JPH0722006B2

JPH0722006B2 - 平板型表示装置とその駆動方法

Info

Publication number: JPH0722006B2
Application number: JP1109325A
Authority: JP
Inventors: 欽造野々村; 謙二金井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPH02288135A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はカラーテレビジョン受像機、計算機の端末ディ
スプレイ等に用いられる平板型表示装置に関するもので
ある。

従来の技術従来から電子ビームを用いた平板型表面装置は種々開発
されてきた。電子源の形態から大別すると、1.単一電子
源、2.線状電子源、3.面状電子源、の３種類に分類され
る。単一電子源の代表例としては、偏平管、電子増倍板
の組み合せの２種がある。偏平管は既に小型白黒テレビ
として実用化されているが、電子ビームの集束性、偏向
特性の点で大型かが困難と言われている。また電子増倍
板との組み合せとして、特開昭48−38974号公報に記述
されているような電子増倍電極を複数枚積層して単一電
子源からの電子ビーム量が少なくても十な輝度が得られ
る構造に形成されている。線状電子源の代表例として
は、特開昭52−28256号公報に記述されているように表
示装置の一辺から放出された電子ビームを蛍光体面と平
行に走行させるビームガイド方式の構造を提案し大型表
示装置の一部を試作している。面状電子源の代表例とし
ては、特開昭53−38260号公報、特開昭55−33734号公報
に記述してある平板型表示装置がある。この表示装置は
線状陰極とビーム偏向手段の組み合せにて、画像を表示
しようとするものである。また、米国特許3935500号明
細書に記載されている表示装置は、ヘアピン型のポイン
ト陰極を列状に配置して電子源として用いたものであ
る。特開昭56−28445号公報に記載されている表示装置
は、フィラメントを部分的にコイル状にして配置した電
子源の形態を取っている。

発明が解決しようとする課題このような従来構成の平板型表示装置では次のような問
題点がある。一つは、大型には不向きな偏平管を除い
て、何れも面状電極を複数枚積層し、特開昭56−28445
号公報に記載された構造を除いて、偏向手段を用いた、
より一層複雑な構造になっている。そのために表示装置
がたいへん高価になる問題点がある。

更に別な問題点としては、上記の、ヘアピン型のポイン
ト陰極を列状に配置して電子源としたり、フィラメント
を部分的にコイル状にして配置した電子源の形態を取っ
ている構造では、電子源部での熱伝導損失が非常に大き
く、パネルとしての消費電力が大となり実用的には不十
分である。

課題を解決するための手段本発明においては、上記従来の問題点を解決するため、
マトリックス状に行と列から構成される線状導電体の互
いに交差する部分を、行と列に印加される温度の加算に
より所定の温度にし、その部分を電子を放出する電子源
として用いる。

また、駆動方法として、前記行と列の少なくとも一方に
表示用の変調信号もしくは走査信号を印加する駆動方法
を用いる。

作用本発明においては、マトリックス状に行と列から構成さ
れる線状導電体の互いに交差する部分を、行と列に印加
される温度の加算により所定の温度にし、その部分を電
子を放出する電子源とする手段を用いることにより、通
常の動作時においても電子源全面に渡って常に所定の温
度にする必要はなく、電子が放出するときに少なくとも
所定の温度になっていれば良いことになる。そのため、
従来のように常に熱伝導損失あるいは熱輻射損失等が発
生することなく、極めて低消費電力で電子源部を構成す
ることが出来る。

また、駆動方法として、前記行と列の少なくとも一方に
表示用の変調信号もしくは走査信号を印加する駆動方法
を用いることにより、変調信号、走査信号を印加する電
極を別に配置する事なく極めて簡単に電極構成を形成す
ることが出来、低価格な平板型表示装置が実現できる。

