JP3473248B2 - 陰極線管 - Google Patents
陰極線管Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョンまた
はコンピューターディスプレイ等として用いられる陰極
線管に関し、特に、その電子銃に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】陰極線管において、高密度な画像表示を
行うための高速度走査に対応するためには、陰極線管電
子銃の陰極と制御電極間の静電入力容量を低減すること
が有効であることが知られている。 【０００３】従来、このような静電入力容量を低減する
手段として、図６（ａ），（ｂ）に示すように、陰極ス
リーブ１の側面に固定した複数の金属板（以下「タブ」
という。）４を、陰極スリーブ１の軸と直角方向に配設
した絶縁基板７を貫通する円筒形金属柱９に固定するこ
とが、特開平３−１５５０２６号公報に記載されてい
る。 【０００４】図６において、陰極スリーブ１の頂部には
帽状の陰極基体２が固着され、陰極基体２の頂面には電
子放射物質３が設けられており、これら陰極スリーブ
１、陰極基体２、電子放射物質３により陰極１１が構成
されている。また、絶縁基板７の周囲には、金属製外枠
６が設けられ、外枠６、絶縁基板７、および金属柱９か
ら陰極支持構体１２が構成されている。外枠６はカップ
状の制御電極１４の内面に溶接固着され、制御電極１４
は、ブラケット１８を埋め込むことでマルチフォームロ
ッド１３に固定されている。 【０００５】このような技術は、陰極１１を絶縁基板７
で支持する構造の陰極支持構体１２を形成し、その陰極
支持構体１２を制御電極１４内に保持するいわゆる絶縁
支持方式において、陰極１１の支持を円筒形の金属製シ
リンダから金属柱９にかえることで、絶縁基板７と接触
する金属部分の表面積を小さくして陰極と制御電極間の
静電入力容量を低減するものである。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術では、静電入力容量を低減させるために陰極１１の支
持に新たに金属柱９を使用しなければならず、また、こ
れに伴い絶縁基板７の形状を変更するなど陰極支持構体
１２の構成を変更しなくてはならず、陰極支持構体１２
を設計・製造する上でコストアップの原因となる。 【０００７】また、陰極線管において良好かつ安定した
電子放出特性を得るためには、陰極基体２上の電子放射
物質３と制御電極１４とを平行に保ちつつその間隔を正
確に制御することが必要である。このため金属柱９の位
置規制およびタブ４と金属柱９との溶接固着等を極めて
精度良く行う必要があり、生産性が向上しにくい。 【０００８】さらに、静電入力容量の低減度合いも、金
属製シリンダを用いた場合に５ｐＦであったものが、
３．５〜４ｐＦとなるにとどまり２０〜３０％の低減に
すぎず、より高密度表示が求められている中で例えば１
００ｋＨｚ以上の高周波走査に対応する上では決して十
分なものとはいえなかった。 【０００９】そこで、本発明は、陰極の支持構造の変更
を極力小さくし、かつ、生産性を損なわずに、主とし
て、陰極と全電極群との間の静電容量の内４０〜６０％
を占める陰極と制御電極との間の静電入力容量を一層低
減することで、高周波走査にも対応し得る陰極線管を提
供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による陰極線管は、内面に蛍光面を有するパ
ネル部、前記パネル部の後部に設けられたファンネル
部、および前記ファンネル部の後部に設けられ内部に電
子ビームを射出する電子銃を備えるネック部から構成さ
れ、前記電子銃が、陰極、および前記陰極と所定間隔を
持って配置された制御電極を有する陰極線管において、
前記陰極と前記制御電極との間に、前記陰極および前記
制御電極のいずれとも電気的に絶縁された導電体を有す
ることにより、相互に直列接続された２個以上のコンデ
ンサを形成し、前記導電体がインピーダンス素子を介し
て接地されていることを特徴とする。 【００１１】以上の構成により、陰極と制御電極との間
の静電入力容量は、相互に直列接続された２個以上のコ
ンデンサの静電容量を合成したものとなり、従来のもの
と比較して格段に低減することができる。 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】このようにすることで、静電誘導により浮
