阴极射线管的制作方法

专利名称：阴极射线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及阴极射线管，尤其涉及安装画面周边析像度劣化小的电子枪构件的阴极射线管。
经过该非均匀磁场中的电子束6分别受到像散，例如如

图1A所示，因枕形磁场10而受到箭头11H、11V方向的力。该电子束6在到达荧光屏周边时，如图1B所示，在荧光屏上形成的束斑12产生畸变。该畸变是由于电子束6在垂直方向即V轴方向过聚焦这种偏转像差而产生的。
由此，束斑12形成垂直方向宽的晕部13A和水平方向即H轴方向延伸的芯部13B。管子越大型或管子偏转角越大，这种偏转像差越大，从而荧光屏周边部析像度显著恶化。
为了解决这种因偏转像差产生的析像度劣化，开发了一种高性能的电子枪构件，它根据荧光屏周边部电子束偏转，使电子枪构件中形成的电子透镜的部分透镜作用变化，从而修正荧光屏周边部的偏转像差。
作为一个例子，在特开昭64-38947号公报中记载了下述电子枪构件。如图2所示，该电子枪构件具有从阴极K(R、G、B)侧向荧光屏侧顺次配置的第1栅极G1、第2栅极G2、第3栅极G3、第4栅极G4、第5栅极G5、第1中间电极GM1、第2中间电极GM2、第6栅极G6。向这些第3至第6栅极分别施加图3所示的电压。
在图3中，图中实线表示电子束聚焦于荧光屏中央即无偏转时的电压，图中虚线表示电子束聚焦于荧光屏周边部即有偏转时的电压。横轴Z对应于电子枪构件配置的圆筒状管颈部实际中心轴相当的管轴(即Z轴)上的各电极位置。Z轴正方向对应于荧光屏侧，Z轴负方向对应于阴极侧。纵轴V表示向各栅极施加的电压电平。
如图3所示，向第3栅极和第5栅极施加动态聚焦电压，该电压是在预定直流电压Vf上叠加根据电子束偏转量而变化的变化电压Vd。
通过把这种电压施加于各栅极，如图4A和4B所示，在第5栅极G5与第1中间电极GM1之间、第1中间电极GM1与第2中间电极GM2之间、在第2中间电极GM2与第6栅极G6之间分别形成四极子透镜部QL2、圆筒透镜部CL、四极子透镜部QL1。四极子透镜部QL2具有相对会聚作用的垂直方向分量与相对发散作用的水平方向分量。四极子透镜部QL1具有相对发散作用的垂直方向分量和相对分聚作用的水平方向分量。电子枪构件的主电子透镜部ML由这种四极子透镜部QL1、QL2和圆筒透镜部CL构成。
如图3所示，偏转时，使加至第3栅极G3和第5栅极G5的电压从实线起如虚线所示升高，由此，如图4B所示，其构成使四极子透镜部QL2和圆筒透镜部CL减弱，水平方向会聚力不变，垂直方向仅保持发散作用，从而修正偏转磁场引起的垂直方向的电子束过聚焦。
但是，与水平方向偏转磁场同步的动态聚焦电压与15KHz以上的偏转频率同步，因而在这种场合，经第5栅极与第1中间电极间、第1中间电极与第2中间电极间、第2中间电极与第6栅极间的静电电容传送交流分量，在第1和第2中间电极上与部分水平方向动态聚焦电压叠加。由此，不仅四极子透镜部QL2部及圆筒透镜部CL，而且四极子透镜部QL1，其透镜作用都变动。
因而，垂直方向的发散作用不足，而在自会聚型中，会聚力不变的水平方向会聚力变弱。于是，在荧光屏周边部形成保留垂直方向过聚焦的晕部、在水平方向会聚力不足的电子束束斑。
为了解决上述问题，在特开平7-147146号公报中记载了图5所示的电子枪构件。第5栅极由第1段G51和第2段G52构成。在第3栅极和第2段G52上施加如图6虚线所示随电子束编转量增大而升高的电压。由此，如图7虚线所示，仅在偏转时，在第1段G51与第2段G52间形成具发散作用的垂直方向分量与具会聚作用的水平方向分量的四极子透镜部QL3。
但是，在如上所述使辅助四极子透镜QL3起作用时，存在透镜主面，即电子束聚焦于荧光屏时的假想透镜中心(从阴极发射的电子束轨道与入射至荧光屏的电子束轨道的交叉点)移动的问题。
垂直方向的透镜主面，在不偏转时，大致位于主透镜部ML的中央。与此相对，在四极子透镜部QL3起作用而偏转时，因四极子透镜部QL3的垂直方向分量而使电子束在垂直方向发散，从而垂直方向透镜主面，也从主透镜部ML在荧光屏侧即Z轴正方向移动。
水平方向的透镜主面，在不偏转时，与垂直方向同样，大致位于主透镜部ML的中央。与此相对，在四极子透镜部QL3起作用而偏转时，由四极子透镜部QL3的水平方向分量聚焦电子束，从而水平方向的透镜主面也从主透镜部ML移动至阴极侧，即移动至Z轴负方向。
由于这种透镜主面的移动，在偏转的电子束聚焦的荧光屏周边部上，垂直方向的角放大率相对于水平方向的角放大率为小。因而，电子束的束斑形状，除偏转线圈的偏转磁场的影响外，还受到水平方向相对于垂直方向扩大的横向拉长的畸变作用。
因而，在荧光屏周边部上，束斑形状的水平方向直径更加扩大，引起图像劣化。而且，束斑形状的垂直方向直径更加缩小，在周边部还有产生波纹的问题。
在偏转角大的彩色阴极射线管的场合，偏转磁场中具有芯部像差成分，偏转磁场的透镜作用分量不同，即偏转线圈透镜分别对侧电子束的聚焦力不同，从而如图14所示，产生画面左、右中电子束斑径向形状显著不同的现象。这时，即使向聚焦电极施加适当的动态电压，也会产生在画面左右电子束斑不能同时适当聚焦的问题。
