CN1314695A - 电子束误着屏量减小的阴极射线管 - Google Patents

Abstract

阴极射线管包括下列部分:内磁屏蔽,为锥的顶部有开口部的角锤筒形状,由相对的长边侧壁和相对的短边侧壁构成;罩;框架,其中,所述内磁屏蔽在所述长边侧壁的电子束入射侧端部边缘中沿该端部边缘的方向的中央部分上配有延长部,该延长部的高度比与该长边侧壁邻接的短边侧壁的电子束入射侧端部边缘的高度高。

Description

电子束误着屏量减小的阴极射线管

本发明涉及阴极射线管，特别涉及旨在改善以地磁等为代表的外部磁特性的内磁屏蔽的形状。

图11表示以往的电视和个人计算机监视器等的阴极射线管(以下，记载为“CRT”)。在这里示出的CRT中，用偏转线圈112使从电子枪射出的电子束111在垂直和水平方向偏转，扫描整个画面而再现图像。此时，如果地磁等外部磁场在与电子束行进方向垂直的方向上作用于CRT，那么电子束111就如图中虚线所示那样弯曲(有些夸张地图示)，产生不能到达相对于屏盘113上的荧光体114的预定位置的所谓误着屏。作为防止它的对策，一般设置内磁屏蔽115，使其包围CRT内部(这里是锥体部分内部)的电子束通过路径。再有，在CRT中，一般采用光栅扫描方式，即通过用偏转线圈控制偏转量，使电子束在荧光屏的水平方向上水平扫描(从图面正前方侧至里侧或从图面里侧至正前方侧)，和在垂直方向上(图面中箭头Y的方向)垂直扫描，由此构成光栅。

可是，由于完全屏蔽外部磁场是不可能的，因而内磁屏蔽115实质上的作用在于，必须屏蔽某一程度的磁场，尽量使磁力线方向不变化的电子束不受力，或校正在某些部分中受到的力。

除特别的情况外，外部磁场的主要原因是地磁。该地磁场分为水平成分(画面上水平方向的矢量成分)和垂直成分(与画面垂直的方向的矢量成分)。象已很好地了解其中的垂直成分那样，其在几乎整个画面上同样地使着屏变化，因而不会成为在形成荧光面时用校正透镜等校正荧光面的形成位置的问题。

另一方面，如图12所示的水平磁场120的方向根据CRT与磁场方向的相对位置而改变，因而一般把其分解为CRT的管轴方向121和横方向122。其中，电子束通过的空间区域成为朝向电子束行进方向渐渐扩大的大致圆锥形状，把构成该圆锥形状的电子束通过区域的中心轴称为管轴。

因此，在考虑最终的地磁屏蔽的情况下，必须考虑作为地磁水平成分的分力的横向磁场，和管轴方向磁场的磁特性。

通过从外部施加与地磁相当以上的磁场，测定此时的荧光面中的束着屏变化量，可评价CRT中的该特性。测定点可以是，例如，如图13所示的四个地方的画面角部，和画面长边部分的上下中央部(以下记为NS部)，其中特别重要的特性是：

(1)施加横方向磁场时的角部特性(以下记为“横角部”)。

(2)施加管轴方向磁场时的NS部特性(以下记为“管轴NS”)。再有，如图14所示，内磁屏蔽115的形状一般为用相对的长边侧壁141和相对的短边侧壁142形成的多角锥形筒状，在锤的顶部有开口部143。

另一方面，近年来，大画面化和面板为平面的CRT正成为主流。因此，特别是在面板为平面的CRT中，一般采用上述那样的对荫罩施加张力的方式。通过把线状材料伸开在框架上来施加张力。

在这种方式的CRT中，用以往技术的内磁屏蔽，存在因地磁引起的误着屏显著恶化的倾向。这被认为是，通过对荫罩施加张力，荫罩的磁阻变大，在荫罩附近产生不期望的磁场(村井他，SID2000DIGEST P582-585)。例如，在以往的25″CRT中，横角部、管轴NS都为10μm左右，一旦对荫罩施加张力，横角部就变劣为30μm，管轴NS就变劣为25μm。

应改善图14所示结构的内磁屏蔽的特性，尝试改变在所述短边侧壁上设置V字形切口部144的切口深度和宽度等，使其最适当。

特别是，在使V字状切口部的深度改变方面，通过改变宽度等，大大地改变特性。图15中示出其状态。如图15所示，如果使切口深度变大，那么横角部的特性可大大改善。但是，管轴NS的特性几乎不变化。在V字形状的深度从0mm到150mm变化的情况下，横角部变化约10μm，但管轴NS几乎不变。

