JP2001357798A - カラー陰極線管用電子銃組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子ビームのフォーカス特性による集束劣化
を防止し、かつ画面全域でモアレを防止して、高品質の
画像を表現可能としたカラー陰極線管用電子銃組立体を
提供する。 【解決手段】 三極部をなすカソードから放出される電
子を電子ビーム通過孔を通して誘導して電子ビームを形
成し、電子ビームを集束及び加速させるために制御電
極、加速電極、第３グリッド電極及び所定厚さ（Ｔ）の
板状の第４グリッド電極が順次一列に配置され、加速電
極に形成された所定直径（Ａ）の電子ビーム通過孔を中
心として、周縁部において横幅（Ｂ）が縦幅（Ｗ）より
拡張された形状を持ち、第３グリッド方向へ所定深さ
（Ｄ）を持つ凹部が形成され、加速電極と第４グリッド
電極の形状が２．８mm≦（Ｄ／Ｗ）＋（Ｔ／Ａ）≦３．
２mmの式を満足するように構成される。

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用電
子銃組立体に係り、より詳しくはフォーカス特性を向上
させ且つ劣化を防止するとともに、画面全域におけるモ
アレの発生を防止して、高品質の画像を具現できるよう
にしたカラー陰極線管用電子銃組立体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、陰極線管は、テレビジョン受像
機を始めとしてオシロスコープやレーダーの観測用など
に用いられるディスプレイ手段であり、受信される映像
信号に応じて電子銃からの電子ビームを制御し、パネル
後面に備えられた蛍光体を励起せしめることにより、パ
ネル前面で画像として表現できるようにしたものであ
る。

【０００３】このような陰極線管のうち、カラー陰極線
管１０の構成を説明すると、図１に示すように、内面に
所望の色相を形成するための蛍光体膜１１が塗布された
パネル１２と、前記パネル１２の後方へ連接されている
ホッパー状のファンネル１４と、前記ファンネル１４の
後方へ連接されている管状のネック部１６と、を含んで
一つのチューブ（１２，１４，１６）が構成される。

【０００４】また、前記ネック部１６の後端部には電子
銃１８が格納され、次にチューブ（１２，１４，１６）
の内部を所定の真空状態にして密封し、チューブ（１
２，１４，１６）の後方の所定位置には電子銃１８から
放出される電子ビームを偏向させる偏向ヨーク２０が装
着される。

【０００５】そして、チューブ（１２，１４，１６）の
内部には、パネル１２の内面から一定間隔を保つように
フレーム部２２によって支持され、偏向された電子ビー
ムを色選別するシャドウマスク２４が、前記蛍光体膜１
１から離隔されて設置される。

【０００６】このようなカラー陰極線管１０の構成にお
いて、前記電子銃１８の構成は、図２に示すように、三
極部をなすカソード２８があり、各電極が前記カソード
２８の前方へ一列に配置されている。

【０００７】ここで、前記各電極は、カソード２８から
放出された電子を電子ビームとして形成するための制御
電極３０と加速電極３２が連設され、これにより電子ビ
ームは、連設される第３グリッド電極４４、第４グリッ
ド電極４６、集束電極３４の電位差による前段集束レン
ズによって大きく集束される。

【０００８】また、集束電極３４に連設される両極電極
３６は、その間に印加される電圧差で主レンズを形成
し、該主レンズを通過する電子ビームはより細く集束さ
れるとともに加速されて、蛍光体が塗布されたパネル１
２の内面に対して電子ビームスポットとして形成され
る。

【０００９】ここで、前記電子ビームスポットは、図３
に示すように、各カソード２８に対する加速電極３２の
レンズ形成領域が、各カソード２８のインライン（ｉｎ
−ｌｉｎｅ）配列によって縦方向に比べて横方向がより
拡張された形状をなすことにより、図４に示すように、
パネル１２の周辺部でスポットの集束劣化を生じる。

【００１０】これを防止するために、日本国公開特許公
報昭５３−１８８６６号には、図５に示すように、加速
電極３２の第３グリッド電極４４方向への電子ビーム通
過孔（ｈ）の周縁を横方向に拡張された形状の凹部４８
を形成し、各電子ビーム通過孔（ｈ）に対する横方向レ
ンズ形成領域を狭くするという内容が開示されている。

【００１１】このような凹部４８は、電極の厚さ方向の
深さを大きくすることにより、前記主レンズに対する入
射前の電子ビームスポット形状を、図６に示すように、
その幅が横方向に拡張された形状をなすようにして、電
子ビームに大きい非点収差を持たせる一方、偏向収差を
除去できるようにする。

