(57)【要約】  【課題】  投写形陰極線管のネック径の増大を実質的に伴うこと無しに、投写形陰極線管のフォーカス特性を改善する。  【解決手段】  第１，第２，第３の円筒状電極をこの順に管軸方向に配列し、第１及び第３の円筒状電極には蛍光面に印加される電圧と同じ電圧が印加された主レンズにおいて、第２の円筒状電極の管軸方向長さＬと電子ビーム発生部のＧ１電極の孔径Ｄとの関係を最適化する。【選択図】  図７
2005116384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル部，ネック部，及び前記パネル部と前記ネック部とを連結するファンネル部とからなるガラス外囲器と、
前記パネル部の内面に形成された蛍光面と、
前記ネック部内に収納され、前記蛍光面に向けて１本の電子ビームを出射する電子銃を備えた投写形陰極線管において、
前記電子銃が、電子放射物質を備えたカソード、Ｇ１電極、及びビーム加速用Ｇ２電極を、この順序に配列してなる電子ビーム発生部と、前記カソード側から、第１の円筒状電極、第２の円筒状電極、及び第３の円筒状電極を、この順序に配列してなり、前記電子ビーム発生部からの電子ビームを前記蛍光面上に集束させる主レンズとを備え、
前記第１の円筒状電極及び第３の円筒状電極には、前記蛍光面に印加されるアノード電圧と同じ電圧が印加され、
前記第２の円筒状電極には、前記アノード電圧より低い集束電圧が印加され、
前記第２の円筒状電極の前記蛍光面側端部の開口の内径が１４〜１８ｍｍの範囲にあり、前記第２の円筒状電極の前記蛍光面側端部は、前記第３の円筒状電極の内部に配設されており、
前記Ｇ１電極の孔径Ｄ mm、前記第２の円筒状電極の管軸方向長さＬ mmが、下記不等式を満足すること
Ｌmm ≧ ６０×Ｄmm ＋ ２７．６ mm,
Ｌmm ≦ −６４６×Ｄmm ＋ ３９６．３ mm,
Ｄmm ≧ 0.44 mm,
Ｌmm ≦ ７５mm、
を特徴とする投写型陰極線管。
【請求項２】
前記第１の円筒状電極の管軸方向長さが、１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の投写型陰極線管。
【請求項３】
前記第３の円筒状電極の内径が、２０ｍｍ〜２２．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の投写型陰極線管。
【請求項４】
前記第２の円筒状電極の前記蛍光面側端面と、前記蛍光面の中心部との間の距離が、１２０〜１５０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の投写型陰極線管。
【請求項５】
前記アノード電圧が２５０００〜３５０００Ｖの範囲にあり、前記集束電圧が５０００〜１２０００Vの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の投写型陰極線管。
【請求項６】
前記アノード電圧が２５０００〜３５０００Ｖの範囲にあり、前記集束電圧は、５０００〜１２０００Vの範囲にある固定電圧と、１２００Ｖ以下で前記電子ビームの偏向に同期して変化するダイナミック電圧とが重畳されたものであることを特徴とする請求項１記載の投写型陰極線管。
【請求項７】
前記Ｇ１電極の厚さが０．０５〜０．１５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の投写型陰極線管。
【請求項８】
前記ネック部の外径が、２９ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の投写型陰極線管。
【請求項９】
前記投写型陰極線管の全長が、２４０〜２９０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の投写型陰極線管。
【請求項１０】
前記電子放射物質が、少なくとBaを含むアルカリ土類金属の酸化物を主成分とし、さらにバリウムとスカンジウムの複合酸化物を含み、該スカンジウムが０．０１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の投写型陰極線管。
【請求項１１】
前記アルカリ土類金属の酸化物が、バリウム、ストロンチウム、カルシウムの酸化物（Ba・Sr・Ca）Oであり、前記バリウムとスカンジウムの複合酸化物が、バリウムスカンデート（Ba２Sc２O5）であることを特徴とする請求項１０記載の投写型陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写形ＴＶ、ビデオプロジェクター等の投写形画像表示装置に用いられる陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
