JPH0325893B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カラーテレビジヨン画像を表示する
平面形の表示装置に関する。

従来、カラーテレビジヨン画像表示用の表示素
子としては、ブラウン管が主として用いられてい
るが、従来のブラウン管では画面の大きさに比し
て奥行きが非常に長く、薄形のテレビジヨン受像
機を作成することは不可能であつた。また、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、カラー表示の色再
現性等の性能の面で不充分であり、実用化される
には至つていない。

そこで、電子ビームを用いてカラーテレビジヨ
ン画像を平板状の表示装置により表示することの
できる装置を達成することを目的とし、スクリー
ン上の画面を垂直方向に複数の区分に分割してそ
れぞれの区分毎に電子ビームを発生させ、各区分
毎にそれぞれの電子ビームを垂直方向に偏向して
複数のラインを表示し、さらに、水平方向に複数
の区分に分割して各区分毎にＲ・Ｇ・Ｂ等の螢光
体を順次発光させるようにし、そのＲ・Ｇ・Ｂ等
の螢光体への電子ビームの照射量をカラー映像信
号によつて制御するようにして、全体としてテレ
ビジヨン画像を表示するものが考案された。

まず、ここで用いられる画像表示素子の基本的
な一構成例を第１図に示して説明する。

この表示素子は、後方から前方に向つて順に、
背面電極１、電子ビーム源としての線陰極２、垂
直集束電極３，３′、垂直偏向電極４、電子ビー
ム流制御電極５、水平集束電極６、水平偏向電極
７、電子ビーム加速電極８およびスクリーン板９
が配置されて構成されており、これらが扁平なガ
ラスバルブ（図示せず）の真空になされた内部に
収納されている。電子ビーム源としての線陰極２
は水平方向に線状に分布する電子ビームを発生す
るように水平方向に張架されており、かかる線陰
極２が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。この実施例では15本設けられているもの
とする。２イ〜２ヨとする。これらの線陰極２は
たとえば10〜20μφの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ている。そし
て、後述するように、上方の線陰極２イから順に
一定時間づつ電子ビームを放出するように制御さ
れる。背面電極１は、後述の垂直集束電極３との
間で電位勾配を作り出し、前述の一定時間電子ビ
ームを放出すべく制御される線陰極２以外の他の
線陰極２からの電子ビームの発生を抑止し、か
つ、発生された電子ビームを前方向だけに向けて
押し出す作用をする。この背面電極１はガラスバ
ルブの後壁の内面に付着された導電材料の塗膜に
よつて形成されていてもよい。また、これら背面
電極１と線陰極２とのかわりに、面状の電子ビー
ム放出陰極を用いてもよい。

垂直集束電極３は線陰極２イ〜２ヨのそれぞれ
と対向する水平方向に長いスリツト１０を有する
導電板１１であり、線陰極２から放出された電子
ビームをそのスリツト１０を通して取り出し、か
つ、垂直方向に集束させる。スリツト１０は途中
に適宜の間隔で桟が設けられていてもよく、ある
いは、水平方向に小さい間隔（ほとんど接する程
度の間隔）で多数個並べて設けられた貫通孔の列
で実質的にスリツトとして構成されていてもよ
い。垂直集束電極３′も同様のものである。

垂直偏向電極４は上記スリツト１０のそれぞれ
の中間の位置に水平方向にして複数個配置されて
おり、それぞれ、絶縁基板１２の上面の下面とに
導電体１３，１３′が設けられたもので構成され
ている。そして、相対向する導電体１３，１３′
の間に垂直偏向用電圧が印加され、電子ビームを
垂直方向に偏向する。この構成例では、一対の導
電体１３，１３′によつて１本の線陰極２からの
電子ビームを垂直方向に16ライン分の位置に偏向
する。そして、16個の垂直偏向電極４によつて15
本の線陰極２のそれぞれに対応する15対の導電体
対が構成され、結局、スクリーン９上に240本の
水平ラインを描くように電子ビームを偏向する。

