JPH01189693A - 平面陰極線管表示装置 - 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】 本発明は平面陰極線管表示装置（ｆｌａｔ　ｃａｔｈｏ
ｄｅｒａｙｔｕｂｅ　ｄｉｓｐｌａｙ　ａｐｐａｒａｔ
ｕｓ）に関連し、これは外囲器、 実質的に平坦なフェースプレートにわたって延在する発
光スクリーン、 外囲器内でスクリーンに平行に延在しかつ複数の個別偏
向電極を具える偏向電極アレイ、偏向電極アレイから間
隔が置かれかつスクリーンをオーバーレイする平面電極
、 偏向電極アレイとスクリーンの間のフェースプレートに
実質的に平行なうイン走査電子ビームを外囲器中で生成
しかつ向ける手段、 を具え、 駆動回路はその各々が偏向電極アレイの各電極に接続さ
れている複数の出力段を具え、電子ビームが発光スクリ
ーンにわたってテレビジョンラスター形式で走査されて
いるフィールド走査態様で上記のフェースプレートに向
かう方向にライン走査ビームを偏向する駆動回路によっ
て偏向電極アレイが動作可能である。

そのような平面陰極線管表示装置の一例は英国特許明細
書第２．１０１　、３９６Ｂ号に記載されている。ここ
に記載された装置では、ライン走査ビームは電子銃と静
電偏向器装置によって生成され、かつ管の一端の反転レ
ンズ（ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ　１ｅｎｓ）によって１８０
度だけ回転される前に管の背部領域のフェースプレート
に実質的に平行に向けられ（ｄｉｒｅｃｔｅｄ）、かつ
偏向電極アレイと、フェースプレートに実質的に平行で
あるライン走査ビームの平面（ｐｌａｎｅ）を持つスク
リーンとの間の領域に導入されている。

電子ビームは低エネルギビームであり、説明された特別
の例では約４００ボルト加速の低電流、低電圧ビームで
ある。チャネル電子増倍器がスクリーンに平行にかつそ
れと間隔を置いて位置され、電子ビームはそれにラスク
走査された入力を与えるために平面電極（ｐｌａｎａｒ
　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を構成する電子増倍器の入力側
にわたって偏向電極アレイによって偏向されている。電
子増倍器内で電流増倍を行うと、このビームは増倍器の
出力側と、ラスク７一 走査された表示画像を生成するためのスクリーン上のバ
ッキング電極（ｂａｃｋｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）
　との間に設定された高電圧フィールドによってスクリ
ーン上に加速されている。そのような表示装置はテレビ
ジョンあるいは他のビデオ表示の目的に使用することが
できる。

既知の装置では、ライン走査ビームは偏向電極アレイを
形成しかつ電子ビーム通路の反対側のフェースプレート
に平行に位置している複数の垂直に間隔が置かれている
水平に細長い電極の選択的付勢によってフィールド走査
形態で増倍器の入力側にわたって漸進的に下向きに偏向
され、かつそれは固定電位で平面電極と協働してビーム
の偏向フィールドを発生する。

電極アレイは電極の隣接ペアーに順次連続的にランプ電
圧（ｒａｍｐ　ｖｏｌｔａｇｅ）を印加することにより
連続垂直走査を達成するように駆動され、各ペアーの電
極に対するランプ電圧のタイミングは前もって決められ
ている。この形式の駆動は小さい数（代表的には１５付
近）の電極がアレイで使用されることを許容している。

しかし、電極が駆動されているやり方のために、必要な
駆動回路は複雑になっている（例えば英国特許明細書第
２．１６４．８２９Ａ号に記載されているように）。駆
動回路は管の外囲器の外側に備えられ、かつ各ラインを
介して偏向アレイの電極と相′互接続され、そのライン
は多数ツリートスルーが外囲器に備えられることを必要
としている。アレイの２個の電極が適当に時間を決めら
れた線形ランプの時間で駆動され、かつランプ形状と開
始・終了時間の注意深い制御が必要である。

英国特許明細書第２．１８１　、３１９Ａ号は全カラー
画像を表示するこの既知の表示装置のバージョンを記載
している。記載された装置はそれぞれ異なるカラーで発
光するように適応された３個の蛍光体要　　０素の繰り
返しパターンからなる発光スクリーンを有し、かつ電子
増倍器の外側とスクリーンの中間に配置されたカラー選
択電極をさらに含み、このスクリーンはビームが複数の
蛍光体要素の各々に選択的に向けることのできる適当な
制御によって増倍器のチャネルから発出する電子ビーム
を偏向することができる。

この装置で使用されたカラー選択電極はチャネル軸の反
対側に配設された電子増倍器の各チャネルの１対の電極
の形をしており、それによってチャネルから発出する電
子ビームは第１および第２カラー、すなわち赤と青を選
択的に表示する蛍光体要素の各々の１つにぶつかるよう
に一方の側あるいは他方の側に偏向できる。偏向されな
い状態では、すなわち無電位あるいは電極のペアーに印
加された同じ電位では、電子ビームは緑を生成するため
に繰り返しパターンの第３蛍光体要素に向けられている
。

従ってこの表示装置は電子増倍器の入力側にわたってラ
スタ形態で走査されている単一電子ビームを用いてカラ
ー画像が生成されることを可能にし、所要のラインとフ
ィールド走査偏向器はビームが電子増倍器に達する前に
ビームに作用している。

