专利名称：彩色显像管的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电视机和计算机监视器等的彩色显像管。特别涉及偏转角度宽也可获得良好图像质量的彩色显像管。
背景技术：
一般在彩色显像管中，如图5所示，由具有正面大致为矩形状的面(face)部1的面板(panel)2、及与该面板2接合的漏斗状锥体3构成外壳。在面部1的内表面形成荧光屏4，面对该荧光屏4来保持荫罩5。另外，在锥体3的颈部6内配有电子枪7。在这样的彩色显像管工作时，从电子枪7发射一字形排列的三束电子束8，这些电子束8由安装在锥体3外侧的偏转装置9所产生的磁场而偏转，同时穿过荫罩5的开孔发射到荧光屏4，在面部1上映出图像。
一般为了形成将三束电子束集中到屏幕一点上的自会聚(selfconvergence)结构，偏转装置所产生的偏转磁场在向一字形排列方向(由于一般是沿屏幕的水平轴的方向，故以下称为水平方向)偏转时变形为枕形形状，而向与一字形排列方向垂直的方向(由于一般是沿屏幕的垂直轴的方向，故以下称为垂直方向)偏转时变形为桶形形状。因此，穿过偏转磁场的三束电子束，因该偏转磁场而受到在水平方向有发散作用、在垂直方向有聚束作用的透镜作用。而且，随着偏转量的增大，偏转磁场增强，所以越靠近屏幕的周边部，所述透镜作用越强。因此，即使屏幕中央部生成的束点为正圆，屏幕周边(特别是角)部生成的束点变形为在水平方向上长的扁平状，而且，垂直方向上成为过聚焦(over focus)，而容易变成在垂直方向上长、亮度低、带有模糊部的形状。
为了改善这样的过聚焦，存在日本特开昭61-99249号公报中公开的技术(将其称为‘第1现有技术’)。图6A和图6B是用沿偏转方向的剖面来表示光学透镜式地表示第1现有技术的电子枪的电极间电位差产生的电子透镜系统的模型、及穿过该电子透镜系统的电子束的运动状况的图，在各图中上半部分表示水平方向(H)，下半部分表示垂直方向(V)。再有，图6A表示屏幕中央部的电子透镜系统和穿过它的电子束的运动状况10，图6B表示屏幕周边(角落)部的电子透镜系统和穿过它的电子束的运动状况10。此外，图的左端表示与透镜系统的物点相应的电子束的交叉点，右端表示与透镜系统的成像点相应的屏幕上的束点，设来自交叉点的出射角为θo，对屏幕的入射角为θi。
如图6A所示，在屏幕的中央部，仅由主透镜11进行电子束的聚焦。另外，如图6B所示，在屏幕的周边部，通过施加与偏转角的增大对应的动态聚焦电压，在主透镜11的前级形成在水平方向具有聚束作用、在垂直方向具有发散作用的四极透镜(four-pole lens)12，同时减弱主透镜11的强度。越是屏幕周边部偏转磁场越强的偏转磁场透镜13的作用由四极透镜12的作用抵消，而屏幕中央部和屏幕周边部的距离之差由减弱主透镜11来补偿，所以电子束在屏幕全部区域为正聚焦状态。
但是，在第1现有技术中，尽管水平方向和垂直方向都可保证电子束的正聚焦状态，但在屏幕周边部，在电子束的水平方向上的屏幕入射角θih和垂直方向上的屏幕入射角θiv产生大的差别。一般地，在从朝透镜系统的物点来的出射角为θo，由透镜系统对成像点的入射角为θi时，透镜系统的倍率M有M∝(tanθo)/(tanθi)的关系，所以如图6B所示的第1现有技术那样，在(垂直方向上的屏幕入射角θiv)＞(水平方向上的屏幕入射角θih)的情况下，变为(垂直方向上的透镜倍率Mv)＜(水平方向上的透镜倍率Mh)。也就是说，水平方向上的透镜倍率比垂直方向上的透镜倍率大，所以存在束点形状横长地变形，束点的水平方向直径过大，使水平清晰度下降，同时束点的垂直方向直径过小而容易产生波纹现象的问题。
解决这样的课题的技术公开在日本特开平3-93135号公报中(将其称为‘第2现有技术’)。
使用与图6A、图6B相同的方法，在图7A、图7B中表示第2现有技术的透镜系统和电子束运动状况。在屏幕中央部(参照图7A)与第1现有技术(图6A)相同，但在屏幕周边(角)部(参照图7B)，还在按第1现有技术形成的四极透镜12的前级，生成水平方向上具有发散作用、垂直方向上具有聚束作用的第2四极透镜14。通过该第2四极透镜14，将进入主透镜11前的电子束在水平方向上向外侧扩展，而在垂直方向上向内侧缩窄，最终减小垂直方向的上屏幕入射角θiv和水平方向上的屏幕入射角θih的差(即，使屏幕周边部的水平方向和垂直方向的透镜倍率大致相等)。由此，如果使屏幕周边部的束点形状接近正圆来提高水平清晰度，则同时可以抑制波纹的产生。
但是，即使是这样的第2现有技术，在偏转角度极端地增大时，也存在难以将屏幕周边部上的束点形状形成为正圆的问题。
