JPH02195636A - 電子ビーム増幅装置及び平板型表示装置 - 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、カラーテレビジョン受像機、計算機の端末デ
イスプレィなどに利用される電子ビーム増幅装置、及び
平板型表示装置に関するものである。

従来の技術 近年、平板型画像表示装置が盛んに開発されており、液
晶デイスプレィ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス
デイスプレィ（Ｅ　Ｌ）、発光ダイオードデイスプレィ
（ＬＥＤ）等が、市場に、登場しているが、輝度、解像
度、フルカラー化の点で、カラーブラウン管に劣ってい
る。

これらの問題点を、解消するために、特開昭５８−２３
１５１号公報（第１従来例）や、特開昭４６−２６１９
号公報（第２従来例）等に、開示されているいわゆる平
板型デイスプレィが、多数提案されている。

以下図面を参照しながら、第１従来例について、説明す
る。

なお、各図に於て、同一部分を示すものに付いては、同
一番号で示している。

第５図は、上記表示装置の要部構成図を示すものである
。

即ち、電子銃３２から出射した、低速（約ＩＫｅＶ）で
、低密度（約１μＡ）な、電子ビームは、静電式偏向器
３３によって、ライン偏向される。

分割器の裏側３５と、その面に、対向する真空容器の面
上に、設けられた平面電極３６に、４００ｖの電位が印
加された等電位空間を形成している。

前記ライン偏向された電子ビームは、等電位空間を、真
空容器上端部の、０■電位のドロー状電極３７近傍まで
直進する。

ドロー状電極３７と、平面電極３５との電位差により、
反転レンズが形成されている。この反転レンズによって
、真空容器上部まで直進してきた電子ビームは、略円運
動を行い、真空容器前方部に進入する。

真空容器前方部へ進行した電子ビームは、分割器３１の
前側に設けられた横方向に細長く、縦方向に分割された
複数の電極３８の電位を変化させることで、フレーム走
査のために、マルチプライヤ−３４の方向に進行方向を
変化させる。

モしてアドレッシングのために、マルチプライヤ−３４
の、所望の開孔に、ランディングする。

マルチプライヤ−３４は、数層のダイノードからなり、
初段と最終段との電位差が、代表的な値として約３ｋＶ
である。

マルチプライヤ−３４の所望の開孔に、ランディングし
た電子ビームは、約５００〜７００倍に増幅され、マル
チプライヤ−３４の最終段にある色選択手段によって、
所望の蛍光体３９を発光させる。

発明が解決しようとする課題 このような構成では、平板デイスプレィとして、均一な
画像、十分な明るさを得ることは不可能である。

均一な画像が得られない理由は、容器上端部に設けられ
た反転レンズによって、電子ビームは、偏向収差を受け
、電子ビーム形状は大きく歪み、しかも、電流量と、反
転レンズの通過位置くコマ収差）で、全方が大きく異な
るからである。歪んだ電子ビームは、マルチプライヤ−
３４の所望の開孔以外にもランディングするため、コン
トラストの低下、クロストークの原因と成る。第１従来
技術においては、偏向収差を低減するためにドロー状電
極３７と、平面電極３５の形状を工夫している。しかし
ながら、反転レンズでの収差を打ち消すためには、ドロ
ー状電極３７と、平面電極３５の組立誤差の許容値は厳
しく、製造上困難を極め、完全に収差を打ち消すことは
、不可能である。

次に、輝度について考えてみる。例えば、ＮＴＳＣ方式
で、走査する場合、ｌライン走査あたり約１６．３μｓ
で走査される。　ｌライン走査あたり、マルチプライヤ
−３４の開孔に、すなわち蛍光体トリオ数が、Ｎとする
と、マルチプライヤ−３４の１間孔あたり、たかだか１
６．３／ＮμＳしか、電子ビームはアドレッシングされ
ない。それ故輝度を向上させる手段としてマルチプライ
ヤ−３４の電流増幅率を上げる必要がある。マルチプラ
イヤ−３４の電流増幅率を、上げるためには、マルチプ
ライヤ−３４の層数を増やすか、１層間の電位差を、大
きくする必要がある。このためコストアップ、製造上の
困難さと、対電圧特性が劣化する欠点がある。

第２従来例は、輝度を向上させるために、電子源として
、表示スクリーン３６の水平方向に、架張された線状カ
ソードが用いられている。以下第６図を用いて１、第２
従来例を説明する。

即ち、真空外囲器の内面に偏向面が、形成され、それと
は平行に相対して水平方向に、細長く、しかも垂直方向
に所定のピッチで分割された、垂直偏向電極６２が、配
置され、傾向面の垂直走査延長方向に、水平方向に細長
く、しかも水平方向に、個々に分割された電子ビーム発
生手段６３が、配置された構造になっている。

