偏转系统和用于偏转系统的偏转磁轭 本发明涉及用于CRT(阴极射线管)的偏转系统和用于偏转系统的偏转磁轭,特别涉及能够容易地补偿失会聚的偏转系统和具有精确尺寸及低磁芯损耗比如涡流损耗的良好磁特性的偏转磁轭。
在用作例如个人计算机和计算机网络的计算机显示装置或作为用于高清晰度图象的显示装置的彩色CRT(阴极射线管)的显示装置中,需要具有低颜色失真和低图象失真的高清晰度显示功能。
因此,在用于产生沿水平和垂直两个方向偏转电子束的磁场的偏转线圈系统(称为偏转系统)中,需要使产生的磁场具有高精度性能,以满足要求的指标。
图1是装有偏转系统的CRT的透视图。
如图1所示,作为密封管的CRT一般包括屏盘1,锥体2和管颈3。再有,偏转系统4一般包括水平偏转线圈(未示出),由塑料制成地隔离器(未示出),垂直偏转线圈(未示出)和偏转磁轭5。偏转磁轭5安装成覆盖水平和垂直线圈的外围部分。
把偏转系统4从管颈3的末端插入由此安装在锥体2上。偏转系统4偏转由设置在管颈3中的电子枪发射的电子束。
靠近管颈3末端的锥体2为圆锥体,以便实现CRT的高生产率。在任何位置上锥体2的剖面都是圆形的,剖面的中心与CRT的轴一致。
一般来说,装在锥体2上的偏转系统4的偏转磁轭5有与锥体2形状对应的圆锥形状。
如下构成具有圆锥形状的偏转磁轭5。
图2表示制作偏转磁轭的金属模具的剖面图;和
图3表示图2所示的金属模具的金属凹模的平面图。
如图2所示,在确定接收孔9的支承基座10上,固定金属凹模11。如图3所示,在以金属凹模11圆形剖面的中心线11a相互面对的金属凹模11的内壁上,形成一对凸缘15,以便在偏转磁轭5上形成分隔槽14,使偏转磁轭5在模制后被分成两片。
再有,形成一对凸出部分15、15,以便在各个凸缘14、14的两边上形成偏转磁轭5上的一对连接槽。在形成在其中心的接收孔部分9中,金属凸模13的一部分与其紧密配合。
在金属凹模11和金属凸模13之间,填充由Mg-Zn、Ni-Zn或Mn-Zn制成的铁氧体磁性粉末12,通过把金属凸模13向下如图2中箭头A1所示方向挤压,将磁性粉末12模压成预定的形状。
在下文中把上述偏转磁轭5的初级制品称为模压制品5’。
图4是偏转磁轭模压制品的透视图;和
图5是沿图4中A-A线剖切的剖面图。
图4示出模压制品5’。在烧结后,模压制品5’变为偏转磁轭5。如下所述,当烧结模压制品5’时,由于收缩其尺寸会稍稍减小。图4中,忽略烧结后尺寸的变化,用同一图表示偏转磁轭5和模压制品5’两者。
参照图4,形成分隔槽6、6,并在各分隔槽6两边形成用于在模压制品5’(偏转磁轭5)中安装金属固定件8、8的连接槽7、7。如图5所示,模压制品5’(偏转磁轭5)的内壁5a’(5a)为圆锥形。
在烧结后,利用分隔槽6、6,把模压制品5’(偏转磁轭5)分隔成两部分。然后,把这两部分装在水平和垂直线圈组件的外表面上,该组件装在具有如下所述的圆锥形状的隔离器(未示出)内外表面上,通过在连接槽7、7中插入金属固定件8、8连接成一体。
下面,说明通过烧结模压制品5’形成偏转磁轭5的工艺方法。
图6是烧结前模压制品的剖面图;
图7是烧结后模压制品的剖面图;
图8是烧结托架的透视图;和
图9是沿图8中B-B线剖切的剖面图。
如图6所示,模压制品5’在按下述方式装在烧结托架16上的情况下进行烧结,即由限定开口16a为烧结托架16中的支撑部分的边缘16a1,以线接触方式支撑模压制品5’的具有圆锥形较小直径的周边部分B。
在烧结后,由于收缩模压制品5’的尺寸减小15-20%。因此,模压制品5’向下移动与开口16a的边缘16a1接触,结果,图7所示,由边缘16a1支撑模压制品5’的具有较大直径的周缘C。
在上述偏转磁轭5中,存在下列问题。
(1)很难获得具有精确尺寸的偏转磁轭5。
(2)很难获得具有复杂形状的偏转磁轭5,例如椭圆锥形状,矩形锥体形状,和除圆锥形状外在其内壁上具有非规则壁的形状。
