JPH03208241A

JPH03208241A - 大画面ディスプレイ装置

Info

Publication number: JPH03208241A
Application number: JP287690A
Authority: JP
Inventors: Naoki Shiramatsu; 直樹白松; Shuji Iwata; 修司岩田; Norihiro Ichikawa; 市川　典弘; Masaaki Nakano; 雅章中野; Nobuo Terasaki; 寺崎　信夫
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1991-09-11
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JP2789754B2

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】Ｃ産業上の利用分野〕この発明は、大画面ディスプレイ装置やメッセ一ジボー
ドなどに用いられる光源用表示管に関するものである。

〔従来の技術〕

現在、多数個の光源用表示管より構成される大画面ディ
スプレイ装置では、例えば屋外では１８ｍＸ］Ｑｍの大
きさ、屋内では３ｔｎＸ４ｍ　　の大きさのものが実用
化されている。そして、この大画面ディスプレイ装置に
用いられる光源用表示管は、屋外で約４０００ｃｄ／ｍ
！　、屋内でも約１０００ｃｄ／ｍ”の高輝度を必要と
する。このような高輝度を発生できる光源用表示管とし
て、特開昭６２−１０８４９号公報に示されるようなも
のがある。ここでは、Ｒ（赤色）Ｂ（青色）Ｇ（緑色）
に発光する蛍光体が塗布された画素が、３×３のマトリ
クス状に配されたものについて説明する。策６図及び第
７図はこの光源用表示管の基本的構或を示す正面図とこ
のＡ−Ａ線での断面図であり、第８図は上記光源用表示
管の一部分割斜視図である。図において、（１）は前面
パネル（２）と背面板（３）及び側板（４）から構成さ
れる真空外囲器としてのガラス管体、（５）はａｔ＋面
パネル（２）のガラス管体（１）内側に配され、電子ビ
ームが照射されるとＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ発光する蛍光
体が塗布された画素、（６）は画素（５）の周辺を取り
囲み前記前面バネル（２｝に対して垂直に配され、電子
を画素（５）に導く加速用陽極電極、（７）は画素（５
）にそれぞれ対応して背面板（３）上に配されたカソー
ド電極で、線状タングステン上に酸化物をコーティング
した電子放出用の線状カソード（７亀）と、この両端を
背面板｛３｝に固定する一対の金属サポート（７ｈ）よ
り構成されろ。（８）はカソードＩＩＩＩＥ極（７）と
画素（５）間に配された行選択用の制御グリッド電極で
、カソード電極（７）より放出された電子を通過させる
ための開口部である電子通過穴（９）がカソード電極（
７）と対向する位置に設（寸られている。（自）は背面
板（３）のガラス管体（１）の内側で、かつカソード電
極（７〉下ニ設けられたストライブ状の列選択用の背面
電極、０はこの背面電極ａＧ、カソード電極（７）及び
制御グリッド電極（８）に駆動電圧を印加するための外
部端子、（自）は加速用陽極電極｛６｝に高電圧を印加
するための外部端子である。

このように構成された光源用表示管は、次のように動作
する。カソード電極（７）に電圧を加えられ、線状カソ
ード（７Ｓ）を摂氏７００〜７５０度程度に赤熱される
と、熱電子が放出される。この時、カソード電極（７）
の電位に対して背面電極αＧ及び制御グリッド電極（８
）に適当な正の電位が与えられると、カソード電８ｉｉ
（７）周辺の電位は正となる。この時、陽極Ｎ　ｔ５　
ｔａ＋には高電圧が印加されており、電位勾配は、陽極
電極（６）に向かって、正の勾配をもつことになり、カ
ソード（７島）から放出された電子は、この電位勾配に
沿って飛び、陽極電極（６）の高電圧により加速されて
、高速で画素（５）に衝突し高輝度に発光する。また、
背面電極ＧＯ及び制御グリッド電極（８）の両方の電位
、または、いずれか一方の電位が、カソード電極（７）
の電位に対して、負のレベルになれば、カソード電極（
７）　８辺の電位が負となり、電子は陽極ＩＥ極（６）
の方向に飛ばず，画素は非発光状態になる。

