(57)【要約】表示装置は画像情報を表示するための第一の配列の画像素子(135)と電子を放出するための陰極手段(120)とを含む表示スクリーン(130)を有する表示装置に関する。画像素子(135)はサブ配列(132)にグループ化される。放出された電子は電子収束器(115)によって集められ、電子収束器は電子を均質な電子ビーム(EB)に再配分する。単一の電子収束器(115)が画像素子(135)の各サブ配列(132)の各々のために存在し、表示装置は電子収束器(115)から離れた電子ビーム(EB)を対応するサブ配列(132)の任意の画像素子(135)に向けて偏向するための選択手段(140)を有する。よって、表示画像は比較的高解像度を有することができる。好適実施例において、画像輝度は特に高く、表示画像に亘る輝度の均一性のばらつきも低減される。
2005538524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の配列の画像素子を含む、画像情報を表示するための表示スクリーンと、
電子を放出するための陰極手段と、
前記電子を集めるための複数の電子収束器とを有し、
各電子収束器は前記表示スクリーンの前記画像素子に衝突する電子ビームを放出するための出口孔を有する、表示装置であって、
前記第一の配列は少なくとも２つの前記画像素子を有する所定数のサブ配列を有し、
単一の電子収束器は単一のサブ配列に関連し、前記電子収束器の数が前記サブ配列の数と整合するよう、
前記電子ビームを前記サブ配列中の前記画像素子の１つに向けて偏向するための選択手段を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記電子収束器は選択手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記電子収束器は、二次的放出材料を備え、前記出口孔よりも大きな入口部を有する電子ビーム案内キャビティと、前記出口孔への前記電子のホッピング輸送を可能とするために前記出口孔の近傍に配置されたホップ電極とを有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記入口部の表面領域と出口孔の表面領域との比率は少なくとも１０：１であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記選択手段は前記ホップ電極の実質的外側に配置された外部電極を有し、前記外部電極は少なくとも２つのセグメントを前記出口孔の対向側に有し、電子ビームを偏向するための偏向電圧が前記セグメント間に印加されることを特徴とする請求項２又は３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記サブ配列は偶数の画像素子を有し、前記サブ配列の中心は前記電子ビーム案内キャビティの主軸と整合していることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記サブ配列は前記表示スクリーンの主要蛍光色に対応する３つの画像素子を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記陰極手段は電界エミッタを有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、より詳細には、画像情報を表示するために第一の配列の画像素子を含む表示スクリーンと、電子を放射するための陰極手段と、電子を集めるために表示スクリーンの画像素子に衝突する電子ビームを放出するための出口孔を有する複数の電子収束器とを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような表示装置の一例が例えば未公開の欧州特許出願番号第０１２０４２９１．７号に記載されている。
【０００３】
前述の表示装置では、表示スクリーンは行及び列に配列された複数の画像素子（ピクセル）を含む。各ピクセルは電子ビーム案内キャビティに対応し、この案内キャビティは陰極手段によって放射された電子を電子ビームに収束し再分配する。よって、動作中、各ピクセルは別の電子ビームを受ける。表示装置に供給される画像情報に従って、各ピクセルを選択し、そのピクセルに衝突する電子ビームのビーム電流を変調するために、表示装置はアドレス手段を含む。ピクセルは行電極及び列電極手段によって選択されるのが一般的であり、これらの電極手段は行選択電圧及び列選択電圧を各々備える。
