JPH01176638A - カラー受像管用電子銃 - 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】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、カラー受像管用電子銃に関するものである。

（従来の技術） 一般にシャドウマスク形カラー受像管は、少なくともス
クリーン部、マスク部、電子銃部とこれらを包囲する外
囲器および電子ビームを偏向するだめの偏向系から成り
、電子銃部から発した複数本の電子ビームをマスク部あ
るいはスクリーン部付近でコンバーゼンスさせ、スクリ
ーン上に設けられている対応する蛍光体に射突させ発光
させるものである。したがってスクリーン上には所定間
隔で複数本の電子ビームに対応して１グループを成す複
数個の蛍光体が多数グループ形成されている。このよう
な陰極線管においてスクリーン部付近にビームを集中さ
せるための方法は、従来から、例えば、米国特許第２９
５７１０６号明細書、米国特許第２８４９６４９号明細
書、米国特許用３７７２５５４　＠明ＩＩＩ書、米国特
許第４０５８７５３号明ＩＩ書、特公昭４９−５５９１
号公報等にいくつか提案されている。このうち米国特許
第３７７２５５４号明りｌ書に提案されているように、
電子銃の主レンズ部を形成してる同軸上の円筒電極を偏
心させることによって、スクリーン部付近にビームを集
中させる方法が一般的である。この方法では電子銃の円
筒電極の製造や電子銃そのものの組立が極めて容易であ
り、量産的に極めて優れた方法である。

一方カラー受像管のような陰極線管においては、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
せることが強く要求されているため、高性能の電子銃が
必要となってくる。このような電子銃は一般に電子ビー
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１つとしては主レンズ部の性能を向上させる方
法が挙げられる。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って形成される。

このよう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、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って
レンズ性能を向上させ得る。しかし一般に細いガラス円
筒内に封入されて使用されるため、まず電極の開孔すな
わ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ようにす
るために電極間距離が制限される。したがって主レンズ
部のレンズ性能のみをＩｍして２つの円筒電極の開孔径
を実用範囲内で最大にとった場合、円筒電極の軸を偏心
させる余裕がなくなり、軸を偏心させてスクリーン部付
近にビームを集中させることができなくなる。

第６図ないし第８図は、従来のインライン配列のカラー
受像管を示すもので、第６図は概略側面図、第７図はそ
のネック部のＹ−Ｚ側面図、第８図はその電子銃部のｘ
−Ｚ断面図である。

第６図においてカラー受像管１００はスクリーン面１０
１をもつフェースプレート１０２と、前記フェースプレ
ート１０２の側壁部１１２にファンネル１０３を介して
連結されたネック１０４と、前記ネック１０４に内装さ
れた電子銃１０５と、前記ファンネル１０３からネック
１０４にかけこの外壁に装着された偏向袋＠１０６と、
前記スクリーン１０１に所定間隔をもって対設された多
数のアパーチャ１０８を有するシャドウマスク１０７と
、前記ファンネル１０３の内壁に前記ネック１０４の一
部まで一様に塗布された導電１１１１０９とファンネル
の外部に塗布された導電膜１０９およびファンネル１０
３の一部に設けられた陽極端子（図示せず）とから成る
。前記スクリーン面１０１には赤、緑、青色の蛍光体１
１０がストライプ状に多数塗布されていて、電子銃１０
５から出た３本の電子ビーム１１１Ｒ，１１１Ｇ、１１
１Ｂはシャドウマスク１０７により選択され、それぞれ
の蛍光体を衝撃発光させる。第７図、第８図において電
子銃１０５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１２２を有し、ガラス円筒のネック１０
４内に封入されている。

前記複数個の電極はスクリーン上の赤、緑、青色のそれ
ぞれの蛍光体を射突する３本の電子ビーム１１１Ｒ，１
１１Ｇ、１１１Ｂを発生させるための３１１１のヒータ
１２３Ｒ，１２３Ｇ、１２３Ｂを内装する一列配設され
た陰極１２４Ｒ，１２４Ｇ、１２４Ｂと、この３個の陰
極１２４Ｒ，１２４Ｇ。