表示装置は、例えば６２５ライン、５０Ｈｚフイ一ルド
形式のＰＡＬ標準のような通常の標準走査形式に従って
テレビジョン画像を表示するために使用でき、ここで人
力の赤、緑および青信号はカメラ、テレシネあるいはＰ
ＡＬデコーダーのようなＲＢＧソースから導かれている
。

前述の英国特許明細書第２．１８Ｌ３１９Δ号には次の
ような管からカラーテレビジョン画像を生成する駆動技
術が記載されており、その管ではライン走査およびカラ
ー選択がＰＡＬシステムの標準速度４６．８７５ｋＨｚ
の３倍でシーケンシャルに行われており、各テレビジョ
ンラインの赤、緑および青成分が６４マイクロ秒の１標
準ライン期間の間にシーケンスで蓄積され、時間圧縮さ
れ、かつ直列に表示されている。このように正規の各テ
レビジョンラインは３個の個別の、かつそれぞれ色付け
されたラインとして与えられ、その各々は正規のライン
期間の１７３で描画されている。この駆動技術は今後ト
リプルラインシーケンシャル動作（ｔｒｉｐｌｅ　１ｉ
ｎｅｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）とし
て規定されよう。

１つの可能な動作モードでは、垂直フィールド走査が連
続態様で実行されている。このために、はぼ線形なラン
プが通常のラスタを与える所定の関係でアレイの電極の
連続する隣接ペアーに逐次印加されている。アレイ中の
個別電極の数（代表的には１５であるが）は垂直な一様
スポット高（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ−ｕｎｉｆｏｒｍ　
ｓｐｏｔ−ｈｅｉｇｈｔ）と画像寸法と明るさを達成す
るための必要性と、一方、管のリードスルーの数と電極
を駆動するのに必要な外部回路の数を最小に保つことに
よって規定された妥協である。このことはランプが特定
の態様で非線形でありそしてそれらの開始・終了時間が
正確に規定されることを必要としている。採用された選
択シーケンスに基づいて、すなわち個別カラーラインが
描かれる順序に基づいて、そのような連続垂直走査によ
って可視カラーライン構造、表示に対するクロール（ｃ
ｒａｗｌ）あるいはフリッカ−障害（ｆｌｉｃｋｅｒ　
ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔ）の起こることが予期できる。

動作の代案のモードにおいて、垂直走査は３個の個別カ
ラーラインが理想的にお互いに重畳し、かつその後で走
査ビームが次のテレビジョンライン位置に１ステツプ偏
向され、そしてこのプロセスが繰り返されるという段階
的態様で実行されている。この動作モードは各テレビジ
ョン表示の赤、緑、青成分がオーバーレイされかつ目が
残留する一時的誤差を検出できないという前述の表示障
害を回避している。この技術はまた−様なラインピッチ
とラスタの明るさの保証を可能にしている。

段階的偏向（ｓｔｅｐｐｅｄ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）
は線形ランプをディジタルメモリに蓄積された値から導
かれた非線形階段波によって置き換えることにより達成
でき、各ステップはラインブランキングの間に起こる。

この方法によって受は入れ可能な一様フイールド走査を
保証するために、メモリはほぼ１２ビツトの解像度を有
することを必要とし、かつそれに引き続くアナログ回路
が非常に高い安定度を有することを必要とすることが考
慮されている。そのような成分は表示システムのコスト
を著しく増大するように見える。

本発明の目的は冒頭の記事に述べられたような平面陰極
線管表示の改良された形式を与えることである。

本発明の別の目的は段階的フィールド走査動作ではある
が前に述べたように高価な構成要素を備える必要のない
動作の使用によって受は入れ可能な品質のカラー表示の
与えられる前述の平面陰極線管表示装置を提供すること
である。

本発明によると、冒頭の記事で述べられたような表示装
置が与えられ、それは偏向電極アレイが表示すべき通常
の各標準ラスクライン用の１個の偏向電極を具え、かつ
ライン走査ビームをフィールド方向にステップするよう
に駆動回路が所定の第１レベルから所定の第２レベルに
各偏向器電極にシーケンスで印加された電圧をスイッチ
動作できることを特徴としている。

スクリーンに重なっている平面電極と協働して、偏向器
電極に印加された電圧はビーム偏向フィールドを発生す
るように制御されている。

好ましくは、ライン走査電子ビームは約２．５ｋｅＶま
で（典型的には４００ｅＶ　）の低エネルギ電子ビーム
であり、そして管はさらにスクリーンに平行にかつそれ
から間隔を置いて配置されたチャネル電子増倍器を含み
、その入力にわたって電子ビームが偏向電極アレイによ
って走査されている。この場合、平面電極は増倍器の入
力側に構成されている。

平面電極がある電圧にあり、かつ偏向電極アレイの電極
が実質的に同じ電圧にあると仮定すると、ライン走査ビ
ームの偏向は起こらない。もし偏向器電極が平面電極に
対して負にされているなら、ライン走査ビームはその実
質的にスクリーンに平行な平面から電極の領域のスクリ
ーンに向かって偏向されるようになる。平面電極に対し
てアレイの各電極に連続的かつ２つの選択されたレベル
の１つから他のものに規則正しい間隔で印加された電位
の適当なスイッチングによって、ビームに作用する偏向
フィールドは実際に垂直に規則正しいステップで漸進的
に移動し、それは偏向器電極間隔および所要のライン間
隔に対応し、ビームがスクリーンに向かって偏向する領
域、従ってライン走査ビームがスクリーンにぶつかる位
置はフィルド走査を達成するために階段的形態で垂直に
偏位される。

