JP2754546B2 - Image display device - Google Patents

Image display device

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JP2754546B2
JP2754546B2 JP62330784A JP33078487A JP2754546B2 JP 2754546 B2 JP2754546 B2 JP 2754546B2 JP 62330784 A JP62330784 A JP 62330784A JP 33078487 A JP33078487 A JP 33078487A JP 2754546 B2 JP2754546 B2 JP 2754546B2
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electrode
focusing
screen
electron beam
horizontal
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光則 横枕
敏伸 関原
雄一 森山
達昭 渡辺
敬次 長田
友宏 関口
隆次 倉田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、映像機器における画像表示装置に関するも
のである。 従来の技術 従来、カラーテレビジョン画像表示素子としては、ブ
ラウン管が主として用いられているが、ブラウン管では
画面に比して奥行が非常に長く、薄形テレビジョン受像
機を製作することは不可能であった。そこで、平板状の
表示素子として最近EL表示素子,プラズマ表示素子,液
晶表示素子等が開発されているが、いずれも輝度,コン
トラスト,色再現性等の性能面で不十分である。そこ
で、ブラウン管並みの高品質の画像が得られる電子ビー
ムを用いて、カラーテレビジョン画像を平板状の装置で
表示することを目的として、スクリーン上の画面をマト
リクス状の区分にすき間なく分割し、それぞれの区分毎
に電子ビームを偏向・走査して蛍光体を発光させ、全体
としてカラーテレビジョン画像を構成する画像表示装置
がある。以下図面を参照しながら、上述した従来の画像
表示装置の一例について説明する。 第5図は従来の画像表示装置の内部構成を示すもので
ある第5図において、1は背面電極、2は電子ビーム源
としての線陰極、3aは電子ビーム引き出し電極、3bは垂
直集束電極、4は垂直偏向電極、5は信号電極、6aおよ
び6bは水平集束電極、7は水平偏向電極、8は加速電極
であり、これらの構成部品をガラス容器9および22の中
に収納し、容器内を真空としたものである。 線陰極2は水平方向に一様に分布する電子流を発生す
るように水平方向に架張されており、かかる線陰極2は
適宜間隔を介して垂直方向に複数本(ここでは2イ〜2
ニの4本のみ示している)設けられている。これらの線
陰極は、たとえばタングステン線の表面に酸化物陰極材
料が塗着されて構成される。背面電極1は平板状の導電
材からなり、線陰極2イ〜2ニに対し平行に設けられて
いる。ここではさらに背面スペーサ23が付加されている
が、これは省略してもよい。引き出し電極3aおよび垂直
集束電極3b(図示せず)は、線陰極2イ〜2ニを介して
背面電極1と対向し、水平方向に細長いスリット10を有
する導電板11からなる。スリット10は途中に適宜間隔で
桟が設けられていても良く、あるいは水平方向に小さい
間隔で多数個並べられた貫通孔の列で実質的にスリット
として構成されてもよい。垂直偏向電極4は、上記スリ
ット10のそれぞれの中間の位置に水平に複数個配置さ
れ、それぞれ絶縁基板12の上面と下面に導電体13a,13b
が設けられたもので構成される。信号電極5は垂直方向
に細長いスリット14を有する導電板15を所定間隔を介し
て水平方向に複数個並設されている。水平集束電極6aお
よび6bは、信号電極5のスリット14と相対向する位置に
垂直方向に細長い複数本のスリット16を有する導電板17
で構成される。水平偏向電極7は、垂直方向に細長い導
電板18を複数個水平方向に配置して柵状にした構成であ
り、特に水平集束電極6aおよび6bのスリット16の残りし
ろに相当する導電板24の部分と相対向する位置に導電板
18をそれぞれ配置している。加速電極8は、垂直偏向電
極4と同じ高さにそれぞれ水平方向に設けられた複数本
の導電線19で構成されている。これは、導電板あるいは
棒状のものでもよい。スクリーン21は電子ビームの照射
によって発光する蛍光体20をガラス容器9の内面に塗布
し、その上にメタルバック層(図示せず)が付加されて
構成される。 以上のように構成された従来の画像表示装置につい
て、以下その動作について説明する。 まず、背面電極1および背面スペーサ電極に電圧を印
加し、引き出し電極3aには上記電圧より高い電圧を印加
する。さらに、線陰極2の電圧を適切に設定すれば、線
陰極から放出された電子流は引き出し電極3aに向って加
速される。また線陰極2の電圧を例えば引き出し電極電
圧より高くすれば線陰極表面の電界は負となり電子の発
生を抑止することも可能である。そこで、線陰極2イ〜
2ニの電圧を個別に制御することにより、上方の線陰極
2イから順に2ロ,2ハ,……と一定時間ずつ電子ビーム
を放出させるように繰返す。このようにして発生した水
平方向に一様分布をもった電子ビームの一部は、引き出
し電極3aのスリット10を通過して取り出される。さらに
垂直偏向電極4および垂直集束電極3bと引き出し電極3a
で作る矩形断面の空間において、それぞれの電圧を適宜
制御することにより、静電レンズ効果および静電偏向効
果による電子ビームの垂直集束および垂直偏向を行な
う。 つぎに各電子ビームは信号電極5のスリット14によっ
て、水平方向にも複数本の電子ビームに分離され、かつ
信号電極5の電圧を経時的に制御することにより、絵素
を表示するための映像信号に応じて電子ビーム通過量を
調節する。その後、各電子ビームは水平集束電極6aおよ
び6bによる静電レンズ作用によって集束され、また水平
