CN1134817C - 阴极射线管 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种阴极射线管，其管颈部(105)的内壁被覆形成内部导电膜(117)并设置高电阻导电膜(114)，与内部导电膜(117)的端部接触同时覆盖配置电子枪(107)的管颈部(105)的一部分，该高电阻导电膜具有比内部导电膜(117)高的电阻。与内部导电膜(117)接触的高电阻导电膜(114)的一端侧，在内部导电膜(117)端部附近的管轴方向每单位长度膜电阻值，设定得比高电阻导电膜(114)另一端部(116)附近小。能抑制电子枪构件的电极等金属部分与管颈内壁间产生场发射且耐压特性良好。

Description

阴极射线管

本发明涉及彩色显像管之类的阴极射线管，尤其涉及涂敷于阴极射线管管颈内壁的高电阻导电膜的涂敷状态。

通常，彩色显像管具有将管屏、管锥、管颈接为一体的管壳。该管屏在其内表面有由发出蓝、绿、红光的条状或点状3色荧光体层构成的荧光体屏(靶)。又，管屏在其内侧具有与荧光体屏相向安装的、形成许多孔的荫罩。

管颈有配设于其内部的电子枪构件。该电子枪构件发射由同一平面上一列配置的中央电子束及一对旁电子束构成的3束电子束。该电子枪构件发射的3束电子束向荧光体屏会聚，同时，分别聚焦于蓝、绿、红各荧光体层上。

安装于管锥外侧的偏转线圈形成非均匀磁场，用于使电子枪构件发射的3束电子束在水平方向与垂直方向偏转。电子枪构件发射的3束电子束，由该非均匀磁场，经荫罩，水平与垂直扫描荧光体屏。从而，显示彩色图像。

如图1所示，彩色显像管具有自管壳的管锥至管颈3的内表面上被覆的内部导电膜7。该内部导电膜7与设置在管锥的阳极端子导通。电子枪构件8的会聚电极9经管壳衬套10，与内部导电膜7导通。由此，阳极端子提供的阳极电压，经内部导电膜7及管壳衬套10，施加至会聚电极9。

但是，在这种彩色显像管中，由于管颈3的内壁电位随时间变化带来的影响，3束电子束的会聚状态会变化。由此，3束电子束不击中各自对应的荧光体层，从而产生显示图像中发生色偏移问题。其原因如下所述。

管颈是由绝缘体，例如玻璃形成的，因而容易带电，即易蓄积电荷，也易于放电。由此，管颈内壁的带电电位，即管颈电位，在施加阳极电压后，马上受到内部导电膜7及电子枪构件8的会聚电极9等的影响，从而达到预定的电位分布状态。但是，随着时间推移，管颈中产生的浮置电子碰撞带电管颈内壁，使管颈发射二次电子，由此，管颈电位逐渐上升。结果，管颈电位随时间而变化。

该管颈电位对形成电子枪构件的主电子透镜部的电场产生影响。因此，管颈电位不稳定在预定电位，伴随逐渐升高的管颈电位随时间变化，该电位显著渗透到主电子透镜部的电场。这样，管颈电位使形成主电子透镜部的电场分布随时间变化。管颈电位从主电子透镜部周围渗透，从而使通过主电子透镜部周围的两侧电子束的运行轨道变化。

这样，在发射3电子束的彩色显像管中，产生会聚状态随时间变化，即所谓会聚漂移，从而引起色偏移。

为了解决上述问题，根据特开昭64-12449号公报及特开平5-205560号公报，如图1所示，彩色显像管具有设置在管颈内表面的、电子发射系数小于1的高电阻导电膜17。该高电阻导电膜17直接被覆于管颈内壁，且形成与内部导电膜7接触。因此，防止管颈二次电子发射引起的管颈电位随时间变化，抑制会聚漂移引起的色偏移。

但是，如特开昭64-12449号公报及特开平5-205560号公报所示，在管颈内表面上被覆形成高电阻导电膜，使之与内部导电膜接触时，如图1所示.若高电阻导电膜以均匀膜厚形成，则会产生下述问题。

即，在图1所示例子中，设管颈中心轴(即管轴)为Z轴，则Z轴方向每单位长度的高电阻导电膜17的电阻值一定。但是，该管颈电位，与不设置高电阻导电膜17的情况比较，相对较高，因而电子枪构件8中的电极之类的金属部分与管颈内壁之间，易发生场发射。由此，会产生耐电压特性变化问题。

