JPH0831345A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作時間の経過に従って、線陰極の電子放出
能力が低下するため、画質が劣化してくる。本発明は、
長期にわたり線陰極の電子放出能力を維持する画像表示
装置を提供することを目的とする 【構成】 ビーム引出電極３での吸収電子電流を検出す
る吸収電子電流検出装置１１０と、吸収電子電流検出装
置１１０からの信号により線陰極２への加熱電力を制御
する線陰極加熱電力制御装置４００を備え、線陰極２の
劣化に応じて加熱電力を上昇させ、線陰極２の電子放出
能力を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像機器における画像
表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーテレビジョン画像表示素子
としては、ブラウン管が主として用いられているが、ブ
ラウン管では画面に比して、奥行きが非常に長く、薄型
テレビジョン受像機を製作することは不可能であった。
そこで、平板状の表示素子としてＥＬ表示素子、プラズ
マ表示素子、液晶表示素子等が開発されているが、何れ
も輝度、コントラスト、色再現性等の性能面で不十分で
ある。

【０００３】そこで、ブラウン管並の高品質の画像を電
子ビームを用いた平板状の装置で表示することを目的と
して、スクリーン上の画面をマトリックス状の区分に隙
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
像を構成する画像表示装置がある。

【０００４】以下、図面を参照しながら、上述した従来
の画像表示装置の一例について説明する。図７は従来の
画像表示装置の分解斜視図を示すものである。

【０００５】図７において、１は背面電極、２はビーム
源としての線陰極、３はビーム引出電極、４は信号電
極、５および６は集束電極、７は水平偏向電極、８は垂
直偏向電極であり、これらの構成部品をガラス容器９、
背面板１０の中に収納し容器内を真空としたものであ
る。

【０００６】線陰極２は水平方向に一様に分布する電子
流を発生するように水平方向に架張されており、かかる
線陰極２は適宣間隔を介して垂直方向に複数本設けられ
ている。これらの線陰極２は、たとえばタングステン線
の表面に酸化物陰極材料が塗着されて構成される。

【０００７】背面電極１は平板状の導電材からできてお
り、線陰極２に対し平行に設けられている。ビーム引出
電極３は線陰極２を介して背面電極１と対向し、水平方
向に適宣間隔で設けられた貫通孔１１の列を、各線陰極
に対向する水平線上に有する導電板からなる。貫通孔１
１は実施例では円形であるが、楕円または長方形でもよ
く、またスリット状のものでもよい。

【０００８】信号電極４は、ビーム引出電極３における
貫通孔１１の各々に相対向する位置に所定間隔を介して
複数個配置された垂直方向に細長い導電板１２の列から
なり、各導電板においては、ビーム引出電極３の貫通孔
１１に相対向する位置に、同様の貫通孔１３を有してい
る。貫通孔１３の形状は楕円または長方形でもよく、ま
た垂直方向の細長いスリット状のものでもよい。

【０００９】集束電極５は、信号電極４の貫通孔１３と
各々に対向する位置に貫通孔１４を有する導電板からな
る。貫通孔１４の形状は、円、楕円、スリット状のもの
でもよい。集束電極６は、集束電極５の貫通孔１４に相
対向する位置に縦につながったスリット孔１５を有して
いる。スリット孔１５の形状は、丸穴、楕円、長方形状
のものでもよい。

【００１０】水平偏向電極８は、図７に示すごとく端部
で連結された導電板１６、１７即ち２枚の櫛状の導電板
１６、１７を同一平面状で適宣間隔を介して互いに噛み
合わせた構成からなる。導電板１６、１７の間に作られ
た空間１８は、集束電極６の貫通スリット孔１５と相対
向している。

【００１１】垂直偏向電極８は、図７に示すごとく端部
で連結された導電板１９、２０すなわち２枚の櫛状の導
電板１９、２０を同一平面状で適宣間隔を介して互いに
噛み合わせた構成からなる。

【００１２】スクリーン２１は、電子ビームの照射によ
って発光する蛍光体２２をガラス容器９の内面に塗布
し、その上にメタルバック層（図示せず）が付加されて
構成される。

【００１３】また、前述したビーム引出電極３、信号電
極４、集束電極５及び６、水平偏向電極７、垂直偏向電
極８は、各々絶縁性の接着剤（ここでは図示せず）で接
合されており、一体の電極ブロック２４を形成してい
る。