在最终V字形状的最佳化中，相对于与地磁相当的外部磁场，束着屏的变化量改善到：

(横角部、管轴NS)=(20μm、23μm)，

并且不可能同时改善这两方面的特性。

因此，横角部和管轴NS的特性在于变化率大致相同但符号相反的折衷关系，并且不可能同时改善这两方面的特性。

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可减少因地磁等外部磁场引起的电子束弯曲所致的误着屏量，和减小整个画面上色差或色不匀的阴极射线管。

其中，本发明，为了达到该目的，对内磁屏蔽的偏转线圈侧端部附近的磁场分布和荫罩附近的磁场分布进行了研究。

与CRT画面周边部显示时相当的电子束经过的轨道上的磁场分布是重要的。如果这在内磁屏蔽的入口平面中，那么在沿边缘的部分中，与平面的大约20％的面积相当。

首先说明，应该理解，为了改善管轴NS，有必要在从管轴方向施加磁场的情况下，对垂直方向磁场(By、所谓垂直方向，是沿垂直扫描方向的方向)的分布进行研究。具体地说，如图16所示，使偏转线圈附近的By成分和荫罩附近的By成分成为正负反方向是有积极效果的。再有，该图中磁场By为相对值。因此，由于在内磁屏蔽的电子束入射侧入口部分中，与电子束轨道上罩附近产生的误差相反方向地预先使电子束的轨道移位，因而使电子束在垂直方向上的受力抵消，从而可以减少电子束的因磁场引起的移动量。

为了使偏转线圈侧的By成分成为负方向，发明人在内磁屏蔽中：

(1)通过对形状进行研究，使偏转线圈侧的电子束入口侧的沿垂直扫描方向的方向的上方下方侧两端的部分(实施例中的长边侧壁)中的磁通吸收量比位于沿水平扫描方向的方向的左右两端的部分(实施例中短边侧壁)中的磁通吸收量多。并且，

(2)通过有效地改变导磁率，可使偏转线圈侧的电子束入口侧的沿垂直扫描方向的方向的上方下方侧两端的部分中的磁通吸收量比位于沿水平扫描方向的方向的左右两端的部分中的磁通吸收量多。

作为改变导磁率的方法，例如，在内磁屏蔽中，偏转线圈侧的电子束入口侧的沿垂直扫描方向的方向的上方下方侧两端的部分用导磁率实际上大的材料构成，在位于沿水平扫描方向的方向的左右两端的部分用导磁率实际上小的材料构成。

这样，本发明通过研究内磁屏蔽的偏转线圈侧端部附近的磁场分布和荫罩附近的磁场分布，可减少电子束的误着屏量。

图1是本发明实施例的CRT的剖面图。

图2是展示所述CRT内部结构主要部分的图，是内磁屏蔽30与荫罩框架40的安装状态的分解透视图。

图3是展示H1与H2之差变化时电子束误着屏量的变化图。

图4是展示切口部分35的宽度W1与电子束误着屏量之间的关系图。

图5是展示切口部分35的深度与电子束误着屏量之间的关系图。

图6A和图6B是共同展示实施例的变形例的内磁屏蔽结构的透视图。

图7A和图7B是共同展示?实施例的变形例的内磁屏蔽结构的短边侧壁部分的平面图。

图8是展示切口部64的长度L与电子束误着屏量之间的关系图。

图9A和图9B是共同展示实施例的变形例的内磁屏蔽结构的透视图。

图10是展示实施例的变形例的内磁屏蔽结构的透视图。

图11是以往例的CRT的剖面图。

图12是展示CRT内产生的水平磁场的矢量成分图。

图13是展示CRT荧光屏上的误着屏量的测定点的图。

图14是展示用于以往CRT的内磁屏蔽结构的透视图。

图15是展示以往CRT的内磁屏蔽中的切口部的切口深度与电子束误着屏量之间的关系图。

图16是展示本发明CRT内的垂直方向上所产生的磁场的分布状态图。

[实施例]

以下具体说明本发明的CRT。

(CRT的概略结构、内磁屏蔽的结构)

