(57)【要約】【課題】駆動電圧に対して高感度でスクリーンへの電流が得られ、色ずれが防止できるカラーＣＲＴ用電子銃を得る。【解決手段】Ｒ、Ｇ、Ｂ用カソード１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ側から、Ｇ１電極２、Ｇ２電極３、Ｇｍ電極４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが、この順に同軸（Ｚ軸）上に配置されている。Ｇ１、Ｇ２電極はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂ用電子銃で共用され、Ｇｍ電極はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの各カソード毎に電気的に独立しており各カソード毎に違う電圧を印加することができ、カソードから電子が放出し始める電圧Ｖｂ（カットオフ電圧）と蛍光面に電子が流入し始める時のカソード電圧Ｖａ（アノード電流のカットオフ電圧）の差が、各電子銃でほぼ一定になるように、各電子銃の各Ｇｍの電圧を設定されている。【選択図】　　　　図１
2004127650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面であるスクリーン方向へ電子を放出するＲ、Ｇ、Ｂ用の３つのカソード、並びにそれぞれ電子通過孔が設けられ、上記カソードよりも高い電位が印加されるＧ２電極と、所定の電圧が印加されるＧｍ電極と、上記Ｇ２電極よりさらに高い電圧が印加されるＧ３電極の、これら少なくとも３つの電極が、上記各カソードから出た電流が上記それぞれの電子通過孔を通過するように、上記カソード側からこの順に同軸上に配置され、上記Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位と上記カソードの電位が変化する範囲の最大電位とがほぼ一致し、上記カソードから引き出された電子の一部が上記Ｇ２電極およびＧｍ電極の少なくとも一方に流入するように構成され、上記カソードの電位を変化させることにより引き出す電子の量を変化させるカラーＣＲＴ用電子銃において、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのカソードから電子が放出し始める電圧（Ｖｂ）と蛍光面に電子が流入し始める時のカソード電圧（Ｖａ）との差が、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれでほぼ一定になるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれでＧｍ電極の電位を設定することを特徴とするカラーＣＲＴ用電子銃。
【請求項２】
表示面であるスクリーン方向へ電子を放出するＲ、Ｇ、Ｂ用の３つのカソード、並びにそれぞれ電子通過孔が設けられ、上記カソードよりも高い電位が印加されるＧ２電極と、所定の電圧が印加されるＧｍ電極と、上記Ｇ２電極よりさらに高い電圧が印加されるＧ３電極の、これら少なくとも３つの電極が、上記各カソードから出た電流が上記それぞれの電子通過孔を通過するように、上記カソード側からこの順に同軸上に配置され、上記Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位と上記カソードの電位が変化する範囲の最大電位とがほぼ一致し、上記カソードから引き出された電子の一部が上記Ｇ２電極およびＧｍ電極の少なくとも一方に流入するように構成され、上記カソードの電位を変化させることにより引き出す電子の量を変化させるカラーＣＲＴ用電子銃において、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのカソードから電子が放出し始める電圧（Ｖｂ）が、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれでほぼ同値となるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれでＧ２電極の電位を設定することを特徴とするカラーＣＲＴ用電子銃。
【請求項３】
表示面であるスクリーン方向へ電子を放出するＲ、Ｇ、Ｂ用の３つのカソード、並びにそれぞれ電子通過孔が設けられ、上記カソードよりも低い電位が印加されるＧ１電極と、上記カソードよりも高い電位が印加されるＧ２電極と、所定の電圧が印加されるＧｍ電極と、上記Ｇ２電極よりさらに高い電圧が印加されるＧ３電極との、これら少なくとも４つの電極が、上記各カソード側からこの順にそれぞれの孔をカソードから出た電流が通過するように同軸上に配置され、上記Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位と上記カソードの電位が変化する範囲の最大電位とがほぼ一致し、上記カソードから引き出された電子の一部が上記Ｇ２電極およびＧｍ電極の少なくとも一方に流入するように構成され、上記カソードの電位を変化させることにより引き出す電子の量を変化させるカラーＣＲＴ用電子銃において、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのカソードから電子が放出し始める電圧（Ｖｂ）が、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれでほぼ同値となるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれでＧ１電極の電位を設定することを特徴とするカラーＣＲＴ用電子銃。