CN1113344A - 网纹干扰减少的彩色阴极射线管 - Google Patents

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Abstract

一种有一字排列式电子枪的彩色阴极射线管。 第三、四和五电极形成副主透镜,第六和第五电极形 成主透镜以将三束电子束聚焦到荧光屏上。第二和 第四电极电连接在一起,第三和第五电极电连接在一 起。第四G4电极的轴向长度对第四电极开孔直径 的比例A,和第五电极的轴向长度对第四电极开孔 直径的比例B,满足下列方程式54A-5B+4≤0, 55A-5B+7≤0,A-0.18≥0,以及95A+10B-73≤0。

Description

本发明涉及一种彩色阴极射线管,它具有一字排列式电子枪,以便三个电子束在一平面上射向荧光屏。
一般而言,近来的彩色阴极射线管都采用一字排列式的电子枪。这种一字排列式电子枪制成能在一共同平面(水平面)上发射多束的,一般为三束的电子束。多束电子束聚集在彩色阴极射线管的荧光屏上以重显出彩色图象。
图3描绘出一种具有一字排列式电子枪的先有彩色阴极射线管的轴向横截面视图。彩色阴极射线管由面板10、玻锥20、管颈30、形成在面板10内表面上的荧光屏40、荫罩50即选色电极以及安装在玻锥20外的偏转线圈60所构成。一字排列式电子枪70(以下称为电子枪)装在管颈30中。字母R、G和B分别表示红、绿和兰的电子束。
由一字排列式电子枪70射来的三束电子束R、G和B被偏转线圈60水平地和垂直地偏转。这些电子束然后被荫罩50选色,撞击和激发相应于各电子束的预期彩色的荧光屏40,以重显二维图象。
图4描绘先有的一字排列式电子枪的垂直横截面视图。电子枪由阴极01、第一电极02(以下称为G1电极)、第二电极03(G2电极)、第三电极04(G3电极)、第四电极05(G4电极)第五电极06(G5电极)、第六电极07(G6电极)、G1电极的孔径08、G2电极的孔径09、G3电极在G2电极侧的孔径010、G3电极在G4电极侧的开孔011、G4电极的开孔012、G5电极在G4电极侧的开孔013、G5电极在G6电极侧的开孔014以及G6电极的开孔15所构成。
G1电极02的孔径08的直径为0.4-0.6mm。G2电极03的孔径09的直径也是0.4-0.6mm。G3电极04在G4电极侧的开口011直径约为4.0mm。G4电极05的开口013直径约为4.0mm。G4电极05的轴向长度为0.1mm。G5电极06的轴向长度为17.3mm。
按上述说明所制得的一字排列式电子枪操作如下。
由加热器加热的阴极01所发射的热电子被加到G2电极03的400-1000V的正电压吸向G1电极02,以形成排在垂直于图的纸面平面的三束电子束。
三束电子束各通过G1电极02的孔径08,并通过G2电极03的孔径09。电子束然后被副主透镜稍微预先聚焦,该副主透镜(sub-main  lens)由G3电极04、G4电极05和G5电极06形成,G3电极04上加有约5-10KV的低电压,G4电极05上所加的电压与加到G2电极03的电压相同,而G5电极06上所加的电压与G3电极04上所加的电压相同。副主透镜由以下两个透镜即:G3电极04和G4电极之间的一个透镜形成。电子束依次被加到G5电极06的正电压加速,进入由G5电极06和电极07之间形成的主透镜。
其间加有约20-35KV高压的G5电极06和G6电极07组成主透镜,它们之间的电位差形成G5电极06和G6电极07之间的静电场。三束进入主透镜的电子束的轨道被静电场弯曲。
结果,三束电子束的每一电子束聚集在荧光屏上以形成束点。
为防止束点在屏的周围散焦,日本专利公布第53-18866号公开了一种具有一字排列式的电子枪的彩色阴极射线管,该电子枪具有在水平方向伸长并在G3电极04侧叠放在G2电极03的孔径09上的长方形凹槽。
图5描绘的平面视图说明G2电极,它具有在水平方向伸长并在G3电检测叠放在G2电极03的孔径上的长方形凹槽。该在水平方向伸长的长方形凹槽9a、9b和9c包封着三个各自的在G3电极侧的G2电极03中排成直线的孔径91、92和93
长方形凹槽9a、9b和9c在电极厚度方向上的适当深度为电子束提供了适当的象散,以抵消因偏转引起的象差。
具有迄今所描述的一字排列式电子枪的先有彩色阴极射线管牵涉到产生网纹干扰的问题。
