JPS6054143A - カラ−表示管 - 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】 （技術分野） 本発明は、ネック、コーンおよび表示窓よりなる真空套
管のｍＷネック内に、一平面上に各軸を有する８電子ビ
ームを発生させる電子銃糸を備え、焦点レンズ電界によ
り３電子ビームの焦点を表示窓の内側に設けた表示スク
リーン上に結ばせ、焦点レンズ電界を電子銃糸中に軸に
沿って背中合わせに位置する２個の電極の相互間に形成
し、電極に、互いに対向した外側端縁およびその外側端
縁の内側の軸にほぼ直角に延在する凹欠部に８電子ビー
ムがそれぞれ通過する８個ずつの開孔を一平面に関して
対称に設けたカラー表示管に関し、ビーム電流に対し従
来より小さい寸法の良質のビームスポットが得られるよ
うにしたものである。

（従来技術） この種のカラー表示管は米国特許第１！１７０．５９２
号明細書から知られており、その特許明細書には、」二
連のようにしてう′＆生させた焦点レンズ電界にはなお
非点収差があり、電子ビームは、水平方向より垂直方向
に強く焦点を結ぶことも記載されている。この特許明細
書に記載されているように、この非点収差は、焦点レン
ズの第２電極に表示スクリーン側に設けた細長いスロ７
重彫有する金属板を設けることによって修正することが
できる。

このスロット蜂は、各ビーム軸を通る平面に対して対称
に位置している。しがしながら、かがる水平・垂直方向
非点収差の修正は、表示スクリーン上のビームスポット
の質がなお不名（ｌ−足なものであるから、十分である
とはいい争■Ｆいことが知られている。

一方、英国特許出願第２，１１２．５６４１号公報にも
この種のカラー表示管が記載されており、水平・垂直方
向非点収差を凹欠部の開化を細長くすることによって消
滅させであるが、ががる修正によってもビームスポット
径を小さくするには至っていない、という欠点があった
。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、ビーム
スポットの質を向上させるとともに、従来に比し、同等
のビーム電流に対して小さい寸法のビームスポットがイ
（Ｉられるようにした手段を備えたカラー表示管を提供
することにある。

（発明の構成） かかる目的を達成するために、本発明による冒頭に述べ
た種類のカラー表示管は、前述した２個の電極の少なく
とも一方におしつる中央の開孔を、中央の電子ビームの
領域における焦点レンズ電界に４画成分を設けるととも
に８画成分に対してほぼ補償をする形状にし、前述した
２個の電極の少なくとも一方における外側の開孔を、外
側の電子ビームの領域における焦点レンズ電界に４画成
分を設けるとともに６画成分に対してほぼ補償をする形
状にしたことを特徴としている。

本発明は、３電子ビームの各軸が一平面上に位置すると
ともに、互いに対向する電極外側端縁の内側に位置して
いるのであるから、焦点の状態が水平・垂直の両方向で
相違するのみならず、その中間に位置する方向において
も相違しているといつ、実験とコンピュータシミュレー
ションとによって得た認識に基づいてなしたものである
。焦点レンズ電界においては、中央の電子ビームのａｈ
りに特に８画成分が形成されており、また、外側の電子
ビームの周わりに特に６構成分が形成されており、これ
らの多極成分は、少なくともその大半に対して補償がな
されなければならない。本発明によれば、かかる多極成
分の大半に対する補償が、相互間に焦点レンズ？Ｉｔ界
を発生させる各電極における各開口に、中央ビームにμ
ｍしては４構成分とともに補償用８極成分が得られ、ま
た、外側ビームに関しては４構成分とともに補償用６極
成分が得られるように円形開孔から変形した形状をそれ
ぞれ刊与することによって行なわれる。すなわち、水平
・垂直方向非点収差は、焦点レンズ電界における４構成
分によって修正することができる。しかしながら、焦点
レンズ電界にある賊の水平・垂直方向非点収差を残存さ
せて、偏向コイルによる非点収差を補償するようにする
こともできる０ また、外側端縁が凹欠部がら突出する最適距離が存在す
ることも見出されている。したがって、本発明カラー表
示管の第１の好適例は、外側端縁が、その外側端縁内の
凹欠部の最大直径の１０乃至２５％に等しい距離だけそ
の凹欠部から突出していることを特徴としている。

この突出距離が小さ過ぎると、開孔の形状が・レンズ電
界に及ぼず影響が支配的になってレンズの実効直径を削
減する。また、この突出距離が大き過ぎると、開口形状
の影響が少なすぎて収差を容易に修正し得なくなる。開
孔電極は、通例、電子銃系の縦軸に直交する楕円形断面
を有している。

