(57)【要約】偏向ユニットと、インライン電子銃を有する陰極線管とを有する表示装置である。上記電子銃は、主レンズの電界及び四重極の電界を生成する手段を有する主レンズ部を有している。動作中、上記電界の強度は動的に変化する。上記電子銃は、プレ集束レンズの電界及び他の四重極の電界を生成する手段を有するプレ集束レンズ部を有している。動作中、上記電界の強度は、第１の四重極の電界及び主レンズの電界がインライン面に平行な方向において動的な収束作用を引き起こし、第２の四重極の電界およびプレ集束レンズの電界がインライン面に平行な方向において動的な発散作用を引き起こし、インライン面に平行な方向において、動的な収束作用が動的な発散作用を補償するように制御される。これにより、改善された画像の再生が得られる。
2004515048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極線管と偏向ユニットとを有し、前記陰極線管が、インライン電子銃と、主レンズの電界及び第１の四重極の電界を生成する手段を有する主レンズ部と、前記主レンズの電界及び前記第１の四重極の電界の強度を動的に変化させる手段と、プレ集束レンズの電界及び第２の四重極の電界を生成する手段を有するプレ集束レンズ部と、前記プレ集束レンズの電界及び前記第２の四重極の電界の強度を動的に変化させる手段とを含む表示装置であって、
動作中、前記第１の四重極の電界及び前記主レンズの電界が、インライン面に平行な方向において動的な収束作用を引き起こし、前記第２の四重極の電界および前記プレ集束レンズの電界が前記インライン面に平行な方向において動的な発散作用を引き起こし、前記インライン面に平行な方向において、前記動的な収束作用が前記動的な発散作用を補償することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記プレ集束レンズの電界及び前記第２の四重極の電界を生成する前記手段が、動作中、１つのプレ集束レンズの電界及び前記第２の四重極の電界を形成する２つの四重極の電界のみが前記プレ集束レンズ部に生成されるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記主レンズの電界及び第１の四重極の電界の強度を動的に変化させる前記手段と、前記プレ集束レンズの電界及び前記２つの四重極の電界の強度を動的に変化させる手段とが、単一の動的な電圧により励起され得ることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
電子ビームの進む方向に見て，前記インライン電子銃が、第１の共通電極、第２の共通電極、第３の共通電極、第４の共通電極、第５の共通電極、第６の共通電極及び第７の共通電極を有し、これらの電極が電子ビームを透過する開口を有すると共に、当該表示装置が前記第３、前記第５及び前記第７の電極に前記動的な電圧を印加する手段を有することを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示装置に用いるための陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の特徴部分の前の部分に規定されているような表示装置に関する。
【０００２】
本発明は、また、表示装置に用いて好適な陰極線管に関する。
【０００３】
このような表示装置は、とりわけテレビのディスプレイ及びコンピュータのモニタに用いられる。
【０００４】
【従来の技術】
冒頭の段落において述べた種類の表示装置は、偏向ユニットとインライン電子銃を有する陰極線管とを備えており、欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ５０９５９０号公報から知られている。上記電子銃は、主レンズの電界及び第１の四重極の電界を生成する手段を有する主レンズ部を有している。動作中、上記電界の強度は動的に変化する。これは、偏向により生じる非点収差が少なくとも部分的に補償され、電子ビームが表示スクリーン全体にわたってほぼ集束された状態になるように、偏向の関数としての電子ビームの非点収差及び集束（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）が制御されることを可能にする。上記電子銃は、プレ集束レンズの電界及び他の四重極の電界を生成する手段を有するプレ集束レンズ部を有している。既知の装置では、上記電界の強度は、動作中、鉛直方向のビーム角度を小さくするためのプレ集束レンズ部において動的に円筒状のレンズが形成されるように制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
