JP2661059B2

JP2661059B2 - 陰極線管

Info

Publication number: JP2661059B2
Application number: JP62221292A
Authority: JP
Inventors: 耕資市田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JPS6465752A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はテレビジョン受像管、端末ディスプレイ装置
等に用いられる陰極線管、特にカラー陰極線管に関わ
る。〔発明の概要〕本発明は、電子銃の主電子レンズ部にダイナミックフ
ォーカスに応じて静電的な四重極を発生させることによ
って電磁偏向手段における電界の歪みに基づく画面周辺
の電子ビームスポットの歪みを改善する。〔従来の技術〕従来のカラー陰極線管は、例えば第７図に示すよう
に、陰極線管管体（１）のパネル部内面に形成されたカ
ラー螢光面に対向して管体（１）のネック部内に電子銃
（３）が配置される。このカラー陰極線管において、複
数のカソード例えば赤、緑及び青の各色に対応する各カ
ソードK_R,K_G及びK_Bが電子銃（３）の軸心Ｚ方向と、こ
れと直交するＸ方向とを含むＸ−Ｚ平面上に配列され、
螢光面（２）側からみて各カソードK_R,K_G及びK_Bが直線
上にすなわちインラインに配列されたいわゆるインライ
ン型構成をとり、各カソードK_R,K_G及びK_Bから取り出さ
れた電子ビームB_R,B_G及びB_Bに対して共通に第１グリッ
ドG₁,第２グリッドG₂,第３グリッドG₃,第４グリッドG₄,
第５グリッドG₅が配列され、第３グリッド_３すなわち第
１陽極と、第４グリッドG₄すなわちフォーカス電極と、
第５グリッドG₅すなわち第２陽極電極とによって共通の
ユニポテンシャル型主電子レンズを構成し、この主電子
レンズのほぼ中央において、フラウンフォーファの条件
を満足させるすなわちこま収差が０になる条件を与える
位置で各電子ビームB_R,B_G及びB_Bが交差するようになさ
れる。第５グリッドすなわち第２陽極極G₅の後段には、
例えば静電偏向板によって構成されたコンバージェンス
手段Ｃが設けられて、これによって各電子ビームB_R,B_G
及びB_Bが螢光面上においてコンバージェンス（集中）す
るようになされる。そして、この種の陰極線管におい
て、その複数例えば３本の電子ビームB_R,B_G及びB_Bが、
螢光面の各位置において、すなわち画面周辺でも最適な
コンバージェンスが得られるようにその水平、垂直偏向
手段DYの磁界分布に歪みをもたせるようにした、いわゆ
るコンバージェンスフリー偏向ヨーク（以下CFDとい
う）を用いた構成をとるものがある。この場合、螢光面上におけるビームスポットを第８図
に模式的に示すと、例えば中央において円形状のスポッ
トが得られる場合、その周辺部特にコーナー部において
は横長のビームスポットが得られ、さらに斜め方向に破
線図示のようにオーバーフォーカシングによるハレーシ
ョンが発生し実質的にビームスポットサイズが大となっ
て解像度の低下を招来する。このようなCFDの歪みに基づくビームスポットの歪み
を解消するためには、CFDによって生ずる四重極的な歪
みをキャンセルする補正用の四重極を設けてビームを予
め縦長にするような歪みを積極的に与える方法がとられ
る。例えば第７図に示すように、管体（１）の電子銃
（３）が配置されたネック部の外周部に、電磁四重極
（４）を設けて第９図に細線矢印で示す磁界分布による
磁界歪みを与えてこれに偏向ヨークDYに与える偏向電流
と同期した電流を通電するとともにダイナミックフォー
カスを与えてCFDによる画面周辺部のスポット歪の補正
を行う。ところが、このような構成による場合のように陰極線
管管体（１）のネック部の外周に電磁四重極（４）を設
けることはその位置の選定を正確に行う必要があるなど
組立製造が煩雑となるという問題点がある。また、この四重極に偏向手段DYに対する偏向電流に同
期した電流を通電する必要から専用の回路が必要となり
コスト高を招来するという問題点がある。更に、また、この四重極に対する通電を行うためのパ
ワーが必要となり、陰極線管の消費電力が増大するとい
う問題点もある。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明は、上述した諸問題を解決し、簡単な構成によ
