JPH06196106A - 陰極線管を具える装置 - Google Patents

陰極線管を具える装置

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JPH06196106A
JPH06196106A JP5236430A JP23643093A JPH06196106A JP H06196106 A JPH06196106 A JP H06196106A JP 5236430 A JP5236430 A JP 5236430A JP 23643093 A JP23643093 A JP 23643093A JP H06196106 A JPH06196106 A JP H06196106A
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JP
Japan
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electrode
control electrode
lens
electron
electron beam
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JP5236430A
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English (en)
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Engelshoven Jeroen Van
ファン エンフェルソーフェン イエルン
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Koninklijke Philips NV
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Philips Electronics NV
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/56Arrangements for controlling cross-section of ray or beam; Arrangements for correcting aberration of beam, e.g. due to lenses
    • H01J29/563Arrangements for controlling cross-section of ray or beam; Arrangements for correcting aberration of beam, e.g. due to lenses for controlling cross-section
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    • H01J29/50Electron guns two or more guns in a single vacuum space, e.g. for plural-ray tube
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    • H01J29/46Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/48Electron guns
    • H01J29/488Schematic arrangements of the electrodes for beam forming; Place and form of the elecrodes

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画質の改善が得られる陰極線管を具える装置
を提供する。 【構成】 比較的低いビーム電流、例えば1mA以下の
ビームを発生する電子銃を具え、当該電子銃の制御電極
G1と第1レンズ電極G2の間には800V以上の電圧
差が発生され、両電極間にはさら4keV/mm以上の
電界がかかるように構成する。それによってビームスポ
ットの大きさが改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、真空排気された外囲
器内に少なくとも1つの電子ビーム発生手段を具え、そ
の手段の後ろに電子ビームの伝播方向でみて順次に制御
電極と、少なくとも1つの電子ビームを通過させる孔を
各々有する第1および第2レンズ電極を具える加速前フ
ォーカスレンズと、主フォーカスレンズとが備えられる
陰極線管を具える装置であって、かつ当該装置がさらに
各電極に電圧を供給する手段を具え、前記陰極線管がさ
らに真空排気された外囲器の内側に蛍光スクリーンを具
える装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】かかる装置は例えば白黒または多色画
像、例えばテレビジョン画像を表示するための装置とし
て知られており使用されている。
【0003】本発明の要旨内のある表示装置では、相対
的に小さなビーム電流(1mAより小さい)を有する電
