JPS598944B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表示装置の改良に関する。

透明なガラス容器内に熱電子放出陰極と、陰極から放出
された電子を加速または減速するメッシュ状制御電極と
、この制御電極の後方に配置された数字あるいは文字等
を形成するだめの所定のパターンの孔を穿設された文字
形成電極と、この電極の後方に配置され、上記孔の各々
に対応する互いに絶縁された螢光体膜を有する発光陽極
とからなる文字表示管は知られている。

しかし、この表示管は文字形成電極に穿設された所定の
パターンのみしか表示することができず、それ以外の任
意の文字あるいは画像を表示することができない欠点が
あった。

本発明はこの欠点を除去するために、貫通孔を有する短
冊状の電極群を配設した電極板を用いるとともに表面に
螢光体膜を有する電極群を配設した陽極を用いる。

両電極群がほぼ直交するように配置し、それぞれの電極
群の中の各１本または複数本に信号電圧を印加すること
によって文字あるいは画像を表示しようとするものであ
る。

以下本発明を図面とともに説明する。

第１図は本発明の一実施例である表示装置の斜視図を示
す。

１，１′は透明筐体、例えばガラス容器で、内部は高真
空に保持されている。

２は細い線状熱電子源（熱陰極）である。

３は熱陰極から放出された電子を引き出し加速するメッ
シュ状の電極である。

４は電子流を制御するだめの格子状電極基板であって、
短冊状の電子流制御電極群５が配設されている。

まだ、電極群５には基板を貫通する孔６が穿設されてい
る。

７は陽極基板である。

基板７０表面には短冊状電極群８が配設されており、そ
の表面に電子ビームの衝突によって発光する螢光体膜９
が塗布されている。

１０および１１は画像信号を処理し、電極を駆動するだ
めの集積回路である。

各部分についてさらに詳細に説明する。

筐体１，１′は円筒状まだは長方形であってもよいが、
少なくとも７つの面（フェース面）は滑らかであること
が望ましい。

フェース面の内壁には壁面の電位を一定に保持するため
に透明電導膜、例えば酸化スズ膜（商品名ネサガラス）
、酸化インジューム膜などが被着されている（第１図に
は図示されていない）。

フェース内壁面の電位を一定に保持すると、フェース内
壁面上の帯電を防止し、熱陰極近傍の電界の乱れを防止
し、常に一定の電子流を得ることができる。

透明導電膜の電位は通常フロートさせておいてもよいが
、必要に応じて一定電圧を印加してもよい。

陰極から放出される電子を引き出すメッシュ状電極３ぱ
、線径が２０〜５０μの細線の網または薄い金属板のエ
ッチングによって形成した網状電極である。

なお、これはフェース面から画像を見る場合、特に障害
となることはない。

このメッシュ状電極は一枚のメッシュ状電極で構成して
もよいが、必要な電子流密度を得るためには陰極に対し
て数十ボルトの正の加速電圧を印加する必要がある。

メッシュ状電極全体に数十ボルトの電圧を印加すると数
十ワットの電力を消費するのみならず、常時電流を流す
と赤熱されるなどの欠点がある。

このような欠点を除去するためには、メッシュ状電極を
複数個の短冊状メッシュ電極に分割し、順次加速電圧を
印加することによって上記欠点を除去することができる
。

例えばテレビ画像を表示する場合に、水平走査線として
陽極電極群を選んだ場合、陽極電極群の例えば１０本に
対応して１枚の短冊状メッシュ電極を対応させ、次の１
０本の陽極電極群に次のメッシュ電極を対応させる。

