專利名稱：彩色陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彩色陰極射線管。特別涉及能減輕畫面周圍部分的光點的橢圓失真并能顯示質(zhì)量良好的圖像的彩色陰極射線管。
背景技術(shù)：
彩色陰極射線管包括玻板和玻錐組成的管殼。玻錐在其管頸內(nèi)具有發(fā)射由通過同一水平面的中束和一對邊束組成的3電子束的電子槍。此外，玻錐在其外側(cè)包括形成使3電子束偏轉(zhuǎn)用的非均勻磁場的偏轉(zhuǎn)線圈。利用枕型水平偏轉(zhuǎn)線圈和桶型垂直偏轉(zhuǎn)磁場，形成非均勻磁場。
從電子槍發(fā)射的3電子束利用非均勻磁場，通過蔭罩會聚在玻板內(nèi)表面上設(shè)置的整個熒光面上，并在熒光屏上聚焦。由此，顯示彩色圖像。
在這種彩色陰極射線管中，采用例如雙電位聚焦(BPF:Bi-PotentialFocus)型動態(tài)象散校正和聚焦(DAC&F:Dynamic Astigmatism Correction andFocus)方式的電子槍。
如

圖1所示，這種電子槍包括一排配置的3個陰極K、從這些陰極K向著熒光屏的管軸方向依次配置的第1柵極G1、第2柵極G2、由第1段G31和第2段G32組成的第3柵極G3、和第4柵極G4。各柵極具有分別對應(yīng)于3個陰極K形成的3個電子束穿通孔。
在這種電子槍中，將圖像信號疊加在150V基準電壓上的電壓施加在陰極K上，將第1柵極G1接地。將大約600V的電壓施加在第2柵極G2上，將大約6kV的電壓施加在第3柵極G3的第1段G31上，將拋物線狀的電壓疊加在大約6kV的基準電壓上的變化電壓施加在第3柵極G3的第2段G32上。這種拋物線狀的電壓隨著電子束的偏轉(zhuǎn)量增大而增大，當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)量時，即當(dāng)電子束偏轉(zhuǎn)到熒光屏的四角時，成為最高。將大約26kV的電壓施加在第4柵極G4上。
陰極K、第1柵極G1和第2柵極G2構(gòu)成產(chǎn)生電子束、并形成對于后述主透鏡的物點的電子束發(fā)生單元。第2柵極G2和第3柵極G3的第1段G31形成對產(chǎn)生的電子束進行預(yù)聚焦的預(yù)聚焦透鏡。第3柵極G3的第2段G32和第4柵極G4形成將預(yù)聚焦的電子束最終加速并聚焦到熒光屏上的BPF型主透鏡。
在電子束偏轉(zhuǎn)到熒光屏四角的情況下，第2段G32和第4柵極G4之間的電位差最小，主透鏡的強度為最弱。同時，借助于在第1段G31和第2段G32之間產(chǎn)生最大的電位差，形成在水平方向上聚焦并且在垂直方向上發(fā)散的4極透鏡。這時，4極透鏡的強度為最強。
在電子束偏轉(zhuǎn)到熒光屏四角的情況下，從電子槍到熒光屏的距離為最大，從物點到象點的距離為最遠。從物點到象點的距離增加，則用減弱主透鏡的強度進行補償。此外，利用在第1段G31和第2段G32之間形成的4極透鏡的作用，補償偏轉(zhuǎn)線圈形成的非均勻磁場的偏轉(zhuǎn)象散。
但是，為了使彩色陰極射線管有很好的圖像質(zhì)量，必須在熒光屏上有很好的聚焦特性和光點形狀。特別，如圖2所示，在發(fā)射一排配置3電子束的一列(in-line)型彩色陰極射線管中，雖然能使畫面中央部分的光點1為圓形，但從水平軸(X軸)端到對角軸(D軸)端的周圍部分的光點1，由于偏轉(zhuǎn)象散，失真成橢圓狀(橫向壓扁)，并且產(chǎn)生光暈2。但是，如圖3所示，借助于如前述電子槍的第3柵極G3那樣將形成主透鏡的低電壓側(cè)電極分割成多段的DAC&F方式，能消除這些光點1的光暈2。但是，不能消除畫面周圍部分的光點1的橢圓失真。因此，這種橢圓失真與蔭罩的電子束穿通孔干涉而產(chǎn)生波紋，使顯示畫面很難看。
下面，利用圖4和圖5所示的光學(xué)模型對在周圍部分的光點1的橫向壓扁現(xiàn)象進行說明。即，從電子束發(fā)射單元發(fā)生的電子束8聚焦在畫面中央部分即沒有偏轉(zhuǎn)時，利用預(yù)聚焦透鏡進行預(yù)聚焦，并利用主透鏡4聚焦在熒光屏5上。
此外，在將電子束8向畫面周圍部分偏轉(zhuǎn)即進行偏轉(zhuǎn)時，在利用預(yù)聚焦透鏡進行預(yù)聚焦，并通過4極透鏡6后，利用主透鏡4聚焦在熒光屏5上，同時利用具有4極成分的偏轉(zhuǎn)磁場7進行偏轉(zhuǎn)，并聚焦在熒光屏5上。
一般畫面上光點的大小取決于倍率M。該倍率M用電子束8的發(fā)散角α0和入射角αi的比α0/αi來表示。這里，假設(shè)水平方向的倍率為Mh，垂直方向的倍率為Mv，水平方向的發(fā)散角為α0h，入射角為αih，垂直方向的發(fā)散角為α0v，入射角為αiv，則Mh=α0h/αihMv=α0v/αiv因此，在α0h=α0v的情況下，即在圖4所示的沒有偏轉(zhuǎn)時，
αih=αivMh=Mv畫面中央部分的光點為圓形。與上不同的是，在圖5所示的有偏轉(zhuǎn)時，αih＜αivMh＞Mv周圍部分的光點成橫向扁長形狀。
如前所述，為了使彩色電陰極射線管有很好的圖像質(zhì)量，必須在熒光屏上有很好的聚焦特性和光點形狀。
關(guān)于這種聚焦特性和光點形狀，以往的BPF型DAC&F方式的電子槍組件，隨著電子束偏轉(zhuǎn)量變化，主透鏡的強度也變化，同時形成動態(tài)變化的4極透鏡，通過這樣沒有由于偏轉(zhuǎn)象散而產(chǎn)生的光點垂直方向的光暈，而且能在畫面的整個面上聚焦。
但是，不能消除畫面周圍部分的光點的橢圓失真。因此，這種橢圓失真與蔭罩的電子束穿通孔干涉而產(chǎn)生波紋，有可能使顯示品質(zhì)降低。
