專利名稱：具有光暈減弱電子槍的彩色陰極射線管的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種用于電視接收機(jī)或彩色顯示裝置中的彩色陰極射線管，特別是一種使用了一種電子槍的彩色陰極射線管，該電子槍可降低顯示屏周邊電子束斑點中的光暈的亮度，從而提供一種從適當(dāng)距離看，具有良好分辨率的顯示器。
彩色陰極射線管包括至少一個由陰極、聚焦電極和具有一在最終階段形成主透鏡的加速電極構(gòu)成的電子槍、一熒光屏和一偏轉(zhuǎn)裝置，它們被廣泛應(yīng)用于高質(zhì)量顯示裝置。
在這些彩色陰極射線管中，下面這些公知技術(shù)都用于從熒光屏的中心部分到其周邊部分的區(qū)域中得到良好再現(xiàn)圖像。
日本專利公開號昭53-18866(1978年6月17日公開)中公開了一種由電子槍的第二和第三電極在聚焦透鏡形成區(qū)域中形成的一種散光鏡。
在一個用于沿初始共面路徑發(fā)射三個電子束，然后將這三個電子束聚焦并加速的三射束成一直線類型的電子槍中，日本專利申請昭51-64368(1976年6月3日公開)在垂直于三個電子束的直線排列方向(下稱水平方向)的方向(下稱垂直方向)上延長了第一和第二電極中的電子束孔，并使兩個電子束孔在形狀上彼此不同，或使中心電子束的孔的垂直尺寸與水平尺寸的比率小于側(cè)邊電子束的孔的比率。
日本專利申請昭60-81736(1985年5月9日公開)通過至少一個非軸向?qū)ΨQ的透鏡在熒光屏上投射三個電子束，并包括一個通過在直線型電子槍的第三個電極的陰極側(cè)端中制造縫隙而形成的非軸向?qū)ΨQ透鏡，從而中心電子束的縫隙的管軸方向的深度大于側(cè)邊電子束的縫隙的管軸方向深度。
日本專利申請平4-249837使用了多個非軸向?qū)ΨQ的透鏡。
本發(fā)明概述上述傳統(tǒng)技術(shù)致力于通過抑制由熒光屏形成的顯示屏的周邊上出現(xiàn)電子束光斑的光暈量，來提高顯示質(zhì)量的均勻性。但是很難通過上述傳統(tǒng)技術(shù)完全消除光暈，因此或多或少還有光暈存在。另一方面，即使光暈被完全消除，顯示屏中心處的電子束光斑也會產(chǎn)生所謂的模糊現(xiàn)象，導(dǎo)致顯示屏中心處分辨率下降。光暈是發(fā)生在電子束截面中的高電流密度的中心區(qū)域(所謂的核心)周圍的電子束截面中的低電流密度的區(qū)域，光暈使形成在熒光屏上的電子束光斑變得模糊。
在上述傳統(tǒng)技術(shù)中，電子槍的第一或第二電極中的電子束孔在三個一字型電子束排列的方向上被延長，這種結(jié)構(gòu)用于得到低電流時的高分辨率。
本發(fā)明人注意到，特別是在用于陰極射線管的，如用于電視接收機(jī)、并由一峰值在3-4mA之間的陰極電流操作的彩色陰極射線管的電子槍中，光暈的產(chǎn)生可被抑制，且光暈的亮度可被降低，這是通過在面對電子槍第一電極的第二電極的端部中的電子束孔上重疊一水平延長的縫隙形凹部(通過將平板電極上電子束孔周圍的區(qū)域變薄形成的凹部)，同時改進(jìn)面對第二電極的第三電極的一端的形狀，以在主透鏡中水平延長電子束的截面形狀。但是，顯示屏的中心處的電子束光斑的垂直尺寸處有很大的電子束電流，因而引起分辨率的降低。
下面將說明光暈的產(chǎn)生被抑制和光暈的亮度被降低的原因。從陰極發(fā)射的電子束被第二電極吸引，然后向第三電極運動。由于水平延長的縫隙形凹部重疊在面向第一電極的第二電極的端部上的電子束孔上，因此陰極和第二電極的電子束傳送部分的頂邊或底邊之間的距離小于陰極和電子束孔的側(cè)邊的距離。因此，在穿過電子槍軸線的在垂直平面上運動的電子束比穿過電子槍軸線的在水平平面上運動的電子束受到第二電極電勢更強的影響，其結(jié)果是垂直平面中的電子束比水平平面中的電子束距離電子束孔的中心軸線更遠(yuǎn)的區(qū)域中運動，結(jié)果第二電極臨近區(qū)域中的電子束的截面形狀，即所謂的交叉區(qū)域的截面形狀被垂直延長。由第二電極的電勢吸引的電子的量隨著距離第二電極中電子束孔邊緣的距離的減少而增加，垂直平面中的電子束電流密度隨著距離電子束孔中心軸線的距離的增加而減小。
第二和第三電極之間的電子透鏡在第二電極附近區(qū)域起到了聚焦作用，在第三電極附近區(qū)域起到了散焦作用。該散焦作用在水平方向上比在垂直方向上更強，從而在主透鏡中水平延長電子束的交叉部分的形狀。
圖8A和8B分別示出面對第一電極的第二電極的端部中的電子束孔上重疊或不重疊水平延長的縫隙形凹部時主透鏡中的電子束的截面形狀。圖8A和8B中，H-H、V-V和D分別表示水平方向、垂直方向和電子束的垂直整體尺寸。圖8A中的D1表示高電流密度的HD部分的垂直尺寸，圖8B中的D2表示高電流密度的HD部分的垂直尺寸。
電子束的固定的整體垂直尺寸D，在圖8A面對第一電極的第二電極的端部中采用水平延長的縫隙形凹部時具有高電流密度部分HD的垂直尺寸比在圖8B采用這種凹部時更小，即D1＜D2。
電子束的垂直尺寸越小，當(dāng)電子束穿過偏轉(zhuǎn)磁場時受偏轉(zhuǎn)散焦的影響就越小，相應(yīng)地，通過在面對第一電極的第二電極的端部采用水平延長的縫隙形狀的凹部，發(fā)生在顯示屏周邊的電子束光斑的光暈的亮度就變得越小。
在顯示屏的中心處的電子束光斑尺寸可由交叉區(qū)域的尺寸和主透鏡的透鏡放大率來表示。當(dāng)在面對第一電極的第二電極的端部提供了水平延長的縫隙形凹部時，由于交叉區(qū)域尺寸被垂直延長，因此，大電流時的顯示屏的中心處的電子束光斑的尺寸在垂直方向上被延長，導(dǎo)致分辨率下降。
本發(fā)明的一個目的就是提供一種彩色陰極射線管，通過抑制電子束在熒光屏上的轟擊形成的電子束光斑的光暈的發(fā)生，同時降低光暈的亮度，實現(xiàn)從適當(dāng)距離(如為電視時，大約1m，為彩色顯示裝置時，大約30cm)觀看時具有良好分辨率的顯示。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種彩色陰極射線管，該射線管包括一具有一面板、一頸部和一連接面板和頸部的漏斗的真空管套，一形成在面板內(nèi)表面上的、用于通過三個電子束的轟擊分別產(chǎn)生三種色彩的熒光屏，一位于頸部內(nèi)、用于產(chǎn)生三個排列為一條直線的電子束并將三個電子束聚焦在熒光屏上的電子槍，該電子槍包括以固定順序排列的三個一線共面的陰極、一作為電子束控制電極的第一電極、一作為加速電極的第二電極、一作為聚焦電極的第三電極和一作為最終加速電極的陽極；環(huán)繞在頸部和漏斗之間的傳輸區(qū)域附近區(qū)域、用于以直線排列的三個電子束的方向和垂直該方向的偏轉(zhuǎn)三個電子束的電子束偏轉(zhuǎn)線圈，其中，第一電極具有三個以直線方向排列的第一類電子束孔，這三個第一類電子束孔都在直線方向被延長，面向第一電極的第二電極的一端具有三個以直線方向排列的第二類通孔形電子束孔，這三個第二類通孔形電子束孔都重疊有一在直線排列方向被延長的縫隙形凹部，第三電極的一端具有三個以直線方向排列的非軸向?qū)ΨQ的電子束孔，每一個非軸向?qū)ΨQ電子束孔的主軸都是垂直于直線排列方向的。
