JPH05151918A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層した板状電極を具備する画像表示装置に
おいて、場所によって不均一な偏向感度と、熱膨張によ
る電極変形の経時変化に基づく画質の低下を改善する。 【構成】 偏向電極１とその手前の電極との間隔が、ス
クリーン（アノード）２と、スクリーン（アノード）２
と対向する偏向電極１との距離が相対的に狭い場合は広
く、逆の場合は狭いというように、部分によって異なる
構造を持ち、偏向電圧振幅値と偏向中心電圧とを、経時
的に制御可能な電圧制御手段を具備する構成とする。 【効果】 偏向感度が補正されて、画面全体で偏向感度
が均一となる。さらに経時変化に対応して、結果的に偏
向の振幅が一定となり、画質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーテレビジョン受像
機、計算機の端末ディスプレイ等に用いられる画像表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、平板型画像表示装置が盛んに開発
されており、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロ
ルミネッセンスディスプレイ（ＥＬ）、発光ダイオード
ディスプレイ（ＬＥＤ）等が市場に登場しているが、輝
度、解像度、フルカラー化の点で、カラーブラウン管に
劣っている。

【０００３】そこでブラウン管並みの高品質の画像が得
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、スクリーン
上の画面をマトリクス状の区分に隙間なく分割し、各々
の区分毎に電子ビームを偏向・走査して蛍光体を発光さ
せ、全体としてカラーテレビジョン画像を構成する画像
表示装置があり、画質、フルカラー化の点で充分ブラウ
ン管に匹敵するところまで開発が進んでいる。

【０００４】以下図面を参照しながら、上記した従来の
画像表示装置の一例について説明する。

【０００５】従来の画像表示装置として例えば特開平１
−１７３５５３等が知られている。図６は従来の画像表
示装置の基本構造を示す斜視図であり、電子ビームが偏
向されていない状態を示している。図６において、５１
は背面電極、５２は電子ビーム源としての線状熱陰極、
５３は電子ビーム引き出し電極、５４は信号電極、５５
は第一集束電極、５６は第二集束電極、５７は水平偏向
電極、５８は垂直偏向電極であり、これらの構成部品を
真空容器（図示せず）内に納めてある。

【０００６】線状熱陰極５２は、図示のように一定間隔
で複数本平行に設けられている。これらの線状熱陰極５
２は例えばタングステン線の表面に酸化物陰極材料が塗
着されて構成されている。

【０００７】背面電極５１は板状の導電材からなり、線
状熱陰極５２に対し平行に設けられている。

【０００８】引き出し電極５３は線状熱陰極５２をはさ
んで背面電極５１と対向し、電子ビームの貫通孔が線状
熱陰極５２に対応する場所にあけられている板状電極で
ある。

【０００９】信号電極５４は、引き出し電極５３におけ
る貫通孔の各々に相対向する位置に所定間隔を介して複
数個設置された垂直方向に細長い導電板の列からなり、
各導電板においては、引き出し電極５３の貫通孔に相対
向する位置に、同様の貫通孔を有している。

【００１０】第一集束電極５５は、信号電極５４の貫通
孔と各々に対向する位置に貫通孔を有する導電板からな
る。

【００１１】第二集束電極５６は、第一集束電極５５の
貫通孔に相対向する位置にスリット孔を有している導電
板である。

【００１２】水平偏向電極５７は、同一平面上に互いに
空間を介して噛み合った２枚の櫛歯状の導電体から構成
されており２枚の櫛歯状導電体の間に作られた空間は、
第二集束電極５６のスリット孔と相対向している。

【００１３】垂直偏向電極５８も、２枚の櫛歯状の導電
板を同一平面上で空間を介して噛み合わせた構成からな
る。

【００１４】引き出し電極５３から垂直偏向電極５８の
各電極間の間隔は等しく揃えられている。

【００１５】スクリーン５９は、電子ビームの照射によ
って発光する蛍光体（図示せず）をガラス容器６１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。