投写形画像表示装置には、赤、緑、青各々に発色する３本の投射形陰極線管が用いられている。３個の投射形陰極線管パネル上の画像は、投写レンズによって拡大され、スクリーン上で合成される。投写形画像表示装置においては、投射形陰極線管の、対角径127ｍｍ(５インチ)〜178ｍｍ(７インチ)のパネル上の画像が、例えば対角径1016ｍｍ(40インチ)のスクリーン上に拡大投写されるため、投写形陰極線管のパネルに形成される画像は、高輝度で且つフォーカス特性が良好であることが要求される。即ち、パネル上に高輝度画像を形成するためにビーム電流を増加させても、フォーカス特性の劣化を許容範囲内に抑える必要がある。
【０００３】
現在、投写形画像表示装置における水平偏向周波数が、従来のＮＴＳＣ信号用の１５ｋＨｚから、Ｈivision信号用の３０ｋＨｚへ移行し、投写形画像表示装置では、より高い解像度表示用の信号が主流となっている。そのため、投写形画像表示装置でより高い解像度が得られるよう、投写形陰極線管のフォーカス特性の向上が要望されている。投写形陰極線管のネック径をφ２９ｍｍからφ３６ｍｍに大きくし、主レンズ口径を大きくすることで、フォーカス特性の向上を図ることはできるが、従来の投写形陰極線管との互換性から、φ２９ネック投写形陰極線管でのフォーカス特性向上が要望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の解決課題は、投写形陰極線管のネック径の増大を実質的に伴うこと無しに、投写形陰極線管のフォーカス特性を改善した投写形陰極線管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本書において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、下記の通りである。
【０００６】
（１）  パネル部，ネック部，及び前記パネル部と前記ネック部とを連結するファンネル部とからなるガラス外囲器と、前記パネル部の内面に形成された蛍光面と、前記ネック部内に収納され、前記蛍光面に向けて１本の電子ビームを出射する電子銃を備えた投写形陰極線管において、前記電子銃が、電子放射物質を備えたカソード、Ｇ１電極、及びビーム加速用Ｇ２電極を、この順序に配列してなる電子ビーム発生部と、前記カソード側から、第１の円筒状電極、第２の円筒状電極、及び第３の円筒状電極を、この順序に配列してなり、前記電子ビーム発生部からの電子ビームを前記蛍光面上に集束させる主レンズとを備え、前記第１の円筒状電極及び第３の円筒状電極には、前記蛍光面に印加されるアノード電圧と同じ電圧が印加され、前記第２の円筒状電極には、前記アノード電圧より低い集束電圧が印加され、前記第２の円筒状電極の前記蛍光面側端部の開口の内径が１４〜１８ｍｍの範囲にあり、前記第２の円筒状電極の前記蛍光面側端部は、前記第３の円筒状電極の内部に配設されており、前記Ｇ１電極の孔径Ｄ mm、前記第２の円筒状電極の管軸方向長さＬ mmが、下記不等式を満足すること
Ｌmm ≧ ６０×Ｄmm ＋ ２７．６ mm,
Ｌmm ≦ −６４６×Ｄmm ＋ ３９６．３ mm,
Ｄmm ≧ 0.44 mm,
Ｌmm ≦ ７５mm、
を特徴とする投写型陰極線管。
【０００７】
（２）  （１）に記載の投写型陰極線管において、前記第１の円筒状電極の管軸方向長さが、１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲にあることを特徴とする投写型陰極線管。
【０００８】
（３）  （１）に記載の投写型陰極線管において、前記第３の円筒状電極の内径が、２０ｍｍ〜２２．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする投写型陰極線管。
【０００９】
（４）  （１）に記載の投写型陰極線管において、前記第２の円筒状電極の前記蛍光面側端面と、前記蛍光面の中心部との間の距離が、１２０〜１５０ｍｍの範囲にあることを特徴とする投写型陰極線管。
【００１０】
（５）  （１）に記載の投写型陰極線管において、前記アノード電圧が２５０００〜３５０００Ｖの範囲にあり、前記集束電圧が５０００〜１２０００Vの範囲にあることを特徴とする投写型陰極線管。
【００１１】
