JP2001210252A - 電子銃及びこれを備えた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子ビームのスポット径を小さくすることが
できる電子銃及びこの電子銃を備えて高い解像度が得ら
れる画像表示装置を提供する。 【解決手段】 電子銃を構成する電極９，１０間に介在
した抵抗体３に、端子１１，１６を通じてこの抵抗体３
の物理量を検出する検出手段３０が接続されて成る電子
銃を構成する。また、この電子銃を備え、検出手段３０
からの検出信号３１によって高圧供給を遮断する遮断手
段を有する画像表示装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極間に抵抗体を
介在させた陰極線管用の電子銃、及びこの電子銃を備え
た画像表示装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管を用いた画像表示装置、例えば
ＴＶ受像機やコンピュータ用モニタの解像度を向上させ
るためには、電子銃にて生成されて蛍光面に照射される
電子ビームのスポット径をより小さくする必要がある。

【０００３】この電子ビームのスポット径を小さくする
ためには、より大口径の主電子収束レンズを電子銃内に
形成することが考えられる。

【０００４】この大口径の主電子収束レンズを実現する
方法として、次の２つの方法が一般に採用されている。 １）収束レンズを構成する収束電極の径を大きくする。 ２）収束電極間の距離を拡張する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、収束電
極の径を大きくすると、それに合わせて電子銃が挿入さ
れる陰極線管体のネック部の外径を大きくする必要があ
り、これにより陰極線管体の外に設けられる偏向ヨーク
から電子ビームまでの距離が離れるので、偏向ヨークで
電子ビームを電磁偏向させるための電力が増大する。

【０００６】特にカラー陰極線管では、電磁偏向させる
位置における各赤色、緑色、青色の発光をする３本の電
子ビーム間の空間距離が増大し、画面全域で３本の電子
ビームを収束させることがより困難になる。

【０００７】このため、この電磁偏向特性とのバランス
を考えた設計が必要であり、むやみに収束電極の径を拡
大することができない。

【０００８】一方、収束電極間の距離を拡張した場合に
は、絶縁体であるビードガラスやネックガラス管内壁が
高電圧により不安定に帯電していることにより変動する
電場の影響をより受け易くなる。このため、電子ビーム
の軌道が変動し、安定した電子ビームスポットが得られ
なくなる。

【０００９】そこで、収束電極間に抵抗筒体を接合する
ことにより、外部への電子の漏れを遮断し、ネック部内
壁等の帯電を防止して、より広い電極間距離を実現する
方法が様々な形で提案されている。しかし、いずれも実
用化には至っていない。この実用化されない一番大きい
要因は、抵抗体を破壊する電子雪崩現象の回避ができな
いことである。

【００１０】即ち複数の電極によって静電収束レンズを
構成する場合には、対向する電極間に電位差を設定して
おり、この電位差が設定された電極間に抵抗筒体が挿入
される。そして、抵抗筒体は、その内部を流れる定常の
電流による発熱を考慮して、放熱設計がなされる。

【００１１】ところが、偶発的な放電現象等により、抵
抗筒体上を放電電流が流れた場合、即ち例えば非常に短
時間（１μ秒程度）に過大な放電電流（ピーク値で数百
Ａ）が流れた場合には、抵抗筒体の設計値以上の発熱が
生じ、下記の経過をたどり抵抗筒体の絶縁破壊に至る。

【００１２】１）発熱により抵抗筒体の温度が上昇し、
温度上昇により抵抗筒体の抵抗値が低下する。 ２）抵抗筒体の抵抗値の低下により、さらに電流の増加
を招き、電流の増加により発熱量が増大する。 ３）１）及び２）の繰り返しで、抵抗筒体が絶縁破壊す
るまで電流の増加が続く。

【００１３】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、電子ビームのスポット径を小さくすることがで
きる電子銃及びこの電子銃を備えて高い解像度が得られ
る画像表示装置を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の電子銃は、電子
銃を構成する電極間に介在した抵抗体に、この抵抗体の
物理量を検出する検出手段が接続されて成るものであ
る。

【００１５】本発明の画像表示装置は、電子銃を構成す
る電極間に介在した抵抗体に、この抵抗体の物理量を検
出する検出手段が接続されて成る電子銃を備え、検出手
段からの検出信号によって高圧供給を遮断する遮断手段
を有するものである。