首先，存在荧光屏面周边部的水平方向长的扁平状的束点变形在主透镜的球面像差影响下不能被补偿的问题。其理由如下。在第2现有技术中，如果要改善屏幕周边部上横长的束点变形，则如图7B所示，穿过透镜系统的电子束特别在水平方向上穿过靠近主透镜11端部的地方，偏转角度越大、即磁场强度越强，这种现象就越显著。这种情况下，即使电子束理想上如实线所示那样为正聚焦状态，但实际上在主透镜11的端部受到明显出现的球面像差的影响，向屏幕入射的电子束的运动状况如虚线那样，成为过聚焦状态。其结果，屏幕周边部上生成的束点反而变形为水平方向长的扁平状，束点直径容易过大。
为了避免这种现象，如果将水平方向的主透镜11上的电子束穿过位置尽量向内侧缩窄，则具有将电子束在水平方向上向外侧扩展、同时在垂直方向上向内侧缩窄作用的第2四极透镜14最终失去意义。
也就是说，在现有技术中，如果偏转角度极端地增大，偏转磁场过强，则存在不能对周边部的水平方向长的束点变形进行补偿的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种彩色显像管，即使偏转角度增大，也可以降低屏幕周边部的束点的横长变形。
为了实现上述目的，本发明的彩色显像管从电子枪发射一字形排列的三束电子束，其特征在于，在屏幕中央部形成的束点形成为正聚焦状态时，所述屏幕中央部的所述束点的所述一字形排列方向的直径，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的直径小。
由此，可以使屏幕周边部的束点形状容易地接近正圆。其结果，可以提高彩色显像管的显示清晰度，并且可以抑制波纹的产生并获得良好的图像质量。
在上述本发明的彩色显像管中，优选所述电子枪中形成的主透镜部的所述一字形排列方向的透镜倍率，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的透镜倍率小。这里，所谓“主透镜部”是指在从电子束的交叉点至屏幕上的束点之间，形成的电子透镜系统的整体。
由此，可以将屏幕中央部的束点形状为纵长形状。
而且，在本发明的彩色显像管中，优选入射到所述屏幕中央部的所述电子束的所述一字形排列方向的屏幕入射角，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的屏幕入射角大。或者，优选所述电子枪的阴极的电子束发射区域的所述一字形排列方向的直径，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的直径小。
由此，可以将屏幕中央部的束点形状容易地形成为纵长形状。
图1是模式地表示本发明的彩色显像管的屏幕上的束点形状的一例的图。
图2是表示本发明一实施方式的彩色显像管的电子枪结构的透视图。
图3A是光学透镜式地表示本发明一实施方式的彩色显像管的屏幕中央部的电子枪的电子透镜模型、以及穿过该电子透镜系统的电子束的运动状况的图。
图3B是光学透镜式地表示本发明一实施方式的彩色显像管的屏幕周边部的电子枪的电子透镜模型、以及穿过该电子透镜系统的电子束的运动状况的图。
图4A是光学透镜式地表示本发明另一实施方式的彩色显像管的屏幕中央部的电子枪的电子透镜模型、以及穿过该电子透镜系统的电子束的运动状况的图。
图4B是光学透镜式地表示本发明另一实施方式的彩色显像管的屏幕周边部的电子枪的电子透镜模型、以及穿过该电子透镜系统的电子束的运动状况的图。
图5是表示一般的彩色显像管的概略结构的概略剖面图。
图6A是光学透镜式地表示第1现有技术的彩色显像管的屏幕中央部的电子枪的电子透镜模型、以及穿过该电子透镜系统的电子束的运动状况的图。
图6B是光学透镜式地表示第1现有技术的彩色显像管的屏幕周边部的电子枪的电子透镜模型、以及穿过该电子透镜系统的电子束的运动状况的图。
图7A是光学透镜式地表示第2现有技术的彩色显像管的屏幕中央部的电子枪的电子透镜模型、以及穿过该电子透镜系统的电子束的运动状况的图。
图7B是光学透镜式地表示第2现有技术的彩色显像管的屏幕周边部的电子枪的电子透镜模型、以及穿过该电子透镜系统的电子束的运动状况的图。
具体实施例方式
以下，用附图来说明本发明的实施方式。
本发明的彩色显像管的整体结构与图5所示的现有的彩色显像管基本相同，所以这里省略其说明。