（６）  （１）に記載の投写型陰極線管において、前記アノード電圧が２５０００〜３５０００Ｖの範囲にあり、前記集束電圧は、５０００〜１２０００Vの範囲にある固定電圧と、１２００Ｖ以下で前記電子ビームの偏向に同期して変化するダイナミック電圧とが重畳されたものであることを特徴とする投写型陰極線管。
【００１２】
（７）  （１）に記載の投写型陰極線管において、前記Ｇ１電極の厚さが０．０５〜０．１５ｍｍの範囲にあることを特徴とする投写型陰極線管。
【００１３】
（８）  （１）に記載の投写型陰極線管において、前記ネック部の外径が、２９ｍｍであることを特徴とする投写型陰極線管。
【００１４】
（９）  （１）に記載の投写型陰極線管において、前記投写型陰極線管の全長が、２４０〜２９０ｍｍの範囲にあることを特徴とする投写型陰極線管。
【００１５】
（１０）  （１）に記載の投写型陰極線管において、前記電子放射物質が、少なくとBaを含むアルカリ土類金属の酸化物を主成分とし、さらにバリウムとスカンジウムの複合酸化物を含み、該スカンジウムが０．０１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％の範囲にあることを特徴とする投写型陰極線管。
【００１６】
（１１）  （１０）に記載の投写型陰極線管において、前記アルカリ土類金属の酸化物が、バリウム、ストロンチウム、カルシウムの酸化物（Ba・Sr・Ca）Oであり、前記バリウムとスカンジウムの複合酸化物が、バリウムスカンデート（Ba２Sc２O5）であることを特徴とする投写型陰極線管。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成をとる本発明は、投写形陰極線管のネック径の増大を実質的に伴うこと無しに、投写形陰極線管のフォーカス特性を改善する効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の代表的な実施の形態を、従来の電子銃と対比しながら、図面を用いて詳細に説明する。なお、全図において、同一機能を有する部品あるいは部分には同一符号を付し、それらの説明の繰り返しは省略する。
【００１９】
図９は、本発明が係わる投写形陰極線管（以下ＰＲＴと称す）の概略を示す断面図である。このＰＲＴは、投写形テレビ（以下ＰＴＶと称す）等に用いられる。図９において、パネル１とネック３の一端をファンネル２で接続し、ネック３の他端をステム５で封止して真空外囲器を構成している。
【００２０】
ネック３内に収納されている電子銃６は、ビーム８を放射する電子放射物質６２Ａを備えたカソード６２、電子放射物質６２Ａを加熱するヒータ６３、ビーム８の量を制御するＧ１電極６４、ビーム８を加速するＧ２電極６５、Ｇ２電極６５との間にプリフォーカスレンズを形成するＧ３電極６６、アノード電極であるＧ５電極６８とともに主レンズを形成する集束電極であるＧ４電極６７から形成されている。
【００２１】
ステム５には、電子銃６の各電極に電圧を供給するためのピン５１が植立されている。ベース４は、このステム５およびピン５１を保護するものである。ファンネル２にはアノードボタン２１が埋め込まれ、またファンネル２の内表面には内装黒鉛膜２２が塗布されており、アノードボタン２１に印加されたアノード電圧が内装黒鉛膜２２を介して、電子銃６のＧ５電極６８に印加されるようになっている。
【００２２】
略矩形状のパネル１の内面には単色の略矩形状の蛍光面１１が形成されている。電子銃６からは１本の電子ビーム８が出射され、この電子ビーム８が、偏向ヨーク７により水平及び垂直方向に偏向されて、蛍光面１１を走査することによって、蛍光面１１上に画像を形成する。
【００２３】
偏向ヨーク７の偏向感度，及びスクリーン（図示せず）上に投写されたラスターの歪や３色のラスター間の不一致を補正するためのコンバーゼンスヨーク（図示せず）の感度、並びにその他の部品の互換性を考慮して、ネック３の外径は、通常２９ｍｍに選ばれている。
【００２４】
一般のＰＴＶセットに収納される条件から、ＰＲＴの全長は、２４０〜２９０ｍｍの範囲内に選ばれている。よって、Ｇ４電極のパネル１側開口端から蛍光面１１の中心部までの距離 Lg4p は、偏向ヨーク７の磁界の干渉を避けるため、通常１２０〜１５０ｍｍの範囲内に選ばれている。従来の電子銃の一例では、１４０ｍｍに選ばれている。
【００２５】
