JP2000149815A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】３本の電子ビームに対し、全ての方向で均一に
主レンズ口径を拡大した電子銃を具備するネック部径が
２５．３ｍｍ以下のカラー陰極線管を提供する。 【解決手段】電子ビーム発生手段１，２，３と、フォー
カス電圧が印加される集束電極４、フォーカス電圧と陽
極電圧の間の電圧が印加される中間電極９、及び陽極電
圧が印加される陽極６とからなる集束加速手段とをこの
順で配列してなり、集束電極４は中間電極９側に水平面
と平行な方向の径がこれと垂直な方向の径より大で３本
の電子ビームを通過させる単一開口４’をもつと共に、
内部に電子ビームを通過させる電子ビーム通過孔をもつ
平板電極５を備え、中間電極９は集束電極４側と陽極６
側に水平面と平行な方向の径がこれと垂直な方向の径よ
り大で３本の電子ビームを通過させる単一開口９’，
９”をもつと共に内部に電子ビームを通過させる電子ビ
ーム通過孔をもつ平板電極１０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、特に蛍光面の全域で高い解像度が得られるように
構成した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】テレビ受像管や情報端末のモニター管と
して用いられるカラー陰極線管は、真空外囲器の一端に
複数（一般に、３本）の電子ビームを発射する電子銃を
内蔵し、他端内面に複数色（同、３色）の蛍光体膜を塗
布した蛍光面と、この蛍光面に近接して設置した色選択
電極であるシャドウマスクを内蔵し、前記電子銃から出
射される複数の電子ビームを前記真空外囲器の外部に設
置した偏向ヨークで発生した磁界により二次元走査する
ことによって、所要の画像を表示するようになってい
る。

【０００３】そして、上記電子銃は水平面上にほぼ平行
な初期通路に沿ってインライン配列の３本の電子ビーム
を出射する電子ビーム発生手段（所謂、３極部）と、こ
の電子ビーム発生手段から出射された電子ビームを集束
し、加速して蛍光面方向に発射するための主レンズを含
む集束加速手段とから構成され、その最終電極側に偏向
ヨークからの漏れ磁界を遮蔽するためのシールドカップ
が設置されている。

【０００４】この種のカラー陰極線管の解像度特性は、
電子ビームの蛍光面上でのスポット（ビームスポット）
の大きさおよび形状に大きく依存する。高い解像度を得
るためには、径が出来るだけ小さい円形のビームスポッ
トが形成されるように電子銃の電極を構成する必要があ
る。

【０００５】一方、電子銃の主レンズ電界を通過する電
子ビーム径はビーム電流の増大に伴って大きくなり、主
レンズ電界の球面収差によってビームスポット径がさら
に大きくなる。

【０００６】電子銃を収容するネック部の径（ネック
径）を拡大して主レンズ口径を大きくとることで、ビー
ムスポット径を小さくすることはできるが、ネック径を
大きくすると偏向電力が増大してしまう。特に、計算機
端末用高精細度カラー陰極線管では、ネック径を従来の
直径２９．１ｍｍとした場合、高精細化にる偏向周波数
の増大などによって、偏向ヨークによる消費電力が大き
くなるが、例えば特開平５−３２５８２６号公報に開示
されたように、低消費電力を達成するためには、ネック
径Ｔを、Ｔ≦２５．３ｍｍとすることが必要となる。

【０００７】しかし、ネック径を縮小した場合、電子銃
の主レンズ口径が縮小し、蛍光面上におけるビームスポ
ット径が増大し、解像度が劣化するという問題があっ
た。

【０００８】そこで、ネック径を拡大することなく主レ
ンズ電界の口径を出来るだけ大きくすることにより、球
面収差の影響を少なくすることが行われている。

【０００９】図６は従来のインライン型電子銃の概略構
造を示すカラー陰極線管の管軸に沿った断面模式図であ
る。この電子銃は、ヒータ１’を内蔵したカソード１
（センターのカソード）と制御電極２および加速電極３
で電子ビーム発生部を構成し、内部に平板電極５を備え
た集束電極４および内部に平板電極７を備えた陽極６と
から構成されている。なお、上記各電極および陽極は断
面が楕円形、あるいは長円形の筒状電極で構成される。
また、８はシールドカップである。この電子銃は特開昭
５８−１０３７５２号公報に開示されたものである。

