JPS632231A

JPS632231A - 陰極線管

Info

Publication number: JPS632231A
Application number: JP14476886A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Awai; 粟井　敬介; Toshio Shimaougi; 利雄島扇
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1988-01-07
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: JPH0668956B2

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、複数の電子ビームを放出する電子銃を有し
、この電子ビームを蛍光面上に集中して画像を表示する
陰極線管に関する。

（従来の技術）通常、カラーブラウン管は、３電子ビームを放出する電
子銃を有し、この電子銃から放出される３電子ビームを
蛍光面上に集中して、画像（文字を含む）を表示するよ
うに構成されている。万一。

この３電子ビームが蛍光面上で正しく集中しない場合は
、色ずれを生じ、画像の表示を不完全にする。

この電子ビームの集中のうち１画面中心における電子ビ
ームの集中（静的コンバーゼンス）は。

各電子ビームを放出する単位電子銃相互に傾角を与える
方法、主レンズを構成する一部電極を電子銃の中心軸か
らずらす方法、主レンズを電子ビームの通過方向に対し
て傾斜させる方法などでおこなわれている。また１画面
周辺における電子ビームの集中（動的コンバーゼンス）
については、コンバーゼンス補正装置を用いる方法、偏
向装置自体の非斉一磁界により自己葉中させる方法など
でおこなわれている。

一方、充分ヒートランされてカットオフの設定された陰
極線管においては、出画時の電子ビーム電流が設定電流
値に対して大きく変化するいわゆるフライング現象を抑
制して、安定した電子ビーム電流が得られるようにする
必要がある。特にデイスプレィ管のように、非発光の暗
池部に一階調で文字や図形などの画像をネガ表示するも
のについては、この出画時の安定性がきわめて重要であ
る。もし設定電流値に対して、出画時の電子ビーム電流
性が大きいと、画面のバックグランドが浮いたり、フォ
ーカスがぼけるなどの現象がおこり。

特にカラーブラウン管では、画像のほか色の再生が不完
全となる。

この電子ビーム電流のフライング量を小さくし、かつ速
やかに安定にするために、電子銃の第１グリッドを低熱
膨張率（１２，ＯＸ　１０−’程度）の部材で構成する
とよいことが実公昭６０−３５１６３号公報に示されて
いる。しかし、第１グリッドを低熱膨張率部材で構成す
ると２反面、前記静的コンバーゼンスが劣化する。

これをカラーブラウン管に一般に用いられている３個の
単位電子銃を一体化したユニバイポテンシャル形の一体
化電子銃について説明すると、この電子銃は、３個のカ
ソード、このカソードを各別に加熱するヒータ、および
上記カソード上に順次配設されて、カソードから放射さ
れた電子ビームを制御する第４、第２グリッド、および
この電子ビームを集束するレンズ系を構成する第３〜第
６グリッドからなる０通常、この電子銃のヒータ、カソ
ードおよび各グリッドには、第１表に示す電圧が印加さ
れ、カソードに映像信号を入力し、かつカソード電圧に
よって電子ビームをカットオフするようになっている。

上記第１および第２グリッドは、上記映像信号に忠実に
電子ビームを引き出すための制御電極であり、電子ビー
ムは、この第４、第２グリッド付近で一旦集束され、ク
ロスオーバーを形成したのち２発散しつつ第３グリッド
に入射Ｕ、第３〜第６グリッドからなるレンズ系により
集束されて蛍光面上に集中する。

第１表この−連の作用は、ヒータによってカソードが加熱され
、常時安定した電子ビームを射出できる状態にあるため
に実現するものである。しかし、カソードの加熱によっ
て各電極の安定温度は、第２表に示す分布となり、この
安定温度に達するまでの時間は、カソードで約５秒、第
１および第２グリッドで約１０分、第３〜第６グリッド
で約１５〜２０分かかる。そして、この安定温度に達す
るまで、各電極は、熱膨張により管軸方向および管軸と
直交する平面上で伸長する。