アレイ中の電極の数が偏向電極アレイの以前の形に比べ
て著しく増大していても、電極の駆動は実行するには不
当に困難ではない。と言うのは例えば非線形階段波形の
適用よりはむしろ電極の単なる電圧スイッチングのみが
必要とされているからである。更に、この態様で偏向電
極アレイの動作に必要なスイッチング駆動回路の比較的
簡単さのために、この回路は管の外囲器内に容易に組み
込まれ、それにより表示装置の以前の形式の場合と同様
に外部回路にアとイの電極を接続するための管外囲器の
多数のリードスルーを備える必要性を回避している。回
路のタイミングとスイッチング要素は例えばＬＳＩ技術
を用いて製造できる。便宜上および簡単化のために、そ
のような回路は基板上に形成され、その基板上で偏向電
極アレイが作られる。電極は例えばガラスのような絶縁
基板上のフォトリソグラフィー技術を用いて沈積するこ
とができる。従ってこの配列は関連する駆動口路に含ま
れた多数の電極の相互接続の問題を克服している。電極
と駆動回路の間の相互接続はトラックとして電極と同時
に沈積することができる。

必要な管の外部からの唯一の接続は直流電圧とタイミン
グラインである。

従って、本発明はモノクローム表示のような表示装置の
既知の形にわたってこの点に関し著しい利点を提供して
いるが、表示装置が前述のような３重パターンスクリー
ン（ｔｒｉｐｌｅｔ　ｐａｔｔｅｒｎ　５ｃｒｅｅｎ）
とカラー選択電極を用いるカラー表示装置である場合に
さらに重要な利点が得られる。

この装置が３重ラインシーケンシャル形態で駆動される
場合、本発明の偏向電極アレイは有利な階段状垂直走査
の場合のアレイの電極に高い精度の階段状波形を印加す
る必要性を除いている。その代わりに階段状垂直走査は
所定のレベル間でアレイの電極のスイッチングによって
達成され、それにより管の駆動を簡単化し、かつ標準Ｔ
Ｖラインを構成する３つの別々に色付けされたサプライ
ンの正確な重畳を保証している。ディジクルメモリと安
定駆動器の必要性は回避される。

アレイの電極は通常のラインブランキング間隔内で、所
定の第１電圧から正規の標準ライン走査間隔、すなわち
ＴＶ表示の６４マイクロ秒間隔で駆動回路によってフィ
ールド期間中連続してスイッチされることが好ましい。

好ましい配列では、駆動回路は各偏向器電極にトランジ
スタスイッチングブリッジ回路を具え、この偏向器電極
は所定の第１および第２電圧の共通電源、および正規の
ライン走査間隔に従って順次ブリッジ回路を動作する制
御回路にも接続されている。

各フィールドの始めにおいて、すべての電極が平面電極
の電圧に実質的に一致する所定の第１電圧にあり、かつ
、どんな時でも１つの電極のみが所定の第２電圧にある
ように同時に所定の第１電圧に戻る所定の第２電圧にス
イッチされたものにすぐ先行する電極によって、あるい
は、どんな時でも複数の連続する電極が所定の第２電圧
にあるように複数の引き続く電極が所定の第２電圧にス
イッチされてしまった後でのみ所定の第１電圧に戻され
ているすく先行する電極によって所定の第１電圧に対し
て負である所定の第２電圧に順次個別的に各々がスイッ
チされるように偏向電極アレイの電極が動作されること
は可能であろう。しかし、各フィールドの始めにおいて
、すべでの電極が所定の第１電圧にありかつライン走査
ビームが入力面（ｉｎｐｕｔ　ｆａｃｅ）にわたって漸
進的に垂直に入力面に向かって偏向する点に移るように
標準ライン走査間隔で所定の第２電圧にフィールド期間
で個別的に順次スイッチされることが好ましい。次のフ
ィールド表示の開始に先立つ標準フィールドブランキン
グ期間の所定の第２電圧に戻されている電極によるフィ
ールド表示の間で１回だけ各電極をスイッチすることが
必要であると言う利点をこの動作は有しでいる。

本発明によりカラー画像を表示する陰極線管表示装置を
添付図面を参照し、実例によって説明する。

第１図を参照すると、実質的に平らなガラスフェースプ
レート１２を有する矩形外囲器１５を具える平面陰極線
管１０が示されている。フェースプレート１２の内側に
は垂直に延在する蛍光体ラインである赤Ｒ１緑Ｇ、青Ｂ
の繰り返しグループを具える蛍光体スクリーン１４が備
えられている。開口入出力表面電極（ａｐｅｒｔｕｒｅ
ｄ　１ｎｐｕｔ　ａｎｄ　ｏｕｔｐｕｔ　５ｕｒｆａｃ
ｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を有するチャネルプレート電子
増倍器１６がフェースプレート１２に平行かつそれに間
隔を置いて配列されている。電子銃２０が外囲器の背面
部分に配置され、かつ外囲器１５の背面壁と区画１９と
の間でフェースプレート１２に平行な方向に下向きに低
エネルギ電子ビームを向けており、背面壁と区画支持電
極はその間にフィールドフリー空間を規定している。電
子銃２０の近くに位置している静電偏向器１７によって
ライン走査を実行するためにフェースプレート１２に平
行な平面でビームが偏向されている。ライン走査ビーム
１８は外囲器の下端の反転レンズ２１によって１８０度
だけ偏向され、従ってそれは区画１９の他端にわたって
反対方向に進行している。

