JPH03145044A - 平面画像表示装置 - 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、コンピュータ等の文字、図形を表示するため
の端末機、テレビジョン映像機、メツセージボード等の
目的に用いられる平面画像表示装置の改良に関するもの
である。

（従来の技術） 本出願人は、電子源として複数本の線状陰極が用いられ
ている平面画像表示装置を提案している（特願平１−１
８２．４７１号参照）、第１図はこの平面画像表示装置
を概略的に示し、この平面画像表示装置は、複数本の線
状陰極１２と、これらの線状陰極１２に平行に配置され
各陰極毎１２にこの陰極１２を挟むように設けられた２
条の垂直偏向電極１４と、陰極１２と直角に配置され陰
極１２の裏面側に設けられた裏面基板１６に陰極１２か
ら離間して設けられた複数の第１の制御電極（水平制御
電極）１８と、垂直偏向電極１４と第１の制御電極１８
との間で陰極１２と平行に配置された複数の第２の制御
電極（垂直制御電極）２０と、正面基板２２に設けられ
陰極１２から放射される電子が照射されて発光する発光
体２４を一体に有する陽極２６とを備えている。尚、相
隣接する陰極の偏向電極は一体に融合した形状であるの
が示されている、線状陰極１２は、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ
）Ｏ等の電子放射性物質が被覆された直径が数＋４ｍの
タングステンフィラメントから成り、固定伸長手段によ
って張力を掛けて張架される。第１の制御電極１８は、
所望の水平解像度に応じて数百本程度設けられる。垂直
偏向電極１４及び第２の制御電極２０は、陰極付近に適
当な電界が印加されるために、０．５〜数ｍｍ程度の厚
さにエツチングされた４２６合金等の薄板金属から構成
される。正面基板２２はガラス等の透明絶縁材料から作
られ５表示面を構成している０ｇＩ極２６は、Ｉ　Ｔｏ
　（Ｉ　ｒ１２　ｏ３：５ｎＯ２）の如き透明導電性酸
化物や蒸着アルミニウム等の金属材料から形成される。

前者の場合には、予め正面基板（フェースパネル）の上
に透明電極を高周波スパッタリング法やＣＶＤ法（化学
気相蒸着法）等の手段によって形成した後、沈降法、電
着法、スラリー法等の手段によって蛍光体を形成し、ま
た後者の場合には、正面基板に蛍光体を形成した後蛍光
体粒子の最外表面に接する形態で有機物樹脂を展張した
薄い塗膜を形成しくフィルミング処理し）て蛍光体の表
面を平坦化した後、金属膜を蒸着して形成される。これ
は通常メタルバック陽極と称されている。陰極１２及び
水平制御電極１８は、第２図に示すように、それぞれ走
査回路２８及びデータ回路３０にそれぞれ接続されてい
る。

この平面画像表示装置の動作をのべると、垂直偏向電極
１４は、陰極１２から放射される電子ビームを集束する
と共に陰極に直交する方向に電子ビームを偏向する。こ
の集束作用は各陰極を挟む同側の偏向電極１４に陰極１
２よりも負の同じ電位を与えることによって陰極直前に
凸形の電子レンズを形成して行なわれ、その最適電位は
、この電子レンズによって電子ビームが陽極２６面で所
望の幅に集束するように選択される。一方、垂直偏向作
用は、両側の偏向電極１４．１４に上記集束条件として
与えられた電位に正、負のほぼ同等の偏向電位をそれぞ
れ重塁して行なわれるが、電子ビームは正の偏向電圧が
印加された偏向電極の方向に偏向されるこの原理を応用
して多数の画素を駆動する場合、偏向電極を印加する電
圧を最大偏向電圧から階段状、三角波状または鋸歯状に
漸減させると同時に相対する偏向電極に漸増する電圧を
印加すると、電子ビームは最大偏向位置から中央部に達
し、更に逆方向に偏向する。この中間の偏向の各位置に
おいて水平制御電極１８にデータ信号が与えられて任意
の画像を表示することができる。また、垂真制御電極２
０は、それによって挟まれる陰極と同じ電位を印加する
ことによって陰極周辺に陰極電位に対して正の高電位に
印加されている陽極２６からの正の等電位面が入り込む
ので陽極２６に向かって電子が放射されるｒオン１状態
を作ったり、挟んでいる陰極よりも充分い深い負の電圧
をパルス状に印加することによって複数本の陰極から任
意の陰極を選択する陰極アドレス作用を行なうことかで
きる。

