专利名称：具有静电四极透镜的彩色阴极射线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及阴极射线管，详细地说，涉及具有采用把多束电子束聚焦在荧光屏上的多级聚焦透镜的电子枪的彩色阴极射线管。
阴罩式彩色阴极射线管主要用作电视显象管和信息终端用的监视显象管。阴罩式彩色阴极射线管装有在真空外壳的一端的用来产生多束(通常是三束)电子束的电子枪；由涂敷在真空外壳另一端的内表面上的荧光体构成的用来发射多种颜色(通常是三色)光线的荧光屏；以及作为选色电极并且靠近所述荧光屏的阴罩。由安装在真空外壳的外面的偏转系统产生的磁场把从电子枪发射的电子束偏转，以便以二维的方式扫描所述荧光屏以及在荧光屏上显示所需要的图象。
图17示出用来说明阴罩式彩色阴极射线管的结构的实例的截面图，图17中，标号1代表形成观察屏的面板部分，2代表用来容纳电子枪的管颈部分，3代表用来把面板部分和管颈部分连接在一起的锥形部分，4代表荧光屏，5代表作为选色电极的阴罩，6代表用来支撑阴罩5的阴罩框架，7代表用来屏蔽诸如地球磁场的外磁场的磁片屏蔽罩，8代表阴罩悬挂机构，9代表直线排列式电子枪，10代表偏转系统，11代表内部导电层，12代表心柱管脚，而13代表消气剂。
在彩色阴极射线管的情况下，真空外壳包括面板部分1、管颈部分2和锥形部分3，并且从安装在管颈2内的电子枪9发射的电子束B(一束中心电子束和两束侧面电子束)借助由偏转系统10产生的水平和垂直方向磁场以二维的形式扫描荧光屏4。
偏转系统10是自会聚型的，它提供枕形水平偏转磁场和桶形垂直偏转磁场，以便在整个荧光屏上会聚多束电子束。
电子束B在数量上受经由心柱管脚12提供的诸如视频信号的调制信号的调制，由紧靠在荧光屏4前面设置的阴罩5进行选色，然后落在相应颜色的荧光体上，从而再现所需要的图象。
这种类型的阴极射线管配备有电子枪多级聚焦透镜和在至少一个构成所述多级透镜的电极加有动态变化的电压的场合广泛使用的动态聚焦系统，以便在整个荧光屏上获得足够小的电子束点。
图18是用于彩色阴极射线管的电子枪电极结构实例的示意的截面图，所述截面是垂直于三束线性排列电子束的线性排列方向而截取的。
图18中，标号1代表各自具有安装于其中的热子的三个阴极，而电子束产生装置包括所述阴极1、作为控制电极的第一电极2和作为加速电极的第二电极3，该电子束产生装置使由三个阴极1产生的电子构成三束相应的电子束。电子束聚焦装置包括第三电极4、第四电极5、第五电极6和阳极7，该电子束聚焦装置加速所述三束电子束并且把它们聚焦在荧光屏4上。标号8代表屏蔽盖筒，而Eb是阳极电压。第五电极6被分成第一构件61和第二构件62。
第三电极4、第四电极5和第五电极6的第一构件61形成第一级聚焦透镜，而第五电极6的第二构件62和阳极7形成第二级聚焦透镜。
由被热子加热的阴极1发射的电子被第二电极3的电位朝着作为电子束控制电极的第一电极2加速，以便形成三束电子束。在穿过第二电极3和第三电极4中的电子束孔之后，所述三束电子束被由第三电极4、第四电极5和第五电极6的第一构件61形成的第一级聚焦透镜轻微地聚焦。
在穿过第一级聚焦透镜之后，电子束进入由第五电极6的第二构件62和阳极7形成的并且作为主透镜的第二级聚焦透镜图7中，标号63代表设置在第五电极6的第二构件62中的平板校正电极，而71是设置在阳极7中的平板校正电极。
三束相应的电子束在穿过第二级聚焦透镜时被聚焦，然后经受阴罩5的选色，于是被聚焦在荧光屏4的所要颜色的荧光单元上，从而形成电子束点。
固定电压的第一聚焦电压Vf1加在第三电极4和第五电极6的第一构件61上，而叠加有动态电压dVf的固定电压的第二聚焦电压(Vf2+dVf)加在第五电极6的第二构件62上，所述动态电压dVf与扫描荧光屏4的电子束的偏转角同步地变化。利用这种结构，通过按照电子束的偏转角改变所述主透镜的强度来校正图象场的曲率。
除了上述结构之外，由固定在第五电极6的第二构件62侧的第一构件61端部的4个垂直板611和固定在第五电极6的第一构件61侧的第二构件62端部的2个水平板621构成静电四极透镜。在构成静电四极透镜以便随着电子束偏转角的增大而使电子束在水平方向上聚焦并且使电子束在垂直方向上发散的情况下，该静电四极透镜校正了由在水平方向上使电子束发散的偏转系统引起的象散偏转散焦，并且随着电子束偏转角的增大而使电子束在垂直方向上聚焦。利用这种结构，在整个观察屏上获得良好的聚焦。
但是，用于诸如电视显象管和显示监视管的彩色阴极射线管的电子枪必须根据电子束偏转量而适当地控制电子束的横截面形状，以便在整个观察屏上提供良好的聚焦特性和高分辨率。
利用上述电子枪，静电四极透镜使进入主透镜的电子束的横截面形状随着电子束偏转角的增大而拉长，因此，偏转散焦使电子束横截面的垂直直径受压缩并且使横截面的水平直径扩展、它对电子束横截面的垂直直径有很大影响、从而使所述横截面在水平方向上拉长，结果，在观察屏的周边上，电子束斑点在水平方向上被拉长，因此难于在整个观察屏上获得良好和均匀的聚焦。
为了消除上述问题，除了上述静电四极透镜之外，通过再分割所述第五电极或者通过再分割所述第三电极来形成作为电子束成形透镜的另一个静电四极透镜，并且将它设置在比上述静电四极透镜更加远离所述阳极的位置。
