JP2000277029A

JP2000277029A - カラー陰極線管

Info

Publication number: JP2000277029A
Application number: JP11077595A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kurokuzuhara; 守黒葛原; Kenichi Watanabe; 健一渡辺; Masaji Shirai; 正司白井; Shinichi Kato; 真一加藤; Takeshi Uchida; 剛内田; Hirotsugu Sakamoto; 博次坂元
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2000-10-06
Also published as: US6492766B1; KR20000076934A

Abstract

(57)【要約】【課題】全長を短くしてモニター装置をコンパクトにし
ながら、かつ画面全体にわたってフォーカス特性の優れ
たカラー陰極線管を得る。【解決手段】蛍光面の有効画面対角寸法：Ｄｅと画面中
央の蛍光面から電子銃の主レンズ中心までの距離：Ｌｇ
との比：Ｄｅ／Ｌｇ＞１．５なる関係を有し、電子銃の
主レンズ部の開口寸法がネック部外径の６８％以上、垂
直方向の開口寸法が同じく３２％以上の単一の長円形状
の開口部を持つ２個の電極６、７を設けて、電子ビーム
が通過する管軸方向に前記開口の端面を対向させた電子
銃を具備する。

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、特にフォーカス特性に優れたインライン型電子銃
を具備した広偏向角のカラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビ受像機や情報端末のモニター管と
して用いられているカラー陰極線管は、真空外囲器の一
端に複数の電子ビームを出射する電子銃を収容し、他端
の内面に複数色の蛍光体膜を塗布した蛍光面（スクリー
ン画面）を有している。そして、真空外囲器の外部に電
子銃からの電子ビームを蛍光面上に二次元走査して所要
の画像を表示する偏向ヨークを備えている。

【０００３】また、多くのカラー陰極線管では、蛍光面
に近接させて設置した色選択電極であるシャドウマスク
を備え、電子銃から出射する複数の電子ビームをそれぞ
れの蛍光体膜に射突させてカラー画像を形成するように
構成されている。

【０００４】蛍光面に形成されるカラー画像を、スクリ
ーン画面全域にわたって良好なものとするために、陽極
電圧以外の高電圧を電子ビームを集束する複数の電極に
印加する方式とした電子銃を具備するカラー陰極線管が
知られている。

【０００５】上記電子銃としては、３本の電子ビームを
一平面上に平行に出射する所謂インライン型電子銃が主
流を占めている。

【０００６】図７は本発明に係るカラー陰極線管の概略
構成を説明する模式断面図であり、内面に塗布した蛍光
面２３に近接してシャドウマスク２４を配置したパネル
部２０と、インライン型電子銃２８を収容するネック部
２１と、パネル部２０とネック部２１とを連接するファ
ンネル部２２とで構成される真空外囲器からなる。

【０００７】シャドウマスク２４はマスクフレーム２５
に保持され、スプリング懸架機構２７でパネル部２０の
側壁内面に植立したスタッドに懸架支持される。なお、
マスクフレーム２５には地磁気等の外部磁界を遮蔽する
インナーシールド２６が取り付けてある。

【０００８】ネック部２１に収容されたインライン型電
子銃２８の陽極電極には真空外囲器の内壁に塗布された
内部導電膜３２から最高電圧である陽極電圧がコンタク
トスプリング１０を介して供給される。この最高電圧は
ファンネル部の壁面に貫通して形成したアノードボタン
（図示せず）を介して外部から印加される。

【０００９】ネック部２１とファンネル部２２の遷移領
域には偏向ヨーク２９が外装されており、電子銃２８か
ら出射される電子ビームＢ（センタービームＢｃ，サイ
ドビームＢｓ×２）を水平方向と垂直方向の２方向に偏
向して蛍光面２３で形成される画面に二次元画像を再現
する。

【００１０】ネック部２１の外部には電子ビームのセン
タリングや色純度を調整するための外部補正磁気装置３
０が取り付けてある。符号３１はゲッターであり、マス
クフレーム２５に取り付けられて外部加熱手段で加熱さ
れ、真空外囲器内部の真空度を上げるようになってい
る。

【００１１】なお、ネック部の端部にはステムピン３４
が植立されており、外部回路からの映像信号あるいは動
作電位を電子銃２８に供給する。符号３３はパネル部２
０とファンネル部２２の接合部近傍を緊締して真空外囲
器の爆縮を防止するための防爆バンドである。

【００１２】図８は従来のインライン型電子銃の概略構
造を説明する模式断面図であって、（ａ）はインライン
方向に直角な方向からみた水平断面図、（ｂ）はインラ
イン方向からみた垂直断面図を示す。

