JP2005520288A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

表示装置は、画像情報を表示する表示スクリーンであり、所定の数の発光画像素子を有する当該表示スクリーン３０を備えている。動作中、電子銃４０により電子ビーム４５が生成され、電子ビーム４５は２次元のスラローム状のガイド１０に注入され、このガイド１０において、ビームはスラロームの集束により２つの互いに垂直な方向にガイドされる。その後、電子ビーム４５は、スラローム状のガイド１０の選択セル５６から対応する画像素子３５に向けて取り出される。スラローム状のガイド１０における電子ビーム４５の軌道は、誘導面において完全にカスタマイズされ得る。誘導面は、表示スクリーン３０とほぼ平行に延在することが好ましい。

Description

本発明は、画像情報を表示する表示スクリーンであり、所定の数の発光画像素子を有する当該表示スクリーンと、電子ビームを生成する電子銃と、ビームエントランスにおいて電子ビームを受け取り、ビームガイドから表示スクリーンの所定の画像素子に向けて電子ビームを取り出す取り出し手段にビーム軌道に沿って電子ビームをガイドする当該電子ビームガイドとを有する表示装置に関する。

そのような表示装置の実施例は、ＵＳ−Ａ−４，２１５，２９３公報から知られている。

表示装置では、発光画像素子（画素）は、一般に行及び列に配されている。既知の表示装置は画素の列のそれぞれに対して鉛直方向のビームガイドを有しており、この電子ビームガイドは、スラローム状のガイドよりなり、J.S. Cook等によるタイトルが「Slalom Focusing」である論文（Proceedings of the IRE, November 1957, pages 1517-1522）において説明されている。

上記鉛直方向のビームガイドは、表示スクリーンにオーバーラップする。鉛直方向のビームガイドのオーバーラップした部分では、電子ビームが表示スクリーンに対して垂直な方向に回転（slalom）する。

各ビームガイドは、対応する列の内部に画素のそれぞれに対して取り出し開口部を備えている。電子ビームは、対応する画素に衝突するように上記取り出し開口部を通過して加速され得る。その後、画素が照らされ、画素の輝度は電子ビームのビーム電流に依存する。画素のそれぞれの連続的なアドレスにより画像の情報が表示され得る。

列ビームガイドに電子を供給するために、既知の表示装置は銃区域を備えている。この銃区域は、それぞれが分離した電子銃を有する幾つかの水平方向のビームガイドを備えている。電子ビームは、水平方向のビームガイド及び鉛直方向のビームガイドの銃区域部分において表示スクリーンと平行な方向に回転する。

上記水平方向のビームガイドは、電子銃から発生する電子ビームが鉛直方向のビームガイドのいずれか１つに偏向され得るように配されている。

既知の表示装置は、６つの水平方向のビームガイド及び従って６つの電子銃を有している。

既知の表示装置の問題は、構造がかなり複雑であり高価なことである。特に、鉛直方向のビームガイドの１つに電子ビームを注入するために、かなり複雑な銃区域が必要とされる。

従って、本発明の目的は、単純化された構造を有する、冒頭の段落において述べたような表示装置を提供することにある。

この目的のために、本発明による表示装置は、ビームガイドが２次元のスラローム状のガイドを有し、この２次元のスラローム状のガイドから電子ビームが取り出され得ることを特徴としている。

２次元のスラローム状のガイドにおいて、電子ビームはスラロームの集束により２つの互いに垂直な方向にガイドされ得る。従って、上記２次元のスラローム状のガイドは、電子ビームが誘導され得る誘導（guidance）面を規定する。電子ビームは、上記誘導面内において任意の所望のビーム軌道を追従するようにガイドされ得る。

そのような２次元のスラローム状のガイド自体は、特許ＵＳ−Ａ−２，８９９，５９７号公報から知られている。この特許では、２次元のスラローム状のガイドが蓄積管又は切替管に用いられているが、本発明によれば、２次元のスラローム状のガイドは表示装置に用いられる。

画素の各列に対する鉛直方向のビームガイドの代わりに、本発明による表示装置は２次元のスラローム状のガイドを有している。動作中、電子ビームは任意の所望の画像素子に衝突するように２次元のスラローム状のガイドから取り出される。これは、電子ビームが表示スクリーン全体にアドレスすることを可能にする。

単一の電子銃はビームガイドに電子ビームを供給するのに十分であるが、既知の表示装置ではかなり複雑な銃部分が必要とされる。特に、この銃部分は６つの電子銃及び６つの水平方向のビームガイドを有する。

本発明によれば、電子銃の数が低減され、水平方向のビームガイドが省略されることが可能であり、それにより、画素の列のそれぞれに対する鉛直方向のビームガイドが単一の２次元のビームガイドに取り替えられる。これにより、本発明による表示装置の構造は単純化される。

