(57)【要約】【課題】ビームスポットの斜め方向のヘイズを解消し、蛍光体スクリーン全域で高解像度のカラー陰極線管を提供することを目的とする。【解決手段】加速電極４３の制御電極４２側面には、十字形状の孔４８ａを３つ有する補助プレート４８が設けられている。尚、電子ビーム通過孔４３ａの孔径は、十字形状の孔４８ａのクロス正方形部分の一辺の長さよりも少し小さくなるように設けられている。  これにより、水平方向及び垂直方向に比べ斜め方向における加速電極の厚さを、実質的に厚くすることができ、プリフォーカスレンズ４６の斜め方向における集束作用の強さを、水平方向及び垂直方向の集束作用の強さよりも大きくすることができる。この結果、主レンズ４７に入射する前の電子ビームの形状を水平方向及び垂直方向に軸を持つ略菱形状とすることができ、蛍光体スクリーン全域で高解像度とすることができる。【選択図】図２
2005108639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極、制御電極、加速電極、集束電極及び最終加速電極が順次に配設され、前記集束電極と前記最終加速電極とによって主レンズが形成されるインライン型電子銃を備えたカラー陰極線管であって、
前記集束電極及び前記最終加速電極のそれぞれが、相対向する端面に開口を有するとともに、前記開口から後退した位置に電界補正用電極を内蔵し、
前記主レンズに入射する前の電子ビームに対し、水平方向及び垂直方向の集束作用よりも斜め方向の集束作用の方が強い電界レンズが形成されることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】
前記加速電極の制御電極側面又は前記集束電極側面に、前記加速電極の電子ビーム通過孔と同軸の水平方向及び垂直方向に延びた十字形状の孔を有する補助プレートが設けられていることを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項３】
前記加速電極の制御電極側面又は前記集束電極側面に、水平方向及び垂直方向に延びた十字形状の凹部が設けられ、前記凹部の中心に電子ビーム通過孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項４】
前記集束電極の前記加速電極側面に、前記集束電極の電子ビーム通過孔と同軸の斜め方向に延びたＸ字形状の孔を有する補助プレートが設けられていることを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項５】
前記集束電極の前記加速電極側面に、斜め方向に延びたＸ字形状の凹部が設けられ、前記凹部の中心に電子ビーム通過孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体スクリーン全域において高い解像度が得られるインライン型電子銃を備えたカラー陰極線管に関する。
【０００２】
以下の説明の便宜のために、管軸を通り、かつ管軸に垂直な水平方向（長辺方向）軸をＸ軸、管軸を通り、かつ管軸に垂直な垂直方向（短辺方向）軸をＹ軸、管軸をＺ軸とする。また、インライン型電子銃とは、Ｂ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）の３色の電子ビームを射出する陰極を一列に配置した電子銃のことをいい、本明細書においては、陰極をＸ軸方向に配置したインライン型電子銃について説明する。
【背景技術】
【０００３】
インライン型電子銃を備えたカラー陰極線管の高解像度化を実現するためには、３本の電子ビームを蛍光体スクリーン上の任意の一点で正しく集中（コンバーゼンス）させるとともに、それぞれの電子ビームのフォーカス特性を良好なものとする必要がある。
【０００４】
従来、この電子ビームのフォーカス特性を改善したカラー陰極線管が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来のカラー陰極線管は、インライン型電子銃を備えたものであって、図６に示すように、インライン型電子銃の集束電極１０１とこれに隣り合う最終加速電極１０２のそれぞれを、相対向する端面に水平方向に長軸を置く小判形の開口１０１ａ、１０２ａを有する筒状電極とし、この開口１０１ａ、１０２ａから後退した位置に、３個の電子ビーム通過孔を有する電界分布補正のための電界補正用電極１０１ｂ、１０２ｂを設けたものである。
【０００５】
これにより、集束電極と最終加速電極との間に３本の電子ビームに共通の電界レンズが形成されるとともに、開口端部から後退した位置に３本の電子ビームに対応した個別の電界レンズが形成され、これらの合成レンズにより主レンズが形成される。ここで、共通の電界レンズは電極の開口端部が水平方向に長いことから、水平方向に比べ垂直方向が強いレンズ作用を有する。一方、個別の電界レンズは、垂直方向に比べ水平方向が強いレンズ作用を有する。従って、主レンズとしては、３本の電子ビームに対して、水平方向のレンズ作用と垂直方向のレンズ作用が同等のものとすることができ、蛍光体スクリーン上で良好なフォーカス状態とすることができる。