【００１４】以上の如く構成された画像表示装置につい
て、その動作を簡単に説明する。まず、線陰極２を、電
子放出（エミッション）を容易にするためにヒータ電流
を流し加熱する。

【００１５】この線陰極２への制御回路は例えば図８の
様に構成される。図８は従来の画像表示装置の線陰極制
御回路の回路図である。

【００１６】図８において、２は線陰極で、両端部を除
いてタングステン線の表面に酸化物陰極材料が塗着され
て構成されている。３００は制御パルス入力端子で線陰
極制御パルスが入力される。

【００１７】３１０は切換スイッチで図のように線陰極
２の両端部で、線陰極制御パルスにより、線陰極がエミ
ッション時には、図の点線の位置、非エミッション（カ
ットオフ）時には、図の実線の位置になるように制御さ
れる。３２０は電子放出（エミッション）状態にするた
めの電源で付加用の電源で電子放出（エミッション）時
の電圧Ｋｅを出力する。３３０は加熱時の線陰極２を非
エミッション（カットオフ）状態にするための電源で非
エミッション（カットオフ）時の電圧Ｋｃを出力する。
３４０は線陰極２を加熱するための電源で加熱電圧Ｋｈ
を出力する。

【００１８】以上の様に構成された制御回路によって、
線陰極２は、加熱と電子放出（エミッション）を交互に
制御され、更に、図７の背面電極１、ビーム引出電極３
に適当な電圧を印加することにより、線陰極２の表面か
らシート状電子ビームを放出させることができる。

【００１９】図７に示す如く、このシート状電子ビーム
はビーム引出電極３の貫通孔１１によって複数個に分割
され多数の電子ビーム流２３となる。この電子ビーム流
２３は、信号電極４に印加される映像信号に応じて、信
号電極４により通過量を各電子ビーム流個別に調節され
る。次に信号電極４を通過した電子ビームは、集束電極
５、６の貫通孔１４、１５の静電レンズ効果によって集
束、成形された後水平偏向電極７の相隣る導電板１６、
１７および垂直偏向電極８の相隣る導電板１９、２０に
与えられる電位差によって水平及び垂直に偏向される。

【００２０】更に、スクリーン２１のメタルバック層に
は高電圧（例えば１０ＫＶ）が印加されており、電子ビ
ームは高エネルギーに加速されてメタルバックに衝突
し、蛍光体を発光させる。

【００２１】テレビジョン画面を縦横にマトリックス状
に分割し、図７の小区分２５の集合体とした時、各小区
分に対し上述のようにして分離された電子ビームを各一
本ずつ対応させ、電子ビームを各小区分内のみ偏向、走
査することによって、全画面をスクリーン上に映し出す
ことができる。また各画素に対応したＲＧＢ映像信号
を、信号電極４で制御することにより、テレビジョン動
画を再現することができる。

【００２２】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記構成によれば、動作時間が経過するに従って、線陰極
２の電子放出（エミッション）能力が低下してくるた
め、画質の劣化を引き起こす問題点を有していた。

【００２３】本発明は上記問題点に鑑み、長期にわたり
線陰極の電子放出能力を維持する画像表示装置を提供す
ることを目的とする

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第１の手段は、ビーム引出電極での電子吸収
による電流を検出する吸収電子電流検出手段と、前記吸
収電子電流検出装置からの信号により動作する線陰極加
熱電力制御装置を備えている。

【００２５】また、第２の手段は、線陰極加熱電力制御
装置が線陰極に直列に接続した、１つまたは複数の抵抗
器と、前記抵抗器を個別に短絡可能な１つまたは複数の
短絡スイッチと、吸収電子電流検出装置の出力により、
前記短絡スイッチを制御する制御手段とを備えている。

【００２６】

【作用】線陰極の電子放出（エミッション）能力の低下
はビーム引出電極での吸収電子による電流の変化として
検出できる。

【００２７】一方、劣化した線陰極に対しては温度を高
くする、即ち加熱電力を上げることにより、電子放出能
力を高めることができる。従って、上記吸収電子電流を
検出し、線陰極の劣化に応じて線陰極加熱電力を上昇さ
せることにより、長期にわたり線陰極の電子放出能力を
維持することができる。