如上所述，在特开昭64-38947号公报的电子枪构件中，经构成主透镜部ML的各电极间的静电电容，把加至第5栅极G5的动态聚焦电压的交流分量传送至第1和第2中间电极。为此，在第2中间电极与第6栅极之间形成的四极子透镜部QL1的透镜作用也会变动。因而，垂直方向的发散作用与水平方向的聚焦力不足，在荧光屏周边部留有垂直方向过聚焦引起的晕部，同时水平方向聚焦力不足，电子束斑畸变使得水平方向扩张。
为解决上述现象，在特开平7-147146号公报所述的电子枪构件中，仅在偏转时，在主透镜部ML的阴极侧形成辅助四极子透镜QL3。使该四极子透镜部QL3偏转时产生作用，则垂直方向的透镜主面前进至荧光屏侧，水平方向的透镜主面后退至阴极侧。由此，在垂直方向和水平方向间产生透镜倍率差，从而产生形成水平方向拉长的畸变电子束斑的问题。
在偏转角大的彩色阴极射线管的场合，偏转磁场中具有芯像差成分，偏转磁场透镜作用分量不同，即偏转线圈分别对侧电子束的聚焦力有差异，从而如图14所示，产生在画面左、右电子束斑径向形状有显著差异的现象。这时，即使向聚焦电极施加适当的动态电压，也会产生画面左右电子束斑不能同时适当聚焦的问题。
发明揭示本发明为解决上述问题而作出，其目的在于提供一种通过解决或减轻画面周边部产生的电子束斑形状的畸变现象，在画面整个区域可得到良好析像度的阴极射线管。
如前所述，水平方向透镜主面向阴极侧后退、垂直方向透镜主面向荧光屏侧前进的电子束水平方向和垂直方向角放大率差造成的横向拉长化，可以说是第3四极子透镜QL3强度越大，则角放大率的差越大。这是因为水平方向和垂直方向透镜主面的移动量受第3四极子透镜QL3的聚焦和发散透镜作用的影响。该第3四极子透镜QL3的透镜作用，如前所述，是用于弥补向主透镜部的中间电极GM1和GM2叠加动态电压的交流分量而引起的垂直方向发散作用及水平方向聚焦作用的不足。因而，若减少向中间电极叠加动态电压，则第3四极子透镜QL3的透镜作用弱也可以。这相当于水平方向和垂直方向透镜主面的移动量变小，是减轻画面周边电子束斑点角放大率差引起的横向拉长化的方向。
于是，如果减少动态电压向中间电极GM1和GM2的重叠，则可减轻画面周边电子束的横向拉长化。
在本发明中，作为减少向中间电极GM1和GM2叠加动态电压的手段，制成下述构成。
图9A示出用于本发明阴极射线管的电子枪构件的主透镜部的电极构成和接线，图9B表示图9A所示的主透镜部的等效电路。
在施加与偏转磁场同步变动的中等聚焦电压的聚焦电极G5与施加阳极电压的第1阳极电极G61之间配置一个中间电极GM，提供比中等聚焦电压高、比阳极电压低的电压。由这三个电极形成电场扩张型的主透镜部ML。在形成该电场扩张型的主透镜部ML的第1阳极电极G61与配置在比第1阳极电极在电子束行进方向靠近荧光屏侧的、施加相同阳极电压的第2阳极电极G63之间，至少配置一个辅助电极G62，该电极62与中间电极GM电气连接。
以上为简化说明，对于中间电极GM为一个的情况进行说明，但不限于此，不言而喻，中间电极也可有多个。而且，虽然该电极构成图中没有表示，但是聚焦电极G5的阴极侧存在第3四极子透镜QL3。
示于图10A的以往的电极构成，其等效电路示于图10B，叠加至中间电极GM的电压Vm，如设动态电压的交流分量为Vd，则由示于图10B的等效电路可计算Vm=c／2c·Vd=1／2·Vd，因而在中间电极GM上叠加聚焦电极G5所加交流分量Vd的50％(聚焦电极G5与中间电极GM间及中间电极GM与阳极电极G6间的静电电容相同的情况下)。与此相对，在本发明的构成中，电极构成如图9A所示，等效电路如图9B所示。这时，向中间电极GM叠加的电压Vm，可计算为Vm=c／4c·Vd=1／4Vd，因而在中间电极GM上叠加聚焦电极G5所加交流分量Vd的25％。因而，通过本发明的构成，可使以往叠加50％的电压减半为25％。
以往因动态电压交流分量50％叠加至主透镜部的中间电极GM，从而产生垂直方向发散作用不足及水平方向聚焦作用不足。用于对此进行弥补的第3四极子透镜QL3的动作产生水平方向透镜主面向阴极侧后退、垂直方向透镜主面向荧光屏侧前进，从而引起电子束水平方向和垂直方向角放大率差，由此产生的横向拉长化通过上述可减半。
如图11B所示，在形成电场扩张型的主透镜部的第1阳极电极G61、配置在比第1阳极电极在电子束行进方向靠近荧光屏侧且施加相同阳极电压的第2阳极电极G63，以及与配置在上述两阳极电极之间的中间电极GM电气连接的辅助电极G62之间，形成相对具有垂直方向发散、水平方向聚焦的透镜作用的非对称透镜，配置在偏转磁场的DY透镜附近。
在图13A中示出在DY透镜附近配置像散透镜时的透镜状态和电子束轨道，在图13B中示出在离开DY透镜的位置配置像散透镜时的透镜状态和电子束轨道。其中αo是从电子束形成部的出射角，αi(V)及αi(H)表示射至荧光屏的入射角，LV和LH分别表示垂直方向(V)和水平方向(H)的透镜主面位置。在电子束出射角αo相同时，该透镜主面位置位于阴极侧一方时射至荧光屏的电子束入射角变小，角放大率变大。为此，投影至荧光屏的电子束束斑变大。反之，在该透镜主面位置位于荧光屏时，角放大率变小，电子束束斑也变小。
