JPH08236044A - 平面型表示装置とその製造方法並びに線光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 電子源1と、n列の電子ヒ゛ーム2の取り出し制御
電極群3と、水平偏向電極10と、シャト゛ーマスク5と、電子ヒ゛ーム
2の射突で発光するスクリーン6を備えた平面型表示装置であ
り、水平偏向電極10に所定の偏向電圧を加えて、マスク5の
電子ヒ゛ーム通過用の貫通孔を通過する様にn列の電子ヒ゛ーム
を偏向させ、偏向電圧を変えることにより、各電子ヒ゛ーム
のスクリーン6上への射突範囲がスクリーン6の発光範囲の3/nにな
るようにし、順に並んだ3本の電子ヒ゛ームが、スクリーン6の発
光範囲の1/nづつ重なり合うように、各電子ヒ゛ームを射突
させ発光させる。 【効果】 コンバーゼンス電極が不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラーテレビジョン受像
機等に用いられる平面型表示装置や、電子写真方式プリ
ンタ等に用いられる線光源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶ディスプレイやプラズマディ
スプレイなどの、薄型の平面型表示装置が盛んに開発さ
れているが、これらの平面型表示装置は、輝度や解像度
の点で、カラーブラウン管に対して優位ではない。

【０００３】そこで、ブラウン管並の表示品位を有する
平面型表示装置を提供することを目的として、スクリー
ン上の画面をマトリクス状の区分に隙間なく分割し、各
々の区分毎に電子ビームを偏向・走査して蛍光体を発光
させ、全体としてカラーテレビジョン画像を構成する平
面型表示装置が開発されている。

【０００４】以下、図面を参照しながら電子ビームを用
いた従来の平面型表示装置の一例について説明する。

【０００５】図１０は従来例の平面型表示装置の基本構
造を示す斜視図であり、電子ビームが偏向されていない
状態を示している。

【０００６】図１０において、１は電子源、２は電子ビ
ーム、３は電子ビーム２を取り出し制御する制御電極
群、４は電子ビーム２を水平および垂直に偏向するため
の偏向電極群、６は電子ビーム２の射突により発光する
スクリーンである。

【０００７】ここで、制御電極群３は電子ビームの取り
出し電極７、第一集束電極８、第二集束電極９、偏向電
極群４は水平偏向電極１０、垂直偏向電極１１から構成
されている。また、電子源１の背面に背面電極１２が備
えられている。なお、これらの構成部品は真空容器（図
示せず）内に納めてある。

【０００８】次にこれらの構成部品について順に詳しく
説明する。電子源１は、図１０のように一定間隔で複数
本平行に設けられた線状熱陰極から構成されている。取
り出し電極７と第二集束電極９は所定の位置に電子ビー
ム通過用の貫通孔を有する板状電極である。第一集束電
極８は、垂直方向に細長い導電板の列から構成され、そ
れぞれの導電板の所定の位置に電子ビーム通過用の貫通
孔を有している。

【０００９】また、水平偏向電極１０と垂直偏向電極１
１は、それぞれ、同一平面上で互いに離間して噛み合っ
た形の２枚の櫛歯状の導電体１０−１、１０−２および
１１−１、１１−２から構成されており２枚の導電体に
電位差を与えることにより、電子ビーム通過用のスリッ
ト内に水平または垂直方向の電界を形成することができ
る。

【００１０】取り出し電極７は、電子源１をはさんで背
面電極１２と平行に配置され、電子ビーム通過用の貫通
孔が線状の電子源１に対応するように配置されている。
また、取り出し電極７から垂直偏向電極１１の各電極は
所要の間隔をおいて互いに平行で、またそれぞれの導電
板の貫通孔や偏向電極のスリットは、取り出し電極７の
貫通孔に対応する位置に配置されている。

【００１１】スクリーン６は、電子ビームの射突により
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に発光する蛍光体をガラ
ス容器の内面に塗布し、その上にメタルバック層（図示
せず）を形成したものである。

【００１２】以上のように構成された平面型表示装置に
ついて、その動作を説明する。まず、電子源１を加熱し
た状態で背面電極１２、取り出し電極７に適切な電圧を
印加する。ここで、電子源１を構成する線状熱陰極の電
圧を個別に制御することにより、複数の線状の電子源の
なかの一つの電子源から選択的に電子ビームを取り出す
ことが可能となる。

【００１３】例えば、背面電極１２と電子源１、電子源
１と取り出し電極７の間の距離が０．９ｍｍのとき、ア
ース電位に対し、背面電極１２に−２０Ｖ、取り出し電
極７に３０Ｖの電圧を印加する場合、特定の電子源１に
のみ５Ｖの電圧を印加し、他の電子源１には３０Ｖの電
圧を印加すると、上記の特定の電子源１のみから電子ビ
ーム２が発生する。

【００１４】次に、電子源１から発生した電子ビーム２
は、取り出し電極７の貫通孔を通過し、第一集束電極８
に到達する。第一集束電極８は、垂直方向に細長い導電
板の列から構成され、第一集束電極８に印加する信号電
圧を変化させることにより、前記信号電圧に応じて電子
ビーム２の通過量を調節する。