發(fā)明概述本發(fā)明用于解決前述問題，其目的在于，提供能減少整個畫面的光點橢圓失真、以顯示高質(zhì)量圖像的彩色陰極射線管。
為達到前述目的，本發(fā)明第1發(fā)明的彩色陰極射線管，其特征在于，包括至少用聚焦電極和陽極電極構(gòu)成、并具有將電子束加速并聚焦在熒光屏上的主透鏡的電子槍組件，和產(chǎn)生使這種電子槍組件發(fā)射的電子束偏轉(zhuǎn)用的偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)線圈，前述電子槍組件沿著形成前述主透鏡的聚焦電極與陽極電極之間形成的電位分布的等電位面至少配置1個附加電極，當(dāng)將電子束聚焦在前述熒光屏的中央部分即沒有偏轉(zhuǎn)時，將配置前述附加電極后的前述等電位面的電位相當(dāng)?shù)囊?guī)定電平的電壓施加在前述附加電極上，當(dāng)將電子束向前述熒光屏的周圍部分偏轉(zhuǎn)時，假設(shè)前述聚焦電極的施加電壓為Vf，前述陽極電極的施加電壓為Eb，前述附加電極的施加電壓為Vs，則(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而變化，并利用前述附加電極，形成水平方向和垂直方向的聚焦力不同的電子透鏡。
本發(fā)明權(quán)利要求14所述的彩色陰極射線管，包括至少用聚焦電極和陽極電極構(gòu)成、并具有將電子束加速并聚焦在熒光屏上的主透鏡的電子槍組件，和產(chǎn)生使這種電子槍組件發(fā)射的電子束偏轉(zhuǎn)用的偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)線圈，前述電子槍組件沿著在形成前述主透鏡的聚焦電極與陽極電極之間形成的電位分布的等電位面至少配置1個附加電極，當(dāng)將電子束向前述熒光屏的周圍部分偏轉(zhuǎn)規(guī)定的偏轉(zhuǎn)時，將配置前述附加電極的前述等電位面的電位相當(dāng)?shù)囊?guī)定電平的電壓施加在前述附加電極上，當(dāng)將電子束向前述熒光屏的周圍部分偏轉(zhuǎn)時，假設(shè)前述聚焦電極的施加電壓為Vf，前述陽極電極的施加電壓為Eb，前述附加電極的施加電壓為Vs，則(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而變化，并利用前述附加電極，形成水平方向和垂直方向的聚焦力不同的電子透鏡。
附圖簡要說明圖1表示以往彩色陰極射線管的BPF型DAC&F方式電子槍組件的結(jié)構(gòu)圖。
圖2表示以往的一列(in-line)型彩色陰極射線管在熒光屏上光點的形狀圖。
圖3表示具有圖1所示電子槍組件的彩色陰極射線管在熒光屏上光點的形狀圖。
圖4表示具有圖1所示電子槍組件的彩色陰極射線管在沒有偏轉(zhuǎn)時的光學(xué)模型圖。
圖5表示具有圖1所示電子槍組件的彩色陰極射線管在偏轉(zhuǎn)時的光學(xué)模型圖。
圖6表示本發(fā)明的彩色陰極射線管的結(jié)構(gòu)圖。
圖7表示圖6所示彩色陰極射線管采用的實施形態(tài)1的電子槍組件結(jié)構(gòu)圖。
圖8表示圖7所示的電子槍組件采用的附加電極結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖9A表示施加在圖7所示的電子槍組件聚焦電極上的電壓變化圖。
圖9B表示提供給偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)電流波形。
圖10A表示旋轉(zhuǎn)對稱的BPF型主透鏡在水平方向和垂直方向的電場圖。
圖10B表示這種聚焦電極與陽極電極之間在中心軸上的電位分布圖。
圖11A表示將附加電極配置在旋轉(zhuǎn)對稱的BPF型主透鏡上時在水平方向和垂直方向的電場圖。
圖11B表示這種聚焦電極與陽極電極之間在中心軸上的電位分布圖。
圖12A表示將附加電極配置在旋轉(zhuǎn)對稱的BPF型主透鏡上、并使這種附加電極具有不同電位時在水平方向和垂直方向的電場圖。
圖12B表示這種聚焦電極與陽極電極之間在中心軸上的電位分布圖。
圖13A表示將附加電極配置在旋轉(zhuǎn)對稱的BPF型主透鏡上、并使這種附加電極具有其它不同電位時在水平方向和垂直方向的電場圖。
圖13B表示這種聚焦電極與陽極電極之間在中心軸上的電位分布圖。
圖14是說明本發(fā)明一實施形態(tài)相關(guān)的彩色陰極射線管采用的電子槍組件基本結(jié)構(gòu)的光學(xué)模型圖。
圖15是說明減少圖14所示電子槍組件產(chǎn)生的熒光屏上光點橢圓失真情況的示意圖。
圖16表示圖6所示彩色陰極射線管采用的實施形態(tài)2的電子槍組件結(jié)構(gòu)圖。
圖17表示圖16所示電子槍組件采用的附加電極結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖18表示圖16所示電子槍組件采用的其它附加電極結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖19A表示施加在圖16所示電子槍組件的附加電極上的電壓變化圖。
圖19B表示提供給偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)電流波形。
圖20表示圖6所示彩色陰極射線管采用的實施形態(tài)3的電子槍組件結(jié)構(gòu)圖。
圖21表示說明本發(fā)明一實施形態(tài)的彩色陰極射線管采用的雙重4極透鏡方式電子槍組件基本結(jié)構(gòu)的光學(xué)模型圖。
