JPH0316202Y2

JPH0316202Y2 -

Info

Publication number: JPH0316202Y2
Application number: JP1983152804U
Authority: JP
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1991-04-08
Also published as: JPS6059455U; US4595862A

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、表示品位の向上を図つた画像表示用
蛍光表示管に関するもである。

表示の多様化にともない、蛍光表示管の分野に
おいても、単に日の字形のセグメント状陽極を選
択的に励起発光させて数字表示を行う表示装置に
とどまらず、任意の文字、図形等の画像表示を行
う、いわゆるグラフイツク表示用の蛍光表示管が
実用化されるようになつてきている。

特に、蛍光表示管は、低電圧駆動、あるいは低
消費電力であり、しかも薄形に構成できる等の特
長があつて、陰極線管に替る各種情報機器の端末
用表示装置として、今後の発展が期待されている
ものである。

ところで、蛍光表示管により画像表示装置を構
成する場合、種々の電極構造が考えられるが、製
造の容易さ、外部リード線数の問題、あるいは駆
動の容易さ等を考慮して、一般には陽極の配列方
向と交差する方向に制御電極を配設し、制御電極
を時分割的に走査するとともに、これに同期させ
て、所要の陽極の列に表示信号を印加する、いわ
ゆるＸ−Ｙマトリクス駆動構造が採用される。

この種の電極構造の代表例を第１図に示す。す
なわち、上面に蛍光体層の被着された陽極Ａを、
各行毎に配線導体Ｃにより電気的に共通接続す
る。一方、前記陽極Ａの列方向に沿つて制御電極
Ｇを配設し、この制御電極Ｇを時分割的に走査す
るとともに、配線導体Ｃを介して表示信号を付与
する。そして選択された陽極Ａの行と制御電極と
の交点に位置する陽極に対して、図示しない陰極
から放出された電子を射突させ、陽極Ａ上の蛍光
体を励起し発光させるものである。

しかしながら、この第１図に示す構造の蛍光表
示管では、陽極の各列に対して、メツシユ状の制
御電極をそれぞれ対向配置する必要があるため
に、陽極の列間ピツチを狭めることがむつかし
く、高密度の陽極配列をとることは困難である。
また、この構造では選択されていない制御電極
は、陰極に対して負電位に保持されているため
に、選択された制御電極に隣接する負電位に保持
された制御電極の作る負の電界により、陽極Ａに
入る電子の径路が影響を受け、電子の射突しない
部分ができ、いわゆる表示かけの原因となる。

そこで本考案者らは、第１図に示す電極構造の
蛍光表示管のもつ問題点を解決する画像表示用の
蛍光表示管として、実願昭56−49027号（実開昭
57−162692号）により、第２図に示す電極構造の
蛍光表示管を提案している。

この第２図に示す蛍光表示管は、表示領域内で
行方向にストライプ状に陽極導体を並設し、その
上面に蛍光体層を被着して陽極SAとする。そし
て、この陽極SAに対して列方向にワイヤ状の制
御電極Ｇ，Ｇ１，Ｇ２……を配設する構造になる
ものである。

駆動は、二本の制御電極を同時に、かつ一本ず
つずらせながら順次走査、すなわち制御電極Ｇ１
とＧ２、Ｇ２とＧ３、Ｇ３とＧ４、……という順
序で走査し、この走査に同期させて陽極SAに表
示信号を付与することにより、二本の制御電極で
挟まれた陽極上の領域、例えば図示領域Ｐを一画
素として表示を行うものである。

この第２図に示す構造では、制御電極構造がき
わめて簡単となるため、表示管自体の製造が容易
である。また二本の制御電極Ｇによる制御可能領
域を一画素としているため、表示かけの問題は全
く生じない。

ところで、この種の画像表示用の蛍光表示管に
あつては、高密度表示や任意の文字、図形等の表
示が行える必要があることはもちろんであるが、
同時に表示品位が良いことも必要である。すなわ
ち、一般には複数本張架される陰極間で暗線と呼
ばれる暗部が生じたり、逆に輝線と呼ばれる高輝
度部分が生ずることは、できるだけ避けなければ
ならない。このような表示品位の低下に対する改
善策としては、例えば表示領域内において、陰極
−制御電極間の距離に対する陰極間隔を狭くする
方法や、あるいは表示管外囲器の、制御電極及び
陰極を挟む陽極対向面に、陰極から放出される電
子を拡散させる目的の電極を設ける方法がある。