【００１０】図７は図６における平板電極の平面図であ
る。平板電極５はセンタービーム通過口５_C 、２つのサ
イドビーム通過口５_S を有し、平板電極７はセンタービ
ーム通過口７_C と２つの半楕円状のサイドビーム通過口
７_S を有している。

【００１１】上記構成の電子銃は、次のような動作を行
う。すなわち、ヒータ１’で加熱された３本のカソード
１から放出された熱電子は、加速電極３に印加された４
００〜１０００Ｖの正電圧によって制御電極３側に吸引
され、３本の電子ビームが形成される。

【００１２】これら３本の電子ビームは制御電極２の開
口部を通り、次いで加速電極３の開口部を通った後、集
束電極４と陽極６に印加された正電圧によって加速され
ながら集束電極４と陽極６の対向間隙に形成された主レ
ンズに通される。

【００１３】ここで、加速電極３と５〜１０ｋＶ程度の
低電圧のフォーカス電圧（集束電圧）Ｖｆが印加された
集束電極４の間に形成されるプリフォーカスレンズによ
り、主レンズに入射する以前に電子ビームは若干の集束
作用を受ける。陽極６には２０〜３５ｋＶ程度の高電圧
の陽極電圧Ｖｂが印加されており、集束電極４と陽極６
の電位差によって形成される主レンズにより、電子ビー
ムは蛍光面に焦点を結び、蛍光面にビームスポットが形
成される。

【００１４】主レンズ電極、すなわち集束電極４と陽極
６は、両電極の対向部にそれぞれ３本の電子ビームを通
過させる単一の電子ビーム通過孔４’、６’を持つ。ま
た、両電極の内部には非点収差を補正するための内部電
極である平板電極５と７が設置されている。

【００１５】この単一の電子ビーム通過孔は、各電子ビ
ーム毎に形成される通常の円筒レンズ口径に比較して大
であるため、主レンズ電極対向部の電界は主レンズ電極
の内部に深く浸透し、通常の円筒レンズに比較し、実質
的な開口部を拡大、すなわち主レンズ口径を拡大したの
と同じ効果を得ることが可能となる。

【００１６】主レンズの口径拡大は、主レンズの球面収
差を低減させ、球面収差によるビームスポットの拡大を
小さくすることができるので、優れたフォーカス特性を
得ることができる。

【００１７】しかし、この構成の電子銃においても、上
記した実質的な主レンズ口径の拡大は、３本の電子ビー
ムの軌道と主レンズ電極の上記単一の電子ビーム通過孔
との最近接点の寸法によって制限される。すなわち、単
一の電子ビーム通過孔のインライン方向（水平方向）端
とこれに直交する方向（垂直方向）端から各電子ビーム
軌道までの距離、あるいはインライン方向端から電子ビ
ームのうちの両サイドビーム軌道までの距離のうちの短
い方が主レンズの半径に相当することになる。

【００１８】特開平９−７３８６７号公報には、上記の
制限を取り除くことのできる電子銃構造が示されてい
る。すなわち、３本の電子ビームが通過する単一の電子
ビーム通過孔と２つの遮蔽板からなる両主レンズ電極の
中間に新たに中間電極を置き、集束電極電圧と陽極電圧
との中間的な電位を与える構成を採用している。

【００１９】これにより、実質的に主レンズ電極間の間
隙を拡大したのと同等な効果が得られる。これは主レン
ズ口径を増大させたときと同様、球面収差の低減効果を
もたらし、一層のフォーカス特性の向上を実現できる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】従来、低消費電力が実
現できるネック部の径Ｔが、Ｔ≦２５．３ｍｍのカラー
陰極線管では、通常、ディスプレイ管用のカラー陰極線
管に用いられているＴ＝２９．１のカラー陰極線管より
も主レンズ口径が小さくなってしまう欠点があったが、
上記特開平９−７３８６７号公報に開示されたような構
成によってネック部の外径を拡大することなく、主レン
ズの口径を大きくすることができる。