これらの構造をもつ平板型陰極線管の動作原理は、電子
源６５を加熱することによって発生する熱電子をグリッ
ド電極に設けた開口部より電子ビームとして引出し次に
グリッド電極によって、電子ビームの変調を行う。変調
された個々の電子ビームは、シールド電極の開孔部を通
過した後、蛍光面６４と、蛍光面と対向して設けられた
垂直偏向電極の間を、例えば蛍光面と垂直偏向板とは、
同一電位（Ｖａ）の所は直進し、次にＶｄよりも低い電
位（ＶａＶ。。）が印加された垂直偏向電極の所では、
その電界の影響を受けて電子ビームは、蛍光面側に偏向
されて、蛍光体を発光させる。

これらの偏向動作を垂直偏向電極の個々において行うこ
とにより電子ビームの垂直走査を行う。

しかし、これらの平板型陰極線管においては、蛍光面と
相対向して設ける垂直偏向板は、少なくとも垂直走査線
の数、例えば２６０本に細かく分割することが必要なこ
とと、この細かく分割された垂直偏向電極の各々に、電
子ビームを蛍光面側に偏向するためのスイッチング電圧
を印加することが必要となりそのための電力も回路上、
大きな問題である。また、本方式においては、個々の電
子ビームに対して水平方向の収束を与える手段が蛍光面
下部の電子銃にあるのみで、画面全体での電子ビームの
最適収束状態を保つことは、容易でない。

本発明は上記従来例の輝度均一な画像についての課題を
解決するもので、構造が簡単で製造が容易な電子ビーム
増幅装置及び高輝度高精細な平板表示装置を提供するこ
とを目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、線状電子源を用いて、２次元的広がりのある
電子ビーム（シート状ビーム）を発生させ、マルチプラ
イヤ−で、電子ビームの増幅を行なう。この時、増幅の
効率と、電子ビームの収束性を向上させるため、マルチ
プライヤ−の厚み方向に磁場を印加するものである。

作用 マルチプライヤ−の厚み方向に磁場を印加することによ
って、マルチプライヤ−に入射した電子ビームは、ラー
マ運動を行い、マルチプライヤ−に設けた開口の側壁と
電子との衝突回数が増加し、ビーム増幅率は、増加する
。同時に、マルチプライヤ−から出射した電子ビームの
発散を抑制する。

実施例 以下本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の実施例における平板型画像表示装置
の要部構成を示すものである。

すなわち、真空容器内ｌに、熱電子放射を利用した１本
の線状カソード２が、表示装置スクリーン下端の水平方
向に、架張されている。

カソード単位長さ当り、約３７１Ａの電流で、カソード
全長にわたって蛍光面水平方向ドツト数の約数倍の電子
ビームを発生させ、ｘ−ｙ平面状に、電子ビームを形成
する。

カソード２の前方にある、３枚の電極からなるブリフォ
ーカスレンズ３によって、複数の電子ビームを、５０ｅ
Ｖに加速収束する。なお、電子ビームの変調は、３枚の
グリッド電極のいずれかに所定の電位を変調させて実行
される。また池の変調方法として、カソードの後方に新
たに電極を設けてこの電位を変化させることで変調を行
ってもよい。

加速収束を受けた電子ビームは、フレーム偏向の為、Ｘ
方向４に−様な磁場によって、水平方向に対しては、−
様に、２方向６即ち蛍光面側へ略円運動を行いながら偏
向される。フレーム偏向用の磁場は、真空容器外に備え
付けた、磁場発生装置（図示せず）によって発生させる
。またフレーム偏向は、静電的に行ってもよい。

フレーム偏向の時の収差を画面全体で均一にするため、
偏向と同期させてグリッド電極の電圧を変化させるいわ
ゆるダイナミックフォーカスを行う。

フレーム偏向された電子ビームは、マルチプライヤ−２
００によって、増幅される。この時のマルチプライヤ−
２００の構造を、第２図に示す。

マルチプライヤ−２００は、第２図（ａ）に示す様に、
蛍光面７の蛍光体のドツト数に対応する数の略円形の穴
２１が設けられている。

マルチプライヤ−２００の断面は、第２図（ｂ）に示す
様に、２方向６にダイノード２２が数層積層されており
、各ダイノード間には、絶縁物のＳ：０２２３を介して
３００〜５００■の電圧が印加されている。マルチプラ
イヤ−２００の電子ビームの増幅率は、ダイノード表面
の２次電子放出率、ダイノードの積層数、印加電圧によ
って決定される。通常、ダイノード１層のビーム増幅率
を向上させるために、ダイノード表面にＭ２Ｏを塗布し
たりしてダイノード表面の２次電子放出率を大きくして
いる。しかしこの方法によって得られる２次電子放出率
は、３．０〜３．３倍であり限界がある。さらに、マル
チプライヤ−２００の電流増幅率を大きくする方法とし
て、前述のようにダイノードの積層数の増加や、印加電
圧を高くする手段がある。しかし積層数を増加させると
、コストアップ、製造上の困難さが増し実用的でない。

