JPH0294341A - 画像表示装置及びその駆動方式 - 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〕 この発明は、カソードルミネセンス方式の画像表示装置
、特に薄型高精細度の大画面平板カラーテレビに好適な
画像表示装置及びその駆動方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、発光タイプの平板型画像表示装置として、プラズ
マデイスプレィ、ＥＬデイスプレィ、蛍光表示管及び平
板ＣＲＴ等が知られている、このうち、プラズマデイス
プレィは消費電力が大きい、ＥＬデイスプレィは青の発
光効率が低い、蛍光表示管はフルカラーにしたときの輝
度が低い、平板ＣＲＴはカラー化が困難であるという欠
点があった。これらに対して、カラー画像をより鮮明に
効率よく表示するものとして、カソードルミネセンス方
式の平板型画像表示装置が知られていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の平板型画像表示装置には次のよう
な問題があった。

■高解像度化が困難で、フルカラー化すると色むらの問
題が生じやすい。

■線状熱陰極が弛んで集束・偏向条件が変わることがあ
る、。

■構造が複雑で大画面化が困難である。

上記■の高解像度化が困難な理由は、線状熱陰極に直交
の列状背面電極で輝度変調しているので、線状熱陰極か
ら蛍光膜に向かって放射される電子ビームが拡がったも
のになるからである。そして、特にフルカラー化した場
合は、３色の蛍光体の各色に正確に電子ビームを当てる
ことが困難となって色むらを生じさせることになる。

次に、上記■の線状熱陰極の弛みの問題は、線状熱陰極
が水平方向に張られているため重力の作用によって中央
部分が両端部より下がり、水平集束偏向電極との位置関
係が中央部分と両端部とで異なってしまい、集束むらや
偏向ゆがみを生じさせるものである。

上記■の大画面化が困難な理由は、排気された薄い外囲
器に大気圧が加わり、強度が不充分となり、破損し易く
製作困難となる。

従って、この発明は上記欠点に鑑み提案されたものであ
り、新規かつ改良された大画面・高解像度に有利な構造
の画像表示装置とその駆動方式の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段〕 この発明は高解像度化と線状熱陰極の弛みの問題を解決
する基本構成として、 （ａ）　　複数個の行状垂直アドレス電極を形成した後
面壁、３色蛍光体の蛍光膜と導電膜を接層形成した前面
壁および前後面壁を実質的に平行にして導電膜とアドレ
ス電極を対面させ離間配置する側壁を有する排気された
外囲器と、（ｄ）アドレス電極に直交させ後面壁寄りに
列状配置した線状熱陰極と、 （ｃ）　　線状熱陰極に平行でかつこの線状熱陰極のア
ドレス電極寄りの位置に列状配置した変調電極と、更に （イ）線状熱陰極の両側に平行でかつ前面壁に対し離間
配置された水平集束偏向電極を具えた画像表示装置であ
る。加えて、この装置の駆動手段として複数の行状垂直
アドレス電極に択一的かつ順次に所定電圧を印加する垂
直アドレス選択動作と、水平集束偏向電極にノコギリ波
状の所定電圧を印加する水平アドレス選択動作と、変調
電極に輝度信号電圧を加える変調動作を行う制御回路を
付設する画像表示装置を開示する。

また、フルカラー化のために、上記基本構成において、
蛍光体を垂直方向に延びるストライプ配列の３色蛍光体
とし、駆動用制御回路を水平アドレス選択動作時にＲＧ
Ｂ信号に対応させて３色の蛍光体と電子ビームとを一致
させる駆動方式を提供する。

大画面のため、外囲器内の前後面壁間に垂直方向の支持
壁を設け、これによって線状熱陰極、変調電極、水平集
束偏向電極を備えた画像表示要素を配置する複数の区画
室を形成し、さらに必要に応じて線状熱陰極の上下両端
の電位差を補償することを開示する。

〔作用〕

行状垂直アドレス電極の垂直方向に対する線順次動作は
線状熱陰極からの電子ビームの放出位置を決定し、変調
電極によって、そのビーム強度を変え、水平集束偏向電
極によって、水平方向に静電集束偏向し、それにより所
望の蛍光体を励起し発光させ画面上に画像表示する。

この場合、行状垂直アドレス電極には駆動制御回路によ
って択一的かつ順次に所定電圧が加えられ、線状熱陰極
の電子放出位置を決定すると共に、輝度信号電圧が変調
電極に加えられる、従って、電子ビームは安定し垂直方
向への不要な拡がりはなくなる。さらに線状熱陰極を垂
直に張り、これが重量により弛まないようにし、電極位
置関係を正確に保ち、集束及び、偏向の乱れを防ぎ輝度
むらを軽減する。これにより高解像度化が可能になる。

