CN1036104A

CN1036104A - 彩色显像管

Info

Publication number: CN1036104A
Application number: CN89101514A
Authority: CN
Inventors: 下间武敏; 腰越真平; 村井隆一
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-16
Filing date: 1989-03-16
Publication date: 1989-10-04
Anticipated expiration: 2004-03-16
Also published as: US5034652A; DE68906441D1; DE68906441T2; KR920000913B1; EP0333488A1; EP0333488B1; JPH01236554A; CN1019925C; KR890015333A; JP2693470B2

Abstract

本发明涉及具有一字形排列的电子枪的彩色显像管。通过在构成电子透镜的电极中，在低电位侧电极附近，施加比水平方向相对较强的垂直方向的聚焦作用，而在高电位侧，施加比水平方向相对较强的垂直方面的发散作用，并至少在高电位侧电极的与低电位侧电极相对的电子束通孔内侧上下，配置电场校正构件，可以在不降低图面中央部分的析像清晰度的情况下，提高图面四周边缘的析像清晰度。

Description

本发明涉及彩色显像管，尤其涉及整个图面有出色的析像清晰度的彩色显像管。

现在彩色显像管的电子枪，很多采用的是被称为一字型3电子枪方式的装置。

该一字型3电子枪通过排列在同一平面上的3个阴极及这些阴极共用的第1栅极、第2栅极产生3束电子束，并通过由穿设有多个电子束通孔的2个以上的电极沿管轴方向按一定间隔配置而构成的聚焦电极使这些电子束聚焦。并且，在采用一字型3电子枪的彩色显像管中，一般采用自会聚的偏转方式，即，通过用来产生使水平偏转磁场和垂直偏转磁场分别成如图13（a）所示的枕形和如图13（b）所示的桶形的非均匀（非齐一）磁场用的偏转线圈，使3个电子束在荧光面上自会聚。

这种自会聚的偏转方式，不需要所谓的动会聚装置（dynamic convergence）等的3电子束会聚用的附加装置，经济性好，同时会聚调整方便，所以，采用一字型3电子枪方式的彩色显像管为彩色显像管质量及性能的提高作出了很大贡献。

但它也存在一辣手的问题，即上述磁场的非均匀性使彩色显像管的图面四周边缘部分的析像清晰度下降，该趋势随着偏转角从90°向110°的增大而变得更明显。

该图面四周边缘部分析像清晰度低下的原因是，由于如图13（a）及（b）所示的偏转线圈的非均匀磁场，电子束在水平方向的聚焦被减弱，而在垂直方向却相反被加强了。其结果，电子束光点的形状如图4所示，图面中央部分的电子束光点1基本为正圆形，而四周边缘部分的电子束光点2的形状，除了水平方向较长的椭圆形高辉度的中心部分3外，还伴随有垂直方向较长的低辉度光晕部分4。

改善上述偏转失真的方法之一是，通过用预聚焦电子透镜使电子束强聚焦，使通过主电子透镜部及偏转磁场内的电子束直径减小，从而减小偏转失真。

但是，该方法又存在由于电子束相交（cross-over）直径增大，图面中央部分的电子束光点直径变大，所以图面中央部分的析像清晰度下降的问题。

其他的方式还有使预聚焦电子透镜成非对称电子透镜的方法，及通过使主电子透镜部具有非对称性，使电子束的垂直方向成弱聚焦状态，从而减轻偏转失真的方法（日本专利公告昭60-7345公报）。

使主电子透镜部具有非对称性，使电子束的垂直方向成弱聚焦状态的方法如图15所示，在主电子透镜的低电位侧区Ⅰ与高电位侧区Ⅱ，均使水平方向的聚焦性（线段A-D-E及a-d-e）强于垂直方向的聚焦性（线段A-B-C及a-b-c），使垂直方向的聚焦角为α₁、水平方向的聚焦角为α₂地聚焦，以便使在图面中央部分的电子束的截面形状成垂直方向有长轴的椭圆5，即在偏转区6的电子束口径成垂直方向有长轴的椭圆。

