JP2001515648A - 外側ビーム間に偏向依存距離を有するカラー表示デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 カラー表示デバイスが、偏向手段と同時に、電子銃、表示スクリーン及びカラー選択電極を具えている。電子ビーム間の距離は動的に変えられ、そこで偏向空間内の距離がそれらのビームが少なくとも一方向に偏向されるので減少する。その距離の低減が、カラー選択電極と表示スクリーンとの間の距離に、その方向において増大されることを可能にさせるる。その結果、カラー選択電極の曲率が増大され、そのことが強度及びカラー選択電極のドーム形成とマイクロフォニック特性とに正の影響を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 外側ビーム間に偏向依存距離を有するカラー表示デバイス 本発明は３本の電子ビームを発生するためのインライン電子銃、カラー選択電 極及び表示窓の内側表面上の燐光体スクリーンを含んでいるカラー陰極線管及び 前記カラー選択電極を横切って前記電子ビームを偏向するための手段を具えてい るカラー表示デバイスに関するものである。 そのような表示デバイスは既知である。 その目的は表示窓の外側表面をより平坦にすることであるから、そのカラー表 示デバイスにより表現される映像は、視聴者により平坦であると認識される。し かしながら、外側表面の曲率の半径の増加は、多数の問題の増加へ導く。表示窓 の内側表面の、及びカラー選択電極の曲率の半径も増加しなくてはならず且つ、 カラー選択電極がより平坦になるので、カラー選択電極の強度が減少し、且つ従 ってドーム形成及び振動に対する感度が増加する。この問題に対する代りの解決 は、その表示窓の内側表面を外側表面よりももっと強く曲げることである。その おかげで、比較的小さい曲率の半径を有するシャドウマスクが用いられ得る。結 果として、ドーム形成及び振動問題が低減されるが、しかし、他の問題が代りに 起こる。表示窓の厚さが縁におけるより中央において非常に小さい。その結果、 表示窓の重量が増加し且つ映像の強度が縁に向かって大幅に減少する。 外側表面が平坦又はほとんど平坦であり得て、一方同時に、上記の問題が克服 又は低減される、冒頭文節に述べられた種類のカラー陰極線管を提供することが 本発明の目的である。 これを達成するために、本発明によるカラー表示デバイスは、該カラー表示デ バイスが第一及び第二の手段を具え、偏向面の位置における電子ビーム間の距離 を少なくとも一つの偏向方向における偏向の関数として低減するために、前記第 一及び第二の手段は電子ビームの軌道に動的に影響するように、相互から幾らか の距離に配置されていることを特徴としている。 本発明によるカラー表示デバイスは、電子ビームの軌道に動的に影響するため に、相互から幾らかの距離に配設された第一及び第二の手段を有している。その おかげで、偏向の面における電子ビーム間の距離（「ピッチ」とも呼ばれる）が、 この距離が偏向が増加すると共に減少するような方法で動的に変えられ得る。偏 向の関数として、且つ従ってｘとｙとの双方又はいずれか一方の座標の関数とし て、この距離を動的に変えることにより、表示窓とカラー選択電極との間の距離 が関連する偏向方向に従って増加し得る。表示窓の内側表面の形状とその表示窓 とカラー選択電極との間の距離とが、カラー選択電極の、特に曲率における、形 状を決定する。電子ビーム間の距離が偏向の関数として減少するので、表示窓と カラー選択電極との間の距離は増加し、且つそのカラー選択電極の形状が既知の 陰極線管におけるよりも、表示窓の内側表面の形状からもっと逸れ得て、且つ、 特に、カラー選択電極の曲率が大きくなり得る。