专利名称：彩色显像管装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及彩色显象管装置，尤其是有关补偿由偏转线圈产生的磁场而发生的偏转象差的动态聚焦方式的彩色显象管装置。
通常，如
图1所示，彩色显象管装置具有由面板1以及与该面板1连成整体的锥体2组成的管壳，在该面板1里面形成由发出红、绿、兰光的条纹或点状的3色荧光层组成的荧光屏3；有许多孔眼的荫罩4与该荧光屏3相对地装在其内侧。另一方面在锥体2的管颈5内设置着发射3个电子束6B、6G、6R的电子枪7，而且在锥体2外侧安装了产生水平及垂直偏转磁场的偏转线圈8。电子枪(电子枪组合件)7发出的3个电子束6B、6G、6R借助偏转线圈8产生的水平及垂直偏转磁场发生偏转，通过荫罩板4射向荧光屏3，利用3个电子束6B、6G、6R对该荧光屏3作水平、垂直扫描，显示彩色图象。
在象这样的彩色显象管中，尤其将电子枪7作为这样的一字排列式电子枪，放出由经同一水平面上的中心射束6G和一对侧面射束6B、6R构成的呈一字形配置的3个电子束6B、6G、6R。另一方面，使偏转线圈8产生的水平偏转磁场成枕形，垂直偏转磁场成圆筒形；使一字形配置的3个电子束6B、6G、6R自己会聚的自会聚方式一字排列式彩色显象管装置已被广泛应用。
通常，象这样的电子枪7具有电子束产生部，它由控制阴极电子发射且使射出的电子聚焦形成3个电子束6B、6G、6R的阴极和从该阴极依次相邻接的多个电极组成；和主电子透镜部，它由使从该电子束发生部得到的3个电子束6B、6G、6R聚焦在荧光屏3上的多个电极组成。
在象这样的彩色显象管装置中，为使荧光屏3上的图象特性良好，必须使电子枪7射出的3个电子束6B、6G、6R作适当聚焦。然而，象自会聚方式的一字排列式彩色显象管装置，如果偏转由电子枪射出的3个电子束6B、6G、6R的水平偏转磁场成枕形，垂直偏转磁场成圆筒形的非一致磁场，电子束6B、6G、6R就发生象散。比如象图2A所示说明有关枕形水平偏转磁场，电子束6(6B、6G、6R)通过枕形水平偏转磁场10受到11H、11N方向的力，如图2B所示荧光屏周边部上的电子束的束辉点12由于受到偏转象差而显著畸变。该电子束承受的偏转象差是由于电子束在垂直方向过聚焦状态而产生的，在垂直方向发生大的晕圈13(污点)。该电子束所受到的偏转象差随着管子型号越大偏转角越宽而变得越大，荧光屏周边部的析象度明显变差。
在特开昭61-99249号公报(对应美国专利号4,814,670)等中公开了解决由于偏转象差而产生析度变差的电子枪。这些公报中所展示的电子枪的构造基本上如图3A所示。即该电子枪都有第1至第5栅极G1-G5，沿电子束行进方向分别形成电子束产生部GE、4极子透镜QL、最后聚焦透镜EL。其各电子枪的4极子透镜QL是通过将图3B及3C所示的各自具有的3个非圆形电子束通孔14a、14b、14c、15a、15b、15c设置在第3、第4栅极G3、G4的各相对面上而形成。
若用光学透镜等效地表示由该电子枪形成的偏转象差补偿，则如图4所示。即电子枪是从阴极K向荧光屏方向依次形成4级子透镜QL、最后聚焦透镜EL的动态聚焦方式的电子枪。该电子枪中，在来自阴极K的电子束6到达荧光屏3中央无偏转时，第3和第4栅极的电位大体相同，4极子透镜QL几乎不起作用，象用实线所示由最后聚焦透镜EL使电子束6适当地聚焦在荧光屏3的中央。相反，在偏转时第4栅极的电位上升，如虚线所示形成4极子透镜QL，当使其在垂直方向发散，在水平方向聚焦同时，使最后聚焦透镜EL的垂直、水平两方向的聚焦作用减弱。据此，电子束6在垂直方向虽然聚焦变得不足，但受到由偏转象差即象散所产生的聚焦作用而使聚焦适当。另一方面，在水平方向由于4极子透镜QL的聚焦作用和最后聚焦透镜EL的聚焦作用的减少，使水平方向的总的聚焦几乎无变化，所以利用偏转线圈8产生的磁场使得聚焦存在某些不足。然而，该电子束6到达的荧光屏3的周边部分比起中央，与电子枪距离相距远些，所以即使在水平方向也能作适当聚焦。
