JPH07220647A - 陰極線管及び陰極線管の駆動方法 - Google Patents

陰極線管及び陰極線管の駆動方法

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JPH07220647A
JPH07220647A JP1341894A JP1341894A JPH07220647A JP H07220647 A JPH07220647 A JP H07220647A JP 1341894 A JP1341894 A JP 1341894A JP 1341894 A JP1341894 A JP 1341894A JP H07220647 A JPH07220647 A JP H07220647A
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electron
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electron gun
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洋一 小堀
Kouji Onodaka
功二 小野高
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電子銃にFEC を有するCRT で有効な輝度制御を
行う。 【構成】CRT10 は電界放出形陰極(FEC) を有する電子銃
12と偏向電極4 とこれらを制御する輝度制御回路30を有
する。CRT コントローラ33は偏向電極制御信号で偏向電
極4 を走査し、偏向電極制御信号に同期して変化するア
ドレス指定信号を前記画像メモリ32に与える。アドレス
指定された画像メモリ32内のデジタルの階調データはD/
A 変換回路34でアナログの映像信号に変換され、偏向電
極制御信号に同期して、電子銃12のゲートに入力され
る。パネル部の走査されている画素ごとに、電子銃12の
FEC における電子の放出量を制御して輝度が調整され
る。ノイズに強く、直線性に優れた高階調の輝度制御を
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電界放出形陰極を電子
源とする電子銃を備えた陰極線管(以下CRTと略す)
とその駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の一般的なCRTを示してい
る。このCRT1は、電子銃2を備えたネック部3と、
このネック部3から放出された電子ビームを偏向させる
偏向電極4が設けられたファンネル部5と、前記電子ビ
ームによって励起発光する蛍光体が被着されたパネル部
6とを有している。
【0003】図7は従来の一般的なCRT1に用いられ
ている従来の電子銃2である。この電子銃2は、ヒータ
で酸化物層を加熱する傍熱形カソード7と、引出し電極
8と、集束電極9を有している。
【0004】上記のように構成されたCRT1によれ
ば、ネック部の電子銃2から放出された集束した電子ビ
ームは、ファンネル部5の偏向電極4によってパネル部
6の所定位置へ導かれ、これによって蛍光面が励起発光
して所望の表示が行なわれる。
【0005】前述した従来の電子銃を利用したCRTに
よれば次のような問題があった。 (1)従来の電子銃のカソードは傍熱形だったので、ヒ
ータを加熱するためのヒータ電源が必要であった。 (2)ヒータ電源をONにしてから電子ビームが得られ
るまでにある程度の時間がかかった。
【0006】(3)電子銃のヒータの寿命が短いので、
長寿命のCRTができなかった。 (4)高電流密度の電子ビームを放出する電子源が得ら
れなかった。
【0007】(5)電子銃の電子発生部の直径が数mm
もの大きさであったため、電子レンズ系によってある程
度以下にまでビームを微小に収束させると、収差によっ
てビーム形状に歪が生じるとともに、ビーム径内で電子
密度の不均一が生じ易い。
【0008】上記のような問題点を解決するため、近年
では電子銃の電子発生部に電界放出形陰極 (Field Emi
ssion Cathode,以下FECとも呼ぶ。 )を用いたCRT
も提案されている。これは、小型で、ヒータを必要とせ
ず、高い電流密度が得られるFECの利点に着目したも
のといえる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】FECを用いた従来の
CRTの中には、例えば特開平4−272638号公報
に記載されたように、2進関係にある異なる数ずつのF
ECセルを備えたグループを複数構成し、これらのグル
ープを異なる組み合わせで駆動することによって異なる
明るさを実現しようとしたものもあった。
【0010】しかしながら、このようにFEC自体を階
調数に対応するよう分割する構造は製作コストが嵩み、
また段階の細かい輝度制御は困難であった。
【0011】本発明は、電子銃の電子発生部にFECを
有し、簡単な構成で優れた輝度制御を行える陰極線管と
その駆動方法を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された陰
極線管は、エミッタとゲートを備えた電界放出形陰極を
電子源とする電子銃と、前記電子銃から放出された電子
ビームを偏向させる電子ビームの偏向電極と、電子ビー
ムの射突によって発光する蛍光体が被着されたパネル部
と、階調データに応じた電圧の階調制御信号を前記偏向
電極の制御信号に同期させて前記電界放出形陰極のゲー
トに印加することにより輝度を制御する輝度制御手段を