前記の大きい曲率（言いかえれ ば、曲率のもっと小さい半径）がカラー選択電極の強度を増加し且つドーム形成 及びマイクロホニックスを低減する。 好適には、第一の手段が電子銃内に一体化され、すなわち、第１の手段が電子 銃の１個以上の構成要素を具える。 分離した第一の手段と比較して、これはより少ない構成要素しか必要とせず、 且つ第一及び第二の手段の間の距離が増大され、かくして電子ビーム間の距離の 可能な変化の、及び従ってカラー選択電極と表示スクリーンとの間の距離の変動 の増加及び、従って、カラー選択電極の曲率のより大きい変化を可能にすると言 う利点を有する。 好適には、第一の手段は電子銃の前合焦部分の１個以上の構成要素を具えてい る。結果として、第一の手段が例えば主レンズ部分の位置に置かれて、かくして 電子ビーム間の距離での可能な変動の、及び従ってカラー選択電極と表示スクリ ーンとの間の距離での変動を可能にする実施例と比較して、第一及び第二の手段 の間の距離が増大される。 代りに、実施例においては分離した第一の手段が用いられる。分離した第一の 手段を使用する利点は、電子銃設計が変えられる必要が無いことである。電子銃 設計が変えられる必要が無いので、電子ビームの発生、ビーム形成及び合焦のよ うな、電子銃の電子光学機能が第１の手段の導入により影響されないかまたはほ とんど影響されず、分離した第一の手段の応用は非常に容易に適用できる。好適 には、分離した第一の手段がエンベロープの外側上に置かれる。第一の手段はそ のとき容易に入手でき、且つ電流が容易に供給され得る。 好適には、第二の手段は偏向手段内に一体化され、すなわち、第二の手段は偏 向手段の１個以上の構成要素を具えている。 これは分離した第二の手段と比較して、より少ない構成要素しか必要とせず且 つ第１および第二の手段の間の距離が増大され、かくして電子ビーム間の距離の 可能な変動の、及び従ってカラー選択電極と表示スクリーンとの間の距離の変動 の増加を可能にすると言う利点を有している。 好適には、偏向の関数として電子ビーム間の距離は少なくとも２％変わる。結 果として、カラー選択電極の曲率の半径はドーム形成とマイクロホニック特性に おける目立つ変化が達成されるほど大きく変化し得る。別の好適な実施例におい ては、外側ビーム間の距離が５％以上変わる。これが曲率の半径でのより大きい 変化が達成されることを可能にし、それがドーム形成とマイクロホニック特性と に強い影響を有している。 本発明のこれらの目的は以下に記載される実施例から明らかになり、且つ本発 明の他の目的が以下に記載される実施例を参照して解明される。 図において、 図１は、本発明が図式的に示されている、表示デバイスの断面図であり、 図２Ａ、２Ｂは、幾つかの四重素子を図式的に示しており、 図３及び４は、カラー表示デバイスの図式的、断面図によって、本発明がそれ に基いている幾つかの認識を示しており、 図５は、回路内の四重素子を相互接続する一例を示しており、 図６及び７は、四重素子の代りの実施例を示しており、 図８及び９は、本発明の幾つかの態様を図解し、 図１０は、四重極のための駆動体系を図式的に図解している。 これらの図は比例尺では画かれていない。図において類似の参照符号は一般に 類似の部分を示している。 この表示デバイスは、表示窓２、円錐体部分３及び頚部４を含む排気されたエ ンベロープ１を有する陰極線管、この例においてはカラー表示管を具えている。 その頚部４内に、一平面内に延在する、この場合には図面の面であるインライン 面内に延在する３本の電子ビーム６、７及び８を発生するための電子銃５を配置 されている。偏向されない状態においては、中央電子ビーム７が管軸９とほぼ一 致している。表示窓の内側表面は表示スクリーン１０を設けられている。前記の 表示スクリーン１０は、赤、緑及び青で冷光を発する多数の燐光体素子を具えて いる。