DE3852276T2

DE3852276T2 - Bildwiedergabevorrichtung.

Info

Publication number: DE3852276T2
Application number: DE3852276T
Authority: DE
Inventors: Takatsugu Kurata; Yuichi Moriyama; Keiji Nagata; Tomohiro Sekiguchi; Toshinobu Sekihara; Michiaki Watanabe; Mitsunori Yokomakura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-16
Filing date: 1988-11-15
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2008-11-16
Also published as: US4955681A; EP0316871B1; EP0316871A2; EP0316871A3; DE3852276D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildanzeigevorrichtung nach dem ersten Teil des Anspruchs 1.
Bisher wurde als eine Bildanzeigevorrichtung eines Farbfernsehgeräts überwiegend eine Kathodenstrahlröhre verwendet. Da die Kathodenstrahlröhre eine sehr große Tiefe im Vergleich mit der Größe ihrer Vorderplatte hat, war es unmöglich, ein Fernsehgerät vom flachen Typ herzustellen. Eine EL(Elektroluminiszenz)-Anzeigevorrichtung, eine Plasmaanzeigevorrichtung oder eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung usw. wurden vorgestellt, um ein Fernsehgerät vom flachen Typ anzubieten, aber keine von ihnen war in der Lage, hinreichende Eigenschaften zu gewährleisten, wie z. B. Luminiszenzleuchtkraft, Kontrast und Farbwiedergabe. Um eine Bildanzeigevorrichtung vom flachen Typ, die ein hochqualitatives Bild ähnlich der Kathodenstrahlröhre zeigt, unter Verwendung von Elektrodenstrahlen zu erreichen, wurde eine derartige Bildanzeigevorrichtung vorgestellt, in der das Bild auf einem fluoreszenten Bildschirm in mehrere Bereiche einer Matrixanordnung ohne einen Zwischenraum dazwischen unterteilt wurde. Die Elektronenstrahlen wurden abgelenkt und innerhalb jedes durch die Unterteilung gewonnenen Bereichs abgetastet, und das ganze Bild des Farbfernsehers wurde gebildet durch Anordnen aller durch die Unterteilung gewonnener bereichsmäßiger Bilder.
Fig. 6 ist eine perspektivische Innenansicht der in der japanischen geprüften Patentanmeldung JP-B-58 032 897 oder der äquivalenten US-A-4 227 117 gezeigten konventionellen Bildanzeigevorrichtung. In der Figur werden Elektronen aus Linienkathoden 2a, 2b, 2c und 2d erzeugt und in eine vorbestimmte Anzahl von separaten Elektronenstrahlen 11 überführt, indem sie durch ein Loch 10 gelangen, das in einer Elektronenstrahlextraktionselektrode 3 ausgebildet ist. Die Elektronenstrahlen 11 werden weiterhin gesteuert, fokussiert und abgelenkt, indem sie durch eine Steuerelektrode 4, eine Fokussierelektrode 5, eine Vertikalablenkelektrode 6, eine Horizontalablenkelektrode 7 und eine Abschirmelektrode 8 gelangen, und schließlich tasten sie jeweilige bereichsmäßige Bildschirme 12 ab, die ausgebildet sind, indem ein flacher plattenförmiger Bildschirm 9 in eine Matrixanordnung unterteilt ist. Das ganze Bild wird auf dem Bildschirm 9 als eine Kombination von Bildern auf allen bereichsmäßigen Bildschirmen 12 ohne einen Zwischenraum dazwischen gewonnen.
In der obengenannten konventionellen Bildanzeigevorrichtung bestehen die folgenden Probleme. Da zum Beispiel eine Fokussierung jeden Elektronenstrahls durch die Fokussierelektrode im Vergleich mit der Kathodenstrahlröhre vom gewöhnlichen Typ nicht ausreichend ist, wird ein Durchmesser des Strahlflecks auf dem Bildschirm nicht hinreichend klein. Als ein Ergebnis davon ist die Auflösung nicht exzellent. Da weiterhin zwei nebeneinanderliegende fluoreszente Elemente gleichzeitig Licht aussenden können, wenn sie einen Elektronenstrahl empfangen, wird die Farbreinheit schlechter. Da insbesondere eine elektronenstrahlaussendende Quelle lange und dünne Linienkathoden aufweist, die sich parallel in der horizontalen Richtung erstrecken, ist es schwierig, die Elektronenstrahlen in der horizontalen Richtung in wünschenswerter Weise zu fokussieren. Eine derartige grobe elektrostatische Linse, die durch ein kreisförmiges Loch 13 in der Fokussierelektrode 5 ausgebildet ist, kann keine exzellente horizontale Fokussierung realisieren.
