JPH03110740A - 陰極線画像表示装置 - 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、文字、グラフィック表示を行なうのに用いら
れる陰極線画像表示装置に関し、特にその偏向電極を改
良した陰極線画像表示装置に関するものである。

（従来の技術） 本出願人は、先に各陰極を挟んで陰極よりも陽極側に位
置するように陰極に平行に接近して配置され陰極から放
射される電子を陰極に対して垂直な方向に偏向する複数
対の偏向電極を備えた陰極線画像表示装置を提案してい
る（特願平１−１８２４７１号参照）、第１図は、この
本出願人の提案による装置を概略的に分解して示し、同
図において符号１２は陽極１６と蛍光体１Ｂとから成る
蛍光表示手段２０を一体に有するガラス等の透明な正面
基板、符号１４は裏面基板、符号２２は線状陰極、符号
２４は偏向電極を示す、陽極１６はＩＴＯ（Ｉｎ、Ｏ，
−３ｎＯｔ）の如き透明酸化物か蒸着アルミニウム等の
材料のメタルバック層から成っている。

陽極１６が透明酸化物である場合には、蛍光体１８は正
面基板１２の上に陽極をスパッタ法、ＣＶＤ　（化学気
相蒸着法）等の手段によって形成した後、その上に沈降
法、電着法、スラリー法等の蛍光体形成手段によって形
成され、また陽極１６がメタルバック層である場合には
、正面基板１２上に蛍光体１８を形成した後、その上に
フィルミング処理を行なって陽極１６が形成される。

この装置において、各陰極２２は（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）
Ｏ等の電子放射性物質が被覆された直径がａ十ｇｍのタ
ングステンフィラメントから成り、固定伸長手段によっ
て張力をかけて張架されている。また、この装置は、そ
の外に、裏面基板１４上で陰極２２の張架方向に対して
直角に配置された第１の制御電極２６（水平制御電極）
と、偏向電極２４の直下で陰極２２と平行に配置された
第２の制御電極２８（垂直制御電極）とを備えている。

垂直制御電極２８及び偏向電極２４は陰極２２付近に適
当な電界を印加するために、０．５〜２ｍｍ程度の厚さ
のエツチングされた４２６合金等の薄板金属から作られ
ている。また、偏向電極２４の端面は、垂直方向への偏
向感度を高めるために、陰極に向けて傾剥した面となっ
ており、この傾斜面は、適当な研磨手段によって形成さ
れる。

この装置において、偏向電極２４は陰極２２から放射さ
れる電子ビームを集束すると共に陰極２２に平行なシー
ト状に形成し、且つ陰極２２に直交する方向に電子ビー
ムを偏向する働きを有する。この集束は、陰極２２の両
側の偏向電極２４に陰極２２よりも負の同し電位を与え
ることによって陰極２２の直前に凸形の電子レンズを形
成して行なわれ、その最適電位は、この電子レンズによ
って電子ビームが陽極面て所望する幅に集束するような
値である。また、これらの偏向電極２４による垂直偏向
作用は、両側の偏向電極に集束条件として与えられた電
位に加えて、正及び負のほぼ同し偏向電圧をそれぞれ印
加して行なわれ、電子ビームは正の電位を有する偏向電
極２４側に偏向される。

これらの偏向電極２４と平行な垂直制御電極２８は、陰
極２２とほぼ同じ電位を印加することによって陰極２２
周辺に陰極電位に対して正の高電位が印加されている陽
極１６からの正の等電位面か入り込んで陽極１６に向け
て電子が放射されるオン状態を作る機能と、充分に深い
負の電圧をパルス状に印加することによって複数の陰極
のいずれかを選択する陰極アドレス機能とを有する。

第１図を参照してこの装置の動作をのべると、第１図の
装置は垂直制御電極２８と偏向電極２４とが走査電極を
構成し、また水平制御電極２６がデータ電極を構成し、
この走査電極とデータ電極の組を順次線駆動することに
よって任意の画素をアドレスする。

複数の陰極２２には常時交流、直流またはパルス状の電
圧が印加されており、この陰極２２の表面温度は、その
表面に塗布された電子放射性物質から電子が取り出され
る６００〜８００℃まで加熱されて電子放射状態にされ
ている。