有することを特徴とする。
【0013】請求項2に記載された陰極線管は、請求項
1記載の陰極線管において、前記輝度制御手段が、階調
データを有する記憶手段と、前記記憶手段の階調データ
に応じて生成した電圧の階調制御信号を前記偏向電極の
制御信号に同期して前記電界放出形陰極のゲートに与え
る階調制御回路を含むことを特徴としている。
【0014】請求項3に記載された陰極線管の駆動方法
は、エミッタとゲートを備えた電界放出形陰極を電子源
とする電子銃と、前記電子銃から放出された電子ビーム
を偏向させる電子ビームの偏向電極と、電子ビームの射
突によって発光する蛍光体が被着されたパネル部を有す
る陰極線管を駆動する陰極線管の駆動方法において、階
調データに応じた電圧の階調制御信号を前記偏向電極の
制御信号に同期させて前記電界放出形陰極のゲートに印
加することにより輝度を制御することを特徴としてい
る。
【0015】
【作用】階調制御回路は、記憶手段の階調データに応じ
た電圧の階調制御信号を生成し、偏向電極の制御信号に
同期して電界放出形陰極のゲートに与える。走査される
各画素毎に電界放出形陰極の電子放出量が制御され、輝
度が調整される。
【0016】
【実施例】本発明の一実施例を図1〜図5を参照して説
明する。本実施例のCRT10の基本的な構成は図6に
示した従来のCRT1の構成と同じである。即ち、図1
に示すように、本実施例のCRT10が有するガラス容
器11のネック部11aには電子銃12が設けられ、こ
のネック部11aから放出された電子ビームはファンネ
ル部の偏向電極で偏向される。そして該電子ビームは、
ガラス容器11の前面内面に設けられたパネル部の蛍光
体に射突してこれを励起発光させ、所望の画像表示を行
なうようになっている。但し、本実施例のCRT10の
電子銃12は、従来のCRT1と異なり、その電子源と
して電界放出形陰極20を有し、前記電子銃12は、こ
の電界放出形陰極20と第1及び第2電子ビーム集束電
極25,28から構成されている。
【0017】次に、前記電子銃12の構成について詳細
に説明する。セラミック基板13上には、Si又はガラ
ス等の絶縁材料からなる基板14が設けられている。該
基板14上には、スピント形の電界放出形陰極20(F
EC20)が直径約0.5〜0.6mmの範囲内に多数
形成されている。即ち、基板14上には、導電性薄膜に
よってカソード導体15が形成され、その上には絶縁層
16とゲート17が積層されている。この絶縁層16と
ゲート17にはフォトリソグラフィ法によってホール1
8が形成され、該ホール18内のカソード導体15上に
はコーン形状のエミッタ19が蒸着法によって形成され
ている。なお、この実施例ではエミッタ19がスピント
形であるが、スピント形蒸着エミッタ以外に、エッチン
グによる縦型電界放出エミッタでもよいし、方向性に優
れていれば、平面形電界放出エミッタでもよい。
【0018】前記FEC20のカソード導体15は、セ
ラミック基板13に設けられたカソードステム21に接
続されており、該カソードステム21はガラス容器11
のネック部11a外に導出されている。
【0019】前記FEC20のゲート17には、中央に
孔が形成された板状の導体22が接続されている。導体
22の両端は、前記セラミック基板13を貫通してFE
C20側に突出した2本のゲートステム23の一端にそ
れぞれ接続されている。少なくとも一方のゲートステム
23の他端は、ガラス容器11のネック部11aを通し
て外方に突出している。
【0020】前記セラミック基板13上において、前記
導体22の上には絶縁層24が形成され、該絶縁層24
の上には、第1電子ビーム集束電極25が設けられてい
る。第1電子ビーム集束電極25は、前記基板14に形
成されたFEC20を臨む直径0.5〜0.6mmの孔
25aが形成された金属板であり、該孔25a付近にお
ける前記FEC20のゲート17との距離は0.08〜
0.1mmとされている。また、第1電子ビーム集束電
極25の両端は棒状のリード端子26に支えられてお
り、少なくともそのうちの一方はガラス容器11の外に
導出されている。
【0021】前記第1電子ビーム集束電極25の上方に
は、0.1〜0.2mmのセラミック絶縁材27を介し
て第2電子ビーム集束電極28が設けられている。この
第2電子ビーム集束電極28の構成は第1電子ビーム集
束電極25と同じであり、リード端子29の少なくとも
一方がガラス容器11の外に導出されている。
【0022】本実施例のCRT10は、この電子銃12
の各電極に所定の電圧を印加する回路を有している。本
例では、エミッタ19を接地し、ゲート17に30〜1
50V、第1電子ビーム集束電極25には0〜150
V、第2電子ビーム集束電極28には200〜500V
の範囲の電圧が印加される。
【0023】又は、ゲート17を接地し、各電極間に前
述したのと同様の電位差を与えるようにしてもよい。な
お、本実施例の電子銃12は、FEC20と第1及び第
2電子ビーム集束電極25,28を有しているが、必要
に応じてさらに第3及び第4の収束電極を設けるように
してもよい。
【0024】次に、本実施例のCRT10は、図3に示
すように輝度制御手段としての輝度制御回路30を有し
ている。本実施例においては、表示すべき画像の階調デ
−タはアナログデータとして与えられる。このアナログ
データは、図示しないA/D変換部によってデジタルデ
ータに変換され、記憶手段としての画像メモリ32に入
力される。画像メモリ32は、デジタル化された画像の
階調データを格納し、外部からの呼び出しに応じてこれ
を出力する。