这样使电子束聚焦时，如图16所示，作为偏转时来自水平偏转磁场的垂直方向的力，电子束7受到力8及9的垂直分力10及11的作用，偏转后的电子束光点的形状成为伴随着光晕12的水平方向有长轴的椭圆13。

另一方面如图17所示，当用聚焦角α₂进行聚焦，以便使在主电子透镜的低电位侧区Ⅲ及高电位侧区Ⅳ受到收敛、发散作用的电子束在图面中央部分的截面形状基本为圆形14，也就是使在偏转区15的电子束口径基本成圆形时，如图18所示，作为偏转时水平偏转磁场的垂直方向的力，电子束16受到力17及18的垂直分力19及20的作用，偏转后的电子束光点的形状，成伴随着光晕21的水平方向有长轴的椭圆22。其中，垂直分力19及20小于垂直分力10及11。

然而，由于当使图面中央部分的电子束的截面形状成垂直方向有长轴的椭圆时，其电子束垂直方向的聚焦角α₁，比使图面中央部分的电子束的截面形状基本成圆形时的电子束垂直方向的聚焦角α₂要小，所以光晕12比光晕21要小。

因此，通过利用聚焦使图面中央部分的电子束的截面形状成垂直方向有长轴的椭圆，与利用聚焦使在图面中央部分的截面形状基本成圆形的情况相比，能提高图像四周边缘部分的析像清晰度。

但是使用该方法时，由于图面中央部分的电子束光点形状成垂直方向有长轴的椭圆，所以存在图面中央部分的析像清晰度下降的问题。另外，使预聚焦透镜成非对称透镜的方法，也存在同样的问题。

如上所述，采用一字型3电子枪的自会聚方式的彩色显像管虽然为彩色显像管的质量及性能的提高作出了很大贡献，但在图面四周边缘部分的析像清晰度方面还有难点，存在着要提高图像四周边缘部分的析像清晰度，便不得不降低图像中央部分的析像清晰度的问题。

因此，如果要在发挥采用一字型3电子枪的自会聚方式的彩色显像管的优点的同时，谋求该彩色显像管有更高的图像质量，则必须不导致图面中央部分的析像清晰度下降地使图面四周边缘部分的析像清晰度提高。

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而作出的，目的在于提供一种彩色显像管，该彩色显像管可以使图面中央部分的析像清晰度不会下降地，提高图像四周边缘部分的析像清晰度，从而可在图像所有区域获得出色的析像清晰度。

本发明的彩色显像管，包括内侧面设有荧光屏的面板，与荧光屏对设的荫罩，通过玻锥部与面板相连的管颈，配置于该管颈内的电子枪，以及从玻锥至管颈设置的偏转线圈，上述电子枪是一字型电子枪，它具有以规定间隔产生多束电子束用的水平排列的多个阴极，以及由使该多束电子束在荧光屏上聚焦用的多个电位不同的电极构成的电子透镜，其特征为，在构成电子透镜的电极之中，在低电位侧电极附近，附加了在垂直方向比水平方向相对较强的聚焦作用，在至少高电位侧电极的与低电位侧电极相对的电子束通孔的内侧上下，配置电场校正构件，在电子透镜的高电位侧，附加了在垂直方向比水平方向相对较强的发散作用。

在本发明的彩色显像管中，作为在低电位侧电极附近，附加在垂直方向即包括电子束轨道在内的面的法线方向比水平方面即包括电子束轨道在内的面的宽度方向相对较强的聚焦作用的附加方法，例示了如下一种方法，即把构成电子透镜的低电位侧电极的与高电位侧电极相对的面制成基本平板状，以往设在电子束通孔内侧的圆筒状的内缘翻边也将除去或使其变短小。这时，也可以与高电位侧电极一样，在低电位侧电极的电子束通孔的内侧上下，设置电场校正构件。或者，也可以在电子束通孔的内侧，设置形状为除去了水平方向侧的上升部分的内缘翻边。

