JPH1064448A

JPH1064448A - カラー陰極線管

Info

Publication number: JPH1064448A
Application number: JP9145278A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Watanabe; 健一渡辺; Masaji Shirai; 正司白井; Shinichi Kato; 真一加藤; Akira Tobe; 明良戸辺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】フォーカス特性とモアレ発生抑制とを両立した
インライン型電子銃を具備するカラー陰極線管の提供。【解決手段】カソード１、第１電極２および第３電極４
をこの順に配置し、さらにカソードを加熱するヒータ１
ａを備えた複数の電極からなる電子ビーム発生手段と、
前段集束レンズを形成する第３電極４と第４電極５およ
び第５電極６と、主レンズを形成する第５電極６と第６
電極７とを有し、上記第２電極３と第４電極５、第３電
極４と第５電極６とが電気的に接続されたインライン型
電子銃を具備し、前記第１電極の孔径が０．４５ｍｍ以
下、且つ第２電極３の長さと孔径の比率Ａと、第４電極
５の長さと孔径との比率Ｂの関係を、４０Ａ＋８８Ｂ−
５７≦０、１００Ａ−２６０Ｂ−２２≧０、１００Ａ＋
１７６Ｂ−１１２≧０、Ｂ−０．１２５≧０とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光面に向けて３
本の電子ビームを横一列に放射するように構成されてい
るインライン型電子銃を備えたカラー陰極線管に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】テレビ受像管や情報端末のモニター管と
して用いられるカラー陰極線管は、真空外囲器の一端に
複数（一般に、レッド：Ｒ，グリーン：Ｇ，ブルー：Ｂ
の３本）の電子ビームを発射する電子銃を内蔵し、他端
内面に複数色（一般に、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色）の蛍光体膜
を塗布した蛍光面と、この蛍光面に近接して設置した色
選択電極であるシャドウマスクを内蔵し、前記電子銃か
ら出射される複数の電子ビームを前記真空外囲器の外部
に設置した偏向ヨークで発生した磁界により２次元走査
することによって、所要の画像を表示するようになって
いる。

【０００３】図３はカラー陰極線管の構造の一例を説明
する断面図である。図３において、２１はパネル部、２
２はファンネル部、２３はネック部、２４は蛍光体膜、
２５はシャドウマスク、２６はマスクフレーム、２７は
内部磁気シールド、２８はシャドウマスク懸架機構、２
９はインライン型電子銃、３０は偏向ヨーク、３１はビ
ーム補正装置、３２は内部導電膜、３３はテンションバ
ンド、３４はステムピン、３５はゲッターを示す。

【０００４】このカラー陰極線管は、パネル部２１、ネ
ック部２３、およびパネル部２１とネック部２３とを連
接するファンネル部２２とからなる真空外囲器を有す
る。

【０００５】そして、このカラー陰極線管はパネル部２
１の内面にＲ，Ｇ，Ｂ３色の蛍光体を塗布した蛍光体膜
２４が形成された表示画面（以下、単に画面と言う）を
有し、ネック部２３の内部には３本の電子ビームをイン
ラインに出射する電子銃２９が収納され、また、パネル
部２１の蛍光体膜２４に近接して多数の開孔もしくはす
だれ形状を有するシャドウマスク２５が設置されてい
る。

【０００６】なお、図３においてＢｃ，Ｂｓはそれぞれ
中心及び両サイドの電子ビームを示す。また、図３にお
いてファンネル部２２とネック部２３の遷移領域には偏
向ヨーク３０が外装されている。

【０００７】また、ゲッター３５が電子銃２９先端のシ
ールドカップに一端を固定したゲッターサポートスプリ
ングの先端部に支持されている。

【０００８】電子銃２９から発射された３本の電子ビー
ムは偏向ヨーク３０から発生する垂直および水平偏向磁
界により水平と垂直の２方向に偏向され、シャドウマス
ク２５の電子ビーム通過孔で色選択を受けてＲ，Ｇ，Ｂ
それぞれの蛍光体に射突し、蛍光体膜２４にカラー画像
を形成する。

【０００９】図４は従来のインライン型電子銃の概略構
造を示す垂直断面図である。図４において、１はカソー
ド、１ａはヒータ、２は第１電極（Ｇ１電極）、３は第
２電極（Ｇ２電極）、４は第３電極（Ｇ３電極）、５は
第４電極（Ｇ４電極）、６は第５電極（Ｇ５電極）、７
は第６電極（Ｇ６電極）である。また，図４において、
８は第１電極の開孔部（Ｇ１電極開孔部）、９は第２電
極開孔部（Ｇ２電極開孔部）、１０は第３電極の第２電
極側開孔部（Ｇ３電極のＧ２電極側開孔部）、１１は第
３電極の第４電極側開孔部（Ｇ３電極のＧ４電極側開孔
部）、１２は第４電極の第３電極側開孔部（Ｇ４電極の
Ｇ３電極側開孔部）、１２’は第４電極の第５電極側開
孔部（Ｇ４電極のＧ５電極側開孔部）、１３は第５電極
の第４電極側開孔部（Ｇ５電極のＧ４電極側開孔部）、
１４は第５電極の第６電極側開孔部（Ｇ５電極のＧ６電
極側開孔部）、１５は第６電極の開孔部（Ｇ６電極開孔
部）である。

【００１０】図４において、電子を発生するカソード１
と制御電極であるＧ１電極２とＧ２電極３とで電子ビー
ムを生成する３極部を構成し、Ｇ３電極４とＧ４電極５
とＧ５電極６とで前段集束レンズを形成し、Ｇ５電極６
とＧ６電極７とで主レンズを形成する。これら前段集束
レンズと主レンズとで上記３本の電子ビームを蛍光面に
集束させる。また図４において電子銃のＧ２電極３とＧ
４電極５、Ｇ３電極４とＧ５電極６とがそれぞれ電気的
に接続されている。

