JPS62170135A - 画像表示装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子ビームをラスク走査することにより画像
を表示する画像表示装置に関するものであり、更に詳し
くは、電子ビーム偏向手段を備えた従来の陰極線管（Ｃ
ＲＴ）タイプの画像装置に比較して厚みが薄くて平板形
であり、しがも高輝度な画像表示装置に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

従来、平板形の薄形画像表示装置として、液晶、プラズ
マディスプレイ或いはＥＬディスプレイ等が知られてい
る。しかしながらこれらのディスプレイ　（画像表示装
置）は、明るさ、コントラスト等の性能面および信頬性
、量産性を考慮した場合にはそれぞれ一長一短を有し、
必ずしも全てが満足できるものではなかった。

一方、他の薄形画像表示装置として米国特許第４５２３
２２５号明細書で示す平板状画像表示装置が提案されて
いる。この装置は、水平、垂直方向に偏向させる静電偏
向手段を内蔵しているために構造が複雑であり、高解像
度の画像を得るために電極等の加工および組立精度を高
くしようとすると、技術的にそれらのことが難しいとい
う欠点をもっている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除去し、薄
形、高輝度、および量産性の何れの面にも優れた画像表
示装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明による画像表示装置は
、一面に蛍光体をドツト状に塗布された透明体からなる
パネルと、前記パネルにおけるドツト状蛍光体の配列に
対応して水平、垂直方向に沿ってマトリクス状に孔を穿
たれた中間電極と、電子ビームを放射するカソード電極
と、を有し、前記カソード電極から放射された電子ビー
ムを前記中間電極における孔を介して前記パネルにおけ
るドツト状蛍光体に射突させることにより、該蛍光体を
発光させて画像を表示するようにした画像表示装置にお
いて、前記中間電極またはカソード電極は、前記パネル
におけるドツト状蛍光体の配列に対応したマトリクス状
の画素電極から構成され、かつ該画素電極のそれぞれに
備えられているスイッチング素子を水平、垂直方向に沿
って走査し信号電圧により駆動して前記電子ビームを変
調する手段を具備したことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

次に図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の要部を示す斜視図、第２図
は第１図のＡ−Ａ’断面図である。

これらの図において、１はタングステンがら成るヒータ
電極を示しており、これは水平・垂直（ｘ−ｙ）方向に
網目状に配置された線状タングステンから成るものであ
る。２はカソード電極を示し、２１はｘ−ｙ方向にマト
リクス状に画面を構成する画素の個数分、絶縁物で区切
られた微小なカソード電極（画素電極）を示し、その表
面には（Ｂａ　、ＣＭ　、ｓｒ　）Ｃｏａｌ等よりなる
電子放射材料が塗着されている。

又、微小カソード電極２１の内部には、例えばゲート回
路より成るスイッチング素子を存し、該スイッチング素
子の一方のゲート端子は上記した微小カソード電極に接
続され、又他方のゲート端子は信号源に接続されている
。

このような構造体を製作するには、例えば薄いアモルフ
ァスシリコン基板上に、５１ｏ２等でスイツチング素子
（ゲート回路）を作製し、その場合、一方のゲート端子
のみが露出するように作製しておき、その後上記した（
Ｂａ　、Ｃ，、Ｓ、）００３等の電子放射材料を蒸着等
の手段によりその露出しているゲート端子に塗着させれ
ば良い。

３はステンレス、又はパーマロイ等の導電性高透磁率磁
性体より成る中間電極を示し、カソード電極２より放射
された電子ビーム６１，６２．６３が通過する貫通孔３
１を、ｘ−Ｘ方向にマトリクス状に配置されている。５
はＲ，Ｇ、Ｂの蛍光体を示し、Ｘ方向にストライブ状に
塗布しである。

該ストライプを構成するドツト（画素）状の蛍光体は上
記したカソード電極２のマトリクス状に分割された微小
カソード電極（画素電極）と、各々対応している。４は
ガラスからなるパネルであり、このパネル４は図示して
いないが既述の電極部品等を真空中に保つための外囲器
と融着接合されている。

上述のように構成された画像表示装置の動作を以下に説
明する。

第２図において、ヒータ電極１により熱せられ、励起状
態に近い状態にあるカソード電極２上の電子は、カソー
ド電極２に外部より信号電圧を加える事により電子ビー
ム６１．６２．６３となって放出される。

そしてこれら電子ビームは、中間電極３の電界により集
束作用を受け、貫通孔３１を通過する。

その後、高電圧を印加されている蛍光体５に向かい、そ
この所望の位置に加速、到達し、蛍光体５を発光させる
のである。

ここで電子ビーム６１は青（Ｂ）、６２は緑（Ｇ）、６
３は赤（Ｒ）に対応しており、両側電子ビーム６１．６
２は中間電極３の貫通孔３１を境としてクロスしている
。つまり、中間電極３は電子ビームの収束作用と同時に
、蛍光体５に対する色選別作用も行なっている。

