JPH0584016B2

JPH0584016B2 -

Info

Publication number: JPH0584016B2
Application number: JP60116830A
Authority: JP
Inventors: Furienzu Reenderuto; Berendo Heritsutosen Heriito; Meeinderuto Fuan Arufuen Uremu
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1984-06-01
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1993-11-30
Also published as: EP0162971B1; CA1243069A; DD232588A5; JPS60264025A; EP0162971A1; ES543606A0; DE3475140D1; KR860000777A; KR920010663B1; US4899080A; ES8608733A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、内側に表示スクリーンを有する表示
窓を具える真空容器と、前記表示窓の前方外側に
設けられた光透光性の第２の窓とを具える投写テ
レビジヨン表示管であつて、冷却液が当該冷却液
中での温度差によつて少なくとも１つの流入孔か
ら少なくとも１つの流出孔に向けて、前記の表示
窓と前記の第２の窓との間の空間を流れ通るよう
にした投射テレビジヨン表示管に関するものであ
る。

本発明はまた上述した投射テレビジヨン表示管
を１個または３個有する画像表示装置にも関する
ものである。

このような表示管は公開されているオランダ国
特許出願第8003360号明細書に記載されており既
知である。通常螢光体層或いは種々の螢光体のパ
ターンを有する表示スクリーン上には電子ビーム
によりフイールドが描かれる。電子衝撃の結果と
して螢光体の温度が上昇し、表示スクリーンの発
光効率が減少する（“熱ケンチング”現象）。この
現象は特に、輝度を所要の高い値に維持する為に
表示スクリーンを高ビーム電流の電子ビームによ
り走査する投写テレビジヨン用の表示管において
生じる。また同時に表示管の温度が上昇し、表示
窓に温度勾配が生じる。この温度勾配により、例
えばガラスより成る表示窓に機械的な歪みを生ぜ
しめる。電子ビーム電流が高い、従つて熱負荷が
大きいと、表示窓が破損されるおそれがある。温
度差（“熱的歪み”）による表示窓における前記の
機械的歪みを減少させ、且つ発光効率の減少を無
くす為に、表示窓およびこれに設けられた表示ス
クリーンを冷却することは前記のオランダ国特許
出願第8003360号明細書に記載されており既知で
ある。このオランダ国特許出願明細書に記載され
ている第１の実施例では、冷却液が充填された、
表示窓と第２の窓との間の空間がその上部、下部
および側部で、間隔部材および放熱器として作用
する冷却金属部材により囲まれている。表示窓の
温度が上昇する結果、表示窓によつて加熱された
冷却液は表示窓に沿つて上昇し、第２の窓を通つ
て降下し、これにより熱エネルギーが表示窓の中
央からも冷却部材を介して消散される。負荷が低
い、例えば5Wよりも小さい場合には、熱エネル
ギーは殆んど熱伝導により第２の窓に消散され
る。負荷が高い場合には、冷却部材による関連の
追加の冷却により前述した冷却液の流れが生じる
も、この流れによる効果はほんのわずかしかな
い。更に、冷却液を前記の空間に与え、冷却液中
の温度差により生じる流れによりこの冷却液を前
記の空間の上部側からパイプ或いはホースを経て
且つ冷却室を介して前記の空間の下部側に移動さ
せるようにした実施例も記載されている。このよ
うな表示管の場合、投与機中の表示管を交換する
必要がある場合に冷却液を除去する必要があり、
ホースやパイプを表示管から分離させる必要があ
るという欠点がある。

液体による同様な冷却はオランダ国特許出願第
8300114号（特開昭59−134533号）明細書で提案
されており、この場合表示窓に沿う冷却液の層流
を約５cm³／秒の流速で用いている。この種類の冷
却の場合60〜80Wまでの電力を消散せしめうる。
前記の空間の流出孔から流入孔への冷却液の逆流
がホース或いはパイプを経て、またホースやパイ
プのシステム中に設けたポンプにより生じる。こ
のホースやパイプのシステムでは、冷却室（熱交
換器）も設けられている。29KVの加速電圧を用
いているこのような表示管では、60〜80Wは約
10mAまでのピーク電流を有する２〜3mAの平均
ビーム電流に相当する。