【００１６】上述の本発明の電子銃の構成によれば、抵
抗体にその物理量を検出する検出手段が接続されたこと
により、抵抗体に発熱や過剰な電流の増加を生じた場合
に、抵抗体に接続された検出手段で検出することができ
るため、これを元に例えば電子銃に供給される高電圧を
停止するといった、抵抗体の絶縁破壊を防止する対策を
採ることができる。

【００１７】上述の本発明の画像表示装置の構成によれ
ば、上述の本発明の電子銃を備え、さらに検出手段から
の検出信号によって高圧供給を遮断する遮断手段を有す
ることにより、電子銃の抵抗体に発熱や過剰な電流の増
加を生じた場合に、検出信号によって高圧供給を遮断す
ることができる。これにより、抵抗体に流れる電流を停
止して電子銃の抵抗体を元の状態に冷却して、画像表示
装置の故障を防ぐことが可能になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、電子銃を構成する電極
間に介在した抵抗体に、抵抗体の物理量を検出する検出
手段が接続されて成る電子銃である。

【００１９】本発明は、電子銃を構成する電極間に介在
した抵抗体に、抵抗体の物理量を検出する検出手段が接
続されて成る電子銃を備え、検出手段からの検出信号に
よって高圧供給を遮断する遮断手段を有する画像表示装
置である。

【００２０】図１は本発明の一実施の形態として陰極線
管用電子銃の概略構成図（側面・断面図）を示す。

【００２１】本実施の形態の電子銃はユニポテンシャル
型のものである。図１に示すように、この陰極線管用電
子銃では、陰極線管体のネック管１の先端部にあるステ
ム２の近傍に電子を放出するためのカソードＫが設けら
れ、このカソードＫに隣接して第１グリッドＧ₁ 、第２
グリッドＧ₂ 及び第３グリッドＧ₃ を構成するカップ部
材Ｇ_3Aが同軸上に配される。そして、カップ部材Ｇ_3Aに
隣接した位置に、主レンズを形成するための抵抗筒体即
ち後述する高抵抗管３が設けられる。さらに、この高抵
抗管３の上端部にはＨＶシールド４及びＨＶスプリング
５が固定される。尚、ステム２には複数のステムピン６
が埋め込まれている。

【００２２】第１グリッドＧ₁ にはビーム量を制御する
ためのカットオフ電圧が印加される。一方、第１グリッ
ドＧ₁ に隣接する第２グリッドＧ₂ にはカソードＫより
正に数百Ｖ程度高い電圧が印加される。そして、第１グ
リッドＧ₁ ，第２グリッドＧ ₂ 及び第３グリッドＧ₃ を
構成するカップ部材Ｇ_3Aは、これらの両側に配された一
対のビードガラス７に融着によって固定され、トライオ
ードを構成する。

【００２３】また、第１グリッドＧ₁ のリード線２４及
び第２グリッドＧ₂ のリード線２５はそれぞれステムピ
ン６に接続され、これによりトライオードが固定され
る。

【００２４】高抵抗管３は、例えばアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ
₃ ）中に、Ｔｉ，Ｗ，Ｃｕ等の酸化物を混合し燒結させ
て導電性をもたせた物質や導電性をもたせたフェライ
ト、チタニア系セラミックス等からなり、高耐圧性を有
する絶縁物を主成分とする。

【００２５】この高抵抗管３は、真円度の高い（例えば
２０μｍ以下）円筒形状に形成される、その両端部及び
中央部にはＲｕＯ₂ −ガラスペーストからなるリング状
の電極膜８，９，１０が塗布形成されている。ここで、
電極膜８はカップ部材Ｇ_3Aとともに第３グリッドＧ₃ を
構成し、電極膜９，１０はそれぞれ第４グリッドＧ₄ 及
び第５グリッドＧ₅ の役割を果たす。

【００２６】高抵抗管３の抵抗値については、高抵抗管
３の直径と電極膜８，９及び９，１０間の間隔をそれぞ
れ１２ｍｍ程度とすると、各電極膜８，９及び９，１０
間において１００ＭΩ〜１０Ｔ（テラ）Ωとなるように
設定することが好ましく、特に１ＧΩ程度が好ましい。
抵抗値を１ＧΩに設定した場合には、高抵抗管３の体積
抵抗率は１０⁸ Ω・ｃｍとなる。

