JPH05325822A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 カソードK およびこのカソード上に順次隣接
して蛍光体スクリーン方向に配置された第１、第２グリ
ッドG1，G2を含む複数の電極を有し、カソードおよびこ
のカソードに順次隣接する第１、第２グリッドによりカ
ソードからクロスオーバを形成して電子ビームを放出す
る電子銃16を備える陰極線管において、第１グリッドに
カソード側の端面と第２グリッド側の端面との間で孔径
が最小となる形状の電子ビーム通過孔を形成した。 【効果】 クロスオーバにおける収差を軽減して、蛍光
体スクリーン上のビームスポット径を小さくし、解像度
を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラー受像管などの
陰極線管に係り、特に電子銃の性能を向上して、蛍光体
スクリーン上に小さなビームスポットが得られるように
した陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管の一例としてカラー受像管につ
いて説明すると、一般にカラー受像管は、パネルおよび
漏斗状のファンネルからなる外囲器を有し、そのパネル
の内面に、青，緑，赤に発光するドット状またはストラ
イプ状の３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーンが形成
され、この蛍光体スクリーンに対向して、その内側にシ
ャドウマスクが装着されている。一方、ファンネルのネ
ック内に３電子ビームを放出する電子銃が配置されてい
る。そして、この電子銃から放出される電子ビームをフ
ァンネルの外側に装着された偏向ヨークの発生する磁界
により偏向して、蛍光体スクリーンを水平、垂直走査す
ることにより、カラー画像を表示する構造に形成されて
いる。

【０００３】今日最も広く普及しているセルフコンバー
ゼンス方式インライン型カラー受像管では、電子銃は、
同一水平面上を通るセンタービームおよび一対のサイド
ビームからなる一列配置の３電子ビームを放出する構造
に形成され、この電子ビームを偏向する偏向ヨークは、
電子ビームを水平方向に偏向する水平偏向磁界をピンク
ッション形、垂直方向に偏向する垂直偏向磁界をバレル
形とするものとなっている。

【０００４】このようなカラー受像管において、解像度
を良好にするためには、蛍光体スクリーン上のビームス
ポットの径をできるだけ小さくすることが必要であり、
そのためには、電子銃の性能を向上させることが必要で
ある。

【０００５】一般に陰極線管の電子銃は、カソード、こ
のカソードからの電子放出を制御しかつ放出された電子
を集束して電子ビームを形成する電子ビーム形成部を構
成する電極、およびこの電子ビーム形成部から放出され
る電子ビームを蛍光体スクリーン上に集束する主電子レ
ンズ部を構成する電極など、複数の電極を有する。

【０００６】図４にその電子銃の一例を示す。この電子
銃は、カソードK 、このカソードK上に順次隣接して蛍
光体スクリーン1 方向に所定間隔離れて配置された第１
乃至第４グリッドG1〜G4からなる。その第１および第２
グリッドG1，G2は、比較的小さな電子ビーム通過孔の形
成された板状電極からなる。第３グリッドG3はカップ状
電極からなり、その第２グリッドG2側の端面には、第２
グリッドG2の電子ビーム通過孔よりも大きな電子ビーム
通過孔が、また第４グリッドG4側には、さらに大きな電
子ビーム通過孔が形成されている。第４グリッドG4は筒
状の電極からなり、この第４グリッドG4には、第３グリ
ッドG3の第４グリッドG4側の電子ビーム通過孔と同じ大
きさの電子ビーム通過孔が形成されている。

【０００７】この電子銃では、カソードK および第１、
第２、第３グリッドG1，G2，G3により電子ビーム形成部
GEA が形成され、第３、第４グリッドG3，G4により主電
子レンズ部 MLAが形成される。すなわち、カソードK お
よび第１乃至第４グリッドG1〜G4に所定の電位を与える
ことにより、カソードK から放出される電子は、カソー
ドK および第１、第２グリッドG1，G2により形成される
カソードレンズKLにより、クロスオーバCOを形成し、つ
いで第２、第３グリッドG2，G3により形成されるプリフ
オーカスレンズPLにより、わずかに集束され、仮想クロ
スオーバVCO を形成して発散しながら第３グリッドG3に
入射する。この第３グリッドG3に入射した電子ビーム2
は、第３、第４グリッドG3，G4により形成される主電子
レンズMLにより、蛍光体スクリーン1 上に集束される。

【０００８】したがって解像度を良好にするためには、
上記蛍光体スクリーン1 上に集束される電子ビーム2 の
ビームスポットSPの径をできるだけ小さくすればよい
が、カソードK からの電子ビームは、カソードK および
第１、第２グリッドG1，G2により、離軸ビームが近軸ビ
ームよりも強く集束され、クロスオーバCO点で既に収差
をもつ。さらにこの収差は、プリフオーカスレンズPLや
主電子レンズMLで加算されるため、蛍光体スクリーン1
上に電子ビームを最適に集束するようにしても、蛍光体
スクリーン1 に対して近軸ビームは未集束状態となり、
一方、離軸ビームは過集束状態となる。そのため、蛍光
体スクリーン1 上のビームスポットSPの径を小さくする
ことは困難である。

【０００９】従来より、この蛍光体スクリーン上のビー
ムスポット径を小さくするために、四極子レンズや楕円
レンズなどのアスティグレンズを取入れて、上記収差を
小さくするようにした電子銃がある。しかしこのような
アスティグレンズを用いると、一方向の収差を低減する
ことは可能であるが、逆に他方向の収差が増大したり、
電子レンズの倍率が悪くなるなどの問題が生ずる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、陰極線
管の解像度を良好にするためには、蛍光体スクリーン上
のビームスポット径をできるだけ小さくすることが必要
であり、そのためには、電子銃の性能を向上させること
が必要である。しかし一般にカソードからの電子ビーム
は、カソードおよび第１、第２グリッドにより、近軸ビ
ームよりも離軸ビームの方が強く集束され、クロスオー
バ点で既に収差をもち、さらにプリフオーカスレンズや
主電子レンズでその収差が加算されるため、蛍光体スク
リーン上に電子ビームを最適に集束するようにしても、
蛍光体スクリーンに対して近軸ビームは未集束状態とな
り、一方、離軸ビームは過集束状態となり、蛍光体スク
リーン上のビームスポットの径を小さくすることは困難
である。従来よりこの蛍光体スクリーン上のビームスポ
ット径を小さくするために、四極子レンズや楕円レンズ
などのアスティグレンズを取入れて、収差を小さくする
ようにした電子銃があるが、このようなアスティグレン
ズを用いると、一方向の収差を低減することは可能であ
るが、逆に他方向の収差が増大したり、電子レンズの倍
率が悪くなるなどの問題が生じ、蛍光体スクリーン上の
ビームスポット径を小さくすることはきわめて困難であ
る。

【００１１】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、蛍光体スクリーン上のビームスポ
ット径を小さくして、解像度のきわめて良好な陰極線管
を構成することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】カソードおよびこのカソ
ード上に順次隣接して蛍光体スクリーン方向に配置され
た第１、第２グリッドを含む複数の電極を有し、カソー
ドおよびこのカソードに順次隣接する第１、第２グリッ
ドによりカソードからクロスオーバを形成して電子ビー
ムを放出する電子銃を備える陰極線管において、その第
１グリッドにカソード側の端面と第２グリッド側の端面
との間で孔径が最小となる形状の電子ビーム通過孔を形
成した。

【００１３】

【作用】上記のように、カソードに隣接する第１グリッ
ドの電子ビーム通過孔をカソード側の端面と第２グリッ
ド側の端面との間で孔径が最小となる形状に形成する
と、第１グリッドの電子ビーム通過孔からカソード側に
浸透する電界の曲率を管軸付近で大きくすることがで
き、それにより近軸ビームの集束力を強め、近軸ビーム
のクロスオーバの位置を離軸ビームのクロスオーバの位
置に近づけることができる。またカソードの周辺部付近
に浸透する電界の曲率を小さくすることができ、それに
より離軸ビームの集束力を強め、近軸ビームのクロスオ
ーバの位置に離軸ビームのクロスオーバの位置を近づけ
ることができる。したがって上記２つの作用により、ク
ロスオーバにおける収差を軽減することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。

【００１５】図１にその一実施例であるカラー受像管を
示す。このカラー受像管は、パネル10およびこのパネル
10に一体に接合された漏斗状のファンネル11からなる外
囲器を有し、そのパネル10の内面に、青、緑、赤に発光
する３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン12が形成さ
れ、この蛍光体スクリーン12に対向して、その内側に多
数の電子ビーム通過孔の形成されたシャドウマスク13が
装着されている。一方、ファンネル11のネック14内に、
３電子ビーム15を放出する電子銃16が配設されている。

【００１６】なお、図１において、18はファンネル11の
内面に塗布形成された内面導電膜、19はファンネル11の
外側に装着された偏向ヨークである。

【００１７】上記電子銃16は、３個のカソードK 、この
カソードK を各別に加熱する３個のヒータ（図示せず）
および上記カソードK 上に順次所定間隔離間して蛍光体
スクリーン12方向に配置された複数の電極を有する。図
示電子銃では、その複数の電極は、第１乃至第４グリッ
ドG1〜G4からなる。

【００１８】そして特にこの例の電子銃16は、カソード
K に隣接する第１グリッドG1が図２（ａ）に示す構造に
形成されている。すなわち、上記電子銃の第１グリッド
G1は、板状の電極からなり、そのカソードK 側の端面と
第２グリッドG2側の端面との間で孔径が最小となり、両
端面で最大となるテーパ側面をもつ電子ビーム通過孔20
が形成されている。しかも図２（ｂ）に示した従来の電
子銃の板状の第１グリッドG1との比較からわかるように
板厚ｔが厚く形成され、かつ第２グリッドG2側の端面が
第２グリッドG2に接近している。

【００１９】つぎに、上記電子銃16の第１グリッドG1お
よびその近傍の具体的寸法を示す。

【００２０】 第１グリッドG1の電子ビーム通過孔径G1φ： 点Ａでの電子ビーム通過孔径G1φA ＝０．７０mm 点Ｂでの電子ビーム通過孔径G1φB ＝０．５０mm 点Ｃでの電子ビーム通過孔径G1φC ＝０．７０mm 第１グリッドG1の板厚G1t ＝０．２８mm 点Ａと点Ｂとの銃軸方向間隔G1A/B ＝０．１５mm 第１グリッドG1とカソードK との間隔G1/K＝０．１００
mm 第２グリッドG2の電子ビーム通過孔径G2φ＝０．５０mm 第１グリッドG1の板厚G2t ＝０．２０mm 第１グリッドG1と第２グリッドG2との間隔G1/G2 ＝０．
１５mm 通常の電子銃の板状の第１グリッドの板厚は、０．１０
mm程度であるので、上記電子銃の第１グリッドG1の板厚
G1t は、かなり厚いものとなっている。

【００２１】なお、このように板厚が厚くかつ電子ビー
ム通過孔が特殊形状の第１グリッドG1は、エッチング、
あるいは所要の開孔を形成した板を張合わせるなどの方
法により形成することができる。

【００２２】ところで、上記形状の電子ビーム通過孔20
において、そのカソードK 側の開口端縁をＡ、孔径の最
小位置をＢ、第２グリッドG2側の開口端縁をＣとする
と、点Ｂ、点Ｃおよび辺ＢＣにより、電子銃の銃軸（管
軸z と一致）付近の等電位線21の曲率を変えることがで
き、同（ｂ）の従来の電子銃と対比して示したように銃
軸付近の等電位線21の曲率を大きくすることにより、カ
ソードK の中央部近傍からの近軸ビーム15n に対する集
束力を強くすることができ、近軸ビーム15n のクロスオ
ーバCOn の位置をカソードK 側に移動させることができ
る。それにより、カソードK の周辺部からの離軸ビーム
15f のクロスオーバCOf の位置に接近させ、その近軸ビ
ーム15n のクロスオーバCOn の位置と離軸ビーム15f の
クロスオーバCOf の位置との差（収差）を小さくするこ
とができる。電子軌道の計算によると、点Ｃを第２グリ
ッドG2に近づけるほど、銃軸付近の等電位線21の曲率を
大きくすることができる。

【００２３】また点ＣだけでカソードK から第２グリッ
ドG2付近までの全等電位線21の曲率を大きくすることは
困難であるが、点Ｂでの孔径を点Ｃでの孔径より小さく
することにより、カソードK に近い領域に浸透する電界
の銃軸付近の等電位線21の曲率を大きくすることができ
る。

【００２４】しかし上記のように点Ｃを第２グリッドG2
に近づけたり、点Ｂでの孔径を小さくすると、第２グリ
ッドG2のカットオフ電位が上昇する。通常この第２グリ
ッドG2のカットオフ電位は、ＴＶセットでは所定値に設
定されるため、この第２グリッドG2のカットオフ電位の
上昇は避けねばならない。この点、カソードK に近い点
Ａの位置を変えることにより、第２グリッドG2のカット
オフ電位を下げることができる。

【００２５】また点Ａでの孔径を大きくすると、カソー
ドK の周辺部付近の等電位線21の曲率を小さくすること
ができる。このカソードK の周辺部付近に浸透する電界
は、カソードK の周辺部からの離軸ビーム15f に大きな
影響を及ぼし、離軸ビーム15f は、このカソードK の周
辺部付近の電界により大きく曲げられる。したがって上
記のようにカソードK の周辺部付近の等電位線21の曲率
を小さくすると、離軸ビーム15f に対する集束力を弱く
することができ、離軸ビーム15f のクロスオーバCOf の
位置を第２グリッドG2側に移動させ、それにより、さら
に近軸ビーム15n のクロスオーバCOn の位置と離軸ビー
ム15f のクロスオーバCOf の位置との差を小さくするこ
とができる。

【００２６】つまり、板状電極からなる第１グリッドG1
にカソードK 側の端面と第２グリッドG2側の端面との間
で孔径が最小となり、両端面で最大となる電子ビーム通
過孔20を形成し、かつその板厚を厚くして第２グリッド
G2側の端面を第２グリッドG2に接近させると、銃軸付近
の電界の曲率を大きくして、近軸ビーム15n に対する集
束力を強め、近軸ビーム15n のクロスオーバCOn の位置
をカソードK 側に移動させることができ、それにより、
近軸ビーム15n のクロスオーバCOn の位置を離軸ビーム
15f のクロスオーバCOf の位置に接近させることができ
る。この場合、第２グリッドG2側の端面を第２グリッド
G2に接近させることにより、第２グリッドG2のカットオ
フ電位が上昇するが、この第２グリッドG2のカットオフ
電位の上昇は、カソードK 側の点Ａでの孔径を大きくす
ることにより下がり、所定のカットオフ電位にすること
ができる。しかも、点Ａでの孔径を点Ｂでの孔径よりも
大きくしたことにより、カソードK の周辺部付近の電界
の曲率を小さくして、離軸ビーム15f に対する集束力を
弱め、それにより、離軸ビーム15f のクロスオーバCOf
の位置を第２グリッドG2側に移動させることができる。
その結果、近軸ビーム15n のクロスオーバCOn の位置と
離軸ビーム15f のクロスオーバCOf の位置との差、すな
わちクロスオーバにおける収差を小さくすることができ
る。しかも特にカソードK の周辺部付近の電界の曲率が
小さくなることから、カソードK の周辺部からも電子放
出がおこる大電流時の収差を小さくすることできる。そ
の結果、小電流時は勿論、高電流時でも、蛍光体スクリ
ーン12上のビームスポットの径を小さくして、解像度を
向上させることができる。

【００２７】なお、上記実施例では、第１グリッドの電
子ビーム通過孔をカソード側の端面と第２グリッド側の
端面との間で孔径が最小となり、両端面で最大となるテ
ーパ側面をもつ形状としたが、この第１グリッドの電子
ビーム通過孔の形状は、図３（ａ）に示すように、カソ
ード側の端面23と第２グリッド側の端面24との間に一定
幅にわたり孔径が最小となり、その最小孔径部25と両端
面23，24間がテーパ側面をもつ形状としたものでもよ
い。また同（ｂ）に示すように、カソード側の端面23と
第２グリッド側の端面24との間に一定幅にわたり孔径が
最小となり、その最小孔径部25が平坦な突出部からなる
形状としたものでもよい。さらに同（ｃ）に示すよう
に、カップ状に形成して、そのカソード側の端面23に内
側の孔径が最小となるテーパ側面をもつ開孔を形成した
ものでもよく、その他、各種構造のものが使用可能であ
る。

【００２８】

【発明の効果】第１グリッドの電子ビーム通過孔をカソ
ード側の端面と第２グリッド側の端面との間で孔径が最
小となる形状に形成すると、第１グリッドの電子ビーム
通過孔からカソード側に浸透する電界の曲率を銃軸付近
で大きくすることができ、それにより近軸ビームの集束
力を強め、近軸ビームのクロスオーバの位置を離軸ビー
ムのクロスオーバの位置に近づけることができる。また
カソードの周辺部付近に浸透する電界の曲率を小さくす
ることができ、それにより離軸ビームの集束力を強め、
離軸ビームのクロスオーバの位置を近軸ビームのクロス
オーバの位置に近づけることができる。したがって上記
２つの作用により、クロスオーバにおける収差を軽減で
き、しかも第２グリッドのカットオフ電圧も調整するこ
とができ、蛍光体スクリーン上のビームスポット径を小
さくして、解像度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるカラー受像管の構成
を示す図である。

【図２】図２（ａ）はその第１グリッドの構造および作
用を説明するための図、図２（ｂ）は比較のために示し
た従来の第１グリッドの構造および作用を示す図であ
る。

【図３】図３（ａ）ないし（ｃ）はそれぞれ異なる第１
グリッドの構造を示す図である。

【図４】従来の電子銃の構造および作用を説明するため
の図である。

【符号の説明】

10…パネル 12…蛍光体スクリーン 15…３電子ビーム 16…電子銃 K …カソード G1…第１グリッド G2…第２グリッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カソードおよびこのカソード上に順次隣
   接して蛍光体スクリーン方向に配置された第１、第２グ
   リッドを含む複数の電極を有し、上記カソードおよびこ
   のカソードに順次隣接する第１、第２グリッドにより上
   記カソードからクロスオーバを形成して電子ビームを放
   出する電子銃を備える陰極線管において、 上記第１グリッドに上記カソード側の端面と上記第２グ
   リッド側の端面との間で孔径が最小となる形状の電子ビ
   ーム通過孔が形成されていることを特徴とする陰極線
   管。