第２表上記管軸方向の伸びは、電子銃が所定の精度で組立てら
れていたとしても、各電極の温度および安定温度に達す
るまでの時間の差によって、各電極の間隔が変化するこ
とを示しており、特にカソードと第１グリッドとの間隔
変化については、電子ビームの設定電流値に対してフラ
イング量が変化する。また、管軸と直交する平面上での
伸びは、所定の精度で組立てられた各単位電子銃の軸間
距離に変化を与え、３電子ビームの集中を変化させる。

それ故、−般に静的コンバーセンスおよびカットオフは
、電子銃を十分ヒートランしたのちに設定するようにし
ている。

通常の電子銃では、各グリッドを熱膨張率αが１７、Ｏ
Ｘ　１０−’　（０〜３００℃）程度のステンレス部材
で形成するが、このような電極は、第１１図に示すよう
に、管軸方向の伸びが大きく、特に曲線（１）に示す第
１グリッドの伸びにより、この電子銃のフライング量は
大幅に変化する。なお、第１１図において１曲線（２）
は第２グリッド、曲４！（３）はカソードの伸びを示し
たものである。

ところで、カットオフ電圧Ｅｅは次式で表わされ、右項
の値が大きくなると、電子ビーム電流が多くなる。

ただしφ：第１グリッドの電子ビーム通過孔径ミニ第１
グリッドとカソードとの間隔ｆ：第１グリッドと第２グリッドとの間隔ｔ：第１グリ
ッドの厚さＨｅ、　：第２グリッドの印加電圧上式において、φ、　ｔ、　Ｅｃ、は、同一電子銃では
常に一定であるが、ａ、　ｆは、ヒータの点火により時
間とともに変化する。今、ヒータ点火時のａ、　ｆをａ
１＋ｆｌとし、十分ヒートランされたのちのａ、　ｆを
ａｚｙｆｚとすると、ａ、　ｆの積が一定、すなわち、
ａ工・ｆｌ”ａ２・ｆ２であれば、フライング特性は、
第１２図の曲線（５）のようにほぼ理想的な電子ビーム
電流を示し、ａ１＋　ｆｌ　＞　ａｍ　＠　ｆ、の場合
は曲線（６）、　ａ、−ｆｌ＜ａ２・ｆ２の場合は曲線
（７）のような特性を示す。

したがって、第１グリッドを熱膨張率の低い部材で形成
すれば、ａｆの変化を少くすることができ、曲５（６）
　、　（７）の特性を示すものを曲線（５）に近づける
ことができる。なお、第１２図に示した直線（８）は、
電子ビームの設定電流値である。

しかし、第１グリッドを熱膨張率の低い部材で形成して
も、フライング特性は改善できても、静的コンバーゼン
スは改善されない、すなわち、電子銃が所定の精度に組
立てられていても、前記したように各グリッドの安定温
度および安定温度に達するまでの時間に差があるため、
各グリッドの孔中心にずれを生じ、３電子ビームの集中
に大き“な障害を与える。

（発明が解決しようとする問題点）上記のように、第１グリッドを熱膨張率の低い部材で形
成すれば、フライング特性を適性化することができる。

しかし、第１グリッドに熱膨張率の低い部材を用いるの
みでは、静的コンバーゼンスの経時変化が劣化し、電子
ビームの集中に大きな障害を与える。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たものであり、複数の電子ビームを放出する電子銃に対
して、その静的コンバーゼンスの経時変化を損うことな
く、画像が正常に見える状態になるまでの時間を短縮す
る陰極線管を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）複数の電子ビームを放出する複数のグリッドからなる電
子銃を有し、この電子銃から放出された複数の電子ビー
ムを蛍光面上に集中して画像を表示する陰極線管におい
て、第１ないし第４グリッドの熱膨張率をそれぞれα１
〜α４、第５グリッド以降の熱膨張率をαｇとして、 α２≦α１〈α、〈αｇ≦α３となるように電子銃を構成した。

（作　用）複数の電子ビームを放出する電子銃の各グリッドを前記
のように構成すると、フライング特性を適正化できると
同時に、静的コンバーゼンスの経時変化を小さくするこ
とができる。