网纹干扰是被重显图象的寄生图象,它起因于荧光点的周期结构和扫描线或周期视频信号之间的干扰差拍,如果束点直径小于一定数值时会降低清晰度。与扫描线有关的网纹干扰称之为光栅网纹干扰或水平网纹干扰,另一个和视频信号有关的网纹干扰称之为视频网纹干扰或垂直网纹干扰。
上述具有一字排列式电子枪的先有彩色阴极射线管,其电子枪具有叠放在G3电极侧的G2电极03孔径09上的在水平上伸长的长方形凹槽,由于凹槽引起的束点的垂直伸长,会有害地较水平网纹干扰产生更显著的垂直网纹干扰。
理由如下;用在计算机或之类的监控器的彩色阴极射线管在屏幕的中央和周边都必须有高的清晰度。如在“In-Line  Type  High-Resol-ution  Color-Display  Tube”(National  Technical  Report,Vol.28,No.1,Feb.,1982)所说明的,对于有效对角线尺寸为36cm、水平圆点为1000或更多、荫罩罩距为0.31mm或更小的组合而言,束点在中央的直径必须小于0.7mm,同时,屏幕中央和周边的束点直径的比例必须为1.0-1.3。
当先有一字排列式电子枪如在日本专利公布53-18866中公开的,在G3电极侧不具有水平伸长的叠放在G2电极孔径上的长方形凹槽时,屏幕周边处的束点直径受到偏转引起的象差的强列影响,并会大幅度地加大,因而不可能使束点在屏幕中央处和周边处的直径比例落在上述1.0-1.3的范围内。
因此,在日本专利公布53-18866中所公开的先有一字排列式电子枪制造成在G3电极具有水平细长的叠放在G2电极孔径上的长方形凹槽。凹槽的深度做得深浅适宜,以给电子束提供适当的象散,抵消偏转引起的象差,并使屏幕适当的象散,抵消偏转引起的象差,并使屏幕周边对中央处的束点的直径比例在1.0-1.3的范围内。
但屏幕中央处的束点直径因象散而在垂直方向伸长。如果中央处的束点直径做成小于0.7mm,则在水平方向上的束点直径就会变得非常之小。这会使水平的束点直径不仅在中央处,也在整个屏幕上变小,将垂直网纹干扰的问题强加在整个屏幕上。
为要解决先有技术的上述问题,本发明的目的是要提供一种具有一字排列式电子枪的彩色阴极射线管,它能减少聚焦特性的劣化,又能在整个屏幕上获得无网纹干扰的优质图象。
简而言之,根据本发明的各方面,上述目的是通过一种具有一字排列式电子枪的彩色阴极射线管完成的,该射线管包括电子束产生装置,而电子束产生装置包括:一阴极、一第一电极,和一第二电极用以将三束电子束射向荧光屏;一副主透镜,由一第三电极、一第四电极和一第五电极形成;以及一主透镜,由所说第五电极和第一第六电极形成,和所说副主透镜一起用以将所说三束电子束聚焦到所说荧光屏上;所说第二和第四电极电边接在一起,所说第三和第五电极边电连接在一起;其中所说第四电极G4的轴向长度对第四电极开孔的直径之比为A,所说第五电极G5的轴向长度对所说第四电极开孔的直径之比为B,比例A和B满足下列方程式:
54A-5B+4≤0,
55A-5B+7≤0,
A-0.18≥0,以及
95A+10B-73≤0
附图中:
图1为一垂直模截面视图,说明使用在按本发明的彩色阴极射线管的一字排列式电子枪的实施例;
图2说明比例A(G4电极的轴向长度对G4电极开孔的直径之比)和比例B(G5电极的轴向长度对G4电极开孔的直径之比)之间的关系;
图3为一轴向模截面视图,说明一种具有一字排列式电子枪的先有彩色阴极射线管;
图4为一垂直模截面视图,说明先有的一字排列式电子枪;以及
图5为一平面视图,说明G2在G3电极侧上具有在水平伸长的叠放在G2电极孔径上的长方形凹槽。
如果束点直径大于0.6mm,则具有有效对角线36cm的屏幕和荫罩距为0.31-0.26mm的荫罩的彩色显象管不会产生网纹干扰。因此,为了防止垂直网纹干扰,在屏幕中央处的束点水平直径必须大于0.6mm。但为保持高的清晰度,屏幕中央处的束点平均直径必须小于0.7mm。考虑了这些因素之后,屏幕中央处束点的垂直直径应小于0.8mm。
屏幕中央处束点的直径随电子束进入主透镜的直径而变化。要使屏幕中央处束点的直径小,电子束进入主透镜的直径就必须大到一定程度。
图2说明比例A,即G4电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,与比例B,即G5电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,之间的关系。