另外，如果在低电位侧电极的与高电位侧电极相对的面上，贴紧配置穿设有多个电子束通孔的薄板，则因为能增强在各电子束通孔附近形成的小电子透镜的透镜效果，同时能通过改变穿设于薄板的电子束通孔的形状来控制主电子透镜的作用，所以较理想。

在本发明的彩色显像管中，构成电子透镜的高电位侧电极的与低电位侧电极相对的面，最好也与低电位侧电极一样，制成基本平板状，并把以往设于电子束通孔内侧的圆筒状的内缘翻边除去或使其变短小。

另外，配置于电极内的电场校正构件的形状、长度、安装位置等，可根据显像管的尺寸、偏转角、偏转线圈的磁场强度、形状及变化率等适当设定，但在低电位侧电极和高电位侧电极双方设置电场校正构件时，最好使低电位侧电极处的电场校正构件间的距离大于高电位侧电极处的电场校正构件间的距离。

本发明的彩色显像管，在构成电子透镜的电极中，在低电位侧电极附近，附加在垂直方向比水平方向相对较强的聚焦作用，并至少在高电位侧电极的与低电位侧电极相对的电子束通孔的内侧上下，配置有电场校正构件。

因此，在构成电子透镜的低电位侧电极与高电位侧电极的相对面上穿设的各电子束通孔附近的等电位线曲率，与以往相比，垂直方向大了，水平方向小了。换言之，电子束在电子透镜的低电位侧，与水平方向相比，垂直方向受到相对较强的聚焦作用，在电子透镜的高电位侧，与水平方向相比，垂直方向受到相对较强的发散作用。即形成正交非对称的电子透镜。

这儿，因为电子束受到低电位侧所受作用的强烈支配，所以最终聚焦在荧光面上?

因此在本发明中，由于由电子透镜聚焦的电子束在偏转区域的截面形状成在水平方向有长轴的椭圆形，从非均匀磁场内的水平偏转磁场受到的垂直方向分量减少了，所以伴随着偏转的失真也减小。又由于电子束在电子透镜的高电位侧受到垂直方向相对较强的发散作用，所以垂直方向的聚焦角比以往的要小，因此抑制了伴随着偏转的光晕的发生。再通过使电子透镜的低电位侧与高电位侧的强度取得平衡，可以使在图面中央部分的电子束光点的形状成圆形。

