JP3609585B2

JP3609585B2 - カラー陰極線管

Info

Publication number: JP3609585B2
Application number: JP17419297A
Authority: JP
Inventors: 隆弘長谷川; 繁菅原; 史人鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2017-06-30
Also published as: JPH1125888A; US6121724A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー陰極線管に係り、特に陰極線管のネック内壁電位の安定化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー陰極線管は、パネル、ファンネル及びネックからなる外囲器と、前記ファンネル内壁からネック内壁にかけて被着形成された内部導電膜と、前記ネック内部に配置され、ネック内の端部に設けられた陰極及び該陰極側から順に配列された複数のグリッドを有する電子銃とを具備する。
【０００３】
この電子銃としては、３つ電子銃が一列配置されたいわゆるインライン方式の電子銃が主流である。
この電子銃は、一般的に、陰極、第一電極、第二電極からなるトライオード部と呼ばれるビーム発生部とこの電子ビームを画像上に集束するための主レンズ部により構成されている。これらの各電極は、ある所定の間隔（電極間ＧＡＰ）をもって配置され、この電子銃は受像管後部の例えば直径２０〜４０ｍｍ程度の円筒状のネック部に封入されている。
【０００４】
トライオード部の電極のうち、陰極には、ネック最後部にある管内と管外の導通をとるステムピンを介して百数十ボルトの電圧が、また第一電極には０ボルト、第二電極には数百ボルトの電圧が外部から供給される。
【０００５】
陰極から発生した電子ビームは、第一電極、第二電極のビーム透過孔を通って主レンズへと導かれ、最終的に主レンズによって画面上に集束される。
主レンズは、少なくとも２つ以上の電極によって構成される。その１つはネック内面に塗布された内部導電膜を介して陽極高圧に接続される最終加速電極である。また、少なくとも、もう１つの電極は、陽極高圧の２０〜４０％程度の電圧が前記ステムピンより供給・印加される集束電極である。
【０００６】
最終加速電極と集束電極は、それぞれのビーム透過孔が１ｍｍ前後の間隔を置いて対向しているのが一般的である。この対向する各ビーム透過孔に対し、前述のそれぞれの電圧を与えることにより、主レンズを形成してビームを画面上に集束する。
【０００７】
尚、これらの各電極は、ガラス等の絶縁支持体によって固定・支持されている。
前記絶縁支持体は各電極に設けられた植設部（ストラップ）を埋め込むことにより、各電極を固定・支持している。このストラップは３電子銃の中央の電子銃（センターガン）上に設けられているのが一般的である。
【０００８】
このような電子銃を持つカラー陰極線管では、ネック内面に塗布された内部導電膜によって、内部導電膜の塗られていないネック内面部も、内部導電膜の陽極高圧によって徐々にチャージアップされ、数１０分〜数時間の単位で、ある電位で安定する。
【０００９】
しかしながら、陰極から電子ビームが放出されると、各電極ビーム透過孔を通らずに、電極間ギャップ等から漏れた散乱電子が、ネック内面部に衝突し、ネック内面から２次電子を放出してネック電位を変動させるという問題がある。
【００１０】
また、電子銃を構成する各電極間ギャップからネック電位が浸透し、ネック電位の変動によって電子ビームの軌道が変化してしまうという問題がある。
