陰極射線管裝置的製作方法

2023-07-24 20:57:11

專利名稱：陰極射線管裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及陰極射線管裝置，特別涉及改進在螢光屏周邊部分由聚焦後的電子束形成的束點的橢圓形畸變、從而在整個螢光屏中穩定供給高清晰度且圖像質量良好的彩色陰極射線管裝置。
背景技術：
自會聚方式的一字型彩色陰極射線管，一般具備發射通過同一水平面上的一字排列配置的3電子束的一字型電子槍組件。作為一字型電子槍組件的動態聚焦方式的電子槍組件，如圖17所示，由一字排列配置的3個陰極K以及朝著螢光屏依次配置的第1柵極G1至第3柵極G4所構成。
該電子槍組件中，對陰極K加上約190V電壓。另外，第1柵極G1接地，對第2柵極G2加上約800V電壓。再有，對第3柵極的第1段G3-1加上約7kV的聚焦電壓，第2段G3-2也加上約7kV的基準電壓。又，對第4柵極G4加上約30kV的高電壓。另外，在該第2段G3-2上，對基準電壓疊加按電子束的偏轉距離進行拋物線形狀變化的交流分量。
這樣，陰極K、第1柵極G1以及第2柵極G2構成發生電子束並形成相對於主透鏡的物點的電子束髮生單元。第2柵極G2和第3柵極G3形成對從電子束髮生單元發生的電子束進行預聚焦的預聚焦透鏡。第3柵極G3和第4柵極G4形成使利用預聚焦透鏡預聚焦後的電子束最終聚焦於螢光屏上的主透鏡。
在使電子束偏轉朝向螢光屏的轉角部分時，第2段G3-2與第4柵極G4的電位差為最小，主透鏡的強度為最弱。同時，利用第3柵極的第1段G3-1與第2段G3-2的電位差形成四極透鏡，該四極透鏡的透鏡強度為最強。設定該四極透鏡，使得在水平方向上具有聚焦作用，同時在垂直方向上具有發散作用。
這樣一來，隨著電子槍組件與螢光屏之間距離增大、像點遠離，則通過減弱主透鏡強度來補償，同時用四極透鏡補償偏轉磁場中所含的偏轉像差。
可是近年來，隨著高清晰度電視的推廣和網際網路電視的普及，希望彩色陰極射線管能顯示更精細的圖像。為了顯示高精細的圖像，希望在整個螢光屏上形成束點小且接近圓形的形狀。
另外，為了形成小的束點，有效的方法是減小主透鏡的倍率。作為減小倍率的方法，有擴大主透鏡口徑的方法。作為擴大主透鏡口徑的方法之一，例如根據特開平9-180648號公報，可採用重疊擴展型主透鏡。
也就是說，如圖18所示，重疊擴展型主透鏡具備配置於第2段G3-2與第4柵極G4之間的中間電極GM。該中間電極GM的分別與第2段G3-2及第4柵G4對向的部分具有筒狀電極。另外，第2段G3-2及第4柵G4的與中間電極GM的對向面具有電場校正板。這樣，就能形成大口徑的重疊型主透鏡。
然而，一旦形成大口徑主透鏡，在電子槍組件中的透鏡系統的焦距為一定時，為了使電子束正好聚在螢光屏上的聚焦條件成立，就必須增強主透鏡強度。因此，必須使聚焦電壓降低，擴大與陽極電壓的電位差。
在使聚焦電壓降低時，就減小第2柵極G2與第1段G3-1的電位差，降低了預聚焦透鏡的透鏡強度。這樣一來，擴大了電子束的發散角。發散角擴大後的電子束，在入射到主透鏡時，受到主透鏡的球面像差的影響很大。結果，到達螢光屏上的電子束的束點擴大了。
另外，在使加到第1段G3-1的聚焦電壓降低時，則向第2柵極G2的電位滲透減少，並降低電子束髮生部分中的電位。因此，發生電子束的相對於主透鏡的假想物點直徑擴大的現象。結果，到達螢光屏上的電子束的束點擴大。
如上所述，在彩色陰極射線管中，為了顯示高精細且高清晰度的圖像，必須在整個螢光屏上形成小的且橢圓形畸變少的束點。
作為縮小螢光屏上的束點的方法，有效的方法是擴大主透鏡的口徑並縮小主透鏡的倍率。然而，如上所述，該方法中通過降低預聚焦透鏡的透鏡強度，擴大了入射到主透鏡前的電子束的發散角，電子束受到主透鏡周邊的球面像差的影響。同時，該方法中減小第1段向第2柵極的電位滲透，假想物點直徑擴大了。這些現象導致束點擴大。這造成與本來目的相反的結果。因而在螢光屏上不能形成十分小的束點。
另外，在電子束前進方向上構成長度較長的聚焦電極的方法，可以使因主透鏡口徑的擴大而降低的聚焦電壓升高。但是，用這種方法升高聚焦電壓時，入射到主透鏡前的電子束的直徑擴大，並受到主透鏡的球面像差很大的影響。結果在螢光屏上不能形成十分小的束點。

發明內容
