JP2008027772A - 陰極線管及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波数の映像信号を劣化させずに陰極構体に供給して、ハイビジョン映像などを高画質で表示する。
【解決手段】電子銃において、絶縁材料からなる一体構造の支持部材３０が一直線上に順次配置された第１〜第３の陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを保持している。支持部材の第１陰極構体と第２陰極構体との間の領域、及び、支持部材の前記第２陰極構体と第３陰極構体との間の領域のうちの少なくとも一方に、少なくとも一つの貫通孔が形成されている。これにより、隣り合う陰極構体間で発生する静電容量を低減することができるので、高周波数の映像信号を劣化させずに陰極構体に供給することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、陰極線管、及び陰極線管を用いた表示装置に関する。

陰極線管について、その構造、及び、その動作原理について簡単に説明する。図６は代表的な陰極線管の断面図である。陰極線管は、フェースパネル１６とファンネル１５とが接合されてなり、内部が１×１０^-5Ｐａ以下の高真空状態に保持されたガラス製のバルブを備える。バルブの内部には、電子銃１１、内部磁気シールド１７、シャドウマスク１８等が封入されている。電子銃１１は、ファンネル１５のネック部１２内に収納され、フェースパネル１６の内面に形成されたスクリーン面１９に向かって水平方向に一列配置された３電子ビームを発射する。内部磁気シールド１７は、３電子ビームを外部磁界から遮蔽する。シャドウマスク１８は、３電子ビームを選択的に通過させる多数の電子ビーム通過孔が形成された板状の金属板からなり、スクリーン面１９に対向して配置される。ファンネル１５の外側には、コンバーゼンスヨーク１３、及び、３電子ビームを水平方向及び垂直方向に偏向させる偏向ヨーク１４が取り付けられている。電子銃１１の末端（スクリーン面１９とは反対側端）に搭載された３つの熱陰極から取り出された３電子ビームは、電子銃１１内に形成される電子レンズによってスクリーン面１９に形成された蛍光面上に収束され、且つ、偏向ヨーク１４によってスクリーン面１９を順次走査することで、スクリーン面１９に映像が形成される。

熱陰極を含む陰極構体について、簡単に説明する。図７は代表的な陰極構体の一部切り欠き斜視図である。陰極構体２０は、ヒーター２３を収納した略円筒状の金属製のスリーブ２１と、スリーブ２１の外側面を取り囲むように配置された略円筒状の陰極保持部材２２とを備える。略円筒状のスリーブ２１と略円筒状の陰極保持部材２２とはほぼ同心円状に配置されている。スリーブ２１の上面には、実際に電子を放出するエミッタ２４が塗布により形成されている。スリーブ２１及び陰極保持部材２２はエミッタ２４と電気的に同電位である。

電子銃１１は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）に対応する３電子ビームを放出するために３つの陰極構体２０を備える。ＲＧＢの３つの映像信号は互いに電気的に分離されている必要があるので、３つの陰極構体２０は互いに電気的に絶縁されていなければならない。

具体的には、図８に示すように、セラミックやガラスなどの絶縁材料からなる一体構造の共通の支持部材３０に、３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが互いに絶縁された状態でこの順に一直線上に配置されている。３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは板状の支持部材３０を貫通して支持部材３０に保持されている。３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、順に赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）用の３電子ビームを放出する。このようにして保持された３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは電子銃１１に搭載される。

陰極線管を動作させる場合、３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂには赤、緑、青のそれぞれに対応した映像信号が入力される。映像信号の周波数が低い場合は、所望の映像信号が陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに正しく伝達される。ところが、ハイビジョン映像などに対応した高周波数の映像信号が入力される場合、各部で発生する浮遊容量成分によって映像信号が劣化し、所望の映像信号が陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに正しく伝達されないときがある。浮遊容量成分が発生する箇所としては、陰極線管を搭載する映像装置の回路基板上の配線や電子銃の電極構造部分などが挙げられる。特に電子銃の電極構造部分で発生する浮遊容量成分の静電容量は極めて大きく、主要なものとして、陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとこれらに最も近いＧ１電極（図示せず）との間で発生する容量成分や、隣り合う陰極構体間（例えば陰極構体２０Ｒと陰極構体２０Ｇとの間）で発生する容量成分などがある。