本发明为解决上述问题而作出，其目的在于提供一种耐电压特性良好的阴极射线管，该管在管颈内壁设置抑制会聚状态漂移的高电阻导电膜，且能抑制电子枪构件的电极之类的金属部分与管颈内壁之间的场发射。

根据本发明提供的阴极射线管，在管颈的内壁，从接触内部导电膜端部的位置至电子枪构件配置位置的一部分，形成具有比内部导电膜高的电阻的高电阻导电膜。由此，能抑制由管颈发射二次电子，防止不希望的管颈电位随时间变化。从而，可降低因管颈电位变动对电子束轨道的影响，防止会聚漂移引起的色偏移。

又，由于在高电阻导电膜另一端部附近，管轴方向每单位长度的高电阻导电膜的电阻值，与高电阻导电膜一端侧的内部导电膜端部附近的高电阻导电膜的阻值相比，相对较高，所以可把管颈部内壁的电位抑制得相对较低，由此，可抑制电子枪构件中施加高电压的金属部分之间的场发射。

图1是以往的阴极射线管管颈部构造的概略平面图。

图2是概略表示作为本发明的阴极射线管一个例子的彩色阴极射线管构造的水平剖面图。

图3是概略表示图1所示阴极射线管管颈部构造的俯视图。

图4A是管颈内部电位的模拟结果图。

图4B是概略表示图3所示的本发明彩色阴极射线管的高电阻导电膜的涂敷状态的剖面图。

图4C是概略表示图1所示以往的彩色阴极射线管的高电阻导电膜的涂敷状态的剖面图。

图4D是不设置高电阻导电膜的彩色阴极射线管中，内部导电膜端部附近的剖面图。

图5是用于测定场发射的测定回路图。

图6表示在图5所示的回路构成中，电流计A中流过的电流值为0.01μA时，阳极电源电压的电压值测定结果。

下文，参照附图，说明本发明的阴极射线管，例如彩色阴极射线管的实施例。

作为本发明的阴极射线管一个例子的彩色阴极射线管示于图2。如图2所示，该彩色阴极射线管具有把管屏部101、管锥部102、管颈部105接为一体的管壳100。管屏部101有形成于其内表面的、由各自发出红(R)、绿(G)、蓝(B)光的条状或点状3色荧光体层组成的荧光体屏103(靶)。又，管屏部101具有与荧光体屏1 03相对安装于其内侧的、有许多孔的荫罩104。

管颈部105形成具有圆形剖面形状的圆筒状。该部具有配设于其内部的、直线排列式电子枪构件107。若以管颈部105的中心轴(即管轴)为Z轴、分别与Z轴正交的水平方向为H轴、垂直方向为V轴，则该直线排列式电子枪构件107发射在同一平面(即，由H轴及Z轴确定的H-Z平面)上穿行的3束电子束106B、106G、106R。这3束电子束由在水平方向H排成一列的中央电子束106G及一对旁电子束106B、106R组成。由电子枪构件107发射的3束电子束106(R、G、B)向荧光体屏103集中的同时，分别会聚于蓝、绿、红各荧光体层上。

安装在管锥部102外侧的偏转线圈108，形成非均匀磁场，用于使电子枪构件107发射的3束电子束106(R、G、B)向水平方向H及垂直方向V偏转。该非均匀磁场由枕型水平偏转磁场及桶型垂直偏转磁场组成。

彩色阴极射线管还具有形成于管锥部102外侧的外部导电膜113、被覆于自管锥部102至管颈部105内表面的内部导电膜117。该内部导电膜117与提供阳极电压的阳极端子120导通。

在上述结构的彩色阴极射线管中，由电子枪构件107发射的3束电子束106(R、G、B)通过偏转线圈108产生的非均匀磁场，经荫罩104，在水平方向及垂直方向扫描荧光体屏103。由此，显示彩色图像。

图3是所示图2的彩色阴极射线管管颈部的放大图。在该图中，Z轴的正方向对应于电子束行进方向的逆方向。

如图3所示，彩色阴极射线管具有配设于管颈部105的直线排列式电子枪构件107。该电子枪构件107具有发射在直线方向(即水平方向H)排成一列的3束电子束106B、106G、106R的3个阴极K及分别加热这些阴极K的3个加热器。