これらの複数の陰極２２は、それぞれ偏向されて個々の
陰極２２に割り当てられた陰極２２の数だけ分割された
偏向領域を図面の上から下に向けて走査する。偏向電極
２２Ａ、２２Ｃ，２２Ｅは共通に接続され、また残りの
偏向電極２２Ｂ、２２Ｄは共通に接続されている。これ
らの偏向電極群の間には極性が異なり同期して次第に増
加または減少する電圧が印加されることによってこの間
にある電子放射状態にある陰極２２から電子をシート状
に陽極１６に向けて放射する。

電子を最上端から最下端まで順に放射するために、先ず
、最上端の陰極２２の両側の垂直制御電極２８の電位を
変化させることによって行なわれる。即ち、最上端の偏
向領域を選択するには最上端の垂直制御電極２８、即ち
偏向電極２４Ａと２４Ｂとの直下の垂直制御電極２８の
電位を陰極１６の電位とほぼ同電位にし、残りのすべて
の垂直制御電極２８の電位を充分に深い負の電位（カッ
トオフ電位）にすることによって行なわれる。また、垂
直方向の表示領域は、垂直偏向電極２４の電位を順次変
化させることによって走査される。

このようにして、最上端から２番目の陰極２２の両側の
垂直制御電極２８、即ち偏向電極２４Ｂと２４Ｃとの直
下の垂直制御電極２８のみを陰極１６と同電位にし、残
りの垂直制御電極２８をカットオフ電位とすることによ
って次の偏向領域が選択され、以下同様の操作が繰り返
される。

このようにして、垂直方向の走査が行なわれ、それぞれ
の垂直アドレスのタイミングに合せて水平方向の画素が
アドレスされる。この、水平アドレスは、垂直アドレス
時に同期して水平制御電極２６の各々に所望する表示パ
ターンに従ってカットオフ電位または陰極とほぼ同等の
電位を印加することによって行なわれる。

即ち、ある垂直偏向のタイミングで水平制御電極２６に
陰極電位に比べて充分に負の電位（カットオフ電位）を
印加すると、数百Ｖ乃至数十ｋＶの正の電位にある陽極
１６からの正の等電位面は、陰極２２に到達することが
できないで陰極２２から電子が放射されない。一方、例
えば、水平制御電極２６に陰極電位に対してＯＶ（最大
ビーム電圧）を印加すると、陽極電位からの正の等電位
面は陰極２２に到達し、電子は放射される。

水平制御電極２６に上記最大ビーム電圧とカットオフ電
圧との中間の値の電圧を印加すると、電子ビームは中間
量で陰極２２から陽極１６に向けて放射され、その結果
蛍光体スクリーンには中間の輝度のスポット表示がなさ
れる。尚、陰極２２に適当な電位を与えると、陰極２２
から放射される電子ビームのオン／オフが可能となり、
またその電子ビーム量が変調制御される。

このようにして、複数の陰極２２によって１つの表示画
面が覆われ、またこの陰極２２を垂直制御電極２８によ
ってアドレスし、偏向電極２４によって垂直方向に偏向
走査し、水゛子制御電極２６によって水平アドレスを行
ない、この水平アドレスのタイミングをそれぞれの偏向
電極２４の偏向位置のタイミングと同期させることによ
って画面全体に亙って所望の画像を表示させることがで
きる。

