JP2890572B2

JP2890572B2 - 平面型表示装置

Info

Publication number: JP2890572B2
Application number: JP33159489A
Authority: JP
Inventors: 敏夫大星
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1999-05-17
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: JPH03192638A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は各種画像表示を行うことができるようにした
平面型表示装置に係わる。

〔発明の概要〕

本発明は平面型表示装置に係わり、平面型管体の前面
パネルの内面に螢光面が配置され、この螢光面との対向
部より垂直走査方向にずれた位置に電子銃が配置され、
平面型管体の前面パネルと対向する背面パネル側の、螢
光面との対向部に、水平走査方向に沿って延長する複数
の平行電極よりなる垂直偏向電極が配置され、これと螢
光面との間の空間に、上記水平走査方向に沿って延長す
る複数の平行電極よりなる電子レンズ走査電極と、電子
銃からの電子ビームを複数のビームに分割する分割電極
と、変調電極と、水平偏向電極とを少なくとも有する電
極構体が配置され、電子銃からの電子ビームは、そのほ
ぼ両パネルと直交しかつ水平走査方向に沿うビーム断面
がほぼ帯状ないしは線状をもって電極構体と垂直偏向電
極との間に導入され、垂直偏向電極と電子レンズ走査電
極間で形成される電子レンズが垂直偏向電界部の移動に
同期して同方向に移動されるようになされるものであ
り、このようにして画質に優れた大画面の平面型表示装
置を構成することができるようにする。

〔従来の技術〕

平面型表示装置すなわちパネル型表示装置としては種
々の提案がなされている。例えば特開平１−173555号公
開公報には２次電子増倍型のパネル型陰極線管の提案が
なされている。この種平面型表示装置において例えば40
インチ型等の広面積の表示装置への適用が望まれてい
る。

この種の平面型表示装置においては、前記特開平１−
173555号公開公報に開示された陰極線管型の表示装置に
おけるように複数のカソードないしはフィラメントが設
けられて、これより発生させた熱電子を螢光面に向かわ
しめてこれを表示信号に応じて変調して各部の螢光面を
発光させて目的とする表示を行うものであるが、このよ
うに複数のカソード（フィラメント）を配置して画面の
各部の発生を分担させる場合、そのカソード相互の特性
のバラツキによって各部一様な明るさの画像表示を行わ
しめることに問題が生ずる場合がある。

上述したような複数のカソード（フィラメント）を設
けることを回避して表示画像に対して例えば１本のカソ
ードを設けることの構造は、例えば特開昭60−115134号
公報にもその開示あるところであるが、この場合画面の
全位置に関して電子ビームの飛翔距離が一様でないこと
による集束条件の相違が特に大画面化で著しくなって画
質の均質化が低下してくるおそれがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、平面型表示装置においてその大画面化に伴
う表示画面の低下の改善を図ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図にその一例の正面図を示し、第２図
に上面図を示し、第３図にその略線的断面図を示すよう
に、平面型管体（１）の前面パネル（1F）の内面に螢光
面（２）が配置され、この螢光面（２）との対向部より
垂直走査方向にずれた位置に電子銃（10）が配置されて
成る。

平面型管体（１）の前面パネル（1F）と対向する背面
パネル（1B）の内面の螢光面（２）との対向部には、水
平走査方向に沿って延長する複数の平行電極（3a）より
なる垂直偏向電極（３）が配置される。

そしてこの垂直偏向電極（３）と螢光面（２）との間
の空間に、水平走査方向に沿って延長する複数の平行電
極（23a）より成る電子レンズ走査電極（23）と、電子
銃（10）からの電子ビームｂを複数のビームに分割する
分割電極（４）と、変調電極（５）と、水平偏向電極
（６）とを少なくとも有する電極構体（７）が配置され
る。

電子銃（10）からの電子ビームｂは、ほぼ両パネル
（1F）及び（1B）と直交し、かつその水平走査方向に沿
うビーム断面がほぼ帯状ないしは線状をもって電極構体
（７）と垂直偏向電極（３）との間に導入される。