１２４Ｂに対する位置にそれぞれ所定の電子ビーム通過
孔が穿設され一体化構造（ユニタイズ構造）を有する第
１グリツド１２５、第２グリツド１２６、第１の電極た
る第３グリツド１２７、第２の電極たる第４グリツド１
２８およびコンバーゼンス電極１２９から成り、コンバ
ーゼンス電極１２９を除いて、それぞれこの順序で前記
絶縁支持体１２２に植設固定支持されている。コンバー
ゼンス電極１２９は第４グリツド１２８に溶接固定され
ていて、その側壁部には陽極端子（図示せず）に印加さ
れ内部導電ＷＡ１０９を通し約２５ｋＶの高電圧Ｅ、を
加えるバルブスペーサ１３０が取付けられている。バル
ブスペーサ１３０は電子銃１０５をネック１０４内に固
定する役目を負う。コンバーゼンス電極１２９、第４グ
リツド１２８以外の電極電位はネック１０４下部に設け
られているステムビン１３１を通して外部より所定の電
位が印加される。第１グリツド１２５と第２グリツド１
２６は近接配置された平板状電極であり、第３グリツド
１２７は第２グリツド１２６に近接配置され接合された
２個のカップ状電極１３２．１３３より成り、第４グリ
ツド１２８は第３グリッド１２７から所定距離離れて配
置され接合された２個のカップ状電極１３４．１３５よ
り成り、コンバーゼンス電極１２９は第４グリツド１２
８に溶接固定した１個のカップ状電極１３６より成る。

前記各グリッド電極およびコンバーゼンス電極１２９の
それぞれのカップ状電極の底面部および平板状電極には
それぞれ各電子ビームに対応した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１２５および第２グリツド１２６のビーム
通過孔は比較的小さく、第３グリツド１２７の第２グリ
ツド１２６に面する側のビーム通過孔１３６Ｒ，１３６
Ｇ、１３６Ｂはそれより大きく、第３グリツド１２７の
第４グリツド１２８に面する側のビーム通過孔および第
４グリツド１２８のビーム通過孔１３７Ｒ，１３７Ｇ１
１３７Ｂ。

１３８Ｒ，１３８Ｇ、１３８Ｂ、１３９Ｒ，１３９Ｇ、
１３９Ｂは比較的大きｄ径であり、コンバーゼンス電極
１２９のビーム通過孔１４０Ｒ，１４０Ｇ、１４０Ｂは
それより小さい。コンバーゼンス電極１２９のビーム通
過孔の近傍には特公昭５１−２６２０８＠公報に示され
ているような制御素子が設けられていて３本のビームを
スクリーン面１０１全面で良好にコンバーゼンスできる
ようになっている。

前記電子ビーム通過孔のうち中央の通過孔は第１グリツ
ド１２５から第４グリツド１２８まで整合しているが、
両側の通過孔は第１グリツド１２５から第３グリツド１
２７までは整合しているものの第４グリツド１２８の第
３グリツド１２７との対向面のビーム通過孔１３８Ｒ，
１３８Ｂはそれぞれ外方へ僅かに偏位していて、この部
分に非対称電界を形成させる。

以上の電極構成において各電極には、たとえば以下のよ
うな電位が与えられる。陰極は約１５０ｖのカットオフ
電圧に保たれ、これに変調信号が加えられ、第１グリツ
ド１２５は接地電位が、第２グリツド１２６は約７００
ｖが、第３グリツド１２７は約６ｋＶが、第４グリツド
１２８は約２５ｋＶの陽極高電圧が印加される。以上の
電圧を印加すると陰極１２４Ｒ，１２４Ｇ１１２４Ｂか
ら発生した電子ビームは第２グリツド１２６と第３グリ
ッド１２７間に形成されたプリーフォーカスレンズによ
って集束されながら、第３グリツド１２７へ進んでいき
、第３グリツド１２７と第４グリッド１２８間に形成さ
れた主レンズによって強く集束され、所定位置にあるス
クリーン１０１上にビームスポットとして結像する。こ
のとき両側のビーム１１１Ｒ，１１１Ｂは第３グリツド
１２７と第４グリツド１２８のビーム通過孔の偏位によ
って形成された非対称電界のため中央のビーム側へ偏向
され、スクリーン付近では中央のビーム１１１Ｇと両側
のビーム１１１Ｒ１１１１Ｂが一点に集中される。

このような電子銃では主レンズ部のレンズ性能を向上さ
せるために、第３グリツド１２７のビーム通過孔径を実
用上最大にとると、第４グリツド１２８の電極が製作で
きなくなる。

