JPS60119057A - ヘリウムを充填した平板形画像スクリーン - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、視線方向に対して垂直に置かれる二つの平
行壁板で構成される。リウムを充填した気密閉鎖容器が
制御構造によってガス放電室と後段加速室に分割され、
制御構造は少くとも一つの支持板と三つの電極格子を備
え、最後部の電極格子は行導体から成り、その前の電極
格子は列導体から成り、更にその前の電極格子は行導体
に平行なテトロード’Ｉｔ極から成り、少くとも一つの
電極格子を支持する支持板には行導体と列導体の交差点
に貫通孔があけられている平板形画像スクリーンに関す
るものである。

〔従来の技術〕

この種の表示装置については既に特許出願（西独特許出
願公開公報第３３２９８５９号参照）されているが、こ
の特許願によるディスプレイの動作は逆向きのガス放電
で作られた電子が制御板マトリ・ソクスの穴を通して部
室に達し、そこで約＝ｌｋＶの都連電圧で後段加速さ１
１．た後螢光スクリーンに衝突することによるものであ
る。加速区間はその印加電圧によって後段加速室内のヘ
リウム充填ガス中（ユ放電が起らないように短く選定さ
オｔている。

ヘリウムは次のような一連の有利な特性を示す。

すなわち化学的に不活性であり、放電電圧が比較的低く
、高電圧に耐える後段加速室を可能にする。

しかし放電電圧が動イ値中次第に上昇することと表示画
像に明るい背景があること、漏話効果により損傷を受け
ること、特に輝度が高い方ではないこと等は不利な点で
ある。放電電圧の上昇は特に後段７１Ｄ速区間へのＩ−
Ｉ　ｅ＋イオンの注入（二よる圧力低下に基くものであ
ることが明らかにさＪｔてからは、特殊な電極被覆によ
ってこの効果を制限することが可能となった。高速電子
がヘリウム内で比較的偉力化か減速さ几ないことに基く
画像の乱れも明止格子を付設することによって著しく低
減させることがでへる（特開昭５８−１６９７５７号公
報参照）。

しかし有害な副作用なしにガス放電の電流密度を高くし
激しく動く画像が充分な輝度をもって表示されるように
１−ることには未だ成功していない。

特に障害となるのはスパッタリング現象であって、短絡
を起させ時間がたつと陰極を破壊する。

希ガスＨｅを分子ガスＨ２で置き換えると電流収率が著
しく大きくなる。その上水素ガスは画像コンラストを著
しく高め、少くとも特別ζ二準備されたアルミニウム電
極の場合スパッタリング速度を低くする（特開昭５６−
３８７３８号公報参照）が、耐電圧が低く又発光体を侵
すので使用されることはない。

〔発明の目的と要旨〕

この発明の目的は、冒頭に挙げた種類の平板形画像ディ
スプレイを改良してガス放電からスパッタリング効果そ
の他の劣化現象を伴うことなくより多くの電流を引き出
すことができるようにする−ことＣ二ある。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成とするこ
とによって達成さオする。

〔作用効果〕

この発明の提案は、ジルコニウムがＨｅ　イオンの衝撃
によるスパッタリングが極めて少く、イオンが異常ガス
放電からのものであってもこの事情は変らないという発
見に基くものである。（異常放電とは、陰極の全面から
放射し電流密度と放電電圧が電流の増大に竿って上昇す
る放電を指子。）更にこの発明により制御マトリックス
の開閉能力をその前に置かオｔた格子電極によって補強
すると、圧力と電圧の値を正しく選定し、必要に応じて
後段加速陰極に対して注入保護層を追加テることにより
コントラストは１：１００の割合で高め、電流密度は２
００μＡ　７ｃｍ２以上とし、この値を数千時間に亘っ
て保持することが可能となる。

これ（二よって灰色制御され分解が良い動くカラー画像
を安定な動作条件の下に表示することができヘリウム・
イオンがジルコニウム表面か１４力１の原子しか打ち出
し得ないことはそれ自体としてよく知らオｔている（　
Ｊ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、３３　（１９６２）、ｐ
、＋８４２１゜Ｚｒ陰極（二よりＨｅ−Ｎｅ混合ガヌ中
（ニガス放電を発生させるガス・レーザーも既に１発表
さＪｔている。しかしこれらの知識も現在考えられてい
る問題の解決には無力であり、特にこれらの提案された
画像スクリーンかその特性全体を考えて七の先駆者よｉ
）勝れていると予見することはできない。

ガス圧と印１１１」電圧は次の限界値範囲内（二調整す
ると最良の結果が得られた。すなわち圧力は２ｍｂａｒ
　と２．５　ｍｂａｒの間、選出さオｔた行導体（二印
加−「る走査電位はそれ以外の行導体の電位（静止゛電
位）ζ二対して＋４０Ｖと＋６０Ｖの間、列導体の阻止
電圧と導通電圧は静止電位に対して＋１５■までと走査
電位に対して一１５Ｖまで、テトロ−ト導体の阻止電圧
と導通電圧は静止電位ζ二対して一４０Ｖまでとタスト
電位ｊ二対して＋２０Ｖまでとする。テトロード導体面
の前に別の後段加速陰極となる電極が追加されている場
合、この電極にはテトロード導体の導通電圧に対して最
低＋３０Ｖのバイアス電圧を加える。