【００２７】さらに、高抵抗管３の一方の外面には、そ
の長手方向に延びる導電膜１７が形成されている。高抵
抗管３の両端部には、電極膜８，１０と電気的に接続す
るための円筒ホルダー１２ａ，１２ｂが固定されてい
る。この円筒ホルダー１２ａ，１２ｂは、例えばステン
レス等の金属からなり、高抵抗管３とはまり合うリング
状のフランジ部１３を有している。そして、このフラン
ジ部１３の内周には、対向する一対の突起１４が例えば
円周内の３個所に設けられ、これらの突起１４のうち内
側のものが高抵抗管３の内面に形成した電極膜８，１０
と接触するように構成される。また、円筒ホルダー１２
ａと円筒ホルダー１２ｂとは、高抵抗管３の外面に形成
した導電膜１７を介して電気的に接続される。

【００２８】図１に示すように、高抵抗管３のほぼ中央
部にはＧ₄ ピン１５が設けられる。このＧ₄ ピン１５は
高抵抗管３の膨張係数とほぼ等しい膨張係数を有するコ
バール鉄又はチタン合金で形成することが好ましい。そ
して、このＧ₄ ピン１５は、高抵抗管３に形成した孔を
介して電極膜９と接触するように取り付けられる。ま
た、Ｇ₄ ピン１５はリード線２６が接続される。このリ
ード線２６は、図示しないがステムピンに固定される。
これにより、外部からステムピンとリード線２６とＧ₄
ピン１５を通じて、第４グリッドＧ₄ となる電極膜９に
例えば数ｋＶ程度の電圧が供給される。

【００２９】ＨＶシールド４は例えばステンレス製の平
板状の部材で、その中央部に電子ビームを透過させるた
めの孔１８が設けられる。このＨＶシールド４は溶接に
よって第５グリッドＧ₅ 側の円筒ホルダー１２ａに固定
される。ＨＶスプリング５は例えばインコネルからなり
ＨＶシールド４の両端部に溶接によって固定され、その
先端部がネック管１の内面を押圧するように構成され
る。そして、このＨＶスプリング５は陰極線管体の内壁
に形成されたカーボン等からなる導電膜を介して図示し
ないアノードボタンに電気的に接続される。

【００３０】これにより、アノードボタンから供給され
る例えば３０ｋＶ程度の高電圧が、ＨＶスプリング５と
ＨＶシールド４と円筒ホルダー１２ａとを通じて第５グ
リッドＧ₅ となる電極膜１０に供給される。また、導電
膜１７を通じて第３グリッドＧ₃ となる電極膜８にもこ
の高電圧が供給される。

【００３１】このように電子銃が構成されていることに
より、主レンズを形成するための第３〜第５グリッドＧ
₃ 〜Ｇ₅ に相当する電極膜８〜１０が精度良く一体形成
された高抵抗管３に形成されていることから、これらの
電極間のＺ軸に対する軸ずれが小さくなる。従って、電
子ビームの離軸を小さく抑えることができる。

【００３２】さらに、球面収差が小さくなることから、
ビームスポット径を小さくすることができ、解像度を向
上させることが可能になる。

【００３３】そして、本実施の形態では、特に高抵抗管
３のうちアノードボタンからの高電圧が印加される電極
膜１０と比較的低電圧が印加される電極膜９との中間部
に、抵抗体である高抵抗管３の物理量を検出するための
端子が設けられる。

【００３４】具体的には、２つの電極膜９，１０の間に
例えば電極膜８，９，１０と同じ材料からなる複数のリ
ング状の部分（以下導電リングとする）１１が、高抵抗
管３の内壁に端子として形成されている。電極膜８，
９，１０及び導電リング１１は、共に高抵抗管３の長手
方向即ち管軸（Ｚ軸）方向と垂直方向に形成されてい
る。

【００３５】そして、この導電リング１１からは、中央
の電極膜９に接続されたＧ₄ ピン１５と同様に、高抵抗
管３に形成した孔を介してピン１６が導電リング１１と
接触するように取り付けられる。また、ピン１６にはリ
ード線２７が接続され、このリード線２７も図示しない
がステムピンに固定される。そして、リード線２７は、
ステムピンを通じて外部の電気回路に接続される。

