JPH0395839A - 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？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ｌ２は陽極ｌ６と蛍光体ｌ８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ｌ４は裏面基板，符号２２は線状陰極，符号
２４は偏向電極を示す．ｗＪ極ｌ６はＩＴＯ　（Ｉｎ．
０：ｌ−ＳｎＯ■）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戊っている．陽極ｌ６
が透明酸化物である場合には、蛍光体ｌ８は正面基板ｌ
２の上に陽極をスバッタ法、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威手段によって形成され、
また陽極ｌ６かメタルハック層である場合には，正面基
板ｌ２上に蛍光体ｌ８を形威した後，その上にフィルミ
ング処理を行なって陽極ｌ６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か被覆された直径か数＋ｇｍのタ
ングステンフィラメントから戊り、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ｌ４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、０．５〜２　ｍ　ｍ程度の厚
さのエッチングされた４２６合金等の薄板金属から作ら
れている。また、偏向電極２４の端面ば、！Ｅ直方向へ
の偏向感度を高めるために、陰極に向けて傾斜した面と
なっており、この傾斜面は、適邑な研磨手段によって形
威される。

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隘極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イｉする。この集束は、陰極２２の
両側の偏向電極２４に陰極２２よりも負の同じ電位を午
えることによって陰極２２の直前に凸形の電子レンズを
形威して行なわれ、その最適電位は、この電子レンズに
よって電子ビームか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、正及び負のほぼ同じ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右する偏向
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１１電極２８は、
陰極２２と同じ電位を印加することによって陰極２２周
逅に陰極電位に対して正の高電位か印加されている陽極
ｌ６からの正の等電位面か入り込んて陽極１６に向けて
電子か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
構威し、また水平制御電極２６がデータ電極を構威し、
この走査電極冫／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゜Ｃ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の数たけ
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か異なり同期し
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ｌ６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ｆｉＪ１７ｔｔ極２
８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ｌ６の電位と同電位にし、残りの
すべての眞直制御電極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ｌ６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木平方向の画素が
アドレスされる．この水平アトレスは，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（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ｌ６からの正の
等電位而は，陰極２２に到達することができないて陰極
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． 木平制御電極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ｌ６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、瞼極２２に適邑な電位を与えると、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か変調制御される。