【特許文献１】特公平７−４４０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高解像度のカラー陰極線管とするためにはビームスポットの径小化及び真円化も重要な要素であるが、蛍光体スクリーン全域において電子ビームのフォーカス特性を良好なものとすることは電子銃の設計上極めて困難であった。
【０００７】
このため、例えば、水平方向及び垂直方向についてはジャストフォーカス状態とした場合、斜め方向がアンダーフォーカスまたはオーバーフォーカス状態となってしまう場合があり、特にオーバーフォーカス状態では、図７に示すように、蛍光体スクリーン上のビームスポット形状は斜め方向に伸びたヘイズ１０３が生じたものとなり、解像度が劣化するという問題があった。
【０００８】
特に、所定の電極に偏向周波数に同期させたダイナミック電圧を印加したダイナミックフォーカスシステムのインライン型電子銃を備えたカラー陰極線管においては、電子ビームに対する水平方向と垂直方向のレンズ作用を同等とすることはできても、電子ビームに対する斜め方向のレンズ作用の強さを、水平方向及び垂直方向におけるレンズ作用の強さと同じにすることは困難であった。従って、蛍光体スクリーンの周辺部における電子ビームがオーバーフォーカス状態となった場合には、上述したようにビームスポットの斜め方向にヘイズが発生し、解像度を劣化させていた。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ビームスポットの斜め方向のヘイズを解消し、蛍光体スクリーン全域で高解像度のカラー陰極線管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るカラー陰極線管は、陰極、制御電極、加速電極、集束電極及び最終加速電極が順次に配設され、前記集束電極と前記最終加速電極とによって主レンズが形成されるインライン型電子銃を備えたカラー陰極線管であって、前記集束電極及び前記最終加速電極のそれぞれが、相対向する端面に開口を有するとともに、前記開口から後退した位置に電界補正用電極を内蔵し、前記主レンズに入射する前の電子ビームに対し、水平方向及び垂直方向の集束作用よりも斜め方向の集束作用の方が強い電界レンズが形成されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明に係るカラー陰極線管は、上記カラー陰極線管において、前記加速電極の制御電極側面又は前記集束電極側面に、前記加速電極の電子ビーム通過孔と同軸の水平方向及び垂直方向に延びた十字形状の孔を有する補助プレートが設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
あるいは、上記カラー陰極線管において、前記加速電極の制御電極側面又は前記集束電極側面に、水平方向及び垂直方向に延びた十字形状の凹部が設けられ、前記凹部の中心に電子ビーム通過孔が設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係るカラー陰極線管は、上記カラー陰極線管において、前記集束電極の前記加速電極側面に、前記集束電極の電子ビーム通過孔と同軸の斜め方向に延びたＸ字形状の孔を有する補助プレートが設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
あるいは、上記カラー陰極線管において、前記集束電極の前記加速電極側面に、斜め方向に延びたＸ字形状の凹部が設けられ、前記凹部の中心に電子ビーム通過孔が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るカラー陰極線管では、主レンズに入射する前の電子ビームに対し、水平方向及び垂直方向の集束作用よりも斜め方向の集束作用の方が強い電界レンズが形成される。これにより、電子ビームに対する主レンズの斜め方向のレンズ作用の強さと水平方向及び垂直方向のレンズ作用の強さをほぼ等しくすることができる。従って、蛍光体スクリーンの全域においてビームスポットに斜め方向のヘイズが生じることがないので、蛍光体スクリーン全域で高解像度のカラー陰極線管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係るカラー陰極線管について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１に示すように、カラー陰極線管１は、内面に青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の各蛍光体が配列されてなる蛍光体スクリーン２ａが形成されたパネル２と、パネル２の後方に接続されたファンネル３と、ファンネル３のネック部３ａに内蔵されたインライン型電子銃４と、パネル２の内部に蛍光体スクリーン２ａに対向して設けられたシャドウマスク５とを備えている。尚、シャドウマスク５は、電子銃４から射出される３本の電子ビームに対して色選別の役割を果たすものであり、平板に電子ビーム通過孔である略スロット形の開孔がエッチングにより多数形成されたものである。
