JPS61214337A - 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 本発明は映像機器における画像表示装置に関するもので
ある。

従来の技術 従来、カラーテレビジョン画像表示用の表示素子として
は、ブラウン管が主として用いられているが、従来のブ
ラウン管では画面に比して奥行きが非常に長く、薄形の
テレビジョン受像機を製作することは不可能であった。

また、平板状の表示素子として近年ＥＬ素子、プラダ１
表示装置、液晶表示素子等が開発されているが、いずれ
も輝度、コントラスト、カラー表示の色再現性等の性能
の面で不充分であシ、実用化されるには至っていない。

そこで、電子ビームを用いてカラーテレビジョン画像を
平板状の表示装置によシ表示することのできる装置を達
成することを目的とし、スクリーン上の画面を垂直方向
に複数の区分に分割してそれぞれの区分毎に電子ビーム
を垂直方向に偏向して複数のラインを表示し、さらに、
水平方向に複数の区分に分割して各区分毎にＲ−Ｇ−Ｂ
等の螢光体を順次発光させるようにし、そのＲ・Ｇ・Ｂ
等の螢光体への電子ビームの照射量をカラー映像信号に
よって制御するようにして、全体としてテレビジョン画
像を表示するものである。以下、図面を参照しながら従
来の画像表示素子の一例について説明する。第２図、第
３図、第４図は、従来の画像表示素子を示すものである
。第２図において、後方から前方に向かって順に１は背
面電極、２は電子ビーム源としての線陰極、３及び３′
は垂直集束筒、極、４は垂直偏向電極、５は電子ビーム
流制御電極、６及び６′は水平集束電極、７は水平偏向
電極、８は電子ビーム加速電極、及び９゜２２のガラス
容器が配置されて構成されており、上記ガラス容器２２
内に構成部品を収納し真空とする。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。まず電子ビーム源としての２檜の線陰極は水平方
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
向に架張されておシ、かかる２０線陰極が適宜間隔を介
して垂直方向に複数本（ここでは２イ〜２二の４本のみ
示している）設けられている。この実施例では１′５本
設けられているものとし、２イ〜２ヨとする。これらの
線陰極２は、例えば１０〜２０μｍφのタングステン線
の表面に酸化物陰極材料が塗着されて構成されている。

そして、後述するように上方２イの線陰極から順に一定
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、後述の一定時間電子ビームを放出すべく制御
される線陰極２以外の他の線陰極２からの電子ビーム発
生を抑止し、かつ、発生された電子ビームを前方向だけ
向けて押し出す作用をする。この背面電極１はガラスバ
ルブの後壁の内面に耐着された導電材料の塗膜によって
形成されていてもよい。また、これら背面電極１と線陰
極２とのかわシに、面状の電子ビーム放出陰極を用いて
もよい。垂直集束電極３は線陰極２イ〜２ヨのそれぞれ
と対向する水平方向に長いスリット１ｏを有する導電板
１１であシ、線陰極２から放出された電子ビームをその
スリット１ｏを通して取り出し、かつ、垂直方向に集束
させる。スリット１ｏは途中に適宜の間隔で桟が設けら
れていてもよく、あるいは、水平方向に小さい間隔（は
とんど接する程度の間隔）で多数個差べて設けられた貫
通穴の列で実質的にスリットして構成されていてもよい
。

垂直集束電極３′　も同様のものである。垂直集束電極
４は、上記スリット１ｏ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シ、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
。この構成例では、一対の導電体１３゜１３′によって
１本の線陰極２からの電子ビームを垂直方向に１６ライ
ン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本の線陰極２のそれぞれに対応する１６
対の導電体対が構成され、結局、スクリーン２１上に２
４０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、電子ビーム流制御電極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。

この構成例では、３２０本の制御電極用導電板１５ａ〜
１５ｎが設けられている（図では１０本のみ示している
）。この電子ビーム流制御電極６は、それぞれが電子ビ
ームを水平方向に１絵素分ずつに区分して取り出し、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、電子ビーム流制御電極
６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色の螢光体で表示す
ることとし、各電子ビーム流制御電極５にはそのＲ，Ｇ
、Ｂの各映像信号が顆次加えられる。また、３２０本の
電子ビーム流制御電極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。水平集束電極６は電子ビーム流制御電極５の
スリット１４と相対向する垂直方向に長い複数本（３２
０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集束して細か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２１上でＲ，Ｇ、Ｂの各螢光体を順次照射
して発光させるようにする。

