專利名稱：用于彩色顯象管的電子槍的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于彩色顯象管的電子槍;特別是涉及這樣的一種彩色顯象管的電子槍，具有根據(jù)由彩色顯象管偏轉(zhuǎn)線圈(Deflection york)偏轉(zhuǎn)的電子束偏轉(zhuǎn)量而變化的動態(tài)聚焦透鏡區(qū)域。


圖1所示為傳統(tǒng)的彩色顯象管的電子槍，多個“在一直線上成整體”的柵電極(Grid Electrode圖1中的11、12、13、14)疊合在一起，在每個柵電極(11～14)平面上成水平一直線(In-line)地開出多個圓形電子束通孔，在各柵電極(11～14)之間埋設一對熔珠玻璃(Bead Glass)，以此作支撐固定。
如圖1所示，上述在管子軸向順序按一定間隔保持并疊合柵電極(11～14)的傳統(tǒng)的電子槍，其構(gòu)成包括由第1、2柵電極(11、12)組成的電子束形成部分(BFR)，上述柵電極控制和加速來自陰極(10)(Cathode)的電子束，而陰極(10)是通過燈絲(未圖示)加熱后放出熱電子;由第1、2加速/聚焦電極(13、14)組成的主靜電聚焦透鏡(Main Electrostaic Focusing Lens)區(qū)域，用于使由上述電子束形成部分內(nèi)第2柵電極(12)加速了的電子束聚焦變細的彩色顯象管圖象上形成電子束光點(Beam Spot);還有屏蔽、消弱偏轉(zhuǎn)線圈(Deflection york)漏磁場的屏蔽電極(15)。
并且雖然有為聚焦效果得以改善作多級聚焦的電子槍的應用例，但其情況是這樣的彩色顯象管電子槍，在上述電子束形成部分(BFR)和主靜電聚焦透鏡之間，插進用于輔助聚焦的第3、4柵電極，構(gòu)成聚焦區(qū)域。
參閱圖2至4，詳細說明上述構(gòu)成的已有彩色顯象管電子槍的工作。
首先，由設置在陰極(10)內(nèi)部的燈絲產(chǎn)生熱量，由產(chǎn)生的熱量加熱的陰極(10)放出熱電子。由作為控制電極的第1柵電極(11)控制從陰極放出的電子束，再由作為加速電極的第2柵電極(12)加速，射入主靜電聚焦透鏡區(qū)域。
射入主靜電透鏡區(qū)域的電子束由第1、2加速/聚焦電極(13、14)聚焦變細后，通過設在熒光面(未圖示)里面的蔭罩打在熒光面上以至發(fā)光。
這時，由于從第1柵電極(11)到第2加速/聚焦電極(14)打出近似圓形的電子束通孔，因由第1加速/聚焦電極(13)和第2加速/聚焦電極(14)形成的主靜電聚焦透鏡也成為圓形軸對稱的透鏡，所以若在電子槍上外加工作電源，則通過電子束通孔的電子束(圖2的16)根據(jù)拉格朗日(Lagrange)折射定律，旋轉(zhuǎn)對稱聚焦，電子束(16)成為圓形。
如若從電子槍發(fā)射出的圓形電子束(16)到達沒有受到偏轉(zhuǎn)線圈影響的彩色顯象管圖象中央，則上述電子束(16)聚焦變細成圓形狀態(tài)，形成圓形電子束光點(圖2的17)。
在彩色顯象管中，利用偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)磁場，(Deflection magnetic field)，使從上述電子槍放射出的電子束(16)對圖象的整個范圍進行掃描，再現(xiàn)出圖象并且在放出多個電子束(16)的彩色顯象管中，偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)磁場使電子束(16)偏轉(zhuǎn)同時，必須使多個電子束(16)會聚(Converging)在圖象的一個支點上，所以使電子束(16)在水平方向一直線上放出，適宜在非均勻磁場中，即由上述偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場的中央部分和四周部分磁場強度不同，產(chǎn)生會聚的自會聚(Self-Convergence)方式。
