JPS5832897B2 - image display device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像表示装置に関し、複数本の線状熱陰極から
放出される電子ビームを前記線状熱陰極にほぼ直交する
複数本の電子ビーム制御電極によって制御し、集束、偏
向、加速して蛍光体面上に衝突させ、高解像度の画像表
示を行なう平板状の表示装置を提供するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an image display device that controls and focuses electron beams emitted from a plurality of linear hot cathodes by a plurality of electron beam control electrodes that are substantially orthogonal to the linear hot cathodes. The object of the present invention is to provide a flat display device that displays a high-resolution image by deflecting, accelerating, and colliding with a phosphor surface.

従来、マトリックス型平板状の表示装置として、ＥＬ、
プラズマ、液晶等を用いた装置が開発されているが、輝
度、発光効率、カラー表示などの点において末だ十分な
性能が得られず、ＴＶ動作のような画像表示は、末だ実
用の域に達していない。Conventionally, as a matrix type flat display device, EL,
Devices using plasma, liquid crystal, etc. have been developed, but they still do not have sufficient performance in terms of brightness, luminous efficiency, color display, etc., and image display like TV operation is far from practical. has not been reached.

−力、電子ビームを用いて平板状表示装置を構成する試
みが報告されている。- Attempts to construct a flat display device using electron beams and electron beams have been reported.

すなわち、この装置は電子源から発せられた電子ビーム
を平板状のマトリックス型電子ビーム制御電極によって
制御し、文字または画像を表示するものである。That is, this device displays characters or images by controlling the electron beam emitted from an electron source using a flat matrix type electron beam control electrode.

第１図にこの種の表示装置の要部構造図の一例を示す。FIG. 1 shows an example of the main structure of this type of display device.

１は平板状電子源であって熱陰極、電界放出冷陰極など
が使用される。1 is a flat electron source, and a hot cathode, a field emission cold cathode, etc. are used.

２は多数の貫通孔６を穿設した格子状電極板で、陰極１
に対して正の電圧を印加し、電子ビームを取り出す。2 is a grid-like electrode plate with a large number of through holes 6, and the cathode 1
A positive voltage is applied to the electron beam, and an electron beam is extracted.

電子ビームの一部は格子状電極板２の貫通孔を通過し、
電子ビーム制御電極板３の表示に達する。A part of the electron beam passes through the through holes of the grid electrode plate 2,
The display of the electron beam control electrode plate 3 is reached.

制御板３および４には多数の貫通孔６ａおよび６ｂが縦
横に規則正しく穿設されており、各行、列毎に短冊状電
極７および８が設けられていて、お互に直交するように
適当な間隔を保って、かつ直交する各交点において両電
極板に設けた貫通孔６ａ 、 ６ｂが一致するように配
置されている。A large number of through holes 6a and 6b are regularly drilled in the control plates 3 and 4, vertically and horizontally, and strip-shaped electrodes 7 and 8 are provided in each row and column, and are arranged in appropriate positions so as to be perpendicular to each other. The electrode plates are arranged so that the through holes 6a and 6b provided in both electrode plates coincide with each other at each orthogonal intersection point while maintaining the interval.

電子ビーム制御電極板３の表面に達した電子ビームは各
短冊状電極７に印加する信号電圧に対応してビーム電流
が変調され、貫通孔６ａを通過して電子ビーム制御電極
板４の表面に達する。The beam current of the electron beam that has reached the surface of the electron beam control electrode plate 3 is modulated in accordance with the signal voltage applied to each strip-shaped electrode 7, and passes through the through hole 6a to reach the surface of the electron beam control electrode plate 4. reach

電極板４についても電極板３と同様なメカニズムによっ
て電子ビーム−は変調され貫通孔６ｂを通過する。Regarding the electrode plate 4, the electron beam is modulated by the same mechanism as the electrode plate 3 and passes through the through hole 6b.

貫通孔６ｂを通過した電子ビームは加速電極板９に印加
する正の高電圧によって加速され、加速電極９の表面に
塗着した蛍光体膜１１に衝突して発光せしめる。The electron beam passing through the through hole 6b is accelerated by a positive high voltage applied to the accelerating electrode plate 9, and collides with the phosphor film 11 coated on the surface of the accelerating electrode 9, causing it to emit light.

一般に電子ビーム制御板４と加速電極板９の間に、電子
ビームを集束またはコリメートし、かつ、加速用の高電
圧によって制御電極３，４の電位が影響を受けないよう
に集束電極板５を挿入する。Generally, a focusing electrode plate 5 is provided between the electron beam control plate 4 and the accelerating electrode plate 9 to focus or collimate the electron beam and to prevent the potentials of the control electrodes 3 and 4 from being affected by the high voltage for acceleration. insert.

このように構成した表示装置において、電子ビーム制御
電極板３および４の各電極に信号電圧を順次印加すると
文字または画像を表示することができる。In the display device configured in this manner, characters or images can be displayed by sequentially applying signal voltages to each electrode of the electron beam control electrode plates 3 and 4.

１０は透明ガラス基板である。一般にこの種の表示装置
、いわゆるマトリックス型表示装置においては、画像の
解像度は電子ビーム制御電極あるいはその基板に設ける
貫通孔の大きさとピッチによって決まる。10 is a transparent glass substrate. Generally, in this type of display device, a so-called matrix type display device, the resolution of an image is determined by the size and pitch of through holes provided in the electron beam control electrode or its substrate.

従ってより解像度の高い画像、鮮明な画像を得ようとす
ればするほど、貫通孔の孔径をより小さくし、かつピッ
チをより小さくすることが要求される。Therefore, the higher the resolution and the clearer the image, the smaller the diameter and the pitch of the through holes are required.

一定の大きさの鮮明な画像を得ようとすると、貫通孔６
ａ ＋６ｂおよび電極７および８をより高密度に配設
する必要があり、孔数および電極数を著しく大きくする
必要がある。When trying to obtain a clear image of a certain size, the through hole 6
It is necessary to arrange a +6b and electrodes 7 and 8 more densely, and the number of holes and electrodes must be significantly increased.

