JPH0697599B2

JPH0697599B2 - 偏平形カラ−陰極線管

Info

Publication number: JPH0697599B2
Application number: JP58192428A
Authority: JP
Inventors: 栄田中; 敏夫大星; 耕一飯田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1983-10-17
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: JPS6084746A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの各色信号にて変調された電
子ビームを蛍光面の横方向から出射し、この電子ビーム
を水平垂直偏向させて上記蛍光面上にカラー画像を再生
する偏平形カラー陰極線管に関し、特に上記蛍光面とこ
の蛍光面と対向して配置されたシャドウマスクとの間に
電界を形成し、この蛍光面とシャドウマスク間で上記電
子ビームを偏向させ色選別を行うようにしたものであ
る。

［背景技術とその問題点］本件出願人は先に偏平形カラー陰極線管（以下「偏平形
カラーCRT」という）を提案しており、ハンディタイプ
のカラーテレビジョン受像機の小型化軽量化を実現して
いる。

この種の偏平形カラーCRTは第１図及び第２図に示すよ
うに一体化電子銃１と、この電子銃１から出射される電
子ビームEBと平行に配置された蛍光面２を備えている。
そして、上記電子銃１には図示しない信号ラインを介し
てＲ、Ｇ、Ｂの各色信号が供給されるようになってい
る。また、この電子銃１は、その内部に上記蛍光面２と
平行に並列された３本のカソード３、４、５を内臓して
おり、それ等各カソード３、４、５から上記各色信号に
て変調された電子ビームEB_R、EB_G、EB_Bを出射する。

そして、上記各カソード３、４、５から出射された電子
ビームEB_R、EB_G、EB_Bは第１ないし第５グリード６、
７、８、９、10及びサイドコンバージェンスプレート19
を介して動的偏向系に突入する。

この動的偏向系は上記電子ビームEB_R、EB_G、EB_Bを１水
平走査周期1H毎に前記蛍光面２の水平走査方向に偏向さ
せるとともに、１垂直走査周期1V毎に上記蛍光面２を垂
直走査させるために偏向させるものである。

そして、このような機能を有する動的偏向系はフェライ
ト等の磁性材料にて形成された一対の主偏向板11、11
と、これ等主偏向板11、11と絶縁層12、12を介して連設
された一対の前段偏向板13、13及び偏向コイル14により
構成されている。そして、この偏向コイル14に1H周期の
水平偏向電流を流すことにより上記各主偏向板11、11間
のギャップ15内に水平偏向磁界を形成、このギャップ15
内を通過する電子ビームEB_R、EB_G、EB_Bを上記蛍光面２
の水平走査方向に電磁偏向させる。また、上記ギャップ
15及び前段偏向板13間のギャップ16間には1V周期で可変
される電位差が設けられ、このギャップ15、16内を通過
する電子ビームEB_R、EB_G、EB_Bを第１図中上下方向に静
電偏向させる。

さらに、この動的偏向系のビーム出射方向前方側には上
記蛍光面２と対向して配置された背面電極17等から成る
静的偏向系が設けられている。この静的偏向系は偏平形
カラーCRTが電子ビームEB_R、EB_G、EB_Bを蛍光面２と平行
に出射する構造であるため、上記電子ビームEB_R、EB_G、
EB_Bを蛍光面２側、すなわち第１図中下方側に静電偏向
させて電子ビームEB_R、EB_G、EB_Bを蛍光面２上にランデ
ィングさせるものである。

そして、上述の如き動的静的偏向系にて偏向された電子
ビームEB_R、EB_G、EB_Bは上記蛍光面２上を水平垂直走査
し、これによりこの蛍光面２上にカラー画像を再生す
る。

