【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の発光素子を２次元マトリクス状に配列して大型の表示面を構成してなる表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、青色の単色光を発光する発光素子と、緑色の単色光を発光する発光素子と、赤色の単色光を発光する発光素子とを、２次元マトリクス状に配列して、大型の表示面を構成してなる表示装置が提案されている。

【０００３】上記各発光素子は、硝子等の透明材料により内部が略々真空状態となされて筺体状に形成された真空チューブ体を有している。 この真空チューブ体の前面部は、平坦状となされてフロントパネル部となされている。 このフロントパネル部の内面部には、蛍光体が塗布されている。 そして、上記真空チューブ体内には、上記蛍光体に電子ビームを照射する電子銃が配設されている。

【０００４】この発光素子においては、上記電子銃が上記蛍光体に電子ビームを照射することにより、該蛍光体が単色光を発光し、この単色光が上記フロントパネル部を透して前方側に投射される。

【０００５】なお、上記フロントパネル部の内面部には、赤色光を発光する蛍光体と、緑色光を発光する蛍光体と、青色光を発光する蛍光体とが、それぞれ所定の領域に塗り分けられるようにして塗布されている。 そして、上記電子銃は、各色光を発光する蛍光体毎に対応して配設されている。 すなわち、一の真空チューブ体は、
複数の発光素子について共用されている。

【０００６】このような各発光素子は、上記フロントパネル部を前面側となして２次元マトリクス状に配列されることにより、表示面を構成している。 この表示面は、
例えば、縦が２ｍ乃至６ｍ、横が３ｍ乃至９ｍといったような大型のものである。 そして、上記発光素子は、上記蛍光体が塗布された領域が、例えば、１ｃｍ四方乃至３ｃｍ四方のものなので、一の表示面を構成するために、数万個から数十万個が配列される。

【０００７】この表示装置においては、上記各発光素子が選択的に発光されることにより、上記表示面上にカラー映像が表示される。 すなわち、上記赤色、緑色、青色の各色の単色光が等しい光強度で発光されると、白色光として認識されるからである。 そして、この表示装置においては、上記各色の単色光の光強度のバランスによって、種々の色を表示することができる。

【０００８】ところで、このような表示装置においては、上記表示面に表示される映像のコントラストを向上させるために、上記フロントパネル部の外面部にカラーフィルタを設けたものがある。 このカラーフィルタは、
いわゆる顔料が上記フロントパネル部の外面部に被着形成されたものであって、上記蛍光体の発する単色光のみを波長選択的に透過させるものである。 このカラーフィルタが設けられた表示装置においては、上記表示面の前方側よりこの表示面に入射した光の上記フロントパネル部における反射が抑えられ、表示される映像のコントラストが向上する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のようにフロントパネル部にカラーフィルタを設けて構成された表示装置においては、このカラーフィルタの波長選択性、すなわち、分光透過特性を良好なものとすることが困難である。

【００１０】これは、上記真空チューブ体の製造工程において、この真空チューブ体の全体を、例えば摂氏４８
０度程度まで加熱するいわゆる焼成工程があるためである。 この焼成工程とは、上記フロントパネル部を上記真空チューブ体の側方部をなす部分に対し接合させる工程であって、いわゆる硝子半田による接合を行うために上記真空チューブ体の全体を加熱するものである。 そして、この焼成工程においては、上記カラーフィルタをなす顔料が退色し、該カラーフィルタが所為の分光透過特性を有するものとなされなくなる虞れがある。 この表示装置においては、上記カラーフィルタをなす材料が退色すると、いわゆる色再現の良好な映像を表示することが困難となる。

【００１１】また、この表示装置において上記真空チューブのフロントパネル部に上記カラーフィルタを設けるようにすると、このカラーフィルタが顔料の退色等により不良品となると該真空チューブが不良品となってしまうため、この真空チューブの良品率、いわゆる歩留りが悪化することとなる。

