JPS598250A - 平板形電子線管 - 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】 との発明はガスを充満ｌ、た容器内に前面板と背面板が
互に平行して設けられその間の空間が制御板によって後
段加速室とガス放電室に分割され、背面板の内側面には
陰極、前面板の内側面には発光層と陽極があり、制御板
の両面Ｋ１−１：帯状の行導体組と帯状の列導体組が互
に直交して設けられている平板形電子線管に関するもの
である。この種の平板形画像スクリーンの一例は西独国
特許第２４１２８６９号明細書に記載されている。

中程度ならびに高度の情報伝達分野において古典的な陰
極線管に代って組込み深さが小さくしかも画像の質が高
い表示装置を開発することは数年来試みられているがこ
れまでに達成された最高の進歩はガス充填室が電極マト
リックズによって二つに分割されている平板形プラズマ
・パネルである。このパネルの後部では大面積の陰極と
マトリックス行導体の間にほぼくさび形のガス放電が生
じ、このくさび形プラズマから電子流が引き出され列導
体の制御により行情報が加えられてパネルの前室に導か
れる。そこで数ｋ　Ｖに後段加速され最後に発光スクリ
ーンに当たる。加速区間はパッシェンの法則に基き電子
が前室内でガス放電を引き起すことがないように短くす
る。

」ユリの平板形ディスプレイは現在充分改良された段階
にあって実験室ては充分受は入れられるカラーテレビジ
ョン画像を与える。このディスプレイが猶実験段階にと
ど寸っている理由はいくつかのプラズマに関する問題点
のためであってこれに対して猶簡単で確実な方法は見出
されていない。

特に重大なのは後段加速室にときどき発生する・ｆオン
による結果である。この荷電体は容器部分例えば電極マ
トリックスに当るとそのｔｔａのスパッタリングを起し
、絶縁区間又は発光スクリーン上に沈着させ耐電圧性又
は発光効率を低丁させる。

更にイオンがガス放電室に進入するとプラズマ電流が増
大し管がこの区域で点弧することも考えられる。別の障
害はガス放電室からの高速電子であり、この電子はその
時制御されている室以外の個所で電極マトリックスを通
り抜は画像の背景部分の輝度を高める。その他の背景輝
度増大はプラズマ内で発生した紫外線によるものでこの
紫外線は電極マトリックスの貫通孔を通って前方に出る
。

これらの難点は比較的早くから認められ種々の手段の組
合せによって解決が試みられた。例えば充填ガスの特性
と用力を変えること、陰極を分割すること、補助電極系
をガス放電室又は後段加速室内設けること等である。こ
れまでに得られた最良の結果は電極マトリックスの前に
二つの制御平面を追加することであった。即ち第二付格
子を適当に制御（電圧印加）して高速電子を後段加速室
から遠ざけて特に列導体においての漏話現象を低減させ
、その前に置いた電極に一定電位を加えて後段加速室内
の電位を非線形に分割し貫通点弧の危険を低下させる。

しかしこの種の五極管構成は高い製作技術と組合せ技術
を必要と１７、画点間隔が小さくなるてつれて次第に困
難な問題を提供するようになる。その上プラズマ光が依
然として表面に達し得るので癌良のコントラストが得ら
れない０ 画室の間を透明壁によって分離し、ガス放電のグロー光
を隔壁を通して光電陰極に当てそこから電子を放出させ
るととにより上記の難点を避けることができる。しかし
この方法は理論的には魅力的であっても実施されたこと
はない。それは当時入手可能な光電陰極物質が必要な光
電転換効率を示さないことによるものである。

この現状を出発点としてこの発明は公知の二室デイフプ
レイを改良して障害となるバックグラウンド光が発生す
ることなく、合理的な製作が可能であり高い分解能を必
要とする場合如も使用できるようにすることを目的とす
る。この目的は特許請求の範囲第１項に特徴として挙げ
た構造を採用することによって達成される。

