JPH0433099B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、真空のエンベロープ内に表示スクリ
ーンで集束されてスポツトを形成し、且つ相互に
直角な２方向に偏向されてラスタを表示スクリー
ン上に描く少なくとも１電子ビームを発生する電
子銃を具え、該電子銃は管軸に対し心合わせされ
たカソードと、管軸に沿つて或る距離離間された
第１グリツドと、該第１グリツドから或る距離離
間された第２グリツドとを有し、前記第１及び第
２グリツドは軸線に垂直且つ軸線を囲む開口を設
けた部分を夫々有し、第２グリツド側の第１グリ
ツドの開口は偏向方向と一致する軸線に直角な方
向に細長とし、カソード側の第１グリツドの開口
もまた細長とすると共にカソード側の開口の長手
軸線を第２グリツド側の開口の長手軸線に対し垂
直とした陰極線管に関するものである。

かかる陰極線関はテレビジヨン画像の表示に使
用することができる。かかる陰極線関としては例
えば、カラー受像管、白黒受像管、文字、数字及
び記号を表示するための受像管（いわゆるデー
タ・グラフイツク・デイスプレイ管またはD.G.
D.管）、投写型テレビジヨン受像管またはオシロ
スコープ管等がある。これら受像管全ては、前記
型の管に対してビーム電流が特に大きくても、偏
向後、寸法が小さく且つスポツトの回りのぼやけ
（ヘイズ）が最小となるスポツトを表示スクリー
ンに形成するのが望ましい。その理由は、例えば
文字の小さな細部を表示スクリーンの隅部でも鮮
明に表示し得ることが必要とされているからであ
る。

かかる陰極線管はアメリカ合衆国特許第
4242613号（特開昭54−85667）及び第4358703号
（実開昭58−101457）明細書から既知であり、こ
れを本発明に取り入れるのが望ましい。前記明細
書には、冒頭段に記載した陰極線管によりスクリ
ーン隅部及び端部を含む表示スクリーン上でのス
ポツト周辺のぼやけ（ヘイズ）をかなり減少でき
ることが記載されている。前記明細書に記載され
ているように第１グリツドを構成することによ
り、非点収差電子レンズをも構成する偏向コイル
によりわずかに歪みを受けた非点収差電子ビーム
を得ることができる。この陰極線管において、第
１グリツド及び第２グリツド間の領域に１つのク
ロスオーバを有する１個以上の電子レンズにより
表示スクリーン上の電子ビームのスポツトを再現
できる。上述したように第１グリツドを構成する
ことにより、クロスオーバは１つも得られなくな
るがカソードから発生した電子ビームは集束され
て２本の互いに或る距離離間した焦線を形成し、
次いで表示スクリーンに集束されてスポツトを形
成する。

他の方法では、球面収差による影響を減じてス
ポツト品質を向上させている。この方法は、未公
開のオランダ国特許第8204185号（特眼昭58−
202488）に記載されており、これもまた、本発明
に取り入れるのが望ましい。前記特許明細書に記
載された陰極線管には、クロスオーバ背後に電子
ビーム伝搬方向に見て順に、電子銃の第２及び第
３グリツド間に加速プリフオーカスレンズを設
け、次いで主フオーカスレンズを設ける。第３グ
リツド（第２レンズ電極）の開口の直径は、第２
グリツド（第１レンズ電極）の開口の直径の２倍
より小さくすると共に第２及び第３グリツド間の
実効間隔Ｓ−effは１mmより小さくする。実効間
隔Ｓ−effは関数−Δ／Ｅ（ｚ）の最小値として定
義される。ここにΔVは第３及び第２グリツド間
の電位差であり、Ｅ（ｚ）は軸線上の位置ｚの関
数としての第３及び第２グリツド間の軸線上の電
解強度である。斯る電子銃を用いると、ほぼ同一
のビーム電流で従来の構成による電子銃よりぼや
け（ヘイズ）が少ない小さなスポツトを得ること
ができる。その理由は、電子ビームの主フオーカ
スレンズの有する球面収差及びブリフオーカスレ
ンズの有する球面収差が或る程度まで互いに相殺
し合い、その結果全体として電子銃はその収差が
少くなるためである。クロスオーバに対して正確
な位置に置かれた強度の大きなプリフオーカスレ
ンズを使用する必要がある。斯るプリフオーカス
レンズにより電子ビームの境界電子線を内側に彎
曲させて、これら境界電子線が主フオーカスレン
ズにおいてもはや境界電子線とはならなくなるよ
うにする。