表示スクリーンへ行く途中で、電子ビームが電磁偏向ユニット５１によっ て表示スクリーン１０を横切って偏向され、且つ表示窓２の前に配置され且つ開 口部１２を有する薄い板を具えているカラー選択電極１１を通過する。３本の電 子ビーム６、７及び８が互いに対して小さい角でカラー選択電極の開口部１２を 通過し、且つ従って各電子ビームは一色の燐光体上のみに衝突する。電磁偏向ユ ニット５１は、コイル保持器１３に加えて、二つの相互に垂直な方向に電子ビー ムを偏向するためのコイル１３’を具えている。この表示デバイスは更に、動作 中貫通供給体を介して電子銃の各成分へ供給される電圧を発生するための手段を 含んでいる。偏向面２０が、この面における電子ビーム６と８との間の距離ｐ、 及びカラー選択電極と表示スクリーンとの間の距離ｑと同時に図式的に示されて いる。 このカラー表示デバイスは二つの手段１４、１４’を具えており、第一の手段 １４は、動作中に、相互に向けて最も外側の電子ビームを動的に曲げるために、 すなわちある方向における偏向の関数として曲げるために用いられ、第二の手段 １４’は反対方向に最も外側の電子ビームを動的に曲げるために働く。図２Ａ及 び２Ｂはそのような手段の例を示している。この場合には、手段１４（図２Ａ） は、４個のコイル１６、１７、１８及び１９が、励磁に際して（例えば、ライン 偏向電流の二乗に比例する電流を用いて）４５°四重極磁界が発生されるような 方法で上に巻かれる、磁化できる材料でできたリングコアを具えている。４５° 四重極磁界は代りに、図６に示されたような二個の巻かれたＣ型コアによって、 又は図７に示されたような固定子構造によって発生され得る。手段１４’の構造 （図２Ｂ）は手段１４の構造と類似している。しかしながら、コイルは、動作中 に、コイルを通過する電流が、４５°の４極磁界が、図２Ａに示された４５°磁 界の方向と反対である方向を有して発生されるような方法、及び方向で巻かれて いる。 図１は本発明を図式的に示している。３本の電子ビーム６、７及び８が距離ｐ だけ、偏向の面（偏向ユニット５１のほぼ中央に置かれている面２０）内で相互 から分離されている。カラー選択電極１２と表示スクリーン１０との間の距離ｑ は距離ｐと反比例する。式では、これは次のように表現され得る。 ｑ＝Ｃｐ^-1、ここでＣは定数である。 本発明によるカラー表示デバイスは二つの手段（１４、１４’）を具え、それ らは相互から幾らかの距離に置かれており、且つそれらは少なくとも一方向にお ける偏向の関数としてこの距離ｐが減少するような方法で、偏向の関数として、 距離ｐを変えるために用いられる。 好適には、その手段は少なくともｙ方向における電子ビーム間の距離ｐを動的 に変えるために適切に用いられ得る。表示窓のより平坦な構造から生じる利点は ｙ方向において最大である。 この効果は図３及び図４に図解されている。図３は手段１４、１４’無しのカ ラー表示デバイスを示している。偏向ユニット５１の位置における電子ビーム間 の距離は、偏向の関数として変わらない。図４においては、それらの手段１４、 １４’がこの距離を変え、すなわち手段１４が相互に向かって電子ビームを曲げ て、且つ手段１４’が反対方向にそれらの電子ビームを曲げる。結果として、電 子ビーム間の距離は、偏向されない電子ビームに対するよりも偏向された電子ビ ームに対して小さくなる。距離ｐがより小さいので、距離ｑが増加できる。距離 ｑの増加がカラー選択電極の曲率の増加へ導く。これがカラー選択電極の強度に 正の効果を有し、一方ドーム形成とマイクロホニックスとが減少する。 図５は、一例に関して、いかにそれらの手段１４及び１４’がライン偏向コイ ル１３を有する回路内に組み込まれ得るかを示している。 