実施例本発明の一実施例を説明する。第１図（ａ）は本発明の
一実施例の要部斜視図である。第１図（ｂ）は本発明の
一実施例の電子源部の部分拡大図である。本発明の一実
施例はガラス等の透明な絶縁板で出来た背面板１と陽極
板４で容器が形成されている。陽極板４はITO等の透明
な導電性薄膜で形成され、その上に蛍光体が塗布されて
いる。また背面板１には背面電極２としてアルミニュウ
ムなどの金属の薄膜が付着されている。電子源部のマト
リックス状に行（……,An−1,An,An＋1,……）と列（…
…,Bn−1,Bn,Bn＋1,……）から構成される線状導電体５
としてはタングステンの細線７が用いられる。細線の径
は数μｍから数十μｍである。行の線状導電体はタング
ステンの細線７をコイル状にしそこに熱電子放出物質８
であるバリュウム、ストロンチュウム、カルシュウムの
酸化物を塗布して形成されている。一方、列の線状導電
体はタングステンの細線９にアルミナ10を塗布して形成
されている。背面板の上下の端辺に列の線状導電体を架
張し、左右の端辺にコイル状にした行の線状導電体を架
張してマトリックスを構成する。行の線状導電体のピッ
チは0.5mm、列の線状導電体のピッチは0.5mmである。こ
のマトリックス状に構成された線状導電体と発光手段と
の間に面状電極３を配置している。この面状電極３は0.
2mmの板厚の42−６合金板で出来ており、電子ビームの
通過孔６として0.3mmの直径の丸孔が行、列それぞれ0.5
mmのピッチで形成されている。また、ガラス板である陽
極板上に蛍光体を塗布しその上にアルミニュウム薄膜を
形成したものでも良い。更に蛍光体として赤、緑、青の
三色蛍光体を塗布してもよい。この場合各々の三色蛍光
体に合わせて行または列の線状導電体を配置することも
十分可能である。即ち、マトリックス状に構成された電
子源の各々を一画素毎に配置させることが出来る。この
ことによって偏向する電極を新たに付加する必要も無く
なる。

次に駆動方法について述べる。行と列の線状導電体の各
々に予め直流電流を印加して100から200℃に温度を上昇
させておく。加熱用パルス電流とそれによって線状導電
体が加熱され上昇する温度との関係を時間軸を同一して
第２図に示す。この図でわかるようにパルス電流期間と
所定の温度に上昇している期間とは少しのずれが生じて
いる。即ち電子ビームが放出される時間はパルス電流が
印加される時間より少し遅れることがわかる。更に所定
の温度上昇後室温近くまで下がる時間が非常に長いこと
がわかる。即ち、線状導電体に電流を印加して加熱し、
所定の温度まで上げ下げする時の応答が非常に遅いこと
がわかる。そのために予めある一定の低い温度まで電子
源部を上昇させておき、そこからパルス電流を印加して
所定の温度に上げ、また前記一定の低い温度まで下げる
ことにすれば、非常に早い応答にて温度の上げ下げが可
能となる。

一般に真空中での熱損失は伝導と輻射がほとんどある。
伝導は線状導電体を架張したときの端部と、更にマトリ
ックスを形成する他方の線状導電体との接触部だけであ
る。接触部は温度を上げる部分であるから有効な伝導で
ある。端部は全くの損失となる。しかし端部は線状導電
体の熱損失から比較すれば僅かである。そのため熱損失
としては輻射が大きな部分を占める。ステファンボルツ
マンの法則により、Ｐ＝Ｓ・σ・ε・T⁴が成り立つ。こ
でＰは輻射による全熱損失、Ｓはその物体の表面積、σ
はステファンボルツマン定数、εはその物体の放射係
数、Ｔはそのときの絶対温度を示す。温度が４乗で熱損
失に効ところがポイントである。だから予め所定の温度
より低い温度まで上げていても熱損失は僅かで済む事に
なる。

行には線順次走査と電流印加による加熱とを兼用してパ
ルス電流を印加する。これにより行と列との交差する部
分は所定の温度700℃に到達する。このことは線順次走
査をするための偏向電極或は走査電極が不要となる。列
にはこれに同期して表示信号パルス電圧を電子ビームが
放出されている期間内或は期間以上の幅で印加する。変
調信号としては電子ビームが放出されている期間内に前
記表示信号パルス電圧の幅を変調することにより可能と
なる。また、別な変調方法としては、表示信号パルス電
圧の印加されている期間内に電子ビームの放出する期間
を変調することも可能である。背面電極には行の線状導
電体よりも負になる電圧例えば、−40Vを予め印加して
おく。列には背面電極電圧よりは高く、行の線状導電体
よりは低く、常時負の電圧を均一に印加しておき、表示
信号パルス電圧数Ｖが印加される。その印加直前に短い
幅で加熱用パルス電圧数＋Ｖが印加される。この短い幅
の加熱用パルス電圧を印加することにより、行、列交差
する部分での温度上昇を急激に行い変調信号印加時期を
大幅に遅らす事なく変調信号印加時間を十分に取るとが
出来る利点がある。また、列には背面電極電圧よりは高
く、行の線状導電体よりは低く、常時負の電圧を均一に
印加することにより、列の線状導電体として表面が絶縁
物でも、常に電子源に対して負になるためその表面での
チャージアップを防止することが出来る利点もある。そ
して面状電極には約30Vから100Vの直流電圧が印加さ
れ、陽極板には約1KVの高圧がかけられている。この各
電極に印加する駆動波形を第３図に示す。この図でわか
るように、前記したごとく表示信号電圧と加熱及び走査
信号を兼用したパルス電流との印加時間は少しずれて印
加されることになる。この表示信号電圧が印加されてい
る時間に電子ビームが放出され面状電極の電子ビーム通
過孔を通過し陽極板上の蛍光体に射突し発光して文字或
は画像等を表示できることになる。線順次走査を行うた
めに、１水平走査線時間分の画素信号を記憶する装置を
備えた駆動回路構成となる。