次に、制御電極５はそれぞれが垂直方向に長い
スリツト１４を有する導電板１５で構成されてお
り、所定間隔を介して水平方向に複数個並設され
ている。この構成例では320本の制御電極用導電
板１５ａ〜１５ｎが設けられている。（図では10
本のみ示している）。この制御電極５は、それぞ
れが電子ビームを水平方向に１絵素分ずつに区分
して取り出し、かつ、その通過量をそれぞれの絵
素を表示するための映像信号に従つて制御する。
従つて、制御電極５を320本設ければ水平１ライ
ン分当り320絵素を表示することができる。また、
映像をカラーで表示するために、各絵素はＲ・
Ｇ・Ｂの３色の螢光体で表示することとし、各制
御電極５にはそのＲ・Ｇ・Ｂの各映像信号が順次
加えられる。また、320本の制御電極５には１ラ
イン分の320組の映像信号が同時に加えられ、１
ライン分の映像が一時に表示される。

水平集束電極６は制御電極５のスリツト１４と
相対向する垂直方向に長い複数本（320本）のス
リツト１６を有する導電板１７で構成され、水平
方向に区分されたそれぞれの絵素毎の電子ビーム
をそれぞれ水平方向に集束して細い電子ビームに
する。

水平偏向電極７は上記スリツト１６のそれぞれ
の中間の位置に垂直方向にして複数本配置された
導電板１８で構成されており、それぞれの間に水
平偏向用電圧が印加されて、各絵素毎の電子ビー
ムをそれぞれ水平方向に偏向し、スクリーン９上
でＲ・Ｇ・Ｂの各螢光体を順次照射して発光させ
るようにする。その偏向範囲は、この実施例では
各電子ビーム毎に１絵素分の幅である。

加速電極８は垂直偏向電極４と同様の位置に水
平方向にして設けられた複数個の導電板１９で構
成されており、電子ビームを充分なエネルギーで
スクリーン９に衝突させるように加速する。

スクリーン９は電子ビームの照射によつて発光
される螢光体２０がガラス板２１の裏面に塗布さ
れ、また、メタルパツク層（図示せず）が付加さ
れて構成されている。螢光体２０は制御電極５の
１つのスリツト１４に対して、すなわち、水平方
向に区分された各１本の電子ビームに対して、
Ｒ・Ｇ・Ｂの３色の螢光体が１対ずつ設けられて
おり、垂直方向にストライプ状に塗布されてい
る。第１図中でスクリーン９に記入した破線は複
数本の線陰極２のそれぞれに対応して表示される
垂直方向での区分を示し、２点鎖線は複数本の制
御電極５のそれぞれに対応して表示される水平方
向での区分を示す。これら両者で仕切られた１つ
の区画には、第２図に拡大して示すように、水平
方向では１絵素分のＲ・Ｇ・Ｂの螢光体２０があ
り、垂直方向では16ライン分の幅を有している。
１つの区画の大きさは、たとえば、水平方向が１
mm、垂直方向が16mmである。

なお、第１図においては、わかり易くするため
に水平方向の長さが垂直方向に対して非常に大き
く引き伸ばして描かれている点に注意されたい。

また、この実施例では１本の制御電極５すなわ
ち１本の電子ビームに対してＲ・Ｇ・Ｂの螢光体
２０が１絵素分の１対のみ設けれられているが、
２絵素以上分の２対以上設けられていてももちろ
んよく、その場合には制御電極５には２つ以上の
絵素のためのＲ・Ｇ・Ｂ映像信号が順次加えら
れ、それと同期して水平偏向がなされる。

次に、この表示素子にテレビジヨン映像を表示
するための駆動回路の基本構成を第３図に示して
説明する。最初に、電子ビームをスクリーン９に
照射して螢光体を発光させ、ラスターを発生させ
るための駆動部分について説明する。

電源回路２２は表示素子の各電極に所定のバイ
アス電圧（動作電圧）を印加するための回路で、
背面電極１には−V₁、垂直集束電極３，３′には
V₃，V₃′、水平集束電極６にはＶ６、加速電極８
にはV₈、スクリーン９にはV₉の直流電圧を印加
する。