その偏向範囲は、この実施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ている複数本の導電線１
９で構成されておシ、電子ビームを充分なエネルギーで
スクリーン２１に衝突させるように加速する。スクリー
ン２１は電子ビームの照射によって発光される螢光体２
０がガラス容器９の裏面に塗布され、またメタルバック
層（図示せず）が附加されて構成されている。螢光体２
０は電子ビーム流制御電極５の１つのスリット１４に対
して、すなわ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色の螢光体が１対ずつ設け
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３図中でスクリーン２１に記入した破線は、複数本
の線陰極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点鎖線は複数本の電子ビーム流制御電
極６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。これら両者で仕切られた１つの区画には、第３
図に拡大して示すように、水平方向では１絵素分のＲ，
Ｇ−Ｂの螢光体２ｏがあり、垂直方向では１６ライン分
の幅を有している。なお、図中Ａは垂直方向の１区分で
あり、Ｂは水平方向の１区分である。１つの区画の大き
さは、たとえば、水平方向が１ｍ、垂直方向が１６１ｍ
である。また、第３図においては、わかシ易くするため
に水平方向の長さが垂直方向に対して非常に大きく引き
伸ばして描かれている点に注意されたい。なお、この実
施例では１本の電子ビーム流制御電極６すなわち１本の
電子ビームに対してＲ，Ｇ、Ｂの螢光体２０が絵素外の
１対のみ設けられているが、２絵素以上設けられていて
ももちろんよく、その場合には電子ビーム流制御電極５
には２つ以上の絵素のためのＲ−Ｇ・Ｂ映像信号が頑次
加えられ、それと同期して水平偏向がなされる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成において各電極に電圧を
印加させた場合、特に高電圧が印加される加速電極８と
低電圧側の水平集束電極６′　との間にクーロン力が発
生する。水平集束電極６′は垂直集束電極３′、垂直偏
向電極４、電子ビーム流制御電極５、水平集束電極６、
水平偏向電極７と金属材の両面にガラスをコーティング
した結合スペーサ（図示せず）を介して接合されている
ため、剛性が加速電極８に比して格段に大きくクーロン
力による変形はほとんど無視できるが、加速電極８は剛
性が小さいためクーロン力によって水平集束電極６′側
へ引張られ、第４図の破線で示すごとくたわむことにな
る。この結果、加速電極８の垂直方向（Ｙ方向）の偏向
感度が加速電極８の両端部と中央部で異なってくる。こ
のため第６図に示すごとく垂直偏向された電子ビームは
加速電極８の中央部はど垂直方向に大きく偏向され、ス
クリーン２１面上で線陰極２ａと２ｂが受けもつ領域の
境界部で電子ビームがオーバーラツプする部分（第５図
において斜線部）が生じ、オーバーラツプしない部分と
比較して輝度が明るくなシ画像では横線となって表われ
、画像装置として大きな欠点を有していた。また、第６
図に示すように加速電極８のクーロン力による変形を少
しでも少なくする目的で高張力で剛性の大きいフレーム
゛２３に架張固定しているため、加速電極８とフレーム
からなる加速電極ブロックの重量が重くなるという欠点
も有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、横線のない高品位の画像を
もち、かつ、軽量化を実現した画像表示装置を提供する
ものである。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、
上記加速電極を電子ビームの進行方向に対して垂直に置
かれた平板リボン状導電体とこの平板ヴボン状導電体を
支える絶縁基板からなるものにすることである。

作　　用 すなわち、平板リボン状導電体に垂直偏向用高電圧を印
加することによシ従来と同じように電子ビームを垂直方
向に偏向することが可能である。

そして、高電圧を印加された平板リボン状導電体と低電
圧である水平集束電極間に作用するクーロン力による平
板リボン状導電体の変形は、加速電極が平板リボン状導
電体と絶縁基板からなる一体物となっており、剛性が非
常に大きくなっているため、きわめて小さくなる。

この結果加速電極で垂直偏向された電子ビームの偏向感
度は加速電極の中央部と両端部で等しくなるため、画像
ではオーバーラツプ部分がなくなり横線が解消されるの
である。また、絶縁基板の接合により剛性が非常に大き
くなっているため、従来クーロン力による変形を小さく
するために負荷していた高張力がなくてもクーロン力に
よる変形をきわめて小さくすることが可能になり、その
結果、従来加速電極を固定・支持していた高剛性のフレ
ームが不必要となるため加速電極ブロックを軽量化する
ことができるようになるのである。

実施例 以下、本発明の一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。第１図は本発明の一実施例にお
ける画像表示装置を示すものである。第１図において、
後方から前方に向って順に３１は背面電極、３２は線陰
極、３３及び３３′は垂直集束電極、３４は垂直偏向電
極、３６は電子ビーム流制御電極、３６及び３６′は水
平集束電極、３７は水平偏向電極、３８は加速電極、お
よびスクリーン板５３が配置されて構成され、これらの
構成部品をガラス容器（図示せず）の真空にされた内部
に収納されている。そして、本発明の加速電極３８は第
７図に示すように電子ビームの進行方向に対して垂直に
置かれた平板リボン状導電体４９とこの平板リボン状導
電体４９を支える絶縁基板５０からなり、電子ビーム加
速電極ブロックとしては、加速電極３８とこれを支え位
置決めを可能にする支持フレーム６１から構成される。

本発明で用いられた平板リボン状導電体４９は、板厚０
゜１ｍ　、幅２．０ｍの４２６合金のエツチング材であ
シ、絶縁基板５ｏは、板厚１．ｏｓｓ、幅！、ＯＷのノ
ーダガラスの角材である。平板リボン状導電体４９と絶
縁基板５ｏとの接合は絶縁基板６ｏ上へのメタライズ後
のレーザー照射や絶縁基板６０と平板リボン状導電体４
９間へのガラスフリット塗布後のヒートサイクル負荷等
の方法による。

以上のように構成された画像表示装置について、以下筒
　図〜第　図を用いてその動作を説明する。

水平集束電極：６５０（Ｖ）、加速電極：１０（ＦＩＶ
）、スクリーン：１０（′ＫＶ）という本実施例におけ
る電圧駆動条件下において、水平集束電極３６′、加速
電極３８、スクリーン５３からなるフィールドで、画面
の水平方向（Ｙ方向）の単位長さ当たりに加速電極３８
に負荷するクーロン力は、上記フィールドにおける等電
位ポテンシャルを求めた後、加速電極表面に発生する電
荷を計算することによって ｆｏ、＝１．０２６×１０　（Ｋｇ／Ｗ）と求められる
。

また、両端固定で等分布荷重を受ける引張棒についてそ
の最大たわみＺｍａ工は次式で示される。

２工、工＝（２）よ＝ｌ／２ 但しｕ　　８１／４ＥＩｙ ここで、 ｆｏ　：加速電極３８の単位長さ当たりに負荷するクー
ロン力（ＫＰ／ｆｉ） ｌ　：加速電極３８のＸ方向スパン（、、）Ｅ　：加速
電極３８のヤング率（ＫＰ／ｄ）工Ｙ　：加速電極３８
の断面二次モーメン）　（ｍ’　）Ｓ　：加速電極３８
に負荷する引張力（Ｋｐ）である。

式（１）においてＳ→０とすると となる。

本実施例に用いられた加速電極３８について、クーロン
力によって水平集束電極３６′側にたわむその最大たわ
み量Ｚｍａｘは式（２）を用いて、Ｚ！ｎａ工＝１．３
（μｍ） １口　ｌ　　　　ｌ　　−ｓ　　＾すｔａＶ４＾−５１
Ｖｓ／　　Ｓ　　　ｌ　　６４６／　　１Ｅ＝７．５２
　ｘ　１０３（ＫＰ／−）　、　Ｉｙ＝６．１３　（ｍ
’、）であり、加速電極に引張力を負荷していないため
Ｓ　＝　Ｏ（ＫＰ）である。