如图13A所示的DY透镜附近配置像散透镜时，若与如图13B所示的在离开DY透镜位置处配置像散透镜的情况比较，如图13A所示，在DY透镜附近配置像散透镜时，像散透镜与DY透镜的合成透镜的主面，在垂直方向(V)位于DY透镜稍向荧光屏侧(LV)，在水平方向(H)，位于像散透镜稍向阴极侧(LH)，水平方向电子束直径比垂直方向电子束直径大。如图13B所示的场合那样，在离开DY透镜的位置配置像散透镜时，该现象变得更显著，垂直方向(V)主面位置(LV＇)虽然不怎么变化，但水平方向的主面位置(LH＇)大大移向阴极侧，电子束束斑水平方向电子束直径变得更大。这样，通过在DY透镜附近配置像散透镜，与在离开DY透镜位置配置像散透镜相比，画面周边电子束束斑形状可变得更圆。
如上所述，通过减少向构成主透镜部的中间电极叠加动态电压的效果，及在DY透镜附近形成相对具有垂直方向发散作用、水平方向聚焦作用的非对称透镜，可减轻画面周边电子束束斑的过渡横塌现象(垂直直径过分缩小和水平直径过分扩大)。
为了解决上述课题，达到上述目的，根据本发明一个方面，提供一种阴极射线管，它包括具有形成并射出至少1束电子束的电子束形成部、加速该电子束并使之聚焦于画面上的主电子透镜部的电子枪构件；产生用于偏转从所述电子枪构件发射的电子束并在画面水平方向及垂直方向扫描的偏转磁场的偏转线圈；所述主电子透镜部是电场扩张型透镜，它由施加第1电平的聚焦电压的聚焦电极、施加比第1电平高的第2电平的阳极电压的阳极电极、配置在所述聚焦电极与阳极电极间并施加比所述第1电平高且比第2电平低的第3电平的中间电压的至少一个中间电极构成；所述阳极电极具有第1阳极电极、配置在比该第1阳极电极更靠近电子束行进方向的所述画面侧的第2阳极电极、配置在所述第1阳极电极与第2阳极电极间的至少一个辅助电极；至少一个所述辅助电极与所述中间电极的至少一个电气连接。
图2是例示以往电子枪构件的概略水平剖面图。
图3是加至图2所示电子枪构件主要栅极的电压电平的概略示图。
图4A和图4B是偏转及无偏转时主电子透镜部透镜作用的说明图。
图5是以往电子枪构件另一例子的概略水平剖面图。
图6是加至图5所示电子枪构件的主要栅极的电压电平的概略示图。
图7是偏转和无偏转时主电子透镜部透镜作用的说明图。
图8是作为本发明阴极射线管一个例子的彩色阴极射线管构造的概略水平剖面图。
图9A是本发明电子枪构件的主电子透镜部构成的概略示图，图9B是图9A所示主电子透镜部等效电路图。
图10A是以往电子枪构件的主电子透镜部构成的概略示图，图10B是图10A所示主电子透镜部的等效电路图。
图11A是用于图8所示的彩色阴极射线管的电子枪构件构成的概略垂直剖面图，图11B是图11A所示电子枪构件透镜作用的说明图。
图12A至12E是构成图11A所示电子枪构件的主电子透镜部的各电极构造的正视图。
图13A和13B是DY透镜和像散透镜的位置关系及放大率关系的说明图。
图14是侧电子束(R)轨道在偏转磁场中的位置和画面周边电子束束斑形状示图。
图15A是侧电子束(R)在通过图14中(A)所示的轨道时与第2阳极电极的辅助电极侧的电子束通过孔的位置关系示图，图15B是侧电子束(R)在通过图14中(B)所示轨道时与第2阳极电极的辅助电极侧的电子束通过孔的位置关系示图，图15C是图15A所示场合接受侧电子束(R)的透镜作用的概略示图，图15D是图15B所示场合接受侧电子束(R)的透镜作用的概略示图。
图16是本发明第3实施例中有接受侧电子束可能性的主透镜部受到彗形像差时从荧光屏侧所视电子束束斑的图。
首先，对本发明第1实施形态加以说明。
图9A表示用于本发明阴极射线管的电子枪构件的主透镜部的电极构成和接线，图9B表示图9A所示主透镜部的等效电路。
如图9A所示，在施加与偏转磁场同步变动的中间聚焦电压的聚焦电极G5与施加阳极电压的第1阳极电极G61之间，配置一个中间电极GM，由电阻提供比中等聚焦电压高、比阳极电压低的电压。该三个电极形成电场扩张型的主透镜部ML。在形成该电场扩张型的主透镜部ML的第1阳极电极G61与配置在比该电极在电子束行进方向靠近荧光屏侧且施加相同阳极电压的第2阳极电极G63之间。至少配置一个辅助电极G62，该辅助电极G62与中间电极GM电气连接。
已有技术中，在电极构成如图10A所示时，等效电路如图10B所示，若设动态电压交流分量为Vd，则从图10B所示等效电路可计算向中间电极GM叠加的电压Vm为Vm=c／2c·Vd=1／2·Vd(各电极间间隙的静电电容C相同时)。由此，在中间电极GM上叠加聚焦电极G5所加交流分量Vd50％的交流电压分量(聚焦电极G5与中间电极GM间及中间电极GM与阳极电极G6间的静电电容相同时)。
与此相比，在本实施形态的构成中，作为图9A所示电极构成，等效电路如图9B所示。这时，向中间电极GM叠加的电压Vm可计算为Vm=c／4c·Vd=1／4·Vd(各电极间间隙的静电电容量C相同时)。由此，在中间电极GM上叠加聚焦电极G5所加交流分量Vd的25％。
