JPH0329244A - 表示パネル用パネルユニット - 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、例えば，駅構内、各種競技場等に設置される
大画而表示パネルに用いられるパネルユニットの改良に
関するものである．（従来の技術） この種の大画面表示パネルに用いられるパネルユニット
としては，多数のＣＲＴ単管を配列したＣＲＴ型パネル
ユニットと，多数の放電蛍光管を配列した放電蛍光管型
パネルユニットと、赤、緑、青等の色フィルタを表示面
に貼りつけて裏面に蛍光灯と光拡散板とを配置した透過
型液晶表示パネルユニットとがある． （発明が解決しようとする課８） しかし、ＣＲＴｆｉパネルユニットは、１つの画素か１
つの発光色をイｆする蛍光体を陽極スクリーン面に有す
る小さなＣＲＴから成っているため、赤、緑．青を表示
するために３本のＣＲＴか必要となり，またシャドーマ
スクを用いて電子ビームをこれらの３色の蛍光体を走査
する単管ＣＲＴを用いる場合でも１つのＣＲＴで１つの
画素を表示することができるにすぎないので多数のＣＲ
Ｔ管を並べる必要があって高価となる欠点があり、また
シャトーマスクの電子透過率が１５〜２０％程度と小さ
な値であるため発光効率が低い欠点かあった． また、放電蛍光管型パネルユニットは，各画素の１つの
色を１つの蛍光灯管で形成し、その発光色はこの蛍光灯
管の観察面に着色された色フィルタを彊り付けるか蛍光
灯管の内面に水銀を含む放電ガスからの紫外線によって
励起し発光する蛍光体を設けてこれによって多色発光す
るようになっている．しかし，蛍光灯管の発光は陽極柱
によって行なわれ，この陽極柱は管が長く直径が大きい
と効率がよいが、管が短く直径が小さいと発光効率が急
激に低下するため、蛍光灯管型のパネルユニットはその
画素の大きさを２　０　ｍ　ｍ以下にすることは実用上
困難であった． 更に、液晶表示型パネルユニットは、パネルの背面に設
けられたバックライトを有することが多いが、このパネ
ルユニットは、基本的には２つの偏光フィルタの間に設
けられた液晶セルに印加する電圧を制御することによっ
て透過光量を変化させる原理を用いているため，偏光フ
ィルタによって透過光量が１０〜４０％程度と低く，こ
のため画面が暗い欠点があった．尚，画面を明るくする
ためにバックライトの輝度を高くすると、消費電力が多
くなり、またこのバックライトに用いられる蛍光灯管，
分散型ＥＬの寿命が短くなる欠点がある． 本発明の目的は、上記の欠点を回避し，低い消費電力で
高い表示品質を有する大画面用表示パネルに用いられる
パネルユニットを提供することにある． （課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、複数のパネル
ユニットを組み合わせて構成される表示パネルの各パネ
ルユニットが蛍光体と陽極とを含む陽極基板と，ｗ１極
と，この陰極から放射される電子を制御する制御電極と
、陰極から放射される電子の陽極に向けて偏向と集束と
を行なう偏向集束電極と，裏面基板とから成っている表
示パネル用パネルユニットにおいて、制御電極は陰極の
裏面基板側に配置され陰極から放射される電子を変調す
るように陰極に対応して陰極の長手方向に広げられた幅
広部を有し、また偏向集束電極は、陰極とほぼ同一平面
かまたは陰極より僅かに陽極側に寄せて配置され、且つ
蛍光体は各画素毎に陰極の長手方向に平行な方向に形成
された複数のストライブから′成っていることを特徴と
する表示パネル用パネルユニットを提供するものである
． （作用） このように制御電極が陰極の裏面基板側に配置されて陰
極に対応して陰極の長手方向に広げられた幅広部を有す
ると，この幅広部が陰極から放射される電子を変調して
画素の選択を行なう上に輝度変調し、且つ消費電力を増
大させる原因である陰極からの赤外線の放散を抑え番よ
うにこの赤外線を反射して陰極に戻す働きを有し、従っ
て陰極自体を自己加熱させてその駆動電圧を下げること
ができる．また、陰極と陽極との間に配置された偏向集
束電極は１つの画素内の各蛍光体の複数のストライプの