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばディスプレイモニタやテレビに内蔵されるカラーＣＲＴ用電子銃に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のカラーＣＲＴ用電子銃（以下三極電子銃と略す。）のカソード近傍を示す構成図で、図において、１はカソード、２はＧ１電極、３はＧ２電極、５はＧ３電極で、Ｇ１電極とＧ２電極とＧ３電極とはそれぞれ電子通過孔が設けられ、かつ、カソード１から出た電流が、上記それぞれの電子通過孔を通過するように、カソード１側からこの順に同軸（Ｚ軸）上に配置されている（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
上記電子銃において、カソード１の電圧を低くするとカソード表面の電界がプラス方向に強くなりカソード１から放出される電子が増加し、ある電圧以上にカソードの電圧を高くすると電界がマイナスになり電流が放出されなくなる。
以下、カソードから電子が放出し始める時のカソード電圧をカソード電流のカットオフ電圧と呼ぶ。
図６は、上記従来の三極電子銃の、上記Ｚ軸上の電位分布図であり、図中Ｖｂはカソード電流のカットオフ電圧、ａ１はカソードから電子が放出されない時の電位分布、ｂ１はカソードから電子が放出され始める時の電位分布、ｃ１はカソードから電子が放出されている時の電位分布である。
図６に示すように、カソードの電圧がカットオフ電圧以下になっている時、軸上電位は単調増加になっているために、カソードから放出された電子は全て蛍光面へ流入する。
【０００４】
また、図７は、従来のカラーＣＲＴ用電子銃のカソード近傍を示す構成図で、図５に示すカラーＣＲＴ用電子銃において、Ｇ２電極３とＧ３電極５の間にＧｍ電極４を設けた電子銃（以下五極電子銃と略す。）であり、上記Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位と上記カソードの電位が変化する範囲の最大電位とがほぼ一致する構成とし、上記カソードから引き出された電子の一部が上記Ｇ２電極およびＧｍ電極の少なくとも一方に流入するように構成されている。（例えば特許文献１参照）
【０００５】
なお、上記五極電子銃において、Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位は実際には測定が難しく、電界シミュレーションにより推定している。
軸上電位よりカソードの電位が高い場合は電子がＧｍ電極を通過することはないと考えているが、実際は予想より数ボルト高いカソード電位から電子がＧｍ電極を通過し始めている。また、一般的に、カソードの最大電位は電子がカソードから放出される丁度の電位に調整されるのではなく、数ボルト低い電位に調整される。
カソードの最大電位をカソードから電子が放出される丁度の電位に設定すると、少量だけ電子が放出されても蛍光面が明るくなったと知覚されないため、最大電位から数ボルト電位が変化しても画像としては明るさゼロの状態になる。この状態では小さい信号は表示されず不都合であるため、一般的に蛍光面が明るくなり始めるカソード電圧をカソードの最大電位とする。
そのため、電子が放出され始めてから、蛍光面が明るくなり始めるまでカソードの電位の変化は電子銃、蛍光体の色、画面のサイズなどにより微妙に異なる。以上の理由から、Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位とカソードの電位が変化する範囲の最大電位は数ボルト以内でほぼ一致しているが、適切に調整した結果で正確に一致しているわけではないことが解る。
【０００６】
図８は、上記五極電子銃の、上記Ｚ軸上の電位分布図であり、図中Ｖａはアノード電流のカットオフ電圧で、蛍光面に電流が流入し始める時のカソード電圧である。ａ２はカソードからは電子が放出されるが蛍光面には流入しない時の電位分布、ｂ２は蛍光面に電子が流入し始める時の電位分布、ｃ２は蛍光面に電子が流入されている時の電位分布である。
つまり、Ｇｍ電極の電圧をＧ２やＧ３より低く設定することにより、図８に示すように、Ｇｍ電極の電子通過孔部分ではカソードから電子が放出し始める時のカソードの電圧よりも電位を低くする。
なお、上記五極電子銃において、Ｇｍ電極の板厚を０．１５ｍｍ程度とし、Ｇｍ電極の電子通過孔の直径も０．１５ｍｍ程度に小さく設計すると、Ｇｍ電極の電圧とＧｍ電極の電子通過孔内部の電位はおおよそ等しくなる。
カソードの電位がＧｍ電極の電位よりも低いときは、電子はポテンシャルの障壁を越えＧｍ電極の孔を通過できるが、カソードの電位がＧｍ電極の電位よりも高い時は通過できない。なお、五極電子銃において、カソードから放出されたが、Ｇｍ電極を通過することができなかった電子はＧ２電極またはＧｍ電極に流入する。
