JPH04298945A - 光源用表示管 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、大画面ディスプレイ
装置やメッセージボード等のディスプレイに用いられる
光源用表示管に関するものである。

【０００２】

【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、横
１８ｍ縦１０ｍの大きさ、屋内でも横４ｍ縦３ｍ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４
０００ｃｄ／ｍ２　、屋内でも約１０００ｃｄ／ｍ２　
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、特開平１−２３９７５７号公報に
示されるようなものがある。ここでは、赤色（以下Ｒと
略記する）、青色（以下Ｂと略記する）、緑色（以下Ｇ
と略記する）に発光する蛍光体が塗布された発光面が、
縦方向に３行、横方向に３列のマトリクス状に配された
ものについて説明する。

【０００３】図５は従来の光源用表示管の基本的構成を
示す断面図であり、図６はこの光源用表示管の部分分解
斜視図である。図において、１は前面パネル２と背面パ
ネル３及び筒状側板４から構成される真空外囲器である
ガラス管体、５は前面パネル２のガラス管体１の内側に
配され、電子ビ−ム１３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発光面、６は発光面
５の周辺を取り囲み、上記前面パネル２に対して垂直に
配され、電子を発光面５に導く加速用陽極電極、７は発
光面５にそれぞれ対応して背面パネル３上に配されたカ
ソ−ド電極で、線状タングステン上に酸化物をコ−ティ
ングした電子放出用の線状カソ−ド７ａと、この両端を
背面板３に固定する一対の金属サポ−ト７ｂより構成さ
れる。８はカソ−ド電極７と発光面５間に配された行選
択用の制御グリッド電極で、カソ−ド電極７より放出さ
れた電子ビームを通過させるための開口部である電子ビ
−ム通過穴９がカソ−ド電極７と対向する位置に設けら
れている。１０は背面パネル３のガラス管体１の内側で
、かつカソ−ド電極７の下に設けられたストライプ状の
列選択用の背面電極で、１１はこの背面電極１０、カソ
−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、１２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。

【０００４】１４はＲ、Ｇ、Ｂそれぞれに発光する発光
面５に対応して、この発光面５が発する色のみを透過さ
せるように、前面パネル２の外表面に形成されたフィル
タである。１５は発光面５で発光しフィルタ１４を透過
した光を集光するためのレンズアレイで、前面パネル２
上のフィルタ１４の表面に透明接着層１６を介して接合
される。また、上記集光レンズアレイ１５は、前面パネ
ル２に接合されるベース部１５ａと発光面５からの光を
集光する凸レンズ１５ｂとから成り、アクリル樹脂を射
出成形することにより構成される。この凸レンズ１５ｂ
は、各発光面５のそれぞれに対応するようにマトリクス
状に配列されたものである。

【０００５】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−ド電極７に電圧が加えられ、
線状カソ−ド７ａが摂氏７００〜７５０度程度に加熱さ
れると、熱電子が放出される。この時、カソ−ド電極７
の電位に対して背面電極１０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−ド電極７周辺の
電位は正となる。この時、陽極電極６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−ド７ａから放出された電
子ビームはこの電位勾配に沿って移動し、陽極電極６の
高電圧により加速されて非集束電子ビーム１３を形成し
、高速で発光面５に衝突し高輝度で発光する。また、背
面電極１０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−ド電極７周辺の電位
が負となり、電子ビームは陽極電極６の方向には移動せ
ず、発光面は非発光状態になる。

【０００６】このような光源用表示管は、背面電極１０
を走査電極に、制御電極グリッド電極８をデ−タ電極に
割り当て、ダイナミック駆動される。まず、カソ−ド電
極７に対して正の電位となるように列状に配された背面
電極１０１に電圧を印加し、他の背面電極１０２　１０
３　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８１　
８２　８３　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
　８３が負の電位になると、背面電極１０１　と制御グ
リッド電極８１　が交差した位置の画素のみ発光する。

