網紋幹擾減少的彩色陰極射線管的製作方法
2023-04-25 15:18:36 2
專利名稱：網紋幹擾減少的彩色陰極射線管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種彩色陰極射線管，它具有一字排列式電子槍，以便三個電子束在一平面上射向螢光屏。
一般而言，近來的彩色陰極射線管都採用一字排列式的電子槍。這種一字排列式電子槍製成能在一共同平面(水平面)上發射多束的，一般為三束的電子束。多束電子束聚集在彩色陰極射線管的螢光屏上以重顯出彩色圖象。
圖3描繪出一種具有一字排列式電子槍的先有彩色陰極射線管的軸向橫截面視圖。彩色陰極射線管由面板10、玻錐20、管頸30、形成在面板10內表面上的螢光屏40、蔭罩50即選色電極以及安裝在玻錐20外的偏轉線圈60所構成。一字排列式電子槍70(以下稱為電子槍)裝在管頸30中。字母R、G和B分別表示紅、綠和蘭的電子束。
由一字排列式電子槍70射來的三束電子束R、G和B被偏轉線圈60水平地和垂直地偏轉。這些電子束然後被蔭罩50選色，撞擊和激發相應於各電子束的預期彩色的螢光屏40，以重顯二維圖象。
圖4描繪先有的一字排列式電子槍的垂直橫截面視圖。電子槍由陰極01、第一電極02(以下稱為G1電極)、第二電極03(G2電極)、第三電極04(G3電極)、第四電極05(G4電極)第五電極06(G5電極)、第六電極07(G6電極)、G1電極的孔徑08、G2電極的孔徑09、G3電極在G2電極側的孔徑010、G3電極在G4電極側的開孔011、G4電極的開孔012、G5電極在G4電極側的開孔013、G5電極在G6電極側的開孔014以及G6電極的開孔15所構成。
G1電極02的孔徑08的直徑為0.4-0.6mm。G2電極03的孔徑09的直徑也是0.4-0.6mm。G3電極04在G4電極側的開口011直徑約為4.0mm。G4電極05的開口013直徑約為4.0mm。G4電極05的軸向長度為0.1mm。G5電極06的軸向長度為17.3mm。
按上述說明所製得的一字排列式電子槍操作如下。
由加熱器加熱的陰極01所發射的熱電子被加到G2電極03的400-1000V的正電壓吸向G1電極02，以形成排在垂直於圖的紙面平面的三束電子束。
三束電子束各通過G1電極02的孔徑08，並通過G2電極03的孔徑09。電子束然後被副主透鏡稍微預先聚焦，該副主透鏡(sub-main lens)由G3電極04、G4電極05和G5電極06形成，G3電極04上加有約5-10KV的低電壓，G4電極05上所加的電壓與加到G2電極03的電壓相同，而G5電極06上所加的電壓與G3電極04上所加的電壓相同。副主透鏡由以下兩個透鏡即G3電極04和G4電極之間的一個透鏡形成。電子束依次被加到G5電極06的正電壓加速，進入由G5電極06和電極07之間形成的主透鏡。
其間加有約20-35KV高壓的G5電極06和G6電極07組成主透鏡，它們之間的電位差形成G5電極06和G6電極07之間的靜電場。三束進入主透鏡的電子束的軌道被靜電場彎曲。
結果，三束電子束的每一電子束聚集在螢光屏上以形成束點。
為防止束點在屏的周圍散焦，日本專利公布第53-18866號公開了一種具有一字排列式的電子槍的彩色陰極射線管，該電子槍具有在水平方向伸長並在G3電極04側疊放在G2電極03的孔徑09上的長方形凹槽。
圖5描繪的平面視圖說明G2電極，它具有在水平方向伸長並在G3電檢測疊放在G2電極03的孔徑上的長方形凹槽。該在水平方向伸長的長方形凹槽9a、9b和9c包封著三個各自的在G3電極側的G2電極03中排成直線的孔徑91、92和93。
長方形凹槽9a、9b和9c在電極厚度方向上的適當深度為電子束提供了適當的象散，以抵消因偏轉引起的象差。
具有迄今所描述的一字排列式電子槍的先有彩色陰極射線管牽涉到產生網紋幹擾的問題。
網紋幹擾是被重顯圖象的寄生圖象，它起因於螢光點的周期結構和掃描線或周期視頻信號之間的幹擾差拍，如果束點直徑小於一定數值時會降低清晰度。與掃描線有關的網紋幹擾稱之為光柵網紋幹擾或水平網紋幹擾，另一個和視頻信號有關的網紋幹擾稱之為視頻網紋幹擾或垂直網紋幹擾。
上述具有一字排列式電子槍的先有彩色陰極射線管，其電子槍具有疊放在G3電極側的G2電極03孔徑09上的在水平上伸長的長方形凹槽，由於凹槽引起的束點的垂直伸長，會有害地較水平網紋幹擾產生更顯著的垂直網紋幹擾。