【０００４】
比較的大きな陰極領域から放出される電子は電子ビームに収束される。このため、電子ビームのビーム電流は陰極手段領域の上の電子放射特性の変化による影響を比較的受けない。表示スクリーンに衝突する電子ビームは特に均一である。
【０００５】
この特性は陰極手段が電界エミッタを含む場合に特に関連し、電界エミッタは放射器領域の上の放射特性における実質的な非均質を示すのが普通である。ここで、電子ビームのビーム電流は電子収束器に対応する陰極領域全体の上の電界エミッタの総放射電流である。このため、ビーム電流／異なる電子の駆動電圧特性は極めて近似し、そして、表示スクリーンの異なるピクセル間の輝度の均一性も特に高い。
【０００６】
電子ビームは表示スクリーンへ向けて加速される。何故ならば、表示スクリーンは例えば５キロボルトの比較的高いアノード電圧を備えるからである。ピクセルは発光材料を含み、加速された電子が衝突するときに光を発する。表示装置に供給される画像情報に従ってピクセルをアドレス付けすることによって、その画像情報は表示スクリーン上に光画像として表示され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の表示装置は良好な画像品質を保っているが、高解像度の表示画像を達成するのが困難という問題を有する。
【０００８】
例えば、このような表示装置は２１インチの対角長を有し、表示装置でＸＧＡ解像度（１２８０ｘ１０２４画像素子）又はＵＸＧＡ解像度（１６００ｘ１２００画像素子）の表示スクリーンを有するコンピュータモニタとして使用するには不適当である。カラー画素が例えば主要三原色サブピクセルを含むカラーモニタの場合に上述のことが特に当てはまる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従って、本発明の目的は比較的高解像度及び優れた品質を有する画像を表示することができる表示装置を提供することである。
【００１０】
この目的は独立請求項１において特定される本発明に基づく表示装置によって達成可能である。追加の有効な実施態様はその従属請求項において定められている。
【００１１】
従って、本発明に基づく表示装置は次の構成によって特徴付けられている。すなわち、第一の配列(array)は所定数のサブ配列(sub-array)を含み、各サブ配列は少なくとも２つの画像素子を含み、単一の電子収束器が単一のサブ配列と関連し、よって、電子収束器の数はサブ配列の数と整合している。また、表示装置は電子ビームをサブ配列中の画像素子の１つに向けて偏向するための選択手段を含む。
【００１２】
本発明は、達成可能な画像解像度が隣接する電子収束器間の最低距離によって特に決定されるという認識に基づいている。
【００１３】
一般的に、電子収束器は例えば板のような基板に形成される。電子収束器が正常に作動するためには、この電子収束器の直径は少なくとも２００マイクロメータ、より好ましくは、少なくとも３００マイクロメータであることが求められる。
【００１４】
電子収束器の直径が小さめであるとすると、それは十分な量の電子を集めず、よって、電子収束器から放出される電子ビームは比較的弱い。さらに、電子収束器の収束機能はその結果不十分であり、電子ビームは比較的不均質である。これらの効果は表示画像の輝度を低減し、また、輝度のばらつきが単一のピクセル内及び異なるピクセル間の双方において顕著である。
【００１５】
例えば、２１インチの対角長のカラーＵＸＧＡモニタにおいては、４８００カラーサブピクセルが約４２５ミリメータの水平幅内に設けられなければならない。これは隣接する画像素子間の距離が約９０マイクロメータであることを要求する。この場合、隣接する電子収束器は９０マイクロメータの距離で離間されるべきであるが、それは電子収束器が正常に動作するために必要とされる最低距離よりも極めて少ない。
【００１６】
本発明を適用することによって、画像素子はサブ配列に配置され、電子収束器はサブ配列のピクセルに対応する。電子収束器から放出される電子ビームは選択手段によって偏向可能であり、よって、電子収束器に関連付けられたサブ配列内の任意の画像素子上に衝突することができる。
【００１７】