关于(1),不能获得精确尺寸的原因之一是模压制品5’有分隔槽6和连接槽7。如图2所示,当在凹模11和凸模13之间填充磁性粉末12和通过用金属凸模13加压形成模压制品5’时,由于靠近分隔槽6和连接槽7部分的密度与其它部分的密度不同,所以在磁性粉末中存在不均匀的密度分布。因此,当烧结模压制品5’时,在靠近分隔槽6和连接槽7的部分与其它部分之间,会出现因不均匀密度导致的应力。由此产生的问题是:由于在上述工艺方法中一个方向上出现的应力使偏转磁轭5容易变为椭圆形,所以偏转磁轭5有不同于真正圆形的形状。
另一个不能获得精确尺寸的原因是由于烧结托架16。
准确地说,当烧结时,因材料收缩,模压制品5’的尺寸会减小15-20%。因此,因加热软化的模压制品5’向下滑动,同时与开口16a的边缘16a1接触。于是,模压制品5’的圆锥形状基本上被复制成烧结托架16的开口16a的边缘16a1的形状。
顺便说明一下,烧结托架16由具有不低于1300℃的耐热温度的陶瓷构成,并在高温下通过烧结模压的陶瓷粉末形成。因此,由于其高硬度,在烧结后无需进一步加工,所以使用烧结托架16,而且,如果使用它可节省昂贵的成本。
图10表示在烧结托架中定义为支撑截面的开口边缘的测量形状。
图10中,开口16a的边缘16a1的测量形状用实线表示,边缘的理想形状用虚线表示。图10中,在径向设有多个刻度,表示距支撑截面(开口16a)中心0的距离,其中,单位刻度表示20μm的距离。
如图10所示,可以看出,边缘16a1的测量形状偏离了理想形状。
在形成时模压制品5’的圆锥形状大量地成为如上所述的开口16a的边缘16a1的形状。
图11(A)表示在较小直径的偏转磁轭附近沿横切其上装有偏转磁轭的CRT管轴的方向的测量截面;
图11(B)表示按图6中的工艺方法烧结后在偏转磁轭图示位置B附近沿横切管轴的方向的测量截面;
图11(C)表示按图6中的工艺方法烧结后在偏转磁轭图示位置C附近沿横切管轴的方向的测量截面;
结果,如图11(A)至图11(C)所示,偏转磁轭5的截面形状在其各位置上是不同的,并没有规律性。
因此,采用这种偏转磁轭5的偏转系统产生的磁场各不相同,从而导致图象的颜色失真。
由于不可能仅通过烧结模压制品5’来获得精确的尺寸,所以按大于实际尺寸预先形成偏转磁轭5,允许加工偏转磁轭5,因而生产成本增加。
为了解决这些问题,在日本特许公开57-11092、日本特许公开5-15023、日本特许公报6-215970和日本特许公报6-325961中披露了解决上述问题的技术。但是,它们并未达到实际的清晰度,特别是在高清晰度图象显示装置中。
再有,在有多个一字形电子枪的CRT上装配的偏转系统中,由水平偏转线圈产生的水平偏转磁场为枕形,由垂直偏转线圈产生的垂直偏转磁场为桶形。因而,在理论上可消除失会聚。
把这种偏转系统称为自会聚偏转系统。
但是,实际上由于CRT的结构、偏转系统结构的限制和生产中的偏离,很难获得理论上的这种理想特性,从而产生多种失会聚。
作为失会聚的实例,有称为XH和YH的失会聚。
图12是解释失会聚XH和YH的示意图;和
图13是解释VCR变窄的示意图。即
如图12所示,把失会聚XH定义为这种现象,即在图象的X轴方向上(水平轴),B(蓝色)和R(红色)电子束未会聚在图象远端侧的同一点上,导致水平方向上的轴向偏离。把失会聚YH定义为这种现象,即在图象的Y轴方向上(垂直轴)各颜色(R、G、B)电子束未会聚在图象远端侧的同一点上,导致垂直方向上的轴向偏离。
从而,使用由坡莫合金或硅钢制成的补偿磁片来补偿失会聚XH、YH。在设置于电子枪侧表面的隔离器上配置补偿磁片,其与电子枪排列方向成90°的角度(X轴)或平行(Y轴)。
在采用鞍形偏转线圈作为水平和垂直线圈的自会聚鞍形偏转系统中,垂直偏转磁场形成桶形磁场。因此,如图13所示,会出现称为VCR变窄的现象,其中,与R和B电子束相比,G电子束的偏转量被减小。由于结构所限,所以用CRT和偏转系统的组合不能补偿这种失会聚。因此,通过使补偿电流流过VCT补偿线圈(会差补偿)来补偿这种失会聚。
下面,参照图14和图15,说明现有技术中偏转系统的结构。
图14是装在CRT上的偏转系统的局部剖面图;和
图15是图14的右侧视图。
参照图14,偏转系统108一般包括:隔离器101;在隔离器101内表面上设置的一对鞍形水平偏转线圈102;在隔离器101的外表面上设置的一对鞍形垂直偏转线圈103,和覆盖如上所述的水平和垂直偏转线圈102、103的偏转磁轭104。
