JPH01173552A - 平面型画像表示装置の線陰極駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、映像機器における画像表示装置に関するもの
である。

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

また、平板状の表示素子として最近ＥＬ表示素子、プラ
ズマ表示装置、液晶表示素子等が開発あるいは商品化さ
れているが、いずれも輝度、コントラスト、カラー表示
の色再現性等の性能の面で不充分である。

そこで、電子ビームを用いてカラーテレビジョン画像を
平板状の表示装置により表示することのできる装置を達
成することを目的として、スクリーン上の画面を垂直方
向に複数の区分に分割してそれぞれの区分毎に電子ビー
ムを垂直方向に偏向して複数のラインを表示し、さら、
水平方向に複数の区分に分割して各区分毎にＲ，Ｇ、Ｂ
等の螢光体を順次発光させるようにし、そのＲ，Ｇ、Ｂ
等の螢光体への電子ビームの照射量をカラー映像信号に
よって制御するようにして、全体としてテレビジョン画
像を表示するものが提案されている。

以下、図面を参照しながら従来の画像表示素子の−例に
ついて説明する。第３図、第４図は従来の画像表示素子
を示すものである。第３図において、後方から前方に向
かって順に背面電極１．背面スペーサ電極２３．電子ビ
ーム源としての線状熱陰極（以下線陰極と呼ぶ）２．垂
直集束電極３ａ。

３ｂ、垂直偏向電極４．電子ビーム流制御電極５、水平
集束電極６ａ及び６ｂ、水平偏向電極７、電子ビーム加
速電極８及びガラス容器９，２２が配置されて構成され
ており、上記ガラス容器９．２２内に構成部品が収納さ
れて真空にされている。

以上のように構成された画像表示装置について、以下そ
の動作については説明する。まず電子ビーム源としての
線陰極２は水平方向に線状に分布する電子ビームを発生
するように水平方向に架張されており、かかる線陰極２
が適宜間隔を介して垂直方向に複数本（ここでは２イ〜
２二の４本のみを示している）設けられている。この実
施例では１５本設けられているものとし、２イ〜２ヨと
する。これらの線陰極２はたとえば１０〜２０μｍφの
タングステン線の表面に酸化物陰極材料が塗着されて構
成されている。そして、後述するように上方の線陰極２
イから順に一定時間づつ電子ビームを放出するように制
御される。背面電極１、背面スペーサ電極２３は、後述
の一定時間電子ビームを放出すべく制御される線陰極２
以外の他の線陰極２からの電子ビームの発生を抑止し、
かつ、発生された電子ビームを前方向だけに向けて押し
出す作用をする。これら背面電極１と線陰極２とのかわ
りに、面状の電子ビーム放出陰極を用いてもよい。

垂直集束電極３ａは線陰極２イ〜２ヨのそれぞれと対向
する水平方向に長いスリット１０を有する導電板１１で
あり、線陰極２から放出された電子ビームをそのスリッ
ト１０を通して取り出し、かつ、垂直方向に集束させる
。スリット１０は途中に適宜の間隔で機が設けられてい
てもよく、あるいは、水平方向に小さい間隔（はとんど
接する程度の間隔）で多数個差べて設けられた貫通穴の
列で実質的にスリットとして構成されててもよい。垂直
集束電極３ｂと同様のものである。垂直偏向電極４は、
上記スリット１０のそれぞれの中間の位置に水平方向に
して複数個配置されておりそれぞれ、絶縁基板１２の上
面と下面とに誘電体１３ａ、１３ｂが設けられたもので
構成されている。そして、相対向する導電体１３ａ、１
３ｂの間に垂直偏向用電圧が部下され、電子ビームを垂
直方向に偏向する。この構成例では、一対の導電体１３
ａ、１３ｂによって１本の線陰極２からの電子ビームを
垂直方向に１６ライン分の位置に偏向する。そして、１
６個の垂直偏向電極４によって１５本の線陰極２のそれ
ぞれに対応する１５対の導電体対が構成され、結局スク
リーン２１上に２４０本の水平ラインに描くように電子
ビームを偏向する。

次に、電子ビーム流制御電極５はそれぞれが垂直方向に
長いスリット１４を有する導電板１５で構成されており
、所定間隔を介して水平方向に複数個並設されている。

この構成例では３２０本の制御電極用導電板１５ａ〜１
５ｎが設けられている（図では１０本のみ示している）
。この電子ビーム流制御電極５は、それぞれが電子ビー
ムを水平方向に１絵素分ずつに区分して取り出し、かつ
、その通過量をそれぞれの絵素を表示するための映像信
号に従って制御する。従って、電子ビーム流制御電極５
を３２０２０本設ば水平１ライン分当り３２０絵素を表
示することができる。また、映像をカラーで表示するた
めに、各絵素はＲ，Ｇ、Ｂの３色の螢光体で表示するこ
ととし、各電子ビーム流制御電極５にはＲ，Ｇ、Ｂの各
映像信号が順次加えられる。また、３２０本の電子ビー
ム流制御電極５には１ライン分の３２０組の映像信号が
同時に加えられ、１ライン分の映像が一時に表示される
。水平集束電極６ａは電子ビーム流制御電極５のスリッ
ト１４と相対向する垂直方向に長い複数本（３２０本）
のスリット１６を有する導電板１７で構成され、水平方
向に区分されたそれぞれの絵素毎の電子ビームをそれぞ
れ水平方向に集束して細かい電子ビームにする。

水平偏向電極７は上記スリット１６のそれぞれの中間の
位置に垂直方向にして複数本配置された導電板１８で構
成されており、それぞれの間に水平偏向用電圧が印加さ
れて、各絵素毎の電子ビームをそれぞれ水平方向に偏向
し、スクリーン２１上でＲ，Ｇ、Ｂの各螢光体を順次照
射して発光させるようにする。その偏向範囲は、この実
施例では各電子ビーム毎に１絵素分の幅である。電子ビ
ーム加速電極８は垂直偏向電極４と同様の位置に水平方
向にして設けられた複数本の導電線１９で構成されてお
り、電子ビームを充分なエネルギーでスクリーン２１に
衝突させるように加速する。

スクリーン２１は電子ビームの照射によって発光される
螢光体２０がガラス容器９の裏面に塗布され、またメタ
ルバック層（図示せず）が附加されて構成されている。

螢光体２０は電子ビーム流制御電極５の１つのスリット
１４に対してＲ，Ｇ。

Ｂの３色の螢光体が１対づつ設けられており、垂直方向
にストライブ状に塗布されている。

第３図中でスクリーン２１に記入した破線は複数本の線
陰極２のそれぞれに対応して表示される垂直方向での区
分を示し、２点鎖線は複数本の電子ビーム流制御電極５
のそれぞれに対応して表示される水平方向での区分を示
す。これら両者で区切られた１つの区画には、第４図に
拡大して示すように水平方向では１絵素分のＲ，Ｇ、Ｂ
の螢光体２０があり、垂直方向では１６ラインの幅を有
している。

なお図中Ａは垂直方向の１区分であり、Ｂは水平方向の
１区分である。１つの区分の大きさは、たとえば、水平
方向がＩＩＩＩＩ１１１垂直方向が１０ｍｍである。な
お第４図においては、わかり易くするために水平方向の
長さが垂直方向に対して非常に大きく引き伸ばして描か
れている点に注意されたい。また、この実施例では１本
の電子ビーム流制御電極５、すなわち１本の電子ビーム
に対してＲ，Ｇ、Ｂの螢光体２０が１絵素分の１対のみ
設けられモいるが、２絵素以上設けられていてももちろ
んよく、その場合には電子ビーム流制御電極５には２つ
以上の絵素のためのＲ，Ｇ、Ｂ映像信号が順次別えられ
、それと同期して水平偏向がなされる。

以上が画像表示装置の概略の原理である。

次に、上記装置、特に線陰極２の駆動方式について説明
する。線陰極２の駆動は第５図に示す様に、線陰極２を
加熱し電子を励起させる電位Ｖ２と、パルス電圧印加に
よる電子ビーム飛び出し電位Ｖとに区別される。パルス
の時間幅ｔ、は垂直方向に区分された１区分（実施例で
は１５区分のうちの１区分、ライン数で言えば１６ライ
ン）に相当する時間となる。このパルスｖ１が第５図に
示すように線陰極２イから２ヨまで順次スキャンＬ電子
ビームを順次取り出すことのよって、１フレームの画面
を形成する。実際の線陰極２の加熱は第６図ちに示す様
に線陰極２の左右どちらかに上記の線陰極駆動電圧ｖ１
とｖ２を加え、反対側にダイオードを通して上記Ｖ２の
電位より低い電位Ｖ３を加えることにより線陰極２に電
流を流すことにより行なう。この加熱は、第５図に示す
如く、線陰極加熱電位ｖ２が、電子ビーム飛び出し時間
ｔ１以外全てかかっていることから、電子ビーム飛び出
し時間ｔ１以外全て、行なわれていることになる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の様な線陰極の駆動装置では、線陰
極加熱時間（第５図の１２）が長く、消費電力が大きく
なる。特に垂直ブロック数すなわち線陰極の数がさらに
多くなると、その消費電力は増大し、実用上大きな問題
となる。上記例において、フレーム周波数６０比、線陰
極本数１５本とすると、線陰極加熱時間（第５図のｔ２
）は約１４ｍ５ｅｃとなる。線陰極１本当たりの電流を
１１線陰極の左右の電位差をΔＶ（第５図でｖ２−Ｖ３
）とすると、１秒あたりの線陰極のトータル消費電力は
、６０Ｘ１５ＸｉＸΔＶｘ０．０１４＝１２．６ｉＸΔ
Ｖとなる。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明においては、線陰極
を間欠的に加熱するようにした。この間欠加熱はたとえ
ば、−旦電子ビームを放出させある電位で電子ビームを
取り出した後、すぐに線陰極加熱電位にもどさず、低電
位側の電位でしばらく保った後、再び線陰極加熱電位に
もどすといった方法で実施できる。

作　　　用 このような構成によって本発明によれば、従来の線陰極
加熱時間に比べて相当の消費電力が削減される。

実施例 この線陰極加熱のオフ時間の妥当な範囲を説明する。第
８図に示す如く線陰極を加熱し、線陰極の励起必要温度
約９５０″Ｋに保った状態で、線陰極の加熱をストップ
すると、時間とほぼ比例して温度が下がる。このままス
トップ状態にすると、もちろん線陰極温度は低温に落ち
てしまい、再び励起必要温度９５０°Ｋに戻すのに時間
がかかり、次の電子ビーム取出パルス時ｔ５に電子ビー
ムが取り出せなくなる。しかしながら、上記の従来実施
例の線陰極加熱時間１４ｍ５ｅｃ（第５図のｔ２）位の
線陰極加熱のＯＦＦであれば、線陰極温度は第８図から
、せいぜい約３０″に落ちる程度で、再加熱で直ちに励
起必要温度９５０″Ｋに戻せる。実際には、第７図のｔ
４にあたる線陰極加熱時間をすべて加熱オフにすると加
熱時間ｔ４がＯとなり線陰極の温度が下がる一方で、電
子ビームは取り出せなくなる。よって、線陰極加熱オフ
で線陰極温度が下がる時間ｔ３と、線陰極加熱オンで線
陰極温度が上昇する時間ｔ４とほぼ１：１程度が妥当で
ある。もちろん、細かい分析で、さらに線陰極加熱オフ
時間をできるだけ長くすることは、充分に可能である。

以下、本発明の一実施例の平板型画像表示装置の線陰極
駆動装置について図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の一実施例の線陰極駆動装置の波形図
であり、本発明の画像表示装置としては、フレーム周波
数６０Ｈｚ、線陰極本数１５本である。ｔ　は電子ビー
ム飛び出し時間、ｔ３は線陰■ 極加熱オフ時間、ｔ４は線陰極加熱時間である。

本実施例では線陰極加熱時間ｔ４と線陰極加熱オフｔ３
を約１：１としたので、線陰極加熱時間ｔ４は約７ｍ５
ｅｃとなり、実験の結果、前述の従来例　ノの線陰極加
熱時間１４ｍ５ｅｃと変わらない良好な画像を得ること
ができた。

第２図でイは従来の線陰極駆動方法、口は本実施例の線
陰極駆動方法を示す。第２図イ９口に示す様に、線陰極
２の両端にかかる電位差ΔＶ１線陰極２に流れる電流ｉ
、フレーム周波数６０Ｈｚ。

カソード本数１５本とすると、第２図イで示す従来例で
は１秒間に要する消費電力Ｐ１は、６０ｘ１５ｘｉｘΔ
Ｖｘ０．０１４＝１２．６ｉｘΔｖ１第２図口で示す本
実施例における１秒間に要する消費電力Ｐ２は、６０Ｘ
　１５ｘ　ｉ　ＸΔｖ×０．００７＝６．３１×Δｖと
なり、約半分の消費電力で、従来と変わらぬ良好な画像
が得られることになる。

発明の結果 以上の様に、本発明の線陰極の間欠加熱による駆動装置
によれば、少ない消費電力で、平板型画像表示装置の良
好な画像再生を実現することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像表示装置の線陰
極駆動装置のタイムチャート、第２図は従来例と本発明
の一実施例の線陰極駆動方法を比較して示すタイムチャ
ート、第３図は画像表示装置の基本構成を示す分解斜視
図、第４図は画像表示装置の蛍光体面を示す拡大平面図
、第５図は従来例の線陰極駆動装置の波形図、第６図は
その線陰極の駆動装置を示す回路図、第７図は本発明の
実施例の線陰極駆動装置の波形図、第８図は線陰極の加
熱オフ後の時間と線陰極の温度との関係を示す特性図で
ある。 ２・・・・・・線陰極、２４・・・・・・線陰極駆動回
路、２５・・・・・・フレーム周期（本実施例では６０
　Ｈｚ　）。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名ｚ−ｎ　＃
臘 ２４−−一惣＃麹、！Ｆｌ目球 第１図 時間− 第２図 詩間− ｉ　　　　片間− 第４図 第５図 第６図 ？ 第７図 時聞−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数本の線状熱陰極と、前記線状態熱陰極から電子ビー
   ムを取り出すための電極手段と、前記電子ビームを制御
   、偏向または加速するための複数の電極手段と、前記電
   子ビームの衝突によって発光する螢光体を塗布した表示
   手段とを透明なガラス容器内に有する平面型画像表示装
   置において上記線状熱陰極の加熱を間欠に行なうように
   したことを特徴とする平面型画像表示装置の線陰極駆動
   装置。