隣接する電子収束器間の距離と隣接するピクセル間の距離とが１：１の比率であることは最早必要ではない。電子収束器はさらに離間することが可能であるのに対し、隣接するピクセルは比較的短い距離に保たれる。これによって、電子収束器の正常な動作が保証され、画像解像度は所望に増大され得る。表示画像は比較的高解像度と比較的良好な品質の双方を有することができる。
【００１８】
上述の例において、サブ配列は主要蛍光色である赤、緑及び青に対応する３つのカラーサブピクセルを含む。電子収束器から放出される電子ビームは次いで赤、緑及び青の蛍光サブピクセルに向けて偏向されることで、人間の肉眼はカラー画像素子を知覚する。この例において、隣接する電子収束器間の距離は３ｘ９０＝２７０マイクロメータと等しくあることが可能で、それは十分に大きな値である。
【００１９】
本発明を適用する場合における追加的な利点は、表示装置のピクセルをアドレスするのに必要な電圧の数が低減されることである。例えば、サブ配列は個々のピクセルではなく今や行及び列に配置されている。よって、必要な行及び列選択電圧はピクセルの数ではなくサブ配列の数によって決定される。極く僅かの偏向電圧が電子ビームをサブ配列内の任意のピクセルに偏向するために求められる。これらの偏向電圧は各々の選択手段に同時に有効に供給される。
【００２０】
カラー表示装置に関する上述の例において、列の数は３つの要因によって低減される。何故ならば、列は今や３つの異なる色のピクセルを含むからである。よって、列選択電圧の数も３つの要因によって低減される。電子ビームは一方向で各々のピクセルに向けて偏向され、この偏向は最大でも２つの偏向電圧によって達成され得る。ＵＸＧＡカラー表示の場合、アドレス付け電圧の数は６０００（＝１６００ｘ３＋１２００）から２８０２（＝１６００＋１２００＋２）に低減される。サブ配列はより多くの画像素子を含むので、この利点は一層大きい。
【００２１】
電子収束器は選択手段を含むのが好ましい。
【００２２】
これは本発明を実施する上で特別に有効な方法である。このようにして、電子ビームは電子収束器を離れるときに偏向され得る。電子はその時点で比較的低速であり、この結果、電子は偏向電界を良く感知する。偏向電界の強さは比較的小さくてよいのに対し、十分な量の偏向が得られる。
【００２３】
電子収束器は電子ビーム案内キャビティを含むことが好ましい。この案内キャビティは二次的放出材料を備え、出口孔よりも径大の入口部を有しており、よって、出口孔への電子のホッピング輸送(hopping  transport)が可能とするために、ホップ電極が出口孔の近傍に配置されている。
【００２４】
これは電子収束器の特別に効果的な実施態様である。電子のホッピング輸送に基づく電子ビームの案内それ自体は米国特許番号第５，２７０，６１１号によって既知である。
【００２５】
電子のホッピング輸送は二次的放出プロセスに基づく。動作中、ホップ電極がホップ電圧を受け取ることによって、キャビティ内の電子は出口孔へ向けて加速される。キャビティの内面は二次的放出機能を有する電気絶縁材料を含む。電子が内面に衝突するときに吸収され、二次的電子が放出され、そして、出口孔に向けて加速される。キャビティに入る各放出電子のために、平均して１つの電子が出口孔から放出される。よって、平均すると、キャビティに入る数と同数の数の電子がキャビティから出て、電子ビームはキャビティを通じて案内される。
【００２６】
キャビティは比較的大きな入口部から電子を集め、それらを収束及び再分配して比較的小さな出口孔から放出される電子ビームにする。
【００２７】
入口部の表面領域と出口孔との比率は例えば５：１であるが、１０：１又はそれ以上、例えば、２０：１、５０：１又は１００：１の値であってもよい。電子収束器は画像素子のタイル、例えば２ｘ２又は３ｘ３の画像素子と効果的に関連付けられている。本実施態様において入口部は比較的大きく、電子は陰極手段の比較的大きな部分から引き入れられる。よって、電子収束器から放出される電子ビームのビーム電流は特に高い。また、電子ビームは特に均質であり、よって、表示画像は比較的少ない輝度のばらつきを表わす。
【００２８】
好適実施例において、選択手段はホップ電極の実質的外側に配置された外部電極を次に含み、この外部電極は出口孔の対向側に少なくとも２つのセグメントを有し、電子ビームを偏向するために、偏向電圧がそれらのセグメントの間に印加される。
【００２９】