【００１６】以上のように構成された画像表示装置につ
いて、以下その動作について説明する。

【００１７】まず、線状熱陰極５２を加熱した状態で背
面電極５１、引き出し電極５３に適切な電圧を印加し線
状熱陰極の電圧を個別に制御することにより、上方から
順にシート状の電子ビーム６２を発生させることができ
る。上記のシート状の電子ビーム６２は、次に引き出し
電極５３の貫通孔によって分割され、信号電極５４の貫
通孔に到達するが、この際に、信号電極５４の電圧を経
時的に制御することにより、絵素を表示するための映像
信号に応じて電子ビーム通過量を調節する。

【００１８】信号電極５４を通過した電子ビーム６２は
次に第一集束電極５５、第二集束電極５６に到達し、貫
通孔、スリット孔を通過することによって集束、整形さ
れたのち、水平偏向電極５７の導電体間および垂直偏向
電極５８の導電体間に与えられる電位差（偏向電圧）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５９のメタルバック層には例えば１０ｋＶの高電圧
が印加されており、電子ビームは加速されてメタルバッ
クに衝突し蛍光体を発光させる。

【００１９】また、線状熱陰極の防振対策として、特開
昭63-119137、特開昭63-124350の発明があり、さらにそ
れらを改善したものとして、特開平1-76644が知られてい
る。図７は、上記の出願で提案された線状熱陰極の防振
対策を取り入れた場合の画像表示装置の垂直偏向電極前
後を示す断面図である。つまり従来の画像表示装置は電
極が僅かに湾曲している。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、水平偏向電極５７と垂直偏向電極５８と
の距離Ｌ₁が一定（図７ではＬ₁＝Ａ）であるにも関わら
ず、電極が湾曲しているため、スクリーン５９と垂直偏
向電極５８との距離Ｌ₂は、仮に電極の湾曲が無い場合
の値Ｂに対して、湾曲がある場合は図６に見られるよう
に、中央で最大ΔＢだけ変化する（但し当然の如くＸ方
向の端部ではＬ₂はほぼＢを保っている）。 即ちスク
リーン５９と垂直偏向電極５８との距離がＸ位置によっ
て違ってくる。そのことにより垂直偏向感度がＸ位置に
よって異なり、それが電子ビームのスクリーン上の到達
位置に影響し、各線状熱陰極が担当する表示領域間の画
像の連続性が損なわれるという第１の問題点と、線状熱
陰極が発する熱のため、電極の湾曲の曲率が熱膨張によ
って経時的に変化し、電子ビームのスクリーン上の到達
位置が経時的に変化するという第２の問題点を有してい
た。

【００２１】本発明は上記問題点に鑑み、スクリーンと
垂直偏向電極との距離が各ビームごとに異なる構造にお
いても、均一な偏向感度を得ることが出来、更に経時的
に安定な画像表示装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記第１の問題点を解決
するために本発明の画像表示装置は、水平偏向電極及び
垂直偏向電極の少なくともどちらか一方が、隣接する電
極との間隔がスクリーンとの間隔に対応して変化してい
るという構成を備え、第２の問題点を解決するために、
水平偏向電極及び垂直偏向電極の少なくともどちらか一
方に印加する偏向電圧振幅値と偏向中心電圧とを、経時
的に制御可能な電圧制御手段を備えたものである。

【００２３】

【作用】本発明は上記した構成によって、スクリーンと
偏向電極との距離の違いによる偏向感度の違いが補正さ
れ、更に、偏向電圧振幅値と偏向中心電圧とを、経時的
に制御する事により、電極の湾曲の変化にかかわらず、
偏向感度が均一且つ一定に保たれることとなる。

【００２４】

【実施例】以下本発明の第１の実施例の画像表示装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２５】図１は本発明の実施例における画像表示装
置の垂直偏向電極前後を示す断面図である。図１におい
て、１は垂直偏向電極、２はスクリーン、３は垂直偏向
電極１に隣接する水平偏向電極である。水平偏向電極３
の下には集束電極群や電子源など画像表示装置の機能を
果たすのに必要な部分が存在するが図では省略してい
る。

【００２６】本実施例でも従来例と同様の湾曲構造をと
っているため、垂直偏向電極１とスクリーン２との間隔
（距離）はＸ方向の位置によって異なっている。

【００２７】更に本実施例では、水平偏向電極３と垂直
偏向電極１との間隔も、垂直偏向電極１とスクリーン２
との間隔に対応して変化している。本実施例における両
間隔の数値的関係については後述する。