この発明の電子線管て使用される制御板はその一方の側
にある孔が他方の側のブリッジ部分で覆われているため
正面から見ると光を通さない。従って制御板が全面に亘
ってプラズマからの紫外光も可視光も透過させないこと
は明らかであるが制御板が屈曲した貫通孔のだめに障害
となる荷電体を捕えるが有効な電子は通過させるという
事実はそれ程明確には認識されていない。実験的に実証
されているこの判別効果は次のように説明することがで
きる：有効な電子即ち制御された行ヒに焦点を結ぶプラ
ズマ電子は比較的低速であるから電極マトリックスの制
御空間に進入するとそとに存在する充分な大きさの偏向
電場により側方に曲げられて大部分が列通孔を通して侵
入する加速電場の作用を受け、湾曲路に沿って後段加速
室に導かれる。その際各電極の電°倭ｄ進入孔の中心を
通る比較的少数の有効電子がブリッジ部分で捕えられる
ように選ぶことができる。高速電子の大部分はその通路
を頑強に守り、偏向電場によってほとんど曲げられるこ
とがないから上記の作用を受けない。制御空間に進入し
たイオンは比較的多量のエネルギーを受取ったときは行
側のブリッジ部分に、そうでないときは大部分列面のブ
リッジ部分に向って曲げられる。僅かなイオンだけがガ
ス放電室捷でたどりつくことができるのであるから放電
が点火されることはない。

内部に置かれた制御板による分離性は良好であってガス
混合物の種類、ガス圧力および陰極の形状畔広い範囲に
亘って自由に選定することができる。後段加速室に進入
する電子ビームが既に充分集束されていて関連する部分
光束を断面積の小さい単一ビームに再結合するだめには
簡単な後集束を行なうだけでよいという事実も有利であ
る。その上行電極の通孔は危険な電位の侵入を伴うとと
なく拡げることができる。更にこの発明によるディスプ
レイ構造は灰色段階をパルス長変調眞よって形成すると
き全面的に一様な像輝度の選定が著］７く容易になると
いう制御特性を持っている。即ちスクリーン電流曲線は
制御電圧が上昇すると広い範囲に亘って実質−上水平な
プラトーとなる。

電子進入孔と電子排出孔は通常行導体と列導体に作られ
た通孔であるがこの構造から離れて行導体側又は列導体
側の隣り合せだ導体間の場所妬孔を移すことも場合によ
っては効果的である。帯又は線の形の孔のない行導体が
ほぼ同じ幅の電子進入スリットと交互に配置されている
制御構造は次の利点を持つ。即ちプラズマから引き出さ
れて選出された行の左と右に沿って進む電子は進入スリ
ット内の横電場により猶制御空間内にある中に行に平行
するビームに１とめられる。列側（でおいで孔を導体間
に位置させる場合には各列導体に電子光学円筒レンズを
配置しなければならない。後段フオカツシングと同時に
個々の列導体相互を遮蔽するこの種のレンズは列導体毎
に設けた一つ又は二つの平行導体路として実現すること
ができる。

この発明による」１記の画像スクリーンにおいても背景
内にいくらかの明るさの残りが認められる。

その原因である暗電流は変速電子が列導体内のブリッジ
に衝突して二次電子を放出させ、その一部が列側の孔を
通１〜でスクリーンに引き寄せられるととてよって生ず
るものである。この効果を阻止するだめには列導体ブリ
ッジの幅を対応する行側の孔よりも広くし、父性て列側
の孔を小さくする。

電子排出孔を小さくすることはそれが発光スクリーン上
のビーム断面積を小さぐしそれによって発光点を小さく
することに対する前提条件である点からも常に心掛けて
おかねばならない。

列側の孔と行側の孔が一列に並んでいない制御板は既に
西独国特許出願公開第３０１０１７９号により公知であ
る。この提案は単如製作を宕易にするためのものである
が、これらの孔が少くとも部分的に重なり合っていると
両側の室の間に有害なフィードバック作用が生ずるとい
う事情に基いているものである。

この発明の有利な実施形態は特許請求の範囲第２項以下
て示されている。

図面を参照し実施例についてこの発明を更に詳細て説明
する。

図面は著しく簡略化されたものであってこの発明を理解
するだめに必ずしも必要としない部分、例えば電極接続
線、間隔片等は総て省かれている。

第１図の平板形画像スクリーンは背面板２、前面板３お
よび制御板４を備えるガス充満容器１から構成される。

これらの板は総て互に平行する平面内にあり、制御板は
容器内室を前方の後段加速室５と後方のガス放電室６に
分割している。

背面板２の前面には互に平行する比較的面積の大きい帯
状陰極７の一組が設けられている。前面板３の背面では
電子衝撃によって発光する発光点８が規則正しい格子を
形成し、その上に後段加速陽極９が設けられている。間
隔枠ｌＯを介して曲面板３に結合されている制御板４は
背面に互に平行する行導体１１の一組を備え、前面に列
導体１２を備える。行導体は陰極条帯７に平行し、列導
体はこれに垂直である。導体１１．１２のそれぞれに通
孔が設けられているか行導体１１の通孔１３は電子進入
孔であり、列導体１２の通孔１４は電子排出孔である。