【００１３】この電子銃は、蛍光面方向に配列された３
つのカソード１、第１電極（制御電極）２、第２電極
（加速電極）３で構成される電子ビーム発生部と、第１
電極２、第２電極３とでプリフォーカスレンズを形成す
る第３電極４と、さらに第４電極５と分割された第１の
第５電極６１と第２の第５電極６２で構成される第５電
極６と続き、第４電極５は第２電極３と電気的に接続さ
れて同電位となって、それより高電圧の集束電圧が印加
される第３電極４と第５電極６に挟まれた構成で一段目
の集束レンズ（ＵＰＦ：Ｕｎｉ−Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
Ｆｏｃｕｓｉｎｇ）を形成している。

【００１４】さらに、第５電極６と最高電圧である陽極
電圧Ｅｂが印加される第６電極７を有し、第５電極６と
第６電極７とで二段目の集束レンズ（ＢＰＦ：Ｂｉ−Ｐ
ｏｔｅｎｔｉａｌＦｏｃｕｓｉｎｇ）、すなわち、こ
れらのＵＰＦレンズとＢＰＦレンズを組合せた主レンズ
はＵ−Ｂレンズと称し、多段集束型電子銃として広く普
及している。

【００１５】符号８は第６電極７に連接されたシールド
カップである。なお、以降の主レンズは便宜上、上記の
二段目の集束レンズを指すことにする。また、第５電極
６は二分割されており、第３電極４に連なる第１の第５
電極６１と第６電極７に対面して主レンズを形成する第
２の第５電極６２から構成される。

【００１６】さらに、第１の第５電極６１と第２の第５
電極６２にはそれぞれ、第１の第５電極６１の第２の第
５電極６２側に３本の電子ビームを個別に水平方向から
挟むように配置された垂直補正板６Ｖが設置され、第２
の第５電極６２の第１の第５電極６１側に３本の電子ビ
ームを垂直方向から挟むように配置された水平補正板６
Ｈが設置されている。この垂直補正板６Ｖと水平補正板
６Ｈとにより静電四重極レンズが構成される。

【００１７】上記構成のインライン型電子銃では、第１
の第５電極６１には一定の集束電圧Ｖｆｓが印加され、
第２の第５電極６２には画面中央の最良集束電圧Ｖｆｄ
と電子ビームの偏向量に応じて増大するダイナミック電
圧ｄＶｆを重畳させたＶｆｄ＋ｄＶｆが印加される。

【００１８】なお、この種の従来技術を開示したものと
して、特開平２−１８９８４２号公報を挙げることがで
きる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
垂直補正板６Ｖと水平補正板６Ｈとで形成される静電四
重極レンズを設置し、垂直補正板６ＶにＶｆｓを印加
し、水平補正板６ＨにＶｆｄ＋ｄＶｆを印加し、かつＶ
ｆｓ＜Ｖｆｄ＋ｄＶｆなる関係とすることによって電子
ビームの水平方向に対しては集束レンズとして作用さ
せ、垂直方向に対しては発散レンズとして作用させる。

【００２０】この作用により、画面周辺で生じるビーム
スポットの横つぶれとなる偏向収差が補正される。ま
た、電子ビームを画面中央で集束させたとき、画面周辺
では過集束となる像面湾曲（像面湾曲収差、像面湾曲
歪）が存在する。

【００２１】これも画面周辺ではＶｆｓ＜Ｖｆｄ＋ｄＶ
ｆなる関係から第６電極（陽極）７に対向している第２
の第５電極６２の集束電圧が高くなるので、主レンズの
集束作用が弱められ、像面湾曲も同時に補正することが
でき画面全体にわたって優れたフォーカス特性を得るこ
とができる。

【００２２】ここで、上記の偏向収差も像面湾曲も電子
ビームの偏向角が大きくなるにつれて共に増大するの
で、従来から広く普及しているパーソナルコンピュータ
や電子計算機端末用ディスプレイモニターのカラー陰極
線管では電子ビームの偏向角は９０°程度であった。

【００２３】この偏向角９０°をカラー陰極線管の形状
に置き換えると、有効画面の対角寸法をＤｅとし、画面
中央の蛍光面から電子銃の主レンズ中心までの距離をＬ
ｇとすると、Ｄｅ／Ｌｇ≒１．４となる。

【００２４】このようなカラー陰極線管をディスプレイ
モニターの装置に実装することを考えた場合、カラー陰
極線管の全長はより短い方が好ましい。そのためには偏
向角を例えば１００°に広げれば、同じ有効画面の対角
寸法：Ｄｅで電子銃の主レンズ中心までの距離：Ｌｇを
ほぼ正接角（最大偏向角：Ａｍａｘとするとｔａｎ（Ａ
ｍａｘ／２）に反比例して短くすることができる。