图1是本发明实施例的剖面图。

该CRT是近年来成为主流的平面型(面板前表面是平坦的)和荫罩伸开方式的25″的CRT。

具体地说，该CRT主要包括前表面平坦的面板10、配置内磁屏蔽30的锥体部15、颈部20和插入颈部20内的电子枪25。

在所述面板10的前部内表面上形成各色荧光体部11。在锥体部15的与面板10相反一侧的端部外周边上覆盖整个周边地安装着偏转线圈16。

图2是展示所述CRT的与发明有关部分的主要部分的内部结构图，是内磁屏蔽30与荫罩框架40的安装状态的分解透视图。

图2中，内磁屏蔽30是由相对的长边侧壁31与相对的短边侧壁32形成的多角锥状，在锤的顶部具有开口部33。

在所述长边侧壁31的两个上端部(偏转线圈侧)上，形成使其左右两端附近残留，中央部分在偏转线圈侧延长的矩形上的延长部34。

结果，成为在延长部34的两个邻接位置上形成切口部35的状态。在短边侧壁32的上端部的与长边侧壁31侧邻近的部分上，形成与切口部35连接的切口部36。

并且，规定从所述延长部34的上端边缘34A的距切口部35底边的高度H1，比所述短边侧壁32的上端边缘32A的最上端的高度，即距切口部36底边的高度H2高。再有，两切口部35、36的底边为相同高度。

荫罩框架40由一对伸开部件41和外形为コ字形的一对保持部件42构成。把伸开部件41伸向相同方向地相对配置，在其两端部上熔接固定コ字形的所述保持部件42。然后，对多根线状材料集合于伸开部件41上所形成的荫罩Ma施加张力，并固定上下端部。为了保持荫罩Ma和增加框架的强度，沿张力方向决定伸开部件的位置，以此来设置保持部件42。

在这样的荫罩框架40的与伸开荫罩Ma的面相反的一侧上，通过熔接等固定内磁屏蔽的下端。

(内磁屏蔽的作用和效果)

如上所述，在长边侧壁的上端部上设置延长部，使该端边缘部的高度比短边侧壁上端边缘部的高度高，能够使偏转线圈侧的电子束入口侧的沿垂直扫描方向的方向的上方下方侧的部分中的磁通的吸收量(Φ1)比位于沿水平扫描方向的方向的左右的部分中的磁通的吸收量(Φ2)多(Φ1＞Φ2)。换言之，偏转线圈侧的电子束入口侧的沿垂直扫描方向的方向的上方下方侧的部分中的磁通密度(B1)比位于沿水平扫描方向的方向的左右的部分中的磁通密度(B2)大(B1＞B2)。

此外，相同地注意长边侧壁附近，延长部34中的磁通吸收量比切口部35多，因此，在延长部34中吸收的磁通的磁通密度比切口部35附近的高。即，磁场集中在延长部34上。

通过使这种磁通的通过内磁屏蔽的吸收量和磁通密度在水平方向和垂直方向形成差异，偏转线圈侧的By成分和荫罩附近的By成分成为正负相反的方向。因此，由于在与电子束轨道上荫罩附近产生的误差成相反方向的内磁屏蔽的电子束入射侧入口部分中，预先使电子束轨道位移，因而电子束在垂直方向上的受力被抵消。结果，可有效地改善管轴NS特性，特别是在管轴NS上，可有效地改善电子束的误着屏。

这样，在长边侧壁的上端部设置延长部，使该端边缘部的高度比短边侧壁的上端边缘部的高度高，为了在磁通的吸收量上产生差异，使偏转线圈侧的电子束入口侧的沿垂直扫描方向的方向的上方下方侧的磁通吸收量多的部分中的磁通吸收曲率(R1)，比位于沿水平扫描方向的方向的左右的磁通吸收量少的部分中的磁通的吸收曲率(R2)大，实现(R1)＞R2)的状态。

并且，注意相同的长边侧壁附近，延长部34中磁通吸收时的曲率比切口部35的大。即，磁场集中在延长部34中。

沿管轴直进的外部磁场在内磁屏蔽的电子束入口部分中被吸收，沿垂直扫描方向的方向的上方下方侧的磁通吸收量比水平方向的多，因而由于垂直方向的吸收效率高，难道认为磁通的曲率不会出现这种不同吗?

通常，从外部输入时，外部磁场被内磁屏蔽的电子束入口部分中完全包围电子束通过区域的部分所吸收。对此，通过如上述那样在长边侧壁上端部分上设置延长部，外部磁场在内磁屏蔽的电子束入口部分中完全包围电子束通过区域的部分中不会一样地被吸收，而是在延长部中的吸收更优先地进行。

在上述外部磁场的吸收量(磁通的吸收量)上产生差异的作用，在于H1和H2之差的最佳范围。再有，期望H1的尺寸确定在这样的范围，即内磁屏蔽的边缘部进入被偏转线圈包围的空间部分中并且不阻碍偏转线圈的偏转控制的范围。