【０００７】
図９は三極電子銃の、蛍光面に流入する電流のＶＩ特性図で、三極電子銃の場合はアノード電流とカソード電流の値は同じである。
三極電子銃のアノード電流のＶＩ特性に対する解析解は得られていないが、経験的に（１）式で近似することができることが知られている。
Ｉｋ＝Ｃ１（Ｖｂ−Ｅｋ）γ／Ｖｂα　　，γ−α＝１．５　　　　（１）
Ｉｋ：アノード電流（三極電子銃の場合はカソード電流の値と同じ）
Ｖｂ：カソード電流のカットオフ電圧
Ｃ１，γ，α：電子銃の構造によって決定される定数
Ｅｋ：カソードの電圧
【０００８】
また、図１０は五極電子銃の、蛍光面に流入する電流のＶＩ特性図であり、図中ｉＧｍはＧｍ電流、ｉＧ２はＧ２電流、ｉｋはアノード電流、ｉｃはカソード電流である。
五極電子銃においては、図に示したようにカソード電流の一部がＧ２電極、Ｇｍ電極に流入する。カソード電流が３００〜２０００μＡ程度の範囲で、Ｇ２電極とＧｍ電極に流入する電流の割合がカソード電流の１０〜２０％程度になり、残り８０〜９０％程度が蛍光面に流入するように設計される。この流入する割合は主にＧｍ電極の孔径と板厚によって制御することができる。一般に孔径を大きく、板厚を小さくするほどアノード電流の割合が大きくなる。
【０００９】
五極電子銃においてもカソード電流は（１）式で近似することができるため、カソード電流のＶＩカーブはカソード電流が３００〜２０００μＡ程度の範囲では、五極電子銃のアノード電流は（１）式とカソード電流に対するアノード電流の割合の積を取って（２）式のように近似することができる。
Ｉｋ＝Ｃ２Ｃ１（Ｖｂ−Ｅｋ）γ／Ｖｂα　　，γ−α＝１．５　　　　（２）
Ｃ２：カソード電流に対するアノード電流の割合
カソード電流が３００μＡ程度以下の低電流の領域においては、ＥＫ＝Ｖｂ、電流＝０μＡの点を通って（２）式に接する直線で近似することができる。
このように五極電子銃のアノード電流のＶＩカーブは、アノード電流がゼロに近い所では直線、アノード電流が多くなると曲線になり、全体としては直線と曲線の結合で近似することができる。
また、五極電子銃のアノード電流の近似において、アノード電流のカットオフ電圧は変化せず、カソード電流のカットオフ電圧が変化した場合は、Ｖｂが変化した分（２）式はシフトし、接線の傾き、接点が変化する。また、Ｖｂが低い程、直線部は長くなり、傾きが大きくなる。
【００１０】
図９および図１０に示されているように、三極電子銃では例えば６００μＡを得るためにはカソード電圧を約１１０Ｖから約６０Ｖへと約５０Ｖ変化しなければならないのに対し、五極電子銃は、三極電子銃よりもおおよそ「カソードから電子が放出し始める電圧」と「Ｇｍ電極の電圧」の差の分だけ少ない電圧で同じ電流を得ることができる。
つまり、図１１に示すように、五極電子銃ｙでは、三極電子銃と同じドライブ電圧で、三極電子銃ｘより大きな電流を得ることができ、同じ駆動回路を用いても三極電子銃より明るいＣＲＴを構成することができる。なお、図１１は三極電子銃ｘと五極電子銃ｙのドライブ特性図である。
【００１１】
三極電子銃の場合、ドライブ電圧は（３）式のようにカソード電流のカットオフ電圧とカソード電圧の差で示すことができる。
Ｖｄ＝Ｖｂ−ＥＫ　　　　（３）
Ｖｄ：ドライブ電圧
従って、三極電子銃の場合、ドライブ特性は（１）式に（３）式を代入して（４）式で表すことができ、三極電子銃のドライブ特性は指数関数の曲線で表されることがわかる。
Ｉｋ＝Ｃ１Ｖｄγ／Ｖｂα　　　　　　（４）
【００１２】
次に、上記三極と五極の電子銃をカラーＣＲＴに使用する時について考える。図１２、図１３はそれぞれ上記三極および上記従来の五極の電子銃を用いたカラーＣＲＴの構成図で、カラーＣＲＴの場合、蛍光面のＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体を発光させる電子ビームを放出するＲ、Ｇ、Ｂ用の３本のカソード１Ｒ、１Ｇ、１Ｂがあり、それに対応してＧ１電極、Ｇ２電極などの各電極には電子通過孔が設けられている。
カソード電流のカットオフ電圧は一定になるように努力が払われているが、部品や組立のばらつきによりある程度ばらつきを生じ、一つのＣＲＴ内でもＲ、Ｇ、Ｂのカソード電流のカットオフ電圧は最大で１０％程度のばらつきが生じる。
【００１３】
図１４は図１２の三極電子銃を用いたカラーＣＲＴにおける、Ｒ、Ｇ、Ｂの各蛍光面に流入する電流のＶＩ特性図の例である。図中、ＶｂＲ、ＶｂＧ、ＶｂＢはＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのカソード電流のカットオフ電圧であり、ばらつきを生じている。
【００１４】
なお、Ｒ、Ｇ、Ｂのカソード電流（ＩｋＲ、ＩｋＧ、ＩｋＢ）は上記（１）式からそれぞれ下記のように近似することができる。
ＩｋＲ＝Ｃ１（ＶｂＲ−ＥｋＲ）γ／ＶｂＲα
ＩｋＧ＝Ｃ１（ＶｂＧ−ＥｋＧ）γ／ＶｂＧα
ＩｋＢ＝Ｃ１（ＶｂＢ−ＥｋＢ）γ／ＶｂＢα
また、図１４のようにカットオフ電圧に合わせてカソード電流のカーブがシフトするとともに傾きがわずかに変化している。