（実施例）以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図にこの発明の一実施例であるカラーブラウン管を
、また、第２図にその電子銃の構成を示す。

このカラーブラウン管は、外囲器（２０）の前面部を構
成するパネル（２１）内面に、３色蛍光体からなる蛍光
面（２２）が形成され、この蛍光面（２２）と対向かつ
一定間隔離間して、その内側にシャドウマスク（２３）
が配設されている。また、外囲器（２０）の後端部を構
成するネック（２４）内には、３個の電子ビーム（２５
Ｂ）　、　（２５Ｇ）　、　（２５Ｒ）を放出する電子
銃（２６）が配設され、この３電子ビーム（２５Ｂ）　
、　（２５Ｇ）　、　（２５Ｒ）をシャドウマスク（２
３）を介して蛍光面（２２）に入射させ、かつこの蛍光
面（２２）上に集中させることにより、カラー画像を表
示することができるようになっている。

ところで、上記電子銃（２６）は、３個のカソード（２
８ａ）　、　（２８ｂ）　、　（２８ｃ）、これらカソ
ード（２８ａ）　〜（２８ｃ）を各別に加熱するヒータ
（２９ａ）　、　（２９ｂ）　、　（２９ｃ）、および
上記カソード（２８ａ）〜（２８ｃ）に対して、管軸に
沿って蛍光面（２２）方向に順次配設され、上記カソー
ドから放出される３電子ビームを制御する第４、第２グ
リッド（３１）　、　（３２）および上記３電子ビーム
を集束するレンズ系を構成する第３ないし第６グリソド
（３３）〜（３６）で構成されている。各グリッド（３
１）〜（３６）は、３個の電子ビーム通過孔（３７）を
もつ板状または筒状に形成され、電子銃（２６）は、上
記カソード（２８ａ）　〜（２８ｃ）、ヒータ（２９ａ
）〜（２９ｃ）およびグリッド（３１）〜（３６）によ
り、３個の単位電子銃が一体化された一体化構造になっ
ている。なお。

この電子銃（２６）の電子ビーム（２５Ｂ）　、　（２
５Ｇ）　、　（２５Ｒ）に対する各グリッド（３１）〜
（３６）の基本的な作用は、前記従来の電子銃と同じで
あるので、その説明を省略する。しかして、この電子銃
（２６）においては、各グリッド（３１）〜（３６）の
熱膨張率が後述する関係になるように形成されている。

さて、発明者らの実験によると、十分にヒートランされ
たのちに静的コンバーゼンスが調整されたカラーブラウ
ン管において、十分クーリングされたのちの静的コンバ
ーゼンスは、第３図に示すように経時変化することが判
明した。この第３図は、上記電子銃の各グリッドを一般
的に用いられるステンレス部材で形成した場合の測定結
果であり、曲線（３９）は第１．第２グリッド間に生ず
る静的コンバーゼンスの経時変化１曲線（４０）は第２
゜第３グリッド間に生ずる静的コンバーゼンスの経時変
化、曲線（４１）は第３、第４グリッド間に生ずる静的
コンバーゼンスの経時変化、曲線（４２）は第４、第５
グリッド間に生ずる静的コンバーゼンスの経時変化を示
しており、総合的な静的コンバーゼンスの経時変化は、
それらを加え合せた曲線（４３）に示す減衰曲線となる
。

ここで、出画時の電子ビームのフライング特性を適正に
するため、第１および第２グリッドを。

熱膨張率αが１２．ＯＸ　１０−”以下の低熱膨張部材
で形成すると、第３図に曲線（３９）に示した静的コン
バーゼンスの不足集中成分が減少すると同時に、曲線（
４０）に示した過集中成分も減少し、それらの寄与率の
相違に基づいて、第４図に示すように、静的コンバーゼ
ンスの経時変化は２曲線（４３）から曲線（４４ａ）　
、　（４４ｂ）に示すように劣化する。この第４図の曲
線（４４ａ　）は、第４、第２グリッドを熱膨張率５．
ＯＸ　１０−″（０〜３００℃）の４２％Ｎｉ−Ｆｅ合
金（ＮＳＤ）で形成し、第３グリッドを熱膨張率１７．
ＯＸ　１０−’のステンレスで形成した場合、曲線（４
４ｂ）は、第１グリッドを熱膨張率９．４〜１０．４　
Ｘ　１０−’　（３０〜４００℃）の５０％Ｎｉ−Ｆｅ
合金（ＴＮＦ）、第２グリッドをＮ５Ｃ１第３グリッド
をステンレスで形成した場合である。

