JPH01130453A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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じては、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［栄
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ｒ象が得られる電
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ｊ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・走査して螢光体を発光させ
、全体としてカラーテレビジョン画［象を構成する画像
表示装置がある。

以下図面を参照しながら、上記画像表示装置について説
明する。

第２図は従来の画像表示装置の内部構成を示すものであ
る。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は垂直偏向電極である。

垂直偏向電極４は電子ビーム引き出し電極３ａの水平な
スリット１０にそれぞれ対向配置されており、絶縁基板
１２の上下に導電体１３ａ、１３ｂを有する構成となっ
ている。この垂直偏向電極４は、引き出し電極３ａと垂
直集束電極３ｂとの間に形成される空間において、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
偏向を行う。

また６は信号電＠、６ａおよび６ｂは水平集束電極、７
は水平偏向電極、８は加速電極である。

加速電極８は、前記垂直偏向電極４と同じ高さにそれぞ
れ水平に設けられた複数本の導電線１９で構成されてい
る。この加速電極８は、高電圧が印加されることによっ
て各導電線１９に挾まれた空間に垂直方向に発散効果の
ある静電レンズを形成し、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う。これらの構成部品はガラ
ス容器９および２２の中に真空状態で収納されている。

スクリーン２１は電子ビームの照射によって発光する螢
光体２ｏ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。

このようにして、テレビジョン画面を縦横にマトリクス
状に分割し、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
・走査することによって全画面をスクリーン２１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
像を構成するとき、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１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２１上の電子ビームスポットの列も曲りを生じ１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以内程以内−う厳しい加工精度が要
求され１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１９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供するものである。

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は。

螢光体を塗布した平板状のスクリーンと、前記スクリー
ンと対向する背面電極とによって挾まれた空間に背面電
極側より順に線陰極と、引き出し電極と、信号電極と、
集束電極と、水平偏向電極と、垂直偏向電極とを配設し
たことを特徴とする。

作　　　用 本発明は上記構成によって、電子ビームを電子レンズ系
の最終段階で垂直偏向することができるので、従来の加
速電極を省略するととができると共に、垂直偏向電極に
対する加工精度を緩和することができ電極部品点数の大
幅に削減と、材料のコストダウンを達成することができ
るにもかかわらず、電子ビームの垂直偏向感度を容易に
均一化することができ、高品質の画像を得ることができ
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１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。

２６は背面電極、２フイ〜２７ノ・は電子ビーム源とし
ての線陰極、２８は電子ビーム引き出し電極、２９は信
号電極、３０は集束電極、３１は水平偏向電極、３２は
垂直偏向電極であり、これらの構成部品をガラス容器３
３および４４の中に収納し、容器内を真空としたもので
ある。

線陰極２フイ〜２７ノ・は、水平方向にほぼ−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２フイ、２７０，２７ハの３本のみ示しである）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２６は平板状の導電材からなり、線陰極２フイ
〜２７ハに対し平行に設けられている。

引き出し電極２８は線陰極２フイ〜２７ハを介して背面
電極２６と対向し、水平方向に適宜間隔で設けられた貫
通孔３４の列を、各線陰極に対向する水平線上に有する
導電板３６からなる。貫通孔３４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
従来の実施例の引出し電極のごとくスリット様のもので
も良い。

信号電極２９は、引き出し電極２８における貫通孔３４
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３７の列から
なり、各導電板においては。

引き出し電極２８の貫通孔３４に相対向する位置に、同
様の貫通孔３６を有している。貫通孔３６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。

集束電極３０は２信号電極２９の貫通孔３６と各々に対
向する位置に貫通孔３８を有する導電板３９からなる。

貫通孔３８の形状は１円、楕円。

スリット様のものでも良く、また集束電極の枚数も複数
枚となっても良い。

水平偏向電極３１は、垂直方向に細長い導電板４０を複
数個水平方向に並べて全体として柵状とした構成であり
、特に集束電極３０の貫通孔３８の列の中間に対向する
ように同一平面上に導電板４０を配置しである。

垂直偏向電極３２イ、３２０は、４７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を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４８に対しては、下方
の導電板４１イと上方の導電板４１０によって一対の垂
直偏向電極を成す。

スクリーン４３は、電子ビームの照射によって発光する
螢光体４２をガラス容器３３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２６に電圧■１．引き出し電極２８にＶ
　より高い電圧ｖ２を印加する。さらに線陰極２フイ〜
２７ハを加熱し、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ｖｌ〈ｖｏ〈■　なる適切な電圧Ｖ。

を印加すれば、線陰極２゜ ２フィル２フハ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２８に向って加速される。

また１例えばｖｏ〉ｖ２なる電圧ｖ０を印加すれば、線
陰極２フイ〜２７ハ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、電圧を個別に制御する
ことにより、上方の線陰極２フイから順に２７０，２７
／％、・・・・・・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２フィル２フハ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２８
０貫通孔３４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２９の貫通孔
３６に到達するが、この際に、信号電極２９の電圧ｖ３
　をｖ３〉ｖ。とすれば電子ビームは通過し、ｖ３〈ｖ
ｏ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７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２９を通過した電子ビームは次に集束電極３０
に到達し１貫通孔３８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３１の相隣接する導
電板４０．４０問および垂直偏向電極３２イ、３２０の
相隣接する導電板４１イ、４１０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４３のメタルバック習には高
電圧（例えば１ｏＫＶ）が印加されており、電子ビーム
は高エネルギに加速されてメタルバンクに衝突し、螢光
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４５の集合体としたとき、各小区分４５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４５内のみ偏向・走査すること
によって全画面をスクリーン４３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
レビシロン動画を再現することができる。