【００１１】そして、図４においてＧ１電極開孔部８と
Ｇ２電極開孔部９の直径は０．４〜０．６ｍｍであり、
Ｇ２電極開孔部９の管軸方向の電極長さは約０．３ｍ
ｍ、Ｇ３電極のＧ４電極側開孔部１１とＧ４電極開孔部
１２およびＧ５電極のＧ４電極側開孔部１３の直径は約
４．０ｍｍであり、さらにＧ４電極の管軸方向長さは
０．５〜１．５ｍｍ、Ｇ５電極の管軸方向長さは２７ｍ
ｍである。

【００１２】上記構成のインライン型電子銃は、次のよ
うに動作する。

【００１３】ヒータ１ａにより加熱されたカソード１か
ら放出された熱電子（図示せず）は、Ｇ２電極３に印加
された４００〜１０００Ｖの正電圧（Ｅｃ２）によって
Ｇ１電極２側に吸引され、３本の電子ビーム（図示せ
ず）が形成される。そして、これら３本の電子ビーム
は、カソード１、Ｇ１電極２、Ｇ２電極３によって構成
されるカソードレンズにより一旦クロスオーバーに集束
され、再び発散していく。すなわち、Ｇ１電極２の電子
ビーム通過孔（Ｇ１電極開孔部）８とＧ２電極３の電子
ビーム通過孔（Ｇ２電極開孔部）９とを通った後発散し
ていく３本の電子ビームはＧ２電極と、５〜１０ｋＶ程
度の低電圧（集束電圧Ｖｆ）が印加されたＧ３電極４と
の間に形成されるプリフォーカスレンズ、さらに、Ｇ３
電極４、Ｇ２電極３と同電圧のＧ４電極５、Ｇ３電極４
と同電圧のＧ５電極６の、Ｇ３電極４とＧ４電極５、Ｇ
４電極５とＧ５電極６の間に形成される前段集束レンズ
により若干の集束作用を受け、次にＧ５電極６に印加さ
れた正電圧（Ｖｆ）によって加速されながら、Ｇ５電極
６とＧ６電極７の間に形成されている主レンズに入射す
る。

【００１４】ここで、主レンズを構成しているＧ５電極
６と、２０〜３５ｋＶ程度の高電圧（Ｅｂ）が印加され
たＧ６電極７との間の電位差によって、Ｇ５電極６とＧ
６電極７の間に静電場が形成される。このため、主レン
ズに供給された前記３本の電子ビームは、上記静電場に
よりその投射軌道が曲げられる。その結果３本の電子ビ
ームがそれぞれ集束し、蛍光面上に焦点が結ばれて画面
に投射スポットが形成される。

【００１５】また、画面周辺でのスポット（ビームスポ
ツト）の収束劣化を防ぐため、Ｇ２電極３のＧ３電極側
開孔部９に特公昭５３−１８８６６号公報に示されたよ
うな横長の（すなわち、水平方向に長い）矩形の凹部を
設けたものも知られている。

【００１６】上記のように構成されたインライン型電子
銃を用いたカラー陰極線管では、その画面に形成される
画像の解像度を向上させるためには、画面上のビームス
ポット径を縮小しなければならない。

【００１７】一般に、画面上のビームスポット径は、カ
ソードから放出される電子ビームの電流値に大きく依存
する。すなわち、電子ビームの電流値が増大するに従っ
て、言い換えると表示画面の輝度が高いほど、集束され
る電子ビーム中の電子同志の反発が強くなり、また主レ
ンズ部でのビーム径が増大するため、さらにカソードレ
ンズとプリフォーカスレンズの収差増大等によるクロス
オーバー径が増大するために、画面上のビームスポット
径が増大して表示画像の解像度が低下する。

【００１８】そのため、表示画像の解像度の低下が問題
とされるのは表示画像の実用域である中輝度から最大輝
度までの範囲である。例えば、有効画面対角サイズ５１
ｃｍのＣＤＴ（所謂、２１インチ形カラーディスプレイ
管）の場合、中高輝度画像表示ではカソード１つあたり
の電流値（カソード電流Ｉｋ）が３００〜５００μＡ程
度の大電流になるので、少なくともこのカソード電流範
囲で画面上ビームスポット径を縮小することが重要であ
る。

【００１９】電子銃のフォーカス特性を向上させて画面
上のビームスポット径を縮小するためには、Ｇ１電極２
とＧ２電極３の電子ビーム通過孔（８、９）の孔径を縮
小し、主レンズによって蛍光面上に投影される電子ビー
ムのクロスオーバー径を小さくして画面上のビームスポ
ットの電流密度を高めることが有効である。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
たインライン型電子銃を備えたカラー陰極線管において
は、単に上記中高輝度域でのスポット径を縮小させただ
けでは、中高輝度表示の場合よりスポット径が小さくな
る低輝度表示すなわち画像が識別できるコントラストの
下限の表示においてモアレが生じる問題点がある。

【００２１】モアレとは、画面上のビームスポット径が
ある値より小さくなると、蛍光体ドットの周期構造と電
子ビームの走査線、あるいは、周期的なビデオ信号とが
干渉して画面上に縞模様が生じ、解像度を損なう現象の
ことを言う。前者をラスタモアレまたは横モアレ、後者
をビデオモアレまたは縦モアレと呼ぶ。

【００２２】上記低輝度画像表示時でのカソード電流
（Ｉｋ）は１００μＡ程度の低い電流値である。モアレ
は上記中高輝度表示すなわち大電流でのスポット径を縮
小させたことにより、電子ビーム中の電子同士の反発が
弱い低電流時でのスポット径がさらに縮少するために生
じる。

