JP2708190B2 - 陰極線管用電子銃 - Google Patents

陰極線管用電子銃

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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、複数ビームを放出するカラーブラウン管
などの陰極線管用電子銃に関する。
(従来の技術) 一般に、カラーブラウン管は、第5図に示すように、
パネル(1)およびこのパネル(1)に一体に接合され
たファンネル(2)からなる外囲器を有し、そのパネル
(1)内側に装着されたシャドウマスク(3)に対向し
て、パネル(1)内面に、赤、青、緑に発光する3色蛍
光体層からなる蛍光面(4)が形成されている。また、
ファンネル(2)のネック(5)内に3電子ビーム(6
B),(6G),(6R)を放出する電子銃(7)が配設さ
れ、この電子銃(7)から放出される3電子ビーム(6
B),(6G),(6R)をファンネル(2)の外側に装着
された偏向ヨーク(8)により水平および垂直方向に偏
向して蛍光面(4)を走査することにより、この蛍光面
(4)上にカラー画像を表示する構造となっている。
この蛍光面(4)上の画質を良好にするためには、上
記3電子ビーム(6B),(6G),(6R)を蛍光面(4)
上に正しく集中することが必要であり、もし正しい集中
が得られない場合は、画面に色ずれを生じ、画質を劣化
させる。
通常、上記電子ビームの集中は、画面中心部における
スタティック・コンバーゼンスと画面周辺部におけるダ
イナミック・コンバーゼンスとによってなされ、そのス
タティック・コンバーゼンスについては、各電子ビーム
を放出する単位電子銃を相互に傾斜させる方法、主レン
ズを構成する電極の一部を電子銃軸からずらす方法、主
レンズを電子ビーム経路に対して傾斜させる方法、など
でおこなわれている。また、ダイナミック・コンバーゼ
ンスについては、コンバーゼンス補正装置を使用する方
法、非斉一磁界を形成する偏向装置を使用し、その非斉
一磁界により自己集中させる方法、などでおこなわれて
いる。
一方、一般に陰極線管は、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。特にディスプレイ管のように非発
光の暗地部に一階調で文字や図形をネガ表示するものに
ついては、そ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、さらに、カラーブラウン管
では、画面の色再生が不十分となる。上記電子ビーム電
流のフライング量を小さくし、かつ速やかに安定化する
ために、電子銃の第1グリッドを12.0×10-6程度の低熱
膨張率部材で構成したものが実公昭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、フライング現象は抑制できるが、反面、ス
タティック・コンバーゼンスが劣化するという問題をお
こする。
そのため、特開昭63-2231号公報には、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
極部の第2グリッドに順次隣接する複数個のグリッドか
らなる主レンズ系を備える電子銃において、第1乃至第
4グリッドの熱膨張率をα1〜α4、第5グリッド以後の
熱膨張率をαgとして、上記フライング量を適正化する
ために α2≦α1≦11.0×10-6 …(1) とし、さらに第1グリッドを低熱膨張率部材で構成する
とき生ずるスタティック・コンバーゼンスの劣化を防止
するために、 10.0×10-6≦α4<αg≦α3 …(2) として、フライング特性とスタティック・コンバーゼン
ス特性の両方を同時に解決するようにしたものが示され
ている。
一方、3電子ビームを偏向ヨークの非斉一磁界によっ
て自己集中させるカラーブラウン管としては、電子銃を
同一水平面上を通る中央ビームおよび一対のサイドビー
ムからなる3電子ビームを放出するインライン型とし、
これを第6図に示すように、ピンクッション形の水平偏
向磁界(10)およびバレル形の垂直偏向磁界(11)から
