JP2002279915A - 陰極線管装置 - Google Patents

陰極線管装置

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JP2002279915A
JP2002279915A JP2001081280A JP2001081280A JP2002279915A JP 2002279915 A JP2002279915 A JP 2002279915A JP 2001081280 A JP2001081280 A JP 2001081280A JP 2001081280 A JP2001081280 A JP 2001081280A JP 2002279915 A JP2002279915 A JP 2002279915A
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electron beam
electron
cathode
ray tube
cathode ray
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Shigeo Fukuda
茂夫 福田
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Toshiba Development and Engineering Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】良好な品質の表示画像を提供することが可能な
陰極線管装置を提供することを目的とする。 【解決手段】電子銃構体16は、電子ビームを発生する
電子ビーム発生部及びこの電子ビーム発生部から発生さ
れた電子ビームを蛍光体スクリーン上に集束する主レン
ズ部を有している。この電子ビーム発生部は、カソード
K、第1グリッドG1、及び第2グリッドG2によって
構成されている。主レンズ部は、少なくとも1つの集束
電極G4、及び陽極電極G6によって構成されるととも
に、非回転対称の電子レンズを備えている。この非回転
対称の電子レンズを構成する集束電極G4は、カソード
Kと電気的に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、陰極線管装置に
係り、特に、シャドウマスクに形成された電子ビーム通
過孔と電子ビームによる走査線との干渉によるモアレの
発生を抑制したカラー陰極線管装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、水平方向に一列に配置された3本
の電子ビームを発生するインライン型電子銃構体を備え
たカラー陰極線管装置においては、シャドウマスクに形
成されたアパーチャと、ファンネルの外部に装着された
偏向装置によって偏向された3本の電子ビームによる走
査線との干渉によるモアレが発生し、表示画像の品質が
劣化するといった欠点がある。
【0003】また、従来の陰極線管装置に備えられる電
子銃構体では、電子ビームの電流量が小さい時に蛍光体
スクリーン上におけるビームスポット径も小さくなり、
解像度を向上することが可能である。しかしながら、ビ
ームスポット径を小さくした場合には、蛍光体スクリー
ン上における最も輝度の高いビームスポット中心部すな
わち走査線中心部と、蛍光体スクリーン上における最も
輝度の低いビームスポット周辺部すなわち走査線間部と
の間の輝度差が大きくなるため、より顕著にモアレが発
生するといった欠点がある。
【0004】このようなモアレによる表示画像の劣化を
抑制するために、従来から種々の対策が講じられ、提案
がなされている。
【0005】その一例として、シャドウマスク全域にお
いて、垂直方向に沿ってアパーチャの孔径を適切に配置
することによってモアレを抑制する方法がある。しかし
ながら、このような方法は、近年のマルチメディア化に
よるNTSC方式、PAL方式、VGA方式など走査方
式の多方式化時には、すべての走査方式に対応できるア
パーチャの孔径を選択することが難しい。
【0006】また、このような方法では、走査方式の多
方式化に対応できるアパーチャの孔径を選択できたとし
ても、アパーチャの孔径が小さい場合には、蛍光体スク