第１図の装置は、垂直制御電極２０と垂直偏向電極１４
とが走査電極として用いられ、水平制御電極１８がデー
タ電極として用いられ、走査電極群とデータ電極群とを
それぞれ線順次駆動することによって画面上の任意の画
素をアドレスする。

即ち、複数の線状陰極１２には常に直流、交流またはパ
ルス電圧が印加され、その陰極表面はその表面の電子放
射性物質から電子が放射される６００〜８００℃に加熱
されている電子放射状態にあるが、電子放射時には陰極
１２は一時的に加熱電流をオフとすることによって陰極
電位を均一にしてもよい、複数の陰極１２は、それぞれ
偏向されて個々の陰極１２に割り当てられた陰極の数だ
け分割された偏向領域を＠ｉ図の上から下に向かって走
査される。第１図において垂直偏向電極１４１．１４：
ｌ、１４ｓは共通に接続されて第１の群Ａを構成し、垂
直偏向電極１４ｇ、１４＋は共通に接続されて第２の群
Ｂを構成し、それぞれの垂直偏向電極群Ａ、Ｂの間に極
性が異なりその電位に同期して漸増または漸減する電圧
を印加してこの間にある電子放射状態にある陰極１２か
らシート状に陽極２６に向かって電子を放射するように
している。

電子を最上端の陰極１２から最下端の陰極１２へと順次
放射するためには最上端の陰極１２を挟む垂直制御電極
２０の電位を変化させる。

即ち、最上端の偏向領域を選択するには最上端の垂直制
御電極（偏向電極１４１．１４□の直下の垂直制御電極
）２０の電位を陰極電位と同程度の電位とし、一方他の
すべての垂直制御電極２０の電位を充分に深い負の電位
（カットオフ電位）にすることによって最上端の陰極か
らのみ電子を選択的に放射させることができ、更に垂直
偏向電極１４１，１４２の電位を変化させること（よっ
て垂直方向の表示領域すべてを走査することができる 上から２番目の領域を選択するには最上端の場合と同じ
ように２番目の陰極１２を挟む垂直制御電極の電位のみ
を陰極と同電位とし、他の垂直制御電極をカットオフ電
位とする。このようにして最上端から最下端までの陰極
を順次アドレスし、再び最上端の陰極に戻る。

このようにして垂直方向の走査が行なわれるが、それぞ
れの垂直アドレスのタイくングに合せて水平方向の画素
アドレスが行なわれる。これは、垂直アドレス時に同期
して水平制御電極１８の各々に所望する表示パターンに
従ってカットオフ電位または陰極とほぼ同じ電位を印加
して行なわれる。

垂直偏向電極１４は１ｗＡ極２６との間に平行電位を形
成し、偏向感度と集束感度とを高めるために裏面基板１
６を覆うように形成されるのが好ましい、また、線状陰
極１２は、電子ビームを広角に振ることができるように
するために、１対の垂直偏向電極１４の間の中央で且つ
垂直制御電極２０のほぼ中央に配置されているのが好ま
しい、このようにすると、電子ビームのオン時にこの電
子ビームは水平ｉｔｉ制御電極１８と垂直制御電極２０
とで形成される空間で充分に細い集束が行なえるようじ
、また陰極１２から放出されて消費電力を増加させる原
因となる赤外線を陰極１２に反射させることができるた
め消費電力を抑えることができる。

水平方向のアドレスは、陰極１２に接近して配置されて
いる水平制御Ｒ電極１８または垂直制御電極２０に適当
な電位を与えること（よって行なわれ、これによって陰
極１２から放射される電子ビームのオン・オフが行なわ
れ、また電子ビーム量の変！１１制御が行なわれる。

例えば、ある垂直偏向のタイくングで水平制御電極１８
に陰極１２の電位に比べて充分負にであるカットオフ電
位を与えると、数百Ｖ〜数十ｋｖの正の等電位面は陰極
１２に到達することができないでＯｖの等電位面が陰極
１２よりも陽極２６側に形成され、陰極１２から電子が
放射されない。