【００２８】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例の画像表示装
置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下
の図面において、前述の図７，図８と同一部分について
は同一符号を付して詳細な説明は省略する。図１は本発
明の第１の実施例における画像表示装置の主要部のブロ
ック図を示すものである。

【００２９】図１において、２は線陰極、３はビーム引
出電極、２１はスクリーン、２３は電子ビーム流、２４
は電極ブロックである。

【００３０】線陰極２から放出された電子ビーム流２３
は、電極ブロック２４を通過してスクリーン２１を発光
させる。その際に、電子ビーム流２３の大部分はビーム
引出電極３で吸収電子電流として吸収される。

【００３１】１４０はビーム引出電極３用の電源でビー
ム引出電極３に適当な電圧を印加する。１１０は抵抗器
１３０と差動増幅器１２０で構成された吸収電子電流検
出装置である。４００は線陰極加熱電力制御装置で線陰
極２への加熱電力制御を行う。線陰極加熱電力制御装置
４００は例えば図２の様に構成される。

【００３２】図２は本発明の第１の実施例における線陰
極加熱電力制御装置の回路図で、線陰極２への加熱電力
制御の関連部分を中心に示しているため、線陰極２周辺
の電流放出（エミッション）制御部分については省略し
ている。

【００３３】図２において、４０１は入力端子で吸収電
子電流検出装置１１０からの検出信号が入力される。４
０２、４０３は電力制御端子で図２のように線陰極２に
対して直列に接続される。

【００３４】抵抗器４０４、４０５とオペアンプ４０８
を図２のように接続して反転増幅器を構成する。抵抗器
４０６、４０７とオペアンプ４０９を図２のように接続
して、出力端子４０２の出力電圧のフィードバックを行
うことにより、電圧制御回路を構成する。４１０はパワ
ートランジスタで、オペアンプ４０９出力を電力増幅す
る。

【００３５】以上のように構成された本発明の第１の実
施例における線陰極加熱電力制御装置の動作を以下に簡
単に説明する。

【００３６】いま、吸収電子電流検出装置１１０からの
入力信号レベルが減少したとすると、オペアンプ４０８
による反転増幅器の出力レベルは上昇する。更にこの信
号は、オペアンプ４０９による電圧制御回路への基準電
圧入力に接続されているため、オペアンプ４０９出力は
上昇し、パワートランジスタ４１０により、出力端子４
０２への出力電圧を増大させ、線陰極２への加熱電力を
増大させる。

【００３７】以下、再び図１を用いて、本装置において
線陰極２への加熱電力制御が行われる様子を説明する。

【００３８】動作時間が経過するに従って線陰極２の電
子放出（エミッション）能力は低下してくるが、この経
時劣化の程度は、ビーム引出電極３での吸収電子電流の
低下として検出できる。

【００３９】吸収電子電流検出装置１１０では上記の電
流低下を電圧に変換して線陰極加熱電力制御装置４００
に出力する。

【００４０】線陰極加熱電力制御装置４００では、線陰
極２への加熱電力を、前記吸収電子電流検出装置１１０
出力により、線陰極２の経時劣化ともない加熱電力を上
昇するように制御する。

【００４１】このことにより、経時劣化した線陰極に対
して加熱電力を上げるすなわち温度を高くすることがで
き、長期にわたり、線陰極の電子放出能力を維持するこ
とができる。

【００４２】また、ここでは線陰極の温度を経時劣化以
前には高くすることがないため、高温度により必要以上
に線陰極の劣化を早めることがない。

【００４３】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図３は本発明の第
２の実施例における線陰極加熱電力制御装置の回路図で
ある。

【００４４】図３において、４０１は入力端子で吸収電
子電流検出装置１１０からの検出信号が入力される。ま
た、４０２、４０３は電力制御端子で、以上は図２の構
成と同様なものである。図２の構成と異なるのは、ここ
では電力制御を単純な構成により、極めて低廉に実現す
る点にある。

【００４５】図３において、５０１、５０２は抵抗器、
５０４はコンデンサで、入力端子４０１の入力信号を抵
抗分割し平滑化する。５０５はシュミット入力型反転回
路で、周知の如く、入力信号がＨ→ＬまたはＬ→Ｈにな
る際のスレッショルドレベルにヒステリシスを持ってい
る。