リーン上における画面輝度の低下を招いたり、アパーチ
ャの孔径が大きい場合には、シャドウマスク自体の強度
を十分に確保することが困難となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のカラー陰極線管装置では、シャドウマスクに形成され
たアパーチャと、電子ビームによる走査線との干渉によ
り、モアレが発生し、表示画像の品質が劣化するといっ
た問題点がある。
【0008】この発明は、上述した問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、良好な品質の表示画像を
提供することが可能な陰極線管装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項1に記載の陰極線管装置は、電
子ビームを発生する電子ビーム発生部及びこの電子ビー
ム発生部から発生された電子ビームを蛍光体スクリーン
上に集束する主レンズ部を有する電子銃構体を備え、前
記電子銃構体から放出された電子ビームを水平方向及び
垂直方向に偏向走査して蛍光体スクリーン上に画像を表
示する陰極線管装置において、前記電子ビーム発生部
は、カソード、第1電極、及び第2電極によって構成さ
れ、前記主レンズ部は、少なくとも1つの集束電極、及
び陽極によって構成されるとともに、非回転対称の電子
レンズを構成する電極を含み、前記非回転対称の電子レ
ンズを構成する少なくとも1つの電極は、前記カソード
と電気的に接続されたことを特徴とする。
【0010】請求項3に記載の陰極線管装置は、電子ビ
ームを発生する電子ビーム発生部及びこの電子ビーム発
生部から発生された電子ビームを蛍光体スクリーン上に
集束する主レンズ部を有する電子銃構体を備え、前記電
子銃構体から放出された電子ビームを水平方向及び垂直
方向に偏向走査して蛍光体スクリーン上に画像を表示す
る陰極線管装置において、前記電子ビーム発生部は、カ
ソード、第1電極、及び第2電極によって構成され、前
記主レンズ部は、少なくとも1つの集束電極、及び陽極
によって構成されるとともに、主レンズ系及び非回転対
称の補助レンズ系の少なくとも2つの電子レンズを構成
し、前記補助レンズ系を構成する少なくとも1つの集束
電極は、前記カソードと電気的に接続されたことを特徴
とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の陰極線管装置の
一実施の形態について図面を参照して説明する。
【0012】図1は、この陰極線管装置、すなわちセル
フコンバージェンス方式のインライン型カラー陰極線管
装置の構造を概略的に示す水平断面図である。
【0013】すなわち、このカラー陰極線管装置は、ほ
ぼ矩形状のパネル11と、漏斗状のファンネル12と、
ネック13とからなる外囲器を有している。このパネル
11は、その内面に配置された、青、緑、赤に発光する
ストライプ状あるいはドット状の3色蛍光体層からなる
蛍光体スクリーン14を備えている。
【0014】また、パネル11は、その内部に、蛍光体
スクリーン14に対向して装着されたシャドウマスク1
8を備えている。このシャドウマスク18は、ほぼ矩形
状に形成され、その内側に多数のアパーチャ17を有し
ている。また、このシャドウマスク18は、蛍光体スク
リーン14と対向する面に配置された厚さ0.2mm前
後の鉄材またはアンバー材で形成されたほぼ矩形状のマ
スク本体20と、マスク本体20の周辺部に取り付けら
れた厚さ1.0mm前後の鉄材で形成されたほぼ矩形状
のマスクフレーム19とによって構成されている。
【0015】このシャドウマスク18は、パネル11に
設けられたスタッドピン22と、マスクフレーム19に
取り付けられてスタッドビン22に係止するスプリング
部材21とによって支持されている。
【0016】ネック13は、その内部に配設されたイン
ライン型電子銃構体16を備えている。この電子銃構体
16は、同一水平面上を通るセンタービーム15G(緑
に対応)およびその両側の一対のサイドビーム15B
(青に対応),15R(赤に対応)からなる水平方向H
に一列に配置された3電子ビーム15B,15G,15
Rを管軸方向Zに放出する。
【0017】このインライン型電子銃構体16は、主レ
