JPH06203771A

JPH06203771A - 表示素子

Info

Publication number: JPH06203771A
Application number: JP36037292A
Authority: JP
Inventors: Naoki Tani; 尚記谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】光源用表示管の前面パネルに接着するフィル
タ及びレンズの接着強度を高め、かつ安定させる。【構成】前面パネルの表面１１０に、蛍光面より発す
る光のみを透過するフィルタ１０３と該フィルタを透過
した光を集光する集光レンズ１０２とを一体的に形成し
たフィルタ付レンズ１０５を配置し、フィルタ付レンズ
に数ケの微少な貫通穴１０７を設ける。また、レンズの
裏面に微細な凹凸１０８と、３ケ以上の突起１０９を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は大形表示装置の表示画
面を形成する表示素子に係り、特に屋外での信頼性向上
とコントラスト向上を目的とするフィルタ付レンズを装
着するカラー表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４及び図５は従来の複合型の光源用表
示管の基本構造を示す正面図及び断面図、図６はその一
部の分解斜視図であり、Ｒ(赤色)、Ｇ(緑色)、Ｂ(青色)
の蛍光体をそれぞれ１画素とする蛍光面を画素数にして
３×３画素のマトリクス状に配列した場合を示す。これ
らの図において、１は前面パネル２と背面板３および筒
状側板４により気密封止されたガラス管体としての発光
素子であり、前面パネル２の内面には三色蛍光体Ｒ,Ｇ,
Ｂの各々を単位画素としてマトリクス状に塗布配列し、
３×３画素の蛍光面５Ｒ,５Ｇ及び５Ｂからなる蛍光表
示部が形成されている。６は蛍光表示部５の各蛍光面５
Ｒ,５Ｇ,５Ｂの周辺にそれぞれ対応して配置された複数
の加速用陽極６₁,６₂,……からなる陽極電極群であり、
これら加速用陽極６₁,６₂,……には外部端子１６を介し
て高電圧が印加されるようになっている。７は蛍光表示
部５の各蛍光面５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに対応して電子放出用
のカソード７₁₁〜７₃₃がそれぞれ独立して配置されたカ
ソード電極群であり、これらカソード７₁₁〜７₃₃はその
両端が背面板３上に固定された一対のサポート１７ａ,
１７ｂ間に支持されている。ここでカソード７₁₁〜７₃₃
の第１，第２番目の添え字はそれぞれ第１〜３行，第１
〜３列目に対応する。８はこのカソード電極群７と蛍光
表示部５との間に配置された行選択用の制御グリッド８
₁〜８₃からなるグリッド電極群であり、これら制御グリ
ッド８₁〜８₃には、蛍光表示部５の各蛍光面５Ｒ,５Ｇ,
５Ｂに対応してその行方向にそれぞれカソード７₁₁〜７
₃₃よりの電子ビーム１１を非集束ビームとして通過すべ
く電子通過用穴９₁〜９₃が設けられている。１０はカソ
ード電極群７の背面側、つまり真空外囲器１の一部をな
す背面板３上に、蛍光表示部５の各々の蛍光面５Ｒ,５
Ｇ,５Ｂに対応して、その列方向にそれぞれ対向配置さ
れたストライプ上の列選択用の背面電極１０₁〜１０₃か
らなる背面電極群であり、これら背面電極１０₁〜１０₃
はＡｇ等の導体層から形成されている。そして、各背面
電極１０₁〜１０₃は各カソード７₁₁〜７₃₃の電位に対し
て負及び０Ｖまたは数Ｖの正電位を付与することによ
り、カソード７₁₁〜７₃₃から放出する電子ビーム１１を
制御するものとなっている。なお、１２はカソード電極
群７、グリッド電極群６及び背面電極群１０の各々の電
極を外部へ引き出すリード線である。

