JPS59123145A - 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、複数の線状陰極の電子ビーム源から放出され
た電子ビームを偏向電極や制御電極などの電極で制御し
、スクリーンの螢光表示面に電子ビームを集束させた状
態で照射することにより発光させ、画像を表示する表示
装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 まず、ここで用いられる画像表示素子の基本的な一構成
例を第１図に示して説明する。

この表示素子は、後方から前方に向って順に、背面電極
１、電子ビーム源としての線陰極２、垂直集束電極３．
３′、垂直偏向型＋Ｉｉ４、電子ビーム流制御電極６、
水平集束電極６、水平偏向電極７、電子ビーム加速電離
８およびスクリーン板９が配置されて構成されており、
これらが扁平なガラスバルブ（図示せず）の真空になさ
れた内部に収納されている。電子ビーム源としての線陰
極２は水平方向に線状に分布する電子ビームを発生する
ように水平方向に張架されており、かかる線陰極２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。この実捲例で
は１５本設けられているものとする。２イ〜２ヨとする
。これらの線陰極２はたとえば１０〜２ｏμφ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、上方の線陰極２イか
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、後述の垂直集束電極３との間で電
位勾配を作り出し、前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
ビームの発生を抑止し、かつ、発生された電子ビームを
前方向だけに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付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１０を有する導電板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を通して取り出し、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、するいは、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孔の列
で実質的にスリットとして構成されていてもよい。

垂直集束電極３′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１２の上面と下面とに導電体１３．１３’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１３．１３’　　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１３．１３’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１６対の導電体対が構成され
、結局、スクリーン９上に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、制御電極６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本の制御型他用導電板１５１Ｌ〜１５ｎが設け
られている（図では１０本のみ示している）。この制御
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、制御電極６を３２０本設ければ水平１ライン分
当り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だめに、各絵素はＲ，Ｇ
、Ｂの３色の螢光体で表示することとし、各制御電極６
にはそのＲ，ｅ、Ｈの各映像信号が順次加えられる。ま
た、３２０本の制御電極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は制御電極６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
れぞれや絵率毎の電子ビームをそれぞれ水平方向に集束
して細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用電圧
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９上でＲ，Ｇ、Ｈ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
して設けられた複数個の導電板１９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９に衝突さ
せるように塀速する。

スクリー／９は電子ビームの照射によって発光される螢
光体２０がガラス板２１の裏面に塗布され、まだ、メタ
ルバンク層（図示せず）が付加されて構成されている。

螢光体２０は制御電極６０１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ＲｌＧ、Ｂの３色の螢光体が１対づつ設けられ
ており、垂直方向にストライブ状に塗布されている。第
１図中でスクリーン９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力向での区分を
示し、２点鎖線は複数本の制御電極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
仕切られプこ１つの区画には、第２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。

１つの区画の大きさは、だとえば、水平方向が１間、垂
直方向が１６ｍｍである。

なお、第１図においては、わかり易くするだめに水平方
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
描かれている点に注意されたい。

まだ、この実施例では１本の制御電極６すなわち１本の
電子ビームに対してＲ，（、、Ｈの螢光体２０が１絵素
分の１対のみ設けられているが、２絵素以上分の２対以
上設けられていてももちろんよく、その場合には制御電
極５には２つ以−にの絵素のだめのＲ，Ｇ、Ｂ映像信号
が順次加えられ、それと同期して水平偏向がなされる。

次に、この表示素子にテレビジョン映像を８　示する／
ζめの駆動回路の基本＋４’ｊ成を第３図に示して説明
する。最初に、電子ビームをスクリーン９に照射して螢
光体を発光させ、ラスターを発生さぜるための駆動部分
について説明する。

電源回路２２は表示素子の各電極に所定のバイアス電圧
（動作電圧）を印加するだめの回路で、背面電極１には
−ｖ１、垂直集束電極３，３′にはｖ３．■３′・　水
平集束電極６にはｖ６、加速電極８にはｖ８、スクリー
ン９にはｖ９の直流電圧を印加する。

次に、入力端子２３にはテレビジョン信号の複合映像信
号が加えられ、同期分離回路２４で垂直同期信号Ｖと水
平同期信号Ｈとが分離抽出される。

垂直駆動パルス発生回路２５は垂直帰線パルスによって
リセットされて水平パルスをカウントするカウンタ等に
よって構成され、垂直同期のうちの垂直帰線期間を除い
た有効垂直走査期間（ここでは２４ＯＨ分の期間とする
）に順次１６Ｈ期間ずつの長さの１５個の駆動パルス〔
４９口・・・・・・ヨ〕を発生する。この駆動パルス〔
１１口・旧・・ヨ〕は線陰極駆動回路２６に加えられ、
ここで反転されて、各パルス期間のみ低電位になされそ
れ以外の期間には約２０ボルトの高電位になきれ／こ線
陰極駆動パルス〔４７７口′・・・・・・ヨ′〕に変換
され、各線陰極２イ、２０．・・・・・・２ヨに加えら
れる。各線陰極２イ、・・・・２ヨはその駆動パルス〔
イ′〜ヨ′〕の高電位の間に電流が流されており、駆動
パルス〔イ′〜ヨ′〕の低電位期間にも電子を放出しつ
るように加熱状態が保持される。これにより、１５本の
線陰極２イ〜２ヨからはそれぞれに低電位の駆動パルス
〔イ′〜ヨ′〕が加えられた１６Ｈ期間にのみ電子が放
出される。高電位が加えられている期間には、背面電極
１と垂直集束電極３とに加えられているバイアス電圧に
よって定められだ線陰極２の位置における電位よりも線
陰極２イ〜２ヨに加えられている高電位の方がプラスに
なるために、線陰極２イ〜２ヨからは電子が放出されな
い。かくして、線陰極２においては、有効垂直走査期間
の間に、上方の線陰極２イから下方の線陰極２ヨに向っ
て順に１６Ｈ期間づつ電子が放出される。放１゜ 出された電子は背面電極１により前方の方へ押し出され
、垂直集束電極３のうち対向するスリット１０を通過し
、垂直方向に集束されて、平板状の電子ビームとなる。

次に、垂直偏向駆動回路２７は垂直駆動パルスｌイ〜ヨ
〕のそれぞれによってリセットされ水平同期信号をカウ
ントするカウンタと、そのカウント出力をＤ／Ａ変換す
る変換回路等とによって構成されており、各垂直駆動パ
ルス〔イ〜ヨ〕の１６Ｈ期間の間に１Ｈずつ１６段階に
変化する一対の垂直偏向信号ｖ、　ｖ／を発生する。垂
直偏向信号ＶとＶ′とはともに中心電圧がｖ４のもので
、Ｖは順次増加し、Ｖ′は順次減少してゆくように、互
いに逆方向に変化するようになされている。これら垂直
偏向信号ＶとＶ′はそれぞれ垂直偏向電極４の電極１３
と１３′に加えられ、その結果、それぞれの線陰極２イ
〜２ヨから発生された電子ビームは垂直方向に１６段階
に偏向され、先に述べたようにスクリーン９上では１つ
の電子ビームで１６ライン分のラスターを上から順に順
次１ライン分ずつ描くように偏向される。

以上の結果、１６の線陰極２イ〜２ヨの上方のものから
順に１６Ｈ時間ずつ電子ビームが放出され、かつ各電子
ビームは垂直方向の１５の区分内で上方から下方に順次
１ライン分ずつ偏向されることによって、スクリーン９
上では上端の第１ライン目から下端の第２４０ライン目
まで１ｌｌｉ￥次１ライン分ずつ電子ビームが垂直偏向
され、合計２４０ラインのラスターが描かれる。

このように垂直偏向された電子ビームは制御電極５と水
平集束電極６とによって水平方向に３２０の区分に分割
されて取り出される。第１図ではそのうちの１区分のも
のを示している。この電子ビームは各区分毎に、制御電
極５によって通過量が制御され、水平集束電極６によっ
て水平方向に集束されて１本の細い電子ビームとなり、
次に述べる水平偏向手段によって水平方向に３段階に偏
向されてスクリーン９上のＲ，Ｇ、Ｂの各螢光体２゜に
順次照射する。

すなわち、水平駆動パルス発生回路２８は３個縦続接続
された単安定マルチバイブレータ等で構成されていて、
水平同期信号によってトリガされて、１水平期間のうち
にパルス幅の等しい３つの水平駆動パルスｒ、ｇ、ｂを
発生する。ここでは、−例として、それぞれのパルス幅
を約１７μｓｅｃとして、有効水平走査期間である５０
μｓｅｃの間に３つのパルスｒ、ｇ、ｂが発生されるよ
うにしている。それらの水平駆動パルスｒ、ｇ、ｂは水
平偏向駆動回路２９に加えられる。この水平偏向駆動回
路２９は水平駆動パルスｒ９ｇ、ｂによってスイッチン
グされて３段階に変化する一対の水平偏向信号り、！：
ｈ′を発生する。水平偏向信号り。

ｈ′はともに中心電圧がｖ７のもので、ｈは順次増加し
、ｈ′は順次減少してゆくように、互いに逆方向に変化
する。これら水平偏向信号り、ｈ’はそれぞれ水平偏向
電極７の電極１８と１８′とに加えられる。その結果、
水平方向に区分された各電子ビームは各水平期間の間に
スクリーン９のＲ，Ｇ、Ｂの螢光体に順次１７μｓａｃ
ずつ照射されるように水平偏向される。ただし、第１図
の表示素子では、３ 水平偏向電極７においては１つの導電体１８又は１８′
が隣接する２つの区分の電子ビームの偏向のために用い
られていてそれらの隣接する電子ビームに対して互いに
逆方向への偏向作用を生じるようになされているため、
３２０区分の電子ビームは、奇数番目の区分のものがＲ
−）Ｇ→Ｂの順に偏向されるとすれば偶数番目の区分の
ものは逆にＢ→Ｇ→Ｒの順に偏向されるというように、
１区分おきに逆方向に偏向される。

かくして、各ラインのラスターにおいては水平方向の３
２０個の各区分毎に電子ビームがＲ，Ｇ。

Ｂの各螢光体２０に順次照射される。

そこで、各ラインの各水平区分毎に電子ビームをＲ，（
ｒ、Ｂの映像信号によって変調することにより、スクリ
ーン９上にカラーテレビジョン画像を表示することがで
きる。

次に、その電子ビームの変調制御部分について説明する
。

まず、テレビジョン信号入力端子２３に加えられた複合
映像信号は色復調回路３０に加えられ、４ ここで、Ｒ−ＹとＢ　−Ｙの色差信号が復調され、Ｇ−
Ｙの色差信号がマトリクス合成され、さらに、それらが
輝度信号Ｙと合成されて、Ｒ，Ｇ、Ｂの各原色信号（以
下、Ｒ，Ｇ、Ｂ映像信号という）が出力される。それら
のＲ，Ｇ、Ｂ各映像信号は３２０組のサンプルホールド
回路組３１ａ〜３１ｎに加えられる。各サンプルホール
ド回路組３１２Ｌ〜３１ｎはそれぞれＲ用、Ｇ用、Ｂ用
の３個のサンプルホールド回路を有している。それらの
サンプルホールド回路組３１ａ〜３１ｎのサンプルホー
ルド出力は各々保持用のメモリ組３２１Ｌ〜３２ｎに加
えられる。

一方、サンプリング用基準クロック発振器３３はＰＬＬ
（フェーズロックドループ）回路等により構成されてお
り、この実施例では約６．４　ＭＨｚの基準クロックを
発生する。その基準クロックは水平同期信号Ｈに対して
常に一定の位相を有するように制御されている。この基
準クロックはサンプリングパルス発生回路３４に加えら
れ、ここでシフトレジスタによりクロック１周期ずつ遅
延さ１６ れる等の結果、水平同期（６３，５μｓｅｃ　）のうち
の有効水平走査期間（約５０μ５ｅｃ）の間に３２０個
のサンプリングパルス１−ｎが順次発生され、その後に
１個の転送パルスが発生される。このサンプリングパル
スａ−ｎは表示すべき映像の１ラインを水平方向に３２
０の絵素に分割したときのそれぞれの絵素に対応し、そ
の位置は水平同期信号Ｈに対して常に一定になるように
制御される。

この３２０個のサンプリングパルスａ　−ｎがそれぞれ
上記の３２０組のサンプルホールド回路組３１ａ〜３１
ｎに加えられ、これによって各サンプルホールド回路組
３１ａ〜３２ｎには１ラインを３２０個の絵素に区分し
たときのそれぞれの絵素のＲ，ＪＢの各映像信号が個別
にサンプリングされ、ホールドされる。そのサンプルホ
ールドされた３２０組のＲ，Ｇ、Ｂ映像信号ば１ライン
分のサンプルホールド終了後に３２０組のメモリ３２ａ
〜３２ｎに転送パルスｔに」：つて−斉に転送され、こ
こで次の１水平走査期間の間保持される。

メモＩＪ　３２　ａ〜３２ｎに保持された１ライン分の
ＪＧ、Ｂ映像信号はそれぞれ３２０個のスイッチング回
路３５ａ〜３５ｎに加えられる。スイッチング回路３５
ａ〜３５ｎはそれぞれがＲ，Ｇ。

Ｂの個別入力端子とそれらを順次切換えて出力する共通
出力端子とを有するもので、各スイッチング回路３５ａ
〜３５ｎの出力は電子ビームを変調するだめの制御信号
として表示素子の制御電極５の３２０本の導電板１５ａ
〜１５ｎにそれぞれ個別に加えられる。各スイッチング
回路３５ａ〜３５ｎはスイッチングパルス発生回路３６
から加えられるスイッチングパルスによって同時に切換
制御される。スイッチングパルス発生回路３６は先述の
水平駆動パルス発生回路２８からのパルスｒ＋　Ｅ　＋
ｂによって制御されており、各水平期間の有効水平走査
期間約５ｏμｓｅｃを３分割して約１７μｓｅａずつス
イッチング回路３５１Ｌ〜３６ｎを切換え、Ｒ，Ｇ、Ｈ
の各映像信号を時分割して交互に順次出力し、制御電離
１５ａ〜１５ｎに供給するように切換信号ｒ、ｇ、ｂを
発生する。ただし、スイ７ ッチング回路３５ａ〜３５ｎにおいて、奇数番目のスイ
ッチング回路３５ａ　、３５ｃ・・・・・・はＲ→Ｇ→
Ｂの順序で切換えられ、偶数番目のスイッチング回路３
５　ｂ　、’３５　ｄ　・＝−３５ｎは逆にＢ　−＋　
Ｇ　−＋Ｈの順序で切換えられるようになされている。

ここで注意すべきことは、スイッチング回路３５ａ〜３
５ｎにおけるＲ、Ｇ、Ｈの映像信号の供給切換えと、水
平偏向駆動回路２９による電子ビームのＲ，（ｒ、Ｂの
螢光体への照射切換え水平偏向とが、タイミングにおい
ても順序においても完全に一致するように同期制御され
ていることである。これにより、電子ビームがＲ螢光体
に照射されているときにはその電子ビームの照射量がＲ
映像信号によって制御きれ、（、、Ｂについても同様に
制御されて、各絵素のＲ，Ｇ、Ｂ合併光体の発光がその
絵素のＲ，ＪＢ映像信号によってそれぞれ制御されるこ
とになり、各絵素が入力の映像信号に従って発光表示さ
れるのである。かかる制御が１ライン分の３２０個の絵
素について同時に行われて１ラインの映像が表示され、
さらに１８　　　。

２４０分のラインについて上方のラインから順次行われ
て、スクリーン９上に１つの映像が表示されることにな
る。

そして、以上の如き諸動作が入力テレビジョン信号の１
フイールド毎にくり返され、その結果、通常のテレビジ
ョン受像機と同様にスクリーン９上に動画のテレビジョ
ン映像が映出される。

以上のようにして、この表示装置においてはテレビジョ
ン映像が映出される。

なお、以上の説明における水平方向および垂直方向なる
用語は、映像を映出する際にライン単位の表示がなされ
る方向が水平方向であって、そのラインが積み重ねられ
てゆく方向が垂直方向であるという、α味で用いられて
赴り、現実の画面における上下方向および左右方向と直
接関係するものではない。

以上の」：うにして、この表示装置においては画像が表
示されるが、架線された５線陰隋２は機械的振動を生じ
やすく、線防極の振動は電子ビームの放出量の振動とな
り、さらに上記振動と垂直偏向１９　　　。

駆動パルス１３　、１３’及び線陰極駆動パルス〔イ′
〜ヨ′〕とのビートがスクリーン９上で画像の輝度振動
として現われるだめ、画質をいちじるしく劣化させる。

まだ、複数本の線陰極の各々の電子ビーム放出能力が、
各々の線陰極に活性化のバラツキ及び組み立て精度のバ
ラツキが存在するため、均一にならないことが多く、上
記電子ビーム放出能力の不均一は、各々の線陰極がうけ
もつ画像の各部分の輝度ムラを発生し、画質の劣化につ
々がる。

発明の目的 そこで本発明はかかる従来の欠点を解消して、線陰極の
機械的振動やビーム発生能力の不均一による輝度ムラを
少なくシ、良質な画像を映出することのできる画像表示
装置を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明においては、線陰極の周囲あるいは前後の電極に
印加する電位を等しくするか電位差を極力小さくするこ
とにより、線陰極の振動あるいは各線陰極相互の電子ビ
ーム放出能力の不均一によるビーム放出量のムラを少な
くして画質の劣化を招きにくくする。

実施例の説明 以下、本発明の一実癩例につき図面を参照して詳細に説
明する。本装置においては、第４図に示すように線陰極
２０前後に背面電極１と電子ビーム取出電極３人を設け
る。電極３Ａには電子ビーム引き出し窓１０Ａを設けて
いる。これら背面電極１と電子ビーム取出電極３人とに
は共に電子ビーム放出時の線陰極２イ〜２ヨの電位とほ
ぼ等しい電位の電圧を印加する。

線陰極２イ〜２ヨから放出された電子ビームは電極１０
Ａの電子ビーム引き出し窓３人を通りこの電極３Ａより
も小さな窓１０Ｂをもち、電極３人より高い電位の電圧
を印加した電極３Ｂによって加速される。

以」二の構成においては、線陰極２イ〜２ヨの周囲に大
きな電位勾配をもたないので、線陰倹２イ〜２ヨの機械
的振動による位置変位、あるいは組立２１　・ て段階に生じる各線陰極２イ〜２ヨの位置の不均一があ
っても、電子ビームの放出量に大きな影響を及ぼきなく
なるため、線陰極２イ〜２ヨの機械的振動あるいは各線
陰極２イ〜２ヨの位置の不均一がスクリーン上での画面
の輝度に影響を及ぼしにくくなり、輝度むらを防止して
画質の向上を図ることができる。さらに、電極３Ａ、電
極３Ｂが電子ビームを吸収しないので、電子ビームの利
用率が向上する。この際、電極３Ｂは電子ビーム流制御
電極を兼ねてもよい。

発明の効果 このように、本発明によれば、線陰極の周囲を線陰極の
ビーム放出時の電位とほぼ同電位をもつ電極で取シ囲む
ようにしたことにより、線陰極の機械的振動や各線陰極
のビーム発生能力の不均一があっても電子ビームの放出
量を常に一定にすることができ、各線陰極に対応する各
画面区分間の輝度むらをなくして画質の向上を図ること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像表示装置に用いられる一例の画像
表示素子の基本構成を示す分解斜視図、第２図はそのス
クリーンの拡大図、第３図は同装置の駆動回路の基本構
成を示すブロック図、第４図は本発明の一実施例におけ
る画像表示装置に用いられる画像表示素子の要部の分解
斜視図である。 ２・・・・・・電子ビーム源としての線陰極、３、３′
・・・・・・垂直集束電極、４・・・・・・垂直偏向電
極、５・・・・・・電子ビーム流制御電極、６・・・・
・・水平集束電極、７・・・・・・水平偏向電極、８・
・・・・・電子ビーム加速電極、９・・・・・・スクリ
ーン、２０・・・・・・螢光体、３Ａ・・・・・・電子
ビーム取出電極、３Ｂ・・・・・・加速電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名特開
昭５９−１２３１４５（８） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の線陰極からなる電子ビーム発生源と、上記電子ビ
   ームが照射されることにより発光する螢光体を有するス
   クリーンと、上記電子ビーム発生源で発生された電子ビ
   ームを集束する集束電極と、上記電子ビームを上記スク
   リーンに至るまでの間で偏向する静電形の偏向電極と、
   上記電子ビームを上記スクリーンに照射する量を制御し
   て発光強度を制御する制御電極とを備えるとともに、上
   記線陰極の周囲を等電位に外した電極で取り囲むように
   したことを特徴とする画像表示装置。