このような光源用表示管は、背面電極αＯを走査！９！
極に、制御電極グリッドＮ極（８）をデータ電極に？り
当て、ダイナミック駆動される。まず、カソード電極（
７）に対して正の電位と成るように列状に酊された背面
Ｗ極（ＩＱ，）に対し電圧を印加し、他の背面電極Ｃ１
０２）〔１０３〉には負の電位となるように電圧を印加
し、かつそれと同期して、行方向に配された制御グリッ
ド電極（８，　）　（８■）（ｇ３）にデータ電圧が入
力される。例えば制御グリッド電極（８１）が正の電位
、制御グリッド電極（８２）（８，）が負の電位となる
と、背面電極（１０Ｉ）と制御グリッド電極（８，）が
交差した位置上の画素のみ発光することとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような光源用表示管のカソード電極
（７）は、通常線状タングステンで構成されたカソード
（７０の両端を、スポット溶接することによって金属サ
ポート（７ｂ）に接合されることになるので、その接輸
抵抗にバラツキが生じやすく、各カソード（７ａ）に流
れる電流が異なり、電子放出量にバラツキが生じ、各画
素（５）の発光輝度にバラツキが生じるという問題があ
るとともに、金属サボー＆　（７ｈ）の近辺ではカソー
ド（７ａ）の濡度が上がらず、電子の放出がカソード（
７ａ）の中央部でしかおこらず、画素（５）ピッチが短
〈なるにつれて、放出しない部分の割合が大きくなるの
で、発光輝度が低下し、高解像度化を図るにあたっては
、大きな問題となる。また、カソード電極（７）に常時
電流を流し、カソード（７ｍ）を赤熱させておかなけれ
ばならないので、消費電力が大λいという課題もあった
。

本発明は係る課題を解決するためになされたもので、画
素間に発光輝度バラツキが小さく、低消費電力で、高輝
度でかつ高解像度の光源用表示管を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光源用表示管は、電子が照射されると１色の可
視光を発光する画素と、複数の尖頭部を有するカソード
が形成されたカソード群とが対向配置され、このカソー
ド群に電気的に接続されるとともに、第１の信号が印加
される第１の電極と、カソード群と前記画素間に配され
、前記カソードの尖頭部に対応する位置にそれぞれ開口
部を有し、前記第１の信号とによって前記カソードの尖
頭部近傍を高電界とし、このカソードの尖頭部より電子
を放出させる期間を形成するための第２の信号が印加さ
れる第２の電極と、前期画素近傍に配され、カソード群
から放出される電子を前記画素に導く第３の電極を備え
たものである。

〔作用〕

上記のように構成された光源用表示管においては、第１
の信号が印加される第１の電極と第２の信号が印加され
ろ第２の電極とにより尖頭部を有するカソードの周辺を
高電界とし、カソードの尖頭部より電子を放出させるの
で、消費電力は小さ〈抑えられる。さらに、画素に対し
て複数のカソードより形成されたカソード群より放出さ
れた電子は、対向した画素に照射され、画素は高輝度で
発光する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図に基づいて説
明する。第１図は本発明の一実施例の光源用表示管の基
本構成を示す正面図、第２図は第１図の光源用表示管の
Ｂ−Ｂ線の断面図を示す。

また、第３図には、この光源用表示管の一部分割斜視図
、第４図はこの光源用表示管の要部断面斜視図である。

図において、（５）はそれぞれ前面パネル（２）に蛍光
体が塗布された画素で、この実施例では画素（５）は、
６ｍｍＸ６ｍｍの大きさで、３１３のマトリクス状に隙
間１．５ｍｍで配されており、Ｒ　，　Ｇ，Ｂの３色の
蛍光体が配されている。（６）は画素（５）に電子を導
く第３の電極であろ陽ｔｉｗ極、圓は二酸化ケイ素（　
Ｓ　Ｊ．０　２　１等よりなる絶縁性基板で、背面パネ
ル（３）の外周部を除いた上面全面に設けられろ。