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、水平制御電極２６によって水平アドレスを行な
い、この水平アト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、本明細書において、『水平』、『垂直』という用語
は、それぞれ陰極２２の長手力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，次のよ
うな問題点がある． その１つは陽極電圧を高くしたとときに偏向感度が低下
する問題である．ＩＩＩ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ｋ
ｖから１０ｋｖ以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、これによって電子
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２２から陽極ｌ６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，ｖ１極２２と陽極ｌ６との間
隔な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
な岬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２４には７００ｖ程度の高電圧を印加す
ることが必要となり、このためこれを駆動する回路が高
価となる欠点がある． また、垂直偏向感度を向上するために，垂直偏向電極２
４の陰極２２側の端面をテーバ状に形成することが行な
われているが、この垂直偏向感度は垂直偏向電極２４の
厚さに比例して大きくなるので、陰極と陽極との間隔１
０ｍｍの場合には，充分な偏向感度を得るために、偏向
電極の肉厚は０．５〜３ｍｍ程度とする必要がある．し
かし，偏向電極２４の端面にテーバ加工を施すのに安価
なエッチングを用いると、サイドエッチングが進んでテ
ーバ端面の中央部がへこむ傾向があり、これを避けるた
めに機械的研削，放電加工等の加工手段を用いると，高
価となる欠点がある． 尚，偏向電極２４の厚さを上記範囲を越えて淳くすると
、陰極２２から陽極ｌ６側に離れた地点でも陰極２２近
傍と同じ電位に空間電位を固定することになるので、逆
に偏向感度が低下し，また偏向電極を薄くすると、電子
ビームに対する電界の影響が小さくなり、偏向感度が落
ちる問題が生ずる． 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，外囲器の正面
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、外囲器内に設けられた複数の線状陰極と，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Ｍ１１
４電極とを備えた陰極線画像表示装置において、各偏向
電極は、相互に絶縁スペーサを介して積層された複数枚
の電極板から成り、これらの複数枚の電極板には陽極に
向けて正の絶対値が増加する異なる電圧が印加されるこ
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、偏向電極を複数枚の電極板を積層して構成
し，それぞれの電極板に順次変化する電圧を印加するの
で高い偏向電圧を印加することなく、偏向感度を高める
ことができ、またこれらの電極板はエッチングによって
容易に形成することができるので安価に製造することが
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ｌ２と裏面基板１４とを含む外囲器
と，この外囲器の正面基板ｌ２上の陽極ｌ６に一体に設
けられた蛍光体ｌ８から或る蛍光表示手段２０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２
２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陰極外被であって
もよい． 各偏向電極２４は、第４図（Ａ）（Ｂ）に示すように、
薄板ガラスまたはフリットガラスの如き絶縁スペーサ３
０を介して相互に積層された複数枚の薄板電極板３２か
ら成り、これらの複数枚の薄板電極板３２には陽極ｌ６
に向けて正の絶対値が増加する異なる電圧が印加される
．図示の実施例では、偏向電極２４の薄板電極板３２は
上から下に向けて順次幅が大きくなっていて全体的に両
面テーバ端面２４ａを有する。この偏向電極２４は，例
えば、第５図に示すように、形成することかできる．即
ち，厚さが０．１〜１．０ｍｍの４２６合金、ステンレ
スまたはそれにメッキを施した薄板の金属基板３４を用
意し、この金属基板３４の両面にフォトレジスト被覆部
分３６、３６′を中心を合わせるが、幅が異なるように
して形成し（第５図（Ａ）参照）、その後この金属基板
３４を両面エッチングして第５図（Ｂ）に示すように、
第４図の偏向電極２４に用いられる両端面に傾斜面３２
ａを有する薄板電極板３２を形成する．両面エッチング
は、例えば、塩化第二鉄／塩酸水溶液等の腐食液をスプ
レー法によって噴射して行なうことができる．このよう
にして、順次幅の異なる複数の薄板電極板３２を形成し
、これらを絶縁スペーサ３０を介して積層して、第４図
に示すように、テーパ端面２４ａを有する偏向電極２４
を形威する．この方法で偏向電極２４を形戊する場合に
、金属基板３４の厚みが大きいと、傾斜面３２ａは中央
面でへこんだ形になって好ましくないし，また傾斜面３
２ａと電極板３２の底との角度が大きいと、偏向電極の
テーバ面２４ａがへこんだりエッチング中に傾斜面で切
断が生じたりして好ましくない．従って、金属基板３４
の厚みは上記範囲、特に好ましい厚みは０．５ｍｍであ
り、また好ましい傾斜角度は３０°である． また，偏向電極２４の好ましい全体的寸法は，最下部の
幅が５ｍｍであり，最上部の幅が２ｍｍであり、また絶
縁スペーサ３０は偏向電極２４の端面から露出してチャ
ージアップし偏向電極２４の周辺で電位が変化すること
がないように電極板３２の幅よりも小さくするのか好ま
しい． このようにして形成された偏向電極２４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．ｌｌｉ極と陽極との間隔を１０ｍｍとし、
陰極は直径がｌＯｇｍのタングステン線を用いて（Ｂ？
ｋ．　Ｓｒ、Ｃａ）Ｏの放射性物質を被覆して形成し、
偏向電極は上記のように厚さが０．５ｍｍの４２６合金
から作られた３枚の電極板から成り、最上部の幅はＩｎ
ｍ、最下部の幅は５ｍｍとし，テーバ端面の水平長さは
２　ｍ　ｍで絶縁スペーサは０．５ｍｍの薄板ガラスと
し、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で幅が３ｍｍのＳＵＳ３０４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とし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． また、陽極には６ｋｖが印加され、最大偏向電圧は３３
０〜３６０ｖ、最大偏向時の偏向電極の各電極板に印加
する電圧は上から順に７０〜ｌＯＯｖ．１００〜ｌ２０
ｖ、３００〜３３０ｖであり、また陰極電圧はＯｖＤＣ
てあった一方、垂直制御電極のカットオフ電圧は−４０
ｖ、最大ビーム電圧が１．８ｖであり，水平制御電極の
カットオフ電圧は−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順次線駆動した。

一方、比較例として偏向電極を厚さが２ｍｍのステンレ
スから一体に作り、上幅を１ｍｍ、下幅を５ｍｍとして
テーパ端面は水平長さ２ｍｍとし最大偏向電圧を７００
〜７５０ｖ印加した． 上記具体例及び比較例から分かるように，本発明によれ
ば片側１０ｍｍの最大偏向を得るのに必要な偏向電圧は
比較例に比べて約３５０ｖも小さくなる． 尚．上記実施例では．偏向電極が３枚の電極板から虞っ
ていたが，その枚数は適宜に選択することができる．ま
た、偏向電極のテーバ端面ば必ずしも必要ではない． （発明の効果） 本発明によれば、上記のように、偏向電極を複数枚の電
極板を積層して構威し、それぞれの電極板に異なる電圧
を印加するので高い偏向電圧を印加することなく，偏向
感度を高めることができ，またこれらの電極板はエッチ
ングによって容易に形成することができるので安価に製
造す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図は
本発明に係る陰極線画像表示装置の要部の分解斜視図、
第４図（Ａ）　　（Ｂ）は本発明に用いられる偏向電極
の分解斜視図及び正面図、第５図（Ａ）（Ｂ）は本発明
に用いられる偏向電極の電極板の製造過程を示す正面図
である。 １　０−−−−一陰極線画像表示装置．１２−−一−一
正面基板、１　４−−−−一裏面基板、ｌ６−−−−一
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ｌの制御電極、２８−−−−一第２の
制御電極、３０−−−−一絶縁スペーサ．３２−−−一
一電極板．

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、前記各
   偏向電極は、絶縁スペーサを介して相互に積層された複
   数枚の薄板電極板から成り、前記複数枚の薄板電極板に
   は陽極に向けて正の絶対値が増加する異なる電圧が印加
   されることを特徴とする陰極線画像表示装置。