图2是表示本发明一实施方式的彩色显像管的电子枪一例的透视图。在彩色显像管的管轴方向上，依次排列着将屏幕的水平方向上排列的三个阴极15、面对该阴极15的板状的控制电极16和加速电极17、筒状的第1聚束电极18、第二聚束电极19及阳极20。其中，在控制电极16、加速电极17和在第一聚束电极18的加速电极侧设置的面18a上，形成大致圆形的三个电子束通过孔。另外，第一聚束电极18在第二聚束电极19侧也具有表面18b，在该表面18b上设置垂直方向直径比水平方向直径大的三个电子束通过孔(这里为纵长状的矩形)。第二聚束电极19在第一聚束电极18侧具有表面19a，在该表面19a上与各电子束对应地具有垂直方向直径比水平方向直径大的三个电子束通过孔(这里为横长状的矩形)，而且第二聚束电极19在筒状的电极中具有面19b，在该面上有大致椭圆状的三个电子束通过孔。阳极O由横长的筒状部20a和圆筒状部20b构成，在它们两个的边界附近的表面20c上有大致圆形的三个开孔，还在表面20c的阴极15侧具有一对平板23a、23b，该平板23a、23b隔着这三个孔配置在这三个孔的上下、且配置在水平轴和管轴平行的假设面上。
在这样构成的电极内，在第一聚束电极18上施加第一聚焦电压Vfoc1，在第二聚束电极19上施加将动态电压叠加在第2聚焦电压Vfoc2上的电压，而且在阳极电极20上施加高压Va。
在偏转到屏幕中央部时，动态聚焦电压Vdyn为零，所以变为Vfoc2+Vdyn＜Vfoc1。而偏转到屏幕周边部时，由于动态电压Vdyn按照偏转量来增大，所以随着偏转角增大，Vfoc2+Vdyn的值接近Vfoc1的值，变为Vfoc2+Vdyn＝Vfoc1，之后变为Vfoc2+Vdyn＞Vfoc1。
在图3A和图3B中，光学透镜式地表示这样构成的情况下的电子枪的电子透镜系统的模型，以及沿偏转方向的剖面表示通过该电子透镜系统的电子束的运动状况10。图3A是屏幕中央部的状况，图3B是屏幕周边部的状况，而且在各个图中，图的上半部分表示水平方向(H)，下半部分表示垂直方向(V)。另外，图的左端表示与透镜系统的物点相应的电子束的交叉点，右端表示与透镜系统的成像点相应的屏幕上的束点，设来自交叉点的出射角为θo，对屏幕的入射角为θi。
如图3A所示，在屏幕中央部，在主透镜11的后级(屏幕侧)中形成水平方向具有聚束作用而垂直方向具有发散作用的四极透镜24，而且，在与紧靠主透镜11的前级(交叉点侧)、即第一聚束电极和第二聚束电极之间，形成水平方向具有发散作用而垂直方向具有聚束作用的四极透镜25。另外，在偏转角度变大的屏幕周边(角)部，随着动态电压增大，紧靠主透镜11的前级的四极透镜25变弱而很快消失，如图3B所示，变为主透镜11、紧靠主透镜的后级的四级透镜24、以及偏转磁场透镜13构成的透镜系统。
通过这样的透镜系统，在屏幕中央部，水平方向的屏幕入射角θih比垂直方向的屏幕入射角θiv大。因此，水平方向的透镜倍率比垂直方向的透镜倍率小，所以屏幕中央部的束点形状成为纵长形状。
如上所述，一般地，在一字形自会聚式的彩色显像管中，电子束的束点形状与屏幕中央部相比，在周边部中有容易横长地(在一字形方向上为长的扁平状)变形的倾向。本发明是通过上述那样的结构，将屏幕中央部上的束点形状强行形成为水平方向小、垂直方向大的纵长形状，来改善屏幕周边部的束点形状的技术。这样，通过使屏幕中央部的束点形状为纵长，在偏转角度大的屏幕周边(角)部，可以容易地使水平方向的屏幕入射角θih和垂直方向的屏幕入射角θiv大致接近相等，而不受到主透镜的球面像差的影响。此外，由于电子束不通过一字形透镜的端部，所以不受球面像差的影响，也没有过聚焦状态。
如果模式地表示屏幕上的束点形状，则如图1所示。通过使屏幕中央部的束点26的形状为纵长，可以将屏幕周边(角)部的束点27的形状尽量接近正圆。因此，可以提高屏幕周边的水平方向的清晰度，同时可以降低波纹的产生。
再有，在上述实施方式中说明的电子枪中，如图4A所示，在交叉点侧还可以设置在屏幕中央部中水平方向上具有聚束作用、垂直方向上具有发散作用的四极透镜28。这样的话，在屏幕中央部，可以使主透镜11的电子束通过位置在水平方向上靠近内侧、而在垂直方向上靠近外侧，所以可以将屏幕中央纵长的束点形状尽量调整到垂直方向的清晰度不变低的程度。此时，屏幕中央部形成的四极透镜25、28是偏转角度越增加就越弱，最好在屏幕周边(角)部消失(参照图4B)。
而且，作为实施本发明的手段，也可以使电子枪的阴极的电子束发射区域形成为水平方向尺寸比垂直方向尺寸小的形状。尽管荧光屏面的屏幕中央的束点通过电子枪的电场透镜将阴极的电子束发射区域映射到荧光屏上，但如果阴极的电子束发射区域的水平方向直径比垂直方向直径小，则可以将荧光屏的屏幕中央的束点形成为水平方向上小、垂直方向上大的纵长形状。这种情况下，优选更有效地使控制电极的电子束通过孔的水平方向直径比其垂直方向直径小，使控制电极的水平方向上的板厚度比垂直方向的板厚度厚，另外，使加速电极的电子束通过孔的水平方向直径比垂直方向直径大。
再有，在一字形自会聚式的彩色显像管中，屏幕的水平方向上一字形排列电子束的情况居多，所以在本发明的实施方式中，将一字形排列方向称为水平方向，将与一字形排列方向垂直的方向称为垂直方向并进行了说明。但是，例如，在使用将电子束的一字形排列方向作为屏幕的垂直方向的电子枪时，当然与上述实施方式相反，一字形排列方向成为垂直方向，与一字形排列方向垂直的方向成为水平方向。