ディスプレイの動作に際して各電極には次の電圧が印加
される：選択された陰極条帯と非選択の陰極条帯には７
〜２００ＶとＯｖ；走査されだ行導体と非走査行導体に
はＯ・Ｖと一５０ｖ；列導体１２には一５ＯＶと一３０
■の間の電圧；後段加速陽極９には＋４ｋＶｏ電極マト
リツクスは行の順眞アドレスされ、陰極電圧は行走査電
圧に同期化されてプラズマは常に選出されだ行導体とそ
れに対向する陰極条帯の間て発生する。この制御の詳細
は西独国特許出願公開第２６４３９１５号明細書に記載
されている。構造−ヒの詳細は西独国特許第２４１２８
６９号明細書如よっても知ることができる。

第２図から分かるように制御板４はその面に垂直Ｕこ見
れば一方の側の孔が他方の側の板面によって覆われてい
るため隙間のない連続しだ板２１〜で作用する。図には
主として制御板の導体部分が示され、板を支持する絶縁
体構造は列導体間の間隙を埋める支持部分２５だけが示
されている。上記の相互遮蔽作用は次の寸法選定妃よっ
て実現される；行導体１１は幅３４０７７　ｍで相互間
隔６０　ｉｎ　；電子進入孔１３は２２０Ｘ２００μ口
］の矩形で短辺が行導体の長さ方向て平行であり孔の相
互間隔は２００　μｍ　；列導体は幅３４０μｂ６０μ
ｍでスリット形の電子排出孔１４を持っ；スリット１４
は幅８０７７　ｍ、長さ３００　μｍで列導体の長さ方
向に平行であり常に隣り合った電子進入孔の間蹟残され
だ行導体ブリッジの背後に置かれる０ 制御板４は第１図に構造のないブロックとに示されてい
るが実際は行導体と列導体如対する堅固な支持体となる
と同時に対応する電子通孔を連結する電子通過路を構成
するように作られている。

このような構造の製作に対ｔ７ては直線状の貫通孔を持
つ制御板の製作技術が既に確立されているため原則的な
障害はない。例えば薄いガラス基に斗ず行導体と列導体
を成形し、導体の孔を通１２てガラス基を両導体組の間
の狭い結合部分を残して腐食除去する。別の方法として
は行導体と列導体を別々の支持構造上眞作つだ後これら
のユニットを正しい相互位置関係をもって組合せる。支
持構造は原則として隣り合った二つの導体の間如位置す
る絶縁ブリッジを含み必要に応じて横補強材を使用して
自立構造物とする０ 第２図に電極マトリックス部分の電位分布を示す。これ
は行導体が選出され、列導体が通過電位に置かれている
状態である。行導体電位を規準電位とすれば列導体は−
３０ＶＫ置かれる。両側のガス放電室と後段加速室から
の影響をイ；１加すると一つの電位分布が得られるがそ
の特性的な等電位面をその電位値と共に図面て示す。高
さ一５■の二つの鞍点が電子進入孔の中心近くと電子排
出孔の上方に認められる。電子光学の法則によれば行導
体側の鞍点はそれを作る等電位面の電位よりも高い正の
電位にあって電子と対しては発散性でありイオンに対し
ては収斂性である。これて対１〜で正電位の等電位面に
よって作られた列通孔上方の鞍点は電子を集め、イオン
を発散させる。この二つのレンズ効果は制御空間に進入
する荷電体の軌道に特性的な変化を起す。これを明らか
にするだめ代表的な電子軌道（曲線１５，１６．１７）
とイオン軌道（曲線１８．１９）を図に記入しである。