【００１８】
また、ファンネル３の外周面上には偏向ヨーク６が装着される。偏向ヨーク６は、電子銃４から射出される３本の電子ビーム７を上下・左右に偏向し、蛍光体スクリーン２ａ上を走査させるものである。
【００１９】
インライン型電子銃４は、図２（ａ）に示すように、インライン配列された陰極４１、制御電極４２、加速電極４３、集束電極４４及びこれに隣り合う最終加速電極４５が順次に配設されたものである。制御電極４２と加速電極４３とによってプリフォーカスレンズ４６が形成される。また、集束電極４４と最終加速電極４５とによって主レンズ４７が形成される。
【００２０】
制御電極４２には、Ｂ、Ｇ、Ｒ３本の電子ビームに対応した３つの電子ビーム通過孔４２ａが設けられている。
【００２１】
また、図２（ｂ）に示すように、加速電極４３の制御電極４２側面には、水平方向及び垂直方向にスリット状に同じ長さで延びた十字形状の孔４８ａを３つ有する補助プレート４８が溶接されて設けられている。また、加速電極４３には３本の電子ビームに対応した３つの電子ビーム通過孔４３ａが設けられている。尚、加速電極４３の電子ビーム通過孔４３ａと補助プレート４８の十字形状の孔４８ａの軸は同軸である。すなわち、回転対称軸が同軸である。尚、電子ビーム通過孔４３ａの孔径は、図２（ｃ）に示すように、十字形状の孔４８ａのクロス正方形部分４８ｂの一辺の長さよりも少し小さくなるように設けられている。
【００２２】
また、図２（ａ）に示すように、集束電極４４の最終加速電極４５と対向する端面には、水平方向に長軸を置く小判型の１つの開口４４ａが設けられている。また、集束電極４４の開口４４ａから後退した位置には、３つの電子ビーム通過孔を有する金属板からなる電界補正用電極４４ｂが設けられている。
【００２３】
同様に、最終加速電極４５の集束電極４４と対向する端面には、水平方向に長軸を置く小判型の１つの開口４５ａが設けられている。また、最終加速電極４５の開口４５ａから後退した位置に金属板からなる電界補正用電極４５ｂが設けられている。
【００２４】
これら集束電極４４及び最終加速電極４５に所定の電圧が印加されることにより、集束電極４４と最終加速電極４５との間に３本の電子ビームに共通の電界レンズが形成されるとともに、開口４４ａ、４５ａから後退した位置に３本の電子ビームに対応した個別の電界レンズが形成され、これらの合成レンズにより主レンズ４７が形成される。共通の電界レンズは電極の開口端部が水平方向に長いことから、水平方向に比べ垂直方向が強いレンズ作用を有する。一方、個別の電界レンズは、垂直方向に比べ水平方向が強いレンズ作用を有する。従って、主レンズとしては、３本の電子ビームに対して、水平方向のレンズ作用と垂直方向のレンズ作用が同等のものとすることができる。さらには、主レンズの実効レンズ口径を大きくすることができる。
【００２５】
次に、本実施形態に係るカラー陰極線管を動作させた場合について説明する。
【００２６】
陰極から射出された各色の電子ビームは、制御電極４２の電子ビーム通過孔４２ａを通過した後、管軸と交差し、プリフォーカスレンズ４６で予備集束され、主レンズ４７に入射する。このとき、加速電極４３に十字形状の孔４８ａを有する補助プレート４８が設けられているので、水平方向及び垂直方向に比べ斜め方向（本実施形態では、Ｘ軸又Ｙ軸から４５度の方向）における加速電極の厚さを、実質的に厚くすることができる。これにより、プリフォーカスレンズ４６の斜め方向における集束作用の強さを、水平方向及び垂直方向の集束作用の強さよりも大きくすることができる。この結果、主レンズ４７に入射する前の電子ビームの形状は、図３(ａ)に示すように、水平方向及び垂直方向に軸を持つ略菱形状となる。
【００２７】
これにより、主レンズ４７を通過して蛍光体スクリーンに到達した電子ビームは、蛍光体スクリーン全域において、そのビームスポットが水平方向及び垂直方向においてジャストフォーカス状態になる電圧を集束電圧４４に印加した場合、斜め方向においてもほぼジャストフォーカス状態となる。従って、蛍光体スクリーン全域において、図３(ｂ)に示すような斜め方向にヘイズが発生しない略正方形状のビームスポット形状を得ることができる。
【００２８】
尚、本実施形態においては、陰極４１、制御電極４２、加速電極４３、集束電極４４、最終加速電極４５の印加電圧は、それぞれ５０Ｖ、０Ｖ、６００Ｖ、８ｋＶ、３０ｋＶとした。また、図２（ｃ）に示す補助プレート４８の孔４８ａは、幅が０．７２ｍｍ、長さが３．０ｍｍのスリットを中心で直交させるようにして形成した。尚、加速電極４８の電子ビーム通過孔の孔径は０．７ｍｍとした。また、補助プレート４８の板厚は０．３ｍｍとしたが、斜め方向のレンズ作用をさらに強くする場合は板厚をさらに大きくすればよく（例えば、０．３〜０．４ｍｍ）、斜め方向のレンズ作用を弱くしたい場合は、板厚を小さくすればよい（例えば、０．２〜０．３ｍｍ）。
【００２９】