一方、水平制御ｉｔ極１８の電位をオン電位であるＯｖ
にすると、陽極２６の電位によって正の等電位面は陰極
１２に達し、従って陰極１２から電子が放射されること
になる。

また、水平ｒｖ１１１電極１８にカットオフ電圧と最大
ビーム電圧との中間の電圧を与えると、これに対応して
中間の量の電子ビームが陰極１２から陽極２６に向って
放射され、その結果正面基板２２上の蛍光体スクリーン
に中間の輝度を有するスポットが表示される。

このように、この表示装置は、複数の陰極１２によって
１つの表示画面を覆い、またこの陰極１２を第２の制御
電極（垂直制御電極）２Ｏによってアドレスし、更に垂
直偏向電極１４によって垂直方向に偏向走査し、第１の
制御電極（水平制御電極）１８によって水平方向のアド
レスを行ない、この水平方向のアドレスのタイミングを
各垂直偏向電極１４の偏向位置のタイミングと同期させ
るこεによって画面全体に亙うて所望の画像を表示する
ことができる。尚、本明細書においてｒ水平１、ｒ垂直
」という表現は、陰極１２の長手方向に直交する方向及
び平行な方向を示しているが、これは説明を容易にする
ために便宜的に使用しており、実際の状態とは必ずしも
一致するとは限らないことに注目すべきである。

〔発明が解決しようとする！！題〕

一般に、この種の表示装置において、表示画面の発光輝
度は、デユーティファクタＤに密接な関係を有する。こ
のデユーティファクタＤは、周期Ｔ時間内にパルス電圧
がｔ時間印加された場合にｔ／Ｔで表わされる。今、仮
に、陰極１２の本数をＮ、水平制御電極１８の本数（分
割数）をｍとすると、Ｄｗｍ／Ｎとなり１画面の発光輝
度は水平制御電極の本数ｍに大きく依存することになる
。

デユーティファクタＤが小さくなると、発光輝度が低下
することは知られているか、この輝度の低下を防止する
ために陽極２６や陰極１２に印加する電圧を高める必要
がある。しかし、陽極２６には現在でも数ｋｖの高電圧
が印加されており、それ以上高電圧化することは電極間
の放電脱会を引き起こすので充分な放電対策を必要とす
るため、構造が複雑化する上に電極間距離を拡大する必
要があってパネルが厚くなる欠点があった。また、陰極
１２に印加する電圧を高めると、消費電力が増大するの
で陰極１２の寿命が短くなる上に陰極１２からの輻射熱
によって電極が歪み、陰極１２に被覆されている電子放
射性ｅＩ質の一部が飛んで垂直制御電極２０や垂直偏向
電極１４に付着し、輝度むらや表示画面の一部が発光し
ない画素欠は現象が生ずる欠点があった。

この表示装置では、デユーティファクタＤが小さかった
ので、表示画面を明部から暗部まで段階的に表示する階
調は、電圧変調方式を採用している９表示画面の走査線
が１０００本を越えるような大容量表示装置では、発光
輝度が不足する現象が生じていた。

また、この表示装置では１表示面のビームスポット径が
変動する現象が生じていた。を子ビームを偏向電極で偏
向する画像表示装置においては、表示画面上の最大偏向
点近傍で焦点が変動する。この現象は、表示画面の階調
を行なうために、水平制御電極１８に印加されている電
圧を変化すると、この変化によって水平制御電極１８に
接近して配置されている垂直偏向電極１４、垂直制御電
極２０及び陰極１２によって形成される等電位面によっ
て陽極２６に向って凸となる静電レンズの電位が変化す
ることによって生ずる。

従って、パルス幅変調を行なうが、デユーティファクタ
Ｄが小さい場合には階調を行なうことができないので、
特に大容量表示装置でパルス幅変調を行なうと、デユー
ティファクタＤは１／Ｋ（Ｋ−階調数）と更に小さくな
るので、電圧変調方式で階調を行なうことかできなかっ
た。