なる非斉一磁界により自己集中させるものが一般的であ
る。この偏向ヨークの非斉一磁界により3電子ビームを
自己集中させる方式のカラーブラウン管は、消費電力を
少なくすることができる利点があるが、反面、その非斉
一磁界のために画面周辺部の解像度が劣化するという問
題がある。すなわち、第7図に示すように、画面中央部
のビームスポット(12a)を真円としても、周辺部のビ
ームスポット(12b)は、電子ビームの偏向量の増大に
ともなって歪み、水平方向に長い楕円状のコア部(13)
の他に垂直方向の低輝度ハロー部(14)をともなうもの
となり、このビームスポット(12b)の歪みにより画面
周辺部の解像度を劣化させる。これは、電子ビームがピ
ンクッション形の水平偏向磁界およびバレル形の垂直偏
向磁界からなる非斉一磁界内を通るとき、水平方向の集
束が弱められ、逆に垂直方向の集束が強められるためで
ある。
このインライン型カラーブラウン管の画面周辺部のビ
ームスポットの歪みを補正する手段として、特開昭61-7
4246号公報には、カソード、第1乃至第6グリッドから
なる電子銃において、その第4グリッドを順次電子ビー
ムの放出方向に配列される第1、第2、第3電極に分割
し、かつ第1および第3電極に円形の電子ビーム通過孔
を形成して、これらに一定の電圧を印加するとともに、
第2電極に非回転対称の電子ビーム通過孔を形成して、
これらに偏向ヨークの垂直偏向電流に同期して増減する
電流を印加することにより非回転対称レンズを形成する
ようにしたものが示されている。
この非回転対称レンズは、このレンズを通過する電子
ビームに対して、垂直方向に強く、水平方向に弱い集束
作用を与えるため、このレンズを通過して主レンズに入
射する電子ビームの断面形状を水平方向に長い楕円形状
に歪ませる。一方主レンズでは、第8図に示すように、
その主レンズ(16)の球面収差により、上記楕円形状の
電子ビーム(17)を水平方向(x−x方向)に強く、垂
直方向(y−y方向)に弱く集束して、前記非斉一磁界
のもつ電子ビームを水平方向に弱く、垂直方向に強く集
束する作用を打消す作用をする。したがって、第9図に
示すように、画面周辺部のビームスポット(12b)は、
歪みの少ない良好な形状となり、画面周辺部の解像度を
向上させる。
しかし、第4グリッドを上記のように3分割し、その
分割電極に少なくとも2種類の電圧を印加して非回転対
称レンズを形成するようにした電子銃において、その第
1電極の熱膨張率をα41、第2電極の熱膨張率をα42
第3電極の熱膨張率をα43として、前記電子銃のように
第1、第2グリッドを(1)式に示した α2≦α1≦11.0×10-6 とし、さらに第4グリッドの第1乃至第3電極を 10.0×10-6≦α41=α42 =α43<αg≦α3 …(3) とすると、フライング特性は適正化できるが、反面、出
画時のスタティック・コンバーゼンスが劣化することが
判明した。
(発明が解決しようとする課題) 上記のように、従来よりインライン型カラーブラウン
管の画面周辺部のビームスポットの歪みを補正する手段
として、電子銃をカソード、第1乃至第6グリッドで構
成し、その第4グリッドを第1乃至第3電極に3分割
し、かつこれら電極に少なくとも2種類の電圧を印加し
て、画面周辺部の解像度を向上させようとしたものがあ
る。しかし、この電子銃において、フライング特性を適
正化するために、第1および第2グリッドの熱膨張率を
(i)式を満足するように α2≦α1≦11.0×10-6 とし、かつ第4グリッドの第1乃至第3電極の熱膨張率
を 10.0×10-6≦α41=α42=α43<αg≦α3 とすると、第4グリッドを3分割しない電子銃にくらべ
て、出画時のスタティック・コンバーゼンスが劣化し、
動作開始初期の電子ビームの集中が問題となる。
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであ
り、同一平面上を通る複数ビームを放出する陰極線管用
電子銃において、画面周辺部の解像度を向上させ、かつ
フライング特性を適正化するとともに、出画時のスタテ
ィック・コンバーゼンスの劣化を防止して、画像が正常