【００１２】詳しく説明すると、電子ビームの横長形に
対応した縦横比（ｂ／ａ）は、図７又は図８に示すよう
に、凹部４８の深さによる電子ビーム通過孔（ｈ）の垂
直方向の厚さと水平方向の厚さとの差、即ち凹部４８の
深さと密接な関係を持つ。

【００１３】図６に示すように、電子ビームの垂直径
（ｂ）と水平径（ａ）は、加速電極３２の電子ビーム通
過孔（ｈ）の直径と第４グリッド電極４６の厚さと密接
な関係を持ち、主レンズに対する入射前の電子ビームの
縦横比（ｂ／ａ）及びその大きさの関係は、図９の実験
値に示すように、画面の全域で電子ビームスポットの大
きさに影響を与え、解像度とモアレに影響を与えること
になる。

【００１４】ここで、モアレとは、電子ビームスポット
径が所定値より小さくなると、蛍光体ドットの周期構造
とビームの走査線または周期的なビデオ信号が干渉し
て、図１０に示すように、画面上で縞模様のラスタモア
レ５０を発生するか、或いは画面の横方向が中心方向に
傾いて画面が歪曲されるビデオモアレを発生することで
ある。

【００１５】しかし、上述した日本国公開特許公報昭５
３−１８８６６号の技術思想に記載されているように、
単に凹部４８の深さを大きくするということは、主レン
ズに対する入射前の電子ビームの縦横比だけを調節して
電子ビームの偏向収差を減らし、画面周辺の電子ビーム
スポットの劣化を防止するためには有効であるが、画面
中央の電子ビームスポットの大きさによっては、非点収
差のため垂直径が大きく拡張（ｂｌｏｏｍｉｎｇ）さ
れ、画面全域でビデオモアレを発生させるという問題点
があった。

【００１６】従って、加速電極３２に凹部４８を形成し
て各電子ビームに対するレンズ領域を制御する方法は、
モアレの防止と、画面上の電子ビームスポットの集束劣
化防止とを同時に解決できないという問題点を有する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
技術の問題点を解決するためのもので、その目的は電子
ビームのフォーカス特性による集束劣化を防止し、且つ
画面全域でモアレを防止することにより、高品質の画像
を表現できるようにしたカラー陰極線管用電子銃組立体
を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管用電子銃
組立体の構成は、三極部をなすカソードから放出される
電子を電子ビーム通過孔を通して誘導することにより電
子ビームを形成し、前記電子ビームを集束及び加速させ
るために、制御電極、加速電極、第３グリッド電極及び
所定厚さ（Ｔ）の板状の第４グリッド電極を含んだ各電
極が順次一列に配置され、前記加速電極に形成された所
定直径（Ａ）の電子ビーム通過孔を中心として、周縁部
において横幅（Ｂ）が縦幅（Ｗ）より拡張された形状を
持つ一方、前記第３グリッド方向へ所定深さ（Ｄ）を持
つ凹部が形成されたカラー陰極線管用電子銃組立体にお
いて、前記加速電極と第４グリッド電極の形状が２．８
mm≦（Ｄ／Ｗ）＋（Ｔ／Ａ）≦３．２mmの式を満足する
こと特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るカラー陰極線
管用電子銃組立体の好適な実施形態を添付図に基づいて
詳細に説明する。

【００２０】図１１は凹部の深さと縦幅との関係に対す
る電子ビームスポットの縦横比の関係を測定した実験値
のグラフであり、図１２は第４グリッド電極の厚さと電
子ビーム通過孔径の大きさとの関係に対する電子ビーム
スポットの水平径の変化関係を測定した実験値のグラフ
であって、従来と対応する同一の構成部分には同一の符
号を付しており、その詳細な説明は省略する。

【００２１】本発明に係るカラー陰極線管用電子銃組立
体は、従来の技術と同様に、三極部をなすカソード２８
と、前記カソード２８の長さ方向の前方へ順次一列に配
置される各電極と、を含んでなる。

【００２２】前記各電極の構成のうち、加速電極３２
は、図２に示すように、第４グリッド電極４６と同様に
所定厚さ（Ｔ）を持つ板状のものであり、その中心部分
に前記各カソード２８に対応する所定直径（Ａ）（図８
参照）の電子ビーム通過孔（ｈ）（図７参照）が形成さ
れている。

【００２３】また、図７に示すように、電子ビーム通過
孔（ｈ）の周縁には、電子ビーム通過孔径（Ａ）の大き
さ及び加工程度及び変形を最小化するための円弧状のコ
ーニング部５４が形成され、該コーニング部５４の内側
の第３グリッド電極４４の方向へ一定深さを持つ、電子
ビーム通過孔（ｈ）を中心として横長形（縦幅（ｗ）に
比べて横幅（Ｂ）がより拡張された形状）の凹部４８が
形成される。

【００２４】そして、前記凹部４８の深さ（Ｄ）は、図
７に示すように、加速電極３２の縁部の厚さ（Ｔ１）か
ら凹部４８が形成された部分の厚さ（Ｔ２）を引いた差
（Ｔ１−Ｔ２）と規定することが望ましい。

【００２５】一方、一般的に電子ビームのスポット径が
０．６mm以上であれば、蛍光体ドットの周期構造とビー
ム走査線または周期的なビデオ信号及び偏向信号の干渉
により、画面上に縞模様は生じるが、解像度の損傷をも
たらすモアレは発生しない。

【００２６】従って、ビデオ又はラスタのモアレ５０
（図１０参照）が発生しないようにするためには、画面
中央における電子ビームスポットの水平径（ａ）を０．
６mm以上とし、解像度を維持するためには、画面中央に
おける電子ビームスポットの平均垂直径（ｂ）を０．７
mm以下とするべきである。

【００２７】このように画面中央部における電子ビーム
スポット径を満足させるためには、電子ビームスポット
径の大きさを調節する主レンズに対する入射前の電子ビ
ームの縦横比（ｂ／ａ）を１．４〜１．８として画面中
央及び周辺部を考慮するとともに、主レンズに対する入
射前の電子ビームスポット径が相対的に大きくなる水平
方向の電子ビームに対しては、主レンズの球面収差を考
慮して、水平方向の大きさを１．８〜２．４mmとするこ
とにより、上述したような電子ビームスポットの大きさ
を満足させることができる。

【００２８】図１１の実験値によれば、主レンズに入射
される前の電子ビームの垂直径をｂとし、水平径をａと
し、加速電極３２の電子ビーム通過孔（ｈ）の直径をＡ
とし、第４グリッド電極４６の厚さをＴとする時、三極
部、前段集束部の静電レンズの集束特性から見ると、加
速電極３２の電子ビーム通過孔径（Ａ）が小さく、第４
グリッド電極４６の厚さ（Ｔ）が厚い場合、水平径と垂
直径が全体的に減少することになる。

【００２９】また、主レンズに対する入射前の電子ビー
ムの縦横比をｂ／ａとし、凹部４８の深さをＤとし、凹
部４８の縦幅をＷとする。この際、非対称静電レンズの
特性上、凹部４８の縦幅はＷとＷ’があるが、Ｗ’は金
形加工上自然的に形成されるもので縦横比（ｂ／ａ）に
大きく影響を与えないので、凹部４８の縦幅はＷと定義
する。

【００３０】図１１と図１２に示すグラフは、主レンズ
に対する入射前の電子ビームの大きさが上述した寸法に
よって制御されることを示しており、これは図１１に示
すように、Ｄ／Ｗが０．３である時、縦横比は１．６を
満足させ、図１２に示すようにＴ／Ａが２．８である
時、水平径２．１mmを満足させる。

【００３１】ここで上述したように、主レンズに対する
入射前の電子ビームの縦横比及び水平径を同時に満足さ
せるためには、（Ｄ／Ｗ）と（Ｔ／Ａ）との和による範
囲でなされるべきである。

【００３２】図９は（Ｄ／Ｗ）＋（Ｔ／Ａ）の値を２．
４〜３．８mmまで０．２mm単位で実験した結果、画面中
央部分上の水平径（ａ）と垂直径（ｂ）を示すものであ
り、その値が２．８〜３．２mmの範囲内にある場合、上
述したように、画面中央における電子ビームスポットの
水平径は０．６mm以上を必要とし、解像度を維持するた
めに、画面中央における電子ビームスポットの垂直径は
０．７mm以下とする必要がある。

【００３３】上記をより詳しく説明すると、（Ｄ／Ｗ）
＋（Ｔ／Ｗ）の値が２．８mmであれば、電子ビームスポ
ットの水平径が０．７mm以上となり、ブラウン管の解像
度及びフォーカス特性に問題が生じ、（Ｄ／Ｗ）＋（Ｔ
／Ａ）の値が３．２mm以上であれば、電子ビームスポッ
トの垂直径が０．７mm以上となり、２．８mm以下の場合
と同様にブラウン管の解像度及びフォーカス特性に問題
が生じる。一方、（Ｄ／Ｗ）＋（Ｔ／Ａ）の値が２．８
mm以下であれば、スポットの水平径が０．６mm以下とな
り、蛍光体ドットの周期構造と周期的なビデオ信号及び
偏向信号が干渉し、画面上に縞模様が生じる水平方向の
ビデオモアレを発生し、（Ｄ／Ｗ）＋（Ｔ／Ｗ）の値が
３．２mm以上であれば、電子ビームスポットの垂直径が
０．６mm以下となり、（Ｄ／Ｗ）＋（Ｔ／Ａ）の値が
２．８mm以下の場合と同様に、蛍光体ドットの周期構造
と周期的なビデオ信号及び偏向信号が干渉し、画面上に
縞模様が生じる水平方向のビデオモアレを発生する。

【００３４】そして、図９に示すように、（Ｄ／Ｗ）＋
（Ｔ／Ｗ）値が２．８〜３．２mmであれば、画面中央部
のみならず、主レンズに入射される前の電子ビームが横
長形であるので、画面周辺部でもハロー（ｈａｌｏ）が
適当に除去され、モアレの発生を防止できる。

【００３５】このように、Ｄ／Ｗ＋Ｔ／Ｗの値が２．８
〜３．２mmの範囲に設定され、最も好ましくはその値を
３．０〜３．１mmの間に置くと好ましい解像度を得るこ
とができるのみならず、ビデオモアレの発生を防止する
ことができる。

【００３６】

【発明の効果】従って、本発明によれば、加速電極の凹
部の深さとその縦幅との関係、及び電子ビーム通過孔径
と第４グリッド電極の厚さとの比率を要求の範囲内に置
くことにより、電子ビームスポット径の大きさを要求の
範囲内に置くことができるようになり、電子ビームのフ
ォーカス特性による劣化を防止し、且つ画面全域におけ
るモアレの発生を防止して、高品質の画像を具現するこ
とができるという効果がある。一方、本発明の詳細な説
明では本発明を記載された具体例を中心に詳細に説明し
たが、本発明の技術内容と添付された請求範囲から外れ
ない限度内で多様な変形及び修正が可能なのは当該分野
で通常の知識を有する者には明らかなことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なカラー陰極線管の構成を概略的に示す
断面図である。

【図２】図１に示す電子銃の組立構成を示す平面図であ
る。

【図３】従来の加速電極の構成及びそれによるレンズの
領域を概略的に示す部分拡大斜視図である。

【図４】図３に示す加速電極による画面全域における電
子ビームスポットの形状を示す正面図である。

【図５】従来の技術に係る凹部が形成された加速電極の
構成を部分的に拡大して示す斜視図である。

【図６】図５の凹部による電子ビームスポットの縦横比
の関係を示す正面図である。

【図７】図５に示す凹部の深さによる厚さの関係を示す
断面図である。

【図８】図５に示す凹部の横幅と縦幅との関係を示す正
面図である。

【図９】第４グリッド電極の厚さ、凹部の深さ、凹部の
縦幅、及び電子ビーム通過孔径の変化に対する電子ビー
ムスポット径の範囲を測定した実験値のグラフである。

【図１０】図５に示す凹部によって形成されるラスタモ
アレを概略的に示す正面図である。

【図１１】凹部の深さと縦幅との関係に対する電子ビー
ムスポットの縦横比の関係を測定した実験値のグラフで
ある。

【図１２】第４グリッド電極の厚さと電子ビーム通過孔
径の大きさとの関係に対する電子ビームスポットの水平
径の変化関係を測定した実験値のグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三極部をなすカソードから放出される電
   子を電子ビーム通過孔を通して誘導することにより電子
   ビームを形成し、前記電子ビームを集束及び加速させる
   ために、制御電極、加速電極、第３グリッド電極及び第
   ４グリッド電極を含み、前記加速電極の中央部分に電子
   ビーム通過孔が形成され、前記加速電極に前記電子ビー
   ム通過孔を中心として横長形の凹部が形成されたカラー
   陰極線管用電子銃組立体において、 前記加速電極の凹部の深さをＤとし、前記凹部の縦幅を
   Ｗとし、前記第４グリッド電極の厚さをＴとし、前記加
   速電極の電子ビーム通過孔の直径をＡとする時、２．８
   mm≦（Ｄ／Ｗ）＋（Ｔ／Ａ）≦３．２mmの式を満足する
   ことを特徴とするカラー陰極線管用電子銃組立体。
2. 【請求項２】 ３．０mm≦（Ｄ／Ｗ）＋（Ｔ／Ａ）≦
   ３．１mmの式を満足することを特徴とする請求項１記載
   のカラー陰極線管用電子銃組立体。