JPH0630230B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、文字，画像等を表示するための画像表示に属
し、特に画像表示装置の画質向上のための画像表示装置
の具体的な構成に関するものである。

従来例の構成とその問題点 第１図は本発明者らが先に提案した平板型画像表示装置
の斜視図である。この画像表示装置は後方から前方に向
って順に背面電極１、ビーム源としての線状熱陰極２、
垂直収束電極３，３′、垂直偏向電極４、ビーム流制御
電極５、水平収束電極６、水平偏向電極７、ビーム加速
電極８、およびスクリーン板９が配置され構成されてお
り、これらが偏平なガラスバルブ（図示せず）の真空に
なされた内部に収納されている。

ここでは電子ビーム取り出し電極として、垂直収束電極
３、電子ビーム制御電極としてビーム流制御電極５、電
子ビーム偏向電極として垂直，水平偏向電極４，７、発
光装置としてスクリーン板９がそれぞれ対応することに
なる。

ビーム源としての線状熱陰極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架設されて
おり、かかる線状熱陰極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。この例では１５本設けられているもの
とする。２イ〜２タとする。これらの線状熱陰極２はた
とえば１０〜２０μφのタングステン着の表面に酸化物
陰極材料が塗着されている。そして後述するように、上
方の線状熱陰極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、その一定
時間電子ビームを放出すべく制御される線状熱陰極２以
外の他の線状熱陰極２からの電子ビームの発生を抑制
し、かつ、発生された電子ビームを前方向だけに向けて
押し出す作用する。）この背面電極１はガラスバルブの
後壁に内面に付着された導電材料の塗膜によって形成さ
れてもよい。

垂直収束電極３は熱陰極２イ〜２タのそれぞれに対向す
る水平方向に長いスリット１０を有する導電板１１であ
り、線状熱陰極２から放出された電子ビームをそのスリ
ット１０を通して取り出し、かつ垂直方向に収束させ
る。スリット１０は途中に適宜の間隔で棧が設けられて
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ットとして構成されていてもよい。
垂直収束電極３′も同様のものである。

垂直偏向電極４は上記スリット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の上面と下面とに導電体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。この例では、一
対の導電体１３，１３′によって１本の熱陰極２からの
電子ビームを垂直方向に１６インチ分の位置に偏向す
る。そして、１６個の垂直偏向電極４によって１５本の
線状熱陰極２のそれぞれに対応する１５対の導電対が構
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、電子ビーム制御電極である制御電極５はそれぞれ
が垂直方向に長いスリット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。この例では３２０本の制御電極用導電板１
５ａ〜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絵素分づつに区分にして取り出し、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
信号に従って制御する。）従って、制御電極５を３２０
本設ければ水平１ライン分当たり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色の蛍光体で表示することと
し、各制御電極は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。勿論制御電極を背面電
極側に配置することも可能である。

水平収束電極６は制御電極５のスリット１４と相対向す
る垂直方向に長い複数本３２０本のスリット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収束して
細い電子ビームにする。

水平偏向電極７は上記スリット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の各蛍光体を順次照射
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発光手段であるスクリ
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って発光される蛍
光体２０がガラス板２１の裏面に塗布され、またメタル
バック層（図示せず）が付加されて構成されている。蛍
光体２０は制御電極５の１つのスリット１４に対して、
すなち、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色の蛍光体が１対づつ設けられて
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状熱陰
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。

また、この例では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の蛍光体２０が１絵素分の１
対のみ設けられていても勿論よく、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。

以上の様な平板型表示装置において従来より次のような
問題点があった。

線状熱陰極２から放出された電子はその後方に設けられ
た背面電極１により、その前方の電子ビーム取り出し電
極の方へ、押し出され、電子ビーム取り出し電極に設け
られた貫通孔を通過する時に電子ビームが形成される。

さらに電子ビーム取り出し電極を通過した電子ビームは
後方の種々の電極により収束，偏向されて蛍光体に衝突
して画像表示されるが、実際の画像表示装置においては
特に、背面電極１、線状熱陰極２、電子ビーム取り出し
電極３の組立精度の誤差および線状熱陰極の振動等によ
り、それぞれの区画ごとに到達するビーム電流が異なる
ため輝度差が生じ、輝度ムラとなって画質が低下すると
いう欠点があった。

そこで蛍光面に到達する電子ビーム量を各線状熱陰極２
ごと、あるいは各区画ごとに調整する必要となる。

しかしながら線状熱陰極２から放出される電子量と前記
電子ビーム取り出し電極を通過した電子ビーム量とは必
ずしも相関がない。それは第２図からもあきらかな様
に、線状熱陰極から放出された電子ビームの断面分布が
つりがね状であり、背面電極１の電圧変化に対して電子
ビームの放射領域は変化するが、線状熱陰極からの中心
部分の垂直方向の分布はほとんど変化しないためであ
る。そのために線状熱陰極から放出された電子量を検出
して輝度調整を行なうには不充分であった。

