DE69323485T2

DE69323485T2 - Bildwiedergabeanordnung

Info

Publication number: DE69323485T2
Application number: DE69323485T
Authority: DE
Inventors: Hidenobu Mitsubishi Denki Seisan Gijutsu Amagasaki-Shi Hyogo 661 Murakami; Masato Mitsubishi Denki Kk Zariyodevice Amagasaki-Shi Hyogo 661 Saito; Kouichi Mitsubishi Denki Seisan Gijutsu Amagasaki-Shi Hyogo 661 Sakurai; Tetsuya Mitsubishi Denki Kk Zairy Amagasaki-Shi Hyogo 661 Shiroishi; Ryo Mitsubishi Denki Kk Zariyo Device Amagasaki-Shi Hyogo 661 Suzuki; Yoshio Mitsubishi Denki Seisan Gijutsu Amagasaki-Shi Hyogo 661 Yamane
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: EP0630037A1; EP0630037A4; WO1994011896A1; CA2127442C; KR100221109B1; KR940704050A; US5604394A; EP0630037B1; DE69323485D1; CA2127442A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildanzeigegerät flacher Bauart. Insbesondere bezieht sie sich auf ein verbessertes Bildanzeigegerät mit geringerer Leuchtdichtenungleichmäßigkeit.

STAND DER TECHNIK

Fig. 16 und Fig. 17 zeigen eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines herkömmlichen Bildanzeigegeräts flacher Bauart, wie es z. B. in der JP-A-226949/1991 und der JP-A-184239/1988 offenbart ist, beziehungsweise eine vergrößerte, teilweise ausgebrochene Ansicht eines Hauptteils eines anderen Beispiels. In Fig. 16 und Fig. 17 bezeichnet die Bezugszahl 1 fadenförmige Glühkathoden, von denen jede mit einem Träger verbunden ist und bei Stromführung Elektronen emittiert, und bezeichnet die Bezugszahl 3 perforierte Deckelektroden, die jeweils eine der fadenförmigen Glühkathoden 1 bedecken und die jeweils im Querschnitt elliptisch geformt sind. Jede Deckelektrode 3 weist kleine Öffnungen auf, die Elektronen durch sie hindurchgehen lassen und dazu dienen, Elektronen aus der entsprechenden fadenförmigen Glühkathode 1 herauszuführen, wenn an sie ein geeignetes Potential angelegt ist. Eine Elektronenemissionsquelle 40 umfaßt die fadenförmigen Glühkathoden 1, perforierte Deckelektroden 3 und rückseitige Elektroden 42, die die parallel angeordneten Deckelektroden 3 fixieren und jeweils ein Potential einnehmen, das zu dem der entspre chenden Deckelektrode 3 gleich ist. Die Bezugszahl 8 bezeichnet ein Frontglas, das auf seiner Innenseite in einer punkt- oder streifenförmigen Weise mit drei Arten von (nicht gezeigten) Leuchtelementen und mit einem (nicht gezeigten) diese Leuchtelemente bedeckenden Aluminiumfilm zur elektrischen Leitung beschichtet ist, wobei die Leuchtelemente dazu angepaßt sind, durch von der Elektronenemissionsquelle 40 emittierte Elektronen angeregt zu werden, um in jeweiligen Farben, d. h. rot, grün und blau, Licht zu emittieren.
Bei einem derartigen Aufbau verursacht das Anlegen einer Spannung von etwa 5 bis etwa 30 kV an den Aluminiumfilm des Frontglases 8, daß Elektronen beschleunigt werden und dadurch die (nicht gezeigten) Leuchtelemente zur Lichtemission angeregt werden. Die Bezugszahl 4 bezeichnet eine Steuerelektrode zur Gewährung oder Sperrung des Durchgangs der jeweils durch die Deckelektrode 3 herausgeführten Elektronen zu dem Frontglas 8 hin, wobei die Steuerelektrode zwischen dem Frontglas 8 und den fadenförmigen Glühkathoden 1 gelegen ist. Die Bezugszahl 10 bezeichnet eine Fokussierelektrode, an die eine vorbestimmte Spannung anzulegen ist, um zu veranlassen, daß ein durch eine Elektronendurchgangsöffnung 4a der Steuerelektrode 4 hindurchgegangener Elektronenstrahl durch eine Elektronendurchgangsöffnung 10a hindurchgeht und auf den entsprechenden Punkt des Leuchtelements fokussiert wird. Die Steuerelektrode 4 umfaßt ein an der Oberfläche isolierendes Substrat 5 mit Elektronendurchgangsöffnungen 4a, die auf dem Frontglas 8 ausgebildeten Bildelementen entsprechen, wie beispielsweise ein an der Oberfläche isolierendes Substrat 5, das durch Beschichten eines durch Ätzung perforierten Metallsubstrats mit einem isolierenden Film ausgebildet wurde, eine erste Steuerelektrodengruppe 6A mit Metallelektroden 6 in Form eines Streifenmusters, die Elektronendurchgangsöffnungen aufweisen und auf der Unterseite des an der Oberfläche isolierenden Substrats 5 beziehungsweise auf der Seite der Elektronenemissionsquelle 40 angeordnet sind, wobei sie jeweiligen Bildelementspalten entsprechen, und eine der erstgenannten Gruppe ähnliche zweite Steuerelektrodengruppe 7A mit Metallelektroden 7 in Form eines Streifenmusters, die Elektronendurchgangsöffnungen aufweisen und auf der Oberseite des an der Oberfläche isolierenden Substrats 5 angeordnet sind, wobei sie jeweiligen Bildelementreihen entsprechen. Jede Metallelektrode der ersten und zweiten Steuerelektrodengruppe 6A und 7A besteht beispielsweise aus einem Nickelfilm. Die erste und zweite Steuerelektrodengruppe 6A und 7A sind voneinander durch einen innerhalb jeder Elektronendurchgangsöffnung vorliegenden nickelfreien Abschnitt isoliert, auch wenn Nickel von beiden Seiten dort hineinreicht. Die erste Steuerelektrodengruppe 6A umfaßt zudem Isolationsvertiefungen 44 beziehungsweise nickelfreie isolierende Vertiefungen, die sich zwischen angrenzenden Elektronendurchgangsöffnungen 4a in die zu der fadenförmigen Glühkathode 1 senkrechte Richtung erstrecken. Die zweite Steuerelektrodengruppe 7A umfaßt entsprechend Isolationsvertiefungen 45, die sich in die Richtung erstrecken, die zu den Isolationsvertiefungen 44 der ersten Steuerelektrodengruppe 6A senkrecht ist. Diese sind innerhalb eines abgedichteten Gehäuses in Form eines Flachbetts angeordnet, dessen Inneres auf Vakuum gehalten wird. Jede der Elektroden ist üblicherweise auf flache Art mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Klemmhalteelements angeordnet und durch einen auf einer Lateralfläche des abgedichteten Gehäuses befindlichen Dichtungsabschnitt hindurch elektrisch nach außen verbunden.
Fig. 18 und Fig. 19 stellen ein weiteres herkömmliches Bildanzeigegerät flacher Bauart dar. Fig. 19(a) ist eine Perspektivansicht der in Fig. 18 gezeigten Anordnung von Steuerelektroden 4, und Fig. 19(b) ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts davon. In Fig. 18 und Fig. 19 wurden zur Bezeichnung der Teile, die denen in Fig. 16 und Fig. 17 entsprechen, dieselben Bezugszahlen verwendet, wobei die Beschreibung derartiger Teile weggelassen wurde. Dieses Beispiel weist ein wie eine Kurve geformtes Frontglas 8 auf und ist so aufgebaut, daß es eine (nachstehend zu erläuternde) Spannungsrelaxation erlaubt und das gesamte Gerät leichter macht. Des weiteren weist dieses Beispiel eine erste Steuerelektrodengruppe 6A und eine zweite Steuerelektrodengruppe 7A auf, die anstelle des in Elektronendurchgangsöffnungen des isolierenden Substrats 5 hineinreichenden Metallfilms jeweils streifenförmige Metallelektroden 6 und streifenförmige Metallelektroden 7 umfassen. Diese Elektroden 6 und 7 sind mit dem isolierenden Substrat 5 auf eine derartige Weise verbunden, daß ihre Elektronendurchgangsöffnungen mit den entsprechenden Elektronendurchgangsöffnungen des isolierenden Substrats 5 zusammenfallen, wodurch die Elektronendurchgangsöffnungen 4a der Steuerelektroden 4 definiert werden.
Es folgt eine Beschreibung der Betriebsweise:
Von der fadenförmigen Glühkathode 1 emittierte Thermoelektronen werden durch ein an die perforierte Deckelektrode 3 angelegtes positives Potential von etwa 5 bis etwa 40 V herausgeführt, wobei das positive Potential mit dem Durchschnittspotential der fadenförmigen Glühkathode 1 in Bezug steht, die als Referenzpotential genommen wird (nachstehend wird für dieses Durchschnittspotential 0 V angenommen). Indem des weiteren bezogen auf das Potential einer fadenförmigen Glühkathode 1 ein positives Potential von etwa 20 V bis etwa 100 V an eine der Elektroden der ersten Steuerelektrodengruppe 6A angelegt wird, die in der zu der fadenförmigen Glühkathode 1 senkrechten Richtung angeordnete Metallelektroden 6 umfaßt, werden die Thermoelektronen zu dieser Elektrode hingezogen und erreichen die Steuerelektrode 4. Dieses Gerät ist derart konstruiert, daß dadurch, daß die elliptische Form der perforierten Deckelektrode 3, die Position der ersten Steuerelektrodengruppe 6A und die an jede Metallelektrode 6 anzulegende Spannung angepaßt sind, die Dichte eines Elektronenstrahls auf der Oberfläche einer beliebigen Metallelektrode der ersten Steuerelektrodengruppe 6A im wesentlichen gleichförmig ist.
Es ist anzumerken, daß obgleich die Betriebsweise dieser Steuerelektrode 4 nicht in der JP-A-184239/1988 beschrieben ist, diese ähnlich wie die Betriebsweise von typischen Anzeigen der Matrixbauart ist, wie sie z. B. in der JP-A-172642/1987, JP-A-126688/1989 und JP-A- 226949/1991 offenbart sind.
Falls nur eine der Metallelektroden 6 der ersten Steuerelektrodengruppe 6A ein positives Potential (Einschaltzustand) einnimmt, während die anderen 0 V oder ein negatives Potential (Ausschaltzustand) einnehmen, werden die von der fadenförmigen Glühkathode 1 emittierten Elektronen nur von der auf positivem Potential liegenden Steuerelektrode 6 angezogen und treten in jede Elektronendurchgangsöffnung 4a dieser Steuerelektrode 6 ein. Allerdings gehen nicht alle in die Öffnung eintretenden Elektronen durch diese zu dem Frontglas 8 hin hindurch. Wenn die zweite Steuerelektrodengruppe 7A auf 0 V oder ein negatives Potential gesetzt ist, wird von der zweiten Steuerelektrodengruppe 7A ein negativer Potentialbereich erzeugt, so daß die Elektronen innerhalb der Elektronendurchgangsöffnung 4a aufgehalten werden.
Folglich werden Elektronen nur durch die Elektronendurchgangsöffnung 4a hindurchgelassen, die sich an dem Schnittpunkt der auf ein positives Potential gesetzten Metallelektrode der ersten Steuerelektrodengruppe 6A und der auf ein positives Potential (z. B. 40 V bis 100 V) gesetzten Metallelektrode der zweiten Steuerelektroden gruppe 7A befindet. Die durch die Öffnung 4a hindurchgegangenen Elektronen bewirken, daß das mit der Öffnung 4a zusammenfallend positionierte Leuchtelement Licht emittiert. Daher kann eine gewünschte Bildelementanzeige erreicht werden, indem das Anlegen von Spannung an Metallelektroden 6 und 7 so gesteuert wird, daß deren Schnittpunkt entsprechend einer gewünschten Position gelegen ist.
Die Leuchtdichte jedes Bildelements wird durch Einstellen der Einschaltdauer jeder Elektrode der zweiten Steuerelektrodengruppe 7A gesteuert.
In diesem Fall muß der durch die Elektronendurchgangsöffnung 4a hindurchgehende Elektronenstrahl 2 (siehe Fig. 18) innerhalb eines der Öffnung 4a entsprechenden Leuchtpunkts fokussiert werden. Falls der durch die Elektronendurchgangsöffnung 4a hindurchgehende und auf dem Punkt eines Leuchtelements auftreffende Elektronenstrahl 2 auch auf einem anderen Punkt auftrifft, tritt in dem sich ergebenden Bild ein Farbsaum auf oder ergibt sich eine unscharfe Bildkontur. Deshalb ist die Fokussierelektrode 10 vorgesehen, um durch Anlegen einer geeigneten Spannung an die Fokussierelektrode den Weg des Elektronenstrahls so zu steuern, daß der Elektronenstrahl innerhalb eines gewünschten Punkts eines Leuchtelements auftrifft.
Ein Elektronenstrahlen nutzendes Bildanzeigegerät flacher Bauart muß Elektronendurchquerungsbereiche aufweisen, die ausnahmslos unter Vakuum gehalten werden, und erfordert daher ein abgedichtetes Vakuumgehäuse. Wenn ein Bildanzeigegerät als praxisgerechter Verkaufsartikel, wie beispielsweise ein Fernsehgerät für den Hausgebrauch, verkauft wird, sollte das Vakuumgehäuse so leicht und dünn (bzw. die Länge in der zu dem Schirm senkrechten Richtung so kurz) wie möglich gestaltet sein.
Sofern die obengenannten konventionellen Bildanzeigegeräte flacher Bauart eine Schirmgröße von nur etwa 40,64 cm (16 Inch) aufweisen, muß die Glasdicke des abgedichteten Gehäuses nicht so dick gestaltet sein. Sofern die Schirmgröße jedoch 50,8 cm (20 Inch) oder mehr beträgt, darf die Glasdicke nicht kleiner als etwa 20 mm sein, um dem Gehäuse eine ausreichende Festigkeit gegenüber dem Vakuum zu verleihen. Das führt zu der Schwierigkeit, Anzeigegeräte dieser Bauart leichter zu machen.
Die wirksamste Vorgehensweise, das Vakuumgehäuse leichter zu machen, ist es, das Gehäuse zu einer Kugel zu formen, die eine möglichst kleine Spannungskonzentration gewährleistet. Dies steht jedoch der obengenannten Forderung nach einem dünneren Gehäuse entgegen. Unter der Annahme, daß das Vakuumgehäuse eines Anzeigegeräts flacher Bauart ein wie in Fig. 20A im Querschnitt gezeigtes kastenförmiges Vakuumgehäuse 11 zur Aufnahme einer Bildanzeigeeinheit 11a ist, tritt eine durch den Druckunterschied zwischen der Innen- und Außenseite des Vakuumgehäuses 11 hervorgerufene Spannungskonzentration an den durch Pfeile gekennzeichneten Eckabschnitten und Zentralabschnitten des Schirms auf. Falls an den Eckabschnitten oder vergleichbaren Abschnitten ein Verstärkungsbauteil zu dem Gehäuse hinzugefügt wird, nimmt das Gewicht des Gehäuses deutlich zu. Daher läßt sich das Ziel, das Gehäuse 11 leicht und dünn zu gestalten, am leichtesten mit dem in Fig. 20(b) gezeigten Vakuumgehäuse 11 in Form eines Ovals im Querschnitt verwirklichen.
Das bei einem Fernsehgerät zu verwendende Leuchtmittel wird typischerweise direkt auf die Innenfläche des einen Teil des Vakuumgehäuses bildenden Frontglases als Schicht aufgebracht. Das liegt daran, daß das Vorhandensein einer weiteren Glasplatte oder dergleichen zwischen dem Frontglas und dem Leuchtelement eine Lichtreduzierung und daher eine Abnahme der Leuchtdichte des Anzeigeschirms hervorrufen würde, daß der Schirm, auch wenn der Zwischenraum zwischen dem Frontglas und der mit dem Leuchtelement beschichteten Glasplatte evakuiert ist, ein unklares Bild ergeben würde, daß die Herstellungskosten gering sind, und aus anderen Gründen.
Daraus geht hervor, daß das Frontglas des Vakuumgehäuses mit einer wie in Fig. 18 gezeigten Krümmung geformt sein muß, damit es leichter und weniger dick ist, und daß das Leuchtelement wünschenswerterweise auf der Innenseite des Frontglases als Schicht aufgebracht ist.
Da bei dem in Fig. 18 gezeigten Aufbau jedoch die Steuerelektrode 4 und die Fokussierelektrode 10 flach sind, obwohl das Frontglas gekrümmt ist, besteht bezüglich des Abstands von der Steuerelektrode 4 oder der Fokussierelektrode 10 zu dem mit dem Leuchtelement beschichteten Frontglas zwischen einem Endabschnitt und einem Zentralabschnitt des Schirms eine Differenz.
Wie vorstehend erläutert wurde, ist an die Fokussierelektrode 10 eine gewünschte Spannung angelegt, um den Elektronenstrahl 2 innerhalb eines gewünschten Punkts eines Leuchtelements zu fokussieren. Doch wie in der vergrößerten Schnittansicht von Fig. 21 gezeigt ist, in der es nur eine Fokussierelektrode 10 gibt und die anlegbare Spannung festgesetzt ist, wird der Strahldurchmesser nur an einem Punkt P&sub1; minimal (unmittelbar dort fokussiert). Wenn der Abstand Daf zwischen der Fokussierelektrode 10 und dem Frontglas 8, das auf seiner Innenseite mit dem als Anode dienenden Aluminiumfilm versehen ist, ungleichmäßig ist, ist es nicht möglich, den Elektronenstrahl 2 zu veranlassen, auf der gesamten Oberfläche des Frontglases 8 einen minimalen Strahldurchmesser einzunehmen. Anders ausgedrückt ist der Strahldurchmesser des Elektronenstrahls 2 auf dem Frontglas an verschiedenen Stellen auf dem Schirm des Frontglases 8 nicht festgesetzt und ist der Elektronenstrahl 2, wie in Fig. 18 gezeigt ist, an dem Punkt P&sub2; "verschwommen".
Wenn der Elektronenstrahl 2 "verschwommen" ist und der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls 2a zum Beispiel, wie in Fig. 22 gezeigt ist, die Größe eines Bildelements überschreitet, wird auch schwarze Matrix 12 von dem Elektronenstrahl 2a beleuchtet, so daß die Stärke des auf das Leuchtelement 9 aufzubringenden Strahls und damit die Leuchtstärke des entsprechenden Bildelements abnimmt. Bei Betrachtung des Gesamtschirms tritt daher eine Leuchtstärkenungleichmäßigkeit auf. Falls der Elektronenstrahl 2 stattdessen einen Elektronenstrahl 2a darstellt, der einen derartigen Strahldurchmesser aufweist, daß sich der Strahl über den dazwischenliegenden Zwischenraum von dem betroffenen Bildelement zu benachbarten Bildelementen erstreckt, werden außer dem gewünschten auch die anderen Bildelemente zur Lichtemission veranlaßt, so daß Effekte wie ein Farbsaum und eine unscharfe Kontur des sich ergebenden Bilds auftreten.
Wenn in einem Abschnitt des Schirms der Punkt P&sub2; auftritt, an dem der Elektronenstrahl 2 "verschwommen" ist, treten an dem Punkt P&sub2; eine Leuchtdichtenungleichmäßigkeit, ein Farbsaum oder dergleichen auf. Dies stellt bei einem Verkaufsartikel, der einen Anzeigeschirm aufweist, einen fatalen Fehler dar.
Zur Lösung eines derartigen Problems ist beispielsweise in der JP-A-19947/1992 ein Aufbau offenbart, bei dem die Wand eines abgedichteten Vakuumgehäuses auf der Seite einer Lichtemissionseinrichtung, die Lichtemissionseinrichtung (mit Leuchtmittel beschichtete Oberfläche), eine Elektronenstrahl-Steuerelektrode und eine Elektronenstrahl-Herausführungselektrode so gekrümmt sind, daß sie jeweils im wesentlichen zueinander gleiche Krümmungen aufweisen, während zusätzlich eine Korrektureinrichtung bereitgestellt ist, um die Menge des auf die Elektronenstrahl-Herausführungselektrode fallenden Elektronenstrahls in Horizontalrichtung gleichförmig zu gestalten; oder ein Aufbau, bei dem die Wand des abgedichteten Vakuumgehäuses auf der Seite einer Lichtemissionseinrichtung, eine fadenförmige Glühkathode, die Elektronenstrahl-Herausführungselektrode, eine Elektronenstrahl-Steuerelektrode und die Lichtemissionseinrichtung so in Form von gekrümmten Linien oder gekrümmten Oberflächen geformt sind, daß sie jeweils im wesentlichen zueinander gleiche Krümmungen aufweisen. Bei diesem Aufbau kann die Elektronenstrahl-Herausführungselektrode jedoch nicht auf eine Elektrode (perforierte Deckelektrode) angewandt werden, die im Querschnitt elliptisch geformt und zur Abdeckung jeder fadenförmigen Glühkathode angepaßt ist, da die Elektronenstrahl- Herausführungselektrode in Form einer einzelnen Platte vorliegt und für sämtliche fadenförmige Glühkathoden eine gemeinsame Elektrode darstellt, um bei ihr eine trotz der Krümmung auftretende erhebliche Verformung zu verhindern. Im einzelnen muß jede perforierte Deckelektrode eine Krümmung, die zur Ausbildung eines elliptischen Abschnitts klein genug ist, und außerdem eine weitere Krümmung aufweisen, die mit der gekrümmten Oberfläche des Frontglases zusammenpaßt. Darüber hinaus ist die perforierte Deckelektrode sehr nah an der fadenförmigen Glühkathode gelegen und wird deshalb dadurch auf erhöhte Temperaturen erhitzt, was zu starken thermischen Verformungen führt. Daher können insofern Probleme auftreten, als die Leuchtdichtenverteilung auf dem Anzeigeschirm extrem verschlechtert sein kann, das Auftreten eines Isolationsfehlers zwischen der perforierten Deckelektrode und der Kathode wahrscheinlich ist, die Lebensdauer der Kathode verkürzt ist, und dergleichen.

OFFENBARUNGSINHALT DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein höchst zuverlässiges Bildanzeigegerät flacher Bauart bereitzustellen, das durch die Verwendung eines abgedichteten Vakuumgehäuses mit einer gekrümmten Oberfläche leichter und dünner wird und das frei von einer Leuchtdichtenungleichmäßigkeit über den gesamten Schirm hinweg ein klares Bild anzeigen kann und mit geringeren Kosten herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Bildanzeigegerät flacher Bauart gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Im einzelnen läßt sich die Einrichtung zur Korrektur des Strahldurchmessers des Elektronenstrahls auf dem Leuchtelement verwirklichen durch: Unterteilen der Fokussierelektrode in eine Vielzahl von Elektroden und Anlegen verschiedener Spannungen an die jeweiligen Elektroden; Einstellen des Verhältnisses des Abstands zwischen der Fokussierelektrode und der Steuerelektrode und zu dem Abstand zwischen der Fokussierelektrode und dem Leuchtelement, so daß es über den gesamten Anzeigeschirmbereich hinweg konstant ist; oder Ändern des Durchmessers der Elektronendurchgangsöffnung gemäß dem Abstand zwischen der Fokussierelektrode und dem Leuchtelement.
Die Erfindung betrifft außerdem vorteilhafterweise ein wie vorstehend beschriebenes Bildanzeigegerät flacher Bauart, bei dem die zwischen der Steuerelektrode und dem Leuchtelement angeordnete Fokussierelektrode eine Elektronendurchgangsöffnung aufweist, die die emittierten Elektronen durch sie hindurch läßt, wobei das Bildanzeigegerät zudem ein zweites Gitter umfaßt, das zwischen der Steuerelektrode und der perforierten Elektrode angeordnet ist und eine Elektronendurchgangsöffnung aufweist, um den sich gemäß einer Änderung des Abstands zwischen dem Leuchtelement und der Kathode ändernden Strahldurchmesser des Elektronenstrahls auf dem Leuchtelement zu korrigieren, wobei das Leuchtelement, die Fokussierelektrode und die Steuerelektrode jeweils gekrümmte Oberflächen mit im wesentlichen der gleichen Krümmung aufweisen, die perforierte Deckelektrode und die Kathode jeweils eine Vielzahl von perforierten Deckelektroden und eine Vielzahl von Kathoden umfassen und die perforierten Deckelektroden und die Kathoden auf einer gekrümmten Oberfläche mit einer (im Radius) im wesentlichen größeren Krümmung als die erstgenannte Krümmung oder auf einer flachen Ebene angeordnet sind.
Der Ausdruck "eine im wesentlichen gleiche Krümmung" soll dabei einen derartigen Bereich ausdrücken, daß die jeweiligen Abstände zwischen dem Leuchtelement und einzelnen Elektroden zueinander beinahe gleich sind, wodurch das Problem einer Leuchtdichtenungleichmäßigkeit aufgrund einer Änderung des Strahldurchmessers des Elektronenstrahls auf dem Leuchtelement nicht auftreten wird.
Das obengenannte zweite Gitter kann eine gekrümmte Oberfläche mit einer Krümmung, die (im Radius) größer als oder im wesentlichen gleich wie die der Steuerelektrode ist, oder eine flache Ebene umfassen.
Um das Gleichförmigkeitsverhältnis eines Elektronenstrahls zu verbessern, können die perforierten Deckelektroden und die Kathoden in Richtung von einem Zentralabschnitt zu einem Randabschnitt gesehen mit zunehmendem Zwischenraum angeordnet sein; die gekrümmte Oberfläche oder flache Ebene, auf der die perforierten Deckelektroden und die Kathoden ausgebildet sind, können durch einen 1,0 bis 6,0 mal so großen Abstand wie der Zwischenraum, mit dem die Kathoden in Reihe angeordnet sind, von dem zweiten Gitter beabstandet sein; der Lochbereichsanteil von zumindest entweder dem zweiten Gitter oder der perforierten Deckelektrode kann in der Anordnungs-Zwischenraumrichtung der perforierten Deckelektroden und Kathoden gesehen in einem Zentralabschnitt groß gestaltet und in einem Randabschnitt klein gestaltet sein; die perforierte Deckelektrode und die Kathode können derart angeordnet sein, daß der Abstand dazwischen in der Anordnungs-Zwischenraumrichtung der perforierten Deckelektroden und Kathoden gesehen in dem Zentralabschnitt klein gestaltet und in dem Randabschnitt groß gestaltet ist; oder das zweite Gitter kann in einer solchen Anordnungs-Zwischenraumrichtung in mindestens drei Abschnitte unterteilt sein, wobei an den Zentralabschnitt des zweiten Gitters eine hohe Spannung und an seine Randabschnitte eine niedrige Spannung angelegt wird.
Erfindungsgemäß ist zum Beispiel die Fokussierelektrode unterteilt ausgebildet und kann an jede unterteilte Elektrode eine Spannung angelegt werden, die umgekehrt proportional zu dem lokalen Abstand ist, durch den sie von dem als Anode dienenden Leuchtelement beabstandet ist. Demnach kann der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls auf dem Anzeigeschirm im wesentlichen gleichförmig und auf dem gesamten Schirm klein gestaltet werden und kann daher auf dem gesamten Schirm ein klares Bild angezeigt werden.
Erfindungsgemäß ist des weiteren die Krümmung jeder Fokussierelektrode und Steuerelektrode im wesentlichen gleich wie die gekrümmte Oberfläche des Leuchtelements eingestellt, während zwischen der Steuerelektrode und der perforierten Deckelektrode das zweite Gitter bereitgestellt ist. Eine derartige Anordnung erlaubt dem zweiten Gitter den Ort zu korrigieren, an dem der Elektronen strahl seinen minimalen Strahldurchmesser einnimmt, wodurch das Gleichförmigkeitsverhältnis eines auf die Steuerelektrode fallenden Elektronenstrahls trotz eines sich ändernden Abstands zwischen der perforierten Deckelektrode und der Steuerelektrode konstant gestaltet werden kann. Dies stellt über den gesamten Schirm hinweg die Anzeige eines klaren Bildes mit geringer Leuchtdichtenungleichmäßigkeit sicher.
Darüber hinaus kann eine Spannungskonzentration vermieden werden, da die Oberfläche des Leuchtelements, d. h. die Wand des Vakuumgehäuses gekrümmt ist, wobei das Vakuumgehäuse leichter und dünner gemacht werden kann. Überdies können die Herstellungskosten minimiert werden, da jede Elektrode planar gestaltet werden kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt zur Veranschaulichung der Anordnung eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines Hauptteils eines Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts.
Fig. 2 zeigt eine grafische Darstellung von Kennlinien, die den Zusammenhang zwischen dem Abstand zwischen dem Frontglas und der Fokussierelektrode und der zur Verkleinerung des Strahldurchmessers eines Elektronenstrahls auf dem Frontglas benötigten Fokussierelektrodenspannung darstellt.
Fig. 3 stellt eine Perspektivansicht eines Beispiels der Fokussierelektrode mit unterteiltem Aufbau dar.
Fig. 4 zeigt eine zur Erläuterung dienende Ansicht, um ein Beispiel der Art und Weise zu veranschaulichen, wie Spannung an die Fokussierelektrode angelegt wird.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels eines Aufbaus, um den Abstand zwischen der Fokussierelektrode und der Steuerelektrode zu ändern.
Fig. 6 zeigt eine Perspektivansicht eines Beispiels eines weiteren Aufbaus der Fokussierelektrode.
Fig. 7 zeigt eine Perspektivansicht eines Beispiels, bei dem als Kathode eine Feldemissionskathode eingesetzt ist.
Fig. 8 zeigt zur Veranschaulichung der Anordnung eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines Hauptteils eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts.
Fig. 9 zeigt einen ausgebrochenen vorderseitigen Abschnitt der Anordnung eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts.
Fig. 10 zeigt einen ausgebrochenen vorderseitigen Abschnitt der Anordnung eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts.
Fig. 11 zeigt einen ausgebrochenen vorderseitigen Abschnitt der Anordnung eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts.
Fig. 12 zeigt einen ausgebrochenen vorderseitigen Abschnitt der Anordnung eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts.
Fig. 13 zeigt einen ausgebrochenen vorderseitigen Abschnitt der Anordnung eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts.
Fig. 14 zeigt einen ausgebrochenen vorderseitigen Abschnitt der Anordnung eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts.
Fig. 15 zeigt einen ausgebrochenen vorderseitigen Abschnitt der Anordnung eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts.
Fig. 16 zeigt eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Anordnung eines Beispiels eines herkömmlichen Bildanzeigegeräts.
Fig. 17 zeigt einen vergrößerten Teilausschnitt eines Hauptteils eines weiteren Beispiels eines herkömmlichen Bildanzeigegeräts.
Fig. 18 zeigt eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines weiteren Beispiels eines herkömmlichen Bildanzeigegeräts.
Fig. 19 zeigt eine vergrößerte Perspektivansicht der in Fig. 18 gezeigten Steuerelektrode.
Fig. 20 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen der schematischen Form eines Vakuumgehäuses und der Spannungskonzentration.
Fig. 21 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Bahn eines Elektronenstrahls und einer die Fokussierelektrode umfassenden elektrooptischen Linse.
Fig. 22 zeigt eine Perspektivansicht zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen dem Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls und einem Punkt eines Leuchtelements.

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird nun ein erfindungsgemäßes Bildanzeigegerät beschrieben.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt eine auseinandergezogene zur Erläuterung dienende Ansicht eines Hauptteils eines Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts, bei der zur Bezeichnung der wie bei den vorstehenden Fig. 16 bis 22 gleichen Teile dieselben Bezugszahlen verwendet sind und die Beschreibung derartiger Teile weggelassen ist. Dieses Beispiel schließt eine Einrichtung zur Korrektur des Strahldurchmessers eines Elektronenstrahls 2 auf der Oberfläche des Frontglases 8 ein, die sich gemäß einer Änderung des Abstands zwischen der Steuerelektrode 4 oder der Fokussierelektrode 10A und dem Frontglas 8 ändert, wobei die Einrichtung eine Fokussierelektrode 10A umfaßt, die in beispielsweise drei Elektroden unterteilt ist, an die jeweils unterschiedliche Spannungen angelegt werden, damit der Elektronenstrahl 2 auf dem Leuchtelement des Frontglases 8 fokussiert ist. Die Anzahl der unterteilten Elektroden muß mindestens zwei betragen, da der Zentralabschnitt und die Seitenabschnitte der Fokussierelektrode unabhängig gesteuert werden müssen. Obgleich eine größere Anzahl an unterteilten Elektroden eine genauere Steuerung gewährleistet, ist es in Anbetracht der Komplexität bei der Fertigung und Verwendung vorzuziehen, die Fokussierelektrode in drei bis neun Elektroden zu unterteilen. In Fig. 1 ist die Fokussierelektrode 10A in eine erste, zweite und dritte Fokussierelektrode 10&sub1;, 10&sub2; und 10&sub3; unterteilt und zwischen dem Frontglas 8 und der Steuerelektrode 4 angeordnet. Die Fokussierelektrode 10A weist eine Vielzahl Elektronendurchgangsöffnungen 10a auf, die jeweiligen Bildelementen des Anzeigeschirms entsprechen und jeweils einen Elektronenstrahl 2 zu dem als Anode dienenden Frontglas 8 hin hindurchgehen lassen und darauf fokussieren, auf dessen Innenseite ein (nicht gezeigtes) zur Emission von rotem, grünem und blauem Licht angepaßtes Leuchtelement ausgebildet ist. Der durch jeweils eine aus der Vielzahl von Elektronendurchgangsöffnungen 10a hindurchgehende Elektronenstrahl 2 veranlaßt das Leuchtelement zur Lichtemission, wodurch ein gewünschtes Bild angezeigt wird. Die Leuchtelemente des Frontglases 8 und die Elektronendurchgangsöffnungen 10a der Fokussierelektrode 10A sind mit einem Zwischenraum bzw. Abstand angeordnet, der im wesentlichen mit dem Zwischenraum übereinstimmt, mit dem die Elektronendurchgangsöffnungen 4a der Steuerelektrode 4 angeordnet sind. Jede Elektronendurchgangsöffnung 10a ist mit jeder Elektronendurchgangsöffnung 4a so positioniert, daß die Mittelachse gemeinsam ist.
Des weiteren werden bei der derart aufgebauten Fokussierelektrode 10A an die unterteilten Fokussierelektroden 10&sub1;, 10&sub2; und 10&sub3; jeweils voneinander unterschiedliche Spannungen angelegt, um so den Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls 2 auf dem Anzeigeschirm zu verkleinern. Diese Spannungen werden so eingestellt, daß sie sich als eine Funktion des Abstands zwischen der Steuerelektrode 10A und dem Frontglas 8 ändern.
Um zu bestimmen, in welcher Höhe die Spannung an jeder unterteilten Fokussierelektrode angelegt werden sollte, wurde eine Oberfläche aus einem Leuchtelement ohne schwarze Matrix hergestellt und wurden die Änderungen des Strahldurchmessers eines Elektronenstrahls auf dem Frontglas gemessen, während die an die Fokussierelektrode 10A angelegten Spannungen und der Abstand zwischen der Steuerelektrode und dem Frontglas geändert wurden. Bei diesem Versuch wurde der Abstand zwischen der Steuerelektrode 4 und der Fokussierelektrode 10A auf 0,1 mm eingestellt und die Spannung zur Beschleunigung der sich von der Steuerelektrode 4 zu dem Frontglas 8 bewegenden Elektronen auf 10 kV eingestellt.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, nahm der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls auf der Frontfläche des Anzeige schirms, wenn der Abstand zwischen der Fokussierelektrode 10A und dem Frontglas 8 festgesetzt war, bei einer bestimmten Fokussierelektrodenspannung (bzw. an die Fokussierelektrode 10A angelegten Spannung) einen Minimalwert an. Im einzelnen nahm der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls, wenn der Abstand zwischen der Steuerelektrode und dem Frontglas auf 10 mm eingestellt war, bei einer Fokussierelektrodenspannung von etwa 200 V, bei einem auf 20 mm eingestellten Abstand bei einer Fokussierelektrodenspannung von etwa 140 V und bei einem auf 30 mm eingestellten Abstand bei einer Fokussierelektrodenspannung von etwa 120 V (nicht gezeigt) ein Minimum an. Bei diesem Versuch betrug die Steuerelektrodenspannung (die an die Steuerelektrode 4 angelegte Spannung) Vc 80 V.
Es wurde festgestellt, daß der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls auf dem Anzeigeschirm zumindest im Rahmen dieser Versuchsbedingungen durch Anlegen einer derartigen Spannung an die Fokussierelektrode verringert werden konnte, daß der Abstand Daf zwischen dem Frontglas 8 und der Fokussierelektrode 10A umgekehrt proportional zu der Spannung war, die sich wie durch den nachstehenden Ausdruck angegeben aus der Subtraktion der Steuerelektrodenspannung Vc von der Fokussierelektrodenspannung Vf ergab:
Konstante = (Vf - Vc) · Daf ...(1)
Dementsprechend kann der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls auf dem gesamten Anzeigeschirm gleichförmig und klein gestaltet werden, indem die Fokussierelektrode 10A wie in Fig. 1 gezeigt unterteilt und eine Spannung angelegt wird, um so den Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls 2 zu minimieren, d. h. indem an die jeweilige unterteilte Fokussierelektrode 10&sub1;, 10&sub2; und 10&sub3; gemäß dem Abstand Daf zwischen der Fokussierelektrode 10A und dem mit der Anode auf seiner Innenseite ausgebildeten Frontglas 8 die aus Fig. 2 hervorgehende Spannung angelegt wird.
Während der Abstand zwischen der Steuerelektrode 4 und der Fokussierelektrode 10A auf 0,1 mm eingestellt war, führte eine Einstellung des Abstands auf das Zweifache von 0,1 mm beziehungsweise auf 0,2 mm und des Abstands zwischen der Fokussierelektrode und dem Frontglas auf 10 mm dazu, daß ein Elektronenstrahl bei einer Fokussierelektrodenspannung von etwa 150 V einen minimalen Strahldurchmesser einnahm. Das heißt, daß die an die Fokussierelektrode 10A anzulegende Spannung außerdem von dem Abstand zwischen der Steuerelektrode 4 und der Fokussierelektrode 10A abhängig ist. Es wurde ferner festgestellt, daß die Bahn eines Elektronenstrahls und daher sein Strahldurchmesser auch durch eine Einstellung des Abstands zwischen der Steuerelektrode 4 und der Fokussierelektrode 10A gesteuert werden kann.
Als nächstes wird ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung dieser Fokussierelektrode beschrieben.
Die Fokussierelektrode 10A kann ausgebildet werden, indem ein elektrisch leitendes Substrat aus zum Beispiel rostfreiem Stahl oder Aluminium durch eine Ätztechnik so perforiert wird, daß sich durch das Substrat erstreckende Elektronendurchgangsöffnungen 10a festgelegt werden. Die Fokussierelektrode 10A kann befestigt werden, indem sie mit der Steuerelektrode 4 über einen dazwischenliegenden Isolator in Deckung gebracht und damit verbunden wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß obwohl die Fokussierelektrode 10A in Fig. 1 bei dem vorliegenden Beispiel 1 in die durch y bezeichnete Richtung unterteilt ist, die Fokussierelektrode 10A in beiden Richtungen, d. h. wie in Fig. 3(a) gezeigt in Reihen- und Spaltenrichtung, oder wie in Fig. 3(b) gezeigt konzentrisch unterteilt sein kann. Jedem Anzeigegerät, das die Bahn eines Elektronenstrahls 2 gemäß dem Abstand zwischen der Steuerelektrode 4 und dem Frontglas 8 steuern kann, können ähnliche Wirkungen wie bei dem vorstehenden Beispiel verliehen werden.
Auch wenn die Beschreibung in Beispiel 1 auf den Fall abzielt, daß die Elektronendurchgangsöffnungen 4a der Steuerelektrode 4 und die Elektronendurchgangsöffnungen 10a der Fokussierelektrode 10A kreisförmig sind, können ähnliche Wirkungen wie bei dem vorstehenden Beispiel zudem selbst dann erhalten werden, wenn die Öffnungen 4a und 10a in anderer Form wie beispielsweise einem Viereck festgelegt sind.
Obgleich Beispiel 1 einen Aufbau zeigt, bei dem die erste Steuerelektrodengruppe 6 und die zweite Steuerelektrodengruppe 7 durch Ausbildung eines Films darauf nur auf der unteren beziehungsweise oberen Oberfläche des isolierenden Substrats 5 ausgebildet sind, können ähnliche Wirkungen wie bei dem vorstehenden Beispiel zudem selbst dann erhalten werden, wenn jede Elektronendurchgangsöffnung 4a auf ihrer Innenwand mit dem Film beschichtet ist.
Auch wenn bei Beispiel 1 ein elektrisch stark isolierendes Substrat als das isolierende Substrat 5 eingesetzt wird, auf dem die erste und zweite Steuerelektrodengruppe 6 und 7 damit verbunden aufgebracht sind, kann das isolierende Substrat 5 zudem ein beliebiges an seiner Oberfläche elektrisch isolierendes Substrat wie zum Beispiel eine Metallplatte sein, die mit einer mittels eines Verfahrens zur Abscheidung aus der Gasphase oder eines ähnlichen Verfahrens aus einem Oxid wie Aluminiumoxid, einem Nitrid oder einem Harz wie Polyimid ausgebildeten isolierenden Schicht beschichtet ist.
Auch wenn bei Beispiel 1 zwischen der perforierten Deckelektrode 3 und der Steuerelektrode 4 ein Zwischenraum vorgesehen ist, kann zudem dazwischen eine Elektrodenplatte mit Elektronendurchgangsöffnungen zum Anlegen einer vorbestimmten Spannung bereitgestellt sein. Dies würde eine stabile Zuführung eines Elektronenstrahls mit hoher Stromstärke zu der Steuerelektrode ermöglichen und daher die Leuchtdichte des Anzeigeschirms wirksam verbessern.
Auch wenn des weiteren keine Beschreibung der Art und Weise gegeben wurde, wie eine vorbestimmte Spannung an jede der unterteilten Fokussierelektroden 10&sub1;, 10&sub2; und 10&sub3; angelegt wird, kann das sogenannte Widerstandsteilerverfahren beziehungsweise das Anschließen eines Widerstands 14 zwischen den Fokussierelektroden 10&sub1;, 10&sub2; und 10&sub3; eingesetzt werden, um von einer Spannungsquelle 15 aus auf jeweilige Elektroden unterschiedliche Spannungen aufzubringen. Dies würde bei der Spannungsanlegung eine Verringerung der Anzahl von Spannungsquellen ermöglichen, während sich ähnliche Wirkungen wie bei dem vorstehenden Beispiel erzielen lassen.

Beispiel 2

In Fig. 5 ist eine zur Erläuterung dienende Schnittansicht der Steuerelektrode 4, der Fokussierelektrode 10A und des Frontglases 8 bei einem weiteren Beispiel des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts gezeigt. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie in Fig. 1. Dieses Beispiel ist durch eine Anordnung gekennzeichnet, bei der das Verhältnis des Abstands zwischen der Steuerelektrode 4 und der Fokussierelektrode 10A zu dem Abstand zwischen der Fokussierelektrode 10A und dem Frontglas 8 (Leuchtelement) über den gesamten Anzeigeschirm hinweg im wesentlichen konstant gestaltet wurde. Der Ausdruck "im wesentlichen konstant" meint dabei einen Zustand, bei dem das Verhältnis des einen Abstands zu dem anderen im wesentlichen konstant ist und der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls auf dem Anzeigeschirm klein genug ist, um innerhalb eines erforderlichen Leuchtelements gehalten zu werden, so daß keine Leuchtdichtenungleichmäßigkeit, kein Farbsaum, keine verschwommene Kontur oder dergleichen auftritt. Ist der Abstand zwischen der Steuerelektrode 4 und der Fokussierelektrode 10A groß, wird ein Elektronenstrahl im einzelnen wenig eingeschnürt und daher an einem entfernten Punkt fokussiert. Ist der Abstand zwischen der Steuerelektrode 4 und der Fokussierelektrode 10A klein, wird ein Elektronenstrahl dagegen stark eingeschnürt und daher an einem nahen Punkt fokussiert. Falls das Verhältnis des Abstands zwischen der Steuerelektrode 4 und der Fokussierelektrode 10A zu dem Abstand zwischen der Fokussierelektrode 10A und dem Frontglas 8 im wesentlichen konstant gestaltet wird, kann daher der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls auf dem gesamten Anzeigeschirm minimiert werden, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Fokussierelektrode zu unterteilen und an die jeweiligen unterteilten Elektroden verschiedene Spannungen anzulegen. Da das Abstandsverhältnis wie oben beschrieben nicht unbedingt streng konstant sein muß, kann die Fokussierelektrode so geformt sein, daß sie wie in Fig. 5(a) gezeigt eine Stufe aufweist oder wie in Fig. 5(b) gezeigt auf einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet ist. Bei der Ausbildung der Fokussierelektrode kann der obengenannte Abstand verändert werden, indem die Dicke eines aus einem Isolator wie beispielsweise Glas bestehenden Abstandhalters 13 verändert wird, wie in den vergrößerten Schnittansichten in Fig. 5(a) und Fig. 5(b) gezeigt ist. Indem ein derartiges Gerät entwickelt wird, daß der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls 2 auf dem Frontglas 8 über dessen gesamten Bereich hinweg minimiert ist, können somit ähnliche Wirkungen wie bei dem vorstehenden Beispiel erreicht werden.

Beispiel 3

Bei den vorstehenden Beispielen ist die Größe jeder Elektronendurchgangsöffnung 10a der Fokussierelektrode 10A festgelegt. Dennoch kann die Einschnürung eines Elektronenstrahls auch durch Verändern der Größe einer Elektronendurchgangsöffnung 10a gesteuert werden. Das heißt, daß wenn der Durchmesser einer Elektronendurchgangsöffnung 10a klein ist, ein Elektronenstrahl stark eingeschnürt wird und dessen Strahldurchmesser daher an einem Punkt nahe der Fokussierelektrode 10A ein Minimum einnimmt. Wenn der Durchmesser einer Elektronendurchgangsöffnung 10a groß ist, nimmt der Strahldurchmesser an einem Punkt ein Minimum ein, der weit von der Fokussierelektrode 10A entfernt ist. Folglich kann ein Elektronenstrahl 2 auch durch Verändern des Durchmessers einer Elektronendurchgangsöffnung gemäß dem Abstand zwischen der Fokussierelektrode 10A und dem Frontglas 8 verändert werden, wodurch ähnliche Wirkungen wie bei den vorstehenden Beispielen sichergestellt werden.
Die Fokussierungswirkung auf einen Elektronenstrahl kann auch verändert werden, indem statt einer Änderung des Öffnungsdurchmessers die Tiefe der Elektronendurchgangsöffnung 10a, d. h. die Dicke der Fokussierelektrode 10, geändert wird. Auf diese Weise kann der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls über den gesamten Anzeigeschirm minimiert werden. Wenn die Fokussierelektrode dick ist, wirkt sich der Fokussierungseffekt im einzelnen stark aus und ist es daher möglich, den Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls auf dem Anzeigeschirm zu minimieren. Ist die Fokussierelektrode dünn, ist die Wirkung umgekehrt. Ein Elektronenstrahl 2 kann folglich auch durch Änderung der Dicke der Fokussierelektrode 10A geändert werden, indem zum Beispiel Fokussierelektroden miteinander verbunden werden, wobei ähnliche Wirkungen wie bei den vorstehenden Beispielen erreicht werden.
Auch wenn die bei Beispiel 1 gegebene Beschreibung auf den Fall abzielt, daß die Anzahl an Fokussierelektroden 10A (auf eine Fokussierelektrode) festgelegt ist, muß diese nicht unbedingt festgesetzt sein. Ein Elektronenstrahl 2 kann auch gesteuert werden, indem zum Beispiel der in Fig. 6 gezeigte Aufbau eingesetzt wird, bei dem auf einer Fokussierelektrode 10 ein Abstandhalter bereitgestellt ist und eine Fokussierelektrode 10b hinzugefügt wurde. Dadurch können ähnliche Wirkungen wie bei den vorstehenden Beispielen erreicht werden.

Beispiel 4

Fig. 7 zeigt eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines Hauptteils eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts. Bei diesem Beispiel wird als Kathode anstelle der fadenförmigen Glühkathode eine Elektronenkanonenkathode 16 einer Feldemissionsbauart oder eine Kathode einer thermionischen Emissionsbauart eingesetzt. Eine derartige Anordnung ergibt ebenfalls ähnliche Wirkungen wie bei den vorstehenden Beispielen. Es ist zu beachten, daß die Bezugszahl 17 in Fig. 7 eine Elektrode zum Anlegen einer Herausführungsspannung an die Elektronenkanone der Feldemissionsbauart bezeichnet.
Bei jedem der vorstehenden Beispiele können die Kathoden und die perforierten Deckelektroden auf einer flachen Ebene angeordnet sein. Ein derartiger Aufbau ist höchst zuverlässig und wirksam, um die Verformung der perforierten Deckelektrode infolge der Glühkathodenhitze zu verhindern. Das gleiche gilt für eine andere Kathodenbauart wie beispielsweise die Elektronenkanone der Feldemissionsbauart, wie sie in Beispiel 4 verwendet wird.

Beispiel 5

Fig. 8 und Fig. 9 zeigen eine auseinandergezogene Perspektivansicht beziehungsweise eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts. Auch in Fig. 8 und Fig. 9 bezeichnen dieselben Bezugszahlen die gleichen Teile wie bei den vorstehenden Beispielen, wobei die Beschreibung derartiger Teile weggelassen wurde. Es ist zu beachten, daß die Bezugszahl 9 ein Leuchtelement bezeichnet. Dieses Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Steuerelektrode 4 als auch die Fokussierelektrode 10 jeweils gekrümmte Oberflächen umfassen, die im wesentlichen die gleiche Krümmung wie das Frontglas aufweisen, die fadenförmige Glühkathode 1 und die perforierte Deckelektrode 3 auf einer flachen Ebene angeordnet sind und zwischen der Steuerelektrode 4 und der perforierten Deckelektrode 3 ein zweites Gitter 46 angeordnet ist. Das zweite Gitter 46 wird ausgebildet, indem eine Metallplatte wie beispielsweise eine rostfreie Stahlplatte so geätzt wird, daß Elektronendurchgangsöffnungen 46a mit gleichmäßigem Lochabstand definiert sind, wobei es wie ein zum Beispiel in der JP-A-121014/1993 offenbartes zweites Gitter planar geformt ist.
Um die Wirkungen des vorliegenden Beispiels auf der Grundlage eines Versuches zu überprüfen, stellten die Erfinder ein Bildanzeigegerät flacher Bauart her, das ein Frontglas 8 mit einer Außenabmessung von 29 Inch und 24 Inch effektiver Größe aufwies. Bei dem auf diese Weise hergestellten Bildanzeigegerät umfaßten das Frontglas 8, die Fokussierelektrode 10 und die Steuerelektrode 4 jeweils gekrümmte Oberflächen mit im wesentlichen der gleichen Krümmung wie die Krümmung einer zylindrischen gekrümmten Oberfläche mit einem Radius von etwa 2000 mm, wobei das zweite Gitter 46 planar gestaltet war und die fadenförmige Glühkathode 1 und die perforierte Deck elektrode 3 auf einer planaren rückseitigen Elektrode 42 angeordnet waren. Die fadenförmige Glühkathode 1 umfaßte 39 fadenförmige Glühkathoden die (in Richtung y gemäß Fig. 8) mit 12,5 mm Zwischenraum in Reihe angeordnet waren. Der Abstand zwischen der rückseitigen Elektrode 42 und dem zweiten Gitter 46 betrug etwa 15 mm, und der Abstand zwischen dem zweiten Gitter 46 und der Steuerelektrode 4 betrugt wenigstens etwa 5 mm und höchstens etwa 20 mm. Das zweite Gitter 46 umfaßte ein etwa 0,2 mm dickes rostfreies Stahlblech, das Öffnungen von etwa 1,8 mm im Quadrat in einem durch Ätzen festgelegten Lochabstand von etwa 2 mm aufwies. Die perforierte Deckelektrode 3 wurde ausgebildet, indem ein etwa 0,05 mm dickes rostfreies Stahlblech so geätzt wurde, daß ein Maschenanordnung mit einem Lochbereichsanteil von 72% ausgebildet wurde und das Maschengitter in eine elliptische Form mit einer kürzeren Achse von 2 mm und einer längeren Achse von 3 mm warm umgeformt wurde.
Bei dem auf diese Weise hergestellten Bildanzeigegerät wurde eine erhebliche Verbesserung bei der Verringerung der Leuchtdichtenungleichmäßigkeit in der Überbrückungsrichtung (in Richtung x gemäß Fig. 8), in der sich die Kathoden der fadenförmigen Glühkathode 1 erstreckten, und in der Anordnungs-Zwischenraumrichtung (in Richtung y gemäß Fig. 8) festgestellt, in der die Kathoden der fadenförmigen Glühkathode 1 angeordnet waren. Des weiteren wurde festgestellt, daß die Änderung der Leuchtdichtenungleichmäßigkeit über die Zeit gering war. Zudem wurden selbst bei einem Betrieb über eine längere Zeitdauer keine Effekte wie ein stark abnehmender Emissionsstrom einzelner fadenförmiger Kathoden 1 und ein Kurzschluß der fadenförmigen Glühkathode 1 mit der perforierten Deckelektrode 3 festgestellt.
Bei dem für den Versuch hergestellten Gerät betrug das Verhältnis des Abstands L zwischen der rückseitigen Elektrode 42 und dem zweiten Gitter 46 zu dem Anordnungszwischenraum P der fadenförmigen Glühkathoden 1 1,25. Wenn dieses Verhältnis geringer als 1 ist, ist das Ungleichförmigkeitsverhältnis eines Elektronenstrahls auf dem zweiten Gitter 46 auf der Seite der fadenförmigen Glühkathode unzureichend. Im Zusammenwirken mit dem Einfluß einer Änderung des Abstands zwischen dem zweiten Gitter 46 und der Steuerelektrode 4 führt dies insbesondere in der Anordnungs-Zwischenraumrichtung der fadenförmigen Glühkathoden zu einer auffälligen Leuchtdichtenungleichmäßigkeit. Wenn das Verhältnis 6 überschreitet, nimmt der Anteil des von dem zweiten Gitter genutzten Elektronenstrahls bei gleicher Spannung ab, auch wenn das Gleichförmigkeitsverhältnis eines Elektronenstrahls dann auf dem zweiten Gitter 46 auf der Seite der fadenförmigen Glühkathode ausreichend ist. Falls die Anlegespannung (70 V bei dem hergestellten Gerät) des zweiten Gitters 46 so eingestellt ist, daß sich zu der Einschaltspannung (80 V bei dem hergestellten Gerät) der Steuerelektrode 4 eine Differenz von 20 V oder weniger ergibt, ist der Einfluß einer Änderung des Abstands zwischen dem zweiten Gitter 46 und der Steuerelektrode 4 reduziert, was zu einer Verringerung der Leuchtdichtenungleichmäßigkeit beiträgt.

Beispiel 6

Fig. 10 zeigt eine ausgebrochene Schnittansicht eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts. Außer daß das zweite Gitter 46 eine gekrümmte Oberfläche mit einer im wesentlichen gleichen Krümmung wie die Krümmung des Frontglases 8 umfaßt, weist Beispiel 6 die gleiche Anordnung wie Beispiel 5 auf. Das zweite Gitter 46 umfaßt zum Beispiel eine gekrümmte Oberfläche mit einem Krümmungsradius von etwa 2000 mm, der im wesentlichen gleich wie die Krümmung des Frontglases 8 ist, wobei der Abstand zwischen dem zweiten Gitter 46 und der Steuerelektrode 4 auf 5 mm eingestellt ist. In diesem Fall beträgt der Abstand zwischen dem zweiten Gitter 46 und der perforierten Deckelektrode 3 mindestens etwa 15 mm und höchstens etwa 35 mm. Dabei ist der Elektronenstrahl dank des Aufbaus der fadenförmigen Glühkathode 1 und der perforierten Deckelektrode 3 gleichförmig und flach gestaltet. Deswegen ist der Einfluß einer Änderung des Abstands zwischen dem zweiten Gitter 46 und der perforierten Deckelektrode 3 gering, auch wenn in der Anordnungs-Zwischenraumrichtung der fadenförmigen Glühkathoden 1 eine geringfügige Leuchtdichtenungleichmäßigkeit auftritt. Des weiteren beträgt das Verhältnis des Abstands zwischen dem zweiten Gitter 46 und der perforierten Deckelektrode 3 zum Anordnungszwischenraum der fadenförmigen Glühkathoden 1 1,25 bis 2,9. Dieses Verhältnis ist vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 1,0 bis 6,0 und besser von 1,4 bis 3,5 einzustellen. Wenn das Verhältnis weniger als 1 beträgt, ist das Ungleichförmigkeitsverhältnis eines Elektronenstrahls auf dem zweiten Gitter 46 auf der Seite der fadenförmigen Glühkathode unzureichend, was eine eindeutige Leuchtdichtenungleichmäßigkeit zur Folge hat. Wenn das Verhältnis 6,0 überschreitet, nimmt bei festgesetzter Spannung der Nutzungsgrad des Elektronenstrahls ab.

Beispiel 7

Fig. 11 zeigt eine ausgebrochene Schnittansicht eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts. Außer daß sich der Anordnungszwischenraum der fadenförmigen Glühkathoden 1, wie in Fig. 11 gezeigt ist, von dem Zentralabschnitt zu einem Randabschnitt des Schirms gesehen allmählich gemäß einer Änderung des Abstands zwischen der perforierten Deckelektrode 3 und dem zweiten Gitter 46 ändert, weist Beispiel 7 die gleiche Anordnung wie Beispiel 6 auf. Der Anordnungszwischenraum der fadenförmigen Glühkathoden 1 ändert sich zum Beispiel allmählich derart, daß er in dem Zentral abschnitt des Schirms 8 mm und in einem Randabschnitt von ihm 16 mm annimmt. Eine derartige Anordnung erlaubt eine Erhöhung der Kathodendichte in dem weit von dem zweiten Gitter 46 oder der Steuerelektrode 4 beabstandeten Zentralabschnitt und damit eine Erhöhung der Elektronenstrahlstärke. Dies trägt zu einer weiteren Verbesserung des Gleichförmigkeitsverhältnisses eines Elektronenstrahls auf dem zweiten Gitter 46 auf der Seite der fadenförmigen Glühkathode bei.
Bei ausreichender Erhöhung des Gleichförmigkeitsverhältnisses eines Elektronenstrahls mag der Energieverbrauch an der fadenförmigen Glühkathode 1 und der perforierten Deckelektrode 3 zunehmen, da der Anordnungszwischenraum der fadenförmigen Glühkathoden 1 verkleinert werden muß. Dennoch kann der Energieverbrauch gesenkt werden, falls die rückseitige Elektrode 42 unterteilt und über Abtastung entlang einer Abtaststrecke synchron angesteuert wird, um so die Emission des Elektronenstrahls zu steuern. Auf diese Weise kann das Gleichförmigkeitsverhältnis eines Elektronenstrahls auf jeden Fall verbessert werden, ohne die Kennwerte des Bildanzeigegeräts flacher Bauart zu verschlechtern.

Beispiel 8

Fig. 12 zeigt eine ausgebrochene Schnittansicht eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts. Außer daß sich der Lochabstand der Elektronendurchgangsöffnungen 46a des zweiten Gitters 46, wie in Fig. 12 gezeigt ist, gemäß der Abstandsänderung zwischen dem zweiten Gitter 46 und der Steuerelektrode 4 ändert, weist Beispiel 8 die gleiche Anordnung wie Beispiel 5 auf. Zudem kann sich der Lochbereichsanteil der Elektronendurchgangsöffnungen 46a ändern. Zum Beispiel umfassen die Elektronendurchgangsöffnungen 46a in einem Abschnitt des zweiten Gitters, der dem Zentralabschnitt des Anzeigeschirms entspricht, mit einem Lochabstand von 2,5 mm festgelegte Öffnungen von 2,3 mm im Quadrat, während sie in einem Abschnitt des zweiten Gitters, das dem Randabschnitt des Schirms entspricht, mit einem Lochabstand von 1,7 mm festgelegte Öffnungen von 1,5 mm im Quadrat umfassen. Auf diese Weise ändern sich vom Zentralabschnitt zum Randabschnitt des Schirms gesehen die Öffnungsgröße und der Lochabstand allmählich. Bei einer derartigen Anordnung ist in einem Abschnitt des zweiten Gitters, in dem der Öffnungsabstand oder der Lochbereichsanteil groß ist, der Elektronenstrahl- Durchlaßgrad hoch, was eine weitere Verbesserung des Gleichförmigkeitsverhältnisses eines Elektronenstrahls auf dem zweiten Gitter 46 auf der Seite der fadenförmigen Glühkathode in der Anordnungs-Zwischenraumrichtung der fadenförmigen Glühkathoden 1 gewährleistet.
Auch wenn sich in Beispiel 8 der Lochbereichsanteil des zweiten Gitters 46 vom Zentralabschnitt zum Randabschnitt des Schirms gesehen in der Anordnungs-Zwischenraumrichtung der perforierten Deckelektroden 3 und der fadenförmigen Glühkathoden 1 ändert, kann genauso der Lochbereichsanteil der perforierten Deckelektrode 3 geändert werden oder können gleichzeitig die Lochbereichsanteile der perforierten Deckelektrode 3 und des zweiten Gitters 46 geändert werden.

Beispiel 9

Fig. 13 zeigt eine ausgebrochene Schnittansicht eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts. Außer daß sich der Abstand zwischen der fadenförmigen Glühkathode 1 und der perforierten Deckelektrode 3, wie in Fig. 13 gezeigt ist, in der Anordnungs- Zwischenraumrichtung der fadenförmigen Glühkathode 1 gemäß der Änderung des Abstands zwischen der perforierten Deckelektrode 3 und dem zweiten Gitter 46 ändert, weist Beispiel 9 die gleiche Anordnung wie Beispiel 6 auf. In dem Zentralabschnitt des Anzeigeschirms ist zum Beispiel der Abstand zwischen der perforierten Deckelektrode 3 und der fadenförmigen Glühkathode 1 auf der Hauptachse der Ellipse auf 2 mm eingestellt, während er in dem Randabschnitt des Anzeigeschirms auf 3 mm eingestellt ist. Auf diese Weise nimmt der Abstand zwischen der perforierten Deckelektrode 3 und der fadenförmigen Glühkathode 1 vom Zentralabschnitt zum Randabschnitt des Schirms gesehen auf der Hauptachse der Ellipse allmählich zu. Wenn der Abstand zwischen der perforierten Deckelektrode 3 und der fadenförmigen Glühkathode 1 klein ist, wird eine große Menge an Elektronen herausgeführt, während der herausgeführte Anteil an Elektronen verringert ist, wenn der Abstand groß ist. Indem die von der fadenförmigen Glühkathode 1 aus erfolgende Elektronenemission an einem von dem zweiten Gitter 46 verhältnismäßig weit entfernten Ort erleichtert wird, wird daher das Gleichförmigkeitsverhältnis eines Elektronenstrahls auf dem zweiten Gitter 46 auf der Seite der fadenförmigen Glühkathode in der Anordnungs-Zwischenraumrichtung der fadenförmigen Glühkathoden 1 verbessert.

Beispiel 10

Fig. 14 ist eine ausgebrochene Schnittansicht eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts. Außer daß das zweite Gitter 46, wie in Fig. 14 gezeigt ist, in der Anordnungs-Zwischenraumrichtung der fadenförmigen Glühkathoden 1 unterteilt ist und an die unterteilten Gitter jeweilige sich unterscheidende Spannungen angelegt werden, weist Beispiel 10 die gleiche Anordnung wie Beispiel 5 auf. Wie die Fokussierelektrode gemäß Beispiel 1 ist das zweite Gitter 46 vorzugsweise in etwa 3 bis etwa 9 Teile unterteilt. Zum Beispiel ist das zweite Gitter 46 in 5 Teile unterteilt, wobei an einem mit dem Zentralabschnitt des Anzeigeschirms zusammen fallenden unterteilten Abschnitt 46&sub3; des zweiten Gitters 46 eine Spannung von 90 V angelegt wird und an dessen mit den Randbereichen des Schirms zusammenfallenden unterteilten Abschnitten 46&sub2; und 46&sub4; eine Spannung von 60 V angelegt wird. Die an das zweite Gitter 46 angelegte Spannung ändert sich allmählich, so daß sich die sich die Änderung des Potential des zweiten Gitters 46 vom Zentralabschnitt zum Randabschnitt des Schirms gesehen sacht entwickelt. Eine derartige Anordnung gleicht die Menge emittierter Elektronen an einem verhältnismäßig nah zu der fadenförmigen Glühkathode 1 oder der Steuerelektrode 4 befindlichen Abschnitt des zweiten Gitters 46 aus, da an einen derartigen Abschnitt eine niedrige Spannung angelegt ist. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung des Gleichförmigkeitsverhältnisses eines Elektronenstrahls auf dem zweiten Gitter 46 auf der Seite der fadenförmigen Glühkathode.

Beispiel 11

Fig. 15 zeigt eine ausgebrochene Schnittansicht eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Bildanzeigegeräts. Außer daß das zweite Gitter 46, wie in Fig. 15 gezeigt ist, eine Kurvenfläche umfaßt, weist Beispiel 11 die gleiche Anordnung wie Beispiel 10 auf. Das zweite Gitter 46 weist im wesentlichen die gleiche Krümmung wie die Steuerelektrode 4 auf, und ist zudem in der Anordnungs-Zwischenraumrichtung der fadenförmigen Glühkathoden 1 unterteilt, wobei an die sich ergebenden unterteilten Gitter jeweilige sich unterscheidende Spannung angelegt werden. Das zweite Gitter 46 ist zum Beispiel in fünf Teile unterteilt, wobei an den unterteilten Abschnitt 46&sub3; des zweiten Gitters 46, der mit dem Zentralabschnitt des Anzeigeschirms zusammenfällt, eine Spannung von 90 V angelegt wird und an dessen unterteilte Abschnitte 46&sub2; und 46&sub4;, die mit Randabschnitten des Schirms zusammenfallen, eine Spannung von 60 V angelegt wird. Die an das zweite Gitter 46 angelegte Spannung ändert sich allmählich, so daß sich die Änderung des Potential des zweiten Gitters 46 vom Zentralabschnitt zum Randabschnitt des Schirms gesehen sacht entwickelt. Des weiteren umfaßt das zweite Gitter 46 eine gekrümmte Oberfläche mit einem Krümmungsradius von etwa 2000 mm und ist von der Steuerelektrode um etwa 5 mm beabstandet angeordnet. Wie bei Beispiel 10 erlaubt eine derartige Anordnung, daß das Gleichförmigkeitsverhältnis eines Elektronenstrahls auf dem zweiten Gitter 46 auf der Seite der fadenförmigen Glühkathode stärker als in Beispiel 5 verbessert wird.
Obgleich das Vakuumgehäuse 43 bei den vorstehenden Beispielen aus Glas besteht, kann es ein Vakuumgehäuse sein, das anstelle des Teils des Gehäuses 43, das nicht zumindest dem mit dem Leuchtelement 9 zu versehenden Frontglas 8 entspricht, ein abgedichtetes Metallgehäuse umfaßt, wobei das Frontglas 8 mit dem abgedichteten Metallgehäuse durch eine Fritteverbindung oder ähnliche Mittel einstückig ausgebildet ist.
Auch wenn die fadenförmigen Glühkathoden 1 und die perforierten Deckelektroden 3 bei den vorstehenden Beispielen auf einer flachen Ebene angeordnet sind, können diese Elektroden ferner, solange die Zuverlässigkeit dieser Elektroden nicht wesentlich verschlechtert wird, auf einer gekrümmten Oberfläche angeordnet sein, die eine größere Krümmung als die Innenwand des Vakuumgehäuses an zumindest der mit dem Leuchtelement 9 versehenen Seite aufweist.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß obwohl die Kathode in den Beispielen 5 bis 11 eine fadenförmige Glühkathode umfaßt, bei diesen Beispielen wie bei Beispiel 4 eine Glühkathode mit einem sich von dem fadenförmigen Aufbau unterscheidenden Aufbau, eine Elektronenkanonenkathode einer Feldemissionsbauart oder eine Kathode einer thermionischer Emissionsbauart, eingesetzt werden kann. Auch eine derartige Anordnung stellt ähnliche Wirkungen wie bei den vorstehenden Beispielen sicher.
Darüber hinaus ergibt die Kombination der Merkmale von zwei oder mehr Beispielen ein weiter verbessertes Bildanzeigegerät.
Wie erläutert erlaubt die Unterteilung der Fokussierelektrode erfindungsgemäß das Anlegen von unterschiedlichen Spannungen an die unterteilten Fokussierelektroden gemäß dem Abstand zwischen der Fokussierelektrode und dem Frontglas. Daher kann der Strahldurchmesser eines Elektronenstrahls auf dem Anzeigeschirm im wesentlichen gleichförmig gestaltet werden und über den gesamten Schirm hinweg minimiert werden, was über den gesamten Schirm hinweg die Anzeige eines klaren Bildes mit einer gleichförmigen Leuchtdichte bewirkt.
Außerdem wird es mühelos möglich, das Vakuumgehäuse leichter und dünner zu machen und jede Elektrode flach zu gestalten, was dazu führt, daß eine Minimierung der Herstellungskosten realisiert werden kann.
Des weiteren ist das Bildanzeigegerät erfindungsgemäß derart angeordnet, daß die Innenwand des Vakuumgehäuses an zumindest der mit dem Leuchtelement versehenen Seite, das Leuchtelement selbst, die Fokussierelektrode und die Steuerelektrode jeweils gekrümmte Oberflächen mit im wesentlichen der gleichen Krümmung aufweisen, daß das zweite Gitter zwischen der Steuerelektrode und der perforierten Deckelektrode angeordnet ist und daß die perforierte Deckelektrode und die Kathode auf einer gekrümmten Oberfläche mit einer im wesentlichen größeren Krümmung als die obengenannte Krümmung oder auf einer flachen Ebene angeordnet sind. Eine derartige Anordnung bewirkt: eine Abschwächung der Verformung der perforierten Deckelektrode während des Betriebs, wobei die Temperatur der perforierten Deckelektrode aufgrund ihrer an die als Wärmequelle wirkende Kathode angrenzenden Lage und dem Auftreffen von Elektronen darauf wahrscheinlich stark erhöht wird; eine Minimierung der Leuchtdichtenungleichmäßigkeit; eine Verringerung der Lebensdauerverkürzung der Kathode; und eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der perforierten Deckelektrode und der Kathode. Infolgedessen wird ein höchst zuverlässiges Bildanzeigegerät mit längerer Lebensdauer erhalten, das über den gesamten Schirm hinweg ein klares Bild mit einer gleichförmigen Leuchtdichte anzeigen kann.
Indem das zweite Gitter außerdem mit einer im wesentlichen gleichen Krümmung wie die Steuerelektrode gestaltet wird, ist eine Bildanzeige mit weiter verbesserter Leuchtdichte und Leuchtdichtengleichförmigkeit machbar.
Indem der Anordnungszwischenraum der perforierten Deckelektroden und Kathoden vom Zentralabschnitt zum Randabschnitt des Schirms hin erhöht wird, besitzt das Bildanzeigegerät flacher Bauart des weiteren eine erheblich verbesserte Leuchtdichtengleichförmigkeit, während der Einfluß auf seine anderen Kennwerte minimiert wird.

