JP3655647B2 - カラー受像管 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明はカラー受像管に係り、特に耐電圧特性および集束特性を向上させた電子銃部を備えるカラー受像管に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的なカラー受像管の断面を図9に示す。同図においてカラー受像管1は、スクリーン面2をもつパネル3と、このパネルからファンネル4を介して連結されたネック5と、このネックに内装された電子銃6と、ネックからファンネルにかけて、その外壁に装着された偏向ヨーク7と、前記スクリーン面と所定間隔をもって対設された多数のアパーチャ8を有するシャドウマスク9と、前記ファンネルから前記ネックの一部にかけてその内壁に一様に塗布された内部導電膜10と、ファンネルの外部に塗布された外部導電膜11と、ファンネルの一部に設けられた陽極端子(図示せず)とを具備している。
【0003】
スクリーン面は赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体がストライプ状またはドット状に多数塗布されており、電子銃から出た3本の電子ビームBR,BG,BBはシャドウマスクにより選択されてそれぞれの蛍光体を衝撃し、これを発光させる。また電子銃はインライン配列の平行な3本の電子ビームを発生、制御、加速するための電子ビーム形成部GEと、これらの電子ビームを集束、集中するための主電子レンズ部MLを有している。そして3本の電子ビームを偏向ヨークによってスクリーン全面に偏向走査することにより画像を映出する。
【0004】
3本の電子ビームを集中させる方法は、例えば米国特許第2,957,106号明細書に示されているように、陰極(カソード)から射出される電子ビームをはじめから傾斜して集中させる技術があり、また米国特許第3,772,554号明細書に示されているように、電子銃電極に設けられた3個の電子ビーム通過孔のうち、一部電極の両側の開孔を電子銃の中心軸から僅かに外側へ偏心させることにより、電子ビームの集中を行う技術などがあり、いずれも広く採用されている。
【0005】
偏向ヨークは、基本的には電子ビームを水平方向に偏向する水平偏向磁界を発生するための水平偏向コイルと垂直方向に偏向する垂直偏向コイルとを有している。実際のカラー受像管においては、電子ビームを偏向したとき3電子ビームのスポットのスクリーン面での集中がずれてくるので、この集中のズレを防止するため、工夫がなされている。これはコンバーゼンスフリー(自己集中型)システムと称され、水平偏向磁界をピンクッション、垂直偏向磁界をバレルにすることにより、スクリーン全面において3電子ビームが集中するようにしたものである。
【0006】
しかしながら前述のような偏向磁界の非斉一性はカラー受像管の画面周辺部における解像度を低下させるという難点があり、この傾向は偏向角が90°から110°と大きくなるにしたがってより顕著になる。この画面周辺部における解像度の低下は、電子ビームが図10(a)および(b)に示すような偏向磁界により、水平方向には集束が弱められ、垂直方向には逆に強められることが原因となっている。その結果、ビームスポットの形状は図11に示すように、画面中央部のビームスポット20はほぼ丸い円形状となるのに対し、周辺部のビームスポット21は水平方向に長い楕円状の高輝度のコア部23の他に垂直方向に長い低輝度のハロー部24を伴う形状となる。
【0007】
このような画面周辺部のビームスポットの歪を減少させて解像度の低下を改善するためには、特公昭60−7345号公報(米国特許第4,887,001号明細書)、特開昭64−38947号公報(米国特許第4,897,575号明細書)、特開平1−236554号公報(米国特許第5,034,652号明細書)などに提案されている技術が有効である。特に特開昭64−38947号公報、特開平1−236554号公報に記載してある電子銃では、画面中央部のビームスポット径も小さくすることができるし、さらに特開昭64−38947号公報に記載してあるカラー受像管では、偏向量に応じて電子銃の電子レンズの強さを変えていくいわゆるダイナミックフォーカス技術により、画面周辺部のビームスポットの歪を極めて小さく補正することができるので、画面全面において、高解像度の画像を得ることができる。
【0008】