【０００７】このようにして、上記前面パネル２の発光
面５から発せられた光は、フィルタ１４によりわずかに
減衰されるものの、集光レンズアレイ１５より大気中に
でるとき、上記凸レンズ１５ｂの曲率に対応して光路が
曲げられ、集光されるので発光輝度を高めることができ
る。一方、外光は発光面５への入射時と該発光面５から
の反射時との２回フィルタ１４を通過し、外光の反射成
分は大きく減衰されることとなるので、コントラストを
向上することができる。

【０００８】しかしながら、このように構成された光源
用表示管において、集光レンズアレイ１５がアクリル樹
脂によって、前面パネル２はガラスなどによって形成さ
れているので、両者の熱膨張係数が異なり、使用時の温
度変化により集光レンズアレイに反りが発生したり、集
光レンズアレイ１５と透明接着層１６およびフィルタ１
４と前面パネル２の間に剥離が生じたりする。このよう
な剥離が生じると、剥離面での光の反射により輝度低下
が生じるだけでなく、斜め方向からみた場合には全反射
し、色が見えなくなるという問題が生じる。また、光源
用表示管の前面パネル２の単位面積当りの画素数を多く
して高解像度化するとき、発光面５の大きさは小さくな
るが、前面パネル２はガラス管体１の内部の真空強度を
保てるように一定の厚みをもつ必要がある。このため、
発光面５の大きさに対する前面パネル２の厚さの比が大
きくなり、光源用表示管を斜め方向からみたとき、ひと
つの発光面５に対応するフィルタの隣に位置するフィル
タを通してこの発光面５が見え、色むらによって、画質
が劣化するという問題点がある。

【０００９】このような問題点を解決するために、本願
発明者らは特願平２−２００７０７号に示されるような
光源用表示管を提案した。図７はこの本願発明者らの提
案した光源用表示管の断面図であり、図５と同一の番号
はそれぞれ同一部分を示している。１７はガラス管体１
の一部を構成し、外表面上にマトリクス状の凸レンズ１
５ｂが形成された透明なガラス等から成る前面パネルで
、本従来例では凸レンズ１５ｂが４×４のマトリクス状
に配設された集光レンズが一体に形成されている。１８
はマトリクス状に配され、前面パネル１７と発光面５に
挟持され、対向したそれぞれの発光面５より発せられた
Ｒ、Ｇ、Ｂと同一色の光を透過させるフィルタで、印刷
方法などで形成される。

【００１０】このように構成された光源用表示管におい
ても、先に述べた従来例と同様にダイナミック駆動され
、発光面５に電子ビーム１３が照射されると、Ｒ、Ｇ、
Ｂのそれぞれの色に発光する。発光面５から発せられた
光は、フィルタ１８によりわずかに減衰されるが、集光
レンズアレイ１５より大気中にでるとき、上記凸レンズ
１５ｂの曲率に対応して光路が曲げられ、集光されるの
で発光輝度を高めることができる。一方、外光は発光面
５への入射時とこの発光面５からの反射時との２回フィ
ルタ１８を通過し、外光の反射成分は大きく減衰される
こととなるので、コントラストを向上することができる
。また、前面パネルの外表面にマトリクス状の凸レンズ
が一体成形されているので、使用温度変化による剥離が
輝度低下などを引き起こすという前述の従来例の問題を
解決することができる。さらに、フィルタ１８と発光面
５との距離を短縮することができるので、光源用表示管
を斜め方向からみたとき、ひとつの発光面５に対応する
フィルタの隣に位置するフィルタを通してこの発光面５
が見え、画質が劣化するという問題も解決することがで
きる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た光源用表示管では、前面パネル１７の内側に印刷形成
されたフィルタ１８上に直接発光面５が形成されるので
、発光面５を形成する蛍光体の膜厚が均一にならないた
めに発光時に輝度むらが生じたり、蛍光体材料とフィル
タ材料が化学反応を起こしてしまうという問題がある。 また、蛍光体に向かって照射される電子ビーム１３の衝
撃によってフィルタ材料が劣化するという問題もある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光源用表示
管は、前面パネル内側に印刷形成されたフィルタと発光
面の間に透明基板を備えたものである。