また、各メッシュ電極には、このメッシュ電極に対する
陽極電極群に印加する信号電圧と同期させて加速電圧を
印加する。

このようにして順次同期した状態で陽極電極群およびメ
ッシュ電極に信号電圧および加速電圧を印加すればテレ
ビ画像を得ることができる。

かつ、電子ビームを加速するだめの消費電力をメッシ五
電極の分割数分の１に低減することができ、上記欠点を
除去することができる。

電子流制御電極基板４としては半導体基板を使用する。

半導体基板以外の絶縁基板、例えば薄いガラス板やセラ
ミック基板も使用できる。

第２図ａは電子流制御電極４の全体図、同ｂはその断面
図を示す。

基板表面には電子流を制御するだめの短冊状電極５がほ
ぼ平行に多数配設されている。

半導体基板として例えばシリコン基板を用いる場合は、
基板表面を酸化し、シリコン酸化膜１２の絶縁膜上に短
冊状電極５を形成する。

短冊状電極には制御された電子が通過するだめの貫通孔
列６が穿設されている。

貫通孔は勿論、基板をも貫通している。

貫通孔は円形、長方形など形状は任意であってよいが、
この貫通孔を通して、その背後に形成される発光像を見
るのであるから、できるだけ有効面積を大きくとること
が望ましい。

第２図に示している構成はその一例である。

長方形の貫通孔を隣接する貫通孔列と位置をずらせて配
置することによって、死角をなくするようにしている。

電子流制御格子電極５はいくつかの方法によって構成さ
れる。

第３図ａは電極群５の一部を示すものである。

第３図ｂ＋ｃおよびｄはそのＡ−Ａ餅面を示す。

半導体基板表面に絶縁層１２を設ける。

絶縁層１２はシリコン基板を用いる場合は、例えば熱酸
化によって基板表面を酸化することによって得られる。

第３図ｂは貫通孔６の内壁面には絶縁層を設けない構造
の例を示している。

同図Ｃでは内壁面に絶縁層を設けた構造の例を示してい
る。

ｂの構造では電極５に電子流制御電圧を印加した場合、
電極５と基板４との間に電位差が生ずるため、貫通孔６
内の電位が電極５の電位と一致せず、制御電極の電子流
制御能力が低下する。

また、Ｃの構造ではｂの場合の欠点はなくなるが、内壁
面が絶縁体であるため電子が付着し、貫通孔内の電場を
乱す。

しかし、いずれの場合も、切欠部１３（第２図）すなわ
ち電子流制御電極群を構成する部分の基板の厚さを薄く
することによって、これらの欠点を除去することができ
る。

また、切欠部１３を設けることは、特に貫通孔を通して
画像を見る場合には、正面以外の角度から見る際に孔の
有効面積が大きくなる利点がある。

さらに、同図ｄに他の電極構成を示す。

１２は基板表面に設けた絶縁層を示す。

４は半導体基板であって、ｐ形半導体である。

１３は熱拡散技術によって形成したｎ形層で電子流制御
電極となる。

一般に、電子流制御電極は陰極に対して同電位が、わず
かに負に印加されており、電子流を通過させる時のみ正
の電位にすることによって制御される。

基板４と電極１３との間にはｐ−ｎ接合が形成されてお
り、電子流を通過させる時にのみ、このｐ−−ｎ接合に
逆方向電圧を印加するように構成されているから、第３
図ｂ，ｃに示す電極構成と同様実質的に絶縁層上に形成
した制御電極と同等に動作させることができる。

またこの電極構成の利点は貫通孔内壁面にも容易にｐ−
ｎ接合が形成することができ、内壁面も電極として使用
できるため、貫通孔内の電界が乱されることなく電子流
の制御能力が極めて太きい。

また、貫通孔内壁面が導体として使用できるため、高密
度の貫通孔を穿設することができ、より解像度の良い良
質の画像を得ることができる特長を持つ。

絶縁層１２はｐ−ｎ接合の端部における劣化を防止する
上からも必要である。

１０は半導体基板の一部に形成した信号処理回路および
駆動回路である。

駆動回路１０と電子流制御電極群５は同時に形成し、同
一基板上で直結されている。

信号処理回路１０の中には、例えば第４図に一実施例を
示す如く、サンプルホールド回路１０１，Ａ−Ｄ変換回
路１０２、制御信号発生回路１０３、ロード信号発生回
路１０４、一走査線分の画像信号を記憶するメモリ回路
１０５、電子流を制御するだめの水平、垂直駆動回路１
０６，１０７などが進積化されている。