【００３６】尚、端子となる導電リング１１は、低電圧
の電極膜９により近い部分に設けた方が、電圧の取り扱
い上好ましい。

【００３７】図２に示す模式図により、さらに詳しく説
明する。導電リング１１に接続されたピン１６は、上述
のようにリード線２７やステムピンを通じて陰極線管の
外部にある電気回路３０に接続される。この電気回路３
０は、動作中の電子銃の状態を監視する監視回路となる
もので、抵抗体即ち高抵抗管３の物理量を検出し、この
物理量に対応して所定の検出信号３１を出力する。

【００３８】検出する物理量としては、電流・電圧・温
度等が挙げられる。そして、過電流や過電圧、或いは過
剰な発熱を生じたことを、端子に接続された検出手段、
即ち例えば電気回路３０内に設けられた電流計や電圧計
等により検出する。

【００３９】電流の測定は、例えばピン１６を通じてバ
イパスして流れてくる電流量を、電気回路３０内の電流
計で測定する。電圧の測定は、例えば導電リング１１と
低電圧の電極膜９との電位差を、電気回路３０内の電圧
計で測定する。

【００４０】温度の測定は、例えば熱電対や測温抵抗体
等を端子に接続して、温度変化を電流等の変化に変換し
て、電気回路３０内の電流計等で検出することが可能で
ある。尚、温度変化よりも電流又は電圧の変化の方が、
温度変化よりも応答性や制御性が優れているので、好ま
しくは電流又は電圧を測定する。

【００４１】このように構成したことにより、高抵抗管
３の抵抗率が低下して過電流が流れ、高抵抗管３に発熱
が生じた場合において、異常を電気回路３０で検出し
て、検出信号３１を出力し、この検出信号３１に応じて
自動的に、或いは検出信号３１を元に手動により、対応
策例えばアノードボタンから供給される高電圧の供給停
止がなされる。従って、抵抗値低下による電子雪崩沿面
放電現象を防止して高抵抗管３の絶縁破壊を防止するこ
とができる。

【００４２】上述の本実施の形態によれば、高抵抗管３
に、端子となる導電リング１１及びピン１６を通じて、
高抵抗管３の物理量を検出する電気回路３０が接続され
たことにより、高抵抗管３に発熱や過剰な電流の増加を
生じた場合に、電気回路３０で検出することができるた
め、これを元に例えば電子銃に供給される高電圧を停止
するといった、高抵抗管３の絶縁破壊を防止する対策を
採ることができる。

【００４３】これにより、高抵抗管３に流れる電流を停
止して、高抵抗管３を元の状態に冷却することができ
る。従って、電子銃に形成される電子レンズの性能を安
定させ、長期信頼性を向上させることができる。

【００４４】また、これまで実用化が困難であった、電
極間に抵抗体（例えば高抵抗管３）を挿入した静電収束
電子レンズを有する電子銃を実用化することができる。
これにより、電子ビームのスポット特性を劣化させず
に、電極８，９，１０の間隔を拡張することができ、よ
り大口径の主電子収束レンズを形成することが可能にな
る。従って、電子ビームのスポット径を小さくして陰極
線管の解像度を向上させることができる。

【００４５】また、電極８，９，１０の径を大きくしな
くても大口径の主電子収束レンズを形成することができ
るため、より細いネック管１を有する陰極線管を形成す
ることが可能になる。従って、電子ビームの電磁偏向を
行うために必要な電力を削減することが可能になる。

【００４６】尚、上述の実施の形態において、さらに電
極膜８，９，１０の間の高抵抗管３の内壁に、例えば螺
旋状或いはリング状の導電膜を形成して電極膜８，９，
１０間の電界を安定化させる構成を付加することも可能
である。

【００４７】また、上述の実施の形態では、ユニポテン
シャル型の電子銃を構成したが、バイポテンシャル型の
電子銃にも同様に本発明を適用することができる。その
場合も、抵抗体例えば筒状の高抵抗管の高電圧が印加さ
れる電極と低電圧が印加される電極との間に検出用の端
子を形成し、この端子を検出回路となる電気回路に接続
することにより、上述の実施の形態と同様の効果を得る
ことができる。

【００４８】続いて、図１及び図２に示した構成を備え
た画像表示装置の概略構成図を図３に示す。この画像表
示装置４０は、陰極線管４１を備えてなり、ＴＶ受像機
やコンピュータモニタ等に用いられるものである。陰極
線管４１のネック部の内部には、電子銃４２として図１
に示した高抵抗管３を有する電子銃が設けられている。
電子銃４２の高抵抗管３は、先に図２に示したように、
監視回路３０に接続されている。