発明の目的 上記問題点を解決するために、本発明は電子ビーム量が
検出可能な電極構体を有する画像表示装置を提供するこ
とを目的とする。

本発明の他の目的は上記電子ビーム量検出用電極構体を
用いることにより、画質の優れた、特に輝度の均一な画
像表示装置を提供することにある。

発明の構成 本発明は上記の目的を達成するために、 を特徴とする画像表示装置である。

実施例の説明 本発明の実施例を図面を用いて説明する。第３図は本発
明の基本的な考え方を説明するための、電子源部分の断
面図である。第３図において背面電極３１から線状熱陰
極３２、電子ビーム取り出し電極３３、電子ビーム収束
電極３４と前方にもっとも効率のよい電子ビームを得る
構成で配置されている。この例においては背面電極３１
と線状熱陰極３２とは２mm、線状熱陰極３２と電子ビー
ム取り出し電極３３とは３mmの間隔を隔てて配設され、
電極３３と電極３４とは０．４mmの間隔とした。電極３
３と電極３４にはそれぞれ貫通孔３３ａの３４ａが設け
られている。この例においてはそれぞれ０．５φmmと
０．８φmmを２００個配列した構成とした。この構成の
おいてたとえば、背面電極３１に−６０Ｖ，線状熱陰極
３２に−３０Ｖのパルス電圧、電子ビーム取り出し電極
３３に３０Ｖ、電子ビーム収束電極３４に０Ｖの電圧を
与えたとき、電極３３および電極３４に流入する電流を
測定したところ、電子ビーム取り出し電極３３に流入す
る電流Ｉ_Ｇ１は約１０ｍＡ，電子ビーム収束電極３４に
流入する電流Ｉ_Ｇ２は約０．１ｍＡであった。

第４図に背面電極に印加する電圧を変化した時の電子ビ
ーム取り出し電極に流入する電流Ｉ_Ｇ１、および電子ビ
ーム収束電極に流入する電流Ｉ_Ｇ２、および格子状電極
（図示せず）に流入する電流Ｉ_Ｇ３、および蛍光面（図
示せず）に流入する電流Ｉ_Ａの変化の状態を示す。図か
らも分かる様に背面電極電圧に−５５Ｖから低い電圧に
おいて電子ビーム収束電極３４に流入する電流Ｉ_Ｇ２、
および格子状電極に流入する電流Ｉ_Ｇ３および蛍光面に
流入する電流Ｉ_Ａの変化が少なく同様の傾向を示す。こ
の理由により検出部として電子ビーム収束電極以後の電
極を使用し、電極に流入する電流を検出することにより
蛍光面の明るさを均一にすることができる。

しかしながら実際には、格子状電極に流入する電流Ｉ
_Ｇ３はその前方に配設された垂直偏向電極に印加する電
圧の変化に対応して変化するため明るさの変化として検
出することは難しい。また、電子ビーム収束電極３４に
流入する電流Ｉ_Ｇ２は値が小さいため検出精度は５％程
度であり、２０階調程度の画像には簡便で適している
が、より高精細な高画質の画像表示を行うために一般的
に必要と云われる２５６階調を実現するには、検出する
電流の絶対値をさらに増加する必要がある。

（実施例１） そこで本発明の第１の実施例として第５図の構成を採用
する。第５図に電子ビーム検出量を増加するために、電
子ビーム取り出し電極に穿設されたそれぞれの貫通孔５
３ａ間で、しかも同軸上に他の電子ビーム通過のための
貫通孔５３ｂを配設したものであり、この電子ビーム通
過孔を通過した電子ビームは蛍光面に到達せず、その後
方の電極５４に当たって電子ビーム量として検出され
る。貫通孔５３ｂとしては貫通孔５３ａの形状に影響を
与えない形状とすることが望ましい。本実施例において
は０．２×２mmのスリットとした。この理由として、た
とえば貫通孔５３ａが１mmピッチで配設されている場
合、貫通孔５３ａの径が０．５φmmの時、その間は０．
５mmとなり貫通孔５３ｂの最大値としてはエッチング精
度等を含めると０．２mmとなる。また垂直方向の電子の
放射領域から考えて２mmが適当である。この時の電極構
成は前記実施例と同一構成でよく、また駆動条件を同一
にした場合に電極５４に流入する電流値は０．２×２mm
のスリットの通過分が増加し、約２ｍＡとなり電流値の
変化に対して充分検出可能な値となる。この時のノイズ
成分は７〜８μＡ程度になり、電極５４に流入する電流
値の約３．５〜４．０％となり、ほぼ２５６諧調が実現
できるレベルとなる。