【００２１】しかし、３本の電子ビームが通過する単一
の電子ビーム通過孔と２つの平板電極からなる主レンズ
電極では、３本の電子ビームのそれぞれで、水平方向と
垂直方向の主レンズ口径と、それ以外の方向の主レンズ
口径が均一とならないため、主レンズ口径と比較してビ
ームスポット径が十分に小さくならないという欠点があ
った。

【００２２】本発明の目的は、ネック部の径Ｔが、Ｔ≦
２５．３ｍｍのカラー陰極線管であっても、ネック部の
外径を拡大することなく、３本の電子ビームに対し、全
ての方向で均一に主レンズ口径を拡大した電子銃を具備
するカラー陰極線管を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、集束電極と陽極のそれぞれの電極内部に
収差補正用の平板電極を有する主レンズを持つ電子銃
の、前記集束電極と陽極との間に、内部に同様の平板電
極を有する中間電極を設置した。

【００２４】本発明の典型的な構成を記述すれば、下記
のとおりである。すなわち、（１）蛍光面を構成するパ
ネル部と、電子銃を収納するネック部と、パネル部とネ
ック部とを連接するファンネル部とからなる真空外囲器
で構成され、前記電子銃は、前記蛍光面に向けて一水平
面上にほぼ平行に３本の電子ビームを出射する陰極、制
御電極、および加速電極からなる電子ビーム発生手段
と、フォーカス電圧が印加される集束電極、フォーカス
電圧と陽極電圧の間の電圧が印加される中間電極、およ
び陽極電圧が印加される陽極とからなる集束加速手段と
をこの順で配列してなり、前記集束電極は、前記中間電
極側に前記水平面と平行な方向の径がこれと垂直な方向
の径より大で上記３本の電子ビームを通過させる単一開
口をもつと共に、内部に前記電子ビームを通過させる電
子ビーム通過孔をもつ平板電極を備え、前記中間電極
は、前記集束電極側と前記陽極側に前記水平面と平行な
方向の径がこれと垂直な方向の径より大で、前記３本の
電子ビームを通過させる単一開口をもつと共に内部に前
記電子ビームを通過させる電子ビーム通過孔をもつ平板
電極を備え、前記陽極は、前記中間電極側に前記水平面
と平行な方向の径がこれと垂直な方向の径より大で前記
３本の電子ビームを通過させる単一開口をもつと共に内
部に前記電子ビームを通過させる電子ビーム通過孔をも
つ平板電極を備え、前記電子銃を収容するネック部の径
Ｔを、Ｔ≦２５．３ｍｍとしたことを特徴とする。

【００２５】この構成により、主レンズ部の収差が低減
し、ビームスポット径が縮小された高解像度のカラー陰
極線管が得られる。

【００２６】なお、本発明は上記の構成および後述の実
施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思
想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００２８】図１は本発明によるカラー陰極線管に用い
る電子銃の一実施例を説明する管軸に沿って垂直方向に
切断した断面模式図である。また、図２は図１に示した
電子銃を水平方向に切断した断面模式図である。

【００２９】そして、図３は図１および図２における各
平板電極の平面図であり、（ａ）は集束電極に設置する
平板電極、（ｂ）は中間電極に設置する平板電極、
（ｃ）は陽極に設置する平板電極の各平面図を示す。

【００３０】なお、図２において、１Ｂ，１Ｇ，１Ｒは
青用、緑用、赤用のカソード、Ｂｃはセンタービーム
（緑用ビーム）、Ｂｓは青用ビームと赤用ビーム、１１
はコンタクトスプリング、３２は内部導電膜、２３はネ
ック部示す。また、図３において、５ｃ，１０ｃ，７ｃ
はセンタービーム通過孔、５ｓ，１０ｓ，７ｓはサイド
ビーム通過孔である。（ｃ）のサイドビーム通過孔７ｓ
は半楕円状であるが、この半楕円状と中間電極９の内壁
とで電子ビーム通過孔を形成する。

【００３１】この電子銃は、ヒータ１ａを内蔵したカソ
ード１と制御電極２および加速電極３から構成された電
子ビーム発生部と、内部に平板電極５を備えた集束電極
４および内部に平板電極７を備えた陽極６、および内部
に平板電極１０を備えた中間電極９とから構成されてい
る。なお、８はシールドカップである。