R、G、B電子束(16)由自會聚磁場在圖象整個區(qū)域被會聚，但是在自會聚磁場中，水平偏轉(zhuǎn)磁場的枕形磁場展示在圖2A中;垂直偏轉(zhuǎn)磁場的桶形磁場展示在圖2B中。如圖3所示，分別由2極和4極成分構(gòu)成這樣的枕形磁場以及桶形磁場。
因而，從電子槍發(fā)射的電子束(16)在2極成分的作用下沿圖3所示虛線方向作主偏轉(zhuǎn)。在示意的4極成分的作用下，在箭頭方向受到磁力，在水平方向(枕形磁場)擴散，而在垂直方向(桶形磁場)受到聚焦力。
結(jié)果，在顯象管圖象周圍部分的電子束光點(圖2的17)發(fā)生象散現(xiàn)象，所以電子束(16)的成象面在水平和垂直方向彼此產(chǎn)生差異。這樣在熒光面上電子束光點(17)在垂直方向造成過聚焦(Over Focus)，使彩色顯象管垂直方向的析象度變壞。
如上所述，因非均勻偏轉(zhuǎn)磁場的作用，電子束(16)所產(chǎn)生的橫向變長的現(xiàn)象，由于越靠向圖象周邊部分，非均勻磁場強度越強，所以在圖象周邊部分偏轉(zhuǎn)也越顯著。如圖4所示，垂直方向斷面的電子束(41)由獨立聚焦透鏡(フリ-フオ-カスレンズ)(30、31、32)、主靜電聚焦透鏡(36)加速和聚集，利用垂直偏轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的透鏡(38)聚焦。
水平方向斷面的電子束(40)由獨立聚焦透鏡(30、31、32)、主靜電聚焦透鏡(36)加速及聚焦，由水平偏轉(zhuǎn)磁場形成的透鏡(39)發(fā)散，越是到彩色顯象管圖象周邊部分，圖象上出現(xiàn)的電子束光點(17)，芯子(Core18)部分變得越細，暈圈(Halo19)部分越大，使彩色顯象管的析象度大大降低。
如上所述，為了除去彩色顯象管四周部分細細形成的橫向變長形的芯子(18)和芯子上下所發(fā)生電子密度低的暈圈，在入射到電子槍主靜電聚焦透鏡前，預先使電子束(16)成橫向變長形。為了由通過主靜電透鏡的圓形軸對稱透鏡，使射入偏轉(zhuǎn)區(qū)域的的電子束(16)成縱向變長形，在第2柵極(12)形成橫向變長形電子束通過孔，以使非均勻磁場形成的象散現(xiàn)象得以校正。
然而，已有的彩色顯象管電子槍存在以下問題由于圖象中央電子束點不受磁場影響，所以出自電子槍的縱向長形的電子束無變化地展現(xiàn)，使彩色顯象管圖象中央的畫質(zhì)特性差;其次在全部圖象周圍部分，相當于焦點軌跡和到圖象距離之差的暈圈生成部分不能完全除去。
即，通過展示有圓形軸對稱電子束通孔的彩色顯象管電子槍圖象各位置上電子束光點形象的圖13A了解到，不受非均勻磁場影響的圖象中央部分只形成圓形芯子(18);但在受到非均勻磁場影響的圖象周圍部分，芯子(18)寬度變小，上下幅度大的暈圈(19)被擴散，這是很清楚的。
進而，通過展示在電子束形成部分(BFR)設置橫向變長的非圓電子束通過孔的彩色顯象管電子槍電子束光點形狀的圖13B了解到，在圖象周邊部分，芯子(18)上下越是有暈圈(19)越是得到改善，但在圖象中央部分形成縱向長形芯子(18)。
本發(fā)明的目的在于提供這樣的一種彩色顯象管電子槍，構(gòu)成隨著由彩色顯象管偏轉(zhuǎn)線圈引起偏轉(zhuǎn)的電子束偏轉(zhuǎn)量而發(fā)生變化的動態(tài)聚焦透鏡區(qū)域，在彩色顯象管的整個圖象部分獲得良好的析象度。