ガラスあるいは他の絶縁材料である区画１９は偏内電極
アレイ２２を形成する複数の選択的に付勢可能な垂直に
間隔が置かれている水平に細長いストリップ状電極２３
を持っている。ライン走査ビームのラインが反転レンズ
２１による反射の後で真直よりはむしろ僅かに下に曲が
っていると言う効果に対抗するために、電極２３は反対
方向に僅かばかり曲がっている。電極２３はこれから詳
細に説明されるようにチャネルプレート電子増倍器１６
の入力面にわたってう゛イン走査電子ビーム１８の垂直
フィールド走査を実行するよう動作可能になっている。

増倍器１６内で電子増倍を行うことにより、ビームはス
クリーンのアルミニウムバッキング電極によって蛍光体
スクリーン１４上で加速されている。このように、ライ
ン走査偏向器１７とフィールド走査電極アレイ２２はス
クリーン１４上でラスク走査された画像を生成するため
にチャネルプレート電子増倍器１６の入力面にわたって
ラスク形式で単一電子ビーム１８を走査するように使用
されている。

電極２２および後で説明されるその関連駆動は別にして
、第１図のカラー表示管は英国特許明細書第２１０１３
９６Ｂ号に記載された管にある点で類似しており、管と
その構造のもっと詳しい説明のためにこの明細書が参照
されている。しかし１つの重要な差は、前述の管が単一
カラー蛍光体スクリーンを有するモノクロームであり、
一方、第１図の管はカラー表示を目的とし、従ってこの
目的の付加的特徴を備えていることである。

チャネルプレート電子増倍器１６はラミネートされたダ
イノードタイプの増倍器であろう。この種の増倍器の構
造は英国特許明細書筒１　、４３４　、０５３号および
第２，０２３，３３２Ａ号に与えられている。簡単に述
べると、電子増倍器１６は複数の開口ダイノード（ａｐ
ｅｒｔｕｒｅｄ　ｄｙｎｏｄｅ）　２４を具え、その最
後の３つが第２図に示されている。連続するダイノード
中のバレル形状開口（ｂａｒｒｅｌ−ｓｈａｐｅｄ　ａ
ｐｅｒｔｕｒｅ）　２６はチャネルを形成するためにお
互いに整列されている。ダイノード２４は背中合せに配
列された２個の半ダイノード（ｈａｌｆ　ｄｙｎｏｄｅ
）　２８．３０を実際に具えている。連続するダイノー
ド２４は例示されている実施例では標識用ガラス玉（ｂ
ａｌｌｏｔｉｎｉ）　３２を具える抵抗性もしくは絶縁
スペーシングによってお互いに分離されている。アレイ
２２に対面している増倍器１６の側面は平面開口入力電
極によって覆われている。動作中、チャネルに入る電子
ビーム１８はその各々が前のものより代表的には３００
Ｖよりさらに正になっている１つのダイノードから次の
ダイノートに通過するにつれて２次放射によって電流増
倍を行っている。電子増倍器１６の最終ダイノードから
電流増倍された電子ビーム３４を抽出するために、抽出
器電極（ｅｘｔｒａｃｔｏｒ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）　
３６が備えられている。この抽出器電極３６は最終ダイ
ノードに搭載されているがそれから間隔の置かれた半ダ
イノードを具えている。最終ダイノードに対して代表的
には＋２００Ｖである正電圧が抽出器電極３６に印加さ
れており、これは電子ビーム３４を引き出すのみならず
、それを収束する。

繰り返し群になっている蛍光体Ｒ，ＧおよびＢの例示さ
れた配列によって、偏向されていない電流増倍された電
子ビーム３４は緑色蛍光体Ｇにぶつかるであろう。赤色
Ｒと青色Ｂ蛍光体にぶつかる＝２３− ために電子ビーム３４はそれぞれ左および右に偏向され
る（すなわち、第２図でそれぞれ上と下に）。

これは抽出器電極３６の各開口４２の各側面上に配列さ
れた電極のペアー３８．４０　（第１図には示されてい
ない）を具えるカラー選択電極によって達成されている
。開口４２はコラムに直線的に整列され、電極３８．４
０は細長く、コラムの高さに延在している。すべての電
極３８は電極４０がそうであるように相互接続されてい
る。電極３８．４０は抽出器電極３６から電気的に絶縁
されている。偏向器電極３８．４０は所要の寸法の電子
ビーム３４を形成するレンズ系の一部分として作用して
いる。カラー選択電極配列は公開英国特許明細書第２１
２４０１７Ａ号に詳細に説明されており、これは参考の
ためにここに記載する。

動作中、電子ビーム３４を偏向するために電極３８゜４
０の組の間に電位差を印加する必要がある。例えば、最
終ダイノードに対して抽出器電極３６が例えば＋２００
■にあり、スクリー７１４が例えば＋７ｋＶから１２ｋ
Ｖにある状態では、偏向されないビーム３４〜２５− に対して＋１２５■の平均電圧が電極３８．４０に印加
され、そしてこの場合に１つの方向あるいは他の方向へ
の偏向を得るために例えば６０Ｖの電位差が生成され、
従って赤色蛍光体Ｒへの偏向のために電極４０は＋１５
５■であり、一方、電極３８は＋９５Ｖであり、この電
圧は青色蛍光体Ｂへの偏向では反対になっている。

標準形式に一致する受信ビデオ信号に従って画像を表示
する装置の動作モードをこれから説明する。以下の説明
は例えば入力の赤、緑、青信号がＰＡＬ復号器あるいは
ＰＡＬ力ラメあるいはＰＡＬテレシネのようなソースか
ら導かれている６２５ライン、５０Ｈｚフイ一ルド形式
である標準ＰＡＬ走査形式に従うビデオ信号の表示に関
連している。この装置はその代わりに別の標準形式で使
用できることが評価されよう。