幅に集束しつつ偏向して順次走査して発光させるので精
細で品質の高い表示画面を得ることができる．（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
１図乃至第３図は本発明に係る表示パネル用パネルユニ
ット１０を示し，このパネルユニットｌＯは，ガラス基
板の如き透明絶縁基板ｌ２の上にＩＴＯ　（Ｉ　ｎｕ　
０３　：　Ｓｎｏｗ），ＳｎＯ．等の如き透明電極膜か
ら成る陽極ｌ４を介して設けられた蛍光体ｌ６を有する
陽極基板ｌ８と、この陽極基板ｌ８の上にスベーサ２０
を介して設けられた電極構造体２２と，この電極構造体
２２の上にスベーサ２４を介して設けられた裏面基板２
６とから成っている．尚，第１図乃至第３図において符
号２８は裏面基板２６の内面に設けられたＩ　Ｔ　Ｏ　
．　Ｓ　ｎ　Ｏ　ｔ、アルミニウムまたはニッケル等の
導電膜から成る電磁遮蔽用裏面電極である． 電極構造体２２は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）０等の６００
〜８００℃に通電加熱されて電子を放射する電子放射性
物質が直径数十μｍになるまで表面に塗布されたタング
ステンフィラメント等の複数の細線状の陰極３０と，こ
の陰極３０の裏面基板２６側に配置され陰極３０と直交
するように設けられた複数のストライプ状制御電極３２
と，Ｗｋ極３０と同一平面かまたは多少陽極基板ｌ８偏
に寄せて陰極３０と平行に設けられた複数のストライブ
状偏向集束電極３４とから戊っている． 陽極ｌ４は、数百乃至数十ＫＶの一定の正電位に保たれ
、陰極３０からの電子ビームは陽極面に向って加速され
る．陰極３０にはピーク電圧が数Ｖで数乃至数十ＫＨｚ
の交流または直流電圧が印加されてその表面温度が６０
０〜８００℃の電子放射温度に雑持されて電子放射性物
質から電子ビームが放射される． 蛍光体ｌ６は，各画素に対応した領域で陰極３０の吊架
方向〈長手方向〉に平行に設けられた複数，図面では３
つのストライプ１６Ａ，１６Ｂ．１６ｃから虞っている
．図示の実施例では、これらのストライプ１６Ｒ，１６
Ｇ，１６Ｂはそれぞれ電子ビームか照射されてそれぞれ
赤、緑、青の色を発光する蛍光物質から成っている．こ
れらのストライブ１６Ｒ．１６Ｇ．１６Ｂは、スクリー
ン印刷、沈降法等の蛍光体塗布手段によって形成される
．尚、透明絶縁基板１２上に蛍光体１６を塗布した後．
硝酸セルロース等の材料で蛍光面を均一化しその上にア
ルミニウムを蒸着するメタルバック蛍光面とすると一層
好ましい．尚，第２図に示すように，陽極基板ｌ８は，
蛍光体ｌ６を有する部分を除く表面が黒色または非反射
性の暗色にするマスク３６を炭素材料のスパッタリング
法等の手段によって施して形成すると好ましい． 陰極３０から放射された電子ビームｂは、制御電極３２
によって変調され、偏向集東電極３４によって１つの画
素内の各蛍光体のストライブの幅に集束され偏向されて
この蛍光体１６を順次走査し発光する．各蛍光体ｌ６の
ストライブの幅は、表示パネルの観察距離によって異な
るが、観察距離が２〜５ｍの場合，０．３〜０．５ｍｍ
であり、観察距離が５〜１０ｍの場合には１〜２ｍｍ程
度にすると、各画素のストライプが判別することができ
ないため一様に発光しているように観察されるので好ま
しい．制御電極３２は、４２６合金，ＳＯＳ３０４合金
等の材料から作られていて陰極３０及び偏向集電極３４
とドットマトリックスを形成するように配置されている
．この制御電極３２は，陰極３０の周囲が負電位になる
ように充分に深い負の電圧（カットオフ電圧）を印加す
ることによって電子放射状態にある陰極３０のある領域
（非選択画素領域）に電子を放射させないようにしたり
、陰極３０と同じ電圧（最大ビーム取り出し電圧）を印
加して陽極ｌ４に印加された加速電圧によって電子を蛍
光体画素に照射したり，また中間の電位を与えて最大ビ
ーム電流以下の電流を取り出して輝度変調を行なう機能
を有する．この電流変調は，｛Ｉ！向集束電極３４に第
６図に示すような電圧を印加することによって画素内を