【００２５】また、この偏向角を大きくすると、前記し
たダイナミック電圧ｄＶｆをより高くする必要が生じ、
実際の回路設計の制限から十分なダイナミック電圧を加
えられず、結局画面周辺のフォーカス劣化を招いてしま
うことになる。

【００２６】また、ダイナミック電圧ｄＶｆを高くする
ことは駆動電源自体が高価になってしまうので、ダイナ
ミック電圧ｄＶｆを低く抑えることは重要な課題であ
る。

【００２７】本発明では、画面中央でＶｆｓ＞Ｖｆｄ＋
ｄＶｆなる関係として、画面中央で非点収差を比較的大
きく設定するとダイナミック電圧（ｄＶｆ）は小さくな
るが、スクリーン上のビームスポット径が拡大し、フォ
ーカス特性が劣化してしまうことが分かった。

【００２８】本発明の目的は、全長を短くしてモニター
装置をコンパクトにしながら、かつ画面全体にわたって
フォーカス特性の優れたカラー陰極線管を提供すること
にある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では上記した従来のカラー陰極線管に用いら
れている電子銃のように、画面周辺でＶｆｓ＜Ｖｆｄ＋
ｄＶｆなる関係とするのではなく、画面中央でＶｆｓ＞
Ｖｆｄ＋ｄＶｆなる関係となるようなダイナミック電圧
の印加を行うようにしたものである。

【００３０】本発明の代表的な構成を列挙すれば次のと
おりである。すなわち、（１）少なくとも３色の蛍光体を塗布してなる蛍光面
と、この蛍光面に近接して設置されたシャドウマスクと
を内装したパネル部と、水平方向に配列されかつ制御さ
れた３本の電子ビームを発生する電子ビーム発生部と前
記３本の電子ビームをそれぞれ集束させかつ蛍光面に集
中させる主レンズ部とを有する電子銃を収容するネック
部と、前記パネル部とネック部を連接し前記電子銃から
発射される３本の電子ビームを蛍光面上で走査させるた
めの偏向ヨークを外装するファンネル部で構成した真空
外囲器からなり、前記蛍光面の有効画面対角寸法：Ｄｅ
と画面中央の蛍光面から電子銃の主レンズ中心までの距
離：Ｌｇとの比：Ｄｅ／Ｌｇ＞１．５なる関係を有し、
前記電子銃の主レンズ部の水平方向の開口寸法がネック
部外径の６８％以上、垂直方向の開口寸法が同じく３２
％以上の単一の開口部を持つ２個の電極を設けて、電子
ビームが通過する管軸方向に前記開口の端面を対向させ
たインライン型電子銃を具備することを特徴とする。

【００３１】（２）（１）における前記電子銃の主レン
ズを形成する陽極電位が印加される陽極電極に隣接する
集束電極が管軸方向に分割されてなり、前記分割された
集束電極の陽極電極側に隣接する一方の電極には前記分
割された他方の電極に供給される一定の集束電圧に加え
て、電子ビームの偏向量に応じて変化するダイナミック
電圧が重畳されており、前記電子銃に前記ダイナミック
電圧の印加により強度の変化する静電四重極レンズを少
なくとも一個所に設け、更に前記静電四重極レンズの軸
方向の陽極電極側に前記ダイナミック電圧の増大に伴っ
て前記３本の電子ビームを水平方向および垂直方向の両
方向にそれぞれ集束させる像面湾曲補正レンズを設けた
インライン型電子銃を具備することを特徴とする。

【００３２】（３）（１）における前記電子銃の主レン
ズを形成する陽極電位が印加される陽極電極に隣接する
集束電極が管軸方向に分割されてなり、前記分割された
集束電極の陽極電極に隣接する一方の電極には前記分割
された他方の電極に供給される一定の集束電圧に加え
て、電子ビームの偏向量に応じて変化するダイナミック
電圧が重畳されており、前記電子銃に前記ダイナミック
電圧の印加により強度の変化する一個の静電四重極レン
ズと、前記ダイナミック電圧の増大に伴って前記３本の
電子ビームを水平方向および垂直方向の両方向にそれぞ
れ集束させる像面湾曲補正レンズを設け、更に前記電子
ビーム発生部が前記陽極電極方向に配列されたカソード
と第１電極および第２電極で構成され、前記第２電極に
隣接して第３電極、第４電極を配置し、前記第３電極を
二分割して静電四重極レンズを形成したインライン型電
子銃を具備することを特徴とする。

【００３３】（４）（１）（２）または（３）における
前記蛍光面で形成される画面中央の電子ビームスポット
に関する主レンズの水平方向のジャストフォーカス電圧
と垂直方向のジャストフォーカス電圧の差である非点収
差電圧を１．４〜２．２ｋＶとし、画面コーナー部での
ダイナミック電圧を６００Ｖ以下とし、画面中央の電子
ビームスポットに関するダイナミック電圧を６００Ｖ以
下に抑え、画面中央の電子ビームスポット径を０．６ｍ
ｍ以下としたインライン型電子銃を具備することを特徴
とする。