これらの方法を採用することにより、上述した
陰極間の暗線や輝線は消去することが可能であ
る。

しかしながら、第２図に示す構造の蛍光表示管
にあつては、上述した暗線や輝線以外に、表示品
位に影響する問題点があることが判明した。それ
は、第３図に示すように、陰極Ｋを陽極SAと平
行する方向に張架配列させた場合に、陰極Ｋの直
下において制御電極Ｇの影に相当するとみられる
明暗の縞模様Ｄが発生してしまう、という問題点
である。

この縞模様Ｄは、走査選択された二本の制御電
極Ｇにより一種の静電レンズが形成されて陰極Ｋ
の直下では、放出された電子がこの静電レンズに
より偏向されて、制御電極Ｇの直下とその中間部
で電子流の粗密を生じて形成されることによるも
の、と考えれる。特にこの縞模様Ｄは表示領域中
における発光面積が大きくなるような場合、ある
いは、反転表示、すなわち背景となる画素部分を
発光させ、非発光画素部分によつて表示を行う場
合等に表示の障害となつてしまう。

したがつて、陰極の配列間隔を狭める等の手段
によつては、上述した問題点は解決せず、第２図
に示す構造の蛍光表示管における新たに発生した
特有の問題点として、その解決が望まれている。
さらに、この種の蛍光表示管において、陰極１８
を直流電源により駆動することが応々採用され
る。この場合、陰極１８自体のもつ抵抗のため、
陰極の正電位端子側と負電位端子側とで電位勾配
をもつようになり、この陰極の電位勾配によつて
も縞模様の発生状況は変化することになる。

本考案は、上述した問題点に鑑みなされたもの
であり、陰極直下における、いわゆる制御電極の
影に相当する縞模様を消去すべく種々実験を行つ
た結果、制御電極、陰極を挟んで陽極と対向する
表示管外囲器の内面に、電界制御電極を形成し、
この電界制御電極に、陰極に対して適宜な正電位
を付与することにより、前記縞模様の形成領域が
狭くなることを見出し、本考案をなすに至つたも
のである。

すなわち本考案は、上述した目的を達成すべ
く、絶縁材料からなる基板上に、上面に蛍光体層
が被着されて平行に延在された複数の陽極と、こ
の陽極と離間し、かつ交差する方向に配設された
複数の線状の制御電極と、この制御電極の上方に
張架され、直流電源により駆動される陰極とを有
し、前記各隣接する複数本の制御電極により制御
される各陽極上の領域部分を一つの画素として画
像表示を行う蛍光表示管において、前記制御電極
及び陰極を挟んで、前記陽極と対面する面板に抵
抗材料からなる電界制御電極を形成し、この電界
制御電極に、前記陰極の電位勾配と一致する方向
に電位勾配が形成されるよう正電位を付与する構
成になる画像表示用蛍光表示管にある。

以下、図面を参照して本考案による画像表示用
蛍光表示装置の一実施例を説明する。

第４図は、本発明による蛍光表示管の一実施例
の概略構成を示す断面図である。

ここで１０は、各電極を真空気密に保持する外
囲器であり、陽極部が形成される基板１１、対向
面板１２及び側板１３から構成されている。そし
て、図示しない排気管を介して内部が高真空状態
に排気される。１４は、前記基板１１の一表面上
に形成されたストライプ状の陽極導体であり、こ
の陽極導体１４上に蛍光体層１５が被着されて、
陽極１６となる。

この場合、表示を基板１１側から観察するタイ
プの蛍光表示管にあつては、前記陽極導体１４は
基板１１とともに透光性を付与されていることが
必要である。具体的には、前記基板１１はガラス
材料により形成し、陽極導体１４はSnO₂、ある
いはITO（Indium−Tin−Oxide）膜などの透明
導電膜、あるいはメツシユ状やストライプ状の部
分的に間隙部を有する金属薄膜等により形成すれ
ばよい。

１７は、前記陽極１６と交差する方向に配設さ
れた線状の制御電極であり、その一端は外囲器１
０を気密に貫通して端子部として外部へ導出され
る。さらに１８は、前記制御電極１７の上方に複
数本張架配設され、直流電源により駆動されて加
熱されるフイラメント状の陰極である。この陰極
１８の支持体は図示していないが、基板１１側に
設けられてもよいし、あるいは対向面板１２側に
設けるようにしてもよい。