本發明鑑於以上的問題而提出的，其目的在於提供可穩定顯示高精細的且高清晰度的圖像的陰極射線管裝置。
根據本發明的第1形態的陰極射線管裝置，具備電子槍組件和偏轉線圈，所述電子槍組件具有發生電子束的電子束髮生單元、對所述電子束髮生單元發生的電子束進行預聚焦的預聚焦透鏡，以及對預聚焦後的電子束向螢光屏加速並聚焦的主透鏡，所述偏轉線圈發生使所述電子槍組件發射的電子束在螢光屏上的水平方向及垂直方向進行偏轉的偏轉磁場，所述主透鏡，由加上聚焦電壓的聚焦電板、加上高於聚焦電壓電平的陽極電壓的陽極、加上電平在聚焦電壓與陽極電壓之間的電壓的並配置於所述聚焦電極與所述陽極之間的至少一個中間電極所構成，所述聚焦電極、所述陽極電極以及所述中間電極在各自的對向面具備沿電子束前進方向延伸的至少一個筒狀體，所述預聚焦透鏡，由加上電平低於聚焦電壓的電壓的簾柵極與加上電平在聚焦電壓與陽極電壓之間的電壓的至少一個追加電極所構成。
根據本發明的第2形態的陽極射線管裝置，具備電子槍組件和偏轉線圈，所述電子槍組件具有發生電子束的電子束髮生單元、對所述電子束髮生單元發生的電子束進行加束並預聚焦的預聚焦透鏡、對經所述預聚焦透鏡預聚焦後的電子束進一步預聚焦的副透鏡、以及對經所述副透鏡預聚焦後的電子束向螢光屏加速並聚焦的主透鏡，所述偏轉線圈發生使所述電子槍組件發射的電子束在所述螢光屏上的水平方向及垂直方向進行偏轉的偏轉磁場，所述預聚焦透鏡至少由簾柵極與第1追加電極構成，所述副透鏡至少由所述第1追加電極、第2追加電極以及加上聚焦電壓的聚焦電極構成，所述主透鏡由所述聚焦電極、至少一個中間電極以及加上電平高於聚焦電壓的陽極電壓的陽極構成，而且，所述聚焦電極、所述中間電極以及所述陽極在各自的對向面的至少一個對向面具備沿電子束行進行方向延伸的筒狀體，對所述簾柵極施加電平低於聚焦電壓的電壓，對所述第1追加電極與所述中間電極施加電平在聚焦電壓和陽極電壓之間的電壓，對所述第2追加電極施加電平低於聚焦電壓的電壓，所述第1追加電極由在與所述簾柵極及所述第2追加電極所對向的端面上具備電子束通過孔的筒狀電極所構成，所述第2追加電極由具備電子束通過孔的板狀電極所構成。


圖1所示為本發明一實施形態的彩色陰極射線管裝置構造的簡要簡要水平剖視圖。
圖2所示為可適用於圖1所示的陰極射線管裝置的第1實施形態有關的電子槍組件構造的簡要水平剖視圖。
圖3所示為圖2所示的電子槍組件適用的筒狀電極的簡要立體圖。
圖4所示為圖2所示的電子槍組件適用的電場校正板構造的簡要正視圖。
圖5所示為對圖2所示的電子槍組件中的聚焦電極所加的電壓與偏轉電流的關係圖。
圖6所示為可適用於圖1所示的陰極射線管裝置的第2實施形態有關的電子槍組件構造的簡要水平剖視圖。
圖7所示為可適用於圖1所示的陰極射線管裝置的第3實施形態有關的電子槍組件構造的簡要水平剖視圖。
圖8所示為可適用於圖1所示的陰極射線管裝置的第4實施形態有關的電子槍組件構造的簡要水平剖視圖。
圖9所示為可適用於圖1所示的陰極射線管裝置的第5實施形態有關的電子槍組件構造的簡要水平剖視圖。
圖10所示為可適用於圖1所示的陰極射線管裝置的第6實施形態有關的電子槍組件構造的簡要水平剖視圖。
圖11所示為可適用於圖1所示的陰極射線管裝置的第7實施形態有關的電子槍組件構造的簡要水平剖視圖。
圖12所示為出電子槍組件適用的副透鏡的比較構成例。
圖13所示為圖8至圖11所示的電子槍組件適用的副透鏡的構成例。
圖14所示為可適用於各實施形態的電子槍組件的重疊擴展型主透鏡的另一構成例。
圖15所示為可適用於各實施形態的電子槍組件的重疊擴展型主透鏡的另一構成例。
圖16所示為可適用於各實施形態的電子槍組件的重疊擴展型主透鏡的另一構成例。
圖17所示為適用於以往的陰極射線管裝置的電子槍組件構造的簡要水平剖視圖。
圖18所示為具有以往的重疊型主透鏡的電子槍組件構造的簡要水平剖視圖。
具體實施例方式
以下參照

本發明的一實施形態的陰極射線管裝置。
如圖1所示，陰極射線管裝置即一字型彩色陰極射線管裝置具備真空外殼9。該真空外殼9具有玻屏1和與玻屏1一體接合的玻錐2。玻屏1在其內表面上具備由分別發出藍、綠、紅色光的點狀或條狀的3色螢光層構成的螢光屏3。蔭罩4在其面內具有多個電子束通過孔，與螢光屏3對向配置。