【００１２】一方、この表示装置は、屋外において使用されることも多いため、表示映像の輝度としては、例えば、２０００〜５０００Ｃｄ／ｃｍ ²程度は確保したい。 そして、上記フロントパネル部にカラーフィルタを設けることは、表示映像の輝度の低下を招来する。 ここで、上記カラーフィルタを用いながら、表示映像の輝度を維持するためには、表示面に占める蛍光体の塗布面積の比率を増大させることが考えられる。 しかしながら、
上記表示面に対する蛍光体の塗布面積比率の増大には、
上記真空チューブの構造上の限界あり、また、上記表示面全体の画素数の減少による画質低下の虞れも生ずる。

【００１３】そして、上記表示映像の輝度を向上させるためには、上記電子銃に対する投入電圧を増大させることが考えられる。 この投入電圧とは、上記蛍光体に照射される電子ビームを発生させるためのものであり、６Ｋ
Ｖ乃至８ＫＶとなされている。 しかし、この投入電圧を増大させると、上記蛍光体の発熱量の増大、該蛍光体の短寿命化、さらには、電力エネルギーの浪費等の問題を生ずる。

【００１４】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、製造が容易化されながらコントラストが良好な映像を大型の表示面に表示でき、また、
投入電圧を増大させる等の手段を嵩じることなく、コントラストが良好で充分な輝度を有する映像を大型の表示面に表示できるようになされた表示装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し上記目的を達成するため、本発明に係る表示装置は、透明材料よりなるフロントパネル部の内面部に蛍光体を有しこの蛍光体に電子ビームを照射することにより青色、緑色、赤色のうちのいずれかの単色光を発光するように構成された発光素子を該フロントパネル部を前面側となして２次元マトリクス状に複数個配列して表示面を構成してなるカラー表示装置であって、上記各発光素子は、上記フロントパネル部の前面側に、この発光素子が発光する単色光のみを波長選択的に透過させるカラーフィルタが被着形成された透明板が配設されてなるものである。

【００１６】また、本発明は、上述の表示装置において、少なくとも青色及び緑色の単色光を発光する発光素子において、上記フロントパネル部の内面部と上記蛍光体との間に該蛍光体に接触して配設されたダイクロイックフィルタを備えてなるものである。

【００１７】

【作用】本発明に係る表示装置においては、青色、緑色、赤色のうちのいずれかの単色光を発光するように構成されフロントパネル部を前面側となされて２次元マトリクス状に複数個配列されて表示面を構成する各発光素子は、上記フロントパネル部の前面側に、この発光素子が発光する単色光のみを波長選択的に透過させるカラーフィルタが被着形成された透明板が配設されているので、良好なコントラストを有する映像を表示できる。 また、上記各発光素子は、上記カラーフィルタの形成工程において不良品となることがない。

【００１８】また、本発明に係る表示装置においては、
少なくとも青色及び緑色の単色光を発光する発光素子について、上記フロントパネル部の内面部と上記蛍光体との間に該蛍光体に接触してダイクロイックフィルタを配設すると、上記表示面の正面側に対する該青色及び緑色の単色光を発光する発光素子の輝度が向上する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照しながら説明する。 本発明に係る表示装置は、青色の単色光を発光する発光素子と、緑色の単色光を発光する発光素子と、赤色の単色光を発光する発光素子とを、それぞれ複数個有し、これら発光素子を、２次元マトリクス状に配列して、大型の表示面を構成してなるものである。

【００２０】上記各発光素子は、図１に示すように、硝子等の透明材料により内部が略々真空状態となされて筺体状に形成された真空チューブ体１を有している。 この真空チューブ体１は、図２に示すように、この真空チューブ体１の平坦状の前面部をなすフロントパネル部２４
と、該真空チューブ体１の両側面部、上面部、下面部及び背面部をなす本体部２５とから構成されている。 これらフロントパネル部２４と上記本体部２５とは、該フロントパネル部２４の背面部の周囲部と該本体部２５の前端部とが、いわゆる硝子半田を用いて接合されることにより、内部が密閉された上記真空チューブ体１を構成している。