これは前記公報に記載されているように、通常の対称な円筒電子レンズの前後に、そのレンズ領域内において非対称な電子レンズを形成することによる。しかしこのような非対称な電子レンズを形成させるために、従来の技術では、図12のようにバスタブ状の電極27の内部に庇状の電界補正電極28を挿入することによって達成している。
【0009】
また特開昭64−38947号公報に記載してあるカラー受像管では、ネック内の電子銃近傍に抵抗体を配置し、電子銃の特定の電極の電位を供給するようにしており、これによって良好なダイナミックフォーカスが得られるようになっている。
【0010】
図13(a)および(b)にこのような従来技術の電子銃部の断面を示す。図13において、電子銃6はヒータ(図示せず)を内装し一直線上に配列された3個の陰極KR,KG,KB、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およびコンバーゼンスカップCPが管軸方向にこの順に配置されており、絶縁支持体MFGにより支持、固定されている。
【0011】
G1及びG2は厚さが0.2mmの薄い板状電極であり、直径0.7mm程度の径小の3個の電子ビーム通過孔AR1,AG1,AB1およびAR2,AG2,AB2が6.6mmの中心間距離をもって穿設されている。
【0012】
またG3は2個のバスタブ状電極27−1,27−2とその間に挿入された庇状の電界補正電極28−1とからなる。このバスタブ状電極27−1のG2側には、直径が1.3mmの3個の電子ビーム通過孔AR3−1,AG3−1,AB3−1が穿設されている。またバスタブ状電極27−2のG4側には、直径が6.2mmの3個の電子ビーム通過孔AR3−2,AG3−2,AB3−2が穿設されている。これらのバスタブ状電極の筒状部の外径は、長軸方向に21.3mm、
短軸方向に9.5mmである。
【0013】
庇状の電界補正電極28−1の庇状の部分は、各電子ビームの軌道面と平行にこの軌道面を挟むように厚さ1.2mm程度、長さ3.0mm程度、幅19.0mm程度の平板からなる。
【0014】
G4もG3と同じように2個のバスタブ状電極27−3,27−4とその間に挿入された庇状の電界補正電極28−2とからなる。
【0015】
G4のスクリーン側には、円筒状のコンバーゼンスカップCPが密着しており、その先端外周にスプリングBSが取り付けられていて、ネック5の内壁に塗布された導電膜10に圧着するようになっている。コンバーゼンスカップCPは、一端が開放された厚さ0.32mm、直径約22.0mmの円筒であり、その底面にG4のバスタブ状電極27−4の電子ビーム通過孔に対応する3個の電子ビーム通過孔が穿設されている。
【0016】
陰極からG4までは絶縁支持体MFGにより支持、固定されていて、内径23.9mmのネック5内に挿入されている。これらの電極はガラスであるネックに接触しないようにネック内径より僅かに小さく設計されている。また一般に電子レンズの口径を稼ぐために、電子ビーム通過孔径はできるだけ大きく設定されるので、バスタブ状電極の外径は大きくなっていて、このため絶縁支持体と電極の側壁間の隙間gは極めて挟くなっている。この様子を図14に示す。図14は図13のA−A断面である。
【0017】
以上の電極構成において、例えば陰極は200Vのカットオフ電圧とし、これに映像信号を加え、G1は接地電位とし、G2は500V〜1kV、G3は5kV〜10kV、G4は陽極高電圧の25kV〜30kVを印加する。陽極高電圧は導電膜10とスプリングBSおよびコンバーゼンスカップCPを通じてG4へ印加され、その他の電極電位は、ネック下端のステムピンSTPを通じて印加されるようになっている。このような電位を印加することによって特開平1−236554号公報に記載してあるような高性能な電子レンズが形成される。
【0018】
しかし、このような技術を使用したカラー受像管では耐電圧特性が極めて悪く、カラー受像管として致命的な問題点となっている。これは前記バスタブ状の電極27−2の内部に挿入されている庇状の電界補正電極28−1のエッジ29からの電界放出によるもので、通常カラー受像管では、その製造工程中に電極間に高電圧を印加して耐電圧処理を行うことによって突起やゴミを処理するが、前記エッジ29はバスタブ状の電極27−2の内部にあるので、ほとんど処理ができないためである。勿論G4側に関しても同じであり、補正電極28−2は問題である。
【0019】
さらにネック内の電子銃近傍に抵抗体を配置したカラー受像管においては、抵抗体によって、その電位を供給される電極を含め、その近傍の電極に対し耐電圧処理ができにくいという問題がある。これは、処理工程中に高電圧がかかっても、抵抗体によって処理放電が抑制されるためである。このため特に電極を支持固定している絶縁支持体と電極との間に突起やゴミが残り、カラー受像管の通常の動作中に前記電極近傍で微小放電が発生し、電子ビームのフォーカスを変化させてしまうなどの悪影響を及ぼす。またバスタブ状の電極27の内部に庇状の電界補正電極28を挿入した電極構造をこのようなカラー受像管に用いると、その耐電圧特性はさらに悪化する。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようにカラー受像管の画像特性を画面全面に亘って良好ならしめるためには、通常の対称な円筒電子レンズの前後に、そのレンズ領域内において、非対称な電子レンズを形成させたり、電子銃近傍に抵抗体を配置して、適当な電極電位を供給する構造の電子銃部を使用することが有効であるが、従来技術では、耐電圧特性がきわめて悪く、カラー受像管として致命的な問題点となっている。
【0021】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決すべくなされたもので、電極構造を簡単にして高性能な電子レンズ特性を保ちつつ、同時に耐電圧特性の優れたカラー受像管を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー受像管は、少なくとも電子銃部、偏向部、スクリーン部およびこれらを包囲する外囲器からなり、電子銃部から発射される電子ビームを偏向部により垂直方向および水平方向に偏向するカラー受像管であって、電子銃部は陰極を含む電子ビーム形成部と該電子ビーム形成部によって形成されたインライン状の複数本の電子ビームをそれぞれスクリーン部に集束する主電子レンズ部を少なくとも備えるカラー受像管において、主電子レンズ部はそれぞれ電子ビーム通過孔を有する第1のグリッドと第2のグリッドから少なくともなり、これらのグリッドは複数個の絶縁支持体により支持固定されており、複数個のグリッドは、インライン状の複数本の電子ビームを共通に包囲する断面が実質的に長方形状の筒状部分と、この筒状部分の一端にこの筒状部分と実質的に直交する電子ビーム通過孔をもつ面部分とから構成されるバスタブ状電極と、インライン状の複数本の電子ビームをそれぞれ通過させる複数の電子ビーム通過孔を有する実質的に長方形状外形の厚板金属板からなる厚板状電極とを有し、主電子レンズ部は、少なくともバスタブ状電極からなる第1のグリッドと第2のグリッドから構成されており、それぞれ厚板状電極のグリッドとバスタブ状電極が対向しており、第1のグリッドと第2のグリッドのバスタブ状電極の筒状部分の長軸方向の外径をそれぞれLH1,LH2、短軸方向の外径をそれぞれLV1,LV2とし、各々の比をそれぞれLH1/LV1、LH2/LV2としたとき、
2.5<LH1/LV1<4.4
2.5<LH2/LV2<4.4
であり、LH1/LV1とLH2/LV2の比率が異なることを特徴とするカラー受像管である。
【0023】
【作用】
本発明においては、電極の短軸方向外径がより小さくなった偏平状電極構造となるので、当然短軸方向内径も小さくなり、それにより対称な円筒電子レンズの前後にそのレンズ領域内において非対称な電子レンズを形成させることが可能となる。したがって電子レンズの性能を向上させ得る。
【0024】
またこのとき、従来技術で使用していた庇状の電界補正電極が不要となるので、この庇状の電界補正電極のエッジからの電界放出現象は起こらず、従来技術で問題となっていたカラー受像管にとって致命的問題点である耐電圧特性が一挙に解決する。
【0025】
さらに本発明の電極構造では、電極支持体と電極との距離を充分に確保することができるため、電極支持体と電極の間の耐電圧処理が良好となり、この間にゴミや突起物がなくなるので、カラー受像管としての耐電圧特性がさらに向上する。この作用は、電子銃近傍に抵抗体を配置して適当な電極電位を供給する構造のカラー受像管においてより顕著である。
【0026】
また庇状の電界補正電極を不要とすることは、電子銃の製造をいちじるしく簡略化させるため、その量産性がきわめて高く、かつ電極を不要にするということで、経済的効果もきわめて大きい。これらの点が相俟って実用性に富み工業的価値の高いカラー受像管を提供することができる。
【0027】
【実施例】
以下図面を参照しつつ本発明を実施例に基づいて説明する。
【0028】
図1(a)および(b)は本発明を実施したカラー受像管の主要部分の断面図である。図13と同じものは同じ番号で示す。図1において、ネック5内には電子銃40が配置されており、電子銃40はヒータ(図示せず)を内装し一直線上に配列された3個の陰極KR,KG,KB、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およびコンバーゼンスカップCPが管軸方向にこの順に配置されており、絶縁支持体MFGにより支持、固定されている。
【0029】
G1およびG2は厚さが0.2mmの薄い板状電極であり、直径0.7mm程度の径小の3個の電子ビーム通過孔AR1,AG1,AB1およびAR2,AG2,AB2が6.6mmの中心間距離をもって穿設されている。
【0030】
G3は2個のバスタブ状電極41−1,41−2からなる。この電極のG2側のバスタブ状電極41−1は、G2側に直径が1.3mmの3個の電子ビーム通過孔AR3−1,AG3−1,AB3−1が穿設されていて、このバスタブ状電極の筒状部42の外径は長軸方向に21.3mm、短軸方向に9.5mmである。
【0031】
これに対し、G4側のバスタブ状電極41−2の筒状部43の外径は、長軸方向がG2側の電極と同じように21.3mmであるが、短軸方向がG2側の電極に比べかなり小さく7.8mmとなっており、G4側対向面には直径が6.2mmの3個の電子ビーム通過孔AR3−2,AG3−2,AB3−2が孔間隔6.6mmで穿設されている。
【0032】
すなわち、G2側のバスタブ状電極41−1の筒状部42は、従来のバスタブ状電極27−1,27−2の筒状部と同じように、長軸方向の外径LHと短軸方向の外径LSの比LH/LSが2.24となっているが、G4側のバスタブ状電極41−2の筒状部43は従来のバスタブ状電極27−1,27−2の筒状部よりかなり横長でLH/LSは2.73となっている。この電極の斜視図を図12と比較して図2に示す。また図3に図1のB−B断面を示す。図14と比較することにより、電極41−2と絶縁支持体との隙間g′が充分大きくなっていることが示されている。
【0033】
G4もG3と同じように2個のバスタブ状電極44−1,44−2からなり、このうちG3側のバスタブ状電極44−1は、G3のG4側のバスタブ状電極41−2と同じように、G3側対向面には、直径が6.2mmの3個の電子ビーム通過孔AR4−1,AG4−1,AB4−1が穿設されていて、この電極の筒状部45の外径は長軸方向に21.3mm、短軸方向に7.8mmでかなり横長となっている。ただ、この3個の電子ビーム通過孔AR4−1,AG4−1,AB4−1の孔間隔は、G3の3個の電子ビーム通過孔AR3−2,AG3−2,AB3−2の孔間隔より広く約6.8mmとなっていて、これにより3本の電子ビームをスクリーン上で集中させるようにしている。
【0034】
またコンバーゼンスカップCP側のバスタブ状電極44−2は、G3のG2側のバスタブ状電極41−1と同じような筒状部46で、外径は長軸方向に21.3mm、短軸方向に9.5mmとなっていて、その端面には、直径が6.2mmの3個の電子ビーム通過孔AR4−2,AG4−2,AB4−2が孔間隔6.6mmで穿設されている。
【0035】
G4のスクリーン側にはコンバーゼンスカップCPが溶接されている。このコンバーゼンスカップCPは1個の大きな円筒からなり、G4側には、直径4.5mmの3個の電子ビーム通過孔AR−C,AG−C,AB−CがG3,G4に対応して設けられており、スクリーン側は円筒のまま開放されている。このコンバーゼンスカップには、従来例と同じようにスプリングBSが取り付けてある。
【0036】
前記構造の電子銃では図から明らかなように、G3,G4の対向しているバスタブ状電極41−2,44−1の短軸方向の外径が小さくなっているので、このため絶縁支持体と電極間の隙間g′は、大幅に広くなり耐電圧特性は著しく向上する。特に陽極高電圧が印加される電極およびその対向する電極が前記構造となっていることは、耐電圧特性上きわめて好ましい。
【0037】
すなわちスイッチオン、オフを含めカラー受像管動作中陽極高電圧が印加される電極およびその対向する電極間の電界強度は25kV/mm〜30kV/mmにも達し、僅かな突起、ゴミなどにより簡単に電界集中を生じせしめ放電が発生する。このためカラー受像管では、その製造工程中に特に前記電極間に高電圧を印加して耐電圧処理を行うことによって突起やゴミを処理するわけであるが、対向している電極のそれぞれ表面は処理されても電極の内部にある突起や異物、および電極と絶縁支持体との表面が処理されにくいという問題がある。また絶縁支持体と電極間の隙間には、カラー受像管の内部にあるシャドウマスクやスクリーン面、内部導電膜などからのゴミが落ちてきてこの隙間に溜まりやすいという問題もある。
【0038】
このような問題に対し前記構造では、たとえ電極と絶縁支持体との表面が耐電圧処理されにくくても、絶縁支持体と電極間の隙間が広くなっているので、絶縁支持体と電極間との電界強度は急激に減少するため、放電を開始させうる電界集中は起こり難くなる。実際には処理が良く行われているように見えるが、これは、隙間が広いので、放電が発生しないよう影響のない部分へ異物の移動がきわめて容易に起こるためと考えられる。
【0039】
また前記構造では、絶縁支持体と電極間の隙間が広くなっているので、カラー受像管の内部にあるシャドウマスクやスクリーン面、内部導電膜などからのゴミが落ちてきても、この隙間に溜まり難くなり、耐電圧特性は一段と良好になる。さらに電極内部には、庇状の余分な電極が無いため、対向する電極のそれぞれ表面だけを耐電圧処理すればよく、電極内部にあるよけいな電極の突起やゴミを心配する必要は全くなくなる。
【0040】
以上の電極構成において、従来例と同じように例えば陰極を200Vのカットオフ電圧とし、これに映像信号を加え、G1は接地電位とし、G2は500V〜1kV、G3は5kV〜10kV、G4は陽極高電圧の25kV〜30kVを印加する。このような電位を印加することによってG3,G4部の等電位線48は図4(a)および(b)に示すようになる。すなわち水平方向は図4(a)に示すように、緩やかな分布となるのに対し、垂直方向は図4(b)に示すように、バスタブ状電極の短軸方向がそのビーム通過孔の垂直方向径DV に対し従来より短いためその曲率はきつい。即ち、LS/Dv は7.8mm/6.2mm=1.26と従来の9.5mm/6.2mm=1.53に比べ小さくなっている。したがってこのような電位分布に応じた電子レンズは、水平方向は図5(a)に示すように、円筒レンズによる大きな集束レンズCYLと、G3側に発散作用をもつ4極子レンズQL1およびG4側に集束作用をもつ4極子レンズQL2とが形成され、垂直方向は図5(b)に示すように、円筒レンズによる大きな集束レンズCYLと、G3側に集束作用をもつ4極子レンズQL1およびG4側に発散作用をもつ4極子レンズQL2とが形成されると解釈され、このため特開平1−236554号公報に示されているように高性能な電子レンズ特性をもつようになる。図5は説明を簡単にするため、水平方向は中央ビーム通過孔についてのみ示している。以上の如く本発明を適用することにより、カラー受像管は高性能電子レンズにより高解像度を実現できるとともに、すぐれた耐電圧特性をもったものになる。カラー受像管動作中に放電が発生した場合には、放電による大きな音のために視聴者を驚愕せしめたり、カラー受像管の動作を瞬時停止させ、視聴者への情報提供を一時中断したり、さらにはこのときの放電により数百アンペアからときには千アンペアを越える電流が流れ、カラー受像管動作用回路を完全に破壊してしまうというカラー受像管として致命的な現象に発展する。本発明によりこのような問題を大きく改善できる。
【0041】
前記実施例において、短軸方向が非常に短いバスタブ状電極はG3とG4の対向する電極にぞれぞれ使用しているが、本発明はこれに限らず、G4側だけに用いてもよい。またはG3側とG4側の筒状部の外径の横長率を変えても良い。G3側とG4側の筒状部の外径の横長率を変えるというこの技術は、電子レンズの調整において重要である。
【0042】
前記バスタブ状電極をG4側だけに用いた場合にも、耐電圧特性は従来よりは格段によくなるし、またこのときのレンズ作用は特公昭60−7345号公報に記載されているようになり、画面周辺部におけるスポット径は良好なものとなる。
【0043】
勿論G3側だけに用いても良いし、逆にG3のG2側電極にも短軸方向が非常に短いバスタブ状電極を用いてもよいが、この場合には、絶縁支持体への電極支持強度が少し弱まるのでストラップ部の機械的強度アップが必要である。但し、G3のG2側電極は耐電圧向上にはそれ程効果はないし、G3のG2側電極はビーム通過孔径が非常に小さいので、バスタブ電極の短軸方向径を小さくしても非対称レンズが発生するまでには至らず、レンズ性能向上の効果も期待できない。
【0044】
また前記実施例ではG1,G2,G3,G4のグリッドからなる代表的電子銃をもつカラー受像管に本発明を適用しているが、本発明はこれに限らずさらに多くのグリッドからなる電子銃をもつカラー受像管にも適用できる。
【0045】
本発明の他の実施例を図6(a)および(b)に示す。図6において図1と同じ部分は同じ番号で示す。図6において、ネック5内には電子銃40が配置してあり、電子銃40はヒータ(図示せず)を内装し一直線上に配列された3個の陰極KR,KG,KB、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、第6グリッドG6、第7グリッドG7、第8グリッドG8およびコンバーゼンスカップCPが管軸方向にこの順に配置されており、絶縁支持体MFGにより支持、固定されている。また絶縁支持体MFGの背面には抵抗体RGTが配置されており、一端が陽極高電圧のかかるコンバーゼンスカップCPに接続され、他端がステムピンを通じて管外で接地または調整用電位に接続されている。この抵抗体の適当な中間部から前記G6,G7に接続されており、これらの電極に陽極高電圧の分割電位を供給するようになっている。
【0046】
インライン状に配置された3個の陰極の前面に配置されたG1,G2は小さな電子ビーム通過孔が穿設された薄い板状電極であり、G3は浅い2個のバスタブ状電極50−1,50−2、G4も浅い2個のバスタブ状電極51−1,51−2、G5は4個の深いバスタブ状電極52−1,52−2,52−3,52−4、G6,G7はそれぞれ1枚の厚い板状電極54,55、G8は2個のバスタブ状電極56−1,56−2、および一部抵抗体が配置される部分に平坦部をもつ実質的に円筒状のコンバーゼンスカップCPからなる。勿論各電極にはそれぞれ電子ビーム通過孔が形成されている。
【0047】
さて前記構成で、G1からG5の途中のバスタブ状電極52−3までおよびG8のスクリーン側の電極56−2は従来と同じように電極の外径は、長軸方向に21.3mm、短軸方向に9.5mmであり、長軸方向の外径LHと短軸方向の外径LSの比LH/LSが2.24となっている。
【0048】
これに対しG5のG6側のバスタブ状電極52−4の筒状部58の外径は、長軸方向が21.3mmであるが、短軸方向が前記電極に比べかなり小さく7.8mmとなっており、長軸方向の外径LHと短軸方向の外径LSの比LH/LSは2.73と大きく横長になっている。同時にビーム通過孔の垂直方向径DV との比LS/DV は1.26と小さくなっている。
【0049】
またG6,G7は厚さ2.0mmの厚板電極で、それぞれ直径が6.2mmの3個の電子ビーム通過孔が孔間隔6.6mm乃至6.8mm(これは3本の電子ビームをスクリーン上に集中させるため)で穿設されており、これらの厚板電極の外径は、従来電極より大きく横長で、長軸方向に22.0mm、短軸方向に8.0mmであり、長軸方向の外径LHと短軸方向の外径LSの比LH/LSが2.75となっている。
【0050】
さらにG8のG7側バスタブ状電極56−1の筒状部59の外径も従来電極より横長で、長軸方向に21.3mm、短軸方向に7.8mmであり、長軸方向の外径LHと短軸方向の外径LSの比LH/LSが2.73となっていて、G7側端面には、直径が6.2mmの3個の電子ビーム通過孔が孔間隔6.6mmで穿設されている。従って、この電極においてもビーム通過孔の垂直方向径DV との比LS/DV は1.26と従来より小さくなっている。
【0051】
以上の電極構成において、従来例と同じように例えば陰極を200Vのカットオフ電圧とし、これに映像信号を加え、G1は接地電位とし、G2およびG4は500V〜1kV、G3およびG5は5kV〜10kV、G6は8kV〜15kV、G7は17kV〜24kV、G8は陽極高電圧の25kV〜30kVが印加される。このような電位を印加することによって特開昭64−38947号公報に記載されているものと同じような高性能電子レンズが形成される。これは前記実施例で説明したように、G5のG6側、およびG8のG7側では水平方向の電位の浸透が容易なのにくらべ、垂直方向の電位の浸透は、筒状部の短軸方向径がそのビーム通過孔の垂直方向径DV に対して従来より短いために抑えられる。このためG5のG6側では水平方向に発散作用、垂直方向に集束作用をもつ弱い4極子レンズが形成され、またG8のG7側では水平方向に集束作用、垂直方向に発散作用をもつ弱い4極子レンズが形成され、またこのときG6,G7の電極はそれぞれ一枚の厚板電極なので、G5からG8までにおいて緩やかな円筒電子レンズが形成されるからである。こうして高性能電子レンズが形成されるわけであるが、本発明においては、前記実施例の場合と同じように従来例にくらべきわめてすぐれた耐電圧特性を示す。
【0052】
すなわち、より横長状のバスタブ状電極が陽極高電圧が印加される電極の対向部付近に使用されているため、この付近の絶縁支持体と電極間の隙間は充分広くなっているので、この部分での放電開始に到るほどの強電界にならない。またシャドウマスクやスクリーン面、内部導電膜からのゴミが落ちてきて、この陽極高電圧が印加される電極の対向部付近の絶縁支持体と電極間の隙間に溜まることはほとんどなくなる。
【0053】
さらに電極内部には庇状の余分な電極が無いため、対向する電極のそれぞれ表面だけを耐電圧処理すればよく、電極内部にあるよけいな電極の突起やゴミを心配する必要は全くない。
【0054】
したがって電子レンズに非対称性をもたせながら、高性能の電子レンズとなすことができるとともに、カラー受像管としてのきわめて重要な問題である耐電圧特性を飛躍的に向上させることができる。
【0055】
前記実施例ではG6,G7の厚板電極の外径の横長率をG5,G8のバスタブ状電極より小さくしているが、これはG6,G7が一枚の厚板電極なので、あまり横長率を大きくすると、絶縁支持体への支持片が長くなり、支持固定が弱くなるためで、本発明はこれに限るものではなく、支持手段を強化すれば、さらに横長率を大きくすることもできるし、逆にG6,G7には、従来の外径の電極を用いても、G5のG6側、G8のG7側に横長率の大きいパーツを用いているので従来にくらべて耐電圧特性の向上が望める。さらにこのG6,G7にも、横長率の大きい浅いバスタブ状電極を用いることもできる。
【0056】
以上の実施例において、バスタブ状電極の筒状部の外径の横長率LH/LSを2.75とし、かつこのバスタブ状電極の端面に3個の円形の電子ビーム通過孔が穿設されているが、本発明はこれに限るものではなく、例えば以下のように展開できる。第2の実施例では、第1の実施例に厚板からなる中間電極を挿入したものであるから、基本的には、第1の実施例の応用例について述べるが、勿論第2の実施例にも展開できる。
【0057】
第1の実施例において、G3,G4部の高性能電子レンズは円筒レンズの両端に弱い非対称レンズを形成させるものであるが、この非対称レンズの強さは当然設計事項である。第1の実施例では、電子ビーム通過孔を円形状としバスタブ状電極の筒状部の外径の短軸方向径を小さくすることにより、非対称レンズを形成させているが、このレンズ作用の強弱は、まず筒状部の短軸方向径で変えることができる。
【0058】
即ち電子ビーム通過孔の垂直方向径6.2mmに対し、従来の筒状部の短軸方向径9.5mmでは、レンズへの影響が弱く、高性能電子レンズを形成させるまでには到らない。しかし8.5mmまで小さくすると、レンズへの影響が現れ、電子レンズ性能を向上させることができるとともに、耐電圧特性も明らかに改善され始める。長軸方向径はできるだけ大きくしたいが、しかしネック内径から決まり、従来では21.3mm乃至22.0mmである。したがってバスタブ状電極の筒状部の外径の横長率LH/LSは2.5以上が好ましい。
【0059】
一方前記非対称レンズの作用を強くさせるには、筒状部の短軸方向径を電子ビーム通過孔にぶつかるまで短くしていけばよい。したがって筒状部の短軸方向径は6.2mmまで小さくでき、この時筒状部の短軸方向径と電子ビーム通過孔の垂直方向径の比LS/DV は1.0となる。しかしさらに非対称レンズの作用を強めるには、電子ビームがぶつからない程度まで例えば図7に示すように、電子ビーム通過孔61の径を横長楕円または横長矩形状にすればよい。一般に電子ビーム通過孔径は縦約4mmまで小さくできるので、筒状部の短軸方向径は約5.0mmまで小さくできる。したがってバスタブ状電極の筒状部の外径の横長率LH/LSは4.4まで大きくすることが可能である。
【0060】
以上の如くバスタブ状電極の筒状部の外径の横長率LH/LSは、
2.5<LH/LS<4.4
が好ましい。
【0061】
前記実施例において、耐電圧特性をさらに向上させるために、電子ビーム通過孔の部分に図8に示すようにカール63を設けることもできる。このカール部の長さと筒状部の短軸方向径によって形成される非対称レンズの強さは変化するので、レンズ調整に使用することができる。このカール部の長さを充分長くすると、前記非対称レンズは形成されず、円筒対称レンズだけとなる。この場合には、レンズ性能を向上させることは望めないが、耐電圧特性向上は充分期待できる。
【0062】
【発明の効果】
以上のように、本発明を適用することにより、カラー受像管は高性能電子レンズにより高解像度を実現できるとともにすぐれた耐電圧特性をもったものになる。本発明では、電極の短軸方向外径がより小さくなった偏平状電極構造となるので、当然短軸方向内径も小さくなり、これによって対称な円筒電子レンズの前後にそのレンズ領域内において非対称な電子レンズを形成させることが可能となる。したがって電子レンズの性能を向上させうる。またこのとき、従来技術で使用していた庇状の電界補正電極が不要となるので、この庇状の電界補正電極のエッジからの電界放出現像は起こらず、従来技術で問題となっていたカラー受像管にとって致命的問題点である耐電圧特性が一挙に解決する。
【0063】
さらに本発明の電極構造では、電極支持体と電極との距離を充分に確保することができるため、電極支持体と電極の間にカラー受像管の内部にあるシャドウマスクやスクリーン面、内部導電膜等からのゴミが落ちてきて、この隙間に溜まりやすいという問題も無くなるので、カラー受像管としての耐電圧特性はさらに向上する。
【0064】
また庇状の電界補正電極を不要とすることは、電子銃の製造をいちじるしく簡略化させるため、その量産性はきわめて高く、かつ電極を不要にするということで、経済的効果もきわめて大きい。これらの点が相俟って実用性に富み工業的価値の高いカラー受像管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)および(b)はそれぞれ本発明の一実施例に係る電子銃の構造を示す図である。
【図2】その電子銃の電極構造を示す図である。
【図3】図1(b)において電子銃をB−B線で切断し、矢印方向に見た図である。
【図4】図4(a)および(b)はそれぞれ前記電子銃の要部に発生する電位分布の図である。
【図5】図5(a)および(b)はそれぞれ前記電位分布により形成される電子レンズの図である。
【図6】図6(a)および(b)はそれぞれ本発明の他の実施例に係る電子銃の構造を示す図である。
【図7】異なる他の実施例における電極構造を示す図である。
【図8】さらに異なる他の実施例における電極構造を示す図である。
【図9】従来のカラー受像管の構成を示す図である。
【図10】図10(a)および(b)はそれぞれ偏向磁界の図である。
【図11】画面上のビームスポットの形状を示す図である。
【図12】従来のカラー受像管の電子銃の電極構造を示す図である。
【図13】図13(a)および(b)はそれぞれ従来のカラー受像管の電子銃の構造を示す図である。
【図14】図13(b)において電子銃をA−A線で切断し、矢印方向に見た図である。
【符号の説明】
5…ネック
40…電子銃
41−1,41−2…バスタブ電極
44−1,44−2…バスタブ電極
50−1,50−2…バスタブ電極
51−1,51−2…バスタブ電極
52−1,52−2,52−3,52−4…バスタブ電極
56−1,56−2…バスタブ電極
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
G7…第7グリッド
G8…第8グリッド
KB,KG,KR…陰極
Claims (1)
- 少なくとも電子銃部、偏向部、スクリーン部およびこれらを包囲する外囲器からなり、前記電子銃部から発射される電子ビームを前記偏向部により垂直方向および水平方向に偏向するカラー受像管であって、前記電子銃部は陰極を含む電子ビーム形成部と該電子ビーム形成部によって形成されたインライン状の複数本の電子ビームをそれぞれ前記スクリーン部に集束する主電子レンズ部を少なくとも備えるカラー受像管において、
前記主電子レンズ部はそれぞれ電子ビーム通過孔を有する第1のグリッドと第2のグリッドから少なくともなり、これらのグリッドは複数個の絶縁支持体により支持固定されており、前記複数個のグリッドは、インライン状の複数本の電子ビームを共通に包囲する断面が実質的に長方形状の筒状部分と、この筒状部分の一端にこの筒状部分と実質的に直交する電子ビーム通過孔をもつ面部分とから構成されるバスタブ状電極と、
インライン状の複数本の電子ビームをそれぞれ通過させる複数の電子ビーム通過孔を有する実質的に長方形状外形の厚板金属板からなる厚板状電極とを有し、
前記主電子レンズ部は、少なくとも前記バスタブ状電極からなる前記第1のグリッドと前記第2のグリッドから構成されており、それぞれ前記厚板状電極のグリッドと前記バスタブ状電極が対向しており、前記第1のグリッドと前記第2のグリッドの前記バスタブ状電極の前記筒状部分の長軸方向の外径をそれぞれLH1,LH2、短軸方向の外径をそれぞれLV1,LV2とし、各々の比をそれぞれLH1/LV1、LH2/LV2としたとき、
2.5<LH1/LV1<4.4
2.5<LH2/LV2<4.4
であり、LH1/LV1とLH2/LV2の比率が異なることを特徴とするカラー受像管。
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