彩色陰極射線管裝置的製作方法
2023-04-27 15:24:01
專利名稱：彩色陰極射線管裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及彩色陰極射線管裝置，特別是涉及減輕畫面周邊部分的電子束斑點的橢圓變形、顯示良好圖形的彩色陰極射線管裝置。
通常，彩色陰極射線管具有面板與玻鬥構成的外殼(真空外殼)，從該玻鬥的頸部內設置的電子槍裝置發射出3束電子束。這3束電子束受偏轉線圈產生的水平及垂直偏轉磁場的作用而偏轉，電子束通過蔭罩向設置於面板內表面的螢光屏進行水平和垂直掃描，以在螢光屏上顯示彩色圖形。
在這樣的彩色陰極射線管中，特別是裝入成一直線(in-line)型電子槍裝置的自行集中(self convergence)成一直線型彩色陰極射線管得到廣泛應用。在成一直線型電子槍裝置中，電子槍配置於同一水平面上，從電子槍發射出通過同一水平面的由中心束與一對邊束構成的成一列配置的3束電子束。自行集中型彩色陰極射線管中產生水平偏轉磁場為枕型(pin cushion)，垂直偏轉磁場為桶型的非統一磁場，成一列配置的3束電子束各自向螢光屏聚焦。
發射成一列配置的3束電子束的電子槍有各種結構，其中有一種稱為雙勢焦點(bi-potential focus)型(簡稱BPF型)DACF方式(Dinamic Astigmatism Correct and Focus方式)的電子槍。這種BPF型DACF方式的電子槍如
圖1所示，由成一列配置的3個陰極K、從這些陰極K起向螢光屏方向依序配置的第1～第4柵極G1～G4構成，該第3柵極G3分為2個分電極G31和G32。各柵極G1、G2、G31、G32、G4分別形成一個整體，與3個陰極K對應、成一列配置地形成使電子束能夠通過的3個電子束通過孔。
在這種電子槍裝置中，各陰極上施加約150V的電壓，第1柵極G1接地，第2柵極上施加約600～800V的電壓。第3柵極G3的第1分電極G31上施加約6kV的電壓，在第2分電極G32上施加的電壓是，以第1分電極G31上施加的電壓為基準，在這一基準電壓上加上使偏轉磁場與電子束的偏轉同步增大的動態電壓。在第4柵極G4上施加約26kV的高電壓。
藉助於這樣施加電壓，在這種電子槍裝置中，由陰極K和第1及第2柵極G1和G2產生電子束，並且形成能夠形成相對於下述主透鏡的物點三極部分。又利用第2柵極及構成第3柵極G3的第1分電極G31，形成將上述三極部分來的電子束預聚焦的預聚焦透鏡。又利用第1及第2分電極G31和G32，形成在電子束偏轉時使電子束在水平方向上聚焦，在垂直方向上發散的4極子透鏡。還利用第2分電極G32和第4柵極G4形成最終將電子束聚焦於螢光屏上的BPF型主透鏡。
這種電子槍裝置在電子束不偏轉地指向畫面的中央時在第1和第2分電極G31和G32之間不形成4極子透鏡，從三極部分來的電子束由預聚焦透鏡預備聚焦後由主透鏡聚焦於畫面的中央。
而與此不同，在電子束向畫面的周邊方向偏轉時，與電子束的偏轉量相應，第2分電極G32的電壓升高，形成在第1及第2分電極G31及G32之間電子束在水平方向上聚焦，在垂直方向上發散的4極子透鏡。同時，由於第2分電極G32的電壓的上升，第2分電極G32與第4柵極G4形成的主透鏡的強度被減弱。藉助於此，與在電子束向畫面的周邊方向偏轉時從電子光學上說電子槍裝置到螢光屏的距離變遠、像點變遠相對應，改變透鏡的倍率，對偏轉磁場產生的水平偏轉磁場為枕型，垂直磁場為桶型引起的偏轉像差進行補償。