子ビームが形成され、スポットの品質が従来の装置と比
べて改善され得るものがあることがわかっている。相対
的に小さなビーム電流を有する電子ビームが形成される
装置は以下“低電流陰極線管”と称せられる。かかる現
行公知の表示管には例えばカラーモニタ管(CMT)が
あり、典型的にはほぼ400mAの最大ビーム電流を有
する電子ビームが動作中発生される。ビーム電流を制限
することにより小さなスポットが得られる。小さなスポ
ットは高精細度画像を作りだすことができる。ここでス
ポットの大きさとは、電子ビーム中のすべての電子の9
5%がスクリーンをたたくその蛍光スクリーンの中央部
でのスポットの平均的な大きさを意味し、ほぼ0.75mm
より小さなスポットが従来の装置では得られている。ビ
ーム電流を増大すればスポットの輝度が増大するから有
利である。スポットの輝度を増大すると、例えば表示画
像のコントラストの増大が得られたり、より暗いガラス
がその外囲器用に使用されたりして、画質が改善されて
有利である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置設計では輝度を増大するとスポットの大きさもまた
増大し画質が劣化してしまう。従来の装置ではビーム電
流を増大させることによる効果は、スポットの大きさが
増大してしまうという負の効果により打ち消されてしま
う。従って本発明の目的はその従来の欠点を排除し、画
質の改善が得られる陰極線管を備える装置を提供せんと
するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明冒頭に記載された陰極線管を具える装置は、
前記各電極に電圧を供給する手段が制御電極と第1レン
ズ電極間に800ボルト以上の電圧差VG2を供給する手
段を具え、S12を制御電極と第1レンズ電極間距離とし
た時VG2/S12が4keV/mmより大きく、動作に際
し前記電子ビームのビーム電流がほぼ1mAの上限に制
限されることを特徴とするものである。
【0006】以下の効果が制御電極と第1レンズ電極管
電界に起因して発生する。電子ビーム発生手段により放
射される電子ビームの最も外側の電子線は制御電極と第
1レンズの電極間電界により近軸の電子線よりよりフォ
ーカスされる。それによってクロスオーバが形成され
る。この発明は0.5 から1mAオーダのビーム電流の場
合クロスオーバがほぼ800V近傍で発生し、そのクロ
スオーバの位置は制御電極と第1レンズ電極間電圧差に
依存するという洞察に基づいている。低電流陰極線管の
現行の設計では制御電極と第1レンズ電極間電圧差はほ
ぼ500Vであり、制御電極と第1レンズ電極間電界強
度E12はほぼ2.5 keV/mmである。かかる電界強度
と組合った制御電極と第1レンズ電極間のかかる電圧差
は結果として第1レンズ電極下のほぼ位置にクロスオー
バを生じる。この発明のように800V以上の電圧差と
4kV/mm以上の制御電極および第1レンズ電極間電
界強度とは制御電極と第1レンズ電極間にクロスオーバ
を生じる。かかる条件ではスポットの大きさが改善さ
れ、特にほぼ0.8 mAのビーム電流を有する電子ビーム
では0.75mmより小さなスポットの大きさが得られる。
かくてビーム電流は従来装置に比べて増大し、しかもス
ポットの大きさは増大せず、その結果画質は改善され
る。好適には前述の電界強度は6kV/mmより大きく
9kV/mmより小さいのがよい。
【0007】本発明の好適な実施態様では前記制御電極
の孔の大きさはほぼ500μmより小さいことを特徴と
する。本発明の要旨内では制御電極の孔の大きさを増大
するとスポットの大きさが増大するということはわかっ
ている。孔の大きさが500μm以上になると0.75mm
より小さなスポットを作るには非常に大きな電圧差およ
び/または電界強度が必要である。本発明の別の好適な
実施態様では前記制御電極の孔の大きさはほぼ150μ
mより大きいことを特徴とする。
【0008】孔の大きさが150μmより小さくなる
と、0.8 mAのビーム電流を得るためには、制御電極と
電子ビーム発生手段間距離および/または制御電極の厚
みがかなり小さくされねばならず、そうなると制御電極
と電子ビーム発生手段間の電気的接触がおこり易くなっ
たり、制御電極の機械的強度が粗略になってしまったり
する。
【0009】孔の大きさ(d)とは孔の面積(A)をπ
/4で除した値の平方根に等しく
【外1】 孔が円の場合には直径に等しい。
【0010】
【実施例】以下添付図面を参照し実施例により本発明を
詳細に説明する。添付図面は線図的で、簡略化されスケ
ール通りには記載されていない。
【0011】図1は本発明に係る装置用陰極線管の水平
長手方向断面図である。この例で陰極線管はカラー画像
を表示する装置で使用される陰極線管である。表示窓
2、円錐状部3およびネック部4を具えるガラス外囲器
1の前記ネック部には電子銃系5が備えられ、その系は
3つの電子ビーム6,7および8を発生し、この例では
3つの電子ビームの軸は同一平面(例えば図の面)に位
置している。中央の電子ビーム7の軸はそれが偏向され
ない時には管の軸と一致している。表示窓2はその内側
