JPH01251544A - 陰極線管 - Google Patents

陰極線管

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Publication number
JPH01251544A
JPH01251544A JP7935888A JP7935888A JPH01251544A JP H01251544 A JPH01251544 A JP H01251544A JP 7935888 A JP7935888 A JP 7935888A JP 7935888 A JP7935888 A JP 7935888A JP H01251544 A JPH01251544 A JP H01251544A
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JP
Japan
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cathode
grid
electron
electron beam
region
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Application number
JP7935888A
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English (en)
Inventor
Eiji Kanbara
蒲原 英治
Kazuyuki Kiyono
和之 清野
Shigeru Sugawara
繁 菅原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は陰極線管に係り、特にターゲット上のビームス
ポット径を小さくすることにより画像性能が向上された
陰極線管に関する。
(従来の技術) 代表的な陰極線管であるカラー受像管のうち、シャドウ
マスク形カラー受像管の水平断面を第7図に示す。
同図において、カラー受像管装置1は、スクリーン面2
をもつフェースプレート3゛と、このフェースプレート
3の側壁部3aにファンネル4を介し連結されたネック
5と、このネック5に内装された電子銃6と、ファンネ
ル4からネック5にかけてこの外壁に装着された偏向装
置7と、前記スクリーン面2と所定間隔をもって対設さ
れた多数のアパーチャ8を有するシャドウマスク9と、
前記ファンネル4の内壁から前記ネック5の一部にかけ
て一様に塗布された内部導電膜10と、ファンネル4の
外部に塗布された外部導電膜11と、ファンネル4の一
部に設けられた陽極端子(図示せず)とを具備している
そして、スクリーン面2には赤色発光蛍光体、緑色発光
蛍光体および青色発光蛍光体がストライブ状に多数塗布
されており、電子銃6から出た3本の電子ビームBR%
BにおよびBeはシャドウマスク9により選択されてそ
れぞれの蛍光体を衝撃し、これを発光させる。
また、電子銃6はインライン配列の平行な3本の電子ビ
ームBgSBcおよびBeを発生、加速ならびに制御す
るための電子ビーム形成部GEと、これらの電子ビーム
を集束させるための主電子レンズ部MLと、集束された
電子ビームを集中させるための集中電極12を有してい
る。そして、3本の電子ビームBRSBCおよびBeを
前記偏向装置7によりスクリーン全面に偏向走査するこ
とにより、ラスタを形成する。
他に、シャドウマスクを使用しないで、1本の電子ビー
ムを切換えて使用する形式のカラー受像管等もある。
このような陰極線管の画像性能を向上させるには、電子
銃の性能を向上させてスクリーン上のビームスポット径
を小さくする必要がある。電子銃の性能を向上させる有
効な方法の一つとして、ブリフォーカスレンズにより生
じる物点、すなわち仮想クロスオーバを小さくする方法
がある。
この方法によりビームスポット径が小さくなる原理を、
第8図を用いて説明する。第8図は、第7図に示したカ
ラー受像管の電子銃からスクリーンにかけての電子ビー
ムの変化を模式的に示す垂直断面図である。
第8図に示すように、カソードKから発生した電子ビー
ムEBは、カソードに1第1グリッドG1および第2グ
リッドG2によって形成されるカソードレンズKLによ
り、第1グリッドG1から第2グリッドG2付近におい
て中心軸(Z軸)と交叉してクロスオーバCOを形成す
る。その後、発散して進行しながら第2グリッドG2と
第3グリッドG3によって形成されるブリフォーカスレ