また、この種のCRTにおいては各電子ビームEB_R、EB_G、E
B_Bを出射するカソード３、４、５が第２図に示すように
蛍光面２と平行に並列配置され互いに横方向にずれてい
るため上記動的偏向系等により各電子ビームEB_R、EB_G、
EB_Bが偏向される際に各電子ビームEB_R、EB_G、EB_Bの出射
位置に応じて偏向量が異なり各電子ビームEB_R、EB_G、EB
_Bが一点に集中しない。そのため従来から集束電極であ
る第４グリッド９近傍にローテーションコイル18を設け
このローテーションコイル18に第３図に示すような1H周
期のローテーション電流を供給し３本の電子ビームE
B_R、EB_G、EB_Bから成るビーム束に所定量のローテーショ
ンをかけるとともに、前記前段偏向板13、13間のギャッ
プ16をその中央が前記蛍光面２に対する背面電極17の配
置側に突出するように湾曲形成することにより、このギ
ャップ16を通過するビーム束にさらにセルフローテーシ
ョンをかけ、これにより偏向量の異なる３本の電子ビー
ムEB_R、EB_G、EB_Bを一点に集中させるような方法が採ら
れていた。

ところで、上述の如き構成の偏平形カラーCRTにおいて
は、先に述べたようにＲ、Ｇ、Ｂの各色信号にて変調さ
れた３本の電子ビームEB_R、EB_G、EB_Bを同時に出射する
一体化電子銃１が用いられているためこの種のCRTの小
型化軽量化及び低消費電力化の要求を充分に満足させる
ことができなかった。すなわち、上記一体化電子銃１は
３つのカソード３、４、５を内臓するスペースが必要と
なるため特に小型化に限界があり、さらにそれ等カソー
ド３、４、５における消費電力が大きくなるため低消費
電力化の妨げになっていた。

また、上記ローテーションコイル18のコイルボビン自体
が大きくなるためCRT自体の小型化軽量化が阻害される
とともに、このローテーションコイル18における消費電
力が大きく低消費電力化が妨げられていた。

一方、この種のCRTにおいては先に述べたように電子ビ
ームEB_R、EB_G、EB_Bを蛍光面２の横方向から出射するた
め前記静的偏向系の如く上記電子ビームEB_R、EB_G、EB_B
を蛍光面２側に偏向させる必要がある。そして、上記電
子ビームEB_R、EB_G、EB_Bにて蛍光面２を正確に走査する
ためには上記静的偏向系と前記動的偏向系により電子ビ
ームEB_R、EB_G、EB_Bが正確に偏向されなければならず、
上記各偏向系のわずかな誤差が電子ビームEB_R、EB_G、EB
_Bのミスランディングの原因になっていた。

［発明の目的］本発明は上述の如き実情に鑑みてなされたものであり、
偏平形カラーCRTの小型化軽量化及び低消費電力化を図
ることを目的とするとともに電子ビームの蛍光面への正
確なランディングを可能にすることにより再生画像品位
の向上を図ることを目的とする。

［発明の概要］本発明は、上述したような目的を達成するため、赤、
緑、青の各色信号にて順次変調される電子ビームを出射
する電子銃と、上記電子ビームの出射方向と平行に配置
され赤、緑、青の各蛍光体が塗布された蛍光面と、この
蛍光面に対向して配置されたシャドウマスクと、上記電
子ビームの水平垂直走査を行うための偏向系とを有する
偏平形カラー陰極線管において、上記蛍光面に対する上
記電子ビームの入射角をθ_１とし、上記シャドウマスク
の電位をHmとし、上記蛍光面の電位をHpとし、上記蛍光
面と上記シャドウマスクとの間における電子ビームの偏
向量をΔｘとしたとき、上記蛍光面と上記シャドウマス
クとの間隔ｈが、次式によって決定するようにしたものである。

［実施例］以下、本発明を第４ないし第11図に示す好適な実施例を
用いて詳細に説明する。

第４図は本発明を適用した偏平形カラーCRTの概略断面
図、第５図は同じく概略平面図である。

上記偏平形カラーCRTは1H周期で順次供給されるＲ、
Ｇ、Ｂの各色信号にて変調された電子ビームEBを出射す
る電子銃20と、この電子銃20のカソード21から出射され
る電子ビームEBの出射方向と平行に配置された蛍光面22
とを備えている。