尚１本明細書において、ｒ水平Ｊ、ｒ垂直Ｊという用語
は、それぞれ陰極２２の長手方向に直角な方向及び平行
な方向を便宜的に指称している。また、第１図では正面
及び裏面のパネルと電極構造体及び蛍光表示手段のみを
表わしているが、これらの要素は真空外囲器に囲まれて
収納されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この従来技術の陰極線画像表示装置は、陽極電
圧を高くしたとときに偏向感度が低下する問題を有する
。即ち、この装置の輝度は、陰極と陽極との間の電圧及
び電流に比例して高くなり、また電流は電圧の１．５倍
に比例して高くなるため、高輝度の表示を行なうために
は陽極に印加する電圧を例えば数ｋＶから数１０ｋＶＪ
Ｊ上にすることが望まれる。しかし、第２図から解るよ
うに、陰極２２は陽極１６に向けて露出しているので、
陽極２２による高い正の電界（等電位面）ｅを陰極２２
近傍まで入り込ませ、これによプて電子を引き出し、更
にこのようにして引き出された電子を陰極２２の両側の
１対の偏向電極２４によって垂直方向に偏向走査させて
いるため、陽極電圧が高くなると、陰極と陽極との間の
等電位面の密度が一層高くなって正の電界の入り込みが
一層進むことになる。このため、この正の等電位面によ
って引き出された電子の加速エネルギーが高くなり、ま
た正の等電位面の密度が高くなると、電子ビームを偏向
させるのに必要な１対の偏向電極の電位差による陰極２
２から陽極１６に向う空間内で等電位面の傾きを形成す
るのに必要な偏向電極に印加する電圧レベルが高くなる
。実際に、陰極２２と陽極１６との間隔を１０ｍｍ程度
とし、全垂直偏向距離を２０ｍｍとした場合、陽極電圧
が２ｋＶの場合には垂直偏向電極２４に印加する電圧が
２００ｖ程度であるのに対して、充分な輝度を得るのに
必要な６ｋＶの陽極電圧を印加した場合には偏向電極２
４には７００ｖ程度の高電圧を印加することか必要とな
りこのためこれを駆動する回路か高価となる欠点かある
。

従って、従来技術の表示装置は、陽極電圧を実質上２ｋ
Ｖ以上高めることかできないため、例えばＺｎＯ：　Ｚ
ｎの蛍光体を用いてパルス幅が２０を秒で６０フレーム
で駆動した場合には、その輝度を４００　ｃ　ｄ　／　
ｍ　２以上にすることができなかった。

本発明の目的は、上記の欠点を回避し、陽極電圧を高く
しても偏向電極に印加する電圧を抑制することができる
ようにした陰極線画像表示装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するために、正面基板上の
陽極に一体に設けられた蛍光体から成る蛍光表示手段と
、複数の線状陰極と、各陰極に対応してその陰極を挟む
ように設けられた各１対の偏向電極と、陰極の張架方向
に対してほぼ直角に設けられた複数の第１の制御電極と
、陰極の張架方向と同方向に設けられ陰極からの電子の
放出を制御する第２の制御電極とを備えた陰極線画像表
示装置において、偏向電極と陽極との間に配置され、複
数の透孔を有し、陽極からの電界を遮蔽し且つ電子を加
速する遮蔽電極を更に備えたことを特徴とする陰極線線
画像表示装置を提供するものである。

〔作用〕

このように、偏向電極と陽極との間に遮蔽電極を設ける
と、陽極からの高い正の等電位面か偏向電極に入り込む
のを防止するので偏向電極の印加電圧を低くすることか
てき、また遮蔽電極と陽極との間で加速等電位面が形成
されて電子ビームを加速して高い輝度と効率を得ること
かできる。

（実施例） 本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明すると、第
３図及び第４図は本発明に係る平面陰極線画像表示装置
ｌＯを示し、この平面陰極線画像表示装置ｌＯは、従来
技術の装置と同様に、正面基板１２と裏面基板１４とを
含む外囲器と、この外囲器の正面基板１２上の陽極１６
に一体に設けられた蛍光体１８から成る蛍光表示手段２
０と、外囲器内に設けられた複数の線状陰極２２と、各
陰極２２に対応してその陰極２２を挟むように設けられ
た各１対の偏向電極２４と、陰極２２の張架方向に対し
て直角に設けられた複数の第１の制御電極２６と、偏向
電極２４と第１の制御電極２６との間で各陰極２２毎に
その陰極２２を挟むように陰極２２の張架方向と同・方
向に設けられた各１対の第２の制御電極２８とを備えて
いる。尚、この第２の制御電極は１対でなくてもよく、
例えば線状発熱体に上にニッケル等の被覆を施した円筒
外被状の陰極であってもよい。