次に、入力端子２３にはテレビジヨン信号の複
合映像信号が加えられ、同期分離回路２４で垂直
同期信号Ｖと水平同期信号Ｈとが分離抽出され
る。垂直駆動パルス発生回路２５は垂直帰線パル
スによつてリセツトされて水平パルスをカウント
するカウンタ等によつて構成され、垂直周期のう
ちの垂直帰線期間を除いた有効垂直走査期間（こ
こでは240H分の期間とする）に順次16H期間ず
つの長さの15個の駆動パルス〔イ、ロ、……ヨ〕
を発生する。この駆動パルス〔イ、ロ、……ヨ〕
は線陰極駆動回路２６に加えられ、ここで反転さ
れて、各パルス期間のみ低電位になされそれ以外
の期間には約20ボルトの高電位になされた線陰極
駆動パルス〔イ′、ロ′、……ヨ′〕に変換され、
各線陰極２イ、２ロ、……２ヨに加えられる。各
線陰極２イ、……２ヨはその駆動パルス〔イ′〜
ヨ′〕の高電位の間に電流が流されており、駆動
パルス〔イ′〜ヨ〕の低電位期間にも電子を放出
しうるように加熱状態が保持される。これによ
り、15本の線陰極２イ〜２ヨからはそれぞれに低
電位の駆動パルス〔イ′〜ヨ′〕が加えられた16H
期間にのみ電子が放出される。高電位が加えられ
ている期間には、背面電極１と垂直集束電極３と
に加えられているバイアス電圧によつて定められ
た線陰極２の位置における電位よりも線陰極２イ
〜２ヨに加えられている高電位の方がプラスにな
るため、線陰極２イ〜２ヨからは電子が放出され
ない。かくして、線陰極２においては、有効垂直
走査期間の間に、上方の線陰極２イから下方の線
陰極２ヨに向つて順に16H期間づつ電子が放出さ
れる。放出された電子は背面電極１により前方の
方へ押し出され、垂直集束電極３のうち対向する
スリツト１０を通過し、垂直方向に集束されて、
平板状の電子ビームとなる。

次に、垂直偏向駆動回路２７は垂直駆動パルス
〔イ〜ヨ〕のそれぞれによつてリセツトされ水平
同期信号をカウントするカウンタと、そのカウン
ト出力をＤ／Ａ変換する変換回路と等によつて構
成されており、各垂直駆動パルス〔イ〜ヨ〕の
16H期間の間に1Hずつ16段階に変化する一対の
垂直偏向信号ｖ，v′を発生する。垂直偏向信号ｖ
とv′とはともに中心電圧がV₄のもので、ｖは順
次増加し、v′は順次減少してゆくように、互いに
逆方向に変化するようになされている。これら垂
直偏向信号ｖとv′はそれぞれ垂直偏向電極４の電
極１３と１３′に加えられ、その結果、それぞれ
の線陰極２イ〜２ヨから発生された電子ビームは
垂直方向に16段階に偏向され、先に述べたように
スクリーン９上では１つの電子ビームで16ライン
分のラスターを上から順に順次１ライン分ずつ描
くように偏向される。

以上の結果、１５の線陰極２イ〜２ヨの上方の
ものから順に16H期間ずつ電子ビームが放出さ
れ、かつ各電子ビームは垂直方向の15の区分内で
上方から下方に順次１ライン分ずつ偏向されるこ
とによつて、スクリーン９上では上端の第１ライ
ン目から下端の第240ライン目まで順次１ライン
分ずつ電子ビームが垂直偏向され、合計240ライ
ンのラスターが描かれる。

このように垂直偏向された電子ビームは制御電
極５と水平集束電極６とによつて水平方向に320
の区分に分割されて取り出される。第１図ではそ
のうちの１区分のものを示している。この電子ビ
ームは各区分毎に、制御電極５によつて通過量が
制御され、水平集束電極６によつて水平方向に集
束されて１本の細い電子ビームとなり、次に述べ
る水平偏向手段によつて水平方向に３段階に偏向
されてスクリーン９上のＲ・Ｇ・Ｂの各螢光体２
０に順次照射する。