ＰＲＴ用電子銃６の概略を、図１０に示す。カソード６２を６００〜１２００℃に加熱して、カソード６２から電子ビームを出射させる。Ｇ１電極６４には、カソード６２から出射される電子ビームを制御するため、ほぼ０Ｖの電圧Ｅｃ１が印加されている。Ｇ２電極６５には、前記電子ビームを加速するために２００〜１，０００Ｖの電圧Ｅｃ２が印加されている。Ｇ３電極６６には、Ｇ２電極６５とＧ３電極６６の間に強力なプリフォーカスレンズを形成するため、アノード電極であるＧ５電極６８に印加される電圧Ｅｂと同じ２５，０００〜３５，０００Ｖの電圧が印加される。Ｇ４電極６７は、Ｇ５電極６８との間で、前記電子ビームを、パネル内面に形成された蛍光面１１（図９参照）上にフォーカスさせるための主レンズを形成するために、５，０００〜１２，０００Ｖの集束電圧Ｖｆが印加される。アノード電極であるＧ５電極６８には、上述したようにＧ３電極６６に印加される電圧と同じ２５，０００〜３５，０００Ｖの電圧Ｅｂが印加される。
【００２６】
また、Ｇ４電極６７には、ラスター画面の各位置で電子ビームの集束が最適になるように、図１１に示したように、前記集束電圧Vfに、電子ビームの偏向走査に同期して変化するダイナミック電圧ｄVfを重畳した波形電圧を印加されることが多い。
【００２７】
従来、Ｇ１電極６４の孔径はφ０．５４〜０．６ｍｍで、Ｇ２電極６５の孔径もＧ１電極６４の孔径とほぼ同じとし、φ０．５４〜０．６ｍｍであり、Ｇ１電極６４の厚さは０．０５〜０．１５ｍｍ、Ｇ２電極６５の厚さは０．２〜０．７ｍｍとしている。Ｇ３電極６６のＧ２電極６５側孔径は、φ１．０〜３．０ｍｍであり、Ｇ３電極６６の管軸方向長さは、耐電圧を考慮し、１５〜２５ｍｍとしている。
【００２８】
また、この電子銃は、主レンズ口径を大きくするとともに、ネック３の内壁が帯電することにより形成されるネック３の電位が変動しても、フォーカスの変動が生じない様、Ｇ５電極６８の中に、Ｇ４電極６７のパネル１側開口端が入っている構造となっている。Ｇ５電極６８は、Ｇ５電極６８の板厚が０．２〜０．５ｍｍであり、ＰＲＴ製作時のネック３の内壁との機械的裕度を考え、Ｇ５電極６８の内径はφ２０〜２２．５ｍｍの範囲に選ばれている。また、Ｇ４電極６７のパネル１側開口部は、Ｇ５電極６８との間での耐電圧特性を十分確保するための間隔が必要であり、Ｇ４電極の板厚が０．２〜０．５ｍｍであることから、Ｇ４電極のパネル１側開口部の内径は、φ１４〜１８ｍｍに選ばれている。
【００２９】
φ２９ｍｍネックＰＲＴの現行システムの一例としては、映像情報メディア学会誌 Vol.57, No.8, pp. 983〜988 (2003), “A 16-cm Dual Neck Diameter, Integrated Component, Projection CRT」の表１に比較例として挙げられているものがある。以下これを比較例としながら本発明を説明する。
【００３０】
このＰＴＶの解像度を向上するには、この現行電子銃のフォーカス特性を向上する必要がある。この現行電子銃は、Ｇ１電極６４の孔径はφ０．５４ｍｍ、Ｇ１電極６４の厚さは０．０７ｍｍ。Ｇ２電極６５の孔径はφ０．５５ｍｍ、Ｇ２電極６５の厚さは０．３６ｍｍ。また、Ｇ３電極６６については、Ｇ２電極６５側の孔径はφ２．０ｍｍ、Ｇ３電極６６の管軸方向長さは２０ｍｍ。Ｇ４電極６７については、パネル１側開孔径Ｄｇ４はφ１６ｍｍ、Ｇ４電極６７の管軸方向長さは４８．７ｍｍ。Ｇ５電極６８の内径はφ２２ｍｍである。Ｇ４電極６７のパネル１側開口端と蛍光面１１との間の距離 Lg4p (図９参照)は１４０ｍｍである。
【００３１】
ここで、ＰＴＶに搭載されるＰＲＴには、平均電流として１ｍＡの電流が流れている。そのため、フォーカス特性を向上させるためには、カソード電流Ｉｋ＝１ｍＡでのビームスポット径を縮小する必要がある。さらに、ＰＴＶスクリーン上では、ビームスポット径で１０％以上の改善がないと、解像度の向上を認識することが難しい。したがって、ＰＴＶ上で解像度の改善を行うためには、現行電子銃に対し、カソード電流Ｉｋ＝１ｍＡのビームスポット径（Ｄｓ１）を１０％以上縮小することが必要である。
【００３２】
ビームスポット径を縮小する方法として、特開２００１−２５０４９１号公報に記載されているように、Ｇ１電極の孔径を縮小する方法がある。そこで、現行電子銃におけるＧ１電極の孔径値と、Ｇ１電極の孔径をさらに縮小した場合のビームスポット径（Ｄｓ１）をシミュレーションにより求めた。この場合、Ｇ１電極の孔径以外の電極構造は、上記現行電子銃の仕様に固定してシミュレーションを行った。
【００３３】
先ず、Ｉｋ＝１ｍＡ時の５％ビームスポット径（Ｄｓ１）（ビーム電流密度分布における５％の点で測定したビームスポット径、以下単にビームスポット径と称す）を計算した。その結果を図１に示す。
【００３４】
Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）が、現行ＰＲＴにおける値のφ０．５４では、５％ビームスポット径（Ｄｓ１）は、０．０９９ｍｍとなった。これから、フォーカス特性向上を実現するビームスポット径は、現行ビームスポット径（Ｄｓ１）を１０％以上縮小する０．０８９ｍｍ以下であることがわかる。図１より、ビームスポット径（Ｄｓ１）を０．０８９ｍｍ以下とするＧ１電極６４の孔径Ｄは、０．３９ｍｍ以下であることがわかる。
【００３５】
しかし、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）を縮小するとカソードへの負荷が大きくなり、寿命特性が劣化するという問題がある。寿命時間は、“Barium-Scandate Dispersed Oxide Cathode for CRT with High Beam Current Density，”ＩＤＷ‘０２ ＣＲＴ５−２， pp. 631-634に記述されているように、２００００時間以上は必要と考えられる。
【００３６】
現在主流である、バリウムスカンデートを含んだオキサイドカソードを用いた場合の、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）に対する寿命特性の関係を図２に示す。図２から、２００００時間以上の寿命時間が得られるＧ１電極６４の孔径（Ｄ）は、０．４４ｍｍ以上であることがわかる。しかし、フォーカス特性向上に必要なＧ１電極６４の孔径（Ｄ）は０．３９ｍｍ以下であり、このＧ１電極６４の孔径では、寿命特性が大きな問題となる。そのため、Ｇ１孔径（Ｄ）縮小だけで、フォーカス特性の向上を図ることはできない。
【００３７】
そこで、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）を変化させてフォーカス特性の向上を検討した。図３に、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）をパラメータにとり、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）とビームスポット径（Ｄｓ１）の関係をシミュレーションした結果を示す。Ｇ１電極の孔径（Ｄ）及びＧ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）以外の電極構造は、上記現行電子銃の仕様に固定してシミュレーションを行った。
【００３８】
図３より、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）を大きくするとビームスポット径（Ｄｓ１）が小さくなることがわかる。これは、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）を大きくすると、物点位置が主レンズから遠くなるため、主レンズに入射する電子ビームの入射角が小さくなる。レンズの収差特性は、入射角の３乗で劣化するため、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）を大きくし、電子ビームの主レンズ入射角を小さくすることで、主レンズの収差特性を向上し、蛍光面上でのビームスポット径を縮小する。
【００３９】
ＰＴＶスクリーン上で解像度向上に必要な、カソード電流Ｉｋ＝１．０ｍＡ時の前記ビームスポット径（Ｄｓ１）の０．０８９ｍｍ以下となる条件の場合のＧ１孔径（Ｄ）とＧ４電極の管軸方向の長さ（Ｌ）の関係を、図３から求めたものを図４に示す。
【００４０】
図４から、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）とＧ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）が、
Ｌ mm ≧ ６０×Ｄmm ＋ ２７．６ mm  ・・・（１）
を満たせば、カソード電流Ｉｋ＝１．０ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ１）を０．０８９ｍｍ以下にすることができることがわかる。
【００４１】
