JPH04248228A - カラ−陰極線管 - Google Patents

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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラー陰極線管に係
り、特に蛍光体スクリーン上の解像度を良好にする電子
銃を有するインライン型カラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー陰極線管は、外囲器のパネ
ル内面に、多数の電子ビーム通過孔の形成されたシャド
ウマスクと対向して３色蛍光体層からなる蛍光体スクリ
ーンが形成され、電子銃から放出される３電子ビームを
外囲器外側に装着された偏向ヨークの発生する磁界によ
り偏向し、上記シャドウマスクを介して蛍光体スクリー
ンを水平、垂直走査することにより、この蛍光体スクリ
ーン上にカラー画像を表示する構造に形成されている。

【０００３】このようなカラー陰極線管において、特に
電子銃を、同一平面上を通るセンタービームおよび一対
のサイドビームからなる一列配置の３電子ビームを放出
する電子銃としたインライン型カラー陰極線管が、現在
、カラー陰極線管の主流となっている。

【０００４】ところで、一般にカラー陰極線管の解像度
は、蛍光体スクリーン上のビームスポットの大きさ、形
状に依存する。したがって解像度を良好にするためには
、ビームスポットをできる限り小さく、かつ歪の少ない
形状にすることが必要である。また３電子ビームのコン
バーゼンス特性も重要な要因である。

【０００５】そのビームスポットを小さくするためには
、電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に集束する
電子銃の主レンズを形成する電極の口径を大きくして、
球面収差を小さくすることが有効である。そのためには
、３電子ビームの相互間隔を大きくすることが必要であ
る。しかし電子ビームの相互間隔を大きくすると、３電
子ビームのコンバーゼンス特性が劣化するし、また電子
銃の配置される外囲器のネック内径により、主レンズを
構成する電極の口径が制限される。

【０００６】従来このような電子ビームの相互間隔やネ
ック内径を大きくすることなく、主レンズの球面収差を
小さくする手段として、主レンズを３電子ビームに共通
に作用する大口径レンズとした電子銃がある。

【０００７】図６にその電子銃を示す。この電子銃は、
一列配置の３個のカソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒ、これらカ
ソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒを加熱する３個のヒータ（図示
せず）および上記カソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの前面（蛍
光体スクリーン側）に順次配列された制御電極２、加速
電極３、集束電極４、最終加速電極５およびこの最終加
速電極５に取付けられたコンバーゼンス電極６からなる
。この電子銃の各電極２〜６には、３個のカソード１Ｂ
，１Ｇ，１Ｒに対応して一列配置の３個の円形電子ビー
ム通過孔がカソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの配列方向と同方
向に形成されている。

【０００８】この電子銃では、カソード１Ｂ，１Ｇ，１
Ｒから放出される電子は、制御電極２および加速電極３
により加速集束されて３電子ビーム７Ｂ，７Ｇ，７Ｒと
して引出され、つぎの集束電極４および最終加速電極５
により形成される主レンズにより最終的に蛍光体スクリ
ーンに向かって加速集束され、この蛍光体スクリーンに
入射してビームスポットを形成する。

【０００９】特にこの電子銃の集束電極４と最終加速電
極５とは、図７に示すように、その各対向部に、カソー
ドの配列方向すなわち３電子ビームの配列方向を長径と
する長円形状の有底凹孔部９，１０が形成され、その有
底凹孔部９，１０の底面部に３個の円形電子ビーム通過
孔１１Ｂ　，１１Ｇ　，１１Ｒ　および１２Ｂ　，１２
Ｇ　，１２Ｒ　が形成されている。

【００１０】したがって、この集束電極４と最終加速電
極５とにより形成される主レンズの電位分布は、図８に
示すように、各有底凹孔部９，１０間とその底面部の外
側（各電極４，５の内側）に、３電子ビームに対して共
通の比較的緩やかな等電位線１３で与えられる分布とな
り、球面収差の小さい非回転対称の大口径レンズが形成
される。

【００１１】しかし、この電子銃のように主レンズを長
円形状の有底凹孔部９，１０を有する電極４，５で形成
して非回転対称の電子レンズとすると、つぎのような問
題を生ずる。

【００１２】その一つは、３電子ビームの配列方向（有
底凹孔部９，１０の長径方向）の集束作用が３電子ビー
ムの配列方向と直交する方向（有底凹孔部９，１０の短
径方向）の集束作用より弱くなり、非点収差を生ずるこ
とである。特にセンタービーム７Ｇは、一対のサイドビ
ーム７Ｂ，７Ｒにくらべて非点収差が大きくなる。