附加的静电四极透镜在阳极侧静电四极透镜使电子束聚焦的方向上使电子束发散，并且在阳极侧静电四极透镜使电子束发散的方向上使电子束聚焦，因此，所述附加的静电四极透镜对电子束的影响与阳极侧静电四极透镜的相反。
利用这种结构，可以这样构成用于将电子束成形的静电四极透镜、以便随着电子束偏转的加大而进一步使所述横截面在水平方向上拉长，并且，所述象散校正静电四极透镜可以容易地形成电子束的所述横截面形状，于是，可以在整个观察屏上获得良好和均匀的聚焦。
但是，存在以下问题即使在离开阳极最远的第三电极范围内形成电子束成形静电四极透镜以便使电子束最有效地成形，也不能获得足够的使电子束横截面在水平方向上拉长的成形效应，因此，不能够在整个观察屏上获得良好和均匀的聚焦。
本发明的目的是提供一种消除了先有技术的上述问题而在整个观察屏上将电子束斑点的形状最佳化的高分辨率彩色阴极射线管。
为了实现上述目的，根据本发明的实施例提供一种彩色阴极射线管，它包括包括面板部分、管颈部分和用来连接所述面板部分和所述管颈部分的锥形部分的真空外壳；形成在所述面板部分的内表面上的荧光屏；安装在所述管颈部分内的线性排列式电子枪；以及围绕所述管颈部分安装的电子束偏转系统，所述线性排列式电子枪包括电子束产生部分，它具有多个线性排列的阴极、作为电子束控制电极的第一电极和按照名称的顺序排列的作为加速电极的用来把彼此接近平行地排列的多束电子束投射在靠近所述荧光屏的水平面上的第二电极；电子束聚焦部分，它包括按照名称的顺序排列的用来把所述多束电子束聚焦在所述荧光屏上的第三电极、第四电极、第五电极和阳极，所述第三电极包括所述第三电极的第一组构件和第二组构件，所述第五电极包括所述第五电极的第一组构件和第二组构件，所述第三电极的所述第一组构件和所述第五电极的所述第一组构件加有固定值的第一聚焦电压，而所述第三电极的所述第二组构件和所述第五电极的所述第二组构件加有包括固定电压和随所述多束电子束的偏转而变化的动态电压的第二聚焦电压，其中，在所述第五电极的所述第一和第二组构件之间形成至少一个第一类型静电四极透镜，用于随着所述第一聚焦电压和所述第二聚焦电压之间的聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在水平和垂直方向中的一个方向上愈加聚焦，并且使所述多束电子束在水平和垂直方向中的另一个方向上愈加发散；在所述第三电极的所述第一和第二组构件之间形成至少一个第二类型静电四极透镜，用于随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在垂直于水平和垂直方向中的所述一个方向的方向上愈加聚焦，在这个方向上，所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束愈加聚焦，并且所述至少一个第二类型静电四极透镜用于随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在垂直于水平和垂直方向中的所述另一个方向的方向上愈加发散，在这个方向上，所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束愈加发散；以及在所述第四电极和形成在所述第三电极的所述第二组构件的一个构件的第一表面上的第一孔之间形成电子透镜，所述第三电极的所述第二组构件的一个构件和所述第四电极相邻并且和所述第三电极的所述第一组构件的一个构件结合形成所述至少一个第二类型静电四极透镜，所述第三电极的所述第二组构件的所述一个构件的所述第一表面处在所述第三电极的所述第二组构件的所述一个构件的与所述第四电极相对的一侧，所述电子透镜是这样构成的，以便随着所述第二聚焦电压和加在所述第四电极上的电压之间的电压差的增加而使所述多束电子束在水平方向上愈加发散，并且随着所述第二聚焦电压和加在所述第四电极上的所述电压之间的电压差的增加而使所述多束电子束在垂直方向上愈加聚焦。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个实施例提供一种彩色阴极射线管，它包括包括面板部分、管颈部分和用来连接所述面板部分和所述管颈部分的锥形部分的真空外壳；形成在所述面板部分的内表面上的荧光屏；安装在所述管颈内的线性排列式电子枪；以及围绕所述管颈部分安装的电子束偏转系统，所述线性排列式电子枪包括电子束产生部分，它具有三个线性排列的阴极、电子束控制电极和按照名称的顺序排列的用来把彼此接近平行地排列的三束电子束投射在靠近所述荧光屏的水平面上的加速电极；电子束聚焦部分，它包括按照名称的顺序排列的用来把所述三束电子束聚焦在所述荧光屏上的第三电极、第四电极、第五电极和阳极，所述第三电极包括所述第三电极的第一组构件和第二组构件，所述第五电极包括所述第五电极的第一组构件和第二组构件，所述第五电极的所述第二组构件中的一个构件设置在所述阳极附近，所述第三电极的所述第一组构件和所述第五电极的所述第一组构件加有固定值的第一聚焦电压，而所述第三电极的所述第二组构件和所述第五电极的所述第二组构件加有包括固定电压和随所述三束