本発明の目的は、上記の欠点を回避し、大容量表示であ
っても高い一度で鮮明な画像を得ることができる平面画
像表示装置を提供することにある。

（！！題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するために、複数本の線状
陰極と、これらの線状陰極に平行は配置され少なくとも
各陰極毎にこの陰極を挟むように設けられた２条の垂直
偏向電極と、陰極と直角に配置され陰極の裏面側に陰極
から離間して設けられた複数の制御電極と、陰極選択手
段と、陰極から放射される電子が照射されて発光する発
光体を一体に有する陽極とを備えた平面画像表示装置に
おいて、制御電極はその長手方向に少なくとも２以上に
分割されていることを＃徴とする平面画像表示装置を提
供するものである。

〔作用〕

このように、複数の制御電極がその長手方向に少なくと
も２以上に分割されていると、これらの分割された電極
片を独立したデータ回路に接続して走査回路から陰極に
印加されるパルス幅を大きくすることによって表示容量
を増大しても輝度を高く繊持することができる。

（実施例） 本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明すると、第
３図及び第４図は本発明に係る平面画像表示装置１０を
示し、第１図及び第２図と同様の部分は同じ符号で示さ
れている。この平面画像表示装置ｌＯは、第１図及び第
２図の装置と同様に、複数本の線状陰極１２と、これら
の線状陰極１２に平行に配置され各陰極１２毎にこの陰
極１２を挟むように設けられた２条の垂直偏向電極１４
と、陰極１２と直角に配置され陰極１２の裏面側に陰極
１２から離間して設けられた複数の第１の制御電極１８
と２垂直偏向電極１４と第１の制御電極１８との間に陰
極１２と平行に配置された複数の？１４２の制御電極２
０（陰極選択手段）と、陰極１２から放射される電子が
照射されて発光する発光体２４を一体に有する陽極２６
とを備えている。第１の制御電極１８は、裏面基板１６
上に形成され、また蛍光体２４及び陽極２６は正面基板
２２上に形成されていることは第１図及び第２図の？を
置と同様である。これらの電極群は、正面基板２２及び
裏面基板１６と共に図示しない側壁によって形威される
真空外囲器内に収納される。

複数の第１の制御電極１８は、その長手方向に少なくと
も２以上に分割されている０図示の実施例では、各制御
電極１８は、４つの電極片１８Ａ乃至１８Ｄに分割され
、これらの電極片１８Ａ乃至１８０は、第４図に示すよ
うに、それぞれ独立したデータ回路３０Ａ乃至３０Ｄに
接続されている。

第５図（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明に用いられる第１の制
御電極１８を製造する方法を示す。

先ず、ａ音波洗浄装置によって洗浄された裏面基板１６
となるべき厚みが５ｍｍのソーダライムガラス上に第５
図（Ａ）に示す如きパターンとなるようにマスクを被せ
、クロムをスパッタリング法によって３００人の厚みで
下地層を形成し１次いでこの下地層の上にニッケルを同
じくスパッタリング法によって２０００大の厚みで堆積
して下地電極３２を形威する。尚、下地層は裏面基板と
下地電極３２との密着性を向上するために設けられてい
る。また、スパッタリングはマスク開口部から非パター
ン部（堆積すべき金属が回り込まないように８　ｘ　１
０−”Ｔｏｒｒ程度のアルゴンガス圧力の下で行なわれ
た。

次に、結晶性フリットガラスをスクリーン印刷法によっ
て形成した後、１１０℃で１時間乾燥し、ニトロセルロ
ース等の有機バインダを気化して除去し、そのｖｋ４０
０〜４５０℃で焼成して第５図（Ｂ）に示すように絶縁
Ｎ！！３４を形成する。尚、第５図（Ｂ）において符号
３４ａは下地電極３２と後Ｃ形成される制御電極とを導
通させるために下地電極３２を露出させる開口である。

最後に、第５図（Ｃ）に示すように、絶縁層３４の上に
制御電極１８の電極片１８Ａ乃至１８Ｄをニッケルのス
パッタリング法によって２０００人の厚みで形成する。

尚、第６図に示すように、第１の制御電極１８は、下ｊ
ＩＩＭｌ極３２と導通させる部分の断面が凹ヒなってい
るが、この導通部分は陰極１２の水平アドレスに必要な
電極領域ａ外とすれば実用上支障はない。