ンズPLにより予備集束されて、第3グリッドG3内へ
入射する。この第3グリッドG3内へ入射した電子ビー
ムEBをカソードに方向に延ばして中心軸(Z軸)と交
叉させると、クロスオーバCOよりカソードに側に仮想
クロスオーバVCOが形成されている。すなわち、ブリ
フォーカスレンズによって、物点としての仮想クロスオ
ーバ ′vCOが生じたことになる。
第3グリッドG3内へ入射した電子ビームEBは、第3
グリッドG3から最終グリッドまでの間に形成される主
電子レンズLENにより主集束作用を受け、スクリーン
SCN上にビームスポットSPを形成する。これは、物
点としての仮想クロスオーバvCO像を、主電子レンズ
LENによりスクリーンSCN上に像点として結像させ
、ビームスポットSPを形成したとみなすことができる
したがって、ブリフォーカスレンズによって生じる物点
が小さいもの程、スクリーン上のビームスポット径は小
さくなり、画像性能は向上する。
しかしながら、スクリーン上のビームスポット径が劣化
する現象として、ブルーミングと呼ばれる現象がある。
ブルーミング現象とは、ビーム電流値が小さい領域(低
電流域)では電子ビームが最適集束状態にあるため最適
状態にあったビームスポットが、ビーム電流値が大きい
領域(高電流域)では電子ビームが最適集束状態からず
れるために径大となる現象である。
このブルーミング現象を、カソードの動作領域の変化と
いう観点から説明する。
第9図(a)は、カットオフ状態(スクリーン上に電子
ビームが到達しない状態)におけるカソード付近の等電
位線(図中の破線)と電子ビーム(図中の実線)の状態
を示す断面図であり、第9図(b)は、このときのカソ
ード表面を第1グリッド側から見た図である。なお、第
1グリッド側から見たカソード表面は、全面が電子放射
部AEとなっている。
第9図(a)に示すように、カットオフ状態では高電位
線20がカソードに表面すなわち電子放射部AEに達す
る寸前であり、電子放射部AEから発生した電子は第1
グリッドG1の開口21を通過して進むことはない。し
たがって、電子ビームは形成されない。また、第9図(
b)に示すように、このときの電子放射部AEには動作
領域は存在しない。
この状態から相対的にカソードにの電位Ekをfげてい
くと、カソードに付近の等電位線と電子ビームの状態お
よびカソードに表面は、第10図(a)および第10図
(b)に示すように変化する。
すなわち、第10図(a)に示すように、高電位線20
は第1グリッドG1の開口21からさらに浸透して、電
子放射部AEの中央部に到達する。
この部分を動作領域ALといい、この動作領域ALから
放射された電子は、カソードレンズにより束状に集めら
れて電子ビームとなり、第2グリッドG2近傍にクロス
オーバCOLを形成する。
この後第2グリッドG2の開口22を通過した電子ビー
ムは、ブリフォーカスレンズにより発散が抑制されて第
3グリッドG3の開口23を通過するため、クロスオー
バCOLよりカソードに側に仮想クロスオーバVCOL
を生じる。このときの電子放射部AEの中央部には、第
10図(b)に示すように、動作領域ALが存在してい
る。
このように、低電流域での電子放射部AEの動作領域A
Lはカソードにの中央部のみであるため、ここからの電
子ビームの軌跡は動作領域ALの中央部と周縁部とで大
きく異なることはない。このため、仮想クロスオーバV
COLを小さく抑えることができ、スクリーン上に径小
のビームスポットを形成することができる。
第10図に示した状態よりさらにカソードにの電位Ek
を相対的に下げていくと、カソードに付近の等電位線と
電子ビームの状態およびカソードに表面は、第11図(
a)および第11図(b)に示すように変化する。
すなわち、第11図(a)に示すように、高電位線20
は第1グリッドG1の開口21からさらに浸透してきて
、電子放射部AEの周辺部まで到達する。したがって、
このときの動作領域AHは前述の動作領域ALより広が
り、電子放射部AEの中央部のみならず周辺部からの放
射電子もカソードレンズにより束状に集められて電子ビ
ームとなり、第2グリッドG2近傍にクロスオーバCO
Hを形成する。また、クロスオーバCOHよりカソード
に側に仮想クロスオーバVCOHを生じる。このときの
電子放射部AEの中央部には、第11図(b)に示すよ
うに、前述した動作領域ALより広い動作領域AHが存
在している。
このとき、動作領域AHの周縁部から放射された電子に
より形成される電子ビームの軌跡と、中央部から放射さ