【００２１】なお、これらフロントパネル部２４と上記本体部２５との接合は、上記真空チューブ体１の全体を、例えば摂氏４８０度程度まで加熱するいわゆる焼成工程において行われる。

【００２２】そして、上記フロントパネル部２４の内面部には、蛍光体が塗布されている。 この蛍光体としては、青色光を発する青色蛍光体１０Ｂと、緑色光を発する緑色蛍光体１０Ｇと、赤色光を発する赤色蛍光体１０
Ｒとの３種類が用いられている。 これら各蛍光体１０
Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒは、上記赤色蛍光体１０Ｒがストライプ状に塗布され、この赤色蛍光体１０Ｒからなるストライプを挟むようにして、上記青色蛍光体１０Ｂ及び上記緑色蛍光体１０Ｇがそれぞれ上記赤色蛍光体１０Ｒからなるストライプに平行なストライプ状をなして塗布されている。 上記青色蛍光体１０Ｂ及び上記緑色蛍光体１
０Ｇの塗布面積は、上記赤色蛍光体１０Ｒの塗布面積よりも広くなされている。

【００２３】なお、上記青色蛍光体としては、ＺｎＳ：
Ａｇや、Ｙ ₂ ＳｉＯ ₅ ：Ｃｅ等が用いられる。 ＺｎＳ：
Ａｇは、発光効率、色純度ともに良好であるが、耐久性があまり良くないという特性を有している。 また、Ｙ ₂
ＳｉＯ ₅ ：Ｃｅは、長寿命であるが、発光効率、色純度があまり良くないという特性を有している。

【００２４】そして、上記青色蛍光体１０Ｂ及び上記緑色蛍光体１０Ｇと、上記前面パネル部２４との間には、
図２及び図３に示すように、ダイクロイックフィルタ２
３が介在形成されている。 このダイクロイックフィルタ２３は、上記フロントパネル部２４の正面側に対して、
上記青色及び上記緑色の単色光を集光させる効果を有する光学材料である。 すなわち、上記青色蛍光体１０Ｂ及び上記緑色蛍光体１０Ｇより発した単色光は、これら青色蛍光体１０Ｂ及び緑色蛍光体１０Ｇの各点が点光源であるかの如く拡散しながら進行するが、上記ダイクロイックフィルタ２３を透過するときに、上記フロントパネル部２４の正面側に集光されて、拡散角度が狭められる。 このダイクロイックフィルタ２３は、上記青色及び緑色単色光に対する集光効果を高めるため、上記青色及び緑色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇに接触して形成されている。 このダイクロイックフィルタ２３は、上記フロントパネル２４の正面側、すなわち、該フロントパネル２４
に対する法線上における分光透過率が、図６に示すように、図６中（Ｂ）で示す青色光及び図６中（Ｇ）で示す緑色光を９０％程度透過させ、図６中（Ｒ）で示す赤色光を９５％程度遮断するような特性となっている。

【００２５】また、上記フロントパネル部２４の内面部であって、上記各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒが塗布されない部分、すなわち、これら各色蛍光体１０Ｂ，
１０Ｇ，１０Ｒからなるストライプの間の部分には、黒色塗料であるカーボンブラック２０が塗布されている。
さらに、上記各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒの背面部及び上記カーボンブラック２０の背面部には、アルミニウム粉１９が塗布されている。

