JPS59211946A - 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】 本発明は、真空のエンベロープ内に表示スクリーンで集
束されてスポットを形成し、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
ｌ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、管軸昏こ沿って成る
距＃離間さｎた第１グリツドと、該第１グリツドから成
る距ＩＩＩ＃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上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（８
９ ラ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投手軸線を第２グリンド
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。

かかる陰極線管はテレビジョン画像の表示に使用するこ
とができる。かかる陰極線管としては例えは、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・グラフィック・ディスプレ
イ管またはＤ−Ｇ、Ｄ、管）、投写型テレビジョン受像
管またはオシロスコープ管等がある。こγ１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ットの回りのぼやけ（
ヘイズ）が最小となるスポッ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、例えは文字の小さな細
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
心安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４２４２６１８
号（特開昭５４−８５６６７）及び第４２１５８７０８
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＠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ット周辺のぼ
やけ（ヘイズ）をかなり減少できることが言ｅ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ｌ１ｌｉｉ線管において、第１グリツド及び第２グ
リッド間の領域に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
ポットを再現できる。上述したように第１グリツドを構
成Ｔ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
の互いに成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ットを形成する。

他の方法では、球面収差による影曽を減じでスポット品
質を向上させている。この方法ハ、未公開のオランダ国
特許願第８２０４１８５号（特願昭５８−２０２４８８
３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ｍ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８グリッド間に加速プリフォーカ
スレンズを設け、次いで主フオーカスレンズを設ける。

第８グリツド（第２レンズ１日のＮ口のＦＩＬ径は、第
２グリツド（第ルンズ菫極）の開口の直径の２倍より小
さくすると共に第２及び第８グリッド間の実効間隔Ｓ　
−ｅｆｆは１闘より小さくする。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Δ■は第８及び第２グリッド間の電位差であり、
Ｅ（ＺＪ　４才軸線上の位置ｚの関数としての第８及び
第２グリッド間の軸線上の電界強度である。斯る電子銃
を用いると、は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ットを
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プリフォーカスレンズ
の有する球面収差が成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。クロスオーバ背後して正確な位置に置かれた強度の
大きなプリフォーカスレンズを使用する必要がある。斯
るプリフォ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。

スポット品質を向上させる第８の方法は、オランダ国特
許出願公謝第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８グリッド間を強
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りスポット品質を向上させるよう
にしている。

スポッ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８１８０１８７号明（７） 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ォ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、スポット品質を
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ざ
な寸法のスポラトラ得ることができる。

スポット品質を向上させる最後の８例において、プリフ
ォーカスレンズに対するクロスオーベ位置を極めて臨界
的とする。これがため前記最後の８つの特許明細書９こ
開示された電子銃に何等の手段を講することなく１つの
クロスオーバの代わりに２個の焦Ｎ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４８５
８７０８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１リフオーカスレ
ンズに対し正しい位置９こある場合、他の焦線は正しい
位置になく、スポット品質は一方向だけが向上するから
であろうそれにもかかわらず、非点（８） 収差電子ビームに対Ｔる必要性は存在する。例えば広い
偏向角（例えば１　’１　ｔｌ’）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４２４２６１８号及び第
４８５８７０８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アリフォ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
スポット品質を全方向にわたって向上させることにある
。

この目的のため本発明陰極線管は、第２グリツド側及び
カソード側の開口の大きさ及び深さを適宜選定して陰極
線管にとって重要なビーム電流範囲内で実質上１つのク
ロスオーバを第２グリツド近辺の非点収差電子ビームに
形成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２〜４　ｍＡとする。

アメリカ合衆国特許第４２４２６１８号及び第４８５８
７（１８号明細書に記載の既に説明した第１グリツドを
用いることによっ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つ 第１グリツドの厚ざ全体にわたる細長開口によっても、
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
會を互に補償して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。−１ 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Ｔる８個の、電子銃により電子ビー
ムを発生Ｔ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８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、−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ットの回りの垂直なヘイズが減少
する結果として、偏向コイルによっ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Ｔることによって
、電子銃とスクリーンとの間で反発する空間電荷を減少
させると共をこ上記偏向方向に位置Ｔるクロスオーバの
寸法は僅かだけ増太し得るようにする。

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が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Ｔるか、實
たけ開口を楕円とＴ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４８５８７０８号及び第４１４ｇ６
１８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２闘且つ幅を約０．
７闘とし、カソード側の開口は、長さを約０．７問且つ
幅を約０．５鰭とし、好ましくは軸線に直角な第１電極
の部分の厚さを約ｕ、８鴎とし、カソード側に開口を設
けた部分の厚さを約０．１闘とすると共に第２グリツド
側に開口を設けた部分の厚さを約０．２闘とする場合に
は、以下に説明するようにヘイズが極めて少なく且つ寸
法の小さなスポッ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
（１２） 管の型が重姿な要素となるビーム電流範囲内でほぼ１つ
のクロゑオーバを得る他の解決方法を得ることもできる
。これらの解決は経験的に決定および／または計算する
ことができる。

