JPS6329946B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、主として、屋外などで使用される
巨大カラーデイスプレイ装置の画素を構成する陰
極線管に関するものである。

従来、たとえば、野球場の電光表示板や建物の
屋上、あるいは、壁面などの広告用画像やメツセ
ージの表示に使われたり、高速道路などのインフ
オメーシヨンデイスプレイなどに使われる巨大な
デイスプレイ装置は、多数の電球を並べ、これら
を選択的に点滅させることによつて画像を作つて
いたために幾多の問題があつた。

そのうちのいくつかの例をあげると、たとえば
電球の場合はフイラメントの赤熱によつて光を得
ているために、主として、その発光は橙ないし白
橙色を呈している。このため、これらの電球か
ら、たとえば、青や緑の色光を大量に発生させる
ことがかなり困難であつた。また、このような電
球方式の場合には、各画素の輝度を変調するには
フイラメントの印加電流をON−OFFするか、印
加電流を可変するなどの手段によらねばならない
が、これらの電球は、その周波数レスポンスが10
Hz以下ときわめて低く、印加電流などによつて発
光色自体が変つてしまう問題などがあり、中間調
の表示や任意の色光を合成するカラー表示等に供
するにも困難がつきまとつていた。さらにこのよ
うな巨大デイスプレイ装置では一般に20〜40W程
度の電球が数千個から数万個以上も並べられる場
合も多くあり、その消費電力や発熱などの観点か
らしても多くの問題があつた。

そこで、この発明の発明者は、上述したような
デイスプレイ装置の光源として陰極線管を用いる
ことをすでに提案した。

第１図は、これまで発明者が先行発明として実
施してきた巨大デイスプレイ用光源として供され
る光源用陰極線管の構造の一例を示す図で、１は
管内を真空に維持するための、たとえば筒状の真
空外囲器である。この真空外囲器１はその一端
に、内面に螢光面２が被着されたフエースガラス
３を有し、他端に螢光面２全面を非集束電子ビー
ム１０で照射するための電子銃部４および電子銃
部４の各部に所要の電圧を印加する端子を持つと
ともに真空外囲器１を閉塞するステム部５を有す
る。６，７および８はそれぞれ上記電子銃部４を
構成するヒータ、陰極およびグリツドである。

この陰極線管の動作について説明すると、ま
ず、グリツド８に、陰極７に対して負の電圧を与
えるとともに、ヒータ６にも所定の電流を与え、
陰極７を加熱してグリツド８の電圧を陰極７の電
位に近づけると、陰極７から電子ビーム１０が螢
光面２に向つて発射される。この電子ビーム１０
はグリツド８の中央に設けられた穴９の直径、グ
リツド８と陰極７との間隔および陽極電圧等の諸
条件によつて所定の拡がり（θ）をもつ非集束ビ
ームとなつて螢光面２全面に照射され、螢光面２
をその螢光体に応じた発光色に発光させる。

これらの陰極線管は、たとえば第２図のよう
に、螢光面を有する側を手前にして規則正しく並
べられる。この陰極線管の配列は、一般に緑色に
発光する陰極線管２１２本に対して赤色に発光す
る陰極線管２２及び青色に発光する陰極線管２３
が各１本の割合で配列されている。これは、これ
らの光源の集合体で構成される画像の鮮明度を支
配する分解能が緑色の画素の数で決り、赤色や青
色はこれに色をつけるための働きをしているにす
ぎないという発想のもとで構成されたもので、こ
の理論が誤まりでないことを、発明者らは、第２
図に示す配列の巨大デイスプレイを作つてすでに
確認を行つている。このように、たとえば、赤、
緑、青などの単色螢光面を持つ小形の陰極線管を
多数並べて、所望の画像を表示するようにしたも
のによれば、電気エネルギを光エネルギに変換す
るエネルギ変換効率が電球にくらべて大巾に改善
されるのみならず、使用螢光体の選択により任意
の発光色の光源が得られなくなるなど、多くの利
点がある。そしてこのように、巨大デイスプレイ
装置の光源として陰極線管を用いた場合、従来の
電球式のものにくらべて性能、信頼性、維持費、
消費電力などのいづれを比較しても有利に構成で
きることは明らかなことである。