本発明の目的は、12Wと25〜30Wとの間の電力
で有効な冷却を達成する冷却システムを有する表
示管を提供せんとするにある。

本発明の他の目的は、追加のパイプや個別の熱
交換器を有さない冷却システムを有する表示管を
提供せんとするにある。

本発明は、内側に表示スクリーンを有する表示
窓を具える真空容器と、前記の表示窓の前方外側
に設けられた光透過性の第２の窓とを具える投写
テレビジヨン表示管であつて、冷却液が当該冷却
液中での温度差によつて少なくとも１つの流入孔
から少なくとも１つの流出孔に向けて、前記の表
示窓と前記の第２の窓との間の空間を流れ通るよ
うにした投射テレビジヨン表示管において、前記
の表示窓および第２の窓の領域で前記の空間を囲
んで冷却用ジヤケツトを設け、該冷却用ジヤケツ
トが、前記の空間の流出孔から流入孔に向けて前
記の冷却液を送る少なくとも１つのダクトを有し
ていることを特徴とする。

この冷却では、冷却液は一般にあつたまつた表
示窓を層状に通過し、ここで熱を吸収する。次に
冷却液は流出孔から冷却用ジヤケツト中のダクト
を経て（ここで冷却液がその熱エネルギーを冷却
用ジヤケツトに拡散する）流入孔に流れる。本発
明によれば冷却液が循環する為、単一の冷却室を
有する既知の冷却システムにおけるよりも良好な
温度制御が得られる。従つて、表示管のガラスに
歪みが生じるおそれが一層減少する。

冷却液中の温度差による自然対流の液流は比較
的ゆつくりしている。本質的な温度差ΔTは流入
孔および流出孔における冷却液の温度間で生じ、
例えば10℃である。28Wの発生電力では、水のよ
うに、密度ｐが１ｇ／cm³で熱容量が約4.2J／ｇ℃
（1cal／ｇ℃）である液体の場合約0.3cm³／秒の流
速で約10℃のΔTが得られる。この場合の必要流
速は前記のオランダ国特許出願第8300114号（特
開昭59−134533号）明細書に相当する表示管の流
速のほんの約６％である。

本発明による表示管には、外側パイプ、ホー
ス、熱交換器およびポンプを必要とせず、従つて
画像を表示する為の装置（投写装置）における表
示管のアセンブリを一層簡単にしうるという他の
利点がある。

本発明による表示管における冷却は前記のオラ
ンダ国特許出願第8003360号明細書に記載した冷
却の第１の実施例におけるよりも本質的に一層有
効的である。その理由は、冷却液は表示窓と第２
の窓との間でほぼ一方向においてのみ流れ、冷却
用ジヤケツト内で冷却される為である。

冷却用ジヤケツトのダクト中の流動抵抗は表示
窓と第２の窓との間の空間中よりも小さくするの
が好ましい。このようにすると温度差による液流
の始動が一層容易になる。

冷却用ジヤケツトの少なくとも外壁は金属を以
つて構成するのが好ましく、この外壁には冷却用
のフインを設けることができる。画像表示装置に
おける冷却用ジヤケツトの前記の外壁は熱容量の
大きな部材と熱接触させるのが好ましい。この部
材は例えば画像表示装置のレンズ系を有する支持
体とすることができ、この支持体はヒートシンク
として作用する。また前記のフインを強制冷却に
より空気で冷却することもできる。

本発明による表示管の一好適例では、冷却液が
流れ通るダクトが、表示窓と第２の窓との間で前
記の空間中の流れ方向に対しほぼ平行に延在する
例えばガラス或いは金属細条より成る封止部材に
より部分的に画成されているようにする。表示窓
の両側に２つの細条を用いると、これらは同時に
表示窓と第２の窓との間のスペーサ（間隔）素子
として作用しうる。