これは以下で説明するように、中間電極３に色選別作用
をもたせない構造に比べ、貫通孔３１の孔数を少なくす
る事が出来るために、中間電極３の加工が容易になると
いうメリットがある。

第３図は、上記で説明した中間電極３に色選別作用をも
たせない構造とした場合の本発明の実施例要部を示す断
面図である。

第３図において、第２図に示した構造と異なる点は、中
間電極３に設けた貫通孔３１が、蛍光体５を構成する画
素数と同じ数、設置されている点で、各電子ビーム６１
，６２．６３に対し貫通孔３１がそれぞれ対応している
。

第１図に戻り、マトリクス状に分割されたカソード電極
２の動作について以下、第４図を参照して詳細に説明す
る。

第４図は、第１図におけるカソード電極２の動作原理を
示した説明図である。第４図において、２１はマトリク
ス状に分割された微小カソード電極（画素電極）、２２
１，２２２はゲート回路（この場合、ＦＥＴから成るス
イッチング素子）、２３は垂直ゲート駆動回路、２４は
信号電圧駆動回路を示す。

例えば垂直ゲート駆動回路２３の中のスイッチ２３１を
ＯＮとする事により、ゲート回路２２１゜２２２等、カ
ソード電極面の最上段のＸ方向の並びに位置する全ゲー
ト回路は導通状態となる。この時、信号電圧駆動回路２
４よりゲート回路２２１．２２２等のドレイン端子に信
号源Ｓから信号電圧が加わり、さらにこの信号電圧はゲ
ート回路２２１．２２２のソース端子を通り、微小カソ
ード電極２１を駆動する（なお、ゲート回路２２１゜２
２２のソース端子に付されている黒丸印は、該ソース端
子が微小カソード電極２１に接続されていることを示す
ためのものである）。

次に垂直ゲート駆動回路２３の中のスイッチ２３２がＯ
Ｎとなり、同様な原理で２段目のゲート回路全てが動作
状態となり、２段目の微小カソード電極がそれぞれの信
号電圧により駆動される。

同様な動作で順次全ての微小カソード電極２１が駆動さ
れる。

又、各ゲート回路２２１，２２２等のソース端子側には
例えば信号電圧保持用のコンデンサＣ１゜Ｃ２が内蔵さ
れている。これらのコンデンサＣＩ。

Ｃ２の容量は、各ゲート回路２２１，２２２等に加わる
信号電圧がほぼ垂直周期（つまり垂直ゲート駆動回路２
３におけるスイッチが一番上の２３１から始まって一番
下のスイッチに至るまで動作して、また一番上の２３１
に戻るまでの周期）の間、維持出来るような値に設定し
ている。

したがって、パネル面のドツト状蛍光体に対応するよう
に分割された微小カソード電極（画素電極）２１からは
画面表示期間中、常時電子ビームが放射されており、そ
のため蛍光体５は高輝度な発光が可能になるのである。

第５図は本発明の他の実施例の要部を示した斜視図であ
る。同図において、第１図におけるのと同一のものには
同様の番号を付している。

第１図に示した実施例と異なる点は、ヒータ電極を無く
し、カソード電極２０には冷陰極を使用している事であ
る。そのためカソード電極２０の温度は低くてよく、そ
のため上記したゲート回路を含むカソード電極２０の信
頼性が向上するという長所を有する。

その動作原理は第１図を参照して既に説明した所と同様
である。

第６図は本発明の更に他の実施例の要部を示した斜視図
である。同図において、第１図におけるのと同一のもの
には同様の番号を付している。

第６図において、２００は面カソード電極、７は第１図
において示したカソード電極２の構造と同様の、マトリ
クス状に分割され、その各々がゲート回路（スイッチン
グ素子）を有している微小電極（画素電極）の集合体か
ら成る電流制御電極、８はヒータ１から上記電流制御電
極７へ至る熱をしゃ断する目的で配置した断熱板を示す
。

ここで蛍光体５を構成するドツト（画素）状蛍光体の配
列に対応して、マトリクス状に分割された微小電極の集
合体から成る電流制御電極７において、その各微小電極
に信号電圧を印加し、このことによる電圧変化が断熱板
８、ヒータ１を介してカソード電極２００の一部に及ん
でその近傍の電界を変化させ、それによりその部分から
例えば電子ビーム６１．６２．６３が放射する。

ここで、電流制御電極７の動作は第１図を参照してカソ
ード電極２について説明した所と同様であることは勿論
である。

又、電流制御電極７による信号電圧の影響をカソード電
極２００に及ぼしやすくするためには、断熱材８および
ヒータ１の厚さを薄＜シ、カソード電極２００までの距
離を出来る限り小さくする必要がある。もちろん上述し
たように、カソード電極２００は冷陰極とし、ヒータ１
および断熱板８を不要とした構造でも良い事は容易に理
解されるであろう。