因而，通过本实施形态的构成，以往50％的叠加电压可减为一半即25％，比已有技术减半。
由此，可减少第3四极子透镜的强度，该四极子透镜用于补偿以往由于动态电压的交流分量叠加至主透镜部的中间电极GM而引起的垂直方向发散作用及水平方向聚焦作用的不足，可轻减迫使水平方向透镜主面向阴极侧后退，垂直方向透镜主面向荧光屏侧前进所产生的电子束水平方向和垂直方向角放大率差引起的横向拉长化。
接着，对本发明第2实施形态加以说明。
作为本发明的阴极射线管一个例子的自会聚方式的一字排列型彩色显像管，如图8所示，具有由管屏部1及与该管屏部1一体连接的锥部2构成的管壳。该管屏部1具有由发蓝、绿、红的条状或点状的3色荧光屏构成的荧光屏(靶)3。管屏部1其内部具有与荧光屏3相对安装且具有许多小孔的荫罩锥部2备有配设在管颈部5且发射由通过同一水平面的中央电子束及其两侧的一对侧电子束构成的一列配置的3束电子束的一字排列型电子枪构件7。该3束电子束6(B、G、R)沿与具有圆形剖面形状的圆筒状管颈部中心轴相当的管轴，即沿Z轴发射。由电子枪构件7发射的3束电子束6(B、G、R)沿与Z轴正交的水平方向即H轴方向，成一例配置。
锥部2备有安装在其外侧的、形成非均匀偏转磁场的偏转线圈8。该非均匀偏转磁场由对电子束行进方向即Z轴方向正交的水平方向(一字排列方向)即H轴方向形成的枕形水平偏转磁场，及在管轴方向及与水平方向正交的垂直方向即V轴方向形成的桶形垂直磁场构成。
在该彩色显像管中，一字排列型电子枪构件7，在其主透镜部分，使设置在低电压侧栅极的侧电子束通过孔的位置与高电压侧的该位置相互偏心，从而使3束电子束聚焦在荧光屏3的中央。由电子枪构件7发射的3束电子束6B、6G、6R由偏转线圈8产生的非均匀磁场在水平方向和垂直方向偏转，从而边经荫罩4自会聚在荧光屏3整个区域，边在水平方向和垂直方向扫描。由此，显示彩色图像。
图11A是用于本发明一实施形态的阴极射线管的电子枪构件的剖面图。
如图11A所示，电子枪构件包括内装加热器(未图示)的3个阴极K(B、G、R)、第1栅极G1、第2栅极G2、第3栅极G3、第4栅极G4、第5栅极G5、中间电极GM、第6栅极G6及会聚杯C。这些阴极、栅极及电极顺次配置并由绝缘支持体(未图示)支持并固定。
3个阴极K(B、G、R)沿水平方向配置。
第1栅极G1是薄板状电极，具有小直径的3个电子束通过孔。第2栅极G2是薄板状电极，具有3个小直径的电子束通过孔。第3栅极G3由1个杯状电极与厚极电极构成。该第3栅极G3在与第2栅极G2相对的面上，有3个直径比第2栅极G2的电子束通过孔直径稍大的电子束通过孔。且，第3栅极G3在与第4栅极G4相对的面上有3个大直径的电子束通过孔。第4栅极G4由2个杯状电极开放端对接构成，在与第3栅极G3及第5栅极G5的相对面上分别有3个大直径的电子束通过孔。
第5栅极G5具有配置在沿Z轴方向的第4栅极G4侧的第1段G51及配置在中间电极GM侧的第2段G52。第1段G51由在Z轴方向长的2个杯状电极开放端对接构成。该第1段G51在与第4栅极G4相对面上有3个大直径的电子束通过孔，同时，在与第2段G52相对的面上，有3个如图12A所示的V轴方向长的电子束通过孔。
第2段G52，在与第1段G51相对的面上，有3个如图12B所示的H轴方向长的电子束通过孔，在与中间电极GM相对的面上有3个如图12C所示的大致圆形的电子束通过孔。
中间电极GM是厚板电极，有3个如图12C所示的大致圆形的电子束通过孔。
第6栅极G6具有沿Z轴方向从阴极K侧顺次配置的第1阳极电极G61、辅助电极G62及第2阳极电极G63。第1阳极电极G61具有配置在与中间电极GM相对面上并有3个图12C所示的大致圆形的电子束通过孔的厚极电极，及配置在该厚板电极的辅助电极G62侧且有3个图12B所示的H轴方向长的电子束通过孔的板状电极。
辅助电极G62是板状电极，有3个图12C所示的大致圆形的电子束通过孔。第2阳极电极G63具有配置在与辅助电极G62相对面上且有3个图12B所示的H轴方向长的电子束通过孔的板状电极。第2阳极电极G63在荧光屏一侧的面上备有会聚杯。
如图11A所示，在该电子枪构件中，向3个阴极K(B、G、R)施加约100至150V的电压EK，第1栅极G1接地。第2栅极G2和第4栅极G4在管内连接，施加约600至800伏的电压EC2。第3栅极G3和第5栅极G5的第1段G51在管内连接，施加固定于中位的约6至9KV的聚焦电压Vf。
在第5栅极G5的第2段G52上施加在固定于中位的电压f上叠加根据电子束偏转量而作抛物线状变化的电压Vd的约6KV至9KV的聚焦电压(Vf+Vd)。
第6栅极G6的第1阳极电极G61与第2阳极电极G63在管内连接，施加约25至30KV的阳极电压Eb。中间电极GM和第6栅极G6的辅助电极G62在管内连接，经电阻100施加比第2段G52所加聚焦电压高、比第1阳极电极G61所加阳极电压低的、大致是两者中间的电压。
这样，在第5栅极G5的第2段G52与第6栅极G6的第1阳极电极G61之间，由中间电极GM扩张电场的透镜系统形成主电子透镜部ML，构成长焦点大口径透镜。由此，可在荧光屏上再现较小的电子束束斑。