遊電位が生じて陰極にかかる電界強度が不安定になり、
陰極から取り出す電流量が不安定になることを防止する
ことができる。 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。 【００１７】図２は、本発明の陰極線管の全体構成を示
したものである。本発明の実施の形態である単電子ビー
ムの陰極線管は、内部に蛍光面２１を有するパネル部２
２、パネル部の後部に設けられたファンネル部２３、フ
ァンネル部の後部に設けられ内部に電子銃２４を有する
ネック部２５から構成されている。 【００１８】図１（ａ），（ｂ）は電子銃２４の陰極１
１および制御電極１４の部分を拡大して示したものであ
る。なお、図１において図６に示す部材と同一のものに
は同一符号を付して示している。 【００１９】陰極１１は、内外面を酸化処理したＮｉ−
Ｃｒ材からなる陰極スリーブ１、陰極スリーブ１の一端
面に固着されたニッケル材からなる帽状陰極基体２、お
よび帽状陰極基体２の頂面に付着された主としてアルカ
リ土類金属からなる電子放射物質３により構成される。
この陰極１１は、コバール材からなる円筒形シリンダ５
にＦｅ−Ｎｉ材の３個のタブ４を用いて溶接固着されて
おり、ＺｎＯ・Ｂ2Ｏ3を主成分とする結晶化ガラスから
なる絶縁基板７を介し、例えばＦｅ−Ｎｉ材からなる金
属製外枠６の内側に固着されている。本実施形態では、
円筒形シリンダ５、絶縁基板７および外枠６が陰極支持
構体１２を構成する絶縁支持方式であり、陰極支持構体
１２自体は従来の一般的な絶縁支持方式として用いられ
るものと同じである。 【００２０】そして、外枠６はＦｅ−Ｎｉ材からなる陰
極構体支持金具８の円筒状部分に溶接固着され陰極構体
支持金具８のブラケット状部分がＳｉＯ2を主成分とす
るマルチフォームロッド１３に埋め込まれて固定されて
いる。 【００２１】なお、円筒形シリンダ５にはカソード信号
を入力するためのリボン（図示省略）が取り付けられ
る。また、陰極スリーブ１と円筒形シリンダ５とをタブ
４を介して溶接しているのは、その両者を直接溶接する
と陰極スリーブ１内に組み込まれるヒーター（図示省
略）の熱が逃げやすくなり、電子放射物質３に所定の熱
を与えて良好な電子放射特性を得るために必要なヒータ
ー電力が過大となってしまうからである。 【００２２】本実施の形態では、従来技術として示した
図６のものとは異なり、制御電極１４と陰極支持構体１
２とを分離したいわゆるビードサポート方式となってい
るので、Ｆｅ−Ｎｉ材からなる制御電極１４は板状であ
り、制御電極１４の内面と電子放射物質３の頂面との間
隔が約１００μｍとなるように、その両端がマルチフォ
ームロッド１３に埋め込まれて固定されている。 【００２３】また、制御電極１４の陰極１１とは反対の
側には、加速電極、集束電極、および陽極からなる電極
群（図示省略）が順次設けられ、それぞれは所定間隔を
持ってマルチフォームロッド１３により支持固定されて
いる。 【００２４】本実施の形態では、上記の構成にすること
で、陰極１１と制御電極１４との間に、陰極１１に電気
的に接続されている円筒形シリンダ５と、外枠６と、そ
の間に挟まれた絶縁基板７とによって第１のコンデンサ
が形成される。また、外枠６に電気的に接続されている
陰極構体支持金具８と、制御電極１４と、その間に挟ま
れたマルチフォームロッド１３によって第２のコンデン
サが形成される。そして、これら第１のコンデンサと第
２のコンデンサとが直列に形成されることになる。本実
施の形態によれば、コンデンサを直列接続した場合の合
成静電容量は、各コンデンサの静電容量の逆数の和の逆
数となるので、従来のビードサポート方式または絶縁支
持方式の場合と比較して、陰極１１と制御電極１４との
間の静電入力容量を格段に低減することができる。 【００２５】次に、本実施の形態に基づき陰極線管を製
作し、その静電入力容量の低減度合いを測定した結果に
ついて述べる。 【００２６】測定には、画面サイズ７インチの投写型陰
極線管を用いた。電子銃の構成は、制御電極、加速電
極、集束電極、陽極をそれぞれ１つずつ有するいわゆる
バイポテンシャル型電子銃である。 【００２７】測定に用いた陰極線管電子銃の主要部分
は、金属製外枠６は長径９ｍｍ、短径５ｍｍの楕円形状
で高さが４ｍｍであり、絶縁基板７の厚みは１．５ｍ
ｍ、円筒形シリンダ５の外径は４ｍｍで高さは３ｍｍで
ある。また、陰極構体支持金具８の円筒形部分は、内径