表示スクリーンの外表面に非常にフラットな面を持つ最新の技術による表示装置では、特に表示スクリーンの縁部において画像の乱れが生じ得る。例えば、文字が表示スクリーンの角部（ｃｏｒｎｅｒ）において近接して再生される際、それら文字がより明確ではなくなる。
【０００６】
本発明の目的は、とりわけ、改善された画質を持つ陰極線管を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１に規定されているような本発明による表示装置により達成される。本発明は、とりわけ、特にスクリーンが非常にフラットであり、ネック部の長さが短い陰極線管では、電子ビームがスクリーンの内表面により多く投射され、中央部と角部の場所の間の光路長の差が増大するという認識に基づいている。
【０００８】
既知の表示装置では、プレ集束レンズの増大する正の作用と第２の四重極の電界の増大する発散作用、及び第１の四重極の電界の増大する正の作用と主レンズの減少する正の作用が、水平方向において互いを補償する。本発明による表示装置では、プレ集束レンズの増大する正の作用と第２の四重極の増大する正の発散作用とが正味（ｎｅｔ）負の作用を持っており、第１の四重極の電界の増大する正の作用と主レンズの減少する正の作用とが正味正の作用を持っており、上記正味負の作用と上記正味正の作用とが互いを補償する。
【０００９】
既知の表示装置では、プレ集束レンズの増大する正の作用及び第２の四重極の電界の発散作用が、鉛直方向における主レンズに入る電子ビームのビーム角度を小さくする一方で、第１の四重極の電界の増大する負の作用及び主レンズの減少する正の作用が、角部における電子ビームの集束を保つ。本発明による表示装置では、鉛直方向における作用は、既知の表示装置と同じであるが、既知の表示装置よりも強い。
【００１０】
本特許出願において、水平とはインライン面に平行な方向であり、鉛直とはインライン面を横切る方向であると理解されたい。また、四重極の電界は、電子ビームの形状を調整する。上記電界は、ある方向において電子ビームのサイズを小さくし、この方向に垂直な方向において電子ビームのサイズを大きくする。プレ集束の電界は、全ての方向においてほぼ同じ程度、電子ビームのサイズに影響を及ぼす。すなわち、電子ビームのサイズを大きくするか又は小さくする。スポットの均一性は、角部のスポットが水平方向では小さくなり、鉛直方向では大きくなる場合に、改善され得る。これは、スクリーンの中央部のため又はスクリーンの角部のために主レンズに入る最適なビーム間の差異を増大させる。水平方向では、球面収差の影響を低減するために、中央部のためのビームについてビーム角度が小さくされなければならない。鉛直方向では、主レンズの質を最大限利用するために、中央部においてビーム角度が大きくされなければならない。本発明による表示装置では、プレ集束レンズと第２の四重極の電界との組み合わせが、第１の四重極の電界及び主レンズの動的な収束（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）作用を補償するため、中央部のために主レンズに入る電子ビームの水平方向のビーム角度を小さくする。鉛直方向においてビームが大きく縮小されるため、角部の球面収差は低減され、鉛直方向における集束は表示スクリーンに対してシフトされる。角部のための電子ビームに関する発散効果のため、水平方向における焦点は表示スクリーンの背後にシフトされる。従って，水平方向においては、第１の四重極の電界及び主レンズは、従来の表示装置の水平方向における中立の作用と比較して、正味の収束作用を持つべきである。角部における水平ビーム角度は、中央部においてよりも大きいため、改善された全体的な水平ビームスポット性能が得られる。
【００１１】