如图14所示,隔离器101有从CRT109的管颈109N至其锥体前部109F延伸且变宽的圆锥形状。隔离器101包括:在隔离器末端用于容纳水平偏转线圈102的后侧弯曲部分的圆柱形后部101R,;从圆柱形后部101R伸出的固定部分101P和在锥体前部109F侧用于容纳水平偏转线圈102的前侧弯曲部分的圆柱形前部101F。偏转系统108装在锥体前部109F和管颈109N之间,使用箍105和固定部件101P固定在CRT109上。从在管颈109N中设置的电子枪110发射的电子束R、G、B被偏转系统108偏转。
再有,如图15所示,在隔离器101圆柱形后部101R的背表面101RP上,在靠近管颈109N的位置形成一对其间插有CRT109的X轴的凹槽111,用于插入一对补偿失会聚XH的第一补偿磁片106。再有,在靠近管颈109N的背表面101RP上设置一对在其间插有CRT109的Y轴的VCR补偿线圈107。此外,在靠近管颈109N的位置上设置用于补偿失会聚YH的一对其间插有Y轴的第二补偿磁片112。
图16是表示非对称水平磁场实例的示意图;
图17是表示非对称水平磁场另一实例的示意图;
图18是表示按照图16所示的非对称水平磁场的失会聚XH实例的示意图;和
图19是表示按照图17所示的非对称水平磁场的失会聚XH另一实例的示意图。
在图16、17中,示出对于左右方向非对称磁场的实例。因此,失会聚XH按这样的方式出现,即在X轴方向上在图象两远端B电子束和R电子束未会聚于同一点,导致图18、19所示的在X轴方向上的轴向偏离;或导致R电子束和B电子束之间的偏离量在左边与在右边不同。
图20是表示补偿磁片的平面图;和
图21是表示补偿失会聚XH状态的示意图。
如图20所示的由坡莫合金或硅钢制成的补偿磁片106从图15所示的方向A或方向B插入凹槽111中。可将两片磁片沿方向A或方向B插入凹槽111中。因此,利用磁场分布局部抵消或由补偿磁片106改变其分布,在左右方向上补偿水平磁场分布的不平衡。
因此,如图21所示,补偿失会聚XH,在X轴的两远端部B和R电子束会聚于同一点。
其中,由补偿磁片106产生的补偿磁场取决于补偿磁片106的体积。因此,体积越大,补偿磁场越大。
因此,如图20所示,补偿磁片106具有长边为106B、上短边为106C、下短边为106D的矩形形状,形成有与CRT109的管颈109N相同曲率半径的内拱形表面106A。因此,能够有效地消除或改变水平偏转磁场。
另一方面,通过补偿线圈107和VCR补偿电路(未示出)的组合和使补偿电流流过VCR补偿线圈107,能够补偿失会聚YH和VCR变窄。
再有,在隔离器101的圆柱形后部101R的背表面101RP上沿X轴方向的上或下预定位置,通过设置由硅钢制成的软磁片也能补偿失会聚YH。
图22是表示由图16所示水平偏转磁场分布引起的R、G、B失会聚的示意图;和
图23是表示当补偿磁片靠近B电子束设置时的水平磁场分布示意图。
当出现图18所示的失会聚XH时,水平偏转磁场分布保持图16所示的状态,其中,在B电子束侧的枕形磁场比在R电子束侧磁场更强。在这种状态下,包括沿X轴在图象两远端部分的G电子束的失会聚图形呈图22所示的状态。
为了用补偿磁片106补偿图22所示的失会聚XH,把补偿磁片106按方向B插入凹槽111。然后,如图23所示,在B电子束侧的一部分水平偏转磁通量φH分布在补偿磁片106上。因此,与R电子束侧的磁通量相比,B电子束侧的磁通量降低。在整体上,使磁通量分布相对R和B电子束平衡,以消除R/B电子束的偏离,从而补偿失会聚XH。
图24是表示用补偿磁片补偿失会聚XH时忽略涡流损耗效应状态的示意图;和
图25是表示用补偿磁片补偿失会聚XH时考虑涡流损耗效应状态的示意图。
在这种情况下,如图24所示,G电子束(中心电子束)在X方向两远端应偏离到R/B电子束外边。可是,实际上,如图25所示,G电子束却偏离到R/B电子束右边。此外,在左方向上的G电子束的偏离量大于在右方向上G电子束的偏离量。其原因如后面所述。
图26是表示锯齿电流流过水平偏转线圈的示意图;和
图27是表示因涡流电流流过补偿磁片产生的磁场的示意图。