【００４９】そして、監視回路３０は、遮断回路４５に
接続されて、前述した検出信号３１をこの遮断回路４５
に出力する。遮断回路４５は高電圧ＨＶの供給部４６と
陰極線管４１のアノードボタン４３との間に設けられ
て、この間の遮断手段を構成している。即ちこの遮断回
路４５により、検出信号３１に対応して、自動的にアノ
ードボタン４３を通じて電子銃４２に供給される高電圧
ＨＶの供給／遮断が行われる。

【００５０】この構成により、前述したように高抵抗管
３に過電流が流れた場合に、監視回路３０から検出信号
３１を出力し、遮断回路４５によって高電圧ＨＶを遮断
して、陰極線管４１に高電圧が供給されないようにする
ことができる。これにより、高抵抗管３の絶縁破壊を防
止することができるので、画像表示装置４０の故障を未
然に防ぐことができる。

【００５１】尚、遮断回路４５により画像表示装置４０
の主電源を遮断する構成も考えられる。この場合も、同
様に高抵抗管３の絶縁破壊を防止することができ、画像
表示装置４０の故障を未然に防ぐことができる。しかし
ながら、陰極線管４１以外の部分については、電源が供
給されている方がよい場合もあり、必ずしも通電を遮断
しなくてもよい。このため、図３に示したように、遮断
回路４５は陰極線管４１の高電圧ＨＶのみを遮断する構
成とすることが好ましい。

【００５２】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。

【００５３】

【発明の効果】上述の本発明によれば、抵抗体にその物
理量を検出する検出手段が接続されたことにより、抵抗
体に発熱や過剰な電流の増加を生じた場合に検出するこ
とができる。これにより、抵抗体に流れる電流を停止し
て、元の状態に冷却し絶縁破壊を防ぐことができる。従
って、電子銃に形成される電子レンズの性能を安定さ
せ、長期信頼性を向上させることができるため、これま
で実用化が困難であった電極間に抵抗筒体を接合させた
静電収束電子レンズを有する電子銃を実用化することが
できる。

【００５４】即ち電極の間隔を拡張して、より大口径の
主電子収束レンズを形成することが可能になり、電子ビ
ームのスポット径を小さくして、本発明の陰極線管用電
子銃を備えた画像表示装置の解像度を向上させることが
できる。また、電極の径を大きくする必要がないため、
より細いネック管を有する陰極線管を形成して、電子ビ
ームの電磁偏向を行うために必要な電力を削減すること
が可能になる。

【００５５】また、本発明の画像表示装置によれば、検
出手段からの検出信号によって遮断手段が高圧供給を遮
断するため、電子銃の抵抗体に過電流が流れた際に電子
銃への高圧の供給を遮断して、抵抗体の絶縁破壊を防
ぎ、画像表示装置の故障の発生を未然に防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の陰極線管用電子銃の概
略構成図である。

【図２】図１の陰極線管用電子銃と接続された電気回路
を示す模式図である。

【図３】図１及び図２の構成を備えた画像表示装置の概
略構成図である。

【符号の説明】

１ ネック管、２ ステム、３ 高抵抗管、４ ＨＶシ
ールド、５ ＨＶスプリング、６ ステムピン、７ ビ
ードガラス、８，９，１０ 電極膜、１１ 導電リン
グ、１２ａ，１２ｂ 円筒ホルダー、１３ フランジ
部、１４ 突起、１５Ｇ₄ ピン、１６ ピン、１７ 導
電膜、２４，２５，２６，２７ リード線、３０ 電気
回路（監視回路）、３１ 検出信号、４０ 画像表示装
置、４１ 陰極線管、４２ 電子銃、４３ アノードボ
タン、４５ 遮断回路、Ｋ カソード、Ｇ₁ 第１グリ
ッド、Ｇ₂ 第２グリッド、Ｇ₃ 第３グリッド、Ｇ_3A
カップ部材、Ｇ₄ 第４グリッド、Ｇ₅ 第５グリッ
ド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子銃を構成する電極間に介在した抵抗
   体に、該抵抗体の物理量を検出する検出手段が接続され
   て成ることを特徴とする電子銃。
2. 【請求項２】 電子銃を構成する電極間に介在した抵抗
   体に、該抵抗体の物理量を検出する検出手段が接続され
   て成る電子銃を備え、 検出手段からの検出信号によって高圧供給を遮断する遮
   断手段を有することを特徴とする画像表示装置。