【００３４】（５）（１）（２）（３）または（４）に
おける前記ネック部の外径寸法が実質的に２９ｍｍであ
り、前記電子銃の主レンズを構成する電極の水平方向の
開口寸法が２０ｍｍ以上、垂直方向の開口寸法が９．５
ｍｍ以上の単一の長円形状の開口部をもつことを特徴と
する。

【００３５】従来のカラー陰極線管の電子銃では主レン
ズの非点収差はほぼゼロ近辺として、画面中央では静電
四重極レンズの作用のないままで蛍光面に電子ビームを
集束させており、画面周辺では静電四重極レンズの作用
を最大として、偏向収差によるビームスポットの歪を補
正しているのに対し、本発明のカラー陰極線管に用いる
電子銃では、主レンズに所定の非点収差を設けておい
て、画面中央では静電四重極レンズの作用を最大になる
ようにして、主レンズの非点収差を補正してビームスポ
ットは真円に近づけるようしたものである。

【００３６】画面周辺では静電四重極レンズの作用がな
いので、偏向収差が主レンズの非点収差と相殺するよう
にビームスポットの歪を補正する。また、本発明では静
電四重極レンズの他に、単独で像面湾曲を補正するため
に、ダイナミック電圧の印加時に電子ビームを垂直、水
平ともに集束させるスリットレンズを設けることでダイ
ナミック電圧を従来の電子銃よりも低減させた。

【００３７】さらに、有効画面対角寸法：Ｄｅと画面中
央の蛍光面から電子銃の主レンズ中心までの距離：Ｌｇ
との比：Ｄｅ／Ｌｇ＞１．５なる関係と電子銃の主レン
ズ部の構造が水平方向の開口寸法が２０ｍｍ以上、垂直
方向の開口寸法が９．５ｍｍ以上の大口径寸法にしたこ
とにより、集束電圧が大口径主レンズによって低減さ
れ、かつ像面湾曲を補正するためのスリットレンズも設
けることで、ビームスポット径の径小化とより低いダイ
ナミック電圧とをもたらしている。

【００３８】図９は電子銃に印加するダイナミック電圧
の波形図であり、（ａ）は従来のカラー陰極線管の電子
銃、（ｂ）は本発明のカラー陰極線管の電子銃に印加す
るダイナミック電圧の波形を示す。なお、図中、１Ｈは
１水平期間、１Ｖは１垂直期間を示す。

【００３９】また、図１０は電子銃の光学モデルの説明
図で、（ａ）は従来のカラー陰極線管の電子銃、（ｂ）
は本発明のカラー陰極線管の電子銃の光学モデルを示
す。

【００４０】従来の電子銃では、ダイナミック電圧を主
レンズ（図１０の（ａ）では垂直と水平ともに凸レン
ズ）に印加し、電子ビームが画面周辺に偏向されるとき
に主レンズ強度を弱める（図１０の（ａ）では垂直方向
が画面中心の場合の主レンズよりも薄いレンズとして表
現している）ことで、像面湾曲収差を補正し、同時に静
電四重極レンズ（図１０の（ａ）では垂直方向が凹レン
ズ、水平方向が凸レンズ）は非点収差を補正する。

【００４１】一般に、静電四重極レンズの強度は比較的
容易に増大させることができるが、主レンズ強度は蛍光
面に電子ビームを集束させるために適性な強度に設定し
ているので、強度の増大は困難である。

【００４２】したがって、非点収差の補正感度を静電四
重極レンズ強度の増大で向上させることができるが、像
面湾曲（像面湾曲収差）に対しては、主レンズ強度で決
まる補正感度以上に向上させることができない。

【００４３】非点収差と像面湾曲収差の補正感度はバラ
ンスがとれていることが必要であり、非点収差補正の感
度だけを向上させることができないので、感度向上によ
るダイナミック電圧を低減する余地はほとんど無いこと
になる。

【００４４】一方、本発明では、非点収差補正用の静電
四重極レンズの他に主レンズとは独立に像面湾曲収差補
正レンズ（図１０の（ｂ）は画面中央の場合の水平方向
の凸レンズのみで示す）を設けたことに特徴がある。

【００４５】像面湾曲収差補正レンズは縦長（垂直方向
に長い）孔を対向させて形成する、所謂スリットレンズ
（図示せず）である。

【００４６】画面のコーナーでは、図９の（ｂ）のダイ
ナミック電圧波形でもみられるように、スリットレンズ
部には電位差が無いので、レンズは形成されない。画面
中央では静電四重極レンズ、像面湾曲収差補正レンズ
（＝スリットレンズ）ともにレンズ強度は最大になり、
主レンズの非点収差を補正する。画面コーナーでは静電
四重極レンズ、像面湾曲収差補正レンズおよび主レンズ
強度が最小となる。