為達到本發(fā)明目的，提供一種彩色顯象管用電子槍，其特征在于包括多個陰極;前端輔助連接透鏡區(qū)域，該區(qū)域具有外加靜態(tài)聚焦電壓的電極和外加根據(jù)偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)電流的增減而變化的動態(tài)聚焦電壓的電極，在上述靜態(tài)聚焦電極和動態(tài)聚焦電極相對面之間，還設置有外加比靜態(tài)聚焦電壓要低的電壓的1個以上電極，以使從上述陰極射出的電子束垂直幅度和水平幅度的電子束聚焦及發(fā)散程度不同;在管軸方向依次配置的主靜電聚焦透鏡區(qū)域。
圖1是傳統(tǒng)的彩色顯象管電子槍剖視圖;
圖2是說明圖1的電子束光點和自會聚磁場關系的圖;
圖3是說明圖2的電子束光點和磁場關系的解釋圖;
圖4是說明圖1的電子束光點形狀改變的電子光學領域的模式圖;
圖5是本發(fā)明彩色顯象管電子槍的剖視圖;
圖6至9是表示本發(fā)明彩色顯象管電子槍其它實施例的剖視圖;
圖10A至10F是表示本發(fā)明的電子槍象散現(xiàn)象校正電極的模式圖;
圖11是圖10的象散現(xiàn)象校正電極設置組合的說明圖;
圖12是說明本發(fā)明電子束光點形狀改變的電子光學領域的模式圖;
圖13是根據(jù)已有的和本發(fā)明，作為在彩色顯象管上顯示的各部件不同電子束光點形狀圖，(13A)是已有的電子束光點形狀圖;
(13B)是具有非軸對稱的電子束通過孔的電子束光點形狀圖;
(13C)是本發(fā)明的電子束光點形狀圖。
圖5是本發(fā)明彩色顯象管電子槍剖視圖。沿顯象管軸向依次排列著陰極(10)、第1至第4柵電極(11、12、23、24)、第1加速/聚焦電極(25)、第2加速/聚焦電極(26)。
圖12是說明本發(fā)明電子束光點形狀變化的電子光學領域模式圖，包括陰極(10)，由第1、2柵電極(11)(12)構(gòu)成電子束形成部分(30)(31)，使電子束(16)聚焦在距陰極(10)一定距離(1)處;為使上述電子束(16)的圖象周邊部分形成良好的聚焦作用，而在第2柵電極(12)和第3柵電極(23)的下部電極(23a)之間，構(gòu)成在水平幅度(x-x)和垂直幅度(y-y)電子束(16)的聚焦和發(fā)散作用不同的獨立聚焦透鏡(32)(33);用第3柵電極(23)的上部電極(23b)、第4柵電極(24)、第1加速/聚焦電極(25)的下部電極(25a)構(gòu)成前端輔助聚焦透鏡(34、35);用第1加速/聚焦電極(25)上部電極(25b)和第2加速/聚焦電極(26)，構(gòu)成主靜電聚焦透鏡(36、37)。
參照圖6至圖13，詳細說明上述構(gòu)成的本發(fā)明彩色顯象管電子槍的作用和效果。
首先如圖5所示，在第3柵電極(23)上由直流電源外加一定的聚焦電壓(Vsf)，把聚焦電壓(Vdf)加在第1加速/聚焦電極(25)上，該聚焦電壓(Vdf)是變化的，即根據(jù)電子束(16)圖象上偏轉(zhuǎn)量按比例變化的電壓(V)重迭在一定的直流聚焦電壓(Vsf)上。
在置于外加上述靜態(tài)聚焦電壓(Vsf)的第3柵電極(23)和外加動態(tài)聚焦電壓(Vdf)的第1加速/聚焦電極(25)之間的第4柵電極(24)上，外加與在上述第2柵電極(12)上所加電壓一樣的低電壓Ed2。
作為由第3柵電極(23)的上部電極(23b)、第4柵電極(24)和第1加速/聚焦電極(25)的下部電極(25a)構(gòu)成的前端輔助聚焦透鏡(34、35)上，如果用直流電源只外加有一定聚焦電壓的靜態(tài)聚焦電壓(Static focus VoltageVsf)，則如圖12A所示，水平幅度(x-x)和垂直幅度(y-y)的電子束(16)的聚焦和發(fā)散作用大致一樣。