【００１５】次に、第一集束電極８を通過した電子ビー
ム２は第二集束電極９に到達する。ここで、電子ビーム
２は第二集束電極９の貫通孔を通過することにより集束
され、その後、水平偏向電極１０−１、１０−２の導体
間、垂直偏向電極１１−１、１１−２の導体間に与えら
れる電位差（偏向電圧）によって水平および垂直に静電
偏向される。

【００１６】スクリーン６のメタルバック層には、例え
ば１０ｋＶの高電圧が印加されている。制御電極群３お
よび偏向電極群４を通過した電子ビーム２は、前記の高
電圧により加速されてメタルバック層に衝突、通過して
蛍光体を発光させる。

【００１７】図１０に示した平面型表示装置は、シャド
ーマスクを有していないが、シャドーマスクを有する平
面型表示装置も提案されている。

【００１８】図１１は、シャドーマスクを有する従来の
平面型表示装置を水平に切断した水平断面図を示してい
る。

【００１９】なお、図において、シャドーマスクを有し
ない従来例の図１０と同一構成要素には同一番号を付
し、詳しい説明を省略する。

【００２０】図１１において、５はシャドーマスク、１
８はコンバーゼンス電極、２０は水平偏向電極である。

【００２１】電子ビーム２は３本の電子ビーム２−３、
２−４、２−５からなり、各電子ビームは、Ｒ、Ｇ、Ｂ
に発光する蛍光体に射突する。なお、図中のイは水平偏
向されていない電子ビームを、ロは水平偏向された電子
ビームを示している。

【００２２】シャドーマスク５は、スクリーン６上の
Ｒ、Ｇ、Ｂの３本の蛍光体ストライプに対応した所定の
位置に、電子ビーム通過用の貫通孔を有する板状電極で
ある。

【００２３】コンバーゼンス電極１８は、３本の電子ビ
ーム２−３、２−４、２−５に対応して３対の偏向電極
１８−１、１８−２、１８−３から構成されている。

【００２４】水平偏向電極２０は、ガラスなどの絶縁基
板１９の表面に、アルミなどの金属膜を蒸着法等により
形成したものである。

【００２５】以上のように構成されたシャドーマスク５
を有する従来の平面型表示装置について、その動作を説
明する。

【００２６】まず、制御電極群３により、電子源１から
３本の電子ビーム２−３、２−４、２−５が取り出され
る。

【００２７】次に、コンバーゼンス電極１８に所定の偏
向電圧を加えることにより、シャドーマスク５上で３本
の電子ビーム２−３、２−４、２−５が１点に集中する
ように、各電子ビームを偏向させる。

【００２８】次にコンバーゼンス電極１８を通過した３
本の電子ビーム２−３、２−４、２−５は、垂直偏向電
極１１および水平偏向電極２０により、垂直および水平
に偏向される。

【００２９】次に、３本の電子ビーム２−３、２−４、
２−５は、シャドーマスク５の電子ビーム通過用の貫通
孔を通過した後、スクリーン６上に衝突し、それぞれ
Ｒ、Ｇ、Ｂの蛍光体を発光させる。

【００３０】図１０のような、シャドーマスクを有しな
い平面型表示装置の場合、電子ビームの密度分布はおよ
そガウス分布になり、高密度で、スポット径の小さい電
子ビームを得ることは難しい。

【００３１】一方、図１１のような、シャドーマスクを
有する平面型表示装置では、密度の高い部分の電子ビー
ムのみシャドーマスクを通過して蛍光体を発光させる。
このとき、スポット径はシャドーマスクの電子ビーム通
過用の貫通孔の大きさで決定することができる。したが
って、高解像度で発光エネルギーも大きい平面型表示装
置を提供することができる。

【００３２】また、この構成を、特開昭６１−１６１６
４８号公報に記載のような電子写真方式プリンタ等に用
いられる線光源に対し適用することもできる。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、３本の電子ビームが、シャドーマスク上の同一の
電子ビーム通過用の貫通孔を通過するように、３対のコ
ンバーゼンス電極に、それぞれ異なる３種類の偏向電圧
を加え、前記電子ビームの水平偏向に合わせて、前記の
コンバーゼンス電極に印加する偏向電圧を調整する必要
があった。

【００３４】本発明は上記の課題を解決し、高解像度で
発光エネルギーも大きい平面型表示装置および線光源を
提供することを目的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の本発明の平面型表示装置および請求
項４記載の本発明の線光源は、電子源からｎ列の電子ビ
ームを取り出し制御するための制御電極群と、水平偏向
電極と、シャドーマスクと、電子ビームの射突により発
光するスクリーンを備え、前記水平偏向電極と、前記シ
ャドーマスクと、前記スクリーンは所定の位置に配置さ
れ、前記水平偏向電極に所定の偏向電圧を加えることに
より、前記シャドーマスクの電子ビーム通過用の貫通孔
を通過するように、ｎ列の電子ビームを偏向させ、前記
偏向電圧を変えることにより、各電子ビームの前記スク
リーン上への射突範囲が、前記スクリーンの発光範囲の
３／ｎになるようにして、順に並んだ３本の電子ビーム
が、前記スクリーンの発光範囲の１／ｎづつ重なり合う
ように、ｎ列の電子ビームを射突させ発光させることを
特徴とするものである。