In der FR-A-2 499 764 wird eine Farbanzeigevorrichtung gezeigt, in der Elektronenstrahlen von sich horizontal erstreckenden Linienkathoden zuerst durch eine vertikalfokussierende Elektrode vertikal fokussiert werden, die aus einer Plattenelektrode mit sich horizontal erstreckenden länglichen Zwischenräumen besteht, und anschließend werden die Elektronenstrahlen vertikal abgelenkt. Die Strahlen gelangen danach durch eine Steuerelektrode und werden durch eine horizontal fokussierende Elektrode, die aus sich vertikal erstreckenden Streifen mit gleichförmigen Zwischenräumen dazwischen besteht, horizontal fokussiert und durch horizontal ablenkende Elektroden horizontal abgelenkt. Die Elektronenstrahlen treffen schließlich auf einen Phosphorfarbbildschirm mit einer vorbestimmten Anzahl von horizontal eingeteilten Bereichen auf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bildanzeigevorrichtung anzubieten, die ein hochqualitatives Bild anzeigen kann.
Um die obengenannte Aufgabe zu erreichen, wird eine Bildanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durch Anspruch 1 definiert.
In der obengenannten Bildanzeigevorrichtung ist der Durchmesser des Strahlflecks auch in der Erstreckungsrichtung der Linienkathoden minimiert.
Während die neuen Merkmale der Erfindung insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen erläutert werden, wird die Erfindung sowohl in ihrem Aufbau als auch in ihrem Inhalt besser verstanden und angenommen werden, zusammen mit anderen Zielen und Merkmalen, aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine perspektivische Innenansicht, die eine Bildanzeigevorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine perspektivische Innenansicht, die eine Bildanzeigevorrichtung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3a ist eine Schnittdarstellung entlang einer Ebene Y-Z in Fig. 1.
Fig. 3b ist eine Schnittansicht entlang einer Ebene X-Z in Fig. 1.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang einer Ebene X-Z in Fig. 6.
Fig. 5 ist eine Draufsicht, die eine leitende Scheibe 50 vor dem Herstellen eines Paares von Vertikal ablenkelektroden 28a und 28b zeigt.
Fig. 6 ist eine perspektivische Innenansicht, die die konventionelle Bildanzeigevorrichtung zeigt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Innenansicht, die eine Bildanzeigevorrichtung einer ersten Ausführungsform zeigt. Eine untere Elektrode 21, Linienkathoden 22a, 22b, 22c und 22d, eine Elektrodenstrahlextraktionselektrode 23, eine Steuerelektrode 24, eine erste Fokussierelektrode 25, eine zweite Fokussierelektrode 26, ein Paar von Horizontalablenkelektroden 27a und 27b, ein Paar von Vertikalablenkelektroden 28a und 28b und ein Bildschirm 29 werden in dieser Reihenfolge in Richtung der Z-Achse von X-Y-Z-Koordinaten zwischen einer Hinterplatte 31 und einer Vorderplatte 30 gehalten, wie in der Figur gezeigt, und durch die beiden Platten 30 und 31 zusammen mit oberen und unteren Platten (nicht gezeigt) und Seitenplatten umgehen. Ein Innenraum des Gehäuses ist evakuiert.
Die Linienkathoden 22a bis 22d sind in der vertikalen Richtung (Y-Achse) parallel zueinander angeordnet und durch Haltemittel (nicht gezeigt) befestigt, und jede der Linienkathoden 22a bis 22d erstreckt sich in der horizontalen Richtung (X-Achse) derartig, daß ein Elektronenfluß von nahezu gleichmäßiger Strom-Dichte-Verteilung in der horizontalen Richtung erzeugt wird. Obwohl nur vier Linienkathoden 22a bis 22d in der Figur gezeigt sind, gibt es tatsächlich viele Linienkathoden (z. B. 24 Stück). Die Linienkathoden 22a bis 22d sind aus einem Wolframdraht hergestellt und mit einem Oxid beschichtet. Die hintere Elektrode 21 ist aus einem flachen plattenförmigen Leiter hergestellt und parallel mit den Linienkathoden 22a bis 22d angeordnet.