ライン走査は正規な標準速度の３倍、すなわち標準ＰＡ
Ｌ走査形式によって決定された速度の３倍で偏向器１７
によって実行され、そして各標準ＰＡＬラインの赤、緑
、青成分は６４μｓである正規標準ライン期間の間に３
つのそれぞれ色付けされたラインの形式で順次別々に表
示されている。これを行うために、必要なシーケンシャ
ルな時間圧縮されたカラー成分は多数のテレビジョンラ
インメモリを使用して導かれ、このメモリは各ＰＡＬラ
インの３つのカラー成分の各々１つを蓄積し、かつそれ
は書き込み速度の３倍で読み出される。カラー選択電極
３８と４０に印加されたカラー偏向電圧は、チャネルプ
レート電子増倍器１６から現出する電子ビーム３４をス
クリーン１４の赤、緑、青蛍光体ラインに偏向するため
に必要な３つの値の間でラインシーケンシャルに繰り返
して変化される。反転（ＲＧＢＢＧＲＲＧＢＢＧ・・・
）あるいは連続（ＲＧＢＲＧＢ・、・）いずれかのカラ
ーシーケンスが使用されよう。連続ラインが異なるカラ
ー選択モードで走査されるから、適当な赤、緑、青１次
信号は同期して電子銃２０にシーケンシャルに供給され
る。この３重うインシーケンシャル動作に関する一層の
情報については、公開英国特許明細書第２１８１３１９
Ａ号が参照される。

電子ビームの垂直フィールド走査は３つのずべての３重
ＰＡＬ速度走査ラインの後で、すなわち単−ＰＡＬ標準
ラインに対応する３つの別々にかつ異なって色付けされ
たラインの各ブロックの後で垂直走査をステップするこ
とで成し遂げられ、従って各標準ＰＡＬラインの赤、緑
、青成分は重畳されかつ原理的に最大空間誤り（ｍａｘ
ｉｍｕｍ　５ｐａｔｉａｌ　ｅｒｒｏｒ）は零である。

この不連続なステップされた３重うインシーケンシャル
動作を達成するために、偏向電極アレイ２２の電極２３
は所定の電位レベルの間で選択的にスイッチされ、それ
により単一ＰＡＬラインに対応して描かれた３ラインの
各群の後で（各６４μｓの後で）、標準ラインの間隔に
対応する量によってビームは増倍器の入力面にわたって
下向きにステップされる。

このために、そして本発明に従って、偏向電極アレイ２
２の個々の電極２３の数はフィールド中に表示画像を生
成するために使用された通常のアクティブラスクライン
の数に対応している。電極２３の各々ばスイッチされた
電極の範囲で増倍器１６の入力面に向かってライン走査
ビームの偏向を生じる所定の２つの電圧レベルの間で個
別的にスイッチ可能である。増倍器１６のチャネルの寸
法と間隔は各表示ラインがチャネルの少なくとも１つの
行でそれと関連しているようなものである。

管の動作において、そして再び第１図を参照すると、０
■である電子銃２０のカソード電位に対して以下の典型
的な電圧が印加されよう。電子銃の最終アノードは電源
５０によって４００■に維持され、４００■の電子ビー
ム加速電圧を与えている。ライン偏向器出力段５１によ
ってライン偏向器１７のプレートに（台形補正の調整に
よって）平均４００■の周りに約±６０Ｖの規則的な電
位変化を印加することによりライン偏向が行われている
。反転レンズ２１の溝状電極（ｔｒｏｕｇｈ−１ｉｋｅ
　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）はライン走査ビーム１８を１８
０度だけ反射するために区画１９の対面底部縁（ｆａｃ
ｉｎｇ　ｂｏｔｔｏｍ　ｅｄｇｅ）で電極に印加された
４００Ｖ電位に比べてＯＶになっている。増倍器１６の
入力面における開口電極は４００Ｖである。

増倍器に掛かる電圧は典型的には約１５００　Ｖである
。

スクリーン上の電極の電圧は例えば１２ｋＶであり、ス
クリーンから可視出力を生成するために増倍器から発出
するビームに必要な加速を与えている。

各フィールド走査の始めにおいて、電極２３は４００■
にあり、増倍器の入力面の電極によってフィールドフリ
ー空間を形成しているが、しかしスイッチング回路５２
によって順次最上部電極２３から出発してかつ下向きに
アレイを進行して０■まで個別にシーケンスで引き続い
てスイッチされている。

従ってライン走査ビーム１８は最初増倍器１６の最上部
チャネルに偏向され、次いで増倍器にわたって漸進的に
下向きにステップで移動し、偏向点はＯＶにスイッチす
べきアレイの次の電極２３によって決定され、従ってラ
イン走査ビームは電極２３の間隔に対応して下向きに増
分するようステップされている。このために、スイッチ
ング回路５２は電源５０からＯｖ出力と４００■出力に
接続され、かつまたＴＶ画像タイミング信号によって供
給されたタイミング回路５３にも接続されている。

偏向電極アレイ２２とその動作を第３．４．５図−３〇
− を参照して詳細に説明する。この説明を簡単にするため
に、完全なラスタがシーケンシャルに走査されていると
仮定されよう。しかし、アレイの駆動回路を適当に変更
することにより、電極２３はインターレースされたラス
タ走査を生成するために交互フィールドの間に適当な態
様で動作できる。

