專利名稱：節(jié)省空間的陰極射線管的制作方法
該申請(qǐng)是在2000年4月26日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/559809的分案，并要求保護(hù)在1999年4月30申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)為60/131,919和1999年10月21日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)60/160,654的權(quán)益，并進(jìn)一步要求保護(hù)在1999年10月21日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)60/160772的權(quán)益。
本發(fā)明涉及陰極射線管，特別涉及包括一個(gè)或多個(gè)偏轉(zhuǎn)輔助靜電場(chǎng)的陰極射線管。
例如在電視機(jī)和計(jì)算機(jī)顯示器中廣泛地采用了常規(guī)陰極射線管(CRT)。設(shè)置在CRT的漏斗形玻殼的頸部中的一個(gè)或多個(gè)電子槍朝向被偏置高正電位如30千伏(kV)的玻璃面板引導(dǎo)相應(yīng)數(shù)量的電子束。面板通常具有基本上矩形形狀并且一般是平面的或稍微彎曲的。玻殼與面板一起形成被抽空的密封封裝結(jié)構(gòu)。電子槍(一個(gè)或多個(gè))沿著通過(guò)面板中心延伸的軸設(shè)置并垂直該軸。
電子束(一束或多束)穿過(guò)面板光柵掃描以便撞擊面板上的熒光體涂層或圖形，并響應(yīng)于電子束的強(qiáng)度而產(chǎn)生光，由此在其上產(chǎn)生圖象。光柵掃描是通過(guò)包括設(shè)置在其頸部附近的漏斗形CRT的外部上的多個(gè)電線圈的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)獲得的。在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的第一線圈中被驅(qū)動(dòng)的電流產(chǎn)生使電子束左右來(lái)回偏轉(zhuǎn)或掃描(即水平掃描)的磁場(chǎng)，在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的第二線圈中被驅(qū)動(dòng)的電流產(chǎn)生使電子束從上到下掃描(即垂直掃描)的磁場(chǎng)。磁偏轉(zhuǎn)力通常只在電子束剛剛射出電子槍之后的最初幾厘米行程中作用在電子束上，然后電子束在直線軌跡上運(yùn)行，即通過(guò)基本上無(wú)場(chǎng)漂移區(qū)。通常，水平掃描在每個(gè)垂直掃描的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生上百條水平線，以便產(chǎn)生光柵掃描圖象。
CRT的深度即面板和頸部后面之間的距離由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束彎曲或偏轉(zhuǎn)的最大角和向后延伸以包含電子槍的頸部的長(zhǎng)度來(lái)確定。較大的偏轉(zhuǎn)角提供減小的CRT深度。
現(xiàn)代磁偏轉(zhuǎn)CRT通常獲得±55°偏轉(zhuǎn)角，這被稱為110°偏轉(zhuǎn)。然而，對(duì)于約62cm(約25英寸)或以上的熒光屏對(duì)角線尺寸，這種110°CRT太深了，以至于它們幾乎總是被設(shè)置在需要特殊支座或必須放在地板上的柜子中。例如，具有約100cm(約40英寸)對(duì)角線尺寸和16∶9長(zhǎng)寬比的面板的110°CRT約為60-65cm(約24-26英寸)深。實(shí)際考慮到為增加最大偏轉(zhuǎn)角以減小CRT的深度，提高功耗將使磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和其驅(qū)動(dòng)電路中的溫度升高，而較大的、較重的、較高功率偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電路的成本較高，這是不利的。
增大常規(guī)CRT的偏轉(zhuǎn)角的又一問(wèn)題是電子束在蔭罩上的著屏角隨著偏轉(zhuǎn)角的增大而減小。由于蔭罩以能承受的價(jià)格盡可能的薄以便在技術(shù)是合理的，對(duì)于小著屏角，該蔭罩的厚度導(dǎo)致電子束中的不能被接受的高比例的電子撞擊蔭罩孔的側(cè)壁上。這將產(chǎn)生撞擊在熒光體上的束流的不能被接受的減小，并且對(duì)于小著屏角，例如小于25°的著屏角，降低了圖象亮度。
對(duì)于這個(gè)深度難題的一個(gè)解決方案是尋找避免由常規(guī)CRT要求的大深度的薄的或“平板”顯示器。平板顯示器在希望它們足夠薄以便能掛在墻上時(shí)，需要不同于以合理價(jià)格制造的體積非常大的常規(guī)CRT的技術(shù)。這樣，就不可能得到以可比價(jià)格提供CRT的利益的平板顯示器。但是，與常規(guī)CRT相比減小深度的陰極射線管不必薄到它能掛在墻上的程度，以便克服常規(guī)CRT的大深度的缺點(diǎn)。
因而，需要具有比具有等效熒光屏尺寸的常規(guī)CRT的深度小的深度的陰極射線管。
為此，本發(fā)明的管子包括具有面板和在面板上適于偏置在熒光屏電位的熒光屏電極的管殼；指向面板的電子束的源，其中該源適于電子束的磁偏轉(zhuǎn)；和設(shè)置在面板上的熒光材料，用于根據(jù)撞擊其上的電子束而產(chǎn)生光。至少第一和第二電極位于管殼內(nèi)部，每個(gè)電極確定使電子束通過(guò)的相應(yīng)孔，其中第一電極靠近所述源并遠(yuǎn)離面板，并且適于偏置在比熒光屏電位低的電位，第二電極位于第一電極和面板之間并適于偏置不低于熒光屏電位的電位。第三電極位于第一電極和面板之間并適于偏置不超過(guò)熒光屏電位的電位。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，顯示器包括具有面板和在面板上適于偏置在熒光屏電位的熒光屏電極的管殼，指向面板的在管殼內(nèi)的電子束的源，靠近電子束的源并用于磁偏轉(zhuǎn)電子束的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，和設(shè)置在面板上用于根據(jù)撞擊其上的電子束而產(chǎn)生光的熒光材料。至少第一和第二電極位于管殼內(nèi)部，每個(gè)電極確定使電子束通過(guò)的相應(yīng)孔，其中第一電極靠近所述源并遠(yuǎn)離面板，并且適于偏置在比熒光屏電位低的第一電位，第二電極位于第一電極和面板之間并適于偏置在不低于熒光屏電位的第二電位。第三電極位于第一電極和面板之間并適于偏置在不超過(guò)熒光屏電位的電位。電源提供第一、第二、第三和熒光屏電位。


在結(jié)合附圖閱讀了說(shuō)明書時(shí)將更容易和更好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，其中圖1和2是根據(jù)本發(fā)明的陰極射線管的典型實(shí)施例的截面圖；圖3是表示圖2的陰極射線管中的電位的曲線；圖4是表示其中的靜電力的圖2的管子的截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一典型管子的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)漏斗區(qū)域的部分截面圖，該管子包括圖2的管子的修改；圖6是表示圖2和/或圖5的陰極射線管的性能的曲線；圖7A-7D是表示根據(jù)本發(fā)明形成陰極射線管中的電極結(jié)構(gòu)的方法的截面圖；