因此，在圖象中央部分得到大致圓形的電子束光點(17)。在用構(gòu)成前端輔助聚焦透鏡(34、35)的第4柵電極(23)(24)及第1加速/聚焦電極(25)同時構(gòu)成主靜電聚焦透鏡(36、37)的第1加速/聚焦電極(25)上，一旦外加將根據(jù)偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)量按比例變化的交流電壓源(V)重迭在靜態(tài)聚焦電壓(Vsf)上的動態(tài)聚焦電壓(Dynamic Focus VoltageVdf)，則如圖12B所示，水平幅度(x-x)和垂直幅度(y-y)的電子束的聚焦和發(fā)散作用不同。即，水平幅度(x-x)電子束的發(fā)散作用應基本上沒有;垂直幅度(y-y)由于發(fā)散區(qū)域變大，通過主靜電聚焦透鏡(37)的電子束縱向拉長，向由偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏軒磁場(38、39)的垂直幅度(y-y)的聚焦作用和向水平幅度(x-x)的發(fā)散作用作相互逐漸補償。因此，在圖象周邊部分，電子束光點(17)形狀如圖13C所示，與圖象中央部分大體相同，可使整個圖象質(zhì)量得以改善。
圖6作為本發(fā)明的另一實施例，在第1加速/聚焦電極(25)上外加一定電壓(Vsf)，在第3柵電極923)上，外加由交流電壓源(V)重迭在上述第1加速/聚焦電極(25)所加的一定電壓(Vrf)上所構(gòu)成的動態(tài)聚焦電壓(Vdf)。對于第4柵電極(24)和第2柵電極(12)，外加同電位的低電壓(Ec2)，其作用與前述圖5的工作一樣。
圖7作為本發(fā)明的另一個實施例，電壓的施加方法與圖5相同，在第3柵電極(23)下部電極(23a)上配設象散補償電極Qa，在第1加速/聚焦電極(25)下部電極(25a)上配設象散補償電極Qc。
上述象散補償電極的工作，如圖12A所示，當靜態(tài)聚焦電壓(Vsf)和動態(tài)聚焦電壓(Vdf)同樣時，即當偏轉(zhuǎn)線圈(D.y)的偏轉(zhuǎn)電流為“0”時，電子束光點位于圖象中央。這時前端輔助聚焦透鏡(34)的聚焦作用在水平幅度(x-x)和垂直幅度(y-y)，大致起到同樣的聚焦/發(fā)散作用，所以圖象中央部分的電子束光點(17)大體上為圓形，如圖12B所示，通過外加隨偏轉(zhuǎn)線圈(D.y)偏轉(zhuǎn)電流增減變化的動態(tài)聚焦電壓(Vdf)，上述配設象散補償電極(Qc)的第1加速/聚焦電極(25)下部電極(25a)，和與之相對的第4柵電極(24)上部電極(24b)之間形成的前端輔助聚焦透鏡(35)，在垂直幅度(y-y)上使電子束的發(fā)散區(qū)域變大，在水平幅度(x-x)上其作用是不發(fā)生變化。
據(jù)此，通過使經(jīng)由主靜電聚焦透鏡(37)的電子束(16)縱向拉長，向由偏轉(zhuǎn)線圈(D.y)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場(38、39)的垂直幅度(y-y)的聚焦作用和水平幅度(x-x)的發(fā)散作用作相互補償，在圖象四周部分電子束光點(17)的形狀大體與圖象中央部分一樣，改善了整個圖象的質(zhì)量。進而，若外加動態(tài)聚焦電壓(Vdf)，使圖象中央部分和周邊部分的焦點距離差得以補償，這樣可除掉在圖象周邊部分產(chǎn)生的暈圈(19)。
