(57)【要約】【課題】管内ガスに対する対策を一切必要とせずに設計的変更により三色の電子ビーム電流を安定させて、色ずれを改善する。【解決手段】インライン配列された３つの陰極５ａ，５ｂ，５ｃから発せられた電子ビーム１２ａ，１２ｂ，１２ｃのうち、両サイドの電子ビーム１２ａ，１２ｂの中心軌道のみが、陰極５ａ，５ｂ，５ｃと集束電極８との間で管軸１３側に曲げられる電子銃を有するカラー陰極線管において、センターの陰極５ｃを酸化物陰極とし、両サイドの陰極５ａ，５ｂを含浸型陰極とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インライン配列された３つの陰極と、前記３つの陰極と集束電極との間に両サイドの電子ビームの中心軌道のみを管軸側に曲げる偏向手段とを備えた電子銃を有するカラー陰極線管であって、
センターの前記陰極が酸化物陰極であり、両サイドの前記陰極が含浸型陰極であることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】
前記両サイドの電子ビームの中心軌道が、加速電極と集束電極との間で曲げられる請求項１に記載のカラー陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インライン型電子銃を備えたカラー陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー陰極線管では、当然のことながらその色再現の安定した品質が重要な性能のひとつである。このカラー陰極線管では、レッド・グリーン・ブルーの３色の蛍光体ドットがスクリーン面に形成されており、それぞれの色の蛍光体に対応する３つの電子ビームが走査される。ここで、所望の色の画面を得ようとした場合、各電子ビームの電流を制御して、所定の電流比にすることが必要である。上記の電子ビーム電流は、通常、陰極に与える電位を固定しても数秒から数分という短時間で本来の電流値からずれて変化する場合がある。その結果、画面上に色ずれが発生する場合がある。この電流の変化をもたらす最大の原因は、陰極線管内に残留したガスである。特に、ゲッターに吸着されない希ガスのうちのアルゴン（Ａｒ）ガスが主原因となる。残留したＡｒガスは電子ビームの取り出しによって正にイオン化される。Ａｒイオンは、数百〜数千Ｖの電圧が印加された加速電極あるいは集束電極と、０〜２００Ｖ程度の電圧が印加された陰極との間の電位差により加速され、陰極の電子放射面に衝突する。この現象をイオンボンバードと呼んでいる。このイオンボンバードが陰極の電子放射能力にさまざまな影響を与え、電子ビーム電流の不安定性を引き起こす。
【０００３】
従来、イオンボンバードによる画面色ずれの対策として、陰極線管内に残留したＡｒガスを低減するために、陰極線管の製造プロセスに特別なエージング処理工程を設ける方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−７７９２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特許文献１の方法では、通常の陰極活性化工程の他に管内ガスを低減させる余分なエージング工程が必要であり、設備的にも、工数的にもコスト高になっていた。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、新たな工程や設備を不要にし、設計的変更により色ずれ対策を施したカラー陰極線管を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のカラー陰極線管は、インライン配列された３つの陰極と、前記３つの陰極と集束電極との間に両サイドの電子ビームの中心軌道のみを管軸側に曲げる偏向手段とを備えた電子銃を有するカラー陰極線管であって、センターの前記陰極が酸化物陰極であり、両サイドの前記陰極が含浸型陰極である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、上記の目的を達成するために、前述のＡｒイオンボンバードの現象、特にＡｒイオンが陰極に与える影響について鋭意検討を重ねて以下のような知見を得ることができた。