Claims

1. Bildanzeigegerät flacher Bauart, mit:

einer Kathode (1; 16) zur Emission von Elektronen;

einer perforierten Deckelektrode (3; 17) zur Herausführung und Beschleunigung der von der Kathode (1; 16) emittierten Elektronen;

eine Steuerelektrode (4), die zu der Kathode (1) im wesentlichen parallel angeordnet ist und Elektronendurchgangsöffnungen (4a) aufweist, die die emittierten Elektronen zur Ausbildung von Strahlen durch sie hindurchgehen lassen, wobei die Steuerelektrode (4) zur Steuerung eines durch die Elektronendurchgangsöffnung (4a) hindurchgehenden Elektronenstrahls (2) angepaßt ist;

ein Leuchtelement (-; 9), das bei Bestrahlung mit den emittierten Elektronen Licht emittiert und eine gekrümmte Oberfläche umfaßt; und

eine Fokussierelektrode (10A; 10) mit einer Vielzahl von Elektronendurchgangsöffnungen (10a), die zwischen der Steuerelektrode (4) und dem Leuchtelement (-; 9) angeordnet ist und eine Einrichtung zur Korrektur des sich gemäß einer Änderung des Abstands zwischen dem Leuchtelement (-; 9) und der flach geformten Steuerelektrode (4) ändernden Strahldurchmessers des Elektronenstrahls (2) auf dem Leuchtelement (-; 9) aufweist.

2. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Korrektur des Strahldurchmessers dadurch gebildet ist, daß die Fokussierelektrode in Teilfokussierelektroden (10&sub1;, 10&sub2;, 10&sub3;) unterteilt ist, und an die Teilfokussierelektroden mindestens zwei unterschiedliche Spannungen angelegt werden.

3. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zur Korrektur des Strahldurchmessers dadurch gebildet ist, daß die an jede der Teilfokussierelektroden (10&sub1;, 10&sub2;, 10&sub3;) angelegte Spannung dergestalt ist, daß eine Spannung, die durch Subtraktion der Einschaltspannung der Steuerelektrode (4) von der an jeder der Teilfokussierelektroden (10&sub1;, 10&sub2;, 10&sub3;) angelegten Spannung erhalten wird, im wesentlichen umgekehrt proportional zu dem Abstand zwischen der Fokussierelektrode (10A) und dem Leuchtelement ist.

4. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zur Korrektur des Strahldurchmessers dadurch gebildet ist, daß die an jede der Teilfokussierelektroden (10&sub1;, 10&sub2;, 10&sub3;) angelegte Spannung mittels Widerstandsteilung (14, 15) aufgebracht wird.

5. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Korrektur des Strahldurchmessers dadurch gebildet ist, daß die Fokussierelektrode (10A) derart angeordnet ist, daß das Verhältnis des Abstands zwischen der Fokussierelektrode (10A) und der Steuerelektrode (4) zu dem zwischen der Fokussierelektrode (10A) und dem Leuchtelement über einen gesamten Anzeigeschirm hinweg im wesentlichen konstant ist.

6. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Korrektur des Strahldurchmessers dadurch gebildet ist, daß sich die Größe der Elektronendurchgangsöffnungen (10a) gemäß dem lokalen Abstand zwischen einer jeweiligen Öffnung (10a) in der Fokussierelektrode (10A) und dem der jeweiligen Öffnung (10a) zugeordneten Leuchtelement ändert.

7. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 1, wobei die Kathode eine Glühkathode ist (16), die Thermoelektronen emittiert.

8. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 1, wobei

die zwischen der Steuerelektrode und dem Leuchtelement (9) angeordnete Fokussierelektrode (10) Elektronendurchgangsöffnungen aufweist, die die emittierten Elektronen durch sie hindurchgehen lassen; mit zudem:

einem zweiten Gitter (46), das zwischen der Steuerelektrode (4) und der perforierten Deckelektrode (3) angeordnet ist und Elektronendurchgangsöffnungen (46a) aufweist, um den sich gemäß einer Änderung des Abstands zwischen dem Leuchtelement (9) und der Kathode (1) ändernden Strahldurchmesser der Elektronenstrahlen auf dem Leuchtelement (9) zu korrigieren;

wobei das Leuchtelement (9), die Fokussierelektrode (10) und die Steuerelektrode (4) jeweils gekrümmte Oberflächen mit im wesentlichen der gleichen Krümmung aufweisen und

die perforierte Deckelektrode (3) und die Kathode (1) jeweils eine Vielzahl von perforierten Deckelektroden und eine Vielzahl von Kathoden umfassen, die in Reihe auf einer gekrümmten Oberfläche mit einer im wesentlichen größeren Krümmung als diese Krümmung oder auf einer flachen Ebene angeordnet sind.

9. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 8, wobei das zweite Gitter (46) eine gekrümmte Oberfläche mit einer größeren Krümmung als die gekrümmte Oberfläche der Steuerelektrode (4) oder eine flache Ebene umfaßt.

10. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 8, wobei das zweite Gitter (46) eine gekrümmte Oberfläche mit einer im wesentlichen gleichen Krümmung wie die Steuerelektrode (4) umfaßt.

11. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 8, wobei die perforierte Deckelektroden (3) und die Kathoden (1) in Richtung von einem Zentralabschnitt zu einem Randabschnitt davon gesehen mit zunehmenden Zwischenraum (P) angeordnet sind.

12. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 8, wobei der Abstand (L) zwischen der gekrümmten Oberfläche oder der flachen Ebene, auf der die perforierten Deckelektroden (3) und die Kathoden (1) angeordnet sind, und dem zweiten Gitter (46) 1,0 bis 6,0-mal so groß wie der Zwischenraum (P) ist, mit dem die Kathoden (1) in Reihe angeordnet sind.

13. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 8, wobei das zweite Gitter (46) oder die perforierte Deckelektrode (3) derart ausgebildet sind, daß zumindest entweder das zweite Gitter (46) oder die perforierte Deckelektrode (3) einen Lochbereichsanteil mit sich allmählich ändernder Öffnungsgröße und einen Lochabstand aufweist, der in Anordnungs-Zwischenraumrichtung der perforierten Deckelektroden und der Kathoden gesehen in einem Zentralabschnitt davon groß und in einem Randabschnitt davon klein ist.

14. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 8, wobei die perforierte Deckelektrode (3) und die Kathode (1) derart angeordnet sind, daß der Abstand dazwischen in Anordnungs-Zwischenraumrichtung der perforierten Deckelektroden und der Kathoden gesehen in einem Zentralabschnitt groß und in einem Randabschnitt klein ist.

15. Bildanzeigegerät flacher Bauart nach Anspruch 8, wobei das zweite Gitter (46) in Anordnungs-Zwischenraumrichtung in eine ungerade Anzahl von mindestens drei Teilabschnitten (46&sub1;, 46&sub2;, 46&sub3;, 46&sub4;, 46&sub5;) unterteilt ist und wobei an einen zentral gelegenen Teilabschnitt (46&sub3;) des zweiten Gitters (46) eine hohe Spannung angelegt wird, während an einen am Rand gelegenen Abschnitt (46&sub2;, 46&sub4;) des zweiten Gitters (46) eine niedrige Spannung angelegt wird.