ガス放電の陰極はその電子放出区域だけがジル−コニウ
ムで作られていれば充分である。それを度外視してもジ
ルコニウム部分は通常１μｍ以下の薄い酸化膜で覆って
おくのが良い。このように処理された陰極は少くとも電
子放出とスパッタリング速度に関しては酸化膜のないジ
ルコニウム表面と同等である。ただし酸化膜が全面に亘
って均等であることが前提条件である。不均等酸化膜の
場合放電が不均等となり、場合（：よって陰極の寿命が
限定される。

この発明の有利な実施態様と展開は特許請求の範囲第２
項以下に示されている。

〔実施例〕

図面に示した実施例についてこの発明を更に詳細に説明
する。

カラーテレビジョンに使用される平板形ディスプレイの
断面を図面（二示す。このディスプレイには盆状の背部
］と前面板２を含む真空容器があり、この容器の内部は
後方の制御盤３と前方の支持板４から成る制御構造によ
って後方のガス放電室５゛　と前方の後段加速室６に分
割されている。総ての板と盆状の背部の底壁は互に平行
する平面であり、縁端部で互にはんだ付けされている。

支持板と前面板の間の間隔は間隔枠７によって保持され
ている。背部には一連の帯状陽極８が互に平行して設け
られ、背部の底壁な通して接続される。制御盤３は背面
に行導体９を備え、前面Ｃ二列導体１０を備える。これ
らの導体組は全体で個別制御可能の要素から成る制御マ
トリックスを構成する。導体の交差点では電極と板に貫
通孔１】があけられている。支持板４には背面側と前面
側に行導体に平行な条導体（テトロード導体）１２と連
続電極（ベントート）】３が設けられる。こＪｔらの二
ニットは貫通孔１４の規則的な配置構造を含み、この配
置構造は貫通孔１１の配置構造に一致下る。前面板には
背面に発光点ラスタがあり、その上に連続した層電極（
後段加速陽極）１６が置かれている。発光点はそれぞれ
一つの貫通孔１４の前に置かれている。図示の実施例で
は６本の帯陰極、２８０本の行導体および７２０本の列
導体が０３２Ｘ　０．６０　ｍ”　の点ラスタを形成す
る。

ディスプレイの各部分の詳細は次の通りである。

背部、制御盤および前面板は熱膨張係数が９゜ＸＩＯＫ
　の軟質ガラスで作られ、支持板はフォトエツチング可
能であり、関係部品と熱的に適合したガラスで作られる
。制御盤と支持板の厚さは０．１５ｍおよびｏ８酵であ
り、支持板と前面板の間隔は１，７馳である。制御構造
の電極はＣｕとＮｉで、電解補強されたＴｉ／Ｃｕ蒸着
層から成り、ベントートはＷ注入保護層で覆われる。帯
陰極はいずれも厚さ０．２　＋ｎｍのＺｒ板であり、不
純物を除去し表面を約２００μｍの深さまで酸化するた
め組込まれる前に約２５０℃の温度で活性化される。充
填ガスは初期圧が２．５　ｍｂａｒの純ヘリウムである
。発光体としてはＧａ２ｏ２　Ｓ　：　Ｔｂ　（緑）、
ＺｎＳ　：　Ａ　ｇ　（青）およびＹ２Ｏ，：Ｅｕ（赤
）が使用される。

ディスプレイの動作時にはそれまで接地されて−いた行
導体を順次に＋５０ｖに上げる。走査選出さｉｔた行導
体の後に続く帯陰極は一１５０■に置かれる。各行走査
時間の間外導体は高さ＋４０Ｖ又は＋ＩＯＶの信号を受
ける。テトロード平面では走査される行導体に属する導
体が＋６０Ｖの電圧を受け、残りの導体は一３０Ｖの電
圧を受ける。

ベントートは＋１００Ｖに上げら几、後段加速陽極の電
圧は＋４　ｋＶと＋５ｋＶの間に置かオする。

この程度の電圧により選出制御された行導体とそれに対
向する帯陰極の間にガス放電が発生し、適、　当な前置
抵抗を連子と電流密度が２００μＡ　７ｃｍ２となり、
強い異常放電となる。この放電プラズマ中の電子は制御
マトリックスの完全選出された通孔を通して後段加速室
に流れ込み、最後に４ｋｅＶ以上のエネルギーをもって
対応する発光点に当たる。以後の経過の詳細は文献（Ｅ
ｌｅｋｔｒｏｎｉｋ、　＋　４（１９８２）、７９）に
示さオｔでいる。