垂直偏向電極（３）と電子レンズ走査電極（23）間で
形成される電子レンズL_Mは、垂直偏向電界部の移動に同
期して同方向に移動されるようにする。

尚、本明細書において、水平及び垂直走査方向とは、
物理的水平及び垂直を指称するものではなく、画面上で
の互いに直交する２方向を指称するものである。

〔作用〕

上述の構成において、電極構体（７）と垂直偏向電極
（３）との間の空間に沿って導入された電子銃（10）か
らの帯状ないしは線状の電子ビームｂは、垂直偏向電極
（３）の平行電極（3a）に順次垂直走査周期に同期して
所要の電圧を印加することによって電極構体（７）側に
向う偏向電界を形成すると共に、その偏向電界部の位置
を移動させることによる垂直走査を行わしめ、更にこれ
と同時に、垂直偏向電極（３）と電子レンズ走査電極
（23）の平行電極（23a）との共働によって上述の垂直
電界部に導入する電子ビームｂを集束させる集束レンズ
系L_Mを形成し、かつこのレンズ系L_Mを少くとも電子銃
（２）から遠い領域内での偏向電界部に対し、偏向電極
の移動と共に移動走査させる。

このようにすることによって、大画面表示装置におい
ても、電子銃（２）から遠去かる垂直偏向位置を含めて
電子レンズ系の倍率の均一化をはかって集束状態の均一
化をはかり、画質の均質化をはかる。

〔実施例〕

図面を参照して本発明による平面型表示装置の実施例
を詳細に説明する。

本発明においては、平面型管体（１）が用いられる。
この平面型管体（１）は、少なくとも光透過性の前面パ
ネル（1F）と背面パネル（1B）が周側壁（1S）を介して
気密的に封着されてなる。（21）は平面型管体の排気が
なされ排気後にこれが封止されるチップオフ管を示す。
前面パネル（1F）、背面パネル（1B）及び周側壁（1S）
は例えばガラス板によって形成されて互いにガラスフリ
ット付けされる。

前面パネル（1F）の内側には、直接的にあるいは他の
透明基板に螢光面（２）が塗布して配置され、通常のよ
うにこの螢光面（２）にはAl蒸着膜等によるメタルバッ
クが施される。

また背面パネル（1B）には、直接的にあるいは他の基
板上に形成された垂直偏向電極（３）が配置され、この
垂直偏向電極（３）と螢光面（２）との間に、垂直偏向
電極（３）と所要の間隔を保持して電極構体（７）が配
置される。

この垂直偏向電極（３）は、第３図と共に、第４図に
正面側からみた各電極のパターン図を示し、第５図に断
面図を示すように、金属蒸着膜あるいはスクリーン印刷
によるカーボン塗膜等によって所要の幅及び間隔をもっ
て水平走査方向に沿って延長する複数特に垂直走査線、
例えば480本〜525本の平行電極（3a）が配置されてな
る。

そして、螢光面（２）との対向部から垂直走査方向に
ずれて電子銃（10）が配置される。この電子銃（10）
は、例えば熱電子放出物質が塗布され、水平走査方向に
延長する共通の線状ないしは帯状のカソードＫと、これ
に正対して水平走査方向にそれぞれ延びるスリットが配
置されてなる例えば第１〜第４のグリッド電極G₁〜G₄が
配列されて成る。この電子銃（10）は電極構体（７）と
垂直偏向電極（３）との空間に対向するように配置され
る。

この電子銃（10）は、そのカソードＫから熱電子を放
出させて得た電子ビームｂがクロスオーバーポイントを
形成することがなく、パネル（1F）及び（1B）の板面方
向と直交しかつ水平走査方向に沿う断面が線状ないしは
帯状をなす層流ビームとして電極構体（７）と垂直偏向
電極（３）との間の空間に沿って導入されるようになさ
れる。

一方この平行電極（3a）よりなる垂直偏向電極（３）
と螢光面（２）との間に電極構体（７）と、この電極構
体（７）と背面パネル（1B）との間に介在させる高抵抗
支持壁（８）とが配置される。

電極構体（７）は少なくとも電子レンズ走査電極（2
3）と、分割電極（４）と、変調電極（５）と、水平偏
向電極（６）とを有してなる。

電子レンズ走査電極（23）は、水平走査方向に延びる
平行電極（23a）が例えば垂直偏向電極（３）の各平行
電極（3a）に対応して設けられて成る。これら平行電極
（23a）は、短冊状の金属板によって構成することもで
きるし、一枚の絶縁基板に被着した金属箔をフォトエッ
チングによってパターン化して形成することもできる。

分割電極（４）は例えば第４図及び第５図と共に、第
６図に分解斜視図を示すように、所要のピッチP_SL例え
ば2mmピッチをもって垂直走査方向に延長し、平行配列
された多数本のスリットSLが穿設されてなる電極板によ
って構成し得る。

