JPH0552019B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は少なくとも１本、好ましくはそれ以上
の電子ビームを集束するための陰極線管用電子銃
に関し、特にその静電レンズ構体と電極支持構造
に関するものである。

〔発明の技術的背景と問題点〕

陰極線管は少なくとも１本の電子銃を具備して
おり、この電子銃によつて所定のターゲツト上に
電子ビームスポツトを形成させるものである。こ
の電子銃に関して陰極線管の性能を決定する極め
て重要な因子の１つに上記ターゲツト上における
電子ビームのスポツト径がある。ターゲツト上で
のスポツト径が小さなもの程望ましいのは当然で
あるが、このスポツト径は電子銃の性能によつて
決定される。一般に電子銃は電子ビームを発生さ
せる部分とこの電子ビームを加速集束させる主レ
ンズ部より成り、電子銃の性能を向上させる有効
な手段の一つは主レンズ部の性能を向上させるこ
とである。

前記主レンズ部の多くは静電レンズで、開孔を
有する複数個の電極を同軸上に配置し所定の電位
を印加することによつて形成される。この様な静
電レンズは電極構成の違いによりいくつかの種類
があるが、基本的には電極開孔径を大きくし大口
径レンズを形成させるか、または電極間距離を長
くして緩やかな電位変化とし長焦点レンズを形成
させることによつてレンズ性能を向上させること
ができる。しかし、陰極線管用電子銃は一般にネ
ツクと称する細いガラス円筒内に封入されて使用
されるため、まず電極の開孔即ちレンズ口径が物
理的に制限され、次いで電極間に形成される集束
電界が他の電界の影響を受けない様にするために
電極間距離が制限される。特にカラー受像管の如
く複数本の電子銃を一列に並べて使用する場合に
は電子銃間隔S_gが小さなもの程複数本ビームを集
中（コンバーゼンス）させ易いし偏向電力的にも
有利である。従つて電極の開孔はさらに小さくせ
ざるを得ない。

そこで電子銃間隔S_gは小さくしたまま電極開孔
は製作可能な限り大きくし電極間距離を十分広
げ、その電極間部に補助電極を設け、ネツク内壁
の不所望な電界の影響を遮蔽する構造の電子銃が
考えられる。この様な電子銃では補助電極の電界
の影響をもなくすためには補助電極の開孔径を十
分大きく設定しなければならない。従つて補助電
極の開孔径をネツク内壁と同等程度に大きくして
電極間距離を十分広くし高性能の電子銃としたい
が、実際には補助電極の開孔径はネツク内壁と同
程度に大きくすることができず、このため電極間
距離は十分に広くとれない。これは電極を支持す
るための絶縁支持体が電極と同様にネツク内に封
入されているためで、実際にはこの絶縁支持体間
距離によつて前記補助電極の開孔径は制限されて
しまう。

〔発明の目的〕

本発明は前記構造の陰極線管用電子銃におい
て、補助電極の開孔径をネツク内壁によつて制限
される開孔径まで大きくすることができるように
し、従つて電極間距離を十分大きくし主レンズの
レンズ性能を向上させ所定のターゲツト上に集束
されるスポツト径をより小さくすることを目的と
するものである。

〔発明の概要〕

本発明の陰極線管用電子銃は前記構造の電子銃
の前記補助電極を境に電極支持用絶縁支持体が二
分された構造とすることによつて上記目的を達成
するものである。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照しつつ本発明を詳細に説明す
る。第１図は本発明を実施したカラー受像管用電
子銃の一例であり、第２図ａは第１図のＹ−Ｚ軸
断面図であり、第２図ｂはＸ−Ｚ軸断面図であ
る。