ンズ部を構成する低圧側のグリッド及び高圧側のグリッ
ドのサイドビーム通過孔の位置を偏心させることによっ
て、蛍光体スクリーン14の中央において3電子ビーム
をセルフコンバージェンスさせる。
【0018】また、ファンネル12の外側には、偏向ヨ
ーク23が装着されている。この偏向ヨーク23は、電
子銃構体16から放出された3電子ビーム15B,15
G,15Rを水平方向H及び垂直方向Vに偏向する非斉
一な偏向磁界を発生する。この非斉一な偏向磁界は、ピ
ンクッション型の水平偏向磁界と、バレル型の垂直偏向
磁界とによって形成される。
【0019】電子銃構体16から放出された3電子ビー
ム15B、15G、15Rは、蛍光体スクリーン14に
向けてセルフコンバージェンスされながら、シャドウマ
スク18のアパーチャ17を介して蛍光体スクリーン1
4上の対応する蛍光体層上に集束される。
【0020】そして、この3電子ビーム15B、15
G、15Rは、非斉一な偏向磁界により、蛍光体スクリ
ーン14の水平方向H及び垂直方向Vに走査される。蛍
光体スクリーン14上に集束された3電子ビーム15
B、15G、15Rは、蛍光体層に射突してこれを発光
させ、これにより、カラー画像が表示される。
【0021】図2は、この発明の陰極線管装置に適用さ
れる電子銃構体の構造を概略的に示す垂直断面図であ
る。また、図3は、この発明の陰極線管装置に適用され
る電子銃構体の構造を概略的に示す水平断面図である。
【0022】図2及び図3に示すように、電子銃構体1
6は、水平方向すなわちH軸方向に一列に配置された3
個のカソードK(R、G、B)、これらの各カソードK
(R、G、B)の内側に挿入された図示しない3個のヒ
ーター、カソード側から蛍光体スクリーン方向にZ軸方
向に沿って順次配置された第1グリッドG1、第2グリ
ッドG2、第3グリッドG3(集束電極)、第4グリッ
ドG4(集束電極)、第5グリッドG5(集束電極)、
第6グリッドG6(陽極電極)、及び第6グリッドG6
に取り付けられたシールドカップSCを備えている。
【0023】これらの構成要素のうち、シールドカップ
SCを除くヒーター、カソードK(R、G、B)、及び
第1乃至第6グリッドG1乃至G6は、図示しない一対
の絶縁支持体によって垂直方向すなわちV軸方向から挟
持されることにより一体に固定されている。シールドカ
ップSCは、第6グリッドG6に対して溶接することに
よって固定されている。
【0024】第1グリッドG1及び第2グリッドG2
は、それぞれ比較的板厚の薄い板状電極によって形成さ
れている。これらの板状電極の板面には、一列配置のカ
ソードK(R、G、B)に対応して水平方向に配列され
た3個の比較的小さな円形の電子ビーム通過孔が形成さ
れている。
【0025】また、第3グリッドG3、第4グリッドG
4、第5グリッドG5、及び第6グリッドG6は、それ
ぞれカップ状電極を接合して構成された一体構造の筒状
電極によって形成されている。
【0026】すなわち、第3グリッドG3の第2グリッ
ドG2側に位置するカップ状電極の底面には、一列配置
のカソードK(R、G、B)に対応して水平方向に配列
された3個の円形の電子ビーム通過孔が形成されてい
る。これらの3個の電子ビーム通過孔は、第2グリッド
G2に形成された電子ビーム通過孔より大きな開孔径を
有している。
【0027】また、第3グリッドG3の第4グリッドG
4側に位置するカップ状電極の底面には、一列配置のカ
ソードK(R、G、B)に対応して水平方向に配列され
た3個の円形の電子ビーム通過孔が形成されている。こ
れらの3個の電子ビーム通過孔は、第3グリッドG3の
第2グリッドG2側に形成された電子ビーム通過孔より
も大きな開孔径を有している。
【0028】第4グリッドG4は、一列配置のカソード
K(R、G、B)に対応して水平方向に一列に配置され
た3個のセグメントG4r、G4g、G4bによって構
成されている。図4に示すように、第4グリッドG4を
構成する3個のセグメントG4r、G4g、G4bは、
それぞれ第3グリッドG3及び第5グリッドG5に対向
するカップ状電極の底面に、垂直方向に長軸を有する非
円形の電子ビーム通過孔34R、34G、34Bを有し
ている。図4に示した実施の形態では、各電子ビーム通