如此，利用偏转线圈产生的非一致磁场使由电子枪射出的单行配置的3个电子束偏转的彩色显象管装置，通过非一致磁场受到象散，使荧光屏周边部的电子束辉点畸变。该电子束受到的偏转象差越是大型管子越是宽偏转角则变得越大，使荧光屏周边部的析象度明显变坏。作为解决该析象度变差的电子枪，其结构设想如下，用第1至第5栅极构成电极，形成从阴极到荧光屏方向由电子束产生部、4极子透镜、最后聚焦透镜依次排列的动态聚焦方式的电子枪。
然而，在这样的动态聚焦方式的电子枪中，由于必须在第3和第4栅极上从管外提供5-10KV的2种中等电压，所以存在电压供给部的耐压问题。并且问题还在于由于给各电极供给一定电压的连线变长，管内的耐压下降，因放电和漏电流等产生的电子束的聚焦特性变坏等，使彩色显象管装置的性能和可靠性受到损害。
于是，在特开平1-232653号公报(美国专利4,945,284)中，用在管内配置的电阻器连接在多个栅极之中相邻的2个栅极上，2个栅极之中在接近最后加速电极的一侧外加动态电压，在另一侧通过电阻器外加上述动态电压，展示了从管外供给的中等电压的一种类型的电子枪。
然而，在以前该电阻器的电阻值为200KΩ，对于该电阻值的设定设有作充分考虑，即问题在于若公开的是200KΩ，即使外加动态聚焦电压，在电阻器连接的2个电极间也不产生电位差。由于设有形成补偿偏转磁场的象散的多极子透镜，所以难以补偿象散。
本发明目的在于提供这样的一种彩色显著管，在用电阻器连接着的2个电极间产生电位差，形成补偿偏转磁场象散的多极子透镜效果，以补偿象散，使得在整个图象区域析象度高，并且使电子枪具有良好的耐压特性，提高了可靠性。
本发明提供这样一种彩色显象管，配置了具有主电子透镜部的电子枪，上述主电子透镜是由多个栅极组成，多个栅极将从电子束产生部射出的至少1根电子束聚焦在靶上；和偏转线圈，产生使在该电子枪射出的电子束在靶上偏转扫描的磁场；电子枪至少由1个阴极和多个栅极组成，用配置在管内的电阻器连接多个栅极中相邻的至少2个，在相邻的栅极相对面上作出非圆形电子束通孔，在该相邻的栅极至少其一上外加与电子束偏转同步变化的动态电压。
并且在本发明的彩色显象管装置中，电子枪的多个栅极至少由从阴极侧朝靶方向配置的第1至第4栅极组成，第1至第3栅极邻接，在第4栅极上外加阳极高压，在第3栅极上外加在比阳极高压低的直流电压上迭加与前述电子束偏转同步变化的电压的动态电压，通过管内配置的电阻器至少连接第2和第3栅极，在第1栅极上外加比第2栅极的电压要低的电压，在第2、第3栅极之间备置补偿偏转象差的多极子透镜形成元件。当设第3和第2栅极间的静电电容为Ca、第2和第1栅极间的静电电容为Cb，电阻器的电阻值为R、水平偏转同步的动态电压频率为fH、圆周率为π时，其关系式为π2·fH·Ca·R≥13·(1-r)其中r＝Ca/(Ca＋Cb)在本发明的彩色阴极射线管装置中，电子枪的多个栅极至少由从阴极到靶方向配置的第1至第7栅极组成，并且第1至第6栅极邻接。在第7栅极上外加阳极高压，在第6栅极上外加在比前述阳极高压低的直流电压上迭加与电子束偏转同步变化的电压的动态电压，通过配置于管内的电阻器至少连接第5和第6栅极，在第5、第6栅极间备置补偿偏转象差的多极子透镜形成元件，在第4栅极上外加比第6栅极电压还要低的电压，在管内连接好第4和第2栅极，在第1栅极上外加比第4栅极还要低的电压。若设第6和第5栅极间静电电容为Ca、第5和第4栅极间静电电容为Cb、电阻器电阻值为R，水平偏转同步的动态电压的频率为fH、圆周率为π，则其关系式为
π2·fH·Ca·R≥13·(1-r)其中r＝Ca/(Ca＋Cb)并且在本发明的彩色阴极射线管装置中，电子枪的多个栅极至少由从阴极到靶方向配置的第1至第4栅极组成，第1至第3栅极邻接，第2、第3栅极由第1电阻器连接，第3、4栅极由连接在第1电阻器上的第2电阻器连接，把一定的电压加在第1栅极上，在第4栅极上外加阳极高压，前述第3栅极连接到管外的电压供给装置，同时外加与电子束偏转同步变化的动态电压，补偿偏转象差的多极子透镜形成元件设置在第2、第3栅极之间。