このネック電位の浸透は、当然、ネック内面全面から浸透してくるが、センターガンは、ネックのほぼ中央に位置しており、ネック電位によるクーロン力はほぼ平衡しているため、センタービームはほとんど軌道変化を受けない。また、サイドガンの３つの電子銃配列方向と直角方向（以下、垂直方向という）も、同様の理由で、垂直方向のみに着目すれば、ネック内面は対称に位置しているので、サイドビームの垂直方向の軌道変化はほとんどない。
【００１１】
このネック電位の浸透によるビーム軌道の変化で実質的に問題となるのはネック内面に対して非対称の位置関係にあるサイドビームの水平方向のビーム軌道変化であり、この変化によりいわゆるコンバージェンスドリフトが発生し、色ズレがおこる。
【００１２】
また、通常、電極間ギャップが最も広く、内部導電膜にも近い主レンズ部でのネック電位浸透によるビーム軌道変化がもっとも大きい。
この、ネック電位によるコンバージェンスドリフトを解決する手段の１つとして、電極間ギャップを小さくし、ネック電位が浸透しにくくすることが考えられる。しかしながら、電極間の耐電圧特性を考えると、電極間ギャップをあまり小さくすることができず、有効な手段とは言えない。
【００１３】
また、他の手段として、電子銃を構成する電極の外径を大きくし、電極間ギャップからネック電位が浸透しにくくするということが考えられる。しかしながら、電極を支持する絶縁支持体及びネック内径には制約があり、単純に大きくするには限界があるため、十分な効果を得ることができない。
【００１４】
さらに他の手段として、ネック内面に、内部導電膜と接続した高抵抗膜すなわち基体となる絶縁物の膜中に導電物質が分散している状態を有する膜を形成し、ネック電位を安定させるという技術が特開平５−２０５６６０で提案されている。しかしながら、この場合の高抵抗膜の抵抗値は、耐電圧特性を考慮すると、極めて高くする必要があり、例えば１０^１０〜１０^１４Ωぐらいの抵抗が望まれる。抵抗値を高くするためには、高抵抗膜中の絶縁物の量を増やす必要がある。しかしながら、高抵抗膜中の絶縁物の量を増やすと、前記散乱電子による２次電子放出が発生しやすくなり、コンバージェンスドリフトを完全に解決する事はできない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように従来のカラー陰極線管では、ネック内面電位のチャージアップによってサイドガンのビーム軌道が変化し、コンバージェンスドリフトが発生するという問題があった。
【００１６】
また、コンバージェンスドリフトを防止するために、主レンズ部のギャップを小さくしたり、電極のパーツ外径を大きくしようとしても、十分な耐電圧特性の維持、及び電極を支持する絶縁支持体等の機械的制約を考慮すると、十分な効果を得るような設計変更を行なうことは困難であった。
【００１７】
さらにネック内面に高抵抗膜を形成してネック電位を安定させるためには、高抵抗膜の抵抗値を上げる必要があり、散乱電子によるコンバージェンスドリフトが残るという問題があった。
【００１８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ネック内壁電位のチャージアップおよび散乱電子のネック内壁衝突によるコンバージェンスドリフトのきわめて少ないカラー陰極線管を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パネル、ファンネル及びネックからなる外囲器と、前記ファンネル内壁からネック内壁の一部にかけて被着形成された内部導電膜と、前記ネック内部に配置され、ネック内の端部に設けられた陰極、及び電子レンズを形成し得る間隔をおいて該陰極側から順に配列された複数のグリッドを有するインライン型電子銃とを具備するカラー陰極線管において、
