JPS6237852A - 画像表示装置 - 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 本発明は映像機器゛における画像表示装置に関するもの
である。

従来の技術 従来、カラーテレビジョン画像表示用の表示素子として
は、ブラウン管が主として用いられているが、従来のブ
ラウン管では画面に比して奥行きが非常に長く、薄形の
テレビジョン受像機を製作することは不可能であった。

また、平板状の表示コントラスト、カラー表示の色再現
性等の性能の面で不充分であり、実用化されるには至っ
ていない０そこで、電子ビームを用いてカラーテレビジ
ョン画像を平板状の表示装置によシ表示することのでき
る装置を達成することを目的とし、スクリーン上の画面
を垂直方向に複数の区分に分割して３ベーノ それぞれの区分毎に電子ビームを垂直方向に偏向して複
数のラインを表示し、さらに、水平方向に複数の区分に
分割して各区分毎にＲ−Ｇ−Ｂ等の螢光体を順次発光さ
せるようにし、そのＲ−Ｇ・Ｂ等の螢光体への電子ビー
ムの照射量をカラー映像信号によって制御するようにし
て、全体としてテレビジョン画像を表示するものである
。以下、図面を参照しながら従来の画像表示素子の一例
について説明する。第２図、第３図、第４図は、従来の
画像表示素子を示すものである。第２図において、後方
から前方に向かって願に１は背面電極、２は電子ビーム
源としての線状熱陰極、３ａ及び３ｂは垂直集束電極、
４／′ｉ垂直偏向電極、５は電流 子ビーム制御電極、６ａ及び６ｂは水平集束電極７は水
平偏向電極、８は電子ビーム加速電極、及び９，２２の
ガラス容器が配置されて構成されており、上記ガラス容
器２２内に構成部品を収納し真空とする。以上のように
構成された画像表示装置について、以下その動作につい
て説明する。まず電子ビーム源としての２のａＳ極は水
平方向に線状に分布する電子ビームを発生するように水
平方向に架張されており、かかる２の線陰極が適宜間隔
を介して垂直方向に複数本（ここでは２イ〜２二の４本
のみ示している）設けられている。この実施例では１５
本設けられているものとし、２イ〜２ヨとする０こｎら
の線陰極２は、例えば１０〜２ｏμｍφのタングステン
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
。そして、後述するように上方２イの線陰極から順に一
定時間づつ電子ビームを放出するように制御される。背
面電極１は、後述の一定時間電子ビームを放出すべく制
御される線陰極２以外の他の線陰極２からの電子ビーム
発生を抑止し、かつ、発生された電子ビームを前方向だ
け向けて押し出す作用をする。この背面電極１はガラス
バルブの後壁の内面に耐着された導電材料の塗膜によっ
て形成されていてもよい。また、これら背面電極１と線
陰極２とのかわりに、面状の電子ビーム放出陰極を用い
てもよい。垂直集束電極３は線陰極２イ〜２ヨのそれぞ
れと対向する水平方向に長いスリット１ｏを有す５　ベ
ージ る導電板１１であり、線陰極２から放出された電子ビー
ムをそのスリット１０を通して取シ出し、かつ、垂直方
向に集束させる。スリット１ｏは途中に適宜の間隔で桟
が設けられていてもよく、あるいは、水平方向に小さい
間隔（はとんど接する程度の間隔）で多数個並べて設け
られた貫通穴の列で実質的にスリットして構成されてい
てもよい。

垂直集束電極３ｂも同様のものである。垂直偏向電極４
は、上記スリット１０のそれぞれの中間の位置に水平方
向にして複数個配置されており、それぞれ、絶縁基板１
２の上面と下面とに導電体１３ａ　、　１３ｂが設けら
れたもので構成されている。そして、相対向する導電体
１３ａ、１３ｂの間に垂直偏向用電圧が印加され、電子
ビームを垂直方向に偏向する。この構成例では、一対の
導電体１ａａ、１３ｂによって１本の線陰極２からの電
子ビームを垂直方向に１６ライン分の位置に偏向する。