当设第3和第2栅极间静电电容为Ca、第2和第1栅极间静电电容为Cb，第1电阻器的电阻值为R；与水平偏转同步的动态电压频率为fH、圆周率为π时，则有如下关系π2·fH·Ca·R≥13·(1-r)其中r＝Ca/(Ca＋Cb)并且本发明的彩色阴极射线管中，电子枪的多个栅极至少由从阴极到靶方向配置的第1至第5栅极构成，第1至3的栅极邻接，由第1电阻器连接第3栅极，第3、4栅极用第2电阻器连接，第4、5栅极由第3电阻器连接，把一定电压施加在第1栅极上，在第5栅极上外加阳极高压，第3栅极连接到管外的电压供给装置上，同时外加与电子束偏转同步变化的动态电压，使在第2、3栅极间设置补偿偏转象差的多极子透镜形成设施。若设第3和第2栅极间静电电容为Ca、第2、第1栅极间静电电容为Cb、第1电阻器的阻值为R、水平同步的动态电压频率为fH，圆周率为π时，其关系式为π2·fH·Ca·R≥13·(1-r)其中r＝Ca/(Ca＋Cb)利用上述结构，在使电子束水平偏转期间，其关系应满足2π·fH·Ca·R＞＞1通过第2、第3栅极间静电电容Ca和第1、第2栅极间静电电容Cb，使动态电压分压减小，可交变地外加在第2栅极上。其结果第2和第3栅极电位差随电子束水平偏转而变大；第2、第3栅极形成的多极子透镜随着电子束的水平偏转而增强。同时最后聚焦透镜的聚焦作用减弱。这就可补偿水平偏转磁场的象散。
其结果仅把管外的一个中等电压供给电子枪，可补偿偏转磁场的象散，提高了整个图象的析象度，且具备优良的耐压特性，高的可靠性，从而可作成一个高性能的彩色显象管装置。此外，通过管外设置的电阻器提供上述中等电压，使彩色显象管装置的电路成本大大降低。
图1是已有的彩色显象管装置结构的示意性剖视图；图2A及图2B是用于说明枕形水平偏转磁场对电子束作用的说明图以及由用其作用所产生的荧光屏上的电子束辉点形状的说明图3A、3B和3C是分别为已有的改进了的电子枪构造的示意图，表示其第3栅极与第4栅极相对面上电子束通孔的形状的主视图，和表示第4栅极与第3栅极对面的电子束通孔形状的主视图；图4是用于说明图3A所示的电子枪主电子透镜部作用的图；图5是表示本发明一实施例的彩色显象管装置结构的示意性剖视图；图6是图5所示的彩色显象管中电子枪结构示意图；图7A及7B分别表示图6所示的电子枪的第5栅极相对第6栅极的面上电子束通孔形状的主视图，以及第6栅极相对第5栅极的面上的电子束通孔形状的主视图；图8表示图6中的电子枪第4、5、6栅极的等效电路图；图9用于说明在图6所示电子枪的第5、6栅极上外加的电压波形图；图10表示本发明第一个实施例的电子枪结构示意图；图11是图10所示的上述电子枪第4、5、6栅极的等效电路图；图12是本发明又一个实施例的电子枪构造的示意图。
下面参照附图根据实施例说明本发明的彩色显象管装置。
图5示意性地表示作为本发明一实施例的彩色显象管装置。该彩色显象管装置具有由面板1以及与该面板1连接成整体的锥体2组成的管壳，在其面板1的内面形成由发出红、绿、兰光的条纹状3色荧光体层组成的荧光屏3，与该荧光屏3相对在其内侧装着形成许多孔眼的荫罩4，另一侧在锥体2的管颈5内，设置着通过同一水平面上的一字形配置的射出3个电子束20B、20C、20R的电子枪21。并且在锥体2外侧装着产生水平及垂直偏转磁场的偏转线圈8。借助偏转线圈8产生的水平及垂直偏转磁场使上述电子枪21射出的3个电子束20B、20G、20R发生偏转，通过荫罩4射向荧光屏，利用3个电子束20B、20G、20R荧光屏作水平、垂直扫描，显示出彩色图象。
如图6所示，电子枪21具有在水平方向(H轴方向)一字形配置的3个阴极K，分别加热这些阴极K的加热器H，和从阴极到荧光屏依次按一定间距配置的第1至第7栅极G1-G7。通过管内配置的电阻器22使第5栅极G5和第6栅极G6作电连接。