圖8是本發(fā)明的另一個實施例，電壓的外加方法與圖5、圖7的一樣，其構(gòu)成是在第4柵電極(24)的上、下部電極(24b)(24a)上分別配設象散補償電極(Qb)(Qb′)。還有，圖9為本發(fā)明的又一個實施例，電壓的附加方法與圖5、圖7、圖8的一樣，在第3柵電極(23)的上部電極(23b)配設象散補償電極(Qb′);在第1加速/聚焦電極(25)的下部電極(25a)上配設象散補償電極(Qc)。
圖10是上述象散補償電極的模式圖。
(10A)為Wa/Ha≤0.4;(10B)為Wa′/Ha′≥1.0;
(10C)為Wb/Hb≥1.0;(10D)為Wb′/Hb′≥1.24;
(10E)為Wc/Hc≥1.0， t1＞t2;
(10F)為Wc′/Hc′≥1.25; t1＞t2。
圖11展示上述象散補償電極的各特性，備注欄各符號意義分別是◎卓越，○優(yōu)秀，△一般，×不良。
如上述詳細說明，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)電流量的增減，可形成垂直幅度(y-y)焦點距離和水平幅度(x-x)焦點距離不同的縱向長形的電子束，并由偏轉(zhuǎn)線圈的非均勻偏轉(zhuǎn)磁場，來補償橫向長形電子束光點形狀，由此在圖象周邊部分也可形成圓形電子束光點，防止圖象周邊部分畫質(zhì)變差。
而且，電子束焦點軌跡和到彩色顯象管圖象的距離差越是到圖象四周越是大，上述現(xiàn)象要通過提高動態(tài)聚焦電壓(Vdf)，使主靜電透鏡焦點變長，可使彩色顯象管圖象上焦點軌跡一致，才能使彩色顯象管的整個圖象獲得良好的析象度。
權(quán)利要求
1.彩色顯象管的電子槍，其特征是，包括多個陰極；前端輔助連接透鏡區(qū)域，該區(qū)域具有外加靜態(tài)聚焦電壓的電極和外加根據(jù)偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)電流的增減而變化的動態(tài)聚焦電壓的電極，在上述靜態(tài)聚焦電極和動態(tài)聚焦電極相對面之間，還設置有外加比靜態(tài)聚焦電壓要低的電壓的1個以上電極，以使從所述陰極射出的電子束的垂直幅度和水平幅度的電子束聚焦及發(fā)散程度不同；在管軸方向依次配置的主靜電聚焦透鏡區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子槍，其特征是，所述前端輔助聚焦透鏡區(qū)域在接近陰極的電極上，外加靜態(tài)聚焦電壓，在同時構(gòu)成主靜電聚焦透鏡區(qū)域的電極上外加動態(tài)聚焦電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電子槍，其特征是，所述前端輔助聚焦透鏡區(qū)域在接近陰極的電極上，外加動態(tài)聚焦電壓，在同時構(gòu)成主靜電聚焦透鏡區(qū)域的電極上，外加靜態(tài)聚焦電壓。
4.彩色顯象管的電子槍，其特征是，包括多個陰極;前端輔助聚焦透鏡區(qū)域，由3個以上電極構(gòu)成，具有外加靜態(tài)聚焦電壓的靜態(tài)聚焦電極，和外加隨偏轉(zhuǎn)量的偏轉(zhuǎn)電流增減變化的動態(tài)聚焦電壓的動態(tài)聚焦電極，若動態(tài)聚焦電壓和靜態(tài)聚焦電壓相同，則要使特定方向的聚焦作用和與上述方向垂直的方向的聚焦作用大體一樣，若動態(tài)聚焦電壓和靜態(tài)聚焦電壓不相同，則要使特定方向的聚焦作用和與上述方向垂直的方向的聚焦作用不同;主靜電聚焦透鏡區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電子槍，其特征是，當所述前端輔助聚焦透鏡區(qū)域的靜態(tài)聚焦電壓和動態(tài)聚焦電壓不同時，還包括形成旋轉(zhuǎn)非對稱前端輔助聚焦透鏡的象散補償電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電子槍，其特征是，所述象散補償電極設置有1個以上板狀電極，該板狀電極體在構(gòu)成前端輔助聚焦透鏡區(qū)域的電極一個平面上，并具有分別包圍每個電子束通孔的且在水平幅度(x-x)或垂直幅度(y-y)上直線延續(xù)的多邊形孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的電子槍，其特征是，所述象散補償電極設置有1個以上板狀電極，該板狀電極在構(gòu)成前端輔助聚焦透鏡區(qū)域的電極一個平面上，并具有分別包圍每個電子束通孔的且在水平幅度(x-x)上直線延續(xù)的多邊形孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的電子槍，其特征是，所述象散補償電極在接近陰極的前端輔助聚焦透鏡區(qū)域的構(gòu)成電極的平面上，設置有板狀電極，該板狀電極具有分別包圍各電子束通孔的且在垂直幅度(y-y)上直線延續(xù)的多邊形孔;在同時構(gòu)成主靜電透鏡區(qū)域的電極的低電位電極相對的平面上，設置具有分別包圍各電子束通孔的且在水平幅度度(x-x)上直線延續(xù)的多邊形孔的板狀電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電子槍，其特征是，在同時構(gòu)成所述主靜電透鏡區(qū)域的電極的低電位電極相對的平面上，所設置的板狀電極的多邊形孔，平行于水平方向剖面總厚度(∑t1)大于平行于與上述方向垂直的方向剖面總厚度(∑t2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的電子槍，其特征是，所述象散補償電極在構(gòu)成前端輔助聚焦透鏡區(qū)域的低電壓施加電極的接近陰極的電極平面上，設置具有分別包圍各電子束的且在垂直幅度(y-y)上直線延續(xù)的多邊形孔的板狀電極;在接近主靜電透鏡的電極平面上，設置具有分別包圍各電子束的且在水平幅度(x-x)上直線延續(xù)的多邊形孔的板狀電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電子槍，其特征是，所述板狀電極包圍各電子束通孔的多邊形孔，其特定方向的平行剖面之總厚度，要大于平行于與上述方向垂直的方向的剖面總厚度。
全文摘要
本發(fā)明的特征是，包括多個陰極；前端輔助連接透鏡區(qū)域，該區(qū)域具有外加靜態(tài)聚焦電壓的電極和外加根據(jù)偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)電流的增減而變化的動態(tài)聚焦電壓的電極，在上述靜態(tài)聚焦電極和動態(tài)聚焦電極相對面之間，還設置有外加比靜態(tài)聚焦電壓要明顯低的電壓的1個以上電極，以使從上述陰極射出的電子束垂直幅度和水平幅度的電子束聚焦及發(fā)散程度不同；在管軸方向依次配置的主靜電聚焦透鏡區(qū)域。
文檔編號H01J29/48GK1113601SQ95100980
公開日1995年12月20日 申請日期1995年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月21日
發(fā)明者安成基, 金鉉喆 申請人:株式會社金星社