JPS63236248A - カラ−受像管用電子銃 - Google Patents

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ｊ （産業上の利用分野） この発明は、複数の電子ピー１１を放出する電子銃を有
し、この電子ビームを蛍光面上に隼申して画像を表示ず
ろカラー受像管用′市子銃に関する。

（従来の技術） 通常、カラー受像管は電子銃を有しており、この電子銃
から放出される３電子ビームを蛍光面上に集中して画像
を表示するように構成されている。

万一、この：３＠子ビームが蛍光面上で正しく集中しな
い場合は、色ずれを生じ、画像の表示を不完全にする。

この電子ビームの集中のうち、画面中心における電子ビ
ームの集中（静的コンバーゼンス）は。

各電子ビームを放出する単位電子銃相互に傾角を与える
方法、あるいは、主電子レンズを電子ビー１１の通過方
向に対して傾斜させる方法などで行なわれている。また
１画面周辺における電子ビームの集中（動的コンバーゼ
ンス）については、コンバーゼンス補正装ｖ！ｔを用い
る方法、あるいは、偏向装置自体の非斉一磁界により自
己集中させろ方法などで行なわれている。

一方、充分ヒートランされてカットオフの設定されたカ
ラー受像管においては、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
の暗池部に一階調で文字や図形などの画像をネガ表示す
るものについては、この出画時の安定性が極めて重要で
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起り、特にカラー受像管では
、画像のほか色の再生が不完全となる。

・この電子ビーム電流のフライング量を小さくし、かつ
速やかに安定にするために、電子銃の第１グリッドを低
熱膨張率（１２，０Ｘ１０−＠程度）の部材で構成する
事が実公昭６０−３５１６３号公報に示されている。し
かし、第１グリッドを低膨張率部材で構成すると、反面
前記静的コンバーゼンスが劣化する。

これをカラー受像管に一般に用いられている３個の単位
電子銃を一体化したユニバイポテンシャル形の一体化電
子銃について説明する。すなわち、この電子銃は、３個
のカソードと、このカソードを別々に加熱するヒータと
、上記カソード上に順次配設されカソードから放射され
た電子ビームを制御する第１．第２グリッドおよびこの
電子ビームを集束する主電子レンズ系を構成する第３乃
至第６グリッドからなる０通常、この電子銃のヒータ、
カソードおよび各グリッドには、第１表に示す電圧が印
加され、カソードに映像信号を入力し、かつカソード電
圧によって電子ビームをカットオフするようになってい
る。

第１表 前記第１．第２グリッドは、前記映像（Ｆｔ号に忠実に
電子ビームを引き出すための制ｗ電極であり、電子ビー
ムは、この第１．第２グリッド付近で一旦集束され、ク
ロスオーバーを形成したのち１発散しつつ第３グリッド
に入射し、第３乃至第６グリッドからなるレンズ系によ
り集束されて蛍光面上に集中する。

この一連の作用は、ヒータによってカソードが加熱され
、常時安定した電子ビームを射出できる状態にあるため
に実現できるものである。しかし、カソードの加熱によ
る各電極の安定温度は、第２表に示す分布となり、この
安定温度に達するまでの時間は、カソードで約５秒、第
１および第２グリッドで約１０分、第３乃至第６グリッ
ドで約１５乃至２０分かかる。

第２表 そして、この安定温度に達するまで各電極は、熱膨張に
より管軸方向および管軸と直交する平面上で伸長する。

上記管軸方向の伸びは、電子銃が所定の精度で組立てら
れていたとしても、各電極の温度および安定温度に達す
るまでの時間の差によって各電極の間隔が変化すること
を示している。特にカソードと第１グリッドとの間隔が
変化してしまうと電子ビームの設定電流値に対してフラ
イング量が変化する。また、管軸と直交する平面上での
伸びは、所定の精度で組立てられた各単位電子銃の軸間
距離に変化を与え、３！Ｉ！子ビームの集中を変化させ
る。そのため一般に静的コンバーゼンスおよびカットオ
フは、電子銃を十分ヒートランしたのちに設定するよう
にしている。