れた電子により形成される電子ビームの軌跡とは大きく
異なり、動作領域AHの周縁部からの電子ビームはカソ
ードレンズにより強い収差を受ける。このため、クロス
オーバCOHならびに仮想クロスオーバVCOHが大き
くなるとともに、主電子レンズLENでの収差を受は易
いビーム状態となる。したがって、高電流域ではスクリ
ーン上のビームスポット径が大きくなる。
すなわち、ブルーミング現象が生じる。
なお、第10図および第11図において第9図と共通す
る部分については、第9図と同じ符号を付しである。
このようなブルーミング現象の発生を抑制する手段とし
ては、高電流域において外側電子ビームのみを少し強く
集束させて主電子レンズの手前で電子ビーム軸と交差さ
せることにより、主電子レンズ部での電子ビームの広が
りを小さくして収差を受は難いようにする方法(特開昭
57−80247号公報)や、前記方法において低電流
域と高電流域でフォーカス電圧を調整するいわゆるダイ
ナミック補正方法(昭57−44944号公報)がある
しかしながら、外側電子ビームのみを主電子レンズの手
前で電子ビーム軸と交差させる方法では、第1グリッド
から主電子レンズの間に電子レンズを形成させる以上、
高電流域での外側電子ビームだけを集束させることはで
きず、高電流域での中央部の電子ビームも集束作用を受
けるため、物点(仮想クロスオーバ)はかえって大きく
なる。また、低電流域でも同様に物点が大きくなる。し
たがって、この方法でスクリーン上のビームスポット径
を小さくすることは困難である。
また、ダイナミック補正方法を用いた場合には、調整回
路が高周波、高電圧を扱わなければならないため極めて
高価となり、経済性に劣る。さらに、高電流域では物点
が大きくなっているため、ダイナミック補正方法で調整
してもその効果は顕著ではない。
(発明が解決しようとする課題) このように、陰極線管の画像性能を向上させるには、ブ
リフォーカスレンズにより生じる物点を小さくすること
によりビームスポット径を小さくする方法が有効である
が、従来技術では高電流域におけるブルーミング現象の
発生を充分に抑制することができず、高電流域において
もビームスポット径を小さくして陰極線管の画像性能を
向上させることは困難であった。
したがって、電子ビーム形成部により形成される物点を
小さくすることによりビームスポット径を小さくして陰
極線管の画像性能を向上させるには、高電流域において
も物点の大きさを小さく抑えるとともに物点からの電子
ビームの拡がりも小さく抑えて、高電流域におけるブル
ーミング現象の発生を充分に抑制することのできる陰極
線管を得ることが望ましい。
本発明はかかる従来技術の課題を解決すべくなされたも
ので、低電流域のみならず高電流域においても物点の大
きさを小さく抑えるとともに、物点からの電子ビームの
拡がりも小さく抑えて、高電流域におけるブルーミング
現象の発生を充分に抑制することのできる陰極線管を提
供することを目的とする。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段) すなわち、本発明の陰極線管は、カソード、第1グリッ
ドおよび第2グリッドを有する電子ビーム形成部と、こ
の電子ビーム形成部から発生した電子ビームをターゲッ
ト上に集束させるための主電子レンズ部とを少なくとも
具備する電子銃部を備え、電子銃部から発、射された少
なくとも 1本の電子ビームを偏向部によりターゲット
部に偏向走査する陰極線管において、カソードの第1グ
リッドに対向する面には、第1グリッドに穿設されたビ
ーム通過孔の中央部に対応する領域およびその近傍に貧
電子放射部が形成されていることを特徴としている。
(作 用) 本発明の陰極線管では、電子銃部を構成するカソードの
第1グリッドに対向する面には、第1グリッドに穿設さ
れたビーム通過孔の中央部に対応する領域およびその近
傍に貧電子放射部が形成されている。
このため、低電流域における電子ビームは、貧電子放射
部の周辺部に生じる動作領域から発生した電子により形
成される。また、高電流域における電子ビームは、低電
流域における動作領域とこの外側に生じる動作領域とか
ら発生した電子により形成される。
このとき、高電流域における動作領域の外縁部から発生
した電子により形成される電子ビームの軌跡と、内縁部
から発生した電子により形成される電子ビームの軌跡は
、従来径異ならないため、低電流域において径小の仮想
クロスオーバが形成されるようにすれば、高電流域にお