外部電極のセグメントは、平均すると、ホップ電圧よりも低めの電圧である。よって、出て行く電子ビームを限定する電子レンズが形成される。偏向電圧の故に、電界が外部電極のセグメントの間に形成され、その電界は出て行く電子ビームに対して横断的に作用する。それによって、電子ビームは電子収束器に対応してサブ配列内の画像素子に向けて偏向可能である。
【００３０】
好適実施例において、サブ配列は偶数の画像素子を含み、サブ配列の中心は電子ビーム案内キャビティの主軸と整合している。この設定の下で、キャビティから出て行く非偏向電子ビームはサブ配列の中心に打ち当たる。一般的に、打撃地点はピクセルの間、すなわち、好ましくは黒色マトリックス材料が提供されている場所である。動作中、電子ビームは常にピクセルに衝突する。よって、好適実施例においては、表示装置のアドレス付けには選択手段による電子ビームの偏向が常に求められる。
【００３１】
表示装置は真空状態で動作するが、排気後ですら、実際上は残留ガスが表示装置に常に存在する。出口孔と表示スクリーンとの間では、ビーム中の電子が残留ガスの原子と衝突し、それによって、それらはイオン化される。よって、アノード電極によって跳ね返され、そして、電子収束器に向けて加速される陽イオンが形成される
【００３２】
本実施例において、電子ビームは外部電極のセグメントに亘る電位差によって偏向される。しかしながら、陽イオンが出口孔に到達すると、それらは比較的高速を帯びる。よって、イオンは電位差によっては偏向され難く、電子ビーム案内キャビティが提供されている板と衝突するのが一般的である。その結果、出口孔を通過して陰極手段に至る陽イオンの破片は低減される。これは利点である。何故ならば、陰極手段への陽イオンの衝突は陰極手段への損傷を招くからである。従って、陰極手段への損傷は本実施例において低減される。
【００３３】
陰極手段は電界エミッタを含むのが好ましい。電界エミッタは十分な量の電子を生成するために比較的低電力のみを必要とする。
【００３４】
本発明のこれら及び他の側面は以下に記述される実施例を参照することから明瞭に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
表示装置の第一の好適実施例は、正面板１５１の近傍に配置された表示スクリーン１３０と、複数の電子ビームＥＢを生成するために、背面板１５２の近傍に配置された陰極手段１２０とを有する。視聴者に面する正面板１５１は実質的に平坦であり、表示装置は比較的薄板となり得る。構造全体の厚みは１センチメータ又はそれ以下となり得る。
【００３６】
長方形の表示スクリーン１３０は画像素子（明瞭性のために以下「サブピクセル」と呼ぶ）１３２Ｒ，Ｇ，Ｂを含み、これら全体はサブ配列（以下「カラーピクセル」と呼ぶ）１３５を構成する。表示装置は図１において少数のカラーピクセル１３５を有するものとして表示されているが、実際の表示装置はより多くの数のカラーピクセル、例えば、１０２４ｘ７６８，１２８０ｘ１０２４又は１６００ｘ１２００を有する。表示装置１３０は電子ビームＥＢをスクリーンに向けて加速するために例えば１０ｋＶの比較的高いアノード電圧下にある。
【００３７】
各々のサブピクセル１３２Ｒ，Ｇ，Ｂは例えばリンのような発光材料を備え、発光材料は電子ビームＥＢが衝突すると光を発する。主要原色である赤、緑及び青に各々対応して、異なる発光材料が適用される。サブピクセル１３２Ｒ，Ｇ，Ｂから放出される光は正面板を通じて視聴者に向かって進行し、視聴者は一定の距離から表示装置を見て、そして、３つのサブピクセルを単一のカラーピクセル１３５として知覚する。サブピクセル１３２Ｒ，Ｇ，Ｂの寸法は例えば１００ｘ３００マイクロメータである。
【００３８】
板状の基板１１０が表示スクリーン１３０と陰極手段１２０との間に配置されている。通常はより後者寄りに配置される。基板１１０は電子収束器１１５を備える。電子収束器１１５は実質的に漏斗形状の電子ビーム案内キャビティであり、そして、陰極手段１２０によって放出された電子を集めるための入口部１１６と電子ビームＥＢを放出するための出口孔１１７を有する。電子収束器１１５内では、放射された電子が再分配及び収束されて比較的高いビーム電流と比較的均質な電子分配とを有する電子ビームＥＢとなる。そのような電子収束器は引用されている米国特許第５，２７０，６１１号により既知である。
【００３９】