本発明は電子銃がりｐスオーバ背後にアリフォーカスレ
ンズ及び主フオーカスレンズを具え、ブリフォーカスレ
ンズで電子ビームの境界電子線を内側に背面して、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Ｔる陰ｔ１ｉ＃ｉｌ管に使用すると特に
有利である。

図面をごつき本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の陰８ｉｉ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フ　１１ｊ、表示窓２、フ
ァ事ル部８及びネック部４がら成り、このネック部４内
には夫々８個の電子銃５・６及び７を設けて■子ビーム
８，９及び１ｏ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（ま一つの面内、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。８個のｍ子銃はネッ
ク部４内に同軸状に配置したスリーブ１６内で開口ライ
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８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＃されたシャドウマスク１８を設けて、電子ビー
ム８゜υ及びｌＯがこのシャ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
。８本の電子銃を互いの軸が成る小角度をなすように組
み立てる。従って、発生した尼子ビームは前記小角度、
所謂色迎択角で開口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８７７２５５４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ｍ子
銃系（こも使用できることは明らかである。

第２図は８本の電子銃５・６及び７の斜視図である。前
記電子銃系のグリッドを金−条片１７により相互の位置
決めをして、ガラス製組立俸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８グリツド２８及び第４グリツド２
４とから成る。

第８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１９を設ける。第
】グリッド２１内の開口８４に対向する熱電子放出面を
具えるカソードシャンク２９内には、■熱線２８を設け
る。支持円筒８８を第１グリツドに設けて電気的絶縁を
得、この支持円筒８８にカソードシャンクを金鵬条片８
０を介して接続する。

第４図は、第１グリツドの面８６がら見た第８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８４
は矩形である。

（１５） 第５図は、第１グリツドの而８５から見た第８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、
楕円ピット８７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８９を有する板部材８８
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５
０に而する部分５１を有するカソード５０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５８及び５４とから成る。部分５８番ｊＯ１１闘の
厚さをａし、部分５４は　　０．２順の厚さを有し、そ
のため部分５１は０．８闘の厚さを有する。部分５８内
の開口は、幅０．５闘、（１６） 長さ０．７闘の矩形である。部分５４内の開口も長さ２
．１闘及び幅（３，７ｍ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１見□い
出し得るの１１明らかである。

第１０ａ、１（ｌｂ及び１００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である。

カソード６０から放出された電子ビーム６］が、第１グ
リツド６２を通過して集束され、第２グリツド６８の近
傍でクロスオーバ６４を形成し、そしてグリッド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４８５８７０８
号明細書に記載すれたクロスオーバ形成の構造を示した
尼のである。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ロア２を具え
る。この結果、電子ビーム７８　（２，８本の電子線し
か図示していないが】は第］Ｏａ図Ｇこ示すように集束
されてクロスオーバを形成するが、２本の焦１１７４及
び７５を形成する。第１００図に示Ｔように細長開口８
２の長手軸線が細長凹部８】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８１及びカソー
ド側に細長開口８２を有する第１ｆ　ＩＪラッド０を設
けることにより、クロスオーバ８４を形成する非点収差
電子ビーム８８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
択を斐求する陰極Ｉｓ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ｉす、記号０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４８５８７０８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
（フィリップス製Ｂｕ−ＡＸ％の］陰極線管の表示スク
リーンの場所０．Ｎ、Ｅ、ＮＥで観測したビーム電流２
　ｍＡの状態での電子ビームの多数のスポットを細長ス
ケールの列Ｉに示す。

列■には本発明によりビーム電流２　ｍＡ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１０、Ｎ、Ｅ、Ｎ
Ｅで観測した多数のスポットを示す。これより本発明に
よる陰極線管のスポットがかなり小さくなっているのを
確かめた。