在图11B中示出通过施加图11A所示的电压由第5栅极G5至第6栅极G6形成的主电子透镜部的概略构成。其中，实线表示电子束聚焦于荧光屏中央无偏转时的电子束轨道和透镜作用，虚线表示电子束偏转至荧光屏周边时的电子束轨道及透镜作用。
如图11B实线所示，无偏转时，主电子透镜部ML具有在第2段G52与中间电极GM之间形成的四极子透镜部QL2、在中间电极GM与第1阳极电极G61之间形成的四极子透镜部QL1。
四极子透镜部QL2具有在主电子透镜部ML的电子束入射部分上形成的且相对有聚焦作用的垂直方向分量，及相对有发散作用的水平方向分量。四极子透镜部QL1具有在主电子透镜部ML的电子束出射部分形成的并相对具有发散作用的垂直方向分量及相对具有聚焦作用的水平方向分量。
进而，通过第1阳极电极G61、辅助电极G62和第2阳极电极G63，在起偏转磁场透镜作用的偏转线圈透镜DYL附近，形成具备相对有发散作用的垂直方向分量与相对有聚焦作用的水平方向分量的四极子透镜部QL4。
如图11B虚线所示，偏转时，在第2段G52上叠加随电子束偏转量增大而抛物线状变化的电压Vd，因而在第1段G51与第2段G52之间形成具有相对在发散方向起作用的垂直方向分量及在聚焦方向起作用的水平方向分量的四极子透镜部QL3。这时，四极子透镜部QL1及QL2的透镜作用比无偏转时作用弱。
如图11A所示，在施加与编转磁场同步变化的中位聚焦电压的第5栅极G5的第2段G52与施加阳极电压的第1阳极电极G61之间，配置一个中间电极GM，在该中间电极GM上施加中等的聚焦电压与阳极电压的大致中间的电压。通过这三个电极，形成电场扩张型的主电子透镜部ML。
其构成是在形成该电极扩张型的主电子透镜ML的第1阳极电极G61与配置在比该电极靠近电子束行进方向荧光屏侧的第2阳极电极G63之间，至少配置一个辅助电极G62，该辅助电极G62与中间电极GM电气连接。这里，为简化说明，对于中间电极为一个的情况进行说明，但不限于此，也可存在多个中间电极。
通过做成上述构成，可减少叠加至中间电极GM的作为聚焦电极的第2段G52所加交流电压分量Vd的比例，即减少叠加率，从而如第1实施形态中已说明过的那样，在整个画面可得到良好的电子束束斑形状。
在电子束偏转时，四极子透镜QL3动作的情况下，由于水平方向透镜主面向阴极侧后退且垂直方向透镜主面向荧光屏侧前进，电子束水平方向的角放大率与垂直方向角放大率之间产生差异，在画面周边部存在电子束束斑横向拉长的问题。四极子透镜QL3的透镜作用越强，水平方向与垂直方向角放大率的差越大。这是因为水平方向和垂直方向透镜主面的移动量受四极子透镜QL3的水平方向分量即聚焦作用及垂直方向分量即发散作用强度影响的原因。
如上所述，四极子透镜QL3的透镜作用是用于补偿向主透镜部的中间电极叠加交流电压Vd的交流分量而引起的垂直方向发散作用与水平方向聚焦作用的不足。由此，如果减少向中间电极叠加交流电压分量Vd的叠加率，则四极子透镜QL3的透镜作用不必比已有技术强。
通过减少四极子透镜部QL3的透镜作用，可减少水平方向和垂直方向透镜主面的移动量，从而可减少水平方向与垂直方向的角放大率差。由此，可减轻画面周边电子束束斑的横向拉长。
因而，通过减少向中间电极叠加交流电压分量Vd的叠加率，可减轻画面周边部的电子束的横向拉长。
于是，在本发明中，作为减少向中间电极叠加交流电压分量Vd的叠加率的手段，制成下述构成。
以往的电子枪构件在图10A所示电极构成中，作为等效电路如图10B所示，假设第5栅极G5与中间电极GM之间及中间电极GM与第6栅极G6之间的静电电容量相同，则在中间电极GM上叠加聚焦电极G5所加交流电压分量Vd的50％。与此相对照，在图9A所示的本发明的电极构成中，作为等效电路如图9B所示，设各电极间的静电电容相同，则在中间电极GM上叠加所加交流电压分量Vd的25％。与以往的电子枪构件相比，叠加率可减半。
由此，可抑制因向主电子透镜部ML的中间电极GM叠加交流电压分量Vd而产生的垂直方向发散作用及水平方向聚焦作用的不足。又，可减少用于补偿这些透镜作用不足而形成的四极子透镜QL3的透镜强度，从而可降低因水平方向透镜主面向阴极侧后退及垂直方向透镜主面向荧光屏侧前进所产生电子束水平方向与垂直方向角放大率的差。因此，可减少画面周边部的电子束束斑横向拉长。
如图11B所示，通过形成电场扩张型主电子透镜部ML的第1阳极电极G61、在比该电极G61靠电子束行进方向的荧光屏侧形成的第2阳极电极G63、与中间电极GM电气连接并配置在第1阳极电极G61与第2阳极电极G63之间的辅助电极G62，形成非对称透镜QL4。该非对称透镜QL4具备相对有发散作用的垂直方向分量与相对有聚焦作用的水平方向分量，配置在偏转线圈透镜DYL附近。
为此，如解决课题的手段中已说明的那样，可有效修正电子束偏转至画面周边部时产生的有偏转线圈透镜DYL强聚焦作用的垂直方向分量及有强发散作用的水平方向分量。因可抑制垂直直径过渡缩小及水平直径过渡增大，从而，在画面周边部形成的电子束束斑可近似于圆形。