（実施例２） 次に、本願発明の第２の実施例を第６図を用いて説明す
る。本実施例は、電子ビームの取り出し電極６３に穿設
された貫通孔６３ａをスリット形状にしたものである。
前記第１の実施例においては電極構成上特に水平方向の
影響を与えない様な貫通形状としたが、本実施例におい
ては、特に、その制約を取り除き、水平方向のビーム特
性については他の電極に依存するものとし、特に垂直方
向のビーム特性についてのみ主眼をおいたスリット形状
とした。線状熱陰極から放出される電子の垂直方向の分
布は前述のごとくつりがね状の分布を持って放射されて
いるため垂直方向のビーム特性はスリット形状に依存す
るところが大きい。しかし水平方向の分布は電子ビーム
取り出し手段の電極６３にほぼ垂直に入射してくると考
えられ、また多少の角度を持って入射して来たとしても
電子の速度が遅いために（６０ｅＶ）後方の電極により
充分特性を維持することができる。この様な理由により
貫通孔６３ａは線状熱陰極６２に平行な０．５mmのスリ
ットとした。このことにより実質的に電極６４に流入す
る電流量が増加し、本実施例においては約３ｍＡとなっ
た。この時のノイズ成分は約１０μＡであるが、充分に
２５６諧調の画像表示が達成できた。

このように第１および第２の実施例において、各線状熱
陰極から放出された電子ビーム電流で、蛍光面に流入す
る電流に対応するビーム電流を収束電極である電極５４
および電極６４で検出し、各線状熱陰極の電子ビームの
ばらつきが平均化されるように平均電子ビームと各線状
熱陰極の電子ビーム電流との差０．５〜１．０ｍＡを補
正するために各線状熱陰極に印加するパルス電圧また
は、背面電極に印加する電圧を時間的に変化させるなど
して、電極の駆動電圧を制御している。本実施例では各
線状熱陰極に印加するパルス電圧の変化電圧量は１〜２
Ｖ程度であり、背面電極に印加する電圧の変化量は５〜
１０Ｖ程度である。

なお、本実施例では第２の電極を第１の電極の次に配置
したが、第２の電極の位置はこれに限られるものではな
い。

第１図に示すような電子ビーム軌道図はこの電極構成の
理解を助けるために示した図であり、第４図に示すよう
に各電極（ここで示されているのはＧ１，Ｇ２，Ｇ３，
電極）に電子ビーム電流が流入していることが示されて
いる。これは各電極に印加される電圧によって形成され
るレンズ系によって一意的に電子ビーム軌道が定められ
ることによるものである。そのレンズ系によって電子ビ
ームがどの電極に多く入射するか、または殆ど入射する
ことなく通過するかが決まるものであって、２番目の電
極に電子ビームが殆ど入射することのないレンズ系も十
分考えられる。その場合は、電子ビームが多く入射する
３番目以降の電極を第２の電極とすることも可能であ
る。

発明の効果 本発明は電子ビーム量を検出する電極として蛍光面に流
入する電子量と比例関係にある第２電極により画面の明
るさに対応した電流値を検出し、この電流値の平均値か
らの差分をフィードバックすることにより輝度調整を行
うことが可能になり画面全体にわたって輝度の均一な表
示装置を得ることができる。

また電子ビーム検出用電極の前方の電極の貫通形状を改
良することにより実質的に検出感度を上げ輝度調整が容
易に行えるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像表示装置の構成を示す斜視図、第２
図は同装置の電子ビームの分布を説明するためのグラ
フ、第３図は本発明の基本的な考え方を説明するための
画像表示装置の要部を示す断面図、第４図は同装置にお
ける電流の変化を示すグラフ、第５図は本発明の第１の
実施例の画像表示装置の要部を示す断面図、第６図は本
発明の第２の実施例の画像表示装置の要部を示す断面図
である。 ３１，５１，６１……背面電極、３２，５２，６２……
線状熱陰極、３３，５３，６３……電極（第１の電
極）、３４，５４，６４……電極（第２の電極）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の線状熱陰極、前記線状熱陰極から
   放出される電子を前方の発光装置に向かわせる働きを有
   する背面電極、前記線状熱陰極から電子ビームを取り出
   すための電子ビーム取り出し電極、電子ビームを制御す
   る電子ビーム制御電極と、電子ビームの射突により発光
   する発光装置を備えた画像表示装置において、前記線状
   熱陰極に対して前方に配置した電極群の中で、前記線状
   熱陰極に対面する電極を第１の電極とし、以降前記発光
   装置に対面するまでの電極群の任意の一電極を第２の電
   極とし、前記第１の電極は、画像を表示するための電子
   ビーム通過孔以外の電子ビーム貫通孔を有し、前記第１
   の電極に穿設された貫通孔を通過する電子ビーム量を前
   記第２の電極により検出し、その検出した変化量に基づ
   き前記背面電極および前記線状熱陰極の少なくともいず
   れかの駆動電圧を制御し、画質調整を行うことを特徴と
   する画像表示装置。