過孔34(R、G、B)は、垂直方向を長辺とする長方
形状に形成された縦長孔である。
【0029】第5グリッドG5を形成する2対のカップ
状電極、及び第6グリッドG6を形成する一対のカップ
状電極の各底面には、一列配置のカソードK(R、G、
B)に対応して水平方向に配列された3個の円形の電子
ビーム通過孔が形成されている。これらの電子ビーム通
過孔は、第3グリッドG3の第2グリッドG2側に形成
された電子ビーム通過孔よりも大きな開孔径を有してい
る。
【0030】この電子銃構体16の各グリッドには、ス
テムを気密に貫通するステムピンを介して所定の電圧が
供給される。すなわち、カソードK(R、G、B)に
は、直流電圧に画像信号に対応して変調された電圧を重
畳した0乃至200Vの駆動電圧が印加される。第1グ
リッドG1は、接地されている。
【0031】第2グリッドG2には、約500乃至10
00Vの直流電圧Vcが印加される。第3グリッドG3
及び第5グリッドG5は、管内で接続されてているとと
もに、約5乃至10kVの直流の集束電圧Vfが印加さ
れる。
【0032】第4グリッドG4の各セグメントG4r、
G4g、G4bは、それぞれ管内で対応するカソードK
R、KG、KBに電気的に接続されている。これらの第
4グリッドG4の各セグメントG4r、G4g、G4b
には、カソードKR、KG、KBと同様に、直流電圧に
画像信号に対応して変調された電圧を重畳した0乃至2
00Vの駆動電圧が印加される。第6電圧G6には、約
25乃至35kVの陽極電圧Ebが印加される。
【0033】このような電子銃構体16の各グリッド
に、上述したような電圧をそれぞれ印加することによ
り、カソードK(R、G、B)、第1グリッドG1、及
び第2グリッドG2は、電子ビームを発生する電子ビー
ム発生部を構成する。また、第2グリッドG2及び第3
グリッドG3は、電子ビーム発生部から発生された電子
ビームを予備集束するプリフォーカスレンズ部を構成す
る。
【0034】第3グリッドG3、第4グリッドG4、第
5グリッドG5、及び、第6グリッドG6は、プリフォ
ーカスレンズ部により予備集束された電子ビームを最終
的に蛍光体スクリーン14上に集束する主レンズ部を構
成する。この主レンズ部は、第3グリッドG3、第4グ
リッドG4、及び、第5グリッドG5によって構成され
る補助レンズ系と、第5グリッドG5、及び、第6グリ
ッドG6によって構成される主レンズ系とを備えて構成
されている。
【0035】この補助レンズ系は、非回転対称な電子レ
ンズである。すなわち、第3グリッドG3乃至第5グリ
ッドG5によって形成される補助レンズ系は、第4グリ
ッドG4の各セグメントG4r、G4g、G4bに形成
された縦長孔(電子ビーム通過孔)により、水平方向の
集束作用より垂直方向の集束作用が相対的に弱い非回転
対称な電子レンズとなる。
【0036】この非回転対称な補助レンズ系は、電子ビ
ームを水平方向に相対的に強く集束するとともに垂直方
向に相対的に弱く集束する。これにより、この補助レン
ズ系を通過した電子ビームは、縦長形状のビーム断面を
有するようになる。
【0037】電子銃構体16から放射される電子ビーム
15(R、G、B)のビーム断面径(蛍光体スクリーン
上におけるビームスポット径)は、通常、電流量の増大
すなわちカソードK(R、G、B)に供給される駆動電
圧の減少に伴って拡大する。
【0038】一方、この電子銃構体16では、第4グリ
ッドG4の各セグメントG4r、G4g、G4bが対応
するカソードKR、KG、KBのそれぞれと電気的に接
続され、カソードKに接続された第4グリッドG4が非
回転対称な補助レンズ系を構成するための集束電極の一
つである。
【0039】このことにより、非回転対称な補助レンズ
系のレンズ強度は、カソードK(R、G、B)に供給さ
れる駆動電圧の変動に同期して変化する。
【0040】すなわち、カソードK(R、G、B)に供
給される駆動電圧が減少した場合、電子ビームの電流量
は増大し、蛍光体スクリーン上におけるビームスポット
径は、相対的に大きくなる。このとき、補助レンズ系の
レンズ強度は、相対的に第3グリッドG3乃至第5グリ
ッドG5間の電位差が大きくなるため、強くなる。すな
わち、補助レンズ系の非回転対称なレンズ作用が相対的