接着，对本发明第3实施形态加以说明。
本发明的阴极射线管，与上述第2实施形态相同是一字排列型彩色显像管，如图10A所示，使用的电子枪构件包括内装加热器(未图示)的3个阴极K(B、G、R)、第1栅极G1、第2栅极G2、第3栅极G3、第4栅极G4、第5栅极G5、中间电极GM、第6栅极G6及会聚杯C。这些阴极、栅极及电极顺次配置并由绝缘支持体(未图示)支持并固定。
3个阴极K(B、G、R)沿水平方向配置。
第1栅极G1是薄板状电极，具有小直径的3个电子束通过孔。第2栅极G2是薄板状电极，具有3个小直径的电子束通过孔。第3栅极G3由1个杯状电极与厚极电极构成。该第3栅极G3在与第2栅极G2相对的面上，有3个直径比第2栅极G2的电子束通过孔直径稍大的电子束通过孔。且，第3栅极G3在与第4栅极G4相对的面上有3个大直径的电子束通过孔。第4栅极G4由2个杯状电极开放端对接构成，在与第3栅极G3及第5栅极G5的相对面上分别有3个大直径的电子束通过孔。
第5栅极G5具有配置在沿Z轴方向的第4栅极G4侧的第1段G51及配置在中间电极GM侧的第2段G52。第1段G51由在Z轴方向长的2个杯状电极开放端对接构成。该第1段G51在与第4栅极G4相对面上有3个大直径的电子束通过孔，同时，在与第2段G52相对的面上，有3个如图12A所示的V轴方向长的电子束通过孔。
第2段G52，在与第1段G51相对的面上，有3个如图12B所示的H轴方向长的电子束通过孔，在与中间电极GM相对的面上有3个如图12C所示的大致圆形的电子束通过孔。
中间电极GM是厚板电极，有3个如图12C所示的大致圆形的电子束通过孔。
第6栅极G6具有沿Z轴方向从阴极K侧顺次配置的第1阳极电极G61、辅助电极G62及第2阳极电极G63。第1阳极电极G61具有配置在与中间电极GM相对面上并有3个图12C所示的大致圆形的电子束通过孔的厚极电极，及配置在该厚板电极的辅助电极G62侧且有3个图12B所示的H轴方向长的电子束通过孔的板状电极。
辅助电极G62是板状电极，有3个图12C所示的大致圆形的电子束通过孔。第2阳极电极G63具有配置在与辅助电极G62相对的面上且有图12D所示的3个电子束通过孔的板状电极。即，3个电子束通过孔中，中央电子束通过的中央电子束通过孔形成成H轴方向长，则电子束通过的侧电子束通过孔形成成靠近中央电子束通过孔侧的垂直孔径宽，而离开中央电子束通过孔侧的垂直孔径狭。第2阳极电极在荧光屏侧的面上备有会聚杯。
如图11A所示，在该电子枪构件中，向3个阴极K(B、G、R)施加约100至150V的电压EK，第1栅极G1接地。第2栅极G2和第4栅极G4在管内连接，施加约600至800伏的电压EC2。第3栅极G3和第5栅极G5的第1段G51在管内连接，施加固定于中位的约6至9KV的聚焦电压Vf。
在第5栅极G5的第2段G52上施加在固定于中位的电压f上叠加根据电子束偏转量而作抛物线状变化的电压Vd的约6KV至9KV的聚焦电压(Vf+Vd)。
第6栅极G6的第1阳极电极G61与第2阳极电极G63在管内连接，施加约25至30KV的阳极电压Eb。中间电极GM和第6栅极G6的辅助电极G62在管内连接，经电阻100施加比第2段G52所加聚焦电压高、比第1阳极电极G61所加阳极电压低的、大致是两者中间的电压。
这样，在第5栅极G5的第2段G52与第6栅极G6的第1阳极电极G61之间，由中间电极GM扩张电场的透镜系统形成主电子透镜部ML，构成长焦点大口径透镜。由此，可在荧光屏上再现较小的电子束束斑。
在图11B中示出通过施加图11A所示的电压由第5栅极G5至第6栅极G6形成的主电子透镜部的概略构成。其中，实线表示电子束聚焦于荧光屏中央无偏转时的电子束轨道和透镜作用，虚线表示电子束偏转至荧光屏周边时的电子束轨道及透镜作用。
如图11B实线所示，无偏转时，主电子透镜部ML具有在第2段G52与中间电极GM之间形成的四极子透镜部QL2、在中间电极GM与第1阳极电极G61之间形成的四极子透镜部QL1。
四极子透镜部QL2具有在主电子透镜部ML的电子束入射部分上形成的且相对有聚焦作用的垂直方向分量，及相对有发散作用的水平方向分量。四极子透镜部QL1具有在主电子透镜部ML的电子束出射部分形成的并相对具有发散作用的垂直方向分量及相对具有聚焦作用的水平方向分量。
进而，通过第1阳极电极G61、辅助电极G62和第2阳极电极G63，在起偏转磁场透镜作用的偏转线圈透镜DYL附近，形成具备相对有发散作用的垂直方向分量与相对有聚焦作用的水平方向分量的四极子透镜部QL4。
如图11B虚线所示，偏转时，在第2段G52上叠加随电子束偏转量增大而抛物线状变化的电压Vd，因而在第1段G51与第2段G52之间形成具有相对在发散方向起作用的垂直方向分量及在聚焦方向起作用的水平方向分量的四极子透镜部QL3。这时，四极子透镜部QL1及QL2的透镜作用比无偏转时作用弱。
如图11A所示，在施加与编转磁场同步变化的中位聚焦电压的第5栅极G5的第2段G52与施加阳极电压的第1阳极电极G61之间，配置一个中间电极GM，在该中间电极GM上施加中等的聚焦电压与阳极电压的大致中间的电压。通过这三个电极，形成电场扩张型的主电子透镜部ML。
其构成是在形成该电极扩张型的主电子透镜ML的第1阳极电极G61与配置在比该电极靠近电子束行进方向荧光屏侧的第2阳极电极G63之间，至少配置一个辅助电极G62，该辅助电极G62与中间电极GM电气连接。这里，为简化说明，对于中间电极为一个的情况进行说明，但不限于此，也可存在多个中间电极。
通过做成上述构成，可减少叠加至中间电极GM的作为聚焦电极的第2段G52所加交流电压分量Vd的比例，即减少叠加率，从而如第1实施形态中已说明过的那样，在整个画面可得到良好的电子束束斑形状。
在电子束偏转时，四极子透镜QL3动作的情况下，由于水平方向透镜主面向阴极侧后退且垂直方向透镜主面向荧光屏侧前进，电子束水平方向的角放大率与垂直方向角放大率之间产生差异，在画面周边部存在电子束束斑横向拉长的问题。四极子透镜QL3的透镜作用越强，水平方向与垂直方向角放大率的差越大。这是因为水平方向和垂直方向透镜主面的移动量受四极子透镜QL3的水平方向分量即聚焦作用及垂直方向分量即发散作用强度影响的原因。
如上所述，四极子透镜QL3的透镜作用是用于补偿向主透镜部的中间电极叠加交流电压Vd的交流分量而引起的垂直方向发散作用与水平方向聚焦作用的不足。由此，如果减少向中间电极叠加交流电压分量Vd的叠加率，则四极子透镜QL3的透镜作用不必比已有技术强。
通过减少四极子透镜部QL3的透镜作用，可减少水平方向和垂直方向透镜主面的移动量，从而可减少水平方向与垂直方向的角放大率差。由此，可减轻画面周边电子束束斑的横向拉长。
因而，通过减少向中间电极叠加交流电压分量Vd的叠加率，可减轻画面周边部的电子束的横向拉长。
于是，在本发明中，作为减少向中间电极叠加交流电压分量Vd的叠加率的手段，制成下述构成。
以往的电子枪构件在图10A所示电极构成中，作为等效电路如图10B所示，假设第5栅极G5与中间电极GM之间及中间电极GM与第6栅极G6之间的静电电容量相同，则在中间电极GM上叠加聚焦电极G5所加交流电压分量Vd的50％。与此相对照，在图9A所示的本发明的电极构成中，作为等效电路如图9B所示，设各电极间的静电电容相同，则在中间电极GM上叠加所加交流电压分量Vd的25％。与以往的电子枪构件相比，叠加率可减半。
由此，可抑制因向主电子透镜部ML的中间电极GM叠加交流电压分量Vd而产生的垂直方向发散作用及水平方向聚焦作用的不足。又，可减少用于补偿这些透镜作用不足而形成的四极子透镜QL3的透镜强度，从而可降低因水平方向透镜主面向阴极侧后退及垂直方向透镜主面向荧光屏侧前进所产生电子束水平方向与垂直方向角放大率的差。因此，可减少画面周边部的电子束束斑横向拉长。
如图11B所示，通过形成电场扩张型主电子透镜部ML的第1阳极电极G61、在比该电极G61靠电子束行进方向的荧光屏侧形成的第2阳极电极G63、与中间电极GM电气连接并配置在第1阳极电极G61与第2阳极电极G63之间的辅助电极G62，形成非对称透镜QL4。该非对称透镜QL4具备相对有发散作用的垂直方向分量与相对有聚焦作用的水平方向分量，配置在偏转线圈透镜DYL附近。
为此，如上述第2实施形态中已说明的那样，可有效修正电子束偏转至画面周边部时产生的有偏转线圈透镜DYL强聚焦作用的垂直方向分量及有强发散作用的水平方向分量。因可抑制垂直直径过渡缩小及水平直径过渡增大，从而，在画面周边部形成的电子束束斑可近似于圆形。
在本实施例中，对于偏转角大的彩色阴极射线管场合下偏转磁场具有的彗形像差分量引起的、如图14所示的画面左右电子束束斑形状有差异的问题，也可处理。即，构成为在偏转线圈透镜DYL附近配置非对称透镜，使该非对称透镜中产生偏转磁场的预偏转。该非对称透镜，对中央电子束和侧电子束，其透镜作用的效果分别不同，该侧电子束所受到的透镜作用，如图14和图15A至15D所示，侧电子束因偏转磁场的预偏转通过离开中央电子束的轨道时(图15A)，比侧电子束因偏转磁场的预偏转通过靠近中央电子束的轨道时(图15B)，电子束在垂直方向受到相对强的发散力。
若参照图进行说明，在图15A和图15B中，示出从荧光屏侧所见到的第2阳极电极G63的辅助电极G62侧的电子束通过孔及中央电子束(G)和侧电子束(R)的位置，在图15C和15D中示出侧电子束所受到的垂直方向相对发散作用及水平方向聚焦作用的透镜作用。在侧电子束(R)通过图14中(A)所示轨道时，它如图15A所示，通过第2阳极电极G63的辅助电极G62侧的电子束通过孔，这时，侧电子束(R)所受的透镜作用，如图15C所示。
另一方面，在侧电子束(R)经过图14中(B)所示轨道时，它如图15B所示，通过第2阳极电极G63的辅助电极G62侧的电子束通过孔，这时，侧电子束(R)所受到的透镜作用，如图15D所示。
因而，在侧电子束通过图14中(A)的轨道时，在画面周边，成为垂直方向相对过聚焦、水平方向聚焦不足的状态，如图15A所示，构成为使侧电子束(R)通过第2阳极电极G63的辅助电极G62侧的电子束通过孔的垂直孔径变小的部分，由此，如图15C所示，使受到垂直方向相对强的发散作用、水平方向相对强的聚焦作用，以修正垂直方向过聚焦、水平方向聚焦不足。