単一の電子銃はスクリーン全体をアドレスするのに十分であるが、代替として、上記表示装置は２つ又は４つのような少数の電子銃を備えていてもよい。

本発明の他の観点は、電子ビームのビーム軌道が上記誘導面の内部において完全にカスタマイズされ得ることである。これは、スラローム状のガイドにおいて局所的な破壊が生じた場合に乱されていない装置の動作を提供するので有利である。この場合、ビーム軌道は、電子ビームが破壊が生じる場所を避けるように構成される。既知の表示装置では、鉛直方向のビームガイドの１つが故障すると、実際上、全部の画素の列が影響を受けるか、又は使用不可能にさえされる。

具体的な形態では、上記誘導面は表示スクリーンと実質的に平行である。一般に、この場合、２次元のスラローム状のガイドは、表示スクリーンの次元と同様の次元を有し、上記表示スクリーンとオーバーラップする。これは、表示装置の特に簡単な構造を可能にする。２次元のスラローム状のガイドの誘導面は、表示スクリーンと対向するフロントパネルとバックパネルとの間に閉じ込められ得る。

特に有利な形態では、電子ビームガイドが、表示スクリーンに対して実質的に垂直な方向において上記フロントパネルとバックパネルとの間に延在する幾つかのスラローム電極を備えている。このスラローム電極は、ビームガイド内における電子ビームのスラロームの集束を可能にし、ワイヤ、ピラー（pillar）又はピンとして設けられ得る。

上記表示装置が真空状態下で動作すると、上記実質的に垂直なスラローム電極は、電子ビームに対してかなり制限された影響を及ぼす統合された真空支持部を電子ビームガイドに提供する。従って、かなり高い画質を有する真空の表示装置が得られ、この表示装置では、電子ビームガイドに対して追加の真空支持体が必要とされない。

以下に電子ビームの「ビーム軌道」について言及されるが、これは、その周りを回転している電子ビームが進むスラローム電極を接続する鉛直ラインであると解釈されるべきである。電子ビーム自体の実際の回転軌道は、「スラローム軌道」と呼ばれる。

上記バックプレート、フロントプレート及び表示スクリーンは、実質的にフラットであることが好ましい。本出願において、「フラットである」要素は、該要素の外表面がフラットな面に広がることを示していると理解されたい。

フラットな表示スクリーンを備えた表示装置を有することが望ましい。また、この場合、バックプレート、フロントプレート及び表示スクリーンがかなり小さい相互距離で配置され得る。これは、かなり薄い表示装置の構造を可能にする。好ましい形態では、スラローム電極が電子ビーム反発（repelling）状態と電子ビーム引き付け状態との間においてスイッチングされ得る。これは、所望のビーム軌道に沿ったスラローム電極が引き付け状態にスイッチングされ、他のスラローム電極が反発状態にスイッチングされることにより、電子ビームのビーム軌道が適切に選択されることを可能にする。

一般に、引き付け状態のスラローム電極はよりプラスの「ハイ」電圧を受け取り、反発状態のスラローム電極はよりマイナスの「ロー」電圧を受け取る。

好ましい形態では、スラローム電極は、セルのアレイを規定する行及び列に配され、表示スクリーンの各画像素子がセルに対応する。上記スラローム電極は、例えば正方形又は長方形の形状を有するセルの角点に設けられる。これは、電子ビームが全ての画素を走査することを可能にするスラローム電極の特に簡単な構造である。

一般に、上述の場合には、画素もまた行及び列に配される。電子ビームは、最初に、ビームエントランスから見て所望の列に対する行の方向にガイドされ、その後、所定の画像素子に対応するセルに向かって列の方向にガイドされるようにほぼ直角に偏向される。この態様では、表示スクリーンが列及び行に走査される。

他の好ましい形態では、プロントプレートがセルに対してビーム取り出しアパーチャを備え、上記取り出し手段が上記ビーム取り出しアパーチャを介して電子ビームを取り出す取り出し電極を有する。

電子ビームを取り出すために、フロントプレート上の取り出し電極に印加される電圧が大きくされる及び／又はバックプレート上の取り出し電極に印加される電圧が小さくされる。電子ビームは、フロントプレートのアパーチャを通って引っ張られ／押され、それにより、表示スクリーンに衝突するように加速される。

特に有利な形態では、スラローム電極がデルタ−ナブラ構造に配される。その場合、スラローム電極により規定されるセルは、例えばダイアモンド形状である。

上記電子ビームガイドは、特に高い安定性を有している。このビームガイドにおいては、スラロームのワイヤ又はピラーとの衝突により電子ビームから失われる電子の数が低減され、かなり大きな数の電子がビームガイドを通って伝送される。このビームガイドの電子の伝送率はかなり大きい。

