JPS6338821B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像表示装置に関し、特に複数本の線
状熱陰極から放出される電子ビームを前記線状熱
陰極にほぼ直交する複数本の電子ビーム制御電極
によつて制御し、集束、偏向、加速して螢光体面
上に衝突させ、画像表示を行なう平板状の画像表
示装置に関するものである。

本発明の目的は偏向電極の後に、加速電極板を
設けることにより、加速電極板と表示板に印加す
る高電圧の効果と、表示板との間隔を一定に保持
することの効果により、一定幅の偏向を行なわ
せ、均一な明るさを得ることのできる画像表示装
置を提供することにある。

本発明の他の目的は、加速電極板を設けること
により偏向電圧、特に垂直偏向電圧を下げて、効
率のよい偏向を行なうことのできる画像表示装置
を提供することにある。

発明者らは先に第１図に示される様な構造を持
つ平板状の画像表示装置を提案した。この表示装
置は一定の間隔で架張された金属線たとえばタン
グステン線に熱電子放出材料を塗布した複数本の
線状熱陰極１０、前記線状熱陰極１０を中心にコ
の字又はＵの字に囲むように配置された隔壁電極
１１、前記線状熱陰極１０と平行で等間隔に配置
された複数個の貫通孔１２ａを有する電子ビーム
引き出し電極１２、前記電子ビーム引き出し電極
１２の貫通孔１２ａと同位置に貫通孔１３ａを有
し、前記線状熱陰極１０にほぼ直交するように配
置された複数本のストライプ状電極からなる電子
ビーム制御電極１３、前記電子ビーム引き出し電
極１２の貫通孔１２ａと同位置に貫通孔１４ａを
有する電子ビーム集束電極１４、二枚の平行平板
により１つのスリツトを形成するような１対の電
極を、前記線状熱陰極１０に平行でしかも等間隔
に複数対配置した垂直偏向電極１６，１６′、二
枚の平行平板により１つのスリツトを形成するよ
うな１対の電極を前記電子ビーム制御電極１３に
平行でしかも、等間隔に複数対配置した水平偏向
電極１７，１７′、高電圧の影響を防ぐために設
けられた格子状、あるいはメツシユ状の電界遮蔽
電極１８、内面に螢光体２０とメタルバツク層１
９とから形成される表示板を有する表示面ガラス
容器２１、裏面ガラス容器（図示せず）により構
成される。これらの電極群をそれぞれの目的に合
つた間隔に絶縁性隔壁板を用い、絶縁保持しフリ
ツトガラス等により固定した後、前記表示面ガラ
ス容器と裏面ガラス容器により、前記電子ビーム
制御電極部分でサンドイツチ状にガラス接着し、
真空排気することによつて製造される。

この様にして得られた表示装置は、たとえば表
示面が５インチの場合、15本の線状熱陰極１０か
ら電子ビーム引き出し電極１２によつて引き出さ
れたそれぞれの電子ビームを電子ビーム制御電極
１３によつて変調し、電子ビーム集束電極１４に
より集束した後、15対の垂直偏向電極１６，１
６′及び81対の水平偏向電極１７，１７′により垂
直方向に±2.54mm、水平方向に±0.635mm偏向さ
せることにより全表示面に均一な明るさの画像を
表示させようとするものである。すなわち、１本
の線状熱陰極１０から発生する電子ビームは偏向
操作により表示面において1/5インチ×４インチ
のバンドを表示するように構成されている。

しかしながら、垂直及び水平偏向電極は前述の
ごとく二枚の平行平板により構成されているため
にフリツトガラス等の固定が必要であり、そのた
めにガラス接着時の熱歪によりスリツト幅が若干
異つてくる。このことは、同電圧で同時偏向を行
なつている画像表示装置のそれぞれの偏向幅に差
違を生じるということであり画面の均一なつなが
りが得られない。これは従来の画像表示装置の垂
直偏向電極が表示面の長さ方向に平行に配置して
いるために特に差が著しいが、画像表示装置をさ
らに大型化する場合にも生じる問題である。

