JPH0272546A

JPH0272546A - カラー受像管

Info

Publication number: JPH0272546A
Application number: JP63222360A
Authority: JP
Inventors: Masaji Shirai; 正司白井; Yoshio Takahashi; 高橋　芳雄; Yukiyoshi Furuyama; 古山　征義; Kazunari Noguchi; 一成野口
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: 1988-09-07
Filing date: 1988-09-07
Publication date: 1990-03-12
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JP2708493B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、カラー受像管用電子銃の主レンズを構成する
電極形状と、各電極への電圧印加方法に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、従来構造の電子銃を備えカラー受像管の平面
図である。ガラス外囲器１のフェースプレート部２つの
内壁に、３色の蛍光体を交互にストライプ状に塗布した
蛍光面３が支持されている。

陰極６，７．８の中心軸１５，１６．１７はＧ１電極９
．Ｇ２電極１０．主レンズを構成する集束電極１１．お
よび遮蔽カップ１３の、それぞれの陰極に対応する開孔
部の中心軸と一致し、共通平面上に、互いにほぼ平行に
配置されている。主レンズを構成するもう一方の電極で
ある加速電極１２の中央の開孔部の中心軸は、上記中心
軸１６と一致しているが、外側の両開孔の中心軸１８゜
１９はそれぞれに対応する中心軸１５．１７と一致せず
外側にわずかに変位している。各陰極から射出される３
本の電子ビームは、中心軸１５゜１６．１７に沿って主
レンズに入射する。集束電極１１には、５〜ｌ０ＫＶ程
度の集束電圧が印加され、加速電極１２には、２０〜３
０ＫＶ程度の加速電圧が印加され、遮蔽カップ１３、ガ
ラス外囲器内部に設けられた導電膜５と同電位になって
いる。集束、加速画電極の中央部の開孔は同軸になって
いるので、中央に形成される主レンズは軸対称となり、
中央ビームは主レンズによって集束された後、軸に沿っ
た軌道を直進する。−万両電極の外側の開孔は、互いに
軸ががれているので、外側には非軸対称の主レンズが形
成される。このため、外側ビームは、主レンズ領域のう
ち、加速電極側に形成される発散レンズ領域で、レンズ
中心軸から中央ビーム方向に外れた部分を通過し、主レ
ンズによる集束作用と同時に、中央ビーム方向への集中
力をうける。こうして、３本の電子ビームは、シャドウ
マスク４上で、結像すると同時に、互いに重なり合うよ
うに集中する。この様に、各ビームを集中させる操作を
、静コンバーゼンス（以下ＳＴＣと略す）と呼ぶ。さら
に各電子ビームは、シャドウマスクにより色選別をうけ
、各ビームに対応する色の蛍光体を励起発光させる成分
だけが、シャドウマスクの開孔を通過し、蛍光面に到る
。また、電子ビームを蛍光面上で走査するため、外部磁
気偏向ヨーク１４が設けられている。

上記のように３本の電子ビーム通路が一水平面上に配置
されるインライン電子銃と、特殊な非斉一磁界分布を形
成するいわゆるセルフコンバーゼンス偏向ヨークを組合
わせることにより、画面中央でＳＴＣがとれていれば、
他の画面全域にわたってコンバーゼンスをとれるという
ことが知られている。しかし、一般にセルフコンバーゼ
ンス偏向ヨークでは、磁界の非斉一性のため偏向収差が
大きく、画面周辺部で解像度が低下するという問題があ
る。第３図は、電子ビームスポットが偏向収差により変
形される様子を模式的に示したものである。

画面周辺部では斜線で示した電子ビームの高輝度部分く
コア）が水平方向に拡がり、低輝度部分（ハロ）が垂直
方向に拡がっている。

特開昭６１−９９２４９号公報に、この問題を解決する
ための一手段が示されている。第４図に、本従来例によ
る電子銃の構造の一例を示す、集束電極を陰極から蛍光
面に向って第１部材１１５、第２部材１１６に２分割す
る。第１部材１１４の、第２部材１１５に対向する端面
には、第４図（ｂ）に示すように縦方向に長いスリット
が設けられている。第２部材１１６の第１部材に対向す
る端面には、第４図（ｃ）に示すように水平方向に長い
スリット状の開孔が設けられ、偏向ヨークに供給される
偏向電流に同期してダイナミックに変動する電圧、すな
わちダイナミック電圧が集束電圧ｖ１に重畳さｉて与え
られる。偏向量が大きいときには、°第１部材と第２部
材の電位差が大きくなるので、スリットにより形成され
る４電極レンズ強度が強くなり電子ビームスポットには
大きな非点収差が生じる。第２部材１１６の電位が第１
、第３部材の電位より高ければ、電子ビームに生じる非
点収差はコアを垂直方向に長く、八日を水平方向に長く
引き伸ばす効果をもつので、図３に示した電子ビーム偏
向にともなう非点収差をうち消すことができ、画面周辺
部解像度を向上させることができる。一方、電子ビーム
が偏向させないときは第１部材と第２部材との電位差を
無くすることにより、非対称レンズを形成しないように
して、画面中央部で非点収差が生じない条件にできるの
で、解像度劣化は生じない。

また、カラー受像管では、主レンズから画面周辺部まで
の距離が、画面中央部までの距離に比較して長いので、
中央部と周辺部で電子ビーム集束の条件が異なり、中央
部で電子ビームを集束させると１周辺部では集束せず解
像度が悪化するという問題点がある。しかし、第４図の
従来では、電子ビームを画面周辺に偏向するとき第１部
材１１４の電位を増大させるので、加速電極１２の加速
電圧との電圧差が縦小し、主レンズのレンズ強度が弱ま
る。このため、電子レンズビーム集束点は画面方向に延
長され、画面周辺部でも電子ビームを画面上に集束させ
ることができるので、この点でも周辺部解像度劣化を防
ぐことができる。すなわちダイナミックな非点収差補正
と同時に、ダイナミックフォーカスをも実現することが
できる。

第５図は、特開昭６１−２５０９３４号公報に示された
他の従来例である。第４図の従来例と同様、集束電極を
１１７，１１８の２つの部材に分割する。第５図（ｂ）
、（ｃ）に示したように、各部材の対向面には縦方向′
および横方向の平板補正電極を互いに組み合わせるよう
に配置し、４電極レンズを形成する。第２部材１１８に
は、集束電圧ｖ１に重畳したダイナミック電圧Ｖ、を印
加して、ダイナミックな非点収差補正とダイナミックフ
ォーカスを同時に実現する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術には、電子銃部品１１作および電子銃組立
に極めて高い精度が要求されるという問題点があった。

すなわち、第４図および第５図の実施例では、縦横のス
リット、あるいは縦横の平板状補正電極を組合わせる際
に、互いにわずかでも所望の位置からずれると、非点収
差補正の際に電子ビームに不均一な力が働き、画面上に
スポットを歪ませる。

また、上記従来技術では次のような問題点もある。すな
わち、上記従来技術では、ＳＴＣをとるために、Ｇ３電
極第２部材１１６、あるいは１１８とＧ４電極１２との
間に形成される主レンズのうち、外側の主レンズを非軸
対称に形成することかで一般的である。レンズ電界に含
まれる非軸対称成分によって外側ビームを中央ビーム側
に集中させるのである。ところが、上記従来技術では、
ダイナミックフォーカスをとるため、ビーム偏向にとも
ないＧ３電極第２部材１１６、あるいは１１８の電位を
増出させ、主レンズ強度を弱めるが、この際、同時に上
記の電界の非軸対称成分も弱まり、外側ビームと中央ビ
ームとをシャドウマスク上で一点に集中させることがで
きなくなるというビームのコンバーゼンスに対する問題
点が生じる。

本発明の目的は、ダイナミックな非点収差補正とダイナ
ミックフォーカスを同時に実現でき、部品製作および組
立に、従来はどの精度を要求されない電子銃構造を与え
ることにある。

本発明の他の目的は、ダイナミック電圧の印加によって
も、ビームのコンバーゼンスに対する問題の生じない電
子銃構造を与えることにある。

〔課題を解決するための手段〕

従来技術では、２種類の異なった構造の電極を正確に組
み合わせる必要から、部品および組立精度を高くしなけ
ればならなかった。そこで、Ｇ３電極第１部材には、第
２部材との対向面に単一の大きな開口部を設け、第１部
材内部には円形の開孔をもつ電極板を設けるだけとし、
４電極レンズを形成するための構造としては、第２部材
の第１部材との対向面の電子ビーム通過孔上下に配置さ
れ、上記開口部を通じて第１部材内部に延長された平板
状補正電極のみとする。

〔作用〕

上記のような本発明による電極構造では、平板状補正電
極を介して対向する第１、第２部材対向面には、互いに
同軸、同径の円形開孔が設けられている。したがって、
第１、第２部材は、第４図実施例と異なり、電子銃組立
に通常用いられている円筒形の貫通組立治具により極め
て精度良く組合わせることができる。また、第５図実施
例に比較しても、縦方向板状補正電極が存在しないこと
から、第１、第２部材組合せの際の誤差、第１部材の部
品精度劣化などはほとんど生じなくなる。

（実施例〕第１図に本発明の一実施例を示す。集束電極を第１部材
１１１と第２部材１１２とに分割し、第１部材には単一
の横長開口部を設ける。第１部材１１１内部には３個の
円形の電子ビーム通過孔を設けた電極板１１４を配置す
る。第２部材１１２には、第１部材１１１との対向端面
に３個の円形の電子ビーム通過孔を設け、通過孔の上下
しこ、第１部材方向に延長された平板状補正電極１１３
を接続する。各電子ビームに対応する、電極板１１４と
第２部材１１２の上記電子ビーム通過孔は、それぞれ互
いに同軸、同径である。

第１部材１１には一定の集束電圧ｖｉを、第２部材１１
２にはｖｌに重畳してダイナミック電圧Ｖ、を印加する
。電子ビームが偏向されるとき、偏向量の増大に伴なっ
てＶ、を上昇させる。■−の上昇とともに、第１部材１
１１と第２部材１１２の対向部に形成される４電極レン
ズ強度が増大し、電子ビーム偏向による非点収差を補正
できる。同時に加速電極１２の加速電圧Ｅｂと、第２部
材１１２への印加電圧との間の電圧差の縮小により、主
レンズ強度が低下し、主レンズと電子ビーム集束点との
間の距離が長くなるので、画面周辺部でも電子ビームを
集束させることができる。

すなわち、ダイナミックな非点収差補正とダイナミック
フォーカスとを同時に行える。

第１図の電極構造では、電極板１１４に設けられた円形
ビーム通過孔と、第２部材１１２の第１部材１１１側円
形ビーム通過孔は互いに同軸、同径なので、電子銃組立
に通常用いられる円筒状組立治具を番孔に貫通させるこ
とにより、極めて高い組立精度を得ることができる。

第１図の実施例に対し、非点収差補正特性を解析によっ
て求めた結果を第６図に示す。解析を行った電子銃の主
要寸法は以下の通り。

集束電極全長：２６．３３ｍｍ〃　　第１部材１１１−第２部材１１２間隔：　　０．
５ｍｍ電極板１１４上と、第２部材１１２の第１部材１１１側
電極面上円ビーム通過孔直径、ならびに、平板状補正電
極１１３の上下両電極間距離Ｄ：４ｍｍまた、補正電極１１３の長さをＱ、補正電極１１３と電
極板１１４の間隔をｇ、第２部材１１２の長さをＱＧ３
−２とする。

非点収差特性は、以下のような手順で解析したＶｔを一
定値（本解析では７．４ＫＶ）とし、第２部材１１２に
ダイナミック電圧Ｖ−を重畳する。

各Ｖ−に対してＥｂを変化させ、画面中央部で垂直およ
び水平方向の電子ビーム径が最小になる電圧Ｅｂｖおよ
びＥｂｈをそれぞれ求め、 ΔＥｂ＝Ｅｂｖ　　Ｅｂｈで表わされる垂直、水平方向Ｅ５電圧差を計算する。Ｖ
ｍが正の値で、４重接レンズ強度が増大すると、Ｅｂｖ
がＥｂｈよりも大になりΔＥｂは正の値になる。これは
、垂直方向に電子ビームを集束させるためには、水平方
向に集束させるときよりも、集束電極第２部材１１２と
加速電極１３との間に形成される主レンズ強度を強くし
なければならず。

一定のＥ−では電子ビームスポットのコアが垂直方向に
、ハロが水平方向に引き伸ばされるということを意味す
る。この、静電４型棒レンズによって生じた非点収差は
、第３図に示した。電子ビーム偏向によって生じた非点
収差をうち消す効果をもつ。したがって、同一のｖｄに
対して、ΔＥｂの値が大きければ、４重接レンズによる
非点収差補正の感度が高いことになる。第６図には、ダ
イナミック電圧Ｖ−をＩＫＶにしたとき、各種のＱ。

ｇおよびＱＧ３−２の値に対するΔＥｂの値を示した。

第６図より、非点収差補正感度は、補正電極１１３の長
さＱにはほとんど依存せず、補正電極１１３と電極板］
−１４の間隔ｇに強く依存することが分る。電極板１１
４は非点収差補正感度を増大させる効果をもち、ｇの値
が小さいほど感度は高くなる。さらに、第６図から、４
重接レンズ位置と非点収差補正感度の関係も分る。第２
部材１１２の全長ＱＧ３−２が短いほど、すなわち、４
重接レンズ位置が、第２部材１１２と加速電極１３との
間に形成される主レンズ位置に近づくほど、非点収差補
正感度が高い。

第１図に示した実施例では、ビームのコンバーゼンスに
対する問題も解決することができる。ダイナミック電圧
Ｖ−の上昇とともに、主レンズ部では、加速電圧Ｅｄと
、第２部材１１２の電圧との電位差が縮小するので、電
界が弱くなる６したがって、ビームコンバーゼンスさせ
るため、外側ビームを中央ビーム方向に偏向させる働き
をもっている、電界の非軸対称成分も同時に弱くなり、
外側ビームの偏向量が低下する。しかし、第１図の実施
例では、ダイナミック電圧Ｖ、の上昇とともに、４電極
レンズ部で外側ビームの偏向量を増大させる効果が生じ
るので、上記の低下量を補い。

■櫨が変動しても常にコンバーゼンスをとれるようにす
ることができる。

第７図を用いて、４電極レンズ部分で、ビームがどのよ
うに偏向されるかを説明する。第７図は、第１図の実施
例のＡＡ断面内の等電位線分布を模式的に表わしたもの
である１等電位線４０７は。

図のように２枚の補正電極１１３の中間部で内側に入り
こむ第１部材１１１は補正電極１１３よりも電位が低く
なっているので、第７図に矢印７０２で示した方向に電
界が生じる。外側ビームは、この電界と反対の方向に力
をうけるので、中央ビーム方向に偏向される。ダイナミ
ック電圧Ｖ、を上昇させるとこの電界は一層強くなり、
外側ビームの偏向量は増大する。

第８図は、各種のα、ｇｔ　ＱＧ３−２の値に対し、コ
ンバーゼンス変動量を解析した結果である。

第８図縦軸のΔＸは、ダイナミック電圧ｖ４を１ＫＶ増
加させたとき１画面中央部での２つの外側ビーム間の水
平方向距離を表す。ΔＸが０ならば、コンバーゼンスは
ｖ４によって変動しない。△Ｘが正の値のときは、■−
の増加とともにビーム偏向が過大になり、３本のビーム
は画面の手前で集中してしまう。ΔＸが負の値のときは
、逆にＶ。

の増加とともにビーム偏向が不足して、ビームが画面に
到達しても未だ集中しなくなる。

Ｑ、ｇ、ＱＧ３−２を適当に選ぶことにより、ΔＸをＯ
とし、ビームのコンバーゼンスの問題を解決することが
できる。特に、Ｑを変化させると。

非点収差補正感度に影響を与えることなく、コンバーゼ
ンスだけを独立に調整できるで、電極設計が容易である
。

第１図の実施例では、電極板１１４に設けられた電子ビ
ーム通過孔は円形であるが、第９図に示したように正方
形など、孔の水平、垂直方向の径が同一である形状なら
ば、円筒状電極組立治具を用いることにより精度良く電
極組立を行えるので、第１図実施例と同様の効果をもつ
。

第１０図は、電極板１１４に設ける電子ビーム通過孔を
長方形にした実施例である。この場合、円筒状組立治具
を用いたとき、電極撤１１４の垂直方向の位置精度は十
分にとれなくなる。ただし。

電子ビーム通過孔の垂直方向径が、上下の平板状補正電
極の間隔よりも十分大きければ、垂直方向位置ずれの影
響は平板状補正電極によって遮蔽され、問題は生じない
。第１０図の電子ビーム通過孔形状では、非点収差補正
感度の向上もはかることができる。

電子ビーム通過孔の水平方向径が垂直方向形より大きい
場合もビームコンバーゼンスの問題は解決できるが、非
点収差補正感度の低下、および電極組立精度の低下をも
たらすので好ましくない。

以上の実施例では、電子銃主レンズを２つの電極で構成
する。いわゆるＢｉ−Ｐｏｔｓｎｔｉａｌ　Ｆｏｃｕｓ
ｉｎｇレンズ、すなわちＢＰＦレンズのみを対象として
いるが、３つの電極で構成する、いわゆるυｎ１−Ｐｏ
ｔｅｎｔｉａｌ　Ｆｏｃｕｓｉｎｇレンズ、すなわちＵ
ＰＦレンズの集束電極に本発明を適用することも可能で
あり、さらにこれらのレンズを組み合わせた多段形の主
レンズにも適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ダイナミックな非点収差補正とダイナ
ミックフォーカスを同時に実現できる。

またダイナミック電圧の印加によっても、ビームのコン
バーゼンスに対する問題の生じない電子銃構造を与える
ことができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例の電子銃の垂直断面図および
、主要部の正面図、第２図は従来の電子銃を備えたカラ
ー受像管の水平断面図および主要部正面図、第３図は従
来電子銃によるカラー受像管画面各側の電子ビームスポ
ット形状模式図、第４図及び第５図はそれぞれ他の従来
電子銃の垂直断面図および主要部の正面図、第６図及び
第８図は本発明実施例の電子銃特性の解析結果を示した
グラフ、第７図は第１図実施例の垂直断面とその内部の
等電位線分布の模式図第９図及び第１０図は本発明の他
の実施例主要部の正面図である。符号の説明１・・・ガラス外囲器、２・・・フェイスプレイド３・
・・蛍光面、４・・・、５・・・導電膜、６，７．８・
・・陰極、９・・・Ｇ１電極、１ｏ・・・Ｇ２電極、１
１・・・集束電極、１２・・・加速電極、１３・・・遮
蔽カップ、１４・・・外部磁気偏向ヨーク、１５，１６
，１７・・・電子ビーム初期通路、１１１・・・集束電
極第１部材、１１２・・・集束電極第２部材、１１３・
・・平板状補正電極、１１４・・・電極板。第７目７ノＡＡｌｌｆｆ面カ第目ノＪ（Ｃ）第図第７同２／／こり（Ｃ）第を目１（４Ｌり第Ｆ目

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の電子ビームを発生させ、かつこれらの電子ビ
ームを一水平面上の互いに平行な初期通路に沿って蛍光
面へ指向させる第１の電極手段と、上記各電子ビームを
蛍光面に集束させるための主レンズを構成する第２の電
極手段とを具備したカラー受像管用電子銃において、上
記主レンズを構成する電極のうち、最高電圧を印加され
た加速電極に隣接する集束電極を、第１部材と第２部材
の２つの部材から構成し、第１部材は加速電極に隣接し
て配置し、第１部材の、第２部材と対向する端面に設け
られた電子ビーム通過孔の上下に配置され、第１部材と
電気的に接続された平板状電極を、第２部材の第１部材
との対向端面に設けりれた単一の開口を通じて第２部材
内部にまで延長し、第２部材内部に配置させ、上記平板
状電極と一定の間隔をもつと対向し、上記一水平面に平
行な方向と、上記一水平面に垂直な方向とで同一の径を
もつ電子ビーム通過孔を設けた電極板を第２部材と電気
的に接続させ、第１部材には、上記複数の電子ビームを
蛍光面上で走査するために、上記複数の電子ビームを偏
向するときの偏向量に同期して変動する電圧を印加する
ことを特徴とするカラー受像管用電子銃。２、上記電極板に設けられた電子ビーム通過孔の形状が
円形であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記
載のカラー受像管用電子銃。３、上記電極板に設けられた電子ビーム通過孔の形状が
正方形であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
記載のカラー受像管用電子銃。４、複数の電子ビームを発生させ、かつこれらの電子ビ
ームを一水平面上の互いに平行な初期通路に沿って蛍光
面へ指向させる第１の電極手段と、上記各電子ビームを
蛍光面に集束させるための主レンズを構成する電極のう
ち、最高電圧を印加された加速電極に隣接する集束電極
を、第１部材と第２部材の２つの部材から構成し、第１
部材は加速電極に隣接して配置し、第１部材の、第２部
材に対向する端面に設けられた電子ビーム通過孔の上下
に配置され、第１部材と電気的に接続された平板状電極
を、第２部材の第１部材との対向端面に設けられた単一
の開口を通じて第２部材内部に延長し、第２部材内部に
配置され、上記平板状電極と一定の間隔をもって対向し
、上記一水平面に垂直な方向の径が、上記一水平面に平
行な方向の径よりも大きい電子ビーム通過孔を設けた電
極板を第２部材の電子ビームを偏向するときの偏向量に
同期して変動する電圧を印加することを特徴とするカラ
ー受像管用電子銃。５、上記電極板に設けられた電子ビーム通過孔の、上記
一水平面に垂直な径が、上記上下に配置された平板状電
極に間隔よりも大であることを特徴とする、特許請求の
範囲第４項記載のカラー受像管用電子銃。６、上記電極板に設けられた電子ビーム通過孔の形状が
長方形であることを特徴とする、特許請求の範囲第４項
記載のカラー受像管用電子銃。