また、第１の四重極の電界及び主レンズの正味の収束作用は、改善された主レンズシステムをもたらすより緩やかな電位のコースを提供する。第１の四重極の電界の上記作用の利点は、第１の四重極のより小さな動的範囲が用いられ得ることである。これは、第１の四重極の電界の上記動的範囲を提供するために必要な半導体装置のより低い動作電圧のため、該半導体装置のコストの低減をもたらす。
【００１２】
本発明による表示装置の有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。
【００１３】
本発明のこれらの観点及びその他の観点は、以下に説明する実施態様から明らかであり、以下に説明する実施態様を参照して理解されるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
表示装置は陰極線管、この例ではカラー表示管１を有しており、カラー表示管１は、表示窓３、円錐部４及びネック部５よりなる真空容器（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）２を有している。ネック部５は、同一平面（この場合、インライン面は図の紙面である。）内に延在する３つの電子ビーム７，８，９を生成する電子銃６を収容している。上記表示窓の内側面に、表示スクリーン１０が設けられている。この表示スクリーン１０は、赤、緑及び青色のルミネセンスを示す多数の蛍光素子を有している。表示スクリーン１０への途中で、電子ビーム７，８，９は、偏向ユニット１１により表示スクリーン１０全体にわたって偏向され、表示窓３の前方に配置されており、開口１３を伴った薄いプレートを有する色選別電極１２を通過する。上記色選別電極は、懸架手段１４により表示窓に懸架されている。３つの電子ビーム７，８，９は、互いに小さな角度で上記色選別電極の開口１３を通過する。その結果、各電子ビームは１つのカラーのみの蛍光素子に衝突する。この表示装置は、更に、動作中、上記電子銃の部品に印加される電圧を生成する手段１５を有している。
【００１５】
図２は、本発明による陰極線管に用いられて好適な電子銃の断面図である。この電子銃６は、３つのカソード２１，２２，２３を有している。電子銃６は、更に、第１の共通電極２４（Ｇ１）、第２の共通電極２５（Ｇ２）、第３の共通電極２６（Ｇ３）、第４の共通電極２７（Ｇ４１）、第５の共通電極２８（Ｇ４２）、第６の共通電極２９（Ｇ４３）、第７の共通電極３０（Ｇ４４）及び第８の共通電極３１（Ｇ５）を有している。電極３１（Ｇ５）及び電極３０（Ｇ４４）は、動作中、電極３０，３１間のスペース３２に形成される主レンズの電界を生成する電子銃の主レンズ部の電子光学的素子を形成している。代替として、主レンズ部はＤＣＦＬ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｍａｉｎ ｌｅｎｓ ｆｉｅｌｄ）により形成され得る。電極３０（Ｇ４４）及び電極２９（Ｇ４３）は、動作中、電極３０，２９間のスペース３３に生成される第１の四重極の電界を生成する電子銃の主レンズ部の電子光学的素子を形成している。上記電極は、電圧を印加するための接続部を有している。この表示装置は、手段１５において生成される電圧を印加するための図示しないリード線を有している。上記カソード及び電極２４，２５は、電子銃の所謂三極管部分を形成している。電極２５（Ｇ２）及び電極２６（Ｇ３）は、ほぼスペース３６に第１のプレ集束の電界を生成する電子銃のプレ集束部の電気光学素子を形成している。電極２７（Ｇ３２）及び電極２６（Ｇ３１）は、電極２６，２７間のスペース３５に第３の四重極の電界を生成する電子銃のプレ集束部の電気光学素子を形成している。電極２７（Ｇ４１）、電極２８（Ｇ４２）及び電極２９（Ｇ４３）は、スペース３４に第２の四重極の電界を生成する電子銃のプレ集束部の電気光学素子を形成している。全ての電極は、電子ビームを透過する開口を有している。この例では、開口２８１，２８２，２８３は、開口２８４，２８５，２８６のように矩形である。これは、上記開口の横の長方形により模式的に示されている。開口２７１，２７２，２７３、開口２７４，２７５，２７６及び開口２７７，２７８，２７９もまた、これら開口の横に模式的に示されているように矩形状である。開口２６４，２６５，２６６もまた、これら開口の横に模式的に示されているように矩形状である。動作中、動的電位Ｖｄｙｎが、電極３０（Ｇ４４），２８（Ｇ４２），２６（Ｇ３）に印加される。