陰極構体とＧ１電極との間で発生する容量成分の静電容量を低減するための手法は従来より多数提案されている（例えば特許文献１参照）。これに対して、隣り合う陰極構体間で発生する容量成分については、従来からほとんど注目されることがなく、従ってこの静電容量を低減する具体的な手法もほとんど提案されていない。しかしながら、電子銃の構造によっては、陰極構体とＧ１電極との間の静電容量よりも、隣り合う陰極構体間の静電容量のほうが大きい場合もあり、このような場合は隣り合う陰極構体間の静電容量が映像信号を劣化させる主原因となる。
特開平１０−３０８１８６号公報

本発明は、隣り合う陰極構体間で発生する容量成分を低減することにより、高周波数の映像信号を劣化させずに陰極構体に供給することができ、その結果、ハイビジョン映像などを高画質で表示できる陰極線管及び表示装置を提供することを目的とする。

本発明の陰極線管は、一直線上に順次配置された第１〜第３の陰極構体と、絶縁材料からなり、前記第１〜第３の陰極構体を保持する一体構造の支持部材とを備えた電子銃を含む。

本発明の第１の陰極線管では、前記支持部材の前記第１陰極構体と前記第２陰極構体との間の領域、及び、前記支持部材の前記第２陰極構体と前記第３陰極構体との間の領域のうちの少なくとも一方に、少なくとも一つの貫通孔が形成されている。

本発明の第２の陰極線管では、前記支持部材の前記第１陰極構体と前記第２陰極構体との間の領域、及び、前記支持部材の前記第２陰極構体と前記第３陰極構体との間の領域のうちの少なくとも一方に、前記第１〜第３の陰極構体にそれぞれ入力される陰極信号のいずれもが入力されない少なくとも一つの金属導電体が設けられている。

本発明の表示装置は、上記の本発明の第１又は第２の陰極線管を備える。

本発明によれば、陰極構体に供給される映像信号の劣化を抑制することができるので、高画質な映像を表示することができる。

本発明の陰極線管の基本的構成は、後述する３つの陰極構体を保持する支持部材の周辺構造を除いて特に制限はなく、例えば図６に示した従来の陰極線管と同じであってもよい。また、陰極構体も、特に制限はなく、例えば図７に示した従来の陰極構体と同じであってもよい。従って、従来と共通する部分については重複する説明を省略し、本発明に特有の構成を以下に具体的な実施形態を示しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとこれを支持する支持部材３０とからなる、本発明の実施の形態１に係る陰極支持構造体を示した斜視図である。図１に示すように、セラミックやガラスなどの絶縁材料からなる一体構造の共通の支持部材３０に、３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが互いに絶縁された状態でこの順に一直線上に配置されている。３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは板状の支持部材３０を貫通して支持部材３０に保持されている。

図８に示した従来の陰極支持構造体と異なり、互いに隣り合う陰極構体２０Ｒと陰極構体２０Ｇとの間の支持部材３０の領域に貫通孔３１ａが形成されており、互いに隣り合う陰極構体２０Ｇと陰極構体２０Ｂとの間の支持部材３０の領域に貫通孔３１ｂが形成されている。支持部材３０の主面に対する法線方向に沿って見た貫通孔３１ａ，３１ｂの端縁形状は略矩形状である。

図１に示した本実施の形態１の陰極支持構造体及び図８に示した従来の陰極支持構造体のサンプルを５個製作し、互いに隣り合う陰極構体２０Ｒと陰極構体２０Ｇとの間、及び互いに隣り合う陰極構体２０Ｇと陰極構体２０Ｂとの間の静電容量を測定しそれらの平均値を求めた。その結果、本実施の形態１では静電容量の平均値は２．４ｐＦであったのに対して、従来品は３．８ｐＦであった。本実施の形態１では、従来品と比較すると、静電容量を約４０％程度低減できた。

