彩色阴极射线管 【技术领域】
本发明涉及一种彩色阴极射线管，特别涉及一种通过降低由偏转量导致的电子束斑点形状的不均匀从而在全屏区域内实现最佳聚焦的彩色阴极射线管。
背景技术
一般地，彩色阴极射线管是由形成显示部(荧光体屏或画面)的面板部、细径的颈部以及连接面板部和颈部的漏斗状的漏斗部组成的真空管壳构成，在面板部和颈部的连接区域的外围设置有偏转线圈。在构成画面的面板部的内表面，具有涂敷着多个颜色、通常为红、绿、蓝3种颜色的荧光体的荧光面(荧光体屏)。在所谓荫罩型中，靠近该荧光体屏配置有作为颜色选择电极地荫罩。
而且，在颈部的内部通常收容有在水平方向平行地发射与上述3种颜色的荧光体对应的3束电子束的电子枪。使从该电子枪射出的3束电子束穿过在荫罩上形成的束孔，从而将其快速打在构成荧光体屏的上述3种颜色的荧光体的每一个上，再现彩色图像。
在上述颈部的内部收容的电子枪，具备依次排列阴极、控制电极以及加速电极的电子束生成部(3极部)和用于会聚加速由该电子束生成部所生成的电子束的会聚电极以及阳极，上述控制电极和加速电极分别与上述阴极对置地具有3个电子束穿过孔，即靠近上述阴极一字排列地设置的中心电子束穿过孔和两侧电子束穿过孔。
图10是说明以往的彩色阴极射线管中的电子枪的一个构成例的示意剖面图。图中，由利用加热器H加热的阴极K、作为控制电极的第1电极G1、作为加速电极的第2电极G2构成电子束生成部(3极部)。在阴极K生成的电子经由3极部变成电子束B，经由由第3电极G3和第4电极G4以及第5电极G5构成的会聚电极形成的预聚焦透镜，从形成在第5电极G5和作为阳极的第6电极G6之间的主聚焦透镜，向荧光面方向发射。另外，SC是屏蔽杯。图10表示了关于在水平方向(横向)H并行地发射的3束电子束的中央束的垂直方向(纵向)V的剖面。在下面的各图中也同样。
参照标号G1-H是第1电极G1的电子束穿过孔；G2-H是第2电极G2的电子束穿过孔；G3-BH是在第3电极G3的第2电极G2侧即第3电极的底部上形成的电子束穿过孔；G3-TH是第3电极G3的第4电极G4侧的电子束穿过孔即第3电极顶部电子束穿过孔；G4-H是第4电极G4的电子束穿过孔；G5-BH是第5电极G5的第4电极G4侧的电子束穿过孔即第5电极底部电子束穿过孔；G5-TH是第5电极G5的第6电极G6侧的电子束穿过孔即第5电极顶部电子束穿过孔；G6-BH是第6电极G5的第5电极G5侧的电子束穿过孔即第6电极底部电子束穿过孔；SC-H是屏蔽杯SC的电子束穿过孔。另外，图10所示的电子枪仅为一例，作为从会聚电极到阳极的电极结构，除此之外还有各种结构。
图11A、图11B是说明图10中的第2电极和第3电极的结构的示意平面图。图11A是从第1电极G1侧即第2电极的底部一侧观察第2电极G2的平面图；图11B是从第2电极G2侧即第3电极的底部一侧观察第3电极G3的平面图。在第2电极G2的底部G2-B上，围绕电子束穿过孔G2-H，形成在水平方向上具有长轴的横长槽SL-H。另一方面，在第3电极G3的底部G3-B上，形成在垂直方向V具有长轴的纵长的电子束穿过孔G3-BH。
另外，在美国专利第5600201号说明书中记载的电子枪中，第1电极G1的电子束穿过孔是在水平方向具有长轴的横长形状，第2电极G2围绕电子束穿过孔，具有在第1电极G1侧的水平方向上具有长轴的横长槽，在第3电极G3的底部，成为在圆形开口的垂直方向具有上下长的开口的钥匙孔形状。另外，人们也知道，在电极G2的底部或者顶部上，形成围绕电子束穿过孔的横长槽，将在第3电极G3的底部上围绕纵长的电子束穿过孔或电子束通过孔的纵长槽与其组合的结构。
在组合了形成于第2电极G2的顶部的横长槽和形成于第3电极G3的底部的纵长槽的电子束穿过孔的电子枪中，观察到在画面(即荧光体屏)的周围横向产生的光晕亮度变浓，画面上的周围部的聚焦劣化。因此，如果在第2电极G2的底部设置横长槽，可以观察到在上述画面的周围的横向产生的光晕的亮度变淡，周围聚焦提高。