この平板型表示装置の駆動回路のブロックダイアグラム
を第４図に示す。同期分離回路61に入力された表示信号
は制御信号発生回路62と表示信号処理回路63とに入力さ
れる。表示信号処理回路63においては一水平走査線分の
表示信号を640個の信号列に分解し記憶装置64に順次記
憶させる。記憶装置に記憶された表示信号は、制御信号
発生回路62からの信号に同期して、列加熱用パルス電流
回路65からのパルス電流信号と併せて、スイッチング回
路68を経て列駆動回路69に移されパネルの列を形成する
線状導電体に印加される。一方、制御信号回路62からの
制御信号により、行加熱用パルス電流回路66からのパル
ス電流信号と加熱用直流回路からの電流信号とを重畳し
て行を形成する線状導電体に印加される。このようにし
て駆動することによりパネル70の表示面には種々の表示
を行うことが出来る。

本発明の別な一実施例を第５図に示す。この図は行と列
の交差する部分の温度を他に比べより高くして熱交率を
上げるために行或は列の線状導電体の抵抗値を部分的に
変化させた例の部分斜視図である。交差する部分71のタ
ングステン線72の直径は小さく、他は太くしその上にア
ルミナ73を被覆して同じパルス電流を印加しても直径の
小さい部分では抵抗値が高く同じ電流値では熱がより大
きく発生する。この製作はきわめて簡単である。タング
ステンの細線を架張し感光液であるレジスト液を塗布し
てメッシュ状のマスクを置いて露光現像した後エッチン
グすれば部分的に直径の異なる細線が出来る。例えば10
μｍと20μｍの直径で交互に異なって一本のタングステ
ン細線を形成することが出来る。

本発明の別な一実施例を第６図に示す。この図は線状導
電体の少なくとも行または列の一方が熱電子放出物質81
で部分的に付着され或は埋め込まれた例の部分斜視図で
ある。これはタングステンの芯線82にコイル状にタング
ステンの細線83を巻きその巻線間に熱電子放出物質81を
付着させた線状導電体である。これにより熱電子放出物
質の剥離を防止するとともに交差するもう一方の線状導
電体とよりつよく接触しても熱電子放出物質が剥離しな
いために熱の伝導をより大きくしより一層効率よく温度
を上げることが出来るようになる。例えば、タングステ
ンの芯線径は15μｍ、巻線の線径は10μｍ、巻線ピッチ
50μｍにてコイル状に作成後バリュウム、ストロンチュ
ウム、カルシュウムの炭酸塩を電着し、巻線部の表面を
削り取ることによって製作される。

本発明の別な一実施例を第７図に示す。この図は行と列
の双方から絶縁され且つその近傍に導電体を介して熱電
子放出物質が配置された例の部分斜視図である。タング
ステンの細線91に絶縁物であるアルミナ92を付着させ、
その上にタングステン箔或はニッケル箔93を付着し、更
にその上に熱電子放出物質94を付着させて出来ている線
状導電体を、行または列の一方に配置し、他は単にアル
ミナ箔92を付着したタングステンの細線91でマトリック
スが構成されている。前記実施例で記述されてきた電子
源が直熱陰極であるのと比較しこの実施例で示す電子源
は傍熱陰極になっている。この傍熱陰極を採用すること
により、線状の導電体である電子源の両端での電位差が
解消され、電子ビームの初速度の両端での差が殆ど無く
なり、電子ビームの集束等が両端で均一になり良好な表
示品質が得られる。例えば、５から10μｍ径のタングス
テン細線にアルミナを数μｍ付着させその上にニッケル
或はタングステンを主成分とした金属膜を数μｍ蒸着し
その上に熱電子放出物質を付着して製作することが出来
る。

