JP2003198992A

JP2003198992A - 陰極線管装置及び駆動方法

Info

Publication number: JP2003198992A
Application number: JP2001393333A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yano; 哲也箭野
Original assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】小さなカソード電圧、ドライブ電圧で安定な
動作と大きなカソード電流が得られ、しかも安価な陰極
線管装置を提供する。【解決手段】映像信号Ａに対応して変化するドライブ
電圧Ｅdを第１の直流バイアス電圧Ｄ1に重畳してカソー
ドＫに印加し、前記ドライブ電圧Ｅdに同期して変化す
る電圧Ｅd´を第２の直流バイアス電圧Ｄ2に重畳して第
１グリッドに印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラー陰極線管など
の陰極線管装置と駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー陰極線管装置２０の一例を
図４に示す。カラー陰極線管２１とその駆動回路からな
る。図４では、特に、緑、青、赤用にそれぞれ使用され
る単電子銃の電子ビームを駆動するカソード回路、第１
グリッド回路の一例を示す。他の回路の図示は省略す
る。図において、カラー陰極線管２１のＫはカソード、
Ｇ１、Ｇ２はそれぞれ第１、第２グリッドである。ま
た、Ｇ３はフォーカス電極、Ｇ４はアノード電極であ
る。映像信号Ａはカソード駆動回路４１で増幅され、正
のバイアス電圧に重畳されてカソードに印加される。Ｇ
１には、バイアス調整回路４２によってカソードに対し
て０乃至負の直流電圧（バイアス電圧）が印加されてい
る。バイアス電圧によって電流が変わり、輝度が変わ
る。カソードから放出された電子は、Ｇ２に吸引されて
Ｇ１の小孔を通過し、さらにＧ３、Ｇ４で集束、加速さ
れて蛍光面に達し、蛍光点を発光させる。

【０００３】図５は、カラー陰極線管２１の構造を示す
図である。図５において、パネル２２とファンネル２３
とがフリットガラス２４で一体に接合され、バルブ２５
を構成する。パネル２２の内側には、緑、青、赤に発光
する蛍光体をドット状又はストライプ状に配設した蛍光
面２６が塗布形成されている。蛍光面２６の背後には、
多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスク２
７をマスクフレーム２８に溶接固定したシャドウマスク
構体が、パネル２２の内壁に埋め込まれたパネルピン２
９で係止され固定されている。ファンネル２３の内面に
は、コーン部３２からネック部３０にかけて黒鉛等の導
電性材料からなる導電層３３が塗布されている。ファン
ネル２３のネック部３０内には３本の電子ビームを放出
する電子銃３１が配設され、加速電極と導通するバルブ
スペーサ３４は導電層３３に圧接されている。また、フ
ァンネル２３のネック部３０からコーン部３２にかけて
の外側には、電子ビームの方向を変えるための偏向ヨー
ク３５が配設されている。そして、外部から導電層３３
を介して加速電極に高電圧を印加して電子ビームを加速
すると共に、偏向ヨーク３５で電子ビームの方向を制御
し、シャドウマスク２７によって選択された緑、青、赤
に対応する電子ビームをそれぞれの蛍光面２６上に照射
して発光させ画像を表示している。

【０００４】次に、従来の駆動方法について図を参照し
て説明する。図６において、（ａ）は、カソードに印加
される電圧波形の一例であって、映像信号に対応して変
化するドライブ電圧（以下Ｅdと称する。）を直流正電
圧に重畳したものである。ドライブ電圧の波形は一定周
期の連続する矩形波状のパルスであり、直流正電圧を減
じるように重畳される。各パルスのＥd値は映像信号に
対応して変化する。基本的に、パルス１個に対応する電
子ビームパルスが１ドットの蛍光点を発光させる。連続
するパルスに対応して順次放出される電子ビームパルス
を水平方向に掃引することにより、蛍光面に水平方向に
所定ピッチで配列した蛍光点を順次発光させる。また、
（ｂ）は、第１グリッド電圧（以下Ｅc1と称する。）で
あって、カソードに対してＧ１を０又は負の一定電圧に
バイアスするためのバイアス電圧（直流電圧）である。
通常、０〜−５０Ｖの範囲から選択される。（ａ）の直
流電圧と（ｂ）の直流電圧との差はカソード電圧（以下
Ｅkと称する。）である。カソードから放出される電子
ビーム電流はカソード電流（以下Ｉkと称する。）であ
る。通常の電子銃の動作は、Ｅk、Ｅc1、Ｅc2（第２グ
リッド電圧）を設定して動作点を決め、Ｅdを変化させ
ることにより、Ｉkを制御している。例えば、Ｅk（＝１
００Ｖ）、Ｅc1（＝０Ｖ）、Ｅc2（所定値）とすると、
図７のようなＥd対Ｉk特性が得られる。ここでＥdをｅ
1、ｅ2、ｅ3と増加していくと、図６のＥdパルスの谷が
Ｅc1（＝０Ｖ）に近づき、Ｇ１のみかけの負バイアスが
浅くなるので、Ｉkがｉ1、ｉ2、ｉ3と増加していく。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最近のカラー陰極線管
装置では、表示画面の明るさ（輝度）と解像度の向上が
特に要求されている。輝度を向上させるためには、電子
ビームの大電流化、蛍光体の高輝度化、シャドウマスク
の透過率向上などが必要不可欠である。電子ビームの大
電流化に関しては、所定のＥkにおいてＥdを高く設定し
てＩkを増大させ、輝度を向上している。ところが、Ｅd
を増加すると、トランジスタ等の回路素子の耐圧、容量
が増し、コスト増になるという問題がある。