この様な問題に対して従来の画像表示装置は、
前述のごとく水平偏向電極の後に格子状の窓を有
する電界遮蔽電極１８を設け、数百ボルトの電位
を与えた。これは電子ビームの垂直偏向する幅を
格子状の窓の大きさに規制することにより、均一
に偏向させようとするものである。かかる遮蔽電
極は偏向角及び透過率の関係から窓の部分をでき
るだけ広くとる必要があり、非常に薄い材料を使
用しなければならない。また前記電極を同一平面
上に保持し、しかも偏向電極のスリツトと格子状
の窓との位置合せを精度よくしなければならない
という問題があつた。

また、この様な構造にすると偏向幅を広げるに
したがつて電子ビームの形状に歪を生じる。電子
ビームを歪なく偏向するには前記電極に与える電
位を上げればよいが、表示範囲を広げるには偏向
電圧も非常に大きくしなければならない。

本発明はこの様な問題に鑑み、低電圧でかつ均
一な偏向が可能な画像表示装置を提供するもので
ある。

以下実施例に基づいて本発明を詳しく説明す
る。

本発明の目的達成のために発明者らは、第２図
に示すごとく画像表示装置の偏向電極１６，１
６′と表示板の一部を形成しメタルバツク層に相
当する表示面１９との間に従来の電界遮蔽電極１
８にかわるものとして加速電極板に相当する平行
平板電極１８′を配設した。この平行平板電極１
８′はお互いの平板が平行でかつ等間隔に配置し
なければならない。そのために平板電極１８′の
一端は等間隔に固定され、他端は熱ひずみによる
平板の電極１８′の曲がりを防ぐために、ひずみ
を緩和できる様な構造になつている。平板電極１
８′は表示装置の表示面１９に垂直でしかも、長
手方向に平行に配置され同一平面上に保持され
る。また２個の平板電極１８′の中心に垂直偏向
電極１６，１６′のスリツトがくる様に配置され
る。実施例においては平板電極１８′は板厚0.2
mm、幅５mm、長さ12cmのものを隔壁電極と同じピ
ツチ、約５mmの間隔に配設した。表示面１９と平
行平板電極１８′との間隔は後に述べる理由によ
り1.0mm前後が適当である。水平偏向電極（図示
せず）と平行平板電極１８′との間隔は偏向電圧
を下げるということと、平行平板電極１８′の効
果を大きくするためにできるだけ広くとる必要が
あるが、平板状画像表示装置の特長である薄型化
という観点から５mm前後が限度である。また従来
の格子状電極１８に数百ボルトの電位を与えてい
たのに対し、本発明の実施例に用いた平行平板電
極１８′は表示面１９とほぼ同程度の電位を与え
た。

次に本発明の画像表示装置の特徴を図をもつて
説明する。第３図は本発明の実施例に用いた平行
平板電極付近の断面図である。今、一つの線状熱
陰極より出た電子ビームは、変調、集束されて、
垂直偏向電極１６，１６′に到達する。そこで垂
直偏向電極１６に正の電位を与えることにより電
子ビームは図の下方向に偏向される。この時、前
述のごとくスリツト幅が若干異つていた場合、２
４ａ，２４ｂに示されるごとく、偏向幅が異な
り、そのまま加速されて表示面１９に進もうとす
る。ところが２４ｂに示された軌道を持つ電子ビ
ームは途中に設けられた平行平板電極１８′によ
つてカツトされ２４ａで示される軌道をもつ電子
ビームにそろえることができる。次に隣接の線状
熱陰極より出た電子ビームも同様な経路を経て垂
直偏向電極１６，１６′に到達する。そこで垂直
偏向電極１６′に正の電位を与えることにより上
方向に偏向させようとする場合、２５ｂで示され
る軌道をもつ電子ビームは前述と同様に平行平板
電極１８′にカツトされ、表示面１９に到達しな
いために２５ａで示される軌道をもつ電子ビーム
に統一することができる。ここで本発明の画像表
示装置は垂直偏向電極に与える電位を階段状に変
化させ、偏向を連続して行なわせ全表示面に表示
させようとするものであるから、２４ａ及び２５
ａで示される軌道をもつ電子ビームは表示面にお
いて、それぞれの表示範囲の逆方向に最大限に偏
向されたものでなければならない。つまり表示範
囲より小さな偏向幅で偏向された場合、その境界
付近において表示されない部分が現われ、いわゆ
る黒い横線になつて現われる。逆に表示範囲以上
に偏向された場合、隣接する２本の電子ビームが
重畳して、表示面が発光されるために輝度の明る
い、いわゆる白い横線となつて現われる。これら
はまた、平行平板電極１８′の板厚及び平行平板
電極１８′と表示面１９との間隔に関係している。