【００２６】そして、上記真空チューブ体１内の後方側には、上記各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒに電子ビームを照射するための電子銃７が配設されている。 この電子銃７は、上記各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒに対応するカソード電極１６Ｂ，１６Ｇ，１６Ｒを有して構成されている。 この電子銃７は、上記各カソード電極１６Ｂ，１６Ｇ，１６Ｒに対応する複数の端子部８を有し、これら端子部８を上記真空チューブ体１の外方側に突出させている。 この電子銃７は、上記各端子部８に映像信号に応じた駆動電圧が印加されることにより、上記各カソード電極１６Ｂ，１６Ｇ，１６Ｒより電子ビームを発生するように構成されている。

【００２７】上記真空チューブ体１のフロントパネル部２３の背面側、すなわち、上記各色蛍光体１０Ｂ，１０
Ｇ，１０Ｒの後方側には、上記アルミニウム粉１９に接触して、アノード電極９が配設されている。 このアノード電極９は、金属材料により、上記各色蛍光体１０Ｂ，
１０Ｇ，１０Ｒからなるストライプに対応した枠状に形成されている。 このアノード電極９は、上記各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒからなるストライプ同士を互いに隔絶させるように上記フロントパネル部２４に略々垂直となされるセパレータ部１７を有している。 そして、
このアノード電極９には、アノード引き出し線１８が接続されている。 このアノード引き出し線１８は、上記真空チューブ体１の後面部に設けられた引き出し孔２６を介して、該真空チューブ体１の後方側に引き出されている。 上記アノード電極９は、上記アノード引き出し線１
８を介して、高電圧状態となされ、上記電子銃７より発せられる電子ビームを吸引する。

【００２８】なお、上記アノード引き出し線１８と上記引き出し孔２６の内面部とは、上記真空チューブ体１内の密閉状態が維持されるように、密着されている。

【００２９】このように構成された発光素子においては、上記電子銃７が上記各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１
０Ｒに電子ビームを照射することにより、該各蛍光体１
０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒが、青色、緑色、赤色の単色光を発光し、この単色光が上記フロントパネル部２４を透して前方側に投射される。 すなわち、この表示装置においては、上記真空チューブ体１の一は、複数の発光素子について共用されている。

【００３０】この発光素子は、上記フロントパネル部２
４を前面側となして複数個が２次元マトリクス状に配列されることにより、表示面を構成する。 この表示面は、
例えば、縦が２ｍ乃至６ｍ、横が３ｍ乃至９ｍといったような大型のものである。 そして、上記真空チューブ体１は、上記フロントパネル部２４の上記各色蛍光体１０
Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒが塗布された領域が、例えば、１ｃ
ｍ四方乃至３ｃｍ四方のものなので、一の表示面を構成するために、数万個から数十万個が配列される。

【００３１】この表示装置においては、上記各真空チューブ体１の各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒが選択的に発光されることにより、上記表示面上にカラー映像が表示される。 上記赤色、緑色、青色の各色の単色光が等しい光強度で発光されると、白色光として認識される。
そして、この表示装置においては、上記表示面上の各位置における上記各色の単色光の光強度のバランスによって、種々の色及び映像を表示することができる。

【００３２】ところで、この表示装置においては、上記表示面に表示される映像のコントラストを向上させるために、上記フロントパネル部２４の前面側に、青色、緑色及び赤色カラーフィルタ１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒが被着形成された透明板であるフィルタガラス２が、該フロントパネル部２４に当接されて配設されている。 このフィルタガラス２は、上記フロントパネル部２４と略々同一の大きさ及び形状を有して、板状に形成されている。

【００３３】上記各色カラーフィルタ１１Ｂ，１１Ｇ，
１１Ｒは、いわゆる顔料が上記フィルタガラス２の背面部に透明導電膜２２を介して被着形成されたものであって、上記各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒの発する単色光のみを波長選択的に透過させるものである。 すなわち、上記青色カラーフィルタ１１Ｂの分光透過率は、図５に示すように、図５中（Ｂ）で示す青色光を８０％程度透過させ、他の色の光を遮断するような特性となっている。 また、上記緑色カラーフィルタ１１Ｇの分光透過率は、図５に示すように、図５中（Ｇ）で示す緑色光を８０％程度透過させ、他の色の光を遮断するような特性となっている。 そして、上記赤色カラーフィルタ１１Ｒ
の分光透過率は、図５に示すように、図５中（Ｒ）で示す赤色光を９０％程度透過させ、他の色の光を遮断するような特性となっている。 これら各色フィルタ１１Ｂ，
１１Ｇ，１１Ｒは、上記各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１
０Ｒのなすストライプに対応して、これらストライプに重ねられるような位置に形成されている。

