JP3659108B2 - Cathode ray tube and display device using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は映像表示用途などに使われる陰極線管およびこれを用いた表示装置に係り、特にフレームに担持される内部磁気シールドの構造が改善された陰極線管およびこれを用いた表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図10は従来の陰極線管の垂直断面を示す断面図である。図10に示すように、内側表面に不図示の蛍光体膜が形成されたパネル91と、前記パネル91と封着されるファンネル92と、前記パネル91内側表面から所定間隔で離隔され、多数の電子ビーム通過孔(不図示)が形成されたシャドーマスク93と、前記シャドーマスク93を支持するフレーム94と、前記フレーム94から担持される内部磁気シールド95と、前記パネル91及び前記ファンネル92外側に捲回される上下1対の消磁コイル96、および前記ファンネル部92のコーン部97に電子銃98を具備している。
【0003】
図10の陰極線管はパネル91の内側表面に塗布された不図示の蛍光体膜に対して電子銃98から放射された電子ビーム99を、不図示の走査手段により走査する。これにより電子ビーム99はシャドーマスク93上に形成された多数の電子ビーム通過孔(不図示)を通過し前記蛍光体膜の所望の部位にランディングすることで所望部位の蛍光体を発光させて所定の画像を表示を行う。また内部磁気シールド95は高透磁率低保磁力の磁性材料で作られているため地磁気などの外部磁界による電子ビーム99の偏向作用を阻止し、所望部位以外の蛍光体膜上に電子ビーム99がランディングすることを防いでいる。このような陰極線管はテレビセット、コンピュータ用モニターディスプレイ、オシロスコープなどの表示装置等に多様に適用されている。
【0004】
シャドーマスク93は一般的に0.05〜0.5mm程度の厚さの炭素鋼や鉄−ニッケル合金(インバー材)などの材料を使用し、エッチングあるいはプレス加工などにより成形されたものである。またフレーム94も同様に炭素鋼やインバー材などの1〜4mm程度の鋼板を溶接あるいはプレス加工等により略額縁状に成型したものが用いられている。内部磁気シールド95もまた同様に炭素鋼やインバー材などの0.3〜3mm程度の鋼板をプレスあるいは溶接など略四角錐状に成型されたものである。こうした炭素鋼やインバー材は磁性を有しており、シャドーマスク93、フレーム94、内部磁気シールド95のいずれも最大磁束密度500〜3000、飽和磁束密度0.5〜2T、保磁力40〜1000A/m程度の磁気特性を有している。
【0005】
こうした磁気特性を有する材料を用いているため使用状況によっては地磁気により着磁する現象が発生する。特に電子ビーム99が通過して行くシャドーマスク93が着磁した場合、シャドーマスク93の着磁部位からの漏れ磁束により電子ビーム99の軌道が意図しない方向に偏向させられる。その結果、所望部位以外の蛍光体膜上に電子ビーム99がランディングし、カラー用蛍光体膜の場合などでは表示画像の色ずれ、ひずみなどの表示画質の劣化が発生する。
【0006】
従来、これを防止・除去するため、任意のタイミングで消磁動作が行われる。具体的には不図示の電流発生手段より消磁コイル96に大振幅かつ急速に減衰する交流電流が印加される。即ち、消磁コイル96が発生する大振幅かつ急速に振動減衰する磁束がシャドーマスク93の中を流れて、シャドーマスク93の地磁界により着磁された部分を消磁させるようにしている。
【0007】
しかし従来の陰極線管では、特に地磁気が強い地域や周囲の環境によっては上記の方法でもシャドーマスクの着磁を完全には除去できないという問題があった。
【0008】
図11は従来の陰極線管の消磁動作時の磁束経路の概略説明図である。図11において消磁コイル96a〜96dによって発生された磁束100(説明を簡略にするために磁束100aから100dまでとする)上にある矢印は磁束100の流れる方向を模式的に示すものである。
【0009】
まず上側消磁コイルの下辺96aで発生した磁束100aは内部磁気シールド上面部95aを通り、フレーム長辺上94a、シャドーマスク93の上部へと向かう。また上側消磁コイル96の上辺96bで発生した磁束100bも同様にフレーム長辺上94aを通過して磁束100aと合流する。合流した磁束はシャドーマスク93の他、フレーム短辺左右94c、94dを通ってフレーム長辺下94bに向かい磁束100cと磁束100dに分離される。磁束100dは下側消磁コイルの下辺96dで発生される磁束と合流される(磁束100dは下側消磁コイルの下辺96dが発生した磁束でもある)。磁束100cは内部磁気シールド下面部95bを経由して陰極線管外に向かい下側消磁コイル上辺96cで発生する磁束と合流する(磁束100cは下側消磁コイル上辺96cが発生した磁束ともいえる)。陰極線管外に出た磁束100cはコーン部97を通過して上側消磁コイル下辺96aによる磁束100aと合流する。従って磁束100の経路は図11に示すとおりの循環する経路となる。
【0010】
しかしながら中心線より上部の構造に着目してみると、内部磁気シールド上面部95aおよびフレーム長辺上94aと上側消磁コイル96a、96bが作るコイルの閉曲面との位置関係は内部磁気シールド上面部95aの端部がわずかに上側消磁コイル96a、96bが作るコイルの閉曲面と交差するのみで、内部磁気シールド上面部95a及びフレーム長辺上94aと上側消磁コイル96a、96bが作るコイルの閉曲面との間に間隔が開いている。中心線より下部でもまた同様である。この間隔は磁気的には大きな抵抗となるので上下の消磁コイル96a〜96dに電流が印加されても印加した電流の割に十分な磁束が発生しない現象が起こる。従ってシャドーマスク93に流れる磁束も不足、あるいは電流量を上げて必要最低限のシャドーマスク93の消磁が出来るような量の磁束しか流れていない。