そして、１６個の垂直偏向電極４によって１５本の線陰
極２のそれぞれに対応する１５対の導電体対が構成され
、結局、スクリーン２１上に６ページ ２４０本の水平ラインを描くように電子ビームを偏向す
る。次に、電子ビーム流制御電極５はそれぞれが垂直方
向に長いスリット１４を有する導電板１６で構成されて
おり、所定間隔を介して水平方向に複数個並設されてい
る。この構成例では、３２０本の制御電極用導電板１５
ａ〜１５ｎが設けられている（図では１０本のみ示して
いる）。

この電子ビーム流制御電極５は、それぞれが電子ビーム
を水平方向に１絵素分ずつに区分して取り出し、かつ、
その通過量をそれぞれの絵素を表示するための映像信号
に従って制御する。従って、電子ビーム流制御電極６を
３２０２０本設ば水平１ライン分当たり３２０絵素を表
示することができる。また、映像をカラーで表示するた
めに、各絵素はＲ，Ｑ−Ｂの３色の螢光体で表示するこ
ととし、各電子ビーム流制御電極５にはそのＲ−Ｇ・Ｂ
の各映像信号が順次加えられる。また、３２０本の電子
ビーム流制御電極６には１ライン分の３２０組の映像信
号が同時に加えられ、１ライン分の映像が一時に表示さ
れる。水平集束電極６は７ベー。

電子ビーム流制御電極５のスリット１４と相対向する垂
直方向に長い複数本（３２０本）のスリット１６を有す
る導電板１７で構成され、水平方向に区分されたそれぞ
れの絵素毎の電子ビームをそれぞれ水平方向に集束して
細かい電子ビームにする。水平偏向電極７は上記スリッ
ト１６のそれぞれの中間の位置に垂直方向にして複数本
配置された導電板１８で構成されており、それぞれの間
に水平偏向電圧が印加されて、各絵素毎の電子ビームを
それぞれ水平方向に偏向し、スクリーン２１上でＲ−Ｇ
−Ｂの各螢光体を順次照射して発光させるようにする。

その偏向範囲は、この実施例では各電子ビーム毎に１絵
素分の幅である。加速電極８は垂直偏向電極４と同様の
位置に水平方向にして設けられている複数本の導電線１
９で構成されており、電子ビームを充分なエネルギーで
スクリーン２１に衝突させるように加速する。スクリー
ン２１は電子ビームの照射によって発光される螢光体２
０がガラス容器９の裏面に塗布され、またメタルバンク
層（図示せず）が附加されて構成されている。螢光体２
０は電子ビーム流制御電極６の１つのスリット１４に対
して、すなわち水平方向に区分された各１本の電子ビー
ムに対して、Ｒ−Ｇ−Ｂの３色の螢光体が１対ずつ設け
られており、垂直方向にストライプ状に塗布されている
。

