JPS6221218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は平板形の電子源を用いた平板状の画像
表示装置に関する。

従来、平板状電子源から電子ビームを取り出
し、XYマトリツクス電極によつて電子ビームを
制御し、加速して螢光体に衝突させ、画像表示を
行なう平板形表示装置に関する文献は多く発表さ
れている。特に大型カラーTV表示装置を指向す
るものとして、特開昭52−82070号公報、特開昭
52−82071号公報、ならびに米国特許第3935499号
明細書などに記載されたものがある。この種の画
像表示装置の共通的な問題点として、(i)高い解像
度を得ようとすると構成が複雑になること、(ii)大
気圧に耐え得る構造とするため輝度の均一性が得
難いこと、(iii)均一かつ高電流密度の電子ビームが
得難いこと、(vi)陰極での消費電力が大きいこと、
(v)接続電極端子数が極めて多く実装上繁雑になる
ことなどである。

米国特許第3935499号明細書に開示される表示
装置においては、比較的少数の熱陰極から放出さ
れる電子ビームを取り出し、制御電極によつて電
子ビーム電流を制御し、偏向電極によつて縦横に
電子ビームを偏向せしめ、表示面の定められた面
積を走査させることによつて十分な解像度を得よ
うとするものであるが、構成が繁雑であること、
電子源における消費電力が大きいなどの欠点を有
するものである。

特開昭52−82070号公報および特開昭52−82071
号公報に開示された画像表示装置においては、各
垂直走査線毎に電子増倍素子が設けられており、
かつ、水平走査線毎に隔壁板をを設けた構成とな
つており、極めて繁雑な構成で、工業的に安価に
製造し得るものでないなどの欠点を有する。

本発明は上記の問題点に鑑み、電子ビームの放
射方向が可変な平板状電子源と、この電子源から
放射される電子ビームを上記とは異なる方向へ偏
向させる電極とを用いることによつて簡単な構成
にして、かつ高輝度、高解像度の表面装置を安価
に提供するものである。

以下に本発明を図面を用いて実施例に基き説明
する。

第１図に本発明の要部構成要素の斜視図を示
す。１は背面電極であつて、金属板であつてもよ
く、また本発明の各構成要素を収納するガラス容
器（図示せず）の内壁面に真空蒸着、塗着等によ
つて形成することもできる。２は線状熱陰極であ
つて直径10〜数10ミクロンのタングステン線に酸
化物電子放射材料を塗着したものが使用される。
３は絶縁性基板であつて、両側面に偏向電極４ａ
および４ｂが真空蒸着法、塗着法等によつて形成
されている。５は電子ビームを引き出すための引
き出し電極であつて、貫通孔６が設けられてい
る。貫通孔６の形状、大きさ、数は必要とする電
子ビームの大きさ、電子ビーム電流に応じて決定
されるものである。

上記４つの電極（背面電極１、線状熱陰極２、
偏向電極４ａ，４ｂ、引き出し電極５）によつて
電子源が構成される。線状熱陰極２は電極１，４
ａ，４ｂおよび５によつて構成される筒状電極の
ほぼ中央に架張される。線状熱陰極２の架張位置
は後述する如く、電子ビームの諸性質に影響を及
ぼすものであつて、必要な電子ビームの諸特性に
応じて設定される。

７は短冊状の電極であつて、引き出し電極５に
設けた貫通孔６と同軸に貫通孔８が設けてある。
電子ビームはこの電極５に印加される電圧によつ
て貫通孔８を通過する電子ビーム電流が制御され
る。７は電子ビーム制御電極であつて、個々の制
御電極は各々絶縁されており個々に駆動される。

９は絶縁性基板であつて、その両側面に第２偏
向電極１０ａ，１０ｂおよび加速電極１１が設け
られている。１２はガラス基板であつて、その表
面に螢光体層１３およびアルミ薄膜等からなるメ
タルバツク層１４が形成されていて表示面を構成
している。ガラス基板１２は一般に真空容器の一
部が利用される。メタルバツク層１４は電極１１
と共に加速電極となる。

以下本発明の動作原理と効果について実施例に
基づいて詳細に述べる。

垂直走査線数500本、水平走査線数1002本の画
像表示装置であつて、電子源で垂直走査を行な
い、第２偏向電極によつて水平走査を行なう場合
について述べる。

線状熱陰極数２および第１偏向電極対４ａ，４
ｂの数は共に125本および125対であつて、短冊状
電子ビーム制御電極７および第２偏向電極対１０
ａ，１０ｂの数をそれぞれ167本および167対とし
て、第１偏向電極対４ａ，４ｂによつて４段階、
第２偏向電極対１０ａ，１０ｂによつて６段階に
偏向する。

第２図に本発明の基本的結線の一実施例を示
す。部番１〜１４は第１図と同様の構成要素であ
る。２０は同期信号発生回路である。２１は陰極
駆動回路であつて、同期信号発生回路２０からの
信号に応じて一定時間幅の負のパルス信号を発生
し、125本の陰極２に順次に印加される。２２は
第１偏向電極対４ａ，４ｂに陰極２に印加される
パルス幅の1/4のパルス幅を持ち４段階に変化す
るパルス電圧を印加するための第１偏向電極駆動
回路である。２３は映像信号発生回路であつて、
各電極に同時に映像信号が印加される。２４は第
２偏向電極対１０ａ，１０ｂに６段階に変化する
パルス電圧を印加するための第２偏向電極駆動回
路である。映像信号発生回路２３からは第２偏向
電極駆動電圧の６段階の各段階に同期して映像信
号が送られ167本の電子ビーム制御電極７に同時
に印加される。第１偏向電極対４ａ，４ｂおよび
第２偏向電極対１０ａ，１０ｂの各電極のａ側お
よびｂ側は各々接続されており、各電極対に同時
に偏向電圧が印加される。

背面電極１には電源V₂によつて負のバイアス
電圧が印加されている。各線状熱陰極２の一端は
ダイオードD₁，D₂，D₃……を介して電源V₁の負
極に、他端は抵抗R₁，R₂，R₃……を介して電源
V₁の正極に接続されると同時に陰極駆動回路に
接続されている。第１偏向電極には第１偏向電圧
発生回路を介して負のバイアス電圧が常時印加さ
れている。電子ビーム引き出し電極５には電源
V₃によつて正の電圧が印加されている。前述し
た如く、電極１，４ａ，４ｂおよび５によつて筒
状電極が構成され、そのほぼ中央に線状熱陰極２
が架張されていて、電源V₁によつて給電される
と陰極２は電子を放出し得る状態にあるが、背面
電極１および第１偏向電極４ａ，４ｂが負電位に
保持されているため、電子ビーム引き出し電極５
に正の電圧が印加されているにもかかわらず電子
ビームは放出されない。然るに、陰極駆動回路２
１によつて負のパルス電圧が熱陰極の１本に印加
されると、前記線状熱陰極２は周囲の電極に対し
て相対的に負となり電子ビーム放出が起る。この
時、線状熱陰極の一端がダイオードD₁，D₂……
に接続されており、逆方向接続となるため、前記
熱陰極には電流が殆んど流れなくなり線状熱陰極
の両端の電位差がほぼ０となり、熱陰極の軸方向
に沿つて均一な電子ビーム電流が得られる。更
に、第１偏向電極４ａ，４ｂと電子ビーム引き出
し電極５の間に形成される集束電界によつて電子
ビームが集束されビーム幅0.5mm程度の帯状電子
ビームが発生する。その結果集束電界のない場合
の電子ビーム電流密度に比較して３〜７倍大きい
電流密度の電子ビームを得ることができる。

本発明にかかる電子源の長所は、前述の如く電
流密度の高い電子ビームが得られるのみならず、
ビーム幅の狭い帯状の電子ビームが得られること
にあり、第１偏向電極４ａ，４ｂに偏向電圧を印
加することによつて電子ビームを垂直方向に偏向
することができ、垂直走査を行ない得ることにあ
る。

第３図ａに本発明の画像表示装置の線状熱陰極
に対して垂直に切つた断面図を示す。第３図ａは
第１偏向電極４ａ，４ｂによつて電子ビーム３０
ａ，３０ｂが偏向され、引き出し電極５に設けた
貫通孔８を通過し、加速電極１３および１４によ
つて加速された場合の軌道を示している。同図か
らも明らかな如く、偏向された電子ビームはわず
かに偏向されても、第２偏向電極領域および加速
電場領域においてビームの位置を変え、同図紙面
に向つて左および右に偏向された電子ビームによ
つて表示面は、偏向電極基板３があるにもかかわ
らず、連続した画像表示を行ない得る長所があ
る。