しかして、この第４図に示す構造の表示管の各
電極の配設構造は、前述した第３図に示す従来構
造のものと同一になつている。

１９は、本考案の要旨となる電界制御電極であ
る。この電界制御電極１９は、第５図に示すよう
に対向面板１２の陽極１６の対向面側に、ほぼ表
示領域をカバーする面積に形成されるものであ
り、接続端部１９ａに電気的に接続された端子部
１９ｂを介して、外部より後述する正の一定電位
が付与される構造になるものである。この場合、
接続端部１９ａの導出方向は、陰極を駆動する直
流電源の正極が接続される陰極端子と同方向と
し、後述する電界制御電極電流により、この電極
に陰極の電位勾配と同方向の電位勾配が形成され
るように設定する。また、この電界制御電極１９
は、表示を対向面板１２側から観察するタイプの
蛍光表示管にあつては、例えば透明導電膜等の透
光性材料で形成する必要があるが、表示を基板１
１側から観察するタイプの蛍光表示管にあつて
は、上述したような材料の制限を受けない。例え
ば、黒鉛を用いて電界制御電極１９を形成すれ
ば、この黒鉛自体はゲツター作用、すなわち表示
管内の残留ガス成分を吸着する作用をもつため、
表示管内を高真空度に保つ上から効果的であり、
かつ対向面板１２側から入射する外光の遮光膜と
もなる。さらに、点灯画素の発光が対向面板１２
の表面で反射し、非点灯画素に当り、表示のコン
トラストを悪くするのを防止する利点がある。

なお、図示はしていないが、陽極導体１４及び
陰極１８には、それぞれ外囲器１０を気密に貫通
する端子部と電気的に接続されて、外部より電気
信号が供給できるようになつていることはもちろ
んである。

次に、上記構成における本考案の画像表示用蛍
光表示管の動作について説明する。

まず制御電極１７は、二本同時に、かつ一本ず
つずらせながら時分割的に走査する。（一画素の
面積を広くとるべく、各隣接する三本の制御電極
を同時に走査する場合もある。）そして、この制
御電極１７の走査に同期させ、表示信号を陽極１
６に印加することにより、表示信号が与えられ、
かつ走査選択された二本の制御電極により制御さ
れた陽極１６の領域に陰極１８からの電子が射突
し、蛍光体層１５が励起され、発光する。

この際同時に、電界制御電極１９には、端子部
１９ｂを介して、陰極１８に対して正の一定電位
を付与しておく。

この電界制御電極１９には、陰極１８から放出
された電子の一部が流入し、電界制御電極電流が
流れて電位勾配が形成される。そしてこの電位勾
配をもつ電界制御電極１９の作る正の電界と制御
電極１７の負及び正電界により、陰極１８の直下
の電界が調節される。これにより陰極１８から放
出される電子が陰極の並設方向に拡散され、電子
放出面が等価的に拡大されたと同様の効果が得ら
れるもの、と考えられる。

しかして、第６図に示すように走査選択されて
正電位の付与された二本の制御電極１７による
電子ｅの制御範囲が相対的に拡大されることにな
り、より広範囲から電子が陽極１６に射突するよ
うになる。したがつて、陰極１８の直下における
制御電極１７の影に相当する縞模様を消去、ある
いは、その発生領域をきわめて狭くすることが可
能となるものである。

ところでこの場合、電界制御電極１９に印加す
る正の一定電圧の値は、陽極１６、制御電極１７
の印加電圧や陰極１８の印加電圧等により異なる
が、この電界制御電極１９に印加する電圧とそこ
に流れ込む電流とは、一般に第７図に示すような
関係となる。

すなわち、横軸に電界制御電極電圧Esをとり、
縦軸に流入電流Isをとつた場合、前記電圧EsがE₁
以下の領域Ａにおいては、陰極１８の直下に縞模
様が形成されているが、前記電圧EsがE₁とE₂の
間である領域Ｂでは、この縞模様をほぼ消去でき
ることになる。

一方、前記電圧Esの上昇に伴い、電界制御電
極１９に流入する電流Isも図示するように増加す
る。このことは、陰極１８から放出される電子の
うち、陽極１６に向う電子がその分だけ減少し、
表示に直接寄与しない無効電流が大きくなること
を意味している。したがつて、前記電圧Esは、
E₁に近い領域に設定することが望ましい。さら
に、前記電圧EsがE₂を超えると陽極１６方向に
向う電子が大幅に減少する。これにより、陰極直
下に比し、陰極配列間隔に流入する陽極電流が大
きく減少し、今度は逆に陰極直下が明部として観
察されるようになる。

したがつて、このような領域Ｃも表示品位上好
ましくなく、前記電圧Esは、E₁−E₂の範囲に設
定する必要がある。

具体的な一例を掲れば、陽極１６及び制御電極
１７に印加する電圧を、波高値が90Vのパルス電
圧とし、陰極電圧を4.5V、選択されていない陽
極１６及び制御電極１７に印加するカツトオフバ
イアス電圧を−60Vとした場合における最適な電
圧Esの範囲は、15V〜60Vであつた。