【００１５】
図１６に、図１４に対応してカラーＣＲＴのＲ、Ｇ、Ｂの各ドライブ特性図の例を示すが、Ｒ、Ｇ、Ｂのドライブ特性は、上記（４）式からそれぞれ下記のように近似することができる。
ＩｋＲ＝Ｃ１Ｖｄγ／ＶｂＲα
ＩｋＧ＝Ｃ１Ｖｄγ／ＶｂＧα　　・・（４−１）
ＩｋＢ＝Ｃ１Ｖｄγ／ＶｂＢα
このように、三極電子銃のドライブ特性はカソード電流のカットオフ電圧が変化すると、指数関数の傾きが変化する。
【００１６】
カラーＣＲＴにおいては、大雑把に言って、Ｒ、Ｇ、Ｂに同じ強度の画像信号が入力された時、蛍光面に流入する電流がＲ、Ｇ、Ｂ間で±８％以内の相違程度に等しくなければ正しい色で表示することができない。
現在ＣＲＴでは画像信号をリニアに増幅して、カソードをドライブしているのが普通であるが、画像信号を増幅する倍率がＲ、Ｇ、Ｂで一定ならば、ドライブ特性がばらつくと信号が意図する色と再現された色にずれが生じる。
【００１７】
三極電子銃においては、上記のように若干Ｒ、Ｇ、Ｂのドライブ特性にばらつきが生じるが、回路により画像信号を増幅する倍率をＲ、Ｇ、Ｂで個別に微調節することにより解消することができる。
信号を増幅する倍率をＲ、Ｇ、ＢでそれぞれＣＲ、ＣＧ、ＣＢとし、信号の振幅をＶｓとすると、Ｒ、Ｇ、Ｂのドライブ特性はそれぞれＣＲＶｓ、ＣＧＶｓ、ＣＢＶｓで示される。これを（４−１）式に代入すると、下記のように近似することができる。
ＩｋＲ＝Ｃ１ＣＲＶｓγ／ＶｂＲα
ＩｋＧ＝Ｃ１ＣＧＶｓγ／ＶｂＧα
ＩｋＢ＝Ｃ１ＣＢＶｓγ／ＶｂＢα
ＣＲ、ＣＧ、ＣＢは、個別に調整可能であるので、Ｖｓが同じ値である時に、ＩｋＲ、ＩｋＧ、ＩｋＢを同じ値にすることは容易である。
【００１８】
このように、三極電子銃においてはドライブ特性にはらつきが生じても、回路により、画像信号を増幅する倍率をＲ、Ｇ、Ｂで個別に調整すれば、同じ信号強度に対して同じ電流値が得られ、色ずれが防止できる。
上記近似式を用いた説明では、Ｒ、Ｇ、Ｂのカーブが完全に一致したが、Ｒ、Ｇ、Ｂ間で±８％以内の相違程度であれば色ずれは防止できる。この調整はカラーＣＲＴで一般的に行われている作業である。
【００１９】
【非特許文献１】
裏，「電子・イオンビーム光学」，初版，共立出版株式会社１９９４年８月２５日，ｐ１６９
【特許文献１】
国際公開第００／６３９４５パンフレット
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１３に示すような、上記従来の五極電子銃を用いたカラーＣＲＴでは、上記三極電子銃で行ったように、回路による画像信号の増幅率の調整だけでは、色ずれの発生を防止することができないという課題があった。
【００２１】
つまり、カソード電流のカットオフ電圧は元々Ｒ、Ｇ、Ｂで一致するように努力しているが、部品寸法のわずかなばらつきや製造工程による熱変形など管理しきれない原因でばらつきが発生している。
このため、カソード電流のカットオフ電圧のばらつきの結果生じるドライブ特性もどうばらつくか事前に予測することはできない（三極の電子銃でも予測がつかないが、上記のようにＣＲＴ作製後に信号増幅の倍率を調節して一致させることが可能）ため、回路側であらかじめ決められた補正をしておくということは不可能であり、ＣＲＴ作製後にＲ、Ｇ、Ｂのドライブ特性を個別に測定して、画像信号の強度に応じて増幅の倍率を変化する回路（いわゆるガンマ補正回路）がＲ、Ｇ、Ｂ毎に必要になる。
または、信号強度をリニアに電圧増幅する一般に用いられている回路ではなく、信号強度を必要なアノード電流に換算し、必要なアノード電流を発生させる分だけ電圧を発生させるような駆動回路（電流制御回路）が必要となり、電流制御を使用した駆動回路は、一般的でない上に回路作製が難しく、高価である。
いずれにしても、製造工程や部品コストの増加を招くため望ましくないという課題があった。
【００２２】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、駆動電圧に対して高感度でスクリーンへの電流を得るとともに、色ずれの防止されたカラーＣＲＴ用電子銃を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１のカラーＣＲＴ用電子銃は、表示面であるスクリーン方向へ電子を放出するＲ、Ｇ、Ｂ用の３つのカソード、並びにそれぞれ電子通過孔が設けられ、上記カソードよりも高い電位が印加されるＧ２電極と、所定の電圧が印加されるＧｍ電極と、上記Ｇ２電極よりさらに高い電圧が印加されるＧ３電極の、これら少なくとも３つの電極が、上記各カソードから出た電流が上記それぞれの電子通過孔を通過するように、上記カソード側からこの順に同軸上に配置され、上記Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位と上記カソードの電位が変化する範囲の最大電位とがほぼ一致し、上記カソードから引き出された電子の一部が上記Ｇ２電極およびＧｍ電極の少なくとも一方に流入するように構成され、上記カソードの電位を変化させることにより引き出す電子の量を変化させるカラーＣＲＴ用電子銃において、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのカソードから電子が放出し始める電圧（Ｖｂ）と蛍光面に電子が流入し始める時のカソード電圧（Ｖａ）との差が、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれでほぼ一定になるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれでＧｍ電極の電位を設定するものである。