例えば、ＴＶ画像を表示しようとすると、最低５００Ｘ
５００個の貫通孔が必要であり、各電子ビーム制御電極
板には５００本の電極が必要である。For example, when trying to display a TV image, the minimum
500 through holes are required and each electron beam control electrode plate requires 500 electrodes.

更に、カラー表示しようとすると３倍の貫通孔と電極を
必要とする。Furthermore, if color display is attempted, three times as many through holes and electrodes are required.

現在の材料および加工技術では１間当り２〜３本が限界
とされており、十分な解像が得られない。With current materials and processing technology, the limit is 2 to 3 lines per space, and sufficient resolution cannot be obtained.

また、孔数および電極数を増加させることは、各電極を
駆動するための駆動回路とよび駆動回路と各電極との接
続箇所が著しく多くなり、実装上の大きな問題点となっ
ている。Furthermore, increasing the number of holes and electrodes significantly increases the number of drive circuits for driving each electrode and the number of connection points between the drive circuit and each electrode, which poses a major problem in mounting.

上記の問題点を解決する方法として、電子ビームを１対
のマトリックス電極によって制御し、偏向電極によって
上下、左右に偏向する方法が米国特許第３，９３５，５
００号に開示されている。As a method for solving the above problems, a method is proposed in which the electron beam is controlled by a pair of matrix electrodes and deflected vertically and horizontally by deflection electrodes, as disclosed in US Patent No. 3,935,5.
It is disclosed in No. 00.

前記米国特許においては陰極として上記マトリックス電
極に穿設した各貫通孔に各１個の熱陰極力５設けられて
いるため、加熱のための電力が著るしく大きく、かつ個
々の陰極間の放出電子電流のバラツキが実際上大きな問
題点となる。In the above-mentioned US patent, one hot cathode 5 is provided as a cathode in each through hole formed in the matrix electrode, so that the electric power for heating is significantly large, and the emission between the individual cathodes is extremely large. In practice, variations in electron current pose a major problem.

本発明は、上記諸問題を解決するとともに、高輝度、高
解像度画面が得られ、かつ輝度の均一性にすぐれ組立も
容易で工業的に価値の高い平板状画像表示装置を提供す
るものである。The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a flat image display device that can provide a high-brightness, high-resolution screen, has excellent brightness uniformity, is easy to assemble, and has high industrial value. .

第２図に本発明の平板状像表示装置の基本的構成の部分
的分解斜視図を示す。FIG. 2 shows a partially exploded perspective view of the basic structure of the flat image display device of the present invention.

２０は線状熱陰極であって１０〜２０μｌのタングステ
ン線に酸化物陰極材料が塗着されている。20 is a linear hot cathode, which is a 10 to 20 μl tungsten wire coated with an oxide cathode material.

２１はコの字形又はＵ字形の隔壁電極であって、各線状
熱陰極前方側を除く周囲を覆うように配置されており、
電子ビームを取り出すための電極２２と対向し、前記電
極２２に設けられた貫通孔２２ａに高密度の電子ビーム
が流入するように構成されている。21 is a U-shaped or U-shaped partition electrode, which is arranged to cover the periphery of each linear hot cathode except for the front side;
It is configured so that a high-density electron beam flows into a through hole 22a provided in the electrode 22, facing an electrode 22 for extracting the electron beam.

電子ビームを取り出すための電極２２に穿設される一連
の貫通孔２２ａは各線状熱陰極に対向して平行に穿設さ
れている。A series of through holes 22a formed in the electrode 22 for extracting the electron beam are formed in parallel and opposite to each linear hot cathode.

２３は複数本の短冊状の電極であって、前記電極２２に
穿されている貫通孔２１ａと同軸に貫通孔２３ａが穿設
されている。23 is a plurality of strip-shaped electrodes, and a through hole 23a is formed coaxially with the through hole 21a formed in the electrode 22.

電極２４および２５は電子ビームを成形するための電極
であって前記電極２２および２３に穿設された貫通孔２
２ａおよび２３ａと同軸に貫通孔２４ａおよび２５ａが
穿設されている。The electrodes 24 and 25 are electrodes for shaping an electron beam, and the through holes 2 are formed in the electrodes 22 and 23.
Through holes 24a and 25a are bored coaxially with 2a and 23a.

電極２６は２６′と一対をなして垂直偏向のための電極
を構成している。The electrode 26 and 26' form a pair to constitute an electrode for vertical deflection.

同様に２７および２７′は水平力向の偏向のための電極
である。Similarly, 27 and 27' are electrodes for horizontal force deflection.

電極２８は格子状の電極であって電子ビームを加速する
ための電極２９に印加する高電圧の影響が偏向するため
の電極２７ 、２７’に悪影響を及ぼさないための電界
じゃへい用の電極である。The electrode 28 is a grid-shaped electrode and serves as an electric field shielding electrode for deflecting the influence of the high voltage applied to the electrode 29 for accelerating the electron beam so as not to adversely affect the electrodes 27 and 27'. be.

３１は透明なガラス基板であって、表面に電子ビームの
衝突によって発光する蛍光体層３０が塗着されており、
その表面にアルミ溝膜２９が蒸着されており、加速電極
と同時に表示面を構成している。31 is a transparent glass substrate, on the surface of which is coated a phosphor layer 30 that emits light upon collision with an electron beam;
An aluminum groove film 29 is deposited on its surface, and forms a display surface at the same time as the accelerating electrode.

以上の基板構成の平板状表示装置において５インチ表示
面を有する表示装置の実施結果に基づき各電極構成部に
ついて詳細に説明する。Each electrode component will be described in detail based on the results of a flat display device having the above substrate configuration and a 5-inch display surface.

陰極部 第２図における１つの線状熱陰極２０の付近の構成を第
３図に示す。The structure of the cathode section near one linear hot cathode 20 in FIG. 2 is shown in FIG.

線状熱陰極２０、隔壁電極２１および電子ビームを取り
出すための電極２２によって陰極部が構成される。A cathode portion is constituted by a linear hot cathode 20, a partition electrode 21, and an electrode 22 for extracting an electron beam.