に強くなる。
【0041】これに対して、カソードK(R、G、B)
に供給される駆動電圧が増大した場合、電子ビームの電
流量は減少し、蛍光体スクリーン上におけるビームスポ
ット径は、相対的に小さくなる。このとき、補助レンズ
系のレンズ強度は、相対的に第3グリッドG3乃至第5
グリッドG5間の電位差が小さくなるため、弱くなる。
すなわち、補助レンズ系の非回転対称なレンズ作用が相
対的に弱くなる。
【0042】このような構成により、蛍光体スクリーン
上におけるビームスポット形状を電子ビーム15(R、
G、B)の電流量変化に同期させて、制御することが可
能となる。すなわち、電子ビームの電流量が小さい時に
ビームスポット径が小さくなった場合であっても、非回
転対称な補助レンズ系のレンズ作用により、相対的に垂
直方向にビームスポット形状を拡大することが可能とな
る。
【0043】このため、蛍光体スクリーン上における最
も輝度の高いビームスポット中心部すなわち走査線中心
部、及び、蛍光体スクリーン上における最も輝度の低い
ビームスポット周辺部すなわち走査線間部におけるそれ
ぞれの輝度をほぼ均一化することが可能となり、これら
の間の輝度差を抑制することができる。
【0044】これにより、シャドウマスク18のアパー
チャ17と、偏向された電子ビーム15(R、G、B)
による走査線との干渉を抑制でき、モアレの発生を防止
することが可能となる。したがって、蛍光体スクリーン
上に表示される表示画像の品質の劣化を抑えることが可
能となる。
【0045】また、この電子銃構体16では、モアレの
発生を防止するために電流量が小さい場合であってもビ
ームスポット径を全体的に拡大した場合と比較して、垂
直方向のみを拡大したため、解像度の劣化を抑制するこ
とが可能となる。
【0046】また、補助レンズ系を水平方向の集束作用
よりも垂直方向の集束作用が相対的に弱くなるように形
成した場合、低電流時のモアレの抑制と、高解像度を同
時に保つことができるため、電子ビームのビームスポッ
ト形状を蛍光体スクリーン14上で縦長になるような電
子銃構体を設計しても、主レンズ系の集束作用(主に球
面収差)により、高電流時には蛍光体スクリーン14上
で円形に近い形状とすることができる。このため、電子
ビーム15の電流値にかかわらず、蛍光体スクリーン1
4上での表示画像の解像度の劣化を招くことがなく、モ
アレを抑制することができる。
【0047】なお、この発明は、上述した実施の形態に
限定されるものではなく、種々変更可能である。例え
ば、第4グリッドG4は、上述した実施の形態では、図
4に示したように、各カソードK(R、G、B)に対応
した3個のセグメントによって構成したが、図5に示す
ように、一体の筒状構造であっても良い。
【0048】すなわち、この一体構造の第4グリッドG
4は、第3グリッドG3及び第5グリッドG5との対向
面にそれぞれ垂直方向に長軸を有する非円形、例えば垂
直方向に長辺を有する長方形状に形成された電子ビーム
通過孔44R、44G、44Bを備えている。
【0049】このような構成の場合、第4グリッドG4
は、例えば、最も視感度の高い色の蛍光体層に集束され
る電子ビームを発生するカソードに接続される。すなわ
ち、図6に示すように、第4グリッドG4は、緑色の蛍
光体層に集束される電子ビーム15Gを発生するカソー
ドKGに電気的に接続されている。これにより、上述し
た実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることが可能と
なる。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、良好な品質の表示画像を提供することが可能な陰極
線管装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明の陰極線管装置の一実施の形
態に係るセルフコンバージェンス方式のインライン型カ
ラー陰極線管装置の構造を概略的に示す一部水平断面図
である。
【図2】図2は、図1に示したカラー陰極線管装置に適
用される電子銃構体の構造を概略的に示す垂直断面図で
ある。
【図3】図3は、図1に示したカラー陰極線管装置に適
用される電子銃構体の構造を概略的に示す水平断面図で