【００４７】したがって、電子ビームに対する集束作用
が最小となって、像面湾曲収差を補正することができ
る。主レンズ電極に与えるダイナミック電圧によって像
面湾曲収差を補正する効果は前記従来の電子銃でも同様
であるが、上記のスリットレンズでの補正効果分、補正
効果が増大して低いダイナミック電圧で像面湾曲収差を
補正することができる。

【００４８】本発明のカラー陰極線管に用いる電子銃の
主レンズは、水平方向の開口寸法が２０ｍｍ以上、垂直
方向の開口寸法が９．５ｍｍ以上の大口径寸法としたこ
とにより、電子ビームの集束電圧：Ｖｆを低くすること
ができるので、これに重畳するダイナミック電圧も低減
することになる。大口径の主レンズは、周知のとおり、
球面収差が低減されるので、電子ビームのスポット径を
径小化することができる。

【００４９】なお、本発明は上記の構成および後述する
実施例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。

【００５０】

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

【００５１】図１は本発明のカラー陰極線管の第１実施
例を説明するインライン型電子銃の模式断面図であり、
（ａ）はインライン方向に直角な方向からみた水平断面
図、（ｂ）はインライン方向からみた垂直断面図を示
す。

【００５２】図２は図１における第２の第５電極のＡ−
Ａ矢印方向から見た断面図であり、６１１，６２１は開
口を示す。

【００５３】図１において、１はカソード、２は第１電
極（制御電極）、３は第２電極（加速電極）、４は第３
電極であり、蛍光面方向に配列された第１電極２、第２
電極３、第３電極４でプリフォーカスレンズを形成す
る。

【００５４】そして、第４電極５、第５電極６と続き、
第４電極５は第２電極３と電気的に接続して同電位とさ
れており、それより高電圧の集束電圧が印加される第３
電極４と第５電極６に挟まれている。さらに、第５電極
６と最高電圧（陽極電圧）が印加される陽極電極となる
第６電極７で構成されている。なお、第６電極７にはシ
ールドカップ８が取り付けてあり、陽極電圧Ｅｂはこの
シールドカップ８を介して第６電極７に印加される。

【００５５】本実施例では、第５電極６は４分割されて
おり、第３電極４と電気的に接続する第１の第５電極６
１と第３の第５電極６３および第６電極７に対面して主
レンズを形成する第４の第５電極６４と第２の第５電極
６２が管軸方向に連続して配置されている。

【００５６】ここで、第１の第５電極６１と第２の第５
電極６２の対向部には図２に示したように、第１の第５
電極６１側に水平方向に長い開口６１１を設け、第２の
第５電極６２側に垂直方向に長い開口６２１を設けて対
面させているので、前記したダイナミック電圧を印加す
ると、通過する電子ビームを横長に変形する作用を行う
静電四重極レンズ６０１を形成する。

【００５７】また、第２の第５電極６２の第３の第５電
極６３側には３本の電子ビームを垂直方向から挟むよう
に位置する水平補正板６Ｈが設けられると共に、第３の
第５電極６３の第２の第５電極６２側には３本の電子ビ
ームを個別に水平方向から挟むように位置する垂直補正
板６Ｖが設けてある。

【００５８】そして、垂直補正板６Ｖを水平補正板６Ｈ
で挟むように組み合わせてダイナミック電圧を印加する
ことで、通過する電子ビームを縦長に変形する作用を行
う静電四重極レンズ６０２が形成される。上記２つの静
電四重極レンズは、その形状から後者の静電四重極レン
ズ６０２の方が静電四重極レンズ６０１よりレンズ作用
が強い。

【００５９】また、第３の第５電極６３と第４の第５電
極６４の間には、垂直方向に長い開口を両面に対向させ
て水平方向および垂直方向の両方向にそれぞれ大または
小の集束力をもつ像面湾曲収差補正機能をもつスリット
レンズ６０３を形成する。

【００６０】このスリットレンズ６０３は主レンズのも
つ像面湾曲収差補正の機能を補助するために主レンズの
近傍に設ける方がより有効である。

【００６１】図３は本発明のカラー陰極線管の第２実施
例を説明するインライン型電子銃の模式断面図であり、
（ａ）はインライン方向に直角な方向からみた水平断面
図、（ｂ）はインライン方向からみた垂直断面図を示
す。図１と同一符号は同一機能部分に対応する。

【００６２】本実施例が前記実施例と異なる構成は、前
記実施例では第５電極６を４分割してあるのに対し、３
分割とした点、および第３電極４を２分割し、第１の第
３電極４１と第２の第３電極４２とした点で異なる。