圖8是根據(jù)本發(fā)明提供適當(dāng)設(shè)置在陰極射線管中的電極的又一典型結(jié)構(gòu)的部分截面圖；圖9A和9B分別是根據(jù)本發(fā)明提供在陰極射線管中適當(dāng)設(shè)置的電極的另一典型結(jié)構(gòu)的側(cè)視截面圖和正視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明提供在陰極射線管中適當(dāng)設(shè)置的電極的又一典型結(jié)構(gòu)的部分截面圖；圖11是可用在圖10中所示的管子結(jié)構(gòu)中的支架的示意圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明提供在陰極射線管中適當(dāng)設(shè)置的電極的又一典型結(jié)構(gòu)的部分截面圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明提供在陰極射線管中適當(dāng)設(shè)置的電極的又一典型結(jié)構(gòu)的部分截面圖。
在附圖中，在一個(gè)以上附圖中示出一個(gè)元件或結(jié)構(gòu)，相同的字符可用于表示每幅圖中的這種元件或結(jié)構(gòu)，并且在圖中示出了緊密相關(guān)或修改的元件，相同基本字符可用于表示修改的元件或結(jié)構(gòu)。同樣，相同的元件或結(jié)構(gòu)在附圖的不同圖中可用相同字符表示，并在說(shuō)明書中使用相同術(shù)語(yǔ)，但是在附圖中只有在所述實(shí)施例中前面加上數(shù)字。例如，在一幅圖中一特定元件可表示為“xx”，但在另一幅圖中表示為“1xx”，在又一幅圖中表示為“2xx”，等等。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的陰極射線管中，電子束的電子在離開(kāi)磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的影響下進(jìn)一步被偏轉(zhuǎn)，即在電子在基本上直線上運(yùn)行通過(guò)的常規(guī)CRT的“漂移區(qū)域”中。在常規(guī)CRT中，電子在它們離開(kāi)電子槍和偏轉(zhuǎn)區(qū)域并且不在任何電或磁場(chǎng)的影響下時(shí)處于熒光屏或陽(yáng)極電位，以直線運(yùn)行到熒光屏或其面板?？砂l(fā)現(xiàn)這種陰極射線管可用于例如電視機(jī)顯示器、計(jì)算機(jī)顯示器、投影管和希望提供視覺(jué)顯示的其它應(yīng)用。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的陰極射線管10的最簡(jiǎn)單形式的截面圖。注意，除非另有說(shuō)明，可以認(rèn)為這種截面圖表示水平或垂直偏轉(zhuǎn)取向，因?yàn)樵谶@樣的圖中兩者相似。
在圖1的典型陰極射線管10中，由位于管子頸部14內(nèi)的電子槍12產(chǎn)生的電子束指向面板20，面板20包括被偏置相對(duì)高正電位的熒光屏或陽(yáng)極電極。由電子槍12產(chǎn)生的形成電子束的電子被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16產(chǎn)生的磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，以便掃描過(guò)面板20。管子10以某種理論方式示于圖1中，其中兩個(gè)無(wú)限大的平行平板20’、40’由表示平面背板40’和平面面板20’之間的距離的距離“L”分開(kāi)。背板40也被偏置到相對(duì)高的正電位，但是優(yōu)選低于熒光屏電極22的電位，而熒光屏電極22被偏置在比電子槍12的最高壓低的電位，用于避免不正常的電子注入效應(yīng)。在由背板40的相對(duì)高的正電位偏壓產(chǎn)生的靜電力和由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響下，電子束30在總偏轉(zhuǎn)角上偏轉(zhuǎn)。熒光材料23的涂層設(shè)置在面板20上，用于根據(jù)撞擊到其上的電子束30而產(chǎn)生光，由此提供單色顯示，或者在其上設(shè)置不同熒光材料23的圖形，用于根據(jù)通過(guò)蔭罩(未示出)上的孔撞擊到其上的電子束30而產(chǎn)生不同顏色的光，由此提供彩色顯示。
根據(jù)本發(fā)明可采用在管子的面板上的偏置電位的進(jìn)一步控制以產(chǎn)生特定靜電和/或電動(dòng)場(chǎng)，以便控制電子束30的電子的行程，由此減小示例管子10的面板20和背板40之間的所要求的距離，如圖2所示，并改變電子束30在其中的著屏角。管子10包括在頸部14中的電子槍12，并且基本上在背板40的中心一般是對(duì)稱的，以引導(dǎo)電子束30朝向面板20，面板20包括被偏置在相對(duì)高正電位的熒光屏電極22。面板20和背板40尺寸相同，并由環(huán)形端板48連接以形成可以被抽空的密封容器。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16在其與背板40的接合區(qū)域中圍繞頸部14，用于在電子束離開(kāi)電子槍12時(shí)磁偏轉(zhuǎn)由電子槍12產(chǎn)生的電子并朝向面板20以撞擊到其上的熒光體23上。在圖2中已經(jīng)示出了具有基本上矩形橫截面的管子10，傳統(tǒng)玻璃管子10的玻殼40-42將更緊密跟隨最寬軌跡30、30’的形狀，并且類似于常規(guī)CRT的形狀，但是深度短，垂直于中心Z軸的橫截面更優(yōu)選為矩形，這趨于減少驅(qū)動(dòng)磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16所需的功率。
由在背板40上或靠近背板40設(shè)置并偏置相應(yīng)正電位即處于與熒光屏或陽(yáng)極電極22的電位極性相同的電位的大量導(dǎo)電電極在管子10內(nèi)建立靜電場(chǎng)。在頸部14附近圍繞電子槍12的出口的第一電極44被偏置優(yōu)選低于熒光屏電極22的電位的正電位。由電極44產(chǎn)生的靜電場(chǎng)導(dǎo)致電子束30的電子較慢地移動(dòng)靠近偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16，因此更容易被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)416偏轉(zhuǎn)。電極44和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16之間的協(xié)作的結(jié)果可用于實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)功率的減少，因此可得到較小、較輕、便宜和更可靠的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)416，或利用相同偏轉(zhuǎn)功率和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可產(chǎn)生更大的偏轉(zhuǎn)角。
也圍繞電子槍12的出口但遠(yuǎn)離頸部14附近的第二電極46被偏置優(yōu)選大于熒光屏電極22的電位的正電位。由第二電極46產(chǎn)生的靜電場(chǎng)使電子束30(和它的相反末端30”的)在使它們的軌跡遠(yuǎn)離面板20彎曲的拋物線路徑運(yùn)行，由此增加由磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角，并且還減小電子束30的著屏角。希望電極46設(shè)置成使得電極46的靜電場(chǎng)的作用沒(méi)有作用在電子束30的電子上，直到它們已經(jīng)基本上完全被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16作用之后。
著屏角是電子束30撞擊熒光屏電極22的角度，并且在彩色CRT中，蔭罩與之接近。在圖2中可以看到，通過(guò)比較在其周邊附近撞擊面板20的電子束30、30’和在其中心附近撞擊面板的電子束30”在距離管子10的中心或Z軸的距離變大和/或電子束30的偏轉(zhuǎn)角增加時(shí)，著屏角變小。由于蔭罩具有有限非零厚度，如果著屏角太小，例如小于約25°，則太多的電子將撞擊到蔭罩中的孔的邊上而沒(méi)有通過(guò)蔭罩，由此減小了到達(dá)面板20上的熒光體的電子束和由此產(chǎn)生的光的強(qiáng)度。