如图26所示的锯齿电流流过水平偏转线圈102。锯齿电流有重复周期T,由在图象中从左至右扫描电子束的扫描期间ts和使电子束返回左边的返回跟踪期间ts组合而成。
由水平偏转频率确定重复期间T。在高清晰度显示器中,选择较高的水平偏转频率。由于电子束被迅速地返回到图象的左边,所以重复跟踪期间tr的值是扫描期间ts的1/5,即扫描频率是重复跟踪频率的5倍。
因此,在重复跟踪期间tr时,在补偿磁片106中产生涡流。在重复跟踪期间tr时产生的涡流的值大于在扫描期间ts的涡流值,导致在开始时因涡流产生的如图27所示的磁场φe。
由涡流产生的磁场φe重叠在水平偏转磁场上,导致由补偿磁片106产生的失会聚补偿作用被减弱。
特别是,靠近偏转系统端部的枕形偏转磁场比靠近其中间部分的水平偏转磁场更强。因此,在图象左边的G电子束偏向右边。
因此,为了避免G电子束偏向右边,有效的方法是消除由补偿磁片106产生的涡流。另外,需用不同的方法来消除失会聚XH。
为了消除涡流的影响,有效的方法是采用在使用频带中具有小涡流的磁片。例如,可在上述偏转磁轭中使用Mg-Zn铁氧体。但是,Mg-Zn铁氧体有机械强度较差的缺点。因此,必须使其厚度厚于坡莫合金和硅钢的厚度,导致形状的局限性。此外,Mg-Zn铁氧体的补偿磁片成本较昂贵。
作为另一个方法,采用会聚系统来补偿失会聚,其中,把模拟或数字补偿电流加在会聚系统上。但是,由于采用偏转系统和补偿电路,所以这种方法存在高成本的缺点。因此,在普通应用的偏转系统中不能采用这种方法。
下面,说明现有技术中VCR变窄补偿的实例。
在CRT电子枪侧设置的绝缘体上按下述方式设置一对分别带有E形磁芯的多极线圈,其中各E形磁芯有围绕其绕制线圈的多个腿,即在垂直于电子枪排列方向的方向上互相对置多极线圈。多极线圈对的线圈串联连接,它们与垂直偏转线圈连接,使垂直偏转电流流经多极线圈,以便进行VCR补偿(会差补偿)。
图28是垂直于图14剖面的局部剖面图,展示在CRT上装配的偏转系统;和
图29是表示图28的俯视图。
参照图28,偏转系统207一般包括:隔离器201;在隔离器201的内表面设置的一对鞍形水平偏转线圈202;在隔离器201的外表面设置的一对鞍形垂直偏转线圈203和覆盖上述水平和垂直偏转线圈202、203的偏转磁轭204。
如图28所示,隔离器201有从CRT208的管颈208N至其锥体前部208F延伸变宽的圆锥形。隔离器201包括:在其远端用于容纳水平偏转线圈202的后侧弯曲部分的圆柱形后部201R;从圆柱形后部201R伸出的固定部分201P和在锥体前部208F侧用于容纳水平偏转线圈202的前侧弯曲部分的圆柱形前部201F。偏转系统207装在锥体前部208F和管颈208N之间,使用箍205和固定部件201P将其固定在CRT208上。从在管颈208N中设置的电子枪209发射的R、G、B电子束由偏转系统207偏转。
再有,如图29所示,在隔离器201圆柱形后部201R的背表面201RP上靠近管颈208N的位置设置多极线圈(VCR补偿线圈)206、206’,管颈插在它们之间,以便补偿失会聚VCR。
各多极线圈206、206’包括E形磁芯211;分别缠绕在E形磁芯211腿部的线圈212a至212c(212d至212f)。
图30是表示在多极线圈的E形磁芯中使用的软磁片的平面图;和
图31是表示多极线圈的平面图。
如图30所示,由硅钢片或坡莫合金通过冲压形成具有E形的软磁片210。通过堆积多个软磁片210构成E形磁芯211。
如图31所示,多极线圈206(206’)由围绕E形磁芯211的腿部的绕组212a、212b、212c(212d、212e、212f)组成。
图32是表示偏转系统的底视图,用于解释多极线圈的工作,其中按照图象的上半部分进行电子束的偏转。
各个线圈212a至212f被如下电连接。当根据图象的上半部分进行电子束的偏转时,多极线圈206的E形磁芯211的磁极按S极(南极)、N极(北极)和S极(南极)的页序向下,多极线圈206’的E形磁芯211的磁极按N极(北极)、S极(南极)和N极(北极)的顺序向下。当垂直偏转磁场为零,在横向方向(水平)排列的由电子枪发射的R、G、B电子束位于多极线圈206、206’的E形磁芯211的两个中心磁极之间的位置。