図１〜７は、カラー表示デバイスが電子銃５と偏向ユニット５１との間に置か れた、二つの手段１４、１４’を具えている実施例を示している。 第一の代替品によると、手段１４’が、動的電磁４極磁界を発生するために偏 向ユニット上へ離れたコイルを巻くことにによるか、又は偏向コイルが動的電磁 ４極磁界を発生するような方法で現存する偏向コイルの巻線を修正することによ るかのいずれかで、偏向ユニット内に一体化される。本発明の範囲内に、偏向ユ ニットの前に別々の四重極が非／自己収斂偏向ユニットと結合される実施例もま た、すなわち非‐自己収斂（実際には過自己収斂する）である偏向磁界を発生す る偏向ユニットが具えられる。 もう一つの代替品によると、手段１４が電子銃５内に一体化される。次の電極 内の２個又はそれ以上の開口部間に動的電圧差を加えることにより、これらの電 極内の開口部の中心線が相互に動かされ、（ｘ方向における）電子ビームの運動 の方向と直角な成分を具えている電界が加えられ得て、それでビームが相互に向 かって動かされる。電子銃内の手段１４の一体化は、第一の手段１４と第２の手 段１４’との間の距離が増加され、かくして距離ｐにおけるより大きい動的変化 及び従って中心から縁までの距離ｑにおけるより大きい変化を可能にする。これ らの手段は主レンズ部分内に、あるいは主レンズ部分の直前に一体化され得る。 一例においては、第一主レンズ電極内の最も外側の開口部間の距離は、第二主レ ンズ電極（アノードとも呼ばれる）における距離よりも小さい。主レンズ電極間 に動的成分を具えている電圧が印加される。それのおかげで、電子ビームが主レ ンズにおいて互いに向かって動かされ（収斂）て、主レンズ電極間の電圧内の動 的成分が、収斂の動的変化を生じる。類似の効果が電子銃の主レンズ部分のサブ 電極間についてもたらされ得る。これらの実施例においては、手段１４’は図１ 〜７に示されたように、別々の四重発生素子であるか、又は好適には、手段１４ と１４’との間の距離を最大化するために偏向ユニット内に一体化される。好適 には、手段１４は、例えばＧ２及びＧ３電極内の最も外側の開口部を相互に対し て移動し且つ電極間に動的成分含有電位差を印加することにより、電子銃の前合 焦部分に一体化される。電極内の開口部の相対移動の結果として、動作中に、電 極間に発生される電界が最も外側の電極の伝播の方向を横切る成分を具えている ので、電子ビームの収斂が影響される。電極間に印加される電圧内の動的成分は 、収斂の動的順応を生じ、それにより、電子銃発明の前合焦部分のこの実施例に おいては、この部分において電子ビームが偏向の関数として相互に向かって動か される。そのような手段１４は、図１〜７に示されたように、手段１４’と、あ る いは偏向ユニット５１内に一体化された手段１４’と結合され得る。これは手段 １４と１４’との間に大きい距離があると言う利点を有する。前合焦部分におけ るビームの収斂が動的に変えられると言う事実の結果は、主レンズ内の最も外側 の電子ビームの位置もまた動的変化を受けることである。この変化がまた電子ビ ームの方向の変化を生じ、それが一般に反対方向に動く電子ビームに帰着する。 第二の手段１４’は、本質的に動的電圧がそれに印加されるか又は印加されない 主レンズにより構成され得る。 本発明は次のように簡単に要約され得る。すなわち、カラー表示デバイスが偏 向手段と同時に電子銃、表示スクリーン及びカラー選択電極を具えている。電子 ビーム間の距離が動的に変えられ、すなわち偏向空間内の距離が、電子ビームが 少なくとも一方向に偏向される従って減少する。この距離の低減が、カラー選択 電極と表示スクリーンとの間の距離がその方向において増加されることを可能に する。結果として、カラー選択電極の曲率が増大され、それが強度及びそのカラ ー選択電極のドーム形成とマイクロホニック特性とに正の効果を有する。