圖22是說明減少圖21所示電子槍組件產(chǎn)生的熒光屏上光點橢圓失真情況的示意圖。
圖23表示圖6所示彩色陰極射線管采用的實施形態(tài)4的電子槍組件結(jié)構(gòu)圖。
圖24表示圖6所示彩色陰極射線管采用的實施形態(tài)5的電子槍組件結(jié)構(gòu)圖。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)下面，參照附圖對實施本發(fā)明的彩色陰極射線管的實施形態(tài)詳細地進行說明。
實施形態(tài)1如圖6所示，這種彩色陰極射線管1具有由玻板17和漏斗狀的玻錐18組成的管殼。玻板17在其內(nèi)表面具有由發(fā)出藍、綠、紅光的3色熒光層組成的熒光屏5。此外，玻板17在其內(nèi)側(cè)具有蔭罩19，該蔭罩19與熒光屏5相對，具有多個電子束穿通孔。
玻錐18在其管頸21內(nèi)具有一列(in-line)型電子槍組件22。這種電子槍組件22發(fā)射通過同一水平面上的由中束8G和一對邊束8B和8R組成的一排配置的3電子束8(B、G、R)。玻錐18在從直徑大的部分24到頸部21為止的外面上裝有偏轉(zhuǎn)線圈25。這種偏轉(zhuǎn)線圈25將從電子槍組件22發(fā)射的3電子束向著熒光屏5進行會聚，同時形成聚焦在熒光屏5上的非均勻磁場。利用枕型水平偏轉(zhuǎn)磁場和桶型垂直偏轉(zhuǎn)磁場，形成這種非均勻磁場。
利用非均勻磁場，使電子槍組件22發(fā)射的3電子束8(B、G、R)進行偏轉(zhuǎn)，并通過蔭罩19在水平方向和垂直方向上對熒光屏5進行掃描，通過這樣顯示彩色圖像。
如圖7所示，前述彩色陰極射線管采用的電子槍22包括在水平方向(X)上一排配置的3個陰極K、對這些陰極K個別進行加熱的3個加熱器(未圖示)、第1柵極G1、第2柵極G2、第3柵極G3、附加電極Gs和第4柵極G4。將這5個電極從陰極K開始向熒光屏方向依次配置。利用一對絕緣支承體(未圖示)，整體地固定這些加熱器、陰極K和5個電極。
第1柵極G1和第2柵極G2由板狀電極形成。這些板狀電極具有與3個陰極K對應(yīng)的一排配置的3個電子束穿通孔。第3柵極G3由筒狀電極形成。這種筒狀電極在其兩端具有與3個陰極K對應(yīng)的一排配置的3個電子束穿通孔。第4柵極G4由杯狀電極形成。這種杯狀電極在與第3柵極G3的相對面上，具有與3個陰極K對應(yīng)的一排配置的3個電子束穿通孔。
配置在第3柵極G3和第4柵極G4之間的附加電極Gs由板狀電極形成。如圖8所示，這種板狀電極具有與3個陰極K對應(yīng)的一排配置的3個電子束穿通孔15。這些電子束穿通孔15在垂直方向(Y)直徑比水平方向(X)直徑大，形成縱向較長的非圓形狀。
在陰極K上施加將圖像信號疊加在150V直流電壓上的電壓。將第1柵極G1接地。在第2柵極G2上施加大約600V的直流電壓。在第3柵極G3上施加將拋物線狀變化的電壓疊加在大約6kV的直流電壓上的變化電壓28(Vf)。如圖9A和圖9B所示，這種拋物線狀的電壓與鋸齒波狀的偏轉(zhuǎn)電流27同步，并隨著電子束偏轉(zhuǎn)量增大而增大。在附加電極Gs上施加大約16kV的直流電壓(Vs)。在第4柵極G4上施加大約26kV的直流電壓(Eb)。
陰極K、第1柵極G1和第2柵極G2構(gòu)成產(chǎn)生電子束、并形成對于后述主透鏡的物點的電子束發(fā)生單元。第2柵極G2和第3柵極G3形成對電子束發(fā)生單元發(fā)射的電子束進行預(yù)聚焦的預(yù)聚焦透鏡。第3柵極G3(聚焦電極)、附加電極Gs和第4柵極G4(陽極電極)形成BPF型主透鏡，這種BPF型主透鏡將由預(yù)聚焦透鏡預(yù)聚焦的電子束最終聚焦在熒光屏5上。這種主透鏡在使電子束進行偏轉(zhuǎn)時，在其內(nèi)部形成4極透鏡。這種4極透鏡伴隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的變化，這種主透鏡的強度也動態(tài)變化。
下面，對形成在主透鏡內(nèi)動態(tài)地變化的4極透鏡的方法及其作用進行說明。
如圖10A和圖10B所示，旋轉(zhuǎn)對稱的BPF型主透鏡由施加6kV的聚焦電極Gf和施加26kV的陽極電極Ga之間的電位差形成主透鏡。如圖10A所示，這種主透鏡形成如等電位面10所示的在水平方向(X)和垂直方向(Y)對稱的電場，并對電子束8在水平方向和垂直方向都作用相同的聚焦力。此外，主透鏡在聚焦電極Gf和陽極電極Ga之間的中心軸12上，形成沿著電子束8的前進方向而增加的電位分布11，如圖10B所示。在圖10A和圖10B所示的主透鏡的情況下，在主透鏡的幾何中心形成的等電位面13為平面，在這種平面的電位為16kV。
因此，如圖11A所示，在這種彩色陰極射線管1的電子槍組件22中，將圖8所示的附加電極Gs配置在旋轉(zhuǎn)對稱的BPF型主透鏡的幾何中心、即等電位面13上。如前所述，這種附加電極Gs具有垂直方向(Y)直徑比水平方向(X)直徑大的縱向較長的非圓形狀電子束穿通孔15。如圖11B所示，如果將與等電位面13相同的電位、即16kV的電位加在這種附加電極Gs上，則主透鏡在中心軸12上得到與沒有配置附加電極Gs的情況相同的電位分布11。也就是說，圖11A所示的主透鏡形成的等電位面10的分布與圖10A所示的主透鏡相同，對電子束8在水平方向和垂直方向都作用相同的聚焦力。
但是，若如圖12A所示，將比等電位面13的電位(16kV)低的電位施加在附加電極Gs上，則通過附加電極Gs的電子束穿通孔15，電位從陽極電極Ga側(cè)滲透到聚焦電極Gf側(cè)，因此，形成孔徑透鏡。這時，如圖12B所示，主透鏡在中心軸12上的附加電極Gs附近形成比圖11A和圖11B所示的電位分布11低的電位分布11a。