この第４図かられかるように、第１グリッドの熱膨張率
をα０、第２グリッドの熱膨張率をα２゜第３グリッド
の熱膨張率をα、とするとき、α２≦α、≦α、　　　
・・・・・・・・・（１）にして、第３図の曲線（３９
）成分を増すことにより、過集中を緩和することができ
る。しかし１曲線（４４ａ）、　（４４ｂ）に示すよう
に、まだ過集中が大きい。

この静的コンバーゼンスの経時変化をさらに小さくする
ためには、曲線（４４ｂ）かられかるように。

第２グリッドの熱膨張率α２をさらに小さくすればよい
が、現在のところ、グリッドとして必要な特性を満して
、かつＮＳＤより熱膨張率の小さい実用化できる部材は
みあたらない。

そこで、発明者らは、さらに実験を重ねて、第４図に示
したものより過集中成分を小さくして静的コンバーゼン
スの経時変化を小さくするためには、第３図に示した曲
線（４１）成分を多くするとともに１曲線（４２）成分
を少くする方法がきわめて有効であることを見出した。

すなわち、第４、および第２グリッドを低熱膨張率かつ
α２≦α１とし。

第４グリッドの熱膨張率をαい第５グリッドまたは第５
グリッド以降のグリッドの熱膨張率をαｇとするとき、 α、〈αｇ≦α、　　　　・・・・・・・・・（２）と
することにより、静的コンバーゼンスの経時変化をいち
じるしく小さくすることができた。かくして、第４、第
２グリッドの熱膨張が低いことと相俟って１画面の色ず
れおよび静的コンバーゼンスの経時変化の少ない画面を
再生することができるようになった。

ところで、実験結果によれば、第１グリッドの熱膨張率
α、とフライング量とは第５図に曲線（４６）で示す関
係がある。これは、第１グリッドおよび第２グリッドの
電子ビーム通過孔の直径を０．４０ｍｍとし、初期設定
電子ビーム電流を１０ｂ人としたときのフライング量を
、１０μＡを１００％として示したものである。陰極線
管、特にデイスプレィ管においては、画像を適正に再生
するためには、１５０％以下が望まれるので、曲線（４
６）から第１グリッドの熱膨張率α工は、　１１．０Ｘ
１０−’以下であればよく。

前記（１）の条件を考慮して、第４、第２グリッドにつ
いては、下記（３）の条件を満足するようにすることか
望ましい。

α２≦α□≦１１．ＯＸ　１０−＠・・・・・・・・・
（３）また、第４グリッドについては、この第４グリッ
ドの熱膨張率α、と静的コンバーゼンスの経時変化の５
分後のずれとの間に、第６図に直線（４７ａ）、　（４
７ｂ）で示す関係がある。これらは、第３グリッド、第
５グリッドおよびそれ以降のグリッドをステンレスで形
成し、第４、第２グリッドについては、α２≦α、の関
係を満足するように、直線（４７ａ）は、第４、第２グ
リッドをそれぞれＮ５Ｄ（熱膨張率ｓ、ｏｘｔｏ−’）
、直線（４７ｂ）ハ、第１グ’Ｊ　ットｔｊｉｓＤ、第
２グリッドをＴＮＦ　Ｃ熱膨張率１１．０Ｘ１０−’以
下）で形成した場合である。陰極線管、特にデイスプレ
ィ管においては、静的コンバーゼンスの経時変化の５分
後のずれは、Ｏであることが望ましいが、実用上は、最
大限±０．２ｎ＋までは許容できる。したがって、直線
（４７ａ）　、　（４７ｂ）から第４グリッドの熱膨張
率α、は。