にみえる状態になるまでの時間を短縮することを目的と
する。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) カソード、第1グリッド、第2グリッドからなる三極
部および少なくとも第3グリッド、第4グリッド、第5
グリッドからなる主レンズ系を有し、上記第4グリッド
が3分割された第1電極、第2電極、第3電極からなる
複数ビームを放出する陰極線管用電子銃において、上記
第1グリッドの熱膨張率をα1、上記第2グリッドの熱
膨張率をα2、上記第3グリッドの熱膨張率をα3、上記
第1電極の熱膨張率をα41、上記第2電極の熱膨張率を
α42、上記第3電極の熱膨張率をα43、上記第5グリッ
ド以後の電極の熱膨張率をαgとして α2≦α1≦11.0×10-6 α42<α41=α43<αg<α3 4.0×10-6≦α42≦11.0×10-6 となるように構成した。
(作用) 上記のように、各グリッドの熱膨張率を規制すると、
第1および第2グリッドの熱膨張率の規制によってフラ
イング特性を適正化でき、かつ3分割された第4グリッ
ドの3個の電極の熱膨張率の規制によって、画面周辺部
の解像度を向上させるとともに、動作開始初期のスタテ
ィック・コンバーゼンスの劣化を防止できる。
(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
の同一水平面上を通る3電子ビームを放出するインライ
ン型電子銃を示す。この電子銃は、一列配置の3個独立
のカソード(20)を有し、各カソード(20)には、それ
らを加熱するためのヒーター(21)が内挿されている。
上記3個のカソード(20)上には、順次各カソード(2
0)からの電子ビームの放出を制御する第1および第2
グリッド(22),(23)からなる三極部を構成する電極
が配設され、さらに、その第2グリッド(23)に隣接し
て、順次第3乃至第6グリッド(24)〜(27)からなる
主レンズ系を構成する電極が配設されている。しかも、
その第4グリッド(25)は3分割されて、第3グリッド
(24)側から第5グリッド(26)方向に順次位置する板
状の第1乃至第3電極(251),(252),(253)から
なる。上記各グリッドには、3個のカソード(20)から
放出される電子ビームを各別に通過させる3個の円形電
子ビーム通過孔が形成されており、特に第4グリッド
(25)の3分割された電極(251),(252),(253)
の電子ビーム通過孔は、第2図に示すように、第1およ
び第3電極(251),(253)の電子ビーム通過孔(28
a)が円形であるのに対して、第2電極(252)の電子ビ
ーム通過孔(28b)はたとえば四角形で示したように非
回転対称形状となっている。
なお、上記電子銃は、第1および第2グリッド(2
2),(23)が板状に、また、第3、第5グリッド(2
4),(26)が筒状に、第6グリッド(27)がカップ状
に形成されている。
動作時この電子銃には、カソード(20)に50〜150V、
第1グリッド(22)に0V(接地)、第2グリッド(23)
に600〜800V、第3および第5グリッド(24),(26)
に8kV、第6グリッド(27)に27kVの電圧が、また、第
4グリッド(25)の第1および第3電極(251),(25
3)に第2グリッド(23)と同一600〜800V、第2電極
(252)に偏向ヨークの垂直偏向電流に同期して増減す
るダイナミック電圧Vdが印加される。
しかも、この電子銃は、フライング特性を適正化する
とともに、出画時のスタティック・コンバーゼントの劣
化を防止するために、各グリッドの熱膨張率を下記のよ
うに規制している。
すなわち、第1グリッド(22)の熱膨張率をα1、第
2グリッド(23)の熱膨張率をα2、第3グリッド(2
4)の熱膨張率をα3、第5および第6グリッド(26),
(27)の熱膨張率をαg、第4グリッド(25)の第1電
極(251)の熱膨張率をα41、第2電気(252)の熱膨張
率をα42、第3電極(253)の熱膨張率をα43として、
第1および第2グリッド(22),(23)の熱膨張率