而為了使彩色陰極射線管的圖像質量保持良好，必須使整個畫面的聚焦特性良好。但是，具有發射成一列配置的3束電子束的通常的電子槍裝置的成一直線型彩色陰極射線管中，如圖2A所示，即使畫面中央的電子束斑點1a大致為正圓，畫面周邊部的電子束斑點1b由於偏轉像差而變形，形成在水平方向上較長的橢圓形1b(橫向變形)，並且在垂直方向上發生模糊部分2。
但是，採用圖1所示的DACF方式的電子槍裝置的形成BPF型透鏡的低電壓側的電極被分割為多個分電極，由這些分電極相應於電子束的偏轉量形成4極子透鏡，對偏轉像差進行補償，具有這樣的電子槍裝置的成一直線型彩色陰極射線管，如圖2B所示，可以消除在畫面周邊部分形成的電子束斑點1b的模糊部分2，提高聚焦性能。但是，即使是這樣的結構的電子槍裝置，也不能消除在畫面周邊部分的電子束斑點1b的橫向變形。結果由於電子束與蔭罩的電子束通過孔的幹涉而產生波紋，產生畫面上的文字等顯示變得難於看清楚的問題。
作為解決這一問題的對策，上述電子槍裝置如圖1所示，在與第3柵極G3的第1分電極G31相向的第2柵極G2的相向面上形成長軸在水平方向上的非圓形的電子束通過孔4。在具有這樣的結構的電子槍裝置中，由第2柵極與第1分電極G31形成的預聚焦透鏡在水平方向上的聚焦作用做得比垂直方向上的聚焦作用弱，對於主透鏡的水平方向上的假想物點直徑被縮小，垂直方向上的假想物點直徑被擴大。其結果如圖2C所示，畫面中央部的電子束斑點1a變成縱向偏長的形狀，同時周邊部的電子束斑點1b的橫向變形緩和，與蔭罩上的電子束通過孔的幹涉產生的波紋得以防止。
但是在這種電子槍裝置中，以第2柵極的水平方向為長軸方向的非圓形凹孔4越深，雖然能夠緩和畫面周邊部分的電子束斑點1b橫向變形，但是與此同時，卻使畫面中央部的電子束斑點1a的縱向偏長更加厲害，由於電子束斑點垂直方向的直徑的增大，畫面中央部的析像度變壞。
作為解決這樣的問題的手段的電子槍裝置的結構如圖3所示，在第2柵極G2和構成第3柵極的第1分電極G31之間配置具有縱向較長或橫向較長的非圓形電子束通過孔的輔助柵極Gs，在該柵極Gs施加與電子束的偏轉同步增大或減少的動態電壓。
採用這樣的結構，由第2柵極G2與第1分電極G31形成的預聚焦透鏡在水平方向上和垂直方向上的聚焦可以動態變化。藉助於此，在電子束沒有偏轉地指向畫面的中央時，預聚焦透鏡在水平方向上的聚焦與垂直方向上的聚焦相等，在電子束向畫面的周邊偏轉時，可以使預聚焦透鏡具有水平方向上的聚焦弱，垂直方向上的聚焦強的像散像差，使水平方向上的假想物點直徑縮小，使垂直方向上的假想物點直徑擴大。藉助於此，可以得到在不使畫面中央部的析像度變壞的條件下擴大畫面周邊部分的電子束斑點的垂直方向上的直徑，緩和畫面周邊部分的橫向變形，使整個畫面的聚焦均勻，顯示出良好的圖像的彩色陰極射線管。
但是，實際上在這樣的電子槍裝置中要得到所希望的電子束髮散角及假想物點直徑，需要在輔助柵極Gs施加1.5～3KV的較高的動態電壓。這是由於輔助柵極Gs與具有約6KV的較高電壓的第3柵極的第1分電極G31相對，如果使輔助電極Gs的電壓偏低，則從第1分電極G31向輔助電極Gs的電位滲透變得太大，預聚焦透鏡的像散像差變得太強。
為了如上所述在輔助柵極Gs施加比較高的動態電壓，需要發生比較高的動態電壓的驅動電路，電路的成本變得高了。
如上所述，為了使彩色陰極射線管的圖像質量保持良好，必須使整個畫面保持良好的聚焦狀態，並且使電子束斑點的橢圓變形減小。