【０００９】
イオンボンバードによりＡｒイオンが陰極の実動電子放射面に衝突したときの作用が、陰極の種類に応じて異なる。即ち、含浸型陰極の場合、Ａｒイオンの衝突が陰極表面の熱電子放出層（Ｂａ＋単原子層）を破壊してしまうので電子ビーム電流が不安定になるが、酸化物陰極の場合、Ａｒイオンの衝突は陰極表面の汚染物質を除去してクリーニングするため、電子ビーム電流がむしろ安定することがわかった。酸化物陰極では、エミッタ粒子（例えば酸化バリウム粉末）内部が電子放射の源となることからこの現象が発生するのである。
【００１０】
通常のカラー陰極線管では、インライン配列された３個の陰極の種類は、含浸型陰極又は酸化物陰極に統一されている。
【００１１】
含浸型陰極で統一した場合、グリーンの蛍光体に対応する中央の電子ビームは陰極から集束電極までの間で曲がらずに直進するため、その直進軌道と同じ軌道を逆向きに通ってＡｒイオンが陰極の実動電子放射面に衝突し、電子ビーム電流が低下する。他方、レッドとブルーの蛍光体に対応する両サイドの電子ビームは陰極から集束電極までの間で管軸側に曲げられるため、質量が大きいＡｒイオンは電子と同じ軌道を進むことができず実動電子放射面から外れたところに衝突するので、電子ビーム電流が不安定にはならない。したがって、白色画面を出画させたときにグリーンが少ないマゼンタ表示となることが多い。
【００１２】
一方、酸化物陰極で統一した場合、グリーンの蛍光体に対応する中央の電子ビームは陰極から集束電極までの間で曲がらずに直進するので、含浸型陰極の場合と同様にＡｒイオンが実動電子放射面に直撃する。しかしながら、Ａｒイオンのイオンボンバードはエミッタ粒子表面の汚染物質を取り除き電子放射性能をむしろ安定化させるので、電子ビーム電流が安定する。他方、レッドとブルーの蛍光体に対応する両サイドの電子ビームは陰極から集束電極までの間で管軸側に曲げられるため、含浸型陰極の場合と同様に、実動電子放射面でのイオンボンバードは発生しない。よって、汚染物質等がエミッタ粒子表面に残留したままとなり、電子ビーム電流が不安定になる。したがって、白色画面を出画させたときに薄いグリーン表示となることが多い。
【００１３】
本発明者らは、以上のようにイオンボンバードが陰極に与える影響が陰極の種類に応じて異なること、及びこのためにインライン配列された３つの陰極の種類を最適に選択することにより色ずれが防止できることを見出して本発明を完成した。
【００１４】
即ち、本発明に係るカラー陰極線管は、インライン配列された３つの陰極と、前記３つの陰極と集束電極との間に両サイドの電子ビームの中心軌道のみを管軸側に曲げる偏向手段とを備えた電子銃を有するカラー陰極線管であって、センターの前記陰極が酸化物陰極であり、両サイドの前記陰極が含浸型陰極であることを特徴とする。
【００１５】
ここで、酸化物陰極とは、電子放射物質として酸化バリウム粉末を主成分とする粉末層を形成させた陰極のことである。また、含浸型陰極とは、酸化バリウム粉末を多孔層還元性基体に溶融含浸させた電子放射構造を有する陰極のことである。
【００１６】
上記の本発明のカラー陰極線管によれば、３つの陰極と集束電極との間に両サイドの電子ビームの中心軌道のみを管軸側に曲げる偏向手段を備えるので、両サイドの含浸型陰極の実動電子放射面はイオンボンバードの影響を受けない。一方、センターの酸化物陰極の実動電子放射面はイオンボンバードによりクリーニングされる。この結果、管内残留ガスに対する一切の対策を必要とせずに、設計的に陰極から放射される電子ビーム電流を安定させることができるので、新たな設備や製造工数を必要とすることなく、色ずれを防止することができる。
【００１７】
上記において、前記両サイドの電子ビームの中心軌道が、比較的に電位差の大きい加速電極と集束電極との間で曲げられることが好ましい。これにより、容易に両サイドの電子ビームを曲げることができ、効率的にイオンボンバードの影響を避けることができる。
【００１８】
以下、本発明を具体的な実施の形態を示しながらより詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態におけるカラー陰極線管を示す水平方向断面図である。図１に示すように、本実施の形態のカラー陰極線管はフェース部１とファンネル部２とネック部３とからなり、ネック部３内には電子銃４を備えている。