９ｍｍで高さが５．５ｍｍである。電子放射物質３の頂
面と制御電極１４との間隔は０．１ｍｍ、制御電極の板
厚は０．２ｍｍ、制御電極と加速電極との間隔は０．４
ｍｍである。 【００２８】静電容量の測定は、電子銃の各電極に所定
の電位を供給するためのステムピンのうち、陰極と接続
されたピンに静電容量測定器の一方の測定端子を接続
し、他方の測定端子を他の電極に接続された全てのステ
ムピンに接続して行った。測定周波数は１００ｋＨｚで
あった。 【００２９】このとき、陰極と全電極間の静電入力容量
は、２．０ｐＦであった。従来例として、図６に示した
構造の陰極線管を製作して同様に測定した。 【００３０】なお、従来例において、金属柱９の外径は
０．４ｍｍであり、カップ状制御電極１４の内径が９ｍ
ｍ、高さが５．５ｍｍである点以外は、本発明の実施の
形態と同じである。 【００３１】このとき、制御電極と全電極間の静電入力
容量は、３．９ｐＦであった。したがって、本発明の構
成とすることにより、従来のものに対して約５０％静電
入力容量の低減が実現できることが確認できた。 【００３２】さらに、本発明の効果を確認するために、
高周波走査の場合に、より実効的な影響を与えると考え
られる陰極と制御電極との間の静電入力容量を測定し
た。 【００３３】測定条件は上記と同じであるが、陰極と接
続されたステムピンに静電容量測定器の一方の測定端子
を接続し、他方の測定端子を制御電極に接続されたステ
ムピンに接続し、その他のステムピンは接地して行っ
た。 【００３４】このとき、本発明実施の形態の静電入力容
量は０．３ｐＦであり、従来例の場合の１．８ｐＦと比
較して静電入力容量の低減に格段の効果があることが確
認できた。 【００３５】次に本発明により、陰極線管の表示画像が
どのように変化するかについて説明する。 【００３６】図３は、走査周波数が変化した場合に、鮮
明な画像が表示し得る陰極と全電極との間の静電入力容
量がどのくらいかを示したものである。 【００３７】図３から明らかなように、本発明実施の形
態の場合のように、陰極と電子銃を構成する全電極との
間の静電入力容量が２ｐＦであれば、２００ｋＨｚの入
力信号に対しても鮮明な映像を表示できるが、従来例の
ように陰極と全電極との静電入力容量が３．５ｐＦであ
れば、１００ｋＨｚ以上の高周波走査には十分に対応で
きない。 【００３８】ここで、図３の領域３１で示す鮮明な画像
とは、図４（ａ）に示すように、表示画像の輪郭にノイ
ズが生じないことをいい、この場合は出画映像として表
れる実際の陰極の動作を示す波形が入力信号波形からほ
とんど変化していない。一方、図３の領域３２で示す不
鮮明な画像とは、図４（ｂ）に示すように、表示画像の
輪郭にノイズが生じているものをいうが、この場合は出
画映像として表れる実際の陰極の動作を示す波形が、陰
極と電子銃電極群との間の静電入力容量の影響で入力信
号波形に対して過渡的に変化している。すなわち、入力
信号の周波数が高くなればなるほど、画像表示の信号が
静電入力容量による時定数の影響で鈍ることの影響が強
く出て、表示画像の輪郭ノイズとして表れるのである。 【００３９】なお、特に１００ｋＨｚ以上の高周波走査
によって画像表示を行う場合には、陰極構体支持金具８
に静電誘導により浮遊電位が発生する可能性がある。こ
のような浮遊電位が生じると、陰極にかかる電界強度が
不安定になり、陰極から取り出す電流量が安定しなくな
ることがあり得る。このような場合の対策としては、陰
極構体支持金具８をインピーダンス素子１９を介して接
地することが有効である。 【００４０】このような、インピーダンス素子１９とし
ては、１ＭΩ以上の炭素被膜固定抵抗器等の抵抗素子等
が一般的であり、抵抗素子を陰極線管内部に設けた場合
でも、ステムピンを介して陰極線管外に設けた場合でも
同様の効果が得られる。なお、インピーダンス素子１９
のインピーダンスの値は、映像出力インピーダンスの１
００倍以上とすることが望ましい。 【００４１】一例として、本実施の形態の陰極構体支持
金具８に１０ＭΩの抵抗素子を介してアース電位に短絡
した場合は、陰極と電子銃の全電極との静電入力容量が
２．８ｐＦ、陰極と制御電極との間の静電入力容量は
０．８ｐＦとなり、静電入力容量の低減効果は若干低減
する。しかし、陰極から取り出す電流量が不安定になる
おそれは完全に防止できるので、走査信号の周波数との
関連において、静電入力容量を低減することをより重視
するのか、浮遊電位の発生を防止するのか、いずれを重