しかしながら、開口電極には正円形断面をもた゛せるこ
ともできる。焦点レンズ電界の補償用８極成分は、第１
および第２の電極の少なくとも一方における凹欠部の中
央開孔をほぼ八角形にすることによって発生させること
ができるとともに、細長い形状にすることによって４構
成分を得ることができる。また、焦点レンズ電界の補償
用６極成分は、外側の開孔をほぼ梨形の形状にすること
によって発生させることができる。したがって、本発明
カラー表示管の第２の好適例は、電子ビームの伝搬方向
に見て、相互間に焦点レンズ電界を形成した２個の電極
のうち少なくとも第１の電極にお・ける中央開孔の端縁
が長手方向の軸を一平面に直角にした細長いほぼ八角形
の形状をなし、夕Ｙ側開孔の端縁が中央開孔の方から見
て先細りになった梨形の形状をなしていることを特徴と
するものである。２個の電極の相互間に形成される焦点
レンズは、２個のレンズ部分、ずｔｃゎち、低電位電極
の方に凹んだ等電位線からなる正極性レンズ部分と高電
位電極の方に凹んだ等電位線からなる弱い負極性レンズ
部分とからなる、と考えることができる。正極性レンズ
部分の強さはつねに負極性レンズ部分の強さより大きい
ので、これら２つのレンズ部分を合わせたものは正極性
レンズ作用を有する。

焦点レンズの＠２電極における開孔が第１電極における
開化と同形であれば、第１電極の開孔が正極性レンズ部
分に及ぼす影響は、第２電極の開孔が負極性レンズ部分
に及ぼず影響によって減ぜられる。この事実を以下に説
明する。

本発明カラー表示管の第８の好適例は、電子ビームの伝
搬方向に見て、相互間に焦点レンズ電界を形成した２個
の電極のうち第２の電極における中央開孔の端縁が、長
手方向の軸が一平面内に位置する細長い八角形の形状を
なし、外側開孔の端縁が中央開孔の方から見て先拡がり
のほぼ梨形の形状をなしていることを特徴としている。

第２電極の各開孔を上述のように構成することによって
も所望の修正を行なうことができ、また、第１と第２と
の好適例の組合わせＧこよっても所望の修正を行なうこ
とができる。所望の８極および６極の各成分は、例えば
、長手方向の軸を前述の一平面に直角にした細長いほぼ
八角形の中央開孔と先拡がりになったほぼ梨形の２個の
外側開孔とを焦点レンズの第２電極に設けることによっ
ても得られることは明らかであろう。また、例えば、長
手方向の軸が前述の一平面内にある細長いほぼ八角形の
中央開孔を第２電極に設けるとともに、先細りになった
ほぼ梨形の２個の外側開孔を第１電極に設けることによ
っても所望の８極および６極の各成分を得ることができ
る。しかしながら、製造の技術的観点からすれば、かか
る手段は魅力が少ない。

梨形の開口は、中央開孔の方から見て、同一円周上の円
弧によって角々を繋いだ先細りもしくは光拡がりの二等
辺台形の形状に開口を構成することによって簡単に得ら
れる。

（実施例） 以下に図面を参照して実施例につき本発明の詳細な説明
する。

第１図にいわゆるインライン型のカラー表示管の縦断面
を示す。表示窓２、コーン８およびネック４からなる硝
子套管１内に組合わせ電子銃糸５を設けてあり、その？
Ｉｉ子銃系５は、図の紙面内に各軸が位置する３本の電
子ビーム６．７および８を発生させる。中央電子ビーム
７の軸は管軸９と一致している。表示窓２の内側には８
本１組の螢光体線条を多数備えてあり、各組は青色発光
螢光体線条、緑色発光特光体線条および赤色発光螢光体
線条からなっており、総合して表示スクリーン１０をＷ
成している。なお、螢光体線条は図の紙面に直交してい
る。表示スクリーン１ｏの前方には、各電子ビーム６．
７および８がそれぞれ通過する細長い開孔１２を多数設
けたシャドウマスク１１を配置してあり、各開孔をそれ
ぞれ通過した各電子ビームはそれぞれ単一色の螢光体線
条のみに射突する。３本の電子ビーム６．７および８は
単一平面上に位置して偏向コイル系１３により偏向され
る。

