JPH0821345B2 - 画像表示装置 - Google Patents

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
ディスプレイ等に用いられる画像表示装置に関するもの
である。

従来の技術 本出願人等による先行技術である画像表示装置として
第２図に示す構造のものがある。実際は真空外囲器（ガ
ラス容器）によって各電極を内蔵した構造がとられる
が、図においては内部電極を明確にするために真空外囲
器は省略している。また、画像・文字等を表示するため
に、画面水平方向（Ｈ），画面垂直方向（Ｖ）を図示し
ている。

26は線状カソードであり、Ｈ方向に等間隔で独立して
複数本配置されている。線状カソード26をはさんでフェ
ースプレード部40と反対側には、線状カソード26と近接
して絶縁支持体20上に形成された垂直走査電極21が配置
され、線状カソード26と共に電子ビーム発生部となる。
22はバックスペーサで一部ハーフエッチング等で逃げ部
をもった金属板の両面に絶縁処理を施されたものであ
り、23はファイバー固定用スペーサで、このスペーサ上
にガラスファイバー24が金属薄板25によって位置決め固
定されている。バックスペーサ22とファイバー固定用ス
ペーサ23は、線状カソード26、垂直走査電極21と後段の
面状電極相互の電気的絶縁と位置出しを行なう。次に、
電子ビーム偏向・収束部として、線状カソード26に対応
した部分に開孔を有する複数の面状電極が配置される。
順に、第１グリッド電極28、第２グリッド電極29、第３
グリッド電極30、垂直偏向電極31・32、第４グリッド電
極33で、以下、各々G₁電極28、G₂電極29、G₃電極30、C
_V1電極31、D_V2電極32及びG₄電極33と称す。G₁電極28か
らG₄電極33までの各電極間には、各電極間の電気的絶縁
線と電子ビーム進行方向の精度を確保する目的のために
スペーサが挿入されている。スペーサは絶縁物のみ、ま
たは金属板の両面に絶縁処理されたものからなり、形状
はＶ方向に連続した桟をもち、Ｈ方向には電子ビームの
通過部分を抜いたものである。なお、第２図では各面状
電極の形状・構成を明らかにするために省略している。
G₄電極33の後段には電子ビーム偏向部として、線状カソ
ード26の各間に相当する位置にＶ方向に長い基台34の両
表面に形成された電極が、フェースプレート部40側に向
けて複数段設けられる。図では一例として３段の場合を
示し、それぞれの電極を第１水平偏向電極35、第２水平
偏向電極36、第３水平偏向電極37とし、以下、各々D_H-1
電極35、D_H-2電極36、D_H-3電極37と称する。フェースプ
レート部40の内面には、蛍光面39とメタルバック電極38
からなり、電子ビームの刺激を受けて発光する発光部が
形成されている。以上の各構成物は、真空外囲器（図示
せず）内で大気圧によって狭圧される状態で保持され
る。

次に上記画像表示装置の動作について説明する。線状
カソード26に電流を流すことによってこれを加熱し、G₂
電極29に線状カソード26より高い電圧を印加すると、線
状カソード26よりG₁電極28の開孔部に向かって電子ビー
ムが発射する。G₁電極28の開孔部を通過した電子ビーム
は、以降、順にG₂電極29、G₃電極30、D_V1電極31、D_V2電
極32、G₄電極33の各開孔部と相対向するD_H-1電極35、D
_H-2電極36、D_H-3電極37間を通過するが、これらの電極
には電子ビームが螢光面39で所定の位置及び小さいスポ
ット径になるように所定の電圧が印加される。

発明が解決しようとする問題点 しかし、以上のような構成において内部構成物を外囲
器内に挿入後、外囲器同士を封着し真空封止する際、約
500℃の熱履歴を受けると、ファイバー固定用スペーサ
上に金属薄板によって固定されているファイバーが変形
し所定の位置精度が保たれなくなり、その結果、線状カ
ソードが振動し画像欠陥が発生するという問題があっ
た。これは下記の理由による。