【００２０】
電子銃４は、主に、水平方向にインライン配列された３個の陰極５ａ，５ｂ，５ｃ、制御電極６、加速電極７、集束電極８、陽極９で構成されており、各電極には電子ビームが通過するための３つの孔が設けられている。
【００２１】
それぞれの孔の大きさは、制御電極６では直径０．３５ｍｍ、加速電極７では直径０．４ｍｍ、集束電極８の加速電極７と対向する側の電極板１０では両サイド孔が短径０．９ｍｍ、長径１．１４ｍｍのオーバル形状、センター孔が直径０．９ｍｍ、集束電極８の陽極９と対向する側の電極板１１では直径３．４ｍｍ、陽極９では直径３．４ｍｍである。
【００２２】
各電極におけるセンター孔中心と両サイド孔中心との間隔は、制御電極６及び加速電極７ではいずれも６．１ｍｍ、集束電極８の加速電極７と対向する側の電極板１０では６．２２ｍｍ、集束電極８の陽極９と対向する側の電極板１１では５．２ｍｍ、陽極９では５．２ｍｍである。このように、孔間隔を、制御電極６及び加速電極７では等しくし、電極板１０でこれよりやや広くし、電極板１１及び陽極９では最も狭くすることにより、各電極に所定の電圧を印加したときに、３つの電子ビームのうち両サイドの電子ビームの中心軌道１２ａ，１２ｂがセンタの電子ビームの中心軌道１２ｃに近づくように曲げられるので、フェース部１で３つの電子ビームが一点に集中する。
【００２３】
本実施の形態では、両サイドの陰極５ａ，５ｂに含浸型陰極を、センタの陰極５ｃに酸化物陰極を用いている。含浸型陰極及び酸化物陰極は市販されている陰極線管に用いられているものである。
【００２４】
このカラー陰極線管に所定の電圧を印加すると陰極５ａ，５ｂ，５ｃからそれぞれ電子が放射され、フェース部１に向かって飛んでいく。３個の陰極５ａ，５ｂ，５ｃから出た各電子ビーム束は、電極板１０の直前までは管軸中心１３と平行に進むが、電極板１０のセンタ孔中心と両サイドの孔中心との間隔を、制御電極６及び加速電極７におけるそれよりも拡大しているために、加速電極７と電極板１０との間で両サイドの電子ビームの中心軌道１２ａ，１２ｂのみが管軸中心１３側に曲げられる。その結果、フェース部１上で、グリーンに対応するセンタの電子ビームの中心軌道１２ｃとレッド及びブルーに対応する両サイドの電子ビームの中心軌道１２ａ，１２ｂとが一点に集中する。
【００２５】
このとき電子が管内に残留する不活性ガスに衝突するとガスが陽イオンに電離し、この陽イオンは電界により加速されて電子ビームの中心軌道１２ａ，１２ｂ，１２ｃと同じ軌道を逆方向に進んで陰極５ａ，５ｂ，５ｃに向かって飛んでいく。ところが、不活性ガス（主にＡｒ）の陽イオンの質量が電子の質量に比べて大きいため、両サイドの電子ビームの中心軌道１２ａ，１２ｂに沿って加速された陽イオンは電極板１０と加速電極７との間で曲がることができず、電子ビームの中心軌道１２ａ，１２ｂから逸れてしまい、両サイドの陰極５ａ，５ｂの実動電子放射面に衝突せず、実動電子放射面に対して管軸中心１３とは反対側の位置に衝突する。これに対して、センタの電子ビームの中心軌道１２ｃに沿って加速される陽イオンは、センタの電子ビームの中心軌道１２ｃが直線であるために、センタの陰極５ｃの実動電子放射面に衝突する。以上の結果、両サイドの陰極（含浸型陰極）５ａ，５ｂの実動電子放射面はイオンボンバードによるダメージを受けず、また、センターの陰極（酸化物陰極）５ｃの実動電子放射面はイオンボンバードによりクリーニングされて良好なエミッション性能を得ることができる。従って、電子ビーム電流が安定し、色ずれが無い画像を表示できる。
【００２６】
次に本発明の効果を確認した実験結果について説明する。実際に本発明の上記実施の形態に相当するインライン型カラー陰極線管を製作し色ずれを確認した（実施例１）。また、これと比較するために、陰極５ａ，５ｂ，５ｃを全て含浸型陰極とする以外は実施例１と同じインライン型カラー陰極線管（比較例１）、及び、比較例１に対して特開平８−７７９２９号公報に開示されている管内ガスを低減させるエージング方法を取り入れて製作したインライン型カラー陰極線管（比較例２）を製作した。これらのカラー陰極線管の管内Ａｒガス分圧は６×１０−６〜３×１０−４Ｐａであった。