【００３６】また、請求項３記載の本発明の平面型表示
装置の製造方法は、蛍光体と感光性結合剤からなる蛍光
体塗布剤を透明基体上に塗布し、前記透明基体に対する
所定の位置にシャドーマスクを配置し、前記シャドーマ
スクに対する所定の位置に、スクリーンの発光範囲の３
／ｎを露光する露光用光源をｎ／３列配置する、または
前記露光用光源をｎ／３回順次移動させることにより、
前記蛍光体塗布剤を露光し、次に前記蛍光体塗布剤を現
像して、前記シャドーマスクの電子ビーム通過用の貫通
孔に対応した蛍光体パターンを形成し、電子ビームの射
突により発光するスクリーンを形成することを特徴とす
る。

【００３７】また、請求項５記載の本発明の平面型表示
装置または線光源は、電子源から電子ビームを取り出す
取り出し電極と、前記電子ビームを集束させるための第
一集束電極および第二集束電極と、電子ビームを偏向す
る偏向電極群と、電子ビームの射突により発光するスク
リーンを備え、前記取り出し電極の電子ビーム通過用の
貫通孔の直径が、前記第一集束電極の電子ビーム通過用
の貫通孔の直径より大きく、第一集束電極と第二集束電
極の間の電界が、取り出し電極と第一集束電極の間の電
界より大きくなるように、取り出し電極と、第一集束電
極と、第二集束電極に所定の電圧が印加されていること
を特徴とするものである。

【００３８】また、請求項６記載の本発明の平面型表示
装置または線光源は、電子源から電子ビームを取り出す
取り出し電極と、電子ビームを集束させる第一集束電極
と、電子ビームの周辺部の通過を制限する所定の大きさ
の貫通孔を有する第二集束電極と、電子ビームを偏向す
る偏向電極群と、電子ビームの射突により発光するスク
リーンを備え、前記第二集束電極の電子源側に電子ビー
ム軌道の集束点を形成することを特徴とするものであ
る。

【００３９】

【作用】請求項１または請求項４記載の本発明におい
て、上記構成によれば、水平偏向電極と、シャドーマス
クと、スクリーンを所定の位置に配置することにより、
ｎ列の電子ビームを、スクリーン上の所定の位置に射突
させることができるようになり、コンバーゼンス電極が
不要になる。

【００４０】請求項３記載の発明において、上記構成に
よれば、シャドーマスクに対する所定の位置に配置し
た、スクリーンの発光範囲の３／ｎを露光する露光用光
源を用いて、蛍光体塗布剤を露光することにより、シャ
ドーマスクの電子ビーム通過用の貫通孔のパターンに対
応した蛍光体パターンが得られる。

【００４１】請求項５記載の発明において、上記構成に
よれば、取り出し電極の電子ビーム通過用の貫通孔の直
径を、第一集束電極の電子ビーム通過用の貫通孔の直径
より大きくすることにより、第一集束電極の電子レンズ
が、取り出し電極の孔形状の影響を受けにくくなり、電
子レンズの収差が少なくなる。

【００４２】請求項６記載の発明において、上記構成に
よれば、第二集束電極の電子源側に電子ビーム軌道の集
束点を形成することにより、電子ビームの周辺部は、第
二集束電極の電子ビーム通過用の貫通孔を通過できなく
なり、第一集束電極８の電子レンズの収差の影響が小さ
くなる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。なお、図において、従来例の図１０、図１
１と同一構成要素には同一番号を付し、詳しい説明を省
略する。

【００４４】（実施例１）図１は、本発明の第一の実施
例の平面型表示装置の基本構造を示す水平断面図であ
る。

【００４５】ここで、制御電極群３は取り出し電極７、
第一集束電極８、第二集束電極９とから構成され、偏向
電極群４は水平偏向電極１０と垂直偏向電極１１とから
構成されている。

【００４６】また、水平偏向電極１０と、シャドーマス
ク５と、スクリーン６は、所定の位置に配置されてい
る。

【００４７】まず、第一の実施例について、その動作を
詳細に説明する。図１において、水平偏向電極１０を構
成する導電体１０−１、１０−２の間に所定の偏向電圧
を加えることにより、ｎ列の電子ビーム２を同一方向
に、シャドーマスク５の電子ビーム通過用の貫通孔を通
過するように偏向させことができる。

【００４８】なお、図１においては、ｎ列の電子ビーム
２のうち２−６、２−７、２−８の３本のみ示してあ
る。

【００４９】シャドーマスク５およびスクリーン６の蛍
光体上のメタルバック層６−１には、およそ１０ｋＶの
高電圧が印加されており、電子ビームは加速されてシャ
ドーマスク５を通過し、その後、メタルバック層６−１
に衝突、通過し蛍光体を発光させる。

【００５０】さらに、水平偏向電極１０を構成する導電
体１０−１、１０−２の間に加える偏向電圧を変えて、
各電子ビームの前記スクリーン上への射突範囲が、前記
スクリーンの発光範囲の３／ｎの範囲になるように前記
偏向電圧を変え、順に並んだ３本の電子ビーム２−６、
２−７、２−８が、前記スクリーン６の発光範囲の１／
ｎづつ重なり合うように、各電子ビームを射突させ発光
させる。