偏向電極7において、ビームを介して隣接する導電板18
の組に偏向電圧を印加することにより、静電偏向作用を
受け水平方向に偏向される。 さらにスクリーン9のメタルバック層には高電圧(例
えば10KV)が印加されており、電子ビームはスクリーン
に向けて加速されて高エネルギーでメタルバックに衝突
し、蛍光体を発光させる。この際に、加速電極8には高
電圧(例えば10KV)を印加することにより、各導電線19
に挟まれた空間には垂直方向に発散効果のある静電レン
ズが形成され、電子ビームの垂直偏向感度を向上させる
補助的役割を行なう。 このようにして、テレビジョン画面を縦横にマトリク
ス状に分散し、小区分25の組み合わせとしたとき、各小
区分に対し上述のようにして分離された電子ビームを1
本ずつ対応させ、各々の電子ビームを小区分内のみ偏向
・走査なることによって全画面をスクリーン上に構成す
ることができる。また各絵素に対応したR,G,B映像信号
を信号電極で制御することにより、テレビジョン動画を
再現することができるものである。 発明が解決しようとする問題点 上記のような構成において、ブラウン管並みの高品質
の画像を得るためには、つぎのような問題点があった。 第1に、マトリクス状の小区分をつなぎ合わせて全体
画面を構成するとき、各電極の位置精度や直線性のバラ
ツキによって、各電子ビームの軌道に歪みを生じ、必ず
しも各小区分の画像が一様な長方形に整わないため、小
区分間のつなぎ目が現れ、全体として画像に横線や縦線
が見られるという問題点があった。とりわけ、垂直偏向
電極4と加速電極8は、垂直方向の分割段数(線陰極の
本数)に応じて部品点数が増加し、個々の部品の加工精
度と組立精度を均一にそろえることは困難である。例え
ば、これらの電極が反りや曲りを生じた場合、電子ビー
ムの垂直偏向感度が水平方向に一様でなくなり、スクリ
ーン上の電子ビームスポットの列も曲りを生じ、画像に
横線を発生する。 第2の問題点は、垂直偏向電極4が上記理由により、
例えば平面度10μm以内程度という厳しい加工精度が要
求され、部品点数も多いことから、非常にコスト高とな
る点であった。 第3の問題点は、加速電極8の静電気力による変形で
あった。すなわち、加速電極8には、対面する水平集束
電極6bに対して非常に高い電圧が印加されるため、クー
ロン力によって導電線が変形し、電子ビームの垂直偏向
感度を不均一としていた。この加速電極を導電板や導電
棒といった剛性の高い材料にして静電変形を防ぐ方策を
施した場合、第2の問題点と同様、部品加工精度が厳し
く、非常にコスト高となっていた。 本発明は上記問題点に鑑み、高品質の画像を低コスト
で実現する画像表示装置を提出するものである。 問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために。本発明の画像表示装置
は、蛍光体を塗布した平面上のスクリーンと、前記スク
リーンと対向する導電板からなる背面電極とを備えると
ともに、前記背面電極とスクリーンによって挟まれた空
間に、前記背面電極側よりスクリーンに向かって順に、
水平方向に架張された線陰極、複数の貫通孔を有する導
電板からなる引き出し電極、信号電極、垂直または水平
のうちの一方向の集束を行う第1集束電極、同一平面上
に位置する複数の導電板からなる水平偏向電極、同一平
面上に位置する複数の導電板からなる垂直偏向電極とを
備え、さらに、最もスクリーン側に位置する電極が上記
垂直偏向電極であるように構成されている。 作用 本発明では、上記した構成による電子レンズ系によっ
て、電子ビーム束のスクリーン上の水平方向のフォーカ
ス径を小さくすることを可能とし、良好な色純度を達成
することとなる。 さらに、本発明では、水平偏向電極を2次の櫛歯状導
電板とした構成により、部品の加工組立を容易にして部
品精度のバラツキを低減し、電子ビームの水平偏向感度
を均一化することによって、縦線のない高質画像を実現
することとなる。 実 施 例 以下本発明の一実施例の画像表示装置について図面を
参照しながら説明する。 第1図は本発明の一実施例における画像表示装置の内
部構成を示すものである。第1図においては51は背面電
極、52イ〜52ニは電子ビーム源としての線陰極、53は電
子ビーム引き出し電極、54は信号電極、55は第1集束電
極、56は第2集束電極、57イと57ロは水平偏向電極、58
イと58ロは垂直偏向電極であり、これらの構成部品をガ
ラス容器60及び61の中に収納し、容器60,61内を真空と
したものである。 線陰極52イ〜52ニは、水平方向にほぼ一様な電流密度
分布の電子流を発生するように水平方向に架張されてお
り、適宜間隔を介して垂直方向に複数本(本実施例で
は、52イ,52ロ,52ハ,52ニの4本のみ示してある)設け
られている。これらの線陰極52イ〜52ニは、たとえばタ
ングステン線の表面に酸化物陰極材料が塗着されて構成
される。背面電極51は平板状の導電材からなり、線陰極
52イ〜52ニに対し平行に設けられている。引き出し電極
53は線陰極52イ〜52ニを介して背面電極51と対向し、水
平方向に適宜間隔で設けられた貫通孔62の列を、各線陰
極に対向する水平線上に有する導電板からなる。貫通孔
62は本実施例では円形であるが、楕円または長方形など
でも良く、また前記した従来の実施例の引き出し電極の
ごとくスリット様のものでも良い。信号電極54は、引き
出し電極53における貫通孔62の各々に水平方向に相対向
する位置に所定間隔を介して複数個配置された垂直方向
に細長い導電板64の列からなり、各導電板64において
は、引き出し電極53の貫通孔62に相対向する位置に、同
様の貫通孔63を有している。貫通孔63の形状は楕円また
は長方形でも良く、また前記した従来の実施例の信号電
極のごとく、垂直方向の細長いスリット様のものでも良
い。第1集束電極55は、信号電極54の貫通孔63と各々に
対向する位置に貫通孔65を有する導電板からなる。本実
施例においては、貫通孔65の形状は、水平方向に長い矩
形または楕円であり、垂直集束レンズとして働く。第2