其中，图3中示出改变H1和H2之差时(H2为2cm或4cm的一定值时，改变H1的值。再有，规定W1=W2=3cm)，测定电子束误着屏量的变化量的结果。

如该图所示，在H2=2cm和H2=4cm的情况下，误着屏量的变化量的绝对值不同，但表现出相同的倾势。在H2=2cm的情况下，可知效果特别好，并且在这种场合，可知在H1=2cm～3cm的范围中有最佳值，在除此之外的范围变劣。

此外，在吸收该外部磁场的量(磁通的吸收量)上产生差异的作用，通过如上述那样在短边侧壁的边界部分附近的上端部分上设置切口部35、36，就变得更显著。认为这是由于，通过设置切口部35、36，从该部分吸收的磁通就更少，从而可更有效地进行从延长部吸收磁通。该切口部的尺寸有最佳范围。

其中，图4示出当切口部35、36的深度为2cm时改变切口宽度W1、W2之时的束着屏量变化。其中，规定切口宽度W1=W2进行测定。

由图4可知，以角部为中心，设置切口部，与仅使磁屏蔽的短边侧壁的V字状切口的参数改变时相比(参照图15)，横角部的变化小，但可使管轴NS的变化增大，兼顾这两个特性。由该结果可推知，期望在实施数据中没有出现的切口部35的长度为长边侧壁的上端宽度的1/2以下。

因此，横角部的特性在没有什么问题的管型的情况下，在改善管轴NS特性上是非常有效的改善方法。在必需更细调整的情况，为了使W1和W2不同，以切口长度为长边侧(W1)，便可改变短边侧(W2)。

至此所述的是以切口深度为2cm一定的情况，但即使改变切口深度，也可获得同样的效果。

附带说一下，图5表示短边侧的切口宽度为3cm、长边侧的切口宽度为5cm时的切口深度变化情况下的束着屏量变化。

使用以上那样的内磁屏蔽，在电子束到达荧光面的轨道上，形成使地磁等外部磁场施加的力抵消的相反磁场，结果，电子束受到的力变小，电子束弯曲引起的误着屏变小，在整个画面上，可防止色差和色不匀。并且，在整个画面上使误着屏变小的同时，特别是，还可改善使以地磁为代表的外部磁场的影响抵消的管轴NS特性。

(变形例)

①在偏转中心侧的开口部33的短边侧壁32上形成V字形状的切口部，并且可改善特性。

具体地说，可为如图6A、图6B所示的形状。

图6中，内磁屏蔽60是由相对的长边侧壁61和相对的短边侧壁62形成的多角锥状，在锤的顶点上有开口部63，同时，在偏转中心侧的开口部的短边侧壁上形成切口部64。

图6A中，切口部64只不过是单纯的按一定切口角度(θ1)的切口。

另一方面，图6B中，切口部64不是单纯的按一定切口角度(θ1)的切口，而是按大切口角度(θ2)和比它小的切口角度(θ3)中的至少两个切口角度的切口，可以说为本垒形状。

②下面，如图7A所示，切口部64的底部64A的形状不为锐角状，而是平坦的具有一定的宽度，可以为如图7B所示的圆弧状。

其中，作为实侧值，图8示出使所述切口部64的最大开口部的宽度(图6A中用L表示的尺寸)改变时的束着屏量的变化。此时管轴NS和横角部的变化大致相同。

其结果，如果L=30mm，那么可实现：

管轴NS=15μm

横角部=10μm的特性。

③上述延长部可为如图9A和图9B所示的多个突起91...。

该突起的形状可以为如图9A所示的矩形形状，也可以为如图9B所示的半圆形状。

此外，如图10所示，延长部的中央部分可以为锐角状。由此可更有效地进行该部分的磁通吸收。

再有，图1至图10中，为了容易理解，稍稍分开地描绘了磁屏蔽体和荫罩的间隔。

最后，本实施例中，假定25″的CRT，但不仅该尺寸，本发明也可适用于其它尺寸的CRT，此时的延长部的高度和切口部的宽度等各部分的尺寸随CRT的大小和使用时放置它的环境而不同。此外，即使相同尺寸的CRT，作为电子束产生误着屏的要因，为了不否定除外部磁场之外的偏转线圈产生的磁场的影响，如果偏转线圈的特性不同，那么即使研究内磁屏蔽的形状，其电子束的轨道同样也不相同，因而最佳的内磁屏蔽的各要素的更细的尺寸由偏转线圈的特性来确定。

Claims (15)