■はこの絶縁性基板の上に例えば幅６　ｍｍ，隙間１．
５ｍｍで行方向に平行に３本配され、蒸着等により形成
された薄い金属膜からなる第１の電極である走査Ｎ極で
、対応した行に配された画素（５）と対向した位置に配
される。のは上記走査ｉ！極の上に、電気的接続されろ
ように半導体形成手段を用い、仕事関数の大きい材料で
あるモリブデン（Ｍｏｌ等の単結晶を成長させるように
して、形成された尖頭部を有するカソードで、】つの画
素（５）に対して形成された複数のカソードによってカ
ソード群が構威され、この実施例においては直径２μｍ
１高さ１．５μｍの円錐形状のコールドカソードが用い
られ、約１００　個ｘ　１００個のコールドカソードロ
（図中には図面が複雑となるので、３Ｘ３個のコールド
カソードので示す。）によって１つのカソード群は構成
される。■は各円錐形状のコールドカソードのの先端と
ほぼ同じ高さで、列方向に幅６ｍｍ，隙間１．５ｍｍで
平行に３本配され、各コールドカソードのに対応する位
置に列えば直径１．５μｍの開口部である電子通過穴（
至）を有する電子を放出させる第２の電極であるデータ
電極で、この実施例ではデータ電極（至）は、走査電極
のと直交し、二酸化ケイ素（Ｓｘ０２）等の絶縁物によ
り電気的に絶縁されているとともに、対応した列に配さ
れた画素（５）と対向した位置に配される。（至）は二
酸化ケイ素（　Ｓ　ｊＯｘ　）等の絶縁物囚によりデー
タ電極（至）とは電気的に絶縁された上に、蒸着等によ
り形成された薄い金属膜からなり、各画素（５）に対向
したカソード群の電子通過穴（至）を包括する開口部で
ある電子ビーム通過大囚が形成されているビーム集束用
！極である。

次に、このように構成された光源用表示管の動作につい
て説明する。走査電極のとデータ電極（至）に適当な電
圧を印加し、この間の電位差が１００ｖ以上となると、
円錐形状のコールドカソードのの先端近傍が、このカソ
ードのの表面の内向きに電界がｌ　Ｑ７　Ｖ／　ｃ＋ｔ
ｎ以上となり、円錐形状のコールドカソードのの先端よ
り電子が放出される。この放出された電子は、テータ電
極（至）の電子通過穴（至）を通り、電子ビーム集束用
電極（支）に適当な電圧を印加させておくことにより、
電子ビーム集束用電極硲の電子ビーム通過穴囚を通過す
る電子ビーム０（図示せず）は集束され、加速用＠極（
６）に印加された高電圧により、加速され、対応する画
素（５）に照射され、画素（５）は発光する。

このような光源用表示管においても、ダイナミック駆動
される。この々゛イナミツク駆動を、第５図に基づいて
説明する。この図は、各電極に印加される信号のタイミ
ングが示されたものである。

？の光源用表示管は、３Ｘ３の画素（５）を有するもの
なので、走査ｗｔ’ｂａにはデューティー比１／３の走
査信号が印加されることにｆＩり、この走査電極のの走
査電位は、行選択されている期間がＯｖで、それ以外の
期間はＩＯＯＶと成るように設定される。

そして、各データ［極（２５＋　１　（２５■）　（２
５３）に、映像信号の振幅に応じた時間幅で約１００ｖ
のデータ電圧が印加され、データ電極（至）にＩＯＯＶ
がかかり、走査電極のにＯＶが印加されている場合のみ
、電位差が１００ｖとなることになる。

つまり、第５図ｆｍ）　（ｂ＞　（１１１中に示される
ように、まず走査［極（２２，）にはＯｖが、この他の
走査電極（２２■）（２２３）には１００ｖが印加され
る。そして、それに同期してデータ電極（２５，　＋　
（２５２）　（２５．　）　　には、第５図（ｄｌ　（
ｅ）　（ｆ）中に示されたようなデータ電圧が入力され
ると、データ電極と走査電極ｆ２５１と２２，）（２５
３と２２１）間の電位差は１００ｖとなり、この間に形
成されたカソード群の各コールドカソードのの近傍の電
界は１　０’　Ｖ／ｃ　ｍ以上となり、このコールドカ
ソードのの尖頭部より電子が放出され、デ？１１１ｔＭ
と走査Ｗ極（２５，と２２１）　（　２５３と２２１）
が交差した位置に対向した画素（５１１　）　（５，３
）に電子は照射され、発光することになる。また、この
時データ電極（２５■）と走査電極（２２，）間には電
位差がｑ〈、この１Ｉ電極が交差した位置に形成された
カソード群より電子は放出されず、このカソード群に対
向する画素（５，，）は発光しない。一方、】００ｖの
電圧が印加されている走査電極（２２■）（２２，ｉ）
では、電位差がＯ又は−１００　Ｖとなり、電子の放出
が行われない。このように順次、走査Ｎ極ρが走査され
、画面が表示される。