上記電子銃20のビーム出射方向前方側には上記電子ビー
ムEBを水平垂直偏向させる静電磁界方式の動的偏向系が
配設されている。この動的偏向系はフェライト等の磁性
材料にて形成された一対の偏向板23、24及び図示しない
偏向コイルにより構成されている。そして、この偏向コ
イルに図示しない水平偏向回路より出力される水平偏向
電流を供給することにより上記一対の偏向板23、24間の
ギャップ25に水平偏向磁界を形成し、このギャップ25内
を通過する電子ビームEBを上記蛍光面22の水平走査方向
に電磁偏向させるようになっている。また、上記一対の
偏向板23、24間には1V周期で可変される電界が形成され
上記ギャップ25を通過する電子ビームEBが上記蛍光面22
を垂直走査するためにこの電子ビームEBを第４図中上下
方向に静電偏向させるようになっている。

上記動的偏光系のビーム出射方向前方側には蛍光面22と
水平に出射された電子ビームEBをこの蛍光面22側、すな
わち第４図中下方側に静電偏光させ、この電子ビームEB
を上記蛍光面22にランディングさせるための静電偏光系
が配置されている。

この静電偏光系は上記蛍光面22と所定の間隔ｈをもって
対向するシャドウマスク26と、このシャドウマスク26を
はさんで上記蛍光面22と対向する背面電極27とから構成
されており、この背面電極27と上記シャドウマスク26と
の間に電位差を設けることにより上記電子ビームEBを蛍
光面22側に静電偏光させるようになっている。

そして、上記シャドウマスク26には、その水平走査方向
に延設され、所定の幅ｌを有するスロット30、30、・・
・が垂直走査方向に順次穿設されており、前記電子銃20
から出射された電子ビームEBはそれ等スロット30、30・
・・を介して上記蛍光面22に達するようになっている。
なお、この種の偏平形カラーCRTにおいては蛍光面22の
上部と下部、すなわち蛍光面22の第４図中左側部と右側
部とでは電子ビームEBのシャドウマスク26への入射角θ
_１が異なる。このため第６図に示すように蛍光面22の上
部と下部に位置するスロット30における電子ビーム透過
率が一定となるように上記スロット30の幅ｌは1/sinθ
_１の係数にて補正されている。また、同様にシャドウマ
スク26のスロット穿設においても第６図に示すように電
子ビームEBのシャドウマスク26への入射角θ_１に応じて
スロット30、30、・・・のシャドウマスク厚み方向の傾
斜θ_２が補正されている。

上記蛍光面22には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の蛍光体が塗布さ
れた蛍光体ストライプ22R、22G、22Bが上記スロット3
0、30、・・・に沿って形成されており、上記電子銃20
から射出され、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色信号にて変調された電
子ビームEBが所定の蛍光体ストライプ22R、22G、22Bを
照射することにより各色を発光するようになっている。

また、上記蛍光体ストライプ22R、22G、22Bは蛍光面22
の上部から下部に向かって垂直走査方向にＢ、Ｒ、Ｇ、
Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、・・・の順序で順次色分けされてお
り、上記一のスロット30を介して蛍光面22とシャドウマ
スク26との間に入射される電子ビームEBはＢ、Ｒ、Ｇの
各色の蛍光体が塗布された一組の蛍光体ストライプ22
R、22G、22Bのいずれかを照射するようになっている。