第１図、第２図ａ及び第２図ｂにおいて、電子
銃１は後述する複数個の電極と、これらを支える
複数の絶縁支持体２ａ，２ｂを有する。前記複数
個の電極はターゲツトとなる螢光面の赤、緑、青
各色の螢光体層（図示せず）を射突する３本の電
子ビーム３ａ，３ｂ，３ｃを発生するための３個
のヒータ６ａ，６ｂ，６ｃを内装する一列配設さ
れた陰極９ａ，９ｂ，９ｃと、この３個の陰極に
対する位置にそれぞれ所定の電子ビーム通過孔部
が突設され一体化構造を有する第１グリツド１
１、第２グリツド１２、第３グリツド１３、第４
グリツド１４、コンバーゼンス電極１５と、前記
第３グリツド１３と第４グリツド１４の間にあつ
て１個の大きな開孔を有する補助電極１６から成
り、前記絶縁支持体２ａ，２ｂに植設固定支持さ
れている。第１グリツド１１と第２グリツド１２
は近設配置された平板状電極であり、第３グリツ
ド１３は第２グリツド１２に近接配置され接合さ
れた２個のカツプ状電極２３ａ，２３ｂより成
り、第４グリツド１４は前記第３グリツド１３か
ら所定距離離れて配置され接合された２個のカツ
プ状電極２４ａ，２４ｂより成り、コンバーゼン
ス電極１５は第４グリツド１４に溶接固定した１
個のカツプ状電極２５ａより成る。前記各グリツ
ド電極及びコンバーゼンス電極のそれぞれカツプ
状電極の底部面及び平板状電極にはそれぞれ各電
子ビームに整合した３個の円形状の電子ビーム通
過孔部が設けられている。第１グリツド１１及び
第２グリツド１２の電子ビーム通過孔は比較的小
さく、第３グリツド１３の第２グリツド１２に面
する側の電子ビーム通過孔３３ａ，３３ｂ，３３
ｃはそれより大きく、第３グリツド１３の第４グ
リツド１４に面する側の電子ビーム通過孔４３
ａ，４３ｂ，４３ｃ及び第４グリツド１４の電子
ビーム通過孔３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，４４ａ，
４４ｂ，４４ｃは同径で比較的大きい径であり、
コンバーゼンス電極１５の電子ビーム通過孔３５
ａ，３５ｂ，３５ｃはそれより小さい。前記補助
電極１６は２個の円筒状電極２６ａ，２６ｂより
成り、これらの電極はそれぞれ第３グリツド１
３、第４グリツド１４のカツプ状電極２３ｂ，２
４ａを包含しているこの様な補助電極の１つを第
６図に示す。また前記コンバーゼンス電極１５に
は図示しない陽極端子に印加される約25KVの高
電圧を加えるバルプスペーサ１７が取付けられて
いる。この様な電子銃は細いガラス円筒のネツク
１８内に封入されていて、ネツク下部にはステム
ピン１９が配置されている。このステムピン１９
は電子銃１を支持固定すると共にコンバーゼンス
電極１５、第４グリツト１４以外の各電極電位を
ステムピン１９を通して外部より供給できるよう
になつている。

以上の電極構成において、ヒーターから第３グ
リツド１３及び補助電極の１つの電極２６ａまで
は１対の絶縁支持体２ａに植設固定支持されてお
り、補助電極のもう１つの電極２６ｂと第４グリ
ツド１４はもう１対の絶縁支持体２ｂに植設固定
支持されていて、補助電極の２つの電極２６ａ，
２６ｂはそのフランジ部３０ａ，３０ｂにおいて
接合していて、その接合部は溶接固定され電子銃
１を構成している。従つて第１図に示す様に補助
電極１６の径は１対の絶縁支持体の径DBに制限
されることなくネツク１８の内壁径DNによつて
制限されるまで最大限に大きくすることが可能と
なる。

さて上記電子銃の動作は例えば以下の様にな
る。陰極９は約150Vのカツトオフ電圧に保たれ
これにそれぞれ変調信号が加えられる。第１グリ
ツド１１は接地電位が、第２グリツド１２は約
700Vが印加され、第３グリツド１３には約
6.5KVが、第４グリツド１４には約25KVの陽極
高電圧が印加され、補助電極１６には第３グリツ
ド１３電位と第４グリツド１４電位の略中間電位
である約16KVが印加される。主レンズ部におい
てこの様な電極構造を有する電子レンズではその
等電位分布が第３図ａ、第３図ｂに示す様にな
る。第３図ａは第２図ａに、第３図ｂは第２図ｂ
にそれぞれ対応する図で等電位線２０を示してお
り、それぞれこの電子銃の主レンズ部を説明する
ために簡略化した電極構造で示している。第３図
ａ、第３図ｂから判る様に電子レンズの径を決定
する第３グリツド１３、第４グリツド１４の開孔
部と略同等の部分では（図中点線内部）電位分布
はほとんど乱れず、第４図に示す様に２個の円筒
電極の電極間距離を単純に大きくしたときの周囲
電界の影響を受けない状態と同等になる。従つて
軸上電位分布は第５図に示す様にかなり緩かなも
のとなり、この電子レンズによる電子光学的倍率
は減少し、且つ球面収差係数も減少するのでレン
ズ性能は著しく向上する。

第４図に示す様に単純に２つの電極の電極間距
離を大きくすることは実際には前述した様にネツ
ク内の他の電界の影響を受け電位分布が乱される
ので実用化することはできないが、本発明の如く
電子レンズ口径よりかなり大きな径を有する少な
くとも１個の補助電極を２つの電極の間に配置さ
せ、この補助電極に２つの電極電位の略中間の電
位を印加することによつて、ネツク内の他の不所
望な電界を遮蔽し且つ必要な電子レンズ部の電界
を乱さない様にできるので、第４図に示す様な単
純に２つの電極間距離を大きくしたときと同等の
高性能の電子レンズを形成させることができる。
このとき補助電極の開孔は１つの大きな開孔とす
れば良く、他の電極の如く３個の電子ビーム通過
孔は必要ないので３個の開孔部を中心間距離は変
えずにそれぞれ大きくできなくとも電極間距離を
大きくすることによつて極めて容易に電子レンズ
の性能を向上させることができる。

前記実施例のカラー受像管用電子銃ではシヤド
ウマスク又はスクリーン（ターゲツト）上の一点
において３本の電子ビームをコンバーゼンスさせ
ねばならないが、このためにはいくつかの方法が
知られている。即ち両側の電子銃自体を傾けて配
置させる方法や、両側の主レンズ又は他の電子レ
ンズを傾けて形成させる方法や、非対称レンズを
形成させる方法などがある。本発明においてもこ
れらの従来の方法はそのまま使用できるが、本発
明では補助電極の構造によつても前記コンバーゼ
ンスを達成できる。即ち、第７図ａ、第７図ｂに
示す如く、補助電極の第４グリツド側のＸ方向径
DX４を第３グリツド側のＸ方向径DX３より小
さくすることによつて、両側の電子ビームをそれ
ぞれ中央の電子ビーム側へ僅かに偏向させ、コン
バーゼンスを達成するものである。これはＸ−Ｚ
軸断面において、第４グリツド側の補助電極の電
位が第３グリツド側の補助電極の電位より電子レ
ンズ部へ大きく侵入していき、この電位がその位
置での平均的電位より低いため両側の電子ビーム
３ａ，３ｃは内側へ力を受けるからである。或い
は第８図ａ、第８図ｂに示す如く、補助電極のフ
ランジ部３０ａ，３０ｂに絶縁体６０を接着固定
した２つの補助電極１６−１，１６−２を用い、
これら補助電極には第３グリツド１３電位と第４
グリツド１４電位の略中間電位を印加するもの
の、第４グリツド１４側の補助電極１６−２の電
位を第３グリツド１３側の補助電極１６−１の電
位より僅かに低くすることによつても同じ理由に
より上記コンバーゼンスは達成できる。このとき
２個の補助電極の電極長も適当に可変させて調整
してもよい。

上記絶縁体６０としてはセラミツクス板が好適
であり、接着剤としては耐熱性、耐電圧性に優れ
たポリイミド系の接着剤が好適である。尚、第７
図ａ及び第８図ａは第２図と同じくＹ−Ｚ軸断面
を、第７図ｂ及び第８図ｂはＸ−Ｚ軸断面をそれ
ぞれ示す。

前記実施例では補助電極の電位をステムピンを
通じ外部から供給しているが本発明はこれらに限
らず抵抗分割により供給してもよい。例えば第９
図に示す様に薄板状のセラミツク基板５０に抵抗
材５１及び接続部５２を配置し、ガラスコート５
３した抵抗体５４を第１０図の如く電子銃１の各
電極を支える絶縁支持体２ａ，２ｂの背後にそれ
ぞれ設置し、第４グリツド１４側の絶縁支持体２
ｂの背後に設置した抵抗体５４ｂは一方をコンバ
ーゼンス電極１５に接続して陽極高電圧Ebを印
加し、一方を補助電極２６ｂ側に接続し、且つ第
３グリツド１３側の絶縁支持体２ａの背後に設置
した抵抗体５４ａは一方を補助電極２６ａに接続
し、一方をステムピン１９に接続した外部にて接
地電圧５５又は低電圧源５６又は抵抗体５７に接
続し、適当な位置を補助電極に接続する。この様
な構成にすると電気的には第１１図に示す様にな
り補助電極及び第３グリツドには陽極高電圧Eb
の抵抗体による分割電圧が供給される。

この様な抵抗体５４ａ，５４ｂとしてはカラー
受像管において静電コンバーゼンス調整用電極の
電極電位を供給する方法として使用されている抵
抗体が好適である。

第１０図に示した実施例では抵抗体を１本の板
状として絶縁支持体の背後に設置しているが、本
発明はこれに限らず絶縁支持体の背後に直接抵抗
材を塗布してもいいし、絶縁支持体自体を抵抗体
として使用してもいいことは言う迄もない。

以上の如く補助電極電位を抵抗分割によつて供
給する様にすればステム部において中高圧の補助
電極電位を供給する必要はなくステム部周辺での
耐圧信頼性が向上し、実用性に富んだ陰極線管を
提供できる。さらには第３グリツド電位をも抵抗
分割により供給するようにすればステム部周辺で
の耐圧信頼性はさらに向上するし、第３グリツド
電位をステムピンを介し低電圧でコントロールで
きるので動的に電子レンズの集束状態を調整する
ことが容易となる。

また上記実施例の主レンズ部では第３グリツド
と第４グリツドの２個の電極から成るバイポテン
シヤル形レンズを基本とし、その電極間に大開孔
を有する補助電極を配置した構成となつている
が、本発明はこれに限らず第１２図ａに示す様に
ユニポテンシヤル形レンズを基本としてもいい
し、第１２図ｂに示す様にクオドラポテンシヤル
形レンズを基本としてもいいし、第１２図ｃに示
す様にペリオデイツクポテンシヤル形レンズを基
本としてもいいし、その他トライポテンシヤル形
レンズを基本としても本発明の本質が変わるもの
ではない。第１２図ａ〜第１２図ｃは主レンズ部
の概略構成図を示すものであり、それぞれ電子レ
ンズを形成させる部分にすべて補助電極を配し本
発明を適用しているが、主要な電子レンズ部だけ
に本発明を適用してもよいことは言うまでもな
い。特に第１２図ｂ、第１２図ｃに示すレンズ系
では第３グリツドG₃の電圧を約８〜9KVに設定
できるので物点形成部からの電子ビームの質を最
良の状態で使用でき、総合的な電子銃の性能はさ
らに良くなる。

また前記実施例では３本の電子銃を横方向一列
に一体化した構造となつているが本発明はこれに
限らず正三角形状に３本の電子銃を配置した構造
のものや、その他多数本の電子銃を配置したもの
や、或いは１本の電子銃構造のものでも本発明が
適用できることは言う迄もない。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、対向する２つの電
極の間にこれらの電極より大きな１つの補助電極
を配し、補助電極と上記２つの電極はそれぞれ絶
縁支持体により固定保持され、この絶縁支持体は
補助電極部で２分されていて、上記２つの電極は
補助電極を介して固定されている構造の陰極線管
用電子銃とすることによつて、補助電極部の開孔
径をネツク内径によつて制限されるまで十分大き
くすることができる。またこれに対向する２つの
電極の中間電位を印加することによつて上記対向
する２つの電極間距離を十分大きく設定すること
ができ、実質的に電極間距離の長い長焦点レンズ
を実用上問題なく形成させることができる。本発
明の陰極線管用電子銃は構造が簡単なので製造が
容易であり従つて実用性に富んだ高性能の陰極線
管用電子銃を提供することができるものである。

また本発明の電子銃では複数個の電子ビームの
ビーム間隔即ち電子ビーム通過孔間距離を大きく
することなく高性能の電子銃を得ることができる
のでカラー受像管においては偏向電力の少ない且
つコンバーゼンス品位の良好な高性能電子銃とし
て使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すものでカラー
受像管用電子銃の側断面図、第２図ａ及び第２図
ｂは第１図のＹ−Ｚ軸及びＸ−Ｚ軸断面図、第３
図ａ、第３図ｂ及び第４図は本発明を説明するた
めの等電位分線布図で、第３図ａ及び第３図ｂは
第２図ａ及び第２図ｂにそれぞれ対応する断面
図、第４図は同軸円筒レンズの断面図、第５図は
第４図における軸上電位分布図、第６図は第１図
の実施例に使用されている電極の斜視図、第７図
ａ、第７図ｂ及び第８図ａ、第８図ｂは本発明の
他の実施例を示すもので第７図ａ及び第８図ａ、
第７図ｂ及び第８図ｂはそれぞれＹ−Ｚ軸、Ｘ−
Ｚ軸での断面図、第９図は抵抗体の一部を示す断
面図、第１０図は第９図の抵抗体を使用したとき
の本発明の実施例、第１１図は第１０図の電気的
構成図、第１２図ａ、第１２図ｂ、第１２図ｃは
本発明の他の実施例を示す側断面図である。 １……電子銃、２ａ，２ｂ……絶縁支持体、３
ａ，３ｂ，３ｃ……電子ビーム、１３……第３グ
リツド、１４……第４グリツド、１５……コンバ
ーゼンス電極、１６……補助電極、５４ａ，５４
ｂ……抵抗体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも電子ビーム発生部とこの電子ビー
   ムを所定のターゲツト上に集束させる主レンズ部
   より成る電子銃であつて、前記主レンズ部がそれ
   ぞれ電子ビーム通過孔を有する少なくとも対向す
   る２つの電極と少なくとも一部がこれらの電極の
   間に位置してこれらの電極が有する電子ビーム通
   過孔より大きな開孔を有した少なくとも１つの補
   助電極を具備し、前記各電極は絶縁支持体によつ
   て固定保持されていて、前記対向する２つの電極
   には相対的に低位の電位と相対的に高位の電位が
   印加され、前記補助電極には相対的に中位の電位
   が印加された構造の主レンズ部からなり、前記絶
   縁支持体が電子ビームの進行方向に沿つて前記補
   助電極を境に二分されていることを特徴とする陰
   極線管用電子銃。