って確実にCFDの電界歪みに基づくスポット歪みを回避
することができるようにして高解像度化をはかることが
できるようにした陰極線管を提供する。〔問題点を解決するための手段〕本発明は、第１図に示すように複数のカソードK_R,K_G
及びK_Bが電子銃（３）の軸心Ｚ方向とこれと直交するＸ
方向とを含むＸ−Ｚ平面上に配列され、各カソードK_R,K
_G及びK_Bから取り出される電子ビームB_R,B_G及びB_Bに対し
て共通にユニポテンシャル型主電子レンズを構成する第
１の陽極電極G₃とフォーカス電極G₄と第２の陽極電極G₅
とが順次同一軸心Ｚ上に配列されてなる電子銃を具備す
る陰極線管、すなわち、第１図に示すように、電子ビー
ムB_R、B_G及びB_Bが交叉する位置で共通の主電子レンズが
形成されるようにした陰極線管において、フォーカス電
極G₄を特に軸心Ｚ方向に関して３分割された順次カソー
ド側から第1,第２及び第３の電極部分G₄₁,G₄₂及びG₄₃よ
り構成する。このフォーカス電極G₄の第１〜第３の電極部分G₄₁〜G
₄₃には、各電子ビームB_R,B_G及びB_Bに対して共通の電子
ビーム透過開口h₄₁〜h₄₃が中心軸Ｚ上に設けられてな
る。そして第２図にその主電子レンズを構成する電極G₃
〜G₅の分解斜視図を示すように、フォーカス電極G₄の第
１及び第３の電極部分G₄₁及びG₄₃の電子ビーム透過開口
h₄₁及びh₄₃に関しては、Ｘ方向に幅広でＹ方向に幅狭な
透孔、例えば円形状においてＹ方向に関してＸ方向に沿
う弦を有する切断円形状、または長孔、ないしは楕円形
あるいは長方形状に形成され、中央の第２の電極部分G
₄₂の電子ビーム透過開口h₄₂に関しては、Ｘ方向に関し
て幅狭とされた開口h₄₁及びh₄₃の形状を90゜回転させた
切断円形状または長孔ないしは楕円形状、あるいは長方
形状に形成される。また、フォーカス電極G₄の第２の電極部G₄₂に、第１
及び第２の陽極電極G₃及びG₅への印加電圧、すなわち高
圧陽極電圧（すなわち螢光面電位）HVの25〜33％程度の
第３図に示す固定フォーカス電極V_FCを印加するととも
に、第２の電極部G₄₂に対し第１及び第３の電極部G₄₁及
びG₄₃にダイナミックフォーカス電圧を印加する。〔作用〕上述の陰極線管において、そのフォーカス電極G₄に対
する印加電圧は、第３図に示すように、フォーカス電極
G₄の中央電極部分G₄₂には一定の固定フォーカス電圧V_FC
を印加し、これに対して第１及び第３の電極部分G₄₁及
びG₄₃には、ダイナミックフォーカス電圧を与える。こ
のダイナミックフォーカス電圧は１垂直走査周期を１周
期とする曲線（31）で示すパラボラ状の電圧に重畳して
１水平走査周期を１周期とする曲線（32）で示すパラボ
ラ状の電圧が重畳された電圧波形に選定される。つま
り、電子ビームB_R,B_G及びB_Bが画面中心の走査位置にあ
るとき、フォーカス電極G₄の第１〜第３の電極G₄₁〜G₄₃
はほぼ同一電圧にあって３つの電極部分G₄₁〜G₄₃によっ
て形成されるＸ−Ｙ断面での磁界分布は軸心Ｚに対して
回転対称となり、第４図Ａに示すように電子ビームＢ
（B_R,B_G,B_B）の断面形状は円形を示すが、画面の周辺部
の走査時においては、第４図Ｂに示すように中央電極部
分G₄₂の電子ビーム透過開口h₄₂と、両側電極部分G₄₁及
びG₄₃の各電子ビーム透過開口h₄及びh₄₃の幅狭部分の影
響によってその電界分布には四重極効果が生じＹ方向に
広がりＸ方向に狭ばめられる力が電子ビームＢに対して
与えらえて縦長となる。したがって、このフォーカス電
極G₄における四重極的電界によってビーム形状は偏向磁
界に入る前にあらかじめCFDの歪を補正するような縦長
となることによって周辺部におけるビームスポットは、
CFDによる歪が補正された円形状に近づいたスポット形
状に補正される。上述したように本発明構成によれば、CFDによる四重
極歪みと90゜回転した歪みを積極的にダイナミックフォ
ーカス電圧によって発生させるようにしたことによって
自動的にCFD磁界によるビームスポットの歪みが補正さ
れる。〔実施例〕第１図を参照して、さらに本発明による陰極線管の一
例を説明するに、第１図において第７図と対応する部分
には同一符号を付して重複説明を省略する。第２図はそ
の電子銃（３）の、第３〜第５グリッドG₃〜G₅の分解斜
視図を示す。ここに例えばフォーカス電極G₄の第１〜第
３の電極部分G₄₁及びG₄₃は、中央の第２の電極部分G₄₂
に対向する端部に、それぞれ端面板（11）及び（13）を
有し、円筒周壁面を有するカップ状に形成し得、その各
端面板（11）及び（13）の中心にそれぞれその基本的形
状が円形で、この円形に対しＹ方向に関してＸ方向に沿
う直線で切られた切断円形状をなす、つまり相対向する
辺S_1a及びS_1b,S_3a及びS_3b間の間隔がその基本円形の直
径より小なる幅を有するように選定される。また、中央
電極部G₄₂は、第１及び第３の電極部G₄₁及びG₄₃の各端
面板（11）及び（13）に対向する金属板によって形成
し、その中心に電子ビーム透過開口h₄₂が穿設される。
この電子ビーム透過開口h₄₂は、開口h₄₁及びh₄₃の形状
が90゜回転した例えばその基本形状が円形の切断円形を
なし、Ｘ方向に関してＹ方向に沿う相対向する辺S_2a及
びS_2bが両者間の間隔がその基本的円形の直径より小な
る間隔をもって形成される。また、これら電極G₄₁〜G₄₃には、それぞれその外周部
にこれらと一体にあるいは溶接によって例えば一対の支
持ピン（15）が突設されてこれらが他の電極例えばG₁,G
₂,G₃,G₅とともに例えば２本のビーディングガラス（1
6）に埋め込まれて所要の位置関係に設定される。ま
た、（17）は各電極G₄₁〜G₄₃の回転方向の位置設定用の
突起を示す。そして、フォーカス電極G₄の第１及び第３の電極部分
G₄₁及びG₄₃は、第１図に示すように相互に電気的にリー
ド（18）によって連結される。フォーカス電極の中央の
電極部分G₄₂及び両側電極G₄₁及びG₄₃からそれぞれ例え
ば陰極線管のネック部後端側に設けられた端子ピン（1
4）に連結されて、この端子ピン（14）から前述した所
要の固定電圧V_FC及びダイナミックフォーカス電圧V_FDが
与えられるようになされる。尚、各電子ビーム透過開口h₄₁〜h₄₃の長軸長Ａと短軸
長（すなわち直線辺間の間隔）Ｂとの関係は、Ｂ＝0.8A
〜0.95Aに選定するとき、ダイナミックフォーカスによ
る四重極の強さのバランスがよく、良好なスポットが得
られることが確められた。尚、上述の構成においては、全ビームB_R,B_G及びB_Bに
ついて、共通の電極G₃〜G₅による主電子レンズで同時に
収束させ、上述の四重極についても、３本のビームB_R,B
_G及びB_Bについて共通であるが、各ビームB_R,B_G及びB_Bに
ついて同時に最適な条件に設定するには、フォーカス電
極G₄における四重極の主面のＺ方向位置の設定は重要で
あり、上述の構成においてフォーカス電極G₄の各電極部
分G₄₁,G₄₂及びG₄₃の各軸心方向の長さをl₁,l₂,l₃とする
とき、l₁＞l₃＞l₂の関係に選定し、l₁:l₃＝17:15〜19:1
3に選定する。すなわち、l₁≦l₃の関係とするとき次の
ような現象が生じた。（ｉ）螢光面（２）の中心部でのビームスポットにおい
てサイドビームのB_R及びB_Bのスポットが第５図に示すよ
うに三日月状に歪む。（ii）ダイナミックフォーカス電圧V_FDを変化させると
きサイドビームスポットB_R及びB_BがＸ方向に対称に移動
する。そして、この上記（ｉ）の現象は解像度に影響するも
のであり、また上記（ii）の現象はダイナミックフォー
カスをかけた場合の画面周辺にミスコンバージェンスを
生じるという問題を生じる。第６図は、横軸に第４グリッドG₄における四重極のＺ
軸上の位置を、第４グリッドG₄の中心位置を０としてカ
ソード側を負、螢光面（２）側を正にとって、サイドビ
ームB_R及びB_Bの螢光面（２）上の移動量を縦軸にとって
各位置でのフォーカス電圧V_FCを変化（1KV）させた場合
をプロットしたものであり、第６図において各電極部G
₄₁,G₄₂及びG₄₃間の間隔は0.5mmとし、l₂は0.5mmに固定
した。プロット群ａは、l₁＝4mm,l₃＝4mmの場合、プロ
ット群ｂはl₁＝4.5mm,l₃＝3.5mmの場合、プロット群ｃ
はl₁＝5mm,l₃＝3mmの場合である。これによれば、l₁＝
4.5mm,l₃＝3.5mmとして、四重極位置を、フォーカス電
極G₄の中心より0.5mm螢光面（２）側に移動させたと
き、サイドビームB_R,B_Bのビームスポットの動きは殆ん
ど０（ゼロ）となる。また同時にサイドビームスポット
の歪みもなくなり、良好なスポットが得られることが確
められた。そして実用可能な範囲はl₁＝4.25mm,l₃＝3.7
5mmの条件からl₁＝4.75mm,l₃＝3.25mmの範囲、すなわ
ち、上述のl₁:l₃＝17:15〜19:13に選定することが望ま
しいことがわかる。上述の構成において陽極電圧HV＝27kV、カットオフ電
圧Ekco＝95V,カソード電流Ik＝200μA,l₁＝4.5mm,l₂＝
0.5mm,l₃＝3.5mmとした場合の螢光面（２）上でのビー
ムスポット径は、各ビームB_R,B_G,B_BについてＸ方向及び
Ｙ方向に関する夫々の平均の径が、0.54mmでＸ方向の中
心でＹ方向に関する周辺のスポットの同様の平均径はＸ
方向及びＹ方向に関して夫々0.57mmでＹ方向の中心でＸ
方向に関する周辺での平均スポット径はＹ方向に関して
0.40mm、Ｘ方向に関して0.75mmで、螢光面（２）のコー
ナー部においてはＹ方向に関して0.42mm、Ｘ方向に関し
ては0.78mmの各スポットが得られた。このスポットは、
第７図で説明した電磁四重極（４）を正確に所定位置に
設けた場合と同等の結果となった。そして、上述の構成において、その固定フォーカス電
圧を、陽極電圧HVの25〜33％に選定するのは、25％未満
では、フォーカス電極G₄の全長を短くすることになり、
四重極の主電子レンズへの干渉が大となるという不都合
が生じ、33％を越えると、フォーカス電圧の高圧化によ
ってその給電を管体（１）のネック管後端のステム側の
端子ピン側からの給電が耐圧の上から問題となってくる
ことに因る。〔発明の効果〕上述したように本発明によれば、ネック管の外周に特
別に補正用の電磁四重極（４）を設けることを回避し、
単にフォーカス電極を３分割した構造をとることによっ
てスポット形状の改善を図ることができる。そして、本発明構成によれば、フォーカス電極G₄を３
分割するものであるが、これら電極部分G₄₁〜G₄₃は、他
の電極と同様にビーディングガラスによって相互に他の
電極とともに組み込む組立構造をとり得るので、特別に
作業工数が増加することがなく従来のようにネック管外
に特別に四重極を正確に所定位置に設ける場合に比し格
段に製造組立の煩雑さが改善され、また価格の低廉化を
図ることができる。また、このフォーカス電極に与える電圧は固定電圧と
通常のダイナミックフォーカス電圧であることから回路
構成も比較的簡単となる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明による陰極線管の一例の構成図、第２図
はその要部の分解斜視図、第３図はダイナミックフォー
カス電圧図、第４図Ａ及びＢはフォーカス電極部におけ
る電界図、第５図はビームスポット形状を示す図、第６
図は四重極位置とサイドビームスポット位置との関係を
示す図、第７図は従来の陰極線管の略線的構成図、第８
図はその螢光面上のビームスポット図、第９図は電磁四
重極の構成図である。（１）は陰極線管管体、（２）は螢光面、（３）は電子
銃、G₁〜G₅は第１〜第５グリッド、G₄₁〜G₄₃はフォーカ
ス電極の第１〜第３の電極部である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．複数のカソードが一軸Ｚ方向と、これと直交するＸ
方向とを含むＸ−Ｚ平面上に配列され、各カソードから
取り出される電子ビームの交叉部に、該電子ビームに対
して共通のユニポテンシャル型電子レンズを構成する第
１の陽極電極と、フォーカス電極と、第２の陽極とが順
次同一軸心Ｚ上に配列されてなる電子銃を具備する陰極
線管において、上記電子ビームの交叉部に配置される上記主電子レンズ
を構成する上記フォーカス電極が、上記軸心Ｚ方向に関
して３分割された第１〜第３の電極部分よりなり、該第１〜第３の電極部には、それぞれ上記複数の電子ビ
ームに対して共通に開口された１つの電子ビーム透過開
口が上記軸心Ｚ上に有してなり、該フォーカス電極の、両側の第１及び第３の電極部分の
上記電子ビーム透過開口は、上記Ｘ方向に関して幅広
で、Ｘ方向及びＺ方向に直交するＹ方向に関して幅狭と
され、上記中央の第２の電極部分の上記電子ビーム透過
開口は、上記Ｘ方向に関して幅狭で、Ｙ方向に関して幅
広とされ、上記フォーカス電極を構成する第１〜第３の電極部の各
軸心方向の長さl₁、l₂、l₃は、 l₁＞l₃＞l₂で、かつ、l₁:l₃＝17:15〜19:13に選定され、上記フォーカス電極の第２の電極部に陽極電圧の25〜33
％の固定フォーカス電圧を印加し上記第１及び第３の電
極部にダイナミックフォーカス電圧を印加することを特
徴とする陰極線管。