前記ネック内壁に、前記内部導電膜よりも電気抵抗の高い高抵抗膜が、前記内部導電膜と接触する位置から、少なくとも、前記陰極から一番遠いグリッドと二番目に遠いグリッドとの間の空間を取り囲む内壁の少なくとも一部に亘って設けられ、前記高抵抗膜は、複数の空孔を含む多孔質であり、管軸方向両端間の抵抗値が１０^１０〜１０^１４Ωであることを特徴とするカラー陰極線管を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、複数の空孔を含み、１０^１０〜１０^１４Ωの抵抗値を有する高抵抗膜が、電子銃の主レンズ部の少なくとも一部を覆うように、ファンネル内壁からネック内壁の一部にかけて被着形成された内部導電膜のネック内壁側の位置から、少なくとも、陰極から一番遠いグリッドと二番目に遠いグリッドとの間の空間を取り囲む内壁の少なくとも一部に亘って設けられる。
【００２１】
複数の空孔を含み、１０^１０〜１０^１４Ωの抵抗値を有する高抵抗膜を用いると、ネック内壁に形成された高抵抗膜中の導電物質相互間の距離を長くすることができ、高抵抗膜の抵抗値を所定の値まで上げることができ、かつ高抵抗膜中の絶縁物質と導電物質の比率は変えなくて済む。
【００２２】
また、この高抵抗膜を用いると、少なくとも電子銃の主レンズ部を覆うように、ファンネル内壁からネック内壁の一部にかけて被着形成された内部導電膜のネック内壁側の位置から、少なくとも、陰極から一番遠いグリッドと二番目に遠いグリッドとの間の空間を取り囲む内壁の少なくとも一部に亘って設けることにより、少なくともビーム軌道変化がもっとも大きい主レンズ部でのネック電位浸透によるビーム軌道変化を防ぐことができるので、コンバージェンスドリフトを効果的に防止し得る。。
【００２３】
従って、高抵抗膜中の絶縁物質の量を増やすことなく抵抗値を上げることができ、また、散乱電子がネック内壁に衝突しても、電子は微細な空孔を通って高抵抗膜中の導電物質に到達しやすくなるため、２次電子の放出される確率が極めて小さくなり、ネック電位変動もなく、コンバージェンスドリフトを大幅に改善することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、図面を参照し、本発明のカラー陰極線管について説明する。
本発明にかかるカラー陰極線管の一例を表す概略図を図１に示す。図１に示すように、一般的なカラー陰極線管２０は、パネル１、ファンネル２、ネック３から成る外囲器を有する。この外囲器内のパネル１内面には、ストライプ状またはドット状に被着形成した赤、緑、青にそれぞれ発光する蛍光体層及びメタルバック層から成る蛍光面４が被着される。また、蛍光面４には、シャドウマスク５が蛍光面に所定間隔をもって対設されている。さらに、ファンネル２からネック３にかけての内面にはファンネル２に設けられた陽極端子６に導通する内部導電膜７が被着形成され、ゲッター１２及びゲッター支持体１１が設けられている。
【００２５】
また、ネック３内には電子銃８が内装され、この電子銃８のコンバーゼンス電極９にはバルブスペーサ１０が内部導電膜７に接触導通するように設けられている。さらに、ファンネル２の外壁には外部導電膜１３が形成されている。
【００２６】
ネック３の内壁には、内部導電膜７よりも電気抵抗の高い高抵抗膜１１４が、内部導電膜７と接触するように設けられている。
高抵抗膜１１４は、複数の空孔を有し、１０^１０〜１０^１４Ωの抵抗値を有し、かつファンネル内壁からネック内壁の一部にかけて被着形成された内部導電膜のネック内壁側の位置から、少なくとも、陰極から一番遠いグリッドと二番目に遠いグリッドとの間の空間を取り囲む内壁に亘って設けられている。
【００２７】
図２に、ネック３を拡大した図を示す。