この理由を簡単に説明する。図２は本実施の形態１を示した図１において隣り合う一対の陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ間の合成容量の等価回路図であり、図９は従来品を示した図８において隣り合う一対の陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ間の合成容量の等価回路図である。本実施の形態１及び従来品のいずれにおいても、隣り合う一対の陰極構体２０Ｒ，２０Ｇは絶縁材料からなる支持部材３０により支持されているから、一対の陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ間にはコンデンサが形成される。図９に示す従来品では、一対の陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ間に形成されるコンデンサの静電容量は、対向電極４１Ｒ，４１Ｇの面積Ｓ、絶縁層４５の厚みＤ、絶縁層４５の誘電率εを用いて、ε×Ｓ／Ｄで表現できる。つまり、絶縁層４５（即ち支持部材３０）の誘電率εが大きいほど静電容量が大きくなる。これに対して、図２に示す本実施の形態１では、一対の陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ間に形成されるコンデンサは、対向電極４２Ｒ，４２Ｇの面積Ｓ／２、絶縁層４５の厚みＤ、絶縁層４５の誘電率εを用いて表現されるε×Ｓ／（Ｄ×２）の静電容量を有するコンデンサと、対向電極４３Ｒ，４３Ｇの面積Ｓ／２、真空層４６の厚みＤ、真空層４６の誘電率ε₀を用いて表現されるε₀×Ｓ／（Ｄ×２）の静電容量を有するコンデンサとの合成容量を有する。絶縁層４５の誘電率εは真空層４６の誘電率ε₀よりも大きい（ε＞ε₀）から、一対の陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ間に形成されるコンデンサの静電容量は、本実施の形態１の方が、従来品よりも小さい。

従って、本実施の形態１によれば、隣り合う陰極構体間で発生する静電容量が低減されているので、高周波数の映像信号を劣化させずに陰極構体に供給することができる。その結果、ハイビジョン映像などを高画質で表示できる。

図１では、２つの貫通孔３１ａ，３１ｂを設けた例を示したが、いずれか一方のみであってもよい。即ち、互いに隣り合う陰極構体２０Ｒと陰極構体２０Ｇとの間、及び互いに隣り合う陰極構体２０Ｇと陰極構体２０Ｂとの間のいずれか一方のみの支持部材３０の領域に貫通孔が形成されていてもよい。

また、図１では互いに隣り合う一対の陰極構体の間に１つの貫通孔を設けた例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図３に示すように、互いに隣り合う陰極構体２０Ｒと陰極構体２０Ｇとの間の支持部材３０の領域に２つの貫通孔３２を形成し、互いに隣り合う陰極構体２０Ｇと陰極構体２０Ｂとの間の支持部材３０の領域に２つの貫通孔３２を形成しても良い。

また、図１及び図３では、貫通孔の端縁形状が矩形である場合を示したが、貫通孔の端縁形状はこれに限定されず、例えば、円、楕円、又は多角形など、どのような形状であってもよい。また、貫通孔の開口面積は、支持部材３０の機械的強度を確保できる範囲で可能な限り大きい方が、形成されるコンデンサの静電容量を小さくすることができるので好ましい。

支持部材３０に貫通孔を形成することは、上述の静電容量の低減以外に、以下の利点を有する。支持部材３０の一方の面の、互いに隣り合う一対の陰極構体の間の領域に、貫通孔ではなく、局所的に厚みを薄くした凹部（例えば溝）を形成しても、隣り合う陰極構体間で発生する静電容量を低減することは可能である。ところが、凹部を形成した場合には、凹部の有無によって支持部材３０の表裏を区別する必要が生じる。これに対して、貫通孔であれば、支持部材３０の表裏を区別する必要がない。従って、電子銃の組み立て工程において、支持部材３０の表裏を気にすることなく、支持部材３０に陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを組み付けることができる。これにより、電子銃の製造ラインにおいて、支持部材３０の表裏を判別して支持部材３０を配列する繁雑な作業が不要になり、製造工程及び製造装置の簡略化が可能になる。

（実施の形態２）
図４は陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとこれを支持する支持部材３０とからなる、本発明の実施の形態２に係る陰極支持構造体を示した斜視図である。図４に示すように、セラミックやガラスなどの絶縁材料からなる一体構造の共通の支持部材３０に、３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが互いに絶縁された状態でこの順に一直線上に配置されている。３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは板状の支持部材３０を貫通して支持部材３０に保持されている。

図８に示した従来の陰極支持構造体と異なり、中央の陰極構体２０Ｇの周囲は、板状の支持部材３０を貫通する筒状の金属導電体３５により取り囲まれている。金属導電体３５には、３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにそれぞれ入力される赤、緑、青に対応した映像信号のいずれも入力されていない。