【００４６】５０６はスイッチ、５０３は抵抗器で、線
陰極２に対し直列に接続されており、スイッチ５０６が
ＯＦＦの際には、抵抗器５０３では電圧降下を生じる。

【００４７】以上のように構成された線陰極加熱電力制
御装置について、以下図４を参照しながら説明する。図
４は本発明の第２の実施例における線陰極加熱電力制御
装置の動作を説明する動作状態図で、線陰極への加熱用
電圧をパラメータに、横軸に本画像表示装置の動作時
間、縦軸に吸収電流検出装置１１０の出力を示す。

【００４８】いま、抵抗器５０３での電圧降下をαと
し、線陰極の両端にかける加熱用電圧が「Ａーα」のと
きを例に説明すると、吸収電流検出装置１１０出力即ち
線陰極の電子放出（エミッション）能力は、線陰極の経
時劣化により図４の「Ａーα」で示す曲線の様に徐々に
低下してくる。通常、この劣化現象は数千時間程度の期
間で生じる。

【００４９】このように吸収電流検出装置１１０出力が
低下し、図３のシュミット入力型反転回路５０５の入力
がＨ→Ｌへのスレッショルドレベル以下になると、シュ
ミット入力型反転回路５０５の出力はＨとなり、スイッ
チ５０６をＯＮする。

【００５０】この結果、それまで抵抗５０３で起こして
いた電圧降下「α」が無くなり、線陰極２への加熱電圧
は上昇し、線陰極の電子放出（エミッション）能力は再
び高められ、図４の「Ａ」で示す曲線のように動作す
る。

【００５１】この時、吸収電流検出装置１１０出力は再
び図４の様に上昇するが、シュミット入力型反転回路５
０５の入力がＬ→Ｈへのスレッショルドレベル以下であ
る為に、再びシュミット入力型反転回路５０５出力がＬ
に切り変わることはない。

【００５２】また、ここで注意すべきは、最初から図４
に示す加熱電圧「Ｂ」の様に加熱電圧を高く設定する
と、劣化前の線陰極に必要以上の高温度を与えることに
なるため図４に「Ｂ」で示す曲線の様に線陰極の劣化を
早めてしまうことである。

【００５３】以上のように、線陰極に直列に抵抗器を接
続し、線陰極の経時劣化により電子放出（エミッショ
ン）能力が低下した際に、抵抗器と並列に接続されたス
イッチをＯＮし、抵抗器を短絡させることにより、線陰
極への加熱電力制御が簡易に行える。

【００５４】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図５は本発明の第
３の実施例における線陰極加熱電力制御装置の回路図で
ある。ここでは、図３と同様の部分については説明を省
略する。

【００５５】図３の回路図と異なるのは、加熱電源３４
０に直列に２個の抵抗５０３ａ，５０３ｂを挿入しし、
且つこれらの抵抗と並列に接続された２個の短絡スイッ
チ５０６ａ，５０６ｂとそれらを制御するための２個の
シュミット入力型反転回路５０５ａ，５０５ｂが用いら
れている点である。

【００５６】また、図６は図５に示す線陰極加熱電力制
御装置の動作説明のための動作状態図で、横軸に本画像
装置の動作時間、縦軸に吸収電流検出装置１１０の出力
を示している。ここではまず、吸収電子電流検出装置１
１０の出力が低下し、図５のシュミット入力型反転回路
５０３ａの入力がＨ→Ｌへのスレッショルドレベル以下
になると、シュミット入力型反転回路５０５ａの出力は
Ｈとなり、スイッチ５０６ａをＯＮする。

【００５７】この結果、それまで抵抗５０３ａで起こし
ていた電圧降下が無くなり、線陰極２への加熱電圧は上
昇し、線陰極の電子放出（エミッション）能力は再び高
められ、図６に示す曲線のように動作する。

【００５８】さらに、吸収電子電流検出装置１１０の出
力が低下し、図５のシュミット入力型反転回路５０３ｂ
の入力がＨ→Ｌへのスレッショルドレベル以下になる
と、シュミット入力型反転回路５０５ｂの出力はＨとな
り、スイッチ５０６ｂをＯＮする。また、この時、吸収
電流検出装置１１０出力は再び図６の様に上昇するが、
シュミット入力型反転回路５０５ａの入力がＬ→Ｈへの
スレッショルドレベル以下である為に、再びシュミット
入力型反転回路５０５ａ出力がＬに切り変わることはな
い。