この理由を第９図を用いてさらに詳細に説明する。第９
図は第８図のＡ−Ａ線からそれぞれ第３グリツド１２７
側、第４グリツド１２８側を見た図であり、以下説明の
都合上カップ状電極の庇部１４１はないものとして説明
する。ネック１０４内に電極を封入する場合、耐電圧上
ネック内壁と電極の距離ぶ。は最低的１１１が必要であ
るので、電極の外径Ｄ　はネック内径をり、とするとＤ
−Ｄｎ−２ｋ。

と物理的に制限される。

次いで３個のビーム通過孔を一列に配設しなげればなら
ないこと、および３個のビーム通過孔の間のブリッジ部
のブリッジ巾Ｂｃ３、Ｂｃ４と両側のブリッジ部のブリ
ッジ巾ＢＳ３、Ｂｓ４に機械的な製造限界があるので、
各ビーム通過孔径Ｄ８は最大ＤＢ−１／３　［ｏｏ−２
（Ｂｃ３＋８．）］−１／３　［Ｄ　　−２（Ｂｃ４＋
８，４）　］となる（上式において、ＢＢ　　はそれぞ
れ製造限界３１ｓ４ 巾を示す。）しかし第３グリツド１２７と第４グリツ１
２８の対向面のカップ状電極は両側のビーム通過孔を偏
位させねばならないため、さらに小さくせざるを得ない
。上記偏位量をｄとすると第４グリツド１２８側のカッ
プ状電極の両側のブリッジ部を製造可能にするため Ｄ　　−１／３　　［Ｄ　　−２（Ｂｃ３＋８，４）−
２ｄｌＢ　　　　　　　　　　ｅ となり、ｄの分だけビーム通過孔径は実用上最大までと
れない。ｄの値は２００μＩから３００μ霧あるものも
あり、非常に無駄である。

また、スクリーン上で３本のビームを集中させるために
、両側の主レンズ部を非対称とすると、主レンズ部の最
大の目的である電子ビームの集束作用が非対称となり、
両側の電子ビームはコマ収差が発生し、スクリーン上で
中央の電子ビームと両側の電子ビームではビーム形状が
異なり、カラー受像管の解像度を劣化させるという問題
もある。

ざらに、上述したようなビーム通過孔を偏位させて行う
集中手段以外に、特公昭４９−５５９１号公報等に示さ
れているように、第４グリツド１２８の先に（スクリー
ン側）コンバーゼンス電極を配置せずに別途静電偏向板
を配置し、これに別途偏向電位を新たに管外より供給す
る方法も知られているが、このように別途静電偏向板を
設けると電子銃全長が長くなり、結局カラー受像管の全
長が長くなって、量産上および輸送上経済的負担が増大
し好ましくない。

またカラー受像管の全長か長くなることは、電子レンズ
の電子光学的倍率も悪くなり、スクリーン上のビームス
ポット径が劣化し、解像度が悪くなる。さらに管外より
新たに偏向電位を供給しなければならないことは経済的
でなく、まこの偏向電位は陽極高電位より僅かに低いだ
けの非常に高電圧であるため、このような高電圧を管内
で引き回すことは耐電圧的に好ましくない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、電子銃の電子ビーム通過孔径すなわち
電子レンズ口径を電極製造限界まで大きくできないとい
う問題、非対称主レンズ部による収差発生のための解像
度劣化問題、またはカラー受像管全長の長大化による経
済性劣化問題および解像度劣化問題、さらには管外から
別途供給しなければならなと（ζう経済性あるいは耐電
圧上の信頼性問題を解決し、高解像度、高信頼性で経済
性に優れ、実用性に富んだカラー受像管用電子銃を提供
することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明は、複数本の電子ビー
ムを発生させる複数個の陰極と、前記電子ビームの進行
方向にこの順で配置される低電位の第１の電極と高電位
の第２の電極とを少なくとも具備するカラー受像管用電
子銃において、前記第２の電極の外周部にこれより低電
位の第３の電極を設けることを特徴とする。