いても仮想クロスオーバ径を小さく抑えることができる
また、低電流域におけるクロスオーバ形成後の電子ビー
ムの広がり具合と、高電流域におけるクロスオーバ形成
後の電子ビームの広がり具合との差も減少するため、高
電流域における主電子レンズによる収差の影響が軽減さ
れる。
したがって、高電流域におけるブルーミング現象の発生
が抑制され、低電流域から高電流域にかけてターゲット
上のビームスポット径を小さくすることができ、画像性
能の向上された陰極線管を得ることができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第1図は、本発明に係る陰極線管に用いるカソードの第
1グリッドと対向する面を示す斜視図である。
第1図に示すように、カソードに1の第1グリッドに対
向する面には、第1グリッドに穿設されたビーム通過孔
の中央部に対応する領域およびその近傍に貧電子放射部
30が形成されている。
貧電子放射部30は、カソードに1を構成する基体金属
が露出している部分であり、第1グリッドに対向する面
の貧電子放射部30以外の表面には、電子放射部AE、
が形成されている。
このカソードに1を用いた電子銃の、カットオフ状態、
低電流域および高電流域におけるカソードに1付近の等
電位線と電子ビームの状態、ならびにこのときのカソー
ドに1表面の状態について、図面を用いて説明する。
第2図(a)は、カットオフ状態におけるカソード付近
の等電位線(図中の破線)と電子ビーム(図中の実線)
の状態を示す断面図であり、第2図(b)は、このとき
のカソードに1表面を第1グリッド側から見た図である
第2図(a)に示すように、カットオフ状態では高電位
線40はカソードに1の表面中央部に到達しているが、
この部分は貧電子放射部30であり電子放射部AE、は
形成されていないため、第1グリッドG1の開口21ま
で進む電子はなく、電子ビームは形成されない。すなわ
ち、カソードに1の表面に動作領域は存在しない。
この状態から相対的にカソードの電位Ekを下げて低電
流域とすると、第3図(a)に示すように、高電位線4
0は第1グリッドG1の開口21から浸透して、カソー
ドに1の電子放射部AE。
まで広がる。このため、カソードに1の表面には、第3
図(b)に示すように、貧電子放射部30の外側の電子
放射部AE、に動作領域BLが形成される。この動作領
域BLから放射された電子は、カソードに1と第1グリ
ッドG1との間に形成されるカソードレンズにより束状
に集められて電子ビームとなり、第2グリッドG2近傍
にクロスオーバCOL 1を形成する。この後第2グリ
ッドG2の開口22を通過した電子ビームは、ブリフォ
ーカスレンズにより発散が抑制されて第3グリッドG3
の開口23を通過するため、クロスオーバCOL +よ
りカソードに1側に仮想クロスオーバVCOL +を生
じる。
ここで、電子ビームを形成する電子はカソードに1の中
央部から放射された電子ではないため、クロスオーバC
0L1形成時には既にカソードレンズによる収差を受け
ている。しかしながら、電子銃はこの低電流域における
仮想クロスオーバVCOL 1が最良となるようにグリ
ッド厚さや間隔を設計するため、仮想クロスオーバVC
OL +が従来より大きくなったり、電子ビームの広が
りが大きくなったりすることはない。
低電・流域からさらにカソードに1の電位Ekを相対的
に下げて高電流域とすると、第4図(a)に示すように
、高電位線40はさらに浸透してきて電子放射部AE、
の周辺部まで到達する。このため、電子放射部AE、に
は、第4図(b)に示すように、前述の動作領域BLよ
り広い動作領域BHが形成される。この領域BHから放
射された電子はカソードレンズにより束状に集められて
電子ビームとなり、第2グリッドG2近傍にクロスオー
バCOH+を形成する。このとき、動作領域BHの周縁
部から放射された電子により形成される電子ビームは、
カソードレンズにより強い収差を受けるが、動作領域B
Hの内縁部から放射された電子により形成される電子ビ
ーム、すなわち、前述の動作領域BLに含まれる領域か
ら放射された電子により形成される電子ビームもカソー
ドレンズの収差を受けているため、これらの電子ビーム
の軌道が大きく異なることはない。
したがって、高電流域においても仮想クロスオーバVC
OH+ 、すなわち主電子レンズに対する物点を小さく
することができ、低電流域の物点を劣化させることなく
高電流域の物点を大幅に改善することができる。これに