【００２３】また、上記従来技術で説明した構成のイン
ライン型電子銃を備えたカラー陰極線管では、特公昭５
３−１８８６６号公報に開示されているＧ２電極のＧ３
電極側開孔部に横長の矩形の凹部を備えていないと、電
子ビームが偏向収差の影響を強くうけ、画面周辺でのビ
ームスポットが水平方向に引き延ばされ、垂直方向径が
縮小した形状になるので、ラスタモアレが発生する。

【００２４】そこで、前記特公昭５３−１８８６６号公
報に開示されたカラー陰極線管では、Ｇ２電極のＧ３電
極側開孔部に横長の矩形の凹部を設けて電子ビームに大
きな非点収差をもたせ、画面上のビームスポットを縦長
に変形させて偏向収差をキャンセルし、垂直方向径を増
大させてラスタモアレの発生を抑えている。しかし、こ
のカラー陰極線管では、ビームスポットの水平方向径が
縮小されるためにラスタモアレの代わりに縦モアレが発
生する。そのため中高輝度域表示画像の解像度を向上さ
せるために大電流時にビームスポット径を縮小すると、
小電流時にビームスポット径がさらに縮小するので、低
電流時のモアレに対して不利になるという問題があっ
た。

【００２５】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消して、大電流時でのフォーカス特性の向上と、低電
流時でのモアレの発生抑制とを両立させたインライン型
電子銃を具備するカラー陰極線管を提供することにあ
る。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記のように構成された
インライン型電子銃を含むカラー陰極線管において、ビ
ームスポット径が、中高輝度画像表示すなわちカソード
電流が大きな大電流時においては表示画像の解像度を高
くするためにある程度小さな値であることが必要である
が、低輝度画像表示すなわちカソード電流が小さな低電
流時においては、ビームスポット径が表示画像にモアレ
を生ぜぬ程度に充分に大きな値であることが必要にな
る。

【００２７】そこで、本発明は、Ｇ１電極の電子ビーム
通過孔である電極の孔径を０．４５ｍｍ以下とし、且つ
Ｇ２電極の管軸方向長さとＧ２電極の開孔径との比率Ａ
と、Ｇ４電極の電極の管軸方向長さとＧ４電極の開孔径
との比率Ｂの関係を特定の範囲に規定したものである。

【００２８】すなわち、本発明のカラー陰極線管は蛍光
面に向けて３本の電子ビーム（レッド：Ｒ、グリーン：
Ｇ、ブルー：Ｂ）を発生するためのカソードと、制御電
極であるＧ１電極およびＧ２電極とがこの順で配置さ
れ、さらに上記カソードを加熱するヒータを少なくとも
備えた電子ビーム発生手段と、上記３本の電子ビームを
蛍光面に集束させるための、前段集束レンズを形成する
Ｇ３電極とＧ４電極およびＧ５電極と、後段集束レンズ
（主レンズ）を形成するＧ５電極とＧ６電極とを有し、
上記Ｇ２電極とＧ４電極、Ｇ３電極とＧ５電極とがそれ
ぞれ電気的に接続されたインライン型電子銃を具備して
おり、前記第１電極の孔径が０．４５ｍｍ以下であり、
且つ前記Ｇ２電極の管軸方向の長さと開孔径の比率Ａ
と、前記Ｇ４電極の管軸方向の長さとＧ４電極の開孔径
との比率Ｂの関係を、等式４０Ａ＋８８Ｂ−５７＝０１００Ａ−２６０Ｂ−２２＝０１００Ａ＋１７６Ｂ−１１２＝０Ｂ−０．１２５＝０で表される４本の直線で囲まれた領域に設定した。

【００２９】本発明において、前記Ｇ１電極の開孔径と
はＧ１電極板に形成された電子ビーム通過孔に内接する
円の直径である。例えば電子ビーム通過孔が楕円であれ
ば楕円短径であり、正方形であればその１辺の長さ、長
方形であれば短辺の長さである。

【００３０】また、前記Ｇ２電極の開孔径とは、Ｇ２電
極板に形成された電子ビーム通過孔に内接する円の直径
である。該Ｇ２電極板に形成された電子ビーム通過孔の
形状がG1電極側とＧ２電極側とで異なる場合は、電子ビ
ーム通過孔に内接する前記円のうちで最も小さい円の直
径である。

【００３１】前記Ｇ２電極の管軸方向の長さとは、Ｇ２
電極のＧ１電極に対向した平面とＧ２電極のＧ３電極に
対向した平面との距離を管軸に沿って測定した長さであ
る。

【００３２】また、前記Ｇ４電極の管軸方向の長さと
は、Ｇ４電極のＧ３電極に対向した平面とＧ４電極のＧ
５電極に対向した平面と距離を管軸に沿って測定した長
さである。

【００３３】さらに前記Ｇ４電極の開孔径とは、Ｇ４電
極板に形成された電子ビーム通過孔に内接する円の直径
である。該Ｇ４電極板に形成された電子ビーム通過孔の
形状がＧ３電極側とＧ５電極側とで異なる場合は、これ
らのうちの最も小さい径である。

【００３４】本発明のカラー陰極線管は、上記の構成に
加えて、電子銃の主レンズが異なる電位の対向する２つ
の筒状電極の間に形成されている。さらにこの筒状電極
はインライン配列した３本の電子ビームに共通する単一
の開口部を有する。そして、この筒状電極は、管軸に垂
直な面での断面が長円形であり、筒状電極内部に電子ビ
ーム通過域を有する板状の電極を備えている。この電子
ビーム通過域を有する板状電極は、管軸方向に厚みを有
する。

【００３５】本発明のカラー陰極線管は上記の構成に加
えて、電子銃のＧ５電極が複数の部分に分割されてい
て、この分割されたＧ５電極に偏向ヨークに流れる電流
に同期したダイナミックフォーカス電圧が印加されてい
る。