【０００３】次に動作について説明する。まず、各背面
電極１０₁〜１０₃がカソード７₁₁〜７₃₃の電位に対して
負の電位のとき、これらカソード７₁₁〜７₃₃のまわりが
負の電位で取り囲まれるため、各カソード７₁₁〜７₃₃か
らの電子は制御グリッド８₁〜８₃および加速用陽極６₁,
６₂,……へ流れず、カットオフ状態となる。そこで、背
面電極１０₁〜１０₃にカソード７₁₁〜７₃₃の電位に対し
て０Ｖ又は数Ｖの正電位を加えると、これらカソード７
₁₁〜７₃₃から放出される電子ビームが制御グリッド８₁
〜８₃へ向って流れる。この時、各制御グリッド８₁〜８
₃の電位がカソード７₁₁〜７₃₃に対して負の電位の時
は、これら制御グリッド８₁〜８₃の電子通過用穴９₁〜
９₃から電子ビームの通過ができず、加速用陽極６₁,
６₂,……に電子ビームは流れず、蛍光表示部５の各蛍光
面５Ｒ,５Ｇ,５Ｂは発光しない。そして、制御グリッド
８₁〜８₃の電位がカソード７₁₁〜７₃₃に対して正の電位
の時は、これら制御グリッド８₁〜８₃の電子通過用穴９
₁〜９₃から電子ビーム１１がそれぞれ通過し、各蛍光面
５Ｒ,５Ｇ,５Ｂを発光させる。従って、各蛍光面５Ｒ,
５Ｇ,５Ｂと対応してマトリクス状に配列されたグリッ
ド電極群８の各制御グリッド８₁〜８₃と背面電極群１０
の各背面電極１０₁〜１０₃とを選択的に駆動制御(ダイ
ナミック駆動)することにより、この両電極の交差する
蛍光面５Ｒ,５Ｇ,５Ｂのみを選択的に発光させることが
できる。上記のように、真空外囲器１を構成する前面パ
ネル２の内面に三色の蛍光体からなる蛍光面５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂを３×３画素のマトリクス状に配列し、これら
各蛍光面５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに対応させてカソード電極群
７とグリッド電極群８および背面電極群１０を設けるこ
とにより、高輝度発光の光源用表示管を得ることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の光源
用表示管では蛍光面に対する外光(例えば太陽光等)の影
響を受けてコントラストが低下する問題があった。そこ
で、図７に示すように、前面パネル２の表面に、蛍光面
５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに対応して該蛍光面が発する色の光の
みを透過するフィルタ１３(１３Ｒ,１３Ｇ,１３Ｂ)を例
えば印刷、塗布等の手段により形成し、更にこのフィル
タ１３(１３Ｒ,１３Ｇ,１３Ｂ)の前面に凸レンズとして
の集光レンズ１４を透明接着剤などで接着固定したもの
がある。このような構成にすると、各蛍光面から射出さ
れる各色光は、それぞれフィルタ１３Ｒ,１３Ｇ,１３Ｂ
を透過して凸レンズ１４に入射し、この凸レンズ１４で
集光されるので、表示輝度を高めることができ、高コン
トラストの画像表示が可能となる。しかしながら、上記
光源用表示管では各フィルタ１３Ｒ,１３Ｇ,１３Ｂ及び
凸レンズ１４をそれぞれ別個に取付ける必要があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、フィルタと凸レンズが一体的に
取付けられ、かつ該フィルタ付レンズと発光素子の接着
力が良好で、剥離や気泡による光の反射や汚れの侵入の
ない表示素子を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る表示素子
は、前面パネルの内面にマトリクス状に画素が形成さ
れ、各画素を発光制御して所定の色を表示するものであ
って、 (1)前面パネルの表面に、各画素から発する光のみを透
過するフィルタと、該フィルタを透過した光を集光する
集光レンズとを一体的に形成したフィルタ付レンズを配
置し、該フィルタ付レンズに数ケの微少（数ｍｍ）な貫
通穴を設ける。

【０００７】(2)レンズの裏面に微細な凹凸（深さ数十
μｍ）と、３ケ以上の突起を設ける。

【０００８】(3)フィルタ付レンズと発光素子を侵入性
に優れた透明でゴム状の樹脂からなる接着剤で接着す
る。

【０００９】

【作用】

(1)この発明におけるフィルタ付レンズの数ケの微小な
貫通穴は、接着時に巻き込んだ気泡を除去し、かつ、形
状的にアンカー効果を持たせることにより、レンズと接
着面との接着強度を向上させる。

【００１０】(2)この発明によるレンズ裏面の微細な凹
凸は、レンズ裏面の接着面積を大きくしかつ形状的にア
ンカー効果を持たせることにより、レンズと接着剤との
接着強度を向上させる。また、レンズ裏面の３ケ以上の
突起は、接着剤の厚みを制御し、表示素子使用時の熱応
力によるレンズの反りに対しても十分追従できる接着剤
の厚みを確保する。