【００３２】また、この電子銃を収容する真空外囲器の
ネック径Ｔは、Ｔ≦２５．３ｍｍであり、低消費電力を
実現できるようにしたものである。

【００３３】集束電極４は水平方向（インライン方向と
平行な方向）の径が、これと垂直な方向の径より大で、
３本の電子ビームを通過させる単一の開口（単一の電子
ビーム通過孔）４’をもつと共に、その内部に３本の電
子ビームをそれぞれ通過させる３個の電子ビーム通過孔
５ｓ，５ｃ，５ｓをもつ平板電極５を備えている。

【００３４】また、陽極６は水平面と平行な方向の径
が、これと垂直な方向の径より大で上記３本の電子ビー
ムを通過させる単一の開口６’をもつと共に内部にセン
タービームの通過口孔７ｃと、その両側にサイドビーム
が通過する半楕円状の切り欠き（陽極６の内壁と共に電
子ビーム通過孔を形成する）７ｓ，７ｓをもつ平板電極
７を備えている。

【００３５】中間電極９は、集束電極４および陽極６と
対向する側に、水平面と平行な方向の径が、これと垂直
な方向の径より大で、上記３本の電子ビームを通過させ
る単一の開口９’、９”をそれぞれもつと共に、内部に
３本の電子ビームをそれぞれ通過させる３個の電子ビー
ム通過孔をもつ平板電極１０を備えている。

【００３６】このように、集束電極４と中間電極９およ
び陽極６の互いに対向する開口面が全て３本の電子ビー
ムを取り囲む一つの開口面を形成しているので、３本の
電子ビームに対して共通のレンズ電界が形成される。

【００３７】図１に示したように、集束電極４にはフォ
ーカス電圧Ｖｆ、陽極６には陽極電圧Ｅｂが印加され、
これらの電圧の間の電圧Ｖｍはフォーカス電圧Ｖｆと陽
極電圧Ｅｂとの間の任意の電圧（中間電圧）が印加され
る。

【００３８】図４は電子銃の管軸上における主レンズの
電界強度分布の説明図であって、Ａは本実施例の電子
銃、Ｂは図６に示した従来の電子銃の場合を示す。な
お、管軸（Ｚ軸）は図の右側が蛍光面方向である。

【００３９】電子銃の主レンズ電界域における管軸上の
電界は、Ｂの曲線で示した従来に比べてＡに示した本実
施例によるものでは著しく穏やかな分布を示す。その結
果、集束電極４と中間電極９および陽極６の３個の電極
で形成される主レンズの実効レンズ口径が大幅に拡大す
る。なお、図４の管軸（Ｚ軸）のＺ＝０の点は、集束電
極４の陽極側開口面と陽極６の集束電極４側開口面の中
間点に相当する。

【００４０】また、中間電極９の内部に設置する平板電
極１０の開口形状を含め、集束電極４と陽極６のそれぞ
れに設置する平板電極５、７の開口形状あるいは切り欠
き形状を調整することによって、３つの電子ビームの全
てに対し、全ての方向で図４のＡに示したような電界分
布を得ることができる。これにより、３つの電子ビーム
に対する全方向の実効レンズ口径を等しく拡大すること
ができる。

【００４１】なお、上記の実施例において、集束電極４
に設置される平板電極５、陽極６に設置される平板電極
７、中間電極９に設置される平板電極１０の形状は、セ
ンタービームの通過孔とその両側にサイドビームの通過
孔または切り欠きを有する平板電極であればよく、この
開口あるいは切り欠きの形状には制限されない。

【００４２】図５は本発明のカラー陰極線管の全体構成
例を説明する管軸に沿った断面図である。この種の陰極
線管は、パネル部２１とネック部２３およびこれらを連
接するファンネル部２２からなる真空外囲器からなる。
パネル部２１の内面にはカラー蛍光体２４を塗布して蛍
光面（スクリーン）を形成し、これに接近した位置に色
選択電極であるマスクフレーム２６に支持されたシャド
ウマスク２５が設置されている。マスクフレーム２６の
背面には地磁気等の外部磁界の影響を防止するための磁
気シールド２７が取り付けられており、懸架機構２８に
よってパネル部２１のスカート部内面に耐温、耐衝撃的
に懸架されている。