【００６３】本実施例では、主レンズは第６電極７と第
３の第５電極６３の対向部に形成され、第３の第５電極
６３と第２の第５電極６２の間で前記実施例と同様のス
リットレンズを６０３を形成している。また、第２の第
５電極６２と第１の第５電極６１の間には第１の実施例
と同様の静電四重極レンズ６０２が形成され、第１の第
３電極４１と第２の第３電極４２の間に第１実施例と同
様の静電四重極レンズ６０１が形成されている。

【００６４】本実施例によれば、第１実施例と同様の効
果と共に、静電四重極レンズ６０１が、第１実施例より
も電子ビーム発生側により近い位置に形成されているた
め、そのレンズ作用の効果を強くすることが容易であ
る。

【００６５】以上のように、画面中央で比較的大きな非
点収差電圧を設定して、ダイナミック電圧を印加する駆
動方式とした電子銃を備えたカラー陰極線管について、
当該カラー陰極線管の蛍光面の有効画面対角寸法：Ｄｅ
と画面中央の蛍光面から電子銃の主レンズ中心までの距
離：Ｌｇとの比：Ｄｅ／Ｌｇ＞１．５なる関係と、ネッ
ク部の外径寸法が実質的に２９ｍｍ（正確には、２９．
１±０．７ｍｍ）、内径寸法は２４ｍｍ（正確には、ガ
ラスの肉厚を２．５４±０．１３ｍｍ）のネック部に収
納した電子銃の主レンズ部の構造が、水平方向の開口寸
法が２０．２ｍｍ、垂直方向の開口寸法が１０ｍｍの単
一の長円形状の開口部をもつ２個の電極を用いた電子銃
を具備した本発明によるカラー陰極線管と、水平方向の
開口寸法が１９ｍｍ、垂直方向の開口寸法が８ｍｍの単
一の長円形状の開口部をもつ２個の電極を用いた本発明
と同一の駆動方式による電子銃を具備するカラー陰極線
管の特性を確認した結果を図４に示す。

【００６６】すなわち、図４は試作した本発明によるカ
ラー陰極線管と従来のカラー陰極線管における非点収差
電圧とダイナミック電圧および画面中央のビームスポッ
ト径との関係の説明図であり、図中、Ａは本発明による
カラー陰極線管の特性を、Ｂは従来のカラー陰極線管の
特性を示す。

【００６７】主レンズの非点収差電圧は、画面中央のビ
ームスポットに対して、水平方向のジャストフォーカス
電圧をＶｆｓ、垂直方向のジャストフォーカス電圧をＶ
ｆｄとしたときのＶｆｓ−Ｖｆｄに相当する。

【００６８】図４において、Ａで示す本発明によるカラ
ー陰極線管では、その電子銃に印加するダイナミック電
圧が６００Ｖ以下で、かつ画面中央のビームスポット径
（カソード電流Ｉｋ＝３００μＡ時）が０．６ｍｍφ以
下を満足するには、非点収差電圧を１．４〜２．２ｋＶ
に設定すればよいことが分かる。

【００６９】この画面中央のビームスポット径０．６ｍ
ｍφは、画面サイズが５１ｃｍのカラーディスプレイ用
陰極線管で、画面輝度を１００ｃｄ／ｍ²としたとき、
２Ｍピクセルの表示を行うために必要な条件である。

【００７０】一方、図中Ｂで示した従来のカラー陰極線
管では、ダイナミック電圧を６００Ｖ以下とするために
非点収差電圧が１．４ｋＶ以上に増大させると、ビーム
スポット径の増大で上記の画面中央のビームスポット径
０．６ｍｍφ以下の条件を満足させることはできない。

【００７１】ここにおいて、実験に用いたＡ，Ｂ電子銃
は、カラー陰極線管として大画面高精細のＣＲＴに好適
なように、センターガン（中央の電子銃）に対するサイ
ドガンの位置：Ｓ寸法（図１（ａ）、図３（ａ）、図８
（ａ）に示した記号Ｓ）は５．５ｍｍとしたものであ
る。すなわち、Ｓ寸法が小さいとシャドウマスクと蛍光
面の距離を大きくとらなければならないので、外部から
の磁気ノイズの影響を受け易くなる。

【００７２】一般に、主レンズ部でのサイドガンの電子
ビーム中心と、電子銃主レンズ電極までの距離の最短値
が、サイドガンの電子ビームに対する実効的な主レンズ
口径を決定する。したがって、本発明の電子銃では、主
レンズの水平方向開口寸法を２０ｍｍ未満とすると、水
平方向でサイドガンの電子ビームに対する主レンズ口径
は９ｍｍ以下となり、垂直方向の主レンズ口径９．５ｍ
ｍ以上に対して大差が生じるので、サイドガンの電子ビ
ームに対して水平方向寸法と垂直方向寸法のバランスを
とるため、水平方向の開口寸法を２０ｍｍ以上とするこ
とが必要である。