低い電子の損失は、引き付け状態及び反発状態においてそれぞれスラローム電極に印加されるハイ電圧とロー電圧との間の電圧の差であるスイッチング電圧が低減されることを可能にする。低減されたスイッチング電圧は、スラローム電極を引き付け状態から反発状態及び反発状態から引き付け状態にスイッチングするかなり安価であり電力効率のよい電子回路の使用を可能にする。

更に、この形態は、表示スクリーンの画素及びフロントプレートのビーム取り出しアパーチャがデルタ−ナブラ構造に配されることを可能にする。これは、デルタ−ナブラ構造のアパーチャを有するフロントプレートは、正方形の構造のアパーチャを有するフロントプレートと比較して高められた機械的強度を有するので、上記ビーム取り出しアパーチャの場合に特に有利である。

他の形態では、電子銃は、スラロームのピッチよりも小さい相互距離を有する２つの分離した電子ビームを生成するように配され、これら２つの電子ビームのそれぞれがビーム軌道に関連する異なるスラローム軌道においてガイドされる。

スラロームのピッチは、隣接するスラローム電極間の距離として規定される。

電子ビームは、第１のスラローム軌道が第２のスラローム軌道の第１のスラローム軌道と反対の側でビーム軌道に沿って各スラローム電極を通過するように、ビーム軌道に関連する２つの異なるスラローム軌道でスラローム電極の周りを進む。

電子ビームのビーム電流が増大するほど、ビームにおける電子の空間電荷の反発が強くなり、電子ビームガイドの安定性及び伝送率を低減する。これは、スイッチング電圧を高くすることにより補償され得るが、より高価なスイッチング回路が必要とされ、電力使用量が増大するので望ましくない。

上記他の形態では、２つの電子ビームは、同じビーム軌道に沿って進むが、異なるスラローム軌道を追従する。これは、２つのスラローム軌道にわたってかなり高いビーム電流を分配する。電子ビームガイドは、必要とされるスイッチング電圧を大きくすることなく、上記かなり高いビーム電流における高められた安定性及び伝送を有する。その場合、特に効率的な態様で、かなり高いビーム電流を有する電子ビームがガイドされる。

他の好ましい形態では、複数の電子ビームを生成する複数の電子銃が設けられ、上記複数の電子ビームのそれぞれは、上記複数の電子ビームを実質的に異なるビーム軌道を介して取り出し手段にガイドするように、対応するビームエントランスにおいて電子ビームガイドにより受け取られる。

上記表示装置は２次元のスラローム状のガイドを使用するので、電子ビームは多数の異なるビーム軌道に沿ってビームガイドのセルのそれぞれに誘導され得る。この形態では、異なる電子銃からの電子ビームが異なるビームエントランスにおいてビームガイドに入射し、異なるビーム軌道に沿って所定の画像素子に対応するビームガイドのセルにガイドされる。

全ての電子ビームが、同時に表示スクリーンの所定の画像素子に衝突するように上記セルから取り出される。表示スクリーンは、所望のビーム電流の単一の電子ビームを受け取り、電子ビームガイドにおいて複数の電子ビームのそれぞれがかなり低いビーム電流を有する。それにより、電子ビームガイドの安定性が増大するか、又はその代わりに低いスイッチング電圧が用いられ得る。

ビームガイドの伝送率は一般に１よりも小さいので、軌道の長さがかなり大きい画素は、かなり長いビーム軌道に沿って失われる増大された数の電子のために、軌道の長さがかなり小さい画素よりも少なく明るいように見える。これは、表示される画像内の輝度のばらつきを引き起こす。

従って、ビーム軌道の長さは、表示スクリーンの全ての画像素子に関して実質的に等しいことが好ましい。複数の電子ビームが用いられる場合、これは、全ての電子ビームに関する平均のビーム軌道の長さを意味すると理解されたい。

これはビーム軌道を適切に選択することにより実現され得る。例えば、２つの電子銃が設けられる場合、両方の電子銃は電子ビームガイドのセルの行の両側に配置されてもよく、その結果、電子ビームは行を通ってガイドされ、セルの同じで列に入射する。２つの電子銃のそれぞれと上記列との間の平均距離は全ての列に関して同じである。これは、全ての電子ビームの平均のビーム軌道の長さを実質的に等しくし、画像の輝度の不均一性が実質的に妨げられる。

単一の電子銃が用いられる場合、電子ビームは、ビーム軌道の分岐したネットワークの１つのビーム軌道に沿って所定の画像素子にガイドされ得る。

他の好ましい形態では、画像素子のそれぞれが複数のサブ画素を有し、当該表示装置は、上記所定の画像素子内の上記複数のサブ画素のいずれか１つに電子ビームガイドから取り出される電子ビームを通すポスト選択手段を備えている。上記ポスト選択手段は、各セルに対してフロントプレートと表示スクリーンとの間に配置された静電偏向器を有し得る。代替として、磁界偏向手段がポスト選択手段として設けられ得る。