又，该电子枪构件107具有从阴极K依次向荧光体屏(靶)方向(即Z轴的负方向)，相互以预定间隔配置的第1至第6栅极G1～G6及安装在第6栅极G6的荧光体屏侧端部的会聚电极119。第1及第2栅极G1、G2各自由板状电极构成。而第3至第6栅极G3～G6各自由筒状电极构成。

这些加热器、阴极K及第1至第6栅极G1～G6，由在与水平方向H正交的垂直方向V上相对配置的一对绝缘支承体(即粒状玻璃件12)支承为一体。该粒状玻璃件112，如图3所示，在管轴方向Z延伸。

第1及第2栅极G1、G2具有沿水平方向H形成一列的、较小的3个大致圆形的电子束通过孔。

第3栅极G3具有在与第2栅极G2相对的面及与第4栅极G4相对的面上，沿水平方向H形成一列的大致圆形的3个电子束通过孔。这些电子束通过孔直径比第2栅极G2的电子束通过孔的直径大。

第4栅极G6在与第3栅极G3相对的面及与第5栅极G5相对的面上，具有沿水平方向H形成一列的大致图形的3个电子束通过孔。这些电子束通过孔的直径和在第3栅极G3中与第4栅极G4相对的面上形成的电子束通过孔的直径大致相同。

第5栅极G5，在与第4栅极G4相对的面及与第6栅极G6相对的面上，有沿水平方向H形成一列的大致圆形的3个电子束通过孔。这些电子束通过孔的直径和第4栅极G4中与第5栅极G5相对的面上形成的电子束通过孔的直径大致相同。

第6栅极G6在与第5栅极G5相对的面及与会聚电极119相对的面上，有沿水平方向H形成一列的大致圆形的3个电子束通过孔。这些电子束通过孔的直径和形成于第5栅极G5中与第6栅极G6相对的面上的电子束通过孔的直径大致相同。

会聚电极119在其底部，即在与第6栅极G6相对的面上，具有沿水平方向形成一列的大致圆形的3个电子束通过孔。这些电子束通过孔的直径和第6栅极G6的电子束通过孔的直径大致相同。该会聚电极119经管壳衬套110与提供阳极电压Eb的内部导电膜117连接。

然后，参照图3，对该电子枪构件中所含的各栅极的连接关系加以说明。

该电子枪构件的阴极K电气连接没有图示的直流电源和图像信号源。向这些阴极施加叠加于100～200伏直流电压的图像信号电压。第1栅极G1接地。

第2栅极G2与第4栅极G4在管内互连，同时，电气连接直流电源。向第2栅极G2及第4栅极G4施加500～1000伏电压。

第3栅极G3与第5栅极G5在管内互连，同时，电气连接直流电源。向第3栅极G3与第5栅极G5施加加于第6栅极G6的阳极电压Eb的约20～35％的直流电压Vf

经管壳衬套110及内部导电膜117向第6栅极G6施加25～35KV的阳极电压Eb。

在电子枪构件中，向各栅极施加上述程度的电压，由此，通过阴极及第1至第3栅极G1～G3，形成电子束产生部GE该电子束产生部GE，控制由阴极发射电子且加束、会聚发射的电子，形成电子束。

又，由第3至第6栅极G3～G6，形成主电子透镜部ML。该主电子透镜部ML，把电子束产生部GE形成的电子束加速、会聚于荧光体屏上。

该彩色阴极射线管，具有比如图1所示设置在管锥部102至管颈部105内表面的内部导电膜117高的电阻值的高电阻导电膜114。该高电阻导电膜114在其一端部侧，具有与内部导电膜117接触的区域115，同时，设置在管颈部105的内壁，以覆盖电子枪构件107的一部分。高电阻导电膜114的另一端部116延伸到电子枪构件107的主电子透镜部ML。

该高电阻导电膜114由下述方式形成：把ATO(Antimony Tin Oxide)(锑搀入氧化锡得到的氧化物导电体)、作为粘合剂的硅酸(四)乙酯之类的硅烷填充剂分散至乙醇之类的有机溶剂中制得的溶液，以喷涂方式、浸渍方式、调合方式等涂敷于管颈部105的内壁，然后加以干燥。用这种方式形成的高电阻导电膜114，其膜厚极薄，不足1μm。