線状熱陰極２０は２０μｌのタングステン線に三成分系
酸化物陰極材料（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）ＣＯ３を１０〜２
０μ厚に電着したもので、５．０８ｍｍ間隔に水平に１
５本架張してあり、１本の線状熱陰極が表示面の１５分
の１を照射し、１５本で表示面全体に電子ビームを照射
する構成である。The linear hot cathode 20 is a 20μl tungsten wire with 10~2 ternary oxide cathode materials (Ba, Sr, Ca) CO3.
Electrodeposited to a thickness of 0μ, horizontally at intervals of 5.08mm.
Five wire hot cathodes are strung together, and one linear hot cathode irradiates one-fifteenth of the display surface, and 15 wire hot cathodes irradiate the entire display surface with electron beams.

各線状熱陰極２０は動作時にたるみが生じないように適
当な張力を加えて架張する必要がある。Each linear hot cathode 20 needs to be stretched with an appropriate tension so as not to sag during operation.

各線状熱陰極２０はコの字形又はＵ字形の筒状の隔壁電
極２１のほぼ中心に架張されていて、隔壁電極２１と電
子ビームを取り出すための電極２２によって形成される
集束電界によって板状の電子ビームが形成されるように
なっている。Each linear hot cathode 20 is stretched approximately at the center of a U-shaped or U-shaped cylindrical partition electrode 21, and is shaped like a plate by a focused electric field formed by the partition electrode 21 and an electrode 22 for extracting an electron beam. electron beam is formed.

隔壁電極２１は上記の形状の他に平行平板で構成するこ
とができるとともに線状熱陰極２０の背面電極となるも
のである。In addition to the shape described above, the partition electrode 21 can be formed of a parallel plate and serves as a back electrode of the linear hot cathode 20.

電子ビームを取り出すための電極２２は金属導体板であ
って、各線状熱陰極２０に対応して各々Ｌ２７ｍｍピッ
チに孔径０，８〆の貫通孔２２ａが８１個穿設されてい
る。The electrode 22 for extracting the electron beam is a metal conductor plate, and 81 through holes 22a with a hole diameter of 0.8 mm are bored at a pitch of 27 mm in correspondence to each linear hot cathode 20.

第３図に本発明の陰極部の結線図を示す。FIG. 3 shows a wiring diagram of the cathode section of the present invention.

この第３図の陰極部は本発明者らが特願昭５３−５１８
１０号（特開昭５４−１４３０６３号公報）にて提案し
たもので、均一で電流密度の高い電子ビームを得るもの
である。The cathode section shown in FIG.
This method was proposed in No. 10 (Japanese Patent Laid-Open No. 143063/1983), and is intended to obtain an electron beam with a uniform and high current density.

線状熱陰極２０の一端は抵抗Ｒを介して電源■１の正極
に接続されている。One end of the linear hot cathode 20 is connected to the positive electrode of the power source 1 via a resistor R.

前記熱陰極２０の他端はダイオード３２を介して電源■
１の負極は接続されている。The other end of the hot cathode 20 is connected to a power source through a diode 32.
The negative electrode of No. 1 is connected.

３３は負のパルス電圧発生器である。33 is a negative pulse voltage generator.

筒状電極（隔壁電極）２１には電源■２によって負の電
圧が、電極２２および２３にはそれぞれ電源■３および
■４によって正の電圧が印加されている。A negative voltage is applied to the cylindrical electrode (partition electrode) 21 by a power source (2), and a positive voltage is applied to the electrodes 22 and 23 by power sources (3) and (4), respectively.

線状熱陰極２０に電源■、によって給電されると熱陰極
２０は電子を放出し得る状態になるが、電極２２に正の
電圧が印加されているにもかかわらず筒状の隔壁電極２
１に負の電圧が印加されているため電子は放出されない
。When power is supplied to the linear hot cathode 20 by the power source (2), the hot cathode 20 becomes in a state where it can emit electrons, but even though a positive voltage is applied to the electrode 22, the cylindrical partition electrode 2
Since a negative voltage is applied to 1, no electrons are emitted.

いわば電極２１は電子放出を行わせないためのバイアス
電圧を印加したと考えることができる。In other words, it can be considered that a bias voltage is applied to the electrode 21 to prevent electron emission.

なお、隔壁電極２１に負の電圧が印加されていると、線
状熱陰極２０の全長にわたってカットオフ状態に保持す
ることができる。Note that when a negative voltage is applied to the partition electrode 21, the linear hot cathode 20 can be maintained in a cut-off state over its entire length.

その理由は、線状熱陰極の一端ダイオード３２側はＯ電
位にあり、電極２２に正の電位が印加されているので、
−見すると線状熱陰極２０のダイオード３２側はカット
オフ状態にない様に思われるが、隔壁電極２１が負であ
るため、線状熱陰極２０の近傍は陰極に対して負の電位
に保持（隔壁電極２１の負電位による）することができ
、線状熱陰極２０から電子が放出されない状態にするこ
とが可能である。The reason is that one end of the linear hot cathode on the diode 32 side is at O potential, and a positive potential is applied to the electrode 22.
- It seems that the diode 32 side of the linear hot cathode 20 is not in a cut-off state, but since the partition electrode 21 is negative, the vicinity of the linear hot cathode 20 is maintained at a negative potential with respect to the cathode. (Due to the negative potential of the partition electrode 21), it is possible to create a state in which electrons are not emitted from the linear hot cathode 20.

然るにこの状態でパルス電圧発生器３３によって負のパ
ルス電圧が熱陰極２０の一端に印加されると線状熱陰極
２０は負となり電子放出が起る。However, in this state, when a negative pulse voltage is applied to one end of the hot cathode 20 by the pulse voltage generator 33, the linear hot cathode 20 becomes negative and electron emission occurs.

この時熱陰極２０の他端はダイオード３２が逆方向とな
り熱陰極の両端の電位差はほぼＯとなり、軸方向の電位
勾配がなくなる。At this time, the diode 32 is in the opposite direction at the other end of the hot cathode 20, so that the potential difference between both ends of the hot cathode becomes approximately O, and there is no potential gradient in the axial direction.

したがって、一様でかつ電流密度の高い電子ビームを得
ることができる。Therefore, it is possible to obtain an electron beam that is uniform and has a high current density.

第４図は第３図の結線によって各電極に流れる電子ビー
ム電流の測定値を示している。FIG. 4 shows measured values of the electron beam current flowing through each electrode using the connections shown in FIG.