この発明は上記の実施例に限定されるものではない。例
えば制御構造は、電子がくさび形の縦方向プラズマから
引き出されプラズマのない７Ｓ間で数ｋＶに加速される
限り種々の構造と機能のものとすることができる。これ
に対応して制各１１１マトリックスの走査を粗大にして
電子の後段偏向を実施するとか、一つの平面内の導体を
いくつかの群にまとめるかあるいは各電極格子を針金で
作る等の変更が可能である。更に充填ガスとしての、Ｊ
ｌｌラム常に高純度のものとする必要はない。不純物は
必要に応じてゲッタで取除くことができる（ジルコニウ
ム自体種々のガスを吸着する）。更にある種のガス（分
子ガス又は希ガス）の痕跡は場合によってブラノの作用
を示す。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一つの実施例の断面を図式的に示すも
ので、ｌは真空容器背部、２は前面板、３は制御トオ、
４は支持板、５はガス放電室、６は後段加速室、８は放
電陰極、９は行導体、１゜は列導体である。 第１頁の続き ＠発明者　ロルフ、ウエンゲルト ドイツ連邦共和国ミュンヘン　２１．エンデルノ１ウザ
ーシュトラーセ　９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 】）口ａ）　ヘリウムを充填し気密閉鎖された容器が観
   察方向（二おいて前後に置かれた二つの平行壁板（前面
   板と背面板）を備え、 （１ｂ）背面板は七の前面ｌ二少くとも一つの大面積電
   極（プラズマ陰極）が設けら几、 （１Ｃ）前面板はその背面に連続した面電極（後段加速
   陽極）と陰極ルミネッセンス層が設けらオｔ１ （ｌｄ）両壁板の間（二置かれて容器内部を後室（ガス
   放電室）と前室（後段加速室）；二分割する制御構造が
   少くとも一つの壁板（二平行する支持板と少くとも三つ
   の壁板Ｃ二平行下る電極格子を含み、 （１ｅ）最後部の電極格子が個別制御可能な行導１＊　
   ？、Ｃ−傅ｔ１　行導体の前に置かれた電極格子が行導
   体に対して垂直（二置か３だ個別制御可能の列導体から
   成り、列導体の前に置かれた電極格子が行導体に平行す
   る帯導体（テトロード導体）から成り、 （１ｆ）電極格子の少くとも−一つを支持Ｔる支持板が
   行導体と列導体の交差点において穴があけられ、 （２ａ）動作中プラズマ陰極と一つの行導体の間にガス
   放電が発生し、 （２ｂ）後段加速陽極と最前方の電極格子（後段加速陰
   極）の間＋二１ｉｃｖ以りの高電圧が加えられ、両方の
   後段加速電極の間の間隔はその間にガス放電が発生しな
   いように狭く選ばれている画像スクリーンＣ二おいて、
   （１ｇ）プラズマ陽極（８）が少くともその放出面をジ
   ルコニラへで作られること、 （２Ｃ）ガス放電は異常放電であることを特徴とする平
   板形画像スクリーン。 ２）ヘリウム充填圧が１．８　ｍｂａｒ　ト２．７　ｍ
   ｂａｒの間、特に２　ｍｂａｒ　と２．５　ｍｂａｒの
   間に選ばｆＬることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の画像スクリーン。 ３）ガス放電の電流密度が１００μＡ／ｄ　と３５０μ
   Ａ／Ｃ−の間、特に２００μＡ／ＣｒＩと３００μＡ／
   Ｃ−の間に調整されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の画像スクリーン。 ４）プラズマ陰極（８）の放出面が０１μ島以下の厚さ
   の酸化ジルコニウムで覆われていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第３項の一つに記載の画像スク
   リーン。 ５）多数の帯状プラズマ陰極が行導体に平行に設けられ
   、各プラズマ陰極の前に３５本から９０本の間の行導体
   が置かれていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第４項の一つに記載の画像スクリーン。 ６）動作中プラズマ陽極となっている行導体（９）が残
   りの行導体が置かれている静止電位（二対して４０Ｖか
   ら６０Ｖの間の値だけ正の電位（走査電位）に置かれ、
   列導体は静止電位に対して１５Ｖまでの値だけ正である
   阻止電位あるいは走査電位に対して１５Ｖまでの値だけ
   負である導通電位に置かれること、テトロード導体（１
   ２）が静止電位に対して４０Ｖまで負である阻止電位あ
   るいは走査電位に対して２０Ｖまで正である導通電位に
   置かれることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ５項の一つに記載の画像スクリーン。 ｒ〕　テトロード導体の前に別の連続した電極（ベント
   ート電極）が設けられ、この電極が動作中帯導体の導通
   電位に対して少くとも８０Ｖだけ正の電位に置かれるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の画像スクリ
   ーン。 １）動作中プラズマ陰極（８）が走査電位に対して１８
   ０Ｖから２２０ｖの間の値だけ負である電位に置かれ、
   後段加速陽極（１６）の電位は静止電位に対して＋４ｋ
   Ｖから＋５ｋＶの間に置かれることを特徴とする特許請
   求の範囲第６項又はｙｇ７項記載の画像スクリーン。