【0011】
以上の理由により従来の陰極線管ではシャドーマスクに強い着磁が起きた場合、着磁を完全には除去できなかった。このためシャドーマスクに着磁されたままの部分(消磁のむら)ができることになり、着磁部位からの漏れ磁束により電子ビームの軌跡が偏向して表示画質が劣化する問題があった。また消磁を完全に行うために初期的にとはいえ消磁コイルに大電流を印加することにより、消磁コイル自身やシャドーマスク、フレーム、シールドなとが振動して音鳴りを発生したり、陰極線管あるいはこれを用いた表示装置自体のエネルギー消費が増加する問題も抱えていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を解決するために創出されたものであって、本発明の目的は、地磁気などにより強く着磁されたシャドーマスクでも十分消磁できるように改善した陰極線管およびこれを用いた表示装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本出願第一発明の陰極線管は、少なくとも、電子ビームを放射する電子銃と、多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドーマスクと、前記シャドーマスクを支持するフレームと、前記フレームに担持される内部磁気シールド、および少なくとも前記シャドーマスクを消磁する消磁コイルを具備し、かつ内部磁気シールドに、磁束捕捉板が消磁コイルの方向に向かって取り付けられていることを特徴とする。
【0014】
また本出願第二発明の陰極線管は、前記磁束捕捉板は内部磁気シールドと一体構造あるいは溶接などにより接合形成されている構造である事を特徴とする。
【0015】
また本出願第三発明の陰極線管は、前記磁束捕捉板は内部磁気シールドのフレーム側、かつ消磁コイル側への折り曲げ構造である事を特徴とする。
【0016】
また本出願第四発明の陰極線管は、前記磁束捕捉板は内部磁気シールドの電子銃側、かつ消磁コイル側への折り曲げ構造である事を特徴とする。
【0017】
また本出願第五発明の陰極線管は、前記磁束捕捉板の内部磁気シールド接合部から先端部までの間で分岐した構造である事を特徴とする。
【0018】
また本出願第六発明の表示装置は、上記第一、第二、第三、第四、第五発明の陰極線管を用いることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面に基づき本発明に係る陰極線管およびこれを用いた表示装置の実施形態を詳しく説明する。
【0020】
(実施の形態1)
図1、図2、図3は本発明の実施の形態1を示す垂直断面図、内部構造の斜視図および消磁動作時の磁束経路の概略説明図である。以上のように構成された陰極線管について、以下、その動作を述べる。
【0021】
図1、図2に示すように、内側表面に不図示の蛍光体膜が形成されたパネル11と、前記パネル11と封着されるファンネル12と、前記パネル11内側表面から所定間隔で離隔され、多数の電子ビーム通過孔(不図示)が形成されたシャドーマスク13と、前記シャドーマスク13を支持するフレーム14と、前記フレーム14から担持される内部磁気シールド15と、前記パネル11及び前記ファンネル12外側に捲回される上下1対の消磁コイル16、および前記ファンネル部12のコーン部17に電子銃18を具備している。そして磁束捕捉板21が前記内部磁気シールド15に不図示のピン、ねじ等の手段により消磁コイル16のコイル閉曲面方向に向かう角度にて密着固定されている。基本的に磁束捕捉板21以外は図10の従来の陰極線管と変わらない。
【0022】
シャドーマスク13は従来の陰極線管と同様に0.05〜0.5mm程度の厚さの炭素鋼や鉄−ニッケル合金(インバー材)などの材料を使用し、エッチングあるいはプレス加工などにより成形されたものである。またフレーム14も炭素鋼やインバー材などの1〜4mm程度の鋼板を溶接あるいはプレス加工等により略額縁状に成型したものが用いられている。内部磁気シールド15も同様に炭素鋼やインバー材などの0.3〜3mm程度の鋼板をプレスあるいは溶接など略四角錐状に成型されたものである。そして磁束捕捉板21もまた同様に炭素鋼やインバー材などの0.3〜3mm程度の鋼板をプレスあるいは溶接など所定の形状に成型されたものである。
【0023】
こうした炭素鋼やインバー材は磁性を有しており、シャドーマスク13、フレーム14、内部磁気シールド15、磁束捕捉板21のいずれも最大磁束密度500〜3000、飽和磁束密度0.5〜2T、保磁力40〜1000A/m程度の磁気特性を有している。なお磁束捕捉板21に限らず、材料の磁気特性は一般的に高透磁率、高飽和磁束密度、低保磁力であるものが望ましい。
【0024】
また図2は陰極線管の内部構造の斜視図である。シャドーマスク13、フレームの各要素14a〜d、内部磁気シールド15、磁束捕捉板21a、21bは図2のように構成される。図1とも合わせて説明すると、磁束捕捉板21a、21bの横幅Hは基本的に出来るだけ大きい方がよく内部磁気シールド15の被取付部の横幅Hoと同程度が望ましいが、内部磁気シールド15とファンネル12の間に収納できる大きさまで広げてもかまわない。図1での磁束捕捉板21の高さdは内部磁気シールド15とファンネル12の間に収納できる大きさであればよいが、その範囲で出来るだけ消磁コイル16に近づける、さらには交差させて消磁コイル16の作る閉曲面を突き抜ける方が好ましい。