【００３６】本発明のカラー陰極線管は、レッド
（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３本の電子ビ
ームのうち少なくとも視感度が高いグリーン（Ｇ）の電
子ビームが通過する前記Ｇ１電極の孔径が０．４５ｍｍ
以下であり、且つ前記Ｇ２電極の管軸方向の長さとグリ
ーン（Ｇ）の電子ビームが通過する前記Ｇ２電極の開孔
径の比率Ａと、前記Ｇ４電極の管軸方向の長さとグリー
ンの電子ビームが通過するＧ４電極の開孔径との比率Ｂ
の関係を、等式４０Ａ＋８８Ｂ−５７＝０１００Ａ−２６０Ｂ−２２＝０１００Ａ＋１７６Ｂ−１１２＝０Ｂ−０．１２５＝０で表される４本の直線で囲まれた領域に設定した。

【００３７】この構成により、大電流時でのフォーカス
特性の向上と、低電流時でのモアレの発生の抑制を両立
させ、電子ビームの全電流域で画面全域で高画質の画像
が得られる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による陰極線管の実
施の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。

【００３９】（実施例１）図１はインライン型電子銃を
構成するＧ２電極の電極長と開孔径の比率とＧ４電極の
電極長と前段集束レンズ口径の比率の関係の説明図であ
る。

【００４０】図１において、縦軸はＧ２電極の管軸方向
の電極長（ｔＧ２）と開孔径（φＧ２）の比率ＡＡ＝ｔＧ２／φＧ２を、横軸はＧ４電極の管軸方向の電極長（ｔＧ４）と第
４電極の開孔径（φＧ４）の比率ＢＢ＝ｔＧ４／φＧ４を示す。

【００４１】有効画面対角サイズ５１cm、シャドウマス
クのマスクピッチ０．３１〜０．２６のＣＤＴ（カラー
ディスプレイ管）では、画面上のビームスポット径が
０．４５ｍｍ以上であればモアレはほぼ視認できない。
すなわち、モアレが視認できないようにするには、低電
流時における画面中央スポット径を０．４５ｍｍ以上と
することが必要である。

【００４２】また、上記マスクピッチにおけるＭＴＦ
（ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃ
ｔｉｏｎ）を計算し、超高精細とされる１６００ドット
×１２００ライン（１．９Ｍピクセル）程度の表示画素
数で解像レスポンス０．２を確保できる画面上のビーム
スポット径を求めると、０．６０ｍｍとなる。よって、
実用領域において良好な解像度を得るためには、スポッ
ト径を０．６０ｍｍ以下とする必要がある。

【００４３】また、上記マスクピッチにおけるＭＴＦを
計算し、通常必要とされる表示画素数１２８０ドット×
１０２４ライン（１．３Ｍピクセル）程度の表示画素数
で解像レスポンス０．２を確保できる画面上のビームス
ポット径を求めると、０．７３ｍｍとなる。よって、カ
ソードに最大電流が流れた場合においてもビームスポッ
ト径を０．７３ｍｍ以下にする必要がある。

【００４４】画面上のビームスポット径は、電子銃の主
レンズに入射するビーム径によって変化し、大電流での
スポット径を小さくするためには主レンズに入射するビ
ーム径をある程度以上大きくする必要がある。

【００４５】主レンズに入射する電子ビーム径は、Ｇ２
電極管軸方向の長さと開孔径の比率Ａが小さくなり、ま
たＧ４電極管軸方向の長さとＧ４電極の開孔径（前段集
束レンズ口径）の比率Ｂが小さくなると大きくなり、画
面上のビームスポット径が縮小する。

【００４６】そこで、大電流（Ｉｋ＝３００μＡ）での
ビームスポット径が０．６ｍｍ以下となるようなＧ２電
極管軸方向の長さｔＧ２ｍｍと孔径φＧ２ｍｍの比率Ａ
と、Ｇ４電極管軸方向の長さｔＧ４ｍｍとＧ４電極の開
孔径（前段集束レンズ口径）φＧ４ｍｍとの比率Ｂの関
係は、試作により求めた結果から、図１の直線１６の下
側に示す下記不等式を満たす領域、４０Ａ＋８８Ｂ−５７≦０となる。

【００４７】さらに、このカラーＣＤＴを搭載したモニ
ターセットで許容できる最大電流すなわちＩｋ＝５００
μＡにおいて、上記ＭＴＦの解像度レスポンス０．２を
保つためには画面上のスポット径を０．７３ｍｍ以下に
抑える必要がある。

【００４８】そこで、Ｉｋ＝５００μＡでのスポット径
が０．７３ｍｍ以下となるようなＧ２電極管軸方向の長
さｔＧ２ｍｍと孔径φＧ２ｍｍの比率Ａと、Ｇ４電極管
軸方向の長さｔＧ４ｍｍとＧ４電極の開孔径（前段集束
レンズ口径）φＧ４ｍｍの比率Ｂの関係は、試作により
求めた結果から、図１の直線１７の上側に示す下記不等
式を満たす領域、１００Ａ−２６０Ｂ−２２≧０となる。これは、大電流になるとカソードレンズ、プリ
フォーカスレンズの収差が増大するので、上記比率Ａを
増大させて収差の低減を図る必要があるが、これでは主
レンズのビーム径が縮小してしまうので、比率Ｂの縮小
で主レンズ内ビーム径を拡大する必要があることを示
す。

【００４９】また、低電流におけるスポット径は０．４
５ｍｍ以上にする必要がある。この場合主レンズに入射
する電子ビーム径を小さくすることでスポット径を大き
くできる。

【００５０】そこで、Ｇ２電極管軸方向の長さと口径の
比率Ａが大きくなるか、またはＧ４電極管軸方向の長さ
とＧ４電極の開孔径（前段集束レンズ口径）の比率Ｂが
大きくなるとビームスポット径を大きくできる。