この形態では、スラロームのピッチがサブ画素間の相互距離よりも大きい。これは、ビームガイドの構造を容易にすると共に、その安定性を高め、その結果、表示装置の画像解像度がかなり高くなる。

例えば、各画像素子は、赤、緑及び青のカラーにそれぞれ対応する３つのサブ画素を有し得る。これは、カラー表示装置の特に簡単な形態である。

本発明による表示装置のこれらの観点及びその他の観点は、添付の図面を参照して説明されるであろう。

本発明による表示装置の第１の実施の形態では、図１に示されているように、電子銃４０により電子ビーム４５が生成され、電子ビーム４５は電子ビームガイド１０のサイドにおいて注入される。ビームガイド１０の内部において、ビームがビームガイド１０から取り出され、表示スクリーン３０に向かって加速されるまで、電子ビーム４５はビーム軌道に沿ってスラローム電極１６の周りを回転する。

電子ビーム４５を取り出すために、ビームガイド１０は、表示スクリーン３０の各画素３５に対して分離したビーム取り出しアパーチャ１８を備えている。

電子ビーム４５が所定の画素３５に衝突すべきである場合、電子ビーム４５のビーム軌道は、電子ビーム４５がその所定の画素３５に対応するビーム取り出しアパーチャ１８にガイドされるように選択されるべきである。ここでは、電子ビーム４５はほぼ直角に偏向され、ビーム取り出しアパーチャ１８を通過し、所定の画素３５に衝突する。

画像素子３５のそれぞれの連続的な選択により、表示スクリーン３０全体が走査され得る。各画素３５は、電子ビーム４５が画素３５に衝突すると光を発する発光材料、例えば蛍光体を備えており、輝度は電子ビーム４５のビーム電流に依存する。

表示スクリーン３０の走査中、電子ビーム４５のビーム電流は、表示装置が受け取る画像情報に従って変調される。このように、画像情報が表示スクリーン３０上に表示され得る。

ビームガイド１０は、バックプレート１１及びビーム取り出しアパーチャ１８を備えたフロントプレート１２から成っている。スラローム電極１６は、バックプレート１１とフロントプレート１２との間に延在しており、電子ビームガイド１０の集積された真空支持体の役割を果たす。

バックプレート１１、フロントプレート１２及び表示スクリーン３０は、フラットプレートから成っている。バックプレート１１及びフロントプレート１２の厚さは例えば０．３ｍｍであり、これらの相互の距離は例えば１．２ｍｍである。フロントプレート１２と表示スクリーン３０との間の距離は例えば４ｍｍである。一般に、フロントプレート１２と表示スクリーン３０との間には、真空支持体を提供するためにスペーサ（図示せず）が設けられている。

図２において分かるように、電子ビーム４５は、電子銃４０により生成され、サイドのビームエントランス１４を通って電子ビームガイド１０に入射する。電子銃４０は、例えば二極管又は三極管構造を有している。

ビームガイド１０のこの実施の形態では、スラローム電極１６が正方形のセル５５のアレイを規定する行及び列に配されている。スラローム電極１６は一定の間隔を開けて配置されており、スラロームのピッチは１．５ｍｍである。スラローム電極１６は、０．１５ｍｍの直径を有する円柱状のワイヤを有している。

電子ビーム４５がガイドされるべきである画像素子３６は、ビーム軌道がビームエントランス１４から当該画像素子３６に対応するセル５６まで規定されるように選択され得る。以後、このセルは「選択セル」と呼ばれる。

ビーム軌道は、引き付け電極５１及び反発電極５２により規定され、より具体的には、ビーム軌道に沿ってスラローム電極１６を電子を引き付ける状態５１にスイッチングすること、すなわちスラローム電極１６に「ハイ」電圧を供給することと、他のスラローム電極１６を寄せ付けない状態５２にスイッチングすること、すなわち他のスラローム電極１６に「ロー」電圧を供給することとより規定され得る。

各セル５５において、フロントプレート１２はビーム取り出しアパーチャ１８を備えており、その結果、各セル５５は表示スクリーン３０の画素３５に対応している。

上記ハイ電圧は例えば３５０Ｖであり、上記ロー電圧は例えば−１００Ｖである。従って、この実施の形態では、スイッチング電圧は４５０Ｖに等しい。

電子ビーム４５は、バックプレート１１及びフロントプレート１２にそれぞれ設けられた取り出し電極２０及び２１と協働して、選択セル５６のビーム取り出しアパーチャ１８を通り該選択セル５６から取り出される。画素の各行に関して、取り出し電極２０，２１の対応するペアが存在する。以後、取り出し電極は「行電極」とも呼ばれる。