【００１１】(3)この発明における侵入性に優れた透明
でゴム状の接着剤は、フィルタ付レンズの微小な貫通穴
や、レンズ裏面の微細な凹凸に入り込み、接着強度を向
上させるとともに、その柔軟性と伸びにより、表示素子
使用時の熱応力を吸収する。

【００１２】そして上記作用により、フィルタ付レンズ
と発光素子の接着力を向上させ、接着時の気泡の巻き込
みを防止し、剥離や気泡による光の反射や汚れの侵入を
なくした信頼性の高い表示素子が得られる。

【００１３】

【実施例】

(前提技術)図３はこの発明の前提技術となる表示素子を
示す側面断面図である。図において、１は従来技術で開
示したガラス管体からなる発光素子であり、その前面に
は、発光素子１から発する光を集光するための凸レンズ
１０２及び外部からの光を遮断するためのフィルタ１０
３が一体的に構成されたフィルタ付レンズ１０５が、透
明な接着剤１０４により接合されている。なお、１０６
はフィルタ付レンズ１０５と発光素子１を接着剤１０４
で貼り合わせる際に巻き込んだ気泡である。

【００１４】次に図３の表示素子の動作について説明す
る。発光素子１から出射される赤(Ｒ)、緑(Ｇ)、青(Ｂ)
の各色は、外部からの光を遮蔽するためのフィルタ１０
３を通ることにより減衰される。この減衰を補うため
に、凸レンズ１０２で集光し、有効視野角内において必
要な光量を得る。この結果、フィルタ１０３による暗輝
度の低減及び凸レンズ１０２による白色輝度の維持が可
能となり、コントラストの向上が図れる。ここで、界面
反射ならびに雨水やホコリの侵入を防ぐために、フィル
タ付レンズ１０５と発光素子１は接着剤１０４により十
分に密着しなければならない。

【００１５】しかしながら以上のような構成では、以下
のような不都合が生じる。 (1)フイルタ付レンズ１０５と発光素子１を接着する
際、接着剤１０４に巻き込んだ気泡１０６がフィルタ付
レンズ１０５の中央部に残り、斜方向から見た場合、気
泡発生部が全反射して色が見えなくなる場合がある。（２）使用時の温度勾配により、凸レンズ１０２に反り
が生じ、凸レンズ１０２と接着剤１０４との間で剥離が
生じやすい。この剥離が生じると、斜方向から見た場
合、剥離面が全反射して色が見えなくなる場合がある。

【００１６】そこで本発明では、フィルタ付レンズ１０
５と発光素子１を接着剤１０４により貼り合わせる際の
気泡１０６の巻き込みを防止するとともに、表示素子１
に熱応力やその他の外力が加わった時でも、フィルタ付
レンズ１０５と接着剤１０４の間での剥離を防止するこ
とができる構成とする。

【００１７】実施例１．以下、この発明の一実施例を図
１、図２について説明する。なお、予めレンズ１０２は
耐熱アクリル樹脂製であることを明記しておく。 (1)まず、図１及び図２に示すフィルタ付レンズ１０５
に設けた貫通穴１０７について説明する。フィルタ付レ
ンズ１０５と発光素子１を接着剤１０４により貼り合わ
せる際に巻き込んだ気泡の除去、及びアンカー効果を持
たせてフィルタ付レンズ１０５と接着剤１０４との接着
強度を向上させる目的で、フイルタ付レンズ１０５に直
径２ｍｍの貫通穴１０７を、中央部に２ケ所(１０７
ａ)、端部に４ケ所(１０７ｂ)設ける。この様に構成す
ると、フィルタ付レンズ１０５の中央部に巻き込まれた
気泡は、中央部の貫通穴１０７ａより放出される。ま
た、フィルタ付レンズ１０５の貼り合わせ後には６ヵ所
の貫通穴１０７は、あふれ出た接着剤１０４ａにより充
填されてアンカー効果を生じる。

【００１８】(2)次に、レンズ裏面の粗面化１０８と突
起１０９について述べる。まず、耐熱アクリル樹脂製の
フィルタ付レンズ１０５の裏面の接着性を向上させるた
めに、レンズ裏面を粗面化する。粗面化の方法は、サン
ドペーパーによる研磨、液体ホーニング、サンドブラス
トなどレンズ裏面を直接粗す方法が最も接着性向上に効
果があるが、レンズ成形金型を粗面化しておく方法も可
能である。レンズ裏面の粗面化による接着性向上は、粗
面化による表面積の増加、アンカー効果が得られるこ
と、耐熱アクリル樹脂表面のぬれ性が向上すること等に
よるものである。この粗面化による表面粗さは、接着性
と気泡の巻き込み性により、Ｒｍａｘ数十μｍ程度が良
い。そして、接着剤１０４の厚さを制御するため、レン
ズ裏面に直径３ｍｍ、高さ０．５ｍｍの突起１０９を５
ケ設けた。この０．５ｍｍの接着剤層により、表示素子
使用時の熱応力を吸収する。