【００２８】上記のような構成は、水平偏向電極３と垂
直偏向電極１との間に挿入する支持部材の厚みを、Ｘ方
向の位置によって変えてやることにより、容易に実現で
きる。

【００２９】以上のように構成された画像表示装置につ
いて、以下図１及び図２を用いてその動作を説明する。

【００３０】電子ビームが水平偏向電極３に到達するま
での過程は従来例と同じであるため、その動作は省略す
る。

【００３１】水平偏向電極３を通過した電子ビームは次
に垂直偏向電極１で垂直偏向されるわけであるが、そこ
での偏向電圧に対するスクリーン２上での偏向距離、即
ち偏向感度をｓとするとｓは図２を用いて以下のように
説明する事ができる。

【００３２】図２は垂直偏向電極１に於て偏向される電
子ビームの偏向感度ｓと、水平偏向電極３と垂直偏向電
極１との間隔Ｌ₁と、垂直偏向電極１とスクリーン２と
の間隔Ｌ₂との関係を示す特性図である。

【００３３】図２に於て、横軸は水平偏向電極３と垂直
偏向電極１との間隔Ｌ₁、縦軸は垂直偏向感度ｓであ
り、垂直偏向電極１とスクリーン２との間隔Ｌ₂をパラ
メータとしてプロットされている。

【００３４】例えばＬ₁＝Ａ、Ｌ₂＝Ｂの場合、ｓ＝ｓ_A
となる。本実施例の画像表示装置では、ｓは、Ｌ₁が変
化するとほぼ指数関数的に変化し、Ｌ₂の変化に対して
はほぼ比例の関係にある。例えば近似式で表わすと、Ｌ
₂＝Ｂの近傍では以下のようになる。

【００３５】 s(L₁，L₂)=[(S_max−S_min){1-exp(-a・L₁)}+S_min]・L₂/B 上式に於てａはｓ（Ａ，Ｂ）＝ｓ_Aから求められる定数
である。

【００３６】ｓの例として、Ｌ₂＝Ｂ−ΔＢ，Ｂ，Ｂ＋
ΔＢの三つの場合が図２に示してある。つまり、従来の
ようにＬ₁が一定だと、Ｌ₂が異なると偏向感度ｓも異な
る。

【００３７】ところが本発明では、図１に見られるよう
にＬ₁は一定ではなく、画像表示装置の中央部を例にと
ると、 ｓ（Ａ＋ΔＡ，Ｂ−ΔＢ−ΔＡ）＝ｓ_A なる関係を満たすΔＡだけＬ₁を広げてある。

【００３８】この関係を更に図３を用いて説明する。図
３は、図２と同じく、偏向感度ｓと、水平偏向電極３と
垂直偏向電極１との間隔Ｌ₁と、垂直偏向電極１とスク
リーン２との間隔Ｌ₂との関係を示す特性図である。

【００３９】図１のように、例えば本画像表示装置の中
央部でＬ₁をΔＡだけ広げるとＬ₂はΔＡだけ縮む。この
時、偏向感度ｓは、 ｓ＝ｓ（Ａ＋ΔＡ，Ｂ−ΔＢ−ΔＡ） である。

【００４０】ここで図３のように適当なΔＡを選択すれ
ば、 ｓ（Ａ＋ΔＡ，Ｂ−ΔＢ−ΔＡ）＝ｓ（Ａ，Ｂ） とすることができる。本発明ではこのΔＡを選択してい
るわけである。

【００４１】このＬ₁，Ｌ₂の関係を画像表示装置の中央
部だけでなく、電子ビームの通過する各Ｘ位置について
も満たして行けば均一な垂直偏向感度を得ることができ
る。それにより電子ビームのスクリーン２上の到達位置
が電極を湾曲しない場合と同等になり、各線状熱陰極が
担当する表示領域間の画像の連続性はほぼ保たれる。

【００４２】以上のように本実施例によれば、垂直偏向
電極１の、隣接する水平偏向電極３との間隔が、スクリ
ーン２との間隔に対応して変化しているという構成を備
えることにより、均一な垂直偏向感度を得ることができ
る。