ある。
【図4】図4は、図2に示した電子銃構体における第4
グリッドの構造を概略的に示す斜視図である。
【図5】図5は、この発明の他のカラー陰極線管装置に
適用される電子銃構体における第4グリッドの構造を概
略的に示す斜視図である。
【図6】図6は、この発明の他のカラー陰極線管装置に
適用される電子銃構体の構造を概略的に示す水平断面図
である。
【符号の説明】
11…パネル 12…ファンネル 13…ネック 14…蛍光体スクリーン 15(R、G、B)…電子ビーム 16…電子銃構体 17…アパーチャ 18…シャドウマスク K(R、G、B)…カソード G1…第1グリッド G2…第2グリッド G3…第3グリッド G4…第4グリッド G5…第5グリッド G6…第6グリッド SC…シールドカップ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子ビームを発生する電子ビーム発生部及
    びこの電子ビーム発生部から発生された電子ビームを蛍
    光体スクリーン上に集束する主レンズ部を有する電子銃
    構体を備え、 前記電子銃構体から放出された電子ビームを水平方向及
    び垂直方向に偏向走査して蛍光体スクリーン上に画像を
    表示する陰極線管装置において、 前記電子ビーム発生部は、カソード、第1電極、及び第
    2電極によって構成され、 前記主レンズ部は、少なくとも1つの集束電極、及び陽
    極によって構成されるとともに、非回転対称の電子レン
    ズをを構成する電極を含み、 前記非回転対称の電子レンズを構成する少なくとも1つ
    の電極は、前記カソードと電気的に接続されたことを特
    徴とする陰極線管装置。
  2. 【請求項2】前記非回転対称の電子レンズは、水平方向
    の集束作用より垂直方向の集束作用が相対的に弱いこと
    を特徴とする請求項1に記載の陰極線管装置。
  3. 【請求項3】電子ビームを発生する電子ビーム発生部及
    びこの電子ビーム発生部から発生された電子ビームを蛍
    光体スクリーン上に集束する主レンズ部を有する電子銃
    構体を備え、 前記電子銃構体から放出された電子ビームを水平方向及
    び垂直方向に偏向走査して蛍光体スクリーン上に画像を
    表示する陰極線管装置において、 前記電子ビーム発生部は、カソード、第1電極、及び第
    2電極によって構成され、 前記主レンズ部は、少なくとも1つの集束電極、及び陽
    極によって構成されるとともに、主レンズ系及び非回転
    対称の補助レンズ系の少なくとも2つの電子レンズを構
    成し、 前記補助レンズ系を構成する少なくとも1つの集束電極
    は、前記カソードと電気的に接続されたことを特徴とす
    る陰極線管装置。
  4. 【請求項4】前記補助レンズ系は、水平方向の集束作用
    より垂直方向の集束作用が相対的に弱い非回転対称の電
    子レンズであることを特徴とする請求項3に記載の陰極
    線管装置。
  5. 【請求項5】前記カソードと電気的に接続された前記集
    束電極は、垂直方向に長軸を有する非円形の電子ビーム
    通過孔を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいず
    れか1項に記載の陰極線管装置。
  6. 【請求項6】前記電子ビーム発生部は、複数の電子ビー
    ムを発生するための複数のカソードを備え、 前記カソードと電気的に接続された前記集束電極は、複
    数のカソードに対応して分割して構成されるとともに、
    対応する前記カソードに接続されたことを特徴とする請
    求項1乃至5のいずれか1項に記載の陰極線管装置。
  7. 【請求項7】前記電子ビーム発生部は、複数の電子ビー
    ムを発生するための複数のカソードを備え、 前記カソードと電気的に接続された前記集束電極は、最
    も高い視感度の色の蛍光体層に集束される電子ビームを
    発生するカソードに接続されたことを特徴とする請求項
    1乃至5のいずれか1項に記載の陰極線管装置。
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