【００１９】(3)次に、接着剤について述べる。フィル
タ付レンズ１０５と発光素子の前面パネル(ガラス)１１
０を２液付加反応型シリコーン樹脂により接着した。上
記２液付加反応型シリコーン樹脂は次のような特長を有
している。（ａ）無色透明で光透過率が優れている。（厚さ１ｍｍ
で９５％）（ｂ）屈折率がガラス（屈折率１．５２）、レンズ（屈
折率１．４９）とほぼ等しい。（屈折率１．５０）（ｃ）硬化物はゴム状で柔軟性及び伸びが大きいため、
ガラスとレンズの熱膨張率の違いによる熱応力を緩和で
き、また、表示素子の発光や太陽光による温度上昇によ
るレンズの変形にも十分追従できる。（ゴム硬度ＪＩＳ
Ａ２８、伸び率４００％）（ｄ）侵入性に優れ、微細な凹凸に容易に入り込む。（ｅ）発光素子の発光や太陽光による光や熱および水に
よる変色がほとんどなく、耐候性に優れている。（ｆ）硬化時の体積収縮が少ない。

【００２０】なお、上記実施例では前面パネル２の内面
にＲ，Ｇ，Ｂの三色蛍光体からなる蛍光面を３×３画素
のマトリクス状に配列した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、真空外囲器内に１つの蛍
光体を１画素とする蛍光面を任意のｍ×ｎ画素(ただ
し、ｍ，ｎは任意の整数)のマトリクス状に配列し、そ
れに応じてグリッド電極群、背面電極群の配置構成を変
更することもできる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明によればフィル
タ付レンズの数ケの微小な貫通穴を設けることにより、
接着時に巻き込んだ気泡を除去しかつレンズと接着面と
の接着強度を向上させる。また、レンズ裏面に微細な凹
凸を設けることにより、接着面積を大きくしてレンズと
接着剤との接着強度を向上させる。また、レンズ裏面に
設けた突起は、接着剤の厚みを制御し、表示素子使用時
の熱応力によるレンズの反りに対しても十分追従できる
接着剤の厚みを確保する。更に、侵入性に優れた透明か
つゴム状の接着剤は、フィルタ付レンズの微小な貫通穴
や、レンズ裏面の微細な凹凸に入り込み、接着強度を向
上させるとともに、その柔軟性と伸びにより、表示素子
使用時の熱応力を吸収する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による表示素子の側面断面
図である。

【図２】図１の表示素子に適用したレンズ裏面の正面図
である。

【図３】この発明の前提技術となる表示素子の側面断面
図である。

【図４】従来の光源用表示管の正面図である。

【図５】図４の側面断面図である。

【図６】図４の表示管の一部分解斜視図である。

【図７】従来の光源用表示管の一部正面図及び断面図で
ある。

【符号の説明】

１発光素子１０２レンズ１０３フィルタ１０４接着剤１０５フィルタ付レンズ１０６気泡１０７貫通穴１０８粗面化されたレンズ裏面１０９突起１１０発光素子の前面ガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前面パネルの内面にマトリクス状の画素
が形成され、各画素を発光制御して所定の色を表示する
光源用の表示素子において、前面パネルの表面に、各画
素が発する光のみを透過するフィルタと該フィルタを透
過した光を集光する集光レンズとを一体的に形成したフ
ィルタ付レンズを配置し、該フィルタ付レンズと前面パ
ネルを透明接着剤で接合するとともに、該フィルタ付レ
ンズに貫通穴を設けたことを特徴とする表示素子。
【請求項２】上記フィルタ付レンズの裏面が微細な凹
凸を有する面とした請求項１記載の表示素子。
【請求項３】上記フィルタ付レンズと上記前面パネル
の間が一定距離を有するように、フィルタ付レンズと前
面パネルの少なくとも一方に複数の突起を設けたことを
特徴とする請求項１記載の表示素子。