构成电子枪的电极的数目和形状、以及各电极上形成的电子束通过孔的数目和形状不限于上述实施方式中说明的例子，也可以根据需要而适当变更。
以上说明的实施方式都是用于理解本发明的技术内容的实施方式，本发明不限于这样的具体例解释，可以在本发明的精神和权利要求范围记述的范围内变更实施，可以广义地解释本发明。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.(修改)一种彩色显像管，从电子枪发射一字形排列的三束电子束，其特征在于所述电子枪内形成的主透镜部包括主电场透镜，在一字形排列方向和与该方向垂直的方向上具有聚束作用；以及电场透镜，位于紧靠所述主电场透镜的后级，在一字形排列方向上具有聚束作用，且在与该方向垂直的方向上具有发散作用；在屏幕中央部形成的束点形成为正聚焦状态时，所述屏幕中央部的所述束点的所述一字形排列方向的直径，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的直径小。
2.如权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述电子枪中形成的主透镜部的所述一字形排列方向的透镜倍率，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的透镜倍率小。
3.如权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，入射到所述屏幕中央部的所述电子束的所述一字形排列方向的屏幕入射角，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的屏幕入射角大。
4.(修改)一种彩色显像管，从电子枪发射一字形排列的三束电子束，其特征在于所述电子枪的阴极的电子束发射区域的所述一字形排列方向的直径，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的直径小；在屏幕中央部形成的束点形成为正聚焦状态时，所述屏幕中央部的所述束点的所述一字形排列方向的直径，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的直径小。
5.(增加)如权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述主透镜部还包括电场透镜，该电场透镜至少在屏幕中央部，位于紧靠所述主电场透镜的前级，在一字形排列方向上具有发散作用，且在与该方向垂直的方向上具有聚束作用。
权利要求
1.一种彩色显像管，从电子枪发射一字形排列的三束电子束，其特征在于，在屏幕中央部形成的束点形成为正聚焦状态时，所述屏幕中央部的所述束点的所述一字形排列方向的直径，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的直径小。
2.如权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述电子枪中形成的主透镜部的所述一字形排列方向的透镜倍率，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的透镜倍率小。
3.如权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，入射到所述屏幕中央部的所述电子束的所述一字形排列方向的屏幕入射角，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的屏幕入射角大。
4.如权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述电子枪的阴极的电子束发射区域的所述一字形排列方向的直径，比与该所述一字形排列方向垂直的方向的直径小。
全文摘要
本发明提供一种彩色显像管，从电子枪发射一字形排列的三束电子束，在屏幕中央部形成的束点形成为正聚焦状态时，屏幕中央部的束点(26)的一字形排列方向直径，比垂直于该一字形排列方向的方向上的直径小。由此，可以使屏幕周边部的束点(27)的形状接近正圆。其结果，可以提高荧光屏面的屏幕周边的清晰度，同时抑制波纹的产生。
文档编号H01J29/50GK1524282SQ0280787
公开日2004年8月25日 申请日期2002年4月3日 优先权日2001年4月6日
发明者和田恭典, 大门敏浩, 浩 申请人:松下电器产业株式会社