已有的BPF型DACF方式的電子槍裝置利用在形成BPF型主透鏡的低電壓側的電極上施加與電子束的偏轉同步增大的動態電壓形成4極子透鏡，同時使主透鏡的強度發生變化的方法，可以消除偏轉像差引起的畫面周邊部的電子束斑點在垂直方向上的模糊，可以提高聚焦特性。但是這種電子槍裝置不能消除畫面周邊部的電子束斑點的橫向變形，由於與蔭罩的電子束通過孔發生幹涉而引起斑紋，存在畫面上的文字等顯示看不清楚的問題。
為了消除這種畫面周邊部的電子束斑點的橫向變形，做成與第3柵極的分電極相向的第2柵極的相向的面上形成以水平方向為長軸方向的非圓形凹孔的電子槍裝置。採用這種電子槍裝置，可以緩和畫面周邊部分的電子束斑點的橫向變形，防止由於與蔭罩的電子束通過孔發生的幹涉而產生的波紋。但是這種電子槍裝置使畫面的中央部分的電子束斑點變成縱向偏長的形狀。而且越是將第2柵極的以水平方向為長軸方向的非圓形的凹孔做得深，畫面周邊部分的電子束斑點的橫向變形越是能夠緩和，但是與此同時，也使畫面中央部分的電子束斑點的縱向變長的情況加重，畫面中央部分的析像度變壞。
總之，上述電子槍裝置中，如果強調畫面中央部分圖像的清晰度，則畫面周邊部分圖像的清晰度就變壞，反之，如果強調畫面周邊部分圖像的清晰度，則畫面中央部分的清晰度就變壞。因此裝入上述結構的電子槍裝置的彩色陰極射線管不能使整個畫面的聚焦保持良好，而必須採用妥協性的設計。
為了解決這樣的問題，做成在第2柵極和相鄰的第3柵極的分電極之間配置具有縱向偏長或橫向偏長的非圓形的電子束通過孔的輔助柵極，在該輔助柵極施加與電子束的配置同步增大或減少的動態電壓的電子槍裝置。
用這樣的結構，可以做成不使畫面中央部分的析像度變壞，又畫面周邊部分的電子束斑點的垂直方向的直徑擴大，緩和畫面周邊部分的橫向變形，使整個畫面的聚焦均勻，能夠顯示出良好的圖像的彩色陰極射線管。但是這種電子槍裝置由於必須在輔助柵極上施加1.5～3KV的比較高的動態電壓，存在著驅動電路的成本比較高的問題。
本發明的目的在於提供利用比較低的動態電壓能夠在整個畫面得到均勻聚焦的彩色陰極射線管裝置。
(1)具有發射通過同一平面的成一列配置的3束電子束的電子槍裝置，該電子槍裝置具有包含發生上述3束電子束的形成三極部分的陰極、依序靠近該陰極配置在螢光屏一側的第1及第2柵極、形成將來自三極部分的電子束聚焦於螢光屏上的電子透鏡的與上述第2柵極鄰近的第3柵極的多個電極，該電子槍裝置發射出的3束電子束由於偏轉線圈發生的非統一的水平、垂直偏轉磁場的作用而偏轉、自行集中的彩色陰極射線管裝置中，電子槍裝置採用在第2和第3柵極之間配置第1及第2輔助柵極，在位於該第2柵極一側的第1輔助柵極施加與電子束的偏轉同步變化的動態電壓，在位於第3柵極一側的第2輔助電極施加一定的電壓，由這第2柵極、第1及第2輔助柵極及第3柵極構成具有在3束電子束排列的方向的正交方向上的聚焦比電子束排列方向上的聚焦強的像散像差，並且施加在第1輔助柵極上的動態高電壓使像散像差的強度發生動態變化的電子透鏡的結構。
(2)在(1)所述的彩色陰極射線管裝置中，在第1輔助柵極施加由與第2柵極的電壓大致相同的電壓和與電子束的偏轉同步增大的電壓疊加的動態電壓。
(3)在(1)所述的彩色陰極射線管裝置中，在第2輔助柵極施加與第2柵極的電壓相同的電壓。
(4)在(1)所述的彩色陰極射線管裝置中，在第1輔助柵極形成3束電子束的排列方向的正交方向的直徑比3束電子束排列方向上的直徑大的非圓形的電子束通過孔。
(5)在(1)所述的彩色陰極射線管裝置中，在第2輔助柵極形成圓形的電子束通過孔。
(6)在(1)所述的彩色陰極射線管裝置中，在第2輔助柵極形成3束電子束的排列方向的正交方向的直徑與3束電子束排列方向上的直徑不同的非圓形的電子束通過孔。