【００５１】低電流でのスポット径を０．４５ｍｍ以上
となるようなＧ２電極管軸方向の長さｔＧ２ｍｍと開孔
径φＧ２ｍｍの比率Ａと、Ｇ４電極管軸方向の長さｔＧ
４ｍｍとＧ４電極の開孔径（前段集束レンズ口径）φＧ
４ｍｍの比率Ｂの関係は、試作により求めた結果から、
図１の直線１８の上側に示す下記不等式を満たす領域、１００Ａ＋１７６Ｂ−１１２≧０となる。

【００５２】また、Ｇ４電極管軸方向の長さとＧ４電極
の開孔径との比率Ｂが小さくなると、Ｇ４電極開孔径に
対するＧ４電極管軸方向の長さが短くなる。Ｇ４電極長
が短くなると電極の機械強度が弱くなり、また、Ｇ４電
極の開孔径が増大すると電極板の各電子ビーム通過孔の
開孔間の残存構造部（ブリッジ）が細くなり、これも電
極の機械強度を弱くする。

【００５３】Ｇ４電極管軸方向の長さとＧ４電極の開孔
径（前段集束レンズ口径）の比率Ｂが０．１２５より小
さいと電極の機械強度が弱くなり、電子銃組立時に電極
が変形する問題が多発し、部品製造が困難になることが
試作の結果から分かった。

【００５４】従って、Ｇ４電極管軸方向の長さとＧ４電
極の開孔径（前段集束レンズ口径）の比率ＢはＢ≧０．１２５にする必要がある。この関係を図１中に直線１９として
示す。

【００５５】上記の３つの条件を同時に満足するＧ２電
極管軸方向の長さと開孔径の比率Ａと、Ｇ４電極管軸方
向の長さとＧ４電極の開孔径（前段集束レンズ口径）の
比率Ｂの関係を、図１に斜線で示した領域として示す。

【００５６】このように、Ｇ２電極管軸方向の長さと開
孔径の比率Ａと、Ｇ４電極管軸方向の長さとＧ４電極の
開孔径（前段集束レンズ口径）の比率Ｂの関係を図１の
斜線領域に設定することにより，電子銃組立時に電極の
変形を生ぜずにフォーカス特性とモアレの発生を抑える
こととを両立させることができる。

【００５７】図２に本発明のカラー陰極線管に用いたイ
ンライン型電子銃の断面模式図を示す。図２において、
１はカソード、２はＧ１電極、３はＧ２電極、４はＧ３
電極、５はＧ４電極、６はＧ５電極、７はＧ６電極、８
はＧ１電極開孔部、９はＧ２電極開孔部、１０はＧ３電
極のＧ２電極側開孔部、１１はＧ３電極のＧ４電極側開
孔部、１２はＧ４電極のＧ３電極側開孔部、１２’はＧ
４電極のＧ５電極側開孔部、１３はＧ５電極のＧ４電極
側開孔部、１４はＧ５電極のＧ６電極側開孔部、１５は
Ｇ６電極開孔部をそれぞれ示す。

【００５８】図５の（ａ）から図５の（ｅ）に前記図２
に示す電子銃に適用できるＧ１電極２の平面模式図を示
す。Ｇ１電極開孔部８の形状は、円、四角形、楕円及び
これらの複合した形状の何れであっても良い。またＧ１
電極開孔部８の形状は３本の電子ビームが通る開孔の全
てが同一であっても、中央電子ビーム通過孔と両サイド
の電子ビーム通過孔とが異なる形状であっても良い。な
お、Ｇ１電極開孔部８の形状が長方形、楕円及び長方形
と楕円の複合した形状の場合には図５の（ｃ）〜図５の
（ｅ）に示すように、開孔部８が縦長の形状であること
が好ましい。

【００５９】図６及び図７に前記図２に示す電子銃に適
用できるＧ２電極３の平面模式図を示す。図６はＧ２電
極のＧ１電極側の開孔部９の形状を示す。また、図７は
Ｇ２電極のＧ３電極側の開孔部９の形状を示す。図６、
図７に示すように、Ｇ２電極の開孔部９に矩形の凹部を
設けても良い。

【００６０】また、Ｇ２電極の開孔部９の形状は円、四
角形、楕円の何れであっても良い。Ｇ２電極開孔部９の
形状が、３本の電子ビームが通る開孔全てが同一であっ
ても、中央電子ビーム通過孔と両サイドの電子ビーム通
過孔とが異なる形状であっても何れでも良い。

【００６１】図８、図９に図２に示す電子銃に適用でき
るＧ４電極５の平面模式図を示す。図８、図９はＧ４電
極のＧ３電極側の開孔部１２の形状を示す。Ｇ４電極の
Ｇ５電極側の開孔部１２’の形状も同様である。Ｇ４電
極の開孔部１２，１２’の形状は円、楕円及びこれらを
複合した形状の何れであっても良い。また、Ｇ４電極開
孔部１２，１２’の形状が、３本の電子ビームが通る開
孔の全てが同一であっても、中央電子ビーム通過孔と両
サイドの電子ビーム通過孔とが異なる形状であってもい
ずれでも良い。

【００６２】図１０の（ａ）から図１０の（ｉ）に、図
２に示す電子銃に適用できるＧ４電極５の断面模式図を
示す。Ｇ４電極５は、図１０（ａ）から図１０（ｇ）に
示すように箱形であっても良いし、図１０（ｈ）のよう
に平板を張り合わせた形状でも、図１０（ｉ）に示すよ
うに１枚の平板でも良い。Ｇ４電極のＧ３電極側の開孔
部１２と、Ｇ４電極のＧ５電極側の開孔部１２’との大
小関係が図１０（ａ）から図１０（ｈ）に示すものと逆
になっていても良い。