通过设置该高电阻导电膜114，可抑制电子束会聚状态随时间改变，即抑制会聚漂移。

管颈内壁电位，即管颈电位，在阳极电压Eb施加后，马上受到内部导电膜117和电子枪构件107的会聚电极119等的影响，达到一定的电位分布状态。此后，由于管颈105内产生的浮置电子撞击带电的管颈内壁，从管颈部105发射二次电子。一旦管颈部105发射二次电子，管颈电位逐渐上升。随着管颈电位上升，该电位从管颈内壁显著渗透至电子枪构件107的主电子透镜部ML，从而对形成主电子透镜部ML的电场产生影响。由于形成主电子透镜部ML的电场形状因来自管颈内壁的管颈电位而变形，尤其会使两侧电子束轨道变化。由此，3电子束会聚状态随时间变化，这是产生色偏移的原因。

但是，如图3所示，通过在管颈部105的内壁设置高电阻导电膜114，可抑制二次电子发射，防止因会聚漂移引起的色偏移。

又，在该高电阻导电阻114的一端侧与内部导电膜117接触的区域115附近，Z轴方向每单位长的高电阻导电膜114的电阻值(即膜电阻值)，设定成比高电阻导电膜114另一端部116附近的小。

即，该高电阻导电膜114的膜电阻值，从与内部导电膜117端部相接触的区域，向其另一端部116，逐渐增大，在另一端部116处，达到最大。反过来说，高电阻导电膜114的膜电阻值，从与内部导电膜117相对的另一端部116，向与之接触区域115逐渐减小，在接触区域115，成为最小。

为了达到这样的膜电阻值分布，例如，如本实施例所示，使高电阻导电膜114的膜厚分布变化。

如图3所示，高电阻导电膜114的膜厚，在高电阻导电膜114的一端侧与内部导电膜117接触的区域115附近，形成得比另一端部116附近厚。

即，该高电阻导电膜114的膜厚，从与内部导电膜117端部相接触的区域115，向另一端部116逐渐变薄，在另一端部116，为最小膜厚。反过来说，高电阻导电膜114的膜厚，从内部导电膜117另一端部116向接触区域115，逐渐变厚，在接触区域115，成为最大膜厚。

通过形成这样的膜电阻值分布，管颈电位可抑制得相对较低。因而，在电子枪构件107中备有的多个栅极中，施加最高电压的栅极的金属部分，与管颈部105之间的场发射得以抑制。

然后，模拟设置了高电阻导电膜的彩色阴极射线管的管颈电位，在该高电阻导电膜上形成如上所述膜电阻值分布。且，比较具有本实施例膜电阻值分布的彩色阴极射线管CRT1的管颈电位、具有大致恒定膜电阻值分布的彩色阴极射线管CRT2的管颈电位及不设置高电阻导电膜的彩色阴极射线管CRT3的管颈电位。

图4A表示各彩色阴极射线管的管颈电位模拟结果，横轴是以电子束行进方向的反方向为正的Z轴方向位置，纵轴是沿管颈部的Z轴方向算出的管颈电位相对值。图4B是概略表示图3所示构造的彩色阴极射线管CRT1的高电阻导电膜114的涂敷状态的剖面图。图4C是概略表示图1所示构造的彩色阴极射线管CRT2的高电阻导电膜118涂敷状态的剖面图，图4D是彩包阴极射线管CRT3的内部导电膜117端部附近的剖面图。

图4A中，分布曲线18、19、20分别表示各彩色阴极射线管CRT1、CRT2、CRT3的管颈电位模拟结果。

具有图4B所示膜厚分布的高电阻导电膜114另一端部116附近的管颈电位21与具有均匀膜厚的高电阻导电膜118的彩色阴极射线管CRT2的管颈电位22相比，相对较小，且小到接近于不设置高电阻导电膜的彩色阴极射线管CRT3管颈电位23。再者，如图4A所示，Z轴向位置离内部导电膜117越远，彩色阴极射线管CRT1的管颈电位，越接近于彩色阴极射线管CRT3的管颈电位。

由此，电子枪构件中的多个电极中，施加最高电压的电极等的金属部分与高电阻导电膜端部附近的电位差，彩色阴极射线管CRT1比CRT2小。即，在彩色阴极射线管CRT1中，电子枪构件中施加最高电压的电极等部分和与之接近的高电阻导电膜之间的电位差小到可基本近似于不设置高电阻导电膜的场合，即可接近于彩色阴极射线管CRT3。