电子束的偏转而变化的动态电压的第二聚焦电压，其中，在所述第五电极的所述第一和第二组构件之间形成至少一个第一类型静电四极透镜，用以随着所述第一聚焦电压和所述第二聚焦电压之间的聚焦电压差值的增加而使所述三束电子束在水平和垂直方向中的一个方向上愈加聚焦，并且使所述三束电子束在所述水平和垂直方向中的另一个方向上愈加发散；在所述第三电极的所述第一和第二组构件之间形成至少一个第二类型静电四极透镜，用以随着所述聚焦电压差值的增加而使所述三束电子束在垂直于所述水平和垂直方向中的所述一个方向的方向上愈加聚焦，在这个方向上，所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述三束电子束愈加聚焦，并且所述至少一个第二类型静电四极透镜用以随着所述聚焦电压差值的增加而使所述三束电子束在垂直于水平和垂直方向中的所述另一个方向的方向上愈加发散，在这个方向上，所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述三束电子束愈加发散；以及在所述第四电极和形成在所述第三电极的所述第二组构件的一个构件中的孔之间形成电子透镜，所述第三电极的所述第二组构件的所述一个构件和所述第四构件相邻并且和所述第三电极的所述第一组构件的一个构件结合形成所述至少一个第二类型静电四极透镜，所述第三电极的所述第二组构件的所述一个构件是平板形电极，而所述孔是垂直方向上拉长的孔，所述电子透镜是这样构成的，以便随着所述第二聚焦电压和加在所述第四电极上的电压之间的电压差的增加而使所述三束电子束在水平方向上愈加发散，并且随着所述第二聚焦电压和加在所述第四电极上的所述电压之间的电压差的增加而使所述三束电子束在垂直方向上愈加聚焦。
本发明不限于上述结构和下述实施例的特定细节。在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下可以对上述结构和下述实施例进行各种各样的变化和修改。
附图中，所有各图的相同的标号表示相似的部件，其中图1是用以说明按照本发明的第一实施例的彩色阴极射线管的电子枪的示意的截面图；图2A和2B分别是在图1的线IIA-IIA和IIB-IIB所取的电子枪的截面图；图3A和3B分别是在图1的线IIIA-IIIA和IIIB-IIIB所取的电子枪的截面图；图4是图1的电子枪的一部分的示意的放大的截面图；图5是显示电子束象散和比值L/D之间的关系的曲线图，其中，D是第四电极侧第四电极第二构件表面上电子束孔的直径，而L是从第四电极侧第二构件表面到第一构件侧第二构件表面上电子束孔测量到的轴向距离，如图4中所示；图6A是第三电极的第一电极侧第二构件的改型的表面的平面图，而图6B是穿过第四电极侧第二构件表面的孔看到的表面的平面图7是用以说明按照本发明的第二实施例的彩色阴极射线管的电子枪的示意的截面图；图8A和8B分别是在图7的线VIIIA-VIIIA和VIIIB-VIIIB所取的电子枪的截面图，而图8C是图7中第三电极的第二构件的改型的平面图；图9是用以说明按照本发明的第三实施例的彩色阴极射线管的电子枪的示意的截面图；图10是聚焦电压的图解说明；图11A至11C是一种类型的静电四极透镜的图解说明，图11A是图11B的静电四极透镜沿着线110A-110A所取的截面图，图11B是图11A的静电四极透镜沿着线110B-110B所取的截面图，而图11C是图11A的静电四极透镜沿着线110C-110C所取的截面图；图12A至12C是另一种类型的静电四极透镜的图解说明，图12A是图12B的静电四极透镜沿着线120A-120A所取的截面图，图12B是图12A的静电四极透镜沿着线120B-120B所取的截面图，而图12C是图12B的静电四极透镜沿着线120C-120C所取的截面图；图13A至13C是再一种类型的静电四极透镜的图解说明，图13A是图13B的静电四极透镜沿着线130A-130A所取的截面图，图13B是图13A的静电四极透镜沿着线130B-130B所取的截面图，而图13C是图13B的静电四极透镜沿着线130C-130C所取的截面图；图14A至14C是再另一种类型的静电四极透镜的图解说明，图14A是图14B的静电四极透镜沿着线140A-140A所取的截面图，图14B是图14A的静电四极透镜沿着线140B-140B所取的截面图，而图14C是图14A的静电四极透镜沿着线140C-140C所取的截面图；图15A至15D是再另一种类型的静电四极透镜的图解说明，图15A是图15C的静电四极透镜沿着线150A-150A所取的截面图，图15B是图15A的静电四极透镜沿着线150B-150B所取的截面图，图15C是图15A的静电四极透镜沿着线150C-150C所取的截面图；而图15D是图15A的静电四极透镜沿着线150D-150D所取的截面图；图16A至16C是一种类型的主透镜的图解说明，图16A是所述主透镜的截面图，图16B和16C分别是构成主透镜的电极的相互面对的部分的平面图；图17是阴罩式彩色阴极射线管的结构的实例的截面图；以及图18是用于彩色阴极射线管的先有技术电子枪的实例的示意的截面图。
下面将参考附图详细说明本发明的实施例。