一字型電子槍組件7配置於相當於玻錐2的小直徑部的圓筒狀管頸5的內部。該電子槍組件7發射通過同一水平面上的由中束6G和一對邊束6B、6R構成的一字型配置的3電子束6B、6G、6R。
偏轉線圈8安裝在從玻錐2的大直徑部至頸部5的部分。該偏轉線圈8產生使電子槍組件7發射的3電子束6B、6G、6R在水平方向(X)和垂直方向(Y)偏轉的非均勻偏轉磁場。該非均勻磁場由枕型水平偏轉磁場和桶型垂直偏轉磁場形成。
從電子槍組件7發射的3電子束6B、6G、6R向著螢光屏3會聚，並聚焦於螢光屏3的對應顏色的螢光層上。又，3電子束6B、6G、6R利用偏轉線圈8發生的非均勻磁場產生偏轉，通過蔭罩4在水平方向(X)和垂直方向(Y)上對螢光屏3進行掃描。從而顯示彩色圖像。
以下對可適用於上述構成的陰極射線管裝置的電子槍組件的具體構成例進行說明。
第1實施形態如圖2所示，電子槍組件7具有一字型配置於水平方向X上的3個陰極K(R、G、B)、分別加熱這些陰極K(R、G、B)的3個熱絲以及7個電極。7個電極即第1柵極G1、第2柵極(簾柵極)G2、第3柵極(追加電極)G3、第4柵極(聚焦電極)G4、第5柵極(聚焦電極)G5、中間電極GM以及第6柵極(陽極)G6，從陰極K(R、G、B)向螢光屏依次配置。這些熱絲、陰極K(R、G、B)以及7個電極利用一對絕緣支持體固定，形成一體。
第1和第2柵極G1、G2分別用板狀電極構成。這些板狀電極在其板面上對應於3個陰極K(R、G、B)具有在水平方向X上一字排列形成的3個電子束通過孔。
第3柵極G3用一體構造的筒狀電極構成。該筒狀電極在與第2柵極G2的對向面和與第4柵極G4的對向面上，分別對應於3個陰極K(R、G、B)具有在水平方向X上一字排列形成的3個電子束通過孔。
第4柵極G4用一體構造的筒狀電極構成。該筒狀電極在與第3柵極G3的對向面和與第5柵極G5的對向面上，分別對應於3個陰極K(R、G、B)具有在水平方向X上一字排列形成的3個電子束通過孔。本實施形態中，與第5柵極G5的對向面上形成的3個電子束通過孔，具有在垂直方向Y上有長軸的縱向延長的形狀。
第5柵極G5由2個筒狀電極與1個電場校正板構成。即，第5柵極G5是通過將具有電子束通過孔的電場校正板G5-2夾在2個筒狀電極G5-1和G5-3之間來構成。
第1筒狀電極G5-1與第4柵極G4對向配置。該第1筒狀電極G5-1在與第4柵極G4的對向面上，對應於3個陰極K(R、G、B)具有在水平方向上一字排列形成的3個電子束通過孔。本實施例中，這些電子束通過孔具有在水平方向X上有長軸的橫向延長的形狀。
電場校正板G5-2是配置於第1筒狀電極G5-1的中間電極GM一側的板狀電極。該電場校正板G5-2在其板面上對應於3個陰極K(R、G、B)具有在水平方向上一字排列形成的3個電子束通過孔。第2筒狀電極G5-3配置於電場校正板G5-2的中間電極GM一側。該第2筒狀電極G5-3在與中間電極GM的對向面上具有一起通過3電子束的開口。
中間電極GM由2個筒狀電極與1個電場校正板構成。即中間電極GM是通過將具有電子束通過孔的電場校正板GM-2夾在2個筒狀電極GM-1和GM-3之間來構成。
第1筒狀電極GM-1與第5柵極G5對向配置。該第1筒狀電極GM-1在與第5柵極G5的對向面上具有一起通過3電子束的開口。電場校正板GM-2是配置於第1筒狀電極GM-1的第6柵極G6一側的板狀電極，電場校正板GM-2在其板面上對應於3個陰極K(R、G、B)具有在水平方向上一字排列形成的3個電子束通過孔21。第2筒狀電極GM-3與第6柵極G6對向配置。該第2筒狀電極GM-3在與第6柵極G6的對向面上具有一起通過3電子束的開口。
第6柵極G6由2個筒狀電極與1個電場校正板構成。即第6柵極G6是通過將具有電子束通過孔的電場校正板G6-2夾在2個筒狀電極G6-1和G6-3之間來構成。
第1筒狀電極G6-1與中間電極GM對向配置。該第1筒狀電極G6-1在與中間電極GM的對向面上具有一起通過3電子束的開口。電場校正板G6-2是配置於第1筒狀電極G6-1的螢光屏一側的板狀電極。該電場校正板G6-2在其板面上對應於3個陰極K(R、G、B)，具有在水平方向上一字排列形成的3個電子束通過孔。
第2筒狀電極G6-3配置於電場校正板G6-2的螢光屏一側。該第2筒狀電極G6-3在其螢光屏一側的端面上對應於3個陰極K(R、G、B)，具有在水平方向上一字排列形成的3個電子束通過孔。