視するのかにおいて適宜判断すればよい。 【００４２】次に、本発明の第２の実施形態について、
図を用いて説明する。図５は、本発明の第２の実施の形
態の例を示すものである。 【００４３】第２の実施の形態では、Ｆｅ−Ｎｉ製の制
御電極１４の中心部１５と、同じくＦｅ−Ｎｉ製の制御
電極支持金具１７との間に、セラミックからなる環状絶
縁体１６を設けている。このようにすることで、制御電
極の中心部１５と制御電極支持金具１７との間に挟まれ
た環状絶縁体１６によって第３のコンデンサが形成され
ることになる。この結果、実質的に表示映像に影響を及
ぼす制御電極の中心部１５と陰極１１との間に、合わせ
て３つのコンデンサが直列に形成されることになり、陰
極と電子銃電極全体との間の合成静電容量は１．５ｐＦ
と、前記第１の実施の形態よりもさらに低減することが
できる。 【００４４】また、本発明の第２の実施の形態を、制御
電極以外の電子銃電極について適用することで、電子銃
を構成する全電極と陰極との間の静電入力容量を大幅に
低減することができる。 【００４５】さらに、図５に示したように、第２の実施
の形態においても陰極構体支持金具８をインピーダンス
素子１９を介して接地することで、前記第１の実施の形
態の場合と同様に、陰極から取り出す電流量が不安定に
なるおそれがあるという浮遊電位による問題の発生を効
果的に防止することができる。 【００４６】なお、本発明は酸化物陰極、含浸型陰極、
直熱型陰極および冷陰極等の陰極の種類に関係なくいず
れの陰極にも適用でき、それぞれ同様の効果を得ること
ができることはいうまでもない。 【００４７】また、本発明は上記実施の形態のような投
写型陰極線管等の単電子ビームの陰極線管にも、カラー
陰極線管のように複数電子ビームを有する陰極線管等に
も実施することができ、高周波走査時における画像表示
の劣化防止という要求を満足することができる。 【００４８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の陰極線管
は、陰極の支持構成をかえる必要がないのでコストアッ
プの要因がなく従来の量産性を確保しつつ、従来に比し
て、陰極と電子銃を形成する電極との間の静電入力容量
を大幅に低減することができ、高周波走査による高密度
表示においても、鮮明な映像を表示できるものである。
はコンピューターディスプレイ等として用いられる陰極
線管に関し、特に、その電子銃に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】陰極線管において、高密度な画像表示を
行うための高速度走査に対応するためには、陰極線管電
子銃の陰極と制御電極間の静電入力容量を低減すること
が有効であることが知られている。 【０００３】従来、このような静電入力容量を低減する
手段として、図６（ａ），（ｂ）に示すように、陰極ス
リーブ１の側面に固定した複数の金属板（以下「タブ」
という。）４を、陰極スリーブ１の軸と直角方向に配設
した絶縁基板７を貫通する円筒形金属柱９に固定するこ
とが、特開平３−１５５０２６号公報に記載されてい
る。 【０００４】図６において、陰極スリーブ１の頂部には
帽状の陰極基体２が固着され、陰極基体２の頂面には電
子放射物質３が設けられており、これら陰極スリーブ
１、陰極基体２、電子放射物質３により陰極１１が構成
されている。また、絶縁基板７の周囲には、金属製外枠
６が設けられ、外枠６、絶縁基板７、および金属柱９か
ら陰極支持構体１２が構成されている。外枠６はカップ
状の制御電極１４の内面に溶接固着され、制御電極１４
は、ブラケット１８を埋め込むことでマルチフォームロ
ッド１３に固定されている。 【０００５】このような技術は、陰極１１を絶縁基板７
で支持する構造の陰極支持構体１２を形成し、その陰極
支持構体１２を制御電極１４内に保持するいわゆる絶縁
支持方式において、陰極１１の支持を円筒形の金属製シ
リンダから金属柱９にかえることで、絶縁基板７と接触
する金属部分の表面積を小さくして陰極と制御電極間の
静電入力容量を低減するものである。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術では、静電入力容量を低減させるために陰極１１の支
持に新たに金属柱９を使用しなければならず、また、こ
れに伴い絶縁基板７の形状を変更するなど陰極支持構体
１２の構成を変更しなくてはならず、陰極支持構体１２