【００２４】
本発明に係る第２のカラーＣＲＴ用電子銃は、表示面であるスクリーン方向へ電子を放出するＲ、Ｇ、Ｂ用の３つのカソード、並びにそれぞれ電子通過孔が設けられ、上記カソードよりも高い電位が印加されるＧ２電極と、所定の電圧が印加されるＧｍ電極と、上記Ｇ２電極よりさらに高い電圧が印加されるＧ３電極の、これら少なくとも３つの電極が、上記各カソードから出た電流が上記それぞれの電子通過孔を通過するように、上記カソード側からこの順に同軸上に配置され、上記Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位と上記カソードの電位が変化する範囲の最大電位とがほぼ一致し、上記カソードから引き出された電子の一部が上記Ｇ２電極およびＧｍ電極の少なくとも一方に流入するように構成され、上記カソードの電位を変化させることにより引き出す電子の量を変化させるカラーＣＲＴ用電子銃において、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのカソードから電子が放出し始める電圧（Ｖｂ）が、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれでほぼ同値となるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれでＧ２電極の電位を設定するものである。
【００２５】
本発明に係る第３のカラーＣＲＴ用電子銃は、表示面であるスクリーン方向へ電子を放出するＲ、Ｇ、Ｂ用の３つのカソード、並びにそれぞれ電子通過孔が設けられ、上記カソードよりも低い電位が印加されるＧ１電極と、上記カソードよりも高い電位が印加されるＧ２電極と、所定の電圧が印加されるＧｍ電極と、上記Ｇ２電極よりさらに高い電圧が印加されるＧ３電極との、これら少なくとも４つの電極が、上記各カソード側からこの順にそれぞれの孔をカソードから出た電流が通過するように同軸上に配置され、上記Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位と上記カソードの電位が変化する範囲の最大電位とがほぼ一致し、上記カソードから引き出された電子の一部が上記Ｇ２電極およびＧｍ電極の少なくとも一方に流入するように構成され、上記カソードの電位を変化させることにより引き出す電子の量を変化させるカラーＣＲＴ用電子銃において、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのカソードから電子が放出し始める電圧（Ｖｂ）が、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれでほぼ同値となるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれでＧ１電極の電位を設定するものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図７に示す五極電子銃の場合、ドライブ電圧は（５）式のようにアノード電流のカットオフ電圧とカソード電圧の差で表すことができる。
Ｖｄ＝Ｖａ−ＥＫ　　　　（５）
アノード電流がある程度多い領域では、（２）式に（５）式を代入して、五極電子銃のドライブ特性は（６）式で表すことができる。
Ｉｋ＝Ｃ２Ｃ１（Ｖｄ＋Ｖｂ−Ｖａ）γ／Ｖａα　　　　　　（６）
このように五極電子銃で、アノード電流がある程度多い領域では、ドライブ特性は指数関数のカーブで表される。しかし、上記のようにアノード電流が少ない領域においてはアノード電流はカソード電圧の変化に対して直線で近似される。つまり、五極電子銃のドライブ特性全体を示す近似曲線は、直線と曲線の結合で近似することができる。
【００２７】
また、上記五極電子銃を用いた、図１３に示すカラーＣＲＴでは、図１５に示したようにカソード電流のカットオフ電圧がＲ、Ｇ、Ｂでそれぞれ異なっても、アノード電流のカットオフ電圧はＧｍ電極に印加した電圧とほぼ等しくＲ、Ｇ、Ｂで一定であるので、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのアノード電流のＶＩカーブの形状が異なり、結果として図１７に示したようにＲ、Ｇ、Ｂでドライブ特性も異なったものとなる。
【００２８】
つまり、五極電子銃においては、上記のようにドライブ特性は直線部と指数部の結合で示され、カソード電流のカットオフ電圧がばらつくと直線部の長さと傾き、指数部の傾きが異なる曲線となる。