このように、中央の陰極構体２０Ｇを電気的にシールドする金属導電体３５は以下の作用を奏する。陰極構体２０Ｇに入力される緑に対応した映像信号を、陰極構体２０Ｇと隣り合う陰極構体２０Ｒ，２０Ｂにそれぞれ入力される赤、青に対応した映像信号からの影響を少なくして電気的に安定化させることができるので、緑に対応した映像信号の劣化を抑制することができる。逆に、陰極構体２０Ｒ，２０Ｂにそれぞれ入力される赤、青に対応した映像信号を、陰極構体２０Ｒ，２０Ｂと隣り合う陰極構体２０Ｇに入力される緑に対応した映像信号からの影響を少なくして電気的に安定化させることができるので、赤及び青に対応した映像信号の劣化を抑制することができる。このようにして、赤、緑、青に対応した各映像信号の相互間の影響を少なくして、映像信号の劣化を抑制できる。

金属導電体３５を接地すると、更に強いシールド効果を得ることができる。但し、この場合には以下の注意を要する。即ち、金属導電体３５を接地すると、隣り合う陰極構体間の静電容量を大幅に低減することができるが、陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとこれに最も近いＧ１電極との間で発生する容量成分の静電容量が増大する。なぜなら、一般的にＧ１電極は接地して使用される場合が多いため陰極構体と金属導電体との間の静電容量が大きくなることは、陰極構体とＧ１電極との間の静電容量が大きくなることを意味するからである。隣り合う陰極構体間の静電容量と、陰極構体とＧ１電極との間の静電容量とのバランスの観点から、陰極構体と金属導電体３５との間の距離を適切に設定することが好ましい。具体的には、陰極構体２０Ｒと陰極構体２０Ｇとの間の中間位置、及び陰極構体２０Ｇと陰極構体２０Ｂとの間の中間位置に、金属導電体３５が位置することが好ましい。即ち、図４に示すように、中央の陰極構体２０Ｇの中心と外側の陰極構体２０Ｒ（又は２０Ｂ）の中心との間の距離をＬとしたとき、中央の陰極構体２０Ｇの中心から金属導電体３５までの距離と、外側の陰極構体２０Ｒ（又は２０Ｂ）の中心から金属導電体３５までの距離とがいずれもＬ／２であることが好ましい。

図４では、中央に位置する陰極構体２０Ｇの周囲を、筒状の金属導電体３５で取り囲む例を示したが、陰極構体が筒状の金属導電体で取り囲まれていなくても、本発明の上記の効果を得ることができる。例えば、図５に示すように、互いに隣り合う陰極構体２０Ｒと陰極構体２０Ｇとの間に金属導電体３６ａを設け、互いに隣り合う陰極構体２０Ｇと陰極構体２０Ｂとの間に金属導電体３６ｂを設けてもよい。金属導電体３６ａ，３６ｂは、板状部材からなり、板状の支持部材３０を貫通している。金属導電体３６ａ，３６ｂには、３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにそれぞれ入力される赤、緑、青に対応した映像信号のいずれも入力されていない。金属導電体３６ａ，３６ｂは、３つの陰極構体２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを相互にシールドして、赤、緑、青に対応した各映像信号の相互間の影響を少なくして、映像信号の劣化を抑制する。金属導電体３６ａ，３６ｂを接地する場合には、図４の場合と同様に、金属導電体３６ａは陰極構体２０Ｒと陰極構体２０Ｇとの間の中間位置に位置することが好ましく、金属導電体３６ｂは陰極構体２０Ｇと陰極構体２０Ｂとの間の中間位置に位置することが好ましい。即ち、図５に示すように、中央の陰極構体２０Ｇの中心と外側の陰極構体２０Ｒ（又は２０Ｂ）の中心との間の距離をＬとしたとき、中央の陰極構体２０Ｇの中心から金属導電体３６ａ（又は３６ｂ）までの距離と、外側の陰極構体２０Ｒ（又は２０Ｂ）の中心から金属導電体３６ａ（又は３６ｂ）までの距離とがいずれもＬ／２であることが好ましい。