また線状熱陰極から放射される電子を水平集束偏向電極
によって細く集束し、各色が水平方向に分離されている
三色（ＲＧＢ）のストライプ蛍光体に照射するようにし
たので、ＲＧＢ（赤緑青）の信号で変調された電子ビー
ムと、ＲＧＢの蛍光体との対応を確実にすることが容易
で、高解像度のカラー化に有利となる。

また、大画面化に対しては、−本の線状熱陰極と、一対
の水平集束偏向電極と、−本の変調電極からなる複数個
の画像表示要素を、この装置の内部に配置し、かつそれ
ぞれの画像表示要素の間に支持壁を設け、外囲器が大気
圧に耐えられる構造にした。さらに必要に応じて線状熱
陰極の上下両端の電位差を補償する補償手段を設けて、
線状熱陰極の各部分の熱電子放出条件を均等にした。こ
れによって大画面化しても外囲器を薄く且つ強固に製作
でき、上下方向の輝度むらをなくすことができる。

〔実施例〕

以下本発明に係る画像表示装置のフルカラー化した具体
例について、図面を参照しつつ詳述する。

第１図は本発明に係る画像表示装置の要部断面を示す部
分的斜視・・図であり、第２図は第１図の画像表示装置
を水平方向に切断した部分断面図である。

本装置は後面壁（１）、前面壁（２）及び側壁（３）か
らなる排気された外囲器（４）により構成される。後面
壁（１）の内面には、複数個の行状垂直アドレス電極（
５）が後面壁の両側まで連続して水平方向に形成され、
前面壁内面のＲＧＢａ色発光の蛍光体とブラックストラ
イプからなる蛍光膜（６）及びアノード（７）となる透
明導電膜の積層形成層に対して、実質的に平行に離間し
対面配置されている。

電子ビームを生成するために熱電子放出手段として線状
熱陰極（８）が行状垂直アドレス電極（５）と直交して
離間配置され、変調手段として板状の変調電極（９）が
線状熱陰極の後方に配置される。この線状熱陰極は通電
時の熱膨張による弛みを防止するため、その片端又は両
端に図示しない板バネ等を付け、常にテンシランをかけ
る取り付は方法が好ましい、またこの変調電極（９）は
行状垂直アドレス電極（５）に対し絶縁層（ｌＯ）を介
して配置されている。

一方、電子ビームの偏向手段として、一対の板状水平集
束偏向電極（１１）が線状熱陰極（８）の側方側に平行
に離間配置される。なお、この板状の水平集束偏向電極
（１１）は図示例では前面壁（２）に対し垂直状態で平
行に配置しているが、傾斜配置でもよい、また、この水
平偏向範囲を分割する支持壁（１２）が前後面壁間に設
けられている。なお、支持壁（１２）の一部にアノード
（７）が延長形成されているのは支持壁（１２）に不要
な電荷を帯電させず電位分布の乱れを防ぎ、電子ビーム
の望ましくない偏向を抑止して発光の均一化を図る。ま
た支持壁（１２）の側面は、アノード（７）等に接続さ
れるグラファイト被膜（１３）の高抵抗導体層として設
けて帯電による内部電界の乱れを防止することが好まし
い。

一方、支持壁（１２）はその形状を前面壁側の先端はく
さび形状に細くするのが望ましい。この場合組立時の溶
融接着作業を容易にしている。

大画面化に際して、線状熱陰極（８）が長くなると、そ
の両端におけるヒータ電圧（１４）の電位差が大きくな
り、熱電子放射特性が上下方向に差異を生じる。このよ
うな場合は熱電子放射特性を、上下方向に均一にする補
償手段として、例えば第４図に示すように変調電極（９
）の幅を電位の高い所で小さくなるように変化させるこ
とができる。

次に各電極を制御して映像を表示する駆動回路（１００
）のブロック図を第５図に示し説明する。

まず、テレビ信号は（１１０）の同期信号分離回路で、
映像信号、水平同期信号、垂直同期信号に分離する。映
像信号は、色信号分離回路（１２０）で、Ｒ，Ｇ、Ｂの
各信号に分けられ、サンプリング回路（１２５）でサン
プリングされ（１３０）のメモリ回路にメモリされる。

このメモリ内容は、−走査線の各画素につきＲ，Ｇ、Ｂ
各色の輝度信号をデジタル変換したもので、支持壁（１
２）によって水平方向に分割された各画像表示要素に対
応させて、例えば水平方向に連続する１５画素分ずつに
区分して記憶されている。このメモリ回路に蓄積された
データは、（１３５）のメモリコントロール回路で制御
され、アナログ変換されて、各画像表示要素毎に、同時
にかつ走査方向に対して１頭次に変調電極（９）に送ら
れる。（１４０）は、ノコギリ波発生回路であり、（１
４５）は反転回路である。この回路で発生したノコギリ
波は水平集束偏向電極（１１）に送られる。（１６０）
は、線状熱陰極（８）から画面に向かって電子が出る垂
直方向の位置を決定する垂直アドレス回路であり、上記
垂直同期信号を受けて各行状垂直アドレス電極（５）に
択一的かつ順次に所定電圧を加える、（１７０）は、ヒ
ーター電源であり、線状熱陰極（８）を、熱するために
電力を供給する。