走査する電子ビームの各タイミングで行なわれる．第６
図は１画素が３色のストライプ１６Ｒ，１６０．１６Ｂ
に塗り分けられた蛍光体ｌ６から成っている場合を示し
，ｌ画素内の各色の変調電圧は表示しようとする映像の
画素に合せるために互いに異なるが、同一色での変調は
同一の電圧で行なわれる． 特に、この制御電極３２は、特に第２図から解るように
，陰極３０と交差する部分で陰極の長手方向に広げられ
た暢広部３２ａを右する．この幅広部３２ａは，陽極基
板１８１の蛍光体画素に対応して配置され、陰極３０か
ら放射される電子を当該画素に向けて陰極３０の長手方
向に均一に供給し偏向集束させる働きを有する．この制
御電極３２の幅広部３２ａは、また、陰極３０の消費電
力を増大させる原因である波長が２〜４μｍにピークを
有し陰極３０から放射される赤外線を陰極３０に向けて
反射して陰極３０を自己加熱するので、パネルの駆動電
圧を低減することができ、更に陰極３０の振動によって
陰極３０と他の電極構体との間隔が変化することに基い
て発生する画素のちらつきを陰極３０の振動の抑制によ
ってなくすことができる．尚、この幅広部３２ａは，陰
極を包み込むような曲板状であると，赤外線反射効率が
一層高いので好ましい． また，＠向集東電極３４は、第１図及び第３図から解る
ように、陰極３０の両側に配置されて一定のバイアス電
圧が印加されて電子ビームを蛍光体ｌ６に垂直に入射し
ているが，この状態からそれぞれの偏向集束電極にこの
バイアス電圧に対して数Ｖ正または負の電圧を印加する
と、バイアス電圧に対して正の電圧を印加した方向に電
子ビームが偏向し，従って，例えば，？３図に示すよう
に、１つの陰極３０２から放射される電子ビームはその
両側の偏向集束電極３４■または３４，２の一方から他
方に対して数Ｖ高い正の電圧を印加することによって位
置（ａ）と（ｂ）との間で偏向される．第３図の位置（
ａ）は偏向集束電極３４■に偏向集束電極３４■の電圧
よりもａｖ正の電圧を印加した結果得られた電子ビーム
の位置である． 各偏向集束電極３４に印加されている集束電圧に重畳さ
れて第４図に示すように偏向電圧が印加されるが、この
偏向電圧の一例が第５図に示されている．第５図では偏
向集束電極３４１，と３４■との間の電圧が示されてい
るが、偏向集束電極３４■、３４■、３４３Ｉ、３４，
２にも同様の電圧が印加されている． 第４図には裏面基板２６側から見た制御電極３２、陰極
３０，偏向集束電極３４と電子ビームｂの偏向領域（画
素領域）とが示されている．この図面では説明を簡単に
するために画素蛍光体のストライプが示されていないが
、各画素領域には陰極３０と平行な方向に、例えば、赤
、緑及び青のストライプＲ．Ｇ．Ｂが塗り分けられてい
る。

このような電極構造体２２は、陰極３０を挟むようにそ
の両側にある２つの偏向集束電極３４に印加される正の
電位と陰極３０の裏面基板２６偏にある制御電ｆｉ３２
に印加される電位と陽極ｌ４の電位とによって決り陰極
３０の周囲から陽極ｌ４に向う正の等電位面Ｓが陽極に
向って電子ビームｂを集束する第５図に示すような電子
レンズを形成する．この電子ビームｂは、正の等電位面
Ｓに垂直な方向に進行し、陽極ｌ４付近で焦点を結ぶが
，そのストライブ状陰極像の大きさは，偏向集束電極３
４に印加されるバイアス電圧によって可変することがで
き、従ってこの一定のバイアス電圧は、画素ストライプ
の幅（電子ビーム照射範囲）によって適正な値に定めら
れる． 次に、本発明のパネルユニットの動作を第４図乃至第６
図を参照しつつのべる．このバネル？ニットのアドレス
は陰極３０と制御電極３２とによって行なわれる．即ち
，第４図を参照すると，例えば，画素Ｐ■を選択するに
は，陰極３０．にｌＯ〜２０ｋＨｚの交流を印加してこ
れを付勢し電子放射状態にしておき，また制御電Ｊ４ｉ
３２■は陰極３０２に対して正または小さな負の電位に
して画素Ｐ．を選択する．この場合陰極ａｏ＊　，３０
．は非駆動状態とし，制御電極３２■、３２１，にはカ
ットオフ電圧以下の負の電位を印加する．尚、パネルの
駆動方法は上記に限定されないが、例えば制御電極３２