ビームエントランス１４に最も近いスラローム電極１６は、異なる電圧を供給される第１の電極の役割を果たす。その目的は、電子ビーム４５のスラローム動作を開始させること及び電子ビームができる限り効率的にガイドされることができる値にスラローム角度を設定することである。

上記スラローム角度は、軌道の交差ポイントにおいてスラローム軌道がビーム軌道により囲まれる角度として規定される。

スラローム角度の効率的な値は、例えば３５°又は４５°である。このスラローム角度を設定するために、第１の電極５４に例えば＋１００Ｖの電圧が印加される。

このスラローム角度において、電子は電子ビーム４５内に十分に閉じ込められる。各引き付け電極５１に対する電子ビーム４５の距離は、引き付け電極と衝突する電子の数がかなり低いようにされる。同時に、反発電極５２の影響は、スラローム角度のより大きな値で生じるような電子ビーム４５の外へかなりの数の電子をぶつけるのに十分なほど大きくない。従って、電子ビームガイド１０の電子伝送率はできる限り高い。

第１の電極５４の後、電子ビームは、まず第１に、スラローム電極１６の最も下の行に沿って、選択セル５６に対応するスラローム電極１６の列に誘導される。ここでは、電子ビーム４５は偏向電極５３により偏向され、電子ビーム４５はそれから列に沿って誘導される。電子ビーム４５は、選択セル５６に入射し、ビーム取り出しアパーチャ１８を通って選択セル５６から取り出される。この目的のために、選択セル５６に対応する行電極２０，２１は、例えば２５０Ｖ又は５００Ｖの電圧を供給される。

偏向電極５３は、最も下の行と選択セル５６に対応する列との交差部におけるスラローム電極１６である。この偏向電極５３は、当該列においてスラローム角度が所望の値に設定されるように電子ビーム４５を列に偏向するために、ロー電圧又は代替として異なる「中間」電圧を供給され得る。この実施の形態では、偏向電極５３は例えば＋５０Ｖの中間電圧を供給される。

代替の構造では、スラローム電極１６及びビーム取り出しアパーチャ１８が異なったように配置されることが可能である。代替の構造の一例は図３に示されている。

スラローム電極１１６は、デルタ−ナブラ構造に配置されており、ダイヤモンド形状を有するセル１５５を規定している。ある行又は列内の隣接するスラローム電極１１６は、１．５ｍｍの相互距離で位置する。本実施の形態では、スラロームのピッチはこの距離に等しい。

ビーム取り出しアパーチャ１１８もまた、各ビーム取り出しアパーチャ１１８がダイヤモンド形状のセル１５５の中央に位置する状態で、デルタ−ナブラ構造に配置されている。

上記代替の構造のスラローム電極１１６及びビーム取り出しアパーチャ１１８を備えた電子ビームガイド１１０は、高められた安定性及びかなり高い電子伝送率を有する。

この構造では、スイッチング電圧が低減される。反発スラローム電極に印加されるロー電圧はここでは例えば０Ｖであり、引き付けスラローム電極に印加されるハイ電圧はここでは例えば＋２００Ｖである。スイッチング電圧は、正方形の形状のセルを有する構造では４５０Ｖであるのに対して、この例では２００Ｖである。

更に、電子ビームガイド１１０において、電子ビームの偏向後に正しいスラローム角度を設定するための異なる中間電圧が必要とされない。電子ビームが行から列又は列から行に偏向されると、スラローム角度はスラローム電極１１６の構造のために自動的に所望の値に設定される。

図４に示されているような実施の形態では、電子銃１４０が電子ビームのペア１４５０Ａ，１４５Ｂを生成する。各電子ビーム１４５Ａ，１４５Ｂは共に、ビームエントランス１４を通って上記最初の実施の形態の電子ビームガイド１０に注入される。

電子銃１４０とビームエントランス１４との間では、各電子ビーム１４５Ａ，１４５Ｂはほぼ平行に進む。各電子ビーム１４５Ａ，１４５Ｂの相互の距離は、各電子ビーム１４５Ａ，１４５Ｂが共に所望のスラローム角度において同じビーム軌道の異なるスラローム軌道に注入されるような距離である。

２つの電子ビーム１４５Ａ，１４５Ｂは、同じビーム軌道に沿ってガイドされ、ビーム軌道の各引き付け電極５１の両側を進み、隣接する引き付け電極の間において互いに交差する。両方の電子ビーム１４５Ａ，１４５Ｂは、表示スクリーン３０の所定の画素３６に向けて同じビーム取り出しアパーチャ１８を通って取り出され、それにより、かなり高いビーム電流を有する単一の電子ビームにまとめられる。