【００６３】図２に示す電子銃を、有効画面対角サイズ
５１ｃｍ、シャドウマスクのマスクピッチ０．２５ｍｍ
のＣＤＴに内蔵した。図２において、Ｇ１電極開孔８の
開孔径が０．３５ｍｍ、Ｇ２電極開孔部９の開孔径が
０．４２ｍｍ、Ｇ２電極の電極長が０．４ｍｍであり、
Ｇ２電極のＧ３電極側開孔部に横長の矩形の凹部を設け
た。ここで、Ｇ３電極４のＧ４電極側開孔部１１、Ｇ４
電極５のＧ３電極側開孔部１２、Ｇ４電極のＧ５電極側
開孔部１２’、Ｇ５電極のＧ４電極側開孔部１３の開孔
径をそれぞれ４．０ｍｍとした。また、Ｇ４電極５の電
極長を０．５ｍｍ、Ｇ５電極６の電極長を２７ｍｍとし
た。

【００６４】本実施例では，Ｇ２電極３の長さと開孔径
の比率Ａが０．９５であり、かつＧ４電極５の電極長と
Ｇ４電極の開孔径（前段集束レンズ口径）の比率Ｂが
０．１２５であって、図１に示す斜線領域内の値であ
る。

【００６５】本実施例によれば、大電流すなわちカソー
ド電流３００μＡでのビームスポット径は０．５７ｍｍ
であり、またカソード電流５００μＡにおいてビームス
ポット径は０．７０ｍｍである。このとき、低電流域、
すなわちカソード電流１００μＡにおけるビームスポッ
ト径は０．４５ｍｍである。また、画面上でのモアレも
ほとんど視認できない。

【００６６】したがって、本実施例によれば大電流時で
のフォーカス特性の向上と低電流時でのモアレの発生の
抑制を両立したインライン型電子銃を具備するカラー陰
極線管を提供することができた。

【００６７】（実施例２）図２に示す電子銃を有効画面
対角サイズ５１ｃｍ、シャドウマスクのマスクピッチ
０．２８ｍｍのＣＤＴに内蔵した。本実施例では、図２
のＧ１電極開孔８の開孔径を０．３０ｍｍ、Ｇ２電極開
孔部９の開孔径を０．３５ｍｍ、Ｇ２電極の電極長を
０．３ｍｍとし、Ｇ２電極のＧ３電極側開孔部に横長の
矩形の凹部を設た。また、Ｇ３電極４のＧ４電極側開口
部１１、Ｇ４電極開口部１２、Ｇ５電極のＧ４電極側開
口部１３の開孔径を４ｍｍとし、Ｇ４電極５の電極長を
０．８ｍｍ、Ｇ５電極６の電極長を２７ｍｍとした。

【００６８】本実施例では、Ｇ２電極３の長さと開孔径
との比率Ａが０．８６であり、かつＧ４電極５の電極長
とＧ４電極の開孔径（前段集束レンズ口径）との比率Ｂ
が０．２であって、図１に示す斜線領域内の値である。

【００６９】本実施例によれば、大電流すなわちカソー
ド電流３００μＡでのビームスポット径が０．５７ｍ
ｍ、カソード電流５００μＡにおけるビームスポット径
が０．７０ｍｍである。また、低電流、すなわちカソー
ド電流が１００μＡでのビームスポット径が０．４５ｍ
ｍである。本実施例では画面上でモアレがほとんど視認
できない。

【００７０】（実施例３）図２に示す電子銃を有効画面
対角サイズ５１ｃｍ、シャドウマスクのマスクピッチ
０．２５ｍｍのＣＤＴに内蔵した。本実施例では、図２
のＧ１電極開孔８の開孔径を０．４０ｍｍ、Ｇ２電極開
孔部９の開孔径を０．５ｍｍ、Ｇ２電極の電極長を０．
４５ｍｍとし、Ｇ２電極のＧ３電極側開孔部に横長の矩
形の凹部を設た。また、Ｇ３電極４のＧ４電極側開口部
１１、Ｇ４電極開口部１２、Ｇ５電極のＧ４電極側開口
部１３の開孔径を４ｍｍとし、また、Ｇ４電極５の電極
長を０．６ｍｍ、Ｇ５電極６の電極長を２７ｍｍとし
た。

【００７１】本実施例では、Ｇ２電極３の長さと開孔径
との比率Ａが０．９であり、かつＧ４電極５の電極長と
Ｇ４電極の開孔径（前段集束レンズ口径）との比率Ｂが
０．１５であって、図1１示す斜線領域内の値である。

【００７２】本実施例によれば、大電流すなわちカソー
ド電流３００μＡでのビームスポット径が０．５７ｍ
ｍ、カソード電流５００μＡでのビームスポット径が
０．７０ｍｍである。また、低電流すなわちカソード電
流１００μＡにおけるビームスポット径が０．４５ｍｍ
である。本実施例では、画面上でモアレがほとんど視認
できない。

【００７３】（実施例４）図１１に概要を示した電子銃
を、有効画面対角サイズ４６ｃｍ、シャドウマスクのマ
スクピッチ０．２６ｍｍのＣＤＴに内蔵した。図１１に
おいて、Ｇ５電極は、Ｇ５−１電極６１と、Ｇ５−２電
極６２とに分割され、Ｇ５−１電極６１とＧ５−２電極
６２との間に四重極レンズ３６が形成されている。

【００７４】また、本実施例では、Ｇ６電極７とＧ５−
２電極６２との対向部に主レンズ３８が形成されてい
る。該対向するＧ６電極７とＧ５−２電極６２とは筒状
電極であり、この筒状電極の内部には縦長楕円状の電子
ビーム通過域を有する板状電極３７を備える。

【００７５】さらに、この筒状電極の開口部が３本の電
子ビームについて共通の単一開口を形成し、この筒状電
極の単一開口部の断面は略長円形である。

【００７６】図１１において、Ｇ３電極４とＧ５−２電
極６２とには偏向ヨークに流れる電流、すなわち電子ビ
ームの偏向に同期して変動するダイナミックフォーカス
電圧ｄＶｆが印加されている。