【0025】
本発明による陰極線管は従来の陰極線管と同様に以下の通り動作する。図1の陰極線管はパネル11の内側表面に塗布された不図示の蛍光体膜に対して電子銃18から放射された電子ビームを、不図示の走査手段により走査する。これにより電子ビームはシャドーマスク13上に形成された多数の電子ビーム通過孔(不図示)を通過し前記蛍光体膜の所望の部位にランディングすることで所望部位の蛍光体を発光させて所定の画像を表示を行う。
【0026】
また消磁動作も同様に、不図示の電流発生手段より消磁コイル16に大振幅かつ急速に減衰する交流電流が印加される。即ち、消磁コイル16が発生する大振幅かつ急速に振動減衰する磁束がシャドーマスク13の中を流れて、シャドーマスク13の地磁界により着磁された部分を消磁させるようにしている。ただし図3に示す消磁動作時の磁束の流れは、図11に示される従来の陰極線管のものとは異なる。
【0027】
図3において消磁コイル16によって発生された磁束20(説明を簡略にするために磁束20aから20fまでとする)上にある矢印は磁束20の流れる方向を模式的に示すものである。
【0028】
まず図3の本発明の陰極線管での消磁動作時において、まず上側消磁コイルの下辺16aで発生した磁束20aは内部磁気シールド上面部15aを通り、フレーム長辺上14a、シャドーマスク13の上部へと向かう。また上側消磁コイルの上辺16bで発生した磁束20bも同様にフレーム長辺上14aを通過して磁束20aと合流される。合流した磁束はシャドーマスク13の他、フレーム短辺左右14c、14dを通ってフレーム長辺下14bに向かい磁束20cと磁束20dに分離される。磁束20dは下側消磁コイルの下辺16dで発生される磁束と合流される(磁束20dは下側消磁コイルの下辺16dが発生した磁束でもある)。磁束20cは内部磁気シールド下面部15bを経由してファンネル部から陰極線管外に向かい下側消磁コイル上辺16cで発生する磁束と合流する(磁束20cは下側消磁コイル上辺16cが発生した磁束でもある)。陰極線管外にでた磁束20cは陰極線管の外部を通過して上側消磁コイル下辺16aによる磁束20aと合流する。従って磁束20の経路は図3に示すとおりの循環する経路となる。
【0029】
さて、磁束捕捉板上下21a、21bがそれぞれ内部磁気シールド上面部15a、下面部15bに接続されている形で存在し、消磁コイル16に近接あるいは交差している位置にあるため、新たな磁束20e、20fが発生し、それぞれ磁束20aあるい20cと合流している。その結果シャドーマスク13に流れる磁束が従来の陰極線管に比べて増加し、従来の陰極線管では完全に除去できなかったようなシャドーマスク13の強い着磁でも十分消磁する事が可能となった。これにより従来からの問題であったシャドーマスク13の着磁部位からの漏れ磁束により電子ビームの軌跡が偏向して表示画質が劣化する問題を解決することが出来た。
【0030】
なお前述した図2での磁束捕捉板21a、21bの幅Hについてであるが、上記の理由により幅Hが大きければ大きいほど磁束20e、20fがより多く捕捉できるため、よりシャドーマスク13の消磁効果を高めることが出来るのは自明である。図1での磁束捕捉板21の高さdと消磁コイル16の間隔についても同様である。
【0031】
また本発明の陰極線管ではシャドーマスク13の消磁を完全に行う事が出来るため、従来よりもより少ない電流でも消磁能力を実用十分な範囲に保つことが出来る。その結果、消磁コイル16自身やシャドーマスク13、フレーム14、内部磁気シールド15などが振動して音鳴りを発生したり、消磁動作時の陰極線管のエネルギー消費が増加する問題を低減あるいは解決することが可能となる。
【0032】
上記の効果を確かめるため、磁束捕捉板の有無以外は全く同一寸法であるパネル対角長さ33インチ、パネル縦横比4対3の従来型の陰極線管と、実施の形態1に基づいた陰極線管(磁束捕捉板の高さ3cm)を試作し、シャドーマスク中央の水平面に探索用コイルを巻いてシャドーマスクを通過する磁束の量の測定を行った。消磁コイルには双方とも50Hz2000ATppの交流正弦波を印加し、探索用コイルに誘起される交流電圧からシャドーマスクを通過する磁束の量を求めた。その結果、従来型の陰極線管が磁束密度にして平均0.6To-pだったのに対し、実施の形態1に基づいた陰極線管では平均して0.7To-pとなり磁束の量が約17%増量する結果が確認された。またこの結果より、シャドーマスクに流れる磁束の量を従来型の陰極線管と、実施の形態1に基づいた陰極線管とで同一量流すものとした場合、実施の形態1に基づいた陰極線管では、従来型に比べて電流値で約14%、電力量で27%低減できる計算となる事が示され、実施の形態1の効果を確認することが出来た。
【0033】
(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2を示す、磁束捕捉板が装着された陰極線管の一実施形態の構成を示す垂直断面図である。以上のように構成された陰極線管について、以下その動作を述べる。
【0034】
図4に示すように、内側表面に不図示の蛍光体膜が形成されたパネル11と、前記パネル11と封着されるファンネル12と、前記パネル11内側表面から所定間隔で離隔され、多数の電子ビーム通過孔(不図示)が形成されたシャドーマスク13と、前記シャドーマスク13を支持するフレーム14と、前記フレーム14から担持される内部磁気シールド15と、前記パネル11及び前記ファンネル12外側に捲回される上下1対の消磁コイル16、および前記ファンネル部12のコーン部17に電子銃18を具備している。以上は図1の実施の形態1での構成と同様なものである。