そして、この分割電極（４）に電子レンズ走査電極
（23）を絶縁性接着材剤例えばガラスフリットによって
取着する。

変調電極（５）は、分割電極（４）のスリットSLに対
応して設けられたスリット状の電子ビーム透過孔h_Mが穿
設された絶縁基板S_Mに、その各スリット状の電子ビーム
透過孔h_Mの周辺にそれぞれ電子ビーム透過孔h_Mに関して
独立に設けられた電極導電層（5a）が被着されてなる。

また水平偏向電極（６）は、複数枚例えば図示の例に
おいては２枚の電極部（6a）及び（6b）の積層構造を採
る。各電極部（6a）及び（6b）は、例えばそれぞれ分割
電極（４）のスリットSL及び変調電極（５）の電子ビー
ム透過孔h_Mに対応して設けられた電子ビーム透過孔h_H1
及びh_H2を有する絶縁基板S_H1及びS_H2を有し、各電子ビ
ーム透過孔h_H1及びh_H2に対応してそれぞれその両側にの
ぞんでそれぞれ対の導電層（6a₁）（6b₁）及び（6a₂）
（6b₂）が被着形成されてなる。

これら変調電極（５）及び水平偏向電極（６）の各絶
縁基板S_M,S_H1,S_H2は、例えば感光性ガラスによって形成
され、光学的に、すなわち露光，現像処理によって各電
子ビーム透過孔h_M,h_H1,h_H2が穿設され、その所定部に無
電解メッキ及び電気メッキによる例えばNi等のメッキ層
によって各導電層（5a），（6a₁），（6a₂），（6
b₁），（6b₂）を形成する。

さらにこの電極構体（７）において必要に応じて第５
図の拡大断面図に示されるように例えば水平偏向電極
（６）と螢光面（２）との間にシールド電極（12）を配
置することができる。シールド電極（12）は複数枚例え
ば４枚の金属電極板（12A）〜（12D）によって構成さ
れ、それぞれ電子ビーム選択孔h_H2に対応して電子ビー
ム透過孔h_SA〜h_SDが穿設されて成る。

そして、この電極構体（７）を構成する互いに電気的
に分離すべき電極間、例えば、順次隣り合う分割電極
（４）、変調電極（５）、水平偏向電極（６）、シール
ド電極（12）の各電極間、更にシールド電極（12）の各
電極（12A）〜（12D）間に、それぞれガラスビーズ等の
絶縁球（11）が介存される。更に電極構体（７）と前面
パネル（1F）との間にも絶縁球（11）が介存されて所要
の間隔が保持されるようになされ、電極構体（７）と背
面パネル（1B）との間に所要の低い電気伝導性を有する
高抵抗支持壁（８）が、所要の複数のスリットSLを組と
して、各組間に、すなわち例えば10〜20mmピッチＰをも
って前面パネル（1F），背面パネル（1B）に垂直となる
ように、かつ垂直走査方向に沿って植立させ、これら高
抵抗支持壁（８）が電極構体（７）と背面パネル（1B）
との間に介在されることによって前面パネル（1F）と背
面パネル（1B）とが大気圧等の外圧に対して高耐圧をも
って所定の間隔に保持されるようになされる。

高抵抗支持壁（８）は、少くとも全体が金属酸化物に
よる高い電気抵抗を有する例えばセラミック板より成る
か、絶縁基板の表面に高抵抗材が塗布された構成とす
る。

螢光面（２）は例えば垂直方向に延びるストライプ状
の赤，緑及び青の螢光体トリプレットが、１本のビーム
透過孔h_SDに対して数組設けられる。

この構成において、電子銃（10）のカソードＫに対し
て、第1,第2,第３及び第４グリッド電極G₁,G₂,G₃及びG₄
に、−30V,−5V,50V,110Vの直流電圧を印加する。

第７図は電子銃（10）、垂直偏向電極（３）、及び電
子レンズ走査電極（23）の電界によって形成される層流
電子ビームｂの集束及び偏向の態様を示すもので、第７
図の紙面と直交するビーム断面、すなわちパネル（1B）
及び（1F）と直交し、水平走査線方向に沿うビーム断面
は線状ないしは帯状をなす。