第１ｇａ図乃至第１２ｄ図には、先行技術の（フィリッ
プス製８Ｏ−ＡＸ型の）陰極線管のビーム電流Ｉ　（ｍ
Ａ）を関数とする水平及び垂直方向のスポット径ｄｘ及
びａｙ　（ｍｍＪを破線で示す。前記陰極線管と同様の
本発明による陰極線管σ）スポット径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図番ゴ表示スクリーンの中央でのス
ポット径を示しており、第１２０及び１２ｄ図は表示ス
クリーンの隅部でのスポット径を示している。これらの
図から、特に大きなビームｍ流（本例では２　ｍＡより
大きな値）昏二対してスポットは垂直方向の径が小さく
なり、この結果、よ（１９） 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ａＩ４線管のための８部分から成る電子銃系の
斜神図、 第８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８図に示Ｔｗｆ子銃の断面Ｖ・ 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Ｔ説明図、 第１ｏａ、】ｏｂ及び１（１０図は第１グリツドの動作
を示す説明図、 第１１ａ及びｌｌｂ図は、先行技術の陰極線管と本発明
の陰ａｉＭ管との多数のスポットを場所及び形状で比較
して示す説明図、 第１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及びｔｇａ図は、０．１〜４
　ｍＡのビーム電流での陰極ＩＩＩＩ管の相互に垂直方
向のスポッ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。 （２０） ｌ・・・ガラス製エンベローフ ２・・・表示窓　　　　　　４・・・ネック部５．６．
７・・・電子銃　　　　８．υ、ｌＯ・・・電子ビーム
１１・・・管軸１２・・・表示スクリーン１８・・・シ
ャドウマスク　　】４・・・細長開口１５・・・偏向コ
イル　　　１６・・・スリーブ１７・・・金属条片　　
　　　】８・・・ガラス製組立俸２１・・・第１グリツ
ド　　２２・・・第２グリツド２８・・・第８グリツド
　　　２４・・・第４グリツド２８・・・Ｗｌ熱１１ｆ
ｉ　　　　　　　２９−・・カソードシャンク８０・・
・金縞ストリップ　　８８・・・支持円筒８４・・・開
口部 ８５．８６・・・第１グリツドの表面 ８７・・・楕円形ビット８８・４０・・・板部材８９　
、４１・・・相形開口　　　５０・・・カソード５１、
ｆｉ８．５４・・・部分　　　　５２・・・開口６０・
・・カソード　　　　　６１．７８．８８・・・電子ビ
ーム６２．７（１，８（１・・・第１グリツド６８・・
・第２グリンド　　６４．８４・・・クロスオーバ６５
拳６６・・・グリッド　　　７１．８１・・・細長門部
７２　、８２・・・細長開口　　　７４．７５・・焦線
特許量Ｔｈ人　　　　エヌ・ベー・フイリツプス・フル
ーイランペンファブリケン （２８。 ！−１ へ 、、　　　　　　　　　ＬＬ １（ｍＡ）→ ｄｘ （ｍｍ） Ｉ（ｍＡ）− ｙ （ｍｍ） １（ｍ）→ ＦＩＧ、１２ １（ｍＡ）→

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　真空のエンベロープ内に、表示スクリーンで集束さ
   れてスポットを形成し、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Ｉｌ
   ｌｌｌ−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、管軸に沿って成る距離
   離間された第１グリツドと、該第１グリツドから成る距
   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、刀ソー
   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′！ｉｊ線管において、前記第
   ２グリツド側及び前記カソード側の開口の大きさ及び深
   さを適宜選定して陰極線管に対して重要であるビーム電
   流領域内で実質上１つのクロスオーバを第２グリツド近
   傍の非点取差菫子ビームに形成するようにしたことを特
   徴とする陰極線管。 え　陰極線管を、各軸線が一平面内に位肯する８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８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特許請求の範囲第１項記載の陰極線
   管。 ８　カソード側の開口の長さを、第２グリツド側の開口
   の幅にほぼ等しいか或いはこれよりも小さくするように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の陰極線管。 ４　カソード側の開口を矩形としたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項及至第８項の何れかに記載の陰極線
   管。 ６　第２グリツド側の開口を矩形としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の陰極線管。 ６　前記第２グリツド側の開口は、その長さを約２間と
   すると共に幅を約１）、７間とし、前記カソード側の開
   口はその長さを約０．７鰭とすると共に幅を約０．５ｍ
   ｍとするようＧこしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載の陰極線管。 ？、　前記軸線に垂直な第１グリツドの部分の厚さを、
   約（Ｊ、３ｍｍとし、カソード側に開口を設けた＠］グ
   リッドの部分の厚さを約０．］朋とし、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（１、２
   龍としたことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
   陰極線管。 ８、前記第１グリツドが相互にｖ着された少なくとも２
   個の板伏部材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項乃至第７項の何れかに記載の陰ｆｄｉ
   ｉ線管。 ｏ、　　前記ＩＫ電子銃は、クロスオーバの後方にブリ
   フォーカスレンズ及び主フオーカスレンズを具え、ブリ
   フォーカスレンズによって電子ビームの境界電子線を内
   側に彎曲して、これら電子線が主フオーカスレンズ内で
   もはや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項乃至第８項の何れかに記載の陰
   極線管。