フレームを２つの連続フィールドにするインターレース
された走査に対して、隣接偏向器電極のペアーは、垂直
に偏位されている交互フィールドのラインにより各フィ
ールドに表示されている表示ラインの数の半分となって
いる交互フィールドをオフセットする１つの偏向器電極
で同時にスイッチすることができる。

アレイ２２の電極２３の数は表示すべき能動ラインの数
に対応しており、それは５７５である。第３図はこれら
の電極の最初の６つをそれらの関連駆動回路と共に図式
的に示している。各電極２３は電極の各反対端に接続さ
れているｎｐｎ　　）ランラスタおよびｐｎＦｌ　　）
ランジスタロ１と６２（あるいはＮチャネルＭＯＳＦＥ
ＴとＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）からなる２レベルバイポ
ーラトランジスタ（あるいはＭＯＳＦＥＴ）スイッチン
グブリッジを用いてスイッチされている。

トランジスタ６１と６２はタイミング回路５３によって
与えられた第３図で図式的に例示されたＴＶラインパル
ス、ＬＰ、およびＴＶフィールドパルス、ＦＰの形をし
たタイミング信号によって供給された駆動論理回路６３
と６４からの電圧波形によって制御されている。スイッ
チされると、トランジスタ６１と６２は関連電極２３を
０■の電圧レール６５あるいは４００　Ｖの電圧レール
６６のいずれかに接続するのに役立っており、スイッチ
された状態のタイミングと期間は（その発生については
引き続いて説明されることになっている）駆動論理回路
６３と６４からの関連出力ラインのスイッチング波形に
よって第３図に示されている。このように連続電極は連
続するライン駆動パルスによって４００Ｖから０■まで
スイッチされている。すべての電極２３はフィールドブ
ランキングの間に４００Ｖにリセットされている。

トランジスタ６１と６２および駆動論理回路６３と６４
は前述のスイッチング回路５２を構成している。

スイッチング回路５２、レール６５と６６および相互接
続ラインは電極２３の側面の区画１９の利用可能な空間
にＬＳＩ技術および薄膜技術を用いて容易に製作できる
。第３図に示された回路では各電極のキャパシタンスを
実際に充放電する場合にのみエネルギが消費される。こ
の場合、電極２３の５７５個の組のスイッチングが１ワ
ツトの何分の１のみを消費しよう。

スイッチの半分と駆動論理回路の半分を節約する代案の
修正された装置において、ｐｎｐ　（あるいはｐ−チャ
ネル）スイッチは高い値の薄膜抵抗器によって置き換え
られている。この装置は、電極が０ボルトにスイッチさ
れる場合に、フィールド走査の終まで各段で「スイッチ
ダウン」からの連続電力消費になるという不利益を有し
ている。抵抗器の値が１．６ｍｓのフィールドブランキ
ング間隔の間に電極容量（典型的には１０ｐＦのオーダ
ーあるいはそれ以下である）を完全に放電するのに充分
に、そして任意の漏洩抵抗（ありそうな値は１０メグオ
ームの範囲にある）を無力にする（ｓｗａｍｐ）のに充
分に低くなければならず、それは数ワットの全スイッチ
ング電力消費を与えよう。しかし、この電力消費はライ
ン走査ビームの引き続く多数のステップに対応してスイ
ッチされた後ある時間にフィールド期間内で第１電圧レ
ベル（４００ボルト）に各電極をスイッチパックするこ
とにより低減でき、ステップの数はこのスイッチングが
ビームを変動させないように選ばれている。

第４図は最初の３つの電極２３に関連した第３図に示さ
れたような低電圧側でｎｐｎ　（あるいはＮ−チャネル
）スイッチ６１を駆動する駆動論理回路６３の最初の３
つの段を概略例示している。類似の回路（しかし逆極性
の電源電圧を持っている）は−対のスイッチが使用され
ている場合にｐｎｐ　（あるいはｐ−チャネル）スイッ
チ６２を駆動するために使用されいる。示された例では
、各段６９はアントゲ−）７０、リセット可能ラッチ回
路７１、および遅延回路７２からなっている。第１段を
考慮すると、タイミング回路５３によって供給された一
連のライン駆動パルスＬＰとフィールド開始パルスＦＳ
はアン−３４＝ ドゲートにフィードされている。このゲートの出力はラ
ッチ回路７１にフィードされ、これはフィードパルスＦ
Ｐの結果としてフィードリトレースの間に生起するリセ
ットによってフィード走査の残りに対して関連スイッチ
６１をターンオンする。アントゲ−）７０の出力はまた
２重単安定回路（ｄｕａｌｍｏｎｏｓｔａｂｌｅ）のよ
うな適当な遅延回路７２にフィードされ、これは引き続
く電極２３に関連する次の駆動層段６９にエネーブルパ
ルスＢＰを与える。このエネーブルパルスの期間は次の
ラインパルスの期間にまたがるように選ばれている。こ
のようにして、連続する偏向器電極スイッチ６１はカウ
ンタ等を必要とすることなく連続するラインパルスによ
ってターンオンされる。

理想的には、完全な駆動論理システムはスイッチ６１と
６２に隣接したｖｔ、ｓＩ／ｉ膜技術と、沈積された導
体による直接接続を持つ偏向器電極２３で実現されてい
る。代案として、出力導体パターンの変更により、駆動
論理システムは多数のＬＳＩモジュールの形を取ること
ができる。いずれの場合にも、駆動論理への入力はその
数が僅少であり、すなわち論理電源電圧と共に３つのパ
ルス入力しかないことが分かろう（これは、簡単化のた
めにたとえ第１図から第４図に示されていないとはいえ
、電源５０から得られるであろう）。事実、余分のＩＣ
パルス分離器モジュール（ＩＣｐｕｌｓｅ　５ｅｐａｒ
ａｔｏｒ　ｍｏｄｕｌｅ）の使用により、パルス信号入
力を単一複合パルス波形に変形することは可能であろう
。これは光カプラを介してパルスを大電圧レベルシフト
に調整するように結合することが必要な所に有利であろ
う（ｐｎｐ／ｐ−チャネルスイッチ駆動器の場合のよう
に）。