【００４３】またネック部２３の内部には前記の実施例
で説明した３本の電子ビームＢ（Ｂc ，Ｂs ×２）を発
射する電子銃２９が設置され、この電子ビームＢを偏向
させるための偏向装置３０がネック部２３とファンネル
部２２の遷移領域に外装されている。

【００４４】なお、３１は色純度やセンタリングを調整
する外部磁気装置、３２は内部導電膜、３３は外囲器を
外圧から保護する防爆バンド、３４は外部から所要の駆
動電圧や信号を印加するためのステムピン、３５は真空
度を向上させるためのゲッターである。

【００４５】このカラー陰極線管によれば、電子銃２９
として図１および図２で説明した主レンズ電極構成を有
し、蛍光面でのビームスポット径が小さく、優れたフォ
ーカス特性を得ることができる。

【００４６】このように、本実施例のカラー陰極線管に
よれば、蛍光体面に表示される画質が大幅に向上し、高
画質のカラー画像が得られる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子銃から出射される３本の電子ビームに対する全ての
方向での主レンズ口径を拡大することが可能となり、蛍
光面上のビームスポット径の小さい高解像度と優れたフ
ォーカス特性の画像表示のカラー陰極線管を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー陰極線管に用いる電子銃の
一実施例を説明する管軸に沿って垂直方向に切断した断
面模式図である。

【図２】図１に示した電子銃を水平方向に切断した断面
模式図である。

【図３】図１および図２における各平板電極の平面図で
ある。

【図４】電子銃の管軸上における主レンズの電界強度分
布の説明図である。

【図５】本発明のカラー陰極線管の全体構成例を説明す
る管軸に沿った断面図である。

【図６】従来のインライン型電子銃の概略構造を示すカ
ラー陰極線管の管軸に沿った断面模式図である。

【図７】図６における平板電極の平面図である。

【符号の説明】

１ａ ヒータ １ カソード ２ 制御電極 ３ 加速電極 ４ 集束電極 ５ 平板電極 ６ 陽極 ７ 平板電極 ８ シールドカップ ９ 中間電極 １０ 平板電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白井 正司 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 Ｆターム(参考） 5C032 BB12 5C041 AA03 AA10 AC04 AC06 AC26 AC38

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蛍光面を構成するパネル部と、電子銃を収
   納するネック部と、パネル部とネック部とを連接するフ
   ァンネル部とからなる真空外囲器で構成され、 前記電子銃は、前記蛍光面に向けて一水平面上にほぼ平
   行に３本の電子ビームを出射する陰極、制御電極、およ
   び加速電極からなる電子ビーム発生手段と、フォーカス
   電圧が印加される集束電極、フォーカス電圧と陽極電圧
   の間の電圧が印加される中間電極、および陽極電圧が印
   加される陽極とからなる集束加速手段とをこの順で配列
   してなり、 前記集束電極は、前記中間電極側に前記水平面と平行な
   方向の径がこれと垂直な方向の径より大で上記３本の電
   子ビームを通過させる単一開口をもつと共に、内部に前
   記電子ビームを通過させる電子ビーム通過孔をもつ平板
   電極を備え、 前記中間電極は、前記集束電極側と前記陽極側に前記水
   平面と平行な方向の径がこれと垂直な方向の径より大
   で、前記３本の電子ビームを通過させる単一開口をもつ
   と共に内部に前記電子ビームを通過させる電子ビーム通
   過孔をもつ平板電極を備え、 前記陽極は、前記中間電極側に前記水平面と平行な方向
   の径がこれと垂直な方向の径より大で前記３本の電子ビ
   ームを通過させる単一開口をもつと共に内部に前記電子
   ビームを通過させる電子ビーム通過孔をもつ平板電極を
   備え、 前記電子銃を収容するネック部の径Ｔを、Ｔ≦２５．３
   ｍｍとしたことを特徴とするカラー陰極線管。