其第1及第2栅极G1、G2由板状电极组成，其板面上设置有与3个阴极K对应地成一字形排列的3个较小的大致圆形电子束通孔。第3至第6栅极G3-G6分别由筒状电极组成，在其第3栅极G3与第2栅极G2的相对面上，对应于3个阴极K成一字形配置比第2栅极G2的电子束通孔还要大的3个大致圆形电子束通孔。并且，该第3栅极G3相对第4栅极G4的面、第4栅极G4相对第3及第5栅极G3、G5的面、第5栅极G5相对第4栅极G4的面以及第6栅极G6相对第7栅极G7的面，分别对应于3个阴极K一字形设置比第3栅极G3与第2栅极G2相对面的电子束通孔还要大的3个大致圆形电子束通孔。还有，如图7A所示第5栅极G5与第6栅极G6的相对面上，对应于3个阴极呈一字形配置以垂直方向(V轴方向)为长边的实质上纵向长的3个电子束通孔24a、24b、24c。相反，如图7B所示在第6栅极G6与第5栅极G5相对的面上，对应于3个阴极K呈一字形配置水平方向为长边的实质上横向长的3个电子束通孔25a、25b、25c。第7栅极G7由杯形电极组成，其与第6栅极G6相对的面上，对应于3个阴极是呈一字形配置和上述第6栅极G6与第7栅极G7相对面的电子束通孔同样大的3个大体圆形电子束通孔。
在电子枪21中，由阴极K及用第1至第3栅极G1-G3控制阴极K的电子发射，且使射出的电子加速聚焦形成电子束的电子束产生部GE，利用第3至第7栅极G3-G7形成将其电子束聚焦在荧光屏上的主电子透镜部ML。在该主电子透镜部ML上，在实质上形成纵向长的电子束通孔24a、24b、24c的第5栅极G5和实质上形成横向长的电子束通孔25a、25b、25c的第6栅极G6之间形成多极子透镜QL，最后聚焦透镜EL形成在第6栅极G6和第7栅极G7之间。
在这样的电子枪21中，在第7栅极G7上如图5所示通过设置在锥体上的阳极端子27外加来自高压电源28的25-35KV阴极高压Eb。并且，在管内连接第6栅极G6和第3栅极G3，在这些第3、6栅极G3、G6上通过气密性穿通图5所示的管颈端部芯柱29的芯柱管脚30，把由电子枪电源31供给的阳极高压Eb的20-30％直流电压作为基准电压Vf，外加在该基准电压Vf上迭加与电子束偏转同步变化的抛物线形电压Vd而成的动态聚焦电压。在通过电阻器22与该第6栅极G6连接的第5栅极G5上外加后述的电压。进一步在管内连接第2栅极G2和第4栅极G4，在这些第2、4栅极G2、G4上，通过气密性穿通芯柱29的芯柱管脚30，由电子枪电源31供给500-1000V的截止电压。第1栅极G1被接地，在阴极K上供给在来自电子枪电源31的100-200V直流电压上迭加影象信号的电压。
对于外加在第5栅极G5上的电压，供给通过电阻器22外加在第6栅极G6上电压的至少直流成分，通过第5栅极G5和第6栅极G6的相向面间的静电电容Ca使其与第6栅极G6作静电耦合，外加已叠加了通过该静电容Ca感应的动态聚焦电压交流成分的电压。
该第5栅极G5上外加的电压交流成分ed如在图8的等效电路所示，使电阻器22的阻值为R、第5栅极G5和第6栅极G6的相对面间静电电容为Ca、第5栅极G5和第4栅极G4相对面间的静电电容为Cb、在第6栅极G6上外加的动态聚焦电压为Vd、其频率为f、相位差为φ、圆周率为π，设ω＝2πf、j2＝-1，则可用式1表示ed=1+(ωτ)21+(ωτγ)2·Vd·e×p(φ)]]>其中τ＝R·Car＝Ca/(Ca＋Cb)其相位差为φ、则可用式2表示φ=tan-1-ω(1-rr)1+(ωτ)2r]]>上述静电电容Ca、Cb大小由分别相对的栅极G4、G5、G6的间距和相对的面积决定。在各个栅极G4、G5、G6相对面积大致相同情况下，若使第5栅极G5和第6栅极G6的间隔为ga、第4栅极G4和第5栅极G5间隔为gb，则可表示为r＝gb/(ga＋gb)在上式中，ω·Ca·R即2π·f·Ca·R的值由于根据动态聚焦电压的频率f变化，所以适当选定静电电容Ca和电阻值R，利用水平偏转频率fH可适当地设定由第5栅极G5感应的电压ed。即产生第5栅极G5和第6栅极G6的电位差，使在第5、6栅极G5、G6间形成多极子透镜，可补偿偏转磁场的象散。
总之，若使2π·fH·Ca·R＞＞1，则可将施加在第6栅极G6上的动态聚焦电压交流成分Vd的约r(＝Ca/(Ca＋Cb))倍叠加在第5栅极G5上。例如在Ca＝Cb的情况下，如图9所示，可在第5栅极G5的电极上迭加与电子束偏转同步变化的50％(50％Vd)的抛物线形电压Vd，用曲线33表示第5栅极G5的电压，使与在用曲线34表示的第6栅极G6上外加的动态聚焦电压同步变化，可使第5栅极G5和第6栅极G6的电位差随电子束的偏转变大。