しかし、ここで次の問題があることがわかった。ＰＴＶは、ピーク輝度を表示する場合、ＰＲＴにはカソード電流Ｉｋ＝４ｍＡの電流が流れる。このＩｋ＝４ｍＡ時のフォーカス特性が劣化してしまうと、Ｉｋ＝１ｍＡ時のフォーカスが向上しても、映像を見たときに、ＰＴＶの解像度は劣化してしまう。そこで、現行電子銃について、前記現行電子銃の仕様で、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡ時の５％ビームスポット径（Ｄｓ４）をシミュレーションにより計算した。現行電子銃でのビームスポット径（Ｄｓ４）は０．２５６ｍｍとなった。したがって、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ４）を０．２５６ｍｍ以下にする必要があることがわかった。
【００４２】
図５に、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）をパラメータにとり、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）とビームスポット径（Ｄｓ４）の関係について行ったシミュレーション結果を示す。図５より、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）が現行電子銃のφ０．５４ｍｍの場合、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）を現行の４８．７ｍｍより大きくすると、ビームスポット径（Ｄｓ４）は大きくなってしまうことがわかる。また、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）がφ０．５０ｍｍの場合、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）を現行の４８．７ｍｍより大きくすると、ビームスポット径（Ｄｓ４）は若干小さくなるが、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）６０ｍｍぐらいから大きくなることがわかる。これは、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）を大きくすると、前述したように主レンズの収差特性は良くなるが、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡの時には、主レンズに入射する最適な電子ビーム径が得られず、主レンズに入射する最適な電子ビーム径からのずれ量が大きくなるため、あるＧ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）で、主レンズに入射する最適な電子ビーム径からのずれ量のほうが、主レンズの収差特性が向上することより影響が大きくなり、ビームスポット径（Ｄｓ４）が大きくなるためである。また、このＧ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）とビームスポット径（Ｄｓ４）の関係は、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）によっても違うことがわかる。
【００４３】
そこで、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ４）を、現行電子銃の０．２５６ｍｍ以下にできる、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）とＧ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）の関係を、図５から求めたものを図６に示す。図６から、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）とＧ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）が下記の関係を満たせば、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ４）を現行の０．２５６ｍｍ以下にできることがわかる。
【００４４】
Ｌmm ≦ −６４６×Ｄmm ＋ ３９６．３ mm  ・・・（２）
ＰＴＶの解像度を向上させるためには、前記（１）、（２）の両不等式が同時に満足される必要がある。
【００４５】
そこで、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）とＧ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）の関係を、図７に示す。
【００４６】
Ｌmm ≧ ６０×Ｄmm ＋ ２７．６ mm  ・・・（１）
Ｌmm ≦ −６４６×Ｄmm ＋３９６．３ mm  ・・・（２）