通常の電子銃では、各グリッドを熱膨張率αが１７、Ｏ
Ｘ　１０″″″（０〜３００℃）８度のステンレス部材
で形成するが、このような電極は第８図に示すように管
軸方向の伸びが大きく、特に曲線（１）に示す第１グリ
ッドの伸びによりこの電子銃のフライング量は大幅に変
化する。なお、第８図の曲線■は第２グリッド、曲線Ｃ
，３）はカソードの伸びを示したものである。

ところで、カットオフ電圧Ｅ０は次式で表わされ、右項
の値が大きくなると電子ビーム電流が多くなる。

ただし、　φ：第１グリッドの電子ビーム通過孔径ミニ
第１グリッドとカソードとの間隔 ｆ：第１グリッドと第２グリッドとの間隔ｔ：第１グリ
ッドの厚さ Ｅｃ、：第２グリッドの印加電圧 上式においてφ、ｔ、Ｅｃ、は同一電子銃では常に一定
であるが、ａ、ｆはヒータの点火により時間とともに変
化する。今、ヒータ点火時のａ、ｆをａｌｌ　ｆｊとし
、十分ヒートランされた後のａ。

ｆ　ｔ＆ａ、、　ｆ、とするとａ、ｆの積が一定となる
。

すなわち、ａｍ・ｆ１＝ｎ、・ｆ２であればフライング
特性は、第９図の曲線０のようにほぼ理想的な電子ビー
ム電流を示す、そして、ａｌ・ｆｌ）ａ、・ｆ２の場合
は曲線０．ａ、・Ｌ＜ａｍ・ｆ２の場合は曲線■のよう
な特性を示す、従って、第１グリッドを熱膨張率の低い
部材で形成すればａ−ｆの変化を少くすることができ、
曲線（へ）、■の特性を示すものを曲線（ハ）に近づけ
ることができる。なお、第９図に示した（に線（へ）は
、電子ビームの設定電流値である。

しかし、第１グリッドを熱膨張率の低い部）オで形成し
てもフライング特性は改善でき°Ｃも、静的コンバーゼ
ンスは改善されない、すなわち、電子銃が所定の精度で
組立てられ゛〔い゛〔も＾「記したように、各グリッド
の安定温度および安定温度に達するまでの時間に差があ
るため、各グリッドの孔中心にずれが生じ、３電子ビー
ムの集中に大きな障害を与えるためである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、第１グリッドを熱膨張率の低い部材で形
成すればフライング特性を適性化するととができるが、
第１グリッドに熱膨張率の低い部材を用いるのみでは、
静的コンバーゼンスの経時変化が劣化し、電子ビーム集
中に大きな障害を与える。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たものであり、複数の電子ビームを放出する電子銃に対
して、その静的コンバーゼンスの経時変化を損うことな
く、画像が正常に見える状態になるまでの時間を短縮す
るカラー受像管を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 複数の電子ピーｌ−を放出する複数のグリッドからなる
カラー受像管用電子銃に才？いて、第３グリッド、第４
グリッド、第５グリッドの少くとも一つのグリッド部材
を黒化皮膜を施した部材かあるいは黒色部材とするカラ
ー受像管用電子銃である。

（作用） 複数の電子ビームを放出する電子銃の第３乃至第５グリ
ッドの少くとも一つを前記のように構成すると、第１グ
リッドに低熱膨張材を使用しても静的コンバーゼンスの
経時変化を小さくすることができる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説明
する。

し 第１図はこの発明によるカラー受像管を示を第２図にそ
の電子銃の構成を示す。

このカラー受像管は、外囲器（２０）の前面部を構成す
るパネル（２１）内面に、３色蛍光体からなる蛍光面（
２２）が形成されている。この蛍光面（２２）と対向か
つ一定間隔離間してその内側にシャドウマスク（２３）
が配設されている。また、外囲器（２０）の後端部を構
成するネック（２４）内には電子銃（２６）が配設され
、この電子銃（２６）から放射される３個の電子ビーム
（２５Ｂ）、　（２５Ｇ）、　（２５Ｒ）　をシャドウ
マスク（２３）を介して蛍光面（２２）に入射させ、カ
ラー画像を表示するようになっている。