該實施形態中，上述的第5柵極G5的第2筒狀電極G5-3、中間電極GM的第1筒狀電極GM-1和第2筒狀電極GM-3、以及第6柵極G6的第1筒狀電極G6-1，例如如圖3所示，由沿電子束前進方向延伸的筒狀體構成。又，第5柵極G5的電場校正板G5-2、中間電極GM的電場校正板GM-2、以及第6柵極G6的電場校正板G6-2，具有如圖4所示那樣沿垂直方向Y有長軸的非圓形的電子束通過孔。
上述構成的電子槍組件7中，對陰極K加上在約190V直流電壓上疊加視頻信號後的電壓。第1柵極G1接地。對第2柵極G2加上約800V直流電壓。對第4柵極G4加上約6.0kV固定直流電壓即聚焦電壓Vf1。
對第5柵極G5加上動態聚焦電壓，即在與聚焦電壓Vf1大致相等的約6.0kV的固定直流電壓Vf2上疊加了拋物線形狀變化的交流電壓分量Vd。該動態聚焦電壓如圖5所示，與鋸齒形偏轉電流同步、且隨著電子束的偏轉量的變化作拋物線形狀變化。該動態聚焦電壓最低時約6.0kV，最高時例如約7.0kV。對第6柵極G6加上約30kV的陽極電壓Eb。
對第3柵極G3加上聚焦電壓與陽極電壓之間的電平的電壓，例如18.0kV的電壓。此外，對中間電極GM加上聚焦電壓與陽極電壓之間的電平的電壓，例如18.0kV的電壓。
在陰極射線管裝置的管頸5內的電子槍組件7的附近，配置電阻器R。該電阻器R的一端與第6柵極G6電連接。電阻器R的另一端接地。對第3柵極G3及中間電極GM加上由電阻器R對陽極電壓Eb進行分壓後的電壓。本實施形態中，第3柵極G3和中間電極GM在管內進行電連接，並通過電阻器R的電壓供給端RO，始終加上同一電平的電壓。
電子槍組件7通過對各柵極施加上述的電壓，形成電子束髮生單元、預聚焦透鏡、副透鏡、四極透鏡(非軸對稱透鏡)、以及主透鏡。
即，電子束髮生單元由陰極K、第1柵極G1以及第2柵極G2形成。電子束髮生單元發生電子束，並形成相對於主透鏡的物點。預聚焦透鏡部由第2柵極G2和第3柵極G3形成。預聚焦透鏡將電子束髮生單元發生的電子束進行加速並預聚焦。
副透鏡由第3柵極G3和第4柵極G4形成。該副透鏡對預聚焦後的電子束進行減速，並進一步預聚焦。主透鏡由第4柵極G4、第5柵極G5、中間電極GM以及第6柵極G6形成。該主透鏡由大口徑的重疊擴展型電子透鏡構成，對預聚焦後的電子束進行加速，並將其最終聚焦於螢光屏上。
此外，在使電子束向著螢光屏的周邊部偏轉時，在第4柵極G4和第5柵極之間形成在水平方向X與垂直方向Y上聚焦力不同的非軸對稱透鏡。即在偏轉時，第4柵極G4與第5柵極G5之間的電位差隨著電子束的偏轉量的增大而擴大。在電子束的偏轉角最大時，該電位差為最大。利用該電位差，在第4柵極G4與第5柵極G5之間形成在水平方向X上具有聚焦作用、而在垂直方向Y上具有發散作用的非軸對稱透鏡即四極透鏡。
從陰極出射的電子束在通過第1柵極G1至第2柵極G2時，形成交叉，同時形成相對於主透鏡的假想物點。這時，受到來自第3柵極G3的高電位滲透的影響，所形成的假想物點變得十分小。
接著，電子束通過由第2柵極G2與第3柵極G3形成的預聚焦透鏡，受到預聚焦作用。這時，由於第3柵極G3的施加電壓相對較高，故電子束在水平方向與垂直方向都受到強的聚焦作用，形成小的電子束。
進而，電子束通過由第3柵極G3與第4柵極G4形成的副透鏡，進一步受到預聚焦作用。在該預聚焦部中，電子束雖然減速並受到聚焦作用，但束徑有某些擴大。
其後，朝向螢光屏周邊部的電子束在通過四極透鏡時，受到補償偏轉像差的作用。即，電子束在水平方向上受到聚焦作用，同時在垂直方向上受到發散作用。這樣，到達螢光屏的周邊部的電子束的束點的橫向延長畸變得以減輕。
最後，電子束入射到主透鏡，最終向著螢光屏加速，同時受到最後的聚焦作用。主透鏡由於利用大口徑的重疊擴展型電子透鏡構成，故可將倍率抑制得十分小。因此，能在螢光屏上形成具有充分小直徑的束點。
如上所述，在電子槍組件採用重疊擴展型主透鏡以擴大主透鏡口徑時，隨著聚焦電極電位的降低，預聚焦透鏡的透鏡強度也降低。與此相對應，本實施形態中，在簾柵極(第2柵極)與聚焦電極(第4柵極)之間配置追加電極(第3柵極)，對追加電極加上高於聚焦電極電位的電壓。這樣，在簾柵極與追加電極之間形成的預聚焦透鏡具有十分強的透鏡強度。這樣，能抑制入射到主透鏡的電子束的發射角，並減小主透鏡的球面像差的影響。從而能減小螢光屏上的束點直徑。