【００４３】以下本発明の第２の実施例について図面を
参照しながら説明する。図４は本発明の第２の実施例を
示す画像表示装置の垂直偏向電極前後を示す断面図であ
る。

【００４４】同図において、１１は垂直偏向電極、１２
はスクリーン、１３は垂直偏向電極１に隣接する水平偏
向電極であり、以上は図１の構成と同様なものである。

【００４５】図１と異なるのは、垂直偏向電極１１に印
加する偏向電圧の振幅値と偏向中心電圧（ダイナミック
フォーカシングを行なわない場合は無偏向時の垂直偏向
電極への印加電圧に等しい）とを制御する垂直偏向電圧
経時制御装置１４を、垂直偏向電極１１に接続している
点である。

【００４６】本実施例でも従来例と同様の湾曲構造をと
っているため、垂直偏向電極１１とスクリーン１２との
間隔はＸ方向の位置によって異なっている。

【００４７】また第１の実施例と同様に、水平偏向電極
１３と垂直偏向電極１１との間隔も、垂直偏向電極１１
とスクリーン１２との間隔に対応して変化しており、両
間隔の数値的関係も第１の実施例と同様である。

【００４８】以上のように構成された画像表示装置につ
いて、以下その動作を説明する。電子ビームがスクリー
ン１２に到達するまでの過程は、第１の実施例と同じで
あるため、その動作は省略する。

【００４９】本実施例の画像表示装置は従来例や第１の
実施例と同様に、駆動直後より線状熱陰極が発する熱の
ため、電極の湾曲の曲率が熱膨張によって経時的に変化
し、電子ビームのスクリーン上の到達位置が経時的に変
化する。

【００５０】例えば、画像表示装置中央部での垂直偏向
電極１１とスクリーン１２との間隔Ｌ₂が、Ｂ−ΔＢ−
ΔＡからＢ−ΔＢ′−ΔＡに変化する。

【００５１】そのときの偏向感度ｓの変化を図５を用い
て説明する。図５（ａ）は、Ｌ₂が、Ｂ−ΔＢ−ΔＡ
（破線）からＢ−ΔＢ′−ΔＡ（実線）に変化した場合
のｓのＬ₁に対する特性の変化を示す図である。

【００５２】同図において垂直偏向感度ｓはＬ₂の変化
によって、破線から実線に特性が変化し、中央部での偏
向感度はｓ_Aからｓ_A′に変化する。ただし、Ｘ方向の端
部では、水平偏向電極１３と垂直偏向電極１１との距離
Ｌ₁がＡのままであり、Ｌ₂もＢであるので、ほぼｓ_Aを
保っている。

【００５３】曲率の変化の方向によってｓの変化の方向
は変わるが、この例ではｓ_A′＜ｓ_Aである。

【００５４】したがってそのままでは画像表示領域内で
偏向感度に差が生じる。この経時変化で差の生じた偏向
感度ｓを均一に揃える手段について図５（ｂ）を用いて
説明する。

【００５５】図５（ｂ）は、図５（ａ）の実線の状態か
ら、垂直偏向電極１１に印加する偏向中心電圧を変えた
場合の偏向感度ｓの変化を示す特性図である。

【００５６】まず、ここで垂直偏向電極に印加する偏向
中心電圧を上げると、全体に偏向感度ｓは小さくなる
が、Ｌ₁が短い部分の方が、隣接する水平偏向電極１３
の電界の影響を強く受け、より偏向感度ｓは下がる。し
たがって適当な偏向中心電圧を選択することにより、端
部、中心部共に偏向感度は等しくｓ_A″とすることが出
来る。これは本実施例のように水平偏向電極１３と垂直
偏向電極１１との距離Ｌ₁が均一でない構成であるから
可能なことであり、従来例のようにＬ₁が一定だと効果
は非常に少ない。

【００５７】さてこれで偏向感度ｓは揃ったわけである
が、これに加えて偏向電圧振幅値を増やしてやると、全
体的に下がった偏向感度の分だけ減少した電子ビーム偏
向距離を、補うことが出来る。