ところで、上記電子銃（２６）は、３個のカソード（２
８ａ）、　（２８ｂ）、　（２８ｃ）と、これらのカソ
ード（２８Ｑ）。

（２８ｂ）、　（２８ｃ）を別々に加熱するヒータ（図
示せず）と、　上記カソード（２８ａ）、　（２８ｂ）
、　（２８ｃ）に対して管軸に沿って蛍光面（２２）方
向に順次配設され１．上記カソードから放出される３電
子ビームを制御する第１．第２グリッド（３１）、　（
３２）および上記；う電子ビームを集束するレンズ系を
構成する第３乃至第６グリッド（：（３）乃至（３６）
で構成されている。各グリッドは、３個の電子ビーム通
過孔をもつ板状または筒状に形成され、電子銃（２６）
は、上記カソード（２８ａ）、　（２８ｂ）、　（２８
ｃ）、ヒータ（図示せず）およびグリッド（３１）乃至
（３６）により３個の単位電子銃が一体化された構造に
なっている。なお、この電子銃（２６）の電子ビーム（
２５Ｂ）、　（２５Ｇ）、　（２５Ｒ）に対する各グリ
ッド（３１）乃至（３６）の基本的な作用は、前記従来
の電子銃と同じである。この電子銃においては、第３グ
リッド（３３）の第２グリッド側部材（３３ａ）および
第５グリッド（３５）の第４グリッド側部材（３５ａ）
が水分を含んだ水素の炉中で黒化皮膜した部材で形成さ
れている。

さて１本発明者らの実験によると第３図の曲線（３７）
に示すように、　約１００℃の安定温度に達するまでの
時間が約１５乃至２０分かかる第３グリッド部材であっ
ても、部材表面に黒化皮膜を施す事により安定温度はほ
とんど変らないが安定温度に達するまでの時間が第３図
曲線（３８）に示すように約１（）分と短縮出来ること
が判明した６第３．第５グリッドについても同様、グリ
ッド部材の部材表面に黒化皮膜を施すことにより安定η
１を度をほとんど変えず、安定温度に達するまでの時間
を短縮することができる。

また、十分にヒートランされたのちに静的コンバーゼン
スが調整されたカラー受像管において、十分クーリング
されたのちの静的コンバーゼンスでは、第４図に示すよ
うに経時変化することが判明した。この第４図は、上記
電子銃の各グリッドを一般に用いられるステンレス部材
で形成した場合の測定結果であり、曲線（３９）は第１
．第２グリッド間に生ずる静的コンバーゼンスの経時変
化、曲線（４０）は第２．第３グリッド間に生ずる静的
コンバーゼンスの経時変化、四Ｍ（４１）はｆ５３．第
４グリッド間に生ずる静的コンバーゼンスの経時変化、
曲線（４２）は第４．第５グリッド間に生ずる静的コン
バーゼンスの経時変化を夫々示している。

総合的な静的コンバーゼンスの経時変化は、それらを加
えた曲線（４３）に示す減衰曲線となる。

ここで、出画時の電子ビームのフライング特性を適性に
するため、第１および第２グリッドを熱膨張率αが１２
．ＯＸ　１０−”以下の低熱膨張材で形成すると、第４
図の曲線（３９）に示した静的コンバーゼンスの不足集
束成分が減少する。そして、それらの寄与率の相違に基
づいて示すと、ｆ５５図に示すようになる。すなわち静
的コンバーゼンスの経時変化は、曲線（４３）カら曲線
（４４／Ｉ）　、　（４４ｂ）　＆：、、示すように劣
化する。この第５図の曲線（４４ａ）は、第１゜第２グ
ＩＪ　ラドを熱膨張率５．ＯＸ　１０−”　（Ｏ乃至３
００”Ｃ）の４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金（ＮＳＤ）で形成し
、第３グリッドを熱膨張率１’／、０Ｘ１０−６のステ
ンレスで形成した場合、曲ｆｉ　（４４ｂ）は、　第１
グリッドを熱膨張率９．４〜１０．４　Ｘ　１０−”　
（３０乃至４ＯＯ℃）の５ｏ％Ｎ　ｉ−Ｆ　ｅ合金（’
Ｌ”ＮＦ）、第２グリッドをＮＳＤ、第３グリッドをス
テンレスで形成した場合である。この第５図からもわか
るように、第１グリッドの熱膨張率をα１．第２グリッ
ドの熱膨張率をα１．第３グリッドの熱膨張率をα、と
するとき、α２≦αプくα３ として第４図の曲線（３９）成分を増すことにより、過
集中を緩和することができる。　しかし、　曲線（４４
ａ）　、　（４４ｂ）に示すように、まだ過集中が大き
い。