（作用） 本発明では第１の電極と第２の電極により電子ビームを
カラー受像管のスクリーン面に集束する電子レンズを構
成する。そして第３の電極の近傍を通過する電子ビーム
は第３１！極と第２電極によって形成された偏向電界の
ため曲げられ、結局複数本の電子ビームはスクリーン面
付近で集中するようになる。したがって電子レンズ部の
ビーム通過孔を偏位させる必要がないので、ビーム通過
孔は電極製造限界まで大きくでき、大口径レンズを成す
ことができるし、また非対称主レンズ部を形成させる必
要がないので収差がでにくい。あるいは静電偏向板を配
置し別途管外より偏向電位を供給する必要がなくなる。

（実施例） 以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明を実施したカラー受像管のネック部のＹ−Ｚ側
面図で、そのＸ−７断面図を第２図に示す。第１図、第
２図はそれぞれ第７図、第８図に対応する図で同じ部分
には同じ番号を付しである。

第１図、第２図において３個のヒータ１２３Ｒ１１２３
Ｇ、１２３Ｂおよび陰極１２４Ｒ，１２４Ｇ、１２４Ｂ
と第１グリツド１２５、第２グリツド１２６、第１の電
極たる第３グリツド１２７．１２の電極たる第４グリツ
ド１２８の構成は従来例と同じであるが、本実施例では
第３グリツド１２７の３つのビーム通過孔１３７Ｒ，１
３７Ｇ。

１３７Ｂの孔径およびピッチＳＱ３と第４グリツド１２
８の３つのビーム通過孔１３８Ｒ１１３８Ｇ、１３８Ｂ
の孔径およびピッチは全く同じで、それぞれ製造限界の
大きな孔径となっている。さらに本実施例では第４グリ
ツド１２８を構成する電極１３４の側壁部の一部に第３
の電極１が配置されている。この第３の電極１は図のＹ
−Ｚ平面に平行に、Ｘ−２平面に垂直に第４グリツド１
２８と絶縁を保って配置されており、この電極１には第
３グリツド１２７の電位がコネクタ２により供給される
。本実施例ではカップ状電極１２８の側壁部の一部に開
孔部３を有しており、第３の電極１はこの開口部３に一
致して固定されている。

このような構成を成し、各電極に前述した所定電位を印
加することにより、陰極１２４Ｒ１１２４Ｇ、１２４Ｂ
から射出し電子ビーム１１１Ｒ。

１１１Ｇ、１１１Ｂはそれぞれ従来と同じレンズ作用を
うけメインレンズ部４に到達する。メインレンズ部４は
従来例と異なり３つのメインレンズ５Ｒ１５Ｇ、５Ｂに
より大口径レンズとなっており、従来例のように両側の
メインレンズは歪んではいない。したがって、高性能な
レンズ作用をうけ各電子ビームはスクリーン上に集束す
べくスクリーンへ向って進むが、メインレンズ部４を通
過した両側の電子ビーム１１１Ｒ１１１１Ｂは、第３の
電極１による低電位のため中央の電子ビーム１１１Ｇ方
向へ僅かに偏向をうける。この偏向作用は従来のような
メインレンズを歪ませて行う集束作用を兼ねた偏向では
なく、等電位線６が歪んでいない純粋に偏向のみを行う
ものなので、電子ビームに対する収差は従来例に比べ非
常に小さい。

かくして本実施例によれば、電子銃の電子レンズ口径、
すなわち電子ビーム通過孔径を製作可能な限り大きくで
き、したがって電子レンズ性能を向上させカラー受像管
の解像度を向上させ傳る。

また複数本の電子ビームを集中させるために発生する収
差を小さく抑えることができ、電子銃すなわちカラー受
像管の全長を長くすることなく集中作用を行°える。ま
た管外から別途偏向用電位を供給する必要はなく、経済
性に優れたカラー受像管を提供することができる。

なお本実施例では最も一般的であるパイポテンシャル形
電子銃について説明したが、本発明はこれに限らずユニ
ポテンシャル型電子銃やその他の電子銃に利用できるこ
とはいうまでもない。ま前記実施例では第４グリツド１
２８の側壁部の一部に開孔部３を有し、この開孔部３．
に第３の電極１を配置しているが本発明はこれに限らず
他の構造で行うこともできる。もちろん第３図のように
第４グリツド１２８の電極内に中央の電子ビームを区切
るための第４グリツド１２８と同電位の仕切り板７をお
くこともできることはいうまでもない。