この場合、電子レンズ走査電極（23）の後述する一部
の平行電極（23a）を除く電極（23a）と、分割電極
（４）には110Vを印加する。

そしてこの場合、第７図に示すように垂直偏向電極
（３）の平行電極（3a）には所定の垂直走査位置に対応
して隣り合う電極（3a₁）及び（3a₂）間に、電極（3
a₁）より電子銃（10）側に位置する電極（3a）において
は後述する一部の電極（3aF）を除いては例えば分割電
極（４）と同電位の電圧100Vを与え、これとは反対側の
電極（3a₂）から電子銃（10）とは反対側の全ての電極
（3a）には0Vを印加し、順次垂直走査周期に同期してそ
の電圧差を与える位置を順次垂直走査方向に移動させ
る。このようにすると電位差100Vが与えられる電極（3a
₁）及び（3a₂）近傍で第７図に細線a₁,a₂,a₃‥‥で等電
位線を示す電界によってビームｂが偏向して電子レンズ
走査電極（23）及び分割電極（４）の水平走査方向に延
びる各スリットに、その位置が垂直走査されつつ導入さ
れ、分割電極（４）の各スリットSLによって、電子銃
（10）からのビームｂによる１条のビームスポットがス
リットSLの数に応じて複数個に分割される。

これと同時に本発明においては、この電子ビームｂに
対し、その垂直偏向電界部より前段側で、垂直偏向電極
（３）の電子レンズ走査電極（23）との共働よって集束
レンズ系L_Mを形成する。すなわち垂直走査偏向電極
（３）の上述の電極（3a₁）より電子銃（10）側に位置
する電極（3a）のうちの電極（3a₁）から所要の距離だ
け隔てた位置にある一部の隣り合う平行電極（3ap）
と、これらに対向する位置の電子レンズ走査電極（23）
の平行電極（23ap）に、それぞれこれら一部の平行電極
に隣接する両側の電極（3a）及び（23a）の電極110Vよ
り低い所要の正の電圧、例えば30Vを印加すれば、ユニ
ポテンシャル型の電子レンズL_Mが形成される。そして、
この電子レンズL_Mは、垂直偏向電界部の上述した移動に
同期して垂直偏向電界部の移動と同方向に移動させて、
常に電子ビームｂに対する像倍率が一定となるように、
移動させる。

このようにして、少くとも電子銃（10）から遠距離側
の、つまり、電子ビームｂの飛翔距離が長い位置にあっ
て電子ビームの広がりが生じて来る垂直偏向領域で、集
束レンズ系L_Mを構成することができることから電子ビー
ムの広がりを防止でき、しかもその像倍率を垂直走査に
同期したダイナミック的集束レンズ系の移動によって像
点とレンズ系L_Mの距離ａと、レンズ系L_Mから結像点、す
なわち螢光面（２）点の距離ｂとの比を各部でほぼ一定
にするなど所望の均一な集束状態を得るようにする。

変調電極（５）には例えば200Vの電圧を印加して各分
割ビームを集束させる作用をなさしめると共に、各電子
ビーム透過孔h_Mの周縁にそれぞれ配置された電極導電層
（5a）に表示信号に応じた例えばパルス幅変調電圧が印
加される。

水平偏向電極（６）は水平走査に同期して順次各電子
ビーム透過孔に対応して設けられた螢光面領域例えば
赤，緑及び青の複数組のトリップレットに対する偏向を
順次行うように例えば300Vに対して±100Vの偏向電圧を
各ビーム透過孔に対して設けられた対の偏向電極導電層
（6a₁）（6b₁）と（6a₂）（6b₂）との間に印加して、微
小の水平偏向を行って分割電極（４）のスリットSLによ
って分割された各分割ビームに関してそれぞれ水平偏向
を行う。

螢光面（２）には、高圧の例えば10kVが印加され、シ
ールド電極（12）の各電極板（12A）〜（12D）には、順
次螢光面（２）側の電極板に向って高電圧となる例えば
2kV,4kV,6kV,8kVを印加して、水平偏向電極（６）及び
変調電極（５）への高圧の入り込みをシールドする。

なお上述したように本発明においては、１本の層流ビ
ームｂによって螢光面（２）上の全域の螢光面の励起を
行わしめるものであるが、その電子ビームの密度がすな
わちアノード電流が十分得られない場合には、例えば水
平偏向電極（６）と変調電極（５）との間に２次電子増
倍手段を配置することができる。