第３図中でスクリーン２１に記入した破線は、複数本の
線陰極２のそれぞれに対応して表示される垂直方向での
区分を示し、２点鎖線は複数本の電子ビーム流制御電極
５のそれぞれに対応して表示される水平方向での区分を
示す。これら両者で仕切られた１つの区画には、第３図
に拡大して示すように、水平方向では１絵素分のＲ−Ｇ
−Ｂの螢光体２０があり、垂直方向では１６ライン分の
幅を有している。なお、図中Ａは垂直方向の１区分であ
り、Ｂは水平方向の１区分である。１つの区画の大きさ
は、たとえば、水平方向が１１１１ｍ、垂直方向が１６
ｆｉである。また、第３図においては、わかり易くする
ために水平方向の長さが垂直方向に対して非常に大きく
引き伸ばして描かれている嘘に注意されたい。なお、こ
の実施例では１本の９　ページ 電子ビーム流制御電極６すなわち１本の電子ビームに対
してＲ−Ｇ−Ｂｃｒ）螢光体２０が絵素毎の１対のみ設
けられているが、２絵素以上設けられていてももちろん
よく、その場合には電子ビーム流制御電極６には２つ以
上の絵素のためのＲ，Ｇ・Ｂ映像信号が順次別えられ、
それと同期して水平偏向がなされる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成において各電極に電圧を
印加した場合、特に高電圧が印加される加速電極８と低
電圧側の水平集束電極６ｂとの間にクーロン力が発生す
る。水平集束電極６ｂは垂直集束電極ｓｂ、垂直偏向電
極４、電子ビーム流制御電極６、水平集束電極６ａ、水
平偏向電極７と金属材の両面にガラスをコーティングし
た結合スペーサ（図示せず）を介して接合されているた
め、剛性が大きくクーロン力による変形はほとんど無視
できるが、加速電極８は剛性が小さいためクーロン力に
よって水平集束電極ｅｂ側へ引張られ・たわみを生ずる
０この加速電極のたわみによ１０、−ジ る画質への悪影響を回避するためには、第４図に示すご
とく、剛性の大きな金属フレーム２３に加速電極１９を
架張固定することにより、電極の直線性を確保するとい
う方法をとっている。しかしこのような電極保持方法を
用いた場合、第５図に第４図の金属フレーム２３の近傍
における水平断面図を示すごとく金属フレーム２３にも
加速電極８およびスクリーン２１上のメタルバック層（
図示せずっと同じ高電圧が印加されるため、金属フレー
ム２３の近傍で等電位線２４が湾曲し、電界が歪みを生
じ、これによって電子ビーム軌道２５が金属フレームの
方向に曲げられるため、図中にあるごとく水平集束電極
６ｂの貫通孔を水平方向に等ピッチで通過したにもかか
わらず、隣接する電子ビームの間隔は、金属フレーム２
３に近づくほど大きくなる。この結果、第６図の下方に
示すように、等間隔で塗布されている螢光体ストライプ
２６のピッチと電子ビームのスポット２７のピッチが、
金属フレーム近傍で不整合となり、色ムラを発するとい
う問題点を有していた。

１１、−、： 本発明は上記問題点に鑑み、画面端部における色ムラの
ない高品位の画像をもち、有効画面の拡張を実現した画
像表示装置を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の画像表示装置は、
金属フレーム近傍における電子ビーム軌道の変化を数値
解析シミュレーションによって予測し、電子ビームのス
クリーン上へのランディング点に対応させて螢光体スト
ライプを不等ピッチ化したものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって画面端部において金属フ
レーム方向に曲げられ、スクリーン上にて不等ピッチで
ランディングする電子ビームに対応した不等ピッチの螢
光体ストライプを表示手段としているため、いずれの電
子ビームも螢光体の中央にスポットを形成し、その結果
色ムラの発生が防止される。

実施例 以下本発明の一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。本実施例の全体構成の概略は、
第２図に示したものと同様である力ζスクリーン２１上
に塗布された螢光体に特徴を有するものである。第１図
は本発明の一実施例における画像表示装置の金属フレー
ム近傍の水平断面図を示すものである。第１図の下方に
は、螢光体ピッｆと電子ビームのスポットの関係を示す
図を加えである。第１図において、２８は水平集束電極
、２９は加速電極、３ｏはスクリーン、３１は金属フレ
ーム、３２は等電位線、３３は電子ビーム軌道、３４は
スクリーンにおける螢光体ストライプ、３５はスクリー
ンにおける電子ビームのスポットを示す。以上のように
構成された画像表示装置について、以下第１図と第６図
を比較して説明する。第１図と第６図において、水平断
面図における電極構成および各電極の駆動電圧は同じで
あるから、等電位線３２．２４および電子ビーム軌道３
３．２５もそれぞれ同様の形状となる。したがって、ス
クリーン上においても電子ビームスボッ）３５．２７は
第１図、第５図とも金属フレ１３　ページ ームに近づくにつれてピッチが拡がってゆく分布となる
。第６図の従来の実施例においては、螢光体２６が、画
面全体に対し等間隔で塗布されていたため、金属フレー
ム２３に近づくにつれて図中に示すとおり電子ビームス
ポット２７のピッチと不整合となり、１つのスポットが
、隣接する２本の螢光体を照射する結果色ムラを発生し
ていた。

