JP2003086121A - Image display device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device having high image quality and capable of restraining occurrence of luminance irregularity and of keeping a high contrast. SOLUTION: This image display device has: a phosphor 5 for generating a luminescent spot to emit scattered light by irradiating electrons; and luminous flux diameter conversion elements 6 each provided with an opening 7 having a predetermined size for entering the scattered light from the luminescent spot of the phosphor 5 to emit the entered scattered light from the opening 7 with at least part of the luminous flux superposed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を表示する装
置に関し、特には、電子源から放出された電子が被照射
部材に照射されることで画像が表示される画像表示装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for displaying an image, and more particularly to an image display device for displaying an image by irradiating an irradiated member with electrons emitted from an electron source.

【０００２】[0002]

【従来の技術】この種の画像表示装置は、複数の電子源
を有する電子放出部と、これに対向して配置された被照
射部材よりなる被照射部とからなり、これら電子放出部
と被照射部との間の電子の経路は真空雰囲気とされる。
このように電子経路が真空雰囲気とされる、すなわち内
部を減圧雰囲気とする構成においては、外部の気圧との
圧力差により、減圧空間を変形させようとする力が働く
ため、通常は、そのような力による減圧空間の変形を防
止するために、内部にスペーサが設けられる。2. Description of the Related Art An image display device of this type comprises an electron emitting portion having a plurality of electron sources, and an irradiated portion composed of an irradiated member arranged facing the electron emitting portion. The electron path to and from the irradiation unit is in a vacuum atmosphere.
In such a structure in which the electron path is in a vacuum atmosphere, that is, in a structure in which the inside is in a reduced pressure atmosphere, a force that tends to deform the reduced pressure space acts due to a pressure difference from the outside atmospheric pressure, and therefore, it is usually A spacer is provided inside in order to prevent deformation of the decompression space due to various forces.

【０００３】図１０は、内部にスペーサを備えた従来の
画像表示装置の表示部の概略構成を示す模式図である。
この画像表示装置は、フェースプレート（ＦＰ）１００
０と、これに対向して配置されたリアプレート（ＲＰ）
１００１とが不図示の外枠を介して封着された真空容器
を有する。FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a display portion of a conventional image display device having a spacer inside.
This image display device has a face plate (FP) 100.
0 and the rear plate (RP) arranged opposite to this
1001 and a vacuum container sealed by an outer frame (not shown).

【０００４】ＲＰ１００１の内面側には複数の電子放出
素子１００３が設けられ、ＦＰ１０００の電子放出素子
１００３と対向する位置には、それぞれ所定の大きさの
開口部が形成されており、各開口部に蛍光体（不図示）
が塗布されている。さらに、真空容器内部には、ＦＰ１
０００とＲＰ１００１を所定の間隔で維持するための複
数のスペーサ１００２が所定の間隔で平行に設けられて
いる。これらスペーサ１００２によって、真空容器は、
内部から大気圧支持される。A plurality of electron-emitting devices 1003 are provided on the inner surface side of the RP 1001, and openings of a predetermined size are formed at positions facing the electron-emitting devices 1003 of the FP 1000. Phosphor (not shown)
Has been applied. Furthermore, inside the vacuum container, FP1
000 and the RP 1001 are provided in parallel with each other at predetermined intervals so as to maintain the RP 1001 at predetermined intervals. With these spacers 1002, the vacuum container is
Atmospheric pressure is supported from the inside.

【０００５】各スペーサ１００２は、板状の絶縁部材で
あって、電子放出素子１００３の行方向の並び沿って、
数行置きに行間に形成されている。図１０の例では、ス
ペーサ１００２の長さは画像表示領域の左端から右端ま
での長さとしている。Each spacer 1002 is a plate-shaped insulating member, and is arranged along the row of electron-emitting devices 1003.
It is formed every few lines. In the example of FIG. 10, the length of the spacer 1002 is the length from the left end to the right end of the image display area.

【０００６】電子放出素子１００３は、行、列方向配線
（不図示）によりマトリクス状に結線されている。図１
０中、行方向が水平方向、列方向が垂直方向を表わして
おり、電子放出素子１００３は水平、垂直のそれぞれの
方向において均等に配置されている。ＦＰ１０００のＲ
Ｐ１００１と対向する面の、各電子放出素子１００３と
対向する位置には、それぞれ所定の大きさの開口（不図
示）が設けられ、それぞれの開口部には蛍光体（不図
示）が塗布されている。The electron-emitting devices 1003 are connected in a matrix by row and column direction wirings (not shown). Figure 1
In FIG. 0, the row direction represents the horizontal direction and the column direction represents the vertical direction, and the electron-emitting devices 1003 are evenly arranged in each of the horizontal and vertical directions. R of FP1000
An opening (not shown) of a predetermined size is provided at a position facing each electron-emitting device 1003 on the surface facing P1001, and a phosphor (not shown) is applied to each opening. There is.

【０００７】上記のように構成された画像表示装置で
は、外部から入力される映像信号に応じて電子放出素子
１００３からの電子放出が制御される。電子放出素子１
００３から放出された電子はＦＰ−ＲＰ間にかけられた
加速電圧によりＦＰ１０００の開口部に塗布された蛍光
体（不図示）に照射される。この電子の照射により蛍光
体上に発光点（以下、輝点と呼ぶ）が生じ、この輝点の
配列により画像が表示される。In the image display device configured as described above, the electron emission from the electron emission element 1003 is controlled according to the video signal input from the outside. Electron-emitting device 1
The electrons emitted from 003 are applied to the phosphor (not shown) applied to the opening of FP1000 by the acceleration voltage applied between FP and RP. This electron irradiation causes emission points (hereinafter referred to as bright points) on the phosphor, and an image is displayed by the arrangement of the bright points.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の画像表示装置においては、電子放出素子１００３
から電子が放出されると、スペーサ１００２の表面が帯
電し、それによってスペーサ１００２の近傍の電場がゆ
がめられることがある。電場がゆがめられた場合は、ス
ペーサ１００２近傍ではその電場のゆがみによって電子
軌道が曲げられ、電子ビームが正規の位置、すなわち蛍
光体の中央部に照射されないことがある。However, in the above-mentioned conventional image display device, the electron-emitting device 1003 is used.
When electrons are emitted from the spacers, the surface of the spacer 1002 is charged, which may distort the electric field near the spacer 1002. When the electric field is distorted, the electron trajectory is bent near the spacer 1002 due to the distortion of the electric field, and the electron beam may not be irradiated to the regular position, that is, the central portion of the phosphor.

【０００９】以下、電子ビームが正規の位置からずれた
場合に蛍光体上の輝点がどのようになるかについて説明
する。The following will describe how the bright spots on the phosphor become when the electron beam deviates from the normal position.

【００１０】図１１は、図１０に示すフェースプレート
（ＦＰ）を正面から見た場合の部分拡大図で、（ａ）は
電子ビームが正規位置に照射された場合の輝点の状態を
示す図、（ｂ）は電子ビームが正規位置からずれて照射
された場合の輝点の状態を示す図である。図１１におい
て、１０１０はブラックマトリクス、１０１１はブラッ
クマトリクス１０１０にマトリクス状に設けられた開口
部に塗布された蛍光体である。各開口部の蛍光体１０１
１は形状が同一で、それぞれリアプレート１００１側に
設けられた電子放出素子１００３と対応する位置関係に
ある。図１１には、フェースプレートの中央付近にスペ
ーサ１００２が示されているが、実際にはスペーサ１０
０２はフェースプレートの裏面にあるため見えない。FIG. 11 is a partially enlarged view of the face plate (FP) shown in FIG. 10 viewed from the front, and FIG. 11 (a) is a view showing the state of bright spots when the electron beam is applied to the regular position. , (B) are diagrams showing the state of bright spots when the electron beam is irradiated with a deviation from the normal position. In FIG. 11, 1010 is a black matrix, and 1011 is a phosphor applied to the openings provided in the black matrix 1010 in a matrix. Phosphor 101 in each opening
1 has the same shape, and has a positional relationship corresponding to the electron-emitting devices 1003 provided on the rear plate 1001 side. Although the spacer 1002 is shown in the vicinity of the center of the face plate in FIG.
02 is not visible because it is on the back side of the face plate.

【００１１】電子ビームが正規位置に照射されている場
合は、図１１（ａ）に示すように、蛍光体１０１１の中
央に略楕円状の輝点１０１２ａが形成される。ところ
が、スペーサ１００２が帯電してスペーサ１００２近傍
の電場がゆがめられると、スペーサ１００２近傍では電
子軌道が曲げられて、電子が正規位置に照射されなくな
る。When the electron beam is applied to the regular position, a substantially elliptical bright spot 1012a is formed at the center of the phosphor 1011 as shown in FIG. 11 (a). However, when the spacer 1002 is charged and the electric field in the vicinity of the spacer 1002 is distorted, the electron trajectory is bent in the vicinity of the spacer 1002, and electrons are not irradiated to the regular position.

【００１２】図１１（ｂ）は、スペーサ１００２が正に
帯電された場合の例で、この例の場合は、スペーサ１０
０１近傍において電子ビームがスペーサ１００２側に引
き寄せられるように電子軌道が曲げられる（吸引）。こ
の吸引の場合の、電子軌道の曲がりの量はスペーサ１０
０２からの距離によって異なり、スペーサ１００２に近
いほど大きい。図１１の例では、電子軌道の曲がりの量
は、スペーサ１００２に最も近い蛍光体１０１１ａ、１
０１１ａ’の行（以下、第一近接行と呼ぶ）の部分がも
っとも大きく、次いで蛍光体１０１１ｂ、１０１１ｂ’
の行（以下、第二近接行と呼ぶ）の部分、蛍光体１０１
１ｃ、１０１１ｃ’の行（以下、第三近接行と呼ぶ）の
部分とスペーサ１００２から離れるにしたがってだんだ
ん小さくなっている。FIG. 11B shows an example in which the spacer 1002 is positively charged. In this example, the spacer 10 is
In the vicinity of 01, the electron trajectory is bent (suction) so that the electron beam is attracted to the spacer 1002 side. In this suction, the amount of bending of the electron orbit is determined by the spacer 10
It depends on the distance from 02, and the closer to the spacer 1002, the larger. In the example of FIG. 11, the amount of bending of the electron orbit is determined by the phosphors 1011a, 1 which are closest to the spacer 1002.
The line 011a ′ (hereinafter referred to as the first proximity line) is the largest, and the phosphors 1011b and 1011b ′ are next.
Line (hereinafter, referred to as second adjacent line), phosphor 101
The distances from the spacers 1002 and the rows 1c and 1011c '(hereinafter, referred to as third adjacent rows) are gradually reduced.

【００１３】上記のように電子ビームが曲げられると、
スペーサ１００２の近傍では、蛍光体上に形成される輝
点の位置がずれてしまい、輝点の一部がブラックマトリ
クス１０１０にかかって欠けてしまう。例えば、図１１
（ｂ）の例では、スペーサ１００２近傍の蛍光体１０１
１ａ、１０１１ｂ、１０１１ａ’、１０１１ｂ’上に形
成される輝点がスペーサ１００２側に寄ってしまい、輝
点の一部がブラックマトリクス１０１０にかかる。輝点
の一部がブラックマトリクス１０１０にかかって欠ける
と、その行の平均輝度が他の行（正常な輝点が形成され
ている行）よりも暗くなる。ブラックマトリクスによる
輝点の欠ける量はスペーサ１００２に近いほど多いこと
から、スペーサ１００２に近い行ほど暗くなる。この結
果、行状の輝度むらを発生する。実際には、第一近接
行、第二近接行以外の行では、輝点のずれ量が少ないた
め、人間が検知できるほどの輝度低下は起こらない。When the electron beam is bent as described above,
In the vicinity of the spacer 1002, the positions of the bright spots formed on the phosphor are displaced, and a part of the bright spots is caught by the black matrix 1010 and is chipped. For example, in FIG.
In the example of (b), the phosphor 101 near the spacer 1002
The bright spots formed on 1a, 1011b, 1011a ′, and 1011b ′ are close to the spacer 1002 side, and a part of the bright spots is applied to the black matrix 1010. When a part of the bright spots falls on the black matrix 1010, the average brightness of that row becomes darker than that of the other rows (rows in which normal bright spots are formed). The amount of luminescent spots lacking due to the black matrix is larger as it is closer to the spacer 1002. As a result, line-shaped luminance unevenness occurs. Actually, in the rows other than the first proximity row and the second proximity row, the amount of shift of the bright spots is small, and therefore, a decrease in luminance that can be detected by humans does not occur.

【００１４】以上、図１１を用いて、スペーサが正に帯
電し、電子ビームがスペーサ側に引き寄せられた例（吸
引）を説明したが、逆にスペーサが負に帯電して、電子
ビームがスペーサから離れる方向に曲げられる場合（反
発）もある。この反発の場合においても、上記吸引の場
合と同様に、輝点がブラックマトリクスで欠け、その行
の平均輝度が他の行（正常な輝点が形成されている行）
よりも暗くなる。The example in which the spacer is positively charged and the electron beam is attracted to the spacer side (suction) has been described above with reference to FIG. 11. However, conversely, the spacer is negatively charged and the electron beam is attracted to the spacer. It may be bent away from (repulsion). Also in the case of this repulsion, as in the case of the above suction, the bright spots are missing in the black matrix, and the average luminance of that row is in another row (row in which normal bright spots are formed).
Darker than.

【００１５】以上述べたように、従来の画像表示装置に
は、スペーサ近傍において、輝点がブラックマトリクス
にかかって行輝度が落ちることで、行状や同心円状の輝
度むらが発生することがある、という問題がある。As described above, in the conventional image display device, line-shaped or concentric circle-shaped brightness unevenness may occur in the vicinity of the spacer due to the fact that the bright points fall on the black matrix and the row brightness drops. There is a problem.

【００１６】また、上述した従来の画像表示装置の例で
は、長さが画像領域の端から端まであるスペーサを使用
しているが、通常は、精度、コスト面で有利となるよう
に、長さが画像領域より短いスペーサや柱状スペーサが
採用される。この場合は、スペーサのエッジ近傍でＵ字
型や同心円状の２次元的な輝度低下が生じ、さらに大き
な問題となる。Further, in the above-mentioned example of the conventional image display device, the spacer having the length from end to end of the image area is used, but in general, the length is long so as to be advantageous in accuracy and cost. Spacers or columnar spacers whose length is shorter than the image area are used. In this case, a U-shaped or concentric circular two-dimensional luminance decrease occurs near the edge of the spacer, which is a further serious problem.

【００１７】なお、上記のような行輝度の低下は、フェ
ースプレート全域で蛍光体の面積（ブラックマトリクス
の開口）を広げることで防止することが可能である。こ
の手法によれば、スペーサの帯電により電子の軌道が曲
げられて輝点の位置がずれても、蛍光体の面積（ブラッ
クマトリクスの開口）が大きくなったことで、その輝点
がブラックマトリクスにかかることがなくなる。しか
し、この場合には、以下のような問題がある。It is possible to prevent the above-mentioned decrease in row brightness by widening the area of the phosphor (the opening of the black matrix) over the entire face plate. According to this method, even if the orbits of electrons are bent due to the charging of the spacers and the positions of the bright spots are displaced, the area of the phosphor (opening of the black matrix) becomes large, and the bright spots become the black matrix. This will not happen. However, in this case, there are the following problems.

【００１８】一般に、蛍光体およびブラックマトリクス
はフェースプレートの前面（観察者によって観察される
面）側に位置する。この構造の場合、外部からフェース
プレートの前面に入射する外光のうち、ブラックマトリ
クスの領域に入射した光は吸収されるが、蛍光体面に入
射した光は反射されることになる。この蛍光体面からの
反射光があまり大きくなると、黒レベルが上がり、コン
トラスト低下を招くことになる。したがって、ブラック
マトリクスの開口を大きくして蛍光体の面積を増やす
と、フェースプレートの外光反射率が上昇し、その結
果、黒レベルが上がり、コントラストが低下するという
新たな問題が発生する。Generally, the phosphor and the black matrix are located on the front surface (the surface viewed by an observer) of the face plate. In the case of this structure, of the external light incident on the front surface of the face plate from the outside, the light incident on the black matrix region is absorbed, but the light incident on the phosphor surface is reflected. If the light reflected from the phosphor surface becomes too large, the black level will rise, resulting in a decrease in contrast. Therefore, when the opening of the black matrix is enlarged to increase the area of the phosphor, the external light reflectance of the face plate increases, and as a result, a new problem arises that the black level increases and the contrast decreases.

【００１９】本発明の目的は、上記の問題を解決し、輝
度むらの発生を抑え、かつ高コントラストを維持するこ
とのできる、高画質な画像表示装置を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide an image display device of high image quality, which can solve the above problems, suppress the occurrence of uneven brightness, and maintain high contrast.

【００２０】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像表示装置は、電子が照射されることで
輝点が生じて散乱光が発せられる蛍光体と、所定の大き
さの開口面を備え、前記蛍光体の輝点からの散乱光が入
射され、該入射された散乱光が、少なくとも一部の光束
が重ね合わされた状態で前記開口面から出射される光束
径変換素子とを有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the image display device of the present invention comprises a phosphor which emits scattered light when a bright spot is generated by irradiation of electrons, and a phosphor having a predetermined size. A light flux diameter conversion element having an aperture surface, scattered light from a bright spot of the phosphor is incident, and the incident scattered light is emitted from the aperture surface in a state where at least some of the light fluxes are superposed. It is characterized by having.

【００２１】上記のように構成された本発明において
は、外光反射率は光束径変換素子の開口面の大きさによ
って決まるため、蛍光体の面（またはブラックマトリク
スの開口）を大きくしても外光反射率は上昇しない。In the present invention configured as described above, since the external light reflectance is determined by the size of the opening surface of the light beam diameter conversion element, even if the surface of the phosphor (or the opening of the black matrix) is increased. The external light reflectance does not increase.

【００２２】また、輝点からの散乱光は、光束径変換素
子によって光束が重ね合わされて開口面から出射される
ようになっているため、開口面における光量分布は輝点
における光量分布と比べてより均一化されたものとな
り、また、その輝度も高い。さらに、光束径変換素子の
開口面は、従来の装置におけるブラックマトリクスの開
口より小さくすることが可能であるので、その分、外光
反射率が低下することとなり、コントラストが向上する
ことになる。Further, the scattered light from the bright spot is arranged so that the luminous flux is superposed by the luminous flux diameter conversion element and is emitted from the aperture surface, so that the light amount distribution on the aperture surface is compared with the light amount distribution on the bright point. It becomes more uniform and its brightness is also high. Further, since the aperture surface of the light beam diameter conversion element can be made smaller than the aperture of the black matrix in the conventional device, the external light reflectance is reduced by that amount, and the contrast is improved.

【００２３】[0023]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【００２４】（実施形態１）図１は、本発明の第１の実
施形態の画像表示装置に用いられるフェースプレートの
主要構成を示す模式図である。図１中、観察方向、Ｈ方
向（水平方向）、Ｖ方向（垂直方向）をそれぞれ矢印で
示してある。観察方向はディスプレイを見る方向で、Ｈ
方向は二次元配列（マトリクス状に配列）された画素の
行方向、Ｖ方向は列方向である。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view showing a main configuration of a face plate used in an image display device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the observation direction, the H direction (horizontal direction), and the V direction (vertical direction) are indicated by arrows. The viewing direction is the direction to look at the display, H
The direction is the row direction of the pixels arranged two-dimensionally (arranged in a matrix), and the V direction is the column direction.

【００２５】フェースプレート１は、例えば前述の図１
０に示した画像表示装置に適用されるものであって、そ
の主要構成は、リアプレート側に設けられた電子放出素
子のそれぞれと対向する位置に所定の大きさの開口を有
するブラックマトリクス４が形成され、このブラックマ
トリクスの各開口部に蛍光体５がそれぞれ形成された蛍
光体基板２と、各蛍光体５毎に光束径変換素子６が形成
された光束径変換基板３とからなる。The face plate 1 is, for example, as shown in FIG.
It is applied to the image display device shown in FIG. 0, and its main configuration is that the black matrix 4 having an opening of a predetermined size is provided at a position facing each of the electron-emitting devices provided on the rear plate side. The fluorescent substance substrate 2 is formed and has the fluorescent substance 5 formed in each opening of the black matrix, and the luminous flux diameter conversion substrate 3 in which the luminous flux diameter conversion element 6 is formed for each fluorescent substance 5.

【００２６】光束径変換素子６は、四角錐の頂部を切り
取った形状で、観察方向・Ｖ方向および観察方向・Ｈ方
向のそれぞれの方向における断面が台形状をしており、
台形の下底を形成する透過面が入射側開口、上底を形成
する透過面が出射側開口である。光束径変換素子６の入
射側開口の大きさは、ブラックマトリクス４の開口より
大きく、光束径変換素子６の出射側開口の大きさは、ブ
ラックマトリクス４の開口より小さい。光束径変換素子
６の台形の斜辺を形成する面は反射面である。The light beam diameter conversion element 6 has a shape in which the top of a quadrangular pyramid is cut off, and the cross section in each of the observation direction / V direction and the observation direction / H direction is trapezoidal,
The transmission surface forming the lower base of the trapezoid is the entrance side opening, and the transmission surface forming the upper bottom is the exit side opening. The size of the incident side opening of the light beam diameter conversion element 6 is larger than that of the black matrix 4, and the size of the emission side opening of the light beam diameter conversion element 6 is smaller than that of the black matrix 4. The surface forming the trapezoidal hypotenuse of the light beam diameter conversion element 6 is a reflecting surface.

【００２７】ブラックマトリクス４の開口は、従来の装
置におけるブラックマトリクスの開口より大きくなって
おり、これに伴い、蛍光体５の面積も従来のものより大
きくなっている。ブラックマトリクス４の開口および蛍
光体５の大きさは、具体的には、スペーサ近傍において
電子軌道が曲げられて、電子ビームが正規の位置からず
れて蛍光体に照射された場合に、輝点がブラックマトリ
クスにかからないような大きさである。The opening of the black matrix 4 is larger than the opening of the black matrix in the conventional device, and accordingly, the area of the phosphor 5 is also larger than the conventional one. Specifically, the openings of the black matrix 4 and the sizes of the phosphors 5 are such that when the electron orbit is bent near the spacer and the electron beam is displaced from the regular position and the phosphor is irradiated, the bright spot is The size does not cover the black matrix.

【００２８】上記のように構成されたフェースプレート
１では、スペーサ近傍において電子軌道が曲げられて、
電子ビームが正規の位置からずれて蛍光体５に照射され
た場合でも、輝点がブラックマトリクス４にかかること
がない。また、蛍光体５の輝点からの散乱光のほとんど
が光束径変換素子６の入射側開口から入射し、その入射
した光束のほとんどが光束径変換素子６の出射側開口か
ら出射される。In the face plate 1 configured as described above, the electron orbit is bent near the spacer,
Even when the phosphor 5 is irradiated with the electron beam deviated from the regular position, the bright spot does not reach the black matrix 4. Further, most of the scattered light from the bright spot of the phosphor 5 enters through the entrance side opening of the light flux diameter conversion element 6, and most of the incident light flux exits through the exit side opening of the light flux diameter conversion element 6.

【００２９】前述の課題のところでも述べたように、従
来の場合は、ブラックマトリクスの開口および蛍光体が
フェースプレートの前面（観察者によって観察される
面）側に設けられていたため、フェースプレートの外光
反射率は主にこれらブラックマトリクスの開口および蛍
光体の大きさで決まる。このため、ブラックマトリクス
の開口を大きくして蛍光体の面積を増やすと、フェース
プレートの外光反射率が上昇し、外光によるコントラス
トの低下を生じる。これに対して、本形態の場合は、ブ
ラックマトリクスの開口および蛍光体はフェースプレー
トの内部にあり、光束径変換素子６の出射側開口がフェ
ースプレートの前面側に設けられている。しかも、光束
径変換素子６の作用によって、蛍光体５からの放射光束
径が光束径変換素子６の出射側開口の大きさに対応する
径に変換されるように構成されている。この構造によれ
ば、フェースプレートの外光反射率は、光束径変換素子
６の出射側開口の大きさで決まることとなり、ブラック
マトリクス４の開口を大きくして蛍光体の面積を増やし
ても、フェースプレートの外光反射率が上昇することは
ない。このようにフェースプレートの外光反射率は上昇
しないので、コントラストが低下することはない。As described in the above-mentioned problems, in the conventional case, the openings of the black matrix and the phosphors are provided on the front surface of the face plate (the surface observed by the observer). The external light reflectance is mainly determined by the size of the openings of the black matrix and the phosphor. For this reason, when the opening of the black matrix is enlarged to increase the area of the phosphor, the external light reflectance of the face plate is increased, and the contrast is reduced due to the external light. On the other hand, in the case of this embodiment, the opening of the black matrix and the phosphor are inside the face plate, and the exit side opening of the light beam diameter conversion element 6 is provided on the front side of the face plate. Moreover, by the action of the light flux diameter conversion element 6, the diameter of the light flux emitted from the phosphor 5 is converted into a diameter corresponding to the size of the exit side opening of the light flux diameter conversion element 6. According to this structure, the external light reflectance of the face plate is determined by the size of the exit side opening of the light beam diameter conversion element 6, and even if the opening of the black matrix 4 is enlarged and the area of the phosphor is increased, The external light reflectance of the face plate does not increase. In this way, since the external light reflectance of the face plate does not increase, the contrast does not decrease.

【００３０】また、光束径変換素子６に光束径変換作用
によって、蛍光体５における光量分布の均一化も改善さ
れるので、高画質な画像を得られる。以下に、この光束
径変換素子６の光束径変換作用による光量分布の均一化
をさらに具体的に説明する。Further, the light beam diameter converting effect on the light beam diameter converting element 6 improves the uniformity of the light amount distribution in the phosphor 5, so that a high quality image can be obtained. The homogenization of the light quantity distribution by the light beam diameter conversion function of the light beam diameter conversion element 6 will be described more specifically below.

【００３１】図２は、図１に示した画像表示装置のフェ
ースプレートの、観察方向・Ｈ方向の断面模式図であ
る。図２において、図1と同じ構成部には同じ符号を付
しており、ここでは、それらの詳細な説明は省略する。FIG. 2 is a schematic sectional view of the face plate of the image display device shown in FIG. 1 in the viewing direction and the H direction. 2, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted here.

【００３２】蛍光体基板２のリアプレート（不図示）側
の面には、蛍光体５がＨ方向に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の順に周期的に配列されている。各蛍光体５間は
ブラックマトリクス４により区切られ、これにより隣接
する蛍光体との混色を防ぎ、高い色再現を得られるよう
になっている。On the surface of the phosphor substrate 2 on the rear plate (not shown) side, the phosphors 5 are periodically arrayed in the H direction in the order of red (R), green (G) and blue (B). . The respective phosphors 5 are separated from each other by the black matrix 4, whereby color mixture with adjacent phosphors is prevented and high color reproduction can be obtained.

【００３３】蛍光体基板２の蛍光体５が設けられた面と
は反対の面には光束径変換基板３が設けられている。光
束径変換基板３には、各蛍光体５と対向する位置に光束
径変換素子６がそれぞれ設けられている。この光束径変
換素子６の出射側開口、すなわち四角錐の頂部を切り取
った部分が開口７である。光束径変換素子６は、反射部
１１を備え、蛍光体５にて生じた輝点からの散乱光が入
射し、その入射した散乱光が直接、または、反射部１１
にて反射されて開口７へ導かれるようになっている。反
射部１１は、光束径変換素子６の台形の斜辺を形成する
領域に形成されている。光束径変換基板３の光束径変換
素子６以外の領域は所定の波長域の光（主に可視光）吸
収する吸収部１０である。A light beam diameter conversion substrate 3 is provided on the surface of the phosphor substrate 2 opposite to the surface on which the phosphor 5 is provided. A light flux diameter conversion element 6 is provided on the light flux diameter conversion substrate 3 at a position facing each phosphor 5. The exit side opening of the light beam diameter conversion element 6, that is, the portion obtained by cutting off the top of the quadrangular pyramid is the opening 7. The light flux diameter conversion element 6 is provided with a reflection part 11, and scattered light from a bright spot generated in the phosphor 5 is incident, and the incident scattered light is directly or reflected by the reflection part 11.
It is reflected by and is guided to the opening 7. The reflection part 11 is formed in a region forming the trapezoidal oblique side of the light beam diameter conversion element 6. A region of the light flux diameter conversion substrate 3 other than the light flux diameter conversion element 6 is an absorption portion 10 that absorbs light (mainly visible light) in a predetermined wavelength range.

【００３４】上記のような光束径変換基板３は、次のよ
うにして作製することができる。まず、平行平板ガラス
基板の光束径変換素子６となる領域の近傍を、マスクを
用いたエッチンングまたはブラスト、もしくは金型を使
ったガラスモールドにより加工して、反射部１１用の斜
面を形成する。そして、その形成した斜面にマスクを用
いてＡｌまたはＣｒ蒸着して反射部１１を形成し、その
上に可視光を吸収する有機色素を充填して吸収部１０を
形成する。このようにして作製された光束径変換基板３
の各開口７と蛍光体基板２の各蛍光体５とがそれぞれ対
応するように位置調整を行って、両基板を接着により一
体化することで、フェースプレート１を完成する。The luminous flux diameter conversion substrate 3 as described above can be manufactured as follows. First, the vicinity of the area to be the light beam diameter conversion element 6 of the parallel plate glass substrate is processed by etching or blasting using a mask, or glass molding using a mold to form a slope for the reflecting portion 11. Then, Al or Cr is vapor-deposited on the formed slope using a mask to form the reflection portion 11, and an organic dye that absorbs visible light is filled on the reflection portion 11 to form the absorption portion 10. Luminous flux diameter conversion substrate 3 manufactured in this manner
The face plate 1 is completed by adjusting the positions of the openings 7 and the phosphors 5 of the phosphor substrate 2 so as to correspond to each other, and integrating the two substrates by adhesion.

【００３５】光束径変換基板３と蛍光体基板２は、光学
的特性上からそれぞれの屈折率が等しいことが望まし
く、またディスプレイの作製工程の熱サイクルや使用環
境温度からそれぞれの熱膨張係数が等しいことが望まし
い。このため、光束径変換基板３と蛍光体基板２は、同
一材質のガラス基板であることが望ましい。It is desirable that the light flux diameter conversion substrate 3 and the phosphor substrate 2 have the same refractive index from the viewpoint of optical characteristics, and the thermal expansion coefficient is the same due to the heat cycle of the manufacturing process of the display and the operating environment temperature. Is desirable. Therefore, it is desirable that the light flux diameter conversion substrate 3 and the phosphor substrate 2 are glass substrates made of the same material.

【００３６】設計上、十分な冗長度がとれるのであれ
ば、光束径変換基板３にプラスティックを用いてもよ
い。この場合は、金型による一体加工を行うことができ
るので、コストを大幅に削減することが可能である。A plastic may be used for the light beam diameter conversion substrate 3 as long as sufficient redundancy can be obtained in terms of design. In this case, since it is possible to perform integral processing using a die, it is possible to significantly reduce the cost.

【００３７】図２に示したフェースプレートでは、不図
示のリアプレート側に設けられた電子源からの電子が蛍
光体５に照射されると、蛍光体５に輝点が生じて散乱光
が発せられる。輝点は、前述した従来のもの同様、略楕
円形状をしており、ほぼ中心にピークを持ち、周辺に向
かって光量が弱くなるような、断面がガウス分布に似た
光量分布を持つ。光量分布内のそれぞれの点（電子があ
たった部分）では、蛍光体５の散乱能に応じた方向に光
が散乱され、これら散乱光のほとんどの光束が光束径変
換素子６の入射側開口から入射する。入射した各光束
は、一部の光束が反射部１１および蛍光体基板２の蛍光
体５の部分で反射されて他の光束と重ね合わされて開口
７から出射される。In the face plate shown in FIG. 2, when the phosphor 5 is irradiated with electrons from an electron source provided on the rear plate side (not shown), bright spots are generated on the phosphor 5 and scattered light is emitted. To be The bright spot has a substantially elliptical shape like the above-mentioned conventional one, has a peak in the center, and has a light quantity distribution similar to a Gaussian distribution such that the light quantity weakens toward the periphery. At each point in the light amount distribution (portion hit by electrons), the light is scattered in a direction according to the scattering ability of the phosphor 5, and most of the scattered light from the incident side opening of the light beam diameter conversion element 6. Incident. Part of each of the incident light fluxes is reflected by the reflecting portion 11 and the phosphor 5 of the phosphor substrate 2, is superposed on the other light flux, and is emitted from the opening 7.

【００３８】例えば、図２に示すように、輝点の中心近
傍（光量の大きな領域）の点からの散乱光のうち、光束
Ｌ１、Ｌ２のように観察方向に対して平行に近い光束は
開口７を直接透過して、ほぼ従来の装置の場合と同様の
光路で観察者の眼に到達する。一方、輝点の中心からず
れた光量の小さな領域の点からの散乱光のうち、光束Ｌ
３、Ｌ６は開口７を直接透過してほぼ従来の装置の場合
と同様の光路で観察者の眼に到達するが、光束Ｌ４、Ｌ
５は光束径変換素子６の反射部１１にて反射されて開口
７を透過する。なお、図２の例では、便宜上、光束Ｌ
１、Ｌ２と光束Ｌ３〜Ｌ６を別々の蛍光体からの散乱光
として示しているが、これら散乱光は、実際は１つの蛍
光体から発せられたものである。また、同図では、説明
の煩雑さを避けるため、蛍光体基板２と光束径変換基板
３との界面や光束径変換基板３と観察側開空間との界面
での屈折や反射の影響を除いた光路を想定している。For example, as shown in FIG. 2, among the scattered light from a point near the center of the bright spot (a region where the amount of light is large), light fluxes such as light fluxes L1 and L2 that are nearly parallel to the observation direction are opened. The light directly passes through 7 and reaches the observer's eye in an optical path similar to that in the case of the conventional device. On the other hand, of the scattered light from the points in the small light amount area deviated from the center of the bright spot, the light flux L
3 and L6 directly pass through the opening 7 and reach the observer's eye through an optical path substantially similar to that of the conventional device, but the light beams L4 and L6
The light beam 5 is reflected by the reflection portion 11 of the light beam diameter conversion element 6 and transmitted through the opening 7. Note that, in the example of FIG.
1, L2 and the light fluxes L3 to L6 are shown as scattered lights from different phosphors, but these scattered lights are actually emitted from one phosphor. Further, in the figure, in order to avoid complication of description, the influence of refraction and reflection at the interface between the phosphor substrate 2 and the light flux diameter conversion substrate 3 and the interface between the light flux diameter conversion substrate 3 and the observation side open space is excluded. The optical path is assumed.

【００３９】上記のように、光量分布の輝点中心から外
れた周辺部分の光量の小さな領域からの光束Ｌ４、Ｌ５
を積極的に反射部１１で反射して開口７に導くことで、
開口７においては反射部１１で反射された光束Ｌ４、Ｌ
５が、直接到達する光束Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ６と重ね
合わされ、その結果、総合の光束径が開口７の大きさに
変換され、かつ、その光量分布が蛍光体５上における光
量分布に比べ大幅に均一化されることになる。As described above, the light fluxes L4 and L5 from the peripheral portion of the light amount distribution which is deviated from the center of the bright spot and has a small light amount.
Is positively reflected by the reflecting portion 11 and guided to the opening 7,
In the opening 7, the light fluxes L4, L reflected by the reflecting portion 11
5 is superposed on the light fluxes L1, L2, L3, and L6 that directly arrive, and as a result, the total light flux diameter is converted into the size of the aperture 7, and its light quantity distribution is compared with the light quantity distribution on the phosphor 5. It will be greatly homogenized.

【００４０】以上の光束径変換素子６の光量均一化作用
の説明は、電子ビームが正規の位置に照射された場合の
説明であるが、スペーサの帯電によって電子ビームの軌
道が曲げられた場合においても、同様の光量均一化作用
を奏する。すなわち、本形態では、スペーサの帯電によ
って電子ビームの軌道が曲げられた場合でも、蛍光体に
生じた輝点がブラックマトリクス４にかかることがな
く、その輝点からの散乱光の光束のほとんどが光束径変
換素子６の入射側開口から入射し、その入射した各光束
は、一部の光束が反射部１１および蛍光体基板２の蛍光
体５の部分にて反射されて他の光束と重ね合わされて開
口７から出射されるようになっている。The above description of the light quantity uniformizing action of the light beam diameter conversion element 6 is for the case where the electron beam is applied to a regular position, but in the case where the trajectory of the electron beam is bent by the charging of the spacer. Also has a similar light amount uniforming action. That is, in the present embodiment, even if the electron beam trajectory is bent by the charging of the spacer, the bright spots generated on the phosphor do not reach the black matrix 4, and most of the light flux of scattered light from the bright spots is not generated. A part of each of the light fluxes that have entered through the entrance side opening of the light flux diameter conversion element 6 is reflected by the reflection part 11 and the phosphor 5 of the phosphor substrate 2, and is superimposed on the other light fluxes. The light is emitted from the opening 7.

【００４１】また、図２の例では、Ｈ方向に関する作用
・効果を説明したが、Ｖ方向の断面に関しても同様の作
用・効果を奏することは言うまでもない。Further, in the example of FIG. 2, the action and effect in the H direction have been described, but it goes without saying that the same action and effect are exerted also in the cross section in the V direction.

【００４２】図３は、図１および図２に示したフェース
プレートを備える画像表示装置における画質の改善を説
明するための模式図である。この図３の例では、前述の
図１１の（ａ）および（ｂ）に示したものと同様、フェ
ースプレートの中央付近にスペーサ１２が設けられてい
るが、実際にはスペーサ１２はフェースプレートの裏面
にあるため見えない。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the improvement of the image quality in the image display device having the face plate shown in FIGS. 1 and 2. In the example of FIG. 3, the spacer 12 is provided near the center of the face plate as in the case shown in FIGS. 11A and 11B described above. Not visible because it is on the back.

【００４３】本実施形態の画像表示装置では、従来の場
合とは異なり、輝点がスペーサの帯電によってシフトし
てもブラックマトリクスによりけられないような大きさ
になっており、しかも。輝点からの散乱光が光束径変換
素子によって所定の大きさの光束径（出射側開口の大き
さに対応する）に変換される。このように光束径変換素
子によって光束径変換された輝点１３は、図３に示すよ
うに、スペーサ１２の近傍においても他の部分と変わら
ない状態になっており、従来のような行輝度むらは生じ
ない。In the image display device of the present embodiment, unlike the conventional case, the size is such that even if the bright spots are shifted by the charging of the spacers, the bright spots cannot be shaded by the black matrix. The scattered light from the bright spot is converted into a light beam diameter of a predetermined size (corresponding to the size of the exit side opening) by the light beam diameter conversion element. As shown in FIG. 3, the bright spots 13 whose luminous flux diameters have been converted by the luminous flux diameter conversion element are in the same state as the other portions even in the vicinity of the spacers 12, and thus the row luminance unevenness as in the conventional case. Does not occur.

【００４４】また、光束径変換素子６による光束径変換
作用により、開口７の大きさをより小さくすることが可
能である。開口７をより小さくすることで、フェースプ
レートの外光反射率が小さくなり、その結果、コントラ
ストが向上する。The size of the aperture 7 can be further reduced by the light beam diameter converting function of the light beam diameter converting element 6. By making the opening 7 smaller, the external light reflectance of the face plate becomes smaller, and as a result, the contrast is improved.

【００４５】さらに、蛍光体５上の発光分布が多少変化
しても、光束径変換素子６による光量分布均一化の作用
によって、開口７における輝度はほとんど変化しないた
め、スペーサの帯電の許容量を大幅に緩和することがで
きる。Further, even if the light emission distribution on the phosphor 5 slightly changes, the brightness in the aperture 7 hardly changes due to the effect of the light beam diameter conversion element 6 to make the light amount distribution uniform. Can be significantly eased.

【００４６】以上のことから、本実施形態の画像表示装
置によれば、スペーサの帯電による画質劣化を緩和する
とともに、スペーサの帯電の影響の無い領域の画質をも
向上させることが可能である。From the above, according to the image display device of the present embodiment, it is possible to alleviate the deterioration of the image quality due to the charging of the spacer and also to improve the image quality of the region which is not affected by the charging of the spacer.

【００４７】（実施形態２）図４は、本発明の第２の実
施形態の画像表示装置に用いられるフェースプレートの
構成を説明するための断面模式図である。このフェース
プレートは、図２に示したフェースプレートの蛍光体基
板と光束変換基板を同一の基板で兼用し、ブラックマト
リクスをなくした構成となっており、位置合わせや熱サ
イクルの問題を解決できるようになっている。(Embodiment 2) FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining the structure of a face plate used in an image display device according to a second embodiment of the present invention. This face plate has a structure in which the phosphor substrate and the light flux conversion substrate of the face plate shown in FIG. 2 are also used as the same substrate and the black matrix is eliminated, so that the problems of alignment and thermal cycle can be solved. It has become.

【００４８】図４において、２１は光束径変換基板、２
２は蛍光体、２３は光束径変換素子、２４は開口（透過
面）、２５は反射部、２６は吸収部、２７は散乱膜であ
る。蛍光体２２は、光束径変換基板２１のリアプレート
（不図示）側の面の、リアプレート側に設けられた電子
放出素子のそれぞれと対向する位置に、Ｈ方向に赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の順に周期的に配列されて
いる。散乱膜２７は、光束径変換基板２１の蛍光体２２
が形成された面とは反対の面に全面にわたって形成され
ている。In FIG. 4, reference numeral 21 denotes a light beam diameter conversion substrate, 2
Reference numeral 2 is a phosphor, 23 is a light beam diameter conversion element, 24 is an opening (transmission surface), 25 is a reflecting portion, 26 is an absorbing portion, and 27 is a scattering film. The phosphors 22 are arranged on the rear plate (not shown) side of the light flux diameter conversion substrate 21 at positions facing the electron-emitting devices provided on the rear plate side, respectively, in the H direction with red (R) and green ( G) and blue (B) are arranged periodically in this order. The scattering film 27 is formed by the phosphor 22 of the light beam diameter conversion substrate 21.
Is formed over the entire surface on the surface opposite to the surface on which is formed.

【００４９】光束径変換基板２１には、蛍光体２２毎に
光束径変換素子２３が形成されている。光束径変換素子
２３は図２に示したものとほぼ同様の構成であるが、台
形の斜辺を形成する面に設けられた反射部２５が、隣接
する光束径変換素子の反射部と繋がっている。この隣接
する光束径変換素子２３間で繋がった反射部２５の、観
察方向・Ｈ方向における断面の形状は、光束径変換素子
２３の台形の上下を逆にした形状になっている。この台
形の上底を形成する（蛍光体２２が設けられた面側に位
置する）反射面は、蛍光体の境界位置にくるようになっ
ている。光束径変換基板２１の光束径変換素子２３以外
の領域は吸収部２６となっている。本実施形態では、こ
の吸収部２６が図２に示したブラックマトリクスの役割
を果たす。On the luminous flux diameter conversion substrate 21, a luminous flux diameter conversion element 23 is formed for each phosphor 22. The light beam diameter conversion element 23 has substantially the same configuration as that shown in FIG. 2, but the reflection portion 25 provided on the surface forming the hypotenuse of the trapezoid is connected to the reflection portion of the adjacent light beam diameter conversion element. . The cross-sectional shape of the reflecting portion 25 connected between the adjacent light beam diameter conversion elements 23 in the observation direction and the H direction is a trapezoidal shape of the light beam diameter conversion element 23 which is turned upside down. The reflection surface (which is located on the side where the phosphor 22 is provided) forming the upper base of the trapezoid is located at the boundary position of the phosphor. The area other than the light flux diameter converting element 23 of the light flux diameter converting substrate 21 is an absorbing portion 26. In the present embodiment, the absorbing section 26 plays the role of the black matrix shown in FIG.

【００５０】上記のような構成のフェースプレートは、
次のようにして作製することができる。まず、平行平板
ガラス基板の一方の面（散乱膜２７が設けられる面）の
光束径変換素子２３となる領域の近傍を、マスクを用い
たエッチンングまたはブラスト、もしくは金型を使った
ガラスモールドにより加工し、反射部１１用の面を形成
する。する。次いで、平行平板ガラス基板の他方の面
に、光束径変換素子２３となる領域と対応した位置に蛍
光体２２を塗布する。この際、平行平板ガラス基板の透
過性を利用して、光束径変換素子２３となる領域と蛍光
体２２の位置を正確に位置合わせすることが可能であ
る。次いで、先ほど形成した反射部１１用の面にマスク
を用いてＡｌまたはＣｒ蒸着して反射部２５を形成し、
その上に可視光を吸収する有機色素を充填して吸収部２
６を形成し、最後に、その上に全面に散乱膜２７を作製
する。The face plate having the above structure is
It can be manufactured as follows. First, the vicinity of the area to be the light beam diameter conversion element 23 on one surface (the surface on which the scattering film 27 is provided) of the parallel plate glass substrate is processed by etching or blasting using a mask, or glass molding using a mold. Then, a surface for the reflecting portion 11 is formed. To do. Next, the phosphor 22 is applied to the other surface of the parallel plate glass substrate at a position corresponding to the area to be the light beam diameter conversion element 23. At this time, it is possible to accurately align the positions of the region serving as the light beam diameter conversion element 23 and the phosphor 22 by utilizing the transparency of the parallel plate glass substrate. Then, Al or Cr is vapor-deposited on the surface of the reflection part 11 formed earlier using a mask to form the reflection part 25,
The absorption part 2 is filled with an organic dye that absorbs visible light.
6 is formed, and finally, the scattering film 27 is formed on the entire surface.

【００５１】図４に示したフェースプレートを用いた場
合も、上述の第１の実施形態の場合と同様、電子照射に
より蛍光体２２に輝点が生じて散乱光が発せられると、
その散乱光のほとんどの光束が光束径変換素子２３の入
射側開口から入射する。入射した各光束は、一部の光束
（例えば図４のＬ１４、Ｌ２５）が反射部２５および蛍
光体２２の部分にて反射されて他の光束（例えば図４の
Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２６）と重ね合わされて開
口２４から出射される。よって、本実施形態において
も、光束径変換素子２３の光束径変換作用により、上述
の第１の実施形態で説明したような光量分布均一化、輝
度およびコントラストの向上を図ることができ、スペー
サの帯電の許容量を大幅に改善することができる。Also when the face plate shown in FIG. 4 is used, as in the case of the above-described first embodiment, when a bright spot is generated on the phosphor 22 by electron irradiation and scattered light is emitted,
Most of the scattered light is incident on the entrance side opening of the light beam diameter conversion element 23. Of the incident light beams, a part of the light beams (for example, L14 and L25 in FIG. 4) is reflected by the reflecting portion 25 and the phosphor 22 and other light beams (for example, L21, L22, L23, and L26 in FIG. 4). And is emitted from the opening 24. Therefore, also in the present embodiment, the light beam diameter conversion action of the light beam diameter conversion element 23 can make the light amount distribution uniform and improve the brightness and the contrast as described in the first embodiment, and the spacer The allowable amount of charging can be significantly improved.

【００５２】また、本実施形態のフェースプレートの構
成によれば、蛍光体基板と光束変換基板が共通化される
ので、位置合わせ組み立て工程を省略し、かつ、工程上
の熱サイクル、使用上の温度変化による基板の反り、剥
離や割れと行った問題を解決することができ、その結
果、コスト削減と性能向上が達成される。Further, according to the structure of the face plate of the present embodiment, since the phosphor substrate and the light flux conversion substrate are commonly used, the alignment and assembly process can be omitted, and the heat cycle in the process and the use in the process can be improved. It is possible to solve the problems such as warpage, peeling and cracking of the substrate due to temperature change, and as a result, cost reduction and performance improvement are achieved.

【００５３】また、蛍光体基板と光束変換基板を共通基
板としたこで、光束径変換素子２３と蛍光体２２の距離
を近づけることが可能となり、これにより、実質的に吸
収部２６により蛍光体２２間の混色を防止することがで
きる。このように、吸収部２６がブラックマトリクスの
役割を果たすため、ブラックマトリクスを廃止すること
が可能である。これにより、さらにコストの削減が達成
される。Further, by using the phosphor substrate and the light flux conversion substrate as a common substrate, it becomes possible to bring the light flux diameter conversion element 23 and the phosphor 22 closer to each other, so that the absorption portion 26 substantially allows the phosphor to be used. It is possible to prevent the color mixture between 22. In this way, since the absorbing section 26 plays the role of the black matrix, the black matrix can be eliminated. Thereby, further cost reduction is achieved.

【００５４】さらに本実施形態では、散乱膜２７を設け
たことで、光束径変換素子２３の出射側開口である開口
２４を通過する光束の光量分布をさらに均一化し、か
つ、それら光束の方向をより等方的にすることができ、
これにより、視覚特性が改善され、画質をさらに向上す
ることができる。Further, in the present embodiment, by providing the scattering film 27, the light quantity distribution of the light flux passing through the opening 24 which is the exit side opening of the light flux diameter conversion element 23 is further homogenized, and the directions of these light fluxes are changed. Can be more isotropic,
Thereby, the visual characteristics are improved, and the image quality can be further improved.

【００５５】（実施形態３）図５は、本発明の第３の実
施形態の画像表示装置に用いられるフェースプレートの
構成を説明するための断面模式図である。このフェース
プレートは、１つの画素を構成するＲ・Ｇ・Ｂの３つの
蛍光体に対して１つの光束径変換素子を配置すること
で、実質的な画質向上を維持したまま、コストの削減を
可能にしたものである。(Embodiment 3) FIG. 5 is a schematic sectional view for explaining the structure of a face plate used in an image display device according to a third embodiment of the present invention. In this face plate, one luminous flux diameter conversion element is arranged for three R, G, and B phosphors that form one pixel, thereby reducing costs while maintaining substantial image quality improvement. It was made possible.

【００５６】図５において、３１は光束径変換基板、３
２は蛍光体基板、３３は蛍光体、３４はブラックマトリ
クス、３５は光束径変換素子、３６は開口（透過面）、
３７は反射部、３８は吸収部、３９は散乱膜であり、画
素毎に光束径が変換される構成となっている。In FIG. 5, reference numeral 31 denotes a light beam diameter conversion substrate, 3
2 is a phosphor substrate, 33 is a phosphor, 34 is a black matrix, 35 is a light beam diameter conversion element, 36 is an opening (transmission surface),
Reference numeral 37 is a reflecting portion, 38 is an absorbing portion, 39 is a scattering film, and the luminous flux diameter is changed for each pixel.

【００５７】蛍光体基板３２は、リアプレート（不図
示）側に設けられた電子放出素子のそれぞれと対向する
位置に所定の大きさの開口を有するブラックマトリクス
３４が形成され、このブラックマトリクス３４の各開口
部に蛍光体３３がそれぞれ形成されている。蛍光体３３
は、Ｈ方向に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の順に周期
的に配列されている。On the phosphor substrate 32, a black matrix 34 having an opening of a predetermined size is formed at a position facing each electron-emitting device provided on the rear plate (not shown) side. A phosphor 33 is formed in each opening. Phosphor 33
Are periodically arrayed in the order of red (R), green (G), and blue (B) in the H direction.

【００５８】光束径変換基板３１は、画素を構成する赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの蛍光体３３毎に光
束径変換素子３５が形成されている。この光束径変換基
板３１は、一方の面が、蛍光体基板３２の蛍光体３３が
設けられた面とは反対の面に接着固定されており、他方
の面の全面にわたって散乱膜３９が形成されている。In the luminous flux diameter conversion substrate 31, a luminous flux diameter conversion element 35 is formed for each of the three phosphors 33 of red (R), green (G) and blue (B) which constitute a pixel. One surface of the light flux diameter conversion substrate 31 is adhesively fixed to the surface of the phosphor substrate 32 opposite to the surface on which the phosphor 33 is provided, and the scattering film 39 is formed over the entire other surface. ing.

【００５９】光束径変換素子３５は、観察方向・Ｈ方向
における断面の形状が、図２に示したものとほぼ同様の
台形状になっているが、台形の斜辺を形成する面に設け
られた反射部３７が、隣接する光束径変換素子の反射部
と繋がっている。この隣接する光束径変換素子３５間で
繋がった反射部３７の、観察方向・Ｈ方向における断面
の形状はＶ字形状になっており、このＶ字形状の頂部
（蛍光体基板３２の面に接する）は、各画素の境界位置
にあるブラックマトリクス３４の位置にくるようになっ
ている。光束径変換素子３５の入射側開口（透過面）の
大きさは、画素の大きさとほぼ同じである。光束径変換
基板３１の光束径変換素子３５以外の領域は吸収部３８
である。The light beam diameter conversion element 35 has a trapezoidal cross section in the observation direction and the H direction, which is almost the same as that shown in FIG. 2, but is provided on the surface forming the hypotenuse of the trapezoid. The reflecting portion 37 is connected to the reflecting portion of the adjacent light beam diameter conversion element. The cross-sectional shape of the reflecting portion 37 connected between the adjacent light beam diameter conversion elements 35 in the observation direction and the H direction is V-shaped, and the top of this V-shaped portion (contacting the surface of the phosphor substrate 32). ) Comes to the position of the black matrix 34 at the boundary position of each pixel. The size of the entrance side opening (transmission surface) of the light beam diameter conversion element 35 is almost the same as the size of the pixel. The area other than the light flux diameter conversion element 35 of the light flux diameter conversion substrate 31 is an absorbing portion 38.
Is.

【００６０】図５に示したフェースプレートでは、画素
を構成するＲ、Ｇ、Ｂの３つの蛍光体３３にそれぞれ電
子が照射されると、輝点が生じて散乱光が発せられる。
各Ｒ、Ｇ、Ｂの蛍光体３３からの散乱光はそのほとんど
が光束径変換素子３５の入射側開口から入射する。入射
した各光束は、一部の光束（例えば図５のＬ３１、Ｌ３
２、Ｌ３５）が反射部３７にて反射されて他の光束と重
ね合わされて、光束径変換素子３５の出射側開口である
開口３６から出射される。In the face plate shown in FIG. 5, when the three R, G, and B phosphors 33 forming pixels are irradiated with electrons, bright spots are generated and scattered light is emitted.
Most of the scattered light from the R, G, and B phosphors 33 enters from the entrance side opening of the light beam diameter conversion element 35. Each of the incident light beams is a part of the light beams (for example, L31 and L3 in FIG. 5).
(2, L35) is reflected by the reflecting portion 37, is superimposed on another light flux, and is emitted from the opening 36 which is the exit side opening of the light flux diameter conversion element 35.

【００６１】図６は、図５に示したフェースプレートを
備える画像表示装置の観察方向から見た模式図である。
図３に示した画像表示に対し、図６に示す例では、一画
素にまとめられた総合輝点１４が観測される様子が示さ
れている。この例から分かるように、本実施形態のもの
では、光束径変換素子３５によって、画素を構成する
Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの蛍光体３３からの散乱光がまとめら
れるとともに、そのまとめられた散乱光について、光量
分布均一化、輝度およびコントラストの向上を図ること
ができるので、色再現が向上し、実質的に画質が改善さ
れる効果が得られる。本実施形態のものにおいても、ス
ペーサの帯電の許容量を大幅に改善することができる。FIG. 6 is a schematic view of the image display device equipped with the face plate shown in FIG. 5, viewed from the viewing direction.
In contrast to the image display shown in FIG. 3, the example shown in FIG. 6 shows that the total bright spots 14 gathered in one pixel are observed. As can be seen from this example, in the present embodiment, the light flux diameter conversion element 35 collects the scattered light from the three R, G, and B phosphors 33 constituting the pixel, and the collected scattered light. Since it is possible to make the light amount distribution uniform and improve the brightness and the contrast of the light, it is possible to obtain the effects of improving the color reproduction and substantially improving the image quality. Also in the present embodiment, the allowable amount of charging of the spacer can be significantly improved.

【００６２】また、本実施形態によれば、光束径変換素
子３５の数を１／３に減らすことができるため、作製工
程の簡略化が可能となり、コスト削減が可能である。Further, according to this embodiment, the number of the light beam diameter conversion elements 35 can be reduced to 1/3, so that the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.

【００６３】なお、本実施形態の場合、構造上、光束径
変換基板３１の厚みが増すことになり、光束径変換素子
３５の数が減った分とあわせて基板強度が向上すること
から、減圧空間の変形に対する強度の信頼性がさらに向
上する。In the case of this embodiment, structurally, the thickness of the light beam diameter converting substrate 31 is increased, and the substrate strength is improved together with the decrease in the number of the light beam diameter converting elements 35. The reliability of the strength against the deformation of the space is further improved.

【００６４】（実施形態４）図７は、本発明の第４の実
施形態の画像表示装置に用いられるフェースプレートの
構成を説明するための断面模式図である。このフェース
プレートは、図４に示したフェースプレートの光束径変
換素子に光学的パワーを持たせることで、より光束径変
換能力の高いものになっている。ここで、光学的パワー
とは、集光光学系や集光レンズなどのように集光能力を
持つことをいう。(Embodiment 4) FIG. 7 is a schematic sectional view for explaining the structure of a face plate used in an image display device according to a fourth embodiment of the present invention. This face plate has a higher luminous flux diameter conversion capability by providing the luminous flux diameter conversion element of the face plate shown in FIG. 4 with optical power. Here, the optical power means that the optical power has a condensing ability like a condensing optical system or a condensing lens.

【００６５】図７において、４１は光束径変換基板、４
２は蛍光体、４３は光束径変換素子、４４は開口（透過
面）、４５は反射部、４６は吸収部、４７は散乱膜であ
る。光束径変換素子４３の反射部４５が凹曲面形状にな
っている以外は、図４に示したものと同様である。In FIG. 7, reference numeral 41 denotes a light beam diameter conversion substrate, 4
Reference numeral 2 is a phosphor, 43 is a light beam diameter conversion element, 44 is an opening (transmission surface), 45 is a reflecting portion, 46 is an absorbing portion, and 47 is a scattering film. It is the same as that shown in FIG. 4 except that the reflecting portion 45 of the light beam diameter conversion element 43 has a concave curved surface shape.

【００６６】図７に示したフェースプレートを用いた場
合も、電子照射により蛍光体４２に輝点が生じて散乱光
が発せられると、その散乱光のほとんどの光束が光束径
変換素子４３に入射する。入射した各光束は、一部の光
束（例えば図４のＬ４３、Ｌ４４、Ｌ４５）が反射部４
５および蛍光体４２の面にて反射されて他の光束（例え
ば図４のＬ４１、Ｌ４２）と重ね合わされて開口４４か
ら出射される。本実施形態では、反射部４５はその反射
面が凹曲面となっており、このため光束径変換素子４３
は光学的パワーを有する。このため、蛍光体４２上の輝
点からの散乱光の光束径をより小さくまとめて開口４４
へ導くことができるので、開口４４における輝度と光量
分布の均一性をさらに改善することが可能となる。Even when the face plate shown in FIG. 7 is used, when a bright spot is generated on the phosphor 42 by electron irradiation and scattered light is emitted, most of the scattered light is incident on the light beam diameter conversion element 43. To do. As for each incident light flux, a part of the light flux (for example, L43, L44, L45 in FIG. 4) is reflected by the reflection unit 4.
5 and the surface of the phosphor 42, are reflected by the surface of the fluorescent material 42, are superposed with other light fluxes (for example, L41 and L42 in FIG. 4), and are emitted from the opening 44. In the present embodiment, the reflecting surface of the reflecting portion 45 is a concave curved surface, and therefore, the light beam diameter conversion element 43.
Has optical power. Therefore, the luminous flux diameters of the scattered light from the bright spots on the phosphor 42 are collectively reduced to the opening 44.
Therefore, it is possible to further improve the uniformity of the brightness and the light amount distribution in the opening 44.

【００６７】（実施形態５）図８は、本発明の第５の実
施形態の画像表示装置に用いられるフェースプレートの
構成を説明するための断面模式図である。このフェース
プレートは、光束径変換素子として屈折分布型レンズが
用いられている。(Embodiment 5) FIG. 8 is a schematic sectional view for explaining the structure of a face plate used in an image display device according to a fifth embodiment of the present invention. This face plate uses a gradient distribution lens as a light beam diameter conversion element.

【００６８】図８において、５１は蛍光体基板、５２は
蛍光体、５３は光束径変換基板、５４は光束径変換素
子、５５は屈折率分布型レンズ、５６は吸収部、５９は
散乱膜である。In FIG. 8, 51 is a phosphor substrate, 52 is a phosphor, 53 is a luminous flux diameter conversion substrate, 54 is a luminous flux diameter conversion element, 55 is a gradient index lens, 56 is an absorbing portion, and 59 is a scattering film. is there.

【００６９】蛍光体５２は、蛍光体基板５１のリアプレ
ート（不図示）側の面の、リアプレート側に設けられた
電子放出素子のそれぞれと対向する位置に、Ｈ方向に赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の順に周期的に配列されて
いる。The phosphors 52 are red (R) in the H direction at positions on the rear plate (not shown) side of the phosphor substrate 51 facing the respective electron-emitting devices provided on the rear plate side. They are periodically arranged in the order of green (G) and blue (B).

【００７０】光束径変換基板５３は、一方の面が、蛍光
体基板５１の蛍光体５２が設けられた面とは反対の面に
接着固定されており、他方の面の全面にわたって散乱膜
５９が形成されている。光束径変換基板５３には、蛍光
体基板５１の各蛍光体５２と対向する位置に正の光学的
パワーを持つ屈折率分布型レンズ５５よりなる光束径変
換素子５４がそれぞれ設けられている。屈折率分布型レ
ンズ５５の略焦点位置には、蛍光体５２上の輝点が位置
するようになっている。光束径変換基板５３の光束径変
換素子５４以外の領域は所定の波長域の光（主に可視
光）を吸収する吸収部５６である。One surface of the light beam diameter conversion substrate 53 is adhered and fixed to the surface of the phosphor substrate 51 opposite to the surface on which the phosphor 52 is provided, and the scattering film 59 is provided over the entire other surface. Has been formed. The luminous flux diameter conversion substrate 53 is provided with a luminous flux diameter conversion element 54 including a gradient index lens 55 having a positive optical power at a position facing each phosphor 52 of the phosphor substrate 51. A bright spot on the phosphor 52 is located at a substantially focal position of the gradient index lens 55. A region of the light flux diameter conversion substrate 53 other than the light flux diameter conversion element 54 is an absorption portion 56 that absorbs light in a predetermined wavelength range (mainly visible light).

【００７１】電子照射により蛍光体５２に輝点が生じ、
その輝点から散乱光が発せられた場合、その蛍光体５２
の面上において蛍光体面光量分布５７が生じる。輝点か
らの散乱光はそのほとんどが屈折率分布型レンズ５５に
入射し、入射した各光束は同様に重ねあわされて屈折率
分布型レンズ５５の出射瞳面から出射される。A bright spot is generated on the phosphor 52 by electron irradiation,
When scattered light is emitted from the bright spot, the phosphor 52
A phosphor surface light amount distribution 57 is generated on the surface of. Most of the scattered light from the bright spots is incident on the gradient index lens 55, and the respective incident light beams are similarly overlapped and emitted from the exit pupil surface of the gradient index lens 55.

【００７２】本実施形態では、蛍光体５２上における蛍
光体面光量分布５７は屈折率分布型レンズ５５から射出
する時には、光学的に瞳面光量分布５８に変換される。
従って、原理的に、蛍光体面光量分布５７がいかなる分
布を持っていても、瞳面上ではすべての点からの光束
（すべての入射光束）が同様に重なり合うため、略均一
な瞳面光量分布５８が得られる。In this embodiment, the phosphor surface light amount distribution 57 on the phosphor 52 is optically converted into a pupil surface light amount distribution 58 when it is emitted from the gradient index lens 55.
Therefore, in principle, even if the phosphor surface light quantity distribution 57 has any distribution, the light fluxes from all points (all incident light fluxes) are similarly overlapped on the pupil surface, and therefore the substantially uniform pupil surface light quantity distribution 58 is obtained. Is obtained.

【００７３】本実施形態の構成によれば、スペーサの帯
電により輝点のシフトや光量分布の変動があっても、屈
折率分布型レンズ５５よりなる光束径変換素子５４によ
る光量分布均一化の作用により、観察される輝度、光量
分布はほとんど変化しないため、スペーサの帯電の許容
量を大幅に緩和することが可能となる。According to the configuration of this embodiment, even if the bright spots are shifted or the light amount distribution is changed due to the charging of the spacer, the light beam diameter conversion element 54 including the gradient index lens 55 makes the light amount distribution uniform. As a result, the observed brightness and light amount distribution hardly change, and therefore, the allowable charging amount of the spacer can be significantly relaxed.

【００７４】以上のことから、本実施形態の画像表示装
置によれば、スペーサの帯電による画質劣化を緩和する
とともに、スペーサの帯電の影響の無い領域の画質をも
向上させることが可能である。From the above, according to the image display device of the present embodiment, it is possible to alleviate the image quality deterioration due to the charging of the spacers, and also to improve the image quality of the region which is not affected by the charging of the spacers.

【００７５】（実施形態６）図９は、本発明の第６の実
施形態の画像表示装置に用いられるフェースプレートの
構成を説明するための断面模式図である。この例は、光
束径変換素子としてマイクロレンズを用いた例である。(Sixth Embodiment) FIG. 9 is a schematic sectional view for explaining the structure of a face plate used in an image display device according to a sixth embodiment of the present invention. In this example, a microlens is used as the light beam diameter conversion element.

【００７６】図９において、６１は蛍光体基板、６２は
蛍光体、６３は光束径変換基板、６４は光束径変換素
子、６５は正の光学的パワーを持つマイクロレンズ、６
６は吸収部である。このフェースプレートは、散乱膜を
なくし、マイクロレンズ６５よりなる光束径変換素子６
４を用いた以外は、図８に示したものと同様のものであ
る。In FIG. 9, 61 is a phosphor substrate, 62 is a phosphor, 63 is a luminous flux diameter conversion substrate, 64 is a luminous flux diameter conversion element, 65 is a microlens having a positive optical power, 6
6 is an absorption part. This face plate does not have a scattering film, and the light beam diameter conversion element 6 including a microlens 65 is used.
8 is the same as that shown in FIG. 8 except that 4 is used.

【００７７】本実施形態では、光束径変換素子６３は、
正の光学的パワーを持つマイクロレンズ６５で、その略
焦点位置に蛍光体６１上の輝点がくるようになってい
る。上述した第５の実施形態の場合と同様、蛍光体面光
量分布６７はマイクロレンズ６５から射出する時には、
光学的に瞳面光量分布６８に変換される。よって、本実
施形態においても、蛍光体面光量分布６７がいかなる分
布を持っていても、瞳面上ではすべての点からの光束
（すべての入射光束）が同様に重なり合うため略均一な
瞳面光量分布６８が得られる。In this embodiment, the light beam diameter conversion element 63 is
With the microlens 65 having a positive optical power, the bright spot on the phosphor 61 comes to the approximate focus position. Similar to the case of the fifth embodiment described above, when the phosphor surface light amount distribution 67 is emitted from the microlens 65,
It is optically converted into the pupil surface light amount distribution 68. Therefore, also in this embodiment, even if the phosphor surface light amount distribution 67 has any distribution, the light fluxes from all points (all incident light fluxes) are similarly overlapped on the pupil plane, so that a substantially uniform pupil surface light power distribution is obtained. 68 is obtained.

【００７８】本実施形態の場合は、マイクロレンズ６５
を採用したことで、金型による光束径変換基板６３の一
体化加工が可能となり、さらなるコスト削減が達成され
る。In the case of this embodiment, the micro lens 65 is used.
By adopting, it becomes possible to integrally process the light beam diameter conversion substrate 63 with a mold, and further cost reduction is achieved.

【００７９】以上説明した各実施形態において、図示し
た構成は一実施形態であり、その構成は、各実施形態で
説明した作用・効果を奏する範囲であれば適宜変更する
ことができる。In each of the above-described embodiments, the illustrated configuration is one embodiment, and the configuration can be appropriately modified as long as the functions and effects described in each of the embodiments are exhibited.

【００８０】また、光束径変換素子を蛍光体からあまり
離して配置した場合は、隣接する蛍光体（ＲＧＢの画素
毎に光束径変換素子が配置されている場合は隣接する画
素）からの散乱光が入射し（クロストーク）、画質劣化
を招くことになる。よって、光束径変換素子と蛍光体の
距離は、そのようなクロストークが生じない距離とする
必要がある。例えば、反射部を備える光束径変換素子の
場合で、光束径変換素子と蛍光体が一対一対応で配置さ
れる場合は、光束径変換素子と蛍光体の距離が、蛍光体
の開口の大きさの７０％以下の長さであれば、上記クロ
ストークを防止することが可能である。When the luminous flux diameter conversion element is arranged too far from the phosphor, scattered light from the adjacent phosphor (adjacent pixels when the luminous flux diameter conversion element is arranged for each pixel of RGB) is used. Is incident (crosstalk), resulting in deterioration of image quality. Therefore, the distance between the light beam diameter conversion element and the phosphor needs to be a distance at which such crosstalk does not occur. For example, in the case of a light flux diameter conversion element having a reflection part, and the light flux diameter conversion element and the phosphor are arranged in a one-to-one correspondence, the distance between the light flux diameter conversion element and the phosphor is the size of the opening of the phosphor. If the length is 70% or less, it is possible to prevent the crosstalk.

【００８１】[0081]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外光反射率が上昇することなく、ブラックマトリクスの
開口および蛍光体の面積を大きくすることができるた
め、スペーサの帯電によって輝点が移動してもブラック
マトリクスにかかりにくくすることができ、輝度むらの
発生を抑えることができる。As described above, according to the present invention,
Since the areas of the openings of the black matrix and the phosphors can be increased without increasing the external light reflectance, it is possible to prevent the bright points from moving on the black matrix even when the spacers are charged, and it is possible to prevent uneven brightness. Can be suppressed.

【００８２】また、光束径変換素子によって輝点からの
散乱光の光束径を小さく変換することで開口を実質的に
小さくすることができるため、高コントラストを維持す
ることができる。Further, the aperture can be made substantially smaller by converting the beam diameter of the scattered light from the bright spot into a smaller size by the beam diameter converting element, so that high contrast can be maintained.

【００８３】さらに、光束径変換素子によって開口面に
おける光量分布が均一化されるので、従来のものより高
画質な画像を提供することができる。Further, since the light beam diameter conversion element makes the light amount distribution on the aperture plane uniform, it is possible to provide a higher quality image than the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１の実施形態の画像表示装置に用い
られるフェースプレートの主要構成を示す模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram showing a main configuration of a face plate used in an image display device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】図１に示す画像表示装置のフェースプレート
の、観察方向・Ｈ方向の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the face plate of the image display device shown in FIG. 1 in the observation direction and the H direction.