第２図には、第１図示のカラー表示管に用いる電子銃糸
の縦断面を示す。この電子銃糸は、８個のカソード２１
．２２および２３を接続した共通のコツプ状制御電極２
０と共通の板状アノード２４とを備えている。一平面上
に各軸が位置する３本の電子ビームは、それら８本の電
子ビームに共通の電極２５および２６により焦点を結ぶ
。電極２５は、開放端を互いに連結した２個のコツプ状
部分２７および２８からなっている。電極２６は、単一
のコツプ状部分２９と電子ビーム群がそれぞれ通る開口
ｎ３１を底部に備えた集中筒３゜とからなっている。電
極２５が電極２６に向って延在する外側端縁３２を有す
るとともに、電極２６が？ＩＥ極２５に向って延在する
外側端縁８３を有している。電子ビーム６．７および８
の各軸８５．８６および３７に直角に延在する凹欠部３
４に開孔ｓ８，８９および４ｏが設けてあり、また、中
央電子ビームの軸３６にほぼ直角に延在する凹欠部４１
には開孔４１２，４３および４４がＪりけである。なお
、凹欠部３４および４１がコツプ状部分２８および２９
とそれぞれ一体構造をなし得ること、米国特許第４．ｓ
７ｏ、５９２号明細書に開示されている電子銃における
と全く同様である。各凹欠部の開孔にも端縁を設けるこ
とができる。外側端縁３８は外側端縁３２のより大きい
開孔を備えているので、各電子ビームは焦点レンズを通
過した後に拡がる。しかしながら、カソード群と各電極
２０．２４および２５とからなる電子銃の三極管部内も
しくはその通過後においても各電子ビームを拡げさせる
こともできる。例えば、参考として挙げる特開昭５５−
８７，７９８号公報を参照されたい。電極２５および２
６の極板は例えば０．２５ｍｍ厚とし、また、両電極間
の間隙は、例えばｌ　ｍｍ幅、とする。また、電子ビー
ム３５と３６および３６と３７の軸間距服は、例えば４
．４５ｍｍとする。

第３図には、第２図に示したレンズ電極２５の正面図を
示す。中央開孔８９全、各電子ビームの軸ｓ５＋ａ６お
よび３７が通る図の紙面と鎖線４５で交叉する平面に対
して長軸が１μ交す墨細長いほぼ八角形の形状にすると
、外側端縁３２および３８により、焦点レンズ電界中に
形成される８極板分は、水平・垂直非点収差とともに補
償される。その八角形の各隅角は、高次の多極成分が補
償されるように丸味をもたせである。中央開孔３９の円
弧の一部をなしている側壁４６および４７は直線状に構
成することもできる。外側開孔３８および４０を、中央
開孔８９の方から見て端縁が先細りになったほぼ梨形の
形状にすると、外側端縁３２および３３によって焦点レ
ンズｍ界中に形成される６極板分は、はぼ補償される。

かかる梨形および八角形の開孔は、鍍銀で示す円形から
出発して、その円弧部分４８　、４．、９を弦５０＃５
１に置換することによって容易に実現することができる
。

このようにして実現した梨形の開孔は、底辺および頂辺
を同一円の円弧に置換した二等辺台形の形状をなす端縁
を有しており、また、円弧部分５２は、破線で示す弦５
３に置換することができる０ 各梨形開孔の破線で示す外側円は、例えば、２．１５ｍ
ｍの半径を有し、また、中央開孔の破線でいる。中央ビ
ーム軸８６の位置を原点とする図の紙面上のＸ−Ｙ座標
系において、各開孔形状の隅角点Ａ　ｒ　Ｂ　、Ｏおよ
びＤは、つぎの表に示す場所に位置している。

外側端縁８２は、凹欠部８４より上に２　ｍｍだけ突出
している。外側開孔ａＳと４０とは、Ｙ軸に関しては対
称になった同一形状をなしており、また、中央開孔３９
はＹ軸およびＹ軸に関して対称に位置している。

第４図には、８電子銃の中央電子ビームについて電子ビ
ーム電流工ｍＡの関数として表示スクリーン上のビーム
スポット径ｄ　ａｎを示したものであり、曲線Ａは、電
極に外側端縁および凹欠部を設けてない従来型の電子銃
におけるビーム電流の関数としてのスポット径の変化を
示し、曲線Ｂは、参考としてへ挙げた米国特許第４，８
７０１５９２号明細書による電子銃におけるビーム電流
の関数としてのスポット径の変化を示し、さらに、曲［
０は、本発明カラー表示管用電子銃におけるビーム電流
の関数としてのスポット径の変化を示したものである。