を設計・製造する上でコストアップの原因となる。 【０００７】また、陰極線管において良好かつ安定した
電子放出特性を得るためには、陰極基体２上の電子放射
物質３と制御電極１４とを平行に保ちつつその間隔を正
確に制御することが必要である。このため金属柱９の位
置規制およびタブ４と金属柱９との溶接固着等を極めて
精度良く行う必要があり、生産性が向上しにくい。 【０００８】さらに、静電入力容量の低減度合いも、金
属製シリンダを用いた場合に５ｐＦであったものが、
３．５〜４ｐＦとなるにとどまり２０〜３０％の低減に
すぎず、より高密度表示が求められている中で例えば１
００ｋＨｚ以上の高周波走査に対応する上では決して十
分なものとはいえなかった。 【０００９】そこで、本発明は、陰極の支持構造の変更
を極力小さくし、かつ、生産性を損なわずに、主とし
て、陰極と全電極群との間の静電容量の内４０〜６０％
を占める陰極と制御電極との間の静電入力容量を一層低
減することで、高周波走査にも対応し得る陰極線管を提
供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による陰極線管は、内面に蛍光面を有するパ
ネル部、前記パネル部の後部に設けられたファンネル
部、および前記ファンネル部の後部に設けられ内部に電
子ビームを射出する電子銃を備えるネック部から構成さ
れ、前記電子銃が、陰極、および前記陰極と所定間隔を
持って配置された制御電極を有する陰極線管において、
前記陰極と前記制御電極との間に、前記陰極および前記
制御電極のいずれとも電気的に絶縁された導電体を有す
ることにより、相互に直列接続された２個以上のコンデ
ンサを形成し、前記導電体がインピーダンス素子を介し
て接地されていることを特徴とする。 【００１１】以上の構成により、陰極と制御電極との間
の静電入力容量は、相互に直列接続された２個以上のコ
ンデンサの静電容量を合成したものとなり、従来のもの
と比較して格段に低減することができる。 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】このようにすることで、静電誘導により浮
遊電位が生じて陰極にかかる電界強度が不安定になり、
陰極から取り出す電流量が不安定になることを防止する
ことができる。 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。 【００１７】図２は、本発明の陰極線管の全体構成を示
したものである。本発明の実施の形態である単電子ビー
ムの陰極線管は、内部に蛍光面２１を有するパネル部２
２、パネル部の後部に設けられたファンネル部２３、フ
ァンネル部の後部に設けられ内部に電子銃２４を有する
ネック部２５から構成されている。 【００１８】図１（ａ），（ｂ）は電子銃２４の陰極１
１および制御電極１４の部分を拡大して示したものであ
る。なお、図１において図６に示す部材と同一のものに
は同一符号を付して示している。 【００１９】陰極１１は、内外面を酸化処理したＮｉ−
Ｃｒ材からなる陰極スリーブ１、陰極スリーブ１の一端
面に固着されたニッケル材からなる帽状陰極基体２、お
よび帽状陰極基体２の頂面に付着された主としてアルカ
リ土類金属からなる電子放射物質３により構成される。
この陰極１１は、コバール材からなる円筒形シリンダ５
にＦｅ−Ｎｉ材の３個のタブ４を用いて溶接固着されて
おり、ＺｎＯ・Ｂ2Ｏ3を主成分とする結晶化ガラスから
なる絶縁基板７を介し、例えばＦｅ−Ｎｉ材からなる金
属製外枠６の内側に固着されている。本実施形態では、
円筒形シリンダ５、絶縁基板７および外枠６が陰極支持
構体１２を構成する絶縁支持方式であり、陰極支持構体
１２自体は従来の一般的な絶縁支持方式として用いられ
るものと同じである。 【００２０】そして、外枠６はＦｅ−Ｎｉ材からなる陰
極構体支持金具８の円筒状部分に溶接固着され陰極構体
支持金具８のブラケット状部分がＳｉＯ2を主成分とす
るマルチフォームロッド１３に埋め込まれて固定されて
いる。 【００２１】なお、円筒形シリンダ５にはカソード信号
を入力するためのリボン（図示省略）が取り付けられ
る。また、陰極スリーブ１と円筒形シリンダ５とをタブ
４を介して溶接しているのは、その両者を直接溶接する
と陰極スリーブ１内に組み込まれるヒーター（図示省
略）の熱が逃げやすくなり、電子放射物質３に所定の熱
を与えて良好な電子放射特性を得るために必要なヒータ
ー電力が過大となってしまうからである。 【００２２】本実施の形態では、従来技術として示した