第４図、第５図は本発明の第２の実施例に関するもので
、それぞれ第１図、第２図に対応する図であり、同一の
要素には同一の符号を付する。第４図、第５図において
電極は第１グリツド１２５、第２グリツド１２６、第３
グリツド１２７、第４グリツド１２８、第５グリツド２
０１、第６グリツド２０２、第７グリツド２０３、第８
グリツド２０４、第９グリツド２０５およびコンバーゼ
ンス電極１２９から成る。

第５グリツド２０１によって第１の電極が形成され、第
６グリツド２０２、第７グリツド２０３、第８グリツド
２０４、第９グリツド２０５によって第２の電極が形成
される。第１グリツド１２５、第２グリツド１２６は第
１の実施例と同様の電位が供給され、第３グリツド１２
７と第５グリツド２０１は同電位に保たれ約８ｋＶのフ
ォーカス電圧が供給され、第４グリツド１２８は第２グ
リツド１２６に接続され、約５００〜７００Ｖの低電位
が供給される。次いで比較的薄い板状の電極より成る第
６グリツド２０２、第７グリツド２０３、第８グリツド
２０４１．１ｍ　Ｇ、ｔそれぞれ約１２ｋＶ、　１６．
５ｋＶ、　２１ｋＶの電位が近傍に配置された抵抗体１
１により約２５ｋＶの陽極高電圧の分割電位として供給
される。第９グリツド２０５およびコンバーゼンス電極
１２９には陽極電圧が印加される。このような電極構成
では第３グリツド１２７、第４グリツド１２８、第５グ
リツド２０１により弱いユニポテンシャルレンズが形成
され補助集束を行い、第５グリツド２０１から第９グリ
ツド２０５まで緩やかな電位勾配をもつ米国特許第２８
５９３７８号明細書に示される拡張電界レンズが形成さ
れ、主集束が行われる。

このような拡張電界レンズがレンズ性能を向上させるこ
とはよく知られているが、ざらにレンズ性能をよくする
にはビーム通過孔径すなわちレンズ口径を拡大させれば
よい。したがってこのような電子銃をもつカラー受像管
においても、従来例の如くビーム通過孔径を偏位させて
３本のビームをスクリーン上に集中させることは好まし
くない。

そこで第４図、第５図の如く第７グリツド２０３の側壁
部の一部に第３の電極１ａを配置し、この電極１ａの電
位を第６グリツド２０２から供給するようにする。この
ような拡張電界レンズでは第５グリツド２０１、第６グ
リツド２０２、第７グリツド２０３、第８グリツド２０
４、第９グリツド２０５の各グリッド間の電位差は非常
に小さいので、第７グリツド２０３の側壁部の一部に第
７グリツド２０３の電位より電位の低い第６グリツド２
０２の電位である第３の電極１ａを設けても、メインレ
ンズの電界が大きく乱されることはなく、第７グリッド
２０３部だけで、しかも両側の電子ビームだけに偏向電
界が形成されるため、従来のようなビーム通過孔を偏位
させて行うような大きな収差は電子ビームに現われない
。こうしてビーム通過孔径はできるだけ大きくでき、レ
ンズ性能を向上させることができると共に、３本のビー
ムをスクリーン上に集中させることができる。また経済
性を犠牲にして、第３の電極１ａに供給する電位を管外
から供給してもよいし、第３の電極１ａから抵抗分割し
て得られた電位を用いてもよい。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように本発明によれば、高解像度、
高信頼性で経済性に優れたカラー受像管用電子銃を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係るカラー受像管用電
子銃の側面図、第２図は第１図のＸ−Ｚ軸断面図、第３
図は本発明の他の実施例に係るカラー受像管用電子銃の
ｘ−Ｚ軸断面図、第４図、第５図はさらに他の実施例の
第１図、第２図に対応する図、第６図はカラー受像管の
断面図、第７図、第８図は従来のカラー受像管用電子銃
の第１図、第２図に対応する図、第９図はビーム通過孔
の状態を示す図である。 １．１ａ・・・・・・第３の電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数本の電子ビームを発生させる複数個の陰極と、前記
   電子ビームの進行方向にこの順で配置される低電位の第
   １の電極と高電位の第２の電極とを少なくとも具備する
   カラー受像管用電子銃において、前記第２の電極の外周
   部にこれより低電位の第３の電極を設けることを特徴と
   するカラー受像管用電子銃。