スポツト品質を向上させる第３の方法は、オラ
ンダ国特許出願公開第7902868号に記載されてい
る。この陰極線管では、他の電子銃の第２グリツ
ドと比較して肉厚の第２グリツドを用い、第２及
び第３グリツド間を強電界とし、および／または
主フオーカスレンズの物距離を増大させることに
よるスポツト品質を向上させるようにしている。

スポツト品質を向上させる第４の方法は、ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第3130137号明細書に
記載されている。この陰極線管では、クロスオー
バの背後に遅延プリフオーカスレンズを設けて、
電子ビームの最外部の電子線が主フオーカスレン
ズに対して第２クロスオーバを形成するようにし
て、スポツト品質を向上させている。この結果、
主レンズ内で電子ビームが受ける球面収差を減少
させ、高いビーム電流でのみ小さな寸法のスポツ
トを得ることができる。

スポツト品質を向上させる最後の３例におい
て、プリフオーカスレンズに対するクロスオーバ
位置を極めて臨界的とする。これがため前記最後
の３つの特許明細書に開示された電子銃に何等の
手段を講ずることなく１つのクロスオーバの代わ
りに２個の焦線を有する非点収差電子ビームを得
るようにしたアメリカ合衆国特許第4858703号明
細書による第１グリツドを使用するのは有利でな
い。その理由は、焦線の１つがプリフオーカスレ
ンズに対して正しい位置にある場合、他の焦線は
正しい位置になく、スポツト品質は一方向だけが
向上するからである。それにもかかわらず、非点
収差電子ビームに対する必要性は存在する。例え
ば広い偏向角（例えば110℃）を有する自己集束
型受像管システムにおいて、表示スクリーン隅部
の過度の垂直ぼやけ（ヘイズ）を防止するため
に、一般に偏向コイルが形成した正の電子レンズ
の偏向方向と一致する方向において偏向面の電子
ビームの断面を小さくする必要がある。

本発明の目的は、冒頭段に記載された種類の第
１グリツド、即ちアメリカ合衆国特許第4242613
号及び第4358703号に記された種類の第１グリツ
ドと、他に記載された収差減少用プリフオーカス
手段とを有利な結果を得るべく組み合わせた陰極
線管を提供して、総合スポツト品質を全方向にわ
たつて向上させることにある。

この目的のため、本発明は真空のエンベロープ
内に、少なくとも１つの電子ビームを発生すると
ともに表示スクリーンにスポツトに集束されて２
つの直交方向に偏向されてラスタを表示スクリー
ン上に描く電子銃を具え、該電子銃は管軸に対し
心合わせされたカソードと、対向配置された第１
グリツドおよび該第１グリツドから或る距離離間
された第２グリツドとを有し、前記第１および第
２グリツドは軸線に垂直且つ電子ビーム通過開口
を含む部分をそれぞれ有し、第２グリツド側の第
１グリツドの開口は一方の偏向方向に細長とし、
カソード側の第１グリツドの開口も他の偏向方向
に細長とした陰極線管において、前記カソード側
の開口の長手方向の寸法を前記第２グリツド側の
開口の幅方向の寸法に多くとも等しくするように
したことを特徴とする。カラー受像管の重要なる
ビーム電流領域は２〜４ｍＡとする。

アメリカ合衆国特許第4242613号及び第4358703
号明細書に記載の既に説明した第１グリツドを用
いることによつてクロスオーバを分離して２本の
焦線を形成し、この場合第２グリツド側の第１グ
リツドの開口の長手方向に並行な焦線をカソード
に最も近接して位置させるようにする。

第１グリツドの厚さ全体にわたる細剥開口によ
つても、クロスオーバーを分離し、この場合前記
開口の長手方向に並行な焦線もカソードに最も近
接して位置させるようにする。

本発明は、２種類の開口を適切に組合わせて両
開口の影響を互に補償して１つのクロスオーバを
得るが、クロスオーバ背後の互いに垂直な２方向
の電子ビームが成す開口角の差を保持すると云う
理論的且つ経験的に得た認識を基として成したも
のである。

本発明の陰極線管の一好適実施例は、陰極線管
を、各軸線が一平面内に位置する３個の電子銃に
より電子ビームを発生するカラー受像管とし、前
記平面は偏向方向の１方向に延在し、前記第２グ
リツド側の第１グリツドの少なくとも１つの開口
を３個の電子銃の軸線が通る平面に直角な方向に
細長となるようにしたことを特徴とする。この結
果、偏向コイルによる偏向面内の電子ビームの寸
法は、一偏向方向において小さくなる。また、表
示スクリーンの隅部のスポツトの回りの垂直なヘ
イズが減少する結果として、偏向コイルによつて
生じるビームの上記偏向方向の焦点ぼけは少なく
なる。また、他の偏向方向における電子ビームの
寸法を大きくすることによつて、電子銃とスクリ
ーンとの間で反発する空間電荷を減少させると共
に上記偏向方向に位置するクロスオーバの寸法は
僅かだけ増大し得るようにする。