図６のものとは異なり、制御電極１４と陰極支持構体１
２とを分離したいわゆるビードサポート方式となってい
るので、Ｆｅ−Ｎｉ材からなる制御電極１４は板状であ
り、制御電極１４の内面と電子放射物質３の頂面との間
隔が約１００μｍとなるように、その両端がマルチフォ
ームロッド１３に埋め込まれて固定されている。 【００２３】また、制御電極１４の陰極１１とは反対の
側には、加速電極、集束電極、および陽極からなる電極
群（図示省略）が順次設けられ、それぞれは所定間隔を
持ってマルチフォームロッド１３により支持固定されて
いる。 【００２４】本実施の形態では、上記の構成にすること
で、陰極１１と制御電極１４との間に、陰極１１に電気
的に接続されている円筒形シリンダ５と、外枠６と、そ
の間に挟まれた絶縁基板７とによって第１のコンデンサ
が形成される。また、外枠６に電気的に接続されている
陰極構体支持金具８と、制御電極１４と、その間に挟ま
れたマルチフォームロッド１３によって第２のコンデン
サが形成される。そして、これら第１のコンデンサと第
２のコンデンサとが直列に形成されることになる。本実
施の形態によれば、コンデンサを直列接続した場合の合
成静電容量は、各コンデンサの静電容量の逆数の和の逆
数となるので、従来のビードサポート方式または絶縁支
持方式の場合と比較して、陰極１１と制御電極１４との
間の静電入力容量を格段に低減することができる。 【００２５】次に、本実施の形態に基づき陰極線管を製
作し、その静電入力容量の低減度合いを測定した結果に
ついて述べる。 【００２６】測定には、画面サイズ７インチの投写型陰
極線管を用いた。電子銃の構成は、制御電極、加速電
極、集束電極、陽極をそれぞれ１つずつ有するいわゆる
バイポテンシャル型電子銃である。 【００２７】測定に用いた陰極線管電子銃の主要部分
は、金属製外枠６は長径９ｍｍ、短径５ｍｍの楕円形状
で高さが４ｍｍであり、絶縁基板７の厚みは１．５ｍ
ｍ、円筒形シリンダ５の外径は４ｍｍで高さは３ｍｍで
ある。また、陰極構体支持金具８の円筒形部分は、内径
９ｍｍで高さが５．５ｍｍである。電子放射物質３の頂
面と制御電極１４との間隔は０．１ｍｍ、制御電極の板
厚は０．２ｍｍ、制御電極と加速電極との間隔は０．４
ｍｍである。 【００２８】静電容量の測定は、電子銃の各電極に所定
の電位を供給するためのステムピンのうち、陰極と接続
されたピンに静電容量測定器の一方の測定端子を接続
し、他方の測定端子を他の電極に接続された全てのステ
ムピンに接続して行った。測定周波数は１００ｋＨｚで
あった。 【００２９】このとき、陰極と全電極間の静電入力容量
は、２．０ｐＦであった。従来例として、図６に示した
構造の陰極線管を製作して同様に測定した。 【００３０】なお、従来例において、金属柱９の外径は
０．４ｍｍであり、カップ状制御電極１４の内径が９ｍ
ｍ、高さが５．５ｍｍである点以外は、本発明の実施の
形態と同じである。 【００３１】このとき、制御電極と全電極間の静電入力
容量は、３．９ｐＦであった。したがって、本発明の構
成とすることにより、従来のものに対して約５０％静電
入力容量の低減が実現できることが確認できた。 【００３２】さらに、本発明の効果を確認するために、
高周波走査の場合に、より実効的な影響を与えると考え
られる陰極と制御電極との間の静電入力容量を測定し
た。 【００３３】測定条件は上記と同じであるが、陰極と接
続されたステムピンに静電容量測定器の一方の測定端子
を接続し、他方の測定端子を制御電極に接続されたステ
ムピンに接続し、その他のステムピンは接地して行っ
た。 【００３４】このとき、本発明実施の形態の静電入力容
量は０．３ｐＦであり、従来例の場合の１．８ｐＦと比
較して静電入力容量の低減に格段の効果があることが確
認できた。 【００３５】次に本発明により、陰極線管の表示画像が
どのように変化するかについて説明する。 【００３６】図３は、走査周波数が変化した場合に、鮮
明な画像が表示し得る陰極と全電極との間の静電入力容
量がどのくらいかを示したものである。 【００３７】図３から明らかなように、本発明実施の形
態の場合のように、陰極と電子銃を構成する全電極との
間の静電入力容量が２ｐＦであれば、２００ｋＨｚの入
力信号に対しても鮮明な映像を表示できるが、従来例の
ように陰極と全電極との静電入力容量が３．５ｐＦであ
れば、１００ｋＨｚ以上の高周波走査には十分に対応で
きない。 【００３８】ここで、図３の領域３１で示す鮮明な画像