任意のカラーピクセル１３５のために、基板１１０は対応する電子収束器１１５を有する。電子収束器１１５の内面１１８は少なくとも部分的に電気絶縁材料によって被覆されている。この材料は任意の範囲の電子衝突エネルギーのための少なくとも１つの二次的放出係数δを有し、よって、電子が内面に衝突するときに、内面１１８は二次的電子を放出することができる。これによって、電子収束器１１５を通じた所謂電子のホッピング輸送が可能とされる。二次的放出材料は例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を含む。基板１１０は例えば４００μmの厚みを有する。
【００４０】
電子のホッピング輸送を可能とするために、ホップ電極１１２が電子収束器１１５のスクリーンに面する側にある。動作時、電子収束器１１５内に電界を発生させるために、ホップ電圧がホップ電極１１２に供給される。ホップ電圧は一定値を有するのが好ましいが、代替的に、電子ビームＥＢのビーム電流を制御するために可変であってもよい。
【００４１】
ホップ電圧が所定の基準ホップ電圧と等しい場合、電子のホッピング輸送が開始する。ホップ電圧を上昇することによって、電子ビームＥＢのビーム電流が増大する。最大ホップ電圧は陰極手段１２０によって放出されるビーム電流のピークにおける電圧に対応する。例えば、基準ホップ電圧が５０〜２００ボルトの範囲にあり、そして、基準ホップ電圧よりも大きな最大ホップ電圧は１００〜６００ボルトの範囲にある。
【００４２】
一般的に、出口孔１１７は陰極手段１２０に面する入口部１１６よりも小径である。入口部１１６表面領域の出口孔１１７に対する比率は例えば１０：１又は２０：１のように１：１よりも相当大きい値を有するのが好ましい。例えば、入口部１１６の直径は５００マイクロメータであり、出口孔１１７の直径は５０マイクロメータである。電子収束器１１５から離れる電子ビームＥＢは十分に高いビーム電流を有し、そして、特別に均一で均質なエネルギー分配を有する。
【００４３】
基板１１０と表示スクリーン１３０との間には、前述の表示装置と同様に、スクリーンスペーサが配置されている。スペーサは基板１１０と表示スクリーン１３０とを例えば２ミリメータのような所定の間隔に維持し、また、内部真空サポートとしても機能する。
【００４４】
選択手段はセグメント化された外部電極１４０によって提供されており、外部電極はホップ電極１２０の周りに同心円状に配置されている。これは図１Ｂに図示されている。外部電極は２つのセグメント１４０ａ，１４０ｂに分割されており、その間に電位差が印加される。この電位差は以降において偏向電圧と呼ぶ。外部電極１４０は例えば３マイクロメータのようなホップ電圧１１２と同様な厚みを有する。
【００４５】
偏向電圧によって、偏向電界が電子収束器１１５の出口孔１１７の近傍に形成される。偏向電界が存在する場合、電子ビームＥＢは電子収束器１１５の主軸１１８の角度で電子ビーム案内キャビティ１１５から離れる。第一の実施例において、選択手段は電子ビームＥＢを一方向にのみ偏向することができる。
【００４６】
例えば、ホップ電圧は５００ボルトに固定される。電子ビームＥＢのビーム電流は、次に、電子収束器１１５の陰極側で制御される。外部電圧のセグメント１４０ａ，１４０ｂは固定電圧Ｖｆを受け取る。偏向電圧Ｖｄがセグメントに付加されることによって、セグメント１４０ａ，１４０ｂに印加される平均電圧はＶｆと同一である。例えば、固定電圧Ｖｆは４００ボルトである。偏向電圧が２００ボルトとすると、セグメント１４０ａは３００ボルトを受け取り、セグメント１４０ｂは５００ボルトを受け取る。
【００４７】
異なる主要原色赤、緑及び青に対応するサブピクセル１３２Ｒ，Ｇ，Ｂは代替的に前記一方向に沿って並べられる。偏向電圧がゼロである場合、出口孔１１７の近傍に偏向電界は存在しない。電子ビームＥＢは偏向されず、実質的に電子収束器１１５の主軸１１８の方向に移動する。電子ビームＥＢは緑色のサブピクセル１３２Ｇに衝突する。
【００４８】
しなしながら、例えば＋２００Ｖの偏向電圧が外部電極のセグメント１４０Ａ，Ｂの間に印加されるとすると、電子ビームは出口孔１１７を離れるときに偏向され、そして、青色のサブピクセル１３２Ｂに衝突する。これに対して、例えば−２００Ｖの偏向電圧が印加されるとすると、電子ビームＥＢは赤色のサブピクセル１３２Ｒに衝突する。
【００４９】
選択手段は幾つかの方法でアドレスされ得る。第一に、偏向電圧を所定の電圧（例えば＋０Ｖ）に設定し、そして、従来の「一回に１つの線」(“line-at-a-time”)ピクセルアドレス方式を用いて表示装置に全体フレームを書き込むことが可能である。よって、１つの線における全ての緑色のサブピクセル１３２Ｇは同時に活性化され、所定の時間周期の後に前記線は非活性化され、そして、次の線が選択される。