上記電位Ｖｄｙｎは、典型的には数百ボルトないし約６〜８キロボルトの値以上又は以下の数キロボルトのオーダーの動的変化を示す。動作中、約２５キロボルトないし３０キロボルトの電位ＶＧ５が、アノードとも呼ばれる電極３１（Ｇ５）に印加される。電子ビームは、偏向ユニット１１により表示スクリーン全体にわたって偏向される。電磁偏向電界もまた集束作用を持っており、非点収差の原因となる。上記作用は、電子の偏向角度により支配される。動的電位Ｖｄｙｎは、電子ビームの偏向角度の関数として変化する。動作中、ほぼ第１の四重極の電界が、電極２９（Ｇ４３），３０（Ｇ４４）間に生成される。上記開口は、電極３０（Ｇ４４）に印加される電位の動的変化が水平方向におけるビーム径に対して及ぼす作用であり、レンズにもたらされる作用��、逆の符号であり、上記第１の四重極の電界に生じる水平方向のビーム径に対する作用が水平方向の正味正の動的なレンズ動作を引き起こすように選択されている。鉛直方向においては、主レンズの電界及び第１の四重極の電界のレンズ動作は、互いに強め合う。
【００１６】
特に、かなりの（例えば１１０度又はそれよりも大きい）偏向角度及び非常にフラットな表示スクリーンを有するカラー表示管の場合には、スポットが表示スクリーンの全体にわたって均一ではないので、乱す作用（ｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）が起こる可能性がある。
【００１７】
この例では、電極２５（Ｇ２）の開口２５１，２５２，２５３は、電極２６（Ｇ３）の開口２６４，２６５，２６６のように円形である。動作中、電極２５，２６間に回転対称のプレ集束レンズが形成され、このレンズは、電極２６（Ｇ３）に印加される動的電位Ｖ´ｄｙｎの関数として鉛直（ｙ）方向とちょうど同じだけ水平（ｘ）方向に変化する。また、第２のほぼ四重極の電位が、電極２７（Ｇ４１），２８（Ｇ４２），２９（Ｇ４３）間に生成され、好ましくは、第３のほぼ四重極の電界が、電極２６（Ｇ３），２７（Ｇ４１）間に生成される。上記開口は、電極２６（Ｇ３）及び電極２８（Ｇ４２）に印加される電位の動的変化が水平方向のビームサイズに対して及ぼす作用であり、プレ集束レンズにおいてもたらされる作用が、逆の符号であり、第２及び第３の四重極の電界に生じる水平方向のビームサイズに対する作用が、水平方向の正味負の動的なレンズ動作を生じさせる一方で、正味負の動的なレンズ動作が、水平方向の第１の四重極の電界及び主レンズの正味正の動的なレンズ動作をほぼ相殺するように選択される。鉛直方向においては、プレ集束レンズのレンズ動作と第２及び第３の四重極の電界が互いに強め合っている。
【００１８】
表１及び表２は、表示スクリーン上の電子ビームのｘ方向（ｘ）及びｙ方向（ｙ）のビーム角度の半分を、０．５ｍＡ及び２．０ｍＡの各ビーム電流で電極２６（Ｇ３），２８（Ｇ４２）に印加される電位Ｖ´ｄｙｎの関数として示したものである。この例では、以下の値が当てはまる。
電極２５（Ｇ２）の開口の直径：０．５２ｍｍ
電極２６（Ｇ３）の開口の直径：０．８ｍｍ
開口２６４，２６５，２６６：４（ｘ）×０．９（ｙ）ｍｍ
開口２７１，２７２，２７３：４．５（ｘ）×１．８（ｙ）ｍｍ
開口２７４，２７５，２７６：１．８（ｘ）×４．５（ｙ）ｍｍ
開口２７７，２７８，２７９：４．５（ｘ）×１．８（ｙ）ｍｍ
開口２８１，２８２，２８３：２．９５（ｘ）×７．０（ｙ）ｍｍ
開口２８４，２８５，２８６：４．８（ｘ）×２．９５（ｙ）ｍｍ
このとき、電極２５（Ｇ２）に印加される電位ＶＧ２は約７００ボルトであり、電極２６（Ｇ３），２９（Ｇ４３）に印加される電位Ｖｆｏｃは約８４００ボルトである。
【００１９】
表１；０．５ｍＡのビーム電流における動的電位Ｖ´ｄｙｎの関数としての、ｘ及びｙ方向のビーム角度の半分
【００２０】
【表１】
2004515048.tif 000003
【００２１】
表２；２．０ｍＡのビーム電流における動的電位Ｖ´ｄｙｎの関数としての、ｘ及びｙ方向のビーム角度の半分
【００２２】
【表２】
2004515048.tif 000004
【００２３】
表示スクリーンのある方向（この例ではｘ又はｙ方向）におけるビームの断面は、以下のように当該方向におけるビーム角度により支配され、上記ビーム角度は、電子ビームが主レンズに入る角度（α）である。主レンズに関して、ヘルムホルツ−ラグランジュの積（ＨＬ）は一次近似では一定であり、この積は式
