專利名稱：陰極射線管裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陰極射線管裝置，特別是關(guān)于改善熒光屏邊緣電子束點形狀的橢圓失真、穩(wěn)定提供良好圖像質(zhì)量的彩色陰極射線管裝置。
一般彩色陰極射線管具有發(fā)射水平方向一字排列的3電子束的一字型電子槍構(gòu)件及產(chǎn)生使該3電子束在水平方向及垂直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)的非均勻偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)線圈。所述3電子束由通過同一水平面上的中束及一對邊束構(gòu)成。該非均勻偏轉(zhuǎn)磁場由枕型水平偏轉(zhuǎn)磁場和桶型垂直偏轉(zhuǎn)磁場形成。由電子槍構(gòu)件發(fā)射的3電子束在偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的非均勻偏轉(zhuǎn)磁場作用下，面對熒光屏自會聚，同時聚焦在熒光屏上相應(yīng)的熒光層。通過這樣，在熒光屏上顯示彩色圖像。
QPF(Quadru-Potential Focus單雙電位聚焦)型Dynamic AstigmatismCorrection and Focus(動態(tài)像散校正聚焦)方式的電子槍構(gòu)件作為發(fā)射3電子束的電子槍構(gòu)件，如圖4所示，具有一字排列的3個陰極K及向著熒光屏方向依次配置的具有一體支持構(gòu)件的第1至第6柵極G1至G6。各柵極G1至G6具有分別與一字排列的3個陰極K相對應(yīng)的3相電子束通過孔。
該電子槍構(gòu)件的陰極K加上約150V電壓，第1柵極G1接地。第2柵極G2在管內(nèi)與第4柵極G4相連，加上約7--V電壓。第3柵極G3在管內(nèi)與第1-1柵極G5-1相連，加上約KV電壓。第5-2柵極G5-2加上約6KV電壓。第6柵極G6加上約26KV的高壓。
將這樣的電壓加在陰極及各柵極上，就形成電子束產(chǎn)生單元8、預(yù)聚透鏡9、UPF(Uni-Potenial Focus單電位聚焦)型子透鏡10、以及BPF(Bi-PotentialFocus雙電位聚焦)型主透鏡11。
電子束產(chǎn)生單元8由陰極K、第1柵極G1、以及第2柵極G2構(gòu)成，產(chǎn)生電子束，而且形成相對主透鏡11的物點。預(yù)聚焦透鏡9由第2柵極G2及第3柵極G3構(gòu)成，對三極單元8發(fā)射的電子束進行預(yù)聚焦。子透鏡10由第3柵極G3、第4柵極G4、以及第5-1柵極G5-1構(gòu)成，對經(jīng)過預(yù)焦聚透鏡9進行預(yù)聚焦的電子束再一次進行預(yù)聚焦。主透鏡11由第5-2柵極G5-2及第6柵極G6構(gòu)成，將預(yù)聚焦的電子束最后聚焦在熒光屏上。下面，將包括子透鏡10及主透鏡11的透鏡稱為主透鏡系統(tǒng)13。
另外，在利用偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的非均勻磁場使電子束向熒光屏邊緣進行偏轉(zhuǎn)時，將與該偏轉(zhuǎn)距離相應(yīng)的預(yù)先設(shè)定的電壓加在第5-2柵極G5-2上。即該電壓隨著電子束的偏轉(zhuǎn)量呈拋物線變化，使得在將電子束聚焦在熒光屏中心時為最低，而在使電子束偏轉(zhuǎn)、聚焦在熒光屏四角時為最高。
因此，在使電子束向熒光屏四角偏轉(zhuǎn)時，第5-2柵極G5-2與第6柵極G6之間的電位差變得最小，主透鏡11的透鏡強度最弱。同時，在第5-1柵極G5-1與第5-2柵極G5-2之間形成電位差，形成四極透鏡12。這時形成的四極透鏡12的透鏡強度，由于兩柵極之間的電位差最大，因此最強。該四極透鏡12設(shè)定為，在水平方向形成聚焦作用，而在垂直方向形成發(fā)散作用。
這樣，由于1電子束偏轉(zhuǎn)，使電子槍構(gòu)件到熒光屏的距離加大，像點遠離，與此相應(yīng)，主透鏡或率向減弱方向變化，另外與此同時，產(chǎn)生四極透鏡12，以補償由于偏轉(zhuǎn)線圈的水平偏轉(zhuǎn)磁場及垂直偏轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)像差，該四極透鏡12并隨著偏轉(zhuǎn)量增大而向增強方向變化。
但是，為了得到良好的彩色陰極射線管的圖像質(zhì)量，在熒光屏上必須有良好的聚焦特性。特別是在封裝有發(fā)射一字排列3電子束的電子槍構(gòu)件的彩色陰極射線管中，熒光屏上的束點如圖5所示，會產(chǎn)生由于偏轉(zhuǎn)像差導(dǎo)致的橢圓失真的核心1及光暈2這樣的問題。
一般，像Dynamic Astigmatism Correction and Focus方式的電子槍構(gòu)件，由多個柵極構(gòu)成主透鏡的低壓側(cè)電極，如第5-1柵極G5-1及第5-2柵極G5-2，在這些柵極間隨著電子束偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生四極透鏡，通過這樣來補償偏轉(zhuǎn)像差。這種補償偏轉(zhuǎn)像差的方式，如圖5B所示，能夠改善光暈2的問題。但是，如圖5B所示，在熒光屏水平軸端及對角軸端依然存在向水平方向擴展的束點隨圓失真，引起與蔭罩的干涉而導(dǎo)致的莫爾條紋等，在由電子束點構(gòu)成文字等時，產(chǎn)生看不清楚一類的問題。
下面，用光學(xué)透鏡模型來說明該束點橢圓失真現(xiàn)象。
圖6A所示為電子束沒有偏轉(zhuǎn)時聚焦在熒光屏中央的無偏轉(zhuǎn)透鏡模型，圖6B所示為使電子束偏轉(zhuǎn)時聚焦在熒光屏邊緣的有偏轉(zhuǎn)透鏡模型。
熒光屏SCN上束點的大小與放大率M有關(guān)，定義電子束水平方向的放大率為Mh，垂直方向的放大率為Mv。M用下式表示，
M＝發(fā)散角αo/αI即Mh(水平放大率)＝αoh(水平發(fā)散角)/αih(水平入射角)Mv(垂直放大率)＝αov(垂直發(fā)散角)/αiv(垂直入射角)在αoh＝αov、即圖6A所示無偏轉(zhuǎn)時，由于子透鏡10及主透鏡11的作用，在水平方向H及垂直方向V都受到相同程度的聚焦作用，因此，αih＝αiv，Mh＝Mv。
而在圖6B所示有偏轉(zhuǎn)時，在子透鏡10與主透鏡11之間形成在垂直方向V有發(fā)散作用、而在水平方向H有聚焦作用的四極透鏡12，以補償在垂直方向V有聚焦作用、而在水平方向H有發(fā)散作用的四極透鏡14的偏轉(zhuǎn)像差影響，因此，αih＜αiv，Mv＜Mh。
結(jié)果造成電子束的束點形狀在熒光屏中央為圓形，而在熒光屏邊緣，束點橫向變長。
作為解決這一問題的方法，提了采用所謂雙重四極方式構(gòu)造的電子槍構(gòu)件的方案。該電子槍構(gòu)件如圖12所示，其大致構(gòu)成與圖4所示的構(gòu)造相同，但第3柵極G3由第3-1柵極G3-1及第3-2柵極G3-2構(gòu)成。該第3-2柵極G3-2與第5-2柵極G5-2相連，偏轉(zhuǎn)時加上拋物線電壓，利用該所加的電壓，偏轉(zhuǎn)時在第3-1柵極G3-1與第3-2柵極G3-2之間，形成與偏轉(zhuǎn)磁場同步動態(tài)變化的四極透鏡14。
下面，用光學(xué)透鏡模型來說明該雙重四極方式的電子槍構(gòu)件。
圖7A所示為無偏轉(zhuǎn)時的透鏡模型，圖7B所示為有偏轉(zhuǎn)時的透鏡模型。
在αoh＝αov、即圖7A所示無轉(zhuǎn)時，由于子透鏡10及主透鏡11的作用，在水平方向H及垂直方向V都受到相同程度的聚焦作用，因此，αih＝αiv，Mh＝Mv。從而在熒光屏SCN中央得到圓形的束點。
而在圖7B所示有偏轉(zhuǎn)時，在子透鏡10的陰極一側(cè)形成第1四極透鏡12A，在子透鏡10與主透鏡11之間形成第2四極透鏡12B。第1四極透鏡12A在垂直方向V有聚焦作用，在水平方向H有發(fā)散作用。第2四極透鏡12B在垂直方向V有發(fā)散作用，在水平方向有聚焦作用。
其結(jié)果是，αih＝αiv，Mh＝Mv，按照放大率的理論，即使在熒光屏邊緣也得到圓形的電子束。
但是，在該雙重四極方式的電子槍構(gòu)件中存在的問題是，電子束在通過主透鏡11時的電子束水平直徑增大，容易受主透鏡11的球面像差的影響，為了有效地發(fā)揮雙重四極透鏡的作用，必須將第1四極透鏡12A的較強的水平方向發(fā)散作用及垂直方向聚焦作用及垂直方向發(fā)散作用加以組合，但是將透鏡強度較強的兩個四極透鏡加以組合，導(dǎo)致主透鏡球面像差的影響更大，在熒光屏SCN邊緣的束點形狀不是圓形。
作為減少該雙重四極方式方式電子槍構(gòu)件產(chǎn)生的主透鏡球面像差影響的有效方法，是設(shè)定足夠小的發(fā)散角αo的角度。但使發(fā)射角αo的角度減小時，一般電子束的虛物點直徑放大，即使用雙重四極方式電子槍構(gòu)件在整個熒光屏SCN屏面都得到圓形電子束點，但束點卻變大，仍不能夠得到良好的圖像質(zhì)量。
而作為解決該束點變大的問題的方法，比較有效的是減小子透鏡及主透鏡構(gòu)成的主透鏡系統(tǒng)的放大率M。在構(gòu)成主透鏡系統(tǒng)的QPF型電子槍構(gòu)件呂，如圖8A所示，將子透鏡10作為聚焦力強的透鏡，將主透鏡11作為聚焦力弱的透鏡，通過這樣形成放大率M大的主透鏡系統(tǒng)。另外，如圖8B所示，將子透鏡10作為聚焦力弱的透鏡，將主透鏡11作為聚焦力強的透鏡，通過這樣形成放大率M小的主透鏡系統(tǒng)。
通過這樣改變子透鏡與主透鏡的對比關(guān)系，就能比較容易地減小透鏡系統(tǒng)的放大率M。
即采用放大率M小的主透鏡系統(tǒng)構(gòu)成前述發(fā)散角小的電子束、以及由強四極透鏡構(gòu)成的雙重四極透鏡，能夠在整個熒光屏屏面上得到圓形束點。
但是，放大率小的主透鏡系統(tǒng)存在的問題是，當提供給第3-2柵極G3-2及第5-2柵極G5-2的聚焦電壓Vf發(fā)生變化時，熒光屏上的束點直徑即束點大小也相應(yīng)容易變化，如圖8B所示，在主透鏡系統(tǒng)的放大率較小時，束點直徑相對于聚焦電壓Vf的變化很陡。這個現(xiàn)象在第5-2柵極G5-2及第3-2柵極G3-2所加的拋物線電壓偏離規(guī)定電壓時，圖像顯示很差的聚焦特性。即必須加上正確的外部施加電壓，而這導(dǎo)致的問題是，彩色陰極射線管裝置的驅(qū)動電路設(shè)計的難度增加，且使得成本上升。
如上所述，為了使彩色陰極射線管裝置有良好的圖像質(zhì)量，必須在整個熒光屏屏面上保持良好的聚焦狀態(tài)，且必須抑制電子束點的橢圓失真。在以往的QPF型Dunamic Astigmatism Correction and Focus(動態(tài)像散校正聚焦)方式電子槍構(gòu)件中，通過對主透鏡低壓側(cè)電極加上適當?shù)膾佄锞€電壓，就在改變主透鏡的透鏡強度的同時，形成動態(tài)變化的四極透鏡。這樣就能防止因偏轉(zhuǎn)像差在電子束垂直方向產(chǎn)生的光暈。
但是，在熒光屏邊緣的束點橢圓失真仍較明顯。為了減少該束點的橢圓失真，如果采用雙生四極方式，則雖然在整個屏面能得到圓形的束點，但為了有效地發(fā)揮雙重四極透鏡的作用，必須將發(fā)散角小的電子束入射至熒光屏，還必須構(gòu)成放大率M小的主透鏡系統(tǒng)。
放大率M小的主透鏡系統(tǒng)的電子槍構(gòu)件具有下列的問題，即隨著聚焦電壓Vf變化，熒光屏上束點直徑的變化相應(yīng)較大，在從陰極射線管外部所加的拋物線電壓偏離規(guī)定值時，圖像質(zhì)量明顯變差，驅(qū)動陰極射線管的電路設(shè)計難度增加，且成本提高。
本發(fā)明目的在于，為解決上述諸問題，提供一種陰極射線管裝置，所述陰極射線管裝置能夠在整個熒光屏屏面上抑制束點橢圓失真，得到在整個熒光屏屏面上良好的聚焦特性，具有所述這樣的穩(wěn)定性能。
本發(fā)明提供的一種陰極射線管，包括發(fā)射電子束的電子槍構(gòu)件、以及形成使電子構(gòu)件發(fā)射的電子束在水平方向及垂直方向進行偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)裝置，所述電子槍構(gòu)件具有陰極及從該陰極向熒光屏一側(cè)依次排列的多個柵極電極，其特征在于，所述電子槍構(gòu)件具有產(chǎn)生電子束的電子束產(chǎn)生單元，對來自該電子束產(chǎn)生單元的電子束進行預(yù)聚焦的預(yù)聚焦透鏡，具有水平方向聚焦力小于垂直方向聚焦力的透鏡作用、經(jīng)過預(yù)聚焦透鏡進行預(yù)聚焦的電子束再一次進行預(yù)聚焦的子透鏡，具有水平方向聚焦力大于垂直方向聚焦力的透鏡作用、將經(jīng)過子透鏡進行預(yù)聚焦的電子束聚焦在熒光屏上的主透鏡，以及將電壓供給前述電子槍構(gòu)件各柵極電極的電壓供給手段，前述電壓在將前述電子槍構(gòu)件發(fā)射的電子束聚焦在熒光屏中央即無偏轉(zhuǎn)時，在預(yù)聚焦透鏡與前述主透鏡之間形成第1多極透鏡及第2多極透鏡，而在使電子束偏轉(zhuǎn)、聚焦在熒光屏邊緣即有偏轉(zhuǎn)時，隨著前述電子束偏轉(zhuǎn)量的增大，減少前述第1及第2多極透鏡的透鏡作用。
圖1為概略表示本發(fā)明陰極射線管采用的一字型電子槍構(gòu)件結(jié)構(gòu)的水平剖視圖。
圖2A至2C為概略表示圖1所示電子槍構(gòu)件第4柵極的結(jié)構(gòu)圖，圖2A為從熒光屏一側(cè)看的主視圖，圖2B為從側(cè)面看的側(cè)視圖，圖2C為從上面看的頂視圖。
圖3為概略表示本發(fā)明陰極射線管結(jié)構(gòu)的一實施形態(tài)的水平剖視圖。
圖4為概略表示以往的電子槍構(gòu)件結(jié)構(gòu)的水平剖視圖。
圖5A為在以往的電子槍構(gòu)件中熒光屏上束點產(chǎn)生光暈的說明圖，圖5B為在以往的電子槍構(gòu)件中熒光屏上束點產(chǎn)生橢圓失真的說明圖。
圖6A及圖6B分別表示偏轉(zhuǎn)時及有偏轉(zhuǎn)時以往的電子槍構(gòu)件光學(xué)透鏡模型。
圖7A及圖7B分別表示無偏轉(zhuǎn)時及有偏轉(zhuǎn)時以往的采用雙重四極透鏡方式的電子槍構(gòu)件光學(xué)透鏡模型。
圖8A及圖8B所示為一般的QPF型電子構(gòu)件情況下改變子透鏡與主透鏡的對比關(guān)系時束點大小相對于聚焦電壓Vf的變化。
圖9A及圖9B分別表示無偏轉(zhuǎn)時及有偏轉(zhuǎn)時本發(fā)明陰極射線管所用的電子槍構(gòu)件的光學(xué)透鏡模型。
圖10為概略表示本發(fā)明陰極射線管能夠采用的其他電子槍構(gòu)件結(jié)構(gòu)的水平剖視圖。
圖11為概略表示本發(fā)明陰極射線管能夠采用的另一其他電子槍構(gòu)件結(jié)構(gòu)的水平剖視圖。
圖12為概略表示以往的電子槍構(gòu)件結(jié)構(gòu)的水平剖視圖。
附圖標號說明1心2光暈8電子束產(chǎn)生單元(三極單元)9預(yù)聚焦透鏡10子透鏡11主透鏡12四極透鏡12A第1四極透鏡12B第2四極透鏡13主透鏡系統(tǒng)
14四極透鏡21電子束產(chǎn)生單元(三極單元)22預(yù)聚焦透鏡23子透鏡24主透鏡25第1四極透鏡26第2四極透鏡30偏轉(zhuǎn)像差分量101玻屏102玻錐103熒光屏104蔭罩105管頸106B電子束(邊束)106G電子束(心束)106R電子束(邊束)107電子槍構(gòu)件108偏轉(zhuǎn)裝置113外部導(dǎo)電膜117內(nèi)部導(dǎo)電膜H水平方向V垂直方向Z管軸方向SON屏K陰極(KB、KG、KR)G1第1柵極G2第2柵極G3第3柵極G3-1第1段G3-2第2段G4第4柵極
G5第5柵極G5-1第1段G5-2第2段G5-3第3段G6第6柵極(杯狀)Vf聚焦電壓Vfs聚焦電壓Vfd動態(tài)聚焦電壓αoh水平方向H的發(fā)散角αov垂直方向V的發(fā)散角αih水平方向H的靶入射角αiv垂直方向V的靶入射角Mh水平方向H的放大率(αoh/αih)Mv垂直方向H的放大率(αov/αiv)下面參照


本發(fā)明彩色陰極射線管裝置的一實施形態(tài)。
如圖3所示，該彩色陰極射線管裝置具有發(fā)射水平方向H一字排列的3電子束的一字型電子槍構(gòu)件，即所謂一字型彩色陰極射線管裝置。
該一字型彩色陰極射線管裝置具有由玻屏101、管頸105、及與玻屏101和管頸105連接的玻錐102而構(gòu)成的管殼。
玻屏101形成大致矩形形狀，在其內(nèi)表面具有由分別發(fā)出紅(R)、綠(G)、藍(B)光的條狀或點狀的三色熒光屏及金屬底層構(gòu)成的熒光屏103(靶)。另外，該彩色陰極射線管裝置還具有在與熒光屏103相對的位置隔開規(guī)定間隔安裝的蔭罩104。該蔭罩104在其內(nèi)側(cè)具有使電子束通過的大量的孔(槽)。
管頸105形成大致圓筒狀，具有與管軸一致的中心軸，其內(nèi)徑的剖面形狀也大致為圓形。該管頸105，在其內(nèi)部具有發(fā)射通過同一水平面上一字排列的3電子束106B、106G、106R的電子槍構(gòu)件107，即所謂一字型電子槍構(gòu)件。
該3電子束中06G、106B、10R在水平方向H一字排列，沿與管軸方向Z的平行方向發(fā)射。3電子束中，作為心束的電子束106G沿最接近管頸105中心軸的軌跡前進。另外，作為一對邊束的電子束106B及106R，沿心束106G兩邊的軌跡前進。
該電子槍構(gòu)件107將這些3電子束106R、106G、106B分別聚焦在熒光屏1034屏面上，同時將3電子束會聚在熒光屏103屏面上。
另外，該彩色陰極射線管裝置還有裝有玻錐102外側(cè)的偏轉(zhuǎn)裝置108、在玻錐102外側(cè)形成的外部導(dǎo)電膜113、以及在從玻錐102到管頸105一部分的內(nèi)表面被覆形成的內(nèi)部導(dǎo)電膜117。內(nèi)部導(dǎo)電膜117與供給陽級電壓的陽極端子連通。
在這樣結(jié)構(gòu)的彩色陽極射線管裝置中，從電子槍構(gòu)件107發(fā)射的3電子束106B、106G、106R利用偏轉(zhuǎn)裝置108產(chǎn)生的枕型水平偏轉(zhuǎn)磁場及桶型垂直偏轉(zhuǎn)磁場構(gòu)成的非均勻磁場，一面進行自會聚，一面進行偏轉(zhuǎn)，通過蔭罩104對熒光屏103進行水平方向H及垂直方向V的掃描。這樣顯示出彩色圖像。
該彩色陰極射線管裝置采用的電子槍構(gòu)件107，如圖1所示，具有在水平方向H-字排列的3個陰極K(B、G、R)、分別對這些陰極K地未圖示的3個熱絲、以及沿著從這些陰極K向著熒光屏103的管軸方向Z依次配置的第1柵極G1至第6柵極G6，然后用一對絕緣支承體將上述這些部件作整體支承。
第3柵極G3至少由2段構(gòu)成，如圖1所示，具有接近第2柵極G2的第1段G3-1及接近第4柵極G4的第2段G3-2。另外，第5柵極G5至少由2段構(gòu)成，如圖1所示，具有接近第4柵極G4的第一段G5-1及接近第6柵極G6的第2段G5-2。
第1柵極G1及第2柵極G2為板狀電極，其板面有3個大致圓形的電子束通過孔，與在水平方向H一字排列的3個陰極K相對應(yīng)。
第3柵極G3的第1段G3-1及第2段G3-2為筒狀電極，分別在電極的陰極K一側(cè)及熒光屏一側(cè)的兩個端面有與3個陰極K對應(yīng)的3個電子束通過孔。第1段G3-1在與第2段G3-2相對的面上有在水平方向H為長軸的非圓形電子束通過孔。另外，第2段G3-2在與第1段G3-1相對的面上有在垂直方向V為長軸的非圓形電子束通過孔。
第4柵極G4為板狀電極，其板面有3個大致圓形的電子束通過孔。形成的該第4柵極G4，如圖2所示，其電子束通過孔的垂直方向V邊緣的板厚比水平方向H邊緣的板厚要厚。即第4柵極G4具有柵極的一部分突出的結(jié)構(gòu)，使突出部分夾住水平方向H-字排列的3個電子束通過孔。
第5柵極G5的第1段G5-1及第2段G5-2為筒狀電極，分別在電極的陰極K一側(cè)及熒光屏一側(cè)的兩個端面有與3個陰極K對應(yīng)的3個電子束通過孔。第1段G5-1在與第2段G5-2相對的面上有在垂直方向V為長軸的非圓形電子束通過孔。另外，第2段G5-2在與第1段G5-1相對的面上有在水平方向H為長軸的非圓形電子束通過孔。另外，第2段G5-2與在第6柵極G6相對的面上有在垂直方向為長軸的非圓形電子束通過孔。
第6柵極G6為杯狀電極，其陰一側(cè)底面有與3個陰極對應(yīng)的3個電子束通過孔，在熒光屏一側(cè)有3電子束公共的開口。
在該電子槍構(gòu)件中，陰極及各柵極加上下述的電壓。
即陰極K加上100～150V電壓。第1柵極G1接地。第2柵極G2與第4柵極G4相連，它們加上400～800V電壓。
第3柵極G3的第1段G3-1與第5柵極G5的第1段G5-1相連，它們加上6-8KV的固定電壓即聚焦電壓Vfs。
第3柵極G3的第2段G3-2與第5柵極G5的第2段G5-2相連，它們加上的是在6～8KV的固定電壓上疊加隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的變化作拋物線變化的電壓而構(gòu)成的動態(tài)聚焦電壓Vfd。該動態(tài)聚焦電壓Vfd這樣設(shè)定，在將陰極發(fā)射的電子束聚焦在熒光屏中央即無偏轉(zhuǎn)時，小于固定聚焦電壓Vfs(Vfs＞Vfd)，在使陰極發(fā)射的電子束進行偏轉(zhuǎn)而聚焦在熒光屏邊緣即有偏轉(zhuǎn)時，等于固定聚焦電壓Vfs(Vfs＝Vfd).
第6柵極G6加上26～27KV的高壓即陰極電壓。
通過加上上述那樣的電壓，利用陰極K、第1柵極G1及第2柵極G2形成電子束產(chǎn)生單元即三極單元21，在該電子束產(chǎn)生單元產(chǎn)生3電子束，并且形成相對于后述的主透鏡的物點。另外，由第2柵極G2及第3柵極G3形成對三極單元21產(chǎn)生的3電子束進行預(yù)聚焦的預(yù)聚透鏡22。再由第3柵極G3、第4柵極G4及第5柵極G5形成對經(jīng)過預(yù)聚焦透鏡22進行預(yù)聚焦的3電子束再一次進行預(yù)聚焦的子透鏡23。另外，由第5柵極G5及第6柵極G6形成將經(jīng)過子透鏡23進行預(yù)聚焦的3電子束聚焦在熒光屏上的主透鏡24。
另外，無偏轉(zhuǎn)時，在第3柵極G3的第1段G3-1與第2段G3-2之間形成電位差，形成第1四極透鏡25。由于將第3柵極G3的第1段G3-1與第2段G3-2互相相對的面上形成的電子束通過孔的形狀做成上述那樣非圓形狀，因此構(gòu)成的該第1四極透鏡25在水平方向H具有聚焦作用，而在垂直方向上具有發(fā)散作用。
另外，在該無偏轉(zhuǎn)時，同時在第5柵極G5的第1段G5-1與第2段G5-2之間形成電位差，形成第2四極透鏡26。由于將第5柵極G5的第1段G5-1與第2段G5-2互相相對的面上形成的電子束通過形狀做成上述那樣非圓形狀，因此構(gòu)成的該第2四極透鏡26在水平方向H具有發(fā)散作用，而在垂直方向V具有聚焦作用。
在上述那樣構(gòu)造的電子槍構(gòu)件中，在無偏轉(zhuǎn)時，如圖9A所示，水平方向H的發(fā)散角αoh等于垂直方向V的發(fā)散角αov(αoh＝αov)。這時，第3柵極G3的第1段G3-1與第2段G3-2之間的電位差最大，第1四極透鏡25的透鏡作用最強。這時的第1四極透鏡25在水平方向H具有聚焦作用，而在垂直方向V具有發(fā)散作用。子透鏡23在垂直方向V的聚焦作用比水平方向H的聚焦作用強。另外，第5柵極G5的第1段G5-1與第2段G5-2之間的電位差最大，第2四極透鏡26的透鏡作用最強。這時的第2四極透鏡26在水平方向H具有發(fā)散作用，而在垂直方向V具有聚焦作用。主透鏡24在水平方向H的聚焦作用比垂直方向V的聚焦作用強。
即在該偏轉(zhuǎn)時，從三極單元21的陰極K發(fā)射的電子束，在經(jīng)過預(yù)聚焦透鏡22進行預(yù)聚焦后，由于第1四極透鏡25，在水平方向H受到聚焦作用，而在垂直方向V受到發(fā)散作用。
接著，該電子束由于子透鏡23，在水平方向H受到相對較弱的聚焦作用，而在垂直方向V受到相對較強的聚焦作用。接著，該電子束由于第2四極透鏡26，在水平方向H受到發(fā)散作用，而在垂直方向V受到聚焦作用。最后，該電子束由于主透鏡24，在水平方向H受到相對較強的聚焦作用，而在垂直方向V受到相對較弱的聚焦作用，聚焦在熒光屏103的中央。