集束電極56は、第1集束電極55の貫通孔65に相対向する
位置に縦につながったスリット孔66を有している。スリ
ット孔66のかわりに垂直方向に長い矩形、楕円でもよ
く、何れも水平集束レンズとして働く。水平偏向電極57
イ、57ロは、同一平面に適宜空間を介してたがいに噛み
合った2枚の櫛歯状の端部でつながった導電板68,69か
ら構成されており、水平偏向電極57イ,57ロの間に作ら
れた空間67は、第2集束電極56の貫通スリット孔66と相
対向している。垂直偏向電極58イ,58ロは、70,71に示す
ごとく端部で連結された導電板すなわち、2枚の櫛歯状
の導電板を同一平面上で適宜間隔に介してたがいに噛み
合わせた構成からなり、たとえば電子ビーム72に対して
は、下方の導電板70と、上方の導電板71によって一対の
垂直偏向電極を成す。スクリーン73は、電子ビームの照
射によって発光する蛍光体74をガラス容器60の内面に塗
布し、その上にメタルバック層(図示せず)が付加され
て構成される。 以上のように構成された画像表示装置について、その
動作を説明する。 まず、背面電極51に電圧V1、引き出し電極53にV1より
高い電圧V2を印加する。さらに線陰極を加熱し、電子放
出を容易にするためにヒータ電流を流した状態でV1<V0
<V2なる適切な電圧V0を線陰極52イに印加すれば、線陰
極表面の電界が正となって電子流が放出され、引き出し
電極53に向って加速される。また、例えばV0>V2なる電
圧V0を線陰極52イに印加すれば、線陰極表面の電界は負
となり電子の放出を抑止することができる。そこで、線
陰極の電圧を個別に制御することにより、上方の線陰極
52イから順に52ロ,52ハ,……と順に一定時間ずつ電子
ビームを放出させるように繰返し、線陰極1本毎に水平
方向に一様の電流密度分布を持ったシート状の電子ビー
ムを発生させることができる。上記のシート状電子ビー
ムは、つぎに引き出し電極53の貫通孔62によって水平方
向に複数個に分割され、さらに多数の電子ビーム列とな
って信号電極54の貫通孔63に到達するが、この際に、信
号電極54の電圧V3をV3>V0とすれば電子ビームは通過
し、V3<V0とすれば電子ビームは運動エネルギーを失っ
て通過できなくなる。そこで、V3を経時的に制御するこ
とにより、絵素を表示するための映像信号に応じて電子
ビーム通過量を各電子ビーム個別に調節する。 信号電極54を通過した電子ビームは次に第1集束電極
55,第2集束電極56に到達し、貫通孔65,スリット孔66の
静電レンズ効果によって集束され、整形されたのち、水
平偏向電極57イ,57ロの相隣る導電板間および垂直偏向
電極58イ,58ロの相隣る導電板70,71の間に与えられる電
位差(偏向電圧と呼ぶ)によって水平および垂直に静電
偏向される。さらにスクリーン73のメタルバック層には
高電圧(例えば10KV)が印加されており、電子ビームは
高エネルギーに加速されてメタルバックに衝突し、蛍光
体を発光させる。 テレビジョン画面を縦横にマトリクス状に分割し、小
区分75の集合体としたとき、各小区分に対し上述のよう
にして分離された電子ビームを各1本ずつ対応させ、電
子ビームを各小区分内のみ偏向・走査することによって
全画面をスクリーン上に映し出すことができる。また各
絵素に対応したRGB映像信号を、信号電極電圧で上述の
ように経時的に制御することにより、テレビジョン動画
を再現することができる。 以上のように本実施例と第2図に示す実施例は、第5
図に示した従来例と基本構成のうえで、ほぼ同様である
が、顕著な差異として、垂直偏向電極58イ,58ロが電極
群53〜57の後方、すなわちスクリーン側に位置するこ
と、および従来の実施例に用いられた加速電極8が全く
省略されたこと、さらに垂直偏向電極58イ,58ロが、70
および71に示すごとく櫛歯状の導電板を噛み合わせた構
造からなる点があげられる。 また本実施例の、第2図に示す実施例との顕著な差異
として、第1集束電極55と水平偏向電極57イ,57ロとの
間に第2集束電極56を設け、電子ビームの集束,整形を
更に改善したこと、さらに第2図の実施例では水平偏向
電極31が図に示す如く細長い導電板40を個々に配置して
いたものを、第1図に示す如く2枚の櫛歯状の導電板を
噛み合わせたことの2点があげられる。 つぎに第2図の実施例に対し、本実施例の上記の特徴
について第3図,第4図を参照しながら詳しく説明す
る。 引き出し電極53によって引き出された電子ビーム72
は、信号電極54により、信号に応じたビーム量に制限さ
れた後、集束電極の電圧,孔形状により集束,整形され
るが本願発明者らによる三次元シミュレーション及び実
験により、第2図の実施例に示す様な一枚の集束電極30
だけでは、集束,整形に限界があり、スクリーン73上で
の電子ビームのスポット径を小さくしてゆく上で限界が
あることを発見した。そこで本発明者らは、第2集束電
極56を追加し、2枚の集束電極55,56で集束,整形する
事を考案した。第3図aに一枚集束電極の場合の構成断
面図とビーム軌道及びスポット径76,第3図bに本実施
例の二枚集束電極の場合の構成断面図とビーム軌道及び
スポット径77を示す。第3図aに示す如く、集束電極に
よる電子ビームの集束,整形が不充分であると、スクリ
ーン43上でのスポット径76が大きくなり、例えばある色
の蛍光体80を光らせようとしても、ブラックストライプ
78をオーバーし、他の色の蛍光体79及び81を光らせてし
まい色純度を悪くする要因となる。第3図bに示す如
く、本実施例の様に、集束電極55及び56を2枚設け、集
束,整形を充分に行なうと、スポット径77が小さくな
り、本来光らせたい蛍光体(例えば80)のみを光らせる
ことができ、色純度も良くなった。 次に、水平偏向電極57の製造方法について述べる。実
施例の説明で述べた通り、水平偏向電極により電子ビー
ム72を水平方向に偏向するためには、電子ビームをはさ
んで相対向する2枚の導電板は電気的に分離されていな
ければならない。しかしながら第2図の如く、個々に分
割された導電板40を、組み立てて水平偏向電極31にする