すなわち、上記蛍光面22とシャドウマスク26には各々蛍
光面電位Hpとマスク電位Hmがかけられ、蛍光面22とシャ
ドウマスク26との間に電界が形成されるようになってい
る。そして、上記蛍光面電位Hpは1H毎に電位レベルが後
段で具体的に述べるようにＲ、Ｇ、Ｂに対応させて３段
階に可変制御されるようになっており、これに伴い上記
電界強度も1H毎に３段階に可変される。これにより上記
スロット30を介して蛍光面22とシャドウマスク26との間
に入射された電子ビームEBは上記電界強度に応じて上記
蛍光面22の垂直走査方向に静電偏向されて上記一組の蛍
光体ストライプ22R、22G、22Bのいずれかを照射して色
選別を行う。

また、この種の偏平形カラーCRTにおいては、先に述べ
たように蛍光面22の上部への電子ビームEBの入射角θ_１
と蛍光面22の下部への電子ビームEBの入射角θ_１が異な
る。そして、このように電子ビームEBの蛍光面22への入
射角θ_１が異なっても上記蛍光面電位Hpの可変幅±ΔＶ
を常に一定とし、蛍光面電位HpをＶ−ΔＶとＶ及びＶ＋
ΔＶの３段階でのみ可変制御し得るようにするために上
記蛍光面22とシャドウマスク26との間隔ｈは次式にて決
定される。

すなわち、第７図に示すように蛍光面22とシャドウマス
ク26との間での電子ビームEBの偏向量をΔｘとすると、
この偏向量Δｘは、電界中に電子を入射角θ_１で入射さ
せた際に電子が通る軌道を解析的に求めることができる
ことから、なる式で表すことができる。ここで、上式の第１項は、
蛍光面電位Hpとマスク電位Hmが等しいときの電子ビーム
の蛍光面上での到達位置であり、上式の第２項は、蛍光
面電位Hpとマスク電位Hmが等しくないときの電子ビーム
の蛍光面上での到達位置を示す。

したがって、上記式より蛍光面22とシャドウマスク26と
の間隔ｈは、なる式で表すことができる。

そして、上記間隔ｈを上記式にて決定することにより先
に述べたように上記蛍光面電位Hpの可変幅を電子ビーム
EBの走査位置にかかわらず常に一定幅±ΔＶとして回路
設計をすることができ上記蛍光面22とシャドウマスク26
との間において電子ビームEBを静電偏向させることによ
って色選別させるための回路を簡素化することができ
る。

また、上記シャドウマスク26は第８図に示すようにスプ
リング40、40及び平板リング状のフレーム41を介して偏
平形カラーCRTの外筐42内部に取付けられている。そし
て、上記シャドウマスク26は上記フレーム41の背面電極
27側の面にて接合されており、シャドウマスク26と蛍光
面22との間の電界を乱さないようになっている。

上述の如き構成の偏平形カラーCRTにおいて上記動的偏
向系の一方の偏向板24にかけられる偏向電位Vdefと上記
背面電極電位RHVとマスク電位Hm及び蛍光面電位Hpの電
位配置は表１に掲げるタイプＩ或いはタイプIIのように
設定されている。なお、上記動的偏向系の他方の偏向板
23の電位と背面電極電位RHVは同電位となっている。

