JPH05258681A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏向効率および電極間絶縁性を劣化させずに
静電集束電極の大口径化を図り、高解像度の陰極線管を
得る。 【構成】 静電集束電極を構成する第３格子電極４３，
第４格子電極４４，第５格子電極を水平方向に長軸を有
する長円形とする。 【効果】 水平方向の電極口径が大きくなり、静電集束
電極の各電極間の絶縁性を低下させることなく蛍光体ス
クリーン上での電子ビームの解像度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電集束型の陰極線管
に係り、特にその電子銃を構成する静電集束レンズの大
口径化を図って、表示画面上での電子ビームの解像度を
向上させた電子光学系を有する電子銃を備えた陰極線管
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の陰極線管は、図６に示したよう
に、ガラス等の絶縁体からなるパネル１，ファンネル
２，ネック３からなる真空容器と、この真空容器に内包
された電子銃４、蛍光体スクリーン１１を少なくとも有
し、電子銃４から発射された電子ビームを蛍光体スクリ
ーン１１上に射突させて映像を再生するものである。

【０００３】上記電子銃４は、カソード４０，制御電極
（第１格子電極４１，第２格子電極４２）および静電集
束電極（第３格子電極４３，第４格子電極４４，第５格
子電極４５）を持ち、カソード４０から発射された電子
流を制御電極４１で映像信号に基づいて変調し、この変
調電子流を静電集束電極４３，４４，４５で蛍光体スク
リーン１１上に集束すると共に、真空容器のファンネル
−ネック領域に接地された偏向ヨーク５で水平と垂直の
２次元に走査することにより、２次元の画像を再生す
る。

【０００４】図７は従来の陰極線管における電子銃を構
成する静電集束電極の構成を説明する模式図であって、
電子銃の軸線ｚ（管軸）に沿って第３格子電極４３，第
４格子電極４４，第５格子電極４５が順次配列されてな
り、これら第３格子電極４３，第４格子電極４４，第５
格子電極４５は軸線ｚと直交するそれぞれの断面は円筒
形状である。

【０００５】図８は従来の陰極線管を軸線ｚ側からみた
断面図であって、静電集束電極を構成する第３格子電極
４３，第４格子電極４４，第５格子電極４５はネック３
と同軸に配置されてガラス等からなる絶縁支持棒（ビー
ドガラス）４６で相互の位置関係が固定されて当該ネッ
ク３内に収納されている。この構成では、静電集束電極
の最大径は、ネック３の内径とビードガラス４６のサイ
ズで制限される。

【０００６】図９は従来の陰極線管の電子銃における電
子ビームの集束状態を説明する模式図であって、図中ｘ
は管軸ｚと直交する一方向（水平方向）、ｙはこの一方
向と直交する方向（垂直方向）を示す。同図において、
カソードから出射した電子ビームは静電集束電極で構成
される電子光学レンズにより水平，垂直共に１回の集束
作用を受けて蛍光体スクリーン１１上に集束される。し
たがって、軸線ｚ上での蛍光体スクリーン１１の電子ビ
ームスポットは円形である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この種の陰極線管で解
像度を上げるためには、静電集束電極で形成されるレン
ズ（静電レンズ）口径を大きくする必要がある。静電レ
ンズ口径を大きくするためには、その静電集束電極の口
径を大きくしなければならないが、前記したように、こ
の静電集束電極の口径はネックの径とビードガラスによ
って制約をうける。従来形式の静電集束電極でその口径
を拡大するためにはネック径を大きくするかビードガラ
スの厚みを薄くすることになるが、ネック径を大きくす
ると偏向ヨークの内径が大きくなり、偏向効率が低下す
るため、消費電力が多くなる。また、ビードガラスを薄
くすると電極とネック内壁との距離が小さくなって放電
が起こり易くなるなる等の問題が生じる。そのため、静
電レンズの大口径化には限度があった。