と、組み立てが困難な上に精度のバラツキが生じやす
い。また、電極端子を一本づつ容器の外に出すか、内部
でつなぐ必要がある。こういった問題点を解決するため
に、第1図に示す如く、最終的に2枚に分離された導電
板68,69によって水平偏向電極57イ,57ロを構成する様に
した。具体的な製造方法としては、最初に適宜桟等を設
けて全て部分的に連結させた一枚物として、エッチング
で加工,製造し、電極群53〜58を絶縁スペーサを介して
積層固定したのち、レーザービーム切断加工等の方法で
不要の桟を除去することにより、最終的に2枚に分離さ
れた導電板を安価に精度良く製作することができる。 第4図に水平偏向電極57イ,57ロの製造方法について
示す。第4図は、水平偏向電極の平面図である。当初、
水平偏向電極は、一枚の導電板を第4図に示すようなエ
ッチングパターンに加工され、68,69は細い桟でつなが
っている。そして他の電極群と積層,固定されたのち,
第4図に示す如く桟部(図中×で示す)をレーザービー
ム加工で切断,除去して、2枚の導電板に分離するプロ
セスを用いている。このようにすれば櫛歯の平行度や間
隔、および平面度に誤差が生じにくいと共に、各々2種
類の電圧印加されるべき導電板毎に、接続する必要がな
くなる。 発明の効果 以上のように本発明によれば、スクリーン上での水平
スポット径を小さくすることができ、良好な色純度を得
ることができる。 また、本発明によれば、水平偏向電極を櫛歯状にする
ことにより、加工を容易にし、高精度の電極の加工、組
立を可能とし、縦線がなく、均一性の高い高品質の画像
を提供することができる。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image display device in a video device. 2. Description of the Related Art Conventionally, a cathode ray tube is mainly used as a color television image display device, but the cathode ray tube has a very long depth compared to a screen, and it is impossible to produce a thin television receiver. there were. In view of this, EL display elements, plasma display elements, liquid crystal display elements, and the like have recently been developed as flat display elements, but all of them are insufficient in performance such as luminance, contrast, and color reproducibility. Therefore, with the aim of displaying a color television image on a flat device using an electron beam capable of obtaining a high-quality image comparable to a cathode-ray tube, the screen on the screen is divided into matrix-shaped sections without any gaps. 2. Description of the Related Art There is an image display device that deflects and scans an electron beam for each of the sections to emit phosphors, thereby forming a color television image as a whole. Hereinafter, an example of the above-described conventional image display device will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows the internal structure of a conventional image display device. In FIG. 5, 1 is a back electrode, 2 is a line cathode as an electron beam source, 3a is an electron beam extraction electrode, 3b is a vertical focusing electrode, 4 is a vertical deflection electrode, 5 is a signal electrode, 6a and 6b are horizontal focusing electrodes, 7 is a horizontal deflection electrode, and 8 is an accelerating electrode. These components are housed in glass containers 9 and 22. Is a vacuum. The linear cathode 2 is stretched in the horizontal direction so as to generate an electron flow uniformly distributed in the horizontal direction. A plurality of such linear cathodes 2 (here, 2a to 2a) are provided at appropriate intervals.