２つの連続フィールドの間に形成されたインターレース
された走査に対して、駆動論理回路は電極２３の交互す
る隣接ペアーが交互するフィールドの間にスイッチされ
るように修正されよう。

第５Ａ図と第５Ｂ図は区画１９も持つ偏向器電極アレイ
の部分を通る断面図であり、かつ電極アレイが形成され
る２つのやり方を示している。例えばラスタに５７５個
のアクティブラインを持つ約２４０ｍｍＸ１８０ｍｍの
表示面積を有する管を取ると、必要な電極ピッチは約０
．３ｍｍになろう。隣接電圧２３間の絶縁に４００ボル
トあるいはそれ以上が必要なことに留意すると、代表的
な配列は０．１ｍｍ幅と０．２鵬だけ分離した電極を使
用することになろう。これらは第５Ａ図に示されたよう
に、適当な既知の技術を用いてガラスの区画１９の平坦
表面に沈積することができる。代案として、充電効果を
回避するために、区画１９にフォトエッチ可能なガラス
を使用しかつ断面で第５Ｂ図に示されたような溝つき表
面プロフィル（ｃａｓｔｅｌｌａｔｅｄ　５ｕｒｆａｃ
ｅ　ｐｒｏｆｉｌｅ）を生成するようこのガラスをエッ
チすることは好ましいと考えられている。適当な絶縁を
与えるガラス表面を通す介在により、電極２３は例えば
斜め角度のニッケル蒸着でこの表面の白面（ｐｌａｔｅ
ａｕｘ）上に沈積されている。

上述の偏向器アレイ配列とそれらの駆動システムはカラ
ー管に対して表示に一様にステップされた垂直走査を達
成する手段を提供し、これは３つの（パルス）駆動波形
のみあるいは１つの複合波−３７＝ 形を必要とし、かつ場合によっては他の構成要素に対し
て外囲器内に既に存在できるスイッチング電圧レベルに
加えて、外囲器の外から与えられる１つあるいは２つの
論理回路供給電圧を必要としている。

上述の実施例ではライン走査ビームは管の背面領域で生
成されかつスクリーンにわたってフィールド走査されて
いる反転レンズによって前面領域に向けられているが、
異なる管形状が使用でき、そこではライン走査電子ビー
ム生成手段が偏向電極アレイとスクリーンの間のスペー
スの一端に位置していることが評価されよう。