図示するように、ネック３の端部領域には、３つの陰極ＫＲ，図示しないＫＧ，ＫＢが設けられ、各々ヒーターＨＲ、及び図示しないヒーターＨＧ、ＨＢが内装されている。陰極からネック方向に向かって、第１電極（グリッド）３１、第２電極（グリッド）３２、第３電極（グリッド）３３、第４電極（グリッド）３４、集束電極である第５電極（グリッド）３５、最終加速電極である第６電極（グリッド）３６、及びシールドカップ３７がこの順に配置されている。シールドカップ３７以外の電極は、電子レンズを形成し得るよう、所定の間隔をおいて配置されており、すべて２本の絶縁支持体３８，３９に植設され、同時に固定・支持されている。尚、シールドカップ３７は第６電極３６に溶接・固定されている。
【００２８】
第１電極３１から第６電極３６までは、１つの陰極に対応して１つのほぼ円形の開孔が設けられている。第１電極３１及び第２電極３６には、直径１ｍｍ以下の小さな開孔が開いている。第３電極３３の第２電極３２に面する側の開孔は、約２ｍｍ程度の第２電極３２の開孔より大きな開孔となっている。第３電極３３の第４電極３４側から第６電極３６までは、５〜６ｍｍ程度の比較的大きな開孔がある。
【００２９】
この電子銃構体８は、受像管後部の直径２０〜４０ｍｍ程度の円筒状のネック部３に封入され、ネック最後部に設けられたステムピン４１によって支持されると同時に、第６電極３６以外の電極は、このステムピン４１を介して外部から所定の電圧が供給される。
【００３０】
かかる構成において、例えば陰極ＫＲ，ＫＧ，及びＫＢには、約１５０Ｖの直流電圧に画像に対応したビデオ信号が重畳された電圧が印加される。第１電極３１は接地される。第２電極３２は管内にて第４電極３４と接続され、約８００Ｖの直流電圧が印加される。第３電極３３は管内にて主集束電極である第５電極３５と接続され、約６〜９ｋｖの直流電圧が印加される。第６電極３６には、ネック内壁４３に塗布された内部導電膜７を介して、約３０ｋｖの陽極高電圧が、シールドカップ３７に印加される。
【００３１】
陰極ＫＲ、ＫＧ、及びＫＢから放射された電子ビームは、第２電極３２から第３電極３３近傍でクロスオーバーを形成した後発散するが、第２電極３２と第３電極３３とで形成されるプリフォーカスレンズにより予備集束を受け、第３電極３３と、第４電極３４及び第５電極３５とで形成される補助レンズにより、更に予備集束を受け、その後、第５電極３５と第６電極３６とで形成される主レンズによって、最終的に、画面上に、ビームスポットを形成する。
【００３２】
ネック内壁４３に塗布された内部導電膜７は、管軸方向にシールドカップ３７の中間部位まで塗布されており、この内部導電膜７に接続され、それ以降の第６電極３６から第５電極３５の第６電極３６に対向する側の端面を覆う程度に、ネック内壁に高抵抗膜１１４が形成されている。また、この高抵抗膜１１４端からステムピン４１までのネック内壁は、ガラス生地がそのまま露出した状態となっている。
【００３３】
高抵抗膜１１４とネックガラス４２の抵抗値、及び浮遊静電容量によってＣＲの積分回路が構成される。ここで、内部導電膜７により供給される陽極高圧によって、高抵抗膜１１４の電位は、高抵抗膜１１４とネックガラス４２の抵抗値、及び浮遊静電容量によって決まるある電位で安定する。
【００３４】
従って、高抵抗膜１１４の抵抗値が小さいほど、高抵抗膜１１４の電位は素早く安定する。しかしながら、あまり抵抗値を小さくすると、第５電極３５との間でリークが発生し、耐電圧特性を劣化させてしまうので、高抵抗膜１１４の抵抗値は１０^１０〜１０^１４Ωの値となっている。
【００３５】
尚、ネック内壁電位の変動は、電子銃の電子レンズを形成するための各電極間ギャップから浸透する。このことは、サイドビームの軌道を変化させる原因となる。第５電極３５と第６電極３６とで形成される主レンズ部では、電極間ギャップがもっとも広く、内部導電膜７に近いため、比較的高電位にチャージアップされるネック内壁電位の影響を受け易い。このため、第５電極３５と第６電極３６とで形成される主レンズ部でのサイドビームの軌道変化がもっとも大きい。このようなことから、高抵抗膜１１４は、内部導電膜と接触する部分から、主レンズ部を構成する陰極から一番遠い第６電極と二番目に遠い第５電極との間の空間を取り囲む内壁に亘って主レンズ部を覆うように形成される。これにより、陽極高圧によってチャージアップされる主レンズ部近傍のネック電位を、短時間で安定させ、サイドビームの軌道変化を、短時間で、収束させることができる。