とすることで、ＰＴＶの解像度を向上することができることがわかった。
【００４７】
ここで、一実施例を示すと、φ２９ネックＰＲＴのＨｉ−ＵＰＦ構造（ユニポテンシャルタイプの電子レンズにおいて、集束電極に高電圧を印加する形式の電子レンズ）の電子銃において、Ｇ１電極６４の孔径孔径（Ｄ）をφ０．５ｍｍ、Ｇ４電極６７の管軸方向長さ（Ｌ）を５９ｍｍとする。このとき、Ｇ２電極６５の孔径をφ０．５ｍｍ、Ｇ３電極６６の管軸方向長さを２０ｍｍ、Ｇ４電極６７のパネル１側開口径Ｄｇ４はφ１６ｍｍである。
【００４８】
この実施例の場合、カソード電流Ｉｋ＝１ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ１）は０．０８８ｍｍ、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ４）は０．２３２ｍｍとなり、フォーカス特性の向上が達成できたかどうか判断する基準である、カソード電流Ｉｋ＝１ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ１）が０．０８９ｍｍ以下、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ４）が０．２５６ｍｍ以下、を満足しており、ＰＴＶの解像度を向上することができる。
【００４９】
つぎに、カソード６２について説明する。図１０に示すように、カソード６２は、その天頂面に電子放射物質６２Ａを備えている。電子放射物質６２Ａとしては、少なくともBaを含むアルカリ土類金属の酸化物、例えば、バリウム、ストロンチウム、カルシウムの酸化物（Ba・Sr・Ca）O を主成分とし、さらに、バリウムとスカンジウムの複合酸化物、例えばバリウムスカンデート（Ba２Sc２O５）を含むものとすることができる。このとき、スカンジウムは0.0１wt％〜5.0 wt%の範囲に選べば良い。
【００５０】
上述の電子放射物質６２Ａを使用した、一つの実施例として、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）を0.44 ｍｍ以上として、かつ上記（１）、（２）式を満足するように、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）とＧ４電極６７の管軸方向の長さ（Ｌ）を選択することで、２０，０００時間以上の寿命時間が確保でき、かつＰＴＶの解像度を向上することができる。
【００５１】
さらに、上述の電子放射物質６２Ａを使用した、さらに具体的な一つの実施例として、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）をφ０．５ｍｍ、Ｇ４電極６７の管軸方向の長さ（Ｌ）を５９ｍｍとし、その他の電極寸法を前述の現行電子銃寸法に選んだ、φ２９ネックＰＲＴ用のＨｉ−ＵＰＦ構造の電子銃を説明する。カソード電流Ｉｋ＝１ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ１）は０．０８８ｍｍ、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ４）は０．２３２ｍｍとなり、かつ３０，０００時間の寿命時間が確保できる。これらの結果は、前述のフォーカス特性の向上目標である、カソード電流Ｉｋ＝１ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ１）が０．０８９ｍｍ以下、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ４）が０．２５６ｍｍ以下、且つ寿命時間が２００００時間以上、を満足しており、ＰＴＶの解像度を向上を達成できることがわかる。
【００５２】
また、Ｇ４電極６７の管軸方向の長さ（Ｌ）は、図１１を用いて説明したダイナミック電圧dVfにも関係している。Ｇ４電極６７の管軸方向の長さ（Ｌ）が大きくなるとダイナミック電圧dVfが高くなる。このＧ４電極６７の管軸方向の長さ（Ｌ）とダイナミック電圧dVfの関係を図８に示す。ダイナミック電圧dVfが１２００Ｖ以上になると、回路を構成するＩＣの耐電圧特性から、ダイナミック電圧dVfを発生させる回路の製作が困難になる。そのためダイナミック電圧dVfは１２００Ｖ以下に抑えるのが望ましい。図８より、ダイナミック電圧dVfを１２００Ｖ以下に抑えるには、Ｇ４電極６７の管軸方向の長さ（Ｌ）を７５ｍｍ以下とする必要がある。したがって、上記（１）、（２）式を満足し、さらに、Ｇ４電極６７の管軸方向の長さ（Ｌ）が７５ｍｍ以下の場合、ダイナミック電圧dVf発生回路の製作に問題なく、ＰＴＶの解像度を向上することができる。