（要約） 平面陰極線管表示装置において、偏向電極アレイ（２２
）と、スクリーンに向かってフィールド走査態様で電極
アレイ（２２）によって偏向されているスクリーンに隣
接する電子増倍器（１６）の入力側との間の空間でライ
ン走査低エネルギ電子ビーム（１８）が蛍光体スクリー
ン（１４）を持つフェースプレート（１２）に実質的に
平行に向けられている。アレイ中の偏向器電極（２３）
は表示すべき通常のラスクラインの数に一致し、かつラ
イン走査ビームをステップするために２つの電圧レベル
間で連続的にスイッチされている。電極の電圧スイッチ
ング駆動回路（５２）は電極に隣接する基板上に作られ
、それにより管の外囲器（１５）のリードスルーの数を
低減している。カラー表示に対してスクリーンは別々の
カラー蛍光体要素のパターンを具え、かつカラー選択電
極装置（３８）が増倍器（１６）の出力側に位置してい
る。３つの別々に色付けされ、かつ正確に重畳されたラ
インはビームのステップの間に通常のライン走査期間で
スクリーン上に描かれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の平面表示管の立面図でありかつ関連す
る駆動回路を図式的に示し、 第２図はスクリーンと管のフェースプレートとラミネー
トされたチャネルプレート電子増倍器の最後の３つの段
および管に使用されたカラー選択電極装置を描（寸法通
りでない断面図であり、第３図は表示管の偏向電極アレ
イの最初の６つの電極および管内のライン走査電子ビー
ムの垂直走査を実行するそれらの関連駆動回路を図式的
に示し、 第４図はアレイの最初の３つの電極に関連した偏向電極
駆動回路の一部分を略式に示し、第５Ａ図および第５Ｂ
図はそれぞれ偏向電極アレイの異なる構造形態の断面図
を例示している。 １０・・・平面陰極線管　　　　１２・・・フェースプ
レート１４・・・蛍光体スクリーン　　１５・・・（矩
形）外囲器１６・・・チャネルプレ−１〜電子増倍器１
７・・・静電偏向器あるいはライン走査偏向器１８・・
・ライン走査ビームあるいは電子ビーム１９・・・区画
　　　　　　　　２０・・・電子銃２１・・・反転レン
ズ ２２・・・偏向電極アレイあるいはフィールド走査電極
アレイ ２３・・・（水平に細長いストリップ状）電極２４・・
・（開口）ダイノード ２６・・・バレル形状開口　　　２８．３０・・・半ダ
イノード３２・・・標識用ガラス玉　　　３４・・・電
子ビーム−３９＝ ３６・・・抽出器電極　　　　　３８．４０・・・電極
４２・・・開口　　　　　　　　５０・・・電源５１・
・・ライン偏向器出力段 ５２・・・スイッチング回路　　５３・・・タイミング
回路６１、６２・・・Ｉ）ｎｌｌ　　＋’ランジラスあ
るいはｐｎｐスイッチあるいは偏向器電極スイッチ ６３、６４・・・駆動論理回路　　６５．６６・・・電
圧レール６９・・・駆動脂膜　　　　　　７０・・・ア
ンドゲート７１・・・（リセット可能）ラッチ回路７２
・・・遅延回路 特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン ４ｌ− ＝４０−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平面陰極線管表示装置であって、該装置は、外囲器
   、 実質的に平坦なフェースプレートにわたって延在する発
   光スクリーン、 外囲器内でスクリーンに平行に延在しかつ複数の個別偏
   向電極を具える偏向電極アレイ、偏向電極アレイから間
   隔が置かれかつスクリーンをオーバーレイする平面電極
   、 偏向電極アレイとスクリーンの間のフェースプレートに
   実質的に平行なうイン走査電子ビームを外囲器中で生成
   しかつ向ける手段、を具え、 駆動回路はその各々が偏向電極アレイの各電極に接続さ
   れている複数の出力段を具え、電子ビームが発光スクリ
   ーンにわたってテレビジョンラスター形式で走査されて
   いるフィールド走査態様で上記のフェースプレートに向
   かう方向にライン走査ビームを偏向する駆動回路によっ
   て偏向電極アレイが動作可能であるものにおいて、 偏向電極アレイが表示すべき通常の各標準ラスターライ
   ン用の１個の偏向電極を具え、かつライン走査ビームを
   フィールド方向にステップするように駆動回路が所定の
   第１レベルから所定の第２レベルに各偏向電極にシーケ
   ンスで印加された電圧をスイッチ動作できること、 を特徴とする平面陰極線管表示装置。 ２、ライン走査電子ビームが２．５ｋＶより小さい低エ
   ネルギービームを具え、かつ 該陰極線管がフェースプレートに平行にかつそれから間
   隔を置いて配置されたチャネル電子増倍器を含み、その
   入力側にわたって電子ビームがそこに電子入力を与える
   よう偏向電極アレイによって走査されること、 を特徴とする請求項１記載の平面陰極線管表示装置。 ３、発光スクリーンがそれぞれ異なるカラーで発光する
   よう適応された３個の蛍光体要素の繰り返しパターンを
   具え、 管が電子増倍器の出力側と、３個の蛍光体要素の各々に
   向かって増倍器のチャネルから発出する電子ビームを選
   択的に偏向動作できるスクリーンとの間にカラー選択電
   極配列をさらに含み、かつ 偏向電極アレイが正規のライン走査間隔に対応する規則
   正しい間隔でフィールド方向にライン走査ビームをステ
   ップで偏向するように駆動され、かつ３個の別々に色付
   けされたラインがライン走査ビームの各ステップの間で
   スクリーン上に描画されるようにカラー選択手段と電子
   ビームをライン走査する手段が動作すること、 を特徴とする請求項２記載の平面陰極線管表示装置。 ４、各フィールドの初めにおいて、偏向電極アレイの電
   極がすべて所定の第１電圧にあり、かつライン走査ビー
   ムを漸進的にフィールド方向に走査するように標準ライ
   ン走査間隔でフィールド期間において順次所定の第２電
   圧にスイッチされることを特徴とする請求項１から３の
   いずれか１つに記載の陰極線管表示装置。 ５、所定の第１電圧が平面電極の電圧と実質的に一致し
   、かつ 所定の第２電圧がその電圧に対して負であること、 を特徴とする陰極線表示管。 ６、偏向電極アレイの駆動回路がアレイの各偏向器電極
   にトランジスタスイッチングブリッジ回路を具え、複数
   のブリッジ回路がそれらの各電極に、および共通電源に
   所定の第１電圧と第２電圧で接続され、かつ正規のライ
   ン走査間隔に従ってトランジスタスイッチングブリッジ
   回路を順番に動作する制御回路を具えること、 を特徴とする請求項５記載の陰極線管表示装置。 ７、偏向電極アレイの駆動回路が管の外囲器内に含まれ
   ていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つ
   に記載の平面陰極線管表示装置。 ８、偏向電極アレイが外囲器内の基板上に備えられてい
   ること、および 偏向電極アレイ駆動回路がアレイの電極に隣接した上記
   の基板上に置かれておりかつ基板上にトラックによって
   そこに接続されていること、 を特徴とする請求項７記載の平面陰極線管表示装置。 ９、基板が絶縁材料を具えること、および駆動回路がＬ
   ＳＩ製造プロセスを用いて基板上に形成されること、 を特徴とする請求項８記載の平面陰極線管表示装置。 １０、偏向電極アレイの電極および上記のトラックが基
   板上に沈積された導電材料を具えることを特徴とする請
   求項８もしくは９記載の陰極線管表示装置。 １１、基板の表面が一連の溝と台形を具え、かつアレイ
   の電極が各台形上に沈積されていること、 を特徴とする請求項１０記載の陰極線管表示装置。 １２、ライン走査ビームを生成しかつそれを向ける手段
   がフェースプレートに実質的に平行な領域でライン走査
   ビームを向ける管の背部領域に電子銃とライン偏向器を
   具え、かつ偏向電極アレイにわたって管の前面領域にラ
   イン走査ビームを向ける管の一端に向かって反転レンズ
   を具えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか
   １つに記載の陰極線管表示装置。