电子束进入主透镜的直径随G4电极的轴向长度对G4电极开孔直径的比例A增大而增大,且随G5电极的轴向长度对G5电极开孔直径的比例B的减小而减小。
比例A,即G4电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,与比例B,即G5电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,之间的关系由对电子枪所做的实验来确定,以便在屏幕中央处获得垂直直径小于0.8mm的束点。A和B之间的关系由下列不等式和图中的直线表示:
54A-5B+4≤0
屏幕周边处和中央处的束点直径之比应为1.0-1.3。
屏幕周边处和中央处的束点直径之比随电子束在偏转场的直径变化而变化。随着进入主透镜的电子束变小,该比例也可以变小,这与屏幕中央处的束点相反。
比例A,即G4电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,与比例B,即G5电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,之间的关系是由对电子枪所做的实验来确定的,以使屏幕周边处和中央处的束点直径之比小于1.3。由图中直线17所示,可得下列关系式:
55A-5B+7≥0
电极的轴向长度对G4电极开孔直径的比值还进一步受到作为另一因素的聚焦电压的限制。
加到G3和G5电极上的聚焦电压是通过埋在彩色阴极射线管管颈底部的心柱中的金属引线提供的。加到阴极、加热器和G1和G2电极电压也是通过埋在彩色阴极射线管管颈底部心柱中的另外的金属引线提供的。如聚焦电压太高,会引起金属引线间放电的电击穿的问题。
在聚焦电压高于加到G6电极电压的30%时会使电击穿强度变劣。一般而论,加到G3和G5电极上的聚焦电压与加到G6电极上的电压的比值随比例A,即G4电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,的增加而增加,也随比例B,即G5电极的轴向长度G4电极开孔直径之比,的增加而增加。
比例A,即G4电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,与比例B,即G5电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,之间的关系由对电子枪所做的实验确定,以使要加到G3和G5电极上的聚焦电压对加到G6电极上的电压的比值小于30%,结果,可得如图中直线18所示的下列关系式:
95A+10B-73≤0
G4电极的长度减小时,电极的结构变得脆弱。G4电极的透镜直径增加时,透镜开孔之间的其余部分(桥)变薄。这也会使电极结构变得脆弱。
发明人发现,如比例A,即G4电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比小于0.18,电极结构是如此之脆弱,以致在装配电子枪期间,电极常常变形,而且也难以制造部件。
为此,比例A,即G4电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比必须大于0.18。图中直线19表示这关系。
比例A,即G4电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,和比例B,即G5电极轴向长度对G4电极开孔直径之比满足上述四个条件的区域在图中以剖面线划出。
如在图中的剖面线区域里选择比例A,即G4电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,及比例B,即G5电极的轴向长度对G4电极开孔直径之比,电击穿强度可以确保,部件得以容易生产,垂直网纹干扰得以抑制而不致降低聚焦特性。
加到第二和第四电极上的电压最好低于1,000V,加到第三和第五电极上的电压范围为加到第六电极上电压的20-33%。如果加到第二和第四电极上的电压超过1,000V,将降低第一和第二电极之间以及埋在管颈心柱中各引线间的电击穿强度。如果加到第三和第五电极上的电压小于加到第六电极上的电压的20%,或者高于加到第六电极上的电压的33%,则会分别降低第五和第六电极间,或第二和第三电极间,和埋在心柱里的各引线之间的电击穿强度。