图1是在垂直于三束线性排列式电子束的线性排列方向看到的电子枪的示意的截面图，用来说明根据本发明的彩色阴极射线管的第一实施例。与图18中使用的相同的标号在图1中表示对应的部分。
在本实施例中，电子束产生装置包括阴极1、作为控制电极的第一电极2和作为加速电极的第二电极3，而电子束聚焦装置包括第三电极4的第一构件41和第二构件42、第四电极5、第五电极6的第一构件61和第二构件62、阳极7以及屏蔽盖筒8。
第二电极3和第四电极5加有400伏至1000伏的固定电压Ec2，第三电极4的第一构件41和第五电极6的第一构件61加有固定电压Vf1的第一聚焦电压。
第三电极4的第二构件42和第五电极6的第二构件62加有固定电压Vf2和随扫描观察屏的电子束的偏转角而变的动态电压dVf叠加的第二聚焦电压(Vf1+dVf)。
在第五电极的第一构件61和第二构件62之间形成象散校正静电四极透镜，用来随着所述动态电压的增加而在垂直方向上愈加拉长电子束截面。该静电四极透镜包括固定在第二构件62侧的第五电极第一构件端部的四个垂直板611和固定在第一构件61侧的第五电极第二构件上的两个垂直板。
图2A和2B分别是第三电极3的第一构件41和第二构件42的平面图，图2A是在第二构件42侧的第一构件41表面上形成的电子束孔41a的图解说明，而图2B是在第一构件41侧的第二构件42表面上形成的电子束孔42a的图解说明。
如图2A中所示，在第二构件42侧的第一构件41表面上形成三个水平方向拉长的电子束孔41a，并且，如图2B中所示，在第一构件41侧的第二构件42表面上形成三个垂直方向拉长的电子束孔42a。
利用电子束孔41a和42a的这种结构，在第三电极4中，在第三电极4的第一构件41和第二构件42之间形成电子束成形静电四极透镜，用来随着所述动态电压的增加而在垂直方向上较少拉长电子束横截面，就是说，在水平方向上较多拉长电子束横截面。
图3A是第三电极4的第二构件42沿图1的线IIIA-IIIA所取的平面图，而图3B是第四电极5沿图1的线IIIB-IIIB所取的平面图。如图3A中所示，在第四电极5侧的第二构件42表面上形成的电子束孔42b是圆形的并且大于在第一构件41侧的第二构件42表面上形成的电子束孔42a，因此，通过电子束孔42b可以看到电子束孔42a的边缘。如图3B中所示，第四电极5中的电子束孔5a是圆形的。图4是图1的电子枪的一部分的放大的视图。
根据图3A，显然，由第四电极5产生的电场延伸到第一构件41侧第二构件42的电子束孔42a中，因而形成非轴对称透镜，因为在第四电极5侧的第二构件42表面上形成的电子束孔42b是大于在第一构件41侧的第二构件42表面上形成的电子束孔42a。
根据加在第三电极4的第二构件42上的最佳水平聚焦电压和最佳垂直聚焦电压之间的差值来估算电子束的象散性。图5显示电子束象散性和比值L/D之间的关系，其中，D是第四电极侧第四电极第二构件表面上电子束孔的直径，而L是从第四电极侧第二构件表面到第一构件侧第二构件表面上电子束孔测量到的轴向距离，如图4中所示。
当电子束象散电压为零时，不存在静电四极透镜，因此，根据图5，显然，当满足L/D＜1的关系时，在第四电极5和第一构件41侧第三电极4的第二构件42表面上垂直方向上拉长的孔之间形成静电四极透镜。
无论何时，加在第三电极的第二构件42上的电压(Vf1+dVf)和加在第四电极5上的电压Ec2都具有(Vf1+dVf)＞Ec2的关系，因此，在第三电极的第二构件42和第四电极5之间形成静电四极透镜，使得在第二构件42中由第一构件41侧第二构件42表面上的垂直方向上拉长的孔42a形成发散透镜，于是电子束在水平方向上经受比较强的发散力。
此外，随着动态电压dVf的增加，电子束在水平方向上经受越来越强的发散力，于是，电子束横截面在水平方向上被愈加拉长，因为第三电极的第二构件42和第四电极5之间的电位差随着动态电压dVf的增加而增加。
和在第三电极的第一构件41和第二构件42之间形成的静电四极透镜一样，在第三电极的第二构件42和第四电极5之间形成的电子透镜随着动态电压dVf的增加而把电子束横截面在水平方向上愈加拉长，于是，电子束横截面的这种附加的水平拉长提高了电子束成形度，因而提供了足够的电子束成形度。因此，本实施例在整个观察屏上提供良好和均匀的聚焦。
作为一种改型，可以把第三电极4第一构件41侧第二构件42表面上的电子束孔做成图6A中所示的垂直方向上拉长的锁眼形状，但是，第四电极中的电子束孔是圆形的。图6B是沿着图1的线IIIA-IIIA所取的第二构件42的改型的平面图。在这种改型中，在第三电极的第二构件42和第四电极5之间形成的电子透镜也随着动态电压dVf的增加而把电子束横截面在水平方向上愈加拉长，于是，电子束横截面的这种附加的水平拉长提高了电子束成形度，因而提供了足够的电子束成形度。因此，这种改型在整个观察屏上提供良好和均匀的聚焦。
图7是沿着与三束线性排列电子束的线性排列方向垂直的方向看到的电子枪的示意的截面图，用以说明按照本发明的彩色阴极射线管的第二实施例。和图1中使用的相同的标号在图7中表示对应的部分。
除了本实施例中第三电极4的第二构件420是平板电极型的之外，本实施例的电子枪类似于先前的实施例的电子枪。