を常時駆動電位にしておき，偏向集束電極３４にカット
オフ電位を与えて駆動することもできる．しかし、この
場合には、そのカットオフ電位は陰極３０の電位よりも
高くなって不利であることが多い． 第７図及び第８図は本発明の他の実施例を示し，この実
施例では陰極３０の近辺で陰極３０よりも裏面基板２６
偏に陰極３０と平行に配置された他の制御電極３２Ａを
備え、この制御電ａｉ３２Ａに負のカットオフ電位を与
えて電子ビームｂを制御するようにしている点で前の実
施例とは異なり、また陽極基板ｌ８は前の実施例のよう
に平面的ではなく、舟型ななしている．尚、制御電極３
２Ａは各ｍａｉ３０毎にその両側に配置された２本のフ
ィラメントから成っている． 本発明の具体例を１６ｘｌ６画素（３５０ｘ３　５　０
　ｍ　ｍ　）のパネルに適用した場合についてのべると
、画素寸法は１５ｍｍ、陰極と陽極との間隔は２０ｍｍ
、偏向集束電極の高さが２ｍｍ、偏向集束電極の間隔が
５ｍｍ．＠極と制御電極との間隔が０．２ｍｍである第
１図乃至第３図に示す構造を有しており，陽極電圧は２
ｋＶ、最大偏向電圧が１５０ｖ．集束電圧が−ｌＯｖ、
ビーム電流が８５μＡとした場合に消費電力がＩＯＷで
あった．尚，この具体例では、１つの画素領域を１本の
陰極で走査したが、１本のｗＩ極で２つ以上の画素領域
を走査してもよいことはもちろんである． （発明の効果） 本発明によれば、上記のように、制御電極は陰極の裏面
基板側に配置されてｖＩ極に対応して陰極の長手方向に
広げられた幅広部を有するので，この幅広部によって陰
極から放射される電子を変調して画素の選択を行なった
り，一度変調することができる上に消費電力を増大させ
る原因である陰極からの赤外線の放散を抑えるようにこ
の赤外線を反射して陰極に戻す働きを看し，従って陰極
自体を自己加熱させてその駆動電圧を下げることができ
、また陰極と陽極との間に配置された偏向集束電極は１
つの画素内の各蛍光体の複数のストライブの幅に集束し
つつ偏向して順次走査して発光させてｌ画素で任意の色
を表示するので精細で品質の高い表示画面を得ることが
できる実益がある．

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の表示パネル用パネ
ルユニットの断面図及び分解斜視図，＃１３図は本発明
のパネルユニットの動作状態を示す斜視図、第４図は本
発明に用いられる電極構造体の拡大系統図、第５図は偏
向集束電極の動作を示す説明図，第６図は偏向集束電極
に印加される偏向電圧を示す図、第７図及び第８図は本
発明の他の実施例の断面図及びその分解斜視図である． １　０−−−−一表示パネル用パネルユニット，１４−
−−−一陽極、１　６−−−−一蛍光体，１６Ｒ．１６
Ｇ．１６Ｂ−−−−一蛍光体ストライプ、１８−−−一
一陽極基板，２２−−−一一電極機造体、２６−−−−
一裏面基板、３０−−−−一陰極，３２−−−−一制御
電極，３２ａ−−−−一幅広部．３４−−−−一偏向集
束電極． 第ｌ図 −２７ 第２ 図 第４ 図 第 ６ 図 ２６ 第３ １ 第 ７ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のパネルユニットを組み合わせて構成される表示パ
   ネルの各パネルユニットが蛍光体と陽極とを含む陽極基
   板と、陰極と、前記陰極から放射される電子を制御する
   制御電極と、前記陰極から放射される電子の陽極に向け
   て偏向と集束とを行なう偏向集束電極と、裏面基板とか
   ら成っている表示パネル用パネルユニットにおいて、前
   記制御電極は前記陰極の裏面基板側に配置され前記陰極
   から放射される電子を変調するように前記陰極に対応し
   て前記陰極の長手方向に広げられた幅広部を有し、また
   前記偏向集束電極は、前記陰極とほぼ同一平面かまたは
   陰極より僅かに陽極側に寄せて配置され、且つ前記蛍光
   体は各画素毎に前記陰極の長手方向に平行な方向に形成
   された複数のストライプから成っていることを特徴とす
   る表示パネル用パネルユニット。