この２次電子倍増手段（22）は、例えば第８図にその
断面図を示すようにそれぞれ例えば複数の電極板（22
A）（22B）（22C）が設けられ、これら電極板（22A），
（22B），（22C）に、スリットSLに対応する各電子ビー
ム透過孔（h_SA），（h_SB），（h_SC）が穿設され、その
内面にMg等の電子の衝撃によって２次電子を多量に発生
する、すなわち２次電子放出比が高い物質を塗布するこ
とによってこの透過孔（h_SA），（h_SB）に導かれる電子
を２次電子増倍して螢光面（２）に向わしめるようにす
ることができる。この場合において各２次電子増倍電極
板（22A）（22B）（22C）には順次螢光面（２）に近い
方に向って高い電圧を印加するようになすことが望まし
い。また各電極板間には同様にガラスビース等を絶縁球
（11）を配置することができる。

また、上述した例に限らず、水平偏向電極（６）を例
えば第９図にその断面図を、第10図にその正面図を示す
ように、互いに電気的に独立する３枚の電極部（6A）〜
（6C）を形成し、その電子ビーム透過孔h_HA〜h_HCの位置
関係を透過孔h_HAを中心に左右に偏心させ、電極部（6
B）に対する水平偏向電圧の印加によって分割ビームb_S
を左右に高解像度をもって微小偏向させる態様を採るこ
ともできる。

また、上述した例では電子レンズ走査電極（23）の平
行電極（23a）を垂直偏向電極（３）の平行電極（3a）
に対応する同数本設けた場合であるが、複数本の平行電
極（3a）を組としてこれらの組に対応して設けることも
できる。

更にまた上述した例ではユニポテンシャル型の電子レ
ンズL_Mを形成した場合であるがバイポテンシャル型など
種々の構成とすることができる。

〔発明の効果〕

本発明による平面型表示装置においては、断面が帯状
ないしは線状の１本の電子ビームｂを用いることから、
画面の各部を複数のカソードからのビームによって分担
させる場合に比し明るさのむらが回避され、さらに集束
レンズの形成と垂直走査に同期したダイナミック的集束
レンズの移動によって大画面の表示装置といえども、均
質な画質を得ることができる。

さらにまた両前面パネル（1F）及び背面パネル（1B）
間には電極構体（７）と背面パネル（1B）との間にその
板面方向が垂直走査方向に延びるように配置された高抵
抗支持壁（８）によって支持するときは電子銃（10）か
らの螢光面（２）に向う電子ビームｂの通路の妨げとな
ることを回避でき、しかもその支持壁（８）が高抵抗支
持壁によって構成することによって、この支持壁（８）
が接触する電極構体（７）と垂直偏向電極（３）との間
の電位差が支持壁（８）の高さｈ方向に亘って漸次均等
に変化する電位分布となることによって電界の乱れが回
避され、この支持壁の存在による電子ビームの乱れを回
避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による平面型表示装置の一例の正面図、
第２図はその上面図、第３図はその垂直走査方向の略線
的断面図、第４図は正面から見た各電極のパターン図、
第５図は電極構体の一例を示す要部の略線的断面図、第
６図は電極構体の要部の分解斜視図、第７図は電子銃の
一例の電位分布図、第８図は２次電子増倍手段の一例の
略線的断面図、第９図及び第10図は水平偏向電極の他の
例の電極構成図及び電子ビーム透過孔の配置関係を示す
図である。（１）は平面型管体、（1F）及び（1B）はその前面パネ
ル及び背面パネル、（２）は螢光面、（３）は垂直偏向
電極、（４）は分割電極、（５）は変調電極、（６）は
水平偏向電極、（７）は電極構体、（23）は電子レンズ
走査電極、（８）は高抵抗支持壁、（10）は電子銃であ
る。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】平面型管体の前面パネルの内面に螢光面が
配置され、該螢光面との対向部より垂直走査方向にずれた位置に電
子銃が配置され、上記平面型管体の上記前面パネルと対向する背面パネル
側の、上記螢光面との対向部にそれぞれ水平走査方向に
沿って延長する複数の平行電極よりなる垂直偏向電極が
配置され、該垂直偏向電極と上記螢光面との間の空間に、上記水平
走査方向に沿って延長する複数の平行電極よりなる電子
レンズ走査電極と、上記電子銃からの電子ビームを複数
のビームに分割する分割電極と、変調電極と、水平偏向
電極とを少なくとも有する電極構体が配置され、上記電子銃からの電子ビームは、そのほぼ上記両パネル
と直交しかつ水平走査方向に沿うビーム断面がほぼ帯状
ないしは線状をもって、上記電極構体と上記垂直偏向電
極との間に導入され、上記垂直偏向電極と上記電子レンズ走査電極間で形成さ
れる電子レンズが、垂直偏向電界部の移動に同期して同
方向に移動されるようになされた平面型表示装置。