発明の効果本発明によれば、マトリックス状に行と列から構成され
る線状導電体の互いに交差する部分を行と列に電流を印
加して発生する熱の加算により所定の温度にし、その部
分を電子を放出する電子源とすることにより、電極の枚
数を極力削減し、更に電子源での熱効率をより良好にし
て消削電力を低減し、非常に良好な画質できわめて実用
的な平板型表示装置を実現する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における平板型表示装置の要
部斜視図とその電子源部の部分拡大図、第２図は線状導
電体に印加するパルス電流とそれによって上昇する温度
との関係を時間軸を同一にして示したパルス電流と温度
との相関図、第３図は本発明の一実施例における平板型
表示装置の各電極に印加する駆動波形図、第４図は本発
明の一実施例における平板型表示装置の駆動回路のブロ
ックダイアグラム図、第５図は本発明の別な一実施例と
して線状導電体の抵抗値を部分的に変化させた例の部分
斜視図、第６図は本発明の一実施例として線状導電体に
熱電子放出物質を部分的に付着し或は埋め込んだ例の部
分斜視図、第７図は本発明の別の実施例として行、列の
双方から絶縁され且つその近傍に導電体を介して熱電子
放出物質が配置された例の部分斜視図である。１……背面板、２……背面電極、３……面状電極、４…
…陽極板、５……線状導電体、６……電子ビーム通過
孔、７、９……タングステン線、８……熱電子放出物
質、10……アルミナ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリックス状に行と列から構成される線
状導電体の互いに交差する部分を、行と列に電流を印加
して発生する熱の加算により所定の温度にし、その部分
を電子を放出する電子源とし、その電子源から放出され
る電子ビームを制御する電子ビーム制御電極、及びその
電子ビームの射突により発光する発光手段を備えている
ことを特徴とする平板型表示装置。
【請求項２】線状導電体の行と列に電流を印加して発生
する熱が異なることを特徴とする請求項１に記載の平板
型表示装置。
【請求項３】マトリックス状に行と列から構成される線
状導電体の少なくとも一方の線状導電体は、電流印加時
にその互いに交差する部分が他の交差しない部分に比べ
温度が高くなることを特徴とする請求項１に記載の平板
型表示装置。
【請求項４】マトリックス状に行と列から構成される線
状導電体の互いに交差する部分の少なくとも行または列
の一方が熱電子放出物質で被覆されていることを特長と
する請求項１に記載の平板型表示装置。
【請求項５】マトリックス状に行と列から構成される線
状導電体の少なくとも行または列の一方が熱電子放出物
質で部分的に付着されたあるいは埋め込まれた線状導電
体で出来ていることを特徴とする請求項１に記載の平板
型表示装置。
【請求項６】マトリックス状に行と列から構成される線
状導電体の互いに交差する部分の行と列の双方から絶縁
され且つその近傍に導電体を介して熱電子放出物質が配
置されていることを特徴とする請求項１に記載の平板型
表示装置。
【請求項７】交差部分の近傍に配置した導電体が前記行
または列と対応して線状の導電体を形成、配置されてい
ることを特徴とする請求項６に記載の平板型表示装置。
【請求項８】請求項１に記載の平板型表示装置の駆動方
法であつて、マトリックス状に行と列から構成される線
状導電体の少なくともどちらか一方に走査信号を印加す
ることを特徴とする平板型表示装置の駆動方法。
【請求項９】マトリックス状に行と列から構成される線
状導電体の少なくともどちらか一方に変調信号を印加す
ることを特徴とする平板型表示装置の駆動方法。
【請求項１０】マトリックス状に行と列から構成される
線状導電体の互いに交差する部分の近傍に配置された前
記行または列に対応した線状の導電体に、走査信号また
は変調信号を印加することを特徴とする平板型表示装置
の駆動方法。
【請求項１１】マトリックス状に行と列から構成される
線状導電体の少なくともどちらか一方に走査信号もしく
は変調信号に同期して、交差部分の温度を所定の温度に
するための電流を印加することを特徴とする請求項８〜
10のいずれかに記載の平板型表示装置の駆動方法。
【請求項１２】マトリックス状に行と列から構成される
線状導電体のどちらか一方に直流電流を印加することを
特徴とする請求項８〜10のいずれかに記載の平板型表示
装置の駆動方法。
【請求項１３】マトリックス状に行と列から構成される
線状導電体の少なくともどちらか一方には予め電流を印
加し、発生する熱の温度が所定の温度になる前までに上
昇させておき、その後、行と列のどちらか一方に走査信
号ないしは変調信号等の信号に同期して電流を印加し熱
を発生させて所定の温度にすることを特徴とする請求項
８〜10のいずれかに記載の平板型表示装置の駆動方法。