【0035】
図1の実施の形態1と異なるのは磁束捕捉板21が前記内部磁気シールド15と一体構造もしくは溶接等により接合形成されていることである。機械的に密着固定されているとしても両者の界面でわずかな空隙が出来るのは避けられず、このため磁束捕捉板21と内部磁気シールド15との間に磁気抵抗が発生する。このため磁束捕捉板21があることによる循環磁束が増加する効果に対して不利な影響を与えていた。磁束捕捉板21が前記内部磁気シールド15と一体構造もしくは溶接等により接合形成されていることにより、磁束捕捉板21と内部磁気シールド15との間の磁気抵抗がほとんど無視できる状況となる。そのため磁束捕捉板21があることによるシャドーマスク13に流れる新たな磁束の発生が促進される方向に働き、シャドーマスク13の着磁に対しての消磁性能がより向上する事が分かる。また同様に消磁動作時の音鳴りや、消磁動作時の陰極線管のエネルギー消費をさらに低減あるいは解決することが可能となる。
【0036】
(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3を示す、磁束捕捉板が装着された陰極線管の一実施形態の構成を示す垂直断面図である。以上のように構成された陰極線管について、以下その動作を述べる。
【0037】
図5に示すように、内側表面に不図示の蛍光体膜が形成されたパネル11と、前記パネル11と封着されるファンネル12と、前記パネル11内側表面から所定間隔で離隔され、多数の電子ビーム通過孔(不図示)が形成されたシャドーマスク13と、前記シャドーマスク13を支持するフレーム14と、前記フレーム14から担持される内部磁気シールド15と、前記パネル11及び前記ファンネル12外側に捲回される上下1対の消磁コイル16、および前記ファンネル部12のコーン部17に電子銃18を具備している。以上は図1の実施の形態1での構成と同様なものである。
【0038】
前記の実施形態と異なるのは磁束捕捉板21が内部磁気シールド15のフレーム側、かつ消磁コイル16側への折り曲げ構造である事である。図3に示すように実施の形態1では磁束捕捉板21からの磁束の経路が磁束捕捉板21→内部磁気シールド15→フレーム14あるいはその逆となるので、磁束捕捉板21からはいる磁束がフレーム14まで到達するあいだに内部磁気シールド15自体の磁気抵抗が介在する。これにより磁束捕捉板21があることによる循環磁束の増加が阻害される方向にならざろう得なかった。本実施形態のように磁束捕捉板21を内部磁気シールド15のフレーム14側、かつ消磁コイル16側への折り曲げ構造とする事により磁束捕捉板21とフレーム14との距離が短くなり内部磁気シールド15による磁気抵抗の影響を受けずに磁束捕捉板21からの磁束がより多く流れることになる。以上のことから本実施形態の陰極線管ではシャドーマスク13の着磁に対しての消磁性能がさらに向上する事が分かる。また同様に消磁動作時の音鳴りや、消磁動作時の陰極線管のエネルギー消費をさらに低減あるいは解決することが可能となる。
【0039】
(実施の形態4)
図6は本発明の実施の形態4を示す、磁束捕捉板が装着された陰極線管の一実施形態の構成を示す垂直断面図である。以上のように構成された陰極線管について、以下その動作を述べる。
【0040】
図6に示すように、内側表面に不図示の蛍光体膜が形成されたパネル11と、前記パネル11と封着されるファンネル12と、前記パネル11内側表面から所定間隔で離隔され、多数の電子ビーム通過孔(不図示)が形成されたシャドーマスク13と、前記シャドーマスク13を支持するフレーム14と、前記フレーム14から担持される内部磁気シールド15と、前記パネル11及び前記ファンネル12外側に捲回される上下1対の消磁コイル16、および前記ファンネル部12のコーン部17に電子銃18を具備している。以上は図1の実施の形態1での構成と同様なものである。
【0041】
前記の実施形態と異なるのは磁束捕捉板21が内部磁気シールド15の電子銃18側、かつ消磁コイル16側への折り曲げ構造である事である。図3に示すように実施の形態1では上側消磁コイルの下辺16aで発生した磁束20aは内部磁気シールド上面部15aの側壁を通り、フレーム長辺上14a、シャドーマスク13の上部へと向かっている(陰極線管下部でも磁束の方向以外は同様)。しかしながら内部磁気シールド上面部15aの端部と上側消磁コイルの下辺16aが離れているため、この間隔が磁気的には大きな抵抗となり消磁コイルに電流が印加されても印加した電流の割に十分な磁束が発生しない現象が起こっていた。この部分に図6の磁束捕捉板21を取り付けることにより、図1で上側消磁コイルの下辺16aでより多くの磁束を発生することができる、あるいは発生した磁束をより効果的に内部磁気シールド上面部15a内に取り込むことができるようになる。以上のことから本実施形態の陰極線管ではシャドーマスク13の着磁に対しての消磁性能がより向上する事が分かる。また同様に消磁動作時の音鳴りや、消磁動作時の陰極線管のエネルギー消費をさらに低減あるいは解決することが可能となる。
【0042】
(実施の形態5)
図7は本発明の実施の形態5を示す、磁束捕捉板が装着された陰極線管の一実施形態の構成を示す垂直断面図である。以上のように構成された陰極線管について、以下その動作を述べる。
【0043】