１０、ＯＸ　１０−’≦α、≦１７．ＯＸ　１０−’で
あればよく、前記（２）の条件を考慮して、第３、第４
、第５およびそれ以降のグリッドについては、下記（４
）の条件を満足するようにするとよい。

１０、ＯＸ　１０−’≦α、≦αｇ≦α、・・・・・・
（４）かくして、上記条件（３）、（４）を満足するよ
うに電子銃（２６）を構成すれば、フライング量を１５
０％以下、静的コンバーゼンスの経時変化を±０　、２
ｍｍ以下にすることができ、蛍光面（２２）上に適正な
画像を表示するカラーブラウン管とすることができる。

以下、具体例についてこれを説明する。

具体例１．１４吋２９．１ｍｍφネック９０”偏向カラ
ーブラウン管において、電子銃（２６）をユニバイポテ
ンシャル形の一体化電子銃とし、その第３グリッド、第
５グリッドおよびそれ以降のグリッドをステンレスで形
成して、 α、＝αｇ　＝　１７．ＯＸ　１０−’　（０〜３００
℃）とし、第４、第２グリッドをフライング特性を考慮
してＮ５Ｄ（４２％Ｎ１−Ｆｅ）で形成して、α１＝α
、＝５．０Ｘ１０−’（０〜３００℃）とし、第４グリ
ッドを、α□〈α４≦αεになるようにＩＭＯ（約１９
％Ｃｒ−Ｎｉ合金）で形成してα、　＝　１３．７　Ｘ
　１０−”　（０〜１００℃）とした。

このカラーブラウン管の静的コンバーゼンスの経時変化
を第７図に曲線（４９ａ）で、また、フライング特性を
第８図に曲線（５０ａ）で示す。曲線（４９ａ）から静
的コンバーゼンスの経時変化を２分で約０．１ｍｍとす
ることができ、また、曲線（５０ａ）かられかるように
、フライング特性を理想的にすることができ、曲線（５
１）　、　（５２）で示したように、第３、第４、第５
グリッドおよびそれ以降のグリッドをすべてステンレス
で形成した電子銃（第４、第２グリッドはＮＳＤで形成
）にくらべて、特に静的コンバーゼンスが大幅に改善さ
れている。

なお、上記静的コンバーゼンスの経時変化の測定は、Ｅ
ｂ＝２５ｋＶ、　Ｅｃ、　＝７．０ｋＶ（フォーカス）
、Ｅｃ。

＝６００ｖ、Ｅｋ＝カットオフ、Ｅｃ、　＝　ＯＶ、Ｅ
ｆ＝６．３Ｖ、１時間ヒートランしたのち、静的コンバ
ーゼンスをＯに調整し、１０時間クーリング後に測定し
たものである。

また、フライング特性の測定は、Ｅｂ　＝　Ｅｃ、　＝
　Ｅｃ、Ｌ＝２００Ｖ、　Ｅｋ＝バリアプル、Ｅｃ、　
：＝　０１Ｉｋ＝１０μＡ（単位電子銃当り）、１時間
ヒートランしたのち、Ｉｋを各単位電子銃について正確
に１０μＡに調整し、１時間クーリング後に測定したも
のである。

！　　上記具体例１のカラーブラウン管において、第３
、第５およびそれ以降のグリッドを同じくステンレス、
第４グリッドを同じ＜　ＩＭＯで形成し、第１グリッド
をＴＮＦ（５０％Ｎ１−Ｆｅ合金）で形成して α□＝９．４〜１０．４　Ｘ　１０−’　（３０〜４０
０℃）とし、第２グリッドをＮＳＤで形成してα、　＝
　５．ＯＸ　１０−”　（０〜３００℃）とした。

このカラーブラウン管の静的コンバーゼンスの経時変化
を第９図に曲線（４９ｂ）で、また、フライング特性を
第１０図に曲線（ｓｏｂ）で示す。これら曲線（４９ｂ
）　、　（５０ｂ）かられかるように、この電子銃（２
６）では、静的コンバーゼンスの経時変化を士約０．１
１Ｉ１１以下に納めることができ、フライング特性もま
たほぼ理想的になっている。