第４図Ａ〜Ｃにこれらの関係を表わしたものを
示す。図において黒線は１つの垂直偏向電極によ
つて上方向及び隣接の垂直偏向電極によつて下方
に偏向された電子ビームの軌道を示す。破線は表
示面の表示範囲の境界線である。円は表示面上の
電子ビームの発光状態を示す。第４図Ａは平行平
板電極１８′と表示面１９との間隔を、平行平板
電極１８′の板厚の10倍に設定した場合である。
この時偏向された電子ビームは平行平板電極１
８′の下方を通過し、それぞれ隣接するバンドの
表示面に到達し電子ビームが重畳して輝度の明る
い部分ができる。表示装置は表示面の長手方向に
対して同一の偏向幅を持つ様に動作しているため
に、輝度の明るい部分が線状になり、均一な画面
が得られない。同図Ｂは平行平板電極１８′と表
示面１９との間隔を平行平板電極の板厚の５倍に
設定した場合である。この時、それぞれに偏向さ
れた電子ビームは平行平板電極に沿つて表示面に
到達し、境界上で正確に発光する。同図Ｃは平行
平板電極１８′と表示面１９との間隔を、平行平
板電極の板厚と等しく設定した場合である。この
時、それぞれに偏向された電子ビームは平行平板
電極１８′の板厚の部分だけ表示面が発光されず
長手方向に連続して起こるために黒い線（発光し
ない部分）となつて現われる。この様な理由から
本実施例では表示面１９と平行平板電極１８′と
の間隔は1.0mm前後が適当であつた。

次に平行平板電極に与える電圧の変化における
電子ビームの軌道の差違を示す。第５図Ａは平行
平板電極１８′に電位を与えない、つまりアース
電位とした時の電子ビーム軌道である。図におい
て偏向角θ₁で偏向された電子ビームは、そのまま
直進し、平行平板電極１８′の中心付近から電界
の作用により電極の内側に曲げられるために表示
範囲まで偏向することができない。実際にはこの
位置に平行平板電極１８′を置くと表示面との間
で放電をおこすので、表示面よりさらに離さなけ
ればならないために、電子ビームの曲がりはさら
に大きくなると考えられる。

同図Ｂは平行平板電極１８′に表示電極１９の
約半分の電位を与えた時の電子ビーム軌道であ
る。図において同じく偏向角θ₁で偏向された電子
ビームは偏向電極１６，１６′と平行平板電極１
８′の入口の中間付近でわずかに内側に曲げられ
直進し、平行平板電極の出口付近で表示面１９に
対してほぼ直角に入射する様に曲げられる。その
ために平行平板電極１８′の板厚が電子ビームの
当たらない陰の部分を作り、表示面に黒い横線と
して現われる。