因而，可以既设置抑制会聚漂移的高电阻导电膜，又抑制电子枪构件的电极等金属部分与管颈内壁间产生场发射。

然后，根据实验数据，说明图3所示构造的彩色阴极射线管耐电压特性的优越性。

图5是测定回路图，用于评价具有上述膜电阻值分布的彩色阴极射线管CRT1的耐电压特性。其中，耐电压特性，通过测定发生场发射时的电压加以评价。

在示于图5的回路构成中，测定由于发生场发射，电流计A中流过的电流为0.01μA时的阳极电压电源的电压值，作为耐电压特性加以评阶。该测定中使用的彩色阴极射线管的管颈部105的外径(直径)为22.5mm。测定结果示于图6。示于图6的电压值是10次测定所得的测定值的平均值。

图6中，条件A对应于图3所示本实施例的彩色阴极射线管CRT1、条件B对应于示于图1的以往的彩色阴极射线管CRT2。如图6所示，在本实施例的彩色阴极射线管CRT1中，发生场发射时的阳极电压电源的电压值为31KV。与此相反，在以往的彩色阴极射线管CRT2中，产生场发射时的阳极电压电源的电压值为26KV。显然，本实施例的彩色阴极射线管CRT1与已有技术的彩色阴极射线管CRT2相比，产生场发射时的电压值约高5KV。显然本发明的阴极射线管，通过示于图4B的构造，作为耐电压特性，比以往的阴极射线管优越。

如上所述，本发明的阴极射线管备有：从管锥部102向管颈部105内壁被覆而形成的内部导电膜117、与内部导电膜117端部接触且形成于管颈部105以覆盖一部分电子枪构件107的高电阻导电膜114。该高电阻导电膜114具有比内部导电膜117高的电阻。

由此，可抑制从管颈部105发射二次电子，防止会聚漂移引起的色偏移。又，按照本发明的阴极射线管，则高电阻导电膜114管轴方向每单位长的电阻值，在与内部导电膜117端部接触的接触区域115附近，比高电阻导电膜114另一端部116附近小。

由此，可把管颈部105的内壁电位抑制得相对较低，从而能抑制电子枪构件107中施加高电压的金属部分与管颈部105内壁之间的场发射。

如上所述，根据本发明，能提供在管颈内壁设置抑制会聚漂移的高电阻导电膜，而且可抑制电子枪构件电极等金属部分与管颈内壁间的场发射的、耐电压性能良好的阴极射线管。

Claims (6)

1.一种阴极射线管，其特征在于，包括

发射通过同一水平面的一列配置的多个电子束(106R、106G、106B)，并使之会聚于靶(103)上的电子枪构件(107)；

产生使所述电子枪构件发射的多个电子束在靶上的互相正交的水平方向及垂直方向偏转的偏转磁场的偏转线圈(108)；

包含配置所述电子枪构件的管颈部(105)、具备所述靶的管屏部(101)、以及从管颈部至管屏部内径扩张的管锥部(102)的管壳(100)；

从所述管锥部至管颈部，设置在其内壁的内部导电膜(117)；以及

与设置在所述管颈部内壁的所述内部导电膜的端部接触，同时设置在所述管颈部，从所述端部起在管轴方向上包围所述电子枪构件的一部分的，具有比所述内部导电膜高的电阻的高电阻导电膜(114)，

所述高电阻导电膜的，在与所述水平方向与垂直方向正交的管轴方向的每单位长度的膜电阻值在位于所述高电阻导电膜的一端部侧且与内部导电膜的端部接触的接触区域(115)比所述高电阻导电膜的另一端部(116)侧的区域小。

2.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述高电阻导电膜的膜电阻值，在所述接触区域最小，而在所述另一端部侧区域最大。

3.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述高电阻导电膜，其膜电阻值从其另一端部向与所述内部导电膜接触区域逐渐减小。

4.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述高电阻导电膜，在所述接触区域的膜厚，比所述另一端部的膜厚厚。

5.如权利要求4所述的阴极射线管，其特征在于，所述高电阻导电膜形成在所述接触区域的膜厚最厚，在所述另一端部的膜厚最薄。

6.如权利要求4所述的阴极射线管，其特征在于，所述高电阻导电膜，其膜厚从所述另一端部向与所述内部导电膜接触的区域逐渐加厚。

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