■２．■３および■４は各々電極２１，２２および２３
に流れる電子ビーム電流を示している。■2. ■3 and ■4 are electrodes 21, 22 and 23, respectively.
It shows the electron beam current flowing through.

■３は＋２０■。■４は＋６０Ｖ、パルス電圧は一２０
Ｖの時、筒状電極２１のバイアス電圧を変化させた時の
測定値である。■3 is +20■. ■4 is +60V, pulse voltage is -20V
This is the measured value when the bias voltage of the cylindrical electrode 21 was changed when the voltage was V.

なお、筒状電極２１の断面はたとえば５ｍｍＸ ５．０
８ｍｍであって、線状熱陰極２０をその中心に架張固定
した。Note that the cross section of the cylindrical electrode 21 is, for example, 5 mm x 5.0
8 mm, and a linear hot cathode 20 was stretched and fixed at its center.

第４図から明らかな如く、筒状電圧２１にはその印加電
圧を約−１１Ｖ以下にすると電流が流れなくなり、全て
電極２２に流れ込みその一部が電極２２に設けた貫通孔
２２ａ（有効面積は電極２２の８％）を通過し、加速電
極２３に流れ込むことになる。As is clear from FIG. 4, when the voltage applied to the cylindrical voltage 21 is lower than about -11V, no current flows, and all of the current flows into the electrode 22, and a part of it flows into the through hole 22a provided in the electrode 22 (the effective area is 8% of the electrode 22) and flows into the acceleration electrode 23.

■２の電位が一１０Ｖ、−２０Ｖおよび一３０Ｖの時、
電極２２の貫通孔２２ａを通過するビーム電流Ｉ４（電
極２３に流れる電流）は線状熱陰極２０から放出される
電子ビーム電流（■３および■４の合計）の１３％、３
５％および５９％となり、電子ビーム電流の利用率が大
きくなることがわかる。■When the potential of 2 is -10V, -20V and -30V,
The beam current I4 passing through the through hole 22a of the electrode 22 (current flowing through the electrode 23) is 13% of the electron beam current (total of ■3 and ■4) emitted from the linear hot cathode 20, 3
5% and 59%, and it can be seen that the utilization rate of the electron beam current becomes large.

その原因は陰極部を構成する前記３つの電極２Ｌ２２，
２３によって線状熱陰極２０を頂点とするつりがね状の
等電位面が形成され、電子ビームが貫通孔２２ａ部分に
板状に集束されるためである。The reason for this is that the three electrodes 2L22 forming the cathode section,
23 forms a bell-shaped equipotential surface with the linear hot cathode 20 at its apex, and the electron beam is focused in a plate shape on the through hole 22a.

つぎに第３図の電流源における電子ビームの均一性の密
度の向上を第５，６図とともに説明する。Next, the improvement in the uniform density of the electron beam in the current source shown in FIG. 3 will be explained with reference to FIGS. 5 and 6.

第５図は長さ１２（１１７７１の熱陰極２０に６■の陰
極加熱電圧を印加し、対向電極である電子引き出し電極
２２に＋１０■を印加した場合の、本発明と従来の電子
ビームの取り出し方における均一性を比較したものであ
る。Figure 5 shows the electron beam extraction according to the present invention and the conventional method when a cathode heating voltage of 6 mm is applied to the hot cathode 20 with a length of 12 (11771 mm), and +10 mm is applied to the electron extraction electrode 22 which is the counter electrode. This is a comparison of the uniformity in both directions.

第５図ａ、ｂはそれぞれ線状熱陰極の長さ方向での位置
におけるその電位差ならびに電子ビーム電流の相対値を
示す。FIGS. 5a and 5b show the potential difference and the relative value of the electron beam current at the longitudinal position of the linear hot cathode, respectively.

曲線Ｉは本発明の場合、■は従来の場合である。Curve I is for the present invention, and curve (■) is for the conventional case.

この図から明らかなように、従来から通常行われている
単に熱陰極の一端に所定の電圧を印加して電子ビームを
放出させると、取り出された電子ビームの陰極の長さ方
向に対する強さく密度）に大きな差があるが、本発明の
ごとくパルス電圧をダイオードを介して印加することに
より熱陰極の両端の電位差をほぼ零とすることにより極
めて均一な電子ビームを取り出すことができる。As is clear from this figure, when an electron beam is emitted by simply applying a predetermined voltage to one end of the hot cathode, which is the conventional practice, the intensity and density of the emitted electron beam in the length direction of the cathode increases. ) However, by applying a pulse voltage through a diode as in the present invention, the potential difference between both ends of the hot cathode is reduced to almost zero, thereby making it possible to extract an extremely uniform electron beam.

第６図に、第３図に示す電子源の密度についての実験結
果を示す。FIG. 6 shows experimental results regarding the density of the electron source shown in FIG. 3.

筒状の隔壁電極２１に印加する電圧を変化させた時の電
極２２に流入する電子ビームの分布を曲線４０，４１お
よび４２に示す。Curves 40, 41 and 42 show the distribution of the electron beam flowing into the electrode 22 when the voltage applied to the cylindrical partition electrode 21 is changed.

曲線４０．４１および４２は電極２１に一１０■。Curves 40, 41 and 42 are applied to electrode 21 at -10.

２０および一３０Ｖ印加した時の分布を示している。It shows the distribution when 20 and -30V were applied.

第６図から容易に理解されるように電極２１に印加する
電圧が負になるに従って電子ビームの分布は中心部分に
集中するようになる。As can be easily understood from FIG. 6, as the voltage applied to the electrode 21 becomes more negative, the distribution of the electron beam becomes more concentrated in the center.

このことは筒状電極２１内の等電位面が中心部分に向っ
てつりがね状の集束電界（破線）を形成することによる
ものである。This is because the equipotential surface within the cylindrical electrode 21 forms a hanging glass-like focused electric field (broken line) toward the center.

従って、線状熱陰極から放出される電子ビームの利用率
を著るしく増加させることができる。Therefore, the utilization rate of the electron beam emitted from the linear hot cathode can be significantly increased.

すなわち、第６図の４３は電極２１を設けないで、従来
のように電子ビームを取り出した場合の電子ビームの分
布を示す。That is, 43 in FIG. 6 shows the distribution of the electron beam when the electrode 21 is not provided and the electron beam is extracted in the conventional manner.

この場合は電子ビームは電極２２の全面にわたって流入
するため、陰極２０から放出される電子ビームの極く一
部しか利用できないが、本発明の如く、筒状電極２１を
設け、負の電位を印加することによって、第６図に示す
電子ビームの分布４０，４１．４２の如く、必要最小限
の電子ビームを発生させることができ、かつ電子ビーム
は電極２２の貫通孔２２ａにほぼ垂直に流入するため、
電子ビームの集束性を良くし、解像度の向上に極めて好
都合な電子ビームを得ることができる。In this case, since the electron beam flows over the entire surface of the electrode 22, only a small portion of the electron beam emitted from the cathode 20 can be used. However, as in the present invention, a cylindrical electrode 21 is provided and a negative potential is applied. By doing so, it is possible to generate the minimum necessary electron beam, as shown in the electron beam distributions 40, 41, and 42 shown in FIG. 6, and the electron beam flows almost perpendicularly into the through hole 22a of the electrode 22. For,
It is possible to improve the convergence of the electron beam and obtain an electron beam that is extremely convenient for improving resolution.

制御電極部 電子ビーム制御電極部は電子ビームを取り出すための電
極板２２、一群の短冊状電極板２３および格子状電極板
２４から構成されている。Control Electrode Section The electron beam control electrode section is composed of an electrode plate 22 for extracting an electron beam, a group of strip-shaped electrode plates 23, and a grid-shaped electrode plate 24.

短冊状電極板２３は各々絶縁され、１．２７１ｍ間隔で
８１本配列され、前記１５本の線状熱陰極２０に対して
直交するように配列されている。The strip-shaped electrode plates 23 are each insulated and arranged at 1.271 m intervals, 81 of which are arranged perpendicular to the 15 linear hot cathodes 20.

各短冊状電極板２３および格子状電極板２４には電極板
２２に穿設した貫通孔２２ａと同軸に貫通孔２３ａおよ
び２４ａが穿設されている。Each strip-shaped electrode plate 23 and grid-shaped electrode plate 24 are provided with through holes 23a and 24a coaxially with the through hole 22a formed in the electrode plate 22.

貫通孔の孔径は０．８ｍｍ９’および０．６ｍ１−のも
０）を使用した。The diameters of the through-holes used were 0.8 mm9' and 0.6 m1-0).

各電極板間の間隔はできるだけ小さい方が望ましい。It is desirable that the interval between each electrode plate be as small as possible.

通常０．３〜０．５ ｍｒｎの間隔に保持されている。Usually maintained at intervals of 0.3 to 0.5 mrn.

各短冊状電極板２３には一走査線分の画像信号が順次印
加されるように画像信号回路（第７図参照）に接続され
ている。Each strip-shaped electrode plate 23 is connected to an image signal circuit (see FIG. 7) so that image signals for one scanning line are sequentially applied.

各短冊状電極板２３には各々電子ビームをカットオフに
するためのバイアス電圧が印加されており、各短冊状電
極板２３に正の画像信号を印加することによって電子ビ
ームの通過量を制御する。A bias voltage is applied to each strip-shaped electrode plate 23 to cut off the electron beam, and by applying a positive image signal to each strip-shaped electrode plate 23, the amount of electron beam passing through is controlled. .

いわゆる電極板２３はスイッチング作用を行なう。A so-called electrode plate 23 performs a switching action.

各短冊状電極２３に画像信号を印加する場合、隣接する
電極の電位によってスイッチング作用および通過電子ビ
ームの集束性が変化するが、これらの相互作用を防止す
るためには上記３つの電極の間隔を小さくする必要があ
る。When applying an image signal to each strip-shaped electrode 23, the switching action and the focusing of the passing electron beam change depending on the potential of the adjacent electrode, but in order to prevent these interactions, the spacing between the three electrodes should be adjusted. It needs to be made smaller.

実験結果によると、上記３つの電極２２，２３．２４の
間隔を貫通孔間隔以下に保持すれば隣接電極の電位の影
響が無視できるほど小さいことが明らかになった。According to the experimental results, it has been revealed that if the distance between the three electrodes 22, 23, and 24 is kept equal to or less than the distance between the through holes, the influence of the potential of the adjacent electrodes is negligibly small.

電子ビームの集束部 格子状電極２４および２５で電子ビーム集束部を構成す
る。Electron beam focusing section The grid electrodes 24 and 25 constitute an electron beam focusing section.

格子状電極２５は格子状電極２４とほぼ同一である。The grid electrode 25 is substantially the same as the grid electrode 24.

両電極によって電子ビームはコリメートまたは両電極間
に印加する電位差によって集束される。The electron beam is collimated by the two electrodes or focused by a potential difference applied between the two electrodes.

更に両電極間にもう一枚電極板（図示せず）を挿入する
ことによってアインツエルレンズ系を構成することもで
きる。Furthermore, an Einzel lens system can be constructed by inserting another electrode plate (not shown) between both electrodes.

いずれにしても、電子ビームは表示面３０上で必要なビ
ーム径に集束するためには、格子状電極２４および２５
に印加する電圧の選択と同時に、陰極部および電子ビー
ム制御部の各電極に印加する電圧を適当に選択する必要
がある。In any case, in order to focus the electron beam to the required beam diameter on the display surface 30, it is necessary to
At the same time, it is necessary to appropriately select the voltages to be applied to each electrode of the cathode section and the electron beam control section.

また、格子状電極板２５に印加する電圧によって、次段
の電子ビーム偏向電極に入射する時の電子ビームのエネ
ルギを決めるものであって、電子ビームの垂直および水
平偏向中によって適当な電圧を印加する必要がある。The energy of the electron beam incident on the next electron beam deflection electrode is determined by the voltage applied to the grid electrode plate 25, and an appropriate voltage is applied during vertical and horizontal deflection of the electron beam. There is a need to.

電子ビーム偏向部 電子ビーム偏肉部は１５対の垂直偏向電極２６゜２６′
、８１対の水平偏向電極２７ 、２７’および格子状電
極２８から構成されている。Electron beam deflection section The electron beam uneven thickness section has 15 pairs of vertical deflection electrodes 26° 26'
, 81 pairs of horizontal deflection electrodes 27, 27' and a grid electrode 28.

１５対の垂直偏向電極は一つおきに接続されていて各１
５対同時に１６段の階段波偏向電圧が印加される。The 15 pairs of vertical deflection electrodes are connected every other
16 steps of staircase wave deflection voltages are applied simultaneously to 5 pairs.

同様に８１対の水平偏向電極も一つおきに接続されてい
て各８１対同時に３段の階段波偏向電圧が印加される。Similarly, the 81 pairs of horizontal deflection electrodes are also connected every other pair, and three step wave deflection voltages are simultaneously applied to each of the 81 pairs.

従って画像表示面には２４０Ｘ２４３画素の画像を得る
ことができる。Therefore, an image of 240×243 pixels can be obtained on the image display surface.

容易に理解される如く、垂直および水平偏向電極にそれ
ぞれｎ段およびｍ段の階段波偏向電圧を印加すれば、１
５ｎ×８１ｍ個の画素が得られる。As can be easily understood, if n-stage and m-stage staircase wave deflection voltages are applied to the vertical and horizontal deflection electrodes, respectively, 1
5n×81m pixels are obtained.

格子状電極２８は表示板３１表面に設けたメタルバック
電極２９と対をなして電子ビームの加速電極を構成する
ものである。The grid electrode 28 forms a pair with a metal back electrode 29 provided on the surface of the display panel 31 to constitute an electron beam accelerating electrode.

同時に２９は偏向電極２６および２７によって偏向され
た電子ビームが表示板面上の所定の位置に流入するよう
にするために、加速領域の高電界の影響が偏向電極に及
ばないようにする役目をする。At the same time, 29 serves to prevent the influence of the high electric field in the acceleration region from reaching the deflection electrodes so that the electron beams deflected by the deflection electrodes 26 and 27 flow into a predetermined position on the display panel surface. do.

格子状電極２８は電子ビームの透過率の高いものが望ま
しいが、格子状電極２８の近傍における電界歪みによる
電子ビーム軌道の歪をなくするためには、孔径０．３ｍ
−以下であることが望ましい。It is desirable that the grid electrode 28 has a high electron beam transmittance, but in order to eliminate distortion of the electron beam trajectory due to electric field distortion in the vicinity of the grid electrode 28, the hole diameter should be 0.3 m.
- It is desirable that the following is true.

なお、本発明の装置においては線状熱陰極２０の軸方向
すなわち水平方向の偏向は電極２７を用いなくても可能
である。In the device of the present invention, the linear hot cathode 20 can be deflected in the axial direction, that is, in the horizontal direction, without using the electrode 27.

上記の偏向電極システムによって、垂直方向に上２゜５
４ｍｍ、水平方向に±０．６３５ｍｍ偏向することによ
って全表示面に均一な明るさの画像を得ることができる
。By means of the deflection electrode system described above, vertically upward 2°5
By deflecting the light by 4 mm and ±0.635 mm in the horizontal direction, it is possible to obtain an image with uniform brightness on the entire display surface.

上記説明の画像表示装置の各電極に第１表に示す電圧を
印加した場合、−走査線分の電子ビーム電流は１００μ
Ａ１各ビーム径は０．２ ｍｍｌ 、加速電圧１０ｋＶ
で全面走査した時１５０ｆＬの表面輝度が得られた。When the voltages shown in Table 1 are applied to each electrode of the image display device described above, the electron beam current for the -scanning line is 100μ
A1 Each beam diameter is 0.2 mml, acceleration voltage 10 kV
When the entire surface was scanned, a surface brightness of 150 fL was obtained.

第 １ 表 垂直駆動パルス電圧 −１３Ｖ隔壁電極
板２１電圧 −１０Ｖビーム取り出し電
極２２電圧 １０Ｖ水平駆動パルス電圧
２０集束電極２４電圧
３０Ｖ集束電極２５電圧 １８０Ｖ
垂直偏向電圧 ｐ−ｐ１５０Ｖ水平偏向
電圧 ｐ−ｐ ７０Ｖ格子状電極２８
電圧 ２００Ｖ加速電極２９電圧’
１０ｋＶ駆動方式 本発明の画像表示装置は、ＴＶ画像表示装置として使用
する場合に最もその効果が発揮される。Table 1 Vertical drive pulse voltage -13V partition electrode plate 21 voltage -10V beam extraction electrode 22 voltage 10V horizontal drive pulse voltage
20 focusing electrodes 24 voltage
30V focusing electrode 25 voltage 180V
Vertical deflection voltage p-p 150V Horizontal deflection voltage p-p 70V Grid electrode 28
Voltage 200V acceleration electrode 29 voltage'
10 kV drive system The image display device of the present invention exhibits its effects most when used as a TV image display device.

以下この装置をＴＶ画像表示装置として用いた例につい
て述べる。An example in which this device is used as a TV image display device will be described below.

本実施例によるＴＶ画像表示の駆動方式の概念図を第７
図に示す。A conceptual diagram of the drive system for TV image display according to this embodiment is shown in the seventh figure.
As shown in the figure.

この装置は垂直電子ビーム制御電極数（線状熱陰極）が
１５本、水平電子ビーム制御電極数（短冊状電極）が８
１本である。This device has 15 vertical electron beam control electrodes (linear hot cathodes) and 8 horizontal electron beam control electrodes (strip electrodes).
There is one.

またその表示方式はマｌ−ＩＪラックス表示装置におい
て一般に実施されている一走査線同時表示方式である。Further, the display method is a one-scan line simultaneous display method generally implemented in multi-IJ luxury display devices.

更に、既に述べた如く垂直および水平電子ビーム制御電
極に対応して、垂直および水平偏向電極を具備している
。Further, as mentioned above, vertical and horizontal deflection electrodes are provided corresponding to the vertical and horizontal electron beam control electrodes.

第７図において、同期分離回路５１に入力された映像信
号は、制御信号処理回路５２と画像信号処理回路５３と
に入力される。In FIG. 7, a video signal input to a synchronization separation circuit 51 is input to a control signal processing circuit 52 and an image signal processing circuit 53.