利用上述結(jié)構(gòu)，在不損害大電流的顯示屏中心位置分辨率的情況下，顯示屏周邊的光暈的發(fā)生被抑制，從而當(dāng)從適當(dāng)距離觀看時，整個顯示屏都具有良好的分辨率。
在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，其中圖1A-1D示出了電子槍的結(jié)構(gòu)，用于說明本發(fā)明彩色陰極射線管的第一實施例。
圖2為一透視圖，示出了第一電極2上的電子束孔的形狀，該孔用于本發(fā)明第一和后面的實施例；圖3為一透視圖，示出了本發(fā)明第二實施例中面對第一電極的第二電極的一端上的電子束孔的形狀；圖4為一透視圖，示出了本發(fā)明各實施例中面對第三電極的第二電極的一端上的電子束孔的形狀；
圖5為一透視圖，示出了本發(fā)明各實施例中面對第二電極的第三電極的一端上的電子束孔的一個例子的形狀；圖6為一透視圖，示出了本發(fā)明各實施例中面對第二電極的第三電極的一端上的電子束孔的另一例子的形狀；圖7為一透視圖，示出了本發(fā)明各實施例中面對第四電極的第三電極的一端上的電子束孔的一個例子的形狀；圖8A和8B分別示出了在面對第一電極的第二電極的端部上的電子束孔上覆蓋和不覆蓋水平延長的縫隙形狀的凹部時的主透鏡中的電子束的截面部分形狀；圖9A到9J示出了計算機(jī)模擬本發(fā)明實施例得到的結(jié)果，即組成電子槍的各電極的出口和入口處的電子束和熒光屏上的電子束光斑的截面形狀；圖10A到10J示出了計算機(jī)模擬傳統(tǒng)電子槍得到的結(jié)果，即組成傳統(tǒng)電子槍的各電極的出口和入口處的電子束和熒光屏上的電子束光斑的截面形狀；圖11為用在本發(fā)明彩色陰極射線管中的電子槍的例子的側(cè)視圖；圖12為一截面圖，用于說明本發(fā)明彩色陰極射線管的整體結(jié)構(gòu)的例子。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明下面將參照附圖對本發(fā)明彩色陰極射線管的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1A-1D為說明本發(fā)明彩色陰極射線管的第一實施例的電子槍的結(jié)構(gòu)圖。
圖1A示出了電子槍的整體結(jié)構(gòu)；圖1B為第二電極的透視圖；圖1C為從第一電極一側(cè)看到的第二電極中的電子束孔的平面圖；圖1D為沿圖1C中的ID-ID線的電子束孔的剖面圖。
在本實施例彩色陰極射線管使用的電子槍中，如圖1A所示，陰極(只示出一個)1、第一電極2、第二電極3、第三電極4、第四電極5、第五電極6的第一部分6-1、第五電極6的第二部分6-2，以及第六電極7以任意間隔排列。
第五電極6的第二部分6-2和第六電極7之間形成主透鏡，第二電極3和第四電極5接有驅(qū)動電壓Ec2(例如，在400V到1000V之間)，電極4、第五電極6的第一部分6-1和第五電極6的第二部分6-2接有一聚焦電壓Vf(例如，在6kV到9kV之間)。Vs表示接到陰極1上的信號電壓。屏蔽杯8與第六電極7電連接，并接有陽極電壓Eb(例如，在25kV到33kV之間)。第五電極6的第一部分6-1和第二部分6-2之間的間距用于產(chǎn)生可迅速調(diào)制電子束、從而有效地作用于電子束上的磁場，它可被忽略。