【００３６】
高抵抗膜１１４は、導電物質例えば酸化スズと、導電物質及びネックガラスへの付着性を持つ絶縁物質例えば酸化ケイ素と、有機系色素例えばアゾ系顔料とを混合して得られた高抵抗膜塗布液を、ネックガラスに塗布して塗布膜を形成し、その後、焼成することによって得られる。
【００３７】
図３に、本発明に用いられる高抵抗膜の塗布膜の構造の一例を表すモデル図を示す。
図示するように、塗布膜では、基体となる絶縁物質５５０の中に導電物質５２０と、有機系色素５６０とが、ほぼある一定の間隔で分散している。
【００３８】
次に、図３に示す塗布膜を焼成して得られた高抵抗膜の構造を表すモデル図を図４に示す。
図４に示すように、焼成することによって、膜中の有機系色素５６０は蒸発してしまい、有機系色素５６０が存在していたところは、空孔５７０になる。導電物質５２０同士間の最短距離はＬ１になる。
【００３９】
図５に、比較として、導電物質と、絶縁物質とを含み、有機系色素を含有しない塗布液を塗布、焼成して得られた膜の構造を表すモデル図を示す。図５に示すように、塗布膜に有機系色素が混入されていない場合、塗布膜焼成後に得られる高抵抗膜３６０は、図４に示すような有機系色素５６０が蒸発してできた空孔５７０に相当するところにも、導電物質５２０が存在する。
【００４０】
図４と図５を比べると明らかなように、有機系色素５６０を混入していない場合の導電物質５２０同士間の最短距離Ｌ２よりも、有機系色素５６０を混入した場合の導電物質５２０同士間の最短距離Ｌ１の方が空孔５７０が存在する分だけ長くなる。これにより、有機系色素５６０を混入して高抵抗膜３５０中に空孔５７０を形成することによって、絶縁物質５５０の量を増やすことなく高抵抗膜３５０の抵抗値を上昇させることができることがわかる。
【００４１】
また、電極間ギャップ等から漏れた散乱電子が高抵抗膜３５０に衝突した場合について、図６を用いて説明する。図６に示すように、本発明によれば、高抵抗膜３５０に衝突した散乱電子６００は、高抵抗膜３５０の空孔５７０を通って導電物質５２０に到達しやすくなり、導電物質５２０に到達した電子は、高抵抗膜３５０中を通って陽極高圧に吸収されるので、２次電子の発生する確率は大幅に減少する。
【００４２】
以上説明したように、有機系色素５６０を混入して高抵抗膜３５０中に空孔５７０を形成することによって、散乱電子の高抵抗膜３５０衝突による２次電子放出を押さえつつ、所望の抵抗値が得られ、ネック電位を素早く安定させることができる。このような高抵抗膜３５０を形成することにより、コンバージェンスドリフトを大幅に改善することができる。
【００４３】
前記図２に示す例では、高抵抗膜１１４が第５電極３５と第６電極３６で形成される主レンズ部を覆うようにネック内壁に形成されている場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、高抵抗膜の管軸方向の長さは問わない。
【００４４】
図７及び図８に、本発明のカラー陰極線管の他の例にかかるネック部の概略を表す図を示す。
図７に示すネック部は、高抵抗膜２１４が、第４電極３５を覆う程度に長く形成されている以外は、図２と同様である。図８に示すネック部は、高抵抗膜３１４が、第５電極３５と第６電極３６により構成される主レンズ部の一部を覆う程度に短く形成されている以外は、図２と同様である。
【００４５】