本発明の陰極線画像表示装置は、偏向電極２４と陽極１
６との間に配置され、複数の透孔３０を有し、陽極１６
からの電界を遮蔽し且つ電子を加速する遮蔽電極３２を
更に備えている。

この遮蔽電極３２は、金属薄板または絶縁板の表面に導
電処理が施された薄板から成っている。例えば、遮蔽電
極３２は、厚さが０゜１〜数ｍｍの４２６合金、５ＵＳ
３０４等の導電性基板から成り、透孔３０はこの導電性
基板をフォトエツチングによって数百ｇｍの正方形のは
しご状に形成されている（第５図参照）。尚、この透孔
３０は、上記形状の外に、ストライプ状または矩形状、
六角形状等任意形状のスリットから成っていてもよい。

このように、偏向電極２４と陽極１６との間に遮蔽電極
３２を設けると、陽極１６からの高い正の等電位面が偏
向電極２４に入り込むのを防止する。従って、偏向電極
２４に２ｋＶ程度の低い電圧を印加し、陽極電圧を例え
ば１ｏｋＶ電圧を印加しても、陽極１６からの等電位面
ｅは、第６図に示すように、遮蔽電極３２と陽極１６と
の間の電圧で規制された等電位面分布をとるため、その
等電位面の密度は、偏向電極２４と遮蔽電極３２との間
ではｅ、に示すように疎であり、また遮蔽電極３２と陽
極１６との間ではｅ２に示すように極めて密となる。

従って、陰極２２から放出された電子は、偏向電極２４
に印加される充分に低い電圧、即ち遮蔽電極３２に印加
された電位によって定まる偏向電圧とほぼ同等の電圧に
よって偏向することができる。また、一方、偏向された
電子ビームは、遮蔽電極３２の表面に達した後、この遮
蔽電極３２の透孔３０を通して遮蔽電極３２より陽極１
６側の空間に入り、この位置から陽極１６に至までの間
にある極めて密な等電位面勾配ｅ２によって陽極１６に
向って極めて高速に加速され、従フて陽極１６と一体化
された蛍光体１８に衝突して蛍光体１８を励起するのて
高い輝度と効率を得ることかできる。

尚、遮蔽電極３２の透孔３０は、開口度か大きければ、
陽極１６による高い正の等電位面がこの透孔３０を通し
て陰極２２に向ってしみ出し、透孔３０で極めて厚い集
束性の静電レンズを形成し、遮蔽電極３２に到達した電
子に不必要な集束効果を及ぼしたり、充分に遮蔽するこ
とがてきないで偏向電圧を高めることになるため透孔３
０の開口度は少なくとも所望の画素サイズよりも小さく
するのか好ましい。

このようにして遮蔽電極３２を用いて画像表示装置を次
の要領で組み立てた。

先ず、陰極の張架間隔を２０ｍｍ、陰極と陽極との間隔
を２０　ｍ　ｍとし、陰極は直径が１０４ｍのタングス
テン線を用いて（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｏの放射性物質を
被覆して形成し、偏向電極は厚さが１．５ｍｍの４２６
合金から成り、偏向電極相互の間隔を５ｍｍとした。ま
た、垂直制御電極は厚さ０．５ｍｍで幅か３ｍｍの５Ｕ
Ｓ３０４から作られ、水平制御電極は幅が１ｍｍのガラ
ス基板の上に下地としてクロムを蒸着し、その上にニッ
ケルを蒸着し、それぞれの厚さを３０００人とした。偏
向電極と垂直制御電極との間隔は０．１ｍｍとしてこれ
°らの間はフリットガラスによって固定し、また垂直制
御電極と裏面基板との間隔は０．１ｍｍとじてこれらの
間もフリットガラスによって固定し。

更に陰極と裏面基板との間隔は０．３ｍｍとし、垂直偏
向距離は１０ｍｍとした。本発明に用いられる遮蔽電極
は０．１ｍｍの厚さの５ＵＳ３０４合金から成り、その
透孔は第７図に示すように１辺ａが２００＃Ｌｍのはし
ご状であり、枠部の輻すは３０ｊＬｍで開口率は７３％
であった。