の面9に表示スクリーン10を具え、その表示スクリー
ンは、例えば、数多くの3つの組の蛍光ラインを具えて
いる。各3つの組は青色発光蛍光体からなるライン、赤
色発光蛍光体からなるラインおよび緑色発光蛍光体から
なるラインを具えている。これら蛍光体ラインは、例え
ば、図の面にほぼ垂直である。表示スクリーン10の前
面には数多くの孔12のあるシャドウマスク11が位置
し、孔を通って電子ビーム6,7および8が通過し、各
ビームは1色の蛍光体ラインのみに射突する。一平面に
位置する3つの電子ビームは偏向コイル13によって偏
向される。本発明はここに図示した型の装置に限定され
ることなく、例えば白黒陰極線管または撮像管を有する
装置に使用されてよい。上述の装置はさらに各電極に電
圧を供給する手段を具えている。図1には上述の手段は
手段14で線図的に示されている。
【0012】図2は図1に例示した表示装置に使用され
る電子銃21を介した長手方向断面図である。電子銃2
1は少なくとも1つの電子ビームを発生する手段を具え
ている。この例では3つの電子ビーム6,7および8を
発生する3つの陰極22,23および24を具えてい
る。電子銃はさらに制御電極25を具え、この電極はこ
の例では3つの電子ビームに共通の電極である。電子銃
はさらに第1レンズ電極26と第2レンズ電極27とを
具えている。第1および第2レンズ電極26,27は前
フォーカスレンズを形成する。電子銃はさらに電極28
を具えている。電極27と28とは主レンズを形成す
る。上述の各電極は複数の電子ビームを通過させる孔を
有している。制御電極25は通例G1電極と呼ばれ、第
1レンズ電極は通例G2電極と呼ばれている。
【0013】図3は図2図示電子銃の拡大詳細を概略的
に示している。この例では、カソード22の放射面2
2、電極26と25および等電位ライン31が示されて
いる。等電位ラインの電位も示されている。電極25の
孔の直径も示されている。この制御電極の孔の大きさD
はこの例ではほぼ250μmである。孔の大きさは孔の
面積をπ/4で除したものの平方根で規定される平均値
と理解されるべきである。円形の孔の場合には孔の大き
さは直径に等しい。しかしながら、本発明は円形の孔に
限定されるものではない。制御電極25の孔は長円形も
あれば矩形もある。
【0014】図3でカソード22の放射面により放射さ
れる電子の軌道32は0.8 mAのビーム電流に関して示
されている。図3には最も外側電子が近軸電子、すなわ
ちカソードの中央部近くで放射される電子の前で互いに
交叉していることが示されている。いわゆるクロスオー
バ点がほぼ点29に形成されている。この点は800V
よりわずかに低い等電位ラインに横たわっている。本発
明の好適な実施例によれば制御電極25と第1レンズ電
極26間電位差は800Vより大きく、この例ではほぼ
1200Vである。図3にS12で示されている電極25
と26間距離は(mmで与えられ)1200V/4kV
=0.300 mmより小さい。この例ではS 12はほぼ0.160
mmである。
【0015】本発明の要旨内ではクロスオーバはほぼ8
00V近傍の電位に発生し、その発生位置は制御電極と
第1レンズ電極間電圧差に依存することがわかってい
る。従来の装置の第1レンズ電極の電圧は典型的には5
00Vであった。また、比較的低い電界強度(4kV/
mmより小さい)と組合った制御電極およびこの大きさ
の第1レンズ電極間電圧差の結果、クロスオーバの位置
29はほぼ第1レンズ電極26の下にあった。800V
より電圧差が大きく、制御電極および第1レンズ電極間
電界強度が4kV/mmより大きい場合には、クロスオ
ーバはこの制御電極と第1レンズ電極間に位置される
(例えば図3参照)。本発明の要旨内ではかかる条件の
下でスポットの大きさが改善されることがわかってきた
のである。
【0016】この様子は以下の表1に示されている。こ
の表には異なった電子銃について制御電極25の孔の直
径が与えられており(表1にG1直径と示されてい
る)、同時に制御電極25および第1レンズ電極間電圧
差(VG2)と制御電極および第1レンズ電極間のこの電
圧と距離の比(=E12=VG2/S12)が示されている。
【0017】
【表1】 電子銃♯ ♯1 ♯2 ♯3 ♯4 G1直径〔mm〕 .35 .25 .20 .15 E12〔kV/mm〕 2.8 7.7 6.8 6.1 VG2〔V〕 552 1239 1231 601 0.8 mA5%スポット〔mm〕 .90 .70 .68 .77
【0018】表1の最終行は0.8 mAのビーム電流を有
する電子ビームのスクリーン上のスポットの大きさを与
えている。5%スポット表示の意味は、スクリーンをう
つ電子ビームのすべての電子の95%が表示されたスポ
ットの大きさ内にあるということである。この条件では
簡単化のため“スポットの大きさ”と称する。表1には
G2を800V以上にE12を4kV/mmより大きくす
ればスポットの大きさが減少することが示されている。
【0019】図4には一定の電界強度E12が7.7 keV
/mmの下で0.8 mA電子ビームのスポットの大きさが
電圧差VG2の関数として示されている。図5には一定の
電圧差VG2が1239Vでスポットの大きさが電界強度