Die Elektronenstrahlextraktionselektrode 23, die auf einer leitenden Scheibe hergestellt ist, ist derartig angeordnet, daß sie der hinteren Elektrode 21 über die Linienkathoden 22a bis 22d hinweg gegenübersteht. Mehrere Löcher 33 sind in der Elektronenstrahlextraktionselektrode 23 ausgebildet und in der horizontalen Richtung bei regelmäßigen Intervallen derartig ausgerichtet, daß sie jeder Linienkathode 22a, 22b, 22c oder 22d entsprechen und dadurch als ein ganzes eine Matrixanordnung bilden. Obwohl diese Löcher 33 in der vorliegenden Ausführungsform kreisförmig sind, können auch andere Formen einer Öffnung wie z. B. eine Ellipsenform oder eine rechtwinklige Form verwendet werden.
Die Steuerelektrode 24 weist mehrere längliche Streifen 24a, 24b, 24c.... auf, die sich in der vertikalen Richtung (Y-Achse) länglich erstrecken und in der horizontalen Richtung (X-Achse) bei vorbestimmten Intervallen ausgerichtet sind, wodurch sie eine streifenförmige Anordnung auf einer X-Y-Ebene ausbilden.
Mehrere Löcher 34 sind in jedem der Streifen 24a, 24b, 24c.... bei den Stellen ausgebildet, die den Löchern 33 der Elektronenstrahlextraktionselektrode 23 in der Z-Achsenrichtung entsprechen, wodurch sie die gleiche Matrixanordnung in X-Y-Koordinaten ausbilden wie diejenige der Elektronenstrahlextraktionselektrode 23. Als Form der Löcher 34 kann auch eine Ellipsenform oder rechtwinklige Form verwendet werden.
Die erste Fokussierelektrode 25 ist aus einer leitenden Scheibe hergestellt und hat mehrere Öffnungen 35. Jede der Öffnungen 35 erstreckt sich länglich in der horizontalen Richtung (X-Achse), um den Linienkathoden 22a bis 22d in der Richtung der Z-Achse durch die Löcher 33 und 34 zu entsprechen.
Die zweite Fokussierelektrode 26 ist auch aus einer leitenden Scheibe hergestellt und hat mehrere Öffnungen 36. Jede der Öffnungen 36 erstreckt sich länglich in der vertikalen Richtung (Y-Achse), um den Streifen 24a, 24b, 24c... in der Richtung der Z-Achse zu entsprechen.
Die Horizontalablenkelektrode 27a ist aus einer leitenden Scheibe hergestellt, die in einer Kammform ausgebildet ist und Kammzahnteile 37c und einen Stielteil 37a aufweist, der alle Kammzahnteile 37c verbindet. Auch ist die Horizontalablenkelektrode 27b aus einer leitenden Scheibe hergestellt, die in einer Kammform ausgebildet ist, die Kammzahnteile 37d und einen Stielteil 37b aufweist, der alle Kammzahnteile 37d verbindet. Beide Horizontalablenkelektroden 27a und 27b sind zueinander isoliert auf einer gemeinsamen X- Y-Ebene auf eine Weise angeordnet, daß jeder der Kammzahnteile 37c und jeder der Kammzahnteile 37d alternierend parallel miteinander in der vertikalen Richtung ausgerichtet sind (darauf wird im folgenden als "miteinander kammartig verschachtelt bzw. verzahnt" Bezug genommen). Da die an die beiden Horizontalablenkelektroden 27a und 27b angelegten Potentiale voneinander verschieden sind, wird eine Potentialdifferenz zwischen nebeneinanderliegenden zwei Kammzahnteilen 37c und 37d angelegt, wodurch die Elektronenstrahlen 40 horizontal abgelenkt werden.
Die Vertikalablenkelektrode 28a ist aus einer leitenden Scheibe hergestellt, die in einer Kammform ausgebildet ist, wobei Kammzahnteile 38c und ein Stielteil 38a, der alle Kammzahnteile 38c verbindet, vorgesehen sind. Auch ist die Vertikalablenkelektrode 28b aus einer leitenden Scheibe hergestellt, die in einer Kammform ausgebildet ist, wobei Kammzahnteile 38d und ein Stielteil 38b, der alle Kammzahnteile 38d verbindet, vorgesehen sind. Beide Vertikalablenkelektroden 28a und 28b sind miteinander auf einer gemeinsamen X-Y- Ebene auf eine Weise zueinander isoliert angeordnet, daß alle Kammzahnteile 38c und alle Kammzahnteile 38d miteinander in der horizontalen Richtung kammartig verschachtelt sind. Da die an die beiden Vertikalablenkelektroden 28a und 28b angelegten Potentiale voneinander verschieden sind, wird eine Potentialdifferenz zwischen nebeneinanderliegenden zwei Kammzahnteilen 38c und 38d erzeugt, wodurch die Elektrodenstrahlen 40 vertikal abgelenkt werden.