上述の如き構成の偏平形カラーCRTの具体的動作を説明
すると前記電子銃20はＢ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、・・・
の順で1H周期で供給される各色信号にて変調された電子
ビームEBを出射する。そして、この電子ビームEBは上記
動的偏向系にて蛍光面22の水平走査方向に1H周期で電極
偏向されるとともに上記蛍光面22を垂直走査させるため
に上記蛍光面22に対して第４図中上下方向に1V周期で静
電偏向される。さらに、上述の如く偏向された電子ビー
ムEBは前記静的偏向系にて蛍光面22側、すなわち第４図
中下方側に静電偏向される。このように上記電子銃20か
ら出射された電子ビームEBは上記動的偏向系及び静的偏
向系にて偏向されて上記シャドウマスク26の所定のスロ
ット30上に到達する。そして、上記電子ビームEBはそれ
等スロット30を介してシャドウマスク26と蛍光面22間に
設けられた電界中に突入する。この電界の電界強度は上
記蛍光面電位Hpを1H周期で３段階に順次可変制御するこ
とにより同じく1H周期で可変され、その電界強度に応じ
て電子ビームEBをシャドウマスク26と蛍光面22との間で
この蛍光面22の垂直走査方向に偏向させ色選別を行う。
すなわち、上記蛍光面電位Hpは1H周期で８＋0.25［ｋ
Ｖ］と８［ｋＶ］及び８−0.25［ｋＶ］の３段階で可変
制御される。そして、上記蛍光面電位Hpは電子ビームEB
が緑の色信号にて変調された場合には８＋0.25［ｋＶ］
に設定され、赤の色信号にて変調された場合は８［ｋ
Ｖ］に設定され、さらに、青の色信号にて変調された場
合は８−0.25［ｋＶ］に設定される。また、蛍光面22上
の蛍光体ストライプ22R、22G、22Bは蛍光面22の上部か
ら垂直走査方向に順次Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、・・・
の順序で順次配設されている。よって、前記タイプＩの
場合においては第９図に示すように緑の色信号にて変調
された電子ビームEB_Gは蛍光面22の下方側、すなわち第
９図中右側に偏向され緑の蛍光体が塗布された蛍光体ス
トライプ22Gを走査する。そして、電子ビームEBを赤の
色信号にて変調した場合には、先に述べたように上記蛍
光面電位Hp:8［ｋＶ］とマスク電位Hm:8［ｋＶ］が等し
くなるため、赤の色信号にて変調された電子ビームEB_R
は無偏向の状態で赤の蛍光体ストライプ22Rを走査す
る。また、電子ビームEBを青の色信号にて変調した場合
には、上記蛍光面電位Hp:8−0.25［ｋＶ］がマスク電位
Hm:8［ｋＶ］よりも低くなるため青の色信号にて変調さ
れた電子ビームEB_Bは蛍光面22の上方側、すなわち第９
図中左側に偏向され青の蛍光体ストライプ22Bを走査す
る。

一方、前記タイプIIの場合においては蛍光面電位Hp:8±
0.25［ｋＶ］がマスク電位Hm:5［ｋＶ］より常に高いた
め、電子ビームEBは第10図中右側に偏向される。そし
て、緑、赤、青の色信号で変調された各電子ビームE
B_G、EB_R、EB_Bは各々緑、赤、青の蛍光体ストライプ22
G、22R、22Bを走査する。

よって、上述の如く上記タイプＩ或いはタイプIIのいず
れの場合でも電子ビームEBは変調された色信号の色と同
じ色の蛍光体ストライプ22R又は22G又は22Bを走査し、
上記蛍光面22上にいわゆる線順次方式にてカラー画像を
再生する。

また、この際前記動的偏向系及び静的偏向系により電子
ビームEBの偏向に若干の誤差が生じても、上記蛍光面22
とシャドウマスク26との間の電界にて電子ビームEBを強
力に偏向させて色選別を行うため、この電子ビームEBを
常に所定の蛍光体ストライプ22R、22G、22B上にランデ
ィングさせることができ画像品位の向上を図ることがで
きる。

また、上記蛍光面電位Hpが上記マスク電位Hmよりも高い
場合には第11図に示すように上記スロット30の近傍に凸
型電子レンズが形成される。そして、特にカラー画像の
解像度への影響の大きい緑色の再生時においては先に述
べたように上記蛍光面電位Hp:8＋0.25［ｋＶ］が最も高
くなりマスク電位Hm:8［ｋＶ］又は５［ｋＶ］よりも高
くなる。したがって、緑の色信号にて変調された電子ビ
ームEB_Gは上記シャドウマスク26と蛍光面22との間で偏
向される際に集束されるためカラー画像の解像度を改善
することができる。特に、前記タイプIIの電位配置にお
いては、常に蛍光面電位Hp:8.0±0.25［ｋＶ］がマスク
電位Hm:5.0［ｋＶ］よりも高いためより一層解像度を改
善することができる。