有利地，電極48設(shè)置在管子10的中心或Z軸末端并在著屏角最小的面板20周邊附近。也圍繞電子槍12的出口但基本上在背板40的周邊的第三電極48被偏置優(yōu)選小于熒光屏電極22的電位的正電位，以便朝著面板20背面引導(dǎo)電子束30和30”的電極，用于增加在面板20的周邊附近的電子束30、30’的著屏角。電極48可以被偏置到小于希望提供著屏角的較大減小量的頸部電極44的電位的電位。這樣，由電極46和48產(chǎn)生的靜電場(chǎng)互相補(bǔ)償，其中電極46增加偏轉(zhuǎn)角，這減小了在面板20周邊的著屏角，具有在面板20附近的最強(qiáng)效應(yīng)的電極48的作用為增加不希望著屏角小的區(qū)域中的著屏角。
上述靜電場(chǎng)的關(guān)系和效應(yīng)在比常規(guī)CRT的深度短但可以在可比的和/或合理的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)功率電平操作的管子10中協(xié)作。在沿著其Z軸在管子10的深度上的示例電位分布示于圖3中。電位特性60被繪制成曲線，該曲線具有沿著縱坐標(biāo)的距離電子槍12出口的距離和沿著橫坐標(biāo)的千伏偏置電位。位于距離電子槍12的距離L并由區(qū)域Z22表示的電極22被偏置在點(diǎn)62表示的相對(duì)高正電位V22。按照從Z＝0的電子槍12的順序，依次是位于接近電子槍12并由被偏置中間正電位V44的電極區(qū)域Z44表示的頸部電極44，位于電子槍12和面板20中間并由被偏置優(yōu)選高于熒光屏電位V22的相對(duì)高正電位的電極區(qū)域Z46表示的電極46，位于更接近面板20并由被偏置優(yōu)選低于熒光屏電位V22(可以與之相等)和優(yōu)選低于電子槍最高電位的中間正電位V48的電極區(qū)域Z48表示的電極48。
電極44、46、48、22和其上的偏置電位V44、V46、V48、V22產(chǎn)生具有在區(qū)域A中的部分64的電位特性60，該部分朝向熒光屏電位V2升高，并由此趨于使電子的加速度向面板20減緩以提供附加的飛行時(shí)間，在該時(shí)間期間后來(lái)的靜電場(chǎng)作用在電子上。特性60具有在區(qū)域B中的部分，在該區(qū)域B中電位在相對(duì)高于熒光屏電位V22的電平處達(dá)到最高點(diǎn)，由此使電子沿著進(jìn)一步脫離管子10的中心軸Z的軌跡運(yùn)動(dòng)以增加偏轉(zhuǎn)角；和區(qū)域C，在該區(qū)域C中電位在低于熒光屏電位V22和電子槍電位V44的電平處達(dá)到最小值，由此使電子沿著朝向面板20的軌跡運(yùn)動(dòng)以增加在面板20的邊緣附近的電子束的著屏角。
應(yīng)該注意，電極44和46之間的間隙的位置可能很強(qiáng)地影響管子10的操作。如果具有相對(duì)極高正電位偏壓的電極46延伸得太靠近電子槍12的出口(和/或頸部電極44延伸得不夠遠(yuǎn))，則從電子槍12發(fā)射的電子被加速，并且需要偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16的附加磁偏轉(zhuǎn)力(例如附加偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16功率、場(chǎng)和/或尺寸)，以提供所希望的磁偏轉(zhuǎn)。另一方面，如果頸部電極44延伸得太遠(yuǎn)離電子槍12的出口，則電子在區(qū)域A中用的時(shí)間太長(zhǎng)，其中靜電力反作用于由磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力，由此也增加所需要的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16的功率、場(chǎng)和/或尺寸以使電子偏轉(zhuǎn)到面板20的角部，即使具有偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器50的有益效果。由于管子10中的電極46起作用以便在被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)基礎(chǔ)上放大電子束30的總偏轉(zhuǎn)，因此被稱為“偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器”并表示為50。
根據(jù)具體管子10選擇偏置電位的具體值，以便考慮到每個(gè)偏置電位的效果，獲得例如減小管子深度和合理偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)功率的合適平衡。例如，在電子槍2的最高壓的偏置電位V44增加時(shí)，所需要的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16的偏轉(zhuǎn)功率增加和管子10的深度減小，表明希望中間值的偏置電位。這樣，具有V22＝30kV和V44＝20kV的165°管子比常規(guī)110°CRT短約13.5-15cm(約5.4-6英寸)。電極46上的恒定偏置電位V46在區(qū)域B中使電子朝著面板20在基本上拋物線軌跡運(yùn)行，然而，增加偏置電位V46減小了向面板20牽引電子的靜電力，因而在熒光屏電位V22附近或比熒光屏電位V22大的偏置電位有利于使電子在更接近直線的軌跡上運(yùn)行或遠(yuǎn)離面板20彎曲，由此增加偏轉(zhuǎn)角和減小管子10的深度。這樣，希望約30-40kV的偏置電位V46，但是，為了安全起見(jiàn)，應(yīng)該保持在將產(chǎn)生能穿透管子10的外殼的X射線的電位以下，即在約35kV以下。最后，偏置電位V48優(yōu)選是低正電位以提供使電子更朝向面板20偏轉(zhuǎn)到面板20的邊緣區(qū)域的靜電力，以便增加著屏角，優(yōu)選為25°以上。這個(gè)場(chǎng)使電子在被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16和由偏置電位V46和電極46產(chǎn)生的靜電場(chǎng)力偏轉(zhuǎn)之后朝向面板20加速。
可以預(yù)料到，與常規(guī)110°CRT相比，根據(jù)本發(fā)明的管子10的深度可以被減少約二分之一，以便提供包括頸部14的具有約35-36cm(約14英寸)總深度的100-cm(約40英寸)對(duì)角線16∶9長(zhǎng)寬比管子10。如果采用不從背板40直接向后發(fā)射的彎曲電子槍，則可以獲得約5cm(約2英寸)的進(jìn)一步減少。應(yīng)該注意到，成形背板40(即管子10的玻錐)以更接近符合最遠(yuǎn)偏轉(zhuǎn)電子束30、30’的軌跡可以提高由電極44、46、48產(chǎn)生的靜電力的效率，由此減小管子10的深度。此外，在圖3中所示的在距離上的逐漸電位變化在電子束30離開(kāi)電子槍12的地方產(chǎn)生較大直徑電子束30，由此減小電子束30內(nèi)的空間電荷擴(kuò)散，以便在面板20上提供所希望的較小束點(diǎn)尺寸。電子束30的點(diǎn)尺寸和發(fā)散由特定電子槍和所希望的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的會(huì)聚來(lái)控制。
圖4是具有與最大偏轉(zhuǎn)電子束30、30’相似成形的背板和具有如上所述偏置以產(chǎn)生圖3中所示的電位分布的電極22、44、46、48的上述類型的管子10的典型實(shí)施例(由于管子10是關(guān)于Z軸對(duì)稱的，因此只示出管子10的一半，即示出X平面和Y平面)。然而，在圖4中，未示出電子束30，但是示出的指向面板20或遠(yuǎn)離面板20的箭頭表示在電子束30通過(guò)上述區(qū)域A、B和C時(shí)作用在電子束30上的凈靜電力。在區(qū)域A中，在熒光屏電極22的相對(duì)高正偏置電位V22和頸部電極44上的中間正偏置電位V44的影響下，凈靜電力朝向面板20引導(dǎo)電子束。在區(qū)域B中，在超過(guò)熒光屏電極22上的相對(duì)高正偏置電位V22的背板電極46上的相對(duì)極高偏置電位影響下，凈靜電力使電子束遠(yuǎn)離面板20偏轉(zhuǎn)。在區(qū)域C中，在熒光屏電極22的相對(duì)高正偏置電位并由頸部電極44上的低正偏置電位V44幫助的影響下，凈靜電力再次朝向面板20引導(dǎo)電子束。