第２の窓は画像表示装置のレンズの光学系の第
１素子とすることもできる。

本発明による表示管は、当該表示管の冷却用ジ
ヤケツトを第２の冷却システムに連結して画像表
示装置に設けることができる。この第２の冷却用
システム、例えば液体充填パイプは熱エネルギー
を冷却用ジヤケツトから適当な個所、例えば装置
の裏側に消散せしめうる。前記の第２の冷却シス
テムは装置と一体の部分を構成するようにしう
る。第２の冷却システムにおける冷却液に対して
は、熱エネルギーを容易に伝達する（熱伝導度が
良好で粘度が低い）という条件を満足させれば足
りる。前記の第２の冷却システムにおいて、冷却
液の汚染、光透過率および光屈折率についての条
件は必要でない。また前記の第２の冷却システム
には、40〜50℃よりも高い温度で蒸発する液体を
部分的にのみ充填させ、第２の冷却システムが熱
パイプとして作用するようにすることもできる。
このような構成にすることにより、熱伝達が極め
て有効となり、且つ液体の充填重量が低くなると
いう利点が得られる。

図面につき本発明を説明する。

第１図は本発明による表示管をその一部を切欠
して示す斜視図である。この表示管は、ネツク２
とコーン（フアンネル）３とより成り表示窓４に
より封止された容器（エンベロープ）１を有す
る。前記の表示窓４の内面上には表示スクリーン
５（第２図参照）が設けられている。また表示窓
４の外面にほぼ平行に光透過性の第２の窓６が設
けられている。窓４および６と、これら窓間の空
間７との領域では表示管端部を囲んで冷却用ジヤ
ケツト８が設けられている。この冷却用ジヤケツ
トは、当該冷却用ジヤケツトの外壁１０と、第２
の窓６の側縁１１と、ガラス細条１２と、表示窓
４の縁部と、コーン３の縁部１４と、冷却用ジヤ
ケツトの後部壁１５とにより画成されたダクト９
を有する。冷却用ジヤケツトの外壁１０と表示管
端部との間の膨張係数のいかなる相違もこの冷却
用ジヤケツトの後部壁１５によつて補償せしめう
る。空間７とダクト９とは冷却液１６（例えば水
またはこの水よりも融点が低く沸点が高いエチレ
ングリコール−水の混合液）で充填されている。

表示スクリーン中で発生する熱エネルギーは表
示窓を介して冷却液によつて吸収される為、この
冷却液は局部的にあつたまり、表示管中で高い位
置に移動する。あつたまつた冷却液は破線で示す
流出孔１７を経て空間７を離れ、冷却用ジヤケツ
ト８に到達する。前記の冷却用ジヤケツトのダク
ト９中では、冷却液がこれに吸収されている熱エ
ネルギーを冷却用ジヤケツトの外壁１０および後
部壁１５に部分的に与え、流入孔（第１図では見
えない）を経て空間７に流れ込む。冷却液の流れ
方向は矢印１３で示してある。冷却液は表示管端
部を囲むように流れ、個別の冷却室或いは熱交換
器内で冷却されるものではない為、別個の冷却室
を有するシステムにおけるよりも良好な温度補償
が得られる。水または80％エチレングリコール−
20％水の混合液を冷却液として有し、28Wの負荷
で５インチ（12.7cm）の対角線の表示スクリーン
を有する表示管の場合、表示窓の中央に対する冷
却液の温度上昇は常に37±２℃のみであつた。冷
却用ジヤケツトには冷却用のフインを設け、この
冷却用ジヤケツトは空気で冷却するも強制冷却さ
せなかつた。更に、表示管を連結する装置と接触
させることによりある程度の追加の冷却を行つ
た。

第２図は、第１図に示す表示管の−線を通
る水平（横）断面図であり、この断面は中心軸線
１８を有する。この第２図における符号は第１図
における符号に一致するものである。

第３図は、表示管の中心軸線１８に対し直角で
−線に沿う縦断面図である。この第３図にお
ける符号も第１図における符号に一致する。冷却
液１６は空間７中を上昇し、流出孔１７（破線で
示す）を経てこの空間を離れ、次に冷却用ジヤケ
ツト８のダクト９を経て流れ、流入孔１９（破線
で示す）に到達する。