理由如下;用在計算機或之類的監控器的彩色陰極射線管在屏幕的中央和周邊都必須有高的清晰度。如在「In-Line Type High-Resol-ution Color-Display Tube」(National Technical Report，Vol.28，No.1，Feb.，1982)所說明的，對於有效對角線尺寸為36cm、水平圓點為1000或更多、蔭罩罩距為0.31mm或更小的組合而言，束點在中央的直徑必須小於0.7mm，同時，屏幕中央和周邊的束點直徑的比例必須為1.0-1.3。
當先有一字排列式電子槍如在日本專利公布53-18866中公開的，在G3電極側不具有水平伸長的疊放在G2電極孔徑上的長方形凹槽時，屏幕周邊處的束點直徑受到偏轉引起的象差的強列影響，並會大幅度地加大，因而不可能使束點在屏幕中央處和周邊處的直徑比例落在上述1.0-1.3的範圍內。
因此，在日本專利公布53-18866中所公開的先有一字排列式電子槍製造成在G3電極具有水平細長的疊放在G2電極孔徑上的長方形凹槽。凹槽的深度做得深淺適宜，以給電子束提供適當的象散，抵消偏轉引起的象差，並使屏幕適當的象散，抵消偏轉引起的象差，並使屏幕周邊對中央處的束點的直徑比例在1.0-1.3的範圍內。
但屏幕中央處的束點直徑因象散而在垂直方向伸長。如果中央處的束點直徑做成小於0.7mm，則在水平方向上的束點直徑就會變得非常之小。這會使水平的束點直徑不僅在中央處，也在整個屏幕上變小，將垂直網紋幹擾的問題強加在整個屏幕上。
為要解決先有技術的上述問題，本發明的目的是要提供一種具有一字排列式電子槍的彩色陰極射線管，它能減少聚焦特性的劣化，又能在整個屏幕上獲得無網紋幹擾的優質圖象。
簡而言之，根據本發明的各方面，上述目的是通過一種具有一字排列式電子槍的彩色陰極射線管完成的，該射線管包括電子束產生裝置，而電子束產生裝置包括一陰極、一第一電極，和一第二電極用以將三束電子束射向螢光屏;一副主透鏡，由一第三電極、一第四電極和一第五電極形成;以及一主透鏡，由所說第五電極和第一第六電極形成，和所說副主透鏡一起用以將所說三束電子束聚焦到所說螢光屏上;所說第二和第四電極電邊接在一起，所說第三和第五電極邊電連接在一起;其中所說第四電極G4的軸向長度對第四電極開孔的直徑之比為A，所說第五電極G5的軸向長度對所說第四電極開孔的直徑之比為B，比例A和B滿足下列方程式54A-5B+4≤0，55A-5B+7≤0，A-0.18≥0，以及
95A+10B-73≤0附圖中
圖1為一垂直模截面視圖，說明使用在按本發明的彩色陰極射線管的一字排列式電子槍的實施例;
圖2說明比例A(G4電極的軸向長度對G4電極開孔的直徑之比)和比例B(G5電極的軸向長度對G4電極開孔的直徑之比)之間的關係;
圖3為一軸向模截面視圖，說明一種具有一字排列式電子槍的先有彩色陰極射線管;
圖4為一垂直模截面視圖，說明先有的一字排列式電子槍;以及圖5為一平面視圖，說明G2在G3電極側上具有在水平伸長的疊放在G2電極孔徑上的長方形凹槽。
如果束點直徑大於0.6mm，則具有有效對角線36cm的屏幕和蔭罩距為0.31-0.26mm的蔭罩的彩色顯象管不會產生網紋幹擾。因此，為了防止垂直網紋幹擾，在屏幕中央處的束點水平直徑必須大於0.6mm。但為保持高的清晰度，屏幕中央處的束點平均直徑必須小於0.7mm。考慮了這些因素之後，屏幕中央處束點的垂直直徑應小於0.8mm。
屏幕中央處束點的直徑隨電子束進入主透鏡的直徑而變化。要使屏幕中央處束點的直徑小，電子束進入主透鏡的直徑就必須大到一定程度。
圖2說明比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，與比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，之間的關係。
電子束進入主透鏡的直徑隨G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑的比例A增大而增大，且隨G5電極的軸向長度對G5電極開孔直徑的比例B的減小而減小。