但是，因为在第1电极G1侧有槽，所以第1电极G1的电子束穿过孔和第2电极G2的电子束穿过孔的间隔会变大，画面中央部的聚焦会劣化。进而，如果第1电极G1和第2电极G2的电子束穿过孔间的间隔变大，聚焦电压的电流依赖性变大，在低亮度或者高亮度中的聚焦也会更加劣化。这是应该解决的课题之一。
【发明内容】
本发明提供一种具备电子枪的彩色阴极射线管，可以解决上述以往的电子枪中的上述课题，能够在画面的全区域中实现最佳的聚焦。 在本发明的阴极射线管中，作为加速电极的第2电极G2的会聚电极(第3电极G3)侧即第2电极顶部具有围绕电子束穿过孔在垂直方向上具有长轴的槽，第3电极底部的电子束穿过孔是在垂直方向具有长轴的纵长的形状。
此外，在上述结构的基础上，第1电极G1的电子束穿过孔是在水平方向具有长轴的形状，第1电极G1的电子束穿过孔是在垂直方向具有长轴的纵长的形状。
【附图说明】
图1是说明本发明的彩色阴极射线管中配备的电子枪的一个构成例的剖面图。
图2是说明构成本发明的彩色阴极射线管的电子枪的电极结构中的电子束的轨道的示意图。
图3A是在本发明的阴极射线管上使用的第2电极的平面图，图3B是在本发明的阴极射线管上使用的第3电极的平面图。
图4是图2所示的各个电极的位置中的电子束的剖面形状的说明图。
图5是表示本发明的第2实施例的图，是电子枪的第3电极的平面图。
图6是表示本发明的第3实施例的图，是电子枪的第3电极的平面图。
图7是表示本发明的第4实施例的图，是电子枪的第1电极的平面图。
图8是表示本发明第5实施例的图，是电子枪的第1电极的平面图。
图9是本发明的彩色阴极射线管的剖面图。
图10是以往的彩色阴极射线管中的电子枪的剖面图。
图11A是图10中的第2电极的平面图，图11B是图10中的第3电极的平面图。
具体实施形式
下面说明本发明的阴极射线管在画面的全区域中能实现良好聚焦的理由。在阴极射线管中，从电子枪发射的电子束如果由偏转线圈偏转时，则由于偏转磁场产生的像差的影响，画面上的电子束斑点的形状会劣化。偏转磁场的像差特别是对垂直方向的影响较大，而且，偏转磁场内的电子束直径越大，这种影响也越大，其结果，画面上的束点形状也变大。所以，为了在画面周围，取得良好的电子束斑点形状，有必要使向偏转磁场入射的电子束的垂直方向直径比水平方向直径小，并减小偏转磁场像差对电子束的垂直方向的影响。也就是说，必须使入射到偏转磁场的电子束的剖面形状为横长。
作为使入射到偏转磁场的电子束的剖面形状为横长的方法，在图10所示的以往的电子枪中，在第2电极G2的顶部围绕电子束穿过孔设置横长槽，或者使第3电极G3的底部电子束穿过孔为纵长。但是，因为电流密度低的电子束的周围部(束剖面的外侧：晕部)的交叉位置比第2电极G2更靠近阴极K一侧，所以，通过设置在上述第2电极G2的顶部的纵长槽的作用，该晕部的剖面成为横长。但是，电流密度高的电子束的中央部(束剖面的中心部分：核心部)的交叉位置，因为位于第2电极G2附近或者比第2电极G2更靠近第3电极G3一侧，所以作用为：没有设置在第2电极G2的顶部的纵长槽的横长化的效果或者相反地成为纵长。因此，在画面周围，剖面为纵长的电子束的核心部较大地被偏转像差影响，电子束斑点的晕部的亮度变高，聚焦劣化。
为了解决该问题，在第2电极G2的底部设置横长槽，进而尝试使第3电极G3的底部的电子束穿过孔为纵长。在这种构造中，具有这样的作用：设置在第2电极G2的底部的横长槽使电子束的核心部剖面成为横长形状，第3电极G3的底部的纵长的电子束穿过孔使晕部剖面为横长的形状，使入射到偏转磁场内的电子束的核心部和晕部的剖面形状为横长。