這種情況下，入射至熒光屏103的電子束在水平方向H的入射角αih與垂直方向V的入射角αiv一致(αih＝αiv)。因此，水平方向H的放大率Mh(＝αoh/αih)等于垂直方向V的放大率Mv(＝αov/αiv)(Mh＝Mv)。即在熒光屏103中央是到圓形束點。
下面在偏轉(zhuǎn)時，如圖9B所示，水平方向H的發(fā)散角αoh等于垂直方向V的發(fā)散角αov(αoh＝αov)。隨著電子束偏轉(zhuǎn)量增大，第3柵極G3的第1段G3-1與第2段G3-2之間的電位差變小，偏轉(zhuǎn)量最大時，電位差變?yōu)?。這時，第1四極透鏡25在水平方向H的聚焦作用及垂直方向V的發(fā)散作用都消失。子透鏡23在垂直方向V的聚焦作用比水平方向H的聚焦作用強。另外，隨著電子束偏轉(zhuǎn)量增大，第5柵極G5的第1段G5-1與第2段G5-2之間的電位差變小，偏轉(zhuǎn)量最大時，電位差變?yōu)?。這時，第2四極透鏡26與第四極透鏡25相同，在水平方向H的發(fā)散作用及垂直方向V的聚焦作用都消失。即由于固定聚焦電壓Vfs與動態(tài)聚焦電壓Ffd一致(Vfs＝Vfd)，因此未形成第1四極透鏡25及第四極透鏡26。主透鏡24在水平方向H的聚焦作用比垂直方向V的聚焦作用強。
即在有偏轉(zhuǎn)時，從三極單元21的陰極K發(fā)射的電子束，在經(jīng)過預(yù)聚焦透鏡22進行預(yù)聚焦后，由于子透鏡23，在水平方向H受到弱聚焦作用，而在垂直方向V受到強聚焦作用。接著，該電子束由于主透鏡24，在水平方向H受到強聚焦作用，而在垂直方向V受到弱聚焦作用。最后，該電子束受到含有非均勻偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)像差分量30的影響，在水平方向H受到發(fā)散作用，而在行方向V受到聚焦作用，聚焦在熒光屏103上。該偏轉(zhuǎn)像差分量30對電子束產(chǎn)生的影響，利用子透鏡23及主透鏡24在水平方向H與垂直方向V的聚焦力有相差從而得到補償。
這種情況下，入射至熒光屏103的電子束在水平方向H的入射角αih與垂直方向V的入射角αiv一致(αih＝αiv)，能夠得到圓形束點。
這時，水平方向H的發(fā)射角αoh及垂直方向V的發(fā)散角αov是非常小的角度，電子束不受主透鏡24的球面偏差的影響。
如上所述，根據(jù)本實施形態(tài)的彩色陰極射線管，由于按照電子束的偏轉(zhuǎn)量來改變主透鏡的透鏡強度，同時形成動態(tài)變化的四極透鏡，因此可以消除由于偏轉(zhuǎn)像差導(dǎo)致電子束產(chǎn)生的垂直方向的光暈。
另外，根據(jù)該彩色陰極射線管裝置，由于采用雙重四極方式，因此在整個熒光屏面上，能夠減小束點的橢圓失真，得到大致圓形的束點。
再有，根據(jù)該彩色陰極射線管裝置，電子束在水平方向H的發(fā)射角αoh及垂直方向V的發(fā)散角αov是非常小的角度，電子束不受主透鏡24的球面像差的影響。
再有，根據(jù)該彩色陰極射線管裝置，由于子透鏡的透鏡構(gòu)成是垂直方向具有比水平方向強的聚焦力，因此如圖8A所示具有這樣的特性，即相對于聚焦電壓Vf的變化，熒光屏上電子束點的變化較少。即，從彩色陰極射線管外部施加的拋物線聚焦電壓Vfd即使偏離規(guī)定電壓若干，在發(fā)生這樣現(xiàn)象時，電子束的束點直徑變化也較小，能夠?qū)D像質(zhì)量的劣化抑制到量低限度。
因而能夠提供一種在整個熒光屏屏面上抑制束點橢圓失真、在整個熒光屏面上得到良好焦特性的具有這樣穩(wěn)定性能的彩色陰極射線管裝置。
另外，本發(fā)明彩色陰極射線管裝置不限于上述實施形態(tài)的構(gòu)成。
例如圖10所述的電子槍構(gòu)件是如下所述構(gòu)成的。即基于構(gòu)成與上述實施形態(tài)相同，而第3柵極G3的第1段G3-1與第5柵極G5的第2段G5-2相連，第3柵極G3的第2段G3-2與第5柵極G5的第1段G5-1相連。這種情況下，第3柵極G3的第1段G3-1在與其第2段G3-2相對的面上有在垂直方向V為長軸的非圓形電子束通過孔，同時第2段G3-2在與其第1段G3-1相對的面上有在水平方向H為長軸的非圓形電子束通過孔。
通過對這樣構(gòu)造的各柵極加上規(guī)定的電壓，在第3柵極G3的第1段G3-1與第2段G3-2之間形成在水平方向H有發(fā)散作用、在垂直方向V有聚焦作用的第1四極透鏡，在第5柵極G5的第1段G5-1與第2段G5-2之間形成在水平方向H有聚焦作用、在垂直方向V有散作用的第2四極透鏡。
利用上述構(gòu)成，能得到與上述實施形態(tài)相同的效果。
另外，圖11的電子槍構(gòu)件是如下所述構(gòu)成的。即第3柵極G3由1段構(gòu)成。第5柵極G5由第1段G5-1、第2段G5-2、以及第3段G5-3構(gòu)成。