より、高電流域におけるブルーミング現象の発生が抑制
され、画像性能が向上する。
なお、第2図ないし第4図において第9図と共通する部
材については、第9図と同じ符号を付しである。
さらに本発明の効果を理解するためには、ビーム電流値
とカソードの動作領域の関係を理解することが重要であ
る。
ビーム電流値を大きくするには、基本的にはカソードの
動作領域を増やせばよいので、説明を簡単にするために
ビーム電流Ikの値がカソードの動作面積に比例するも
のとする。
このとき、従来のカソードのように、カソードの第1グ
リッド、と対向する面金域に電子放射部を形成した場合
のIk値は、動作領域半径をR1比例定数をkとすれば
、 Ik−に−R2・・・・・・(1) となる。したがって、低電流を3mAとし、その10倍
の電流3I^を高電流とすると、高電流時の動作領域半
径は低電流時の動作領域半径の汀(÷3.2)倍となる
一方、本発明のように、カソードの第1グリッドと対向
する面に貧電子放射部が設けられている場合のh値は、
貧電子放射部の半径をROとすれば、 Ik−k (R2−Ro 2)・・・・・・(2)とな
る。だだし、このとき貧電子放射部から放射される電子
は無視できるものとする。
したがって、貧電子放射部の半径Roが低電流時の動作
領域半径の90%であるとき、低電流を31^とし、そ
の10倍の電流3mAを高電流とすると、高電流時の動
作領域半径は低電流時の動作領域半径のlゴで:11了
丁「1−(÷1.6)倍となり、従来に比べ動作領域の
拡大が大幅に抑えられる。
このように、低電流時の動作領域と高電流時の動作領域
があまり変らないということは、これらの動作領域から
放射された電子により形成される電子ビームの軌跡も、
基本的にあまり変わらないことを意味する。したがって
、低電流域における物点を小さく抑えることにより、高
電流域における物点も小さく抑えることができる。
本実施例の詳細な仕様は、たとえば以下のようにするこ
とができる。なお、各電極の電位以外の単位は[am]
である。
各電極のビーム通過孔径φ G 1− G 2 = 0.60 s G、−G、−G5−G6−4.52 各電極の厚さ G1= 0.10 、G2−0.18 各電極の長さ G3−1.1、G、−2,0、G5−18.0、G6霧
 7,5 最終電極からのスクリーンまでの距離−約350カソー
ドの径φ−1,6 貧電子放射部の径φ−0,3 各電極の電位[単位:■] Ek■0〜150、EC,−0゜ Ec 2−EC4÷700 E c 3− E c 5 * 7000〜8000E
 Cs *  25000〜30000本発明における
貧電子放射部の直径は、第1グリッドG1に穿設したビ
ーム通過孔の直径以下であり、第1グリッドG1に穿設
したビーム通過孔の直径の5〜90%であることが好ま
しい。
なお、本実施例ではカソードの第1グリ・ソドに対向す
る面の中央部に貧電子放射部が形成されているが、貧電
子放射部の位置にかかわらず、このようなカソードの製
作は電子放射部が通常の酸化物であれ、含浸形であれ極
めて容易に行うことができる。
また、本実施例では貧電子放射部を電子放射部と略同−
平面上に形成しているが、本発明はこれに限らず、第5
図に円筒状カソードの断面を示すように、カソードに2
の第1グリッドに対向する面の中央部に凹部50を設け
ることにより貧電子放射部を形成してもよい。さらには
第6図に円筒状カソードの断面を示すように、カソード
に3の第1グリッドに対向する面の中央部に開口51を
設けることにより貧電子放射部を形成してもよい。
このような場合には、電子銃の製作上、以下のような利
点がある。
すなわち、カソードと第1グリッドの間隔を設定すると
き、先端に小径の突起を有するセンター棒を第3グリッ
ド側から挿入し、この突起をカソードの四部50もしく
は開口部51に合致させることにより、カソードの中心
を電子銃の中心軸と合せるとともに、カソードと第1グ
リッドの間隔を設定することが容易に行える。また、カ
ソードの中央部に開口51を設けることは、カソード全
体の小形化になり、カソードの温度を素早く上昇させる
ことができるようになるため、陰極線管の出画時間を短
縮化することができる。
なお、本実施例では貧電子放射部および電子放射部をZ
軸に関して垂直な平面上に形成したが、本発明はこれに
限らず、いわゆるピアス形電子銃として公知の所定曲率
をもつカソードに適用することもできる。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明の陰極線管では、ビーム電流