【００７７】ここでダイナミックフォーカス電圧ｄＶｆ
は、Ｇ５−２電極６２のみに印加しても良く、その際は
Ｇ３電極４にはＧ５−１電極６１と同電位である一定の
電圧Ｖｆが与えられる。

【００７８】図１１において、Ｇ１電極開孔８の開孔径
を０．３７ｍｍ、Ｇ２電極開孔部９の開孔径を０．５５
ｍｍ、Ｇ２電極の電極長を０．５５ｍｍとした。また、
Ｇ２電極のＧ３電極側開孔部には横長の矩形の凹部を設
た。ここで、Ｇ３電極４のＧ４電極側開口部１１、Ｇ４
電極開口部１２、Ｇ５電極のＧ４電極側開口部１３の開
孔径をそれぞれ４ｍｍとし、また、Ｇ４電極５の電極長
を０．６ｍｍ、Ｇ５電極６の電極長を２７ｍｍとした。

【００７９】本実施例では、Ｇ２電極３の長さと開孔径
との比率Ａが１であり、かつＧ４電極５の電極長とＧ４
電極の開孔径（前段集束レンズ口径）との比率Ｂが０．
１５であって、図１に示す斜線領域内の値である。

【００８０】本実施例によれば、大電流すなわちカソー
ド電流３００μＡでのビームスポット径が０．５７ｍｍ
であり、カソード電流５００μＡにおけるビームスポッ
ト径が０．７０ｍｍである。また、低電流すなわちカソ
ード電流１００μＡにおけるビームスポット径が０．４
５ｍｍである。また、本実施例では画面上でモアレがほ
とんど視認できない。

【００８１】（実施例５）図２に示す電子銃を、有効画
面対角サイズ５１ｃｍ、シャドウマスクのマスクピッチ
０．２５ｍｍのＣＤＴに内蔵した。本実施例では、図２
におけるＧ１電極開孔８の開孔径を０．３５ｍｍ、Ｇ２
電極開孔部９の開孔径を０．３６ｍｍ、Ｇ２電極の電極
長を０．３８ｍｍとした。また、Ｇ２電極のＧ３電極側
開孔部には横長の矩形の凹部を設た。さらに、Ｇ３電極
４のＧ４電極側開口部１１、Ｇ４電極開口部１２、Ｇ５
電極のＧ４電極側開口部１３の直径をそれぞれ４ｍｍと
した。また、Ｇ４電極５の電極長を０．６ｍｍ、Ｇ５電
極６の電極長を２７ｍｍとした。

【００８２】本実施例では、Ｇ２電極３の長さと開孔径
との比率Ａが１．０５であり、かつＧ４電極５の電極長
とＧ４電極の開孔径（前段集束レンズ口径）の比率Ｂが
０．１５であって、図１に示す斜線領域内の値である。

【００８３】本実施例によれば、大電流すなわちカソー
ド電流３００μＡでのビームスポット径は０．５７ｍｍ
であり、カソード電流５００μＡにおけるビームスポッ
ト径は０．７０ｍｍである。また、低電流すなわちカソ
ード電流１００μＡにおけるビームスポット径は０．４
５ｍｍである。本実施例によれば、画面上でのモアレも
ほとんど視認できない。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
３本の電子ビームを発生するためのカソード、制御電極
であるＧ１電極およびＧ２電極がこの順で配置され、さ
らに上記カソードを加熱するヒータを少なくとも備えた
電子ビーム発生手段と、上記３本の電子ビームを蛍光面
に集束させるための、前段集束レンズを形成するＧ３電
極とＧ４電極およびＧ５電極と、主レンズを形成するＧ
５電極とＧ６電極とを有し、上記Ｇ２電極とＧ４電極、
Ｇ３電極とＧ５電極とがそれぞれ電気的に接続されたイ
ンライン型電子銃を具備するカラー陰極線管における前
記Ｇ１電極の孔径を０．４５ｍｍ以下とし、且つＧ２電
極の長さと孔径の比率Ａと、Ｇ４電極の長さとＧ４電極
の開孔径の比率Ｂの関係を所定の領域内に規定すること
で、電極部品を容易に製造でき、大電流でのフォーカス
特性を向上しながら低電流でのモアレの発生を抑え、画
面の全域で解像度が高い高品質の画像を表示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インライン型電子銃を構成するＧ２電極の管軸
方向の電極長と開孔径との比率Ａと、Ｇ４電極の管軸方
向の電極長とＧ４電極の開孔径径との比率Ｂとの関係の
説明図である。