(Only four of them are shown). These line cathodes are formed, for example, by coating a surface of a tungsten wire with an oxide cathode material. The back electrode 1 is made of a flat conductive material, and is provided in parallel with the linear cathodes 2a to 2d. Here, a back spacer 23 is further added, but this may be omitted. The extraction electrode 3a and the vertical focusing electrode 3b (not shown) are made of a conductive plate 11 having a slit 10 elongated in the horizontal direction, facing the back electrode 1 via the linear cathodes 2a to 2d. The slits 10 may be provided with bars at appropriate intervals in the middle, or may be formed substantially as slits in a row of a large number of through holes arranged at small intervals in the horizontal direction. A plurality of vertical deflection electrodes 4 are horizontally arranged at intermediate positions of the slits 10, and conductors 13a and 13b are provided on the upper and lower surfaces of the insulating substrate 12, respectively.
Is provided. The signal electrode 5 includes a plurality of conductive plates 15 having slits 14 elongated in the vertical direction and arranged in a horizontal direction at predetermined intervals. The horizontal focusing electrodes 6a and 6b are formed on a conductive plate 17 having a plurality of vertically elongated slits 16 at positions opposed to the slits 14 of the signal electrode 5.
It consists of. The horizontal deflection electrode 7 has a configuration in which a plurality of vertically elongated conductive plates 18 are arranged in a horizontal direction to form a fence, and in particular, a conductive plate 24 corresponding to the remaining margin of the slit 16 of the horizontal focusing electrodes 6a and 6b. Conductive plate at the position facing the part
18 are arranged respectively. The accelerating electrode 8 includes a plurality of conductive wires 19 provided at the same height as the vertical deflection electrode 4 in the horizontal direction. This may be a conductive plate or a rod. The screen 21 is formed by applying a phosphor 20 that emits light by irradiation with an electron beam to the inner surface of the glass container 9 and further adding a metal back layer (not shown) thereon. The operation of the conventional image display device configured as described above will be described below. First, a voltage is applied to the back electrode 1 and the back spacer electrode, and a voltage higher than the above voltage is applied to the extraction electrode 3a. Furthermore, if the voltage of the line cathode 2 is appropriately set, the electron flow emitted from the line cathode is accelerated toward the extraction electrode 3a. Further, if the voltage of the line cathode 2 is set higher than, for example, the extraction electrode voltage, the electric field on the surface of the line cathode becomes negative and the generation of electrons can be suppressed. Therefore, the linear cathode 2
By individually controlling the two voltages, the electron beam is repeatedly emitted from the upper linear cathode 2 in order from the upper line cathode 2 to the electron beams 2b, 2c,. Part of the electron beam generated in this manner and having a uniform distribution in the horizontal direction is extracted through the slit 10 of the extraction electrode 3a. Further, the vertical deflection electrode 4, the vertical focusing electrode 3b, and the extraction electrode 3a
In the space of the rectangular cross section formed by the above, vertical focusing and vertical deflection of the electron beam by the electrostatic lens effect and the electrostatic deflection effect are performed by appropriately controlling the respective voltages. Next, each electron beam is divided into a plurality of electron beams in the horizontal direction by the slits 14 of the signal electrode 5 and the voltage for the signal electrode 5 is controlled with time, so that an image for displaying a picture element is obtained. The passing amount of the electron beam is adjusted according to the signal. After that, each electron beam is focused by the electrostatic lens action by the horizontal focusing electrodes 6a and 6b, and at the horizontal deflection electrode 7, the adjacent conductive plates 18
By applying a deflecting voltage to the set of, it is deflected in the horizontal direction under the electrostatic deflecting action. Further, a high voltage (for example, 10 KV) is applied to the metal back layer of the screen 9, and the electron beam is accelerated toward the screen, collides with the metal back with high energy, and causes the phosphor to emit light. At this time, by applying a high voltage (for example, 10 KV) to the accelerating electrode 8, each conductive wire 19
An electrostatic lens having a divergence effect in the vertical direction is formed in the space between the two, and plays an auxiliary role of improving the vertical deflection sensitivity of the electron beam. In this way, when the television screen is vertically and horizontally dispersed in a matrix form, and a combination of the small sections 25 is formed, the electron beam separated as described above for each small section is one.