(7)在(1)所述的彩色陰極射線管裝置中，第2柵極的與第1輔助柵極相對的面上與該第2柵極的3個電子束通過孔無關地形成以3束電子束的排列方向為長軸方向的非圓形的凹孔或在電子束的排列方向上形成長槽。
(8)在(1)所述的彩色陰極射線管裝置中，在將第2柵極的電子束通過孔做成圓形；將第1輔助柵極的電子束通過孔做成在3束電子束排列的方向的正交方向的直徑比3束電子束排列的方向的直徑大的非圓形；將第2輔助柵極的電子束通過孔做成圓形，並且做成φG2≤φGs1H＜φGs2≤φGs1VφG2表示該第2柵極的電子束通過孔；φGs1V表示第1輔助柵極的電子束通過孔的3束電子束排列的方向的正交方向的直徑；φGs1H表示3束電子束排列的方向的直徑；φGs2表示第2輔助柵極的電子束通過孔的直徑。
(9)在(1)所述的彩色陰極射線管裝置中，第3柵極分割為第1及第2電極，在離開第2輔助柵極配置的該第2電極上施加與電子束的偏轉同步變化的動態電壓。
圖1是概略表示已有的成一直線型彩色陰極射線管用電子槍裝置的結構的剖面圖。
圖2A是說明具有已有的通常的電子槍裝置的成一直線彩色陰極射線管的畫面上形成的電子束斑點的形狀的平面圖。
圖2B是說明具有已有的BPF型DACF方式的電子槍裝置的彩色陰極射線管的畫面上形成的電子束斑點的形狀的平面圖。
圖2C是說明具有在第2柵極上形成以水平方向為長軸方向的3個非圓形凹孔的圖2B所示的BPF型DACF方式的電子槍裝置的彩色陰極射線管的畫面上形成的電子束斑點的形狀的平面圖。
圖3是概略表示在圖1所示的第2柵極與第3柵極的第1分電極之間配置輔助電極的已有的成一直線型彩色陰極射線管用電子槍裝置的結構的剖面圖。
圖4是表示本發明實施例的成一直線型彩色陰極射線管裝置的結構的概略圖。
圖5是概略表示圖4所示的彩色陰極射線管裝置的電子槍裝置的結構的剖面圖。
圖6A是概略表示圖5所示的電子槍裝置的第2柵極的電子束通過孔的形狀的平面圖。
圖6B是概略表示圖5所示的電子槍裝置的第1輔助柵極的電子束通過孔的形狀的平面圖。
圖6C是概略表示圖5所示的電子槍裝置的第2輔助柵極的電子束通過孔的形狀的平面圖。
圖7A是表示為了使電子束在水平方向上偏轉而向偏轉線圈提供的水平偏轉電流及與電子束的水平偏轉同步施加在圖5所示的第1輔助柵極的電壓的變化的曲線。
圖7B是表示為了使電子束在垂直方向上偏轉而向偏轉線圈提供的垂直偏轉電流及與垂直偏轉同步施加在第1輔助柵極的電壓的變化的曲線。
圖8是用於說明圖5所示的電子槍裝置的由第2柵極、第1和第2輔助柵極，以及第3柵極的第1分電極形成的預聚焦透鏡的作用的概略剖面圖。
圖9是用於說明本發明一實施例的成一直線型彩色陰極射線管的畫面上形成的電子束斑點的形狀的概略平面圖。
下面參照附圖對本發明的陰極射線管裝置的實施例加以說明。
圖4表示本發明一實施例的成一直線型彩色陰極射線管裝置。這種陰極射線管裝置具有實質上是矩形的面板10和漏鬥狀的玻鬥11構成的外殼，在該面板10內表面設置發藍、綠、紅光的點狀或條狀的3色螢光體層構成的螢光屏12，與該螢光屏12相對，在其內側設置蔭罩13。另一方面，在玻鬥11的頸部15內設置發射通過同一水平面的中心束16G及一對邊束16B、16R組成的成一列配置的3束電子束16B、16G、16R的具有如下所述結構的電子槍裝置17。又在玻鬥11的直徑大的部分18與頸部15的交界部附近的外側安裝發生枕型水平偏轉磁場與桶形垂直偏轉磁場構成的非統一磁場的偏轉線圈20。於是，電子槍裝置17發射的3束電子束16B、16G、16R在偏轉線圈20所發生的水平和垂直磁場的作用下偏轉，通過蔭罩13射向螢光屏12，該螢光屏12受到3束電子束16B、16G、16R的水平和垂直掃描，螢光屏12上顯示出彩色圖像。