カソード側の第１グリツドの開口の長さは、第
２グリツド側の前記開口の幅に等しいかこれより
小さくするのが好適である。

カソード側の開口が矩形である場合、良好な結
果を得ることができる。また、矩形の隅部を丸み
づけするか、または開口を楕円とすることもでき
る。しかし、開口は常に細長く且つ奥行を深く
し、更に長手軸線を第２グリツド側の長手軸線に
垂直な方向に延在させて、１つのクロスオーバが
得られるようにする必要がある。

第２グリツド側の第１グリツドの開口を既に説
明したアメリカ合衆国特許第4358703号及び第
4242613号明細書に記載された方法で形成するこ
ともできる。しかし、第２グリツド側の開口も矩
形とするのが好適である。

第２グリツド側の開口は、長さを約２mm且つ幅
を約0.7mmとし、カソード側の開口は、長さを約
0.7mm且つ幅を約0.5mmとし、好ましくは軸線に直
角な第１電極の部分の厚さを約0.3mmとし、カソ
ード側に開口を設けた部分の厚さを約0.1mmとす
ると共に第２グリツド側に開口を設けた部分の厚
さを約0.2mmとする場合には、以下に説明するよ
うにヘイズが極めて少なく且つ寸法の小さなスポ
ツトを得ることができる。厚さを変化させると共
に開口の寸法を適合させることにより、陰極線管
の型が重要な要素となるビーム電流範囲内でほぼ
１つのクロスオーバを得る他の解決方法を得るこ
ともできる。これらの解法は経験的に決定およ
び／または計算することができる。

本発明は電子銃がクロスオーバ背後にプリフオ
ーカスレンズ及び主フオーカスレンズを具え、プ
リフオーカスレンズで電子ビームの境界電子線を
内側に彎曲して、主フオーカスレンズでこれら電
子線がもはや境界電子線ではなくなるようにする
陰極線管に使用すると特に有利である。

図面につき本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明の陰極線管の水平断面図であ
り、この例ではこれをインライン形と称されるカ
ラー受像管とする。ガラス製エンベローブ１は、
表示窓２、フアネル部３及びネツク部４から成
り、このネツク部４内には夫々３個の電子銃５，
６及び７を設けて電子ビーム８，９及び１０を
夫々発生させるようにする。インライン形カラー
受像管の電子銃の軸線は一つの面内、即ちこの場
合は図の面内に位置させる。中央の電子銃６の軸
線は管軸１１とほぼ一致させる。３個の電子銃は
ネツク部４内に同軸状に配置したスリーブ１６内
で開口させる。表示窓２にはその内側に多数の３
個で１組の螢光体のラインを設ける。３個で１組
の螢光体のラインの各々は青色螢光体から成るラ
イン、緑色螢光体から成るライン及び赤色螢光体
から成るラインを具え、これら３個で１組の螢光
体ラインの全部により表示スクリーン１２を形成
する。これら螢光体ラインは図の面に垂直に位置
させる。表示スクリーンの前方には、極めて多数
の細長開口１４が螢光体ラインに並行に設置され
たシヤドウマスク１３を設けて、電子ビーム８，
９及び１０がこのシヤドウマスクを通過し得るよ
うにする。偏向コイル系により電子ビームを水平
方向（図の平面）及び垂直方向（図の平面に垂
直）に偏向する。３本の電子銃を互いの軸が或る
小角度をなすように組み立てる。従つて、発生し
た電子ビームは前記小角度、所謂色選択角で開口
１４を通過し、各ビームが一色の螢光体ラインだ
けに投射されるようにする。また、例えばアメリ
カ合衆国特許第3772554号明細書に記載されてい
るような電子銃５，６及び７には１個以上の電極
を共通に設けてもよい。本願発明はいわゆる一体
型電子銃系にも使用できることは明らかである。

第２図は３本の電子銃５，６及び７の斜視図で
ある。前記電子銃系のグリツドを金属条片１７に
より相互の位置決めをして、ガラス製組立棒１８
で固定する。各電子銃は、カソード（図では不可
視）、第１グリツド２１、第２グリツド２２、第
３グリツド２３及び第４グリツド２４とから成
る。

第３図は、第２図に示す電子銃の縦断面図であ
る。第１グリツド２１内には急速加熱カソード１
９を設ける。第１グリツド２１内の開口３４に対
向する熱電子放出面を具えるカソードシヤンク２
９内には、電熱線２８を設ける。支持円筒３３を
第１グリツドに設けて電気的絶縁を得、この支持
円筒３３にカソードシヤンクを金属条片３０を介
して接続する。

第４図は、第１グリツドの面３６から見た第３
図の装置の断面図である。この側、即ちカソード
側では開口３４は矩形である。

第５図は、第１グリツドの面３５から見た第３
図の装置の断面図である。この側、即ち第２グリ
ツド２２側では開口は細長形状を呈する。この形
状は、前記第１グリツドの側から、例えば圧印加
工またはエツチングをして、楕円ビツト３７を形
成することにより得られる。

第６図は、本発明の陰極線管に用いるような第
１グリツドを簡単且つ廉価に得ることができる実
現可能な例の１つの断面図である。本例では、第
１グリツドを、第７図にも示されるような矩形の
開口３９を有する板部材３８と、これに当接し且
つ第７及び第８図にも示されるような矩形の開口
４１を有する板部材４０とから構成する。

第９図は、開口５２を設けた第１グリツドのカ
ソード５０に面する部分５１を有するカソード５
０の斜視図である。第６図の第１グリツドと同様
の部分５１は２個の部分５３及び５４とから成
る。部分５３は0.1mmの厚さを有し、部分５４は
0.2mmの厚さを有し、そのため部分５１は0.3mmの
厚さを有する。部分５３内の開口は、幅0.5mm、
長さ0.7mmの矩形である。部分５４内の開口も長
さ2.1mm及び幅0.7mmの矩形である。この第１グリ
ツドの開口は前記寸法で良好な結果が得られる。
前記寸法の１つを変化させ、且つ他の寸法を適合
させることにより、他の直くに実現可能な解決方
法を見い出し得るのは明らかである。

第１０ａ，１０ｂ及び１０ｃ図は、本発明の陰
極線管内の第１グリツドの動作を示す説明図であ
る。第１０ａ図は従来の電子銃の縦断面図であ
る。カソード６０から放出された電子ビーム６１
が、第１グリツド６２を通過して集束され、第２
グリツド６３の近傍でクロスオーバ６４を形成
し、そしてグリツド６５及び６６により形成され
た集束レンズにより表示スクリーンに投映され
る。

第１０ｂ図には、アメリカ合衆国特許第
4358703号明細書に記載されたクロスオーバ形成
の構造を示したものである。第１グリツド７０は
第２グリツドの側に細長凹部を具え、カソードの
側に正方形の開口７２を具える。この結果、電子
ビーム７３（２、３本の電子線しか図示していな
いが）は第１０ａ図に示すように集束されてクロ
スオーバを形成するが、２本の焦線７４及び７５
を形成する。第１０ｃ図に示すように細長開口８
２の長手軸線が細長凹部８１の長手軸線と直角で
あるように配置した第２グリツド側に細長凹部８
１及びカソード側に細長開口８２を有する第１グ
リツド８０を設けることにより、クロスオーバ８
４を形成する非点収差電子ビーム８３をビーム電
流領域内に得、これは細長凹部８１及び細長開口
８２の大きさ及び深さの正確なる選択を要求する
陰極線管に対して重要である。

第１１ａ図及び１１ｂ図には数個の測定結果を
示す。第１１ａ図は表示スクリーンを表わしてお
り、記号Ｃはスクリーン中央、Ｎは上部端縁、Ｅ
は側端縁、NEは隅部の位置にある。

第１１ｂ図は、アメリカ合衆国特許第4358703
号明細書に記載された第１グリツドを使用する先
行技術の（フイリツプス製30−AX型の）陰極線
管の表示スクリーンの場所Ｃ、Ｎ、Ｅ、NEで観
測したビーム電流２ｍＡの状態での電子ビームの
多数のスポツトを細長スケールの列に示す。列
には本発明によりビーム電流２ｍＡでの非点収
差電子ビームに第１グリツドを使用して１つのク
ロスオーバーを得たときの表示スクリーンの位置
Ｃ、Ｎ、Ｅ、NEで観測した多数のスポツトを示
す。これより本発明による陰極線管のスポツトが
かなり小さくなつているのを確かめた。

第１２ａ図乃至第２ｄ図には、先行技術の（フ
イリツプス製30−AX型の）陰極線管のビーム電
流（ｍＡ）を関数とする水平及び垂直方向のス
ポツト径dx及びdy（mm）を破線で示す。前記陰極
線管と同様の方法による陰極線管のスポツト径
dx及びdyを同様に実線で示す。座標軸の零は測
定値を示す。

第１２ａ及び１２ｂ図は表示スクリーンの中央
でのスポツト径を示しており、第１２ｃ及び１２
ｄ図は表示スクリーンの隅部でのスポツト径を示
している。これらの図から、特に大きなビーム電
流（本例では２ｍＡより大きな値）に対してスポ
ツトは垂直方向の径が小さくなり、この結果、よ
り鮮明な画像を得ることができることを確かめ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の陰極線管の水平断面図、第２
図は、本発明の陰極線管のための３部分から成る
電子銃系の斜視図、第３図は、第２図に示す電子
銃の一つの縦断面図、第４図及び第５図は第３図
に示す電子銃の断面図、第６図乃至第９図は好適
実施例の多数の第１グリツドを示す説明図、第１
０ａ，１０ｂ及び１０ｃ図は第１グリツドの差を
示す説明図、第１１ａ及び１１ｂ図は、先行技術
の陰極線管と本発明の陰極線管との多数のスポツ
トを場所及び形状で比較して示す説明図、第１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄ図は、0.1〜４ｍ
Ａのビーム電流での陰極線管の相互に垂直方向の
スポツト径の先行技術と本発明との比較を示すグ
ラフ図である。 １……ガラス製エンベロープ、２……表示窓、
４……ネツク部、５，６，７……電子銃、８，
９，１０……電子ビーム、１１……管軸、１２…
…表示スクリーン、１８……シヤドウマスク、１
４……細長開口、１５……偏向コイル、１６……
スリーブ、１７……金属条片、１８……ガラス製
組立棒、２１……第１グリツド、２２……第２グ
リツド、２３……第３グリツド、２４……第４グ
リツド、２８……電熱線、２９……カソードシヤ
ンク、３０……金属ストリツプ、３３……支持円
筒、３４……開口部、３５，３６……第１グリツ
ドの表面、３７……楕円形ピツト、３８，４０…
…板部材、３９，４１……矩形開口、５０……カ
ソード、５１，５３，５４……部分、５２……開
口、６０……カソード、６１，７３，８３……電
子ビーム、６２，７０，８０……第１グリツド、
６３……第２グリツド、６４，８４……クロスオ
ーバ、６５，６６……グリツド、７１，８１……
細長凹部、７２，８２……細長開口、７４，７５
……焦線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空のエンベロープ内に、少なくとも１つの
   電子ビームを発生するとともに表示スクリーンに
   スポツトに集束されて２つの直交方向に偏向され
   てラスタを表示スクリーン上に描く電子銃を具
   え、該電子銃は管軸に対し心合わされたカソード
   と、対向配置された第１グリツドおよび該第１グ
   リツドから或る距離離間された第２グリツドとを
   有し、前記第１および第２グリツドは軸線に垂直
   且つ電子ビーム通過開口を含む部分をそれぞれ有
   し、第２グリツド側の第１グリツドの開口は一方
   の偏向方向に細長とし、カソード側の第１グリツ
   ドの開口も他の偏向方向に細長とした陰極線管に
   おいて、前記カソード側の開口の長手方向の寸法
   を前記第２グリツド側の開口の幅方向の寸法に多
   くとも等しくするようにしたことを特徴とする陰
   極線管。 ２ 陰極線管を、各軸線が共通平面内に位置する
   ３個の電子銃を含み、この共通平面が一方の偏向
   方向に延在するカラー受像管とし、前記電子銃の
   少なくとも１つの電子銃の前記第２グリツド側の
   第１グリツドの開口を前記共通平面に直角な方向
   に細長となるようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の陰極線管。 ３ 前記軸線に垂直な第１グリツドの部分の厚さ
   を約0.3mmとし、前記カソード側に開口を設けた
   第１グリツドの部分の厚さを約0.1mmとし、前記
   第２グリツド側に開口を設けた第１グリツドの部
   分の厚さを約0.2mmとしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の陰極線管。 ４ 前記第１グリツドが相互に接着された２個の
   隣接板状部分を具えるようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第３項の何れかに
   記載の陰極線管。 ５ 前記電子銃には、プリフオーカスレンズおよ
   び主フオーカスレンズをさらに具え、プリフオー
   カスレンズによつて電子ビームの境界電子線を内
   側に湾曲して、これら電子線が主フオーカスレン
   ズ内で境界電子線とならないようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項の何
   れかに記載の陰極線管。