The entire screen can be configured on the screen by deflecting and scanning each electron beam only within the small section, one by one. Also, by controlling the R, G, B video signals corresponding to each picture element with the signal electrodes, a television moving image can be reproduced. Problems to be Solved by the Invention In the above configuration, in order to obtain a high-quality image comparable to a cathode ray tube, there are the following problems. First, when the whole screen is formed by connecting the small sections in a matrix, the trajectory of each electron beam is distorted due to variations in the positional accuracy and linearity of each electrode. Since the shapes are not arranged in such a rectangular shape, a joint between the small sections appears, and there is a problem that a horizontal line or a vertical line is seen in the image as a whole. In particular, the number of components of the vertical deflection electrode 4 and the accelerating electrode 8 increases according to the number of divisions in the vertical direction (the number of linear cathodes), and it is difficult to uniformly uniform the processing accuracy and the assembly accuracy of each component. . For example, if these electrodes are warped or bent, the vertical deflection sensitivity of the electron beam is not uniform in the horizontal direction, and the row of electron beam spots on the screen also bends, generating horizontal lines in the image. The second problem is that the vertical deflection electrode 4 is
For example, strict processing accuracy with a flatness of about 10 μm or less is required, and the number of parts is large, resulting in a very high cost. The third problem is that the acceleration electrode 8 is deformed by the electrostatic force. That is, since a very high voltage is applied to the accelerating electrode 8 with respect to the facing horizontal focusing electrode 6b, the conductive wire is deformed by the Coulomb force, and the vertical deflection sensitivity of the electron beam is made non-uniform. When the acceleration electrode is made of a material having high rigidity such as a conductive plate or a conductive rod and measures are taken to prevent electrostatic deformation, as in the second problem, the processing accuracy of parts is severe and the cost is extremely high. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an image display device that realizes high-quality images at low cost. Means for solving the problems To solve the above problems. The image display device of the present invention includes a flat screen coated with a phosphor, and a back electrode made of a conductive plate facing the screen, and the back electrode is provided in a space sandwiched between the back electrode and the screen. From side to screen,
A line cathode extending in the horizontal direction, a lead electrode formed of a conductive plate having a plurality of through holes, a signal electrode, a first focusing electrode for focusing in one of vertical and horizontal directions, a plurality of electrodes located on the same plane A horizontal deflection electrode composed of a plurality of conductive plates, and a vertical deflection electrode composed of a plurality of conductive plates located on the same plane, and the electrode located closest to the screen is the vertical deflection electrode. . Operation According to the present invention, the electron lens system having the above-described configuration makes it possible to reduce the horizontal focus diameter of the electron beam on the screen, thereby achieving good color purity. Further, according to the present invention, the horizontal deflection electrode is formed of a secondary comb-shaped conductive plate, thereby facilitating processing and assembling of components, reducing variations in component accuracy, and making electron beam horizontal deflection sensitivity uniform. As a result, a high quality image without vertical lines can be realized. Embodiment Hereinafter, an image display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the internal configuration of an image display device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 51 is a back electrode, 52a to 52d are linear cathodes as an electron beam source, 53 is an electron beam extraction electrode, 54 is a signal electrode, 55 is a first focusing electrode, 56 is a second focusing electrode, 57 a and 57 b are horizontal deflection electrodes, 58
A and B are vertical deflection electrodes. These components are housed in glass containers 60 and 61, and the inside of the containers 60 and 61 is evacuated. The linear cathodes 52a to 52d are stretched in the horizontal direction so as to generate an electron current having a substantially uniform current density distribution in the horizontal direction. In the figure, only four of 52a, 52b, 52c, and 52d are shown). These line cathodes 52a to 52d are formed, for example, by coating an oxide cathode material on the surface of a tungsten wire. The back electrode 51 is made of a flat conductive material,
It is provided in parallel with 52a-52d. Leader electrode
Reference numeral 53 denotes a conductive plate which faces the back electrode 51 via the line cathodes 52a to 52d and has a row of through holes 62 provided at appropriate intervals in the horizontal direction on a horizontal line facing each line cathode. Through hole
Although 62 is circular in this embodiment, it may be elliptical or rectangular, or may be a slit-like electrode like the lead electrode of the above-mentioned conventional embodiment. The signal electrode 54 is composed of a row of vertically elongated conductive plates 64 that are arranged at predetermined positions at positions horizontally opposed to the through holes 62 in the extraction electrode 53, and each of the conductive plates 64 Has a similar through-hole 63 at a position facing the through-hole 62 of the extraction electrode 53. The shape of the through hole 63 may be elliptical or rectangular, or may be a vertically elongated slit like the signal electrode of the above-described conventional embodiment. The first focusing electrode 55 is formed of a conductive plate having a through hole 65 at a position facing each of the through holes 63 of the signal electrode 54. In the present embodiment, the shape of the through hole 65 is a rectangle or an ellipse that is long in the horizontal direction, and functions as a vertical focusing lens. Second
The focusing electrode 56 has a slit hole 66 vertically connected to a position facing the through hole 65 of the first focusing electrode 55. Instead of the slit hole 66, a rectangle or an ellipse which is long in the vertical direction may be used, and both work as a horizontal focusing lens. Horizontal deflection electrode 57
A and B are composed of conductive plates 68 and 69 connected by two comb-teeth-shaped ends which mesh with each other via a space as appropriate on the same plane, and are provided with horizontal deflection electrodes 57A and 57B. The space 67 formed therebetween is opposed to the through slit hole 66 of the second focusing electrode 56. The vertical deflection electrodes 58a and 58b are formed by meshing two conductive plates connected at their ends as shown at 70 and 71, that is, two comb-teeth-shaped conductive plates at appropriate intervals on the same plane. For example, for the electron beam 72, the lower conductive plate 70 and the upper conductive plate 71 form a pair of vertical deflection electrodes. The screen 73 is configured by applying a phosphor 74 that emits light by irradiation with an electron beam to the inner surface of the glass container 60 and adding a metal back layer (not shown) thereon. The operation of the image display device configured as described above will be described. First, a voltage V 1 is applied to the back electrode 51 and a voltage V 2 higher than V 1 is applied to the extraction electrode 53. Further, the line cathode is heated, and V 1 <V 0 with a heater current flowing to facilitate electron emission.