【００７３】ただし、垂直方向寸法については、図４の
Ｂに示した従来のカラー陰極線管の電子銃（垂直方向寸
法が８ｍｍ）と、同図のＡに示した本発明のカラー陰極
線管の電子銃（垂直方向寸法が１０ｍｍ）の特性から、
垂直方向寸法を９．５ｍｍ程度とした同図Ｃで示したカ
ラー陰極線管ても、ほぼＡに示したものに匹敵するビー
ムスポット径となる。この場合は、非点収差電圧を１．
９ｋＶ程度以下にすればダイナミック電圧を満たしなが
ら目標のビームスポット径（０．６ｍｍφ）以下を達成
することができる。

【００７４】図５は本発明によるカラー陰極線管の実施
例に備えるインライン型電子銃の具体的な構造を説明す
るインライン方向からみた要部を断面で示す側面図、第
６図は図５の電子銃をインライン方向と直角な方向から
みた側面図である。なお、図５と図６は前記の第２実施
例で説明した電子銃に対応する。

【００７５】図５と図６において、図３と同一符号は同
一部分に対応し、９はカソードおよび複数の電極を所定
の位置関係で固定するための絶縁杆（ビーディングガラ
ス）、１０は図７に示した内部導電膜に接して陽極電圧
Ｅｂを導入するためのコンタクトスプリングである。

【００７６】この電子銃は、図３で説明したように、第
３電極４を二分割して第１の第３電極４１と第２の第３
電極４２とし、これらの対向部に静電四重極レンズを構
成し、また第５電極６を三分割して第１の第５電極６１
と第２の第５電極６２および第３の第５電極６３とし、
第１の第５電極６１と第２の第５電極６２の対向部に静
電四重極レンズを、第２の第５電極６２と第３の第５電
極６３の対向部に像面湾曲補正レンズを形成してある。

【００７７】この構成の電子銃を具備することによっ
て、全長を短くし、かつ画面全体にわたってフォーカス
特性の優れたカラー陰極線管を提供することができる。

【００７８】上記したように、電子銃の主レンズの口径
拡大によって、一般的にフォーカス電圧そのものを低く
することができるので、相対的にダイナミック電圧を低
くすることができることや、第２電極３からの不要なス
トレーエミッションを誘発してしまうような不良ポテン
シャルを低減できる等の利点もある。

【００７９】また、本発明の第１実施例および第２実施
例の電子銃では、その静電四重極レンズをＱ、スリット
レンズをＳと呼称した場合、カソード側から陽極電極に
向かってＱＱＳと並べたものであるが、ＱＳＳあるいは
ＳＱＳと並べ替えたものなど、カラー陰極線管の蛍光面
の有効画面対角寸法：Ｄｅと画面中央から蛍光面電子銃
の主レンズ中心までの距離：Ｌｇとの比：Ｄｅ／Ｌｇ＞
１．５なる関係と電子銃の主レンズ部の構造が主レンズ
部の開口寸法がネック部外径の６８％以上、垂直方向の
開口寸法が同じく３２％以上の単一の長円形状の開口部
を持つ２個の電極を設けて、電子ビームが通過する管軸
方向に前記開口の端面を対向させた構成、すなわち水平
方向の開口寸法が２０ｍｍ以上、垂直方向の開口寸法が
９．５ｍｍ以上の単一の長円形状の開口部をもつ２個の
電極を用いたものに、それぞれＱおよびＳを適宜組合せ
た形で応用できることは言うまでもない。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
全長が短く、画面全体にわたってフォーカス特性に優
れ、広偏向角に好適なフォーカス特性の優れたインライ
ン型電子銃を備えたカラー陰極線管を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー陰極線管の第１実施例を説明す
るインライン型電子銃の模式断面図である。

【図２】図１における第２の第５電極のＡ−Ａ矢印方向
からみた断面図である。

【図３】本発明のカラー陰極線管の第２実施例を説明す
るインライン型電子銃の模式断面図である。

【図４】本発明によるカラー陰極線管と従来のカラー陰
極線管における非点収差電圧とダイナミック電圧および
画面中央のビームスポット径との関係の説明図である。

【図５】本発明によるカラー陰極線管の実施例に備える
インライン型電子銃の具体的な構造を説明するインライ
ン方向と直角な方向からみた要部を断面で示す側面図で
ある。