次に上記駆動回路（１００）による各電極の動作を述べ
る。

まず行状垂直アドレス電極（１１）の１本、例えば最上
端の１本のみに、所定電圧を加え、線状熱陰極（８）の
これに対応ず名部分のみから電子が放射される状態にす
る。この場合、電子放射が選択されない他の行状垂直ア
ドレス電極（１１）は、上記所定電圧より低い所定の電
圧に保たれている。そしてこの電子を水平集束偏向電極
（１１）によって水平方向に集束させながら偏向を行い
、アノード（７）に向かって加速し、蛍光膜（６）に衝
突させて、ストライプ状に配置のＲＧＢ蛍光体を発光さ
せる。ここで集束は、水平集束偏向電極（１１）の行状
垂直アドレス電極（５）及び線状熱陰極（８）に対する
電位を所定値に保って電子レンズを形成することによっ
て行う、また偏向は対向する一対の水平集束偏向電極（
１１）　　（１１）の電位差を変化させ電子レンズの向
きを変えることによって行う。

つまり電子ビームの蛍光膜（６）への照射点は、ブラッ
クストライプを介して順次配列された各色の蛍光体の一
つであり、これが水平方向にＲ−Ｇ→Ｂ　−Ｒ−・・・
→Ｒ−Ｇ　−Ｂと順次移動する。この照射点の移動に伴
い、メモリコントロール回路（３５）から変調電極（９
）に、現在照射中の各色の蛍光体の輝度に対応する電圧
を加える。

この水平走査と変調動作は、支持壁（１２）で仕切られ
た複数の画像表示要素毎に同時に行われる。つまり、１
本の線状熱陰極（８）は、例えば水平的１５画素分を受
は持ち各線状熱陰極から出た電子ビームは同時に偏向さ
れ一本の走査線分の蛍光面を光らせる。そして−走査線
についての上記表示動作が終了すれば、行状垂直アドレ
ス電極（１１）への択一的な電圧印加を、次の行のアド
レス電極（１１）に切り換えて、上述した水平走査と変
調動作を再び行う。このような動作が全ての行状垂直ア
ドレス電極（１１）について行われると１フレームの画
像が表示されたことになる。

なお、電子ビームと三色の蛍光体（６）とを、より正確
に対応させるには第６図に示すようなビームインデック
ス方式を採用すればよい。

すなわち、各蛍光体のストライプ（６ｉ　ｒ　）　　（
６２ｇ　）（６３ｂ）（赤緑青＝ＲＧＢ）を光吸収層の
ブラックストライプ（６４）を挾んで水平方向に並べて
ストライプ状に形成した前面壁（２）に対して、紫外線
（２００）を放出する蛍光体（２０１）を蛍光膜（６）
に最も近い支持壁（１２）の部分に装着させ、電子ビー
ムの衝突によって放出された紫外線（２００）をフォト
ダイオードまたはフォトトランジスタの受光素子（２０
２）で検出し、それを電気信号に変換して、偏向電圧の
変化に対し、Ｒ（赤）の信号を送り出すタイミングを、
受光素子（２０２）からの電気信号でコントロールする
のである。

ここで、第１図及び第２図に示す画像表示装置の細部を
具体的に記す。

線状熱陰極（８）と変調電極（９）の間隔は０．１１〜
０．２国例えば０．１閣、線状熱陰極（８）と水平集束
偏向型ｉ　（１１）の間隔は０．５ｍ＋ａ〜４閣例えば
２＋＋ｎ、水平集束偏向電極（１１）の幅は線状熱陰極
（８）と水平集束偏向電極（１１）の間隔と同等または
それ以上に選ばれる。変調電極（９）の幅は０．３ｍ＋
ａ〜１．５層例えば０．４閣、変調電極（９）と行状垂
直アドレス電極（５）の間は薄い絶縁Ｍ　（１０）で絶
縁されている。線状熱陰極（８）と前面壁（２）の間隔
は２ｍｍ〜４０ｍｍ例えば３０ｎｏ、支持壁（１２）の
ピッチは線状熱陰極（８）と前面壁（２）の間隔の０．
５倍〜２倍例えば１倍、支持壁（１２）が前面壁（２）
と接している幅は０．ｌｍｍ−０，３−例えば０．１閣
である。