とは、図４（ａ）に示すように、表示画像の輪郭にノイ
ズが生じないことをいい、この場合は出画映像として表
れる実際の陰極の動作を示す波形が入力信号波形からほ
とんど変化していない。一方、図３の領域３２で示す不
鮮明な画像とは、図４（ｂ）に示すように、表示画像の
輪郭にノイズが生じているものをいうが、この場合は出
画映像として表れる実際の陰極の動作を示す波形が、陰
極と電子銃電極群との間の静電入力容量の影響で入力信
号波形に対して過渡的に変化している。すなわち、入力
信号の周波数が高くなればなるほど、画像表示の信号が
静電入力容量による時定数の影響で鈍ることの影響が強
く出て、表示画像の輪郭ノイズとして表れるのである。 【００３９】なお、特に１００ｋＨｚ以上の高周波走査
によって画像表示を行う場合には、陰極構体支持金具８
に静電誘導により浮遊電位が発生する可能性がある。こ
のような浮遊電位が生じると、陰極にかかる電界強度が
不安定になり、陰極から取り出す電流量が安定しなくな
ることがあり得る。このような場合の対策としては、陰
極構体支持金具８をインピーダンス素子１９を介して接
地することが有効である。 【００４０】このような、インピーダンス素子１９とし
ては、１ＭΩ以上の炭素被膜固定抵抗器等の抵抗素子等
が一般的であり、抵抗素子を陰極線管内部に設けた場合
でも、ステムピンを介して陰極線管外に設けた場合でも
同様の効果が得られる。なお、インピーダンス素子１９
のインピーダンスの値は、映像出力インピーダンスの１
００倍以上とすることが望ましい。 【００４１】一例として、本実施の形態の陰極構体支持
金具８に１０ＭΩの抵抗素子を介してアース電位に短絡
した場合は、陰極と電子銃の全電極との静電入力容量が
２．８ｐＦ、陰極と制御電極との間の静電入力容量は
０．８ｐＦとなり、静電入力容量の低減効果は若干低減
する。しかし、陰極から取り出す電流量が不安定になる
おそれは完全に防止できるので、走査信号の周波数との
関連において、静電入力容量を低減することをより重視
するのか、浮遊電位の発生を防止するのか、いずれを重
視するのかにおいて適宜判断すればよい。 【００４２】次に、本発明の第２の実施形態について、
図を用いて説明する。図５は、本発明の第２の実施の形
態の例を示すものである。 【００４３】第２の実施の形態では、Ｆｅ−Ｎｉ製の制
御電極１４の中心部１５と、同じくＦｅ−Ｎｉ製の制御
電極支持金具１７との間に、セラミックからなる環状絶
縁体１６を設けている。このようにすることで、制御電
極の中心部１５と制御電極支持金具１７との間に挟まれ
た環状絶縁体１６によって第３のコンデンサが形成され
ることになる。この結果、実質的に表示映像に影響を及
ぼす制御電極の中心部１５と陰極１１との間に、合わせ
て３つのコンデンサが直列に形成されることになり、陰
極と電子銃電極全体との間の合成静電容量は１．５ｐＦ
と、前記第１の実施の形態よりもさらに低減することが
できる。 【００４４】また、本発明の第２の実施の形態を、制御
電極以外の電子銃電極について適用することで、電子銃
を構成する全電極と陰極との間の静電入力容量を大幅に
低減することができる。 【００４５】さらに、図５に示したように、第２の実施
の形態においても陰極構体支持金具８をインピーダンス
素子１９を介して接地することで、前記第１の実施の形
態の場合と同様に、陰極から取り出す電流量が不安定に
なるおそれがあるという浮遊電位による問題の発生を効
果的に防止することができる。 【００４６】なお、本発明は酸化物陰極、含浸型陰極、
直熱型陰極および冷陰極等の陰極の種類に関係なくいず
れの陰極にも適用でき、それぞれ同様の効果を得ること
ができることはいうまでもない。 【００４７】また、本発明は上記実施の形態のような投
写型陰極線管等の単電子ビームの陰極線管にも、カラー
陰極線管のように複数電子ビームを有する陰極線管等に
も実施することができ、高周波走査時における画像表示
の劣化防止という要求を満足することができる。 【００４８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の陰極線管
は、陰極の支持構成をかえる必要がないのでコストアッ
プの要因がなく従来の量産性を確保しつつ、従来に比し
て、陰極と電子銃を形成する電極との間の静電入力容量
を大幅に低減することができ、高周波走査による高密度