【００１３】他の一つは、３電子ビームの配列方向の電
位分布が、その配列方向の周辺部の等電位線１３の曲率
にくらべて中央部の等電位線１３の曲率が緩やかな分布
となり、センタービーム７Ｇの受ける３電子ビームの配
列方向の集束作用が一対のサイドビーム７Ｂ，７Ｒの受
ける同方向の集束作用より相対的に弱くなる。そのため
、集束電圧差を生ずることである。

【００１４】その結果、蛍光体スクリーン上のビームス
ポットに歪を生じ、かつ蛍光体スクリーン上での３電子
ビーム７Ｂ，７Ｇ，７Ｒの集束が不均一となるため、ビ
ームスポットが最小とならず、解像度が劣化する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来よ
りインライン型カラー陰極線管の解像度を良好にするた
め、電子銃の主レンズを形成する電極に３電子ビームの
配列方向を長径とする長円形状の有底凹孔部を形成し、
その有底凹孔部の底面部に３個の円形電子ビーム通過孔
を形成して、主レンズを非回転対称の大口径電子レンズ
としたものがある。しかし、この電子銃では、主レンズ
の非回転対称性により、蛍光体スクリーン上のビームス
ポットに歪を生じ、かつ３電子ビームの集束がアンバラ
ンスとなるため、ビームスポットが最小とならず、解像
度が劣化するという問題がある。

【００１６】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、同一平面上を通るセンタービーム
および一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビ
ームを放出する電子銃を有するカラー陰極線管において
、蛍光体スクリーン上のビームスポットに歪がなく、小
さくして、解像度を向上させることを目的とする。

【００１７】［発明の構成］

【００１８】

【課題を解決するための手段】同一平面上を通るセンタ
ービームおよび一対のサイドビームからなる一列配置の
３電子ビームを放出する電子銃を有し、この電子銃から
放出される３電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上
に集束する主レンズを形成する筒状の集束電極および筒
状の最終加速電極の対向部にそれぞれ上記３電子ビーム
の配列方向を長径とする長円形状の有底凹孔部が形成さ
れ、この有底凹孔部の底面部に上記３電子ビームが各別
に通過するセンタービーム通過孔および一対のサイドビ
ーム通過孔からなる３個の電子ビーム通過孔が形成され
てなるカラー陰極線管において、上記集束電極および最
終加速電極の有底凹孔部のうち、少なくとも一方の電極
の有底凹孔部の底面部を、他方の対向電極から離れて位
置する３個の凹部が他方の対向電極に接近して位置する
凸部を介して上記３電子ビームの配列方向に並列し、こ
れら凹部および凸部の底面が上記３電子ビームの配列方
向と直交する方向に平坦である凹凸面とし、上記凹部の
底面に上記３個の電子ビーム通過孔が形成され、かつ上
記センタービーム通過孔の形成される凹部底面を上記一
対のサイドビーム通過孔の形成される凹部底面よりも他
方の対向電極側に位置させた。

【００１９】

【作用】上記のように、主レンズを形成する集束電極お
よび最終加速電極の対向部にそれぞれ３電子ビームの配
列方向を長径とする長円形状の有底凹孔部を形成し、か
つ少なくとも一方の電極の有底凹孔部の底面部を、他方
の対向電極から離れて位置する３個の凹部が他方の電極
に接近して位置する凸部を介して３電子ビームの配列方
向に並列し、これら凹部および凸部の底面が３電子ビー
ムの配列方向と直交する方向に平坦である凹凸面とし、
その凹部底面に３個の電子ビーム通過孔が形成され、か
つセンタービーム通過孔の形成される凹部底面を一対の
サイドビーム通過孔の形成される凹部底面よりも他方の
対向電極側に位置させると、集束電極と最終加速電極と
により形成される主レンズにより、３電子ビームの配列
方向の集束作用がその配列方向と直交する方向の集束作
用より弱い３電子ビーム共通の非回転対称大口径レンズ
が形成されるばかりでなく、両電極の各３個の電子ビー
ム通過孔の近傍にそれぞれ３電子ビームの配列方向の集
束作用がその配列方向と直交する方向の集束作用より強
い３電子ビーム各別の３個の非回転対称小口径レンズを
形成することができ、かつその中央の小口径レンズの集
束作用を両側の２つの小口径レンズの集束作用よりも相
対的に強くすることができる。その結果、３電子ビーム
に対する大口径レンズの非回転対称性の作用を相殺して
、球面収差が小さくかつ非点収差がきわめて小さく、さ
らに３電子ビームの集束電圧が均一となる主レンズを形
成して、蛍光体スクリーン上の解像度を大幅に向上さる
ことができる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。

【００２１】図４にその一実施例であるインライン形カ
ラー陰極線管を示す。このカラー陰極線管は、パネル２
０およびこのパネル２０に一体に接合されたファンネル
２１からなる外囲器を有する。そのパネル２０内面に、
青、緑、赤に発光するストライプ状の３色蛍光体層から
なる蛍光体スクリーン２２が形成され、この蛍光体スク
リーン２２に対向して、その内側に多数の電子ビーム通
過孔の形成されたシャドウマスク２３が配置されている
。また、ファンネル２１のネック２４内に、同一水平面
上を通るセンタービーム２５Ｇ　および一対のサイドビ
ーム２５Ｂ　，２５Ｒ　からなる一列配置の３電子ビー
ム２５Ｂ　，２５Ｇ　，２５Ｒ　を放出する電子銃２６
が配設されている。そして、この電子銃２６から放出さ
れる３電子ビーム２５Ｂ　，２５Ｇ　，２５Ｒ　をファ
ンネル２１の外側に装着された偏向ヨーク２７の発生す
る磁界により偏向して、上記蛍光体スクリーン２２を水
平、垂直走査することにより、この蛍光体スクリーン２
２上にカラー画像を表示する構造に形成されている。

【００２２】上記電子銃２６は、図１に示すように、水
平方向に一列配置された３個のカソード１Ｂ，１Ｇ，１
Ｒ、これらカソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒを加熱する３個の
ヒータ（図示せず）、上記カソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの
前面に蛍光体スクリーンに向かって順次配列された制御
電極２、加速電極３、集束電極４０、最終加速電極５０
およびこの最終加速電極５０に取付けられたコンバーゼ
ンス電極６からなる。

【００２３】その制御電極２および加速電極３は、上記
カソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの配列方向（３電子ビームの
配列方向）を長径とする長円形状の一体構造の板状電極
からなり、その板面には、３個のカソード１Ｂ，１Ｇ，
１Ｒに対応して水平方向に３個の円形電子ビーム通過孔
が一列配置に形成されている。また集束電極４０および
最終加速電極５０は、上記カソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの
配列方向を長径とする長円形状の一体構造の筒状電極か
らなり、これら電極４０，５０の隣接電極との対向面に
は、それぞれ３個のカソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒに対応し
て水平方向に３個の円形電子ビーム通過孔が一列配置に
形成されている。さらにコンバーゼンス電極６は同形状
のカップ状電極からなり、その底面部には、同様に３個
の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。

【００２４】特にこの電子銃２６の集束電極４０と最終
加速電極５０には、集束電極４０については最終加速電
極５０との対向面に、また最終加速電極５０については
集束電極４０との対向面に、図２および図３に示すよう
に、それぞれ３個のカソードの配列方向を長径とする長
円形状の有底凹孔部２９，３０が形成されている。この
有底凹孔部２９，３０の底面部３１，３２は、他方の対
向電極から離れて位置する３個の凹部が他方の対向電極
に接近して位置する凸部を介して水平方向に並列し、そ
の凹部および凸部の底面が垂直方向に平坦である凹凸面
に形成されている。そしてその各凹部底面の中心部に３
個のカソードに対応して水平方向に３個の円形電子ビー
ム通過孔３３Ｂ　，３３Ｇ　，３３Ｒ　，３４Ｂ　，３
４Ｇ　，３４Ｒ　が一列配置に形成されている。その結
果、これら両電極４０，５０の各３個の電子ビーム通過
孔３３Ｂ　，３３Ｇ　，３３Ｒ　，３４Ｂ　，３４Ｇ　
，３４Ｒ　は、水平方向両側のみに、上記凹部と凸部と
の段差によって他方の対向電極に向かって起立した側壁
を有する形状をなしている。さらに、これら両電極４０
，５０の中央のセンタービーム通過孔３３Ｇ　，３４Ｇ
　の形成される凹部底面は、両側の一対のサイドビーム
通過孔３３Ｂ　，３３Ｒ　，３４Ｂ　，３４Ｒ　の形成
される凹部底面よりも、他方の対向電極に接近して位置
している。

【００２５】この電子銃２６の各電極には、動作時、表
１に示した電圧が印加される。それにより、集束電極４
０と最終加速電極５０との間に主レンズが形成され、各
カソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒから放出される電子を制御電
極２および加速電極３により加速集束して３電子ビーム
２５Ｂ　，２５Ｇ　，２５Ｒ　として引出し、この３電
子ビーム２５Ｂ　，２５Ｇ　，２５Ｒ　を上記主レンズ
により最終的に蛍光体スクリーン２２に向かって加速集
束し、シャドウマスク２３を通って蛍光体スクリーン２
２に入射させる。

【００２６】

【００２７】ところで、上記のように集束電極４０と最
終加速電極５０とを形成すると、これら電極４０，　５
０により形成される主レンズの電位分布は、図５に示す
ようになり、集束電極４０と最終加速電極５０との対向
部に３電子ビーム共通の非回転対称大口径レンズが形成
される。しかも、両電極４０，５０の各有底凹孔部２９
，３０の底面が凹凸面をなし、その中央のセンタービー
ム通過孔３３Ｇ　，３４Ｇ　の形成された凹部底面が両
側の一対のサイドビーム通過孔３３Ｂ　，３３Ｒ　，３
４Ｂ　，３４Ｒ　の形成された凹部底面よりも他方の対
向電極に接近して位置するため、両側の一対のサイドビ
ーム通過孔３３Ｂ　，３３Ｒ　，３４Ｂ　，３４Ｒ　近
傍の等電位線３６，３７のセンタービーム通過孔３３Ｇ
　，３４Ｇ　側は、その他方の対向電極に接近して位置
するセンタービーム通過孔３３Ｇ　，３４Ｇ　の形成さ
れている凹部底面の作用により、曲率が図８に示した従
来の電子銃の場合よりも大きくなる。その結果、集束電
極４０と最終加速電極５０の各３個の電子ビーム通過孔
３３Ｂ　，３３Ｇ　，３３Ｒ　，３４Ｂ　，３４Ｇ　，
３４Ｒ　の近傍に小口径の非回転対称レンズが形成され
る。しかもこの非回転対称小口径レンズは、いずれも各
３個の電子ビーム通過孔３３Ｂ　，３３Ｇ　，３３Ｒ　
，３４Ｂ　，３４Ｇ　，３４Ｒ　の水平方向両側のみに
他方の対向電極に向かって側壁が形成されているため、
水平方向の集束作用が垂直方向の集束作用よりも強くな
り、上記大口径レンズの非回転対称性により生ずる非点
収差を相殺する。

【００２８】特に中央のセンタービーム通過孔３３Ｇ　
，３４Ｇ　近傍の小口径レンズの非回転対称性は、両側
の一対のサイドビーム通過孔３３Ｂ　，３３Ｒ　，３４
Ｂ　，３４Ｒ　近傍の小口径レンズより他方の対向電極
に近いため、大きく、非回転対称大口径レンズにより生
ずる比較的大きなセンタービーム２５Ｇ　の非点収差を
十分に補償するものとなる。なお、両側の一対のサイド
ビーム通過孔３３Ｂ　，３３Ｒ　，３４Ｂ　，３４Ｒ　
近傍の小口径レンズの非回転対称性は小さいが、非回転
対称大口径レンズにより生ずる一対のサイドビーム２５
Ｂ　，２５Ｒ　の非対称性も小さいため、それらは適合
し、十分に補償するものとなる。

【００２９】また、３電子ビーム２５Ｂ　，２５Ｇ　，
２５Ｒ　の集束特性の不均一性については、集束電極４
０および最終加速電極５０の有底凹孔部２９，３０の底
面部の各電子ビーム通過孔３３Ｂ　，３３Ｇ　，３３Ｒ
　，３４Ｂ　，３４Ｇ　，３４Ｒ　の形成される凹部と
隣接凸部との段差および有底凹孔部２９，３０の底面部
の凹凸面の段差により調整できる。

【００３０】したがって、上記電子銃２６によれば、非
回転対称大口径レンズにより生ずる３電子ビーム２５Ｂ
　，２５Ｇ　，２５Ｒ　の非点収差および集束特性の不
均一性を十分に改善でき、球面収差の小さい主レンズと
して、解像度を大幅に向上させることができる。

【００３１】なお、上記実施例では、集束電極と最終加
速電極の両方に突出部を設けたが、この突出部は、両電
極のいずれか一方に設けるだけでもよい。

【００３２】また、上記実施例では、主レンズを２つの
電極で形成したバイポテンシャル型電子銃について述べ
たが、この発明は、バイポテンシャル型電子銃ばかりで
なく、ユニポテンシャル型電子銃やクォドラポテンシャ
ル型電子銃など他の型の電子銃にも適用できる。

【００３３】

【発明の効果】同一平面上を通るセンタービームおよび
一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビームを
放出する電子銃を有し、この電子銃から放出される３電
子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に集束する主レ
ンズを形成する筒状の集束電極および筒状の最終加速電
極の対向部にそれぞれ３電子ビームの配列方向を長径と
する長円形状の有底凹孔部が形成され、この有底凹孔部
の底面部に３電子ビームが各別に通過するセンタービー
ム通過孔および一対のサイドビーム通過孔からなる３個
の電子ビーム通過孔が形成されてなるカラー陰極線管に
おいて、その集束電極および最終加速電極の有底凹孔部
のうち、少なくとも一方の電極の有底凹孔部の底面部を
、他方の対向電極から離れて位置する３個の凹部が他方
の対向電極に接近して位置する凸部を介して３電子ビー
ムの配列方向に並列され、これら凹部および凸部の底面
が３電子ビームの配列方向と直交する方向に平坦である
凹凸面とし、その凹部底面に３個の電子ビーム通過孔が
形成され、かつセンタービーム通過孔の形成される凹部
底面を一対のサイドビーム通過孔の形成される凹部底面
よりも他方の対向電極側に位置させると、集束電極と最
終加速電極とにより形成される主レンズにより、３電子
ビームの配列方向の集束作用がその配列方向と直交する
方向の集束作用より弱い３電子ビーム共通の非回転対称
大口径レンズが形成されるばかりでなく、両電極の各３
個の電子ビーム通過孔の近傍にそれぞれ３電子ビームの
配列方向の集束作用がその配列方向と直交する方向の集
束作用より強い３電子ビーム各別の３個の非回転対称小
口径レンズを形成することができ、かつその中央の小口
径レンズの集束作用を両側の２つの小口径レンズの集束
作用よりも相対的に強くすることができる。その結果、
３電子ビームに対する大口径レンズの非回転対称性の作
用を相殺することができ、それにより、球面収差が小さ
くかつ非点収差がきわめて小さく、さらに３電子ビーム
の集束電圧が均一となる主レンズを形成でき、電子ビー
ム間隔の増大に基づくコンバーゼンス特性の劣化やネッ
ク径を大きくすることなく、蛍光体スクリーン上の解像
度を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるカラー陰極線管の電
子銃の構成を示す図である。

【図２】その電子銃の主レンズを形成する電極の要部構
造を拡大して示す図である。

【図３】その電子銃の主レンズを構成する電極の平面図
である。

【図４】カラー陰極線管の構成を示す図である。

【図５】上記電子銃の主レンズの水平方向の電位分布を
示す図である。

【図６】従来のカラー陰極線管の電子銃の構成を示す図
である。

【図７】その電子銃の主レンズを構成する電極の平面図
である。

【図８】従来の電子銃の主レンズの水平方向の電位分布
を示す図である。

【符号の説明】

１Ｂ，１Ｇ，１Ｒ…カソード ２…制御電極 ３…加速電極 ６…コンバーゼンス電極 ２２…蛍光体スクリーン ２４…ネック ２５Ｂ，２５Ｒ　…一対のサイドビーム２５Ｇ　…セン
タービーム ２６…電子銃 ２９…有底凹孔 ３０…有底凹孔 ３１…底面部 ３２…底面部 ３３Ｂ，３３Ｒ　…一対のサイドビーム通過孔３３Ｇ　
…センタービーム通過孔 ３４Ｂ，３４Ｒ　…一対のサイドビーム通過孔３４Ｇ　
…センタービーム通過孔 ４０…集束電極 ５０…最終加速電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　同一平面上を通るセンタービームおよ
   び一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビーム
   を放出する電子銃を有し、この電子銃から放出される３
   電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に集束する主
   レンズを形成する筒状の集束電極および筒状の最終加速
   電極の対向部にそれぞれ上記３電子ビームの配列方向を
   長径とする長円形状の有底凹孔部が形成され、この有底
   凹孔部の底面部に上記３電子ビームが各別に通過するセ
   ンタービーム通過孔および一対のサイドビーム通過孔か
   らなる３個の電子ビーム通過孔が形成されてなるカラー
   陰極線管において、上記集束電極および最終加速電極の
   有底凹孔部のうち、少なくとも一方の電極の有底凹孔部
   の底面部を、他方の対向電極から離れて位置する３個の
   凹部が他方の対向電極に接近して位置する凸部を介して
   上記３電子ビームの配列方向に並列し、これら凹部およ
   び凸部の底面が上記３電子ビームの配列方向と直交する
   方向に平坦である凹凸面とし、上記凹部の底面に上記３
   個の電子ビーム通過孔が形成され、かつ上記センタービ
   ーム通過孔の形成される凹部底面を上記一対のサイドビ
   ーム通過孔の形成される凹部底面よりも他方の対向電極
   側に位置させたことを特徴とするカラー陰極線管。