つまり、線状カソードの活性化時に流れる高電流のた
め線状カソードは約700〜800℃もの高温になるが、通常
のソーダガラスはこの温度では溶融してしまうため耐熱
性の良い石英ガラスをファイバーとして用いている。と
ころが、石英ガラスは熱膨脹率が非常に小さいため、金
属からなるファイバー固定用スペーサとの間に大きな熱
膨脹差が生じる。昇温時には熱膨脹率の大きいファイバ
ー固定用スペーサがＨ方向に大きく伸びるのに対し、フ
ァイバーはほとんど伸びないため金属薄板下をすべるよ
うな挙動を示す。一方、冷却時には逆の現象が起こる
が、ファイバーは曲げ剛性が非常に小さいため圧縮荷重
が負荷されると座屈状態になる。このため熱履歴後ファ
イバーが変形してしまうのである。

本発明は上記問題点に鑑み、真空封止時の熱履歴後も
位置精度を保ちつつ、線状カソードの防振を信頼性高く
行なう構造を備え、画像が振動して発生する周期的輝度
ムラという画像欠陥がない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 上記問題点を解決するために本発明の画像表示装置は
線状カソードと垂直走査電極及びスペーサからなる電子
ビーム発生源と、電子ビームを収束・偏向する電極群
と、電子ビーム発光部とを備え、真空外囲器内に大気圧
によって前記各部材が狭圧される画像表示装置におい
て、前記電子ビーム発生源におけるスペーサを、画面垂
直方向に連続した桟をもち、画面水平方向には電子ビー
ムの通過部をもち、前記線状カソードと、前記線状カソ
ードに最も近接した前記電極群を構成する電極板との距
離と実質的に同じ板厚をもち、前記線状カソードと前記
線状カソードに最も近接した前記電極板との間に配され
た金属スペーサと、前記線状カソードに交わる方向に細
い桟を画面垂直方向に複数本もち、絶縁物又は金属板に
絶縁物をコーティングした材質で、前記金属スペーサと
前記垂直走査電極との間に配された一体型の防振スペー
サとから構成し、前記線状カソードに前記防振スペーサ
の複数本の桟を接触させることを特徴とする。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、金属板の板厚精度は±５μｍ以下と非常に
良いので、線状カソードとG1電極（カソードに最も近接
した電極群の最上層電極板）間に線状カソードとG1電極
との距離と実質的に同じ厚さをもった金属スペーサを配
置することによって背面走査電極と線状カソード間に配
置される防振スペーサにおいて線状カソードに交わる方
向でＶ方向に複数本ある細い桟部は、上記金属スペーサ
の板厚精度で線状カソードに隣接させられる。また、上
記防振スペーサは絶縁物又は金属板の両面に絶縁物をコ
ーティングした材質のため、全体の熱膨脹率は金属板単
体に比べ低いが、構成としては単品又はクラッド材のた
め真空封止時の熱履歴によって変形することがないの
で、上記防振スペーサの細い桟部を線状カソードに隣接
させた状態を保つことが可能になり、その結果、線状カ
ソードの振動を防ぐことができるようになるのである。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例を示す画像表示装置の構造を
示すものであり、実際は真空外囲器（ガラス容器）によ
って各々の電極を内蔵した形がとられるが、図において
は内部電極を明確にするために真空外囲器は省略してあ
る。ただし、真空外囲器となるフェース部については一
部図示しており、また、画像・文字等を表示する画面の
水平及び垂直方向を明確にするため画面水平方向
（Ｈ）、画面垂直方向（Ｖ）を図示している。