【００５３】
ここで、Ｇ１電極６４の孔径（Ｄ）をφ０．５ｍｍ、Ｇ４電極６７の管軸方向の長さ（Ｌ）を５９ｍｍとしたφ２９ネックＰＲＴのＨｉ−ＵＰＦ構造の電子銃では、ダイナミック電圧dVf が９９０Ｖ、カソード電流Ｉｋ＝１ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ１）は０．０８８ｍｍ、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ４）は０．２３２ｍｍとなり、ダイナミック電圧dVfが１２００Ｖ以下、フォーカス特性を向上が認識されるのに必要な条件、カソード電流Ｉｋ＝１ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ１）が０．０８９ｍｍ以下、カソード電流Ｉｋ＝４ｍＡ時のビームスポット径（Ｄｓ４）が０．２５６ｍｍ以下、を満足しており、ダイナミック電圧dVf電圧回路の製作に問題を生ずることなく、ＰＴＶの解像度を向上することができる。
【００５４】
以上の説明においては、代表的な電極構成例についてのみ詳述したが、Ｇ４電極６７の蛍光面１１側端部の開口の内径Ｄg4が１４〜１８ｍｍの範囲にあり、Ｇ３電極６６の管軸方向長さが１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲にあり、Ｇ５電極６８の内径が２０ｍｍ〜２２．５ｍｍの範囲にあり、Ｇ４電極６７の蛍光面１１側端面と該蛍光面１１の中心部との間の距離が１２０〜１５０ｍｍの範囲にあり、Ｇ１電極６４の厚さが０．０５〜０．１５ｍｍの範囲にある場合についても、前述した代表的な電極構成例の場合と同様な効果を得ることが可能である。
【００５５】
上記電極寸法を採用することにより、投写形陰極線管の全長を２４０〜２９０ｍｍの範囲内に抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】Ｇ１電極の孔径と５％ビームスポット径の関係についてのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図２】バリウムスカンデートを含んだオキサイドカソードを用いた場合の、Ｇ１電極の孔径に対する寿命時間の関係を示すグラフである。
【図３】Ｇ１電極の孔径をパラメータにとり、Ｇ４電極長とビームスポット径の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図４】カソード電流が１．０ｍＡの時ビームスポット径が０．０８９ｍｍ以下となる、Ｇ１孔径とＧ４電極の管軸方向長さの関係を、図３から求めた結果を示すグラフである。
【図５】Ｇ１電極の孔径をパラメータにとり、Ｇ４電極の管軸方向長さとビームスポット径の関係について行ったシミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】カソード電流が４ｍＡの時のビームスポット径が０．２５６ｍｍ以下になる、Ｇ１電極の孔径とＧ４電極の管軸方向長さの関係を、図５から求めた結果を示すグラフである。
【図７】カソード電流１ｍＡ及び４ｍＡの双方において解像度の向上が認識出来る、Ｇ１電極の孔径とＧ４電極の管軸方向長さの関係を示すグラフである。
【図８】プロジェクションＴＶのシステムの概念を示す模式図である。
【図９】投写形陰極線管の概略を示す断面図である。
【図１０】投写形陰極線管用電子銃の概略を示す断面図である。
【図１１】電子ビームの偏向に同期して、集束電圧Ｖｆに重畳してＧ４電極に印加されるダイナミック電圧ｄVfを説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００５７】
１．．．パネル
２．．．ファンネル
２１．．．アノードボタン
２２．．．内装黒鉛膜
３．．．ネック
４．．．ベース
５．．．ステム
５１．．．ピン
６．．．電子銃
６２．．．カソード
６２Ａ．．．電子放射物質  
６３．．．ヒータ  
６４．．．Ｇ１電極
６５．．．Ｇ２電極
６６．．．Ｇ３電極
６７．．．Ｇ４電極
６８．．．Ｇ５電極
７．．．偏向ヨーク
８．．．電子ビ−ム
１１．．．蛍光面
【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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