図１８は、図１７のようにばらついたドライブ特性を持つカラーＣＲＴを、回路の画像信号の増幅率を調整して、同じ信号強度では同じ電流が得られるように調整した例を示す特性図である。
この例では、画像信号の強度が５０（任意単位）の時にアノード電流がＲ、Ｇ、Ｂとも３００μＡと同じ値になるように調整しているが、図１８に示したように、ある強度で同じ電流が得られるように調節しても、調節した強度以外ではずれが生じる。
実際、カソード電流のカットオフ電圧のばらつきが２％程度までであるなら、上記三極電子銃と同様、回路の調整で、蛍光面に流入する電流をＲ、Ｇ、Ｂ間で±８％以内の相違程度に抑えることができるが、上記のようにカソード電流のカットオフ電圧は１０％程度ばらつくため、回路の調整だけでは上記相違程度に抑えることができず、色ずれが発生する。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施の形態のカラーＣＲＴ用電子銃を用いたカラーＣＲＴの構成図であり、図中、１Ｒ、１Ｇ、１Ｂはそれぞれ蛍光面のＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体を発光させる電子ビームを放出するカソード、２はＧ１電極、３はＧ２電極、５はＧ３電極で、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３電極はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂで共用され、４Ｒ、４Ｇ、４ＢはＧｍ電極で、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各カソード毎に電気的に独立しており各カソード毎に違う電圧を印加することができる。
また、Ｇ１電極、Ｇ２電極、Ｇｍ電極、Ｇ３電極にはそれぞれ電子通過孔が設けられ、かつ、カソードから出た電流が、上記それぞれの電子通過孔を通過するように、カソード側からこの順に同軸（Ｚ軸）上に配置されている。
【００３０】
つまり、本実施の形態においては、図１に示したようにＧｍ電極は、各電子銃のカソード毎に電気的に独立しているので、カソードから電子が放出し始める電圧Ｖｂ（カットオフ電圧）と蛍光面に電子が流入し始める時のカソード電圧Ｖａ（アノード電流のカットオフ電圧）の差が、各電子銃でほぼ一定になるように、各電子銃の各Ｇｍの電圧を設定することができる。
つまり、（Ｖｂ−Ｖａ）を、Ｒ、Ｇ、Ｂでほぼ一定にすると、アノード電流のＶＩカーブの直線部の長さや傾きが似通ったものとなり、全体のカーブも似通ったものとなる。
その結果、ドライブ特性も似通ったものとなり、回路による画像信号の強度の倍率の調整を行うことにより、蛍光面に流入する電流がＲ、Ｇ、Ｂ間で±８％以内の相違程度に抑えられ、色ずれの発生が防止できる。
（Ｖｂ−Ｖａ）の値は、Ｒ、Ｇ、Ｂで必ずしも一致させる必要はなく、微調整して電流の違いが最も少なくなる値にする。
なお、本実施の形態においては、Ｇｍ電極の板厚を０．１５ｍｍ程度とし、Ｇｍ電極の電子通過孔の直径も０．１５ｍｍ程度に小さく設計したので、Ｇｍ電極の電圧とＧｍ電極の電子通過孔内部の電位はほぼ等しくなる。
【００３１】
図２は、上記のように、各電子銃のＶｂ−Ｖａを一定にした時の、各電子銃のアノード電流ＲＡ、ＧＡ、ＢＡと、カソード電流Ｒｃ、Ｇｃ、Ｂｃの、カソード電圧による変化を示す特性図であり、図中、ＶａＲ、ＶａＧ、ＶａＢはアノード電流のカットオフ電圧、ＶｂＲ、ＶｂＧ、ＶｂＢは、カソード電流のカットオフ電圧であり、図に示すように、各電子銃において、アノード電流のＶＩカーブの形状を似通ったものにできるので、ドライブ特性も似通ったものとなり、回路による調節で色ずれが生じない明るいＣＲＴを構成することができる。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態１のＣＲＴ用電子銃において、Ｇｍ電極の電子通過孔の径を０．４ｍｍ程度に、実施の形態１より大きく設定する他は実施の形態１と同様にして本実施の形態のＣＲＴ用電子銃を用意する。
上記実施の形態１に比べて、電子通過孔が大きいので、Ｇｍ電極の電子通過孔内部の電位はＧ２電極およびＧ３電極の高電圧の影響を受けて、Ｇｍ電極の電子通過孔内部の電位はＧｍ電極の電圧より高くなる。
従って、アノード電流のカットオフ電圧を所定値にするためには、Ｇ２電極より低い電圧がＧｍ電極に印加される。
【００３３】
そのため、実施の形態１のようにアノード電流のカットオフ電圧はＲ、Ｇ、Ｂで一致せず、電極間隔のばらつきなどによりＲ、Ｇ、Ｂでばらつくことになる。即ち、Ｇｍ電極の電子通過孔の孔径が大きくなると、アノード電流のカットオフ電圧がＲ、Ｇ、Ｂで一致せずにばらつき、結果としてやはり蛍光面に流入する電流のＶＩカーブがＲ、Ｇ、Ｂでばらつくこととなるが、本実施の形態においては、Ｇｍ電極を電気的に独立にして個別に電圧を印加できるようにしたので、電子通過孔の大きさによるアノード電流のＶＩカーブのばらつきにも対応することができ、Ｒ、Ｇ、Ｂでアノード電流のカーブを同じにすることができる。そのため、色ずれが生じない明るいＣＲＴを構成することができる。
【００３４】
実施の形態３．