图8A是第三电极4的第二构件420沿着图7的线VIIIA-VIIIA所取的平面视图，图8B是第四电极5沿着图1的线VIIIB-VIIIB所取的平面视图。第三电极4的第二构件420中的电子束孔420a是在垂直方向上拉长的，而第四电极5中的孔是圆形的。
无论何时，加在第三电极的第二构件420上的电压(Vf1+dVf)和加在第四电极5上的电压Ec2都具有(Vf1+dVf)＞Ec2的关系，因此，在第三电极的第二构件420和第四电极5之间形成静电四极透镜，使得电子束经受由在第二构件420中垂直方向上拉长的孔420a产生的并且在水平方向上比较强的发散力。
此外，随着动态电压dVf的增加，电子束在水平方向上经受越来越强的发散力，于是，电子束横截面在水平方向上被愈加拉长，因为第三电极的第二构件420和第四电极5之间的电位差随着动态电压dVf的增加而增加。
和在第三电极的第一构件41和第二构件420之间形成的静电四极透镜一样，在第三电极的第二构件420和第四电极5之间形成的电子透镜也随着动态电压dVf的增加而把电子束横截面在水平方向上愈加拉长，于是，电子束横截面的这种附加的水平拉长提高了电子束成形度，因而提供了足够的电子束成形度。因此，本实施例在整个观察屏上提供良好和均匀的聚焦。
作为第二实施例中图7的电子枪的一种改型，可以把第三电极4第二构件420表面上的电子束孔421a做成图8C中所示的垂直方向上拉长的锁眼形状。图8C是沿着图7的线IIIA-IIIA所取的第二构件420的改型的平面图。在这种改型中，在第三电极的第二构件420和第四电极5之间形成的电子透镜也随着动态电压dVf的增加而把电子束横截面在水平方向上愈加拉长，于是，电子束横截面的这种附加的水平拉长提高了电子束成形度，因而提供了足够的电子束成形度。因此，这种改型在整个观察屏上提供良好和均匀的聚焦。
图9是沿着与三束线性排列电子束的线性排列方向垂直的方向看到的电子枪的示意的截面图，用以说明按照本发明的彩色阴极射线管的第三实施例。和图1中使用的相同的标号在图9中表示对应的部分。
本实施例与第一和第二实施例的不同之处在于第五电极6被分成第一构件61、第二构件62和第三构件64，并且，第一构件61和第二构件62加有固定电压Vf2和动态电压dVf叠加的第二聚焦电压(Vf2+dVf)，而第三构件64加有固定聚焦电压Vf1。
静电四极透镜由固定在第一构件61端部第三构件64侧的两个水平平板611和固定在第三构件64端部第一构件61侧的四个垂直平板641构成。第三电极4中的电子束孔41a和42b分别类似于图2A和2B中第三电极4中的电子束孔，并且，沿着图9的线III-III所取的第三电极4的截面图类似于图3A的截面图。
第二电极3和第四电极5加有大约400伏至1000伏的固定电压Ec2，第三电极的第一构件41和第五电极的第三构件64加有第一聚焦电压Vf1，并且，第三电极的第二构件42和第五电极的第一构件61和第二构件62加有固定电压Vf2和随扫描观察屏4的电子束的偏转角而变的动态电压dVf叠加的第二聚焦电压(Vf1+dVf)。
在第五电极的第一构件61和第三构件64之间形成象散校正静电四极透镜，用来随着所述动态电压dVf的增加而在垂直方向上愈加拉长电子束截面，并且在第五电极的第三构件64和第二构件62之间形成电子透镜，用来随着所述动态电压dVf的加大而既在水平方向上又在垂直方向上降低电子束的聚焦强度。
如图2A中所示，在第三电极4的第一构件41的第二构件42侧表面上形成三个水平方向拉长的电子束孔41a，并且，如图2B中所示，在第三电极4的第二构件42的第一构件41侧表面上形成三个垂直方向拉长的电子束孔42a。在第三电极4的第一构件41和第二构件42之间形成电子束成形静电四极透镜，用来随着所述动态电压dVf的增加而愈加拉长电子束横截面。
利用这种电子枪结构，在第五电极的第三构件64和第二构件62之间形成的电子透镜既在水平方向上又在垂直方向上聚焦电子束。随着动态电压dVf的增加，即，随着电子束偏转的增加，由于第三构件64和第二构件62之间电位差降低的缘故，在第五电极的第三和第二构件64、62之间形成的电子透镜的聚焦强度减弱，因此校正了图象场的曲率。
在本实施例中，除了和第一及第二实施例中一样在第五电极6和阳极7之间形成的用来校正图象场的曲率的电子透镜之外，还在第五电极的第三构件64和第二构件62之间形成用来校正图象场曲率的另一个电子透镜，因此，与先有技术的阴极射线管相比，比较低的动态电压能够在整个观察屏上提供良好的聚焦。
和第一实施例中在第三电极的第一构件41和第二构件420之间形成的静电四极透镜一样，在本实施例中，在第三电极的第二构件42和第四电极5之间形成的电子透镜也用来随着动态电压dVf的增加而把电子束横截面在水平方向上愈加拉长，因此提高了电子束横截面的水平拉长的电子束成形度，以便提供足够的电子束成形度并且在整个观察屏上获得良好和均匀的聚焦。
不用说，本实施例可以和第二实施例相结合。
图10是用于第一至第三实施例的聚焦电压的波形的图解说明。选择高于固定直流电压Vf2的固定直流电压Vf1，以便满足以下关系第一聚焦电压Vf1＞第二聚焦电压(Vf2+dVf)。