12の関数として示されている。バツ印はG1の孔の直
径が250μm、白ヌキ四角は前記直径が200μm、
黒四角は前記直径が150μmである場合を示してい
る。
【0020】好適には電界強度E12が6keV/mm以
上あることであり、4から6keV/mm間ではスポッ
トの大きさは減少するが、6keV/mm以上では減少
は左程目立たない。好適にはE12は9keV/mmより
小さい方がよい。9keV/mmより高い値になるとス
ポットの大きさの減少程度は小さくなり、変わって電極
G1とG2間のアークがしばしば発生するようになる。
アークは電極を傷つけてしまう。スポットの大きさは電
極G1の孔の直径に左程依存しない。好適には孔は50
0μmより小さいのがよい。
【0021】また好適には直径は150μmより大きい
のがよい。孔の大きさが150μmより小さくなると、
合理的なビーム電流を得るためには、制御電極と電子ビ
ーム発生手段間距離および/または制御電極の厚みがか
なり小さくされねばならず、そうなると制御電極と電子
ビーム発生手段間の電気的接触がおこり易くなったり、
制御電極の機械的強度が粗略になってしまったりする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る表示装置に使用される陰極線管の
水平長手方向断面図である。
【図2】図1図示表示装置に使用される電子銃を介した
長手方向断面図である。
【図3】図2図示電子銃の拡大詳細図である。
【図4】電圧の関数としてのスポットの大きさの関係図
である。
【図5】電界の関数としてのスポットの大きさの関係図
である。
【符号の説明】
1 ガラス外囲器 2 表示窓 3 円錐状部 4 ネック部 5 電子銃系 6,7,8 電子ビーム 9 表示窓の内面 10 表示スクリーン 11 シャドウマスク 12 シャドウマスクの孔 13 偏向コイル 14 電圧供給手段 21 電子銃 22,23,24 陰極 25 制御電極 26 第1レンズ電極 27 第2レンズ電極 28 電極 29 クロスオーバ点 31 等電位ライン 32 電子の軌道

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空排気された外囲器内に少なくとも1
    つの電子ビーム発生手段を具え、その手段の後ろに電子
    ビームの伝播方向でみて順次に制御電極と、少なくとも
    1つの電子ビームを通過させる孔を各々有する第1およ
    び第2レンズ電極を具える加速前フォーカスレンズと、
    主フォーカスレンズとが備えられる陰極線管を具える装
    置であって、かつ当該装置がさらに各電極に電圧を供給
    する手段を具え、前記陰極線管がさらに真空排気された
    外囲器の内側に蛍光スクリーンを具える装置において、 前記各電極に電圧を供給する手段が制御電極と第1レン
    ズ電極間に800ボルト以上の電圧差VG2を供給する手
    段を具え、S12を制御電極と第1レンズ電極間距離とし
    た時VG2/S12が4keV/mmより大きく、動作に際
    し前記電子ビームのビーム電流がほぼ1mAの上限に制
    限されることを特徴とする陰極線管を具える装置。
  2. 【請求項2】 前記VG2/S12が6keV/mmより大
    きいことを特徴とする請求項1記載の陰極線管を具える
    装置。
  3. 【請求項3】 前記VG2/S12が9keV/mmより小
    さいことを特徴とする請求項1または2記載の陰極線管
    を具える装置。
  4. 【請求項4】 前記制御電極の孔の大きさが0.5 mmよ
    り小さいことを特徴とする請求項1から3いずれかに記
    載の陰極線管を具える装置。
  5. 【請求項5】 前記制御電極の孔の大きさが0.15mmよ
    り大きいことを特徴とする請求項1から4いずれかに記
    載の陰極線管を具える装置。
JP5236430A 1992-09-25 1993-09-22 陰極線管を具える装置 Pending JPH06196106A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
EP92202947 1992-09-25
NL92202947:5 1992-09-25

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ID=8210938

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KR (1) KR100275357B1 (ja)
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KR100275357B1 (ko) 2001-01-15
KR940007952A (ko) 1994-04-28
US5448134A (en) 1995-09-05
DE69308439D1 (de) 1997-04-10
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Effective date: 20040316