【０００６】そこで、Ｅdを増加することなくＩkを増加
させるためには、Ｅkを減少することが有効である。図
７のＥd対Ｉk特性（Ｅk：パラメータ）からわかるよう
に、Ｅkを減少すると、小さなＥdでも大きなＩkが得ら
れる。しかし、単純にＥkを減少すると、図６の破線で
示すように、Ｅdのパルスの谷が極端にＥc1に近づき、
△Ｅが減少して電子銃の動作が不安定になる。特に、２
点鎖線のように谷がＥc1と交叉するとＧ１がカソードよ
りも高電圧となり、大電流が流れて電子銃が破損する。

【０００７】本発明は上記の問題に鑑みて提案されたも
ので、その目的は、従来よりも小さなＥk、Ｅdで安定な
動作と大きなＩkが得られ、しかもＥdを減少して回路素
子のコストを低減した安価な陰極線管装置を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の陰極線管装置
は、陰極線管と、直流電源と、映像信号に対応して変化
するドライブ電圧を発生する回路と、該ドライブ電圧を
第１の直流バイアス電圧に重畳して陰極線管のカソード
に印加する回路と、前記ドライブ電圧に同期して変化す
る電圧を発生する回路と、該電圧を第２の直流バイアス
電圧に重畳して第１グリッドに印加する回路とを備え
る。この構成によると、従来よりも小さなカソード電
圧、ドライブ電圧で安定な動作と大きなカソード電流が
得られ、しかもドライブ電圧を減少して回路素子のコス
トを低減した安価な陰極線管装置を提供できる。

【０００９】また、前記の陰極線管装置において、カソ
ード及び第１グリッドに印加する電圧がパルスであっ
て、カソードに印加するパルスの幅が第１グリッドに印
加するパルスの幅よりも狭く、かつ、カソードに印加す
るパルスの谷が、第２のバイアス電圧よりも低く、か
つ、第１グリッドに印加するパルスの谷よりも高く設定
されていることを特徴とする。この構成によると、カソ
ードに印加するパルスの電位が第１グリッドに印加する
パルスの電位より低下することなく、カソード電圧を減
少できるので、安定な動作と大きなカソード電流が得ら
れ、しかも安価な陰極線管装置を提供できる。

【００１０】また、本発明の陰極線管の駆動方法は、映
像信号に対応して変化するドライブ電圧を第１の直流バ
イアス電圧に重畳して陰極線管のカソードに印加し、前
記ドライブ電圧に同期して変化する電圧を第２の直流バ
イアス電圧に重畳して第１グリッドに印加する方法であ
る。この方法を採用すると、従来よりも小さなカソード
電圧、ドライブ電圧で安定な動作と大きなカソード電流
が得られ、しかも安価な陰極線管装置を提供できる。

【００１１】また、前記の駆動方法において、カソード
及び第１グリッドに印加する電圧がパルスであって、カ
ソードに印加するパルスの幅を第１グリッドに印加する
パルスの幅よりも狭く設定し、かつ、カソードに印加す
るパルスの谷を、第２の直流バイアス電圧よりも低く、
第１グリッドに印加するパルスの谷よりも高く設定する
ことにより、カソード電圧を低減しカソード電流を増加
するようにしたことを特徴とする。この構成によると、
カソードに印加するパルスの電位が第１グリッドに印加
するパルスの電位より低下することなく、カソード電圧
を減少できるので、安定な動作と大きなカソード電流が
得られ、しかも安価な陰極線管装置を提供できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の陰極線管装置の実施の形
態について図を参照して説明する。図１は、本発明の陰
極線管装置１の一例であり、カラー陰極線管と、特に、
緑、青、赤用にそれぞれ使用される単電子銃の電子ビー
ムを駆動する回路を示す。図４に示した従来の陰極線管
の駆動回路と異なる点は、映像信号に対応して変化する
ドライブ電圧をカソードに印加すると共に、映像信号に
対応して変化するドライブ電圧に同期して変化する電圧
を第１グリッドに印加したことである。すなわち、第１
グリッド電圧は、従来のように直流電圧（時間に対して
一定）ではなく、時間に対して変化する。

【００１３】図１において、カラー陰極線管２１のＫは
カソード、Ｇ１、Ｇ２はそれぞれ第１、第２グリッドで
ある。また、Ｇ３はフォーカス電極、Ｇ４はアノード電
極である。カソード駆動回路１１では、映像信号Ａに対
応して変化するドライブ電圧を発生し、直流正電圧に重
畳してカソードに印加する回路である。この直流電圧
は、カソードを正の一定電圧にバイアスするための電圧
（第１の直流バイアス電圧）である。+Ｂ１、−Ｂ２は
正負の直流電源電圧である。Ｇ１駆動回路１２は本発明
に特有の回路であり、第２の直流バイアス電圧を発生す
る回路１２Ａと、映像信号Ａに対応して変化するドライ
ブ電圧に同期してパルス幅と電圧値を変えたパルス電圧
を発生する回路１２Ｂとを有し、このパルス電圧を第２
の直流バイアス電圧に重畳してＧ１に印加する回路であ
る。具体的な回路構成は種々のものがある。

【００１４】次に、カソードとＧ１に印加される電圧と
動作について従来の場合と比較して説明する。図２
（Ａ）は本発明の場合であり、図２（Ｂ）は従来の場合
である。図２（Ａ）において、（ａ）は、カソードに印
加される電圧波形の一例であって、映像信号に対応して
変化するドライブ電圧（Ｅd）のパルスを第１の直流バ
イアス電圧Ｄ1に重畳したものである。ドライブ電圧の
波形は一定周期の連続する矩形波状パルスであり、直流
バイアス電圧（正電圧）を減じるように重畳される。各
パルスのＥd値は映像信号に対応して変化する。また、
（ｂ）は、第１グリッドに印加される電圧（Ｅc1´）で
あって、映像信号に対応するドライブ電圧に同期して変
化するパルス電圧（Ｅd´）を第２の直流バイアス電圧
Ｄ2に重畳したものである。このＥc1´は交流であって
時間に対して変化する。第１の直流バイアス電圧Ｄ1と
第２の直流バイアス電圧Ｄ2との差が本発明のカソード
電圧（Ｅk´）である。Ｅk´は、カソードに対してＧ１
を負電圧にバイアスする。特に、（ａ）のパルス幅Ｔ1
は（ｂ）のパルス幅Ｔ2よりも小さく、かつ（ａ）のパ
ルスは常に（ｂ）のパルスの中に含まれるようにタイミ
ングが設定されている。さらに、（ａ）のパルスの最小
電圧レベル（谷のレベル）Ｌ1は、第２の直流バイアス
電圧Ｄ2よりも低く、（ｂ）のパルスの最小電圧レベル
（谷のレベル）Ｌ2よりも高い。この様に設定する限
り、常にＧ１電位がカソード電位を越えることがなく十
分な電位差マージンを確保して安定動作を維持でき、し
かもカソード電圧Ｅk´を従来のカソード電圧Ｅkよりも
減少できる。

【００１５】次に、カソード電圧Ｅk´を従来のカソー
ド電圧Ｅkよりも減少できる理由について説明する。図
２（Ｂ）に示す従来の場合、カソード電圧Ｅkの大きさ
は、Ｅk＝Ｅd+△Ｅである。ここで△Ｅは、ドライブ電
圧パルスの谷の電位とＧ１電圧Ｅc1との差である。安定
動作のために常に△Ｅ＞０でなければならない。一方、
図２（Ａ）に示す本発明の場合、カソード電圧Ｅk´
は、Ｅk´＝Ｅd+△Ｅ−Ｅd´＝Ｅk−Ｅd´である。し
たがって、本発明によると、カソード電圧Ｅk´を従来
のカソード電圧ＥkよりもＥd´だけ減少できるのであ
る。

【００１６】さて、Ｅk´を減少すると、Ｅdに対するＩ
kの特性の勾配が急になるので、小さなＥdの変化で大き
なＩkが得られる。すなわち、図３に示すように、例え
ばＥk´＝１５０Ｖの場合、Ｅdの可変範囲ｅ1〜ｅ2に対
してｉ1〜ｉ2のＩkが得られるが、Ｅk´＝５０Ｖに減少
すると、Ｅdの同一可変範囲ｅ1〜ｅ2に対してはるかに
大きいｉ1´〜ｉ2´のＩkが得られる。したがって、カ
ソードに印加するパルスの電位が第１グリッドに印加す
るパルスの電位より低下することなく、カソード電圧を
減少できるので、安定な動作と大きなカソード電流が得
られ、しかもＥdを減少して回路素子のコストを低減し
た安価な陰極線管装置を提供できる。

【００１７】図１のＧ１駆動回路１２Ｂでは入力された
映像信号に対応したドライブ電圧のパルスを発生する回
路を備えているが、カソード駆動回路１１において映像
信号に対応して形成されたドライブ電圧パルスをＧ１駆
動回路１２Ｂに入力し、パルス幅、タイミング、電圧値
等を加工し、Ｅd´にすることもできる。この場合は、
映像信号をドライブ電圧に変換する必要がないので、Ｇ
１駆動回路１２Ｂの回路構成が簡易になる。なお、本発
明はカラー陰極線管に限定されるものではない。

【００１８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、映像
信号に対応して変化するドライブ電圧パルスをカソード
に印加すると共に、前記ドライブ電圧に同期して変化す
るパルス電圧を第１グリッドに印加し、特に、カソード
に印加するパルスの幅を第１グリッドに印加するパルス
の幅よりも狭く設定し、かつ、カソードに印加するパル
スの谷を、第１グリッドの直流バイアス電圧よりも低
く、第１グリッドに印加するパルスの谷よりも高く設定
することにより、安定にカソード電圧を減少できるの
で、安定な動作と大きなカソード電流が得られ、しかも
ドライブ電圧を減少して回路素子のコストを低減した安
価な陰極線管装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の陰極線管装置の一例を示す図

【図２】図１の陰極線管装置のカソードと第１グリッド
に印加する電圧波形（Ａ）と従来の電圧波形（Ｂ）を対
比して示す図

【図３】本発明の陰極線管装置で、大きなカソード電
流が得られることを説明する図

【図４】従来の陰極線管装置の一例を示す図

【図５】従来のカラー陰極線管の構造を示す図

【図６】従来の陰極線管装置のカソードと第１グリッ
ドに印加する電圧波形を示す図

【図７】従来の陰極線管装置における、カソード電圧
と、ドライブ電圧と、カソード電流との関係を示す図

【符号の説明】

１陰極線管装置１１カソード駆動回路１２Ｇ１駆動回路１２Ａ第２の直流バイアス電圧発生回路１２Ｂドライブ電圧に同期する電圧を発生する回路２１カラー陰極線管Ａ映像信号Ｄ1 第１の直流バイアス電圧Ｄ2 第２の直流バイアス電圧Ｅd ドライブ電圧Ｅd´ ドライブ電圧に同期する電圧Ｇ１第１グリッドＧ２第２グリッドＫカソードＬ1 Ｅdパルスの谷の電位Ｌ2 Ｅd´パルスの谷の電位Ｔ1 Ｅdパルスの幅Ｔ2 Ｅd´パルスの幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陰極線管と、直流電源と、映像信号に対応
して変化するドライブ電圧を発生する回路と、該ドライ
ブ電圧を第１の直流バイアス電圧に重畳して陰極線管の
カソードに印加する回路と、前記ドライブ電圧に同期し
て変化する電圧を発生する回路と、該電圧を第２の直流
バイアス電圧に重畳して第１グリッドに印加する回路と
を備えた陰極線管装置。
【請求項２】カソード及び第１グリッドに印加する電圧
がパルスであって、カソードに印加するパルスの幅が第
１グリッドに印加するパルスの幅よりも狭く、かつ、カ
ソードに印加するパルスの谷が、第２の直流バイアス電
圧よりも低く、かつ、第１グリッドに印加するパルスの
谷よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１
に記載の陰極線管装置。
【請求項３】映像信号に対応して変化するドライブ電圧
を第１の直流バイアス電圧に重畳して陰極線管のカソー
ドに印加し、前記ドライブ電圧に同期して変化する電圧
を第２の直流バイアス電圧に重畳して第１グリッドに印
加する陰極線管の駆動方法。
【請求項４】カソード及び第１グリッドに印加する電圧
がパルスであって、カソードに印加するパルスの幅を第
１グリッドに印加するパルスの幅よりも狭く設定し、か
つ、カソードに印加するパルスの谷を、第２の直流バイ
アス電圧よりも低く、第１グリッドに印加するパルスの
谷よりも高く設定することにより、カソード電圧を低減
しカソード電流を増加するようにしたことを特徴とする
請求項３に記載の陰極線管の駆動方法。