【００１３】

【作用】上記のように構成された光源用表示管では、発
光面はフラットな透明基板上に蛍光体を塗布することに
よって形成されるので、蛍光体の膜厚が均一化され、発
光時の輝度むらによる画質劣化を防ぐことができる。ま
た、フィルタと発光面が分離されるので、蛍光体材料と
フィルタ材料の化学反応を防ぐことができるとともに、
電子ビームの衝撃からフィルタを保護することができる
。

【００１４】

【実施例】実施例１．図１は本発明の第一の実施例の光
源用表示管の断面図、図２はこの光源用表示管の正面図
である。この図において、１７はガラス管体１の一部を
構成し、透明なガラスなどからなり、外表面部にマトリ
クス状の凸レンズ１５ｂが形成された前面パネルで、こ
の実施例では凸レンズ１５ｂが４×４のマトリクス状に
配設された集光レンズが一体に形成されている。上記前
面パネル１７は、所望形状のカーボン系の材料で形成さ
れた成型型に高温の溶融ガラスを流し込んだ後、冷却し
て製造される。或いは、所望形状のカーボン系材料で形
成された押型を板ガラスに一定圧力で押圧し、これを高
温の炉中で加熱することによって製造される。

【００１５】１９は薄板ガラスなどの透明基板で、該透
明基板１９の制御電極側表面上には蛍光体を塗布するこ
とにより発光面５が形成され、前面パネル側表面上には
発光面５より発せられたＲ、Ｇ、Ｂと同一色の光を透過
させるフィルタ１８が印刷方法などで形成され、筒状側
板４にフリットガラスを用いて封着される。ここで、フ
ィルタ１８の材料としては、ガラス管体１の内部で有機
ガスを発生しない無機材料のもので、例えばＲのフィル
タはクローバミリオン、Ｇのフィルタはコバルトグリー
ン、Ｂのフィルタはグンジョウが用いられる。なお、本
実施例における上記以外の制御電極などの構成で、従来
例と同一の番号は同一部分を示している。

【００１６】以下、この発明の光源用表示管の動作につ
いて説明する。このように構成された光源用表示管にお
いても、従来例の光源用表示管と同様にダイナミック駆
動され、発光面５に電子ビーム１３が照射されると、Ｒ
、Ｇ、Ｂのそれぞれの色に発光する。そして、この発光
された光は、透明基板１９及びフィルタ１８を通過する
。この時フィルタ１８によりわずかに減衰されることに
なるが、前面パネル１７の外表面に凸レンズ１５ｂが形
成されているので、前面パネル１７を通過して大気中に
出るときには、凸レンズ１５ｂの曲率に対応して光路が
曲げられ、全体として集光される。したがって、発光輝
度は高められることとなる。

【００１７】一方、前面パネルに入射される外光は、上
記前面パネル１７及びフィルタ１８及び透明基板１９を
通過し、発光面５にて反射する。反射した光は、再び透
明基板１９及びフィルタ１８を通過し、前記パネル１７
から大気中に出射される。ここで、上記フィルタ１８は
発光面から発光される一色の可視光のみを通過させる機
能を有するので、上記外光のうち発光面５の発光色以外
のスペクトル成分が大きく減衰され、コントラストを向
上することができる。

【００１８】図３を用いて、さらに詳細に説明する。図
３（ａ）は各色の発光面５の発光スペクトルを、図３（
ｂ）は各色のフィルタ１８の分光透過率曲線を示すもの
であって、この図より、フィルタ１８は発光面５から発
光される光のスペクトル成分を通過させ、その他のスペ
クトル成分を減衰させることができることがわかる。 したがって、非発光状態の発光面５の暗輝度が低く押さ
えられるので、全体的なコントラストを向上させること
ができる。