也就是，可以在不导致图面中央部分的析像清晰度下降的情况下，改善图面四周边缘的析像清晰度。

图1（a）是根据本发明的彩色显像管所用电子枪的一个实施例的平面方向简略剖面图，图1（b）是图1（a）所示电子枪的垂直方向简略剖面图。

图2（a）是图示主电子透镜附近等电位线分布的垂直剖面图，图2（b）是图示主电子透镜附近等电位线分布的水平剖面图。

图3是图示电子透镜的作用的示意图。

图4是说明由具有图3所示作用的主电子透镜所聚焦的电子束在偏转时，从水平偏转磁场所受到的影响的说明用图。

图5是根据本发明的彩色显像管的图面中央部分及图面四周边缘部分电子束光点的形状的示意图。

图6（a）是根据本发明的彩色显像管所用的电子枪的其他实施例的平面方向简略剖面图，图6（b）是图6（a）所示电子枪的垂直方向简略剖面图。

图7是可起与电场校正构件基本相同作用的内缘翻边一个例子的立体图。

图8是说明用来使正交非对称透镜的作用为最佳的一种方法的说明用图。

图9及图10是给出使正交非对称透镜的作用最佳的电子束通孔形状之例子的主视图。

图11及图12是给出使正交非对称透镜的作用最佳的电场校正构件形状之例子的立体图。

图13（a）是枕形磁场的示意图，图13（b）是桶形磁场的示意图。

图14是现有的彩色显像管的图面中央部分及四周边缘部分的电子束光点的形状的示意图。

图15概念性地图示了现有的主电子透镜作用的一个例子。

图16是说明，由具有图15所示的作用的主电子透镜所聚焦的电子束在偏转时，从水平偏转磁场所受到的影响的说明用图。

图17概念性地图示了现有的主电子透镜作用的另一个例子。

图17是说明，由具有图17所示的作用的主电子透镜所聚焦的电子束在偏转时，从水平偏转磁场所受到的影响的说明用图。

图中，100：电子枪，130：低电位侧电极，135R、135G、135B：在低电位侧电极的与高电位侧电极相对的面上穿设的电子束通孔，140：高电位侧电极，143R、143G、143B：在高电位侧电极的与低电位侧电极相对的面上穿设的电子束通孔。160、161：配置在低电位侧电极内的电场校正构件，170、171：配置在高电位侧电极内的电场校正构件。

以下将利用附图，说明本发明的实施例。

图1（a）是根据本发明的彩色显像管所用电子枪的一个实施例的平面方向简略剖面图，图1（b）是其侧面方向简略剖面图。

在图1（a）中，电子100中，内装有灯丝（未图示）并沿一直线排列的3个阴极KR、KG和KB，及第1电极110、第2电极120、第3电极130、第4电极140和会聚杯极150沿管轴方向依次配置，并通过绝缘支承棒（未图示）支承和固定。

第1电极110是厚度为0.2mm的薄板状电极，它以6.6mm的中心间距穿设有3个直径约为0.7mm的小口径电子束通孔111R、111G和111B。

第2电极120是厚度为0.7mm的薄板状电极，它以6.6mm的中心间距穿设有3个直径约为0.7mm的小口径电子束通孔121R、121G和121B。

第3电极130由开放端相贴紧的两个杯状电极131和132，及厚度约为0.6mm的薄板133构成。在该杯状电极131的靠第2电极120侧，穿设有直径为1.3mm的3个电子束通孔134R、134G和134B。又，杯状电极132的靠第4电极140侧为无内缘翻边的大致平板状，穿设有最大直径为6.2mm的3个基本圆形的电子束通孔135R、135G、135B。在薄板133上，穿设有与杯状电极132的电子束通孔135R、135G和135B相同的3个基本圆形的电子束通孔136R、136G和136B。另外，在杯状电极132的内壁，在离电子束通孔135R、135G、135B所在面的垂直距离（L₁）为3.0mm的位置，如同夹着电子束的轨道面似地配置着与该轨道面平行的、厚约1.2mm、长约3.0mm、宽约19.0mm的由平板构成的电场校正构件160和161。

第4电极140由开放端相贴紧的2个杯状电极141和142构成。该杯状电极141的靠第3电极130侧为无内缘翻边的基本平板状，穿设有与杯状电极132的电子束通孔135R、135G和135B大致相同的基本圆形的电子束通孔143R、143G和143B。并且，在杯状电极141的内壁，在距离电子束通孔143R、143G和143B所在面的垂直距离（L）为2.0mm的位置，如同夹着各电子束的轨道面似地，配置有与该轨道面平行、厚约1.5mm、长约3.0mm、宽约19.0mm的由平板构成的电场校正构件170和171。

另外，在杯状电极142的靠会聚杯极150侧，也穿设有3个基本圆形的大口径电子束144R、144G和144B，并与会聚杯极150靠接。

在会聚杯极150的靠杯状电极142侧，也穿设有3个基本圆形的大口径电子束通孔151R、151G和151B，在下方安装有弹簧180。该弹簧180压接在涂敷在管颈内壁的导电膜（未图示）上。