上述の如く、本実施例に係る偏平形カラーCRTにおいて
は、一の電子銃20のカソード21から出射される１本の電
子ビームEBにてカラー画像を再生することができる。し
たがって、この種のCRTにおける電子銃20の小型化及び
従来のローテーションコイル14の不要化を通して偏平形
カラーCRTの小型化軽量化を図ることができる。

また、電子銃20のカソード21が一本ですむため、カソー
ドにおける消費電力も少なくてすむとともに、ローテー
ションコイル14におけるローテーション電流が不要とな
るため低消費電力化を図ることができる。

さらに、上述の如き偏平形カラーCRTにおいてはコンバ
ージェンス補正回路を必要としないため、回路構成自体
を簡素化できるとともに、この種のCRTの小型化軽量化
及び低消費電力化を図ることができる。

なお、上述の実施例は、いわゆる線順次方式にてカラー
画像を再生する偏平形カラーCRTに本発明を適用したも
のであるが、本発明はこれに限らず、いわゆる点順次方
式や面順次方式にてカラー画像を再生する偏平形カラー
CRTに適用してもよい。

また、上述の実施例における動的偏向系は静電磁界偏向
系であったが、これに限らず磁界磁界偏向系か静電静電
偏向系であってもよい。

［発明の効果］上述したように、本発明に係る偏平形カラー陰極線管
は、蛍光面とシャドウマスクとの間隔ｈを前述した通り
の式によって決定してなるので、蛍光面の電位の可変幅
を電子ビームの走査位置にかかわらず一定とすることが
でき、蛍光面とシャドウマスクとの間において電子ビー
ムを偏向させることによって色選別させるための回路を
簡素化することができるとともに、電子ビームの蛍光面
への照射位置を正確に制御することを容易に行うことが
可能となり、画像品位の向上を実現できる。

特に、蛍光面とシャドウマスクとの間において電子ビー
ムを偏向させることによって色選別させるための回路を
簡素化することができるので、小型化される偏平形カラ
ー陰極線管の一層の小型軽量化が達成され、且つ低消費
電力化が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の偏平形カラーCRTの概略側面図、第２図
は同じく概略平面図、第３図はローテーションコイル電
流の波形図である。第４図は本発明を適用した偏平形カラーCRTの概略側面
図、第５図は同じく概略平面図、第６図はシャドウマス
クのスロットの概略断面図、第７図はシャドウマスクと
蛍光面の近傍を示す概略断面図、第８図は第４図におけ
るＡ−Ａ断面図、第９図はタイプＩの電位配置の場合の
電子ビームの動作状態を示す概略断面図、第10図はタイ
プIIの電位配置の場合の電子ビームの動作状態を示す概
略断面図、第11図はシャドウマスクと蛍光面との間で電
子ビームが集束される状態を示す概略断面図である。 20……電子銃、22……蛍光面 22R、22G、22B……蛍光体ストライプ 23、24……偏光板、26……シャドウマスク 27……背面電極、30、30……スロット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤、緑、青の各色信号にて順次変調される
電子ビームを出射する電子銃と、上記電子ビームの出射
方向と平行に配置され赤、緑、青の各蛍光体が塗布され
た蛍光面と、この蛍光面に対向して配置されたシャドウ
マスクと、上記電子ビームの水平垂直走査を行うための
偏向系とを有する偏平形カラー陰極線管において、上記蛍光面に対する上記電子ビームの入射角をθ_１と
し、上記シャドウマスクの電位をHmとし、上記蛍光面の電位をHpとし、上記蛍光面と上記シャドウマスクとの間における電子ビ
ームの偏向量をΔｘとしたとき、上記蛍光面と上記シャドウマスクとの間隔ｈが、次式によって決定されてなる偏平形カラー陰極線管。