しかして、陽極、制御電極電圧等に応じて電界
制御電極１９に適宜な正の一定電圧を印加するこ
とにより、陰極１８の直下における縞模様を消
去、ないしは発生範囲をきわめて狭小にすること
ができるものである。

ところで、上述した実施例では陰極１８を、陽
極１６の配列方向に沿つて張架した場合を例にと
つて、本考案を説明したが、陰極１８を制御電極
１７の配列方向に沿つて張架した場合にあつて
も、陰極１８の直下における縞模様は、同様に発
生する。しかして、この場合も電界制御電極を設
けて、これに正の一定電圧を印加することによ
り、縞模様の消去が可能となるものである。

その他の電界制御電極１９の形成方法として
は、例えば第８図に示すように電界制御電極１９
が形成される対向面板１２の陰極配列方向一端部
に、まずAg等による配線２０を形成し、その上
に例えば適宜な抵抗率をもつた黒鉛、透明導電膜
等により、電界制御電極１９を形成する。しかし
て、電界制御電極１９の配線２０に正電圧を印加
すると、電界制御電極電流が流れて、黒鉛等の抵
抗分により電圧降下を生じ、電位勾配が形成され
る。この電位勾配の方向を、陰極における電位勾
配の方向と一致させ、かつ電界制御電極１９を形
成する材料の抵抗率を適宜調整することにより、
陰極の電位勾配に合わせることができる。

あるいは、図示破線で示すように、陰極配列方
向両端部に、Ag等により配線２０を形成し、そ
の上に例ねば黒鉛等により電界制御電極を形成す
る。しかして、前記配線２０間に、陰極における
電圧印加方向に合わせて直流電源を接続すれば、
電界制御電極自体のもつ抵抗により電位勾配が形
成され、陰極−電界制御電極間の電位差を一定と
することができる。

そのほか本考案は、上記し、かつ図面に示した
実施例に限定されることなく、その要旨を変更し
ない範囲で種々変形して実施できるものである。

以上述べたように、本考案による画像表示用蛍
光表示管は、画像表示を行うべく、陽極と制御電
極とを交差する方向に配設した構造における蛍光
表示管において、前記陽極が形成される基板と対
向する面板側に電界制御電極を形成し、この電界
制御電極に、直流電源で駆動される陰極の電位勾
配と同方向の電位勾配をもつよう正電位を付与す
る構成になるものである。

しかして、陰極−電界制御電極間の電位差が適
正に保たれ、表示領域にわたつて、陰極から放出
される電子が拡散される。これにより、制御電極
は広範囲の電子を加速、制御することになり、こ
の種の画像表示用の蛍光表示管の特有の問題とし
て新たに発生した陰極直下における縞模様の発生
が解決できることになる。

したがつて、表示領域全域にわたつて、表示品
位が大幅に改善され、特に、反転表示等を行わせ
る場合においても高表示品位の画像表示を行わせ
ることのできる、すぐれた効果が得られるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の画像表示用蛍光表示管の電極
配置構造の一例を示す図、第２図は、本考案の対
象とする画像表示用蛍光表示管の電極配置構造を
示す図、第３図は、第２図に示す表示管の問題点
を説明するための図、第４図は、本考案による画
像表示用蛍光表示管の一実施例を説明する概略構
成断面図、第５図は、同実施例の要部を説明する
ための平面図、第６図及び第７図は、同実施例の
作用を説明するための図、第８図は、本考案によ
る画像表示用蛍光表示管の他の実施例の要部を説
明するための平面図である。１１……基板、１２……対向面板、１４……陽
極導体、１５……蛍光体層、１６……陽極、１７
……制御電極、１８……陰極、１９……電界制御
電極。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

絶縁材料からなる基板上に、上面に蛍光体層が
被着されて平行に延在された複数の陽極と、この
陽極と離間し、かつ交差する方向に配設された複
数の線状の制御電極と、この制御電極の上方に張
架され、直流電源により駆動される陰極とを有
し、前記各隣接する複数本の制御電極により制御
される各陽極上の領域部分を一つの画素として画
像表示を行う蛍光表示管において、前記制御電極
及び陰極を挾んで、前記陽極と対面する面板に抵
抗材料からなる電界制御電極を形成し、この電界
制御電極に、前記陰極の電位勾配と一致する方向
に電位勾配が形成されるよう正電位を付与する構
成になる画像表示用蛍光表示管。