【００５８】本実施例では、垂直偏向電圧経時制御装置
１４を垂直偏向電極１１に接続しているため、上記の偏
向中心電圧と偏向電圧振幅値とを、電極湾曲曲率の経時
的変化に対応して変えてやることが出来る。

【００５９】その結果、電子ビームのスクリーン１２上
の到達位置（偏向幅）は一定になり、各線状熱陰極が担
当する表示領域間の画像の連続性は経時的にほぼ保たれ
る。

【００６０】以上のように本実施例によれば、垂直偏向
電極１１の、隣接する水平偏向電極１３との間隔が、ス
クリーン１２との間隔に対応して変化しているという構
成と、垂直偏向電極１１に印加する偏向電圧の振幅値と
偏向中心電圧とを制御する垂直偏向電圧経時制御装置１
４を、垂直偏向電極１１に接続するという構成とを組み
合わせることにより、電子ビームのスクリーン１２上の
到達位置を経時的に一定とすることができる。

【００６１】なお、第１及び第２の実施例において、垂
直偏向感度を問題にしてきたが、図面におけるＸ軸とＹ
軸とを入れ換えれば垂直偏向電極は水平偏向電極となる
わけで、実施例中の「垂直」、「水平」という表現は、
特に本発明を制限するものではない。

【００６２】

【発明の効果】以上のように本発明は、水平偏向電極及
び垂直偏向電極の少なくともどちらか一方が、隣接する
電極との間隔がスクリーンとの間隔に対応して変化して
いるという構成を備え、また、水平偏向電極及び垂直偏
向電極の少なくともどちらか一方に印加する偏向電圧振
幅値と偏向中心電圧とを、経時的に制御可能な電圧制御
手段を備えることにより、偏向感度が補正されて、画面
全体で偏向感度が均一となる。さらに経時変化に対応し
て偏向電圧振幅値と偏向中心電圧とを制御し、結果的に
偏向の振幅を一定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における画像表示装置の
垂直偏向電極前後を示す断面図

【図２】同実施例における、電子ビームの偏向感度ｓ
と、水平偏向電極と垂直偏向電極との間隔と、垂直偏向
電極とスクリーンとの間隔との関係を示す特性図

【図３】同実施例における、動作説明のための図２と同
様の特性図

【図４】本発明の第２の実施例における画像表示装置の
垂直偏向電極前後を示す断面図

【図５】（ａ）は同実施例における経時変化の影響を示
す図２と同様の特性図 （ｂ）は図５（ａ）において偏向中心電圧を変えた場合
の特性図

【図６】従来の画像表示装置の斜視図

【図７】同従来例における画像表示装置の垂直偏向電極
前後を示す断面図

【符号の説明】

１ 垂直偏向電極 ２ スクリーン ３ 水平偏向電極 １４ 垂直偏向電圧経時制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 隆一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器内に、電子源と、その電子源から
   ビームを取り出し制御する電子ビーム制御電極群と、電
   子ビームの射突により発光するスクリーンとを備え、前
   記電子ビーム制御電極群の少なくとも一部が、同一平面
   上に位置する複数の導電板からなる水平偏向電極及び垂
   直偏向電極の少なくともどちらか一方を含んで構成され
   ており、前記水平偏向電極及び前記垂直偏向電極の少な
   くともどちらか一方が、隣接する電極との間隔がスクリ
   ーンとの間隔に対応して変化していることを特徴とする
   画像表示装置。
2. 【請求項２】真空容器内に、電子源と、その電子源から
   ビームを取り出し制御する電子ビーム制御電極群と、電
   子ビームの射突により発光するスクリーンとを備え、前
   記電子ビーム制御電極群の少なくとも一部が、同一平面
   上に位置する複数の導電板からなる水平偏向電極及び垂
   直偏向電極の少なくともどちらか一方を含んで構成され
   ており、前記水平偏向電極及び前記垂直偏向電極の少な
   くともどちらか一方が、隣接する電極との間隔がスクリ
   ーンとの間隔に対応して変化しており、前記水平偏向電
   極及び前記垂直偏向電極の少なくともどちらか一方に印
   加する偏向電圧振幅値と偏向中心電圧とを、経時的に制
   御可能な電圧制御手段を備えたことを特徴とする画像表
   示装置。