但是，如果在第2电极G2的底部设有槽，则该槽的深度(厚度方向的洼下量)、第1电极G1的电子束穿过孔G1-H和第2电极G2的电子束穿过孔G2-H的间隔变大，在画面中央部分的电子束斑点直径变大，分辨率劣化。特别是，为了减小偏转像差的影响而缩小电子束的垂直方向的直径，所以，电子束斑点的垂直方向直径扩大，画面中央横线所显示的分辨率劣化。而且，第1电极G1的电子束穿过孔G1-H和第2电极G2的电子束穿过孔G2-H的间隔变大时，聚焦电压的电流依赖性变大，在低亮度或高亮度中的聚焦劣化变大。
因此，不在第2电极G2的底部设槽，而在第2电极G2的顶部设置纵长槽。据此能够使电子束的核心部的剖面形状成为横长。而且，因为在第2电极G2的底部不具有槽，所以能够缩小第1电极G1的电子束穿过孔G1-H和第2电极G2的电子束穿过孔G2-H的间隔。但是，设置在第2电极G2的顶部的纵长槽中，画面周围部分中的电子束斑点的剖面形状不为横长。因此，进一步通过使第3电极G3的底部的电子束穿过孔为纵长形状，能够使画面周围部分的电子束斑点的剖面形状为横长。
像这样，通过组合第2电极G2的顶部的纵长槽和第3电极G3的底部的纵长电子束穿过孔，使入射到偏转磁场内的电子束的核心部和晕部都为横长剖面，能抑制在画面周围部分的电子束斑点形状的劣化，进而能抑制由于第1电极G1的电子束穿过孔G1-H和第2电极G2的电子束穿过孔G2-H的间隔缩小而导致的画面中央部分的电子束斑点直径的劣化。
而且，第1电极G1的电子束穿过孔G1-H和第2电极G2的电子束穿过孔G2-H的间隔被缩小，由此能减小聚焦电压的电流依赖性，能提高在低亮度或者高亮度中的聚焦。进而，通过缩小第1电极G1的电子束穿过孔G1-H和第2电极G2的电子束穿过孔G2-H的间隔，使截止电压的裕度变大，能够使施加在第2电极G2和第4电极G4的电压(后述的EC2)变小，所以，能够使第2电极G2和第3电极G3间的透镜变强，能够提高聚焦特性。
而且，即使不是使第3电极G3底部的电子束穿过孔为纵长，而是在第3电极G3底部的电子束穿过孔设置纵长槽，也能取得与上述同样的效果。另外，可以使第1电极G1的电子束穿过孔为横长形状，提高垂直方向的阴极负载，进一步缩小画面上的电子束斑点的垂直方向直径，提高画面中央横线显示的分辨率。而且，使第1电极G1的电子束穿过孔为纵长，进一步使入射到偏转磁场内的电子束的剖面为横长形状，能改善画面周围的电子束斑点的形状。
另外，本发明不限于上述的结构以及实施例的结构，显然地，可以不脱离本发明的技术性思想，进行种种变形。
下面，关于本发明的实施形式，参照实施例的附图，进行详细说明。图1是说明本发明的彩色阴极射线管中具备的电子枪的一个构成例的示意剖面图。图中，由利用加热器H加热的阴极K、作为控制电极的第1电极G1、作为加速电极的第2电极G2，构成电子束生成部(3极部)。由3极部生成的电子束穿过由第3电极G3和第4电极G4以及第5电极G5形成的预聚焦透镜，从在第5电极G5和作为阳极的第6电极G6之间形成的主聚焦透镜向荧光面方向射出。另外，SC是屏蔽杯。图1表示水平方向(横向)H上并列配置的电子束通路的中央电子束通路中的垂直方向(纵向)V的剖面。
参照标号G1-H是第1电极G1的电子束穿过孔；G2-H是第2电极G2的电子束穿过孔；G3-BH是在第3电极G3的第2电极G2侧即第3电极的底部上形成的电子束穿过孔；G3-TH是第3电极G3的第4电极G4侧的电子束穿过孔即第3电极顶部电子束穿过孔；G4-H是第4电极G4的电子束穿过孔；G5-BH是第5电极G5的第4电极G4侧的电子束穿过孔即第5电极底部电子束穿过孔；G5-TH是第5电极G5的第6电极G6侧的电子束穿过孔即第5电极顶部电子束穿过孔；G6-BH是第6电极G5的第5电极G5侧的电子束穿过孔即第6电极底部电子束穿过孔；SC-H是屏蔽杯SC的电子束穿过孔。另外，Vf是施加在第3电极G3和第5电极G5上的聚焦电压；Ec1是施加在第1电极G1的电压；Ec2是施加在第2电极G2和第4电极G4的电压；Eb表示阳极电压。