Eine Schicht 39 aus fluoreszentem Material, die bei Bestrahlen der Elektronenstrahlen 40 Licht emittiert, ist auf einer Innenfläche der Vorderplatte 30 aufgetragen, und darauf ist eine Metallhinterschicht (nicht gezeigt) aufgetragen, wodurch der Bildschirm 29 ausgebildet wird.
Der Betrieb der obengenannten Bildanzeigevorrichtung wird im folgenden beschrieben. Eine Spannung V&sub1; ist an die hintere Elektrode 21 angelegt, und eine Spannung V&sub2;, die höher als V&sub1; ist, ist an die Elektrodenstrahlextraktionselektrode 23 angelegt. Die Linienkathoden 22a bis 22d werden durch einen Erhitzerstrom erhitzt, um leicht Elektronen aussenden zu können, und mit einer Spannung V&sub0; versehen (V&sub1;< V&sub0;< V&sub2;). Gleichzeitig wird das elektrische Feld der Linienkathoden 22a bis 22d positiv gegenüber der Umgebung, und dadurch werden Elektronenstrahlen emittiert und zu der Elektronenstrahlextraktionselektrode 23 beschleunigt. Wenn die Spannung V&sub0;, die größer als die Spannung V&sub2; ist (V&sub0;> V&sub2;), an die Linienkathoden 22a bis 22d angelegt wird, wird das elektrische Feld der Linienkathoden 22a bis 22d negativ gegenüber der Umgebung, wodurch eine Emission der Elektronenstrahlen verhindert wird. Dann wird durch Steuern der an die jeweiligen Linienkathoden 22a bis 22d angelegten Spannungen möglich, die Emission der Elektronenstrahlen in einer Reihenfolge der Linienkathoden 22a, 22b, 22c und 22d zu steuern. Jede der Linienkathoden 22a bis 22d emittiert die Elektronenstrahlen während einer vorbestimmten Zeitdauer von der obersten (22a) zu der untersten (22d) in sich wiederholender Weise. Und dadurch bildet jede der Linienkathoden 22a bis 22d eine scheibenförmige Elektrodenstrahlebene (X-Z-Ebene) mit einer gleichmäßigen Strom-Dichte-Verteilung in der horizontalen Richtung.
Als nächstes werden die obengenannten scheibenförmigen Elektronenstrahlen in der horizontalen Richtung in mehrere separate Elektronenstrahlen 40 unterteilt, indem sie durch die Löcher 33 der Elektronenstrahlextraktionselektrode 23 gelangen. Danach kommen mehrere Elektronenstrahlen 40 an den Löchern 34 der Steuerelektrode 24 an. Indem die Spannung V&sub3; an der Steuerelektrode 24 derartig eingestellt wird, daß sie eine Relation von V&sub3;> V&sub0; hat, wird es den Elektronenstrahlen 40 dann ermöglicht, durch die Löcher 34 zu gelangen, wohingegen die Elektronenstrahlen 40 kinetische Energie verlieren und nicht dadurch gelangen könnnen, wenn die Spannung V&sub3; auf eine Relation von V&sub3;< V&sub0; gesetzt wird. Durch kontinuierliches Steuern der Spannung V&sub3; entsprechend den Videosignalen wird eine Menge jedes Elektronenstrahls 40, der durch die Löcher 34 gelangt, gesteuert.
Nachdem sie durch die Steuerelektrode 24 gelangt sind, treffen die Elektronenstrahlen 40 bei der ersten Fokussierelektrode 25 an. Zu diesem Zeitpunkt werden die Elektronenstrahlen 40 in der Richtung der Y-Achse durch einen Elektrostatischen-Linsen-Effekt, der durch die Öffnung 35 hervorgerufen wird, gebündelt. Als nächstes kommen die Elektronenstrahlen 40 an der zweiten Fokussierelektrode 26 an und werden in die Richtung der Z-Achse durch ein an die zweite Fokussierelektrode 26 angelegtes Potential beschleunigt. Weiterhin werden die Elektronenstrahlen 40 geformt, indem sie durch