
   部に少なくとも２種類の異なる電圧を交互に順次印加し
   て電子流ガイドの端部方向に電子源から放出された電子
   をガイドするとともに、前記前面電極ならびに背面電極
   のうち前記表示部の選択すべき位置近傍の電極に偏向電
   圧を印加することにより、電子供給部から表示部方向へ
   前記電子源から放出された電子を誘導することを特徴と
   する平形発光装置の電子供給部。
2. （２）前記電子流ガイドの前面電極および背面電極は実
   質的に平板状電極で形成されたことを特徴とする請求項
   １記載の平形発光装置の電子供給部。
3. （３）前記電子流ガイドの前面電極および背面電極の少
   なくとも一方はワイヤ状電極で形成されたことを特徴と
   する請求項１記載の平形発光装置の電子供給部。
4. （４）前記電子流ガイドのうち少なくとも前面電極の一
   部または全部は、表示部方向に開口部を有することを特
   徴とする請求項１および２記載の平形発光装置の電子供
   給部。