この静的コンバーゼンスの経時変化をさらに小さくする
ためには曲、Ｉｌｉ！　（４４ｂ）から明らかなように
、第２グリッドの熱膨張率α、をさらに小さくすればよ
いが、現在のところグリッドとして必要な特性を満して
、かつＮＳＤより熱膨張率の小さい実用化できる部材は
みあたらない。

そこで、本発明者らは、さらに実験を市ねて第５図に示
したものより過集中成分を小さくして静的コンバーゼン
スの経時変化を小さくするために、第４図に示した曲線
（４０）および曲線（４２）を少くする方法が極めて有
効であることを見出した。すなわち、第３グリッドの第
２グリッド側部材および第５グリッドの第４グリッド側
部材に黒化皮膜部材を施すことにより、第５図に示すよ
うに、静的コンバーゼンスの経時変化を著しく小さくす
ることができた。な才９ここでは、第１グリッドをＴＮ
ド、第２グリッドをＮ　Ｓ　Ｄ　、第３グリッド以降を
ステンレスとしている。かくして第１．第２グリッドの
熱膨張が低いことと相俟って、画面の色ずれおよび静的
コンバーゼンスの経時変化の少ない画面を再生すること
ができるようになった。第５図の曲線（４４ｃ）に第３
グリッドの第２グリッド側部材のみ黒化皮膜部材を使用
した場合の静的コンバーゼンスの経時変化を示す。また
、第５図の曲線（４４ｄ）に第５グリッドの第４グリッ
ド側部材のみ黒化皮膜部材を使用した場合の静的コンバ
ーゼンスの経時変化を示す。また、第５図の曲線（４４
ｓ）に第３グリッドの第２グリッド部材と、第５グリッ
ドの第４グリッド部材に黒化皮膜部材を使用した場合の
外的コンバーゼンスの経時変化を示す。

これらは、すべてグリッド部材を黒化皮膜することによ
り第３図に示した安定温度に達するまでの時間が大幅に
短縮できるため、前記黒化皮膜グリッド部材と対向する
グリッド部材との温度差を小さくできる。

カラー受像管特にディスプレイ管においては、静的コン
バーゼンスの経時変化の５分後のずれは０であることが
望ましいが、実用上は、最大眼上０．２ｍまで許容でき
る。前記第５図の曲線（４４ｂ）では、静的コンバーゼ
ンスの経時変化の５分後のずれは許容限界外の−０，３
ａｓであったが１曲線（４４ｃ）　。

（４４ｄ）では静的コンバーゼンスの経時変化の最大値
を２分で−０，１５ｍｍにする事ができ、また９曲線（
４４ａ）では静的コンバーゼンスの経時変化の最大値を
１．５分で−０，１ｍｍとする事ができた。

ところで、前記実施例の黒化皮膜は水素を約１８℃の水
中を通過させ、水分を含んだ水素とした約１０００℃の
炉中において、約１０分間放置し形成したものであり、
完全黒体の輻射率を１にした時の上記黒化皮膜の輻射率
は２５℃の常温で０．６であった。

しかし、黒化皮膜形成の方法についてはこの限りではな
く、第６図曲線（４６）に完全黒体の輻射率を１とした
時の黒化皮膜部材の輻射率と第３グリッドの第２グリッ
ド側部材にのみ黒化皮膜部材奈使用した時の、静的コン
バーゼンスの経時変化の５分後のずれを示すが、輻射率
が０．３以上であれば静的コンバーゼンスの経時変化の
５分後のずれは許容限界の−０，２−以内となる。但し
この時の第１グリッドはＴＮＦ、第２グリッドはＮＳＤ
、第３グリッド以降はステンレスを使用している。また
、第５グリッドの第４グリッド側部材にのみ黒化皮膜部
材を使用した時の静的コンバーゼンスの経時変化の５分
後のずれと輻射率の関係を第６図曲ｍ　（４７）に示す
が、　ｒＷ記同様輻射率が０．３以−ヒで静的コンバー
ゼンスの経時変化の５分後のずれは許容限界の−０，２
ｍ以内となる。