die zweite Fokussierelektrode 26 gelangen. Danach gelangen die Elektronenstrahlen 40 zu den Horizontalablenkelektroden 27a und 27b und werden in der Richtung der X-Achse durch einen Elektrostatischen-Linsen-Effekt der Horizontalablenkelektrode 27a und 27b fokussiert. Indem eine Potentialdifferenz (d.h. eine Ablenkspannung) zwischen nebeneinanderliegenden zwei Kammzahnteilen 37c und 37d erzeugt wird, werden die Elektronenstrahlen 40 elektrostatisch in die Richtung der X-Achse entsprechend der Potentialdifferenz abgelenkt. Als nächstes gelangen die Elektronenstrahlen 40 zu den Vertikalablenkelektroden 28a und 28b und werden in der Richtung der Y-Achse durch einen Elektrostatischen-Linsen-Effekt der Vertikalablenkelektroden 28a und 28b in der Richtung der Y- Achse fokussiert. Indem eine Potentialdifferenz (Ablenkspannung) zwischen die zwei Kammzahnteile 38c und 38d gelegt wird, werden die Elektrodenstrahlen 40 elektrostatisch in der Richtung der Y-Achse entsprechend der Potentialdifferenz abgelenkt.
Schließlich werden die Elektronenstrahlen 40 durch eine an die Metallhinterschicht des Bildschirms 29 angelegte Hochspannung (z. B. 10 kV) auf eine hohe Energie beschleunigt. Diese Elektronenstrahlen 40, die eine hohe Energie haben, treffen auf die Metallhinterschicht auf und emittieren dadurch Licht aus der Schicht 39 aus fluoreszentem Material.
Der Bildschirm 29 ist horizontal und vertikal in einer Matrixanordnung von mehreren bereichsmäßigen Bildschirmen 41 unterteilt. Jeder der bereichsmäßigen Bildschirme 41 wird durch Ablenken eines Elektronenstrahls, der von den anderen Elektronenstrahlen abgetrennt ist, abgetastet. Dadurch wird das ganze Bild an dem Bildschirm 29 angezeigt. R, G, und B-Videosignale entsprechend den jeweiligen Farbelementen werden durch die an die Steuerelektrode angelegte Spannung kontinuierlich gesteuert und dadurch wird ein Fernsehbild wiedergegeben.
Fig. 2 ist eine perspektivische Innenansicht, die die Bildanzeigevorrichtung einer zweiten Ausführungsform zeigt. Teile, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen, werden durch gleiche Bezugszeichen und Benennungen beschrieben, und die auf die erste Ausführungsform abgegebene Beschreibung kann ähnlich angewandt werden. Unterschiede zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform sind wie folgt. In der ersten Fokussierelektrode 25 und der zweiten Fokussierelektrode 26 sind jeweils rechtwinklige Löcher 45 und 46 in Matrixanordnungen ausgebildet. Die Position der Löcher 45 und 46 in einer X-Y-Ebene entsprechen den Löchern 33 der Elektronenstrahlextraktionselektrode 23 und den Löchern 34 der Steuerelektrode 24. Dabei ist das Loch 45 in der horizontalen Richtung (X-Achse) und das Loch 46 in der vertikalen Richtung (Y-Achse) länglich ausgedehnt. Elektrostatische-Linsen-Effekte an jeweiligen Mittelpositionen der Löcher 45 und 46 sind im wesentlichen gleich denjenigen der jeweiligen Öffnungen 35 und 36 in Figur 1.
In den oben genannten beiden Ausführungsformen waren alle Teile, die die Bildanzeigevorrichtung aufbauten, dünne plattenförmige oder scheibenförmige Teile. Die Tiefe (Z-Achsenrichtung) der Bildanzeigevorrichtung ist dabei als Ganzes verkürzt und somit wird ein flacher Bildschirm angeboten.
Figur 3a ist eine Schnittansicht entlang einer Ebene Y-Z in Figur 1, und Figur 3b ist eine Schnittansicht entlang einer Ebene X-Z in Figur 1. Teile, die denjenigen von Figur 1 entsprechen, werden durch die gleichen Bezugszeichen und Benennungen bezeichnet, und die auf die in Figur 1 abgegebene Beschreibung kann ähnlich angewandt werden.
Thermionen bzw. thermionische Elektronen, die eine anfängliche Geschwindigkeit entsprechend der Heizenergieen haben, werden von dem Bereich um die Linienkathode 22a richtungslos emittiert. Dadurch besteht nicht nur ein Fluß von Elektronenstrahlen 40a, sondern auch ein anderer Fluß von Elektronenstrahlen 40b. Das heißt, einige von der Linienkathode 22a emittierte Thermionen treten schief in das Loch 33 der Elektrodenstrahlextraktionselektrode 23 ein, wie durch den Elektrodenstrahl 40b gezeigt. Wenn die Spannung V2 der Elektrodenstrahlextraktionselektrode 23, die Spannung V3 der Steuerelektrode 24 und die Spannung V4 der ersten Fokussierelektrode 25 nahezu gleich zueinander eingestellt werden und die Spannung V5 der zweiten Fokussierelektrode 26 auf einen beträchtlich höheren Wert als die Spannungen V2, V3 und V4 gesetzt wird, wird ein Elektronenfeldzwischenraum in der Öffnung 35 (Figur 1) der Fokussierelektrode 25 ausgebildet. Da jedoch die Öffnung 35 schmal und in der Richtung der X-Achse lang ist, ist ein Elektrostatischer-Fokussier-Effekt nur in der Richtung der Y-Achse effektiv, und ein elektrisches Feld wird in der Richtung der X-Achse wenig geändert. Als ein Ergebnis werden in der X-Z-Ebene die Elektrodenstrahlen 40a und 40b in die Richtung der Z-Achse durch die Spannung der zweiten Fokussierelektrode 26 ohne eine Fokussierung beschleunigt, wodurch der Elektronenfluß beträchtlich festgelegt wird. Andererseits bewirken die Horizontalablenkelektroden 27a und 27b einen Elektrostatischen-Fokussier-Effekt nur in der Richtung der X-Achse, indem die Spannung V6 der Horizontalablenkelektroden 27a und 27b auf einen niedrigeren Wert als die Spannung V5 eingestellt wird, wodurch ein Strahlfleck von einem in horizontaler Richtung (das heißt auf einer X-Z- Ebene) minimalen Durchmessers d auf dem Bildschirm 29 gewonnen wird. Ein wünschenswerter kleiner Strahlfleck wird somit realisiert. Wenn die Spannungsdifferenz ΔV auf die Horizontalablenkelektroden 27a und 27b gegeben wird, das heißt, daß die Spannung von V6 und ΔV/2 an eine der Horizontalablenkelektroden 27a und 27b angelegt wird und die Spannung von V6 - ΔV/2 an die andere angelegt wird, wird der Elektronenstrahl 40a oder 40b horizontal abgelenkt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Elektrostatische-Fokussier-Effekt nahezu gleich demjenigen des Falls, wo keine Spannungsdifferenz vorhanden ist, ungeachtet der Spannungsdifferenz ΔV. Für eine Vertikalablenkung kann die oben abgegebene Beschreibung ähnlich angewandt werden.
Figur 4 ist eine Schnittansicht entlang einer X-Z- Ebene der konventionellen Bildanzeigevorrichtung aus Figur 6. Eine entlang einer Y-Z-Ebene genommene Schnittansicht ist ähnlich zu Figur 3(a). Da in Figur 4 eine elektrostatische Linse in dem Loch 13 der Fokussierelektrode 5 in der X-Z- Ebene aufgrund der Tatsache ausgebildet ist, daß Öffnungen der ersten Fokussierelektrode 5 kreisförmige Löcher 13 sind, wird ein schräger Elektronenstrahl 40b fokussiert, bevor die Wanderrichtung in die Richtung der Z-Achse festgelegt wird. Dementsprechend ist die Position eines Brennpunktes 41a des Elektronenstrahls 40a von einem Brennpunkt 41b des Elektronenstrahls 40b auf dem Bildschirm 9 entfernt. Dadurch wird ein Durchmesser D des Strahlflecks in der horizontalen (X-Z-) Ebene vergrößert und die Qualität des Bildes wird verschlechtert.
Demgegenüber ist im Vergleich mit der konventionellen Bildanzeigevorrichtung die Anordnung der Horizontalablenkelektronen 27a und 27b und der Vertikalablenkelektronen 28a und 28b der vorliegenden Erfindung umgekehrt. Das heißt, die Vertikalablenkelektroden 28a und 28b in der vorliegenden Erfindung sind in der letzten Stufe zum Durchlassen des Elektronenstrahls angeordnet. In der konventionellen Anordnung, in der die Vertikalablenkelektrode 6 vor der Horizontalablenkelektrode 7, wie in Figur 4 gezeigt, angeordnet ist, wird die Vertikalfokussierung der Elektronenstrahlen unscharf, da die nachfolgende Horizontalablenkelektrode 7 in unerwünschter Weise einen leichten Einfluß auf die Elektronenstrahlen in der vertikalen Richtung hat, was zu einer Abnahme der Empfindlichkeit der Ablenkung führt. Es ist möglich, einen solchen Einfluß durch Begrenzen des Ablenkwinkels zu verringern. Da jedoch eine Anzahl von Linienkathoden aufgrund von ökonomischen Gründen usw. beschränkt ist, ist das oben genannte Problem unvermeidbar gewesen. Andererseits ist die oben genannte Anordnung der vorliegenden Erfindung dahingehend vorteilhaft, den Elektronenstrahl in der vertikalen Richtung genau abzulenken und dadurch wird eine exzellente Empfindlichkeit der Ablenkung gewonnen.
Als nächstes werden die Herstellungs- und Anordnungsverfahren der Elektronen beschrieben. Um ein Bild zu gewinnen, das eine exzellente Gleichmäßigkeit hat, ohne bemerkbare Grenzlinien zwischen gleichmäßigen Bildschirmen 41 und 41 sind eine hochgenaue Bearbeitung und Anordnung für die jeweiligen Elektroden erforderlich. Da die Elektronen 23, 24, 25, 26, 27a, 27b, 28a und 28b alle aus einer dünnen leitfähigen Scheibe hergestellt sind, kann ein Ätzen angewandt werden, um die Löcher 33, 34, die Öffnungen 35 (45), 36 (46) und die kammförmige Anordnung der Ablenkelektroden 27a, 27b, 28a, 28b herzustellen. Dadurch kann eine hochpräzise Herstellung, wie z.B. in der Größenordnung von Mikrometern, realisiert werden.
Zum Beispiel wird das Herstellungsverfahren der Steuerelektrode 24, die mehrere leitfähige Scheiben aufweist, beschrieben. Als erstes wird die Steuerelektrode 24 aus einer Scheibe hergestellt, in der mehrere Streifen und die Streifen verbindende Kreuzteile durch Ätzen vorgesehen werden. Als zweites werden die jeweiligen Elektroden 23 bis 28a, 28b mit dazwischen gelegten Isolationsabstandhaltern fest laminiert bzw. schichtweise angeordnet. Schließlich werden die Kreuzteile durch Bestrahlen mit Laserstrahlen entfernt, um dadurch eine streifenförmige Steuerelektrode 24 herzustellen. Somit werden die jeweiligen Elektroden mit niedrigen Herstellungskosten präzise hergestellt und angeordnet.
Figur 5 ist eine Draufsicht, die eine leitfähige Scheibe 40 zeigt, bevor ein Paar von Vertikalablenkelektroden 28a und 28b hergestellt wird. Danach wird ein Beispiel eines tatsächlichen Herstellungsverfahrens der Vertikalablenkelektroden 28a und 28b beschrieben. Als erstes wird ein Stück einer leitfähigen Scheibe 50 durch Ätzen eines Musters in die in der Figur gezeigte Anordnung ausgebildet, wobei die Vertikalablenkelektrode 28a und die Vertikalablenkelektrode 28b miteinander über dünne Kreuzteile 51 verbunden werden. Als nächstes werden die jeweiligen Elektroden 23 bis 28a, 28b (Figur 1) schichtweise angeordnet und befestigt. Schließlich werden die Kreuzteile 51 durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl entfernt, wodurch ein Paar von kreuzförmigen Vertikalablenkelektroden 28a und 28b hergestellt werden, die voneinander isoliert sind. Gemäß dem oben genannten Herstellung- und Anordnungsverfahren werden die Fehler in der Parallelanordnung, Beabstandung und Flachheit in der Richtung der Z- Achse der Kammzahnteile 38c und 38d (Figur 1) minimiert, wodurch eine hochpräzise Herstellung und Anordnung verwirklicht wird. Für die Horizontalablenkelektroden 27a und 27b kann die oben abgegebene Beschreibung ähnlich angewandt werden.
Obwohl die Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform mit einem gewissen Grad der Spezialisierung beschrieben wurde, ist zu verstehen, daß die vorliegende Offenbarung der bevorzugten Ausführungsformen sich in den Details des Aufbaus geändert hat und die Kombination und Anordnung der Teile sich geändert haben kann, ohne von dem Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Eine Bildanzeigevorrichtung, die aufweist:

eine Vielzahl von Linienkathoden (22a-22d), die parallel miteinander verlaufen, um Elektronen auszusenden;

eine Elektronenstrahlextraktionselektrode (23) zum Extrahieren bzw. Ausziehen von Elektronenstrahlen aus den Linienkathoden;

eine Steuerelektrode (24) zum wahlweisen Steuern der Durchtrittsmenge von Elektronenstrahlen, die durch die Elektronenstrahlextraktionselektrode hindurchgetreten sind;

eine Fokussierelektrodeneinrichtung (25,26) zum elektrostatischen Fokussiereen von Elektronenstrahlen, die durch die Steuerelektrode hindurchgetreten sind;

eine Ablenkelektrodeneinrichtung (27a, 27b, 28a, 28b) zum Ablenken von Elektronenstrahlen, die durch die Fokussierelektrodeneinrichtung (25,26) hindurchgelangt sind, wobei die Ablenkelektrodeneinrichtung eine Horizontalablenkelektrode (27a,27b) zum elektrostatischen Ablenken von Elektronenstrahlen in einer verlängerten Richtung der Linienkathoden aufweist; und

eine Vertikalablenkelektrode (28a,28b) zum elektrostatischen Ablenken von Elektronenstrahlen in einer zu der verlängerten Richtung der Linienkathoden senkrechten Richtung; und

eine Anzeigeeinrichtung (29) zum Aussenden von Licht durch Empfangen von Elektronenstrahlen, die durch die Vertikalablenkelektrode hindurchgelangt sind;

wobei die oben genannten Komponenten in dieser Reihenfolge angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß in der Ablenkelektrodeneinrichtung (27a, 27b, 28a, 28b)

die Horizontalablenkelektrode (27a, 27b) angeordnet ist, um Elektronenstrahlen abzulenken, die durch die Fokussierelektrodeneinrichtung (25,26) gelangt sind, und

die Vertikalablenkelektrode (28a,28b) angeordnet ist, um Elektronenstrahlen abzulenken, die durch die Horizontalablenkelektrode (27a,27b) gelangt sind.

2. Eine Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierelektrodeneinrichtung eine leitfähige Platte oder Scheibe aufweist, wobei eine Vielzahl von länglichen Öffnungen (35,45), die sich in einer verlängerten Richtung der Linienkathoden erstrecken, ausgebildet ist.

3. Eine Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Fokussierelektrodeneinrichtung eine erste Fokussierelektrode (25) aufweist, die aus der leitenden Scheibe gebildet ist, in der die Vielzahl von Öffnungen (35,45) ausgebildet ist,

wobei die Öffnungen (35,45) längliche Öffnungen (35,45) sind, die sich in einer verlängerten Richtung der Linienkathoden (22a-22d) erstrecken, und

daß die Fokussierelektrodeneinrichtung eine zweite Fokussierelektrode (26) zum elektrostatischen Fokussieren von Elektronenstrahlen, die durch die erste Fokussierelektrode gelangt sind, in der verlängerten Richtung der Linienkathoden (22a-22d) aufweist.

4. Eine Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fokussierelektrode (26) aus einer leitenden Scheibe oder Platte hergestellt ist, wobei eine Vielzahl von länglichen Öffnungen (36,46) sich in einer zu der verlängerten Richtung der Linienkathoden senkrechten Richtung erstreckt.

5. Eine Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalablenkelektrode ein Paar von kammförmigen leitenden Scheiben (27a,27b) oder Platten aufweist, die in einer vertikalen Richtung auf der gleichen Ebene miteinander isoliert kammartig verschachtelt sind.

6. Eine Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalablenkelektrode ein Paar von kammförmigen leitenden Scheiben (28a,28b) aufweist, die miteinander in einer Horizontalrichtung auf der gleichen Ebene isoliert kammartig verschachtelt sind.