【００１９】本実施例の光源用表示管においては、発光
面５はフラットな透明基板１９の表面上に蛍光体を塗布
することによって形成されるので、蛍光体の膜厚が均一
化され、発光時の輝度むらによる画質劣化を防ぐことが
できる。また、フィルタ１８と発光面５が分離されるの
で、蛍光体材料とフィルタ材料の化学反応を防ぐことが
できるとともに、電子ビーム１３の衝撃からフィルタ１
８を保護することができる。なお、透明基板１９は前面
パネル１７に比べて十分薄くできるので、光源用表示管
を斜め方向からみたとき、ひとつの発光面５に対応する
フィルタの隣に位置するフィルタを通してこの発光面５
が見え、画質が劣化するという問題は発生しない。

【００２０】実施例２．図４は、本発明の第二の実施例
の光源用表示管の断面図である。本実施例においては、
前面パネル１７上にフィルタ１８が印刷方法等により形
成され、透明基板１９上に均一に蛍光体を塗布すること
により発光面５が形成され、透明基板１９は再溶融され
ることにより前面パネル１７の内表面に接着されている
。本実施例の動作は第一の実施例と同じである。

【００２１】以上に二つの実施例を述べたが、本発明は
以上の実施例に限ることなく、発光面５とフィルタ１８
の間に、この発光面５とフィルタ１８の距離が離れない
程度に前面パネル１７に比べて十分薄い透明基板１９を
設けるという本発明の趣旨を逸脱しない他の構成を取る
ことができる。また、発光面５が電子ビームによって励
起されるものについて説明したが、これに限るものでな
く、放電励起によって発光させるものであっても同様の
効果が得られることは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、発光面を形成する蛍
光体の膜厚が均一となるため、発光時の輝度むらを防ぐ
ことができる。また、発光面とフィルタの間に透明基板
が介在しているので、電子ビームの衝撃からフィルタを
保護することができるとともに、発光面を形成する蛍光
体材料とフィルタ材料の化学反応による劣化を防ぐこと
ができる。これらによって、フィルタが対応する発光面
が発光する可視光のみを選択的に透過し、フィルタを透
過した光は前面パネル上に設けられた凸レンズにより輝
度が高められる一方、前面パネルから入射する外光はフ
ィルタにより減衰されるという従来例の効果が信頼性高
く実現され、高輝度であると同時に高コントラストな光
源用表示管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の光源用表示管の断面図
である。

【図２】本発明の第一の実施例の光源用表示管の正面図
である。

【図３】本発明の第一の実施例の各色の発光面の発光ス
ペクトル（ａ）と各色のフィルタの分光透過率曲線（ｂ
）である。

【図４】本発明の第二の実施例の光源用表示管の断面図
である。

【図５】従来の光源用表示管の断面図である。

【図６】従来の光源用表示管の一部分解斜視図である。

【図７】従来の図５とは異なる他の光源用表示管の断面
図である。

【符号の説明】

１　　ガラス管体 ２　　前面パネル ３　　背面パネル ４　　筒状側板 ５　　発光面 ６　　加速用陽極電極 ７　　カソード電極 ８　　制御グリッド電極 ９　　電子通過穴 １０　　背面電極 １１　　外部端子 １２　　外部端子 １３　　電子ビーム １４　　フィルタ １５　　集光レンズアレイ １６　　透明接着層 １７　　前面パネル １８　　フィルタ １９　　透明基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　外表面がマトリクス状に配置された複
   数の凸レンズからなる前面パネルを有する真空外囲器、
   該真空外囲器の内部に配設された透明基板、上記透明基
   板の上記前面パネルと反対側表面に上記前面パネルの各
   凸レンズに対応して蛍光体をマトリクス状に配置して形
   成された発光面、上記前面パネルと上記透明基板の間に
   上記各凸レンズに対応してマトリクス状に配設されたそ
   れぞれが一色の可視光を透過させるフィルタを備えたこ
   とを特徴とした光源用表示管。