図7に示すように、内側表面に不図示の蛍光体膜が形成されたパネル11と、前記パネル11と封着されるファンネル12と、前記パネル11内側表面から所定間隔で離隔され、多数の電子ビーム通過孔(不図示)が形成されたシャドーマスク13と、前記シャドーマスク13を支持するフレーム14と、前記フレーム14から担持される内部磁気シールド15と、前記パネル11及び前記ファンネル12外側に捲回される上下1対の消磁コイル16、および前記ファンネル部12のコーン部17に電子銃18を具備している。以上は図1の実施の形態1での構成と同様なものである。
【0044】
前記の実施形態と異なるのは磁束捕捉板21の内部磁気シールド15との接合部から先端部までの間で分岐した構造である事である。消磁コイル16に近接する部分が増えるため、消磁コイル16が発生した磁束をさらに効果的に内部磁気シールド15内に取り込み、そしてシャドーマスク13に流すことができるようになる。以上のことから本実施形態の陰極線管ではシャドーマスク13の着磁に対しての消磁性能がより向上する事が分かる。また同様に消磁動作時の音鳴りや、消磁動作時の陰極線管のエネルギー消費をさらに低減あるいは解決することが可能となる。
【0045】
(実施の形態6)
図8は本発明の実施の形態6を示す、上記実施の形態1から実施の形態5に示されるような磁束捕捉板が装着された陰極線管を用いた表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。以上のように構成された表示装置について、以下その動作を述べる。
【0046】
図8に示すように、消磁コイル16、磁束捕捉板21、電子銃18などを具備した陰極線管31に、走査手段32が装着されている。消磁コイル16は電流発生手段33に接続され、電子銃18は電子銃駆動回路34に接続され、走査手段32は走査手段駆動回路35に接続されている。電子銃駆動回路34、及び走査手段駆動回路35は画像信号処理回路36に接続され、画像信号処理回路36は画像信号入力部37に接続されている。なお矢印の向きは画像信号や電流などの流れる方向を示す。
【0047】
外部より所定の形式の画像信号が画像信号入力部37に入力されると、画像信号は画像信号処理回路36に転送される。画像信号処理回路36では画像信号を定められた方式により電子銃駆動回路34及び走査手段駆動回路35を動作させるために必要な形式の信号に変換し、電子銃駆動回路34および走査手段駆動回路35にそれぞれ動作用の信号を送り出す。電子銃駆動回路34および走査手段駆動回路35それぞれに送られる動作信号は両者の時間的な同期関係が取られたものとなっている。
【0048】
電子銃駆動回路34は画像信号処理回路36からの動作信号を受け取り電子銃18を駆動するために必要な信号に変換して電子銃18に送る。電子銃18は電子銃駆動回路34からの信号に従って電子ビーム19を放射する。
【0049】
一方、走査手段駆動回路35は画像信号処理回路36からの信号に従って走査手段32を動作させるのに必要な信号を発生させて走査手段32に送る。走査手段32は走査手段駆動回路35からの信号に従って動作し、電子ビーム19を偏向させて電子ビーム19を蛍光体膜の所望の部位にランディングすることでパネル11の内側表面に塗布された不図示の蛍光体膜の、所望部位の蛍光体を発光させて所定の画像を表示を行う。
【0050】
さて、表示装置の電源投入時や任意のタイミングなどにて不図示の全体制御装置より電流発生手段33は指示を受けて、消磁コイル16に大振幅かつ急速に減衰する交流電流を供給しシャドーマスク13の消磁が行われる。
【0051】
上記実施の形態1から実施の形態5に示されるような磁束捕捉板が装着された陰極線管を用いる事により、陰極線管として消費電力が低減されるだけでなく電流発生手段から供給される電力が少なくてすむ分、電流発生手段としても消費電力の低減が望めるだけでなく、電流発生手段の小型化、低コスト化が可能となる。
【0052】
なお、本発明の陰極線管およびこれを用いた表示装置において各実施形態とも多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドーマスクを支持するものについて述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、シャドーマスク各端面がフレームと接合されている構造やシャドーマスクの上下の端面のみでフレームと接合されている構造でも、あるいはアパチャーグリルと呼ばれる多数の細条を架張支持したシャドーマスクを用いた場合でも同様の効果が得られる事は明らかである。
【0053】
また、磁束捕捉板と消磁コイルの位置関係は出来るだけ交差、さらには磁束捕捉板が消磁コイル以遠にさらに延びていることが望ましいが、磁束捕捉板が消磁コイルと交差しなくても可能な限り近づいていれば十分な効果が得られる。
【0054】
また、磁束捕捉板は1つだけに限らず、複数の磁束捕捉板を取り付ける事でもさらによい消磁性能を得ることが出来る。図9は陰極線管の磁束捕捉板の形状例を示す内部構造斜視図である。図9によると、複数の磁束捕捉板(図9a)や、またシャドーマスク等の着磁分布やファンネル部の形状に従って磁束捕捉板の形状を対称に左右分割したり(図9b)、中央部のくり抜き(図9c)をする事によりシャドーマスク消磁時の磁束の通過量を全体的に増加させたり、あるいはシャドーマスクの希望する部分だけ消磁時の磁束の通過量を増加させることで消磁効果を上げることができるのは明らかである。同様に、平面形状をファンネル部の形状に合わせた曲線にして磁束捕捉板と消磁コイルの交差部分を増加させることでも消磁効果を上げることが出来る。
【0055】
また、側壁に切り込みを入れた内部磁気シールドを折り出して磁束捕捉板を形成しても同様の効果が得られることは明らかである(図9d)。
【0056】
【発明の効果】