曲線１５と１６はガス放電からの低速電子のもので、曲
線１７は高速のプラズマ電子の軌道、曲線１８と１９は
後段加速室からの高速イオンと制動されたイオンの軌道
である。低速の電子は湾曲した進路に沿って制御空間内
を導かれ比較的良く収束された電子線として後段加速室
に入る。低速イオンは最初発散した後吸引電場の作用で
列導体の内側に向って送られる。高速の電子とイオンは
比較的弱い電場によって僅かに曲げられるだけであり、
絞りとして作用する制御槽、青部分に当りほとんど害を
及ぼさない。

この発明は上記の実施例に限定されるものではない。特
に制御板の構成に関しては両側の通孔が互に相手の間隙
に７１向していることだけが重要であってその他の点で
は種々の変更が可能である。

例えば偶数番目の行導体の孔を奇数番目の行導体の孔に
対［７て移動させ、列導体も同様にジグザグ形に配置す
ることも可能である。更に後からフオーカツレンズに使
用される要素を制御構造の補強にも利用することができ
る。例えば各列導体の横て一つ又は二つの別の導体が置
かれているときこの中間電極を平行条帯として絶縁棒の
曲面にとりつけこの棒の背面に二つの隣り合せだ列導体
を固定する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の透視図、第２図は第１図の
制御板の■−■線に沿う断面図である。 １：ガス充填容器、　２：背面板、　３：前面板、　４
：制御板、　５：後段加速室、　６：ガス放電室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）次の構成； （ａ）　　ガスを満たした容器内に前面板と背面板が互
   に平行に前後に並べて配置され、 （ｂ）　　容器内部はこれらの板に平行する制御板によ
   って前室（後段加速室）と後室（ガス放電室）とに分割
   され、 （Ｃ）背面板の内側表面に少くとも一つのガス放電陰極
   がとりつけられ、 （ｄ）　　前面板の内側表面に電子によって励起される
   発光層と後段加速陽極が設けられ、（ｅｌ　　制御板の
   ガス放電室側表面に平行帯状導体の第一組（行導体組）
   と規則的に配置されだ通孔の第一群（電子進入孔群）が
   設けられ、その後段加速室側表面に平行帯状導体の第二
   組Ｃ列導体組）と規則的に配置されだ通孔の第二群（電
   子排出孔群）が設けられ、これらの列導体は行導体に対
   ［−で直交し各電子排出孔は制御板の通孔を通して特定
   の電子進入孔に対向し、 （［１行導体は順次に制御されて対向するガス放電電極
   との間に電子放出源となるガス放電が発生する大きさの
   正の電位が加えられ、（ｇ）　　列導体は特定の行導体
   が制御されている間所定の信号電圧を受取り、 （１１）後段加速陽極はガス放電から出て後段加速室に
   到達した電子を数ｋＶＫ加速して発光層に当てるだめの
   高い正電位に置かれる；を持つ平板形電子線管において （１）互に対応する電子進入孔（１３）と電子排出孔（
   １４）が板面に垂直な方向から見て重なり合っていない
   こと、 （ｊ）　　列導体（１２）が常にそのとき制御されてい
   る行導体（１１）よりも高い負電位に置かれること を特徴とする平板形電子線管。 ２）電子進入孔が行導体に作られた孔で構成され、電子
   排出孔が列導体に作られた孔で構成されていること、電
   子排出孔が対応する電子進入孔に対して行導体の長さ方
   向に移動していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電子線管。 ３）電子排出孔がその移動方向に垂直に長いスリットの
   形であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   電子線管。 ４）電子進入孔が隣り合せだ行導体の間である縦スリッ
   トであること、電子排出孔が対応する電子進入孔に対し
   て列導体の長さ方向に移動して設けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子線管。 ５）電子排出孔が隣り合せた列導体の間にある縦スリッ
   トであること、電子進入孔が対応する電子排出孔に対し
   て行導体の長さ方向に移動して設けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子線管。 ６）制御板（４）の後段加速室側の区域にフオーカッン
   ング電極系が設けられ、対応する列導体の電位に対して
   負の電位ｒ置かれて電子光学円筒レンズとして後段加速
   室て進入した電子を集束することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第５項の一つに記載の電子線管０ ７）各列導体に一つ又は二つの帯状フォーカッシングミ
   極が平行して配置されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第６項記載の電子線管。