図３は、本発明の第３の実施の形態のカラーＣＲＴ用電子銃を用いたカラーＣＲＴの構成図であり、１Ｒ、１Ｇ、１Ｂはカソード、２はＧ１電極、４はＧｍ電極、５はＧ３電極で、Ｇ１、Ｇｍ、Ｇ３電極はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂで共用し、３Ｒ、３Ｇ、３ＢはＧ２電極で、それぞれＲ、Ｇ、Ｂのカソード毎に電気的に独立しており各カソード毎に違う電圧を印加することができる。
図３に示したように、実施の形態１におけるＧｍ電極のように、各Ｇ２電極３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを電気的に独立にし、個別に電圧を印加できるようにしたために、上記Ｒ、Ｇ、Ｂの各カソードから電子が放出し始める電圧（Ｖｂ）が、Ｒ、Ｇ、Ｂでほぼ同値となるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれのＧ２電極の電位を設定することができる。
つまり、上記のように各電子銃のＧ２電極の電位を設定すると、上記アノード電流が多い時の近似式である（４）式がＲ、Ｇ、Ｂで同じなり、アノード電流のカットオフ電圧はＲ、Ｇ、Ｂで同じであるため、接線もＲ、Ｇ、Ｂで同じになり、Ｒ、Ｇ、Ｂでアノード電流のカーブを揃えることができ、色ずれが生じない明るいＣＲＴを構成することができる。
【００３５】
実施の形態４．
図４は、本発明の第４の実施の形態のカラーＣＲＴ用電子銃を用いたカラーＣＲＴの構成図であり、１Ｒ、１Ｇ、１Ｂはカソード、２Ｒ、２Ｇ、２ＢはＧ１電極で、それぞれＲ、Ｇ、Ｂのカソード毎に電気的に独立しており各カソード毎に違う電圧を印加することができ、３はＧ２電極、４はＧｍ電極、５はＧ３電極で、Ｇ２、Ｇｍ電極、Ｇ３電極はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂで共用されている。
図３に示したように、実施の形態１におけるＧｍ電極のように、各Ｇ１電極２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを電気的に独立にし、個別に電圧を印加できるようにしたために、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カソードから電子が放出し始める電圧（カットオフ電圧）が、Ｒ、Ｇ、Ｂでほぼ同値となるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれのＧ１電極の電位を設定することができる。
つまり、上記のようにＲ、Ｇ、ＢそれぞれのＧ１電極の電位を設定すると上記アノード電流が多い時の近似式である（４）式がＲ、Ｇ、Ｂで同じになり、アノード電流のカットオフ電圧はＲ、Ｇ、Ｂで同じであるため、接線もＲ、Ｇ、Ｂで同じになり、Ｒ、Ｇ、Ｂでアノード電流のカーブを揃えることができ、色ずれが生じない明るいＣＲＴを構成することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の第１のカラーＣＲＴ用電子銃は、表示面であるスクリーン方向へ電子を放出するＲ、Ｇ、Ｂ用の３つのカソード、並びにそれぞれ電子通過孔が設けられ、上記カソードよりも高い電位が印加されるＧ２電極と、所定の電圧が印加されるＧｍ電極と、上記Ｇ２電極よりさらに高い電圧が印加されるＧ３電極の、これら少なくとも３つの電極が、上記各カソードから出た電流が上記それぞれの電子通過孔を通過するように、上記カソード側からこの順に同軸上に配置され、上記Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位と上記カソードの電位が変化する範囲の最大電位とがほぼ一致し、上記カソードから引き出された電子の一部が上記Ｇ２電極およびＧｍ電極の少なくとも一方に流入するように構成され、上記カソードの電位を変化させることにより引き出す電子の量を変化させるカラーＣＲＴ用電子銃において、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのカソードから電子が放出し始める電圧（Ｖｂ）と蛍光面に電子が流入し始める時のカソード電圧（Ｖａ）との差が、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれでほぼ一定になるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれでＧｍ電極の電位を設定するもので、駆動電圧に対して高感度でスクリーンへの電流が得られ、色ずれが防止できるという効果がある。
【００３７】
本発明の第２のカラーＣＲＴ用電子銃は、表示面であるスクリーン方向へ電子を放出するＲ、Ｇ、Ｂ用の３つのカソード、並びにそれぞれ電子通過孔が設けられ、上記カソードよりも高い電位が印加されるＧ２電極と、所定の電圧が印加されるＧｍ電極と、上記Ｇ２電極よりさらに高い電圧が印加されるＧ３電極の、これら少なくとも３つの電極が、上記各カソードから出た電流が上記それぞれの電子通過孔を通過するように、上記カソード側からこの順に同軸上に配置され、上記Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位と上記カソードの電位が変化する範囲の最大電位とがほぼ一致し、上記カソードから引き出された電子の一部が上記Ｇ２電極およびＧｍ電極の少なくとも一方に流入するように構成され、上記カソードの電位を変化させることにより引き出す電子の量を変化させるカラーＣＲＴ用電子銃において、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのカソードから電子が放出し始める電圧（Ｖｂ）が、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれでほぼ同値となるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれでＧ２電極の電位を設定するもので、駆動電圧に対して高感度でスクリーンへの電流が得られ、色ずれが防止できるという効果がある。
【００３８】
本発明の第３のカラーＣＲＴ用電子銃は、表示面であるスクリーン方向へ電子を放出するＲ、Ｇ、Ｂ用の３つのカソード、並びにそれぞれ電子通過孔が設けられ、上記カソードよりも低い電位が印加されるＧ１電極と、上記カソードよりも高い電位が印加されるＧ２電極と、所定の電圧が印加されるＧｍ電極と、上記Ｇ２電極よりさらに高い電圧が印加されるＧ３電極との、これら少なくとも４つの電極が、上記各カソード側からこの順にそれぞれの孔をカソードから出た電流が通過するように同軸上に配置され、上記Ｇｍ電極が存在する部分の軸上電位の最も低い電位と上記カソードの電位が変化する範囲の最大電位とがほぼ一致し、上記カソードから引き出された電子の一部が上記Ｇ２電極およびＧｍ電極の少なくとも一方に流入するように構成され、上記カソードの電位を変化させることにより引き出す電子の量を変化させるカラーＣＲＴ用電子銃において、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのカソードから電子が放出し始める電圧（Ｖｂ）が、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれでほぼ同値となるように、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれでＧ１電極の電位を設定するもので、駆動電圧に対して高感度でスクリーンへの電流が得られ、色ずれが防止できるという効果がある。
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のカラーＣＲＴ用電子銃を用いたカラーＣＲＴの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のカラーＣＲＴ用電子銃における、各電子銃のＶｂ−Ｖａを一定にした時の、アノード電流ＲＡ、ＧＡ、ＢＡとカソード電流Ｒｃ、Ｇｃ、Ｂｃの、カソード電圧による変化を示す特性図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態のカラーＣＲＴ用電子銃を用いたカラーＣＲＴの構成図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態のカラーＣＲＴ用電子銃を用いたカラーＣＲＴの構成図である。
【図５】従来のカラーＣＲＴ用電子銃のカソード近傍を示す構成図である。
【図６】図５の電子銃の、Ｚ軸上の電位分布図である。
【図７】従来のカラーＣＲＴ用電子銃のカソード近傍を示す構成図である。
【図８】図７の電子銃の、Ｚ軸上の電位分布図である。
【図９】図５の電子銃の、蛍光面に流入する電流のＶＩ特性図である。
【図１０】図７の電子銃の、蛍光面に流入する電流のＶＩ特性図である。
【図１１】従来の電子銃のドライブ特性図である。
【図１２】従来のカラーＣＲＴの構成図である。
【図１３】従来のカラーＣＲＴの構成図である。
【図１４】従来のカラーＣＲＴにおける、Ｒ、Ｇ、Ｂ用電子銃の各蛍光面に流入する電流のＶＩ特性図である。
【図１５】従来のカラーＣＲＴにおける、Ｒ、Ｇ、Ｂ用電子銃の各蛍光面に流入する電流のＶＩ特性図である。
【図１６】従来のカラーＣＲＴのドライブ特性図である。
【図１７】従来のカラーＣＲＴのドライブ特性図である。
【図１８】従来の電子銃に増幅レベル調整を施した状態を示す特性図である。
【符号の説明】
１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ　カソード、２、２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ　Ｇ１電極、３、３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ　Ｇ２電極、４、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ　Ｇｍ電極、５　Ｇ３電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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