特別注意的是，由于由背板電極46上的相對(duì)極高正偏置電位(即高于熒光屏電極22的偏置電位V22)產(chǎn)生的靜電力的作用，除了由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16的磁偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)之外，電極46增加電子束30的偏轉(zhuǎn)。這樣，管子10中的電極46起作用以在由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)上放大總偏轉(zhuǎn)，并且被稱為“偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器”并表示為50。特別是，注意到由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器50產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)放大與由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16產(chǎn)生的任何特定電子束偏轉(zhuǎn)成正比。換言之，沿著Z軸或在Z軸附近向面板20移動(dòng)的電子(即那些沒(méi)有被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16偏轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)很小的電子束)不受偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器50的影響。被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16偏轉(zhuǎn)以著落在Z軸中間和面板20邊緣的那些電子束另外被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器50偏轉(zhuǎn)，因?yàn)樗鼈兇┻^(guò)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器50起作用的一部分區(qū)域B。被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16偏轉(zhuǎn)以著落在面板20邊緣附近的那些電子另外被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器50偏轉(zhuǎn)更大的量，因?yàn)樗鼈兇┻^(guò)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器50起作用的整個(gè)區(qū)域B，因此受到更強(qiáng)的影響。當(dāng)頸部電極46被偏轉(zhuǎn)低于熒光屏電位時(shí)，也可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器50包括頸部電極46，有利地減小了由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16所需要的偏轉(zhuǎn)力或功率，以便獲得電子束30的給定偏轉(zhuǎn)。
還應(yīng)注意，管子10也可以是有利的，因?yàn)樗翱雌饋?lái)象常規(guī)CRT”并具有成形玻殼和頸部及平面的或稍微彎曲的面板，因此可以采用與常規(guī)CRT所用的相同的制造工藝。使電子束分散的空間電荷效應(yīng)的論題也與常規(guī)CRT的相同，盡管管子10的結(jié)構(gòu)和操作非常不同，但具有在面板中心的較小束點(diǎn)和在邊緣和角部的較大束點(diǎn)尺寸的束點(diǎn)尺寸與常規(guī)CRT的相似。本發(fā)明的管子10基本上減小了前后管深度，并改進(jìn)了玻殼的錐部。此外，如果采用較短的電子槍12，則可減小一般小于約23-25cm(約9-10英寸)的包含電子槍12所需要的管子頸部14的長(zhǎng)度。
圖5是表示為管子10’的管子10的替換實(shí)施例的部分截面圖，其中管子10的電極46被替換電極46’代替，電極46’包括多個(gè)電極，每個(gè)電極具有施加于其上的特定偏置電位值。電極46’包括例如6個(gè)電極46a、46b、46c、46d、46e和46f，并沿著在電子槍12、頸部14和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16前方的背板40的一部分間隔開(kāi)。電子束30射出電子槍12并朝向面板20(未示出)并被110°管子的常規(guī)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16磁偏轉(zhuǎn)角度α，其高值由虛線17表示，典型高達(dá)±55°。此外，在由電極46’的相對(duì)高正偏置電位產(chǎn)生的靜電場(chǎng)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器50作用下，電子束30被偏轉(zhuǎn)到附加角度β，以具有關(guān)于Z軸13的總偏轉(zhuǎn)角Θ。
注意到，因?yàn)槌擞善D(zhuǎn)系統(tǒng)16產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)之外電極46增加了電子束30的偏轉(zhuǎn)，因此不管是單個(gè)電極46還是多個(gè)電極46a、46b、…，電極46都可以被稱為“偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器”、“偏轉(zhuǎn)放大器”或“靜電偏轉(zhuǎn)放大器”50。特別是，電子束30的偏轉(zhuǎn)的增加量隨著由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)的角度增加而增加。例如，在電子束30沿著中心軸13運(yùn)行或只稍微偏轉(zhuǎn)中心軸13如偏轉(zhuǎn)約20°或以下，電子束30繼續(xù)在未受電極46影響的直線軌跡中運(yùn)行。
在管子10中，電極46a-46f優(yōu)選被偏置在相對(duì)高正電位，以便更準(zhǔn)確成形其電位特性(與圖3的特性60相似)，同時(shí)不向面板20加速電子束30的電子。每個(gè)電極46a-46f優(yōu)選是接近管子背板40的環(huán)形電極并且通常具有圍繞電子槍12沿著的Z軸13的“一般矩形形狀”。電極46a-46f的典型偏置電位例如分別為30kV、32kV、34kV、35kV、33kV、和31kV，每個(gè)電子槍12和熒光屏電極22(看不到)被偏置30kV，但電子槍12的偏置電位可以比熒光屏22的偏置電位低。
與這里使用的一樣，“一般矩形形狀”或“基本上矩形”指的是在沿著Z軸13的方向觀看時(shí)面板20和/或管殼40的截面的某種反射形狀。一般矩形形狀可以包括具有圓角及凹或凸邊的矩形和正方形，以便可參考為狗骨形狀、弓形交叉形狀、跑道形狀、橢圓形狀等。應(yīng)注意到，利用如此成形的電極44、46和/或48，可以簡(jiǎn)化施加于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16的驅(qū)動(dòng)電流的所需波形，即做成更接近線性波形。電極44、46、48可以是橢圓形狀或接近于圓形，特別是在管殼40的截面是這種形狀的位置，與通常在其向后的部分的情況一樣，如接近頸部14和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16的那些部分。
得到的總偏轉(zhuǎn)角Θ是磁偏轉(zhuǎn)角α和附加靜電偏轉(zhuǎn)角β的和。磁偏轉(zhuǎn)角α與施加于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)16的偏轉(zhuǎn)電流成正比，如圖6的虛線17所示，對(duì)于較大的磁偏轉(zhuǎn)附加靜電偏轉(zhuǎn)角β也較大，如上面關(guān)于管子10所述，產(chǎn)生表示總偏轉(zhuǎn)角Θ的線31。偏轉(zhuǎn)放大效果是通過(guò)由電極46a-46f產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)電子束30的電子的作用產(chǎn)生的，以便產(chǎn)生遠(yuǎn)離管子10’的中心線13牽引電子束的凈靜電力(集中在電子路徑上)，由此增加總偏轉(zhuǎn)角Θ。這個(gè)效果得到在至少某些或所有電極46a-46f上的大于熒光屏電極22的電位的偏置電位的幫助。
多個(gè)電極46’的結(jié)構(gòu)可以是幾個(gè)替換形式。例如，電極46a-46f可以是以圖形印刷或淀積在管子10’的漏斗形玻璃背板40的內(nèi)表面上并通過(guò)穿透漏斗玻璃背板40的玻璃壁的導(dǎo)電引線接點(diǎn)連接到偏置電位源的成形金屬條。該成形金屬條可以用一系列金屬升華絲和被模制以適合與玻璃壁或背板40裝配的淀積掩模淀積的。如果采用大量條46a、46b…，則每個(gè)條46a、46b…只需要幾毫米寬和幾微米厚，并間隔小間隙，例如1-2mm的間隙，以便最小化在背板40的玻璃上積累的電荷?？梢圆捎孟嗤穸群烷g隔間隙的少量的較寬條46a-46f。淀積的金屬條46a、46b…是在玻璃背板40的表面上，由此最大化可以引導(dǎo)電子束30的其內(nèi)部容積。
雖然通過(guò)分開(kāi)的導(dǎo)電引線可以將偏置電位施加于每個(gè)46a、46b…，但具有太多量的引線可能減弱背板40的玻璃結(jié)構(gòu)。這樣，優(yōu)選在由背板40和面板20形成并位于與電子槍12屏蔽的位置的真空腔內(nèi)采用真空兼容電阻分壓器。采用這種抽頭分壓器以分割相對(duì)極高偏置電位，以便為特定金屬條46a、46b…提供特定偏置電位。
合適的電阻分壓器的一種形式可以如利用噴射或在其上施加這種涂敷材料而在玻璃管殼40的內(nèi)表面上通過(guò)高電阻率材料提供。合適的涂敷材料包括例如氧化釕，并優(yōu)選呈現(xiàn)在108-1010歐姆范圍內(nèi)的電阻。高電阻率涂層是在帶有用于給其施加偏置電位的金屬電極44、46、48的電接觸中。這種涂層的厚度和/或電阻率不必是均勻的，而是可以改變的以獲得所希望的偏置電位圖形。有利地，可以采用如此變化的這種電阻涂層，用于可控制地成形管殼40的內(nèi)表面上的偏置電位的圖形，例如，以便獲得如圖3所示的偏置電位圖形。這樣，可以簡(jiǎn)化電極44、46和/或48的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。此外，可以在電極如電極44、46、48之間的間隙中施加這種高電阻率涂層，以便防止由于電子撞擊其上而積累電荷。
作為上述金屬條46a、46b…的掩模淀積的替換形式，可采用圖7A-7D中以簡(jiǎn)化形式示出的工藝。模具80具有限定陰極射線管10’的漏斗形玻殼40”的內(nèi)表面形狀的外表面82并具有在其上限定金屬條46a、46b、46c的尺寸和形狀的倒置的升高圖形84a、84b、84c。從模具80取出時(shí)，玻殼40”具有在其內(nèi)表面上的所希望金屬條46a、46b、46c的尺寸和形狀的凹槽86a、86b、86c的圖形，如圖7B所示。接著，在玻殼40”內(nèi)表面上淀積如鋁等金屬，并充分填充凹槽86a、86b、86c，如圖7C所示。然后，如利用拋光或其它研磨或除去方法去掉金屬88，留下分別在玻殼40”的凹槽86a、86b、86c中的金屬條46a、46b、46c，并在其間有間隙92a、92b，如圖7D所示。導(dǎo)電引線90通過(guò)玻殼40”給金屬條電極46a、46b、46c提供外部連接。任選地，可以在電極46a、46b、46c之間的間隙92a、92b中施加作為涂層的高電阻率材料。
關(guān)于圖8和9的部分截面圖介紹了在陰極射線管中提供適當(dāng)設(shè)置的電極的典型結(jié)構(gòu)的另一設(shè)置。圖8是在其中心軸13的一側(cè)上陰極射線管10的一半的部分截面圖，其中陰極射線管10關(guān)于中心軸3對(duì)稱。陰極射線管10具有漏斗形玻殼140，玻殼140具有其中安裝產(chǎn)生電子束130的電子槍112的向后凸出頸部114。玻殼140的前端被密封到玻璃面板20上以形成可以被抽真空的容器。第一或頸部電極144是由圍繞并最靠近頸部114的接合點(diǎn)的導(dǎo)電涂層形成的，如淀積金屬電極圖形，它經(jīng)過(guò)穿過(guò)玻殼140的壁的導(dǎo)電引線145接收偏置電位。
具有一般矩形環(huán)形形狀的電極148在其外周邊或邊緣由固定到玻殼140的玻璃側(cè)壁142上的多個(gè)玻珠154支撐。玻珠154還使電極148與側(cè)壁142內(nèi)表面上的導(dǎo)電涂層152電絕緣，該涂層處于熒光屏電位。電極148的另一端固定到更靠近頸部114的玻殼140的內(nèi)表面上，以便它與導(dǎo)電涂層144電接觸以從其接收頸部偏置電位。每個(gè)電子槍112包括連接到其最高壓電極的柔性薄片，其最高壓電極也接觸涂層144以從其接收頸部偏置電位。優(yōu)選電極148是由鐵磁材料形成的，以便還用做管子10內(nèi)的磁屏蔽件以減小地磁場(chǎng)和其它不希望的磁場(chǎng)對(duì)電子束130偏轉(zhuǎn)的效應(yīng)。由于玻殼140內(nèi)表面上的導(dǎo)電涂層152位于電極148的后面，因此電極148可靜電地屏蔽電子束130不受由涂層152上的偏置電位產(chǎn)生的靜電場(chǎng)的影響。導(dǎo)電涂層144和152如通過(guò)在電極146后面的區(qū)域中的其間的結(jié)構(gòu)間隙電絕緣，并優(yōu)選是由如鋁、石墨、碳或氧化鐵等的淀積金屬形成的。
一般矩形環(huán)形形狀的中間或場(chǎng)成形電極146優(yōu)選由模鍛板金屬如鈦、鋼或鋁制成的。電極146與玻殼140的后壁間隔開(kāi)并由固定其上的多個(gè)支架149支撐。一個(gè)或多個(gè)支架149是導(dǎo)電的并與穿過(guò)玻殼140的壁的引線147電接觸，以便將引線147上的電位作為偏置電位施加于中間電極146上。場(chǎng)成形電極146被偏置以提供利用上述相同方式增加電子束130遠(yuǎn)離中心軸113的偏轉(zhuǎn)，由此具有偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)放大器150的效果。絕緣材料的其它支架(為示出)支撐重疊導(dǎo)電涂層144的電極146的部分并位于電極146的后面，以便被屏蔽，并由此防止被充電。
面板120具有與其稍微隔開(kāi)并通過(guò)蔭罩安裝框架126在它們各自周邊附近固定到面板120上的蔭罩124。蔭罩124具有孔的圖形，使電子通過(guò)以撞擊到淀積在面板120內(nèi)表面上的彩色熒光體(未示出)圖形上，產(chǎn)生光以在面板120上再現(xiàn)可以使觀察者看到的圖象或信息。面板120的內(nèi)表面上的導(dǎo)電涂層122在蔭罩安裝框架126上電耦合到蔭罩124和導(dǎo)電涂層152，導(dǎo)電涂層122和蔭罩124從導(dǎo)電涂層152接收偏置電位。導(dǎo)電涂層152土淀積的金屬涂層經(jīng)過(guò)穿過(guò)殼體140的玻璃壁的引線151接收偏置電位。蔭罩框架126被成形成例具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電突起，以便為每個(gè)玻珠154提供靜電場(chǎng)屏蔽件，避免玻珠154被充電。或者，采用用于玻珠154的分開(kāi)的屏蔽件，并且能固定到蔭罩框架126上。
熒光材料涂層123被淀積在面板120上，用于根據(jù)撞擊其上的電子束130產(chǎn)生光，由此提供單色顯示，或者在其上淀積不同熒光材料圖形123，用于根據(jù)通過(guò)蔭罩124中的孔撞擊其上的電子束130產(chǎn)生不同顏色的光，由此提供彩色顯示。
優(yōu)選地，場(chǎng)成形電極146被設(shè)置和成形成使得在如上所述偏置時(shí)，結(jié)合施加于頸部電極144、磁屏蔽電極148、蔭罩124和熒光屏電極122的偏置電位，除了從磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(未示出)獲得的偏轉(zhuǎn)之外，由此產(chǎn)生的成形靜電場(chǎng)增加了電子束130中的電子的偏轉(zhuǎn)。
此外，可蒸發(fā)的吸氣材料156如鋇吸氣材料可以安裝到電極148的背面和/或在其間的空間中的玻殼140的內(nèi)表面上，從那里該吸氣材料可以被蒸發(fā)到電極148和/或146的背面和/或玻殼140的內(nèi)表面上。吸氣材料156被設(shè)置成以便不涂敷任何重要絕緣元件，例如玻珠154或間隙絕緣導(dǎo)電涂層144和152或絕緣支架，如果需要的話，用于電極146。
圖9A是陰極射線管210的側(cè)視截面圖，圖9B是陰極射線管210(帶有被除去的面板220)的正視圖，表示根據(jù)本發(fā)明在陰極射線管210內(nèi)提供適當(dāng)設(shè)置的電極244、246、248的另一典型結(jié)構(gòu)。每個(gè)電極244、246、248具有相對(duì)大尺寸的一般矩形環(huán)形形狀以形成在陰極射線管210的漏斗形玻殼240內(nèi)部對(duì)稱設(shè)置的隔開(kāi)的環(huán)形電極244、246、248的陣列。電極優(yōu)選是帶有一般矩形孔的一般矩形形狀的模鍛金屬如鋼，并利用多個(gè)固定件如細(xì)長(zhǎng)玻珠249安裝在玻殼240內(nèi)部，但也可以采用夾子、托架或其它固定裝置。
組裝快速并節(jié)省，其中矩形金屬電極244、246、248基本上同時(shí)固定在四個(gè)玻珠249中的它們各自相關(guān)位置上，其中玻珠249被定位在例如四個(gè)位置，如12點(diǎn)、3點(diǎn)、6點(diǎn)和9點(diǎn)(即0°、90°、180°和270°)位置，如圖所示，由此形成剛性、自支撐結(jié)構(gòu)。然后將該組裝電極結(jié)構(gòu)插入玻珠240內(nèi)并適當(dāng)定位和固定，隨后固定面板220并密封。
電極244、246、248中的預(yù)定電極合適電連接到穿過(guò)玻殼240的壁的偏置電位引線290上。引線290的中預(yù)定引線和矩形電極244、246、248中的預(yù)定電極之間的電連接是通過(guò)焊接或通過(guò)在電極上的接觸引線290導(dǎo)體的緩沖器形成的。引線290只需要被提供用于最高和最低的偏置電位，因?yàn)橹虚g電位可通過(guò)連接到引線290的電阻分壓器和矩形電極244、246、248中的適當(dāng)電極倆獲得。來(lái)自引線290的高正電位通過(guò)淀積導(dǎo)體252被導(dǎo)通到熒光屏電極222上和電子槍212上。例如，可采用下列偏置電位值

矩形電極244、246、248可以由合適金屬制成以提供磁屏蔽，如μ-金屬、鋼、或鎳鋼合金，或者一個(gè)或多個(gè)磁屏蔽件可安裝在玻殼240的外部。電子槍212、面板220、熒光屏電極224和熒光體223基本上類似與上述對(duì)應(yīng)元件。
圖10是陰極射線管130的部分截面圖，表示具有安裝在漏斗形玻殼340內(nèi)部以如上所述偏轉(zhuǎn)電子束330的一般矩形孔的一組一般矩形電極344、346、348的又一安裝布局。電子槍312、頸部314、面板320、熒光體323、蔭罩324和框架326、玻殼340關(guān)于中心線313對(duì)稱設(shè)置，并且可以包括在玻殼340和電極344、346、348之間的間隙中的吸氣材料，所有這些都如上所述。
電極344、346、348形成為一組遞增尺寸的一般矩形回路并關(guān)于管子中心軸313對(duì)稱設(shè)置，該中心軸313具有最小接近頸部314和最大接近面板320。采用多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)360以支撐電極344、346、348，如相隔90°設(shè)置的四個(gè)支架360，其中在圖10中只能看見(jiàn)一個(gè)。每個(gè)支撐結(jié)構(gòu)360一般被成形為跟隨玻殼340的形狀并安裝和固定在兩個(gè)絕緣支架349之間，如玻珠或唇狀物，一個(gè)靠近蔭罩框架326，一個(gè)靠近頸部314。每個(gè)電極344、346、348互相電絕緣，除非希望電極344、346、348中的兩個(gè)或更多個(gè)在相同偏置電位上。電極344、346、348優(yōu)選是由模鍛金屬如鈦、鋼或鋁構(gòu)成，并優(yōu)選是由磁屏蔽金屬如μ-金屬或鎳鋼合金制成，以便屏蔽電子束330不進(jìn)行由地磁場(chǎng)和其它不希望的場(chǎng)引起的不希望的偏轉(zhuǎn)。
每個(gè)支撐條360是由金屬基體362如鈦條(由于強(qiáng)度)、在金屬基體362的至少一側(cè)上的陶瓷或其它絕緣材料層364和隔開(kāi)的可焊接的接觸焊盤368的層疊結(jié)構(gòu)形成的，其中接觸焊盤368包括可焊接的金屬如鎳或鎳鉻合金，電極344、346、348焊接到該接觸焊盤358上，如圖10的放大插入物所示?？珊附雍副P368通過(guò)陶瓷層364互相電絕緣并與金屬基體362電絕緣，因此在一般矩形電極344、346、348的每個(gè)上可建立不同偏置電位。
優(yōu)選，一個(gè)或多個(gè)支撐條360包括高電阻率電導(dǎo)體366，如氧化釕，該電導(dǎo)體366優(yōu)選以螺旋圖形形成在陶瓷層364上以提供具有高電阻如在109歐姆數(shù)量級(jí)的電阻器，并一起形成分配施加在引線390上的偏置電位的電阻分壓器以提高用于每個(gè)電極344、346、348的所希望的偏置電位。陶瓷層364可以放置在金屬基體條362的一側(cè)或兩側(cè)上，并且電阻層366可以形成在陶瓷層364的一層或兩層上。具有在陶瓷絕緣層364上的可焊接接觸焊盤368之間的螺旋形高電阻電阻器366的典型支撐結(jié)構(gòu)的一側(cè)的一部分示于圖11中?？梢詮慕佑|焊盤368中的選擇的合適幾個(gè)焊盤到電子槍312和到熒光屏電極形成電連接，用于給其施加相應(yīng)合適的偏置電位。支撐條360優(yōu)選由金屬基體和陶瓷絕緣層與陶瓷電路層的焙燒疊層形成的，如在美國(guó)專利US5581876中所述的金屬上低溫共焙燒陶瓷(LTCC-M)工藝，該美國(guó)專利US5581876的主題名稱是“Methode ofAdhering Green Tape To A Metal Substrate With A Bonding Glass”。
電極344、346、348和支撐條360一起被組裝成具有足夠強(qiáng)度以保持其形狀(由于其每個(gè)部件的強(qiáng)度)的組件，該組裝電極被插入玻殼340內(nèi)部的預(yù)定位置，并且該組件利用夾子或焊接(未示出)在蔭罩框架326和頸部314附近的支架369附近保持在原位。電極344、346、348和支撐條360的組裝結(jié)構(gòu)優(yōu)選與玻殼340的內(nèi)部形狀近似一致并稍微遠(yuǎn)離它。然而，電極344、346、348和支撐條360的結(jié)構(gòu)位于電子束330在任何位置掃描時(shí)通過(guò)的容積的外部，其中電子束的掃描包括由磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(未示出)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)和由源自施加于電極344、346上的偏置電位的靜電力產(chǎn)生的放大偏轉(zhuǎn)的最大程度偏轉(zhuǎn)。電極344、346、348優(yōu)選成形成以便屏蔽在它們后面的部件如支撐條360和玻殼340的內(nèi)表面的未涂敷區(qū)域及吸氣材料不被電子束330的電子撞擊。
圖12是根據(jù)本發(fā)明在陰極射線管410內(nèi)部提供適當(dāng)定位的電極446a、446b、448的另一典型結(jié)構(gòu)的部分截面圖。面板420和玻璃管殼440接合在一起形成具有包含朝向熒光屏電極422引導(dǎo)電子束的電子槍412的頸部414和在面板420上的熒光體423的易抽空管殼，該電子被磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)416偏轉(zhuǎn)相對(duì)于中心軸高達(dá)±55°。蔭罩424與被蔭罩框架426支撐的面板420隔開(kāi)并被偏置與熒光屏電極422相同的電位，如30kV。
噴射或淀積在管殼440的內(nèi)表面上的頸部電極444被偏置不超過(guò)熒光屏電位的電位，并優(yōu)選低于熒光屏電位，例如典型為10-20kV和典型為15kV。適于被偏置不同電位的多個(gè)靜電偏轉(zhuǎn)電極446a、446b、448遠(yuǎn)離被支撐在支撐部件460上的管殼440的壁，其中管殼440借助各個(gè)焊點(diǎn)468固定于支撐部件460上。高正電位例如35kV經(jīng)過(guò)引線447和導(dǎo)電支架445施加于電極446a上，用于增加被偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)416高度偏轉(zhuǎn)的電子的偏轉(zhuǎn)。支撐部件460包括上述分壓器，為電極446b和448建立不同的偏置電位。電極448通常被偏置到低于熒光屏電位的電位，例如0-20kV，并且通常為10kV，而電極446b可以被偏置到電極446a的電位或電極448的電位，例如分別為35kV和10kV。吸氣材料456設(shè)置在電極446a、446b、448和支架460后面的方便位置。優(yōu)選電極448被偏置關(guān)于熒光屏電極的低正電壓，以便減小在由其上的偏置電位產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響下產(chǎn)生的電子的著屏角。
圖13是根據(jù)本發(fā)明在顯示管51內(nèi)提供適當(dāng)設(shè)置的電極544、546、548的又一典型結(jié)構(gòu)的截面圖。特別是，管子510是具有660mm(約26英寸)寬和371mm(約14.6英寸)高的可視區(qū)域的典型的757-mm(約32-英寸)對(duì)角線16∶9長(zhǎng)寬比格式陰極射線管。作為利用本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)的減小管子深度的結(jié)果，管子510具有約280mm(約11英寸)的深度D。
之前，管子510包括通過(guò)接合面板520和管殼540形成的管殼。管頸514中的電子槍512朝向面板520、熒光屏電極和熒光體523引導(dǎo)電子束，并通過(guò)蔭罩524中的孔，并根據(jù)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)516在±55°上進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)516可以是110°或125°鞍-鞍形偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，該偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括水平線圈、垂直線圈、鐵芯和一對(duì)可滲透金屬分路器，用于成形用語(yǔ)自會(huì)聚的垂直偏轉(zhuǎn)。利用較大的偏轉(zhuǎn)角125°偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，可以減小管頸514的直徑，由此允許需要較低驅(qū)動(dòng)功率的較小偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)516。
陰極射線管510采用包括在管殼540上的導(dǎo)電涂層的電極和被支撐在管殼540內(nèi)部的金屬電極的組合。圍繞電子槍512的出口和管頸514的頸部電極544由管殼540的壁上的導(dǎo)電涂層形成并被偏置不超過(guò)熒光屏偏置電位的偏置電位并經(jīng)過(guò)透過(guò)管殼540的壁的引線545施加。頸部電極544的低偏置電位例如10-20kV和通常約為15kV趨于向下減緩電子束，由此增加磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)516的效率。偏轉(zhuǎn)增強(qiáng)電極546圍繞頸部電極5444并由導(dǎo)電涂層形成，并且被偏置在超過(guò)熒光屏電位的偏置電位和經(jīng)過(guò)透過(guò)管殼540的壁的引線547施加。這樣，施加于偏轉(zhuǎn)增強(qiáng)電極546的偏置電位例如35kV產(chǎn)生電場(chǎng)，該電場(chǎng)在完成由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)516產(chǎn)生的基本上所有偏轉(zhuǎn)之后作用在電子束的電子上，以便除了由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)516提供的偏轉(zhuǎn)之外，可增加從電子槍512發(fā)射的電子束的偏轉(zhuǎn)。
第三電極548是由具有L形橫截面的一金屬片形成的并被偏置在經(jīng)過(guò)透過(guò)管殼540的壁的引線549施加的電位。電極548被偏置在低于熒光屏電位并優(yōu)選低于頸部電極544電位的電位，例如0-20kV和通常為約10kV，由此朝向面板510引導(dǎo)電子束到達(dá)面板510的周邊區(qū)域，因此減小其著屏角。由于管子510的垂直尺寸比水平尺寸短很多(如圖13所示)，因此電極48不必是上述矩形以作用在指向面板520的可視區(qū)域的頂部和底部邊緣的電子束上，而可以是分別經(jīng)過(guò)引線549a、549b接收偏置電位的兩個(gè)直L形金屬電極548a、548b，以便只作用于指向管子510的左和右垂直邊緣的那些電子束上。電極548a、548b分別連接到引線549a、549b上，例如通過(guò)焊接或玻璃而用于物理支撐到金屬連接，例如導(dǎo)電玻璃料材料。
蔭罩524被蔭罩框架526支撐并經(jīng)過(guò)透過(guò)管殼540的壁的引線525接收熒光屏電極522偏置電位。熒光屏電位是例如30kV。吸氣材料556放在方便位置上，如蔭罩框架526和電極548a、548b的后面。
在任何前述實(shí)施例中，導(dǎo)電涂層或電極在管殼的表面上，如面板20、120、220、320、420等，這種涂層或電極優(yōu)選是用噴射、升華、旋涂或其它淀積或施加石墨或碳基材料、鋁或氧化鋁或其它合適導(dǎo)電材料形成的。其中電極如電極46a-46f、146、148、244a-244c、246a-246c、248a-248d、344a…348c等遠(yuǎn)離管殼40、140、240、340、440等的壁，這種電極優(yōu)選是由合適的金屬如鈦、殷鋼合金、鋼、不銹鋼或其它合適金屬形成的。
前面已經(jīng)借助典型實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是在由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明范圍和精神內(nèi)的改變對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。例如，本發(fā)明的陰極射線管可以是具有在其面板內(nèi)表面上的熒光體涂層的單色管子或者可以是具有在其上的彩色熒光體圖形和有對(duì)應(yīng)彩色熒光體圖形的孔圖形的蔭罩的彩色管子，這里所述的管子可以有或沒(méi)有蔭罩?？梢缘玫捷^高效率的蔭罩，如能使電子束的大部分電子通過(guò)它的孔的蔭罩，這種高效蔭罩可以用在本發(fā)明的陰極射線管中，因此實(shí)現(xiàn)提高亮度、減小束點(diǎn)尺寸或減小電子槍直徑(和有利于增加偏轉(zhuǎn)角或減小與之相關(guān)的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)功率)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。
由分壓器建立的偏置電位可以利用由分立電阻器形成的電阻分壓器、高電阻率材料塊、高電阻率材料涂層或其它合適分壓器建立。施加于周邊電極48、148、248的偏置電位優(yōu)選低于熒光屏電位，并且可以給其施加相等的電位，可以低于頸部電極44、144、244的偏置電位，并且甚至可以被偏置零電位或地電位或負(fù)電位。
權(quán)利要求
1.一種管子，包括具有管頸、漏斗形部分和面板的管殼，該管殼還具有在面板上并偏置在熒光屏電位的熒光屏電極；指向所述面板的至少一束電子的源，其中所述源處于所述管頸中并磁偏轉(zhuǎn)所述至少一束電子；設(shè)置在所述面板上的熒光材料，用于根據(jù)撞擊到其上的至少一束電子產(chǎn)生光；在所述管殼的漏斗形部分的內(nèi)表面上的至少第一和第二電極，每個(gè)所述電極限定使至少一束電子通過(guò)的相應(yīng)孔，其中所述第一電極靠近所述源和遠(yuǎn)離所述面板并被偏置在低于熒光屏電位的電位，所述第二電極位于所述第一電極和所述面板之間并被偏置在不低于熒光屏電位的電位；和由金屬形成的限定使至少一束電子通過(guò)的孔的第三電極，其中所述第三電極位于所述第二電極和所述面板之間并被偏置在不超過(guò)熒光屏電位的電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的管子，其中所述第一和第二電極的至少之一包括淀積在所述管殼的漏斗形部分內(nèi)表面上的導(dǎo)電材料，并且所述面板是具有兩個(gè)長(zhǎng)邊和兩個(gè)短邊的基本上矩形形狀，所述第三電極包括固定于所述管殼的漏斗形部分上的兩個(gè)金屬電極，所述金屬電極之一靠近所述面板的兩個(gè)短邊的每一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的管子，還包括靠近所述面板并具有多個(gè)孔的蔭罩，所述蔭罩被偏置在熒光屏電位，并且所述熒光材料包括在所述面板上的不同熒光材料的圖形，所述不同熒光材料根據(jù)通過(guò)所述蔭罩的孔撞擊在其上的至少一束電子而發(fā)射不同顏色的光。
4.一種管子，包括具有管頸、漏斗形部分和面板的管殼，該管殼還具有在面板上并偏置在熒光屏電位的熒光屏電極；指向所述面板的至少一束電子的源，其中所述源處于所述管頸中并磁偏轉(zhuǎn)所述至少一束電子；設(shè)置在所述面板上的熒光材料，用于根據(jù)撞擊到其上的至少一束電子產(chǎn)生光；固定于所述管殼的漏斗形部分內(nèi)部的多個(gè)支架，所述支架的至少一個(gè)包括在其上的用于提供至少兩個(gè)不同電位的電阻分壓器；和固定于所述多個(gè)支架上的至少第一和第二電極，每個(gè)所述電極限定使至少一束電子通過(guò)的相應(yīng)孔，其中所述第一和第二電極連接到所述電阻分壓器，并被偏置在由此提供的兩個(gè)不同電位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的管子，其中所述支架包括金屬層和在所述金屬層上的陶瓷層，所述第一和第二電極附著于所述陶瓷層上，并且所述電阻分壓器包括在至少一個(gè)支架的陶瓷層上的高電阻率材料，所述第一和第二電極電連接到所述陶瓷層上的所述高電阻率材料上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的管子，還包括靠近所述面板并具有多個(gè)孔的蔭罩，所述蔭罩適于被偏置在熒光屏電位，并且所述熒光材料包括在所述面板上的不同熒光材料的圖形，該不同熒光材料根據(jù)通過(guò)所述蔭罩的孔撞擊到其上的至少一束電子而發(fā)射不同顏色的光。
7.一種顯示器，包括具有管頸、漏斗形部分和面板的管殼，該管殼還具有在面板上并偏置在熒光屏電位的熒光屏電極；指向面板的至少一束電子的源，其中所述源處于所述管頸中；靠近至少一束電子的源的磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，用于磁偏轉(zhuǎn)所述至少一束電子；設(shè)置在所述面板上的熒光材料，用于根據(jù)撞擊到其上的至少一束電子產(chǎn)生光；在所述管殼的漏斗形部分的內(nèi)表面上的至少第一和第二電極，每個(gè)所述電極限定使至少一束電子通過(guò)的相應(yīng)孔，其中所述第一電極靠近所述源和遠(yuǎn)離所述面板并被偏置在低于熒光屏電位的電位，所述第二電極位于所述第一電極和所述面板之間并適于被偏置在不低于熒光屏電位的電位；由金屬形成的并限定使至少一束電子通過(guò)的孔的第三電極，其中所述第三電極位于所述第二電極和所述面板之間并被偏置在不超過(guò)熒光屏電位的電位；和用于所述第一、第二、第三和熒光屏電極的偏置電位的源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的顯示器，其中所述第一和第二電極的至少之一包括淀積在所述管殼的漏斗形部分內(nèi)表面上的導(dǎo)電材料，并且所述面板是具有兩個(gè)長(zhǎng)邊和兩個(gè)短邊的基本上矩形形狀，所述第三電極包括固定于所述管殼的漏斗形部分上的兩個(gè)金屬電極，所述金屬電極之一靠近所述面板的兩個(gè)短邊的每一個(gè)。
9.一種顯示器，包括具有管頸、漏斗形部分和面板的管殼，該管殼還具有在面板上并偏置在熒光屏電位的熒光屏電極；指向所述面板的至少一束電子的源，其中所述源處于所述管頸中；靠近至少一束電子的所述源的磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，用于磁偏轉(zhuǎn)所述至少一束電子；設(shè)置在所述面板上的熒光材料，用于根據(jù)撞擊到其上的至少一束電子產(chǎn)生光；包括熒光屏電位的偏置電位的源；固定于所述管殼的漏斗形部分內(nèi)部的多個(gè)支架，所述支架的至少一個(gè)包括在其上的用于提供至少兩個(gè)不同電位的電阻分壓器；和固定于所述多個(gè)支架上的至少第一和第二電極，每個(gè)所述電極限定使至少一束電子通過(guò)的相應(yīng)孔，其中所述第一和第二電極連接到所述電阻分壓器，并被偏置在由此提供的兩個(gè)不同電位。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的顯示器，其中所述支架包括金屬層和在所述金屬層上的陶瓷層，并且所述支架的至少一個(gè)包括所述電阻分壓器，該電阻分壓器包括在所述陶瓷層上的高電阻率材料，所述第一和第二電極電連接到所述陶瓷層上的所述高電阻率材料上。
全文摘要
陰極射線管(10、110、210、310、410、510)包括朝向具有被偏置熒光屏電位的電極(22、122、222、322、422、522)的面板(20、120、220、320、420、520)引導(dǎo)電子束的電子槍(12、112、212、312、412、512)。電子束被磁偏轉(zhuǎn)以穿過(guò)面板(20、120、220、320、420、520)進(jìn)行掃描,以便撞擊其上的熒光體(23、123、223、323、423、523),并產(chǎn)生描繪圖象或信息的光。在管頸附近的頸部電極(44、144、244、344、444、544)被偏置在熒光屏電位或低于熒光屏電位的電位,在頸部電極(44、144、244、344、444、544)和面板(20、120、220、320、420、520)之間的第二電極(46、146、246、346、446、546)被偏置熒光屏電位或高于熒光屏電位的電位。結(jié)果,電子在比由磁偏轉(zhuǎn)獲得的角度大的總偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)?？拷姘?20、120、220、320、420、520)的第三電極(48、148、248、348、448、548)被偏置在熒光屏電位或熒光屏電位以下的電位,以便朝向面板(20、120、220、320、420、520)引導(dǎo)電子,由此增加電子在其上的著屏角。金屬和陶瓷支架(360、362、364)包括電極(344、346、348)中的幾個(gè)電極與之連接的電阻分壓器。
文檔編號(hào)H01J29/72GK1390359SQ00814491
公開(kāi)日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2000年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月21日
發(fā)明者約瑟夫·米歇爾·卡爾皮內(nèi)利, 丹尼斯·約翰·丹基斯, 杰弗里·保羅·約翰遜, 戴維·奧瑟·紐, 喬治·赫伯特·尼達(dá)姆·里德?tīng)?申請(qǐng)人:薩爾諾爾公司, 奧里翁電器公司