【００２７】
実施例１のカラー陰極線管では、所定の電圧を印加すると、両サイドの２個の陰極５ａ，５ｂはイオン衝撃を受けず、且つ、センターの陰極５ｃの表面はイオンによりクリーニングされるため、３個の陰極５ａ，５ｂ，５ｃから放射される電子ビーム電流は安定し時間がたっても色ずれが起こらなかった。これに対して、比較例１のカラー陰極線管では、所定の電圧を印加すると、まっすぐな電子ビームの中心軌道１２ｃに対応するセンタの陰極５ｃのみがイオン衝撃を受け、陰極５ｃから放射される電子ビーム電流が低下し、画面上に白色表示をさせようとしてもグリーン色が不足したマゼンタ表示にになった。
【００２８】
更に、以下の方法により色ずれを定量的に評価した。カラー陰極線管に所定の電圧を印加し、印加直後の３つの陰極から放射される各電子ビーム電流が互いに同じ値になるように陰極電圧ドライブ量を調整する。その電流値をＩ０とする。電圧印加から５分経過後のレッド、グリーン、ブルーの各色に対応する電子ビーム電流値をそれぞれＩ５Ｒ、Ｉ５Ｇ、Ｉ５Ｂとする。この三色の電流値Ｉ５Ｒ、Ｉ５Ｇ、Ｉ５Ｂの最大値と最小値の差分をΔＩ５とする。この差分ΔＩ５をＩ５Ｒ、Ｉ５Ｇ、Ｉ５Ｂの平均値Ｉ５ＡＶＥで割った値を色ずれの程度をあらわす三色差率とする。数式で表すと以下のようになる。
【００２９】
三色差率＝（ΔＩ５／Ｉ５ＡＶＥ）×１００    ［％］
この三色差率が５％より大きくなると色ずれが目立つようになるため、これより小さくするのが望ましい。結果を図２に示す。
【００３０】
比較例１のカラー陰極線管の三色差率が１５％、比較例２のカラー陰極線管の三色差率が５％であったのに対し、実施例１のカラー陰極線管の三色差率は２％であった。
【００３１】
以上のように、陰極の種類に応じてイオンボンバードによる影響が異なり、これが色ずれの程度に影響を及ぼすことが分かった。そして、本発明により極めて良好な色ずれ品質を得ることができることを確認した。
【００３２】
上記の実施の形態では両サイドの電子ビームの中心軌道１２ａ，１２ｂを曲げるために、電極板１０の両サイドの孔中心を管軸中心１３から離れる方向にずらしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、静電レンズを形成する低電圧側の電極の両サイドの孔の周縁のうち管軸中心１３から遠い側の略半分の部分に突起を設けてもよい。あるいは、静電レンズを形成する低電圧側の電極全体を陰極側に凸になるように反らしてもよい。あるいは、磁性体を付加して軌道を曲げてもよい。曲げる位置が重要であり曲げる方法には特に限定はない。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、３つの陰極と集束電極との間に両サイドの電子ビームの中心軌道のみを管軸側に曲げる偏向手段を備えるので、両サイドの含浸型陰極の実動電子放射面はイオンボンバードの影響を受けない。一方、センターの酸化物陰極の実動電子放射面はイオンボンバードによりクリーニングされる。この結果、管内残留ガスに対する一切の対策を必要とせずに、設計的に陰極から放射される電子ビーム電流を安定させることができるので、新たな設備や製造工数を必要とすることなく、色ずれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるカラー陰極線管の水平方向断面図である。
【図２】本発明及び従来のカラー陰極線管について実験により求めた色ずれの程度の指標である三色差率を比較した図である。
【符号の説明】
１…フェース部
２…ファンネル部
３…ネック部
４…電子銃
５ａ，５ｂ，５ｃ…陰極
６…制御電極
７…加速電極
８…集束電極
９…陽極
１０…加速電極に対向する電極板
１１…陽極に対向する電極板
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…電子ビームの中心軌道
１３…管軸中心
【図１】
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【図２】
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