同図Ｃは平行平板電極１８′に表示電極１９と
同じ電位を与えた時の電子ビーム軌道を示す。図
において、上記二つの場合と同様、偏向角θ₁を偏
向された電子ビームは偏向電極１６，１６′を出
た所から加速電界の作用を受け徐々に内側に曲げ
られ平行平板電極１８′の内に入ると発散電界の
作用を受けて外に曲げられるために表示範囲を広
くとることができる。

以上のことから平行平板電極１８′と表示面１
９との間隔を少なくとも平行平板電極の板厚より
も大きく設定すれば、平行平板電極に与える電圧
を変化させることにより平行平板電極１８′の板
厚の部分だけ表示面が発光されずに黒い線となつ
て現われる、という不都合が発生しないことがわ
かつた。

この様に本発明の実施例に用いた平行平板電極
は、従来の格子状電極に数百ボルトの電位を与え
ていたのに比べ、加速電極つまり表示電極の電位
とほぼ同等の数KVの電位が与えられていること
が特徴である。

さらに本発明の実施例に基づき平行平板電極を
用いた表示装置の方が平行平板電極を用いない表
示装置に比べ、偏向電圧を下げられるという利点
がある。偏向角θ₁で偏向された電子ビームは、平
行平板電極１８′を用いて電位を与えた場合、平
行平板電極１８′の近傍で電界の発散作用により
外に曲げられて表示面に到達するが、同じ偏向角
θ₁で偏向された電子ビームは、平行平板電極１
８′がない場合、放物線を描いて表示面に到達す
る。すなわち、偏向角が同じでも前者は後者に比
べ表示範囲を広くとることが可能であるために、
前者の偏向電圧を下げても後者と同等の表示範囲
を得ることができる。しかしながら、平行平板電
極１８′に印加する電圧を加速電圧の60％以上の
電圧にして印加することが必要である。

以上説明したように本発明によれば、例えば1/
５インチ×４インチの表示が可能な表示要素を15
個縦に並べて３インチ×４インチの画像表示装置
を得る場合、個々の表示要素をつなぎ合わせて
も、個々の表示幅を均一にすると同時に隣接する
表示面とのつながりを自然に行なわせ、均一で明
るい表示面をもつ画像表示装置が得られ、また偏
向が容易であるため、偏向電圧を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は出願人が既に提案した画像表示装置の
構成図、第２図は本発明の画像表示装置の一実施
例の平行平板電極付近の断面図、第３図は本発明
の原理説明図、第４図Ａ〜Ｃは本発明の実施例に
用いた平行平板電極と表示面との間隔の変化に対
する表示面の電子ビームの状態図、第５図Ａ〜Ｃ
は本発明の実施例に用いた平行平板電極に与える
電位の差による電子ビームの軌道の変化を表わす
図である。 １０……線状熱陰極、１１……隔壁電極、１２
……電子ビーム引き出し電極、１３……電子ビー
ム制御電極、１４……電子ビーム集束電極、１
６，１６′……垂直偏向電極、１７，１７′……水
平偏向電極、１８′……平行平板電極、１９……
メタルパツク層、２０……螢光体、２１……ガラ
ス容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数本の線状熱陰極と、前記各線状熱陰極に
   対応して線状熱陰極の軸方向に複数個の貫通孔を
   有する電子ビームを取り出すための電極と、前記
   線状熱陰極にほぼ直交し、電子ビームを制御する
   ための複数本の電極からなる電子ビーム制御電極
   と、前記電子ビームを偏向するための偏向電極
   と、電子ビームの衝突によつて発光する蛍光体が
   塗布された表示板とを備え、前記偏向電極と前記
   表示板との間に複数の平行平板よりなる加速電極
   板を配置し、前記加速電極板と前記表示板との間
   隔が前記加速電極板の板厚よりも大きく配設され
   ていることを特徴とする画像表示装置。 ２ 加速電極板と表示板との間が、加速電極板の
   板厚の10倍以下に保持・配設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 表示板に印加する電圧の60％以上の電圧を加
   速電極板に印加され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。