第７図は本発明のなお更に他の実施例の要部を示した斜
視図である。同図において、第１図におけるのと同一の
ものには同様の番号を付している。

第７図における本実施例の特徴は、蛍光体５を構成する
ドツト（画素）状蛍光体の配列に対応した個数にマトリ
クス状に分割された微小電極の集合体により中間電極３
０を構成し、かつその各微小電極の中央に電子ビーム通
過孔を有するようにした点である。中間電極３０の動作
原理は第４図を参照して既に説明した第１図のカソード
電極のそれと同様である。

ただし、本実施例における中間電極３０には電子ビーム
通過孔を有している点が先にも説明したように異なる点
である。

又、蛍光体５を発光させる動作原理は、第１図の実施例
について述べた所と同様であるが、本実施例の方が、ゲ
ート回路（スイッチング素子）を中に有する中間電極３
０がヒータ１という熱源より遠くに位置しているために
、信頼性の点では有利である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、従来のＣＲＴデ
ィスプレイ装置に比べ、ビーム偏向手段が不要な分だけ
構造が簡略であると共に、薄形化が可能であり、更に量
産性にも優れた画像表示装置を提供できるという利点が
ある。

又、蛍光体を画像表示期間中、は〜゛常時発光させてい
る点と、蛍光体に数に〜数十Ｋ　Ｖの高電圧を印加させ
る事が可能なため高効率、高輝度が実現できる点で、液
晶、プラズマ、ＥＬなどの他の原理による平板形ディス
プレイに比べても、優れた特徴を有しているものと云う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を示す斜視図、第２図
は第１図のＡ−Ａ　’断面図、第３図は本発明の他の実
施例の要部を示す断面図、第４図は第１図におけるカソ
ード電極の動作原理を示す説明図、第５図、第６図およ
び第７図はそれぞれ本発明の別の実施例の要部を示す斜
視図、である。 符号の説明 １・・・ヒータ、２・・・カソード電極、３・・・中間
電極、４・・・パネル、５・・・蛍光体 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 第　１　図 第２　図 第３図 第４２図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一面に蛍光体をドット状に塗布された透明体からな
   るパネルと、前記パネルにおけるドット状蛍光体の配列
   に対応して水平、垂直方向に沿ってマトリクス状に孔を
   穿たれた中間電極と、電子ビームを放射するカソード電
   極と、を有し、前記カソード電極から放射された電子ビ
   ームを前記中間電極における孔を介して前記パネルにお
   けるドット状蛍光体に射突させることにより、該蛍光体
   を発光させて画像を表示するようにした画像表示装置に
   おいて、 前記中間電極またはカソード電極は、前記パネルにおけ
   るドット状蛍光体の配列に対応したマトリクス状の画素
   電極から構成され、かつ該画素電極のそれぞれに備えら
   れているスイッチング素子を水平、垂直方向に沿って走
   査し信号電圧により駆動して前記電子ビームを変調する
   手段を具備して成ることを特徴とする画像表示装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の画像表示装置において
   、前記各画素電極毎に、前記信号電圧を所定期間保持す
   る手段を具備したことを特徴とする画像表示装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の画像表示装置において
   、前記カソード電極から放射された電子ビームが前記中
   間電極における孔を通過する際、該孔によって集束され
   るとともに、前記電子ビームを構成する赤、青、緑に対
   応する３電子ビームの中で、該孔に斜めに入射する２電
   子ビームは、該孔の通過を境としてクロスするようにし
   たことを特徴とする画像表示装置。 ４、一面に蛍光体をドット状に塗布された透明体からな
   るパネルと、前記パネルにおけるドット状蛍光体の配列
   に対応して水平、垂直方向に沿ってマトリクス状に孔を
   穿たれた中間電極と、電子ビームを放射するカソード電
   極と、を有し、前記カソード電極から放射された電子ビ
   ームを前記中間電極における孔を介して前記パネルにお
   けるドット状蛍光体に射突させることにより、該蛍光体
   を発光させて画像を表示するようにした画像表示装置に
   おいて、 前記カソード電極の、電子ビーム放射側を前方とすると
   きの後方に、電流制御電極が配置され、該電極は、前記
   パネルにおけるドット状蛍光体の配列に対応したマトリ
   クス状の画素電極から構成され、かつ該画素電極のそれ
   ぞれに備えられているスイッチング素子を水平、垂直方
   向に沿って走査し信号電圧により駆動して、前記カソー
   ド電極から放射される電子ビームをそれにより変調する
   手段を具備して成ることを特徴とする画像表示装置。