当根据图象上半部分进行电子束偏转时,正方向的偏转电流流过垂直线圈203和多极线圈206、206’。
利用流过多极线圈206、206’的电流,在图示箭头216方向上中心磁极(N极)和两个端部磁极(S极)之间产生第一磁场,在图示箭头217方向上两个端部磁极(N极)和中心磁极(S极)之间产生第二磁场。
因此,根据上述磁场,电子束R、G、B如下运动。
R和B电子束分别靠近多极线圈206和206’的中心磁极位置。由多极线圈206的中心磁极(线圈212b)产生的第一磁场作用于R电子束,由多极线圈206’的中心磁极(线圈212e)产生的第二磁场作用于B电子束。因此,R电子束按图示箭头213方向向下运动,B电子束按图示箭头214方向也向下运动。
再有,在图示箭头方向218、219上两端磁极(N极:线圈212d、212f)和两端磁极(S极:线圈212a、212c)之间产生第三磁场。在线圈212b的中心N极和线圈212e的中心S极之间产生的磁场被用图示箭头218、219表示的第三磁场抵消。
因此,仅第三磁场作用于G电子束,以便G电子束在图示箭头215方向上向上运动。
如上所述,仅在水平方向上产生的磁场作用于R、G、B电子束。因此,R、G、B电子束在向上和向下方向上偏转。这就能够补偿失会聚VCR变窄。
依靠补偿VCR变窄,随着使G电子束位于三束电子束的中心位置,偏转量往往变小。因此,可能产生称为生长环的其它失会聚,其中在中心部分的偏转量不能抵消周边部分的偏转量,以致与R和B颜色直线相比,G颜色线变为弧线形状。叠置具有由垂直偏转期间调制的水平偏转期间的抛物线电流,能够补偿这种失会聚。
如上所述,在隔离器201圆柱形后部201R的背表面201RP上靠近管颈208N的位置设置多极线圈206、206’,它们之间插有管颈208N1RP。因此,一部分水平偏转磁场(磁通)分布在各E形磁芯211上,结果在各E形磁芯211中产生涡流。
通过使图26所示的锯齿电流流过水平偏转线圈202,产生水平偏转磁场。
由水平偏转频率确定重复期间T。在高清晰度显示器中,选择较高的水平偏转频率。由于电子束被迅速地返回到图象的左边,所以重复跟踪期间tr的值是扫描期间ts的1/5,即扫描频率是重复跟踪频率的5倍。因此,E形磁芯211中产生的涡流值在开始和重复跟踪期间tr结束时变得最大,在图形中心随着该电流变为零而逐渐下降。然后,在图象右边随着该电流变为最大而逐渐增加。
图33是表示由E形磁芯的涡流产生的磁场的示意图。
其中,当电子束从左边偏转到图象的中心时,由在E形磁芯211引起的涡流产生图33所示箭头方向上的磁场φE。磁场φE重叠在同一方向上由水平偏转线圈202产生的水平偏转磁场上。因此,由于其呈靠近图象端部的位置,因而水平偏转磁场在后部具有比前部较强的枕形分布。具体地说,与其它部分相比,在图象的左边(电子束扫描的开始位置)这种倾向更强。
因此,当补偿在X方向上图象的各端产生的垂直R线与垂直B线的偏离(失会聚XH)时,如图25所示,垂直G线在图象的各端偏离垂直R/B线。此外,在图象左边的偏转量大于其右边的偏转量,导致失会聚补偿质量的下降。除了E形磁芯之外,这种现象也出现在其它类型的磁芯中。
因此,本发明的一般目的在于提供可消除上述缺陷的偏转系统和偏转磁轭。
本发明的特定目的在于提供用于偏转由CRT(阴极射线管)的电子枪发射的电子束的偏转系统,偏转系统装在CRT上,位于CRT的具有较小直径的管颈与具有较大直径的锥体之间的部分,偏转系统包括:用于在CRT的水平方向上偏转电子束的水平偏转线圈;用于在CRT的垂直方向上偏转电子束的垂直偏转线圈;和偏转磁轭,在锥体侧的一个端部上有具有较大直径部分的圆锥形状,在管颈侧的另一端部有具有较小直径部分的圆锥形状,以便使偏转磁轭覆盖水平和垂直偏转线圈,偏转磁轭由加热固化的模压磁性材料制成,模压磁性材料包括包含树脂的粘合剂和用表面处理剂处理的磁性粉末,该表面处理剂包括有作为结构单元的氨基醌基团的化合物,氨基醌基团可从用公式(1)和(2)表示的一组氨基醌基团中选择
其中
Y:氢原子,具有选自直链、环链和支链中的至少一种的C1~C6烷基、芳烷基、苯基,