上述電子槍裝置17如圖5所示，在水平方向(H軸方向)上有成一列配置的3個陰極K，分別對這些陰極K加熱的3個發熱體(未圖示)以及從上述陰極K起依序向螢光屏方向以規定的間隔配置的第1～第4柵極G1～G4。第3柵極G3被分割成依序在從第2柵極G2一側到第4柵極G4的方向上配置的2個分電極G31和G32(第1和第2分電極)。還有，在該電子槍裝置17中，在第2柵極和第3柵極G3的第1分電極G31之間配置2個輔助柵極Gs1和Gs2(第1及第2輔助柵極)。
該第1及第2柵極G1、G2和第1及第2輔助柵極Gs1、Gs2分別由以陰極K的排列方向為長徑方向的成整體結構的板狀電極構成。構成第3柵極的第1和第2分電極G31和G32由以陰極K的排列方向為長徑方向的成整體結構的筒狀電極構成，第4柵極G4由以陰極K的排列方向為長徑方向的成整體結構的杯狀電極構成。
在該第1及第2柵極的板面上分別與3個陰極K對應的在水平方向上成一列配置形成3個圓形電子束通過孔22。在圖6A示出第2柵極，示出3個圓形電子束通過孔22在水平方向上成一列配置形成的樣子。而第1輔助柵極Gs1的板面，如圖6B所示，在水平方向上成一列配置形成垂直方向上的直徑φGs1V比水平方向上的直徑φGs1H大的3個非圓形電子束通過孔23。又在第2輔助柵極Gs2的板面上，與3個陰極K對應，如圖6C所示在水平方向上成一列配置形成3個圓形電子束通過孔24。又在與第3柵極G3的第1分電極G31、第4柵極對向的第2分電極G32的對向面及與第2分電極G32對向的第4柵極G4的對向面上分別與3個陰極K對應、在水平方向上成一列配置形成3個比上述第2輔助柵極Gs2的電子束通過孔24大的圓形電子束通過孔。而在與第1分電極G31對向的第3柵極G3的第2分電極G32的對向面上，與3個陰極K對應、在水平方向上成一列配置形成水平方向上的直徑比垂直方向上的直徑大的3個非圓形電子束通過孔。
而且，在這一實施例中，存在依序關係φG2≤φGs1H＜φGs2≤φGs1V其中，φG2表示第2柵極G2的電子束通過孔22的孔徑；φGs1H表示第1輔助柵極Gs1的水平方向上的直徑；φGs1V表示垂直方向的直徑；φGs2表示第2輔助柵極Gs2孔徑。
在該電子槍裝置17中，各陰極K被施加約150V的電壓，第1柵極G1接地，第2柵極被施加約600～800V的電壓。第1輔助柵極Gs1被施加如下所述的與電子束的偏轉同步增大的電壓、即如圖7A及圖7B所示施加以大致等於第2柵極的電壓為基準，疊加以與水平及垂直偏轉電流26H、26V同步增大的電壓的動態電壓27H、27V。第2輔助柵極Gs2在管內連接於第2柵極G2，被加以與第2柵極G2相同的約600～800V的電壓。在第3柵極G3的第1分電極G31加以約6kV的電壓，在第2分電極G32施加以第1分電極G31所加的電壓為基準，疊加以與電子束的偏轉同步增大的電壓的動態電壓。在第4柵極G4加以約26kV的電壓。
如上所述施加電壓，在上述電子槍裝置17，利用陰極K及第1和第2柵極G1、G2產生電子束，並且形成構成相對於下述主透鏡的物點(即該電子束的假想聚焦點)的三極部分，由第2柵極G2、第1及第2輔助柵極Gs1、Gs2和第3柵極的第1分電極G31形成對來自上述三極部分的電子束進行預聚焦預聚焦透鏡，由第3柵極的第1、第2分電極G31、G32和第4柵極G4形成對上述預聚焦透鏡預聚焦過的電子束進行最終聚焦，使其聚焦於螢光屏上的雙勢焦點型(BPF型)的主透鏡。