【００５９】以上のように、２個の短絡スイッチを用い
ることで、より線陰極のエミッション能力をさらに一定
に保つことができる。このことは、短絡スイッチが多く
なればなるほど、線陰極のエミッション能力を一定に保
つ事ができ、それだけ線陰極の寿命を延ばすことができ
る。

【００６０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
ビーム引出電極の電子吸収による電流を検出する吸収電
子電流検出装置と、前記吸収電子電流検出装置からの信
号により動作する線陰極加熱電力制御装置を設ける事に
より、線陰極の経時劣化に応じて、線陰極加熱電力を上
昇させる事ができ、長期にわたり、線陰極の電子放出能
力を維持することができる高画質の画像表示装置を実現
することができる。

【００６１】また、請求項２による発明によれば、請求
項１による発明をより簡素な部品で回路が構成できるの
で、より低廉な回路で、線陰極の電子放出能力を維持す
ることができる高画質の画像表示装置を実現することが
できる。

【００６２】更に、請求項３による発明によれば、請求
項２に比べて回路部品はやや多くなるが、より長期にわ
たり、線陰極の電子放出能力を維持することができる高
画質の画像表示装置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１の実施例における画像表示装置の
主要部のブロック図

【図２】本発明の第１の実施例における線陰極加熱電力
制御装置の回路図

【図３】本発明の第２の実施例における線陰極加熱電力
制御装置の回路図

【図４】同装置の動作説明のための動作状態図

【図５】本発明の第３の実施例における線陰極加熱電力
制御装置の回路図

【図６】同装置の動作説明のための動作状態図

【図７】従来の画像表示装置の構成を示す分解斜視図

【図８】従来の画像表示装置の線陰極制御回路の回路図

【符号の説明】

２ 線陰極 ３ ビーム引出電極 ２１ スクリーン ２３ 電子ビーム流 ２４ 電極ブロック １１０ 吸収電子電流検出装置 １２０ 作動増幅器 １３０ 抵抗器 １４０ ビーム引出電極のバイアス電源 ３００ 制御パルス入力端子 ３１０ 切換スイッチ ３２０ 線陰極のエミッション用バイアス電源 ３３０ 線陰極のカットオフ用バイアス電源 ３４０ 線陰極の加熱用電源 ４００ 線陰極加熱電力制御装置 ４０１ 制御入力端子 ４０２、４０３ 電力制御端子 ４０４、４０５、４０６、４０７ 抵抗器 ４０８、４０９ オペアンプ ５０１、５０２、５０３、５０３ａ、５０３ｂ 抵抗器 ５０４ コンデンサ ５０５、５０５ａ、５０５ｂ シュミット型反転回路 ５０６、５０６ａ、５０６ｂ スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光体が塗布された前面ガラス容
   器と、前記前面ガラス容器の背面開口部を閉塞する背面
   板とに挟まれた空間に、前記背面板の内面に塗布された
   導電体または金属導電板からなる背面電極と、複数の線
   陰極、金属導電板からなるビーム引出電極、信号電極、
   集束電極、水平偏向電極および垂直偏向電極を前後に重
   ね合わせてなる電極ブロックとからなる画像表示装置に
   おいて、前記ビーム引出電極の電子吸収による電流を検
   出する吸収電子電流検出装置と、前記吸収電子電流検出
   装置からの信号により動作する線陰極加熱電力制御装置
   を有することを特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 線陰極加熱電力制御装置が線陰極に直列
   に接続した１個の抵抗器と、前記１個の抵抗器を短絡可
   能な１個の短絡スイッチと、吸収電子電流検出装置の出
   力により、前記１個の短絡スイッチを制御する制御手段
   とを有することを特徴とする請求項１記載の画像表示装
   置。
3. 【請求項３】 線陰極加熱電力制御装置が線陰極に直列
   に接続した複数の抵抗器と、前記抵抗器を個別に短絡可
   能な複数の短絡スイッチと、吸収電子電流検出装置の出
   力により、前記複数の短絡スイッチを制御する制御手段
   とを有することを特徴とする請求項１記載の画像表示装
   置。