【００５０】
結果として、緑色の画像情報が初めに表示される。続いて、偏向電圧が例えば＋２００Ｖに変化されて、青色の画像情報が表示される。続いて、偏向電圧が−２００Ｖに変化されて、赤色の画像情報が表示される。アドレス付けが十分に高速に行われると、視聴者は単一の全色画像として知覚する。
【００５１】
代替的に、単一のカラー画像素子１３５の各々のサブピクセル１３２Ｒ，Ｇ，Ｂを連続的にアドレスすることも可能であり、これによって、１回に１つの線ピクセルアドレス方式を用いることで、全色画像情報が単一のフレームに表示される。ここでは、１つの線に存在する全てのカラーピクセル１３５は同時に活性化される。所定の時間周期の後に、前記線は非活性化され、次の線のカラーピクセルが選択される。
【００５２】
図２は本発明に基づく表示装置において用いるのに適した陰極手段２２０の断面をより詳細に示す。
【００５３】
陰極手段２２０は第一面２０２に載置されたカソード電極２２２とカソード電極２２２に載置された電界放出材料２２４とを含む。よって、表示装置は電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）である。電界放出を適用する利点はそれらが比較的安価で、そして、電子を比較的に小さな駆動電圧で放出できる点である。
【００５４】
電界放出材料２２４は抵抗層２２６における開口２２５内に設けられている。抵抗層はゲート電極２２８によって被覆されている。図面において、図示の電界放出材料２２４はマイクロティップエミッタからなるが、他の任意の電界放出材料、例えば、カーボンナノチューブ又は黒鉛エミッタ粒子が代わりに適用されてもよい。
【００５５】
カソード電極２２２とゲート電極２２８との間に電位差を印加することによって、電界放出材料２２４は電子を放出するために付勢可能とされる。この電位差は比較的低くすることができる。例えば、１００ボルトの電位差は２０マイクロアンペアのビーム電流を有する電子ビームＥＢを得るのに十分である。
【００５６】
表示装置の第二の最適実施例において、図３に見られるように、表示スクリーン３３０の画像素子３３２の２ｘ２ブロックはサブ配列（タイル）３３５を構成する。画像素子３３２は単一色の発光材料を含んでよく、又は、それ自体が異なる色の幾つかのサブピクセルを含んでもよく、それによって、カラーピクセルが形成される。各々の画像素子３３２は例えば３００ｘ３００マイクロメータあり、隣接する画像素子は黒色のマトリックス材料３３４が充填された１００マイクロメータの空間によって分離されている。この材料は電子ビームＥＢが衝突しても実質的に光を一切発しない。よって、タイル３３５は８００ｘ８００マイクロメータである。
【００５７】
タイル３３５内の画像素子３３２の各々は電子収束器３１５から放出される電子ビームＥＢによってアドレス可能である。電子ビームＥＢは、従って、ほぼ８００マイクロメータに亘って偏向可能である。基板と表示スクリーンとの間の距離は本実施例において例えば５ミリメータに増大され、よって、所要の偏向電圧が高くなり過ぎることが防止される。例えば、１０ｋＶのアノード電圧は２５０Ｖの最大偏向電圧となる。
【００５８】
タイル３３５は二方向に延在するので、電子ビームＥＢも同様に二方向に偏向可能でなければならない。このような理由から、セグメント化された外部電極３４０はホップ電極と同心円状に配置されている。外部電極３４０は４つのセグメント３４０ａ，ｂ，ｃ，ｄを含み、各々がホップ電極の周りで約９０度の角度に亘って延在している。行方向で見られたときにホップ電極の対向側に配置されている２つのセグメント３４０ａ，ｂは電子ビームＥＢを前記行方向に偏向するための第一の偏向電圧Ｖｄ１を受け取る。列方向で見られたときにホップ電極の対向側に配置されている２つのセグメント３４０ｃ，ｄは電子ビームＥＢを前記列方向に偏向するための第二の偏向電圧Ｖｄ２を受け取る。
【００５９】
ピクセル３３２がカラーピクセルである場合、各カラーピクセル３３２内の個々のサブピクセルをアドレスするために、カラー選択電圧Ｖｃが第一の偏向電圧Ｖｄ１又は第二の偏向電圧Ｖｄ２のいずれかに付加されてもよい。
【００６０】