又，由於追加電極電位相對較高，故也提高對簾柵極側滲透的電位，能將電子束的相對於主透鏡的假想物點直徑形成得較小。從而能減小螢光屏上的束點直徑。
又，在追加電極與聚焦電極之間，形成使電子束減速且預聚焦的副透鏡。該副透鏡的特徵是，雖然有的情況下一方面縮小電子束的發散角，而反之卻產生使電子束的直徑有某種增大的效果，使主透鏡的球面像差增大，但具有上述十分強的聚焦力的預聚焦透鏡的透鏡作用是主要的。因此，能充分抑制入射到主透鏡的電子束的發散角，減輕主透鏡中的球面像差的影響。
又，主透鏡通過構成為重疊擴展型透鏡，能實現大口徑化，可縮小透鏡倍率。這樣，在螢光屏上能形成小的束點。
也就是說，根據上述的電子槍組件，就能形成十分小的假想物點直徑，維持較小的入射到主透鏡的電子束點，利用大口徑的重疊擴展型主透鏡的小倍率，能充分地縮小到達螢光屏上的電子束的束點直徑。這樣可提供能顯示高精細且高清晰度的圖像的陰極射線管裝置。
本發明不限定於上述的第1實施形態，能夠進行各種變更。
第2實施形態例如也可以如圖6所示那樣，將與上述第1實施形態相同的基本構造、但對第3柵極(追加電極)和中間電極的施加電壓不同的電子槍組件用於上述的陰極射線管。此外，對於與第1實施形態相同的構成標註相同的符號，並省略其詳細說明。
也就是說，第1實施形態中，對第3柵極G3和中間電極GM，從電阻器R的公共電壓供給端R1供給同一電平的電壓。與之不同的是，在第2實施形態中，對第3柵極G3是通過電阻器R的第1電壓供給端R1供給電壓，同時對中間電極GM是通過第2電壓供給端R2供給電壓。
對這些第3柵極G3和中間電極GM所加的電壓是聚焦電壓與陽極電壓之間的電平的電壓，且是利用電阻器R將陽極電壓進行分壓後的電壓。而且，對中間電極GM施加的電壓總是高於對第3柵極G3施加的電壓。對於這樣構成的第2實施例也能得到與上面說明的第1實施例相同的效果。
第3實施形態如圖7所示，第3實施形態中，對第3柵極G3是通過電阻器R的第1電壓供給端R1供給電壓，同時對中間電極GM是通過第2電壓供給端R2供給電壓。
對這些第3柵極G3和中間電極GM所加的電壓是聚焦電壓與陽極電壓之間的電平的電壓，且是利用電阻器R將陽極電壓進行分壓後的電壓。而且，對中間電極GM施加的電壓總是低於對第3柵極G3施加的電壓。對於這樣構成的第3實施例也能得到與上面說明的第1實施例相同的效果。
第4實施形態如圖8所示，電子槍組件7具有在水平方向上一字排列配置的3個陰極K(R、G、B)、分別加熱這些陰極K(R、G、B)的3個熱絲以及8個電極。8個電極即第1柵極(柵極)G1、第2柵極(簾柵極)G2、第3柵極(第1追加電極)G3、附加電極(第2追加電極)GA、第4柵極(聚焦電極)G4、第5柵極(聚焦電極)G5、中間電極GM以及第6柵極(陽極)G6，是從陰極K(R、G、B)至螢光屏沿管軸方向Z依次配置。又，第4柵極G4起到聚焦電極的第1段的作用。此外，第5柵極G5起到聚焦電極的第2段的作用。這些陰極K(R、G、B)和8個電極用一對絕緣支持體固定，形成一體。
第1至第6柵極G1～G6實質上與第1實施形態中說明的構造相同。第4實施形態中，在簾柵極G2與聚焦電極G4之間配置2個追加電極即第3柵極G3和附加電極GA。附加電極GA由板狀電極構成。該板狀電極在其板面上對應於3個陰極K(R、G、B)具有在水平方向上一字排列形成的3個電子束通過孔。
上述構成的電子槍組件7中，對陰極K以及第1至第6柵極G1～G6加上實質上與第1實施形態相同的電壓。對第3柵極G3施加聚焦電壓與陽極電壓之間的電平的電壓，例如約18.0kV的電壓。對中間電極GM施加聚焦電壓與陽極電壓之間的電平的電壓，例如約18.0kV的電壓。對第3柵極G3及中間電極GM施加用電阻器R對陽極電壓Eb進行分壓後的電壓。本實施形態中，第3柵極G3和中間電極GM在管內電連接，通過電阻器R的電壓供應端Ra始終施加同一電平的電壓。此外，附加電極GA上通過電阻器R的電壓供應端Rb施加比聚焦電壓低的約800V的電壓。
上述構成的電子槍組件7通過對各柵極施加上述那樣的電壓，形成電子束髮生單元、預聚焦透鏡、副透鏡、四極透鏡(非軸對稱透鏡)以及主透鏡。這裡，電子束髮生單元、預聚焦透鏡、四極透鏡以及主透鏡實質上是與第1實施形態相同構成。副透鏡至少由3個電極即第3柵極G3、附加電極GA以及第4柵極G4形成。
這樣構成的電子槍組件7中，從電子束髮生單元發生的電子束經預聚焦透鏡預聚焦後，通過由第3柵極G3、附加電極GA以及第4柵極G4形成的副透鏡，再受到預聚焦作用，同時形成更小的電子束。此後，朝向螢光屏周邊部分的電子束在通過四極透鏡時，受到補償偏轉像差的作用。此外，朝向螢光屏中心部分的電子束，並未受到該四極透鏡的作用，入射到主透鏡。最後，電子束入射到主透鏡，最終朝向螢光屏被加速，同時受到最後的聚焦作用。
在這樣的電子槍組件7中，除了第1實施形態中說明過的作用效果以外，還利用預聚焦透鏡與副透鏡的共同作用效果，將入射到主透鏡之前的電子束形成得較小。因此，電子束不易受主透鏡的透鏡像差的影響，能在螢光屏上形成畸變較少的小的束點。
如上所述，在對電子槍組件採用重疊擴展型主透鏡以擴大主透鏡口徑時，隨著聚焦電極電位的降低，預聚焦透鏡的透鏡強度也降低。與此相對應，本實施形態中，在簾柵極(第2柵極)與聚焦電極(第4柵極)之間依次配置第1追加電極(第3柵極)及第2追加電極(附加電極)，對第1追加電極施加高於聚焦電極電位的電壓，對第2追加電極施加低於聚焦電極電位的電壓。
因此，形成於簾柵極與第1追加電極之間的預聚焦透鏡，具有十分強的透鏡強度。這樣，能將入射至主透鏡的電子束形成得較小。
又，由於第1追加電極電位相對較高，也提高了對簾柵極側滲透的電位，可將電子束的相對於主透鏡的假想物點直徑形成得較小。從而能使螢光屏上的束點直徑較小。
而且，在第1追加電極至聚焦電極之間夾著板狀的第2追加電極形成進一步將電子束預聚焦的副透鏡。該副透鏡通過對第1追加電極加上高電位電壓、對第2追加電極加上低電位電壓、對聚焦電極加上中等電位電壓來形成。這樣形成的副透鏡與圖12所示的未配置第2追加電極構成的副透鏡相比較，能抑制電子束的發射角的擴大，而且能形成小的電子束。因此能減低主透鏡的球面像差對電子束的影響。
也就是說，圖12所示的副透鏡由對第1追加電極加上高電位電壓、對聚焦電極加上低電位電壓來形成。這樣構成的副透鏡在沿電子束來進行方向的前側形成發散透鏡，在後側形成聚焦透鏡。結果，在得到電子束聚焦效果的同時，導致了電子束的擴大。這種電子束的擴大在通過主透鏡時，更易受到透鏡像差的影響。結果，不能使到達螢光屏的電子束形成的束點充分地小。
與此不同的是，用於本實施形態的圖13所示的副透鏡，從沿電子束前進方向的前側依次形成發散透鏡、聚焦透鏡、發散透鏡。結果，得到抑制電子束的發散角的聚焦效果，同時能產生使電子束縮小的作用，使入射到主透鏡的電子束縮小。因此，能充分抑制入射到主透鏡的電子束的發散角，減輕主透鏡的球面像差的影響。
又，主透鏡通過構成為重疊擴展型透鏡，能實現大口徑化，並能縮小透鏡倍率。這樣一來，在螢光屏上能形成小的束點。
也就是說，根據第4實施形態的電子槍組件，就能形成充分小的假想物點直徑，並能維持入射到主透鏡的電子束較小，利用大口徑的重疊擴展型主透鏡的小倍率，能充分縮小到達螢光屏上的電子束的束點直徑。這樣，可提供能顯示高精細且高清晰度的圖像的陰極射線管裝置。
又，本發明不限於上述實施形態，該實施階段中在不脫離其要點的範圍內能進行各種的變形及變更。
第5實施形態例如也可以如圖9所示，將與上述第4實施形態相同的基本構造、但對第3柵極(第1追加電極)和中間電極的施加電壓不同的電子槍組件用於上述的陰極射線管裝置。此外，對於與第4實施形態相同的構成標註相同的符號，並省略其詳細說明。
也就是說，第5實施形態中，對中間電極GM通過電壓供給端Ra供給電壓，同時對第3柵極G3通過電壓供給端Rc供給電壓。對這些第3柵極G3和中間電極GM所加的電壓是聚焦電壓與陽極電壓之間的電平的電壓，是用電阻器R將陽極電壓進行分壓後的電壓。又，對中間電極GM施加的電壓總是高於第3柵極G3所加的電壓。對於這樣構成的第5實施形態也能得到與上面說明的第4實施形態相同的效果。
第6實施形態如圖10所示那樣，第6實施形態中，對中間電極GM通過電壓供給端Ra供給電壓，同時對第3柵極G3通過電壓供給端Rc供給電壓。對這些第3柵極G3和中間電極GM所加的電壓是聚焦電壓與陽極電壓之間的電平的電壓，是用電阻器R將陽極電壓進行分壓後的電壓。又，對中間電極GM施加的電壓總是低於第3柵極G3所加的電壓。對於這樣構成的第6實施形態也能得到與上面說明的第4實施形態相同的效果。
第7實施形態也可如圖11所示那樣構成，在第7實施形態中，附加電極GA在管內與第2柵極G2電連接，始終供給與第2柵極G2相同電平的電壓。對於這樣的構成，不用說也能得到與上面說明的第4實施形態同樣的效果。
此外，上述的各實施形態中配置於聚焦電極與陽極之間的中間電極是1個，但也可以配置2個及2個以上。又，配置於簾柵極與聚焦極之間的追加電極也可以配置多個。
又，上述的各實施形態中，構成重疊擴展型主透鏡的所有電極都具備筒狀體。然而，重疊擴展型主透鏡只要至少一個電極具備筒狀體就能構成。即，聚焦電極、中間電極以及陽極，只要各自的對向面的至少一個具備在電子束前進方向上延伸的筒狀體(筒狀電極)，就能構成重疊擴展型主透鏡。
例如，如圖14所示，構成重疊擴展型主透鏡的中間電極GM也可以是板狀電極。又，如圖15所示，重疊擴展型主透鏡也可以是在聚焦電極G5與陽極G6之間配置2個中間電極即板狀電極GM1和GM2來構成。也就是，在圖14和圖15所示的例中，中間電極的與聚焦電極G5和陽極G6的各自對向面不具有筒狀體。但聚焦電極G5和陽極G6的各自與中間電極的對向面具備筒狀體G5-3和G6-1，這樣，構成了重疊擴展型主透鏡。
又，圖16所示的重疊擴展型主透鏡，具備分別由1個筒狀電極構成的聚焦電極G5和陽極G6。這些聚焦電極G5和陽極G6的與中間電極GM的各自的對向面不具備筒狀電極。然而，中間電極GM的與聚焦電極G5和陽極G6的各自的對向面具備筒狀體GM-1和GM-3。這樣，構成重疊擴展型主透鏡。又，即使是只由一個筒狀電極構成聚焦電極G5或陽極G6的情況，如果中間電極GM在與這些電極之間具備筒狀電極，當然也能夠構成重疊擴展型主透鏡部。又，圖14至圖16所示的例子說明了具備1個追加電極G3的電子槍組件，但對於具備2個追加電極G3和GA的電子槍組件，也同樣可構成各種重疊擴展型主透鏡。
根據參照這些圖14至圖16說明的具備重疊擴展型主透鏡的電子槍組件，則能得到與上述的各實施形態同樣的效果。
又，各實施形態也可以儘可能加以組合實施，這種情況下能得到組合所產生的效果。
工業上的實用性如上所述，根據本發明，則可提供能穩定地顯示高精細且高清晰度的圖像的陰極射線管裝置。
權利要求
1.一種陰極射線管裝置，具備電子槍組件和偏轉線圈，所述電子槍組件具有發生電子束的電子束髮生單元、對所述電子束髮生單元發生的電子束進行預聚焦的預聚焦透鏡、以及對預聚焦後的電子束向螢光屏加速並聚焦的主透鏡，所述偏轉線圈發生使所述電子槍組件發射的電子束在螢光屏上的水平方向及垂直方向進行偏轉的偏轉磁場，其特徵在於，所述主透鏡，由加上聚焦電壓的聚焦電板、加上高於聚焦電壓電平的陽極電壓的陽極、加上電平在聚焦電壓與陽極電壓之間的電壓的並配置於所述聚焦電極與所述陽極之間的至少一個中間電極所構成，所述聚焦電極、所述陽極電極以及所述中間電極在各自的對向面具備沿電子束前進方向延伸的至少一個筒狀體，所述預聚焦透鏡，由加上電平低於聚焦電壓的電壓的簾柵極與加上電平在聚焦電壓與陽極電壓之間的電壓的至少一個追加電極所構成。
2.如權利要求1所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述追加電極由筒狀電極構成。
3.如權利要求1所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，具備將陽極電壓進行分壓的電阻器，對所述追加電極和所述中間電極施加將陽極電壓經電阻器分壓後的電壓。
4.如權利要求1所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述聚焦電極至少由2段構成，具備在使電子束偏轉時、在這些段之間在水平方向與垂直方向上的聚焦力不同的非軸對稱透鏡。
5.如權利要求4所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述非軸對稱透鏡在水平方向上具有聚焦作用，同時在垂直方向上具有發射作用。
6.如權利要求1所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，在所述預聚焦透鏡與所述主透鏡之間具備副透鏡，所述副透鏡使通過所述預聚焦透鏡預聚焦後的電子束減速，並進一步預聚焦。
7.如權利要求1所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述追加電極與所述中間電極進行電連接，並始終施加同一電平的電壓。
8.如權利要求1所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述中間電極總是施加高於所述追加電極的電壓。
9.如權利要求1所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述中間電極總是施加低於所述追加電極的電壓。
10.一種陰極射線管裝置，具備電子槍組件和偏轉線圈，所述電子槍組件具有發生電子束的電子束髮生單元、對所述電子束髮生單元發生的電子束進行加束並預聚焦的預聚焦透鏡、對經所述預聚焦透鏡預聚焦後的電子束進一步預聚焦的副透鏡、以及對經所述副透鏡預聚焦後的電子束向螢光屏加速並聚焦的主透鏡，所述偏轉線圈發生使所述電子槍組件發射的電子束在所述螢光屏上的水平方向及垂直方向進行偏轉的偏轉磁場，其特徵在於，所述預聚焦透鏡至少由簾柵極與第1追加電極構成，所述副透鏡至少由所述第1追加電極、第2追加電極以及加上聚焦電壓的聚焦電極構成，所述主透鏡由所述聚焦電極、至少一個中間電極以及加上電平高於聚焦電壓的陽極電壓的陽極構成，而且，所述聚焦電極、所述中間電極以及所述陽極在各自的對向面的至少一個對向面具備沿電子束行進行方向延伸的筒狀體，對所述簾柵極施加電平低於聚焦電壓的電壓，對所述第1追加電極與所述中間電極施加電平在聚焦電壓和陽極電壓之間的電壓，對所述第2追加電極施加電平低於聚焦電壓的電壓，所述第1追加電極由在與所述簾柵極及所述第2追加電極所對向的端面上具備電子束通過孔的筒狀電極所構成，所述第2追加電極由具備電子束通過孔的板狀電極所構成。
11.如權利要求10所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，具備將陽極電壓進行分壓的電阻器，對所述追加電極和所述中間電極施加將陽極電壓經電阻器分壓後的電壓。
12.如權利要求10所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述聚焦電極至少由2段構成，具備在使電子束偏轉時、在這些段之間在水平方向與垂直方向上的聚焦力不同的非軸對稱透鏡。
13.如權利要求12所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述非軸對稱透鏡在水平方向上具有聚焦作用，同時在垂直方向上具有發射作用。
14.如權利要求12所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，對所述段的至少一個段施加在基準電壓上疊加與所述偏轉磁場同步變化的交流分量的動態聚焦電壓。
15.如權利要求10所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述第1追加電極與所述中間電極進行電連接，並始終施加同一電平的電壓。
16.如權利要求10所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述中間電極總是施加高於所述第1追加電極的電壓。
17.如權利要求10所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述中間電極總是施加低於所述第1追加電極的電壓。
18.如權利要求10所述的陰極射線管裝置，其特徵在於，所述第2追加電極與所述簾柵極進行電連接，並始終施加同一電平的電壓。
全文摘要
預聚焦透鏡由簾柵極(G2)與追加電極(G3)構成。主透鏡由聚焦電極(G5)、陽極(G6)以及配置於聚焦電極與陽極之間的中間電極(GM)構成。聚焦電極與中間電極的各自的對向面的至少一個對向面具備筒狀電極(G5－3)與(GM－1)。中間電極與陽極的各自的對向面具備筒狀電極(GM－3)與(G6－1)，對追加電極與中間電極加上高於聚焦電壓、低於陽極電壓的電平的電壓。
文檔編號H01J29/48GK1589489SQ0282279
公開日2005年3月2日 申請日期2002年11月14日 優先權日2001年11月16日
發明者上野博文, 武川勉 申請人:株式會社東芝