因此，可以象上述那样选择电阻值R和电极间静电电容量以及动态电压的频率f，通过使第5、6栅极G5、G6相向的电子束通孔分别形成象图7A及图7B所示的形状，使这些第5、6栅极G5、G6间形成的多极子透镜在水平方向聚焦、垂直方向发散的作用随电子束的偏转可变大，同时最后聚焦透镜EL的聚焦作用减弱，可补偿水平偏转磁场的象散。此外，TH为水平偏转的1个周期。
这里，在实际的彩色显象管中，由于要对比起出现图象的范围在水平方向还要大4-8％的应用范围进行过扫描，所以允许有约4π/104弧度(rad)的相位差。因此，若考虑这一点，则有下式π2·fH·Ca·R≥13·(1-r)只要满足下面条件就可以，R≥13·(1-r)/(π2·fH·Ca)这里，在NTSC制式电视接收机中所采用的彩色显象管装置，由于电极间的静电电容约为2PF，所以Ca＝Cb＝2PF，由于该彩色显象管装置中采用的水平偏转频率fH为15.75KHZ，使得R≥20.9MΩ使连接第5栅极G5和第6栅极G6的电阻器22的阻值R设定为20.9MΩ以上，在使用上无相位差的问题，外加在第6栅极G6上约50％的动态聚焦电压可感应到第5栅极G5上。
此外，在上述实施例中，虽然是Ca＝Cb但本发明不限于此，在实用范围内调整Ca和Cb，在设定重迭电压比例的情况下也能适用。
并且，作为个人计算机装置的显示器所采用的彩色阴极射线管装置中，同样电极间的静电电容约为2PF，Ca＝Cb＝2PF，该彩色阴极射线管装置所采用的水平偏转频率fH是64KHZ，所以R≥5.1MΩ连接第5栅极G5和第6栅极G6的电阻器22的阻值设定为5.1MΩ以上，在实用上无相位差问题，使外加在第6栅极G6上的动态聚焦电压的约50％感应到第5栅极G5上。
而且，设想将来的彩色阴极射线管所采用的水平偏转频率fH变高，但其频率以120KHZ为限。所以在该条件下若电极间静电容量约为2PF则R≥2.0MΩ由于连接第5栅极G5和第6栅极G6的电阻器22的阻值R设定为2.0MΩ以上，所以即使是将来也无实用上的相位问题，外加在第6栅极G6上的动态聚焦电压的约50％能感应到第5栅极G5上。
接着说明本发明彩色阴极射线管装置的另一个实施例。如图10所示，在该实施例中电子枪21具有在水平方向(H轴方向)一字形配置的3个阴极K、分别加热诸阴极的加热器H、从阴极开始依次相距一定间隔朝着荧光屏方向配置的第1至第3栅极G1-G3、第4栅极G4、第5栅极G5、第6栅极G6、第7栅极G7。通过靠近电子枪配置在管内的第1电阻器221使第5栅极G5和第6栅极G6作电连接。通过与接近电子枪配置在管内的第1电阻器221串联连接的第2电阻器222电连接第6栅极G6和第7栅极G7。通过气密贯通图5所示的管颈端部芯柱29的芯柱管脚30将第6栅极G6连接到配置在管外的可变电阻器50的一端，让该可变电阻器50的另一端接地。
第1及第2栅极G1、G2由板状电极组成。在该板面上，比较小的3个大致圆形电子束通孔对应于3个阴极呈一字形配置。
第3至第7栅极G3-G7分别由筒状电极组成。在其第3栅极G3与第2栅极G2相对的面上，比第2栅极G2的电子束通孔还要大的3个大体圆形电子束通孔对应于3个阴极K呈一字形配置。并且在该第3栅极G3与第4栅极G4的相对面及第4栅极G4与第3及第5栅极G3、G5的相对面上，呈一字形设置着与3个阴极K分别对应的比第3栅极G3与第2栅极G2的相对面上的电子束通孔还要大的3个大体圆形电子束通孔。并且在第5栅极G5与第4栅极G4的相对面，第6栅极G6与第7栅极G7的相对面以及第7栅极G7上，分别对应于3个阴极K呈一字形配置与第4栅极G4的电子束通孔相同或更大的3个大体圆形电子束通孔。进而如图7A所示，第5栅极G5与第6栅极G6的相对面上呈一字形配置对应于3个阴极以垂直方向(V轴方向)为长边的实质上纵向长的3个电子束通孔24a、24b、24c。与此相反，在第6栅极G6与第5栅极G5的相对面上象图7B所示，对应于3个阴极K呈一字形配置以水平方向为长边实质上横向长的3个电子束通孔25a、25b、25c。