このかなり高いビーム電流は、電子ビーム１４５Ａ，１４５Ｂのビーム電流の合計である。同様のかなり高いビーム電流を有する単一の電子ビームが電子ビームガイド１０を通ってガイドされると、ビームの空間電荷の反発のために非常に多数の電子が電子ビームガイド１０から失われる。本実施の形態では、かなり高いビーム電流が、電子ビームガイド１０内の２つの電子ビーム１４５Ａ，１４５Ｂに分散され、電子ビームガイド１０の安定性が高まり及び／又はスイッチング電圧が低減する。

上記表示装置は、代替として、それぞれが１つ又は２つの電子ビームを生成する複数の電子銃を備えていてもよい。その場合、かなり高いビーム電流は２つよりも大きい幾つかの電子ビームに分散され得る。例えば、４つ又は８つの電子ビームが所定の画像素子に対応するセルにガイドされる。

図５では、電子ビームガイド１０の対角線上の両側に２つの電子銃２４０，２４１が配置されている。各電子銃２４０，２４１は、電子ビーム２４５Ａ，２４５Ｂ及び電子ビーム２４６Ａ，２４６Ｂのペアを生成し、これらは、各電子ビームのペアが対応するビームエントランス２１４Ａ，２１４Ｂを通って電子ビームガイド１０に入射するように電子ビームガイド１０に注入される。第１の電極２４５Ａ，２４６Ａは各ビームエントランス２１４Ａ，２１４Ｂの近傍に設けられており、その結果、電子ビーム２４５Ａ，２４５Ｂ及び電子ビーム２４６Ａ，２４６Ｂの各ペアは、効率的にスラローム角度で対応するスラローム軌道に沿って進む。

表示スクリーン３０から見て、第１のペアの電子ビーム２４５Ａ，２４６Ａは、偏向電極２５３Ａとして作用するスラローム電極まで、スラローム電極１６の一番下の行に沿って延在するビーム軌道に沿って電子ビームガイド１０の右側に向かってガイドされる。この偏向電極２５３Ａは、上記一番下の行から選択セル５６に入射するように電子ビームの第１のペア２４５Ａ，２４６Ａをスラローム電極１６の第１の列に偏向する。

第２のペアの電子ビーム２４５Ｂ，２４６Ｂは、偏向電極２５３Ｂとして作用するスラローム電極まで、スラローム電極１６の一番上の行に沿って延在するビーム軌道に沿って電子ビームガイド１０の左側に向かってガイドされる。この偏向電極２５３Ｂは、上記一番上の行から選択セル５６に入射するように電子ビームの第２のペア２４５Ｂ，２４６Ｂをスラローム電極１６の上記第１の列に隣接する第２の列に偏向する。

４つの電子ビーム２４５Ａ，２４５Ｂ，２４６Ａ，２４６Ｂの全ては、表示スクリーン３０の選択される画素３６に向けてビーム取り出しアパーチャ１８から取り出され、それにより単一の電子ビームにまとめられる。ここでは、表示スクリーン３０の近傍の単一の電子ビームのかなり高いビーム電流が電子ビームガイド１０内の４つの電子ビームに分散されるので、電子ビームガイドの安定性が更に高まり及び／又はスイッチング電圧が更に低減する。

この実施の形態は、表示スクリーン３０の全ての画像素子３５に関して電子ビームの第１のペア２４５Ａ，２４６Ａと電子ビームの第２のペア２４５Ｂ，２４６Ｂとのビーム軌道の平均が実質的に同じであるという更なる利点を有する。これは、表示スクリーン３０の画素３５の位置と共に変動するビーム軌道の長さによって生じる画素間の画像の輝度のばらつきを防止する。

図６には、４つの電子銃３４０，３４１，３４２，３４３を有する電子ビームガイド１０の構造が示されている。各銃は、電子ビームガイド１０の異なる角部に配置されており、単一の電子ビーム３４５，３４６，３４７，３４８を生成する。

この構造では、電子ビーム３４５，３４６，３４７，３４８が隣接する選択セル５７，５８にガイドされることにより、２つの隣接する画素が同時にアドレスされ得る。第１の選択セル５７に対応する第１の画素は電子銃３４１，３４２から電子ビーム３４６，３４７を受け取り、第２の選択セル５８に対応する第２の画素は電子銃３４０，３４３から電子ビーム３４５，３４８を受け取る。

この構造は、表示装置の画素の飛び越し操作アドレス方式の使用を可能にする。例えば、奇数列の画素は電子ビーム３４６，３４７によりアドレスされ、偶数列の画素は電子ビーム３４５，３４８により同時にアドレスされる。従って、ライン周波数が半減する。

