JPH09504647A - 電子銃を具備する画像表示装置と画像表示装置用電子銃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 画像装置は、真空容器を有し、当該容器の第１の側に電子蛍光発光表示スクリーンを具備し、その反対側に電子銃（６）を具備する。前記電子銃（６）と前記表示スクリーンとの間に、当該装置は、前記電子銃（６）により発生された電子ビームが動作中に偏向できるような偏向手段を有する。前記電子銃（６）は、少なくとも電子銃発生部（２０）を持ち、最初の電極（４１）、最終電極（４５）及び少なくとも一つの中間電極（４２〜４４）を持つ主レンズシステム（４０）を具備し、当該中間電極間に主レンズ電圧が電子光学的主焦点レンズを形成するために動作中徐々に段階状に印加される。前記中間電極（４２〜４４）は、主面が互いに対向して位置づけされ相互接続された複数の分離した部分（４２１〜４２３、４３１〜４３３、４４１〜４４３）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 電子銃を具備する画像表示装置と画像表示装置用電子銃 技術分野 本発明は、真空容器と、当該容器の第１の側に具備される電気蛍光発光表示ス クリーンと、その反対側に具備される電子銃とを有し、偏向手段が前記電子銃と 前記表示スクリーンとの間に配され、当該手段で少なくとも動作中に前記電子銃 により発生された電子ビームが偏向でき、当該電子銃は少なくとも電子ビームを 発生するための部分を持ち且つ最初の電極、最終電極及び少なくとも一個の中間 電極を持つ主レンズシステムを具備し、当該電極間に主レンズ電圧が電子光学的 主焦点レンズを形成するために動作中に徐々に段階状に印加される画像表示装置 に関する。本発明は、また当該装置用電子銃に関する。 背景技術 このような装置は、ヨーロッパ特許公報３０２６５７号から既知である。この 公報に記載された電子銃は、主レンズシステムの最初の電極と最終電極との間の 二個の中間電極を有し、より従来の電子銃である他と比較して、相対的に多くの 電極を有する。この理由のため、このような主レンズは、一般にDML(Distribute d Main Lens)、MSFL(Multi-Stage Focus Lens)又はMEL(Multi-Element Lens)と 呼ばれる。既知の装置内の前記主レンズシステムの分離した電極は、抵抗分圧器 により相互接続されるので、当該主レンズシステム内で電位飛びの大きさを減ら すために動作中主レンズ電圧が前記電極間に徐々に段階状に分配される。これは 、主レンズ電圧が二つの電極間だけに全て印加される前記より従来の銃と比較す ると、かなりのレンズ特性の改良を導く。特筆すべきは、球面収差は、レンズの 直径の増大が要求されることなく相対的に大きな電子ビーム電流に対して適切に 抑えられる。 当該レンズの動作を強調するために、当該既知の装置の電子銃の主レンズシス テムの中間電極は、相対的に厚いシート材料で作られる。最小でも近似的に１〜 ２ｍｍの厚さがこの点から望ましいことがわかる。このような厚いシート材料の 使用の欠点は、しかしながら、この材料を処理する（機械的）工程が妨げられる ことである。例えば、このような厚いシート材料では、当該電極内に電子ビーム を通過させるための例えば開口をパンチすることは困難であり、結果としてかな り長くコスト高な技術、例えばレーザカッティングが用いられるだろう。その上 、前記電極の開口及びエッジの偏差及び誤差の危険が、シート材料が厚くなるほ ど大きくなる。これらの欠点は、電子銃が量産されるならば一層問題となる。 発明の開示 本発明の目的はなかんずく、上述の欠点を持たないかほとんど持たない一つ又 はそれ以上の相対的に厚い中間電極が用いられる冒頭で述べられたタイプの装置 を提供することにある。 本発明によれば、冒頭で述べられたタイプの装置は、主レンズシステムの少な くとも一つの中間電極が互いに対向して位置づけされて相互接続される主平面を 有する複数の分離した平板形状部を有することを特徴とする。前記主レンズシス テムの中間電極の前記分離した平板形状部分は、このように充分に薄いままなの で、量産において問題はないだろう。例えば、電子ビームを通すための開口を供 給するために前記部分をパンチするとき、実行される力は、イレギュラと偏差と を最小限にするように充分に低く維持できる。