これに対し、第１図の本発明の実施例においては、図の
右方に連続する画面中央部位（図示せず）の螢光体ピッ
チは第６図と同様に水平集束電極２８のスリットピッチ
に相当する等間隔としている力（金属フレーム３１の近
傍では、電子ビームスポットの変化に対応した不等ピッ
チとしているため、金属フレームの印加電圧による電子
ビームの曲りを生じても、図示のごとく螢光体の各中央
に電子ビームスポット３６が形成され、色ムラの発生を
防止することができる。

つぎにこの不等ピッチ螢光体の設計に際して、ピッチ変
量を決定する方法について述べる。これは、実際に試作
を行って実測してもよいが、電界１４ページ および電子ビーム軌道の数値解析シミュレーションを行
って、計算する方法も有力である。たとえば、第１図お
よび第６図に示した等電位線と電子ビーム軌道は、いず
れも境界要素法による３次元シミュレーションに基いて
作成されたものであシ、その計算精度も高いものである
。この実施例においては、計算結果をまとめると、金属
フレーム内面を基準とした水平方向にとった水平集束電
極における電子通過座標をｘ１同じくスクリーン上での
電子のランディング座標をｙとしたとき、ｙ　＝ｘ−Ａ
　ｅｘｐ（−Ｂｘ　）　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（１１Ａ、Ｂ：定数 なる近似式が見いだされ、重要な設計指標となっている
０式（１）において、Ｉを大きくすると明らかに、 ｙ　４　ｚ　　　　　　　　　・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（２）となり、金属
フレームから十分遠ざかった画面中央部位においては、
電界の歪みの影響を考慮せず、等ピッチで螢光体を設計
しても良いことが明らか１５ベーノ である。

発明の効果 以上のように本発明は、画像の両端部において所定の不
等ピッチで塗布されたストライプ状螢光体からなる表示
手段を設けることにより、画面端部における色ムラのな
い高品位の画像を提供し、有効画面を拡張することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像表示装置の画面端部に
おける水平断面図および螢光体とスポットの関係を示す
平面図、第２図は従来および本発明の一実施例の画像表
示装置の基本構成を示す分解斜視図、第３図は画像表示
装置の螢光体を示す平面図、第４図は従来および本発明
の一実施例の加速電極とこれを支持固定するフレームを
示す斜視図、第６図は従来の画像表示装置の画面端部に
おける水平断面図および螢光体とスポットの関係を示す
平面図である。 ２８・・・・・・水平集束電極、２９・・・・・・加速
電極、３０・・・・・・スクリーン、３４・・・・・・
螢光体ストライプ。 ３０−一一スグソーソ Ｊ４−−一引−忙１トスドライフ゛ 負′た体又トライ７゜ 第３図 第　４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数本の線状熱陰極と、前記線状熱陰極に対し平行に位
   置し、前記線状熱陰極から放出される電子ビームを垂直
   方向に集束させる水平方向に長いスリットを有する導電
   板からなる垂直集束電極と、前記電子ビームを垂直方向
   に偏向するための複数対の導電板からなる垂直偏向電極
   と、垂直方向に長い複数のスリットを有する導電板から
   なる電子ビーム流制御電極と、前記電子ビームを水平方
   向に集束させる垂直方向に長い複数のスリットを有する
   導電板からなる水平集束電極と、前記電子ビームを水平
   方向に偏向させる垂直方向に長い複数のスリットを有す
   る導電板からなる水平偏向電極と、水平方向に設けられ
   た複数本の導電線からなる加速電極と、前記電子ビーム
   の衝突によって発光する垂直方向に長い複数のストライ
   プ状螢光体を水平方向に所定の不等ピッチで塗布した平
   板ガラスからなるスクリーンとを透明な真空容器内に有
   する画像表示装置。