値が小さい低電流域のみならず、ビーム電流値が大きい
高電流域においても物点(仮想クロスオーバ径)の大き
さを小さく抑えることができるとともに、電子ビームの
発散角を小さく抑えて主電子レンズ部での収差の影響を
軽減することができるため、ターゲット上でのビームス
ポット径を小さくすることができる。
したがって、高電流域におけるブルーミンブ現象の発生
を抑制して、画像性能に優れた陰極線管を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る陰極線管に用いるカソードの一実
施例を示す斜視図、第2図(a)はカットオフ状態にお
ける本発明の陰極線管のカソード付近の等電位線と電子
ビームの状態を示す断面図、第2図(b)は第2図(a
)に示したカソードの第1グリッドに対向する面を第1
グリッド側から見た図、第3図(a)は低電流域におけ
る本発明の陰極線管のカソード付近の等電位線と電子ビ
ームの状態を示す断面図、第3図(b)は第3図(a)
に示したカソードの第1グリッドに対向する面を第1グ
リッド側から見た図、第4図(a)は高電流域における
本発明の陰極線管のカソード付近の等電位線と電子ビー
ムの状態を示す断面図、第4図(b)は第4図(a)に
示したカソードの第1グリッドに対向する面を第1グリ
ッド側から見た図、第5図および第6図は本発明に係る
陰極線管に用いるカソードの他の実施例を示す垂直断面
図、第7図は本発明を適用するカラー受像管の一例を示
す水平断面図、第8図は第7図に示したカラー受像管の
電子銃からスクリーンにかけての電子ビームの変化を模
式的に示す垂直断面図、第9図(a)はカットオフ状態
における従来の陰極線管のカソード付近の等電位線と電
子ビームの状態を示す断面図、第9図(b)は第9図(
a)に示したカソードの第1グリッドに対向する面を第
1グリッド側から見た図、第10図(a)は低電流域に
おける従来の陰極線管のカソード付近の等電位線と電子
ビームの状態を示す断面図、第10図(b)は第10図
(a)に示したカソードの第1グリッドに対向する面を
第1グリッド側から見た図、第11図(a)は高電流域
における従来の陰極線管のカソード付近の等電位線と電
子ビームの状態を示す断面図、第11図(b)は第11
図(a)に示したカソードの第1グリッドに対向する面
を第1グリッド側から見た図である。 K1・・・・・・・・・カソード G1・・・・・・・・・第1グリッド 30・・・・・・・・・貧電子放射部 第5図 に3 に3 第6図 ro      0)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)カソード、第1グリッドおよび第2グリッドを有
    する電子ビーム形成部と、前記電子ビーム形成部から発
    生した電子ビームをターゲット上に集束させるための主
    電子レンズ部とを少なくとも具備する電子銃部を備え、
    前記電子銃部から発射された少なくとも1本の電子ビー
    ムを偏向部により前記ターゲット上に偏向走査する陰極
    線管において、 前記カソードの前記第1グリッドに対向する面には、前
    記第1グリッドに穿設されたビーム通過孔の中央部に対
    応する領域およびその近傍に貧電子放射部が形成されて
    いることを特徴とする陰極線管。
JP7935888A 1988-03-31 1988-03-31 陰極線管 Pending JPH01251544A (ja)

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JP7935888A JPH01251544A (ja) 1988-03-31 1988-03-31 陰極線管

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100418547B1 (ko) * 2000-08-23 2004-02-11 가부시끼가이샤 도시바 전자총구체와 음극선관장치

Cited By (1)

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KR100418547B1 (ko) * 2000-08-23 2004-02-11 가부시끼가이샤 도시바 전자총구체와 음극선관장치

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