图2是说明构成本发明的彩色阴极射线管的电子枪的电极构成中的电子束的轨道的示意图，是从阴极K的电子放出部到第3电极G3的垂直方向的剖面图。与图1相同的标号对应相同的功能部分，图中的I～IV表示对应在图3中后述的电子束的剖面形状的电极位置。在图2中，从阴极K引出的电子穿过第1电极G1→第2电极G2→第3电极G3→第4电极G4，从在图1的第5电极G5和第6电极G6之间形成的主透镜射出。
电子束具有作为电流密度高的电子束的中央部的核心部和作为电流密度低的电子束的周围部分的晕部，用核心部轨道C表示在束剖面看到的核心部的外缘，用晕部轨道H表示在束剖面看到的晕部外缘的轨道。晕部在第1电极G1和第2电极G2之间具有交叉点Ph，核心部在比第2电极G2更靠近第3电极G3的一侧具有交叉点。在屏上，核心部形成高亮度部分，晕部形成低亮度的束点部分。
图3A、图3B是说明用以介绍本发明的第1实施例的电子枪的第2电极和第3电极的结构的示意平面图。图3A是第2电极G2的第3电极G3侧即第2电极的顶部侧的平面图；图3B是第3电极G3的第2电极G2侧即第3电极的底部侧的平面图。在第2电极G2的顶部G2-T上，围绕电子束穿过孔G2-H，形成在垂直方向上具有长轴的纵长槽SL-V。另一方面，在第3电极G3的底部G3-B上，形成在垂直方向上具有长轴的纵长的电子束穿过孔G3-BH。
图4是图2所示的各个电极的位置的电子束的剖面形状的说明图。在图4中，A是表示在图3中说明的本发明的彩色阴极射线管的第1实施例的电极结构的情况下，图2的各个位置(I～IV)的电子束的剖面。即，A是使用电极时的电子束的剖面图，该电极在第2电极G2的第3电极G3侧的面上具有纵槽，在与第3电极G3的第2电极G2的对面具有纵长的电子束穿过孔。B是表示以往的彩色阴极射线管的第1例的电子枪的图2的各个位置(I～IV)的电子束的剖面。即，B是使用电极时的电子束的剖面图，该电极在第2电极G2的第3电极G3侧的面上具有横槽，在第3电极G3的第2电极的对面具有纵长电子束穿过孔。C是表示以往的彩色阴极射线管的第2例的电子枪的图2的各个位置(I～IV)的电子束的剖面。即，C是使用电极时的电子束的剖面图，该电极在第2电极G2的第1电极G1侧的面上具有横槽，在第3电极G3的第2电极G2的对面具有纵长的电子束穿过孔。另外，在图中，电子束剖面的实线是核心部，虚线是晕部。
如图4A所示那样，通过用图3说明的第2电极G2和第3电极G3的结构，在第1电极G1的底部的位置I以及第2电极G2的底部的位置II，核心部和晕部是接近圆形，在第2电极G2的顶部的位置III，核心部和晕部都为纵长形状。并且，在第3电极G3的底部位置IV，核心部和晕部都为横长形状。
与上述相对照，如果组合在第2电极G2的顶部形成横长槽的结构和在第3电极G3的底部形成纵长的电子束穿过孔的结构，就如图4的B所示。即，在第1电极G1的底部位置I以及第2电极G2的底部位置II，核心部和晕部是接近圆形，在第2电极G2的顶部位置III，核心部和晕部都为横长形状。并且，在第3电极G3的底部的位置IV，核心部为纵长，晕部为横长形状。在这种结构中，在画面周围部分的聚焦劣化如上述。
而且，如果组合在第2电极G2的底部上形成横长槽的结构和在第3电极G3的底部形成纵长的电子束穿过孔的结构，就为图4的C所示。即，在第1电极G1的底部位置I，核心部和晕部是接近圆形，在第2电极G2的底部的位置II，核心部和晕部都为纵长，在第2电极G2的顶部的位置III，核心部和晕部都是纵长形状，在第3电极G3的底部位置IV，核心部和晕部都为横长形状。在这种结构中，由于在第2电极G2的底部形成槽而产生的第1电极G1之间的间隔变大，上述的电流依赖性变高。