【図６】図５の電子銃をインライン方向と直角な方向か
らみた側面図である。

【図７】本発明に係るカラー陰極線管の概略構成を説明
する模式断面図である。

【図８】従来のインライン型電子銃の概略構造を説明す
る模式断面図である。

【図９】電子銃に印加するダイナミック電圧の波形図で
ある。

【図１０】電子銃の光学モデルの説明図である。

【符号の説明】

１カソード２第１電極（制御電極）３第２電極（加速電極）４第３電極４１第１の第３電極４２第２の第３電極５第４電極６第５電極６１第１の第５電極６２第２の第５電極６３第３の第５電極６４第４の第５電極７第６電極８シールドカップ９絶縁杆１０コンタクトスプリング。

フロントページの続き (72)発明者渡辺健一千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (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 (72)発明者加藤真一千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者内田剛千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者坂元博次千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 5C041 AA03 AA12 AA14 AB07 AB17 AC04 AC26 AC35 AC38 AC41

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも３色の蛍光体を塗布してなる蛍
光面と、この蛍光面に近接して設置されたシャドウマス
クとを内装したパネル部と、水平方向に配列されかつ制
御された３本の電子ビームを発生する電子ビーム発生部
と前記３本の電子ビームをそれぞれ集束させかつ蛍光面
に集中させる主レンズ部とを有する電子銃を収容するネ
ック部と、前記パネル部とネック部を連接し、前記電子
銃から発射される３本の電子ビームを蛍光面上で走査さ
せるための偏向ヨークを外装するファンネル部とで構成
した真空外囲器からなり、前記蛍光面の有効画面対角寸法：Ｄｅと画面中央の蛍光
面から電子銃の主レンズ中心までの距離：Ｌｇとの比：
Ｄｅ／Ｌｇ＞１．５なる関係を有し、前記電子銃の主レンズ部の水平方向の開口寸法がネック
部外径の６８％以上、垂直方向の開口寸法が同じく３２
％以上の単一の開口部を持つ２個の電極を設けて、電子
ビームが通過する管軸方向に前記開口の端面を対向させ
たインライン型電子銃を具備することを特徴とするカラ
ー陰極線管。
【請求項２】前記電子銃の主レンズを形成する陽極電位
が印加される陽極電極に隣接する集束電極が管軸方向に
分割されてなり、前記分割された集束電極の陽極電極側
に隣接する一方の電極には前記分割された他方の電極に
供給される一定の集束電圧に加えて電子ビームの偏向量
に応じて変化するダイナミック電圧が重畳されており、
前記電子銃に前記ダイナミック電圧の印加により強度の
変化する静電四重極レンズを少なくとも一個所に設け、
更に前記静電四重極レンズの管軸方向の陽極電極側に前
記ダイナミック電圧の増大に伴って前記３本の電子ビー
ムを水平方向および垂直方向の両方向にそれぞれ集束さ
せる像面湾曲補正レンズを設けたインライン型電子銃を
具備することを特徴とする請求項１に記載のカラー陰極
線管。
【請求項３】前記電子銃の主レンズを形成する陽極電位
が印加される陽極電極に隣接する集束電極が管軸方向に
分割されてなり、前記分割された集束電極の陽極電極に
隣接する一方の電極には前記分割された他方の電極に供
給される一定の集束電圧に加えて電子ビームの偏向量に
応じて変化するダイナミック電圧が重畳されており、前
記電子銃に前記ダイナミック電圧の印加により強度の変
化する一個の静電四重極レンズと、前記ダイナミック電
圧の増大に伴って前記３本の電子ビームを水平方向およ
び垂直方向の両方向にそれぞれ集束させる像面湾曲補正
レンズを設け、更に前記電子ビーム発生部が前記陽極電
極方向に配列されたカソードと第１電極および第２電極
で構成され、前記第２電極に隣接して第３電極、第４電
極を配置し、前記第３電極を二分割して静電四重極レン
ズを形成したインライン型電子銃を具備することを特徴
とする請求項１に記載のカラー陰極線管。
【請求項４】前記蛍光面で形成される画面中央の電子ビ
ームスポットに関する主レンズの水平方向のジャストフ
ォーカス電圧と垂直方向のジャストフォーカス電圧の差
である非点収差電圧を１．４〜２．２ｋＶとし、画面中
央部の電子ビームスポット径を０．６ｍｍ以下としたイ
ンライン型電子銃を具備することを特徴とする請求項
１、２、または３に記載のカラー陰極線管。
【請求項５】前記ネック部の外径寸法が実質的に２９ｍ
ｍであり、前記電子銃の主レンズを構成する電極の水平
方向の開口寸法が２０ｍｍ以上、垂直方向の開口寸法が
９．５ｍｍ以上の単一の長円形状の開口部をもつことを
特徴とする請求項１、２、３または４に記載のカラー陰
極線管。
【請求項６】前記蛍光面の画面コーナー部でのダイナミ
ック電圧が６００Ｖ以下であるインライン型電子銃を具
備することを特徴とする請求項４に記載のカラー陰極線
管。