一方、上記のような陰極線管は、これまで、直
径約29mmのものを第２図のような配列で並べた場
合において、そのピツチが、屋外での使用を考え
て、防水構造の問題や、陰極線管に諸電圧を供給
するためのソケツト部分の構成や、配線の都合も
あり、40〜45mmに設定されていた。そして、この
場合の画像の見易さ、混色の程度などから見た最
適視認距離は約70ｍ以上であつた。この最適視認
距離が70ｍ以上ということは、野球場やサツカー
場、競馬場などの競技場に設置されるデイスプレ
イとしてはまつたく問題ないが、たとえば屋外広
告などの用途を考えるときには、この視認距離を
半減する必要があることがわかつた。

この発明は以上の事情にかんがみてなされたも
のであり、上記視認距離を従来のものよりも大幅
に減じさせることを目的としてなされたものであ
る。

すなわち、画素となる陰極線管の螢光面を分割
することによつて一本の陰極線管で複数の原色を
発光させるという方式に着目したものであつて、
その要旨とするところは、真空外囲器の内部に非
集束電子ビームを発生する複数の電子銃部を設け
るとともに、これらの電子銃部の陰極から到来す
る電子ビームに対応する位置に、内面に赤、緑、
青などの発光色を呈する螢光体を塗布した筒状の
金属構体を設けた点にある。

つぎに、この発明の実施例による多色表示形光
源用陰極線管を図面にしたがつて説明する。

第３図において、密閉円筒状の真空外囲器１の
内部には、複数の電子銃部４と、これらに各別に
対応する加速電極１１および金属構体１２が配置
される。この場合、電子銃部４、加速電極１１お
よび金属構体１２の組合せは、たとえば、真空外
囲器１の内部における120度おきの三箇所に設け
られたり、あるいは、真空外囲器１の内部を水平
方向で三区画してなる各区画に配置されるのであ
つて、前者はデルタ配置、また、後者はインライ
ン配置の三色管となる。前者の場合、金属構体１
２は断面扇形の筒状体として構成され、その内面
に赤、緑あるいは青などの発光色を呈する螢光体
２ａが塗着される。具体的には、三つの金属構体
１２の内面には異なる発光色の螢光体２ａが塗着
される。

上記のような陰極線管によれば、電子銃部４の
陰極７から発射された電子ビーム１０が加速電極
１１によつて加速されて金属構体１２に形成され
ている螢光面に導かれ、その螢光体２ａが所定の
発光色を呈する。したがつて、このような陰極線
管を、第６図のように、従来のもの（第２図参
照）と同一ピツチで配列させた場合には、一個の
陰極線管によつて従来のものにおける三個の陰極
線管に相当する色調が得られるので、その視認距
離が大幅に減ぜられる。また、上記のように、螢
光体２ａが筒体の金属構体１２の内面に塗着され
て筒状の螢光面を形成しているので、真空外囲器
１の出光端部内面に直接螢光面を形成したものに
比べて、螢光面の面積率が増大され、さらに、上
記螢光面が金属板上に形成されているので、電子
ビーム１０の照射による温度上昇が抑制され、そ
のために螢光体２ａの温度消光をも減少される。

また、これらの陰極線管に使用する螢光体２ａ
の発光スペクトルは、たとえば第７図のようなエ
ネルギ分布を有するが、白昼の太陽光下での使用
を前提とする場合には、外来の天空光をできるだ
け管内に入れないようにすることが望ましい。そ
こで発明者は第８図の様な分光透過率特性を持つ
た酸化ネオジウム（Nd₂O₃）を含有するガラスを
真空外囲器１として使用することを考え、実験し
た。その結果、重量％で3.0〜15.0％程度のNd₂O₃
をガラス中に混入させることで管内の螢光面から
発する色光のみを効率よく取出せることが見出さ
れた。