なｊ′？、前記実施例では第１．第２グリッドに低熱膨
張材、第３グリッド以降にステンレスを使用したカラー
受像管用電子銃について説明したが、特にこの材料に限
定されるものではない。すなわち、どんな材料の電極構
成であっても、総合的な静的コンバーゼンスの経時変化
が不足集束分が多ければ、電子ビームに集束効果を与え
る電極部材を黒化皮膜部材とすれば良く、また過集束分
が多ければ電子ビームに発散効果を与える電極部材を黒
化皮膜部材とすればよい、この実施例として第１乃至第
６グリッドまでステンレスとし、第４グリッドの第３グ
リッド部材を黒化皮膜部材とした時、静的コンバーゼン
スの経時変化は第７図の曲線（４５）のようになる、黒
化皮膜部材を使用しない時の静的コンバーゼンスの経時
変化の曲線（４３）が０になるまでの時間が約３分なの
に対し、曲線（４５）では約２分と短縮されている０本
実施例では前記して定めた輻射率の限界値である０、３
の黒化皮膜部材を使用している。

また、前述のようにブリッドに黒化皮膜部材を形成する
ものに限らず、ブリッド部材そのものを黒化部材とする
こともできる。

〔発明の効果〕

第３グリッド、第４グリッド、第５グリッドの少くとも
１つのグリッド部材を黒化皮膜を施した部材または黒色
部材とし、静的コンバーゼンスの経時変化を損うことな
く、画面が正常に見える状態になるまでの時間を短縮す
ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー受像管の構成を示す新面図、第２図は本
発明によるカラー受像管用電子銃を説明する４１ＥＩＩ
Ｉ図、第３（１４は第３グリッドの時間と温度の関係を
示す特性図、第４図は静的コンバーゼンスの経時変化を
説明するための特性図、第５図は第１．第２グリッドを
熱膨張率の低い部材で形成した場合の静的コンバーゼン
スの経時変化および黒化皮膜部材を使用した場合の静的
コンバーゼンスの経時変化を示す特性図、第６図は輻射
率と静的コンバーゼンスの経時変化の５分後のずれを示
す特性図、第７図は第１乃至第６グリッドをステンレス
で形成した時および第４グリッドの第３グリッド側部材
に黒化皮膜部材を使用した時の静的コンバーゼンスの経
時変化を示す特性図、第８図はカソードおよびグリッド
の管軸方向の伸びを示す特性図、第９図は電子ビーム電
流のフライング特性説明図である。 （２２）・・・蛍光面 （２５Ｂ）　、　（２５Ｇ）　、　（２５Ｒ）・・・電
子ビーム（２６）・・・電子銃　（２８ｏ）　、　（２
８ｂ）　、　（２８ｅ）　・＝カソード（３１）・・・
第１グリッド　（３２）・・・第２グリッド（３３）・
・・第：３グリッド　（３４）・・・第４グリッド（３
５）・・・第５グリッド　（３６）・・・第６グリッド
代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　大胡典夫 第　　１　　図 第　　２　図 第　　３　図 第　　４　図 第　　５　　図 −時間（へ 第　　８　図 第　　９　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）陰極第１グリッド、第２グリッド、第３グリッド
   、第４グリッド、第５グリッド、第６グリッドより成る
   インライン形のカラー受像管用電子銃に於いて、前記第
   ３グリッド、第４グリッド、第５グリッドの少なくとも
   一つのグリッド部材が黒色部材若しくは黒化皮膜を施し
   た部材であることを特徴とするカラー受像管用電子銃。
2. （２）黒化皮膜の完全黒体の輻射率を１にした時の輻射
   率が０．３以上である特許請求の範囲第１項記載のカラ
   ー受像管用電子銃。