以上のように本発明による陰極線管及びこれを用いた表示装置によれば、内部磁気シールドに磁束捕捉板を取り付けることにより、地磁気により強く着磁されたシャドーマスクでも十分に消磁する事が可能となりシャドーマスク着磁による表示画質が劣化する問題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による陰極線管の実施の形態1を示す垂直断面図
【図2】本発明による陰極線管の実施の形態1の内部構造を示す斜視図
【図3】本発明による陰極線管の実施の形態1の消磁動作時の磁束経路の概略説明図
【図4】本発明による陰極線管の実施の形態2を示す垂直断面図
【図5】本発明による陰極線管の実施の形態3を示す垂直断面図
【図6】本発明による陰極線管の実施の形態4を示す垂直断面図
【図7】本発明による陰極線管の実施の形態5を示す垂直断面図
【図8】本発明による陰極線管を用いた表示装置の実施形態を示すブロック図
【図9】本発明による陰極線管の磁束捕捉板の形状例を示す内部構造斜視図
【図10】従来の陰極線管を示す垂直断面図
【図11】従来の陰極線管の消磁動作時の磁束経路の概略説明図
【符号の説明】
11 パネル
12 ファンネル
13 シャドーマスク
14 フレーム
15 内部磁気シールド
16 消磁コイル
17 コーン部
18 電子銃
19 電子ビーム
20 磁束
21 磁束捕捉板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cathode ray tube used for video display applications and the like and a display device using the same, and more particularly to a cathode ray tube having an improved internal magnetic shield structure carried by a frame and a display device using the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 is a sectional view showing a vertical section of a conventional cathode ray tube. As shown in FIG. 10, a
[0003]
10 scans a phosphor film (not shown) applied to the inner surface of the
[0004]
The shadow mask 93 is generally formed by etching or pressing using a material such as carbon steel or iron-nickel alloy (invar material) having a thickness of about 0.05 to 0.5 mm. Similarly, the
[0005]
Since a material having such magnetic characteristics is used, a phenomenon of magnetization due to geomagnetism occurs depending on the use situation. In particular, when the shadow mask 93 through which the electron beam 99 passes is magnetized, the orbit of the electron beam 99 is deflected in an unintended direction by the leakage magnetic flux from the magnetized portion of the shadow mask 93. As a result, the electron beam 99 is landed on the phosphor film other than the desired portion, and in the case of a color phosphor film, display image quality degradation such as color shift and distortion of the display image occurs.
[0006]
Conventionally, a demagnetization operation is performed at an arbitrary timing in order to prevent / remove this. Specifically, an alternating current that rapidly attenuates with a large amplitude is applied to the
[0007]
However, the conventional cathode ray tube has a problem that the magnetization of the shadow mask cannot be completely removed even by the above method depending on the region where the geomagnetism is strong and the surrounding environment.