第４ａ図は本発明による表示管の他の例を示す
水平断面図であり、その殆んどが第２図に一致す
る。この場合の表示窓２０は湾曲している。この
湾曲した表示窓の光学的な利用を維持する為に、
第２の窓をも湾曲させる。この場合冷却液は湾曲
した表示窓２０と第２の窓２１との間の空間中を
流れる。

第２の窓２１の曲率半径は第４ｂ図に示すよう
に表示窓２０の曲率半径よりも小さく選択する
為、或いは第２の窓２１に対し非球形状を選択す
る為、表示を最適にしうる。冷却用ジヤケツトの
外壁１０には冷却用のフイン２２が設けられてい
る。第１図の部分に相当する部分の符号は第１図
と同じにした。

第５ａ，５ｂおよび５ｃ図はそれぞれ、本発明
による表示管の更に他の例を示す正面図、部分的
縦断面図および部分的横（水平）断面図である。
この表示管は、ネツク（図示せず）と、コーン３
１と、表示窓３２とより成る真空容器３０を具
え、表示窓３２上には表示スクリーン４２が設け
られている。表示窓３２と第２の窓３３とには第
１図に対応するようにガラス細条３５と対接させ
て設ける。冷却用ジヤケツトの外側壁としては、
表示窓３２の領域で表示管の端部の周りに、また
第２の窓３３の周りに且つ空間３４の周りに配置
したＵ字状金属部材３６を用いている。このＵ字
状金属部材３６は第２の窓３３をガラス細条３５
に押圧する。冷却液３７は表示管の動作中に生じ
る温度差の結果として表示窓３２と第２の窓３３
との間の空間３４を経て上方に（第５ａ図で矢印
３８で示す方向に）流れ、空間３４を離れる。冷
却液は次にＵ字状金属部材３６中のダクト３９を
通つて流れ、ここで冷却液が熱エネルギーをＵ字
状金属部材３６に与え、第５ａ図に矢印４０で示
す方向に流れ空間３４に再び達する。この表示管
は連結ラグ４１により表示すなわち投写装置に連
結しうる。

第６ａ，６ｂおよび６ｃ図は第５ａ，５ｂおよ
び５ｃ図と同様それぞれ、本発明による表示管の
更に他の例を示す正面図、部分的縦断面図および
部分的横（水平）断面図である。この表示管はネ
ツク（図示せず）と、コーン５１と、表示窓５２
とより成る真空容器５０を有しており、表示窓５
２は表示スクリーン５３を有している。表示窓５
２の前には第２の窓５４が設けられ、これらの窓
５２および５４間に空間５５が存在する。冷却用
ジヤケツトとしては、断面が方形で、表示窓５２
の領域で表示管端部の周りに、また第２の窓５４
の周りに且つ空間５５の周りに設けられたパイプ
５６を用いている。冷却液５７は表示管の動作中
に生じる温度差の結果として表示窓５２と第２の
窓５４との間の空間を経て（第６ａ図の矢印５８
の方向で）流れ、パイプ５６中の孔（第６図では
見えない）を経て空間５５を離れる。冷却液は次
にパイプ５６を経て流れ、ここで冷却液が熱エネ
ルギーをパイプ５６に与え、第６ａ図に矢印６０
で示す方向に流れ孔５９を経て空間５５に再び達
する。表示管は接続ラグにより表示すなわち投写
装置に連結しうる。

第７ａ，７ｂおよび７ｃ図はそれぞれ本発明に
よる表示管の更に他の例を示す正面図、部分的縦
断面図および部分的横（水平）断面図である。こ
の表示管はネツク（図示せず）、コーン７１およ
び表示窓７２より成る真空容器７０を具え、表示
窓７２は表示スクリーン７３を有している。この
場合第２の窓は表示窓７２の前方に設けたレンズ
７４を以つて構成されている。前記のレンズ７４
および表示窓７２間が空間７５である。冷却用ジ
ヤケツトは、表示窓７２の領域で表示管端部の周
りに、またレンズ７４の周りに且つ空間７５の周
りに設けた金属外壁７６を有し、この金属外壁７
６には冷却用のフインを設けることができる。