なお、図中１０８は同期分離回路を示す。

メモリ回路素子としては、一走査線方の画像信号を順次
転送し、並列転送できるＣＣＤ素子を形成することもで
きる。

基板７は基板４と同様に半導体基板を使用することがで
きる。

電子流加速電極群８は電子流制御電極群５と同様、基板
表面に固着した絶縁膜上に蒸着した金属膜とか、ｐ−ｎ
接合によって形成することができる。

電極表面には電子の衝突によって発光する螢光体９例え
ば酸化亜鉛などが塗布されている。

１１は電極駆動回路等の集積回路であって、加速電極８
と同一基板上に構成することができる。

次にこの装置の動作について説明する。

陰極から放出された電子を正の電圧を印加したメッシュ
状電極３によって引き出す。

加速された電子のメッシュ状電極の孔を通して、電子流
制御電極群５の表面近傍に達する。

これらの電極には陰極に対して同電位が負の電位が印加
されているから、電極に穿設した孔６を通過できず、反
射されてメッシュ状電極３に流れ込む。

今、電子流制御電極群５の１つまたは複数本に正の電圧
を印加すれと、電子はこの電極に設けた貫通孔の全てを
通過してその後方に設けた電極群８の近傍に達する。

同様に電極群８０１つまたは複数本に正の電圧を印加す
ると、両電極群の中、正の電圧δ印加された電極の各々
の交点に対応した部分の電極８０表面上に塗布した螢光
体膜９を励起し発光する。

このようにして、両電極群に順次正のパルス電圧を印加
することによって、所定の文字あるいは画像を得ること
ができる。

例えば、テレビ画像表示装置として使用する場合、電子
流制御電極群５の各電極に同時に一走査線分の映像信号
を印加し、加速電極群８に垂直同期信号を順次印加すれ
ばテレビ画像を得ることができる。

同様に、映像信号と垂直同期信号を逆にしてもテレビ画
像を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば次のような効果が
ある。

（１）任意の文字あるいは画像を表示することができる
。

（２）電子流制御電極基板として半導体基板を用いるこ
とによって、駆動回路と各電極とを一体形成することが
でき、駆動回路と多数の電極端子の接続の煩雑さがなく
なる。

また、電子流制御電極を基板表面にｐ−ｎ接合によって
構成することができる。

しかも貫通孔内面にも電子流制御電極が容易に形成でき
、電極の電子流制御能力を著しく向上できる。

さらに、現在の高度な半導体技術か利用でき、安価な表
示装置を提供することができる。

また、貫通孔内面にｐ−ｎ接合によって電極を構成する
ことによって、貫通孔の有効孔面積を大きくすることが
できる。

（３）容器内面に透明電導膜を設けることによって、容
器内面の帯電による電位分布を防止し、常に一定値の電
子流が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である表示装置の分解斜視図
、第２図ａは格子状電極基板の上面図、ｂは同側断面図
、第３図ａぱ電子流制御電極群の上面図、ｂはａのＡ−
Ａ皺についての断面図、ｃ，ｄは同電極群の他の例の断
面図、第４図は本発明の表示装置にテレビ画像表示を行
なう場合の一例のブロック図である。 １・・・・・・筐体、２・・・・・・熱電子源、３・・
・・・・メッシュ状電極、４・・・・・・格子状電極基
板、５・・・・・・電子流匍御電極群。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一面が透明板で作られ気密封止された容
   器と、前記容器内に設けた陰極と、前記陰極から放射さ
   れた電子を加速する網状電極と、電子を通過させるだめ
   の多数の貫通孔を有し電子流を制御する電子流制御電極
   群と、表面に電子の衝突によって発光する螢光体を有し
   た陽極とを備え、前記電子流制御電極群が半導体基板表
   面に形成され、かつこの半導体基板内に信号処理回路ま
   たは駆動回路が形成されたことを特徴とする表示装置３
   ２ 網状電極が複数個の短冊状電極より構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の表示装置
   。 ３ 電子流制御電極群が形成されている半導体基板の一
   部に切矢部を設けて同基板を薄くしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の表示装置。