在將比等電位面13的電位低的電位施加在附加電極Gs上時，因附加電極Gs的電子束穿通孔15為縱向較長的形狀，所以通過電子束穿通孔15滲透到聚焦電極Gf側(cè)的等電位面，其水平方向(X)的曲率比垂直方向(Y)小。因此，主透鏡的水平方向(X)的聚焦力比垂直方向(Y)的聚焦力強。其結(jié)果，主透鏡具有象散性。
此外，如圖13A所示，如果將比等電位面13的電位(16kV)高的電位施加在附加電極Gs上，則通過附加電極Gs的電子束穿通孔15，電位從聚焦電極Gf側(cè)滲透到陽極電極Ga側(cè)，因此，形成孔徑透鏡。這時，如圖13B所示，主透鏡在中心軸12上的附加電極Gs附近形成比圖11A和圖11B所示的電位分布11高的電位分布11b。
在將比等電位面13的電位高的電位施加在附加電極Gs上時，因附加電極Gs的電子束穿通孔15為縱向較長的形狀，所以通過電子束穿通孔15滲透到陽極電極Ga側(cè)的等電位面，其水平方向(X)的曲率比垂直方向(Y)小。因此，主透鏡的水平方向(X)的聚焦力比垂直方向(Y)的聚焦力弱。其結(jié)果，主透鏡具有與圖12A和圖12B所示主透鏡相反的象散。
也就是說，這種彩色陰極射線管采用的BPF型主透鏡，將附加電極Gs配置在聚焦電極Gf和陽極電極Ga之間，并將規(guī)定的電位施加在這種附在電極Gs上。通過這樣，主透鏡可不縮小其口徑，能具有調(diào)整水平方向聚焦力和垂直方向聚焦力的象散。
此外，如前所述，是對通過改變附加電極的電位來調(diào)整主透鏡的象散的情況進行了說明，但一般當(dāng)聚焦電極的電壓為Vf、陽極電極的電壓為Eb、附加電極的電壓為Vs時，通過使(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值變化，同樣能進行調(diào)整。
在圖7所示實施形態(tài)1的電子槍組件22中，使附加電極Gs的施加電壓Vs和相當(dāng)于陽極電極Ga的第4柵極G4的施加電壓Eb固定，并使相當(dāng)于聚焦電極Gf的第3柵極G3的施加電壓Vf隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的變化而變化。通過這樣，使(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值變化。
也就是說，在沒有偏轉(zhuǎn)時，從電子束發(fā)生單元發(fā)射的電子束，首先，利用由第2柵極G2和第3柵極G3形成的預(yù)聚焦透鏡進行預(yù)聚焦。利用由第3柵極G3、附加電極Gs和第4柵極G4形成的主透鏡，將預(yù)聚焦后的電子束聚焦在熒光屏的中央部分。因主透鏡不具有象散，對于電子束向水平方向和垂直方向都作用相同的聚焦力，所以熒光屏上的光點成大致圓形。
與不同的是，在偏轉(zhuǎn)時，隨著電子束偏轉(zhuǎn)到熒光屏的周圍方向，第3柵極G3的施加電壓Vf增大，(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值減小。因附加電極Gs具有縱向較長的電子束穿通孔15，所以對于電子束的水平方向聚焦力比垂直方向聚焦力強。同時，第3柵極G3和第4柵極G4之間的電位差減小，對于電子束的水平方向和垂直方向的聚焦力減小。
因此，附加電極Gs的作用而增強的水平方向聚焦力與第3柵極和第4柵極之間的電位差減小而減弱的水平方向聚焦力相互抵消，采用這樣的結(jié)構(gòu)，即使在畫面周圍部分，也能使電子束的聚焦條件成立。而且，利用主透鏡具有象散，能改善畫面周圍部分的光點的橢圓失真。
圖14是說明偏轉(zhuǎn)時主透鏡作用的光學(xué)模型圖。
如圖14所示，這種主透鏡14，在偏轉(zhuǎn)時使第3柵極G3的施加電壓隨著電子束8的偏轉(zhuǎn)量變化而變化，通過這樣在主透鏡的內(nèi)部形成對于電子束8在水平方向和垂直方向的聚焦力不同的4極透鏡6。
假設(shè)這種情況的水平方向(X)的發(fā)散角為α0h1、入射角為αih1、垂直方向(Y)的發(fā)散角為α0v1、入射角為αiv1、水平方向(X)的倍率為Mh1、垂直方向(Y)的倍率為Mv1，則Mh1=α0h1/αih1Mv1=α0v1/αiv1此外，與圖5所示在主透鏡4的前側(cè)形成4極透鏡6的情況相比，在主透鏡4內(nèi)部形成的4極透鏡6更接近由偏轉(zhuǎn)磁場形成的4極透鏡7，所以當(dāng)α0h=α0h1α0v=α0v1
時，αih＜αih1αiv＞αiv1因此，能做到Mh1＜MhMv1＞Mv如圖5所示，在以往的電子槍組件中，用Mh=α0h/αihMv=α0v/αiv表示的水平方向和垂直方向的倍率Mh和Mv，由于在畫面周圍部分αih＜αiv所以Mh＞Mv因此，產(chǎn)生橢圓失真。
與此不同的是，在本實施形態(tài)1的電子槍組件中，因能夠使αih1比αih大，并使αiv1比αiv小，所以能做到Mh1＜MhMv1＞Mv因此，能減輕水平方向的倍率Mh和垂直方向的倍率Mv之差。所以，如圖15所示，能在從水平軸(X)端到對角軸(D)端的畫面周圍部分，減少光點1的橢圓失真。
此外，在由第3柵極、附加電極Gs和第4柵極G4形成的主透鏡具有水平方向聚焦力比其垂直方向聚焦力強的結(jié)構(gòu)情況下，在沒有偏轉(zhuǎn)時，設(shè)定附加電極Gs的施加電壓比附加電極Gs的配置位置對應(yīng)的等電位面13的電位低，則能得到相同的效果。此外，在有偏轉(zhuǎn)時，第3柵極G3施加的拋物線狀的變化電壓隨偏轉(zhuǎn)量的增大而升高，(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值減小，附加電極Gs的作用而增強的水平方向聚焦力與第3柵極G3和第4柵極G4之間的電位差減小而變?nèi)醯乃椒较蚓劢沽ο嗷サ窒?，采用這樣的結(jié)構(gòu)，能構(gòu)成得到相同效果的彩色陰極射線管。