<By applying a V 2 becomes appropriate voltage V 0 to the linear cathodes 52 b, the electric field of the linear cathodes surface electron stream is released as positive, it is accelerated toward the extraction electrode 53. Further, for example, when a voltage V 0 satisfying V 0 > V 2 is applied to the line cathode 52a, the electric field on the surface of the line cathode becomes negative, and emission of electrons can be suppressed. Therefore, by controlling the voltage of the line cathode individually,
The electron beam is repeatedly emitted in the order of 52 b, 52 c,... In order from 52 a so that the electron beam is emitted for a certain period of time. Can be generated. The above-mentioned sheet-like electron beam is then divided into a plurality of pieces by the through-hole 62 of the extraction electrode 53 in the horizontal direction, and reaches a through-hole 63 of the signal electrode 54 as a further large number of electron beam rows. to the voltage V 3 of the signal electrodes 54 V 3> V 0 Tosureba electron beam passes through, V 3 <V 0 Tosureba electron beam can no longer pass loses kinetic energy. Therefore, by time control of the V 3, to adjust the electron beam passing amount each electron beam individually in accordance with a video signal for displaying picture elements. The electron beam that has passed through the signal electrode 54 is then passed to the first focusing electrode.
55, reaches the second focusing electrode 56, and is focused and shaped by the electrostatic lens effect of the through hole 65 and the slit hole 66, and then between the adjacent conductive plates of the horizontal deflection electrodes 57a and 57b and vertical deflection. Electrostatic deflection is performed horizontally and vertically by a potential difference (referred to as a deflection voltage) provided between the adjacent conductive plates 70 and 71 of the electrodes 58a and 58b. Further, a high voltage (for example, 10 KV) is applied to the metal back layer of the screen 73, and the electron beam is accelerated to a high energy and collides with the metal back, causing the phosphor to emit light. When the television screen is vertically and horizontally divided into a matrix to form an aggregate of small sections 75, the electron beams separated as described above correspond to each of the small sections, and the electron beam is divided into the small sections. By deflecting and scanning only within the minute, the entire screen can be projected on the screen. In addition, by controlling the RGB video signal corresponding to each picture element with time using the signal electrode voltage as described above, a television moving image can be reproduced. As described above, this embodiment and the embodiment shown in FIG.
On the basic configuration and the conventional example shown in the figure, the configuration is almost the same, but a remarkable difference is that the vertical deflection electrodes 58a and 58b are located behind the electrode groups 53 to 57, that is, on the screen side, and The accelerating electrode 8 used in the conventional embodiment is omitted at all, and the vertical deflection electrodes 58a and 58b are
And 71, the structure is such that a comb-shaped conductive plate is engaged. A remarkable difference between the present embodiment and the embodiment shown in FIG. 2 is that a second focusing electrode 56 is provided between the first focusing electrode 55 and the horizontal deflection electrodes 57a and 57b to focus the electron beam. The shaping is further improved. In the embodiment of FIG. 2, the horizontal deflection electrode 31 has the elongated conductive plates 40 individually arranged as shown in FIG. There are two points that the conductive plates in the shape of a mesh are engaged. Next, with respect to the embodiment of FIG. 2, the above-mentioned features of this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. Electron beam 72 extracted by extraction electrode 53
After being limited by the signal electrode 54 to a beam amount corresponding to the signal, the beam is focused and shaped by the voltage of the focusing electrode and the shape of the hole. One focusing electrode 30 as shown in the example
It has been found that focusing alone has limitations in focusing and shaping, and there is a limit in reducing the spot diameter of the electron beam on the screen 73. Therefore, the present inventors have devised a method of adding a second focusing electrode 56 and focusing and shaping with two focusing electrodes 55 and 56. FIG. 3a shows a sectional view of a single focusing electrode and a beam orbit and a spot diameter 76, and FIG. 3b shows a sectional view of a two focusing electrode and a beam orbit and a spot diameter 77 of the present embodiment. Show. As shown in FIG. 3A, if the focusing and shaping of the electron beam by the focusing electrode is insufficient, the spot diameter 76 on the screen 43 becomes large. stripe