その表 現「偏向の関数として偏向面の位置における電子ビーム間の距離を減少するため に」は第一及び第二の手段の動作によって、偏向の関数として、すなわち偏向角 が増加する場合に、距離が減少することを意味すると理解されるべきであること が認められる。実施例において、動作中にその手段への全効果は、ビームが偏向 されない場合に、偏向の一部または全部に対して、ビームの間の距離がそれらの 手段が非動作である状態に関して増加されようになり得る。 本発明の範囲内に多くの変化がこの技術に熟達した人々には可能であることは 明らかであろう。 好適には、距離ｐの動的な変化の結果としての距離ｑの変化は、中心から上側 又は下側まで（すなわちｙ方向において）測定されて、１．５ｍｍ以上である。 本発明のより良い理解のために、本発明の幾つかの原理的態様が以下に記載さ れ且つ図８及び９により図解される。 真に平坦な陰極線管が近頃は市場に導入されてきた。表示窓（しばしば「パネ ル」とも呼ばれる）がもっと平坦になった場合には、シャドウマスクもまたもっ と平坦にされねばならない。そのようにすることにより、シャドウマスクはドー ム形成（映像の変色を生じる）とドロップテスト（マスクの座屈を生じる）とに 対してもっと敏感になる。この停頓から逃れる方法は、シャドウマスクを（大き い曲率の半径、例えば３Ｒにより）曲げられたままに保って、表示窓の曲げられ た内側表面を作ることである。その表示窓の内側表面の曲率がまだ充分であり、 且つ外側表面が平坦である場合には、プレーンが大きいガラス縁を得る(表示窓 の厚さの大きい増加がその表示窓の中心からその表示窓の縁へ進む)。大きいガ ラス縁は、暗いガラスが用いられた場合に映像の輝度分布に負の強い影響を有し 、且つその上、大きい縁がその陰極線管の重さと同時に、その陰極線管の熱処理 の速度に影響する。 本発明によるカラー表示デバイスはかなり小さい管重量と、例えば１０ｍｍだ けの、小さいガラス縁とを可能にする。図８に本発明の原理が図式的に示されて おり、すなわち２個の四重極（Ｑ１及びＱ２）によって、垂直方向でのマスク〜 スクリーン距離が修正され得る。この方法でマスクの大きい曲率を得ることがで きる。本発明は二重マッスルコイル技術（double mussel coil technology）と 一緒に特に適用され得る。図８に示された例においては、第二四重極Ｑ２がフレ ーム偏向ユニットと一体化される。それはフレームコイル内に一体化され得るか 、又は偏向ユニットのコアの周りにドーナツ型形状で別々のコイルとして巻かれ 得る。本発明は表示窓のほぼ平坦な内側表面（例えば５メートル以上、例えば７ ．２メートルの極率の半径）が、大幅にもっと曲げられている、例えば５メート ル以下の、例えば３．９メートル（水平に）と垂直に１．９メートルとの曲率の 半径を有するシャドウマスクと結合されることを可能にする。 図９は銃ピッチＰ_gd（すなわち偏向ユニットの偏向面９１における中央ビーム と外側ビームとの間の距離）、スクリーンピッチＰ_sc（すなわちスクリーン１０ における中央ビームと外側ビームとの間の距離）、偏向面とスクリーンとの間距 離Ｌ、及びシャドウマスクとスクリーンとの間の距離ｑの間の関係を示している 。電子銃を離れるときには３本であった電子ビーム６、７及び８がスクリーン１ ０上に収斂される。図９は、所定のスクリーンピッチＰ_scと所定の距離Ｌとに対 して、銃ピッチＰ_gdが減少した場合に距離ｑが増加することを示している。数学 的にはこの関係が ｑ＝（Ｐ_sc×Ｌ）／（３×Ｐ_gd＋Ｐ_sc） により与えられる。それで本発明においては、偏向の関数として銃ピッチを変え ることにより、マスク対スクリーン距離ｑがそのスクリーン上の各点に対して代 えられ得て、且つ付加的なマスク曲率を得ることができる。 