另一方面，在侧电子束通过图14中(B)的轨道时，在画面周边，成为垂直方向相对聚焦不足、水平方向相对过聚焦状态，如图15B所示，构成为使侧电子束(R)通过第2阳极电极G63的辅助电极G62侧的电子束通过孔的垂直孔经变大的部分，由此，如图15D所示，使垂直方向受到比图14C所示场合相对弱的发散作用，水平方向受到相对弱的聚焦作用，以修正该垂直方向聚焦不足、水平方向过聚焦状态。
通过上述构成，可使画面周边左右，侧电子束无形状差异，结果，可适当修正由偏转磁场引起的、如图14所示的彗形像差成分。因而，可解决在画面左右因偏转线圈透镜DYL的不同聚焦力，使得即使向聚焦电极施加适当的交流电压分量，侧电子束也不能在画面左右同时适当聚焦电子束束斑这样的问题。
在上述构成场合，有时在画面中央，侧电子束(R)成为图16所示伴随彗形像差的三角形状。为此，在假定具有彗形像差成分时，可如下所述构成。即，在与第1阳极电极G61的中间电极GM相对的面上，配置具有3个图12E所示形状的电子束通过孔的板状电极，由此可修正彗形像差成分。如图12E所示，该板状电极具有水平方向长的中央电子束通过孔和一对靠近中央电子束通过孔部分垂直孔经狭、随着离开中央电子束通过孔垂直孔径逐渐变宽的侧电子束通过孔。用制成这种形状，可修正图16所示的三角形状的侧电子束的彗形像差。
本发明不限定于上述实施形态。
例如，中间电极可构成为2个以上，这时，任一中间电极与第6栅极G6的辅助电极G62电气连接均可取得同样效果。
在上述实施形态中，聚焦电极即第5栅极以2段构成，但不限于此，也可用3段以上构成。
产业利用可能性如上所述，根据本发明，通过解决或减轻在画面周边发生的、因水平方向和垂直方向透镜放大率差引起的电子束束斑形状的畸变现象，可提供在整个画面区域有良好析像度的阴极射线管。
权利要求
1．一种阴极射线管，它包括具有形成并射出至少1束电子束的电子束形成部、加速该电子束并使之聚焦于画面上的主电子透镜部的电子枪构件；产生用于偏转从所述电子枪构件发射的电子束并在画面水平方向及垂直方向扫描的偏转磁场的偏转线圈；其特征在于，所述主电子透镜部是电场扩张型透镜，它由施加第1电平的聚焦电压的聚焦电极、施加比第1电平高的第2电平的阳极电压的阳极电极、配置在所述聚焦电极与阳极电极间并施加比所述第1电平高且比第2电平低的第3电平的中间电压的至少一个中间电极构成；所述阳极电极具有第1阳极电极、配置在比该第1阳极电极更靠近电子束行进方向的所述画面侧的第2阳极电极、配置在所述第1阳极电极与第2阳极电极间的至少一个辅助电极；至少一个所述辅助电极与所述中间电极的至少一个电气连接。
2．如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，还包括由所述第1阳极电极、辅助电极及第2阳极电极形成非对称透镜部的手段。
3．如权利要求2所述的阴极射线管，其特征在于，所述非对称透镜部具备相对有聚焦作用的水平方向分量与相对有发散作用的垂直方向分量。
4．如权利要求2所述的阴极射线管，其特征在于，所述电子束形成部形成由水平方向一列配置的中央电子束与一对侧电子束构成的至少3束电子束；所述非对称透镜部对中央电子束与一对侧电子束分别提供不同的透镜作用。
5．如权利要求4所述的阴极射线管，其特征在于，在3束电子束偏转至所述画面的水平方向端部时，所述非对称透镜部中，一对侧电子束各自通过的非对称透镜形成为其透镜强度互不相同。
6．如权利要求5所述的阴极射线管，其特征在于，对分别通过非对称透镜的一对侧电子束的聚焦力，侧电子束因所述偏转磁场的预偏转而通过离开中央电子束的轨道时，比侧电子束因所述偏转磁场的预偏转而通过靠近中央电子束的轨道时，垂直方向具有相对强的发散作用。
7．如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，还包括把随电子束偏转量增大而抛物线状变化的交流电压分量叠加至所述主电子透镜部的聚焦电极所加的第1电平的聚焦电压上的叠加手段。
8．如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，还包括在构成所述主电子透镜部的所述聚焦电极和与该聚焦电极邻接的中间电极间，形成具备相对有聚焦作用的垂直方向分量与相对有发散作用的水平方向分量的非对称透镜部的手段；在第1阳极电极和与之邻接的中间电极间，形成具备相对有发散作用的垂直方向分量与相对有聚焦作用的水平方向分量的非对称透镜部的手段。
全文摘要
由第1阳极电极(G61)、辅助电极(G62)及第2阳极电极(G63)构成形成主电子透镜部的第6栅极(G6)。在第5栅极(G5)上施加中等电压,在第1及第2阳极电极(G61、G63)上施加阳极电压,在中间电极(GM)及辅助电极(G62)上施加上述两电压的中间电压。
文档编号H01J29/48GK1292929SQ99803877
公开日2001年4月25日 申请日期1999年11月17日 优先权日1998年11月20日
发明者木宫淳一, 菅原繁, 大久保俊二 申请人:东芝株式会社