【0025】CRTコントローラ33は、図4中に示す
ような階段状の偏向電極制御信号をCRT10の偏向電
極4に出力してこれを走査する。また、CRTコントロ
ーラ33は、前記偏向電極制御信号に同期して変化する
アドレス指定信号を前記画像メモリ32に与える。
【0026】図3に示すように、CRTコントローラ3
3にアドレス指定された画像メモリ32内のデジタルの
階調データは、階調制御回路としてのD/A変換回路3
4に入力される。D/A変換回路34は、このデジタル
の階調データに対応した電圧を有する階調制御信号を映
像信号として出力する。この映像信号は、図4に示すよ
うなアナログ信号である。映像信号は、前記偏向電極制
御信号がCRT10の偏向電極4に与えられるのに同期
して、CRT10の電子銃12のゲート17に印加され
【0027】前記映像信号をゲート17に与えられた電
子銃12においては、パネル部の走査されている画素ご
とに、電子の放出電流即ち電子の放出量が制御されて輝
度が調整される。このように走査される画素ごとに電子
の放出量を制御することは、フィラメントを電子源とし
た従来の電子銃では不可能である。
【0028】上述したようにアナログ信号である映像信
号(階調制御信号)によってFECからの放出電流を制
御するにあたっては、図5に示すFECのゲート電圧−
放出電流特性において、直線の領域を利用する。例え
ば、図5におけるゲート電圧の範囲Aを制御範囲とすれ
ば、前記映像信号の電圧レベルとFECの電子放出量を
比例させることができる。非点灯とする場合には、ゲー
トに与える映像信号の電圧をスレッシュホールドレベル
電圧(VTH) 以下(0Vを含む)にする。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、電子銃の電子源に電界
放出形陰極を用いたCRTにおいて、階調データに応じ
た電圧のアナログ信号を偏向電極制御信号に同期して電
界放出形陰極のゲートに与え、電子の放出量を制御して
輝度を制御している。従って本発明によれば、ノイズに
強く直線性に優れた任意の階調数の輝度制御を極めて簡
単な構成で実現できる等、電界放出形陰極をCRTの電
子銃に応用する際の利便性を増大させ、以て係るCRT
の機能性を向上させるという産業上顕著な効果を得るこ
とができる。
【0030】また、本発明によれば、電界放出形陰極を
電子源としているため、簡単な静電レンズを設けるだけ
で収差が少なくビーム内の電子密度が均一な電子ビーム
が得られ、またゲート・エミッタ間の制御により電子ビ
ームの放出を制御できるので、新たな制御電極を設ける
必要もなくコンパクトな電子銃を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例における電子銃の断面図である。
【図2】図1の部分拡大図である。
【図3】一実施例における輝度制御回路の構成を示すブ
ロック図である。
【図4】一実施例における輝度制御回路の駆動タイミン
グ図である。
【図5】一実施例のFECにおけるゲート電圧と放出電
流の関係を示すグラフである。
【図6】一般的な陰極線管の構造を示す断面図である。
【図7】従来の電子銃の断面図である。
【符号の説明】
4 偏向電極 6 パネル部 10 陰極線管(CRT) 12 電子銃 17 ゲート 19 エミッタ 20 電界放出形陰極(FEC) 30 輝度制御手段としての輝度制御回路 32 記憶手段としての画像メモリ 33 CRTコントローラ 34 階調制御回路としてのD/A変換回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エミッタとゲートを備えた電界放出形陰
    極を電子源とする電子銃と、前記電子銃から放出された
    電子ビームを偏向させる電子ビームの偏向電極と、電子
    ビームの射突によって発光する蛍光体が被着されたパネ
    ル部と、階調データに応じた電圧の階調制御信号を前記
    偏向電極の制御信号に同期させて前記電界放出形陰極の
    ゲートに印加することにより輝度を制御する輝度制御手
    段を有することを特徴とする陰極線管。
  2. 【請求項2】 前記輝度制御手段が、階調データを有す
    る記憶手段と、前記記憶手段の階調データに応じて生成
    した電圧の階調制御信号を前記偏向電極の制御信号に同
    期して前記電界放出形陰極のゲートに与える階調制御回
    路を含む請求項1記載の陰極線管。
  3. 【請求項3】 エミッタとゲートを備えた電界放出形陰
    極を電子源とする電子銃と、前記電子銃から放出された
    電子ビームを偏向させる電子ビームの偏向電極と、電子
    ビームの射突によって発光する蛍光体が被着されたパネ
    ル部を有する陰極線管を駆動する陰極線管の駆動方法に
    おいて、 階調データに応じた電圧の階調制御信号を前記偏向電極
    の制御信号に同期させて前記電界放出形陰極のゲートに
    印加することにより輝度を制御する陰極線管の駆動方
    法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6337543A (ja) * 1986-07-31 1988-02-18 Canon Inc 画像表示方法及び画像表示装置
JPH04272638A (ja) * 1990-09-05 1992-09-29 Raytheon Co 電界放出カソードを有する陰極線管の輝度制御装置

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