在该电子枪21中，阴极K及由第1至第3栅极G1-G3控制阴极K的电子发射且使射出的电子加速聚焦形成电子束，上述各部件形成了电子束产生部GE；还形成通过第3至第7栅极G3-G7使其电子束聚焦在荧光屏上的主电子透镜部ML。在该主电子透镜部ML中，形成实质上纵向长的电子束通孔24a、24b、24c的第5栅极G5和形成实质上横向长的电子束通孔25a、25b、25c的第6栅极G6之间构成多极子透镜QL；在第6栅极G6和第7栅极G7之间形成最后聚焦透镜EL。
在象这样的电子枪21中，通过设置在图5所示的锥体上的阳极端子27把高压电源28的25-35KV阳极高压Eb施加在第7栅极G7上。并且在管内连接第6栅极G6和第3栅极G3。在这些第3、6栅极G3、G6上利用连接在第6栅极G6和第7栅极G7上的第二电阻器222以及配置在管外的可变电阻器50使供给第7栅极G7的阳极高压Eb作电阻分压，把阳极高压Eb的20-35％的直流电压作为基准电压Vf提供，从电子枪电源31施加将与电子束偏转同步变化的抛物线形电压Vd迭加在该基准电压Vf上的动态聚焦电压。将下述的电压施加在通过第1电阻器221连接到该第6栅极G6上的第5栅极G5上。进而在管内连接第4栅极G4和第2栅极G2。在这些第2、4栅极G2、G4上通过气密性穿通芯柱29的芯柱管脚30从电子枪电源31供给500-1000V的截止电压。让第1栅极G1接地。在阴极K上供给在来自电子枪电源31的100-200V直流电压上迭加影象信号的电压。
对于施加在第5栅极G5上的电压，通过第1电阻器221供给施加在第6栅极G6上的动态聚焦电压中至少是直流成分，利用第5栅极G5和第6栅极G6的相对面间的静电电容Ca，使其与第6栅极G6作静电耦合。施加迭加有经该静电电容Ca感应的动态聚集电压交流成分的电压。
施加到该第5栅极G5的电压的交流成分ed如在图11的等效电路中所示，设第1电阻器221的阻值为R、第5栅极G5和第6栅极G6相对面间的静电电容为Ca、第5栅极G5和第4栅极G4的相对面间静电电容为Cb、外加在第6栅极G6上的动态聚焦电压为Vd、其频率为f、相位差为φ、圆周率为π，则有ω＝πfj2＝-1用式1表示ed、其相位差φ用式2表示。
另外，由各个相对栅极G4、G5、G6的间隔以及相对面之面积决定上述静电电容Ca、Cb的大小。在诸栅极G4、G5、G6相对面积大致相同情况下，若设第5栅极G5和第6栅极G6间隔为ga、第4栅极G4和第5栅极G5间隔为gb，则可表示成下式r＝gb/(ga＋gb)在上式中，ω·Ca·R即2π·f·Ca·R之值由于根据动态聚焦电压的频率f变化，所以适当选定静电电容Ca和电阻值R，通过水平偏转频率fH可适当设定在第5栅极G5上感应的电压ed。即，产生第5栅极G5和第6栅极G6的电位差，形成第5、6栅极G5、G6间多极子透镜，能补偿偏转磁场的象散。
总之若设2π·fH·Ca·R＞＞1则可在第5栅极G5上迭加施加在第6栅极G6上的动态聚焦电压的交流成分Vd的约r[＝Ca/(Ca＋Cb)1倍。例如在Ca＝Cb情况下，如图9所示，可把与电子束偏转同步变化的抛物线形电压Vd的50％(50％Vd)迭加在第5栅极G5的电极上，按照用曲线33表示第5栅极G5的电压，使在曲线34所示的加在第6栅极G6上的动态聚焦电压同步变化。第5栅极G5和第6栅极G6的电位差可随电子束的偏转而加大。
从而，可象上述那样选择电阻值R和电极间静电电容以及动态电压的频率f，借用使第5、6栅极G5、G6相对的电子束通孔分别形成象图7A、7B所示的形状，使在这些第5、6栅极G5、G6间形成的多极子透镜在水平方向聚焦、垂直方向上发散的作用能随电子束的偏转而变大，同时最后聚焦透镜EL的聚焦作用减弱，能补偿水平偏转磁场的象散。另外，TH为水平偏转的1个周期。
总之若2π·fH·Ca·K＞＞1则与前述实施例一样，使在第5、6栅极G5、G6间形成的多极子透镜水平聚焦、垂直方向发散的作用随电子束的偏转能加大，同时最终聚焦透镜EL的聚焦作用减弱，可补偿水平偏转磁场的象散。
于是与前述实施例同样设定为R≥20.9MΩR≥5.1MΩ.或者R≥2.0MΩ由于连接第5栅极G5和第6栅极G6的第1电阻器221阻值至少设定为2.0MΩ以上，具体来说根据管子类型设定为20.9MΩ、5.1MΩ或2.0MΩ以上，这样无相位差的问题，施加在第6栅极G6上的动态聚焦电压的约50％能感应到第5栅极G5上。
接着说明本发明彩色阴极射线管装置的又一个实施例。在图12中，表示涉及又一个实施例的电子枪的结构。该电子枪由于配置了在图10所示实施例的电子枪的第6栅极和第7栅极间的筒状中间电极Gm，所以具有在水平方向(H轴方向)呈一字形配置的3个阴极K、分别加热这些阴极K的加热器H、从阴极到荧光屏方向依次相隔一定间距配置的第1至第3栅极G1-G3、第4栅极G4、第5栅极G5、第6栅极G6、中间电极Gm、第7栅极G7。在该电子枪中，通过接近电子枪配置在管内的第1电阻器221使第5栅极G5和第6栅极作电连接。中间电极Gm和第7栅极G7由第3电阻器223连接。关于其他构造因与图6所示的实施例的电子枪一样，所以相同部分用同样符号记载，说明从略。
在该电子枪21中，经设置在锥体上的阳极端子31通过高压电源把25-35KV的阳极高压Eb施加到第7栅极G7上。在中间电极Gm及在管内连接的第6、第3栅极G6、G3上，分别通过连接到第6栅极G6和中间电极Gm的第2电阻器222、连接到中间电极Gm和第7栅极G7的第3电阻器223以及配置在管外的可变电阻器50，使供给第7栅极G7的阳极高压Eb作电阻分配。在中间电极Gm上施加阳极高压Eb的50-80％、在第6、第3栅极G6、G3上施加阳极高压Eb的20-35％电压。特别是在第6、第3栅极G6、G3上，把阳极高压Eb的20-35％的直流电压作为基准电压Vf，施加电子枪电源供给的与电子束偏转同步变化的抛物线状电压Vd被迭加在该基准电压Vf上的动态聚焦电压。还有在第5、2、1栅极G5、G2、G1以及阴极K上，分别施加与图6所示的实施例的电子枪一样的电压。
这样，在该电子枪21中，利用阴极K及第1-3栅极G1-G3，形成控制阴极电子发射且把射出的电子加速聚焦形成电子束的电子束产生部GE；利用第3至第7栅极G3-G7形成把其电子束聚焦在荧光屏上的主电子透镜部ML。在该主电子透镜部ML中，在形成实质上纵向长的电子束通孔24a、24b、24c的第5栅极G5和形成实质上横向长的电子束通孔25a、25b、25c的第6栅极G6之间构成多极子透镜EL，在第6栅极G6和第7栅极G7之间构成最后聚焦透镜EL。通过在第6栅极G6和第7栅极G7间夹入中间电极Gm，实质上形成扩充电场的大口径电子透镜。
如此构成电子枪时，在第5栅极G5和第6栅极G6间形成的多极子透镜，其作用与图10所示的实施例的电子枪一样。补偿偏转磁场的象散。进而在该多极子透镜上能保持相应于偏转频率的选择作用。并且借助在管外设置的可变电阻器与第6栅极G6连接，可易于提供中等电压。这样能大幅度降低彩色显象管装置的电路成本。进而由于把最后聚焦透镜作为大口径电子透镜，所以球面象差小，使电子束在荧光屏上进行良好地聚焦。结果提高了整个图象的析象度，具有优异的耐压特性，能产生一种高可靠性的彩色显象管装置。
另外，目前的实施例中，虽然说明了有关最后聚焦透镜轴对称的BPF型电子枪及扩充电场型电子透镜组成的电子枪，但本发明不仅限于这些电子枪，备有由其他对称电子透镜和非对称电子透镜进而由使这些电子透镜合成的电子透镜组成的电子枪的彩色显象管装置中也可适用。
本发明至少备有具有主电子透镜部的电子枪，主电子透镜由把从电子束产生部射出的至少1根电子束聚焦在靶上的多个栅极形成；还至少备有产生使从该电子枪射出的电子束在靶上偏转扫描的磁场的偏转线圈。电子枪至少由一个阴极和多个栅极组成，用管内配置的电阻器预先连接在多个栅极中邻接的至少2个栅极，在邻接的栅极相对面上作出非圆形电子束通孔。对于这样的彩色显象管装置，即具备施加动态电压的电子枪、前述动态电压在该邻接的栅极至少一个上与电子束偏转同步变化；通过满足一定的关系设定用电阻器连接的栅极间的静电电容、电阻器的阻值、与水平偏转同步的动态电压的频率，仅把来自管外的中等电压供给电子枪，能补偿偏转磁场的象散。并且使补偿其象散的多极子透镜具有随偏转频率的选择作用，提高了整个图象的析象度，具有优良的耐压性能，高的可靠性，这就是本发明彩色显象管的特点。
权利要求