電子ビーム制御電極７は映像信号発生回路２３
を介して常時負に印加されており、電子ビームは
貫通孔８を通過しない状態に保持されているが、
映像信号発生回路２３によつて正の映像信号電圧
が印加されると、印加された電極のみの貫通孔を
印加された信号時間または信号電圧に応じた電子
ビームが通過する。前記貫通孔８が通過した電子
ビームは第２偏向電極駆動回路によつて印加され
る偏向電圧に応じて偏向を受ける。前述した如
く、第２偏向電極には６段階に変化する偏向電圧
が印加され、各偏向段階毎に映像信号発生回路２
３からの映像信号が切り替えられ、例えば赤、
青、緑、赤、青、縁の輝度信号電圧が電子ビーム
制御電極に印加される。

第３図ｂには前記線状熱陰極の軸方向に切つた
断面を示し、電子ビームが第２偏向電極によつて
偏向された軌道３０ａ，３０ｂを示す。

加速電極１１および１４は高電圧直流電源V₄
に接続されており通常10〜20KVの正の電圧が印
加されている。加速電極１１および１４によつて
凹形の加速電界が形成され、第２偏向電極による
電子ビームの偏向能力を助長すると同時に第２偏
向電極基板９の尖端部近傍への電子ビームの倒達
を容易にし、表示面での画像の一様性を保持する
のに役立つている。カラー画像表示を行なう場合
は螢光体を赤、青、縁……と順次ストライプ状ま
たは斑点状に透明ガラス基板１２の表面に形成す
ることができ、前述の如く、第２偏向電極１０
ａ，１０ｂに印加する偏向電圧の調整によつて選
択的に電子ビームを衝突させることができる。

以上本発明の一実施例について述べたが、垂直
および水平偏向電圧の階段数、電子ビーム引き出
し電極に設ける貫通孔の数、形状、大きさおよび
螢光体層の間隔、更には線状熱陰極数、第１およ
び第２偏向電極数は表示装置の使用目的に応じて
変更し得るものであることは容易に理解されよ
う。

本発明による画像表示装置の構成についてさら
に説明する。画像表示装置は表示画面30インチ以
上の表示装置とする場合に更に効果的である。本
発明の画像表示装置は第１偏向電極基板３、電子
ビーム引き出し電極５、および第２偏向電極基板
９を介して真空容器の背面ガラス板（図示せず）
と表示面透明ガラス板１２を支える構造となつて
おり、例えば50インチ表示装置の場合、大気圧に
よる7.5トンにも及ぶ圧力に耐え得る構造とする
ことができ、背面ガラス板および表示面ガラス板
として２〜３mm厚のものでよく比較的軽量な画像
表示装置を構成することができる。また、第２偏
向電極基板９の両側面に偏向電極対１０ａ，１０
ｂと加速電極の一部１１を形成し得ることは前述
の如く、偏向電極基板９表面に帯電する電荷の影
響を小さくすることができ、電子ビームの偏向を
容易にすると同時に、高電圧に耐え得る効果があ
る。

以上説明したように本発明による画像表示装置
は第１偏向電極、電子ビーム引き出し電極によつ
て集束、電界を形成し、幅の狭い帯状の電流密度
の高い線状電子ビームを得ることができるので、
絵素を小さくして解像度を上げることができる。
また、電子源自体に走査機能を持たせることによ
つて電極構成を著るしく単純化でき、安価に表示
装置を製造することができる。さらに、電子ビー
ムの偏向による軌道変化を利用することによつて
表示面に均一で一様な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部構成要素
の斜視図、第２図は同実施例の基本的結線図、第
３図ａ，ｂは同実施例の両側断面図である。 １……背面電極、２……線状熱陰極、３……絶
縁性基板、４ａ，４ｂ……偏向電極、５……引き
出し電極、６……貫通孔、７……電子ビーム制御
電極、８……貫通孔、９……絶縁性基板、１０
ａ，１０ｂ……偏向電極、１１……加速電極、１
２……ガラス基板、１３……螢光体層、１４……
メタルバツク層、２０……同期信号発生回路、２
１……陰極駆動回路、２２，２４……偏向電極駆
動回路、２３……映像信号発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 線状熱陰極と、同陰極から放射された電子ビ
   ームを同陰極に直交する方向に偏向するよう対向
   配置された第１の偏向電極と、電子ビームの通過
   を選択的に制御する電子ビーム制御電極と、前記
   第１の偏向電極と直交する第２の偏向電極と、前
   記電子ビームを加速するための加速電極と、前記
   電子ビームの衝突によつて発光する螢光体層を塗
   布した表示板とを備え、前記第２の偏向電極と加
   速電極とが同一絶縁基板表面に形成され前記第１
   の偏向電極よりも前記表示板側に配置されたこと
   を特徴とする画像表示装置。