以下简单地说明各个电极中电子束孔的形状。
第一电极2的电子束孔是圆形的、方形的、垂直方向或水平方向拉长的椭圆形的或椭圆、或者垂直方向或水平方向拉长的矩形。
第二电极3中的电子束孔是圆形的、方形的或矩形的。有时，第二电极中的每一个孔与该第二电极的第一或第三电极侧表面上的矩形长缝叠加。
第三电极4的第一构件41的第二电极3侧表面上的电子束孔是圆形的，而第一构件41的第二构件42侧表面上的电子束孔是水平方向拉长的矩形或者水平方向拉长的锁眼。
上面已经说明了第三电极4的第二构件42中的电子束孔。
第四电极5中的电子束孔是圆形的。
第五电极6的第四电极5侧表面上的电子束孔是圆形的。
以下是在第五电极6中形成的象散校正静电四极透镜的一些实例(1)如图11A至11C中所示并且已经联系第一至三实施例所说明的，由固定在一对相对的电极200、300中的一个电极300上四个垂直板101和固定在相对的电极200、300中的另一个电极200上、把所述四个垂直板101夹在中间的两个水平板102形成四极透镜。图11A是沿着图11B中的线110A-110A所取的截面图，图11B是沿着图11A中的线110B-110B所取的截面图，而图11C是沿着图11A中的线110C-110C所取的截面图。标号200a和300a指的是圆形孔。
(2)如图12A至12C中所示，由在一对相对的电极400、500中的一个电极500中形成的三个垂直方向拉长的矩形500a和在相对的电极400、500中的另一个电极400中形成的三个水平方向拉长的矩形400a形成四极透镜。图12A是沿着图12B中的线120A-120A所取的平面图，图12B是沿着图12A中的线120B-120B所取的截面图，而图12C是沿着图12B中的线120C-120C所取的平面图。
(3)如图13A至13C中所示，由在一对相对的电极600、700中的一个电极700中形成的三个垂直方向拉长的锁眼700a和在相对的电极600、700中的另一个电极600中形成的三个水平方向拉长的锁眼600a形成四极透镜。图13A是沿着图13B中的线130A-130A所取的平面图，图13B是沿着图13A中的线130B-130B所取的截面图，而图13C是沿着图13B中的线130C-130C所取的颊平面图。
(4)如图14A至14台所示，由在平板电极901中形成的三个圆孔901a和一对水平平板801形成四极透镜，所述平板电极901离开一对相对的电极800、900中的一个电极900的端部、向内安装在电极900的内部，所述水平平板801把三个电子束通道夹在中间、它们的边缘靠近所述三个圆孔901a并且固定在一对相对的电极800、900中的另一个电极800上。图14A是沿着图14B中的线140A-140A所取的截面图，图14B是沿着图14A中的线140B-140B所取的截面图，而图14C是沿着图14A中的线140C-140C所取的平面图。标号800a表示圆孔，而900a表示大直径单孔。
(5)如图15A至15D中所示，由在一对相对的电极1000、1100中的一个电极1100的端面上形成的三个垂直方向拉长的矩形孔和三对水平平板1001形成四极透镜，所述三对水平平板中的每一对把三个电子束通道6中的相应的一个夹在中间，所述三对水平平板中的每一对延伸到所述三个矩形孔1100a中相应的一个中间并且固定在相对的电极1000、1100中的另一个电极1000上。图15A是沿着图15C中的线150A-150A所取的截面图，图15B是沿着图15A中的线150B-150B所取的平面图，图15C是沿着图15A中的线150C-150C所取的截面图；而图15D是沿着图15A中的线150D-150D所取的平面图中。标号1100a表示圆孔。
第五电极6的第二构件62和阳极7形成主透镜，并且它们在各自的相对的端面分别具有单孔62a、7a，如图16A中所示。第二构件62和阳极7可以分别配备有如图16B中所示的具有三个圆孔63a(71a)的平板电极63(71)；如图16C中所示的具有三个椭圆孔63a(71a)的平板电极63(71)；或者具有三个多边形孔的平板电极63(71)。
如上所述，根据本发明，在第三电极的第一构件41和第二构件42之间形成电子束成形静电四极透镜，并且在第二构件42的第一构析41侧端面上电子束孔42a和邻近第二构件42的第四电极5之间形成电子透镜，用以使电子束随着加在第四电极5的电压和加在第二构件42的第二聚焦电压之间的差值的增加而在水平方向上愈加发散并且在垂直方向上愈加聚焦。利用这种结构，能够提高在水平方向上拉长电子束横截面的成形力度，以便提供足够的电子束成形度，使得彩色阴极射线管在整个观察屏上提供良好和均匀的聚焦。
权利要求
1.一种彩色阴极射线管，它包括包括面板部分、管颈部分和用来连接所述面板部分和所述管颈部分的锥形部分的真空外壳；形成在所述面板部分的内表面上的荧光屏；安装在所述管颈部分内的线性排列式电子枪；以及围绕所述管颈部分安装的电子束偏转系统，所述线性排列式电子枪包括电子束产生部分，它具有多个线性排列的阴极、作为电子束控制电极的第一电极和按照名称的顺序排列的作为加速电极的用来把彼此接近平行地排列的多束电子束投射在靠近所述荧光屏的水平面上的第二电极；电子束聚焦部分，它包括按照名称的顺序排列的用来把所述多束电子束聚焦在所述荧光屏上的第三电极、第四电极、第五电极和阳极，所述第三电极包括所述第三电极的第一组构件和第二组构件，所述第五电极包括所述第五电极的第一组构件和第二组构件，所述第三电极的所述第一组构件和所述第五电极的所述第一组构件加有固定值的第一聚焦电压，以及所述第三电极的所述第二组构件和所述第五电极的所述第二组构件加有包括固定电压和随所述多束电子束的偏转而变化的动态电压的第二聚焦电压，其特征在于在所述第五电极的所述第一和第二组构件之间形成至少一个第一类型静电四极透镜，用于随着所述第一聚焦电压和所述第二聚焦电压之间的聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在水平和垂直方向中的一个方向上愈加聚焦，并且使所述多束电子束在水平和垂直方向中的另一个方向上愈加发散；在所述第三电极的所述第一和第二组构件之间形成至少一个第二类型静电四极透镜，用于随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在垂直于水平和垂直方向中的所述一个方向的方向上愈加聚焦，在这个方向上，所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束愈加聚焦，并且所述至少一个第二类型静电四极透镜用于随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在垂直于水平和垂直方向中的所述另一个方向的方向上愈加发散，在这个方向上，所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束愈加发散，以及在所述第四电极和形成在所述第三电极的所述第二组构件的一个构件的第一表面上的第一孔之间形成电子透镜，所述第三电极的所述第二组构件的一个构件和所述第四电极相邻并且和所述第三电极的所述第一组构件的一个构件结合形成所述至少一个第二类型静电四极透镜，所述第三电极的所述第二组构件的所述一个构件的所述第一表面处在所述第三电极的所述第二组构件的所述一个构件的与所述第四电极相对的一侧，所述电子透镜是这样构成的，以便随着所述第二聚焦电压和加在所述第四电极上的电压之间的电压差的增加而使所述多束电子束在水平方向上愈加发散，并且随着所述第二聚焦电压和加在所述第四电极上的所述电压之间的电压差的增加而使所述多束电子束在垂直方向上愈加聚焦。
2.一种彩色阴极射线管，它包括包括面板部分、管颈部分和用来连接所述面板部分和所述管颈部分的锥形部分的真空外壳；形成在所述面板部分的内表面上的荧光屏；安装在所述管颈部分内的线性排列式电子枪；以及围绕所述管颈部分安装的电子束偏转系统，所述线性排列式电子枪包括电子束产生部分，它具有三个线性排列的阴极、电子束控制电极和按照名称的顺序排列的用来把彼此接近平行地排列的三束电子束投射在靠近所述荧光屏的水平面上的加速电极；电子束聚焦部分，它包括按照名称的顺序排列的用来把所述三束电子束聚焦在所述荧光屏上的第三电极、第四电极、第五电极和阳极，所述第三电极包括所述第三电极的第一组构件和第二组构件，所述第五电极包括所述第五电极的第一组构件和第二组构件，所述第五电极的所述第二组构件中的一个构件设置在所述阳极附近，所述第三电极的所述第一组构件和所述第五电极的所述第一组构件加有固定值的第一聚焦电压，以及所述第三电极的所述第二组构件和所述第五电极的所述第二组构件加有包括固定电压和随所述三束电子束的偏转而变化的动态电压的第二聚焦电压，其特征在于在所述第五电极的所述第一和第二组构件之间形成至少一个第一类型静电四极透镜，用于随着所述第一聚焦电压和所述第二聚焦电压之间的聚焦电压差值的增加而使所述三束电子束在水平和垂直方向中的一个方向上愈加聚焦，并且使所述三束电子束在所述水平和垂直方向中的另一个方向上愈加发散，在所述第三电极的所述第一和第二组构件之间形成至少一个第二类型静电四极透镜，用于随着所述聚焦电压差值的增加而使所述三束电子束在与所述水平和垂直方向中的所述一个方向垂直的方向上愈加聚焦，在这个方向上，所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述三束电子束愈加聚焦，并且所述至少一个第二类型静电四极透镜用于随着所述聚焦电压差值的增加而使所述三束电子束在垂直于水平和垂直方向中的所述另一个方向的方向上愈加发散，在这个方向上，所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述三束电子束愈加发散；以及在所述第四电极和形成在所述第三电极的所述第二组构件的一个构件中的孔之间形成电子透镜，所述第三电极的所述第二组构件的所述一个构件和所述第四构件相邻并且和所述第三电极的所述第一组构件的一个构件结合形成所述至少一个第二类型静电四极透镜，所述第三电极的所述第二组构件的所述一个构件是平板形电极，而所述孔是垂直方向上拉长的孔，所述电子透镜是这样构成的，以便随着所述第二聚焦电压和加在所述第四电极上的电压之间的电压差的增加而使所述三束电子束在水平方向上愈加发散，并且随着所述第二聚焦电压和加在所述第四电极上的所述电压之间的电压差的增加而所述三束电子束在垂直方向上愈加聚焦。