【００３４】また、上記透明導電膜２２は、上記フィルタガラス２の背面部の略々全面に亘って形成されている。 この透明導電膜２２は、いわゆるネサ膜、ＩＴＯ膜等と呼ばれるものであって、光透過性と導電性とを有している。 この透明導電膜２２は、上記フィルタガラス２
の背面部と上記各色カラーフィルタ１１Ｂ，１１Ｇ，１
１Ｒとの間に介在形成されている。

【００３５】そして、上記フィルタガラス２の前面部には、略々全面に亘って、反射防止膜２１が形成されている。 この反射防止膜２１は、この反射防止膜２１の表面部における反射光と上記フィルタガラス２の前面部における反射光とを干渉させて、該フィルタガラス２の前面部における反射率を抑えるものである。

【００３６】また、上記フィルタガラス２の前面部には、格子部材３が配設されている。 この格子部材３は、
金属等の熱伝導性の良好な材料により、上記各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒの塗布領域に対応した開口部と、この開口部内に形成された格子部１２を有している。 この格子部材３は、上記フィルタガラス２に当接されて配設されている。

【００３７】そして、上記真空チューブ体１、上記フィルタガラス２及び上記格子部材３は、保持筺体５内に収納されている。 この保持筺体５は、合成樹脂等の材料により、上記真空チューブ体１等を収納し得る大きさの前面側が開放された筺体状に形成されている。 この保持筺体５の後方部には、上記アノード引き出し線１８や端子部８を外方側に引き出すための開口部６が形成されている。

【００３８】また、この保持筺体５の前方側には、フロントフレーム４が取付けられている。 このフロントフレーム４は、金属等の材料により、上記各色蛍光体１０
Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒの塗布領域に対応した開口部１３，
１３を有した枠状に形成され、上記保持筺体５の前方側より該保持筺体５に嵌合されて取付けられている。 上記保持筺体５の側面部には、上記フロントフレーム４の位置決めをするための段差部１４が設けられている。

【００３９】上述のように構成された本発明に係る表示装置においては、上記各色カラーフィルタ１１Ｂ，１１
Ｇ，１１Ｒ及び上記反射防止膜２１が設けられていることにより、上記表示面の前方側よりこの表示面に入射した光の上記各フロントパネル部２４における反射が抑えられ、表示される映像のコントラスト及び色再現性が向上する。 また、この表示装置においては、上記各色蛍光体１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒの発光スペクトルに、図４に示すように、側帯波が生じている場合でも、上記各色カラーフィルタ１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒがこれら側帯波の光を吸収するので、良好な色再現の映像が表示される。
なお、図４は、緑色蛍光体１０Ｇの発光スペクトルを示すグラフであって、Ａが緑色光を示し、Ｂ及びＣが側帯波を示している。 上記各色カラーフィルタ１１Ｂ，１０
Ｇ，１０Ｒは、上記真空チューブ体１の焼成工程を経ずに形成されるので、製造工程上の退色等がなく、良好な分光透過特性を有して形成することができる。