図１０は図８に示された２四重極へ印加される電流を図式的に示している。電 子銃の近く又は周りに置かれた四重極Ｑ２は、その管のカラー純粋特性を最良に するために用いられる。四重極Ｑ１は収斂特性を復元するために用いられる。四 重極Ｑ１はその偏向ユニットの水平偏向面の近くに置かれるので、それはカラー 純粋性に少ししか影響を有さない。これが陰極線管製造施設において行われる、 偏向ユニット対陰極線管整合を単純化する。四重極の各々の強い影響が重要であ るから、四重極の信頼できる駆動が重要な局面である。その局面においては「電 圧駆動」よりもむしろ「電流駆動」が好ましく、且つ好適にはフレーム（垂直） 偏向依存電流がそれらの四重極へ供給される。簡単で且つ好適な駆動体系におい ては、四重極駆動電流が、名目動的振幅のほぼ半分の負のオフセットを有する垂 直偏向電流の二乗とほぼ比例している。これが図１０に図式的に示されており、 その図では四重極へ供給される電流（Ｉ_q）は垂直偏向電流（Ｉ_v）の関数として 与えられる。負のオフセットＯは動的振幅Ｄのほぼ半分である。この駆動体系( すなわちＯがＤのほぼ半分である)は、オフセットが特定の組に対して選ばれた 過走査の総量に依存しないと言う利点を有し、そのことが四重極用の駆動回路に 偏向ユニット内へ一体化されることを可能にする。この特定の実施例においては 、電子ビーム間の距離がＩ_qが増加すると共に減少することは注意されねばなら ない。しかしながらこのことはまた、偏向されないビームすなわちＩ_v＝０に対 して、及び偏向の重要な部分に対してさえも、電流Ｉ_qは負であり、且つ電子ビ ーム間の距離が実際にＩ_q＝０、すなわち四重極が働いていない場合よりも大き いようであることも意味している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スロイテルマン アルベルタス アー エ ス オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．３本の電子ビームを発生するためのインライン電子銃、カラー選択電極及び 表示窓の内側表面上の燐光体スクリーンを含んでいるカラー陰極線管及び前記 カラー選択電極を横切って前記電子ビームを偏向するための手段を具えている カラー表示デバイスにおいて、 該カラー表示デバイスが第一及び第二の手段を具え、偏向面の位置における 電子ビーム間の距離を少なくとも一つの偏向方向における偏向の関数として低 減するために、前記第一及び第二の手段は電子ビームの収斂に動的に影響する ように、相互から幾らかの距離に配置されていることを特徴とするカラー表示 デバイス。 ２．請求項１記載のカラー表示デバイスにおいて、前記第一の手段が前記電子銃 の１個以上の構成要素を具えていることを特徴とするカラー表示デバイス。 ３．請求項２記載のカラー表示デバイスにおいて、前記第一の手段が前記電子銃 の主レンズ部分の１個以上の構成要素を具えていることを特徴とするカラー表 示デバイス。 ４．請求項２記載のカラー表示デバイスにおいて、前記第一の手段が前記電子銃 の前合焦部分の１個以上の構成要素を具えていることを特徴とするカラー表示 デバイス。 ５．請求項１記載のカラー表示デバイスにおいて、前記第二の手段が偏向手段の １個以上の構成要素を具えていることを特徴とするカラー表示デバイス。 ６．請求項１記載のカラー表示デバイスにおいて、動作中に、偏向の関数として 前記電子ビーム間の距離が少なくとも２％変わることを特徴とするカラー表示 デバイス。 ７．請求項１記載のカラー表示デバイスにおいて、前記少なくとも一つの偏向方 向がｙ方向であることを特徴とするカラー表示デバイス。