如圖1B-1D所示，在面對第一電極2的第二電極3的表面上具有由通孔3a-1和在通孔3a-1上重疊的水平延長的縫隙形凹部3a-2形成的電子束孔3a。第二電極3由厚度在大約0.3mm到0.5mm之間的金屬板制成。水平延長的縫隙形凹部3a-2的垂直尺寸小于通孔3a-1的垂直尺寸。
第三電極4由杯狀電極4-1和板電極4-2組成，例如，如圖1A局部剖視側(cè)視圖所示，且其整體長度大約為2mm。
在面對第二電極3的第三電極4的一端具有一對應(yīng)三電子束中任何一個的垂直延長的電子束孔，在第一電極2中具有對應(yīng)三電子束中任何一個的水平延長的電子束孔。由于在面對第二電極3的第三電極4的一端中具有垂直延長的電子束孔，因此，第三電極4附近、位于第二電極3和第三電極4之間的電子發(fā)散透鏡的強度在垂直方向上很小，而在水平方向上很強。
發(fā)散透鏡的強度可通過調(diào)節(jié)垂直延長孔的垂直和水平尺寸，或具有垂直延長孔的電極的部分厚度來控制。在本實施例中，需要確定透鏡的規(guī)格從而使主透鏡中的電子束的截面形狀在大電子束電流時在水平方向延長。
圖2為一透視圖，示出了第一電極2中的電子束孔2a的形狀，它可用于本發(fā)明第一和隨后的實施例中。
利用本實施例中的電子槍可實現(xiàn)高分辨率彩色陰極射線管，該管在不損害大電子束電流的顯示屏的中心部分的分辨率的情況下，可抑制顯示屏的周邊出現(xiàn)光暈。
圖3為一透視圖，示出了本發(fā)明第二實施例中面對第一電極2的第二電極3的一端中的電子束孔3a的形狀。如圖2所示，在該實施例中，第一電極2中的電子束孔2a也被水平延長。另外，在第二實施例中，面對第一電極2的第二電極3的一端中形成的各電子束孔3a都具有一水平延長的縫隙形凹部3a-2，該凹部的垂直寬度大于通孔3a-1的垂直尺寸。
利用本實施例的電子槍實現(xiàn)了高分辨率彩色陰極射線管，該管在不損害大電子束電流時的顯示屏的中心的分辨率的情況下，可抑制顯示屏的周邊出現(xiàn)光暈。
圖4為一透視圖，示出了面對第三電極4的第二電極3的一端上的電子束孔3a的形狀，它可用于本發(fā)明各實施例，面對第三電極4的第二電極3一端中的電子束孔3a為圓形。
圖5為一透視圖，示出了面對第二電極3(如圖1A所示)的第三電極4的一端上的電子束孔4a的一個例子的形狀，它可用于本發(fā)明各實施例，面對第二電極3的第三電極4的一端上的電子束孔4a是鑰匙孔形的。
圖6為一透視圖，示出了面對第二電極3的第三電極4的一端上的電子束孔4a另一個例子的形狀，它可用于本發(fā)明各實施例，面對第二電極3的第三電極4的一端上的各電子束孔4a的結(jié)構(gòu)是這樣的，即垂直延長的縫隙形凹部的水平寬度大于圖4所示的通孔3a的尺寸。
圖7為一透視圖，示出了面對第四電極5的第三電極4的一端中的電子束孔4b(如圖1A)的一個例子的形狀，它可用于本發(fā)明的各實施例，面對第四電極5的第三電極4的一端中的電子束孔4b為圓形。
利用具有分別結(jié)合圖4-7說明的實施例結(jié)構(gòu)的電子槍可實現(xiàn)一種高分辨率彩色陰極射線管，它在不損害大電子束電流顯示屏的中心分辨率的情況下，可抑制顯示屏的周邊出現(xiàn)光暈。
圖9A到9J示出了計算機(jī)模擬本發(fā)明實施例的結(jié)果，即組成電子槍的各電極的出口和入口處的電子束和熒光屏上的電子束光斑的截面形狀。另一方面，為了對比，圖10A到10J示出了計算機(jī)模擬傳統(tǒng)電子槍的結(jié)果，即組成傳統(tǒng)電子槍的各電極的出口和入口處的電子束和熒光屏上的電子束光斑的截面形狀。圖9A到9J分別對應(yīng)圖10A到10J，示出了各電極的出口和入口處的電子束的截面形狀和熒光屏上的電子束光斑的形狀。
圖9A示出了位于第一電極2的出口處的電子束的截面形狀，該截面在水平方向被稍微延長。圖9B示出了位于第二電極3的入口處的電子束的截面形狀，圖9C示出了第二電極3出口處的電子束的截面形狀，圖9D示出了位于第三電極4的入口處的電子束的截面形狀，圖9E示出了位于第三電極4的出口處的電子束的截面形狀，圖9F示出了位于第四電極5的出口處的電子束的截面形狀，圖9G示出了位于第五電極6的出口處的電子束的截面形狀，圖9H示出了位于第六電極7的出口處的電子束的截面形狀，圖9I示出了位于屏蔽杯8的出口處的電子束的截面形狀。而且，如圖9J所示，本發(fā)明實施例中的光斑在垂直方向的尺寸為D3。
另一方面，當(dāng)使用傳統(tǒng)的電子槍時，電子束的截面形狀如圖10A到10I所示，熒光屏上的電子束光斑的形狀被垂直延長，如圖10J所示。如圖10C所示，在傳統(tǒng)電子槍中，位于第二電極3的出口處的電子束的截面形狀被垂直延長，從而使熒光屏上的電子束光斑的形狀的垂直尺寸變?yōu)镈4。這表明，由于D3＜D4，因此比水平分辨率高得多的垂直分辨率在傳統(tǒng)電子槍中要更小。
顯示屏中心處的電子束光斑的尺寸由交叉部分尺寸和主透鏡的放大率來表示，因此顯示屏中心處的電子束光斑的垂直尺寸降低的量與交叉部分的垂直尺寸的降低量成比例。
對一利用具有三個0.55mm×0.55mm的正方形電子束孔的第一電極的實際彩色陰極射線管與一利用具有三個0.5mm高0.6mm寬的、與上述正方形電子束孔的面積基本相同的矩形電子束孔2a的第一柵極2(如圖2)的實際彩色陰極射線管進(jìn)行比較。當(dāng)彩色陰極射線管使用了具有三個矩形電子束孔的第一柵極時，大電子束電流的顯示屏中心處的電子束光斑的垂直尺寸顯著降低。在上述比較中，由于第一電極的電子束孔的面積彼此基本相同，因此可保持陰極射線管的相同使用壽命。
圖11為用于本發(fā)明彩色陰極射線管中的電子槍的側(cè)視圖。電子槍包括以特定順序排列、彼此間隔特定距離并固定在一對壓條玻璃9上的陰極1、第一電極2、第二電極3、第三電極4、第四電極5、包括第一部分6-1和第二部分6-2的第五電極6、第六電極7和屏蔽杯8。通過晶體管腳10供應(yīng)陰極上的信號電壓、低壓電極上的電壓和聚焦電極上的聚焦電壓；通過焊接在第六電極7上的屏蔽杯8上的彈簧件(未示出)向第六電極7供應(yīng)陽極電壓。
電子槍的第一電極2具有三個排成直線的電子束孔，各電子束孔的長邊方向與三個電子束孔的排列方向一致。
三個電子束孔的每一個都與縫隙形狀的凹部重疊，其長邊定向在三個電子束孔排列的直線方向上，三個電子束孔位于面對第一電極2的第二電極3的端部。位于面對第二電極3的第三電極4的端部的是一非軸向?qū)ΨQ的電子束孔，該孔用于使電子束的截面形狀形成為在直線方向具有主軸邊的形狀。
圖12為一截面圖，用于說明本發(fā)明彩色陰極射線管的整體結(jié)構(gòu)的例子。一面板11、一頸部12和一漏斗部13形成了真空套。通過在內(nèi)表面涂上三色熒光材料，在面板11的內(nèi)表面上形成了熒光屏14，作為彩色選擇電極的蔭罩15與熒光屏14距離很近。該蔭罩15與一罩殼16焊接，該罩殼然后通過焊接在罩殼16的外壁的彈簧17與嵌入面板11邊緣部分的內(nèi)壁的螺釘18相連接而被支撐在面板11中。一磁屏蔽19被固定于罩殼16旁的電子槍上，用于屏蔽外部磁場(地球磁場)。一偏轉(zhuǎn)線圈22環(huán)繞于截尾圓錐形的漏斗部13和圓柱形頸部12之間的過渡區(qū)域上，用于偏轉(zhuǎn)從電子槍23中水平(以直線方向)和垂直發(fā)射(垂直于直線方向)的三個電子束B(只示出它們中的一個)，從而在熒光屏14上再現(xiàn)圖像。
環(huán)繞容納電子槍23的頸部12的是一外部磁場裝置24，用于匯聚并聚合三個電子束并調(diào)節(jié)色度。在這些彩色陰極射線管中，為了防止真空套破裂，即所謂的內(nèi)向爆裂，保證安全，在面板11上以一定的張力緊緊環(huán)繞一環(huán)形防爆帶25。
具有上述的電子槍的電極結(jié)構(gòu)，本實施例的彩色陰極射線管可以降低高清晰度圖像上光暈的發(fā)生和光暈的亮度。
如上所述，本發(fā)明提供了彩色陰極射線管，通過在不影響大電子束電流的屏幕中心處的分辨率的情況下，抑制顯示屏周邊上出現(xiàn)光暈并降低光暈的亮度，該管可實現(xiàn)從一定距離觀看時，在整個顯示屏上實現(xiàn)良好的分辨率。
權(quán)利要求
1.一種彩色陰極射線管，該射線管包括一具有一面板、一頸部和一連接面板和頸部的漏斗的真空管套，一形成在面板內(nèi)表面上的、用于通過三個電子束的轟擊分別產(chǎn)生三種色彩的熒光屏，一位于頸部內(nèi)、用于產(chǎn)生三個排列為一條直線并將三個電子束聚焦在熒光屏上的電子束的電子槍，該電子槍包括以固定順序排列的三個一線共面的陰極、一作為電子束控制電極的第一電極、一作為加速電極的第二電極、一作為聚焦電極的第三電極和一作為最終加速電極的陽極；環(huán)繞在頸部和漏斗之間的傳輸區(qū)域附近、用于以三個電子束直線排列的方向和垂直該方向偏轉(zhuǎn)三個電子束的電子束偏轉(zhuǎn)線圈，其中，第一電極具有三個以直線方向排列的第一類電子束孔，這三個第一類電子束孔中每一個都在直線方向被延長，面向第一電極的第二電極的一端具有三個以直線方向排列的第二類通孔形電子束孔，這三個第二類通孔形電子束孔中的每一個都重疊有一在直線方向被延長的縫隙形凹部，第三電極的一端具有三個以直線方向排列的非軸向?qū)ΨQ的電子束孔，每一個非軸向?qū)ΨQ電子束孔的主軸都是垂直于所述直線方向的。
2.如權(quán)利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于所述縫隙狀凹部在垂直于所述直線排列方向的尺寸小于所述通孔形電子束孔在垂直于所述直線排列方向的尺寸。
3.如權(quán)利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于所述非軸向?qū)ΨQ電子束孔重疊有一在垂直于直線排列方向延長的縫隙狀凹部。
全文摘要
一種具有光暈減弱電子槍的彩色陰極射線管,包括三個直線共面的陰極、一控制電極、一加速電極、一聚焦電極和一陽極?？刂齐姌O具有三個排列在直線方向上的第一類型電子束孔,它們中的每一個都沿直線方向被延長。面對控制電極的加速電極的一端具有三個排列在直線方向上的通孔形電子束孔,它們中的每一個都重疊有一沿直線方向延長的縫隙狀凹部。聚焦電極的一端具有三個排列在直線方向上的非軸向?qū)ΨQ電子束孔,它們中的每一個的主軸都處于垂直于所述直線方向的方向。
文檔編號H01J29/50GK1375853SQ0210718
公開日2002年10月23日 申請日期2002年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月14日
發(fā)明者東條努 申請人:株式會社日立制作所