根据以上，第2电极G2和第3电极G3采用在图3中所说明的本实施例的结构，由此，在第3电极G3的底部位置IV，可得到图4的A所示的核心部和晕部的剖面形状，同时，可以缩小第1电极G1和第2电极G2之间的间隔，所以，能够在画面的全区域得到良好的聚焦。而且，能够降低聚焦电压的电流依赖性，提高在低亮度或者高亮度中的聚焦。进而，通过缩小第1电极G1的电子束穿过孔G1-H和第2电极G2的电子束穿过孔的G2-H的间隔，能够使截止电压的裕度变大，使施加在第2电极G2和第4电极G4的电压(后述的EC2)变小，所以，能够增强第2电极G2和第3电极G3间的透镜，能够提供提高了聚焦特性的彩色阴极射线管。
图5是说明用于阐述本发明的第2实施例的电子枪的第3电极的结构的示意平面图。本实施例的第2电极G2与图3一样，在第3电极G3的底部G3-B上，形成围绕电子束穿过孔G3-BH并在垂直方向V上具有长轴的纵长的槽SL-V。通过这种结构，也能得到与上述第1实施例相同的效果。
图6是说明用于阐述本发明的第3实施例的电子枪的第3电极结构的示意平面图。本实施例的第2电极G2与图3一样，在第3电极G3的底部G3-B，形成在垂直方向V上具有长轴的纵长的钥匙孔形状(组合矩形和圆的形状)的电子束穿过孔G3-BH。通过这种结构，也能得到与上述第1实施例相同的效果。
图7是说明用于阐述本发明的第4实施例的电子枪的第1电极结构的示意平面图。在本实施例中，使第1电极的电子束穿过孔为横长，将上述的第1～第3实施例中的第2电极G2和第3电极G3的任意一个与其组合。根据本实施例，垂直方向的阴极负载提高，电子束斑点的垂直方向的直径进一步缩小，画面中央横线显示的分辨率得以提高。
图8是用于说明阐述本发明的第5实施例的电子枪的第1电极的结构的示意平面图。在本实施例中，使第1电极的电子束穿过孔为纵长，在上述第1～第3实施例中说明的第2电极G2和第3电极G3的任意一个与其组合。根据本实施例，通过进一步使入射到偏转磁场内的电子束为横长形状，来提高画面周围部分的电子束斑点的形状。
图9是说明本发明的彩色阴极射线管的结构例的示意剖面图。在图中，面板PN与作为漏斗FN的一端的大直径边缘接合，漏斗FN的漏斗状的直径逐渐减小的另一端与颈NC连接。在面板PN的内表面上涂敷具有不同发色特性的3种颜色的荧光体(红、绿、蓝)而形成荧光体屏PP，该面板PN的外表面的曲面是其等价曲率半径例如为8000mm～10000mm这样较大的大致平面，其里面的曲面的等价曲率半径，为了保持玻璃管壳的机械强度，其内表面的曲面的等价曲率半径要比外表面的等价曲率半径小。
靠近面板PN内表面的荧光体屏PP设置具有多个束孔的荫罩MK。荫罩MK被焊接在荫罩框FM上，并固定在凸起SD上并被它支持，该凸起SD以悬架机构HSP而埋设在面板的侧壁内表面上。在荫罩框FM的电子枪GUN上安装磁屏蔽IS，该磁屏蔽IS用于从地磁力等的外部磁力遮蔽电子束的磁屏蔽IS。
在漏斗FN的侧壁上设置用于从外部导入高电压(阳极电压)的阳极钮AB。在面板PN的侧缘部、漏斗FN的内表面以及颈NC的电子枪收容部前端的内表面上，涂敷与阳极钮AB电连接的内部导电膜BD。用该内部导电膜BD把从阳极钮AB施加的高电压(阳极电压)导入到荧光体屏PP和电子枪GUN的阳极。
另外，在漏斗FN的颈NC(漏斗FN和颈NC的过渡区域)上，外装偏转线圈DF，使电子束B在水平和垂直的2个方向上偏转，并在荧光体屏PP上再现2维图像。并且，在颈NC的内部，收容用于朝荧光体屏PP方向射出3束电子束电子枪GUN。
如上所述，根据本发明的各个实施例，可以获得一种能够使穿过偏转磁场的电子束的在荧光体屏(画面)上的电子束斑点形状最佳化的、能够在该荧光体屏全区域内实现最佳聚焦的彩色阴极射线管。
如上所述，根据本发明，能够提供一种具有电子枪的彩色阴极射线管，该电子枪具有由阴极、控制电极以及加速电极构成的3极部，从该3极部朝着荧光体屏方向上配置会聚电极、阳极，在该电子枪中，围绕加速电极的会聚电极的电子束穿过孔形成纵长槽，在与加速电极相对的会聚电极的加速电极一侧上，围绕纵长的电子束穿过孔或者电子束穿过孔，而形成纵长槽或者纵长的钥匙孔形状的电子束穿过孔，从而能在画面的全区域实现最佳的聚焦。