画像信号処理回路５３においては一水平走査線分の画像
信号を４８６個の信号列に分解し、１，７．１３・・・
・・・、４８１番目の信号を記憶装置５４ａに、２，８
，１４．・・・・・・、４８２番目の信号を記憶装置５
４ｂに、・・・・・・６．１２，１８．・・・・・・、
４８６番目の信号を記憶装置５４ｆに順次記憶させる。The image signal processing circuit 53 decomposes the image signal for one horizontal scanning line into 486 signal sequences, 1, 7, 13, . . .
..., the 481st signal is stored in the storage device 54a, 2,8
,14. ......, the 482nd signal is stored in storage device 5
4b, 6.12, 18.・・・・・・、
The 486th signal is sequentially stored in the storage device 54f.

各記憶装置に記憶された画像信号は制御信号遅生回路５
２からの信号に同期してスイッチング回路５５を径で順
次水平駆動回路５６に移され、８１本の水平電子ビーム
制御電極２３に画像信号電圧が印加される。The image signals stored in each storage device are transmitted to the control signal delay generation circuit 5.
In synchronization with the signal from 2, the switching circuit 55 is sequentially transferred to the horizontal drive circuit 56, and the image signal voltage is applied to the 81 horizontal electron beam control electrodes 23.

この時通常のＴＶ画像表示のように一水平走査線の走査
時間を６３μｓとすれば、各記憶装置からの信号電圧は
一水平走査時間の１／６の１０．５μＳずつ順次印加す
ることになる。At this time, if the scanning time of one horizontal scanning line is 63 μs as in normal TV image display, the signal voltage from each storage device will be applied sequentially at 10.5 μs intervals, which is 1/6 of one horizontal scanning time. .

一方、制御信号発生回路５２から送られた信号の一つは
、水平偏向、駆動回路５γに入力され、８１対の水平偏
向電極２７には同時に第８図ａに示すような偏向電圧が
印加される。On the other hand, one of the signals sent from the control signal generation circuit 52 is input to the horizontal deflection and drive circuit 5γ, and a deflection voltage as shown in FIG. 8a is simultaneously applied to the 81 pairs of horizontal deflection electrodes 27. Ru.

その結果、例えば最初の１０．５μＳの時間は表示板面
に向って左に最大０．６３５ｍｍ、次の１０．５μＳの
時間は０．４２５ｍｒｎと順次右方にずらし、６番目の
１０．５μｓの時間は右に最大０．６３５ｇｍ偏向させ
るような電圧を印加する。As a result, for example, the first 10.5 μS time is shifted to the left by a maximum of 0.635 mm toward the display board surface, the next 10.5 μS time is shifted to the right by 0.425 mrn, and the sixth 10.5 μS time is shifted to the right by 0.425 mrn. A voltage is applied that causes a maximum deflection of 0.635 gm to the right.

以上の操作を順次くり返す。この偏向のタイミングはス
イッチング回路５５と同期して行なう。Repeat the above operations in sequence. The timing of this deflection is performed in synchronization with the switching circuit 55.

次に垂直走査について説明する。Next, vertical scanning will be explained.

通常のＴＶ画像表示の場合、６３μＳ毎に上から下に順
次信号電圧を印加する必要がある。In the case of normal TV image display, it is necessary to apply signal voltages sequentially from top to bottom every 63 μS.

垂直走査線数を４８０本とすると、先ず第１番目のたと
えば最も上に位置する線状熱陰極２０に１フレ一ム分の
時間１６．６ｍｓの１／１５、すなわち約１．１ ｍ
ｓの負の信号電圧を垂直１駆動回路６０を介して印加し
、同期して垂直偏向駆動回路５８によって、第８図すに
示すような１６階調の垂直偏向電圧を上記垂直偏向電極
２６に印加する。Assuming that the number of vertical scanning lines is 480, first, the first linear hot cathode 20 located at the top is 1/15 of the time of 16.6 ms for one frame, or about 1.1 m.
A negative signal voltage of s is applied via the vertical 1 drive circuit 60, and synchronously, the vertical deflection drive circuit 58 applies vertical deflection voltages of 16 gradations as shown in FIG. 8 to the vertical deflection electrode 26. Apply.

最初の６３μＳは例えば上方向に２．５４１ｍ偏向し、
次の６３μＳの時間は２．２０２ｍｒＩＬ偏向、以下順
次５．０８７１５ｍｍ下方にずらし、１６番目の６３μ
Ｓの時間は下方向に２．５４ｍｙｎ偏向する。For example, the first 63 μS is deflected upward by 2.541 m,
The next 63μS time is 2.202mrIL deflection, and then sequentially shifted downward by 5.08715mm, and the 16th 63μS
The time of S is deflected downward by 2.54 myn.

以下順次第２番目、第３番目、・・・・・・、第１５番
目の線状熱陰極について同様な操作をくり返し１フイー
ルドの走査を行なう。Thereafter, the same operation is repeated for the second, third, . . . , and 15th linear hot cathodes in order to scan one field.

更に次の１フイールドについては５．０８ ／ ３２ｍ
ｍ偏向分のバイアス電圧を垂直偏向信号電圧に重畳する
ことによってインターレース走査を行ない１フレ一ム分
の画像を得るための垂直走査を行なうことができる。5.08/32m for the next field
By superimposing the bias voltage for m deflections on the vertical deflection signal voltage, interlaced scanning can be performed to perform vertical scanning to obtain an image for one frame.