すなわち、水平駆動パルス発生回路２８は３個
縦続接続された単安定マルチバイブレータ等で構
成されていて、水平同期信号によつてトリガされ
て、１水平期間のうちにパルス幅の等しい３つの
水平駆動パルスｒ・ｇ・ｂを発生する。ここで
は、一例として、それぞれのパルス幅を約17μsec
として、有効水平走査期間である50μsecの間に３
つのパルスｒ・ｇ・ｂが発生されるようにしてい
る。それらの水平駆動パルスｒ・ｇ・ｂは水平偏
向駆動回路２９に加えられる。この水平偏向駆動
回路２９は水平駆動パルスｒ・ｇ・ｂによつてス
イツチングされて３段階に変化する一対の水平偏
向信号ｈとh′を発生する。水平偏向信号ｈ，h′は
ともに中心電圧がV₇のもので、ｈは順次増加し、
h′は順次減少してゆくように、互いに逆方向に変
化する。これら水平偏向信号ｈ，h′はそれぞれ水
平偏向電極７の電極１８と１８′とに加えられる。
その結果、水平方向に区分された各電子ビームは
各水平期間の間にスクリーン９のＲ・Ｇ・Ｂの螢
光体に順次17μsecずつ照射されるように水平偏向
される。ただし、第１図の表示素子では、水平偏
向電極７においては１つの導電体１８又は１８′
が隣接する２つの区分の電子ビームの偏向のため
に用いられていてそれら隣接する電子ビームに対
して互いに逆方向への偏向作用を生じるようにな
されているため、320区分の電子ビームは、奇数
番目の区分のものがＲ→Ｇ→Ｂの順に偏向される
とすれば偶数番目の区分のものは逆にＢ→Ｇ→Ｒ
の順に偏向されるというように、１区分おきに逆
方向に偏向される。

かくして、各ラインのラスターにおいては水平
方向の320個の各区分毎に電子ビームがＲ・Ｇ・
Ｂの各螢光体２０に順次照射される。

そこで、各ラインの各水平区分毎に電子ビーム
をＲ・Ｇ・Ｂの映像信号によつて変調することに
より、スクリーン９上にカラーテレビジヨン画像
を表示することができる。

次に、その電子ビームの変調制御部分について
説明する。

まず、テレビジヨン信号入力端子２３に加えら
れた複合映像信号は色復調回路３０に加えられ、
ここで、Ｒ−ＹとＢ−Ｙの色差信号が復調され、
Ｇ−Ｙの色差信号がマトリクス合成され、さら
に、それらが輝度信号Ｙと合成されて、Ｒ・Ｇ・
Ｂの各原色信号（以下、Ｒ・Ｇ・Ｂ映像信号とい
う）が出力される。それらのＲ・Ｇ・Ｂ各映像信
号は320組のサンプルホールド回路組３１ａ〜３
１ｎに加えられる。各サンプルホールド回路組３
１ａ〜３１ｎはそれぞれＲ用、Ｇ用、Ｂ用の３個
のサンプルホールド回路を有している。それらの
サンプルホールド回路組３１ａ〜３１ｎのサンプ
ルホールド出力は各々保持用のメモリ組３２ａ〜
３２ｎに加えられる。

一方、サンプリング用基準クロツク発振器３３
はPLL（フエーズロツクドループ）回路等により
構成されており、この実施例では約6.4MHzの基
準クロツクを発生する。その基準クロツクは水平
同期信号Ｈに対して常に一定の位相を有するよう
に制御されている。この基準クロツクはサンプリ
ングパルス発生回路３４に加えられ、ここでシフ
トレジスタによりクロツク１周期ずつ遅延される
等の結果、水平周期（63.5μsec）のうちの有効水
平走査期間（約50μsec）の間に320個のサンプリ
ングパルスａ〜ｎが順次発生され、その後に１個
の転送パルスが発生される。このサンプリングパ
ルスａ〜ｎは表示すべき映像の１ラインを水平方
向に320の絵素に分割したときのそれぞれの絵素
に対応し、その位置は水平同期信号Ｈに対して常
に一定になるように制御される。

この320個のサンプリングパルスａ〜ｎがそれ
ぞれ上記の320組のサンプルホールド回路組３１
ａ〜３１ｎに加えられ、これによつて各サンプリ
ングホールド回路組３１ａ〜３２ｎには１ライン
を320個の絵素に区分したときのそれぞれの絵素
のＲ・Ｇ・Ｂの各映像信号が別個にサンプリング
され、ホールドされる。そのサンプルホールドさ
れた320組のＲ・Ｇ・Ｂ映像信号は１ライン分の
サンプルホールド終了後に320組のメモリ３２ａ
〜３２ｎに転送パルスｔによつて一斉に転送さ
れ、ここで次の１水平走査期間の間保持される。