中間電極に関して本発明と一致し た充分な数のこのような部分で構成することにより、前記電極の厚さは、満足さ れるレンズ動作を得るために任意に増やすことができる。 この点から、0.3から1.5mmの間の厚さを持つ部分は、本発明による装置の実施 例により好ましく用いられる。量産においてさえもこのような厚さは問題なく用 いられるように充分小さく、前記部分が相対的に小さい数で用いられるときでさ えも、当該中間電極の充分に大きなトータルの厚みを実現するのに充分大きい。 前記中間電極の特定の厚さに関して、たくさんの要素が役割を演じる。例えば 、異なる電極間の相互の距離は、静電破壊を避けるために所与の最小値に服され る。他方、あまりにも大きな相互距離は、電子ビームの電磁妨害の危険、この場 合あまりよくシールドされないことを増やす。その上、光学レンズの充填、すな わち ビームの直径とレンズ開口との直径（これ以降簡単にレンズ直径と呼ぶ）との商 は、カラー銃が用いられるとき近似的に７０％であるように与えられることが明 らかである。より小さいレンズ充填で、表示スクリーン上の電子ビームの最終ス ポットの大きさは、当該ビーム内の電子の内部反発のため劣化し、より大きいレ ンズ充填で、当該ビームは前記電極の金属とのあまりにも多い相互作用を経験す るだろう。 既述のタイプの装置に対して所与の適切な数の中間電極が見つけられ、それ以 下の数ではレンズの質が明らかに低下し、それ以上の数ではレンズの質の本質的 な改善がされず、一方銃のコストは電極のより大きな数により増大することが驚 くべき事にわかった。前に述べた球面条件との関連で、この認識により、前記中 間電極の厚さはレンズ直径の３０％と４０％との間にあり、より特別にはレンズ 直径の約３５％であるという本発明による装置の特別の実施例を導いた。 本発明にしたがう主レンズシステムの中間電極の製造許容差が充分制限される にもかかわらず、このような許容差は不可避的に残るだろう。これらの有害な結 果を禁ずるために、本発明による装置の好ましい実施例は、中間電極が奇数の平 板形状部分を有し、少なくとも実質的に一様な偶数の第１部分が中心の第２部分 の周りと鏡像関係に配されることを特徴とする。その場合、第１部分のあり得る 製造誤差の電子光学的影響は、第２の部分の反対側に一様な他の第１部分が置か れ、鏡像のこの反する影響により少なくとも部分的に補償される。 本発明による装置の好ましい実施例の実施は、前記中心、第２の部分を絶縁支 持体に保持する保持手段を前記第２の部分が具備することを特徴とする。 図面の簡単な説明 本発明は、これ以降述べられる実施例を参照して明らかになり説明されるだろ う。 第１図は本発明による画像表示装置の実施例の概略的断面図であり、第２図は 第１図の画像表示装置の電子銃の構造の透視拡大図であり、第３図は第２図の電 子銃の主レンズシステムの中間電極の一つの破断面図を示す。 これらの図は、純粋に概示したものであり実寸ではない。明らかにするために 、 いくつかの大きさは誇張される。これらの図に対応する部品は、できるだけ同一 の参照番号が与えられる。 発明を実施するための最良の形態 第１図に示される本発明による画像表示装置の実施例は、表示窓３を持つ真空 容器２、コーン４及びネック５を有する陰極線管１を具える。当該ネック５は、 この実施例では３本の電子ビーム７〜９を発生するための電子銃６を収容する。 本発明の範囲内で電子銃という言葉は広い意味を持つと考慮されるべきであり一 つの電子ビームだけを発生するのに適した一つの銃を含むだけでなく、例えば本 実施例で述べられるようにしばしば３個の電子銃の一体化された又は一体化され てないシステムもまた含むことに注意されたい。 この実施例で赤、緑及び青の蛍光要素を有する電気蛍光発光表示スクリーン１ ０は、前記表示窓３の内側にある。前記容器２の外側に、磁気コイルのシステム の形式で偏向ユニットを一般に有し概略的に示されただけの偏向手段１１を具備 する。前記表示スクリーン１０への途上、前記電子ビーム７〜９は、前記偏向ユ ニットにより偏向されることができるので、全体に表示スクリーン１０は掃引さ れ、前記ビームは、開口１３を持つ平板形式のシャドウマスクをこの実施例では 有する色選択手段１２を通る。前記ビーム７〜９は小さな相互角で前記開口１３ を通過し、このように当該ビーム７、８、９に従って色の蛍光要素に衝突する。 前記画像表示装置はさらに、前記電子銃の電極へ電圧を印加するために概略的に 示される手段１４を有し、当該手段はリードスルー電極１５により最終製品内で 電子銃６と結合される。組立品はさらにハウジング（図示しない）を持つ。 第１図の装置の電子銃６は、第２図に詳細に透視して示される。当該銃６は、 ３極真空管と呼ばれる電子ビーム生成部分２０を有し、この中で動作中グランド に接続されるＧ１としばしば呼ばれる共通電極２１を具備する３個の隣接する電 子源が組み込まれる。電子銃６の他の全ての電極も同様にして、前記共通電極２ １は１行に並んだ３個の開口１６を具備し、電子ビームを通すために約5.5mmの 直径を持つ。この直径はこれ以降レンズ直径と呼ばれるだろう。 前記銃６はまた、典型的にそれぞれ４００〜５００ボルト及び６ｋＶの動作電 位を持つＧ２及びＧ３とそれぞれ通常呼ばれる２個の連続する電極３１、３２に より構成される前焦点部３０を有する。電極３１、３２のこのシステムにより構 成される電子光学的前焦点レンズは、前記銃の次の主焦点区分内に構成された主 焦点レンズのための対象物として役立つ電子源の仮想像を提供する。 前記主焦点区分は、最初の電極（４１）、最終電極（４５）及び３個の中間電 極（４２〜４４）を持つ主レンズシステム４０を有し、その間に典型的には２５ 〜３０ｋＶの主レンズ電圧が動作中印加される。この実施例において、５〜６ｋ Ｖの電位Ｖ_gが、動作中に当該システムの最初の電極４１にあり、一方一般にア ノードと呼ばれる前記最終電極４５の電位は、動作中３０〜３５ｋＶである。 当該装置の前記主レンズシステムにおいて、前記主レンズ電圧は前記主レンズ システム（４０）の５個の電極（４１〜４５）間で段階状に徐々に分配される。 この目的のため、前記中間電極４２〜４４は、抵抗分圧器４６により相互接続さ れて、当該システムの外側の電極４１、４５と接続される。前記５個の電極間の 前記主レンズ電圧のこの一定の段階状の増大により、前記主レンズシステム内の 隣り合う電極間の電位の飛びは、５〜１５ｋＶに制限され、これは前記主レンズ のレンズ動作に強く好ましい効果を持つ。このように、例えば球面収差は、レン ズ直径の増大なしにより大きなビーム電流が要求される場合でさえ、適切に禁止 される。 レンズの品質と前記中間電極４２〜４４の厚さとの間の関係があることが、こ の厚さがある程度まで大きくなるにつれ前記レンズ動作が改善されるという意味 で明らかである。この観点から多くの要素が役割を演じる。例えば、異なる電極 間の相互の距離は、静電破壊を避けるための所与の最小値に服する。他方、あま りにも大きな相互の距離は、電子ビームの電磁妨害の危険、この場合はよくシー ルドされないということを増やす。そのうえ、前記電極４２〜４４内の適切なレ ンズ充填、すなわちビームの直径と前記レンズ開口１６の直径との商は、前述の カラー銃が用いられるときレンズ充填が約７０％であるように与えられることが 明らかである。より小さなレンズ充填で、前記表示スクリーン１０上の電子ビー ム７〜９の最終スポットの大きさが当該ビーム内の電子の内部反発により劣化し 、一方より大きな値では、当該ビームは前記電極４２〜４４の金属とのあまりに も 大きな相互作用に服する。 その上、所与の電極の適切な数がわかり、それ以下の数ではレンズの品質は明 らかに劣化し、それ以上では当該レンズの品質の本質的な改善がなく、一方前記 銃のコストはより大きな数の電極により増大する。これは、前述のレンズ直径の ３０〜４０％の適切な電極の厚さを導く。従って、この実施例において、前記レ ンズの直径の３５％の厚さが前記電極４２〜４４に対して用いられ、当該直径は そのときこの実施例では2.0mmであろう。 本発明により、中間電極は、互いに対向して位置づけされ相互接続される主面 を持つ複数の、この実施例では３個の分離した平板形状部分４２１〜４２３、４ ３１〜４３３、４４１〜４４３を有する。第３図は、第２図の銃の中間電極の一 つを破断面図でより明瞭に示す。 このように分離した部分から始めることにより、この目的のために用いられる シート材料の厚さは、量産においても問題なく処理されるように、充分に薄いま まである。従って、部品の製造誤差及び偏差は制限されたままであり、これはレ ンズの最終の品質に寄与する。この実施例において、当該中間電極の外側の部分 は、約0.8mmの厚さのシート材料ででき、中心部分はステンレススチールの約0.4 mmの厚さのシートでできている。互いに関して固定された後で、当該分離した部 分は、おおくのポイントで一緒に溶接される。 可能性ある製造誤差の影響を制限するために、この実施例の各中間電極４２〜 ４４は、奇数の３個の部分を有し、２個の一様な外側の部分は、前記中心部分の 周りに鏡像関係で配される。従って、製造中に同じ処理工程に服する前記外側の 部分の前記主面は、当該電極の中心に関して鏡像的にある。その場合、前記一つ の外側の部分により生じるレンズ動作内の偏差は、少なくとも実質的に等しいも う一つの外側の部分内の逆の偏差により補償される。避けられない製造の許容差 の影響は、本発明に従う装置内でこのように最小に制限される。 銃の異なる部品は、マルチフォームロッド又はビードロッドと呼ばれ互いに関 して固定された絶縁支持体４６により両側で一緒に押さえられる。要求される保 持手段４８は、ビードブラケットの形式で前記中間電極４２〜４４内に３個の部 分のうちの中心の部分に設けられ、上昇温度で前記絶縁支持体４６内へ圧され、 当該支持体はわずかに流動状態になる。組立品は他に複数の放射状に配される心 出しばね４９を有し、当該ばねで銃は前記容器２のネック５内に中心付けされ、 前記アノード４５に対する高電圧は、管壁からとることができる。反対の側では 、前記銃は、図を明瞭にするために省略されたリードスルー電極１５を具備し、 当該電極で前記銃内に要求される他の電位を印加できる。 本発明が一つの実施例で述べられたけれども、これに制限されずまた当業者は 本発明の範囲内での多くの態様及び設計に気付くことは明らかである。例えば、 本発明は、前述の２元電位タイプの銃に適するだけでなく、単一電位及び３元電 位銃にも適し、当該銃内では電位は主レンズシステムの電極の少なくとも一つに 関連する。その上、本発明の範囲内で３個の電極より大きな又は小さな数は、主 レンズシステムの最初と最終の電極間に用いられることができ、異なる中間電極 の全ては電極の厚さ計を増やすため又は分離した部分の厚さを制限するために３ 個の部分以上に作られるか又は作られない。その上、本発明は、一体化されたカ ラー銃を持つカラー表示装置に適するだけでなく（３個の）分離した電子銃を持 つ色表示装置及びモノクロ画像表示装置にも適する。 一般に、本発明は、冒頭に述べられたタイプの画像表示装置に、製造工程を妨 害することなしに良いレンズ品質をこのように生じさせる相対的に厚い中間電極 を持つ複合主レンズを具備する電子銃を供給する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ファン ライスワイク アドリアヌス ヘ ンリカス エンゲルバータス オランダ国 6136 エーシー シッタード ライスウェッグ ノード 281 (72)発明者 ピーアリングス ヨハネス セオドラス オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．真空容器と、当該容器の第１の側に具備される電気蛍光発光表示スクリーン と、その反対側に具備される電子銃とを有し、偏向手段が前記電子銃と前記表示 スクリーンとの間に配され、当該手段で少なくとも動作中に前記電子銃により発 生された電子ビームが偏向でき、当該電子銃は少なくとも電子ビームを発生する ための部分を持ち且つ最初の電極、最終電極及び少なくとも１個の中間電極を持 つ主レンズシステムを具備し、当該電極間に主レンズ電圧が電子光学的主焦点レ ンズを形成するために動作中に徐々に段階状に印加される画像表示装置において 、前記主レンズシステムの前記少なくとも１個の中間電極が、互いに対向して位 置づけられ相互接続される主面を持つ複数の分離した平板形状の部分を有するこ とを特徴とする画像表示装置。 ２．請求項１に記載の画像表示装置において、前記中間電極は奇数の平板形状部 分を有し、少なくとも実質的に一様な偶数の第１の部分が中心の第２の部分の周 りに鏡像関係に配されることを特徴とする画像表示装置。 ３．請求項２に記載の画像表示装置において、前記第２の部分を絶縁支持体に保 持するための保持手段を前記第２の部分が具備することを特徴とする画像表示装 置。 ４．請求項１、２又は３に記載の画像表示装置において、少なくとも１個の中間 電極は電子ビームを通すための少なくとも１個の開口を持ち、前記電極の厚さが 前記開口の直径の３０％〜４０％の間であり好ましくは当該直径の３５％である ことを特徴とする画像表示装置。 ５．請求項１、２、３、又は４に記載の画像表示装置において、前記中間電極の 前記分離した部分が0.3から1.5mmの間の厚さを持つことを特徴とする画像表示装 置。 ６．請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像表示装置において用いられる電子 銃。