ｌ生且虹　上記具体例１のカラーブラウン管において、
第３．第５およびそれ以降のグリッドを同じくステンレ
ス、第４グリッドを同じく工に０とし、第４、第２グリ
ッドをＫＯＶ　（２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ−Ｆｅ合金）
で形成して。

α１＝α、　＝　４．５４　Ｘ　１０−’　（３０〜４
０ｄ’Ｃ）としたところ、具体例１とほぼ同様の静的コ
ンバーゼンスの経時変化およびフライング特性を示すカ
ラーブラウン管とすることができた。

基生五虹　　上記具体例１のカラーブラウン管において
、第３、第５およびそれ以降のグリッドを同じくステン
レス、第４、第２グリッドを同じくＮＳＤで形成し、第
４グリッドをＩＣＬ（１６％Ｃｒ−６％Ｆａ−Ｎｉ合金
）で形成して、 α、　＝　１３．５　Ｘ　１０−’　（３０〜４００℃
）としたところ、具体例１とほぼ同様の静的コンバーゼ
ンスの経時変化およびフライング特性を示すカラーブラ
ウン管とすることができた。

〔発明の効果〕

複数の電子ビームを放出する複数のグリッドからなる電
子銃を有し、この電子銃から放出された複数の電子ビー
ムを蛍光面上に集中して画像を表示する陰極線管におい
て、第１ないし第４グリッドの熱膨張率をそれぞれα１
〜α、とし、第５グリッドおよびそれ以降のグリッドの
熱膨張率をαｇとして、 α２≦α１≦α鴫〈αｇ≦αコとなるように構成したので、静的コンバーゼンスの経時
変化を損うことなく、画面が正常に見える状態になるま
での時間を短縮することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図はこの発明の詳細な説明図で、第
１図はこの発明の一実施例カラーブラウン管の構成を示
す断面図、第２図はその電子銃構造を示す断面図、第３
図は静的コンバーゼンスの経時変化を説明するための図
、第４図は第４、第２グリッドを熱膨張率の低い部材で
形成した場合の静的コンバーゼンスの経時変化を示す図
、第５図は第１グリッドの熱膨張率とフライングとの関
係を示す図、第６図は第４グリッドの熱膨張率と静的コ
ンバーゼンスの経時変化との関係を示す図。第７図は一具体例の静的コンバーゼンスの経時変化を示
す図、第８図は同じくそのフライング特性を示す図、第
９図は他の具体例の静的コンバーゼンスの経時変化を示
す図、第１Ｏ図は同じくそのフライング特性を示す図、
第１１図はカソードおよびグリッドの管軸方向の伸びを
示す図、第１２図は電子ビーム電流のフライング特性説
明図である。

Claims

【特許請求の範囲】（１）カソード、第１グリッド、第２グリッドからなる
三極部およびこの三極部に隣接して主レンズ系を構成す
る複数のグリッドが配設されて複数の電子ビームを放出
する電子銃を有し、この電子銃から放出される複数電子
ビームを蛍光面上に集中させて上記蛍光面上に画像を表
示する陰極線管において、上記三極部を構成する第１グリッドの熱膨張率をα＿１
、第２グリッドの熱膨張率をα＿２、第３グリッドの熱
膨張率をα＿３、上記主レンズを構成する第４グリッド
の熱膨張率をα＿４、第５グリッド以降の熱膨張率をα
ｇとして、 α＿２≦α＿１＜α＿４＜αｇ≦α＿３としたことを特徴とする陰極線管。（２）各グリッドの熱膨張率が α＿２≦α＿１≦１１．０×１０＾−＾６１０．０×１０＾−＾６≦α＿４＜αｇ≦α＿３である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の陰極線管
。（３）第１グリッドおよび第２グリッドが鉄・ニッケル
合金からなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の陰極線管。（４）第１グリッドおよび第２グリッドが鉄・ニッケル
・コバルト合金からなることを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の陰極線管。（５）第４グリッドがニッケル・クロム合金からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の陰極線管。（６）第４グリッドがニッケル・クロム・鉄合金からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の陰極線
管。