このように構成された光源用表示管は、上記した従来例
のように線状カソード（７ａ）を赤熱させて熱電子を放
出させるものではなく、常時カソード電ｔｉｔｉｉ　（
７）に電流を流し、発熱させてお〈必要がないので、消
費電力は抑制できる。さらに、約１００ｘ１００個の円
錐形状のコールドカソードのより構成されたカソード群
より放出された電子は１つの画素（５）に照射されるこ
ととなるので、画素（５）は高輝度で発光するとともに
、各コールドカソードＯ形成時にバラツ岸が生じたり、
各コールドカソードｃ！３使用時に劣化が生じ、電子の
放出量が変化したとしても、多数のコールドカソードの
にて平均化されることとなるので、画素（５）間の発光
輝度バラツキは抑制される。また、従来例で示したよう
な高温に熱し熱電子を放出させる線状カソード電極（７
）の画端では、温度が上がらず熱電子を放出しない部分
となるが、高ｗＩ像度とするために、画素（５）が小さ
〈なると、この電子の放出しない部分の占める割合がお
おきくなるので、蛍光体に流れる電流密度が低下するこ
ととなり、発光輝度が低下するが、この発明では、画素
（５）を小さ（しても、画素（５）下にコールドカソー
ドのを単位面積当りにはほぼ同数個形成することができ
るので、蛍光体に流れる電流密度は一定となるので、画
素（５）の発光輝度を低下させることな〈、高＠像度と
することができる。

このように構成された光源用表示管においては、円ｍ形
状のコールドカソードのが走査！極のに直接、半導体形
成手段を用いて形成されるので、コ？ルドカソードのに
流れる電流にバラツキがｔＪ〈、電子の放出量が安定す
るので、画素（５）間の発光輝度バラツキを小さく抑え
ることができる。また、各制御！極においても、半導体
形成手段をもちいることによって，所望の位置に暮密度
に形成できるため、画素（５）を高密度にすることがで
きるので、容易に高解像度の光源用表示管が得られる。

さらに、この実施例では画素（５）とカソードの間にビ
ーム集束用電極■■■を設け、この電極に掛ける電圧を
制御することによって、電子ビームは画素（５）の大き
さ、形状に応じて集束され、画素（５）に照射されろこ
ととなる。したがって、１０００ｃｄ／ｍ’以上の輝度
を必要とする大画面ディスプレイで、加速用陽極＋６１
間に約５１ｃＶ以上の高圧が印加され、ガラス管体（１
）丙での放電を防ぐため、円錐形状のカソードの先端よ
り画素（５）までの距離を、約１０ｍｍ　以下の距離に
近づけることかで八ない場合においても、隣接画素（５
）に電子が飛散し、隣接画素（５）へ発光洩れすること
がないので、表示品質を低下させることなく、画素（５
）ピッチを短くできるため、さらに高解像度の大画面デ
ィスプレイとすることかで八る。

また、上記実施例では３工３の画素より構成された光源
用表示管について説明したが、このもの番こ限るもので
はなく、幾つの画素（５）によって形成されても、上記
実施例と同様な効果が得られる。

〔発明の効果〕

この発明は以上述べたように、尖頭部を有するカソード
を用いろことによって、発光させるべき画素下のカソー
ドの近傍を高電界とすることにより、電子が放出される
ので、消費電力は小さ〈できる。さらに、画素に対して
複数個のカソードが設ｉｔられていることより、高解像
度ｌこして、高輝度で、発光輝度のバラツキのない光源
用表示管が得られるという効果を有する。

４

【図面の簡単な説明】

第】図はこの発明の一実施例の光源用表示管の正面図、
第２図はこの発明の一実施例の光源用表示管の断面図、
第３図はこの発明の一実施例の光源用表示管の一部分割
斜視図、第４図はこの発明？来の光源用表示管の断面図、第ナ図は従来の光源用表示
管の一部分割斜視図である。図において、（５）は画素、（６）は第３のｌｌｊ極、
／尖頭部を有するカソード、■は第合の電極、２第ａの電極でめろ。 υは（至）はなお、各図中同一符号は同一又は相当部を示す。代理人大岩増雄第１図第２図Ｓ６０第３０電神２第３図２２第４図２Ｖ第５図第６図第７図手続補正書く自発》

Claims

【特許請求の範囲】

　電子が照射されると一色の可視光を発光する画素、こ
の画素に対向し、複数の尖頭部を有するカソードが形成
されたカソード群、このカソード群に電気的に接続され
るとともに、第１の信号が印加される第１の電極、前記
カソード群と前記画素間に配され、前記カソードの尖頭
部に対応する位置にそれぞれ開口部を有し、前記第１の
信号とによつて前記カソードの尖頭部近傍を高電界とし
、このカソードの尖頭部より電子を放出させる期間を形
成するための第２の信号が印加される第２の電極、前記
画素近傍に配され、カソード群から放出された電子を前
記画素に導く第３の電極を備えた光源用表示管。