また、陽極には６ｋＶが印加され、偏向電圧は２００〜
２２０Ｖであり、また陰極電圧は０ＶＤＣであった。一
方、垂直制御電極のカットオフ電圧は一４０Ｖ、最大ビ
ーム電圧か１．８■であり、水平制御電極のカットオフ
電圧は一４０Ｖ、最大ビーム電圧はＯｖであった。この
装置は垂直制御電極を走査電極とし、水平制御電極をデ
ータ電極として線順次駆動した。この場合、パルス輻２
０ｐｓ、フレーム周波数６０Ｈｚとして、輝度は２００
０ｃｄ／ｍ２であった。

一方、比較例として遮蔽電極を設けない場合には、同じ
輝度を得るのに偏向電圧は１８００〜１９５０Ｖ必要で
あワた。

上記具体例及び比較例から分かるように、本発明によれ
ば所定の輝度を得るのに必要な偏向電圧は比較例に比べ
て１６００〜１７３０Ｖも低くてよい。

第７図は本発明の他の実施例と示し、この実施例では、
遮蔽電極３２は、４２６合金またはステンレスの導電性
材料または絶縁板に導電性被覆を施した導電性薄板にエ
ツチングによってストライプ状のスリットから成る透孔
３０を形成しており、この透孔３０と他の電極との位数
関係は、点線で示される陰極２２及び−点鎖線で示され
る垂直偏向電極２４と直交して配置されている。

この実施例では、陰極２２が加熱されて放出される電子
は、これと平行な方向に延びる垂直偏向電極２４によっ
て垂直方向（第４図では左右方向）に偏向され、その偏
向位置の所望の各点て図示しない水平制御電極によって
線順次にデータ信号が印加され、任意の画像を表示する
。この遮蔽電極３２は、偏向方向と同し方向に開口する
透孔３０を有する。

この第４図の実施例で、遮蔽電極は、例えば０．２ｍｍ
厚さの５ＵＳ３０４から作られ、透孔の寸法は１ｍｍ幅
で２０ｍｍ長さとし、第３図の実施例と同じ輝度を得る
のに必要な最大偏向電圧は３５０〜３８０ｖであっって
遮蔽電極を有しない従来技術に比べて著しく低い偏向電
圧でよいことが確認された。

（発明の効果） 本発明によれば、上記のように、陽極と偏向電極との間
に遮蔽電極を設けて陽極からの高い正の等電位面が偏向
電極に入り込むのを防止し、且つ陽極側に電子ビームを
加速する等電位面を形成するのて、低い偏向電圧で高い
輝度を得ることができる実益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本出願人先の提案に係る陰極線画像
表示装置の要部の分解斜視図及び動作説明図、第３図及
び第４図は本発明に係る陰極線画像表示装置の正面図及
び要部の拡大分解斜視図、第５図は本発明に用いられる
遮蔽電極の一部の拡大平面図、第６図は本発明の装置の
動作説明図、第７図は本発明の他の実施例の要部の平面
図である。 １０−−−−一陰極線画像表示装置、１２−一一一正面
基板、１４−−−−一裏面基板、１６−−−−−陽極、
１８−−一−−蛍光体、２０−−−−一蛍光表示手段、
２２−−−−一陰極、２４−−−−一偏向電極、２６−
−−−−第１の制御電極、２８−一−−−第２の制御電
極、３０−−−−一透孔、３２−一−−−遮蔽電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正面基板上の陽極に一体に設けられた蛍光体から成る蛍
   光表示手段と、複数の線状陰極と、前記各陰極に対応し
   てその陰極を挟むように設けられた各１対の偏向電極と
   、前記陰極の張架方向に対してほぼ直角に設けられた複
   数の第１の制御電極と、前記陰極の張架方向と同方向に
   設けられ前記陰極からの電子の放出を制御する第２の制
   御電極とを備えた陰極線画像表示装置において、前記偏
   向電極と陽極との間に配置され、複数の透孔を有し、前
   記陽極からの電界を遮蔽し且つ電子を加速する遮蔽電極
   を更に備えたことを特徴とする陰極線画像表示装置。