Exceeding 78 causes the phosphors 79 and 81 of other colors to illuminate, causing a deterioration in color purity. As shown in FIG. 3B, when two focusing electrodes 55 and 56 are provided and focusing and shaping are sufficiently performed as in the present embodiment, the spot diameter 77 becomes small, and the phosphor (eg, 80) which is supposed to emit light is desired. Only glowed, and the color purity improved. Next, a method for manufacturing the horizontal deflection electrode 57 will be described. As described in the description of the embodiment, in order to deflect the electron beam 72 in the horizontal direction by the horizontal deflection electrode, two opposing conductive plates sandwiching the electron beam must be electrically separated. . However, as shown in FIG. 2, when the divided conductive plates 40 are assembled into the horizontal deflection electrode 31, it is difficult to assemble and the accuracy tends to vary. In addition, it is necessary to take out the electrode terminals one by one outside the container or connect them inside. In order to solve such problems, as shown in FIG. 1, the horizontal deflection electrodes 57a and 57b are constituted by the conductive plates 68 and 69 which are finally separated into two. As a specific manufacturing method, first, a bar or the like is provided as appropriate, and as a single piece which is partially connected, processed and manufactured by etching, and after laminating and fixing the electrode groups 53 to 58 via insulating spacers, By removing unnecessary bars by a method such as laser beam cutting, a conductive plate finally separated into two plates can be manufactured inexpensively and accurately. FIG. 4 shows a method of manufacturing the horizontal deflection electrodes 57a and 57b. FIG. 4 is a plan view of the horizontal deflection electrode. Initially,
The horizontal deflection electrode is formed by processing one conductive plate into an etching pattern as shown in FIG. 4, and 68 and 69 are connected by a thin bar. After being laminated and fixed with other electrode groups,
As shown in FIG. 4, a process is used in which a cross section (indicated by x in the figure) is cut and removed by laser beam processing and separated into two conductive plates. In this way, errors do not easily occur in the parallelism, interval, and flatness of the comb teeth, and there is no need to connect each of the two conductive plates to which a voltage is to be applied. As described above, according to the present invention, the horizontal spot diameter on the screen can be reduced, and good color purity can be obtained. Further, according to the present invention, by forming the horizontal deflection electrodes in a comb shape, processing is facilitated, processing and assembling of the electrodes with high precision are enabled, and there is no vertical line, high uniformity and high quality image. Can be provided.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例における画像表示装置の内部
構成を示す部分分解斜視図、第2図は本発明に先立って
発明された画像表示装置の内部構成を示す部分分解斜視
図、第3図aは第2図の構成の水平断面とその電子ビー
ム軌道及びスクリーン上でのスポット径を表わした水平
断面図、第3図bは本実施例の構成の水平断面と電子ビ
ーム軌道及びスクリーン上でのスポット径を表わした水
平断面図、第4図は本実施例の水平偏向電極の製造方法
を示す平面図、第5図は従来例の画像表示装置の内部構
成を示す部分分解斜視図である。 51……背面電極、52イ,52ロ,52ハ,52ニ……線陰極、53
……引き出し電極、54……信号電極、55……第1集束電
極、56……第2集束電極、57イ,57ロ……水平偏向電
極、58イ,58ロ……垂直偏向電極、60,61……ガラス容
器、73……スクリーン。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially exploded perspective view showing the internal structure of an image display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the internal structure of the image display device invented prior to the present invention. FIG. 3A is a horizontal sectional view showing the horizontal cross section of the configuration of FIG. 2, its electron beam trajectory and the spot diameter on the screen, and FIG. 3B is a horizontal cross section of the configuration of the present embodiment. FIG. 4 is a horizontal sectional view showing a cross section, an electron beam trajectory, and a spot diameter on a screen, FIG. 4 is a plan view showing a method of manufacturing a horizontal deflection electrode of this embodiment, and FIG. It is a partial exploded perspective view showing a configuration. 51: Back electrode, 52a, 52b, 52c, 52d ... Wire cathode, 53
... Extraction electrode, 54... Signal electrode 55... First focusing electrode 56... Second focusing electrode 57 a and 57 b horizontal deflection electrode 58 a 58 b vertical deflection electrode 60 , 61 …… Glass container, 73 …… Screen.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 達昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 長田 敬次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 関口 友宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 倉田 隆次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−130453(JP,A) 特開 昭61−181044(JP,A) 特開 昭59−91642(JP,A) 特公 昭58−42583(JP,B2) 特公 昭58−32897(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 31/12 H01J 29/74 H01J 29/62──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Tatsuaki Watanabe 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Inside (72) Inventor Tomohiro Sekiguchi 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. References JP-A-1-130453 (JP, A) JP-A-61-181044 (JP, A) JP-A-59-91642 (JP, A) JP-B-58-42583 (JP, B2) JP-B-58 −32897 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 31/12 H01J 29/74 H01J 29/62

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.蛍光体を塗布した平面上のスクリーンと、前記スク
リーンと対向する導電板からなる背面電極とを備えると
ともに、前記背面電極とスクリーンによって挟まれた空
間に、前記背面電極側よりスクリーンに向かって順に、
水平方向に架張された線陰極、複数の貫通孔を有する導
電板からなる引き出し電極、信号電極、垂直または水平
のうちの一方向の集束を行う第1集束電極、前記第1集
束電極の集束する方向とは別の方向に集束する第2集束
電極、同一平面上に位置する複数の導電板からなる水平
偏向電極、同一平面上に位置する複数の導電板からなる
垂直偏向電極とを備えることを特徴とする画像表示装
置。
(57) [Claims] A screen on a plane coated with a phosphor and a back electrode made of a conductive plate facing the screen, and a space sandwiched between the back electrode and the screen, in order from the back electrode side to the screen,
A linear cathode extending in the horizontal direction, a lead electrode formed of a conductive plate having a plurality of through holes, a signal electrode, a first focusing electrode for focusing in one of vertical and horizontal directions, and focusing of the first focusing electrode A second focusing electrode that focuses in a direction different from the direction in which the light is emitted, a horizontal deflection electrode composed of a plurality of conductive plates located on the same plane, and a vertical deflection electrode composed of a plurality of conductive plates located on the same plane. An image display device characterized by the above-mentioned.
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