實施形態(tài)2
下面，對實施形態(tài)2的電子槍組件的結(jié)構(gòu)進行說明。
如圖16所示，實施形態(tài)2的電子槍組件22與圖7所示的電子槍組件具有大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略其詳細的說明，僅對不同的結(jié)構(gòu)進行說明如圖17或者圖18所示，附加電極Gs具有水平方向(X)直徑比垂直方向(Y)直徑大的3個或者1個橫向較長的非圓形狀電子束穿通孔15。此外，如圖19A所示，在這種附加電極Gs上施加將拋物線狀變化的電壓疊加在大約16kV直流電壓上的變化電壓30(Vs)。如圖19A和圖19B所示，這種拋物線狀的電壓與鋸齒波狀的偏轉(zhuǎn)電流27同步，并隨著電子束偏轉(zhuǎn)量增大而增大。這種拋物線狀變化的電壓30具有與圖9A所示的施加在第3柵極G3上的變化電壓28大致相同的振幅。
這種結(jié)構(gòu)在沒有偏轉(zhuǎn)時，由預(yù)聚焦透鏡進行預(yù)聚焦的電子束也利用主透鏡聚焦在熒光屏的中央部分。如圖15所示，因主透鏡不具有象散，對于電子束在水平方向和垂直方向都作用相同的聚焦力，所以熒光屏上的光點成大致圓形。
與上不同的是，在偏轉(zhuǎn)時，隨著使電子束向熒光屏的周圍方向偏轉(zhuǎn)，第3柵極G3的施加電壓Vf增高。此外，與其同步，隨著使電子束向熒光屏的周圍方向偏轉(zhuǎn)，附加電極Gs的施加電壓Vs也增高。因此，(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值增大。因附加電極Gs具有橫向較長的電子束穿通孔15，所以對于電子束的水平方向聚焦力比垂直方向的聚焦力強。同時，第3柵極G3和第4柵極G4之間的電位差減小，對于電子束的水平方向和垂直方向的聚焦力同時減小。
因此，附加電極Gs的作用而增強的水平方向聚焦力與第3柵極G3和第4柵極G4之間的電位差減小而減弱的水平方向聚焦力相互抵消，采用這樣的結(jié)構(gòu)，即使在畫面周圍部分，也能使電子束的聚焦條件成立。而且，如圖15所示，利用主透鏡具有象散，能改善畫面周圍部分的光點的橢圓失真此外，在由第3柵極、附加電極Gs和第4柵極G4形成的主透鏡具有水平方向聚焦力比其垂直方向聚焦力強結(jié)構(gòu)情況下，在沒有偏轉(zhuǎn)時，設(shè)定附加電極Gs的施加電壓比附加電極Gs的配置位置對應(yīng)的等電位面14的電位高，則能得到相同的效果。此外，在有偏轉(zhuǎn)時，第3柵極G3施加的拋物線狀的變化電壓隨偏轉(zhuǎn)量的增大而升高，
(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值增大，附加電極Gs的作用而增強的水平方向聚焦力與第3柵極G3和第4柵極G4之間的電位差減小而減弱的水平方向聚焦力相互抵消，采用這樣的結(jié)構(gòu)，能構(gòu)成得到相同效果的彩色陰極射線管。
如前所述，是在形成將電子束最終聚焦在熒光屏上的主透鏡的聚焦電極和陽極電極之間至少配置1個附加電極，并使這種主透鏡具有動態(tài)變化的象散，通過這樣的結(jié)構(gòu)，能在整個畫面上減少光點的橢圓失真，并能構(gòu)成顯示高質(zhì)量圖像的彩色陰極射線管。
實施形態(tài)3下面，對實施形態(tài)3的電子槍組件的結(jié)構(gòu)進行說明。
前述實施形態(tài)1和實施形態(tài)2的電子槍組件，它的結(jié)構(gòu)能夠使聚焦在熒光屏中央部分的光點為圓形，而且能減少聚焦在周圍部分的光點的橢圓失真，而這種實施形態(tài)3的電子槍組件的結(jié)構(gòu)更能減少周圍部分的光點的橢圓失真。
也就是說，這種實施形態(tài)3的電子槍組件包括兩個4極透鏡。
例如，具有用3段構(gòu)成的第3柵極的雙重4極透鏡方式電子槍組件，在偏轉(zhuǎn)時，在主透鏡的前側(cè)形成第1和第2個4極透鏡。
第1個4極透鏡形成于第1段和第2段之間，發(fā)散作用具有水平方向上，垂直方向上具有聚焦作用。第2個4極透鏡形成于第2段和第3段之間，水平方向上具有聚焦作用，垂直方向上具有發(fā)散作用。
這種雙重4極透鏡方式的電子槍組件，按照倍率的理論，在熒光屏的整個面上，能形成圓形光點。但是，在實際上，光點的垂直方向直徑Ssv擴大，但水平方向直徑Ssh不縮小，光點的平均直徑((Ssv+Ssh)/2)擴大。其結(jié)果，熒光屏上的光點增大，使圖像變差。
這樣，在雙重4極透鏡方式的電子槍組件中，電子束因包含第1和第2個4極透鏡的象散的影響增大，所以屏幕上光點的水平方向直徑不能縮得足夠小。此外，入射至主透鏡的電子束的直徑增大，主透鏡包含的球面象散的影響增大，也是一個原因。
因此，將第1個4極透鏡形成在主透鏡的前側(cè)，將第2個4極透鏡形成在主透鏡的中央，采用這樣的雙重4極透鏡方式來構(gòu)成實施形態(tài)3的電子槍組件。這種電子槍組件的基本結(jié)構(gòu)在于消除水平方向倍率Mh和垂直方向倍率Mv之差，而且減少4極透鏡的象散和主透鏡的象散。
也就是說，如圖20所示，實施形態(tài)3的電子槍組件22具有與圖7所示的電子槍組件大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略其詳細的說明，僅對不同的結(jié)構(gòu)進行說明第3柵極G3具有與第2柵極G2相鄰配置的第1段G31和與附加電極Gs相鄰配置的第2段G32。第1段G31和第2段G32由筒狀電極形成。