1.一种在靶3上显示图象的彩色显象管装置，其特征是具有如下结构电子枪组件21包括发生电子束的电子束产生部分；聚焦系统备置了形成使电子束聚焦在靶3上的主电子透镜ML的第1、2、3及4的电极构造，各电极具有允许该电子束通过的通孔，在相互邻接的第3及第2电极结构之间有静电电容Ca，在相互邻接的第2及第1电极结构之间有静电电容Cb；和具有连接相互邻接的第2及第3电极间的电阻值为R的电阻器22；偏转系统8产生磁场，使从该电子枪组件21射出的电子束沿靶3上作水平、垂直方向偏转，并使电子束沿靶作水平、垂直方向扫描；高压施加部在第4电极构造上外加阳极高电压Eb；动态电压施加部是把与电子束水平偏转同步变化的动态电压施加在第3电极上的电压施加部，当设与水平偏转同步的动态电压的频率为fH、圆周率为π时，则有如下关系式π2·fH·Ca·R≥13·(1-r)其中r＝Ca/(Ca＋Cb)以及电位保持部，是使第1、2、3电极构造保持在第1、2、3直流电位的部，维持第3电位比阳极高压还要低、第2电位比第1电位要高，通过电阻器维持在比第3电位低的平均电位，第2及第3电极结构之间在使电子束偏转时，形成补偿所给予此的偏转象差的多极子透镜QL。
2.如权利要求1的装置，其特征是，前述第2及第3电极构造具有彼此相对的面，其一侧面上形成水平方向长的电子束通孔，其另一侧形成垂直方向长的电子束通孔。
3.如权利要求1的装置，其特征是，前述电子枪组件21含有连接在第3及第4电极间的电阻器。
4.如权利要求1的装置，其特征是，前述电子枪组件21含有配置在前述第3及第4电极间的第5电极；连接在第3及第5电极间的第2电阻器以及连接在第4及第5电极间的第3电阻器。
5.如权利要求1的装置，其特征是，当对应于静电电容Ca、Cb的第3及第2电极间和第2及第1电极间的间隔分别为ga、gb时，有下述关系r＝gb/(ga＋gb)
6.如权利要求1的装置，其特征是，在静电电容量Ca、Cb大致为2PF、水平偏转频率fH为15.75KHZ时，则R≥20.9MΩ
7.如权利要求1的装置，其特征是，在静电电容量Ca、Cb大致为2PF，水平偏转频率fH为64KHZ时，则R≥5.1MΩ
8.如权利要求1的装置，其特征是，在静电电容量Ca、Cb大致为2PF、水平偏转频率fH为120KHZ时，则R≥2.0MΩ
9.一种在靶3上显示图象的彩色显象管装置，其特征是具有如下结构电子枪组件21包括发生电子束的阴极；聚焦系统备置了形成使电子束聚焦在靶3上的主电子透镜ML的第1、2、3、4、5、6及7栅极、各栅极具有允许该电子束通过的通孔，在相互邻接的第6及第5栅极之间有静电电容Ca、在相互邻接的第5及第4栅极之间有静电电容Cb；和具有连接相互邻接的第5及第6栅极间的电阻值为R的电阻器22；偏转系统8产生磁场，使从该电子枪组件21射出的电子束沿靶3上作水平、垂直方向偏转，并使电子束沿靶作水平、垂直方向扫描；高压施加部在第7栅极上外加阳极高电压Eb；动态电压施加部是把与电子束水平偏转同步变化的动态电压施加在第6栅极上的电压施加部，当设水平偏转同步的动态电压的频率为fH、圆周率为π时，则有如下关系式π2·fH·Ca·R≥13·(1-r)其中r＝Ca/(Ca＋Cb)以及电位保持部，是使第1、4、5及6栅极保持第1、2、3及4直流电位的部，维持第4电位比阳极高压还要低，第3电位比第2电位高，利用电阻器形成比第4电位低的平均电位，使第1电位比第2电位还要低，在第5及第6栅极间形成当电子束偏转时补偿在这上所给予的偏转象差的多极子透镜QL。
全文摘要
在电子枪主电子透镜部ML中设置施加阳极高压的第7栅极G7；和施加在比阳极高压还要低的直流电压上迭加与电子束偏转同步变化的电压的动态电压的第6栅极G6；和与该第6栅极G6邻接设置在电子束产生部GE上，通过配置在管内的电阻器22与第6栅极G6连接的第5栅极G5。利用诸第5、第6栅极G5、G6，形成在主电子透镜部的聚焦透镜区域中补偿偏转象差的多极子透镜QL。从而，使动态聚焦方式的电子枪耐压高，彩色显象管装置的析象度高、并且提高了可靠性。
文档编号H01J29/50GK1127419SQ95115840
公开日1996年7月24日 申请日期1995年8月1日 优先权日1994年8月1日
发明者菅原繁, 木宫淳一 申请人:株式会社东芝