メモリ３２ａ〜３２ｎに保持された１ライン分
のＲ・Ｇ・Ｂ映像信号はそれぞれ320個のスイツ
チング回路３５ａ〜３５ｎに加えられる。スイツ
チング回路３５ａ〜３５ｎはそれぞれがＲ，Ｇ，
Ｂの個別入力端子とそれらを順次切換えて出力す
る共通出力端子とを有するもので、各スイツチン
グ回路３５ａ〜３５ｎの出力は電子ビームを変調
するための制御信号として表示素子の制御電極５
の320本の導電板１５ａ〜１５ｎにそれぞれ個別
に加えられる。各スイツチング回路３５ａ〜３５
ｎはスイツチングパルス発生回路３６から加えら
れるスイツチパルスによつて同時に切換制御され
る。スイツチングパルス発生回路３６は先述の水
平駆動パルス発生回路２８からのパルスｒ・ｇ・
ｂによつて制御されており、各水平期間の有効水
平走査期間約50μsecを３分割して約17μsecずつス
イツチング回路３５ａ〜３５ｎを切換え、Ｒ・
Ｇ・Ｂの各映像信号を時分割して交互に順次出力
し、制御電極１５ａ〜１５ｎに供給するように切
換信号ｒ・ｇ・ｂを発生する。ただし、スイツチ
ング回路３５ａ〜３５ｎにおいて、奇数番目のス
イツチング回路３５ａ，３５ｃ……はＲ→Ｇ→Ｂ
の順序で切換えられ、偶数番目のスイツチング回
路３５ｂ，３５ｄ……３５ｎは逆にＢ→Ｇ→Ｒの
順序で切換えられるようになされている。

ここで注意すべきことは、スイツチング回路３
５ａ〜３５ｎにおけるＲ・Ｇ・Ｂの映像信号の供
給切換えと、水平偏向駆動回路２９による電子ビ
ームのＲ・Ｇ・Ｂの螢光体への照射切換え水平偏
向とが、タイミングにおいても順序においても完
全に一致するように同期制御されていることであ
る。これにより、電子ビームがＲ螢光体に照射さ
れているときにはその電子ビームの照射量がＲ映
像信号によつて制御され、Ｇ・Ｂについても同様
に制御されて、各絵素のＲ・Ｇ・Ｂ各螢光体の発
光がその絵素のＲ・G.B映像信号によつてそれぞ
れ制御されることになり、各絵素が入力の映像信
号に従つて発光表示されるのである。かかる制御
が１ライン分の320個の絵素について同時に行わ
れて１ラインの映像が表示され、さらに、240分
のラインについて上方のラインから順次行われ
て、スクリーン９上に１つの映像が表示されるこ
とになる。

そして、以上の如き諸動作が入力テレビジヨン
信号の１フイールド毎にくり返され、その結果、
通常のテレビジヨン受像機と同様にスクリーン９
上に動画のテレビジヨン映像が映出される。

以上のようにして、この表示装置においてはテ
レビジヨン映像が映出される。

なお、以上の説明における水平方向および垂直
方向なる用語は、映像を映出する際にライン単位
の表示がなされる方向が水平方向であつて、その
ラインが積み重ねられてゆく方向が垂直方向であ
るという意味で用いられており、現実の画面にお
ける上下方向および左右方向と直接関係するもの
ではない。

本発明はこのような装置においてインターレー
スさせる方法を提供するものである。

第４図は本発明の一具体例を示す。

第４図において、４は垂直偏向電極で、垂直偏
向駆動回路２７からの出力ｖ，v′が導電板１３，
１３′に加えられ、これによつて電子ビームが垂
直方向のそれぞれの１区分内において16段階に偏
向され１本の電子ビーム１６ラインのラスターが
描かれる。

本発明の特徴はインターレース電極４１を設け
たことである。４０は奇数フイールドと偶数フイ
ールドの判別回路で、水平同期信号より奇数フイ
ールドが偶数フイールドの判断を行なう。判別回
路４０の出力は逆極性の出力でフイールドごとに
逆性がかわる。判別回路４０の出力はインターレ
ース電極４１の導電板４２，４２′へ印加される。
たとえば奇数フイールドのとき導電板４２′が正、
導電板４２が負とするとビーム位置は実線とな
る。一方偶数フイールドのとき導電板４２′が負、
導電板４２が正とするとビーム位置は点線とな
る。

このようインターレース電極４１を追加するだ
けでインターレースを行なうことができる。

本実施例は垂直偏向電極４の後へインターレー
ス電極を設けた方法であるが垂直偏向電極４の前
であつても何ら問題はない。

又、第５図に示すように１枚の偏向電極４に垂
直偏向用導電板１３，１３′と、インターレース
用導電板４２，４３′を分離して形成することも
できる。

以上のように、本発明によれば、電子ビーム源
として複数本の線陰極を用い、スクリーン上の画
面を垂直方向に複数の区分に分割してそれぞれの
区分毎に線陰極より電子ビームを発生させ、各区
分毎にそれぞれの電子ビームを垂直方向に偏向し
て複数のラインを表示し、さらに水平方向に複数
の区分に分割して各区分毎にＲ、Ｇ、Ｂ等の蛍光
体への電子ビームの照射量をカラー映像信号によ
つて制御するようにして全体としてテレビジヨン
画像を表示する平板形の表示装置において、電子
ビームを垂直方向に偏向する垂直偏向電極の前、
あるいは後にインターレース用電極を設けること
により、かかる平板形画像表示装置において、イ
ンターレース表示をさせることができ、美しい画
像を映出することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像表示装置に用いられる一
例の画像表示素子の基本構成を示す分解斜視図、
第２図はそのスクリーンの拡大図、第３図は同装
置の駆動回路の基本構成を示すブロツク図、第４
図、第５図は本発明の一実施例の画像表示装置の
要部の模式図である。 ２……電子ビーム源としての線陰極、３，３′
……垂直集束電極、４……垂直偏向電極、５……
電子ビーム流制御電極、６……水平集束電極、７
……水平偏向電極、８……電子ビーム加速電極、
９……スクリーン、２０……螢光体、２３……入
力端子、２４……同期分離回路、２５……垂直駆
動パルス発生回路、２６……線陰極駆動回路、２
７……垂直偏向駆動回路、２８……水平駆動パル
ス発生回路、２９……水平偏向駆動回路、３０…
…色復調回路、３１ａ〜３１ｎ……サンプルホー
ルド回路組、３２ａ〜３２ｎ……メモリ組、３４
……サンプリングパルス発生回路、３５ａ〜３５
ｎ……スイツチング回路、３６……スイツチング
パルス発生回路、４０……判別回路、４１……イ
ンターレース電極、４２，４２′……導電板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平方向に架張され、かつ所定間隔をおいて
   垂直方向に配置された電子ビーム発生源としての
   複数本の線陰極と、 前記複数本の線陰極から発生した電子ビームを
   選択的に前方向に放出させる背面電極と、 一対の導電体から構成され、前記電子ビームの
   通路をはさむように複数個配置されてなり、相対
   向する導電体の間に垂直偏向用電圧が印加され、
   電子ビームを垂直方向に偏向する垂直偏向電極
   と、 電子ビームが通過するスリツトを有し、かつ所
   定間隔において水平方向に配置された複数個の導
   電板から構成され、電子ビームを水平方向に１絵
   素分ずつに区分して取出し、かつ電子ビームの通
   過量をそれぞれの絵素を表示するための映像信号
   に従つて制御する制御電極と、 ２本を一対として複数対配置された複数の導電
   板で構成され、水平方向に区分されたそれぞれの
   絵素毎の電子ビームをはさむ導電板の間に水平偏
   向用電圧が印加され、電子ビームを水平方向に偏
   向し、スクリーン上の複数の色の蛍光体に時分割
   的に順次照射させる水平偏向電極と、 一対の導電板から構成されて前記垂直偏向電極
   の前方あるいは後方に配置され、相対向する導電
   板にフイールド毎に極性が変わるインターレース
   用電圧が印加されるインターレース用電極とを備
   えた画像表示装置。