まず、タングステン線の表面に酸化物陰極が形成され
た線状カソード５が、Ｈ方向に等間隔で独立し、Ｖ方向
に適当な張力が加えられて複数本配置される。線状カソ
ード５をはさんでフェースプレート部19と反対側には、
線状カソード５と近接して絶縁支持体１上にＶ方向に等
ピッチで、かつ電気的に分割されてＨ方向に細長い垂直
走査電極２が配置される。この垂直走査電極２は、通常
のテレビジョン表示するのであればＶ方向に水平走査線
の数（NTSC方式であれば約480本）の1/2の独立した電極
として形成する。次に線状カソード５とフェースプレー
ト部19との間には、線状カソード５側より順次、線状カ
ソード５、垂直走査電極２に対応した部分に開孔を有
し、個々の該電極に映像信号を印加してビーム変調を行
ない、近傍に位置する線状カソード５間で互いに分割さ
れた面状電極とスペーサが交互に複数個配置される。面
状電極は順に、第１グリッド電極（以下G₁電極）７、G₁
電極７と同様の開孔を有し線状カソード５からの電子ビ
ームを発生用である第２グリッド電極（以下G₂）８、後
段の電極による電界と電子ビーム発生電界とのシールド
用である第３グリッド電極（以下G₃電極）９、開孔部が
Ｖ方向に比べＨ方向に広い開孔を有する２枚の電極10,1
1を配置し、該２枚の電極の開孔中心軸をＶ方向にずら
すことによって垂直偏向電極（以下D_V1電極10、D_V2電極
11）を形成する。D_V2電極11の後段には垂直偏向電極の
開孔と同様にＶ方向に比べＨ方向に大きい第４グリッド
電極（以下G₄）12を配置する。

次に、垂直走査電極２とG₁電極７との間に２種類のス
ペーサが挿入されている。まず、線状カソード５とG₁電
極７の間には、Ｖ方向に連続した桟をもち、Ｈ方向には
電子ビームの通過部分を抜いた形状で、線状カソード５
とG₁電極７間の距離に相当する板厚をもった一体型の金
属スペーサ４が配置される。また、垂直走査電極２と線
状カソード５の間には、線状カソード５に交わる方向に
細い桟をＶ方向に複数本もち、絶縁物又は金属板の両面
に絶縁物をコーティングした材質で、線状カソード５と
垂直走査電極２間の距離に相当する板厚をもった一体型
の防振スペーサ３が配置される。本実施例で採用した金
属スペーサ４及び防振スペーサ３は、各々板厚が0.2mm
で、材質は42−６合金、また、防振スペーサ３は両面Al
₂O₃のCVD処理が施されている。一方、G₁電極７からG₄電
極12までの各電極間には、各電極間の電気的絶縁と電子
ビームの進行方向の精度を確保するためにスペーサ（図
示せず）が挿入されている。形状はＶ方向に連続した桟
をもち、Ｈ方向には電子ビームの通過部分を抜いたもの
で、材質は例えばガラス単体や地下金属の両面にフリッ
トガラス等の絶縁物をコーティングしたものである。

G₄電極12の後段には、線状カソード５の各間にＶ方向
に長く絶縁性のある水平偏向電極用基台13の両表面に電
極がフェースプレート部19側に向けて複数段設けられ
る。第１図には一例として３段の場合を示し、それぞれ
の電極を第１水平偏向電極（以下D_H-1電極）14、第２水
平偏向電極（以下D_H-2電極）15、第３水平偏向電極（以
下D_H-3電極）16とする。D_H-3電極16にはフェースプレー
ト部19のメタルバック電極17に印加される直流電圧と同
じ電圧が印加され、D_H-1電極14、D_H-2電極15には電子ビ
ームの水平集束作用のための電圧が印加される。フェー
スプレート部19の内面には螢光面18とメタルバック電極
17からなる発光層が形成されている。螢光面18はカラー
表示の際にはＨ方向に順次赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）の螢光体ストライプが黒色ガーバンドを介して形
成される。