【数１】
2004515048.tif 000005
に従う。なお、Ｂは当該方向におけるビームの断面を表し、Ｖはアノードに印加される電圧を表している。上記ビームの断面は、ビーム角度が小さくなるほど大きくなる。ビーム角度、従って鉛直（ｙ）方向におけるビームの断面及びビームの角度、従って水平（ｘ）方向におけるビームの断面は、電極２６（Ｇ３），２８（Ｇ４２），３０（Ｇ４４）に印加される動的電位Ｖ´ｄｙｎを変化させることにより、表１に示されているようにかなり変化し得る。
【００２４】
図３Ａは、長軸の端部におけるビームの形状（Ａ）及びＤＡＦ電子銃を有する既知の管におけるスクリーンの中心におけるビームの形状（Ｂ）を示している。ｘ方向におけるビームの断面ｘ１は、スクリーンの縁部に向かってわずかに増加し、ｙ方向では、ビームの断面ｙ１はかなり減少して、スポットの周りにヘーズが現れ、これは図３Ａにおいて点線で示されている。
【００２５】
図３Ｂは、本発明の効果を示している。それにより、上記ヘーズが排除され得る。
【００２６】
本発明の範囲内において、当業者であれば多数の変形が可能であり、例えば、四重極の電界は、四角形の開口を有する２つの電極間に生成される。上記開口は、代替として楕円状、長い形状又は多角形状であってもよい。
【００２７】
四重極の電界は、異なる形態で生成されることも可能であり、例えば、電子ビームを透過する開口における高くされた（ｒａｉｓｅｄ）、対向して配置された縁部により生成され得る。
【００２８】
電子ビームの進む方向に見て、四重極の電界は、動作中、主レンズの電界の前方又は後方に位置してもよく、また、その中にまとめられてもよい。
【００２９】
上述した例と同様に、プレ集束の電界及び四重極の電界を生成する手段は、１つの動的電圧のみと共に励起され得るように構成される場合に有利である。この例では、動的電圧は、共通電極Ｇ３１に印加される。
【００３０】
この例では、電極２７（Ｇ４１），２８（Ｇ４２）及び電極２９（Ｇ４３）が第２の四重極の電界を生成し、電極２６（Ｇ３），２７（Ｇ４１）が第３の四重極の電界を生成する。
【００３１】
第２及び第３の四重極の電界を改善するために、プレート電極２６（Ｇ３）を開口２６１，２６２，２６３及び開口２６１´，２６２´，２６３´を有するバス電極２８に交換することも可能である。
【００３２】
電極２８（Ｇ４２）を省略し、電極２７（Ｇ４１）及び電極２９（Ｇ４３）における幾らかのビームを阻止する当該電極２７（Ｇ４１）及び電極２９（Ｇ４３）により第２の四重極の電界のみを生成することも可能である。更に、第２の四重極の電界を増大させるために、電極２７，２９に、開口２７１，２７２，２７３及び開口２７７，２７８，２７９に高くされた、対向して配置された縁部を設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】表示装置の断面図である。
【図２】表示装置用の陰極線管において好適に用いられ得る電子銃の断面図である。
【図３Ａ】本発明の、ビームの断面に及ぼす効果を示した図である。
【図３Ｂ】本発明の、ビームの断面に及ぼす効果を示した図である。
【国際公開パンフレット】
2004515048.tif 000006
2004515048.tif 000007
2004515048.tif 000008
2004515048.tif 000009
2004515048.tif 000010
2004515048.tif 000011
2004515048.tif 000012
2004515048.tif 000013
2004515048.tif 000014
2004515048.tif 000015
2004515048.tif 000016
2004515048.tif 000017
2004515048.tif 000018
2004515048.tif 000019
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004515048.tif 000020
【国際調査報告】
2004515048.tif 000021
2004515048.tif 000022
2004515048.tif 000023