以上のように本実施例は、第２図に示した従来例と基本
構成のうえで、はぼ同様であるが、顕著な差異として、
垂直偏向電極３２イ、３２０が電極群２８〜３１の後方
すなわちスクリーン４３　ｊｌ］ｌｌに位置すること、
および従来例に用いられた加速電極（第２図に８で示す
）が全く省略されたこと、さらに垂直偏向電極が、３２
イおよび３２０に示すごとく櫛歯状の導電板４１イ、４
１０を噛み合わせた構造からなる点があげられる。

つぎにこれらの特徴について第３図を参照しながら説明
する。

電子ビームを静電偏向する際には、偏向板４゜３２の幅
をｌ、偏向板４，３２間の間隔をｄ、偏向電圧をＶとし
たとき、偏向感度はｖｌ／ｄに比例することが知られて
いる。第３図ａは従来例の垂直断面における電子ビーム
偏向時の軌道、第３図すは本発明の実施例の垂直断面に
おける電子ビーム偏向時の軌道をそれぞれ示す。いずれ
も３次元シミュレーション結果に基づくものである。

本実施例のごとく垂直偏向電極３２を薄板化すると、ｌ
が著しく小さくなり偏向感度が悪化するが、ｄを小さく
し、さらに垂直集束電極３２を最後方に置くことにより
、第３図（ａ）の４６に示した電子ビームの平行化がな
くなり、若干偏向電圧Ｖを大きくする程度で十分な偏向
感度が得られることが判明した。特に、従来では、電子
ビームを垂直偏向したのち、水平方向の制御を行ってい
たために、第３図に示すごとく、後半での電子ビーム垂
直偏向感度が鈍化し、偏向量が不足するため、加速電極
８を必要としていたが、本実施例ではこれらもなくすこ
とができた。

つぎに、電極の加工９組立方法について述べる。

本実施例において、画像小区分４６の継ぎ目の見えない
、均一性の高い画像を得るためには、解決しようとする
問題点の項にて述べた通り、各電極を高精度で加工９位
置決めする必要がある。しかし、電極群２８〜３２は、
いずれも板厚の薄い導電板であるから、貫通孔３４．３
８．３８、スリット等はエツチング加工によって、ミク
ロンオーダまでの加工精度の管理が可能である。

特に水平集束電極３１や信号電極２９のごとく分離した
多数本の導電板４０．３７からなる場合においても、当
初は適宜桟等を設けて全て部分的に連結させた一枚物と
してエツチングで加工、製造し、電極群２８〜３２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、
最終的に分離された導電板４０．３７を安価に精度良く
製作することができる。

第４図に垂直偏向電極３２イ、３２０の製造方法を具体
的に示す。当初、−枚の導電板４７を第４図に示すよう
なエツチングパターンにて加工し。

１対の垂直偏向電極３２イ９．３２０は、例えば各櫛歯
先端に設けられた細い桟部４８によってたがいに連結さ
れている。そして他の電極群と積層、固定されたのち、
桟部４８を全てレーザービーム加工で切断、除去し、分
離、絶縁するという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（紙面に垂
直方向の段差など）に誤差が生じに＜＜、高精度の加工
９組立が可能となる。

したがって実施例によれば、垂直偏向電極３２イ。

３２０の組立精度バラツキは極めて少なく抑えられると
ともに、クーロン力によって静電変形を起こし、画像に
悪影響を与えていた加速電極をも無くすことを可能にし
、加えて部品点数および加工費用の大幅な削減により、
横線のない高品質の画像の実現と、コストダウンをもた
らすことができる。

発明の効果 本発明によれば、垂直偏向電極を後方に設けることによ
り、高精度が要求されている部品を省略して部品点数を
削減し、大幅なコストダウンを可能とすることができる
と共に、高品質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における内部構成を示す要部
の分解斜視図、第２図は従来例の内部構成を示す要部の
分解斜視図、第３図（−）は従来例の電子ビーム軌道を
示す垂直断面図、第３図（ロ）は本発明の一実施例にお
ける電子ビーム軌道を示す垂直断面図、第４図は本発明
の一実施例における垂直偏向電極を示す平面図である。 ２６・・・・・・背面電極、２フイ〜２７ハ・・・・・
・線陰極、２８・・・・・・引き出し電極％２９・・・
・・・信号電極％３゜・・・・・・集束電極、３１・・
・・・・水平偏向電極、３２イ、３２０・・・・・・垂
直偏向電極、４３・・・・・・スクリーン。 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）螢光体を塗布した平板状のスクリーンと、前記ス
   クリーンと対向する背面電極とによって挾まれた空間に
   背面電極側より順に線陰極と、引き出し電極と、信号電
   極と、集束電極と、水平偏向電極と、垂直偏向電極とを
   配設したことを特徴とする画像表示装置。
2. （２）垂直偏向電極が、同一平面上にてたがいに適宜空
   間を介して噛み合った２枚の櫛歯状導電板からなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像表示装置
   。