【００４０】また、この表示装置においては、上記各色カラーフィルタ１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒが設けられていることにより、上記ダイクロイックフィルタ２３が設けられて上記フロントパネル２４の正面側における映像の輝度が向上されているにも拘わらず、表示される映像の色再現性が良好となされている。 すなわち、この表示装置においては、図７中に曲線Ｅで示すように、上記フロントパネル部２４の正面部よりの視認位置のずれ、すなわち、視差角度が４５°程度となるまで、良好な色再現が実現されている。 上記ダイクロイックフィルタ２３を設けて上記各色カラーフィルタ１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒ
を設けない場合には、図７中に曲線Ｄで示すように、上記視差角度に応じて、色度が変化する。 なお、この図７
中の曲線Ｄ及びＥは、上記緑色蛍光体１０Ｇの発光する光についての色度の変化を示している。

【００４１】そのため、この表示装置においては、上記青色蛍光体１０Ｂとして、Ｙ ₂ ＳｉＯ ₅ ：Ｃｅを用いても、上記ダイクロイックフィルタ２３及び上記青色カラーフィルタ１１Ｂによって、映像の輝度が向上されるとともに、色度の変化が抑えられるので、良好な色再現性を有する映像が表示される。

【００４２】また、この表示装置においては、上記フィルタガラス２に上記透明導電膜２２が設けられていることにより、上記フロントパネル部２４の帯電が防止され、該フロントパネル部２４への塵埃の付着が防止される。 さらに、この表示装置においては、上記格子部材３
が上記フィルタガラス２に当接されて配設されているため、該フィルタガラス２及び上記フロントパネル部２４
の冷却が図られるとともに、該フィルタガラス２における外来光の反射が抑えられて表示映像のコントラストが向上される。

【００４３】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る表示装置においては、青色、緑色、赤色のうちのいずれかの単色光を発光するように構成されフロントパネル部を前面側となされて２次元マトリクス状に複数個配列されて表示面を構成する各発光素子は、上記フロントパネル部の前面側に、この発光素子が発光する単色光のみを波長選択的に透過させるカラーフィルタが被着形成された透明板が配設されている。

【００４４】そのため、この表示装置においては、上記カラーフィルタの形成工程において、上記発光素子の良品率、いわゆる歩留りが低下されることがない。 そして、この表示装置は、良好なコントラストを有する映像を表示することができる。

【００４５】また、本発明に係る表示装置においては、
少なくとも青色及び緑色の単色光を発光する発光素子について、上記フロントパネル部の内面部と上記蛍光体との間に該蛍光体に接触してダイクロイックフィルタを配設することにより、これら発光素子の発する単色光を正面側に集中させて、上記表示面の正面側に対する該青色及び緑色の単色光を発光する発光素子の輝度を向上させることができる。

【００４６】すなわち、本発明は、製造が容易化されながらコントラストが良好な映像を大型の表示面に表示でき、また、投入電圧を増大させる等の手段を嵩じることなく、コントラストが良好で充分な輝度を有する映像を大型の表示面に表示できるようになされた表示装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表示装置の発光素子の構成を示す分解斜視図である。

【図２】上記発光素子の構成を示す要部拡大縦断面図である。

【図３】上記発光素子の要部となるフロントパネル部の構成を示す要部拡大縦断面図である。

【図４】上記発光素子における発光スペクトルを示すグラフである。

【図５】上記表示装置を構成するカラーフィルタの分光透過特性を示すグラフである。

【図６】上記表示装置を構成するダイクロイックフィルタの分光透過特性を示すグラフである。

【図７】上記表示装置の表示映像における色再現性を説明する色度図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・・・真空チューブ体 ２・・・・・・・・・・・・フィルタガラス ７・・・・・・・・・・・・電子銃 １０Ｂ・・・・・・・・・・青色蛍光体 １０Ｇ・・・・・・・・・・緑色蛍光体 １０Ｒ・・・・・・・・・・赤色蛍光体 １１Ｂ・・・・・・・・・・青色フィルタ １１Ｇ・・・・・・・・・・緑色フィルタ １１Ｒ・・・・・・・・・・赤色フィルタ ２３・・・・・・・・・・・・ダイクロイックフィルタ ２４・・・・・・・・・・・・フロントパネル部