尚、本実施形態に係るカラー陰極線管においては、十字形状の孔を有する補助プレート４８を加速電極４３の制御電極４２側面に設けたが、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、補助プレート４８と同様の補助プレート４９を加速電極４３の集束電極４４側面に設けたものであっても構わない。
【００３０】
次に本実施形態に係る変形例について図５を用いて説明する。尚、本変形例に係るカラー陰極線管の基本構造は図１に示されたカラー陰極線管と同様であるので、その説明は省略する。
【００３１】
本変形例に係るカラー陰極線管に備えられるインライン型電子銃８は、図５（ａ）に示すように、インライン配列された陰極８１、制御電極８２、加速電極８３、集束電極８４及びこれに隣り合う最終加速電極８５が順次に配設されたものである。この図５（ａ）に示すインライン型電子銃８が、図２（ａ）に示すインライン型電子銃４と異なる点は、図２（ａ）に示すインライン型電子銃４では補助プレート４８ｗｏ加速電極４３の制御電極４２側面に設けているのに対し、図５（ａ）に示すインライン型電子銃８では、集束電極８４の加速電極８３側面に補助プレート８８が設けられている点である。さらに、図５（ｂ）に示すインライン型電子銃８においては、その補助プレート８８に設けられた孔８８ａの形状は、斜め方向（Ｘ軸又はＹ軸から４５度の方向）に切り欠いたＸ字形状である点でも、図２（ａ）に示すインライン型電子銃４と異なる。尚、その他の構成については、図２（ａ）に示すインライン型電子銃４と同様であるので説明は省略する。本変形例に係るカラー陰極線管についても、上述のカラー陰極線管と同様の効果を奏する。
【００３２】
以上、上述したこれらのカラー陰極線管においては、加速電極又は集束電極のいずれか一方に、斜め方向の集束作用の強さが水平方向及び垂直方向の集束作用の強さよりも強いレンズを生成するように補助プレートを設けているが、加速電極の両側面に、又は、加速電極と集束電極のいずれにも、さらには、加速電極の両側面及び集束電極のすべてに、補助プレートを設けたものであっても構わない。これにより、斜め方向の集束レンズ作用の設計の自由度を向上させることができる。
【００３３】
尚、上述したカラー陰極線管においては、いずれの補助プレートも、この補助プレートが設けられる電極と別部材としたが、当該電極の一部を加工し、補助プレートが電極と一体として成型されたものであっても構わない。例えば、厚板の加速電極の制御電極側面又は集束電極側面に、あるいは、厚板の集束電極の加速電極側面に、十字形状又はＸ字形状の凹部を設け、この凹部の中心である十字形状のクロス部分に電子ビーム通過孔を設けたものであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係るカラー陰極線管は、蛍光体スクリーン全域において高い解像度が得られるので、良好なカラー表示を行うことのできるテレビジョン受像機やコンピュータモニタ等の表示装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー陰極線管の半断面図
【図２】（ａ）本発明の実施形態に係るカラー陰極線管に備えられるインライン型電子銃の概略図、（ｂ）（ａ）に示すインライン型電子銃の補助プレート及び加速電極を制御電極側から見た図、（ｃ）（ｂ）に示す補助プレートの孔と加速電極の電子ビーム通過孔との関係を示す図
【図３】（ａ）本発明の実施形態に係る電子銃の主レンズに入射する前の電子ビーム形状を示す図、（ｂ）本発明の実施形態に係るカラー陰極線管の蛍光体スクリーン上の電子ビームのビームスポット形状を示す図
【図４】（ａ）本実施形態の変形例に係るカラー受像管装置に備えられるインライン型電子銃の概略図、（ｂ）（ａ）に示すインライン型電子銃の補助プレート及び加速電極を集束電極側から見た図
【図５】（ａ）本発明の変形例に係るカラー陰極線管に備えられるインライン型電子銃の概略図、（ｂ）（ａ）に示すインライン型電子銃の補助プレート及び集束電極を加速電極側から見た図
【図６】従来のカラー陰極線管に備えられる電子銃の断面図
【図７】従来のカラー陰極線管の蛍光体スクリーン上に現れた斜め方向にヘイズが発生したビームスポットを示す図
【符号の説明】
【００３６】
１  カラー陰極線管
２  パネル
２ａ  蛍光体スクリーン
３  ファンネル
３ａ  ネック部
４、８  電子銃
５  シャドウマスク
６  偏向ヨーク
７  電子ビーム
４１、８１  陰極
４２、８２  制御電極
４３、８３  加速電極
４４、８４  集束電極
４５、８５  最終加速電極
４６  プリフォーカスレンズ
４７  主レンズ
４８、８８  補助プレート
４８ａ  孔
４２ａ、４３ａ  電子ビーム通過孔
４４ａ、４５ａ  開口
４４ｂ、４５ｂ  電界補正用電極
【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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