【００５１】次に、図２において、水平偏向電極１０
と、シャドーマスク５と、スクリーン６の位置関係につ
いて詳しく説明する。

【００５２】ここで、水平偏向電極１０の法線方向をｚ
座標、水平方向をｘ座標とする。また、水平偏向電極１
０の導体１０−１、１０−２に印加する電圧の平均値を
Ｖｈ、水平偏向電極１０からスクリーン６までの電界を
Ｅ、電子ビームのピッチをＬ、蛍光体パターンのピッチ
をｐ、電子の電荷量をｅ、電子の質量をｍとする。

【００５３】まず、図２（ａ）において、水平偏向電極
１０を通過するときのｘ座標が０である電子ビーム２−
６について、水平方向の速度をｖｘ、法線方向の速度を
ｖｚとする。

【００５４】このとき、ｖｚは（数１）で与えられる。

【００５５】

【数１】

【００５６】次に、前記電子ビーム２−６と、水平偏向
電極１０を通過するときのｘ座標がＬである電子ビーム
２−７が、シャドーマスク５上でｘ座標がＬである電子
ビーム通過用の貫通孔５−１を通過したとき、スクリー
ン６上にｐの間隔で射突するとすると、（数２）、（数
３）が成り立つ。

【００５７】

【数２】

【００５８】

【数３】

【００５９】（数１）、（数２）、（数３）より、Ｚ１
が決まるとＺ２も決定できる。なお、これらの式をもと
にさらにシミュレーションや実験を行って、詳細な数値
を決定した。

【００６０】以上のようにして構成した本発明の平面型
表示装置に所定の電圧を印加して発光させたところ、画
面全体で所定の間隔で配置された蛍光体パターンを発光
させることができた。

【００６１】図２（ｂ）は、水平偏向電極１０を通過す
るときの電子ビーム軌道の設計値からのズレ量Ａと、シ
ャドーマスク５上の所定の貫通孔を通過した後、スクリ
ーン６上に射突するときの電子ビーム軌道の設計値から
のズレ量Ｂの関係を示す水平断面図である。

【００６２】図２（ｂ）において、水平偏向電極１０を
通過するときの電子ビーム軌道の設計値からのズレ量Ａ
と、スクリーン６上に射突するときの電子ビーム軌道の
設計値からのズレ量Ｂの関係について、（数４）が成り
立つ。

【００６３】

【数４】

【００６４】制御電極群および偏向電極群の製造時のば
らつき等により、水平偏向電極１０を通過するときの電
子ビーム軌道の設計値からのズレ量Ａは、０．１ｍｍほ
どとなる。また、スクリーン６上に射突するときの電子
ビーム軌道の設計値からのズレ量Ｂが、０．０２ｍｍ以
上になると表示ムラが目立つようになる。

【００６５】本発明の第一の実施例の平面型表示装置に
おいて、水平偏向電極１０に印加する平均の電圧Ｖｈは
１００Ｖ、水平偏向電極１０からスクリーン５までの電
界Ｅは７００Ｖ／ｍｍ、電子ビームのピッチＬは１．２
ｍｍ、蛍光体パターンのピッチｐは０．１ｍｍ、水平偏
向電極１０からシャドーマスク４までの距離Ｚ１は１８
ｍｍとした。

【００６６】（数２）、（数３）より水平偏向電極１０
からスクリーン５までの距離Ｚ２を求めたところ、約１
９．５ｍｍとなった。

【００６７】また、（数４）より、水平偏向電極１０を
通過するときの電子ビーム軌道の設計値からのズレ量Ａ
が、０．１２ｍｍであったとしても、スクリーン６上に
射突するときの電子ビーム軌道の設計値からのズレ量Ｂ
は、０．０１ｍｍとなり、表示ムラは発生しない。

【００６８】図１１の従来例のシャドーマスクを有する
平面型表示装置では、３本の電子ビーム２−３、２−
４、２−５を、シャドーマスク５上の同一の電子ビーム
通過用の貫通孔を通過させるために、３対のコンバーゼ
ンス電極１８−１、１８−２、１８−３に、それぞれ異
なる３種類の偏向電圧を加える必要があった。

【００６９】一方、図１に示した本発明の平面型表示装
置の場合、水平偏向電極１０によりｎ列の電子ビーム２
を同一方向に偏向させればよい。

【００７０】したがって、水平偏向電極１０は、一組の
導電体１０−１と１０−２から構成すればよく、前記水
平偏向電極１０に印加する偏向電圧も一種類でよいの
で、たいへん簡単な構成でシャドーマスクを有する平面
型表示装置を提供することができる。

【００７１】（実施例２）次に、本発明の第二の実施例
の平面型表示装置とその製造方法について説明する。

【００７２】図３は、本発明の第二の実施例の平面型表
示装置の基本構造を示す水平断面図である。

【００７３】スクリーン６以外は、すべて第一の実施例
の図１と同様の構成要素からなっている。

【００７４】また、スクリーン６は、順に並んだ３本の
電子ビーム２−６、２−７、２−８が、それぞれＲ、
Ｇ、Ｂのいずれか特定の色の蛍光体にのみ射突するよう
に、前記蛍光体をパターン形成したものである。