【図２】本発明によるカラー陰極線管の一実施例を説明
するインライン型電子銃の概略構造を説明する断面模式
図である。

【図３】本発明を適用するカラー陰極線管の構造例を説
明する管軸方向断面図である。

【図４】従来のインライン型電子銃の概略構造を示す管
軸方向断面図である。

【図５】本発明によるカラー陰極線管のインライン形電
子銃のＧ１電極の平面模式図である。

【図６】本発明によるカラー陰極線管のインライン形電
子銃のG2電極のＧ１電極側から見た平面模式図である。

【図７】本発明によるカラー陰極線管のインライン形電
子銃のＧ２電極のＧ３電極側から見た平面模式図であ
る。

【図８】本発明によるカラー陰極線管のインライン形電
子銃のＧ４電極の平面模式図である。

【図９】本発明によるカラー陰極線管のインライン形電
子銃のＧ４電極の平面模式図である。

【図１０】本発明によるカラー陰極線管のインライン形
電子銃のＧ４電極の断面模式図である。

【図１１】本発明によるカラー陰極線管の実施例を説明
するインライン型電子銃の概略構造を説明する断面模式
図である。

【符号の説明】

１カソード１ａヒータ２第１電極（Ｇ１電極）３第２電極（Ｇ２電極）４第３電極（Ｇ３電極）５第４電極（Ｇ４電極）６第５電極（Ｇ５電極）７第６電極（Ｇ６電極）８第１電極開孔部（Ｇ１電極開孔部）９第２電極開孔部（Ｇ２電極開孔部）１０第３電極の第２電極側開孔部（Ｇ３電極のＧ２電
極側開孔部）１１第３電極の第４電極側開孔部（Ｇ３電極のＧ４電
極側開孔部）１２第４電極の第３電極側開孔部（Ｇ４電極のＧ３電
極側開孔部）１２’ 第４電極の第５電極側開孔部（Ｇ４電極のＧ５
電極側開孔部）１３第５電極の第４電極側開孔部（Ｇ５電極のＧ４電
極側開孔部）１４第５電極の第６電極側開孔部（Ｇ５電極のＧ６電
極側開孔部）１５第６電極の開孔部（Ｇ６電極開孔部）２１パネル部２２ファンネル部２３ネック部２４蛍光体膜２５シャドウマスク２６マスクフレーム２７内部磁気シールド２８シャドウマスク懸架機構２９インライン型電子銃３０偏向ヨーク３１ビーム補正装置３２内部導電膜３３テンションバンド３４ステムピン３５ゲッター３６四重極レンズ３７板状電極３８主レンズ６１Ｇ５−１電極６２Ｇ５−２電極Ｂｃ中心の電子ビームＢｓサイドの電子ビーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者戸辺明良千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光面に向けて３本の電子ビームを発生す
るためのカソード、制御電極である第１電極および第２
電極がこの順で配置され、さらに上記カソードを加熱す
るヒータを少なくとも備えた電子ビーム発生手段と、上
記３本の電子ビームを蛍光面に集束させるための、前段
集束レンズを形成する第３電極と第４電極および第５電
極と、主レンズを形成する第５電極と第６電極とを有
し、上記第２電極と第４電極、第３電極と第５電極とが
それぞれ電気的に接続されたインライン型電子銃を具備
するカラー陰極線管において、前記第１電極の孔径が０．４５ｍｍ以下であり、且つ前
記第２電極の管軸方向の長さと孔径の比率Ａと、前記第
４電極の管軸方向の長さと第４電極の開孔径との比率Ｂ
との関係が、等式４０Ａ＋８８Ｂ−５７＝０１００Ａ−２６０Ｂ−２２＝０１００Ａ＋１７６Ｂ−１１２＝０Ｂ−０．１２５＝０で表される４本の直線で囲まれた領域にあることを特徴
とするカラー陰極線管。
【請求項２】請求項１に記載のカラー陰極線管におい
て、前記インライン形電子銃の主レンズを形成する第５
電極と第６電極とが略長円形の開口断面を有する筒状電
極であり、該筒状電極内部に電子ビーム通過域を有する
板状電極を備えていることを特徴とするカラー陰極線
管。
【請求項３】請求項２に記載のカラー陰極線管におい
て、前記第５電極と第６電極の開口部が３本の電子ビー
ムについて共通の単一開口からなることを特徴とするカ
ラー陰極線管。
【請求項４】請求項１に記載のカラー陰極線管におい
て、前記第５電極が複数の部分に分割されており、分割
された第５電極に偏向ヨークに流れる電流に同期した電
圧が印加されていることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項５】請求項１に記載のカラー陰極線管におい
て、前記第１電極の孔径が０．３７ｍｍ以下であること
を特徴とするカラー陰極線管。
【請求項６】請求項１に記載のカラー陰極線管におい
て、前記第１電極の孔径が０．３５ｍｍ以下であること
を特徴とするカラー陰極線管。
【請求項７】蛍光面に向けて３本の電子ビームレッド，
グリーン，ブルーを発生するためのカソード、制御電極
である第１電極および第２電極がこの順で配置され、さ
らに上記カソードを加熱するヒータを少なくとも備えた
電子ビーム発生手段と、上記３本の電子ビームを蛍光面
に集束させるための、前段集束レンズを形成する第３電
極と第４電極および第５電極と、主レンズを形成する第
５電極と第６電極とを有し、上記第２電極と第４電極、
第３電極と第５電極とがそれぞれ電気的に接続されたイ
ンライン型電子銃を具備するカラー陰極線管において、前記グリーンの電子ビームが通過する第１電極の孔径が
０．４５ｍｍ以下であり、且つ前記第２電極の管軸方向
の長さとグリーンの電子ビームが通過する孔径との比率
Ａと、前記第４電極の管軸方向の長さとグリーンの電子
ビームが通過する第４電極の開孔径との比率Ｂとの関係
が、等式４０Ａ＋８８Ｂ−５７＝０１００Ａ−２６０Ｂ−２２＝０１００Ａ＋１７６Ｂ−１１２＝０Ｂ−０．１２５＝０で表される４本の直線で囲まれた領域にあることを特徴
とするカラー陰極線管。
【請求項８】請求項７に記載のカラー陰極線管におい
て、前記インライン形電子銃の主レンズを形成する第５
電極と第６電極とが略長円形の開口断面を有する筒状電
極であり、該筒状電極内部に電子ビーム通過域を有する
板状電極を備えていることを特徴とするカラー陰極線
管。
【請求項９】請求項８に記載のカラー陰極線管におい
て、前記第５電極と第６電極の開口部が３本の電子ビー
ムについて共通の単一開口からなることを特徴とするカ
ラー陰極線管。
【請求項１０】請求項７に記載のカラー陰極線管におい
て、前記第５電極が複数の部分に分割されており、分割
された第５電極に偏向ヨークに流れる電流に同期した電
圧が印加されていることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項１１】請求項７に記載のカラー陰極線管におい
て、前記第１電極の孔径が０．３７ｍｍ以下であること
を特徴とするカラー陰極線管。
【請求項１２】請求項７に記載のカラー陰極線管におい
て、前記第１電極の孔径が０．３５ｍｍ以下であること
を特徴とするカラー陰極線管。