如上所述，一旦設定第1和第2輔助柵極Gs1、Gs2的電壓，與第2柵極G2施加相同的電壓的第2輔助柵極Gs2就將第3柵極G3的電場加以屏蔽，抑制第3柵極G3來的過剩的電位的滲透。以此可以使第2柵極G2、第1和第2輔助柵極Gs1、Gs2有大致相同的電位，結果是，在這些電極之間沒有形成電子透鏡。另一方面，在第2輔助柵極Gs2，由於形成圓形的電子束通過孔24，在第2輔助柵極Gs2和第3柵極之間形成了沒有像散像差的旋轉對稱的透鏡。
其結果是，可以提供由第2柵極G2、第1和第2輔助柵極Gs1、Gs2及第3柵極的第1分電極G31形成的預聚焦透鏡沒有像散像差的電子槍裝置，可以使相對於主透鏡的假想物點的水平及垂直方向上的直徑相同。
於是，由該預聚焦透鏡預聚焦的電子束隨後由主透鏡聚焦到達畫面中央。在這種情況下，在第3柵極G3的第1和第2分電極G31、G32施加相同的電壓，在分電極G31、G32之間沒有形成電子透鏡，電子束由第2分電極G32與第4柵極之間形成的透鏡聚焦，螢光屏上的電子束斑點呈圓形。
還有，為了使該電子束沒有偏轉的情況下在預聚焦透鏡上電子束的發散角及假想物點直徑稱為所希望的大小，只要使下式成立φG2＜φGs2其中φG2為第2柵極G2的電子束通過孔22的孔徑，φGs2為第2輔助柵極Gs2的電子束通過孔24的孔徑。
區別於上述電子束沒有偏轉的情況，在電子束向畫面周邊偏轉的情況下，第1輔助柵極Gs1被施加比上述電子束沒有偏轉的情況下更加高的電壓。這時的由第2柵極G2、第1及第2輔助柵極Gs1、Gs2和第3柵極G3的第1分電極G31形成的預聚焦透鏡具有圖8所示的透鏡作用。在圖8中，管軸(Z軸)的上側是垂直方向、即垂直面內(V軸與Z軸決定的面內)的，下側是水平方向、即水平面內(H軸與Z軸決定的面內)的電場分布29及電子束的軌跡。如圖8所示，由於第1輔助柵極Gs1的電壓升高，電場29進入第2柵極G2的電子束通過孔22，從第2柵極G2到第2柵極G2與第1輔助柵極Gs1之間的區域A中電子束16(16B、16G、16R)在水平方向和垂直方向都受到聚焦作用。第1輔助柵極Gs1的電壓越高，這種聚焦作用越大。
與此相反，在從第2柵極G2與第1輔助柵極Gs1中間起到第1輔助柵極Gs1與第2輔助柵極Gs2中間為止的區域B，電場30、31分別從第2柵極G2一側和第2輔助柵極Gs2一側進入第1輔助柵極Gs1的電子束通過孔23，電子束16受到發散作用。這時該第1輔助柵極的Gs1的電子束通過孔23由於垂直方向上的直徑φGs1V比水平方向上的直徑φGs1H大，所以在水平方向上受到強發散作用，而在垂直方向上只受到極其微弱的發散作用。而且，第1輔助柵極Gs1的電壓越高該發散作用越大。
而在從第1輔助柵極Gs1與第2輔助柵極Gs2的中間到第2輔助柵極Gs2為止的區域C，電場32從第3柵極G3一側進入第2輔助柵極Gs2的電子束通過孔24，電子束16在水平方向上和垂直方向上都受到聚焦作用。即使第1輔助柵極Gs1的電壓發生變化，這種聚焦作用也幾乎不變。
還有，為了使這種電子束偏轉情況下的水平方向上的發散作用和垂直方向上的聚焦充分，最好使φG2≤φGs1H＜φGs2φGs2≤φGs1V即φG2≤φGs1H＜φGs2≤φGs1V其中，φGs1H、φGs1V表示第1輔助柵極Gs1的電子束通過孔23的水平方向和垂直方向的直徑，φG2表示第2柵極G2的電子束通過孔22的孔徑，φGs2表示第2輔助柵極Gs2的電子束通過孔24的孔徑。
上面所述，主要是，在電子束偏轉時，第2柵極G2、第1及第2輔助柵極Gs1、Gs2及第3柵極G3的第1分電極G31形成的預聚焦透鏡與電子束沒有偏轉的情況相比，水平方向上的聚焦作用向減弱的方向變化，垂直方向上的聚焦作用向增強的方向變化，負像散像差變強。藉助於此，電子束由於這種預聚焦透鏡的負像散像差的作用，與電子束沒有偏轉的情況相比，假想物點在水平方向上的直徑變小，在垂直方向上的直徑變大。又，電子束的發散角與電子束沒有偏轉的情況相比，在水平方向上擴大，而在垂直方向上縮小。
如上所述由預聚焦透鏡進行過預聚焦的電子束通過由第3柵極G3、的第1和第2分電極G31、G32及第4柵極G4形成的主透鏡最後聚焦於螢光屏上。
亦即，在電子束偏轉的情況下，由於第3柵極G3的第2分電極G32上施加了與電子束的偏轉同步增大的電壓，與電子束沒有偏轉的情況相比，第2分電極G32與第4柵極G4形成的透鏡的強度變弱，射入畫面的周邊部分的電子束軌道增大的份額得到修正。同時在第1和第2分電極G31、G32之間形成具有正像散像差的4極子透鏡，偏轉像差和上述預聚焦透鏡產生的負像散像差引起的電子束髮散角變化得到修正。
其結果是，由上述主透鏡聚焦到達畫面周邊部的電子束16B、16G、16R在水平方向上和垂直方向上都正確地在螢光屏12上成象，並且由於在預聚焦透鏡受到負像散像差的作用，假想物點在水平方向上的直徑變小，因此螢光屏12上的電子束斑點的水平方向上的直徑變小，同時由於假想物點在垂直方向上的直徑變大，因此，在畫面周邊部的電子束斑點的垂直方向上的直徑變大。藉助於此，可以緩和畫面周邊部的電子束斑點橢圓形變形的程度。
從而，電子槍裝置17如果採取上面所述結構，則能夠提供如圖9所示能夠使整個畫面的電子束斑點34的形狀都大致成為圓形，使整個畫面上聚焦均勻，顯示出良好的圖像的彩色陰極射線管裝置。
還有，在上述實施例中對第2柵極的3個電子束通過孔為圓形的情況進行了說明，但是也可以與圖1所示的第2柵極一樣，在該第2柵極的與第1輔助柵極對向的面上與3個電子束通過孔無關地形成以其排列方向(3束電子束的排列方向)為長軸方向的非圓形凹孔，或在3束電子束的排列方向上形成同時橫穿3個電子束通過孔長槽。
如上所述構成第2柵極，則能夠調整電子束在水平方向上的發散角和垂直方向上的發散角的平衡，能夠提供在整個畫面將電子束斑點34的形狀更簡單地做成圓形，在整個畫面聚焦均勻，顯示出良好的圖像的彩色陰極射線管裝置。
又，在上述實施例中，將第2輔助柵極的電子束通過孔做成圓形，但是也可以將該第2輔助柵極的電子束通過孔做成非圓形。
這樣將第2輔助柵極的電子束通過孔做成非圓形，則能夠調整電子束在水平方向上的發散角和垂直方向上的發散角的平衡，能夠提供在整個畫面將電子束斑點34的形狀簡單地做成圓形，在整個畫面聚焦均勻，顯示出良好的圖像的彩色陰極射線管裝置。
如上所述在第2柵極的螢光屏一側依序配置加以與電子束的偏轉同步增大的動態電壓的第1輔助柵極和加以一定電壓的第2輔助柵極，這第2柵極、第1和第2輔助柵極及靠近第2輔助柵極的螢光屏一側的柵極，形成具有垂直方向上的聚焦比水平方向上的聚焦強的像散像差，並且由於施加在第1輔助柵極上的動態電壓的關係，其像散像差的強度動態變化的電子透鏡，採取具有這樣的結構的電子槍裝置，則能夠做成以比較低的動態電壓使電子束的假想物點直徑動態變化，使畫面周邊部的電子束斑點的橢圓形變形緩和，抑制驅動電路的成本，同時使整個畫面聚焦均勻，顯示出良好的圖像的彩色陰極射線管裝置。
權利要求
1.一種彩色陰極射線管裝置，具有包含具有螢光屏的真空外殼、電子槍裝置，電壓施加手段，以及偏轉線圈，所述電子槍裝置包含發射通過同一平面的成一列配置的3束電子束，形成三極部分的陰極、在該陰極與螢光屏之間配置的第1及第2柵極、形成將來自三極部分的電子束聚焦於所述螢光屏上的電子透鏡的與上述第2柵極鄰近的第3柵極、配置於第2柵極和第3柵極之間的第1及第2輔助柵極，電壓施加手段是發生與電子束的偏轉同步變化的動態電壓施加在第1輔助柵極上，發生一定的電壓施加在第2輔助柵極上的電壓施加手段，這第2柵極、第1及第2輔助柵極及第3柵極構成電子透鏡，該電子透鏡具有在3束電子束排列的方向的正交方向上的聚焦比所述3束電子束排列方向上的聚焦強的像散像差，並且利用施加在第1輔助柵極上的動態電壓，形成使所述像散像差的強度發生動態變化的電子透鏡的結構，所述偏轉線圈是發生使向著螢光屏的3束電子束偏轉的非統一的水平及垂直偏轉磁場的偏轉線圈，由於非統一的水平及垂直偏轉磁場的作用，電子束髮生偏轉、自行集中。
2.根據權利要求1所述的彩色陰極射線管裝置，其特徵在於，在第1輔助柵極施加由與第2柵極的電壓大致相同的電壓和與電子束的偏轉同步增大的電壓疊加的動態電壓。
3.根據權利要求1所述的彩色陰極射線管裝置，其特徵在於，在第2輔助柵極施加與第2柵極的電壓相同的電壓。
4.根據權利要求1所述的彩色陰極射線管裝置，其特徵在於，第1輔助柵極具有3束電子束分別通過的電子束通過孔，各孔形成3束電子束的排列方向的正交方向上的直徑比3束電子束排列方向上的直徑大的非圓形的電子束通過孔。
5.根據權利要求1所述的彩色陰極射線管裝置，其特徵在於，在第2輔助柵極形成圓形的電子束通過孔。
6.根據權利要求1所述的彩色陰極射線管裝置，其特徵在於，在第2輔助柵極形成3束電子束的排列方向的正交方向的直徑與3束電子束排列方向上的直徑不同的非圓形的電子束通過孔。
7.根據權利要求1所述的彩色陰極射線管裝置，其特徵在於，第2柵極具有3束電子束分別通過的電子束通過孔，在與第1輔助柵極相對的面上的各孔的周圍形成以3束電子束的排列方向為長軸方向的非圓形的凹孔或在電子束的排列方向上形成長槽。
8.根據權利要求1所述的彩色陰極射線管裝置，其特徵在於，第2柵極具有電子束通過的圓形孔，第1輔助柵極具有電子束通過孔，該孔做成在3束電子束排列的方向的正交方向的直徑比3束電子束排列的方向的直徑大的非圓形，將第2輔助柵極的電子束通過孔做成圓形，並且做成φG2≤φGs1H＜φGs2≤φGs1VφG2表示該第2柵極的孔徑；φGs1V表示所述第1輔助柵極的電子束通過孔的3束電子束排列的方向的正交方向上的直徑；而φGs1H表示3束電子束排列的方向的直徑；φGs2表示第2輔助柵極的孔的直徑。
9.根據權利要求1所述的彩色陰極射線管裝置，其特徵在於，第3柵極分割為第1及第2分電極，電壓施加手段在離開第2輔助柵極配置的該第2分電極上施加與電子束的偏轉同步變化的動態電壓。
全文摘要
本發明彩色陰極射線管,電子槍發射的成一列配置的3束電子束被偏轉線圈的非統一磁場偏轉向螢光屏自行集中。電子槍第2及第3柵極間配置第1、2輔助柵極,第2柵極一側的第1輔助柵極加以與電子束偏轉同步變化的動態電壓,第3柵極一側的第2輔助柵極加一定電壓。從而由第2柵極、第1、2輔助柵極及第3柵極形成具有與3電子束排列方向的垂直方向的聚焦比水平方向上的聚焦強的像散像差,其強度動態變化的電子透鏡。能用較低動態電壓得到整個畫面均勻聚焦的彩色陰極射線管。
文檔編號H01J29/50GK1243332SQ9911192
公開日2000年2月2日 申請日期1999年7月27日 優先權日1998年7月27日
發明者武川勉, 上野博文 申請人:東芝株式會社