[0008]
FIG. 11 is a schematic explanatory diagram of a magnetic flux path during a degaussing operation of a conventional cathode ray tube. In FIG. 11, arrows on the
[0009]
First, the magnetic flux 100a generated at the lower side 96a of the upper demagnetizing coil passes through the upper surface portion 95a of the internal magnetic shield and goes to the upper side of the frame 94a and the upper portion of the shadow mask 93. Similarly, the magnetic flux 100b generated on the upper side 96b of the upper
[0010]
However, focusing on the structure above the center line, the positional relationship between the inner magnetic shield upper surface portion 95a and the frame long side 94a and the closed curved surface of the coil formed by the upper demagnetizing coils 96a and 96b is the inner magnetic shield upper surface portion 95a. Is slightly crossed with the closed curved surface of the coil formed by the upper demagnetizing coils 96a, 96b, and the closed curved surface of the coil formed by the upper magnetic demagnetizing coils 96a, 96b and the upper magnetic demagnetizing coils 96a, 96b. There is a gap between The same is true below the center line. Since this interval becomes a magnetically large resistance, a phenomenon occurs in which sufficient magnetic flux is not generated for the applied current even when current is applied to the upper and lower degaussing coils 96a to 96d. Accordingly, the magnetic flux flowing through the shadow mask 93 is insufficient, or the magnetic flux is flowing in such an amount that the demagnetization of the shadow mask 93 can be minimized by increasing the amount of current.
[0011]
For the above reasons, in the conventional cathode ray tube, when strong magnetization occurs in the shadow mask, the magnetization cannot be completely removed. For this reason, a portion (unevenness of demagnetization) remains magnetized in the shadow mask is generated, and there is a problem that the display image quality is deteriorated due to the deflection of the electron beam due to the leakage magnetic flux from the magnetized portion. In addition, in order to completely demagnetize, by applying a large current to the degaussing coil at an early stage, the degaussing coil itself, shadow mask, frame, shield, etc. may vibrate and generate noise, or a cathode ray tube. Or the display apparatus itself using this has a problem of increasing energy consumption.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been created to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to use an improved cathode ray tube and a cathode ray tube which can be sufficiently demagnetized even with a shadow mask strongly magnetized by geomagnetism or the like. It is to provide a display device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a cathode ray tube according to the first invention of the present application includes at least an electron gun that emits an electron beam, a shadow mask in which a large number of electron beam passage holes are formed, and a frame that supports the shadow mask. And a demagnetizing coil for demagnetizing at least the shadow mask, and a magnetic flux trapping plate is attached to the inner magnetic shield in the direction of the demagnetizing coil. And
[0014]
The cathode ray tube according to the second invention of the present application is characterized in that the magnetic flux trapping plate has a structure integrally formed with an internal magnetic shield or joined by welding.
[0015]
Further, the cathode ray tube of the third invention of the present application is characterized in that the magnetic flux trapping plate has a bent structure toward the frame side of the internal magnetic shield and the demagnetizing coil side.
[0016]
The cathode ray tube according to the fourth invention of the present application is characterized in that the magnetic flux trapping plate has a bent structure toward the electron gun side and the demagnetizing coil side of the internal magnetic shield.
[0017]
Further, the cathode ray tube of the fifth invention of the present application is characterized in that it has a structure branched from the inner magnetic shield junction part to the tip part of the magnetic flux trapping plate.
[0018]
The display device of the sixth invention of the present application uses the cathode ray tube of the first, second, third, fourth, or fifth invention.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a cathode ray tube and a display device using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0020]
(Embodiment 1)
1, 2, and 3 are a vertical cross-sectional view, a perspective view of an internal structure, and a schematic explanatory diagram of a magnetic flux path during a degaussing operation according to
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, a
[0022]
The
[0023]
Such carbon steel and Invar material have magnetism, and the
[0024]
FIG. 2 is a perspective view of the internal structure of the cathode ray tube. The
[0025]
The cathode ray tube according to the present invention operates as follows in the same manner as a conventional cathode ray tube. 1 scans a phosphor film (not shown) applied to the inner surface of the
[0026]
Similarly, in the degaussing operation, an alternating current that rapidly attenuates with a large amplitude is applied to the
[0027]
In FIG. 3, the arrow on the
[0028]
First, in the degaussing operation of the cathode ray tube of the present invention shown in FIG. 3, first, the magnetic flux 20a generated on the lower side 16a of the upper demagnetizing coil passes through the upper surface portion 15a of the inner magnetic shield and moves to the upper side of the frame 14a and the upper portion of the
[0029]
The upper and lower magnetic flux capturing plates 21a and 21b are connected to the inner magnetic shield upper surface portion 15a and the lower surface portion 15b, respectively, and are close to or intersecting with the degaussing
[0030]
Note that the width H of the magnetic flux capturing plates 21a and 21b in FIG. 2 described above is explained. Since the larger the width H is, the larger the magnetic flux 20e and 20f can be captured, the demagnetizing effect of the
[0031]
Further, in the cathode ray tube of the present invention, the demagnetization of the
[0032]
In order to confirm the above effect, a conventional cathode ray tube having a panel diagonal length of 33 inches and a panel aspect ratio of 4 to 3 having the same dimensions except for the presence or absence of a magnetic flux capturing plate, and a cathode ray tube based on the first embodiment (The height of the magnetic flux trapping plate is 3 cm) was prototyped, and the amount of magnetic flux passing through the shadow mask was measured by winding a search coil around the horizontal plane at the center of the shadow mask. An AC sine wave of 50 Hz 2000 ATpp was applied to both the degaussing coils, and the amount of magnetic flux passing through the shadow mask was determined from the AC voltage induced in the search coil. As a result, the conventional cathode ray tube has an average magnetic flux density of 0.6 To-p, whereas the cathode ray tube based on
[0033]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a vertical sectional view showing the configuration of an embodiment of a cathode ray tube equipped with a magnetic flux trapping plate, showing
[0034]
As shown in FIG. 4, a
[0035]
1 differs from the first embodiment in that the magnetic
[0036]
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a vertical sectional view showing the configuration of an embodiment of a cathode ray tube equipped with a magnetic flux trapping plate, showing
[0037]
As shown in FIG. 5, a
[0038]
The difference from the above embodiment is that the magnetic
[0039]
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of a cathode ray tube equipped with a magnetic flux trapping plate, showing
[0040]
As shown in FIG. 6, a
[0041]
The difference from the above embodiment is that the magnetic
[0042]
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a vertical sectional view showing the configuration of an embodiment of a cathode ray tube equipped with a magnetic flux trapping plate, showing
[0043]
As shown in FIG. 7, a
[0044]
The difference from the above embodiment is that the magnetic
[0045]
(Embodiment 6)
FIG. 8 shows a configuration of an embodiment of a display device using a cathode ray tube equipped with a magnetic flux trapping plate as shown in the first to fifth embodiments, showing the sixth embodiment of the present invention. It is a block diagram. The operation of the display device configured as described above will be described below.