冷却液７７は表示管の動作中に生じる温度差の
結果として空間７５を通つて上方に流れる。冷却
液は次にダクト７８を経てダクト７９に流れ、冷
却後再び空間７５内に流れ込む。本例の場合も冷
却液の流れの方向を矢印で示してある。

第８ａ，８ｂおよび８ｃ図はそれぞれ、第６
ａ，６ｂおよび６ｃ図に示す形の表示管を有する
画像表示装置の一部を示す平面図、部分的縦断面
図および部分的横（水平）断面図である。この第
８ａ，８ｂおよび８ｃ図に示す表示管と第６ａ，
６ｂおよび６ｃ図に示す表示管との相違は、パイ
プ１５６の断面が方形ではなく台形であるという
ことである。その他の表示管部分は第６ａ，６ｂ
および６ｃ図の表示管部分と同じであり、これら
の表示管部分に第６ａ，６ｂおよび６ｃ図と同一
符号を付した。この画像表示装置は冷却用ダクト
１５８が挿通されている金属リング１５７を有す
る第２の冷却システムを具えている。金属リング
１５７は絶縁材料１５９により表示管支持体１６
０に対して熱的に絶縁されるように設けられてい
る。表示管はボルト１６１およびプレート１６２
により支持体１６０に連結されている。

表示管は表示装置において必ずしも水平に（表
示窓が垂直となるように）設ける必要はない。温
度差による自然対流の液流は殆んど垂直な（表示
窓が殆んど水平となる）表示管においても生じ
る。対流の液流を開始させるには垂直に対する表
示管軸線の角度がわずかでも充分である。その理
由は、本発明による表示管を有する装置における
冷却液の高さの最大差は従来の表示管の場合より
も大きい為である。

第１〜８図に示す冷却用ジヤケツト８，３６，
５６，７６，１５６は少なくとも部分的にアルミ
ニウムを以つて構成するか或いはこのアルミニウ
ムに対応する大きな熱伝導度を有する材料を以つ
て構成するのが有利である。例えば冷却用ジヤケ
ツトと表示管との間或いは冷却用ジヤケツトと第
２の窓との間の封止用の材料としてはシリコーン
ゴムを選択するのが好ましい。その理由は、シリ
コーンゴムは広い温度範囲に亘つて大きな塑性を
有する為である。

また、冷却液を着色して、表示スクリーンから
の光がフイルタ作用を受けるようにすることもで
きる。

冷却用ジヤケツト内のダクトは数個の部分的な
ダクトを以つて構成することもできること勿論で
ある。

投写テレビジヨン表示管に対する冷却システム
は欧州特許出願第84200785.8号明細書にも記載さ
れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による表示管の一例を部分的
に切欠して示す斜視図、第２図は、第１図に示す
表示管を横断面で示す断面図、第３図は、第１お
よび２図に示す表示管を管軸に垂直な縦断面で示
す断面図、第４ａおよび４ｂ図は、本発明による
表示管の他の例を示す横断面図、第５ａ図は、本
発明による表示管の更に他の例を示す正面図、第
５ｂ図は、第５図の４の表示管の部分的縦断面
図、第５ｃ図は、第５ａ図の表示管の部分的横断
面図、第６ａ図は、本発明による表示管の更に他
の例を示す正面図、第６ｂ図は、第６ａ図の表示
管の部分的縦断面図、第６ｃ図は、第６ａ図の表
示管の部分的横断面図、第７ａ図は、本発明によ
る表示管の更に他の例を示す正面図、第７ｂ図
は、第７ａ図の表示管の部分的縦断面図、第７ｃ
図は、第７ａ図の表示管の部分的横断面図、第８
ａ図は、本発明による画像表示装置を示す正面
図、第８ｂ図は、第８ａ図の画像表示装置の部分
的縦断面図、第８ｃ図は、第８ａ図の画像表示装
置の部分的横断面図である。１，３０，５０，７０……容器、２……ネツ
ク、３，３１，５１，７１……コーン、４，２
０，３２，５２，７２……表示窓、５，４２，５
３，７３……表示スクリーン、６，２１，３３…
…第２の窓、７，３４，５５，７５……空間、８
……冷却用ジヤケツト、９，３９，７８，７９…
…ダクト、１０……８の外壁、１１……６の側
縁、１２，３５……ガラス細条、１４……３の縁
部、１５……８の後部壁、１６，３７，５７，７
７……冷却液、１７……流出孔、１８……中心軸
線、１９……流入孔、２２……冷却用フイン、３
６……Ｕ字状金属部材、５６，１５６……パイ
プ、５９……孔、７４……レンズ（第２の窓）、
７６……金属外壁、１５７……金属リング、１５
８……冷却用ダクト、１５９……絶縁材料、１６
０……表示管支持体、１６１……ボルト、１６２
……プレート。