第5柵極G5的第1段G5-1在與第2段G5-2相對的面上有在垂直方向V為長軸的非圓形電子束通過孔，第2段G5-2在與第1段G5-1相對的面上有在水平方向H為長軸的非圓形電子束通過孔。
第3柵極G3與第5柵極G5的第2段G5-2相連，對它們加上固定的聚焦電壓Vfs。另外，第5柵極G5的第1段G5-1與第3段G5-3相連，對它們加上隨電子束偏轉(zhuǎn)量而按拋物線變化的動態(tài)聚焦電壓Vfd。
通過加上上述那樣的電壓，在第5柵極G5內(nèi)的第1段G5-1與第2段G5-2之間形成在水平方向H有發(fā)散作用、在垂直方向V有聚焦作用的第1四極透鏡。另外，在第5柵極G5內(nèi)的第二段G5-2與第3段G5-3之間形成在水平方向H有聚焦作用、在垂直方向V有發(fā)散作用的第2四極透鏡。
利用上述構(gòu)成，能得到與上述實施形態(tài)相同的效果。
另外圖中未表示，在第4柵極G4形成在垂直方向V為長軸的非圓形電子束通過孔的情況下，也能得到相同的效果。
在第3柵極G3的與第4柵極G4相對的面上以及在第5柵極G5的與第4柵極G4相對的面上形成在水平方向H為長軸的非圓形電子束通過孔的情況下，也能得到相同的效果。
在第3柵極G3的與第4柵極G4相對的面上以及在第5柵極G5的與第4柵極G4相對的面上形成在垂直方向V呈溝狀的電子束通過孔，也能得到相同的效果。
如上述說明的那樣，本發(fā)明彩色陰極射線管裝置具有包含陰極及從該陰極至熒光屏方向排列的多個柵極電極的電子槍構(gòu)件。該電子槍構(gòu)件形成有電子束產(chǎn)生單元、預(yù)聚焦透鏡、子透鏡及主透鏡，所述電子束產(chǎn)生單元利用這些陰極、第1柵極及第2柵極產(chǎn)生電子束，所述預(yù)聚焦透鏡利用第2柵極及第3柵極對來自電子束產(chǎn)生單元的電子束進行預(yù)聚焦，所述子透鏡為利用第3柵極至第5柵極對經(jīng)過預(yù)聚焦透鏡進行預(yù)聚焦的電子束再一次進行預(yù)聚焦的UPF型透鏡，所述主透鏡是利用第5柵極及第6柵極對經(jīng)過子透鏡進行預(yù)聚噍的電子束最后聚焦在熒光屏上的BPF型透鏡。
子透鏡在水平方向的聚焦力比垂直方向的相對較弱，而主透鏡在水平方向的聚焦力比垂直方向的相對較強。
第3柵極由沿電子束前進方向配置的第1段及第2段構(gòu)成。無偏轉(zhuǎn)時，在預(yù)聚焦透鏡與子透鏡之間，即在第3柵極的第1段與第2段之間形成第1四極透鏡。
第5柵極由沿電子束前進方向配置的第1段的第2段構(gòu)成。無偏轉(zhuǎn)時，在子透鏡與主透鏡之間，即在第5柵極的第1段與第2段之間形成第2四極透鏡。
在形成第1四極透鏡的至少1段及形成第2四極透鏡的至少1段上加上一定的聚焦電壓。另外，在形成第1四極透鏡的至少1段及形成第2四極透鏡的至少1段上加上與偏轉(zhuǎn)磁場同步按拋物線動態(tài)變化的動態(tài)聚焦電壓。該動態(tài)聚焦電壓按拋物線變化，在無偏轉(zhuǎn)時為最低，在電子束偏轉(zhuǎn)量最大時為最高。隨著該動態(tài)聚焦電壓逐漸增加，第1四極透鏡在水平方向的聚焦作用及垂直方向的發(fā)散作用減弱，第2四極透鏡在水平方向的發(fā)散作用及垂直方向的聚焦作用減弱。
利用這樣的構(gòu)成，入射至熒光屏的電子束水平方向及垂直方向的入射角總是一致，能夠在整個熒光屏屏面上得到圓形束點。
另外，即使在動態(tài)聚焦電壓偏離規(guī)定電壓的情況下，束點直徑變化也不大，能夠提供穩(wěn)定的聚焦特性。
如上述說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種陰極射線管裝置，所述陽極射線管裝置能夠在整個熒光屏屏面上抑制束點橢圓失真，在整個熒光屏屏面上得到良好的聚焦特性，具有這樣的穩(wěn)定性能。
權(quán)利要求
1.一種陰極射線管裝置，包括發(fā)射電子束的電子槍構(gòu)件、以及形成使電子槍構(gòu)件發(fā)射的電子束在水平方向及垂直方向進行偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)裝置，所述電子槍構(gòu)件具有陰極及從該陰極向熒光屏一側(cè)依次排列的多個柵極電極，其特征在于，所述電子槍構(gòu)件包括產(chǎn)生電子束的電子束產(chǎn)生單元，對來自該電子束產(chǎn)生單元的電子束進行預(yù)聚焦的預(yù)聚焦透鏡，具有水平方向聚焦力小于垂直方向聚焦力的透鏡作用、將經(jīng)過預(yù)聚焦透鏡進行預(yù)聚焦的電子束再一次進行預(yù)聚焦的子透鏡，具有水平方向聚焦力大于垂直方向聚焦力的透鏡作用、將經(jīng)過子透鏡進行預(yù)聚焦的電子束聚焦在熒光屏上的主透鏡，以及將電壓供給所述電子槍構(gòu)件各柵極電極的電壓供給手段，所述電壓在將所述電子槍構(gòu)件發(fā)射的電子束聚焦在熒光屏中央即無偏轉(zhuǎn)時，在預(yù)聚焦透鏡與所述主透鏡之間形成第1多極透鏡及第2多極透鏡，而在使電子束偏轉(zhuǎn)、聚焦在熒光屏邊緣即有偏轉(zhuǎn)時，隨著所述電子束偏轉(zhuǎn)量的增大，減少所述第1及第2多極透鏡的透鏡作用。
2.如權(quán)利要求1所述的陰極射線管裝置，其特征在于，所述第1多極透鏡作用在水平方向具有聚焦作用，而在垂直方向具有發(fā)射作用，同時所述第2多極透鏡的透鏡作用在水平方向具有發(fā)散作用，而在垂直方向具有聚焦作用。
3.如權(quán)利要求1所述的陰極射線管裝置，其特征在于，所述第1多極透鏡的透鏡作用在水平方向具有發(fā)散作用，而在垂直方向具有聚焦作用，同時所述第2多極透鏡的透鏡作用在水平方向具有聚焦作用，而在垂直方向具有發(fā)散作用。
4.如權(quán)利要求1所述的陰極射線管裝置，其特征在于，所述電壓供給手段將與所述偏轉(zhuǎn)磁場同步動態(tài)變化的電壓供給形成所述電極、以及形成所述主透鏡的至少1個柵極電極。
5.如權(quán)利要求4所述的陰極射線管裝置，其特征在于，所述電壓供給手段給的電壓，在無偏轉(zhuǎn)時最小，與相鄰柵極電極所加電壓之間形成最大的電位差，在有偏轉(zhuǎn)時，隨著電子束偏轉(zhuǎn)量的增加而增加，在電子束的偏轉(zhuǎn)量最大時，與相鄰柵極電極所加的電壓之間形成最小的電位差。
6.如權(quán)利要求5所述的陰極射線管裝置，其特征在于，所述電壓供給手段，在電子束的偏轉(zhuǎn)量最大時，供給電壓使第1及第2多極透鏡的透鏡作用消失。
7.如權(quán)利要求1所述的陰極射線管裝置，其特征在于，所述第1多極透鏡在所述預(yù)聚焦透鏡與所述子透鏡之間形成，所述第2多極透鏡在所述子透鏡與所述主透鏡之間形成。
8.如權(quán)利要求1所述的陰極射線管裝置，其特征在于，第1多極透鏡及第2多極透鏡在所述子透鏡與所述主透鏡之間形成。
9.如權(quán)利要求1所述的陰極射線管裝置，其特征在于，所述電子槍構(gòu)件具有從陰極向熒光屏依次排列的第1柵極、第2柵極、第3柵極的第1段、第3段的第2段、與第2柵極電氣相連的第4柵極、與第3柵極的第1段電氣相連的第5柵極的第1段、與第3柵極的第2段電氣相連的第5柵極的第2段、以及第6柵極，所述電壓供給手段供給的電壓，在無偏轉(zhuǎn)時，在第3柵極的第1段與第2段之間形成第1多極透鏡，在第3柵極的第2段和第5柵極的第1段之間形成子透鏡，在第5柵極的第1段與第2段之間形成第2多極透鏡，在第5柵極的第2段與第6柵極之間形成主透鏡。
10.如權(quán)利要求1所述的陰極射線管裝置，其特征在于，所述電子槍構(gòu)件具有從陰極向熒光屏依次排列的第1柵極、第2柵極、第3柵極的第1段、第3柵極的第2段、與第2柵極電氣相連的第4柵極、與第3柵極的第2段電氣相連的第5柵極的第1段、與第3柵極的第1段電氣相連的第5柵極的第2段、以及第6柵極，所述電壓供給手段供給的電壓，在無偏轉(zhuǎn)時，在第3柵極的第1段與第2段之間形成第1多極透鏡，在第3柵極的第2段至第5柵極的第1段之間形成子透鏡，在第5柵極的第1段與第2段之間形成第2多極透鏡，在第5柵極的第2段與第6柵極之間形成主透鏡。
11.如權(quán)利要求1所述的陰極射線管裝置，其特征在于，所述電子槍構(gòu)件具有從陰極向熒光屏依次排列的第1柵極、第2柵極、第3柵極、與第2柵極電氣相連的第4柵極、第5柵極的第1段、與第3柵極電氣相連的第5柵極的第2段、與第5柵極的第1段電氣相連的第3段、以及第6柵極。所述電壓供給手段供給的電壓，在無偏轉(zhuǎn)時，在第3柵極至第5柵極的第1段之間形成子透鏡，在第5柵極的第1段與第5柵極的第2段之間形成第1多極透鏡，在第5柵極的第2段與第3段之間形成第2多極透鏡，在第5柵極的第3段與第6柵極之間形成主透鏡。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種陰極射線管裝置,電子槍構(gòu)件形成電子束產(chǎn)生單元(21)、預(yù)聚焦透鏡(22)、子透鏡(23)、以及主透鏡(24)。子透鏡(23)的水平方向聚焦力比垂直方向的弱,主透鏡(24)的水平方向聚焦力比垂直方向的強。無偏轉(zhuǎn)時,在預(yù)聚焦透鏡(22)與子透鏡(23)之間形成第1四極透鏡(25),在子透鏡(23)與主透鏡(24)之間形成第2四極透鏡(26)。在形成第1及第2四極透鏡的至少1個柵極上加上與偏轉(zhuǎn)磁場同步按拋物線變化的、有偏轉(zhuǎn)時比無偏轉(zhuǎn)時要高的動態(tài)聚焦電壓。
文檔編號H01J29/48GK1266274SQ00103689
公開日2000年9月13日 申請日期2000年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月26日
發(fā)明者上野博文, 武川勉 申請人:東芝株式會社