α1、α2を前記(1)式と同様に α2≦α1≦11.0×10-6 として、 α42<α41=α43<αg<α3 …(4) 4.0×10-6≦α42≦11.0×10-6 …(5) とした。
つぎに、第4グリッドの第1乃至第3電極を(4)お
よび(5)式のように規制した理由について述べる。
従来のフライング特性の適正化および出画時のスタテ
ィック・コンバーゼントの劣化防止対策である(1)お
よび(2)式に基づいて、第4グリッド(25)の第1乃
至第3電極(251)〜(253)の熱膨張率α41〜α43を検
討した結果、グリッドとして使用できる材料で熱膨張率
αが17.0×10-6以下の非磁性材料は、たとえば IMO [19%Cr-Ni合金、 α=13.7×10-6(0〜100℃)] ICl [16%Cr-6%Fe-Ni合金、 α=13.5×10-6(30〜400℃)] であるように熱膨張率αがほぼ同じであり、さらに熱膨
張率αの小さい材料は、全て磁性材料である。
ところで、上記第4グリッド(25)の位置する部分
は、偏向ヨークの垂直偏向後部磁界が通過する領域であ
るため、第4グリッド(25)を磁性材料で形成すると、
その後部磁界を遮蔽し、コンバーゼンスや偏向歪みに悪
影響を与える。そのため、この第4グリッド(25)の3
分割された電極(251)〜(253)のうち、磁性材料の使
用が許容されるのは、その一部のみである。したがっ
て、第4グリッド(25)の3電極(251)〜(253)のう
ち、2電極については従来よりグリッド材料として使用
されている非磁性材料IMOを用い、他の1電極を磁性材
料である下記NFBで形成する場合について検討した。
NFB [45%Ni-Fe合金、 α=8.5×10-6(30〜500℃)] 第3図はその組合わせについて、動作開始初期(出画
時)のスタティック・コンバーゼンスの経時変化を示す
図であり、曲線(30)〜(32)は、第1および第2グリ
ッドの熱膨張率を(1)式の α2≦α1≦11.0×10-6 とし、第4グリッドの第1乃至第3電極の熱膨張率をそ
れぞれ α41<α42=α43<αg<α3 …(6) α42<α41=α43<αg<α3 …(7) α43<α42=α41<αg<α3 …(8) として、電子銃をカラーブラウン管に組込み、十分にヒ
ートランしたのちにスタティック・コンバーゼンスを調
整し、その後、一旦十分に冷却してスタティック・コン
バーゼンスを測定した結果であり、曲線(30)〜(32)
は、それぞれ上記(6)〜(8)式に対応している。ま
た、曲線(33)〜(34)は、それぞれ参考例として第1
および第2グリッドのそれぞれ参考例として第1および
第2グリッドの熱膨張率を上記各場合と同一とし、曲線
(33)については、第4グリッドを、(2)式(第4グ
リッドを分割しない場合)、曲線(34)については、第
1乃至第3電極を(3)式で形成した場合のスタティッ
ク・コンバーゼントを測定した結果である。
この第3図からわかるように、第4グリッドの第1乃
至第3電極の熱膨張率を(7)式の組合わせとすると
き、動作開始初期のスタティック・コンバーゼンスの経
時変化を小さくでき、(1)式を満足する第1、第2グ
リッドとの組合わせにより、フライング特性を適正化
し、かつ動作開始初期のスタティック・コンバーゼンス
の劣化を防止できる電子銃を実現できる。
そこで、さらに上記(7)式の組合わせについて、熱
膨張率の異なる下記磁性材料により第2電極の熱膨張率
を検討した。なお、グリッドとして必要な特性を満たす
材料でNSDより熱膨張率の低い材料はみあたらない。
TNF [50%Ni-Fe合金、 NFB [45%Ni-Fe合金、 α=8.5×10-6(30〜500℃)] NSD [42%Ni-Fe合金、 α=5.0×10-6(0〜300℃)] ところで、第4グリッドについて、第2電極の熱膨張
率α42と動作開始5分後のスタティック・コンバーゼン
トのずれとの間には、第4図に示す関係がある。この図
面は、第3グリッドおよび第5グリッド以後のグリッド
を非磁性のステンレスで形成し、第1および第2グリッ
ドについては、 α2≦α1 の関係を満足するように形成したものであり、直線(35
a)は、第1および第2グリッドをNSD(α=5.0×1
0-6)、直線(35b)は、第1グリッドをNSD、第2グリ