這些筒狀電極分別在其兩端具有與3個陰極K相應(yīng)的一排配置的3個電子束穿通孔。第1段G31在第2段G32一側(cè)形成的3個電子束穿通孔，其垂直方向直徑比水平方向直徑大，形成縱向較長的非圓形狀。第2段G32在第1段G31一側(cè)形成的3個電子束穿通孔，其水平方向直徑比垂直方向直徑大，形成橫向較長的非圓形狀。
由配置在第2段G32和第4段G4之間的板狀電極，形成附加電極Gs。如圖8所示，這種板狀電極具有3個縱向較長的非圓形電子束穿通孔15。
將大約6kV的電壓施加在第3柵極G3的第1段G31上，將圖9A所示的變化電壓28(Vf)施加在第2段G32上，將大約16kV的直流電壓(Vs)施加在附加電極Gs上。
在沒有偏轉(zhuǎn)時，第3柵極G3的第1段G31和第2段G32為同電位，在它們之間不形成電子透鏡。由第2段G32、附加電極Gs和第4柵極87G4形成的主透鏡，不具有象散、即4極透鏡作用。因此，從電子束發(fā)生單元發(fā)射的電子束在由預(yù)聚焦透鏡進行預(yù)聚焦后，通過第1段G31，由主透鏡聚焦在熒光屏的中央部分。因主透鏡不具有象散，對于電子束在水平方向和垂直方向都作用相同的聚焦力，所以如圖15所示，熒光屏上的光點成大致圓形。
與上不同的是，在有偏轉(zhuǎn)時，在第1段G31和第2段G32之間形成第1個4極透鏡。這種第1個4極透鏡對于電子束具有在水平方向上的發(fā)散作用及在垂直方向上的聚焦作用。此外，第2段G32和附加電極Gs和第4柵極G4，形成內(nèi)裝第2個4極透鏡的主透鏡。
這種第2個4極透鏡，由于第2段G32的施加電壓Vf比沒有偏轉(zhuǎn)時高，所以 (Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值減小，此外，利用在附加電極Gs上形成的縱向較長的非圓形電子束穿通孔15，因此對于電子束在水平方向上具有發(fā)散作用，在垂直方向上具有聚焦作用。此外，因第2段G32與第4柵極G4之間的電壓差(Eb-Vf)減小，所以同時減小水平方向的聚焦作用和垂直方向的發(fā)散作用。
所以，由于第2段G32與第4柵極G4之間的電壓差(Eb-Vf)減小而產(chǎn)生的聚焦力減小和由于第1段G31和第2段G32產(chǎn)生的發(fā)散作用相互抵消，利用這樣的結(jié)構(gòu)，在熒光屏周圍部分電子束的聚焦條件也成立。
因此，能消除在熒光屏周圍部分形成的光點的水平方向與垂直方向的倍率差。此外，能減小在第1段G31和第2段G32之間形成的第1個4極透鏡的象散和在主透鏡上形成的第2個4極透鏡的象散。此外，通過縮小入射至主透鏡的電子束的直徑，能減小主透鏡的球面象散。因此，能改善熒光屏周圍部分的光點的橢圓失真。
下面，利用圖21所示的光學(xué)模型圖進一步詳細地說明前述雙重4極透鏡方式電子槍組件的作用。
也就是說，如圖21所示，這種雙重4極透鏡方式的電子槍組件，在主透鏡4的前側(cè)形成第1個4極透鏡6a，而且，在主透鏡4的內(nèi)部形成第2個4極透鏡6b。這種情況下，假設(shè)水平方向的倍率為Mh2、垂直方向的倍率為Mv2水平方向的發(fā)散角為α0h2、入射角為αih2、垂直方向的發(fā)散角為α0v2、入射角為αiv2，則Mh2=α0h2/αih2Mv2=α0v2/αiv2此外，因為αih2=αiv2所以Mh2=Mv2能消除水平方向與垂直方向的倍率差。此外，在主透鏡4的中央形成第2個4極透鏡6b，能增大第1個4極透鏡6a和第2個4極透鏡6b的間隔，第1、第2個4極透鏡6a、6b的水平方向發(fā)散角θQ1h2、θQ2h2、垂直方向發(fā)散角θQ1v2、θQ2v2分別比在主透鏡的前側(cè)配置第1、第2個4極透鏡的情況小。因此，能減小第1、第2個4極透鏡6a、6b的象散。
此外，在主透鏡4的中央形成第2個4極透鏡6b，使入射至主透鏡時的電子束直徑Dh2比在主透鏡的前側(cè)配置第1和第2個4極透鏡的情況小。因此，能減小主透鏡的球面象散。
采用這種結(jié)構(gòu)，能消除將電子束向熒光屏5的周圍部分偏轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的水平、垂直方向的倍率差，而且能減少4極透鏡的象散和主透鏡的球面象散。因此，如圖22所示，在熒光屏的整個面上能消除光點1的失真。
實施形態(tài)4下面，對實施形態(tài)4的雙重4極透鏡方式電子槍組件進行說明。
如圖23所示，實施形態(tài)4的電子槍組件22與圖20所示的實施形態(tài)3的電子槍組件具有大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略其詳細的說明，僅對不同的結(jié)構(gòu)進行說明。
如圖17和圖18所示，附加電極Gs具有水平方向(X)直徑比垂直方向(Y)直徑大的3個或者1個橫向較長的非圓形狀電子束穿通孔15。
如圖19A所示，在這種附加電極Gs上施加將拋物線狀變化的電壓疊加在大約16kV直流電壓上的變化電壓30(Vs)。如圖19A和圖19B所示，這種拋物線狀的電壓與鋸齒波狀的偏轉(zhuǎn)電流27同步，并隨著電子束偏轉(zhuǎn)量增大而增大。這種拋物線狀變化的電壓30具有與圖9A所示的施加在第3柵極G3上的變動電壓28大致相同的振幅。
這種結(jié)構(gòu)在沒有偏轉(zhuǎn)時，第1段G31和第2段G32為同電位，在它們之間不形成電子透鏡。由第2段G32、附加電極Gs和第4柵極G4形成的主透鏡，不具有象散、即4極透鏡作用。因此，由預(yù)聚焦透鏡進行預(yù)聚焦的電子束，由主透鏡聚焦在熒光屏的中央部分。因主透鏡對于電子束在水平方向和垂直方向都作用相同的聚焦力，所以如圖22所示，熒光屏上的光點成大致圓形。