この発明は上記実施例に限られるものではなく、この他
にも各部分を変形した多くの実施例が考えられる。

例えばこの発明の画像表示装置は必ずしもフルカラー化
しなくてもよく、蛍光膜（６）を、単色のものとし、高
解像度モノクロデイスプレィとすることもできる。

また線状熱陰極（８）の両端の電位差による電子放射特
性の差を補償乃至解消する手段として、第４図に示した
ものの他に、第７図のように幅の違う変調電極（９）お
よび（９１）を組合せてもよい。

また変調電極（９）の取付は方法の変形例として次のよ
うなものがある。

第８図は変調電極（９）を、絶縁層（１０）を介して線
状熱陰極（８）と平行に行状垂直アドレス電極（５）に
直交させて埋め込んだものである。第９図は、行状垂直
アドレス電極（５）を切断し、この部分に変調電極（９
）を絶縁層なしに配したものである。

〔発明の効果〕

本発明は垂直アドレス電極、変調電極及び水平集束偏向
電極の筒素化された構造により製作を容易にする。特に
、高精細度化、フルカラー化、大画面化、低消費電力化
の全てを満足させる平面型画像表示装置として実用的価
値が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の画像表示装置の部分的断面を示す要
部斜視図、第２図は第１図の水平方向に沿った要部断面
図、第３図は第１図の装置の線、状熱陰極の周辺部分を
拡大して示す斜視図、第４図は第１図の画像表示装置に
おける線状熱陰極の両端電位差の補償手段の一例を示す
概略図、第５図は画像表示装置の駆動回路図である。 第６図はこの発明の画像表示装置における三色蛍光体と
電子ビームの対応を示す横断面図、第７図は第４図に示
した線状熱陰極の電位差解消の補償手段の他の実施例を
示す概略図、第８図及び第９図は変調電極手段に関する
アドレス電極とのそれぞれ異なる位置関係を示す斜視図
である。 （１）・−・後面壁、　　　（２）　−−−ｍ−前面壁
、（３）　−一一一側壁、　　　　（４）　−・外囲器
、（５）・・−行状垂直アドレス電極、 （６）　−蛍光膜、 （７）　−アノード（透明導電膜）、 （８）・−線状熱陰極（熱電子放出手段）、（９）　−
変調電極（手段）、 （ＩＩＬ−ｍ−水平集束偏向電極（手段）、（１２）−
・−支持壁。 特 代 許出願人 理 人 日本電気ホーム エレクトロニクス株式会社 関西日本電気株式会社 江　　　原　　　省　　　吾 第２図 第３図 第１図 第５図 柴勤１弓路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の行状垂直アドレス電極を形成した後面壁
   、導電体と蛍光体を積層形成した前面壁および前記前後
   面壁を実質的に平行にして前記導電膜と前記アドレス電
   極を対面させ離間配置する側壁を有する排気された外囲
   器と、 前記アドレス電極に直交させ列状配置した線状熱陰極の
   熱電子放出手段と、 前記熱陰極と前記アドレス電極間に平行配置した変調電
   極手段と、更に 前記熱陰極の両側方側に平行に対向しかつ前記前面壁に
   対し離間配置された水平集束偏向電極手段とを具備する
   画像表示装置。
2. （２）（ａ）複数の行状垂直アドレス電極を形成した後
   面壁、蛍光膜と導電膜を積層形成した前面壁および前記
   前後面壁を実質的に平行にして前記導電膜と前記アドレ
   ス電極を対面させ離間配置する側壁を有する排気された
   外囲器と、 （ｂ）前記アドレス電極に直交させ後面壁寄りに配置し
   た線状熱陰極と、 （ｃ）前記線状熱陰極に平行でかつこの線状熱陰極の前
   記アドレス電極寄りの位置に配置した変調電極手段と、 （ｄ）前記線状熱陰極の左方と右方にその面が上記線状
   熱陰極に平行でかつ前面壁に対し垂直または傾斜をつけ
   て配された水平集束偏向電極手段と、更に （ｅ）前記複数のアドレス電極に択一的かつ順次に所定
   電圧を印加する垂直アドレス選択動作と、前記水平集束
   偏向電極手段にノコギリ波状の所定電圧を印加する水平
   アドレス選択動作と、前記変調電極手段に輝度信号電圧
   を加える変調動作を行う駆動回路手段を具備する画像表
   示装置。
3. （３）前記外囲器の前後面壁間に支持壁を設け複数の区
   画室を形成し、前記線状熱陰極、変調電極手段、水平集
   束偏向電極手段を各区画室に備えた画像表示要素を配置
   した請求項２に記載の画像表示装置。
4. （４）前記蛍光膜が垂直方向に延びるストライプ配列の
   ３色の蛍光体とブラックストライプであり、前記駆動回
   路手段は水平アドレス選択動作時にＲＧＢ信号に対応さ
   せて前記３色の蛍光体と電子ビームとを一致させること
   を特徴とする請求項２〜３に記載の画像表示装置の駆動
   方式。