比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，與比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，之間的關係由對電子槍所做的實驗來確定，以便在屏幕中央處獲得垂直直徑小於0.8mm的束點。A和B之間的關係由下列不等式和圖中的直線表示54A-5B+4≤0屏幕周邊處和中央處的束點直徑之比應為1.0-1.3。
屏幕周邊處和中央處的束點直徑之比隨電子束在偏轉場的直徑變化而變化。隨著進入主透鏡的電子束變小，該比例也可以變小，這與屏幕中央處的束點相反。
比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，與比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，之間的關係是由對電子槍所做的實驗來確定的，以使屏幕周邊處和中央處的束點直徑之比小於1.3。由圖中直線17所示，可得下列關係式55A-5B+7≥0電極的軸向長度對G4電極開孔直徑的比值還進一步受到作為另一因素的聚焦電壓的限制。
加到G3和G5電極上的聚焦電壓是通過埋在彩色陰極射線管管頸底部的心柱中的金屬引線提供的。加到陰極、加熱器和G1和G2電極電壓也是通過埋在彩色陰極射線管管頸底部心柱中的另外的金屬引線提供的。如聚焦電壓太高，會引起金屬引線間放電的電擊穿的問題。
在聚焦電壓高於加到G6電極電壓的30%時會使電擊穿強度變劣。一般而論，加到G3和G5電極上的聚焦電壓與加到G6電極上的電壓的比值隨比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，的增加而增加，也隨比例B，即G5電極的軸向長度G4電極開孔直徑之比，的增加而增加。
比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，與比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，之間的關係由對電子槍所做的實驗確定，以使要加到G3和G5電極上的聚焦電壓對加到G6電極上的電壓的比值小於30%，結果，可得如圖中直線18所示的下列關係式95A+10B-73≤0G4電極的長度減小時，電極的結構變得脆弱。G4電極的透鏡直徑增加時，透鏡開孔之間的其餘部分(橋)變薄。這也會使電極結構變得脆弱。
發明人發現，如比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比小於0.18，電極結構是如此之脆弱，以致在裝配電子槍期間，電極常常變形，而且也難以製造部件。
為此，比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比必須大於0.18。圖中直線19表示這關係。
比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，和比例B，即G5電極軸向長度對G4電極開孔直徑之比滿足上述四個條件的區域在圖中以剖面線劃出。
如在圖中的剖面線區域裡選擇比例A，即G4電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，及比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑之比，電擊穿強度可以確保，部件得以容易生產，垂直網紋幹擾得以抑制而不致降低聚焦特性。
加到第二和第四電極上的電壓最好低於1，000V，加到第三和第五電極上的電壓範圍為加到第六電極上電壓的20-33%。如果加到第二和第四電極上的電壓超過1，000V，將降低第一和第二電極之間以及埋在管頸心柱中各引線間的電擊穿強度。如果加到第三和第五電極上的電壓小於加到第六電極上的電壓的20%，或者高於加到第六電極上的電壓的33%，則會分別降低第五和第六電極間，或第二和第三電極間，和埋在心柱裡的各引線之間的電擊穿強度。
最好副主透鏡的直徑(第四電極開口的直徑)是在3.0-6.2mm的範圍。如果副主透鏡的直徑小於3mm，會使裝配電子槍用的心軸夾具(mandrel jig)結構強度變得脆弱，結果降低了電子槍裝配的準確度。又如副主透鏡的直徑超過6.2mm，因第四電極的外直徑受到玻殼管頸直徑的限制，電極的相鄰開孔之間的剩餘部分的寬度變得太小，電極的製造就會變得困難。