【００７５】本実施例の平面型表示装置では、例えば２
−６、２−７、２−８の各電子ビームは、Ｒ、Ｇ、Ｂの
いずれか特定の色に発光する蛍光体にのみ射突するよう
に構成されているため、シャドーマスク５の電子ビーム
通過用の貫通孔のピッチ以上の電子ビームスポット径で
も、多色打ちが発生しない。

【００７６】図４は、図３に示す本実施例の平面型表示
装置のスクリーン６の製造方法を示す工程説明図であ
る。

【００７７】１４−Ｒ、１４−Ｇ、１４−Ｂは、それぞ
れ電子ビームの射突により、Ｒ、Ｇ、Ｂに発光する蛍光
体と感光性結合剤からなる蛍光体塗布剤、１５は透明基
体、５はシャドーマスク、１６は露光用光源、１７は蛍
光体パターンである。

【００７８】また、蛍光体パターン１７において、１７
−Ｒ、１７−Ｇ、１７−Ｂは、それぞれ電子ビームの射
突により、Ｒ、Ｇ、Ｂに発光する蛍光体パターンであ
る。

【００７９】まず、図４（ａ）に示すように、青の蛍光
体塗布剤１４−Ｂを透明基体１５に塗布する。

【００８０】次に、図４（ｂ）に示すように、前記透明
基体１５上の所定の位置にシャドーマスク５を配置し、
前記シャドーマスク５に対する所定の位置に、隔壁１６
−１に規制され、スクリーンの発光範囲の３／ｎを露光
する露光用光源１６をｎ／３列配置し露光する。

【００８１】次に、図４（ｃ）に示すように、前記青の
蛍光体塗布剤１４−Ｂを現像することにより、シャドー
マスク５の電子ビーム通過用の貫通孔に対応した青の蛍
光体パターン１７−Ｂを形成する。

【００８２】次に、図４（ｄ）に示すように、青の蛍光
体パターン１７−Ｂを形成した前記透明基体１５上に、
緑の蛍光体塗布剤１４−Ｇを塗布する。

【００８３】次に、図４（ｅ）に示すように、前記透明
基体１５上の所定の位置にシャドーマスク５を配置し、
図４（ｂ）で用いた露光用光源１６を、スクリーン６の
発光範囲の１／ｎだけ水平方向に移動させ、前記シャド
ーマスク５上の所定の位置に配置し露光する。

【００８４】次に、図４（ｆ）に示すように、緑の前記
蛍光体塗布剤１４−Ｇを現像することにより、シャドー
マスク５の電子ビーム通過用の貫通孔に対応した緑の蛍
光体パターン１７−Ｇを形成する。

【００８５】次に、図４（ｇ）に示すように、図４
（ｄ）から図４（ｆ）までと同じく露光用光源１６をス
クリーン６の発光範囲の１／ｎだけ、さらに水平方向に
移動させて、赤の蛍光体パターン１７−Ｒを形成するこ
とにより、所定の蛍光体パターン１７を形成し、蛍光体
パターン１７上にメタルバック層６−１を形成して、ス
クリーン６を製造する。

【００８６】以上のような平面型表示装置のスクリーン
の製造方法を用いると、シャドーマスク５の電子ビーム
通過用の貫通孔のパターンに対応した蛍光体パターン１
７を得ることができる。

【００８７】したがって、シャドーマスク５の電子ビー
ム通過用の貫通孔に対する、蛍光体パターン１７の位置
精度を向上させることができる。

【００８８】なお、図４（ｂ）において露光用光源１６
をｎ／３列配置するかわりに、前記露光用光源１６を順
次３／ｎだけ水平方向に移動させることにより、蛍光体
塗布剤１４−Ｂを露光して蛍光体パターン１７−Ｂを形
成することもできる。

【００８９】また、露光用光源１６とシャドーマスク５
の間に補正レンズを配置することにより、電子ビームの
軌道に対応するように、露光用光源１６から出射された
光線を補正することもできる。

【００９０】（実施例３）次に、本発明の線光源を電子
写真方式プリンタ等に用いられる光源に適用した場合
を、第三の実施例として説明する。

【００９１】図５は、線光源の基本構造を示す斜視図で
あり、図６は、線光源の水平断面図である。

【００９２】図５に示すように、電子源１は線状熱陰極
を一本架張したものである。また、図６に示すように、
スクリーン６は電子ビーム２の射突により緑に発光する
蛍光体６−２を全面に形成し、その上にメタルバック層
６−１を形成したものである。

【００９３】なお、電子写真方式プリンタ等に用いられ
る感光体ドラムの分光感度に合わせて、青または赤く発
光する蛍光体を用いることもできる。

【００９４】図１と同様に、本発明の線光源は、電子源
１からｎ列の電子ビーム２を取り出し制御するための制
御電極群３と、水平偏向電極１０と、シャドーマスク５
と、電子ビームの射突により発光するスクリーン６を備
え、前記水平偏向電極１０と、前記シャドーマスク５
と、前記スクリーン６を所定の位置に配置している。