なお、この実施例では高抵抗膜に微細な空孔を形成するために有機系色素を用いた。好ましく使用される有機系色素として、例えばコンゴーレッド、及びインジゴ等があげられる。
【００４６】
また、有機系色素以外でも、常温で蒸発せず、焼成により消失する有機系の物質がであればどのような物質でも、本発明に好ましく使用される。
また、導電物質としては、例えば酸化スズや、酸化スズに、酸化インジウム、あるいは酸化アンチモンを混合したもの等が好ましく使用される。
【００４７】
さらに、絶縁物質としては、例えば酸化ケイ素等が好ましく使用される。
さらに、本実施例では、電子銃の基本構造がいわゆるＱＰＦ（ＱｕａｄｒａＰｏｔｅｎｔｉａｌＦｏｃｕｓ）の場合について述べたが、本発明はこれに限らず電子銃の基本構造は問わない。
さらにまた、本実施例では、電子銃が封入されているネック部の径については触れていないが、本発明はどのような大きさのネック径でも適用できる。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、複数の空孔を含み、１０^１０〜１０^１４Ωの抵抗値を有する高抵抗膜を、ネック内の内部導電膜から少くとも主レンズの一部を覆うように設けることにより、ネック内壁電位のチャージアップによるコンバージェンスドリフト、及び散乱電子のネック内壁衝突によるコンバージェンスドリフトを、大幅に軽減することが可能であるため、その工業的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるカラー陰極線管の一例を表す該略図
【図２】図１のネックを拡大した図
【図３】本発明に用いられる高抵抗膜の塗布膜の構造の一例を表すモデル図
【図４】図３に示す塗布膜を焼成して得られた高抵抗膜の構造を表すモデル図
【図５】有機系色素を含有しない塗布膜を焼成して得られた高抵抗膜の構造を表すモデル図
【図６】本発明に用いられる高抵抗膜に散乱電子が衝突した様子を説明するための図
【図７】本発明のカラー陰極線管の他の例にかかるネック部の概略図
【図８】本発明のカラー陰極線管のさらに他の例にかかるネック部の概略図
【符合の説明】
１…パネル
２…ファンネル
３…ネック
４…蛍光面
５…シャドウマスク
６…陽極端子
７…内部導電膜
８…電子銃
９…コンバーゼンス電極９
１０…バルブスペーサ
１１…ゲッター支持体
１２…ゲッター
１３…外部導電膜
２０…カラー陰極線管
３１…第１電極
３２…第２電極
３３…第３電極
３４…第４電極
３５…第５電極
３６…第６電極
３７…シールドカップ
３８，３９…絶縁支持体
４１…ステムピン
４２…ネックガラス
４３…ネック内壁
１１４，１２４，１３４，３５０…高抵抗膜
５２０…導電物質
５５０…絶縁物質
５６０…有機系色素
５７０…空孔
６００…散乱電子

Claims

パネル、ファンネル及びネックからなる外囲器と、前記ファンネル内壁からネック内壁の一部にかけて被着形成された内部導電膜と、前記ネック内部に配置され、ネック内の端部に設けられた陰極、及び電子レンズを形成し得る間隔をおいて該陰極側から順に配列された複数のグリッドを有するインライン型電子銃とを具備するカラー陰極線管において、
前記ネック内壁に、前記内部導電膜よりも電気抵抗の高い高抵抗膜が、前記内部導電膜と接触する位置から、少なくとも、前記陰極から一番遠いグリッドと二番目に遠いグリッドとの間の空間を取り囲む内壁の少なくとも一部に亘って設けられ、前記高抵抗膜は、複数の空孔を含む多孔質であり、管軸方向両端間の抵抗値が１０^１０〜１０^１４Ωであることを特徴とするカラー陰極線管。
前記複数の空孔を持つ高抵抗膜は、導電物質と、常温で化学的に安定な有機物質とを含む塗布液を、前記ネック内壁に塗布、焼成し、有機物質を消失させることにより形成される請求項１に記載のカラー陰極線管。
前記有機物質は、有機色素材料である請求項２に記載のカラー陰極線管。