１つの電子銃４４０のみが必要とされ、かなり優れた画素間の画像の輝度の均一性を有する実施の形態は、ビーム軌道の分岐したネットワーク６０から選択セル５６に向かってビーム軌道を選択する。そのような分岐ネットワーク６０は、図７に示されている。

電子銃４４０は電子ビーム４４５を生成し、この電子ビーム４４５は下部サイドにおいて２次元のスラロームガイド、この例では電子ビームガイド１０の第１の実施の形態に入射する。分岐ネットワーク６０は、２つの分岐部の各分岐点においてノード６１，６２，６３，６４を有している。

ビーム軌道に沿ったノード６１，６２，６３，６４のそれぞれにおける又はその近傍におけるスラローム電極は、偏向電極として動作する。ビームガイド１０を形成するスラローム電極１６は、任意のノードにおいて電子ビームが当該ノードから導くネットワーク６０のいずれかの分岐部に追従するようにアドレスされ得る。

電子ビーム軌道は、ビームエントランス１４からノード６１，６２，６３，６４を介して表示スクリーン３０の選択される画素３６に対応するビーム取り出しアパーチャ１８に延在する。分岐ネットワーク６０は、ＵＳ−Ａ−５，７８１，１６６公報からそれ自体は知られている所謂Ｈフラクタル（H-ftactal）ネットワークである。上記ビーム軌道は、表示スクリーン３０の全ての画素３５に関して同じ長さを有している。

そのようなビーム軌道のネットワークが用いられると、取り出し手段は行電極を備えることができないが、代わりに、例えば各セルに対して別個の取り出し電極を有していなければならない。

スラロームのピッチが表示スクリーンの画素間の距離よりも大きいと有利である。これは、スラロームガイドの動作をより安定にし、その製造をかなり安価にする。

この目的のために、各画像素子は複数のサブ画素を有し得る。ここでは、電子ビームガイドの各セル及び各ビーム取り出しアパーチャが複数のサブ画素に対応する。従って、セル数は、表示スクリーン上の画素数に対し及び従って表示装置の画像解像度に対してもはや１：１の関係を有しない。このため、画像解像度を妥協することなく電子ビームガイドのスラロームのピッチが大きくされ得る。

各画素が水平方向に並んで配された３つのサブ画素１３５Ｒ，１３５Ｇ，１３５Ｂを有するこの実施の形態は、単一のビーム取り出しアパーチャ及び画素に関して図８に示されている。

この実施の形態は、サブ画素１３５Ｒ，１３５Ｇ，１３５Ｂのそれぞれが蛍光体の色、赤，緑，青の１つの対応するカラー表示装置における使用に特に有利である。サブ画素１３５Ｒ，１３５Ｇ，１３５Ｂは互いにかなり接近しており、その結果、見る人は３つのサブ画素を１つのカラー画素として目にし、同時に、この実施の形態では基本的な電子ビームガイド１０のスラロームのピッチは変化しない。

ビーム取り出しアパーチャ１８と表示スクリーン１３０との間に、通常の静電偏向プレート１７０が、ビーム取り出しアパーチャ１８からサブ画素１３５Ｒ，１３５Ｇ，１３５Ｂの１つに出射する電子ビームを偏向するポスト選択手段として設けられる。サブ画素１３５Ｒ，１３５Ｇ，１３５Ｂのそれぞれは、静電偏向プレート１７０の両端に印加される偏向電圧Ｖｄのスイッチングにより選択され得る。

この実施の形態では、偏向電圧Ｖｄが０ボルトであると、電子ビームは偏向されず、緑のサブ画素１３５Ｇに衝突する。偏向電圧が例えば−２００Ｖであると、電子ビームは表示スクリーン１３０から見て左方向に偏向され、赤のサブ画素１３５Ｒに衝突する。偏向電圧が例えば＋２００Ｖであると、電子ビームは表示スクリーン１３０から見て右方向に偏向され、青のサブ画素１３５Ｂに衝突する。

各画像素子がカラー表示装置に用いられるサブ画素のブロック、例えば、８×８若しくは１６×１６のサブ画素のブロック、又は２４×８若しくは４８×１６のサブ画素のブロックを有することが代替として可能である。ここでは、表示スクリーンの画素は、サブ画素の「タイル」を規定し、各タイルは１つのビーム取り出しアパーチャ２１８に対応する。これは、４×４のサブ画素２３６を有するタイルに関して図９に示されている。

ビーム取り出しアパーチャ１８から対応するタイル２３５内の任意のサブ画素に電子ビームを偏向するように、ビーム取り出しアパーチャ１８と表示スクリーン２３０との間にポスト選択手段が設けられている。この実施の形態では、上記ポスト選択手段が、最新技術において一般に知られているような静電多重極偏向器２７０を有する。静電多重極偏向器２７０は、水平方向及び鉛直方向に電子ビーム４５を偏向することが可能である。