【００９５】さらに、水平偏向電極１０に所定の偏向電
圧を加えることにより、シャドーマスク５の電子ビーム
通過用の貫通孔を通過するように、ｎ列の電子ビーム２
を偏向させ、前記偏向電圧を変えることにより、各電子
ビームの前記スクリーン６上への射突範囲が、前記スク
リーン６の発光範囲の３／ｎになるようにして、順に並
んだ３本の電子ビーム２−６、２−７、２−８が、前記
スクリーン６の発光範囲の１／ｎづつ重なり合うよう
に、ｎ列の電子ビームを射突させ発光させる。

【００９６】シャドーマスクを有しない線光源の場合、
電子ビームの密度分布はおよそガウス分布になり、高密
度で、スポット径の小さい電子ビームを得ることは難し
い。

【００９７】一方、シャドーマスクを有する本発明の第
三の実施例の線光源は、密度の高い部分の電子ビームの
みシャドーマスクを通過して蛍光体を発光させる。この
とき、スポット径はシャドーマスクの電子ビーム通過用
の貫通孔の大きさで決定することができる。したがっ
て、高解像度で発光エネルギーも大きい線光源を提供す
ることができる。

【００９８】（実施例４）次に、第一の実施例の平面型
表示装置の検証過程において判明した事項の改善を行う
ための発明について説明する。

【００９９】図９は、第一の実施例の図１における電子
ビーム２の１本に対する、制御電極群３や、偏向電極４
の作用を説明するための水平断面図である。

【０１００】ここで、破線で示した８−２、８−３は電
子レンズを示している。第一の実施例の検証過程におい
て、図９に示すように、水平偏向電極１０の電子源１側
に集束点１３を形成した後、水平偏向電極１０の電子レ
ンズ作用により、スクリーン６上に電子ビーム２を再び
集束させようとしたところ、前記電子ビーム２の集束に
関して限界があることが判明した。この点ついて次のよ
うに考察した。

【０１０１】水平偏向電極１０の電子源１側の領域は、
垂直偏向電極１１側の領域よりも電子ビーム２の速度が
小さいため、偏向作用が大きくなる。したがって、偏向
作用の大きい領域に集束点１３を形成すれば、電子ビー
ム径が小さい状態で強く偏向できるので、偏向収差を小
さくできる。

【０１０２】次に、水平偏向電極１０の電子源１側の領
域に、集束点１３を形成するためには、第一集束電極８
の近傍に強い電子レンズ８−２を形成する必要がある。

【０１０３】ここで、取り出し電極７と第一集束電極８
の間の電界をＥ１、第一集束電極８と第二集束電極９の
間の電界をＥ２、第一集束電極８の電圧をＶ１とする
と、第一集束電極８の近くに形成される電子レンズ８−
２の焦点距離ｆは（数５）で表わされる。

【０１０４】

【数５】

【０１０５】なお、係数Ｆは第一集束電極８の電子ビー
ム通過用の貫通孔８−１の形状で決まる定数である。

【０１０６】焦点距離ｆの小さい、つまり強い電子レン
ズ８−２を形成する場合、Ｅ２をＥ１より十分大きくす
る必要がある。

【０１０７】このとき、第一集束電極８の電子ビーム通
過用の貫通孔８−１を通して、電界が第二集束電極９側
から取り出し電極７側へ染み込み、第一集束電極８の電
子レンズ８−２の領域が、取り出し電極７の近くにまで
広がる。

【０１０８】図９のように、取り出し電極７の電子ビー
ム通過用の貫通孔７−１の直径ｄ１が、第一集束電極８
の電子ビーム通過用の貫通孔８−１の直径ｄ２より小さ
いと、取り出し電極７の貫通孔７−１が影響して、第一
集束電極８の電子レンズ８−２は、取り出し電極７の貫
通孔７−１の近傍で８−３のように歪んでしまう。

【０１０９】したがって、電子ビームの中心部２−１の
軌道の集束点１３−１に対し、電子ビームの周辺部２−
２の軌道の集束点１３−２は、電子源１側にズレた位置
に形成される。すると、再びスクリーン６上に集束点を
形成しようとしても、電子ビームの中心部２−１と周辺
部２−２を同じように集束させることには、ある限界が
発生する。

【０１１０】この点を改善するための実施例を、本発明
の第四の実施例として説明する。図７は、第四の実施例
の平面型表示装置の基本構造を示す水平断面図である。
制御電極群３以外は、すべて図９と同様の構成要素から
なっている。

【０１１１】図７において、取り出し電極７の電子ビー
ム通過用の貫通孔７−１の直径ｄ１は、第一集束電極８
の電子ビーム通過用の貫通孔８−１の直径ｄ２より大き
くする。

【０１１２】また、第一集束電極８と第二集束電極９の
間の電界Ｅ２が、取り出し電極７と第一集束電極８の間
の電界Ｅ１より大きくなるように、取り出し電極７と、
第一集束電極８と、第二集束電極９に電圧を印加する。

【０１１３】図７において、取り出し電極７の電子ビー
ム通過用の貫通孔の直径ｄ１が、第一集束電極８の電子
ビーム通過用の貫通孔の直径ｄ２より大きいと、電子レ
ンズ８−２が、取り出し電極７の近傍にまで広がって
も、取り出し電極７の貫通孔７−１の形状の影響を受け
にくく、電子レンズ８−２は歪まない。