【図３】図１および図２に示したフェースプレートを備
える画像表示装置における画質の改善を説明するための
模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an improvement in image quality in the image display device including the face plate shown in FIGS. 1 and 2.

【図４】本発明の第２の実施形態の画像表示装置に用い
られるフェースプレートの構成を説明するための断面模
式図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a face plate used in the image display device according to the second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第３の実施形態の画像表示装置に用い
られるフェースプレートの構成を説明するための断面模
式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a face plate used in the image display device according to the third embodiment of the present invention.

【図６】図５に示すフェースプレートを備える画像表示
装置の観察方向から見た模式図である。FIG. 6 is a schematic view of the image display device including the face plate shown in FIG. 5, as viewed from an observation direction.

【図７】本発明の第４の実施形態の画像表示装置に用い
られるフェースプレートの構成を説明するための断面模
式図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a face plate used in the image display device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図８】本発明の第５の実施形態の画像表示装置に用い
られるフェースプレートの構成を説明するための断面模
式図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a face plate used in the image display device according to the fifth embodiment of the present invention.

【図９】本発明の第６の実施形態の画像表示装置に用い
られるフェースプレートの構成を説明するための断面模
式図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a face plate used in the image display device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図１０】内部にスペーサを備えた従来の画像表示装置
の表示部の概略構成を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a display unit of a conventional image display device having a spacer inside.

【図１１】図１０に示すフェースプレート（ＦＰ）を正
面から見た場合の部分拡大図で、（ａ）は電子ビームが
正規位置に照射された場合の輝点の状態を示す図、
（ｂ）は電子ビームが正規位置からずれて照射された場
合の輝点の状態を示す図である。11 is a partially enlarged view of the face plate (FP) shown in FIG. 10 when viewed from the front, and FIG. 11 (a) is a diagram showing a state of bright spots when an electron beam is applied to a regular position;
(B) is a diagram showing a state of bright spots when the electron beam is irradiated with a deviation from a normal position.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１、１０００ フェースプレート ２、３２、５１、６１ 蛍光体基板 ３、２１、３１、４１、５３、６３ 光束径変換基板 ４、３４、１０１０ ブラックマトリクス ５、２２、３３、４２、５２、６２、１０１１、１０１
１ａ〜１０１１ｃ、１０１１ａ’〜１０１１ｃ’ 蛍光
体 ６、２３、３５、４３、５４，６４ 光束径変換素子 ７、２４、３６、４４ 開口 １０、２６、３８、４６、５６、６６ 吸収部 １１、２５、３７、４５ 反射部 １２、１００２ スペーサ １３、１０１２ 輝点 １４ 合成輝点 ２７、３９、４７ 散乱膜 ５５ 屈折率分布レンズ ５７、６７ 蛍光体面光量分布 ５８、６８ 瞳面光量分布 ６５ マイクロレンズ １００１ リアプレート １００３ 電子放出素子1, 1000 Face plate 2, 32, 51, 61 Phosphor substrate 3, 21, 31, 41, 53, 63 Luminous flux diameter conversion substrate 4, 34, 1010 Black matrix 5, 22, 33, 42, 52, 62, 1011 , 101
1a-1011c, 1011a'-1011c 'Phosphor 6,23,35,43,54,64 Light flux diameter conversion element 7,24,36,44 Opening 10,26,38,46,56,66 Absorption part 11,25 , 37, 45 Reflector 12, 1002 Spacer 13, 1012 Bright spot 14 Composite bright spot 27, 39, 47 Scattering film 55 Refractive index distribution lens 57, 67 Phosphor surface light amount distribution 58, 68 Pupil surface light amount distribution 65 Micro lens 1001 Rear Plate 1003 electron-emitting device

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 電子が照射されることで輝点が生じて散
乱光が発せられる蛍光体と、 所定の大きさの開口面を備え、前記蛍光体の輝点からの
散乱光が入射され、該入射された散乱光が、少なくとも
一部の光束が重ね合わされた状態で前記開口面から出射
される光束径変換素子とを有することを特徴とする画像
表示装置。1. A phosphor, which emits scattered light by emitting a bright spot when irradiated with electrons, and an opening surface of a predetermined size. The scattered light from the bright spot of the phosphor is incident on the phosphor. An image display device, characterized in that the incident scattered light has a luminous flux diameter conversion element which is emitted from the aperture surface in a state in which at least some of the luminous fluxes are superposed. 【請求項２】 光束径変換素子は、反射手段を備え、入
射された散乱光の少なくとも一部の光束が前記反射手段
によって反射されて開口面から出射されるように構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装
置。2. The luminous flux diameter conversion element is provided with a reflecting means, and at least a part of the luminous flux of the incident scattered light is reflected by the reflecting means and emitted from the opening surface. The image display device according to claim 1. 【請求項３】 反射手段は、平面状反射面を有すること
を特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。3. The image display device according to claim 2, wherein the reflecting means has a flat reflecting surface. 【請求項４】 反射手段は、凹曲面状反射面を有するこ
とを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。4. The image display device according to claim 2, wherein the reflecting means has a concave curved reflecting surface. 【請求項５】 光束径変換素子と蛍光体の距離が、該蛍
光体の開口の大きさの７０％以下の長さであることを特
徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像表
示装置。5. The distance between the luminous flux diameter conversion element and the phosphor is 70% or less of the size of the opening of the phosphor, and the distance is any one of claims 2 to 4. Image display device. 【請求項６】 光束径変換素子は正の光学的パワーを持
つ屈折率分布レンズよりなり、蛍光体の散乱光が発せら
れる面が前記屈折率分布レンズの焦点位置近傍に位置す
るように構成されていることを特徴とする請求項１に記
載の画像表示装置。6. The luminous flux diameter conversion element is composed of a gradient index lens having a positive optical power, and a surface of the fluorescent substance from which scattered light is emitted is located near a focal position of the gradient index lens. The image display device according to claim 1, wherein: 【請求項７】 光束径変換素子の開口面に散乱膜が形成
されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
１項に記載の画像表示装置。7. The image display device according to claim 1, wherein a scattering film is formed on an opening surface of the light beam diameter conversion element. 【請求項８】 光束径変換素子は正の光学的パワーを持
つマイクロレンズよりなり、蛍光体の散乱光が発せられ
る面が前記マイクロレンズの焦点位置近傍に位置するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
画像表示装置。8. The luminous flux diameter conversion element is composed of a microlens having a positive optical power, and the surface of the fluorescent substance on which scattered light is emitted is located near the focal position of the microlens. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is a display device. 【請求項９】 蛍光体が２次元アレイ状に配置され、光
束径変換素子が前記２次元アレイ状に配置された蛍光体
と一対一で対応するように配置されていることを特徴と
する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像表示装
置。9. The phosphors are arranged in a two-dimensional array, and the luminous flux diameter conversion elements are arranged so as to correspond one-to-one with the phosphors arranged in the two-dimensional array. Item 9. The image display device according to any one of items 1 to 8. 【請求項１０】 蛍光体がＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応して
設けられ、該各色に対応して設けられた蛍光体が周期的
に２次元アレイ状に配置され、光束径変換素子が前記周
期的に配列されたＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する蛍光体毎
に配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のい
ずれか１項に記載の画像表示装置。10. A phosphor is provided corresponding to each color of R, G, B, and the phosphor provided corresponding to each color is periodically arranged in a two-dimensional array, and a luminous flux diameter conversion element is provided. 9. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is arranged for each phosphor corresponding to each color of R, G, and B which is periodically arranged. 【請求項１１】 光束径変換素子が所定の波長域の光を
吸収する吸収手段により分離されていることを特徴とす
る請求項９または１０に記載の画像表示装置。11. The image display device according to claim 9, wherein the light beam diameter conversion element is separated by an absorption unit that absorbs light in a predetermined wavelength range. 【請求項１２】 蛍光体と光束径変換素子が別々の基板
に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１の
いずれか１項に記載の画像表示装置。12. The image display device according to claim 1, wherein the phosphor and the light beam diameter conversion element are formed on different substrates. 【請求項１３】 蛍光体と光束径変換素子が同一の基板
の対向する面に別々に形成されていることを特徴とする
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像表示装
置。13. The image display device according to claim 1, wherein the phosphor and the light beam diameter conversion element are separately formed on opposite surfaces of the same substrate. 【請求項１４】 所定の大きさの開口部を備え、該開口
部に蛍光体が設けられるブラックマトリクスをさらに有
し、 光束径変換素子の開口面は、前記ブラックマトリクスの
開口部より小さいことを特徴とする請求項１乃至１３の
いずれか１項に記載の画像表示装置。14. A black matrix having an opening of a predetermined size, wherein a phosphor is provided in the opening, wherein the opening surface of the light beam diameter conversion element is smaller than the opening of the black matrix. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is a display device. 【請求項１５】 ブラックマトリクス、蛍光体および光
束径変換素子が形成されたフェースプレートと、 前記フェースプレートと対向して配置された、前記蛍光
体へ電子を照射する電子源を備えるリアプレートと、 前記フェースプレートと前記リアプレートとを所定の間
隔で支持するスペーサとをさらに有し、 前記ブラックマトリクスの開口部および蛍光体の面の大
きさが、前記電子源から放出された電子によって前記ス
ペーサが帯電され、該スペーサの帯電によって前記電子
の軌道が曲げられて前記蛍光体へ照射された場合の、該
電子照射により生じる輝点が前記ブラックマトリクスに
かからないような大きさであることを特徴とする請求項
１４に記載の画像表示装置。15. A face plate on which a black matrix, a phosphor and a luminous flux diameter conversion element are formed, and a rear plate which is arranged so as to face the face plate and includes an electron source for irradiating the phosphor with electrons. The spacer further includes a spacer that supports the face plate and the rear plate at a predetermined interval, and the size of the opening of the black matrix and the surface of the phosphor is determined by electrons emitted from the electron source. When the electrons are charged, and the orbits of the electrons are bent by the charging of the spacers to irradiate the phosphor, the bright points generated by the electron irradiation have a size that does not cover the black matrix. The image display device according to claim 14.