印加電圧を高くすると耐電圧的問題が発生する。

そこで、ダイノードの層数、印加電圧を変化させること
なく、マルチプライヤ−２００の電流増幅率を大きくす
るために、電子ビームの進行方向に、磁場を印加する。

この時、第３図に示すように電子ビームは、ラーマ運動
と呼ばれる螺旋運動を行う。このため電子ビームのマル
チプライヤ−２００内での飛行距離は増大し、それにと
もない電子ビームのマルチプライヤ−２００壁面との衝
突回数が増加し、実質的なビーム増幅率が増大する。

ラーマ半径Ｒは、電子の質量：ｍ、電荷：　ｑ、速度：
　Ｖ、磁場の大きさ；Ｂとしたとき、Ｒ＝　ｍ　＊　ｖ
　／　（ｑ　＊　Ｂ　）と表わされる 望ましいラーマ半径は、マルチプライヤ−２００の間口
径と、同程度の大きさであり、間口径を、１５０μｍ１
　　電子のエネルギーを５０　ｅＶとした時の、必要な
磁場の大きさは、１６０　ｇａｕ　ｓ　ｓである。

マルチプライヤ−２００に磁場を印加する方法として、
真空容器外に電流をながして、その発生する磁場を例え
ばアモルファス状のフェライトシーＩ・によって、誘導
し所望の磁力線分布とする。又、電流を流す代わりに永
久磁石を用いてもよい。

第４図に示す様に、マルチプライヤ−２００の両端側に
例えばフェライトなどの磁性材料をスツパタによる薄膜
２４を形成し、それを磁化する方法もある。

マルチプライヤ−２００によって増幅された電子ビーム
は、第４図に示すように、磁場によって、発散が抑えら
れ所望の蛍光体上２５に高密度な電子ビームがランディ
ングする。

今までの説明では、マルチプライヤ−２００は、ダイノ
ード型について述べてきたが、例えば特開昭６３−１２
８５４４号に開示されているように、ＰｂＯからなるマ
ルチプライヤ−についても同様に、本発明が適用可能で
ある。

発明の効果 本発明によれば、マルチプライヤ−の厚み方向に磁場を
印加することで、マルチプライヤ−の層数を増加せずに
、又、印加電圧の増加無しに、実質的にマルチプライヤ
−の電流増幅率を増加させ、同時にマルチプライヤ−か
らでた電子ビームの発散を抑え、輝度、フォーカス特性
の良好な平板型表示装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例における平板型表示装置の断
面図、第２図（ａ）は、本発明の実施例におけるマルチ
プライヤ−の斜視図、第２図（ｂ）は、本発明の実施例
におけるマルチプライヤ−の断面図、第３図は、本発明
の実施例における磁場中の電子の運動を示す図、第４図
は、マルチプライヤ−の両端側に磁性材を蒸着し、磁化
した側面図、第５図は、第１従来例を示す断面図、第６
図は、第２従来例を示す斜視図である。 ｌ・・・容器、２・・・線条カソード、４．５．６・・
・方向、７・・・蛍光面、２００・・・マルチプライヤ
−代理人の氏名　弁理士　粟野重孝はか１名嬉 図 （α） 第 図 第 図 ／

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子ビーム増幅手段に、磁場が印加され、実質的
   に電子ビーム増幅手段の電子ビーム増幅率が大きくされ
   たことを特徴とする電子ビーム増幅装置。
2. （２）電子ビーム増幅手段の両端側に、磁性材料の薄膜
   が形成され、これが磁化されたことを特徴とする請求項
   １記載の電子ビーム増幅装置。
3. （３）電子ビーム増幅手段に印加した磁場の漏洩磁場に
   よって、前記電子ビーム増幅手段から出射した電子ビー
   ムを収束作用させることを特徴とする請求項１記載の電
   子ビーム増幅装置。
4. （４）真空容器内に、少なくとも１個の電子源と、その
   電子源から出射した、電子ビームを集束、加速するため
   の電子ビーム集束加速手段と、少なくとも１色の蛍光体
   と、請求項１記載の電子ビーム増幅装置とを備え、前記
   電子源から入射した電子ビームが、前記電子ビーム増幅
   手段によって増幅されることを特徴とする平板型表示装
   置。