ッドをTNF(α=9.4×10-6)で形成した場合である。
カラーブラウン管、特にディスプレイ管については、
動作開始5分後のスタティック・コンバーゼンスのずれ
は、±0.2mm以下であることが要求されている。したが
って、第4グリッドの第1乃至第3電極の熱膨張率を
(7)式に示した α42<α41=α43 …(8) とすると、第4図に示した直線(35a),(35b)から第
2電極の熱膨張率α42は、 4.0×10-6≦α42≦10.5×10-6 …(9) とするとすることにより、フライング特性を適正化する
とともに、動作開始初期のスタティック・コンバーゼン
トのずれを±0.2mm以下にして、蛍光面上に所要の画像
を表示するカラーブラウン管とすることができる。
[発明の効果] 三極部を構成するカソード、第1グリッド、第2グリ
ッド、および主レンズ系を構成する少なくとも第3グリ
ッド、第4グリッド、第5グリッドを有し、かつ第4グ
リッドが分割された第1、第2、第3電極からなる複数
ビームを放出する陰極線管用電子銃において、第1およ
び第2グリッドの熱膨張率α1、α2を α2≦α1≦11.0×10-6 とし、分割された第4グリッドの第1乃至第3電極の熱
膨張率α41、α42、α43を第3グリッドおよび第5グリ
ッド以後の熱膨張率α3、αgに対して α42<α41=α43<αg<α3 4.0×10-6≦α42≦11.0×10-6 とすると、フライング特性を適正化すると同時に、動作
開始初期のスタティック・コンバーゼンスの劣化を防止
し、かつ画面が正常になるまでの時間を短縮して、解像
度良好な高品位陰極線管とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図はこの発明の実施例の説明図で、第1
図はその一実施例であるカラーブラウン管用電子銃の構
成を示す図、第2図はその第4グリッドの3分割された
電極構成を示す斜視図、第3図は動作開始初期における
スタティック・コンバーゼンスのずれを示す図、第4図
は第4グリッドの第2電極の熱膨張率とスタティック・
コンバーゼンスずれとの関係を示す図、第5図はカラー
ブラウン管の構成を示す図、第6図(A)および(B)
図はそれぞれ偏向ヨークの非斉一磁界を構成する水平偏
向磁界および垂直偏向磁界の図、第7図は偏向ヨークの
非斉一磁界のために生ずる画面周辺部のビームスポット
の歪みを説明するための図、第8図は第4グリッドを3
分割して回転非対称レンズを形成した電子銃の作用を説
明するための図、第9図はその画面周辺部のビームスポ
ット形状を示す図である。 20……カソード、22……第1グリッド 23……第2グリッド、24……第3グリッド 25……第4グリッド、26……第5グリッド 27……第6グリッド、251……第1電極 252……第2電極、253……第3電極

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子ビーム放出方向に順次配置されたカソ
    ード、第1グリッド、第2グリッドからなる三極部およ
    び上記第2グリッドに隣接して上記電子ビーム放出方向
    に順次配置された少なくとも第3グリッド、第4グリッ
    ド、第5グリッドからなる主レンズ系を有し、上記第4
    グリッドが上記電子ビーム放出方向に順次配置された第
    1電極、第2電極、第3電極からなり、これら3個の電
    極に少なくとも2種類の電圧が印加される複数ビームを
    放出する陰極線管用電子銃において、 上記第1グリッドの熱膨張率をα1、上記第2グリッド
    の熱膨張率をα2、上記第3グリッドの熱膨張率をα3
    上記第1電極の熱膨張率をα41、上記第2電極の熱膨張
    率をα42、上記第3電極の熱膨張率をα43、上記第5グ
    リッド以後の電極の熱膨張率をαgとして、 α2≦α1≦11.0×10-6 α42<α41=α43<αg<α3 4.0×10-6≦α42≦11.0×10-6 としたことを特徴とする陰極線管用電子銃。
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