在如此构成的电子枪100的阴极KR、KG和KB上，施加例如约150V的直流电压和与图像对应的调制信号，另外，第1电极110接地，在第2电极120和第3电极130上分别施加约600V和7kV的电压。在第4电极140上，通过导电膜、弹簧180和会聚杯极150，施加有约25kV的高电压。

由阴极KR、KG、KB，第1电极110及第2电极120构成3极部，在发射电子束的同时，形成交叉（crossover）。在第2电极120和第3电极130的间隔附近，形成预聚焦电子透镜，对从3极部射出的电子束进行预聚焦。

在第3电极130和第4电极140的间隔附近，形成主电子透镜，通过该主电子透镜，电子束最终在荧光面上会聚。

在由第3电极130和第4电极140形成的主电子透镜中，在相对加有低电压的第3电极130侧有聚焦作用，而在相对加有高电压的第4电极140侧有发散作用。而且，由于电子束较大的受到在低电压侧所受作用的支配，所以电子束最终被会聚于荧光面上。

但是，由于在第3电极130和第4电极140的内部，设有电场校正板160、161、170和171，所以，在电子束通孔135R、135G、135B、136R、136G、136B、143R、143G及143B附近，电场穿透的曲率在水平方向和垂直方向不相同。因此，电子束受到的作用在水平方向与垂直方向是不同的。

利用图2说明此时在主电子透镜附近的等电位分布。图2（a）是图示主电子透镜附近的等电位分布的垂直剖面图，图2（b）是其水平剖面图。

如图2（a）所示，杯状电极132和141内部的垂直方向的等电位分布，由于电场校正构件160、161及170、171的影响，其中央部分的等电位线向电极内凸出。也就是，等电位线的垂直方向的曲率要比水平方向的大。该种趋势在电场校正构件间的距离较短的杯状电极141内较显著。另一方面，因为水平方向设有电场校正板，所以等电位线的曲率比垂直方向的小。换言之可以说，在垂直方向，聚焦作用与发散作用都相对较强地起作用，而在水平方向，聚焦作用与发散作用都相对较弱地起作用。

概念性地图示该主电子透镜作用的是图3。在该图中，实线所示的电子束在主电子透镜的第3电极侧区域V处，如线段F-G及线段f-g所示，在垂直方向受到相对较强的聚焦作用，而在水平方向，如线段F-H和线段f-h所示，受到相对较弱的聚焦作用。又，在主电子透镜的第4电极侧区域ⅥΓ诖怪狈较颍缦叨蜧-1和线段g-i所示，受到相对较强的发散作用，而在水平方向，如线段H-J及线段h-j所示，受到相对较弱的发散作用。

这样，电子束因主电子透镜而在水平方向和垂直方向受到不同的作用，在垂直方向以聚焦角α_V聚焦，在水平方向则以聚焦角α_H聚焦，因此，在偏转区域200的电子束轨道，垂直方向的口径比水平方向的要小。也就是，电子束的剖面形状成水平方向有长轴的椭圆。但是，电子束光点的形状为基本圆形201。

因此如图4所示，由于偏转时电子束300从水平偏转磁场受到的力301、302的垂直分量303和304很小，所以偏转后的失真也小。又由于垂直方向的聚焦角α_V也很小，所以，被偏转到图面四周边缘部分时的电子束光点的形状，成为抑制了光晕发生的、在垂直方向有长轴的椭圆305。

因此，电子束光点的形状，可以如图5所示，在图面中央部分的电子束光点400的形状基本为正圆形，而图面四周边缘部分的电子束光点401的形状，成为抑制了光晕402的发生，或不发生光晕的椭圆。也就是，可以在不导致图面中央部分的析像清晰度下降的情况下，提高图面四周边缘部分的析像清晰度。

图6给出了根据本发明的彩色显像管所使用的电子枪的其他实施例。图6（a）是平面方向的简略剖面图，图6（a）是侧面方向的简略剖面图。

图6所示的电子枪500，除了已除去了图1所示电子枪100中使用的薄板133以外，其他与电子枪100相同。使用如此构成的电子枪500时，也能获得与上述电子枪100基本相同的效果。在图6中，对与图1相同的构件，加上了与图1相同的符号。

另外，如图7所示，通过不用电场校正构件，而代之以在构成主电子透镜的低电位侧电极的与高电位侧电极相对的面，及高电位侧电极的与低电位侧电极相对的面的各个内侧，设置缺少水平方向侧的上升部分的内缘翻边600，也能获得与使用电场校正构件时基本相同的效果。

又，电子束光点的形状，因显像管的尺寸、偏转角、偏转线圈的磁场的强度、形状及变化率等而不同。因此，为了与此相对应地，使正交非对称透镜的作用为最佳，有必要把电场校正构件的形状、长度、安装位置或电子束通孔的形状等作为参数，进行种种设定。

例如，在偏转线圈的磁场比上述实施例更强的情况下，通过引用图6所示的电子枪，并如图8所示，使电场校正构件与电子束通孔的距离L₁和L₂小于上述实施例，或使L₁＝O、L₂＝O，可以使正交非对称透镜的作用为最佳。另外，在图8中，对于与图6相同的构件，标上了与图6相同的符号。

作为其他的最佳化方法，例举以下的方法。

（1）把在构成电子透镜的低电位侧电极的电子透镜构成侧或在与低电位侧电极紧贴配置的薄板上穿设的电子束通孔，或在高电位侧电极的电子透镜构成侧穿设的电子束通孔两者中的至少一方的形状，做成如图9所示的以电子束通孔800的高度X为参数的椭圆形。

（2）把上述电场校正构件与电子束通孔的距离L₁和L₂，与上述（1）组合。

还有，为了以上述（1）和（2）的方法，使中心电子的形状和侧电子束的形状为最佳，还有如下的几种方法：把在低电位侧电极的电子透镜构成侧，或与低电位侧电极紧贴配置的薄板上穿设的电子束通孔，或在高电位侧电极的电子透镜构成侧穿设的电子束通孔两者中的至少一方的形状，做成如图10所示，基本为圆形开口900与椭圆形开口901相组合的形状;或如图11所示，使电场校正构件的与中心电子相当的部分的厚度t₁，以及与侧电子束相当部分的厚度t₂变化;或如图12所示，使电场校正构件的与中心电子束相当的部分的长度l₁，以及与侧电子束相当的部分的长度l₂变化。

通过上述方法，可以使正交非对称透镜的作用最佳化，从而，可以使彩色显像管的析像清晰度在整个图面范围内都很出色。

另外，在本发明的实施例中，以双电位型电子枪为例进行了说明，但本发明的作用效果也可应用于其他方式的电子枪，即，如单电位型电子枪，或四电位型电子枪等的复闲偷缱忧埂?

如上所述，本发明的彩色显像管装置，可以在不导致图面中央部分的析像清晰度下降的情况下，大大提高图面四周边缘部分的析像清晰度。因此，根据本发明，可获得在整个图面范围内有出色析像清晰度的彩色显像管。

Claims

1、一种彩色显像管，包括：内侧面设有荧光屏的面板，与该面板对设的荫罩，通过玻锥与上述面板相连的管颈，配置在该管颈内的电子枪，从上述玻锥至管颈设置的偏转线圈，上述电子枪为一字型电子枪，具有以一定间隔水平排列的、发生多束电子束用的多个阴极，以及由将上述多束电子束聚焦在上荧光屏上用的多个电位不同的电极构成的电子透镜，其特征在于，在构成上述电子透镜的电极之中，在低电位侧电极附近，施加了在垂直方向比水平方向相对较强的聚焦作用，至少在高电位侧电极的与低电位侧电极相对的电子束通孔内侧的上下，配置电场校正构件，并在电子透镜的高电位侧，施加了在垂直方向比水平方向相对较强的发散作用。