この実施の形態は、隣接するサブ画素間の距離と比較してスラロームのピッチがより大きいという利点を有している。これは、スラロームのピッチの設計を容易にし、その簡単な構造を可能にする。同時に、表示装置が所望の高い画像解像度を有する。

図面は模式的であり、縮尺は正確ではない。各図面においては、分かりやすくするために数個の画素を用いて表示装置の実施の形態が示されているが、実際の表示装置は、例えば８００×６００の（カラー）画素を有する。好ましい実施の形態と共に本発明が説明されたが、本発明は上記好ましい実施の形態に限定されるように解釈されるべきではないことを理解されたい。本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内において、上記好ましい実施の形態の中に述べられている構成要素の全ての組み合わせ、及び上記好ましい実施の形態に関して当業者によりなされ得る変形を含んでいる。

本発明による表示装置の一実施の形態の投影図である。 動作中の表示装置の電子銃及び電子ビームガイドを、誘導面に沿った断面で示している。 スラローム電極及びビーム取り出しアパーチャの代替の構造である。 異なるガイドモードの２つの電子ビームを伴う電子ビームガイドを示している。 ２つの電子銃から電子ビームを受け取る電子ビームガイドを示している。 ４つの電子銃から電子ビームを受け取る電子ビームガイドを示している。 電子ビーム軌道の分岐ネットワークを示している。 ３つのサブ画素を有するカラー画像素子に対応する単一のビーム取り出しアパーチャを有する電子ビームガイドの一部を示している。 ４×４のサブ画素のブロックを有する画像素子に対応する単一のビーム取り出しアパーチャを有する電子ビームガイドの一部を示している。

Claims (13)

1. 画像情報を表示する表示スクリーンであり、所定の数の発光画像素子を有する当該表示スクリーンと、
   電子ビームを生成する電子銃と、
   ビームエントランスにおいて前記電子ビームを受け取り、ビームガイドから前記表示スクリーンの所定の画像素子に向けて前記電子ビームを取り出す取り出し手段にビーム軌道に沿って前記電子ビームをガイドする当該電子ビームガイドと
   を有する表示装置であって、
   前記電子ビームガイドが２次元のスラローム状のガイドを有し、前記取り出し手段が前記２次元のスラローム状のガイドから前記電子ビームを取り出すように配されたことを特徴とする表示装置。
2. 前記２次元のスラローム状のガイドは、前記電子ビームがガイドされ得る前記表示スクリーンと実質的に平行な誘導面を規定することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記電子ビームガイドが、前記表示スクリーンと対向するフロントプレートとバックプレートとの間に、前記表示スクリーンに対して実質的に垂直な方向に延在する幾つかのスラローム電極を備えたことを特徴とする請求項２記載の表示装置。
4. 前記バックプレート、前記フロントプレート及び前記表示スクリーンが実質的にフラットであることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
5. スラローム電極が電子ビームを反発する状態と電子ビームを引き付ける状態との間でスイッチングされ得ることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
6. 前記スラローム電極がセルのアレイを規定する行及び列に配され、前記表示スクリーンの各画像素子がセルに対応することを特徴とする請求項５記載の表示装置。
7. 前記フロントプレートがセルに対してビーム取り出しアパーチャを備え、前記取り出し手段が前記ビーム取り出しアパーチャを介して前記電子ビームを取り出す取り出し電極を有することを特徴とする請求項６記載の表示装置。
8. 前記スラローム電極がデルタ−ナブラ構造に配されたことを特徴とする請求項６記載の表示装置。
9. 前記電子銃が、スラロームのピッチよりも小さい相互距離を有する２つの分離した電子ビームを生成するように配され、前記２つの電子ビームのそれぞれが前記ビーム軌道に関連する異なるガイドモードでガイドされることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
10. 複数の電子ビームを実質的に異なる個別のビーム軌道を介して前記取り出し手段に誘導するように前記複数の電子ビームのそれぞれが対応するビームエントランスにおいて前記電子ビームガイドにより受け取られ得るよう、前記複数の電子ビームを生成する複数の電子銃が設けられたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
11. ビーム軌道の長さが前記表示スクリーンの全ての画像素子に関して実質的に同じであることを特徴とする請求項１又は１０記載の表示装置。
12. 画像素子が複数のサブ画素を有すると共に、当該表示装置が、前記所定の画像素子内の前記複数のサブ画素のいずれか１つに前記電子ビームガイドから取り出される電子ビームを通すポスト選択手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
13. 前記画像素子のそれぞれが、赤、緑及び青のカラーにそれぞれ対応する３つのサブ画素を有することを特徴とする請求項１２記載の表示装置。
    

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