Claims

【特許請求の範囲】１内側に表示スクリーンを有する表示窓を具え
る真空容器と、前記の表示窓の前方外側に設けら
れた光透光性の第２の窓とを具える投写テレビジ
ヨン表示管であつて、冷却液が当該冷却液中での
温度差によつて少なくとも１つの流入孔から少な
くとも１つの流出孔に向けて、前記の表示窓と前
記の第２の窓との間の空間を流れ通るようにした
投射テレビジヨン表示管において、前記の表示窓
および第２の窓の領域で前記の空間を囲んで冷却
用ジヤケツトを設け、該冷却用ジヤケツトが、前
記の空間の流出孔から流入孔に向けて前記の冷却
液を送る少なくとも１つのダクトを有しているこ
とを特徴とする投写テレビジヨン表示管。２特許請求の範囲第１項に記載の投写テレビジ
ヨン表示管において、前記の冷却用ジヤケツトの
ダクト中の流動抵抗が前記の空間中の流動抵抗よ
りも小さくなつていることを特徴とする投写テレ
ビジヨン表示管。３特許請求の範囲第１または２項に記載の投写
テレビジヨン表示管において、前記の冷却用ジヤ
ケツトの少なくとも外壁が金属より成つているこ
とを特徴とする投写テレビジヨン表示管。４特許請求の範囲第３項に記載の投写テレビジ
ヨン表示管において、前記冷却用ジヤケツトの外
壁が冷却用フインを有していることを特徴とする
投写テレビジヨン表示管。５特許請求の範囲第１〜４項のいずれか一項に
記載の投写テレビジヨン表示管において、冷却液
が流れ通るダクトが、前記の表示窓と前記の第２
の窓との間で前記の空間中の流れ方向に対しほぼ
並行に延在する封止部材により画成されているこ
とを特徴とする投写テレビジヨン表示管。６特許請求の範囲第１〜４項のいずれか一項に
記載の投写テレビジヨン表示管において、前記の
冷却用ジヤケツトが、方形の断面を有する循環金
属パイプを具え、このパイプに前記の流入孔およ
び流出孔が形成されていることを特徴とする投写
テレビジヨン表示管。７特許請求の範囲第６項に記載の投写テレビジ
ヨン表示管において、前記の冷却用ジヤケツトを
形成する金属パイプの断面が長方形であり、この
長方形の長辺が表示管の軸線に対しほぼ平行に延
在していることを特徴とする投写テレビジヨン表
示管。８特許請求の範囲第６項に記載の投写テレビジ
ヨン表示管において、前記の金属パイプの断面の
内側辺が表示管の軸線に対し平行であり、この断
面の外辺が表示管の軸線に向けて収束するように
なつていることを特徴とする投写テレビジヨン表
示管。９特許請求の範囲第１〜８項のいずれか一項に
記載の投写テレビジヨン表示管において、前記の
第２の窓が光学レンズ系の第１素子であることを
特徴とする投写テレビジヨン表示管。１０特許請求の範囲第１〜９項のいずれか一項
に記載の投射テレビジヨン表示管において、前記
表示管の冷却用ジヤケツトが連結されている他の
冷却システムを具えていることを特徴とする投写
テレビジヨン表示管。１１特許請求の範囲第１０項に記載の投写テレ
ビジヨン表示管において、前記の他の冷却システ
ムが40〜50℃よりも高い温度で蒸発する冷却液で
部分的にのみ充填されていることを特徴とする投
写テレビジヨン表示管。