最好副主透镜的直径(第四电极开口的直径)是在3.0-6.2mm的范围。如果副主透镜的直径小于3mm,会使装配电子枪用的心轴夹具(mandrel  jig)结构强度变得脆弱,结果降低了电子枪装配的准确度。又如副主透镜的直径超过6.2mm,因第四电极的外直径受到玻壳管颈直径的限制,电极的相邻开孔之间的剩余部分的宽度变得太小,电极的制造就会变得困难。
现通过实施例和参考附图更详细地说明本发明。
图1描绘一垂直横截面视图,说明一例使用在按本发明的彩色阴极射线管中的一字排列式电子枪。该电子枪包括一阴极、一G1电极2一G2电极3、一G3电极4、一G4电极5、一G5电极6、一G6电极7。数目8表示G1电极2的孔径,9表示G2电极3的孔径,10表G3电极4在G2电极3侧的孔径,11表示G3电极4在G4电极5侧的开孔,12表示G4电极5的孔径,13表示G5电极6在G4电极5侧的开孔,14表示G5电极6在G6电极7侧的开孔,以及15表示G6电极7的开孔。
G1电极2的孔径8的直径为0.45mm。G2电极3的孔径9的直径为0.52mm。G2电极3在G3电极4侧的孔径具有一水平伸长的长方形凹槽叠放在其上,如图5所示。
G3电极4在G4电极5侧的开孔11的直径、和副主透镜的透镜直径相对应的G4电极5的开孔、G5电极6在G4电极5侧的开孔都是3.9mm。G4电极5的轴向长度为1.0mm。G5电极6的轴向长度为16.0mm。
采用上述的尺寸,G4电极5的轴向长度对G4电极开孔的直径(副主透镜的透镜直径)之比例A为0.26。G5电极6的轴向长度对G4电极开孔直径(副主透镜直径)之比例B为4.10。比例A和比例B都在图2所示的剖面线区域中。
在这实施例中,电子束点在屏幕中央处的垂直直径为0.75mm。电子束点在屏幕中央处的平均直径为0.68mm。电子束点在屏幕周边处和中央处的直径比值为1.20。
比例A和B更好分别为0.26±10%和4.1±10%,并位于图2所示的剖面线区域里。
具有本实施例电子枪的彩色阴极射线管,其电击穿强度不会降低,部件生产不困难,或在显示的图象中也不会出现令人讨厌的垂直网纹干扰。
如上所述,本发明具有在比例A,即G4电极的轴向度并对G4电极开孔直径(副主透镜的透镜直径)之比,和比例B,即G5电极的轴向长度对G4电极开孔直径(副主透镜的透镜直径),之间的明确关系。本发明提供的具有一字排列式电子枪的彩色阴极射线管提高了电击穿强度,使部件生产容易,在整个屏幕上显示出高质的垂直网纹干扰受到抑制的图象而又不致降低聚焦特性。

Claims (5)

1、一种具有一字排列式电子枪的彩色阴极射线管,包括:
电子束产生装置,包括一阴极、一第一电极和一用于将三束电子束射向荧光屏的第二电极;
副主透镜,由一第三电极、第四电极和第五电极形成;以及
主透镜,由所说第五电极和第六电极形成,和所说副主透镜一起用于将所说三束电子束聚焦在所说荧光屏上,
所说阴极和所说第一到第六电极按本次序排列,以及
所说第二和第四电极电连接在一起,所说第三和第五电极电连接在一起,其中,所说第四电极的轴向长度对所说第四电极的开孔直径的比例A,和所说第五电极的轴向度对所说第四电极的开孔直径的比例B满足下列方程式:
54A-5B+4≤0,
55A-5B+7≤0,
A-0.18≥0,以及
95A+10B-73≤0。
2、根据权利要求1的彩色阴极射线管,其特征在于,加到所说第二和第四电极的电压小于1,000V,加到所说第三和第五电极的电压在加到所说第六电极的电压的20-33%范围里。
3、根据权利要求1的彩色阴极射线管,其特征在于,在所说第二电极的第三电极侧制有包封着电子束通道孔径的水平伸长的长方形凹槽。
4、根据权利要求1的彩色阴极射线管,其特征在于,所说第四电极的开口直径是在3-6.2mm的范围内。
5、根据权利要求1的彩色阴极射线管,其特征在于,比例A在0.23-0.29的范围内,比例B在3.6-4.5的范围内。
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PB01 Publication
AD01 Patent right deemed abandoned
C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned