JPS5842583B2

JPS5842583B2 - 画像表示装置

Info

Publication number: JPS5842583B2
Application number: JP51151125A
Authority: JP
Inventors: 正一深井; 正則渡辺; 欽造野々村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1976-12-15
Filing date: 1976-12-15
Publication date: 1983-09-20
Also published as: JPS5374357A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は実質的に平面な電子源から放出される電子ビー
ムを電子ビーム制御電極によって制御し、加速して螢光
体面上に刺突させ画像表示を行なう画像表示装置に関す
る。

従来、マトリックス型平板状の表示装置として、ＥＬ、
プラズマ、液晶等を用いた装置が開発されているが、輝
度、発光効率、カラー表示などの点において未だ十分な
性能が得られず、ＴＶ動作のような画像表示は、未だ実
用の域に達していない。

一方、電子ビームを用いて平板状表示装置を構成する試
みが報告されている。

第１図は従来から知られているこの種の表示装置の一例
の要部構成部を示したものである。

図において、１は平板状電子源であって、例えば熱陰極
、電界放出冷陰極などが使用される。

２は多数の貫通孔６のあいた格子状電極板で、平板状電
子源１に対して正の電圧を印加して電子ビームを取り出
すものである。

電子ビームの一部は貫通孔６を通過して、第１の電子ビ
ーム制御電極板３の表面に達する。

第１の電子ビーム制御電極板３および第２の電子ビーム
制御電極板４にはそれぞれ多数の貫通孔６ａおよび６ｂ
が縦横に規則正しく設けられており、各列、各行毎に短
冊状電極７，８が設けられており、互に直交するように
適当な間隔を保って、かつ直交する各交点において両電
極板に設けた貫通孔６ａ、６ｂが一致するように配置さ
れている。

今、第１の電子ビーム制御電極板３の表面に達した電子
ビームは、各電極７に印加する信号電圧に対応してビー
ム電流が変調され貫通孔６ａを通過して第２の電子ビー
ム制御電極板４の表面に達する。

第２の電子ビーム制御電極板４によっても第１の電子ビ
ーム制御電極板３と同様な操作によって電子ビームは変
調され貫通孔６ｂを通過する。

５は加速電極板であり、この加速電極板５の基板５ａに
は透明絶縁基板、例えばガラス基板が使用され、この基
板５ａの表面に螢光体膜１０が塗着され、さらに螢光体
膜１０上に加速電極９が設けられており、通常のブラウ
ン管に採用されているようなメタルバック方式が採用さ
れている。

そして、上記貫通孔６ｂを通過した電子ビームは高電圧
を印加した加速電極９によって加速され、基板５ａの表
面に塗着された螢光体膜１０に衝突して発光せしめる。

発光輝度は各画素の電子ビーム電流に比例するから、電
子ビーム制御電極板３および４に設けた各電極の各々に
印加する信号電圧に応じた画像を得ることができる。

一般にこの種の表示装置、いわゆるマトリックス型表示
装置においては、画像の解像度は電子ビーム制御電極あ
るいはその基板に設ける貫通孔の大キさとピッチによっ
て決まる。

従ってより解像度の高い画像、鮮明な画像を得ようとす
ればするほど、貫通孔の孔径をより小さくし、かつピッ
チをより小さくすることが要求される。

一定の大きさの鮮明な画像を得ようとすると、貫通孔６
ａｔ６ｂおよび電極７および８をより高密度に配設する
必要があり、孔数および電極数を著しく大きくする必要
がある。

例えば、ＴＶ両画像表示しようとすると、最低５００Ｘ
５００個の貫通孔が必要であり、各電子ビーム制御電極
板には５００本の電極が必要である。

更に、カラー表示しようとすると３倍の貫通孔と電極を
必要とする。

現在の材料および加工技術では１閣当９２〜３本カ限界
とされており、十分な解像が得られない。

また、孔数および電極数を増加させることは、各電極を
駆動するための駆動回路および駆動回路と各電極との接
続箇所が著しく多くなり、実装上の大きな問題点となっ
ている。

上記欠点を解消するために特願昭５１− １１３５４２号（特開昭５３−３８２６０号公報）にお
いて偏向電極を設けて、電子ビームを数段階に偏向させ
て螢光体膜に衝突させ発光せしめる画像表示装置が提案
されている。

しかし、電子ビームを偏向させる時、偏向歪を極力少く
するために、ある程度、高い電圧を偏向電極に印加し、
さらに偏向電圧を重畳させる必要があった。

この時、偏向電極を通過する電子ビームはエネルギーが
極めて高くなる。

そのために、偏向電極と螢光体膜との間に設けられた制
御電圧の制御電圧は極めて高くなる。

従って、制御電極を駆動する駆動回路は集積化（ＩＣ，
ＬＳＩ化）が困難で、装置が大型でかつ極めて高価にな
る問題点を有していた。

本発明は上記問題点を偏向手段を制御手段と加速子役と
の間に設置することによって解決し、一対のマトリック
ス電子ビーム制御電極によって制御された電子ビームを
左右、上下に偏向することによって解像度を著しく向上
させ、鮮明な画像を得る簡単な構成の画像表示装置を提
供しようとするものである。

以下に本発明の実施例について第２〜４図とともに説明
する。

第２図は本発明の一実施例を示す画像表示装置の要部構
成図である。

この第２図において、１１は平面状電子源であって、平
板熱陰極、電界放出型冷陰極であってもよいが、経済性
、信頼性などの点から酸化物電子散剤材料を被着したタ
ングステン線を適当な間隔を保って複数本はぼ平行に張
架して、擬似平面陰極としたものが使用される。

１２は多数の貫通孔２０のあいた格子状電極板で平面状
電子源１１に対して正の電圧を印加して電子ビームを取
り出すものである。

電子ビームの−に加速高電界をしやへいする効果を有す
る。

そして、これら電子ビーム集束電極板１５と水平偏向電
極２７．２７’と垂直偏向電極３０．３０’としやへい
電極板１８とにより偏向手段を構成していることになる
。

なお加速電極板１９ば、透明な基板４５、例えばガラス
基板の表面に螢光体膜３４を塗着し、その表面に導体膜
、例えばアルミ薄膜の加速電極３３を設けてなるもので
あり、いわゆるメタルバックとなっている。

上記構成から明らかなように、平面状電子源１１から取
り出された電子ビームは、第１の電子ビーム制御電極１
３および第２の電子ビーム制御電極板１４０貫通孔２２
および２４を通過してから水平偏向電極板１６の偏向電
極２７．２７’および垂直偏向電極板１７の偏向電極３
０．３０’により偏向されるので、第１の電子ビーム制
御電極板１３および第２の電子ビーム制御電極板１４０
制御電圧は極めて低くなり駆動回路のＩＣ，ＬＳＩ化が
出来るようになる。

なお、上記構成の画像表示装置は文字表示、グラフィッ
ク表示等を行なえることは勿論であるが特に高解像度が
要求されるＴＶ画像表示の具体例について以下に説明す
る。

平面状電子源１１の電位をＯＶ、格子状電極板１２の電
位を２０Ｖ、格子状電極板１２の貫通孔２０の孔径を０
．５ｍｍ、この貫通孔２０の水平ピッチを０．８閣
、同垂直ピッチ０．６ＷＩ！ｎ１第１の電子ビーム制
御電極板１３および第２の電子ビーム制御電極板１４の
電極２１および２３のバイアス電圧を一１０Ｖ、同パル
ス信号電圧を３０Ｖ、さらに電極２１および２３のピッ
チを０．６ｍｍ、貫通孔２２および２４の孔径を０．
４ｍｍ電子ビーム集束電極板１５の電位を８０■、貫
通孔２６の孔径を０、３ｍｍ、この貫通孔２６の水平
ピッチを０．８ｍｍ。

同垂直ピッチを０．６ｍｍ、水平偏向電極板１６のス
リット巾を０．４ｍｍ、同ピツチを０．８ｒＩｒｌ
ｎ、垂直偏向電極板１７のスリット巾を０．３閣、同ピ
ツチを０、６ｗｍ、しやへい電極板１８の電位を５０
０■、貫通孔３２の孔径を０．２ｒａｎ、この貫通孔３
２の水平ピッチを０．２７閣、同垂直ピッチを０．３
ｒｒａｎ１加速電極３３の電位をｌ０ＫＶとし、さらに
水平偏向電極板１６の偏向電極の偏向中心電圧を１００
■、偏向電圧を５０Ｖ、ＯＶ、 −５０Ｖの３段
階に変化させ、この偏向電圧の３段階の変化に対応して
、それぞれ垂直偏向電極板１７の偏向電極の偏向中心電
圧を４００■、偏向電圧を５０■。

＝５０Ｖの２段階に変化させる。

このことにより解像度は水平方向が３．７本／ｒｆＷＩ
Ｌ、垂直方向が３．３本／閣となる。

電子ビームの中心からのズレ巾Ｘは偏向電極の間隔をｄ
、長さをｔ１シやへい電極までの距離をＬ、電子ビーム
のエネルギをＶａｅ。

偏向電圧を■とすると、として表わされるから水平方向に０．３ｍｍ、垂直方向
に０．１５ｍ＋＋のズレを得ることができている。

また、電子ビーム集束電極板１５、水平偏向電極板１６
、垂直偏向電極板１７、しやへい電極板１８の順に配設
してあり、水平偏向電極および垂直偏向電極にほぼ同電
圧の偏向電圧を加えることにより、０．３および０．１
５ｍのビームのズレヲ得ることができる。

なお、上記実施例は水平３ステツプ、垂直２ステツプの
偏向例であるが、更に高解像度の画面を得ることができ
ることは言う１でもない。

以上の説明で明らかなように、本発明の画像表示装置に
よれば、制御電極を駆動する駆動回路の集積化が可能と
なり簡単な構成で高密度、高解像度の画像が得られ、ま
た電極数を従来のものに比べ著しく削減することができ
、従って実装が容易になり、接続端子が減少するので故
障が少なるなる。

また、偏向電極と制御手段の間に電子ビーム集束電極を
設けることにより、制御手段を通過した電子ビームのう
ちの発散電子ビームをしやへいするとともに、電子ビー
ム集束電極の貫通孔を通過する電子ビームを集束するこ
とができる。

さらに、偏向電極と加速手段との間にじゃへい電極を設
けることにより、偏向電極により偏向された電子ビーム
を一定のビーム径の電子ビームとして通過させ、発光体
の所定の位置に射突させるとともに、とのしやへい電極
と加速手段との間に形成された加速高電界の影響が偏向
電極による偏向電界に及ばないように加速高電界をしや
へいすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す画像表示装置の構成図、第２図は
本発明の一実施例を示す画像表示装置の分解斜視図、第
３図は同画像表示装置の偏向電極板の断面斜視図、第４
図は同画像表示装置の要部分解斜視図である。１１・・・平面状電子源、１２・・・格子状電極板、１
３・・・第１の電子ビーム制御電極板、１４・・・第２
の電子ビーム制御電極板、１５・・・電子ビーム集束電
極板、１６・・・水平偏向電極板、１７・・・垂直偏向
電極板、１８・・・しやへい電極板、１９・・・加速電
極板、３４・・・螢光体膜。

Claims

【特許請求の範囲】１実質的に平面な電子源と、前記電子源から取り出さ
れた電子ビームの選択的通過を制御する制御電極群より
なる電子ビーム制御手段と、複数の偏向電極体により複
数の電子ビーム通過のための貫通孔が形成される垂直偏
向手段と、複数の偏向電極対により複数の電子ビーム通
過のための貫通孔が形成される水平偏向手段と、前記電
子ビームの衝突によって発光する表示手段とを備え、前
記垂直偏向手段および水平偏向手段が前記電子ビーム制
御手段と前記表示手段との間に配置され、前記垂直偏向
手段および水平偏向手段のそれぞれの電子ビーム通過の
ための貫通孔を通過する電子ビームを、前記電子ビーム
通過のための貫通孔の電界強度に応じて垂直および水平
偏向し、前記表示手段に衝突させて発光させることを特
徴とする画像表示装置。２実質的に平面な電子源が、複数本の金属線を張架し
て構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の画像表示装置。３電子ビーム通過のための貫通孔が、スリット状貫通
孔であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
画像表示装置。