Z1:C2~C16亚烷基,亚苯基,亚芳烷基,烷芳烯基,-(CH2CH2-O)n-CH2-CH2(n:整数1-50),和
Z2:具有选自直链和支链中的至少一种的C1~C6亚烷基。
本发明的另一个和更具体的目的在于提供偏转磁轭,用于对由CRT(阴极射线管)电子枪发射的电子束进行偏转的偏转系统中,偏转磁轭装在CRT的管颈和锥体之间的部分上,其中偏转磁轭在锥体侧的一个端部上有具有较大直径部分的圆锥形状,在管颈侧的另一端部有具有较小直径部分的圆锥形状,以便使偏转磁轭覆盖水平和垂直偏转线圈,偏转磁轭由加热固化的模压磁性材料制成,模压磁性材料包括包含树脂的粘合剂和用表面处理剂处理的磁性粉末,该表面处理剂包括有作为结构单元的氨基醌基团的化合物,氨基醌基团可从用公式(1)和(2)表示的一组氨基醌基团中选择。
本发明的其它和更具体的目的在于提供装在彩色CRT(阴极射线管)上的偏转系统,用于偏转由在彩色CRT中一字排列的多个电子枪发射的电子束,偏转系统配有用于补偿在CRT的显示屏上产生的失会聚的补偿磁片,其中通过加热固化由模压磁性制品构成补偿磁片,模压磁性材料包括包含树脂的粘合剂和用表面处理剂处理的磁性粉末,该表面处理剂包括有作为结构单元的氨基醌基团的化合物,氨基醌基团可从用公式(1)和(2)表示的一组氨基醌基团中选择。
本发明的其它和更具体的目的在于提供用于偏转系统的偏转磁轭,该偏转系统装在彩色CRT(阴极射线管)上用于偏转由在彩色CRT中一字排列的多个电子枪发射的电子束,偏转磁轭配有在其上缠绕线圈的磁芯,用于补偿在CRT的显示屏上产生的失会聚,其中通过加热固化由模压磁性制品构成磁芯,模压磁性材料包括包含树脂的粘合剂和用表面处理剂处理的磁性粉末,该表面处理剂包括有作为结构单元的氨基醌基团的化合物,氨基醌基团可从用公式(1)和(2)表示的一组氨基醌基团中选择。通过下面的详细论述,使本发明的其它目的和特性会更明确。
图1是装有偏转系统的CRT的透视图;
图2是表示用于偏转磁轭的金属模具的剖面图;
图3是表示图2所示金属模具的金属凹模的平面图;
图4是用于偏转磁轭的模压制品的透视图;
图5表示沿图4所示的A-A线剖切的剖面图;
图6是烧结前模压制品的剖面图;
图7是烧结后模压制品的剖面图;
图8是烧结托架的透视图;
图9是表示沿图8所示的B-B线剖切的剖面图;
图10示出在烧结托架中由托架截面定义的开口边缘的测量形状;
图11(A)表示在小直径附近沿横切管轴的方向的偏转磁轭的测量截面;
图11(B)表示在图6中的烧结之后在图示位置B附近沿横切于管轴的方向的偏转磁轭的测量截面;
图11(C)表示在图7中的烧结之后在图示位置C附近沿横切于管轴的方向的偏转磁轭的测量截面;
图12是解释失会聚XH和YH的示意图;
图13是解释VCR变窄的示意图;
图14是表示装在CRT上的偏转系统的局部剖面图;
图15是图14的右视图;
图16是表示非对称水平磁场实例的示意图;
图17是表示非对称水平磁场另一实例的示意图;
图18是表示按照图16所示的非对称水平磁场的失会聚XH实例的示意图;
图19是表示按照图17所示的非对称水平磁场的失会聚XH另一实例的示意图;
图20是表示补偿磁片的平面图;
图21是表示补偿失会聚XH状态的示意图;
图22是表示图16中由水平偏转磁场分布引起的R、G、B失会聚的示意图;
图23是表示当补偿磁片靠近B电子束设置时水平磁场分布的示意图;
图24是表示用补偿磁片补偿失会聚XH时忽略涡流损耗效应状态的示意图;
图25是表示用补偿磁片补偿失会聚XH时考虑涡流损耗效应状态的示意图;
图26是表示流过水平偏转线圈的锯齿电流的示意图;
图27是表示因涡流流过补偿磁片产生的磁场的示意图;
图28是垂直于图14截面的局部剖面图,表示装在CRT上的偏转系统;
图29是图28的右视图;
图30是表示在多极线圈的E形磁芯中使用的软磁片的平面图;
图31是多极线圈的平面图;
图32是偏转系统的示意性后视图,用于解释多极线圈的工作,其中按照图象的上半部分进行电子束的偏转;
图33是表示由E形磁芯的涡流产生的磁场的示意图;
图34是表示本发明的偏转系统的局部侧剖面图;
图35是鞍形偏转线圈的透视图;
图36是本发明偏转系统的分解图;