[0046]
As shown in FIG. 8, a scanning means 32 is mounted on a cathode ray tube 31 having a demagnetizing
[0047]
When an image signal in a predetermined format is input from the outside to the image
[0048]
The electron gun drive circuit 34 receives the operation signal from the image signal processing circuit 36, converts it into a signal necessary for driving the
[0049]
On the other hand, the scanning means driving circuit 35 generates a signal necessary for operating the scanning means 32 in accordance with the signal from the image signal processing circuit 36 and sends it to the scanning means 32. The scanning unit 32 operates in accordance with a signal from the scanning unit driving circuit 35, deflects the
[0050]
The current generation means 33 receives an instruction from a general control device (not shown) at the time of turning on the display device or at an arbitrary timing, and supplies the demagnetizing
[0051]
By using a cathode ray tube equipped with a magnetic flux trapping plate as shown in the first to fifth embodiments, not only the power consumption of the cathode ray tube is reduced but also the electric power supplied from the current generating means. As a result, it is possible to reduce the power consumption as the current generating means, and the current generating means can be reduced in size and cost.
[0052]
Although the cathode ray tube of the present invention and the display device using the same support the shadow mask in which a large number of electron beam passage holes are formed in each of the embodiments, the present invention is not limited to this. The shadow mask has a structure in which each end face is joined to the frame, a structure in which only the upper and lower end faces of the shadow mask are joined to the frame, or a shadow mask that supports and supports a large number of strips called aperture grilles. Even in this case, it is clear that the same effect can be obtained.
[0053]
In addition, it is desirable that the positional relationship between the magnetic flux trapping plate and the degaussing coil intersects as much as possible, and further, the magnetic flux trapping plate further extends beyond the degaussing coil, but as much as possible even if the magnetic flux trapping plate does not cross the degaussing coil. If you get closer, you can get a good effect.
[0054]
Further, the number of magnetic flux trapping plates is not limited to one, and a better demagnetization performance can be obtained by attaching a plurality of magnetic flux trapping plates. FIG. 9 is a perspective view of the internal structure showing an example of the shape of the magnetic flux capturing plate of the cathode ray tube. According to FIG. 9, the shape of the magnetic flux capturing plate is symmetrically divided into left and right according to the magnetization distribution of the plurality of magnetic flux capturing plates (FIG. 9a), the shadow mask and the like, and the shape of the funnel portion (FIG. 9b). The demagnetization effect is enhanced by hollowing out (FIG. 9c) to increase the total amount of magnetic flux when demagnetizing the shadow mask, or by increasing the amount of magnetic flux when demagnetizing the desired portion of the shadow mask. Obviously you can. Similarly, the demagnetizing effect can be increased by increasing the intersection of the magnetic flux trapping plate and the degaussing coil by making the planar shape a curve that matches the shape of the funnel portion.
[0055]
Further, it is clear that the same effect can be obtained even if the magnetic flux trapping plate is formed by folding the inner magnetic shield with the side wall cut (FIG. 9d).
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the cathode ray tube and the display device using the same according to the present invention, it is possible to sufficiently demagnetize even a shadow mask strongly magnetized by geomagnetism by attaching a magnetic flux trapping plate to the internal magnetic shield. The problem that the display image quality deteriorates due to the shadow mask magnetization can be solved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional
11 Panel 12
Claims (6)
前記内部磁気シールドに、磁束捕捉板が前記消磁コイルの方向に向かって取り付けられていることを特徴とする陰極線管。At least an electron gun that emits an electron beam, a shadow mask having a plurality of electron beam passage holes, a frame that supports the shadow mask, an internal magnetic shield carried by the frame, and at least the shadow mask In a cathode ray tube having a degaussing coil for degaussing,
A cathode ray tube, wherein a magnetic flux capturing plate is attached to the inner magnetic shield toward the demagnetizing coil.
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