以上の説明で明らかなように、本発明の表示装置は高輝
度、高解像度画面が得られ、また、電極数を従来のもの
に比べ著るしく削減することができ、従って駆動回路が
簡単になり、安価になり、さらに実装が容易になり、接
続端子減少するので故障が少なくなるなどのきわめてす
ぐれた効果を奏するものである。As is clear from the above description, the display device of the present invention provides a high brightness and high resolution screen, and the number of electrodes can be significantly reduced compared to conventional ones, so the drive circuit can be easily constructed. It has excellent effects such as being cheaper, easier to implement, and fewer connection terminals resulting in fewer failures.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来の平板型表示装置の主要概略構成図、第２
図は本発明の一実施例にかかる表示装置の主要構成部の
分解斜視図、第３図は本発明の装置において電子源をパ
ルス駆動する場合の結線図、第４図は第３図においてパ
ルス駆動した場合の各電極に流れる電子ビーム電流の変
化を示す曲線図、第５図ａ、ｂは本発明の電子源におけ
る線状熱陰極の長さ方向に対する電位差と電子ビーム電
流の比較図、第６図は本発明における電子源の電子ビー
ム電流の分布図、第７図は本発明の表示装置をＴＶ表示
する場合の駆動方式を説明するための概念回路構成図、
第８図ａ、ｂは本発明の水平および垂直偏向電圧の波形
と時間関係を示す図である。 ２０・・・・・・線状熱陰極、２１・・・・・・隔壁電
極、２２・・・・・・電子ビームを取り出すための電極
、２２ａ。 ２３ａ 、２４ａ・・・・・・貫通孔、２３・・・・・
・短冊状電極板、２４・・・・・・格子状電極板、２６
．２６’・・・・・・垂直偏向電極、２７ 、２７’・
・・・・・水平偏向電極、３０・・・・・・蛍光体層、
３１・・・・・・ガラス板、３２・・・・・・ダイオー
ド、３３・・・・・・負のパルス電圧発生器、５７・・
・・・・水平偏向駆動回路、５８・・・・・・垂直偏向
駆動回路、５９・・・・・・画像表示装置。Figure 1 is a schematic diagram of the main configuration of a conventional flat panel display device;
The figure is an exploded perspective view of the main components of a display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a wiring diagram when the electron source is pulse-driven in the device of the present invention, and FIG. Figures 5a and 5b are curve diagrams showing changes in the electron beam current flowing through each electrode when driven; Figures 5a and 5b are diagrams comparing the potential difference in the length direction of the linear hot cathode in the electron source of the present invention and the electron beam current; 6 is a distribution diagram of the electron beam current of the electron source in the present invention, and FIG. 7 is a conceptual circuit configuration diagram for explaining the driving method when displaying the display device of the present invention on a TV.
FIGS. 8a and 8b are diagrams showing the waveforms and time relationships of horizontal and vertical deflection voltages according to the present invention. 20... Linear hot cathode, 21... Partition electrode, 22... Electrode for extracting an electron beam, 22a. 23a, 24a...through hole, 23...
・Strip-shaped electrode plate, 24... Grid-shaped electrode plate, 26
．． 26'... Vertical deflection electrode, 27, 27'.
... horizontal deflection electrode, 30 ... phosphor layer,
31... Glass plate, 32... Diode, 33... Negative pulse voltage generator, 57...
. . . horizontal deflection drive circuit, 58 . . . vertical deflection drive circuit, 59 . . . image display device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 複数本の線状熱陰極、前記線状熱陰極を相互に隔壁
するための隔壁手段、前記各熱陰極に対応して同熱陰極
の軸方向にそって貫通孔が設けられた電子ビームを取り
出すための電極手段、前記熱陰極はほぼ直交し前記電子
ビームを取り出すための電極に設けた貫通孔に対応する
貫通孔を有する複数本の電極からなる電子ビーム制御電
極手段、前記電子ビームを偏向するための電極手段、前
記電子ビームを加速するための電極手段および前記電子
ビームの衝突によって発光する蛍光体を塗布した表示手
段を有し、少なくとも表示面が透明なガラス容器に収納
されてなることを特徴とする画像表示装置。 ２ 隔壁手段が側面部に開口部を有する背面電極よりな
り、線状電極が前記背面電極内で前記背面電極の軸方向
に設置され、電子ビームを取り出すための電極手段が前
記開口部側に前記背面電極と絶縁されて配置されてなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の画像表
示装置。 ３ 隔壁手段がコの字形又はＵ字形の筒状もしくは平行
平板形状をなすことを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の画像表示装置。 ４ 線状熱陰極が隔壁手段とほぼ平行で前記隔壁手段の
ほぼ中央部に架張されてなることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の画像表示装置。 ５ 電子ビームを取り出すための電極の貫通孔が各線状
熱陰極に沿った貫通孔列をなしていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の画像表示装置。 ６ 電子ビームを取出すための電極手段と電子ビーム制
御電極手段との間隔を、前記電子ビームを取出すための
電極手段に形成された複数の貫通孔の相互間隔よりも小
さくしてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の画像表示装置。 ７ 隔壁手段を電気的導体とし、この隔ｑ手段に線状熱
陰極に対してＯまたは負の電圧を印加することを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の画像表示装置。[Scope of Claims] 1. A plurality of linear hot cathodes, partition means for partitioning the linear hot cathodes from each other, and through holes are provided along the axial direction of the hot cathodes corresponding to each of the hot cathodes. Electron beam control electrode means comprising a plurality of electrodes provided with electrode means for extracting the electron beam, the hot cathodes being substantially perpendicular to each other and having through holes corresponding to the through holes provided in the electrodes for extracting the electron beam; , a glass container having at least a transparent display surface, comprising electrode means for deflecting the electron beam, electrode means for accelerating the electron beam, and display means coated with a phosphor that emits light upon collision of the electron beam; An image display device characterized by being housed in. 2. The partition means includes a back electrode having an opening on a side surface, a linear electrode is installed in the axial direction of the back electrode within the back electrode, and an electrode means for extracting the electron beam is provided on the opening side. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is arranged insulated from the back electrode. 3. The image display device according to claim 1, wherein the partition means has a U-shaped or U-shaped cylindrical shape or a parallel plate shape. 4. The image display device according to claim 1, wherein the linear hot cathode is stretched substantially parallel to the partition wall means and approximately at the center of the partition wall means. 5. The image display device according to claim 1, wherein the through holes of the electrode for extracting the electron beam form a through hole row along each linear hot cathode. 6. The spacing between the electrode means for extracting the electron beam and the electron beam control electrode means is smaller than the mutual spacing between the plurality of through holes formed in the electrode means for extracting the electron beam. An image display device according to claim 1. 7. The image display device according to claim 1, wherein the partition means is an electrical conductor, and an O or negative voltage is applied to the partition q means with respect to the linear hot cathode.