與此不同的是，在有偏轉(zhuǎn)時，隨著電子束向熒光屏的周圍方向偏轉(zhuǎn)，第3柵極G3的施加電壓Vf增大。此外，與其同步，隨著電子束向熒光屏的周圍方向偏轉(zhuǎn)，附加電極Gs的施加電壓Vs也增大。因此，(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值增大。因附加電極Gs具有橫向較長的電子束穿通孔15，所以對于電子束在水平方向具有聚焦作用，在垂直方向具有發(fā)散作用。同時，因第2段G32與第4柵極G4之間的電壓差(Eb-Vf)減小，所以對于電子束同時減小水平方向的聚焦作用和垂直方向的發(fā)散作用。
因此，能得到與前述實施形態(tài)3相同的效果。
實施形態(tài)5下面，對實施形態(tài)5的雙重4極透鏡方式電子槍組件進行說明。
如圖24所示，實施形態(tài)5的電子槍組件22與圖20所示的實施形態(tài)3的電子槍組件具有大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略其詳細的說明，僅對不同的結(jié)構(gòu)進行說明。
如圖24所示，這種電子槍組件22具有由板狀的第1段G31和筒狀的第2段G32構(gòu)成的第3柵極G3。將第1段G31配置在第2柵極G2側(cè)，將第2段G32配置在附加電極Gs側(cè)。
如圖17所示，第1段G31具有水平方向(H)直徑比垂直方向(Y)直徑大的3個橫向較長的非圓形狀電子束穿通孔15。第2段G32在其第1段G31側(cè)具有垂直方向(Y)直徑比水平方向(H)直徑大的3個縱向較長的非圓形狀電子束穿通孔。
此外，如圖8所示，配置在第2段G32和第4柵極G4之間的附加電極Gs具有垂直方向(Y)直徑比水平方向(H)直徑大的3個縱向較長的非圓形狀電子束穿通孔15。
將規(guī)定的直流電壓施加在第3柵極G3的第1段G31上，將如前所述的變化電壓28(Vf)施加在第2段G32上。此外，將規(guī)定的直流電壓(Vs)施加在附加電極Gs上。
采用這種電子槍組件22，則在沒有偏轉(zhuǎn)時，能形成沒有象散的預(yù)聚焦透鏡，在有偏轉(zhuǎn)時，在第2段G32施加隨著電子束偏轉(zhuǎn)量增大而變化的變化電壓，這樣能使預(yù)聚焦透鏡具有4極透鏡作用。
因此，能得到與前述實施形態(tài)3相同的效果。
工業(yè)上的實用性如前所述，電子槍組件采用雙重4極透鏡方式，在有偏轉(zhuǎn)時，將一個4極透鏡形成在主透鏡的前側(cè)，將另一個4極透鏡形成在主透鏡的內(nèi)部，通過這樣構(gòu)成的彩色陰極射線管則不放大光點，能在整個畫面上減少光點的橢圓失真，能顯示高質(zhì)量的圖像。
權(quán)利要求
1．一種彩色陰極射線管，包括至少用聚焦電極和陽極電極構(gòu)成、并具有將電子束加速并聚焦在熒光屏上的主透鏡的電子槍組件，和產(chǎn)生使這種電子槍組件發(fā)射的電子束偏轉(zhuǎn)用的偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)線圈，其特征在于，所述電子槍組件沿著形成所述主透鏡的聚焦電極與陽極電極之間形成的電位分布的等電位面至少配置1個附加電極，當(dāng)將電子束聚焦在所述熒光屏的中央部分即沒有偏轉(zhuǎn)時，將配置所述附加電極的所述等電位面的電位相當(dāng)?shù)囊?guī)定電平的電壓施加在所述附加電極上，當(dāng)將電子束向所述熒光屏的周圍部分偏轉(zhuǎn)時，假設(shè)所述聚焦電極的施加電壓為Vf，所述陽極電極的施加電壓為Eb，所述附加電極的施加電壓為Vs，則(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而變化，并利用所述附加電極，形成水平方向和垂直方向的聚焦力不同的電子透鏡。
2．如權(quán)利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，施加在所述聚焦電極上的電壓是隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而動態(tài)變化的電壓。
3．如權(quán)利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，隨著電子束的偏轉(zhuǎn)量增大，主透鏡的垂直方向聚焦力比水平方向聚焦力要弱。
4．如權(quán)利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，由具有以垂直方向為長軸的非圓形電子束穿通孔的板狀電極，形成所述附加電極，(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值與提供給所述偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)電流同步變化，并且隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而減小。
5．如權(quán)利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，施加在所述附加電極上的電壓是隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而動態(tài)變化的電壓。