图37是沿图34中C-C线剖切的剖面图,说明当在偏转系统中未设置偏转磁轭时水平偏转线圈的水平偏转磁场分布;
图38是沿图34中C-C线剖切的剖面图,说明当在偏转系统中设置偏转磁轭时水平偏转线圈的水平偏转磁场分布;
图39(a)和39(b)是表示由本发明的AQ粘结磁性材料制成的环的透视图;
图40是表示AQ粘结磁性材料的磁芯损耗特性的曲线图;
图41是表示AQ粘结磁性材料的测试位置的侧视图;
图42是表示按照从试验片1-5中选出的实例测试的内径和外径的曲线图;
图43是表示普通圆锥形偏转磁轭的典型结构的剖面图;
图44是表示本发明圆锥形偏转磁轭的典型结构和尺寸的剖面图;
图45是表示本发明的另一对偏转磁轭之一的透视图;
图46是表示在其上装有图45所示的偏转磁轭的偏转系统的剖面图;
图47是表示拆除偏转磁轭情况下靠近CRT的偏转系统(偏转系统组件)的管颈处的剖面图;
图48是表示本发明在其装配图47所示偏转系统组件的内表面上有凸状部分的一个偏转磁轭的透视图;
图49是表示本发明的带有图48所示偏转磁轭的偏转系统的剖面图;
图50是表示在其上装有另一对偏转磁轭的图47所示的偏转系统的剖面图;
图51是表示本发明的在其内表面上带有凹状部分的另外一对偏转磁轭的透视图;
图52是表示具有矩形锥体的彩色CRT的透视图;
图53是表示图52所示的矩形锥体截面的放大图;
图54是表示相对于在圆形锥和矩形锥之间的参考表面Rf进行形状比较的图;
图55是用于图52所示的一字形电子枪系统(RIS)的CRT中的偏转磁轭的透视图;
图56是本发明的另一实施例的偏转磁轭的透视图;
图57是本发明的另一实施例的偏转磁轭的透视图;
图58是本发明第四实施例的偏转系统的后视图;
图59是表示用于图58所示的偏转系统中的补偿磁片的平面图;
图60是表示在其上缠绕线圈的图59所示的补偿磁片的平面图;
图61是表示在作为比较例的偏转系统中使用的补偿磁片的平面图;
图62是表示本发明第五实施例的偏转系统的后视图;和
图63是在本发明的偏转系统中使用的E形磁芯的平面图。
下面,参照附图说明偏转系统和偏转磁轭的实施例。
首先,说明用于偏转磁轭的粘接磁性材料的磁性粉末的处理方法。
作为表面处理剂,预备至少包括一种用公式(1)和(2)表示的作为结构单元的氨基醌基团化合物。然后,把磁性粉末与表面处理剂一起进行处理。
在公式(1)中,
Y:氢原子,具有选自直链、环链和支链中的至少一种的C1~C6烷基、芳烷基、苯基,
Z1:C2~Cl6亚烷基,亚苯基,亚芳烷基,烷芳烯基(alkarilene group),-(CH2CH2-O)n-CH2-CH2(n:整数1-50)。
在公式(2)中,
Z2:是具有选自直链和支链中的至少一种的C1~C6亚烷基。
具体地说,表面处理剂最好是聚合物,例如由二醇与包含用公式(1)和(2)表示的氨基醌基团的异氰酸酯反应而获得的聚氨酯。
对于100wt%的磁性粉末来说,包含氨基醌基团的化合物的重量比不超过10wt%。化合物的重量比在0.1wt%至10wt%较好,在0.1wt%至5wt%更好。
无论用公式(1)或(2)表示的氨基醌基团或它们两者都可以包含在化合物中。在包含氨基醌基团的化合物中,作为单体的氨基醌基团的重量比不少于50wt%较好,最好不少于40wt%。
为了上述目的,增加作为单体的氨基醌基团的重量比是有效的,但是,其过大的重量比会导致难以进行单体聚合。因此,氨基醌基团重量比的上限最大为50wt%。
在本发明中,作为单体的氨基醌基团的重量比为5~40wt%较好。
通过在溶剂中溶解包含氨基醌的化合物,获得可调的用于磁性粉末的表面处理剂。
将羟基引入到用公式(1)和(2)表示的氨基醌基团的两远端获得二醇单体,使二醇单体达到二醇的其它种类和二乙氰酸酯,于是可调整地获得聚氨酯。
作为上述另一种二醇,可使用丁烷二醇、己二酸丁二醇酯、己内酯、聚酯、聚醚、乙二醇、聚己酸内酯、聚酯酰胺、聚链烷二醇、聚丁烷二醇和聚缩醛。
作为二异氰酸酯,可使用亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯。
如上所述,把上述聚氨酯聚合物溶解于溶剂比如环己醇中来获得用于磁性粉末的表面处理剂。