次に上記画像表示装置の動作について説明する。線状
カソード５に電流を流すことによってこれを加熱し、G₁
電極７、垂直走査電極２には線状カソード５の電位とほ
ぼ同じ電圧を印加する。この時、G₁電極７、G₂電極８に
向って線状カソード５から電子ビームが直行し、各面状
電極開孔を電子ビームが通過するように線状カソード５
の電位より高い電圧（例えば200〜300V）をG₂電極８に
印加する。線状カソード５においてON状態（電子ビーム
を放出している状態）とOFF状態（ヒーティング状態）
は、線状カソード５と垂直走査電極２に印加するパルス
電圧を各々の状態で変えることによって実現できる。G₂
電極８の開孔を通過した電子ビームは、G₃電極９→D_V1
電極10→D_V2電極11→G₄電極12→水平偏向電極14,15,16
へと進むが、これらの電極には螢光面18で電子ビームが
小さいスポットになるように所定の電圧が印加される。
ここで、Ｖ方向のビームフォーカスはG₃電極９、垂直偏
向電極10・11、G₄電極12の間で形成される静電レンズ系
で行なわれ、Ｈ方向のビームフォーカスはD_H-1電極14、
D_H-2電極15、D_H-3電極16のそれぞれの間で形成される静
電レンズ系で行なわれる。上記二つの静電レンズ系はそ
れぞれＶ方向及びＨ方向のみに形成され、従って電子ビ
ームのＶ方向及びＨ方向のスポットの大きさを個々に調
整できる。

最後に、金属スペーサ４と防振スペーサ３の機能につ
いて述べる。線状カソード５はG₁電極７上に設けられた
ファイバー６によって電子ビーム進行方向の精度が確保
される。すなわち、ファイバー６の径が0.2mmなので線
状カソード５はG₁電極７から0.2mmの位置に保たれる。
一方、防振スペーサ３はG₁電極７上に設けられた金属ス
ペーサ４を介して配置されるが、スペーサ４の板厚が0.
2mmであるため、防振スペーサ３の細い桟部は線状カソ
ード５を線径分だけ押圧した形で隣接する。

発明の効果 以上のように本発明は上記構成を有するので、真空封
止時の防振スペーサの防振部分の熱変形を回避すること
ができ、防振部分の位置精度を初期の精度に確保できる
ため、線状カソードの防振を確実に行なうことが可能に
なる。この結果、画面上では振動による周期的輝度ムラ
が解消され欠陥のない画像が得られる。また、上記防振
スペーサは一体型であるため、線状カソードとG₁電極間
精度バラツキに起因する定常的輝度ムラも大幅に解消さ
れると同時に、量産性・作業性の点でも工数・部品点数
を減少させることがきるため大幅なコストダウンが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す画像表示装置の斜視図、
第２図は従来の画像表示装置の一例を示す斜視図であ
る。 ２……垂直走査電極、３……防振スペーサ、４……金属
スペーサ、５……線状カソード、７……第１グリッド電
極（電極群の最上層電極板）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】線状カソードと垂直走査電極及びスペーサ
   からなる電子ビーム発生源と、電子ビームを収束・偏向
   する電極群と、電子ビーム発光部とを備え、真空外囲器
   内に大気圧によって前記各部材が狭圧される画像表示装
   置において、前記電子ビーム発生源におけるスペーサ
   を、画面垂直方向に連続した桟をもち、画面水平方向に
   は電子ビームの通過部をもち、前記線状カソードと、前
   記線状カソードに最も近接した前記電極群を構成する電
   極板との距離と実質的に同じ板厚をもち、前記線状カソ
   ードと前記線状カソードに最も近接した前記電極板との
   間に配された金属スペーサと、前記線状カソードに交わ
   る方向に細い桟を画面垂直方向に複数本もち、絶縁物又
   は金属板に絶縁物をコーティングした材質で、前記金属
   スペーサと前記垂直走査電極との間に配された一体型の
   防振スペーサとから構成し、前記線状カソードに前記防
   振スペーサの複数本の桟を接触させることを特徴とする
   画像表示装置。