【０１１４】したがって、電子ビームを集束させやすく
なり、高解像度で発光エネルギーも大きい平面型表示装
置を提供することができる。

【０１１５】（実施例５）図９に基づき説明した上記の
点を改善するための第二の実施例を、本発明の第五の実
施例として説明する。

【０１１６】図８は、本発明の第五の実施例の平面型表
示装置の基本構造を示す水平断面図である。第四の実施
例と同様に、制御電極群３以外は、すべて図９と同様の
構成要素からなっている。

【０１１７】図８において、まず、第二集束電極９の電
子源１側に電子ビーム軌道の集束点１３を形成する。ま
た、電子ビームの周辺部２−２が通過できないように、
第二集束電極９の電子ビーム通過用の貫通孔９−１を小
さくする。

【０１１８】図９に示した第一の実施例のように、第一
集束電極８の電子レンズを強くすると、取り出し電極７
の影響で電子レンズ８−２が８−３のように歪み、電子
ビームの中心部２−１の軌道の集束点１３−１に対し、
電子ビームの周辺部２−２の軌道の集束点１３−２は、
電子源１側に形成される。

【０１１９】図８のように、第二集束電極９の電子源１
側に電子ビーム軌道の集束点１３を形成すると、第二集
束電極９の電子ビーム通過用の貫通孔９−１を小さくし
ているので、電子ビーム２の周辺部２−２は、前記貫通
孔９−１を通過できず、電子ビーム２の中心部２−１の
みが通過するため、電子ビーム２をスクリーン６上で十
分小さく集束させることができる。

【０１２０】したがって、高解像度で発光エネルギーも
大きい平面型表示装置を提供することができる。

【０１２１】なお、本発明の第四の実施例と第五の実施
例は、平面型表示装置の場合であるが、第三の実施例の
ように線光源として適用することもできる。

【０１２２】また、本発明の第四の実施例と第五の実施
例は、シャドーマスクを有する場合であるが、シャドー
マスクを有しない場合にも本発明を用いることができ
る。

【０１２３】本発明の実施例では、電子源として、線状
熱陰極を水平方向に架張したものを用いているが、垂直
方向に架張したものや、電界放出陰極等を用いることも
できる。また、第一集束電極を垂直方向に細長い導電板
の列から構成することにより、信号電極として用いてい
るが、この代わりに、背面電極を複数に分割し、信号電
極とすることもできる。

【０１２４】また、本発明は、水平偏向電極と垂直偏向
電極の間に第三の集束電極を有する場合などでも使用す
ることができる。

【０１２５】

【発明の効果】以上のように本発明の第一の構成の平面
型表示装置および第四の構成の線光源は、水平偏向電極
と、シャドーマスクと、スクリーンを所定の位置に配置
することにより、電子ビームを、前記スクリーン上の所
定の位置に射突させることができるようになるため、コ
ンバーゼンス電極が不要になり、簡単な構成でシャドー
マスクを有する平面型表示装置および線光源を提供する
ことができる。

【０１２６】また、本発明の第三の構成の平面型表示装
置の製造方法は、シャドーマスクに対する所定の位置に
配置した、スクリーンの発光範囲の３／ｎを露光する露
光用光源を用いて、蛍光体塗布剤を露光することによ
り、シャドーマスクの電子ビーム通過用の貫通孔のパタ
ーンに対応した蛍光体パターンが得られるため、シャド
ーマスクの電子ビーム通過用の貫通孔に対する、蛍光体
パターンの位置精度を向上させることができる。。

【０１２７】本発明の第五の構成の平面型表示装置また
は線光源は、取り出し電極の電子ビーム通過用の貫通孔
の直径を、第一集束電極の電子ビーム通過用の貫通孔の
直径より大きくすることにより、第一集束電極の電子レ
ンズの歪が少なくなり、電子ビームを集束させやすくな
る。

【０１２８】また、本発明の第六の構成の平面型表示装
置または線光源は、第二集束電極の電子源側に電子ビー
ム軌道の集束点を形成することにより、第一集束電極の
電子レンズの収差の影響を小さくすることができ、電子
ビームを集束させやすくなる。

【０１２９】したがって、本発明の第四の構成または第
五の構成によれば、高解像度で発光エネルギーも大きい
平面型表示装置または線光源を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の平面型表示装置の基本
構造を示す水平断面図