表示においても、鮮明な映像を表示できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態である陰極線
管の要部切欠上面図 （ｂ）同要部切欠側面図 【図２】同陰極線管の断面図 【図３】陰極と電子銃電極との間の静電入力容量と走査
周波数との関係における表示映像状態を示す図 【図４】（ａ）表示映像の鮮明な画像を表すイメージ図 （ｂ）表示映像の不鮮明な画像を表すイメージ図 【図５】（ａ）本発明の第２の実施の形態である陰極線
管の要部切欠上面図 （ｂ）同要部切欠側面図 【図６】（ａ）従来の陰極線管の一部切欠上面図 （ｂ）同一部切欠側面図 【符号の説明】 １ 陰極スリーブ ２ 陰極基体 ３ 電子放射物質 ４ タブ ５ 円筒形シリンダ ６ 金属製外枠 ７ 絶縁基板 ８ 陰極構体支持金具 １１ 陰極 １２ 陰極支持構体 １３ マルチフォームロッド １４ 制御電極 １９ インピーダンス素子
管の要部切欠上面図 （ｂ）同要部切欠側面図 【図２】同陰極線管の断面図 【図３】陰極と電子銃電極との間の静電入力容量と走査
周波数との関係における表示映像状態を示す図 【図４】（ａ）表示映像の鮮明な画像を表すイメージ図 （ｂ）表示映像の不鮮明な画像を表すイメージ図 【図５】（ａ）本発明の第２の実施の形態である陰極線
管の要部切欠上面図 （ｂ）同要部切欠側面図 【図６】（ａ）従来の陰極線管の一部切欠上面図 （ｂ）同一部切欠側面図 【符号の説明】 １ 陰極スリーブ ２ 陰極基体 ３ 電子放射物質 ４ タブ ５ 円筒形シリンダ ６ 金属製外枠 ７ 絶縁基板 ８ 陰極構体支持金具 １１ 陰極 １２ 陰極支持構体 １３ マルチフォームロッド １４ 制御電極 １９ インピーダンス素子
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(56)参考文献 特開 平５−275024（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−15728（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−89672（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−84480（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 29/04
H01J 29/48 - 29/51
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 内面に蛍光面を有するパネル部、前記パ
ネル部の後部に設けられたファンネル部、および前記フ
ァンネル部の後部に設けられ内部に電子ビームを射出す
る電子銃を備えるネック部から構成され、前記電子銃
が、陰極、および前記陰極と所定間隔を持って配置され
た制御電極を有する陰極線管において、 前記陰極と前記制御電極との間に、前記陰極および前記
制御電極のいずれとも電気的に絶縁された導電体を有す
ることにより、相互に直列接続された２個以上のコンデ
ンサを形成し、前記導電体がインピーダンス素子を介し
て接地されていることを特徴とする陰極線管。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP05127696A JP3473248B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 陰極線管 |
| TW086102548A TW319882B (ja) | 1996-03-08 | 1997-03-04 | |
| EP97103539A EP0795887B1 (en) | 1996-03-08 | 1997-03-04 | Electron gun with reduced capacitance between electrodes and cathode-ray tube using the gun |
| DE69702467T DE69702467T2 (de) | 1996-03-08 | 1997-03-04 | Elektronenkanone mit reduzierte Kapazität zwischen den Elektroden und dieser Kanone verwendende Kathodenstrahlröhre |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |