JPH0432496B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の電子ビームを発生するカラー陰
極線管の多電子銃電極構体、特に電気的、構造的
に共通で各電子ビーム通路には実質的に個別の電
子レンズを形成する一体化電極を備えた電子銃電
極構体に関するものである。

電子銃電極構体の組立作業の簡易化、組立精度
の向上、或いはカラー陰極線管の電子銃が封止さ
れる硝子外囲器頸部の径小化に伴う電子銃電極構
体の占有体積の縮小化を実現する手段として電気
的、構造的に共通で各電子ビーム通路には実質的
に個別の電子レンズを形成する一体化電極を備え
た電子銃電極構体が一般に用いられている。更に
電子ビームに対する電子銃主電子レンズの集束特
性を大幅に改善する手段として、一つの主電子レ
ンズによらず複数の電子レンズを組合せた多段集
束型電子レンズを備えた電子銃が用いられている
が、その電極構成によつては電極の軸方向長さが
対向電極間隙と同程度、或いはそれ以下となるこ
とがあり、その電極支持子間の相互距離も対向電
極間隙と同程度となることがある。従つて電子銃
の動作時に前記電極間に異なつた高電圧が印加さ
れ、対向電極間に大きな電位差が生じると、電極
相互間の耐電圧特性が著しく劣化する。

特に陰極に最も近い高電圧差の生じる電極相互
間の耐電圧特性は重要であり、この耐電圧特性の
不良で絶縁破壊が生じると、瞬時に大きな容量を
持つた漏洩電流が流れ、これが陰極にも流入し、
陰極に損傷を与え、熱電子放出特性を破壊し、陰
極から必要とする電流が取出されなくなることも
ある。

このような問題点について、従来用いられてい
る多段集束型電子レンズを備えた電子銃電極構体
の一つにより説明する。

第１図及び第２図は従来用いられている同一平
面内に互に電気的に絶縁されて等間隔距離を保つ
て陰極が配列されたインライン型で、主電子レン
ズが３個のバイ・ポテンシヤル・フオーカス電子
レンズを積重ねた多段集束型電子レンズ方式を採
る電子銃電極構体１の夫々正面図及び側面図、第
３図は第１図に示すＡ−A′断面を示す。

電子銃電極構体１は同一平面内に互に絶縁され
て等間隔距離を保つて三つの陰極が一列に配列さ
れた陰極構体１０と、これに対向して電子ビーム
進行方向に順次配置される電気的に共通な制御電
極であるG1電極１１、及び陰極より射出された
熱電子ビームの加速電極であるG2電極１２、電
気的、構造的に共通で各電子ビーム通路には実質
的に独立した電子レンズを形成する一体化電極か
らなる第１集束電極であるG3電極１３、第１陽
極電極であるG4電極１４、第２集束電極である
G5電極１５、第２陽極電極であるG6電極１６で
構成されている。

各電極は絶縁物支持杆１９との融着強度を高め
るために複数の切欠部１８Ａを先端に設けた支持
子１８を持ち、支持子１８の切欠部１８Ａを二本
の直方柱状絶縁物支持杆１９へ埋込んで融着する
ことにより各電極間隔が所定寸法に保持固定され
ている。Ｇ４電極１４とG6電極１６は給電線１
７Ａにより同電位となるように接続され、図示し
ないが電子銃電極構体１が封止される陰極線管硝
子外囲器漏斗状部に配設された陽極端子に接続さ
れた内部導電性被膜から20〜30kV程度の高電圧
の陽極電圧が供給される。G3電極１３とG5電極
１５は給電線１７Ｂにより同電位とされ、図示さ
れてないが電子銃電極構体１が支持固定されるス
テムの給電ピンから陽極電圧の20〜40％程度の集
束電圧が供給され、他の電極のステムの給電ピン
より所定電圧が供給されるように互にステムの給
電ピンに接続される。陰極１０より放射された電
子ビームはG1電極１１とG2電極１２付近に形成
されるクロス・オーバ点より発散され、G2電極
１２とG3電極１３間に形成されるプリ・フオー
カス・レンズで予備集束された後、G3電極１３
とG4電極１４、G4電極１４とG5電極１５、G5
電極１５とG6電極１６の電極間隙に形成される
主フオーカス・レンズとなる夫々独立した三個の
バイ・ポテンシヤル型レンズで三段に順次集束さ
れ、蛍光面上で最小のビーム・スポツト断面積を
持つように集束電圧が調整される。プリ・フオー
カス・レンズで予備集束された電子ビームは３個
の主フオーカス・レンズで三段に集束されるた
め、主フオーカス・レンズは従来用いられている
電子銃に於ける１個からなる主フオーカス・レン
ズより夫々のレンズ強度は弱く出来、３個の主レ
ンズで徐々に電子ビームを集束出来るため、主レ
ンズ系の球面収差は極めて小さくなり、電子銃中
の大ビーム電流時に於いても電子ビーム束は各主
電子レンズの収差の小さい中心部を通過すること
になり、尖鋭なビーム束が得られ、蛍光面上には
高輝度画面であつても高解像度の受像画像が得ら
れる。

ここに主電子レンズの一つを構成するG5電極
１５を例に採り詳細にその電極支持構造を見る
と、第３図に示す電子ビーム進行方向に垂直な断
面で示す様に一直線上に整列して中央及び両外側
電子ビーム透過孔として穿設された三つの開孔１
５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの配列方向に長く、配列方
向の直角方向に短い略々長方形、或いは長円形状
を呈した閉塞端面及び筒側部とを有する閉塞筒状
体であり、開放端には筒側部に連続して直角に張
出された鍔状縁１５Ａが一体に形成され、長辺側
の鍔状縁１５Ａには絶縁物支持杆１９との融着強
度を高めるために複数の切欠部１８Ａを先端に設
けて電極支持子１８を構成し、二つの閉塞筒状体
が鍔状縁１５Ａで夫々重ね合せられている。

上述の様に、G4電極１４とG6電極１６に高電
圧の陽極電圧が、G3電極１３とG5電極１５には
陽極電圧の20〜40％程度の高電圧が印加され、
G3電極１３とG4電極１４、G4電極１４とG5電
極１５、G5電極１５とG6電極１６間には大きな
電位差を生じるため、対向する電極相互間隔及び
絶縁物支持杆に埋設される支持子相互間隔の大き
さは耐電圧特性に大きく影響する。電極相互間隔
は耐電圧特性上大きい程よいが余り大きいと外部
電界の侵入の影響を受け、電子ビーム通過孔中の
電子ビーム径路を不所望に曲げてしまうため、こ
の影響を受けない程度の大きさに選定されてい
る。又G3電極１３、G4電極１４、G5電極１５、
G6電極１６の電極支持子１８相互間の耐電圧特
性は絶縁物支持杆１９の組成による固有抵抗値及
び表面状態等による表面抵抗値に応じて流れる微
小漏洩電流で決まり、陰極線管動作時の管内真空
雰囲気中では通常電極相互間隔の耐電圧特性よ
り、電極支持子相互間の耐電圧特性の方が支配的
であるため、G3電極１３とG4電極１４、G4電極
１４とG5電極１５、G5電極１５とG6電極１６の
電極支持子１８間距離A₁，A₂，A₃は電子銃電極
構体の設計上可能の限り大きく、絶縁物支持杆１
９に沿つて最短漏洩電流径路は大きいことが望ま
しい。

然るに電極支持子１８間距離はフオーカス特性
から決まる各電極の軸方向長さ、及び電極相互間
隔で決定される。従来はG3電極１３、G4電極１
４、G5電極１５は必要とする軸方向長さを二等
分した長さを持つた二つの閉塞筒状体電極１３_-
１，１３_-2，１４_-1，１４_-2，１５_-1，１５_-2をそ
の鍔状縁を重ね合せて夫々形成されていた。この
ため第２図に示す様にG3電極１３、G4電極１
４、G5電極１５、G6電極１６の各支持子１８間
隔A₁，A₂，A₃は不等間隔となる。特に電極軸方
向長さが他の電極のそれより短い電極（第１図，
第２図に示す電極構成ではG4電極１４に相当す
る。）を含む場合、この電極に隣接した電極夫々
の支持子間間隔A₁，A₂は他の間隔A₃に比べて短
くなる。絶縁物支持杆１９に沿つた電極支持子１
８間に形成される最短漏洩電流経路に長短が生
じ、この内の最小径が電極間に印加される高電圧
に対する耐電圧に不十分の長さになることがあつ
た。或いは陰極線管製造工程中、上述の高電位差
の生じる電極間の耐電圧特性を向上させるため
に、実際に使用される陽極定格電圧の数倍の高電
圧を印加して、電極表面の微小突起や、汚れ等を
除去する高電圧処理工程がある。しかしながら、
この時電極支持子間の最短漏洩電流経路中の最小
経路には高負荷がかかることになり、漏洩電流が
この間に集中する為余り大きな高電圧を印加して
高電圧処理が出来ず、耐電圧特性品位は余り向上
しなくなる。特に陰極１０に最も近い高電位差の
生じるG3電極１３とG4電極１４相互間の耐電圧
特性は重要であり、この耐電圧特性が悪くて絶縁
破壊が生じると電極支持間に瞬時に大きな容量を
持つた漏洩電流が流れ、これが陰極１０にも流入
し、陰極１０の熱電子放出面に損傷を与え、陰極
１０の熱電子放出特性を劣化、或いは破壊し、陰
極から必要とする電流が取出されなくなることも
ある。又この陰極保護の上からも上述した高電圧
処理電圧は制限され十分な耐電圧処理が出来ず、
耐電圧特性は十分満足出来る品位とならない。

本発明の目的は、上述の欠点を除去し、耐電圧
特性の優れた陰極線管用の電子銃電極構体を提供
することである。

本発明は閉塞筒状体電極を複数組対向配置させ
てユニポテンシヤル・フオーカス方式の主電子レ
ンズを構成し、これに対向配置される電極相互間
に大きな電位差を生じる電子銃電極構体におい
て、陰極に最も近い高電位差の生じる電極相互間
の耐電圧特性を良くした電極構造である。より詳
細には、電気的、構造的に共通で複数電子ビーム
透過孔が穿設された閉塞端面とこれに大略垂直な
筒側部を有し、開放端側の筒側部に支持子用の鍔
状縁を有する閉塞筒状体電極を二個互いに鍔状縁
で重ね合せてなる一体化電極を複数組互いに対向
させてユニポテンシヤル・フオーカス方式の電子
レンズを形成した電子銃電極構体において、陰極
に最も近い高電位差の生じる電極相互の少なくと
も２組の一体化電極の軸方向の長さを不等分割す
ることにより、等分割した場合より対向する前記
高電位差の生じる電極支持子相互間隔を大きく設
定したことを特徴とする。

以下図面を参照して先ず本発明の実施例を説明
する前に、本発明のように多段集束型の主電子レ
ンズ電極の不等分割した参考例について詳細に説
明する。第４図は本発明の参考例を示す電子銃電
極構体の側面図であり、前出の説明と同一のもの
には同一符号を付けている。

電子銃電極構体２０は同一平面内に互に絶縁さ
れて等間隔距離を保つて三つの陰極が一列に絶縁
配列された陰極構体１０と、これに対向して電子
ビーム進行方向に順次配置される電気的に共通な
制御電極であるG1電極１１、及び陰極１０より
射出された熱電子ビームの加速電極であるG2電
極１２、電気的構造的に共通で各電子ビーム通路
には実質的に独立した電子レンズを形成する一体
化電極からなる大１集束電極であるG3電極２３、
第１陽極電極であるG4電極２４、第２集束電極
であるG5電極２５、第２陽極電極であるG6電極
２６で従来と同様に構成されている。各電極は絶
縁物支持杆１９への埋設部の形成された支持子１
８を持ち、各支持子１８の埋設部を二本の絶縁物
支持杆１９へ埋込んで融着することにより各電極
間隔が所定寸法に保持固定されている。従来と同
様にG4電極２４とG6電極２６は図示されていな
いが給電線と同電位とされ、20〜30kV程度の高
電圧の陽極電圧が供給され、G3電極２３とG5電
極２５は給電線１７Ｂにより同電位とされ陽極電
圧の20〜40％程度の集束電圧が供給される。

然るにG3電極２３、G4電極２４、G5電極２
５、G6電極２６の軸方向の全長、及び電極相互
間隔は従来と全く同様であるが、夫々の電極を構
成している各組の閉塞筒状体電極の軸方向長さを
二等分した長さではなく、異なつた長さを持つた
二つの閉塞筒状体電極２３_-1，２３_-2，２４_-1，
２４_-2，２５_-1，２５_-2をその鍔状縁を重ね合せ
て形成され、その一部が絶縁物支持杆１９への支
持子１８となつている。各電極の軸方向長さの分
割は第４図に示す様に、陰極１０に最も近くて高
電圧の陽極電圧が印加されるG4電極２４とこれ
に対向して陰極１０側のG3電極２３電極支持子
１８間距離B₁を等分割した場合のA₁（第２図）よ
り可能の限り大きくなる様にG4電極２４_-1に対
向するG3電極２３_-2の軸方向長さを陰極１０側
にあるG3電極２３_-1より大きく、G3電極２３_-2
に対向するG4電極２４_-1の軸方向長さをG5電極
２５に対向するG4電極２４_-2より大きくなるよ
う夫々閉塞筒状体電極を形成して組合せる。G5
電極２５はG3電極２３、G4電極２４の影響で小
さくなる高電位である陽極電圧が印加されるG4
電極２４とこれにより低電位のG5電極２５の支
持子相互間隔の縮小を補うべく、同様に高電位の
陽極電圧が印加されるG6電極２６との電極支持
子相互間隔を著しく小さくしない程度にG4電極
２４_-2に対向するG5電極２５_-1の軸方向長さを
G6電極２６に対向するG5電極２５_-2より大きく
なるよう閉塞筒状体電極を形成して組合せ、これ
によりG4電極２４とG5電極２５及びG5電極２５
とG5電極２６支持子相互間隔B₂，B₃が決定され
る。

上述した様にこの参考例によれば、陰極１０に
最も近く高電圧の陽極電圧が印加されるG4電極
２４とこれに対向して陰極１０側に配設される
G3電極２３電極支持子１８間距離B₁は夫々の閉
塞筒状体電極を等分割した場合の電極支持子１８
間距離A₁より可能の限り大きく選定されること
になる。したがつて、絶縁物支持杆１９に沿つて
電極支持子間に形成される最短漏洩電流経路も同
様に可能の限り大きくなり、G3電極２３とG4電
極２４間の耐電圧には十分大きな長さとなる。或
いは陰極線管製造工程中の耐電圧処理工程では上
記電極管の絶縁破壊による過大漏洩電流が陰極に
流入する危険は極めて小さくなつたため、その処
理電圧を大きく出来、高電位差の生じる電極間の
耐電圧特性は極めて良好となる。又G4電極２４
とG5電極２５、G5電極２５とG6電極２６支持子
相互間隔B₂，B₃も従来の等分割した場合の支持
子相互間隔A₂，A₃と同等以上に選定されている
ためG4電極２４とG5電極２５、G5電極２５と
G6電極２６間の耐電圧特性は従来以上の品位と
なる。

上述した参考例の説明では主電子レンズ電極が
４個からなる多段集束型電子銃について説明した
が、次に第５図に示す本発明による実施例に基づ
く主電子レンズ電極が３個からなる主電子レンズ
がユニ・ポテンシヤル・フオーカス方式の電子銃
電極構体について説明する。即ち高電位の陽極電
圧が印加される閉塞筒状体電極であるG3電極３
３とG5電極３５、及びこれより低電位の集束電
圧が印加されるG4電極３４で構成されるユニ・
ポテンシヤル・フオーカス電子レンズではG2電
極１２とG3電極３３、G3電極３３とG4電極３
４、G4電極３４とG5電極３５間に非常に大きな
電位差を生じる。特に陰極１０に最も近いG3電
極３３とG2電極１２間には通常G2電圧は約1kV
以下で使用されるため、ほぼG3電極３３に印加
される陽極電圧に相当する電位差が生じ、この間
の耐電圧特性は特に陰極保護上からも重要であ
る。本実施例では上記の３個の電極の軸方向に沿
つた全長、及び全ての電極相互間隔は従来と全く
同じであるが、G2電極１２に対向する閉塞筒状
体電極G3電極３３_-1の軸方向長さをG4電極３４
に対向するG3電極３３_-2より大きくなる様に形
成し組合せ、支持子間隔C₁を決定する。G4電極
３４はG3電極３３の影響で小さくなる高電圧で
ある陽極電圧が印加されるG3電極３３との支持
子相互間隔の縮小を補い、又同様に高電位の陽極
電圧が印加されるG5電極３５との電極支持子相
互間隔を著しく小さくしない程度にG3電極２３
に対向するG4電極３４_-1をG5電極３５も対向す
るG4電極３４_-2より大きくなる様に形成して組
合せる。これによりG3電極３３とG4電極３４及
びG4電極３４とG5電極３５支持子相互間隔C₂，
C₃が決定される。

従つて陰極１０に最も近く高電位差の生じる
G3電極３３とG2電極１２電極支持子１８間距離
C₁はG3電極を等分割した場合より可能の限り大
きく設定されているため絶縁物支持杆１９に沿つ
た電極支持子間に形成される最短漏洩電流経路は
大きくなり、高電圧処理の際の処理電圧を高くし
ても電極間の絶縁破壊による過大漏洩電流が陰極
１０に流入して陰極１０を損傷することがなくな
り、耐電圧特性は極めて良好となる。一方G3電
極３３とG4電極３４、G4電極３４とG5電極３５
支持子相互間隔C₂，C₃も従来の等分割した場合
の支持子間隔と同等以上に大きく選定されている
ため、これらの電極間耐電圧特性は従来以上の品
位となる。

以上の説明では一例として主電子レンズがイン
ライン型電子銃電極構体について述べたが、例え
ば主電子レンズが一体化電極を備えたデルタ型電
子銃電極構体にも適用出来、或いは主電子レンズ
の集束方式は前述の方式に限定されることなく、
要するに主電子レンズが複数で、複電子ビーム一
体化閉塞筒状耐電極の組合せで構成された全ての
電子銃電極構体にも適用可能であることは云うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図それぞれ従来の多段集束型電子
レンズを備えたインライン型電子銃電極構体の正
面図、側面図、第３図は第１図に示す矢印Ａ−
A′断面図、第４図、第５図はそれぞれ本発明の
参考例及び実施例を示す電子銃電極構体の側面図
を示す。 １０……陰極構体、１１……G1電極、１２…
…G2電極、１３_-1，１３_-2，２３_-1，２３_-2，３
３_-1，３３_-2……G3電極、１４_-1，１４_-2，２４
_−１，２４_-2，３４_-1，３４_-2……G4電極、１５_-
１，１５_-2，２５_-1，２５_-2，３５……G5電極、
１６，２６……G6電極、１８……電極支持子、
１９……絶縁物支持杆。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気的、構造的に共通で複数の電子ビーム透
   過孔が穿設された閉塞端面とこれに大略垂直な筒
   側部を有し、開放端側の筒側部に支持子用の鍔状
   縁を有する閉塞筒状体電極を二個互いに鍔状縁で
   重ね合せてなる第１および第２の一体化電極対を
   互いに対向させて電子レンズを形成したユニ・ポ
   テンシヤル・フオーカス方式の電子銃電極構体に
   於いて、各一体化電極対の全軸方向長を一定に保
   ち陰極に最も近い前記第１の一体化電極対を形成
   する二個の閉塞筒状体電極の軸方向長さにおける
   前記陰極に近い側の長さを反対側より長くし、か
   つ前記第２の一体化電極対を形成する二個の閉塞
   筒状体電極の軸方向長さにおける前記陰極に近い
   側の長さを反対側より長く設定したことを特徴と
   する陰極線管用電子銃電極構体。