なお、電極２５および２６は第２図および第３図に従っ
て構成しである。これらの各曲線Ａ。

Ｂ、０の比較から、本発明によれば、高ビーム電流時お
よび低ビーム電流時の双方ともに、スボツ、ト径が他よ
り小さくなっており、その結果、尖鋭な画像が表示され
ることが判る。本発明カラー表示管においては、本発明
を適用していないカラー表示管よりも１０％乃至２５％
小さいスポット径が確実に得られる。電極２５に第３図
示の開孔を用いれば、４構成分の補償とともに、所望の
８構成分補償および６構成分補償が達成される。なお、
図示の開孔形状をさらに細長くシ、あるいは、太くする
ことにより、各電子ビーム領域における焦点レンズ電界
中の４構成分を所望のとおりに補償し、もしくは、所定
値に調整することもできる。

また、電極２６の各開孔に第３図示と同一の形状を適用
すれば、焦点レンズ電界に対する６構成分および８構成
分の修正がそれぞれ弱められる。しかしながら、同一レ
ンズ電界成分の使用は、後述するような利点を有してい
る。

第５図には、第２図示のレンズ電極２６の他の構成例を
示す。第８図における開孔３９と同様に、第５図におｌ
る開孔４３は細長いほぼへ角形の形状をなしているが、
その長軸は、図の紙面と鎖線５４にて交叉する各電子ビ
ーム軸を通る平面上に位置している。かかる形状の開孔
によれば、外側端縁３２および８８によって焦点レンズ
電界中に形成される８構成分は、４構成分とともにほぼ
補償される。なお、外側開孔４２および４４はほぼ梨形
の形状をなしているが、それらの開孔の端縁は光拡がり
になっている。外側端縁３２および３８によって焦点レ
ンズ電界中に形成される６構成分は、それらの開孔によ
ってほぼ補償される。

電極２５における開孔の位置に比して電極２６における
開孔の位置を異ならせると、その結果として、焦点レン
ズが、比較的弱い負極性レンズ部分を伴った正極性レン
ズ部分からなっていると考えることができる。電極２６
における開孔の所定の方向の直径を縮少することにより
、負極性レンズ部分の方が電極２６の近くに位置してい
るので、その所定の方向におけるレンズ作用が弱くなる
。

かかる事実からすれば、１１℃極２５と２６とにおける
開孔の直径は、互いに逆の極性に変化させなければ、同
じ作用効果が得られないことが判る。

しかしながら、電極２５と２６との開孔が同一形状を有
していても、正極性レンズ部分の方が、つねに、負極性
レンズ部分より強いのであるから、上述した？Ｉ丁、界
成分の修正は行なわれる。電極２５と２６とで開孔に同
一形状を選択することは、製造時の技術的理由から魅力
的である。ここに参考として挙げる特開昭５９−５４，
１５２号公報に記載されているように、電子ビームの非
点収差は、動作中の１７（子銃において相互間にレンズ
電界が形成されるレンズ電極要素を同一形状にしてもな
お軽減させることができる。かかる同一形状のレンズ電
極要素は、対応する側が互いに対向し、かつ、対応する
開口が互いに反対向きになるように配設しなりればなら
ない。レンズ？ｔＥ極の同一形状要素をこのようにして
互いに反対向きに配設することにより、互いに反対向き
に位置した開孔の所望形状からの開孔製造時に生じたず
れをほぼ同じ程度にすることができる。その結果として
、２個のレンズ電極が電子ビーム群に及ぼず悪影響がほ
ぼ同じ程度であって、互いに逆極性に作用するので、所
望形状からのずれによって生ずる非点収差が少なくなる
。

梨形の開口は第６図に示すように構成することもできる
。図において、各線分６０，６１，６２゜６８および６
４は、残存する円弧６５．６６および６７がなす円に張
った弦に相当する。

焦点レンズ電界の４極、６極および８極の各成分は、電
極の凹欠部に設ける開孔を円形に形成するとともに、そ
の円周に沿って高さが変化する波形の側縁を設けること
によっても形成することができる。しかしながら、かか
る側縁は、多角形絞りダイス、例えば六角形あるいは八
角形の絞りダイスにより、丸い孔をあけた金属板から作
り出すのが困難である。なお、六角形もしくは八角形の
孔をあけた金属板から円形絞りダイスを用いて作り出す
こともできる。また、かかる開孔の側縁は、先細りに形
成することにより斜めにすることもできる。

（効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、カラ
ー鶴表示管のビームスポットの質を向上させるとともに
、同等のビーム′「ＩＬ流に対して小さい寸法の’＋＋
Ｅ子ビームスポットを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明カラー表示管の構成例を示す縦断面図、 第２図は同じくそのカラー表示管に用いる電子銃系の構
成例を示す縦断面図、 第８図は同じくその電子銃系におけるレンズ電極の構成
例を示す正面図、 第４図は３種類のカラー表示管におけるビーム電流の関
数としての表示スクリーン上のスポット径の例を示す特
性曲線図、 第５図は同じくそのレンズ１１ｔ　ｔｉ！ｉｉの他の１
１η成例を示す正面図、 第６図は同じくそのレンズ電極における梨形開孔の他の
例を示す正面図である。 １・・・硝子套管　２・・・表示窓 ３・・・フーン　４・・・ネック ５・・・電子銃糸　６．７．８・・・電子ビーム９・・
・管軸　１０・・・表示スクリーン１１・・・シャドウ
マスク　１２・・・細長開孔１３・・・偏向コイル　２
ｏ・・・９制御電極２Ｌ　２Ｌ　２ａ・・・カソード　
２４・・・アノード２５、２６・・・レンズ電極　２７
．２８゜２９・・・コツプ状部３０・・・集中筒 ８１、８Ｂ、　３９．４０．４２．４３．４４１・・・
開孔３２、３８・・・外側端縁　３４．４］・・・凹欠
部８５、’　８６．８７・・・ビーム軸　４５．５４・
・・交線４６、４７・・・側縁　４８．４９・・・円弧
部５０、５１．５ａ・・・弦 ５２、惨へ６５．６６、６７・・・円弧６０、６１．６
２．６８・・・線分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　ネック、コーンおよび表示窓よりなる真空套管の前
   記ネック内に、一平面上に各軸を有する３電子ビームを
   発生させるｍ子銃系な備え、焦点レンズ電界により前記
   ３電子ビームの焦点を前記表示またの内側に設けた表示
   スクリーン上にそれぞれ結ばせ、前記焦点レンズ電界を
   前記電子銃系中に：＞１）記軸に沿って背中合わせに位
   １ａする２個の電極の相互間に形成し、前記電極に、互
   いに対向した外側端縁およびそれら外側端縁の内側の前
   記軸にほぼ直角に延在する凹欠部に前記３電子ビームが
   それぞれ通過する８個ずつの開孔を前記一平面に関して
   対称に設番づたカラー表示管において、前記２個の電極
   の少なくとも一方における中央の前記開孔を、中央の前
   記電子ビームの領域における前記焦点レンズ％　ｔａ界
   に４極成分を設けるとともに８極成分に対してほぼ補償
   をする形状にし、前記２個の電極の少なくとも一方にお
   ける外側の前記開孔を、外側の前記電子ビームの領域に
   おける前記焦点レンズ電界に４極戒分を設けるとともに
   ６極成分に対してほぼ補償をする形状にしたこと全特徴
   ・とするカラー表示管。 区　特許請求の範囲第１項記載のカラー表示管において
   、前記外側端縁が、当該外側端経内の前記凹欠部の最大
   肉径の１０乃至２５％に等しい距離だけ当該凹欠部から
   突出していることを特徴とするカラー表示管。 龜　特許請求の範囲第１項または第２項記載のカラー表
   示管において、前記′電子ビームの云搬方向に見て、相
   互間に前記焦点レンズ電界を形成した前記２個の電極の
   うち少なくとも第１の電極における前記中央開孔の端縁
   が長手方向の軸を前記一平面に直角にした細長いほぼへ
   角形の形状ななし、前記外側開孔の端縁が前記中央開孔
   の方から見て先細りになった梨形の形状をなしているこ
   とを特徴とするカラー表示管。 生　特許請求の範囲第１項、第２項または第３項に記載
   のカラー表示管において、前記電子ビームの伝搬方向に
   見て、相互間に前記焦点レンズ電界を形成した前記２４
   １１１のＩｌｆ極のうち第２の電極における前記中央開
   孔の端縁が、長手方向の軸が前記−平ＩｒＩｊ内に位■
   ′ｔする細長いへ角形の形状をなし、前記外側開孔の端
   縁が前記中央開孔の方から見て先拡がりのほぼ梨形の形
   状をなしていることを特徴とするカラー表示管。 ５　特許請求の範囲第３項または第４項に記載のカラー
   表示？ｔ・において、前記梨形の開口が、前記中央開孔
   の方から見て、同一円周上の円弧によって角々を繋いだ
   先細りもしくは先拡がりの二等辺台形の形状をなしてい
   ることを特徴とするカラー表示佇。