【０００８】本発明の目的は、偏向効率および電極間絶
縁を劣化させることなく静電レンズの大口径化を図った
電子銃を備えた陰極線管を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、少なくとも、カソード４０，制御電極４１
と４２，静電集束電極４３，４４，４５を含む電子銃４
と、蛍光体スクリーン１１と、上記電子銃４，蛍光体ス
クリーン１１を内包する真空容器（パネル１，ファンネ
ル２，ネック３）とからなる陰極線管において、前記静
電集束電極４３，４４，４５が、当該電子銃４を通過す
る電子ビームを前記電子銃の軸線ｚに交差する一方向
（ｘ方向：水平方向）に集束する回数と前記一方向と直
交する方向（ｙ方向：垂直方向）に集束する回数とを異
ならせる構成を有することを特徴とする。

【００１０】また、前記電子銃４を通過する電子ビーム
を前記電子銃４の軸線ｚに交差する一方向に集束する回
数と前記一方向と直交する方向に集束する回数との差が
１であることを特徴とする。そして、上記のｘ方向とｙ
方向の集束回数を異ならせるために、前記静電集束電極
４３，４４，４５が前記電子銃４の軸線ｚに交差する一
方向に長軸を有する長円形状であることを特徴とする。

【００１１】

【作用】静電レンズを形成する静電集束電極４３，４
４，４５は、電子銃４の軸線ｚに交差する一方向に長軸
を有する長円形状であり、この静電集束電極４３，４
４，４５はｙ方向で２本のビードガラスにより固定され
る。したがって、静電集束電極４３，４４，４５はｘ方
向にネック許容限度いっぱいに広がりをもつ大口径静電
レンズを形成する。

【００１２】この構成により、カソードから出射された
電子ビームは、長円形の長軸方向（ｘ方向）に大口径、
短軸方向（ｙ方向）に従来と同様の口径をもつ静電レン
ズを通過し、この通過時に短軸方向の集束回数が長軸方
向の集束回数より多い集束作用を受け、解像度に大きく
寄与する水平方向解像度を著しく向上させることができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明による陰極線管の一実
施例を説明する部分破断した投射型陰極線管の説明図で
あって、１はパネル、２はファンネル、３はネック、４
はネックに収容された電子銃、５は偏向ヨーク、６は補
正ヨークである。

【００１４】同図において、パネル１とファンネル２お
よびネック３で真空容器を構成し、電子銃４はカソード
４０，第１格子電極４１，第２格子電極４２，第３格子
電極４３，第４格子電極４４および第５格子電極４５か
らなり、ビードガラス４６により各電極が固定されてい
る。また、第３格子電極４３，第４格子電極４４および
第５格子電極４５により静電集束電極を構成する。な
お、１１は蛍光体スクリーン、５１は水平偏向コイル、
５２は垂直偏向コイルである。

【００１５】この投射型陰極線管を用いるカラーディス
プレイ装置においては、３色に対応する３個の投射型陰
極線管を備え、蛍光体スクリーン１１には３色の蛍光体
が塗り分けられている。そして、カソード４０，第１格
子電極４１，第２格子電極４２で形成された変調電子ビ
ームは、第３格子電極４３と第４格子電極４４で形成さ
れるプリフォーカスレンズ、第４格子電極４４と第５格
子電極４５で形成されるメインレンズにより集束されて
蛍光体スクリーン１１上に集束される。

【００１６】第３格子電極４３と第５格子電極４５に
は、蛍光体スクリーン１１と同電位が印加され、第４格
子電極４４には蛍光体スクリーン１１の電位より低く、
可変の電位が印加されて電子ビームのフォーカス調整が
行われるようになっている。これら第１格子電極４１〜
第５格子電極４５は、絶縁体であるビードガラス４６を
介して電気的に絶縁されて機械的に保持される。なお、
カソード４０，第１格子電極４１，第２格子電極４２，
第３格子電極４３と第５格子電極４５は、同一径でネッ
ク内に収容されている。

【００１７】電子銃を出た変調電子ビームは、偏向ヨー
ク６で形成される水平（ｘ），垂直（ｙ）磁界で２次元
に偏向走査されて蛍光体スクリーン１１上に映像を再生
する。補正ヨーク６は各色の蛍光体スクリーン１１上で
の正確な重なりを調整するコンバーゼンス調整手段であ
る。図２は上記本発明による陰極線管の第１実施例にお
ける静電集束電極の構成を説明する概略斜視図であり、
図３は図２においてネックを含めた静電集束電極の断面
図である。

【００１８】図２と図３に示したように、本実施例で
は、少なくとも第１格子電極４３〜第５格子電極４５を
その一方向（水平方向：ｘ方向）に長軸を有する長円形
としてビードガラス４６の存在しない部分の空間に静電
集束電極を位置させて、上記水平方向の電子レンズ径を
拡大したものである。この構成によれば、静電集束電極
の長軸方向にビードガラスがないため、電極間の放電が
起こり難い。

【００１９】そして、この構成によれば、水平方向の集
束力に比べて垂直方向（ｙ方向）の集束力が強くなる。
メインレンズ内で水平および垂直方向に同一回数集束さ
せる通常の電子ビーム集束法により、垂直および水平方
向の集束力の差を補正するには、メインレンズに電子ビ
ームが入る前に垂直方向に比べて水平方向に強く電子ビ
ームを集束させる必要がある。そうすると、メインレン
ズ内での水平方向の電子ビーム径は垂直方向の電子ビー
ム径に比べて小さくなる。

【００２０】一方、水平方向の静電レンズ径の大口径化
の効果を生かして電子ビーム径を低減するためにはメイ
ンレンズ内で水平方向の電子ビーム径を広げる必要があ
る。これは、大口径化によってレンズ収差が小さくなっ
たので、メインレンズ内の電子ビーム径を大きくしても
レンズ収差の蛍光体スクリーン上の電子ビーム径に対す
る悪影響を小さく保つことができ、同時に蛍光体スクリ
ーン上での電子ビーム径増大の他の大きな要因である電
子のクーロン反発力の効果（空間電荷効果）も低減でき
るからである。

【００２１】ここで、メインレンズ内の電子ビーム径を
大きくすることによって、空間電荷効果を小さくするこ
とができるのは、電子の飛行過程における電子間の平均
距離が大きくなるためである。したがって、通常の電子
ビーム集束法を用いた場合には、水平方向に静電レンズ
を大口径化したにもかかわらず、大口径化による電子ビ
ーム径の低減効果はほとんど現れないという問題が残
る。

【００２２】本発明では、上記の問題点を解消するた
め、さらに水平方向の電子ビーム集束回数を垂直方向の
集束回数に比べて少なくしている。図４は本発明による
静電メインレンズ内での水平および垂直方向の電子軌道
の様子を説明する模式図であって、カソードからでた電
子ビームは垂直方向ｙに２回、水平方向ｘに１回集束さ
れている。

【００２３】したがって、メインレンズ内での電子ビー
ムは、垂直方向に比べ水平方向に広がった形状になり、
水平方向の静電レンズの大口径化を生かすことができる
ようになっている。なお、垂直方向に３回、水平方向に
２回の電子ビームを集束されることによっても上記と同
一の効果を得ることができる。さらに、一般的には水平
方向の集束回数を垂直方向の集束回数より少なくするこ
とによって、メインレンズ内の水平方向電子ビーム径を
垂直方向電子ビーム径より小さくすることができ、水平
方向の静電レンズの大口径化を生かすことができる。

【００２４】以上の実施例は単色の陰極線管について本
発明を適用したものであるが、本発明はこれに限るもの
ではなく、カラー陰極線管にも適用できる。図５は本発
明による陰極線管の第２実施例を説明する電子銃の水平
方向の概略断面とその電子ビーム軌道の説明図であっ
て、４０−１，４０−２，４０−３は赤，緑，青用のカ
ソード、４１は第１格子電極、４２は第２格子電極、４
３，４４，４５は３本の電子ビーム（Ｂｒ，Ｂｇ，Ｂ
ｂ）に共通の単一の静電集束電極を構成する第３格子電
極，第４格子電極，第５格子電極、４７−１，４７−２
および４７−３，４７−４は水平偏向板、４８はスリッ
トマスク（シャドウマスク）、１１は蛍光体スクリーン
である。

【００２５】同図において、水平方向に並んだ３本の電
子ビームＢｒ，Ｂｇ，Ｂｂは、第３格子電極４３，第４
格子電極４４，第５格子電極４５で構成される共通の静
電集束電極に入射して集束される。中央の電子ビームＢ
ｇは静電集束電極で構成される集束レンズの中央（電子
銃の軸線）を通ってスリットマスク４８で色選別されて
蛍光体スクリーン１１に射突する。両サイドの電子ビー
ムＢｒとＢｂは第４格子電極４４の中央部で中央の電子
ビームＢｇと交差し発散方向に集束され、それぞれ水平
偏向板４７−１，４７−２、４７−３，４７−４により
蛍光体スクリーン１１上で集中するように方向が偏向さ
れる。

【００２６】静電集束電極を構成する第３格子電極４
３，第４格子電極４４，第５格子電極４５は、前記図２
に示したものと同様に、水平方向に長軸をもつ長円形断
面を有し、２本の電子ビームＢｒ，Ｂｇ，Ｂｂは水平方
向に１回、垂直方向に２回集束される。中央の電子ビー
ムＢｇの挙動は前記図４に示したものと同様で静電集束
電極で形成される静電レンズを軸線ｚに沿って蛍光体ス
クリーン１１方向に進行する。一方、サイド電子ビーム
Ｂｒ，Ｂｂは上記したように第４格子電極４４の中央部
で軸線ｚに交差して発散する。水平偏向板４７−１と４
７−４には第５格子電極４５より少し低い電位が印加さ
れ、水平偏向板４７−２と４７−３には第５格子電極４
５と同じスクリーン電圧が印加されており、水平偏向板
４７−１，４７−２、４７−３，４７−４の各一対の偏
向板間の電位差によって発生する電界で偏向され、スリ
ットマスク４８で上記中央の電子ビームＢｇと交差し、
蛍光体スクリーン１１上の３色の蛍光体にそれぞれ射突
してカラー映像を再生する。

【００２７】このように、水平方向に大口径化された静
電集束電極を用いることによって、高解像度のカラー映
像を再生できるカラー陰極線管を構成できる。

【００２８】

【発明の効果】上記したように本発明によれば、電子銃
を構成する電極間の絶縁および偏向効率の劣化なしに陰
極線管の静電集束レンズの大口径化を実現でき、高解像
度の陰極線管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による陰極線管の一実施例を説明する部
分破断した投射型陰極線管の説明図である。

【図２】本発明による陰極線管の第１実施例における静
電集束電極の構成を説明する概略斜視図である。

【図３】図２の構成においてネックを含めた静電集束電
極の断面図である

【図４】本発明による静電メインレンズ内での水平およ
び垂直方向の電子軌道の様子を説明する模式図である。

【図５】本発明による陰極線管の第２実施例を説明する
電子銃の水平方向の概略断面とその電子ビーム軌道の説
明図である。

【図６】本発明を適用する陰極線管の概略を説明する模
式図である。

【図７】従来の陰極線管における電子銃を構成する静電
集束電極の構成を説明する模式図である。

【図８】従来の陰極線管を軸線ｚ側からみた断面図であ
る。

【図９】従来の陰極線管の電子銃における電子ビームの
集束状態を説明する模式図である。

【符号の説明】

１ パネル ２ ファンネル ３ ネック ４ 電子銃 ５ 偏向ヨーク ６ 補正ヨーク １１ 蛍光体スクリーン ４０ カソード ４１ 第１格子電極 ４２ 第２格子電極 ４３ 第３格子電極 ４４ 第４格子電極 ４５ 第５格子電極 ４６ ビードガラス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、カソード，制御電極，静電集
   束電極を含む電子銃と、蛍光体スクリーンと、上記電子
   銃，蛍光体スクリーンを内包する真空容器とからなる陰
   極線管において、 前記静電集束電極が、当該電子銃を通過する電子ビーム
   を前記電子銃の軸線に交差する一方向に集束する回数と
   前記一方向と直交する方向に集束する回数とを異ならせ
   る構成を有することを特徴とする陰極線管。
2. 【請求項２】請求項１において、前記電子銃を通過する
   電子ビームを前記電子銃の軸線に交差する一方向に集束
   する回数と前記一方向と直交する方向に集束する回数と
   の差が１であることを特徴とする陰極線管。
3. 【請求項３】少なくとも、カソード，制御電極，静電集
   束電極を含む電子銃と、蛍光体スクリーンと、上記電子
   銃，蛍光体スクリーンを内包する真空容器とからなる陰
   極線管において、 前記静電集束電極が前記電子銃の軸線に交差する一方向
   に長軸を有する長円形状であることを特徴とする陰極線
   管。