陰極構体をシールドする効果の観点からは、図５の金属導電体３６ａ，３６ｂよりも図４の陰極構体２０Ｇを取り囲む金属導電体３５の方が好ましい。

図５では、２つの金属導電体３６ａ，３６ｂを設けた例を示したが、いずれか一方のみであってもよい。即ち、互いに隣り合う陰極構体２０Ｒと陰極構体２０Ｇとの間、及び互いに隣り合う陰極構体２０Ｇと陰極構体２０Ｂとの間のいずれか一方のみに金属導電体を設けてもよい。

実施の形態１，２では陰極線管について説明したが、本発明はこの陰極線管を備えた表示装置にも適用することができる。ここで、表示装置とは、具体的には、陰極線管を用いたＴＶ受像装置、コンピューター用ディスプレイ装置などを例示できる。

本発明の利用分野は特に制限はなく、陰極構体に供給される映像信号の劣化が抑制され、高画質な映像を表示できる陰極線管及び表示装置として広く利用することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る陰極線管において、３つの陰極構体が支持部材に保持された陰極支持構造体を示した斜視図である。 図２は、図１に示した陰極支持構造体において、隣り合う一対の陰極構体間の等価回路を示した図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る陰極線管において、３つの陰極構体が支持部材に保持された別の陰極支持構造体を示した斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態２に係る陰極線管において、３つの陰極構体が支持部材に保持された陰極支持構造体を示した斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態２に係る陰極線管において、３つの陰極構体が支持部材に保持された別の陰極支持構造体を示した斜視図である。 図６は、陰極線管の一例の概略構成を示した断面図である。 図７は、陰極構体の一例の一部切り欠き斜視図である。 図８は、従来の陰極線管において、３つの陰極構体が支持部材に保持された陰極支持構造体を示した斜視図である。 図９は、図８に示した陰極支持構造体において、隣り合う一対の陰極構体間の等価回路を示した図である。

符号の説明

１１ 電子銃
１２ ネック部
１３ コンバーゼンスヨーク
１４ 偏向ヨーク
１５ ファンネル
１６ フェースパネル
１７ 内部磁気シールド
１８ シャドウマスク
１９ スクリーン面
２０，２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ 陰極構体
２１ スリーブ
２２ 陰極保持部材
２３ ヒーター
２４ エミッタ
３０ 支持部材
３１ａ，３１ｂ，３２ 貫通孔
３５，３６ａ，３６ｂ 金属導電体
４１Ｒ，４１Ｇ，４２Ｒ，４２Ｇ，４３Ｒ，４３Ｇ 対向電極
４５ 絶縁層
４６ 真空層

Claims (6)

1. 一直線上に順次配置された第１〜第３の陰極構体と、絶縁材料からなり、前記第１〜第３の陰極構体を保持する一体構造の支持部材とを備えた電子銃を含む陰極線管であって、
   前記支持部材の前記第１陰極構体と前記第２陰極構体との間の領域、及び、前記支持部材の前記第２陰極構体と前記第３陰極構体との間の領域のうちの少なくとも一方に、少なくとも一つの貫通孔が形成されていることを特徴とする陰極線管。
2. 前記支持部材の前記第１陰極構体と前記第２陰極構体との間の領域、及び、前記支持部材の前記第２陰極構体と前記第３陰極構体との間の領域に、少なくとも一つの貫通孔がそれぞれ形成されている請求項１に記載の陰極線管。
3. 一直線上に順次配置された第１〜第３の陰極構体と、絶縁材料からなり、前記第１〜第３の陰極構体を保持する一体構造の支持部材とを備えた電子銃を含む陰極線管であって、
   前記支持部材の前記第１陰極構体と前記第２陰極構体との間の領域、及び、前記支持部材の前記第２陰極構体と前記第３陰極構体との間の領域のうちの少なくとも一方に、前記第１〜第３の陰極構体にそれぞれ入力される陰極信号のいずれもが入力されない少なくとも一つの金属導電体が設けられていることを特徴とする陰極線管。
4. 前記第１〜第３の陰極構体のうちの少なくとも一つの周囲が前記金属導体によって取り囲まれれている請求項３に記載の陰極線管。
5. 前記少なくとも一つの金属導体は接地されている請求項３又は４に記載の陰極線管。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の陰極線管を備えた表示装置。

Images