6．如權(quán)利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，由具有以水平方向為長軸的非圓形電子束穿通孔的板狀電極，形成所述附加電極，(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值與提供給所述偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)電流同步變化，并且隨著電子束的偏轉(zhuǎn)量增大而增大。
7．如權(quán)利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，所述電子槍組件具有對入射至所述主透鏡前的電子束作用的至少1個多極透鏡，和施加電壓的電壓施加手段，所述電壓使所述主透鏡和所述至少1個多極透鏡的聚焦力與提供給所述偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)電流同步動態(tài)變化。
8．如權(quán)利要求7所述的彩色陰極射線管，其特征在于，所述主透鏡隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大，其水平方向聚焦力相對增強，而垂直方向聚焦力相對減弱；所述多極透鏡隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大，其水平方向聚焦力相對減弱，而垂直方向聚焦力相對增強。
9．如權(quán)利要求7所述的彩色陰極射線管，其特征在于，施加在所述聚焦電極上的電壓是隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而動態(tài)變化的電壓。
10．如權(quán)利要求7所述的彩色陰極射線管，其特征在于，由具有以垂直方向為長軸的非圓形電子束穿通孔的板狀電極，形成所述附加電極，(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值與提供給所述偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)電流同步變化，并且隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而減小。
11．如權(quán)利要求7所述的彩色陰極射線管，其特征在于，施加在所述附加電極上的電壓是隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而動態(tài)變化的電壓。
12．如權(quán)利要求7所述的彩色陰極射線管，其特征在于，由具有以水平方向為長軸的非圓形電子束穿通孔的板狀電極，形成所述附加電極，(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值與提供給所述偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)電流同步變化，并且隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而增大。
13．如權(quán)利要求7所述的彩色陰極射線管，其特征在于，所述電子槍組件具有對入射至主透鏡的電子束進行預(yù)聚焦的預(yù)聚焦透鏡，并將所述多極透鏡形成在所述預(yù)聚焦透鏡內(nèi)。
14．一種彩色陰極射線管，包括至少用聚焦電極和陽極電極構(gòu)成、并具有將電子束加速并聚焦在熒光屏上的主透鏡的電子槍組件，和產(chǎn)生使這種電子槍組件發(fā)射的電子束偏轉(zhuǎn)用的偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)線圈，其特征在于，所述電子槍組件沿著在形成所述主透鏡的聚焦電極與陽極電極之間形成的電位分布的等電位面至少配置1個附加電極，當(dāng)將電子束向所述熒光屏的周圍部分偏轉(zhuǎn)規(guī)定的偏轉(zhuǎn)時，將配置所述附加電極的所述等電位面的電位相當(dāng)?shù)囊?guī)定電平的電壓施加在所述附加電極上，當(dāng)將電子束向所述熒光屏的周圍部分偏轉(zhuǎn)時，假設(shè)所述聚焦電極的施加電壓為Vf，所述陽極電極的施加電壓為Eb，所述附加電極的施加電壓為Vs，則(Vs-Vf)/(Eb-Vf)的值隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而變化，并利用所述附加電極，形成水平方向和垂直方向的聚焦力不同的電子透鏡。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種彩色陰極射線管,電子槍組件(22)沿著形成主透鏡的聚焦電極(G3)與陽極電極(G4)之間形成的電位分布的等電位面至少配置1個附加電極(Gs)。當(dāng)沒有偏轉(zhuǎn)時,將配置(Gs)后的等電位面的電位相當(dāng)?shù)囊?guī)定電平的電壓施加在(Gs)上,當(dāng)有偏轉(zhuǎn)時,假設(shè)(G3)的施加電壓為Vf,(G4)的施加電壓為Eb,(Gs)的施加電壓為Vs,則(Vs－Vf)/(Eb－Vf)的值隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增大而變化,并利用附加電極(Gs),形成水平方向(X)和垂直方向(Y)的聚焦力不同的電子透鏡。
文檔編號H01J29/48GK1297573SQ00800415
公開日2001年5月30日 申請日期2000年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月26日
發(fā)明者上野博文, 佐藤和則, 武川勉 申請人:東芝株式會社