尚、正面基板としては裏面基板と同様に超音波洗浄され
た５ｍｍ厚みのソーダライムガラスを使用し、蛍光体は
ポリビニルアルコール等の感光性材料にＺｎＯ：　Ｚｎ
蛍光材料を分散させたスラリーをコータ法によって塗布
した後、露光法によって感光させ現像工程を経て７０上
ｍの厚みに形成する。この蛍光体は、反射効率がよく輝
度が高い蛍光面を得るために溶剤法で最外層にある蛍光
体粒子の外表面に接するように有機物樹脂の展張した薄
い塗膜を形成して表面を平坦化するのが好ましい、この
作業は、蛍光体表面を水スプレーで濡らした後、トルエ
ン、酢酸エチル等の溶剤にイソブチルメタクリレート系
の樹脂を溶解させたラッカー液を吹き付けて極めて薄い
有機質の連続被膜を形威し、その後これを乾燥して蛍光
体表面に接着し固化して行なわれる。陽極は、このよう
にして平坦化された表面を有する蛍光体の上にアルミニ
ウムメタルバックとして形成される。

本発明の具体例をのべると、陰極は直径がｌＯＢｍのタ
ングステン線に電子放射性物質として（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃ
ａ）Ｏを被覆して形成して陽極に対して２０ｍｍの間隔
をあけ、且つ隣り合う陰極との張架間隔を１７．５ｍｍ
として張架した。垂直偏向電極は、厚さが１．５ｍｍの
４２６合金から作られ、第ｌの１ｔｉＩＩＩｆｔ極（水
平制御電極）は第５図にのべたようにして作られ、第２
の制御電極（垂直制御′￥ｌ極）は厚さが０．５ｒｏｍ
で幅が３ｍｍの５ＵＳ３０４から作られ、陰極と裏面基
板との間隔を０．３ｍｍとした。垂直偏向電極には偏向
距離１０ｍｍで２００〜２２０ｖの偏向電圧が印加され
、陰極に印加されるパルス電圧のパルス輻を２０μｓと
し、またフレーム周波数６０）１ｚとして２０００ｃｄ
／ｍ”の発光輝度が得られた。

これに対して第１の制御電極を分割しない場合には発光
輝度は５５０ｃｄ／ｍ”で著しく低いことが解る。

尚、いずれの場合も表示パネルは８インチサイズとした
。このように、本発明の場合には制御電極を分割しない
場合に比べて輝度を約３゜５倍高めることができた。

尚、本例においては陰極の選択を垂直制御電極の電位を
変えることによって行なわれたが、これに限定されるこ
となく、スリーブ内にヒータを埋め込む傍熱型陰極のス
リーブ電位を変化させて行なってもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上記のように、複数の第１の制御電極
がその長手方向に少なくとも２以上に分割されているの
で、これらの分割された電極片を独立したデータ回路に
接続して走査回路から陰極に印加されるパルス帽を大き
くすることによって表示容量を増大しても輝度を高く維
持することができ５従って大容量表示で高い輝度の鮮明
な画像を得ることができる実益がある

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来技術の平面画像表示装置の要部
の斜視図及びこの表示装置の駆動系統図、第３図及び第
４図は本発明に係る平面画像表示ｉｎの要部の斜視図及
びこの表示ｍｌの駆動系統図、第５図（Ａ）乃至（Ｃ）
は本発明に用いられる第１の制御電極の製造工程を示す
工程図、第６図は第５図の方法によって製造された制御
電極の一部の拡大断面図である。 １０−−−ｍ−平面画像表示装置、ｌ　２−−−−一陰
極、１４−−−−−偏向電極、１６−−−−−裏面基板
、ｌ　８−−−−一部１の制御電極、１８Ａ乃至１８Ｄ
−−−−一電極片、２０−一一一一部２の制御電極、２
２−一−−−正面基板、２４−−−−一蛍光体、２６−
−−−−陽極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数本の線状陰極と、前記線状陰極に平行に配置され
   各陰極毎にこの陰極を挟むように設けられた２条の垂直
   偏向電極と、前記陰極と直角に配置され前記陰極の裏面
   側に前記陰極から離間して設けられた複数の制御電極と
   、陰極選択手段と、前記陰極から放射される電子が照射
   されて発光する発光体を一体に有する陽極とを備えた平
   面画像表示装置において、前記複数の制御電極はその長
   手方向に少なくとも２以上に分割されていることを特徴
   とする平面画像表示装置。