代替的に、タイルは例えば３ｘ３又は４ｘ４のような大きな数の画像素子を含んでもよい。電子ビームは次に比較的大きな距離に亘って偏向される。偏向電圧を受容可能なレベルに維持するためには、基板と表示スクリーンとの間の距離はさらに増大され、及び／又は、アノード電圧が大きくされるべきである。例えば、４ｘ４タイルのピクセルを用いる場合、所要の偏向電圧を２００Ｖ前後に制限するために、距離は８ミリメータに増大され、アノード電圧は２０ｋＶに増大されてもよい。
【００６１】
例えば、ホップ電圧は５００ボルトに固定される。外部電圧のセグメント３４０ａ，ｂ，ｃ，ｄは例えば４００ボルトの固定電圧Ｖｆを受け取り、これらのセグメントの上に偏向電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２が付加される。
【００６２】
代替的に、２つの別個の固定電圧Ｖｆ１，Ｖｆ２を印加することが可能である。例えば、セグメント３４０ａ，ｂは第一の偏向電圧が付加された第一の固定電圧Ｖｆ１を受け取り、セグメント３４０ｃ，ｄは第二の偏向電圧が付加された第二の固定電圧Ｖｆ２を受け取る。このようにして、電子ビームＥＢが電子収束器３１５を離れるときに電子ビームの形状を適応することが可能である。これは電子ビームＥＢが比較的大きな角度で偏向され、その結果、比較的大きな角度で表示スクリーン３３０に載る場合に有利である。この場合、スクリーン上の電子ビームＥＢのスポットは変形する。この変形は本実施例では補償され得る。
【００６３】
動作中、第二の好適実施例において、第一及び第二の偏向電圧Ｖｄ１，Ｖｄ２は常時非ゼロである。よって、電子ビームＥＢは、電子収束器３１５を離れるとき、常に変形する。図４に図示されるように、電子ビームＥＢが変形し、そして、主軸４１９に対する所定角度で電子収束器から離れるとき、基板４１０と表示スクリーン４３０との間の残存ガスから生成される陽イオンＸ＋は電子収束器４１５に達しない。むしろ、それらは基板４１０のスクリーン対向面４１４に載る。
【００６４】
これは利点である。陽イオンＸ＋が電子収束器４１５に達することができる場合、それらはその内面の被覆層、出口孔又は出口孔近傍のホップ電極を傷付けることがあるからである。
【００６５】
その結果、電子収束器４１５の動作は低下し、そして、表示装置の寿命が短くなる。第二の好適実施例において、電子収束器４１５に達する陽イオンの量は低減され、よって、電子収束器４１５に加えられるイオン損傷が低減される。
【００６６】
図面は概略的であって同縮尺で図示されていない。本発明は好適実施例に基づいて記述されているが、本発明は好適実施例に限定して解釈されるべきでないことが理解されるべきである。むしろ、本発明は添付の請求項の範囲内において当業者によってなされ得る全ての変形を含む。
【００６７】
本発明の利点は本明細書で記載の通り電界放出ディスプレイにおいて最も顕著であるが、電子ビームの生成及び搬送に依存する他の種類のフラットディスプレイも本発明の適用から利益を受けることができる。
【００６８】
要約すると、本発明は画像情報を表示するための第一の配列の画像素子と電子を放出するための陰極手段とを含む表示スクリーンを有する表示装置に関する。画像素子はサブ配列にグループ化される。放出された電子は電子収束器によって集められ、電子収束器は電子を均質な電子ビーム（ＥＢ）に再配分する。単一の電子収束器が画像素子の各サブ配列の各々のために存在し、表示装置は電子収束器から離れた電子ビームを対応するサブ配列の任意の画像素子に向けて偏向するための選択手段を有する。この結果、表示画像は比較的高解像度を有することができる。好適実施例において、画像輝度は特に高く、表示画像に亘る輝度の均一性のばらつきも低減される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１Ａ】本発明に従った表示装置の第一の好適実施例を示す断面図である。
【図１Ｂ】第一の好適実施例における選択手段及びサブ配列ピクセルをより詳細に示す斜視図である。
【図２】表示装置での使用に適した陰極手段の一実施例を示す断面図である。
【図３】表示装置の第二の好適実施例における選択手段及びサブ配列ピクセルを示す斜視図である。
【図４】偏向された電子による表示装置内における陽イオンの生成を示す断面図である。
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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