1．阴极射线管，包括下列部分：

内磁屏蔽；

罩；

框架，

其中，所述阴极射线管配有在与起因于阴极射线管内部产生的磁场的在罩附近的电子束偏移方向相反的一侧，在内磁屏蔽的电子束入射侧，预先使电子束的轨道位移的部件。

2．阴极射线管，包括下列部分：

内磁屏蔽；

罩；

框架，

其中，对通过电子束通过区域的沿垂直扫描方向的方向的上下端的20％区域的电子束起作用的磁通中，以电子束通过区域的中心轴为管轴时，从电子束入射侧直到入射方向中央附近的磁通的方向是从管轴向该区域的方向，从中央附近至罩侧的磁通的方向是从该区域朝向管轴的方向，两者的磁通的方向相互相反。

3．阴极射线管，包括下列部分：

内磁屏蔽；

罩；

框架，

其中，对通过电子束通过区域的沿垂直扫描方向的方向的上下端的20％区域的电子束起作用的磁通中，以电子束通过区域的中心轴为管轴时，在内磁屏蔽的电子束入射侧入口部分中从管轴产生至该区域方向的磁通的磁通密度，比从管轴沿水平扫描方向的方向的两端部分产生的磁通的磁通密度大。

4．阴极射线管，包括下列部分：

内磁屏蔽；

罩；

框架，

其中，对于通过电子束通过区域的沿垂直扫描方向的方向的上下端的20％区域的电子束，当以电子束通过区域的中心轴为管轴时，对于来自管轴的磁通，在位于内磁屏蔽的电子束入射侧的沿垂直扫描方向的方向两端部分的部分中吸收的磁通的曲率，比位于沿水平扫描方向的方向的两端部分的部分中吸收的磁通的曲率大。

5．阴极射线管，包括下列部分：

内磁屏蔽；

罩；

框架，

其中，对通过电子束通过区域的沿垂直扫描方向的方向的上下端的20％区域的电子束起作用的磁通中，当以电子束通过区域的中心轴为管轴时，在内磁屏蔽的电子束入射侧入口部分的从管轴产生至该区域方向的磁通的磁通密度，比沿水平扫描方向的方向的两端部分中产生的磁通的磁通密度大，并且，比起从管轴沿垂直扫描方向的方向的端部来说，更涉及电子束的入射侧入口部分中产生的磁通的磁通密度，该入口部分的边缘部的中央部分中的比其周边部分中的要大。

6．阴极射线管，包括下列部分：

内磁屏蔽；

罩；

框架，

其中，对于通过电子束通过区域的沿垂直扫描方向的方向的上下端的20％区域的电子束，当以电子束通过区域的中心轴为管轴时，对于来自管轴的磁通，在位于内磁屏蔽的电子束入射侧的沿垂直扫描方向的方向两端部分的部分中吸收的磁通的曲率，比位于沿水平扫描方向的方向的两端部分的部分中吸收的磁通的曲率大，并且对于来自管轴的磁通，与位于内磁屏蔽的电子束入射侧的沿垂直扫描方向的方向两端部分的部分中吸收的磁通的曲率有关，电子束入射入口部分的沿边缘方向的部分中的比中央部分中的要大。

7．阴极射线管，包括下列部分：

内磁屏蔽；

罩；

框架，

其中，所述内磁屏蔽中位于沿垂直扫描方向的方向的两端部分的电子束入射侧端部边缘的高度，比位于沿水平扫描方向的方向的两端部分的电子束入射侧端部边缘的高度高。

8．如权利要求7所述的阴极射线管，包括下列部分：

所述内磁屏蔽中，在电子束入射侧端部边缘的沿相对高的所述端部边缘部的端部边缘的方向的两端，配置切口部。

9．如权利要求8所述的阴极射线管，所述切口部长度，在位于沿垂直扫描方向的方向的两端部分的电子束入射侧各端部边缘的沿端部边缘的方向的宽度的1/2以下。

10．阴极射线管，包括下列部分：

内磁屏蔽，为锥的顶部有开口部的角锤筒状，由相对的长边侧壁和相对的短边侧壁构成；

罩；

框架，

其中，所述内磁屏蔽在所述长边侧壁的电子束入射侧端部边缘中沿该端部边缘的方向的中央部分上配有延长部，该延长部的高度比与该长边侧壁邻接的短边侧壁的电子束入射侧端部边缘的高度高。

11．如权利要求10所述的阴极射线管，所述延长部是多个突起。

12．如权利要求11所述的阴极射线管，所述多个突起为矩形形状或半圆形状。

13．如权利要求1至12中任一项所述的阴极射线管，所述内磁屏蔽在所述短边侧壁上配有从电子束入射侧端部边缘朝向罩侧其宽度逐渐减小的切口部。

14．如权利要求13所述的阴极射线管，所述切口部由至少两个以上的切口角度形成。

15．如权利要求1至12中任一项所述的阴极射线管，所述罩加有张力。

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