現通過實施例和參考附圖更詳細地說明本發明。
圖1描繪一垂直橫截面視圖，說明一例使用在按本發明的彩色陰極射線管中的一字排列式電子槍。該電子槍包括一陰極、一G1電極2一G2電極3、一G3電極4、一G4電極5、一G5電極6、一G6電極7。數目8表示G1電極2的孔徑，9表示G2電極3的孔徑，10表G3電極4在G2電極3側的孔徑，11表示G3電極4在G4電極5側的開孔，12表示G4電極5的孔徑，13表示G5電極6在G4電極5側的開孔，14表示G5電極6在G6電極7側的開孔，以及15表示G6電極7的開孔。
G1電極2的孔徑8的直徑為0.45mm。G2電極3的孔徑9的直徑為0.52mm。G2電極3在G3電極4側的孔徑具有一水平伸長的長方形凹槽疊放在其上，如圖5所示。
G3電極4在G4電極5側的開孔11的直徑、和副主透鏡的透鏡直徑相對應的G4電極5的開孔、G5電極6在G4電極5側的開孔都是3.9mm。G4電極5的軸向長度為1.0mm。G5電極6的軸向長度為16.0mm。
採用上述的尺寸，G4電極5的軸向長度對G4電極開孔的直徑(副主透鏡的透鏡直徑)之比例A為0.26。G5電極6的軸向長度對G4電極開孔直徑(副主透鏡直徑)之比例B為4.10。比例A和比例B都在圖2所示的剖面線區域中。
在這實施例中，電子束點在屏幕中央處的垂直直徑為0.75mm。電子束點在屏幕中央處的平均直徑為0.68mm。電子束點在屏幕周邊處和中央處的直徑比值為1.20。
比例A和B更好分別為0.26±10%和4.1±10%，並位於圖2所示的剖面線區域裡。
具有本實施例電子槍的彩色陰極射線管，其電擊穿強度不會降低，部件生產不困難，或在顯示的圖象中也不會出現令人討厭的垂直網紋幹擾。
如上所述，本發明具有在比例A，即G4電極的軸向度並對G4電極開孔直徑(副主透鏡的透鏡直徑)之比，和比例B，即G5電極的軸向長度對G4電極開孔直徑(副主透鏡的透鏡直徑)，之間的明確關係。本發明提供的具有一字排列式電子槍的彩色陰極射線管提高了電擊穿強度，使部件生產容易，在整個屏幕上顯示出高質的垂直網紋幹擾受到抑制的圖象而又不致降低聚焦特性。
權利要求
1.一種具有一字排列式電子槍的彩色陰極射線管，包括電子束產生裝置，包括一陰極、一第一電極和一用於將三束電子束射向螢光屏的第二電極；副主透鏡，由一第三電極、第四電極和第五電極形成；以及主透鏡，由所說第五電極和第六電極形成，和所說副主透鏡一起用於將所說三束電子束聚焦在所說螢光屏上，所說陰極和所說第一到第六電極按本次序排列，以及所說第二和第四電極電連接在一起，所說第三和第五電極電連接在一起，其中，所說第四電極的軸向長度對所說第四電極的開孔直徑的比例A，和所說第五電極的軸向度對所說第四電極的開孔直徑的比例B滿足下列方程式54A-5B+4≤0，55A-5B+7≤0，A-0.18≥0，以及95A+10B-73≤0。
2.根據權利要求1的彩色陰極射線管，其特徵在於，加到所說第二和第四電極的電壓小於1，000V，加到所說第三和第五電極的電壓在加到所說第六電極的電壓的20-33%範圍裡。
3.根據權利要求1的彩色陰極射線管，其特徵在於，在所說第二電極的第三電極側制有包封著電子束通道孔徑的水平伸長的長方形凹槽。
4.根據權利要求1的彩色陰極射線管，其特徵在於，所說第四電極的開口直徑是在3-6.2mm的範圍內。
5.根據權利要求1的彩色陰極射線管，其特徵在於，比例A在0.23-0.29的範圍內，比例B在3.6-4.5的範圍內。
全文摘要
一種有一字排列式電子槍的彩色陰極射線管。第三、四和五電極形成副主透鏡，第六和第五電極形成主透鏡以將三束電子束聚焦到螢光屏上。第二和第四電極電連接在一起，第三和第五電極電連接在一起。第四G4電極的軸向長度對第四電極開孔直徑的比例A，和第五電極的軸向長度對第四電極開孔直徑的比例B，滿足下列方程式54A-5B+4≤0，55A-5B+7≤0，A-0.18≥0，以及95A+10B-73≤0。
文檔編號H01J29/50GK1113344SQ9510089
公開日1995年12月13日 申請日期1995年3月9日 優先權日1994年3月9日
發明者內田剛, 白井正司, 木南隆, 水上登 申請人:株式會社日立製作所, 日立裝置工程株式會社