【図２】水平偏向電極と、シャドーマスクと、スクリー
ンの位置関係の説明図

【図３】本発明の第二の実施例の平面型表示装置の基本
構造を示す水平断面図

【図４】第二の実施例の平面型表示装置用のスクリーン
の製造方法を示す工程説明図

【図５】本発明の第三の実施例の線光源の基本構造を示
す斜視図

【図６】本発明の第三の実施例の線光源の基本構造を示
す水平断面図

【図７】本発明の第四の実施例の平面型表示装置の基本
構造を示す水平断面図

【図８】本発明の第五の実施例の平面型表示装置の基本
構造を示す水平断面図

【図９】第一の実施例の平面型表示装置の課題を説明す
るための水平断面図

【図１０】シャドーマスクを有しない従来の平面型表示
装置の基本構造を示す斜視図

【図１１】シャドーマスクを有する従来の平面型表示装
置の基本構造を示す水平断面図

【符号の説明】

１ 電子源 ２ 電子ビーム ２−２ 電子ビームの周辺部 ３ 制御電極群 ４ 偏向電極群 ５ シャドーマスク ６ スクリーン ７ 取り出し電極 ７−１ 取り出し電極の電子ビーム通過用の貫通孔 ８ 第一集束電極 ８−１ 第一集束電極の電子ビーム通過用の貫通孔 ８−２ 第一集束電極が形成する電子レンズ ９ 第二集束電極 ９−１ 第二集束電極の電子ビーム通過用の貫通孔 １０ 水平偏向電極 １３−１ 電子ビームの中心部の軌道の集束点 １３−２ 電子ビームの周辺部の軌道の集束点 １４ 蛍光体塗布剤 １５ 透明基体 １６ 露光用光源 １７ 蛍光体パターン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器内に、少なくとも１つの電子源
   と、前記電子源からｎ列の電子ビームを取り出し制御す
   るための制御電極群と、水平偏向電極と、シャドーマス
   クと、電子ビームの射突により発光するスクリーンを備
   え、前記水平偏向電極と、前記シャドーマスクと、前記
   スクリーンは所定の位置に配置され、前記水平偏向電極
   に所定の偏向電圧を加え、前記シャドーマスクの電子ビ
   ーム通過用の貫通孔を通過するように各電子ビームを偏
   向させ、前記偏向電圧を変えることにより、各電子ビー
   ムの前記スクリーン上への射突範囲が、前記スクリーン
   の発光範囲の３／ｎになるようにして、順に並んだ３本
   の電子ビームが、前記スクリーンの発光範囲の１／ｎづ
   つ重なり合うように、ｎ列の電子ビームを射突させ発光
   させることを特徴とする平面型表示装置。
2. 【請求項２】スクリーンが、電子ビームの射突により発
   光する蛍光体パターンから構成され、順に並んだ３本の
   電子ビームが、それぞれ赤、緑、青のいずれか特定の色
   に発光する蛍光体にのみ射突するように、前記蛍光体パ
   ターンが配置されていることを特徴とする請求項１記載
   の平面型表示装置。
3. 【請求項３】蛍光体と感光性結合剤からなる蛍光体塗布
   剤を透明基体上に塗布し、前記透明基体に対する所定の
   位置にシャドーマスクを配置し、前記シャドーマスクに
   対する所定の位置に、スクリーンの発光範囲の３／ｎを
   露光する露光用光源をｎ／３列配置する、または前記露
   光用光源をｎ／３回順次移動させることにより、前記蛍
   光体塗布剤を露光し、次に前記蛍光体塗布剤を現像し
   て、前記シャドーマスクの電子ビーム通過用の貫通孔に
   対応した蛍光体パターンを形成し、電子ビームの射突に
   より発光するスクリーンを形成することを特徴とする請
   求項２記載の平面型表示装置の製造方法。
4. 【請求項４】真空容器内に、少なくとも１つの電子源
   と、前記電子源からｎ列の電子ビームを取り出し制御す
   るための制御電極群と、水平偏向電極と、シャドーマス
   クと、電子ビームの射突により発光するスクリーンを備
   え、前記水平偏向電極と、前記シャドーマスクと、前記
   スクリーンは所定の位置に配置され、前記水平偏向電極
   に所定の偏向電圧を加え、前記シャドーマスクの電子ビ
   ーム通過用の貫通孔を通過するように各電子ビームを偏
   向させ、前記偏向電圧を変えることにより、各電子ビー
   ムの前記スクリーン上への射突範囲が、前記スクリーン
   の発光範囲の３／ｎになるようにして、順に並んだ３本
   の電子ビームが、前記スクリーンの発光範囲の１／ｎづ
   つ重なり合うように、ｎ列の電子ビームを射突させ発光
   させることを特徴とする線光源。
5. 【請求項５】真空容器内に、少なくとも１つの電子源
   と、電子ビームを取り出す取り出し電極と、前記電子ビ
   ームを集束させるための第一集束電極および第二集束電
   極と、電子ビームを偏向する偏向電極群と、電子ビーム
   の射突により発光するスクリーンを備え、前記取り出し
   電極の電子ビーム通過用の貫通孔の直径が、前記第一集
   束電極の電子ビーム通過用の貫通孔の直径より大きく、
   第一集束電極と第二集束電極の間の電界が、取り出し電
   極と第一集束電極の間の電界より大きくなるように、取
   り出し電極と、第一集束電極と、第二集束電極に所定の
   電圧が印加されていることを特徴とする平面型表示装
   置。
6. 【請求項６】真空容器内に、少なくとも１つの電子源
   と、電子ビームを取り出す取り出し電極と、電子ビーム
   を集束させる第一集束電極と、電子ビームの周辺部の通
   過を制限する所定の大きさの貫通孔を有する第二集束電
   極と、電子ビームを偏向する偏向電極群と、電子ビーム
   の射突により発光するスクリーンを備え、前記第二集束
   電極の電子源側に電子ビーム軌道の集束点を形成するこ
   とを特徴とする平面型表示装置。