さらに、たとえば、第５図に示したように、螢
光面２ｂを有する金属構体１２の陰極７と反対側
の開口部径を陰極７側の径より大きくして、この
金属構体１２をテーパ状に構成することによつ
て、螢光面２ｂから発した光が管外に導出されや
すくなるので、この構成によつて輝度が一層向上
する。

さらにまた、第５図に示したように、金属構体
１２の開口端部と真空外囲器１の出光端部との間
ｌの内面を、たとえばアルミニウムの蒸着などの
手段によつて鏡面１５にすれば、螢光面２ｂから
の光のうち、真空外囲器１のｌの部分に当る光が
効率よく反射してその出光端部から管外に取り出
され、その輝度が一層向上する。

さらに、真空外囲器１の出光端部内面に、第４
図に示すように、微細な凹凸を設けてこの面を拡
散面１６とすると、それに伴なつて数々の効果が
付加される。たとえば、真空外囲器１の内部に設
けられた螢光面２ｃからの色光をこの面で混合し
て合成色の状態を作ることもできるし視覚的に
は、発光面があたかも真空外囲器１の内面にそつ
て存在するような形態になるために、広い角度か
ら発光を見ることができるようになる。このた
め、デイスプレイとしての視認角度も広くできる
というメリツトが付加される。

なお、上記実施例にあつては、金属構体１２を
一つの真空外囲器１内に三個配置したものを説明
したが、この発明では、二個あるいは三個以上の
複数個を配置したものでも良い。

以上の説明から明らかなように、この発明によ
れば、真空外囲器の内部に非集束電子ビームを発
生する複数の電子銃部を設けるとともに、これら
の電子銃部の陰極から到来する電子ビームに対応
する各位置に、内面に種々の発光色を呈する螢光
体を塗布した筒状の金属構体を設けるので、従来
のように、たとえば、真空外囲器の内面に直接螢
光体を塗布したり、螢光体を塗布したガラスピー
スを電子銃部の先端に取付けたようなものにくら
べると、前述のように発光部分の面積の増加や温
度上昇に伴なう螢光体の温度消光の防止が図られ
ると同時に、巨大デイスプレイ装置の視認距離を
近くし、観視範囲を広げるのみならず、さらに明
るく鮮明な画像を提供することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光源用陰極線管の構造図、第２
図は従来の光源用陰極線管を多数並べて構成した
図、第３図はこの発明の実施例による光源用陰極
線管の構造図、第４図および第５図は他の実施例
による光源用陰極線管の構造図、第６図はこの発
明の実施例による光源用陰極線管を多数並べて構
成した図、第７図はこれらの陰極線管に一般的に
使用する青、緑、赤色の螢光体の発光スペクトル
を示す線図、第８図はNd₂O₃を８％含有した板厚
２mmのガラスの分光透過率を示す線図である。 １……真空外囲器、２ａ……螢光体、２ｂ，２
ｃ……螢光面、４……電子銃部、１０……電子ビ
ーム、１２……金属構体、１５……鏡面、１６…
…拡散面。なお、図中、同一符号は同一もしくは
相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空外囲器の内部に非集束電子ビームを発生
   する複数の電子銃部を設けるとともに、これらの
   電子銃部の陰極から到来する電子ビームに対応す
   る各位置に、内面に赤、緑、青などの発光色を呈
   する螢光体を塗布した筒状の金属構体を設けた多
   色表示形光源用陰極線管。 ２ 真空外囲器が3.0〜15.0重量％のNd₂O₃を含有
   するガラスで構成されている特許請求の範囲第１
   項記載の多色表示形光源用陰極線管。 ３ 金属構体における陰極と反対側の開口径を陰
   極側の開口径よりも大きくなるように、この金属
   構体をテーパ状に構成した特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の多色表示形光源用陰極線管。 ４ 真空外囲器における出光端部に近接する円筒
   部内面を鏡面とした特許請求の範囲第１項、第２
   項または第３項に記載の多色表示形光源用陰極線
   管。 ５ 金属構体における陰極と反対側の開口径に対
   向する真空外囲器の内面部分を拡散面とした特許
   請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項
   記載の多色表示形光源用陰極線管。