3.根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于还包括在所述第五电极的所述第一和第二组构件之间形成的、用来随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在所述水平和垂直两个方向上愈加聚焦的至少一个电子透镜。
4.根据权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于还包括在所述第五电极的所述第一和第二组构件之间形成的、用来随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在所述水平和垂直两个方向上愈加聚焦的至少一个电子透镜。
5.根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于邻近所述第四电极的所述第三电极的所述第二组构件的所述一个构件满足以下关系L/D＜1其中，L是所述第一孔和所述第三电极的所述第二组构件的所述一个构件第四电极侧的第二表面之间的轴向距离，而D是形成在所述第二表面的第二孔的直径。
6.根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在垂直方向上愈加聚焦并且使所述多束电子束在水平方向上愈加发散。
7.根据权利要求5的彩色阴极射线管，其特征在于所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在垂直方向上愈加聚焦并且使所述多束电子束在水平方向上愈加发散。
8.根据权利要求3的彩色阴极射线管，其特征在于所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在垂直方向上愈加聚焦并且使所述多束电子束在水平方向上愈加发散。
9.根据权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在垂直方向上愈加聚焦并且使所述多束电子束在水平方向上愈加发散。
10.根据权利要求4的彩色阴极射线管，其特征在于所述至少一个第一类型静电四极透镜中最靠近所述阳极而设置的一个随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在垂直方向上愈加聚焦并且使所述多束电子束在水平方向上愈加发散。
11.根据权利要求5的彩色阴极射线管，其特征在于还包括在所述第五电极的所述第一和第二组构件之间形成的、用来随着所述聚焦电压差值的增加而使所述多束电子束在所述水平和垂直两个方向上愈加聚焦的至少一个电子透镜。
12.根据权利要求7的彩色阴极射线管，其特征在于所述第一聚焦电压和所述第二聚焦电压之间的所述聚焦电压差值随着所述多束电子束的偏转角的增大而减小。
13.根据权利要求11的彩色阴极射线管，其特征在于所述第一聚焦电压和所述第二聚焦电压之间的所述聚焦电压差值随着所述多束电子束的偏转角的增大而减小。
14.根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于所述第一聚焦电压和所述第二聚焦电压之间的所述聚焦电压差值随着所述多束电子束的偏转角的增大而减小。
15.根据权利要求3的彩色阴极射线管，其特征在于所述第一聚焦电压和所述第二聚焦电压之间的所述聚焦电压差值随着所述多束电子束的偏转角的增大而减小。
16.根据权利要求4的彩色阴极射线管，其特征在于所述第一聚焦电压和所述第二聚焦电压之间的所述聚焦电压差值随着所述多束电子束的偏转角的增大而减小。
17.根据权利要求9的彩色阴极射线管，其特征在于所述第一聚焦电压和所述第二聚焦电压之间的所述聚焦电压差值随着所述多束电子束的偏转角的增大而减小。
18.根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于所述第二聚焦电压高于加在所述第四电极上的所述电压。
19.根据权利要求3的彩色阴极射线管，其特征在于所述第二聚焦电压高于加在所述第四电极上的所述电压。
20.根据权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于所述第二聚焦电压高于加在所述第四电极上的所述电压。
全文摘要
彩色阴极射线管在其电子束聚焦部分包括第三、第四和第五电极及阳极。在第五电极的第一和第二组构件之间形成第一类型静电四极透镜,用于随着束偏转角的减小而使电子束在水平和垂直方向中的一个方向愈加聚焦,而在水平和垂直方向中的另一个方向愈加发散;在第三电极的第一和第二组构件之间形成第二类型静电四极透镜,用于随着束偏转角的减小而使电子束在水平和垂直方向中的另一个方向愈加聚焦而在水平和垂直方向中的一个方向愈加发散。
文档编号H01J29/50GK1258089SQ99127508
公开日2000年6月28日 申请日期1999年12月22日 优先权日1998年12月22日
发明者内田刚, 白井正司, 加藤真一, 宫川晃一 申请人:株式会社日立制作所