ちなみに従来例における加速電極８について、クーロン
力によって水平集束電極６′側にたわむその最大たわみ
量ｚ！ｎ＆エ　を式（１）を用いて求めると、Ｚｍ＆！
”　４９”　　（μｍ） 但し、ｆ０＝＝１０．４８Ｘ１０″”　（Ｋｐ／ｍｍ　
）　、　１３　＝２１　ｓ　＠　。

Ｅ＝１．６２Ｘ１０３（ＫＰ／ｊ　）　、　Ｉ　ｙ＝　
８．３３３　Ｘ　１００−３（’　）　。

Ｓ＝１゜０（ＫＰ）　　である。本実施例で可能にした
最大たわみ量Ｚｍａｘ＝１．３（μｍ）を従来例におけ
る方法で可能にするためには、加速電極８に負荷する引
張力として約Ｓ＝　４０　（ＫＰ）が必要である。従来
例の場合１６本の加速電極を配置しているため総引張力
Ｓ　＝３．×１６＝６４０　（Ｋｐ）となシ、この引張
力を負荷されつつ加速電極８を精度良く位置決めするた
めには極めて大きな剛性の支持フレームが必要なことが
分かる。

以上のように本実施例によれば、加速電極３８にビーム
の進行方向に対して垂直に配置された平板リボン状導電
体４９と前記平板リボン状導電体４９を接合固定及び支
持するよう配置された絶縁基板６０を設けることにより
、加速電極３８の剛性が大きくなり、クーロン力による
変形はきわめて小さくなる。この結果、加速電極３８で
垂直偏向された電子ビームの偏向感度は加速電極３８の
中央部と両端部で等しくなるため、画像ではオーバーラ
ンレジ部分がなくなり、第６図に示す陰極線２ａが受け
もつ垂直偏向１段目の代表ビームの直線性は第８図に示
す黒丸のごとくなり、横線を解消することが可能となっ
た。

発明の効果 以上のように本発明では、背面電極とスクリーンの間に
置かれた複数個の電極のうち加速電極において、ビーム
の進行方向に対して垂直に配置された平板リボン状導電
体と前記平板リボン状導電体を接合固定及び支持するよ
う配置された絶縁基板を設けることにより、クーロン力
による電極たわみが画像に与える欠陥を解消することが
でき、高品位の画像表示装置が得られるという特有の効
果を有する。

また、本発明によれば、加速電極の剛性が大きくクーロ
ン力による電極たわみがきわめて小さくなシ、加速電極
に負荷されていた高引張力が全く不要となる。この結果
、加速電極を支持・固定する支持フレームの剛性を下げ
ることができ、加速電極ブロックの軽量化が可能になる
。

以上、本発明の画像表示装置の電極構造体であれば、画
質が大幅に向上すると共に軽量化をすることもでき、そ
の実用的効果は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像表示装置の基本
構成を示す分解斜視図、第２図は本発明以前の画像表示
装置の基本構成を示す分解斜視図、第３図は画像表示装
置の螢光体を示す平面図、第４図は従来の画像表糸装置
において加速電極がクーロン力によって変形している状
態を示す分解斜視図、第６図は加速電極が変形したとき
の垂直偏向ビームの直線性を示す図、第６図は従来の加
速電極とこれを支持固定するフレームを示す斜視図、第
７図は本発明の一実施例における加速電極とこれを支持
固定するフレームを示す斜視図、第８図は本発明の一実
施例における効果を示した図である。 ４９・・・・・・平板リボン状導電体、５ｏ・・・・・
・絶縁基板。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名膿　
　　　　　　　　　　　　　♀ 第　８ｒｌ！Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 背面電極とスクリーンの間に電極を複数個設け、この複
   数の電極が結合スペーサを介して固定され、背面電極、
   複数の電極、スクリーン等の構成部品が分割したガラス
   容器に挿入され、接着フリットを介して封着された画像
   表示装置であって、前記複数の電極中、加速電極に、ビ
   ームの進行方向に対して垂直に配置された平板リボン状
   導電体と前記平板リボン状導電体を接合固定及び支持す
   るよう配置された絶縁基板とを備えた画像表示装置。