更具体地说,作为氨基醌(AQ)单体,使用包括选自公式(3)表示的二醇单体(AQ-01)和公式(4)表示的另一二醇单体(AQ-02)中的至少一种的作为结构单元的化合物。
如下构成表面处理剂。
首先,使上述化合物与分子量为500至5000的多种二醇和二乙氰酸酯进行反应,制成分子量为5000至50000的聚氨酯聚合物。然后,调整表面处理剂的溶液浓度,对于100wt%的磁性粉末,使聚氨酯的重量比变为0.1~10.0wt%,从而产生表面处理剂。
把250g的表面处理剂分散在1kg的磁性粉末中。然后,使其中的溶剂蒸发。因此,完成磁性粉末的表面处理。
再有,把上述磁性粉末与热固性树脂例如环氧树脂混合,产生具有预定颗粒直径的颗粒状粉末。使用金属模具模压颗粒状粉末,产生加热后具有预定形状的粘结磁性材料。
其中,该粘结磁性材料不必象通常的铁氧体材料那样进行烧结,但需在相对较低的温度下加热1~2小时。
结果,可以发现,用包含氨基醌基团的表面处理剂处理的粘结磁性材料的电阻率值,比未用表面处理剂处理的粘结磁性材料的电阻率值高6~2600倍。
再有,可以发现,用包含氨基醌基团的表面处理剂处理的粘结磁性材料的电阻率值,比用未包含氨基醌基团的表面处理剂处理的粘结磁性材料的电阻率值高3~1300倍。
换句话说,具有进行上述表面处理的粘结磁性材料有108~109[μΩ·cm]的较高的电阻率值。它克服了有10~100[μΩ·cm]的较低电阻率值的软磁性粉末的不足。结果,即使在高频区域,也能够获得全部软磁性粉末固有的良好磁特性的优点。
再有,为了增加粘结磁性材料的电阻率值和提高其机械强度,有效的办法是在用包含氨基醌基团的化合物的表面处理剂进行表面处理前用硅烷偶合剂表面处理磁性粉末。此后,可以用硅烷偶合剂再进行表面处理。作为替代,可以使用在其中整体地掺有0.1~6%的硅烷偶合剂的表面处理剂。
因此,由于氨基醌基团和硅烷偶合剂的相互作用,所以能够均匀地把表面处理剂涂敷在磁性粉末粒子的表面,从而进一步按大于10倍地增加粘结磁性材料的阻率值。
再有,作为用于粘结磁性材料模压的粘合剂,可采用包含硅烷偶合剂的聚合物树脂。
当使用硅烷偶合剂时,由于磁性粉末和聚合物树脂之间偶合力的改善,所以能够提高粘结磁性材料的机械强度。
下面,说明偏转系统和偏转磁轭的实施例。
图34是本发明偏转系统的局部剖切的侧面图;
图35是鞍形偏转线圈的透视图;
图36是本发明偏转系统的分解图;
一般来说,高清晰度显示器的偏转系统配有一对鞍形偏转线圈23。各鞍形偏转线圈23有:大致平行于彩色CRT轴(未示出)的中间部分23a、23b;较小直径部分23c和较大直径部分23d,各自以90°角度横切彩色CRT轴;和被中间部分23a、23b、较小直径部分23c和较大直径部分23d包围限定的窗口23w。
再有,如图36所示,偏转系统包括一对水平偏转线圈23h和一对垂直偏转线圈23v,各自构成鞍形偏转线圈23。水平偏转线圈23h装在隔离器24的内侧,垂直偏转线圈23v装在隔离器24的外侧。再有,由一对偏转磁轭25、25覆盖垂直偏转线圈23v,形成如图34所示的鞍-鞍形偏转系统30。
在鞍-鞍形偏转系统30中,各线圈23h、23v中间部分23a、23b的电感值由于其结构特征受偏转磁轭25的影响较大,但是,较小直径部分23c和较大直径部分23d的电感值就不受那样大的影响。
图37是沿图34中C-C线剖切的剖面图,说明当在偏转系统中未设置偏转磁轭时水平偏转线圈的水平偏转磁场分布;
图38是沿图34中C-C线剖切的剖面图,说明当在偏转系统中设置偏转磁轭时水平偏转线圈的水平偏转磁场分布;
如图37和图38所示,在图34所示的偏转系统30中,因偏转磁轭25的存在,使偏转线圈的偏转磁场分布受到极大影响。
如图37所示,当在偏转系统30内流过的磁通量为φ,偏转系统内部的磁场为H时,则1/2φ+1/2φ的磁通量从偏转系统漏出,流到偏转系统30的外部。
如图38所示,当把偏转磁轭25设置在偏转系统30中时,上述1/2φ+1/2φ的磁通量流过偏转磁轭25,在偏转系统30内产生较大的偏转磁场H。该偏转磁场有助于电子束的偏转。
正如上面看到的那样,偏转电子束所需电流,即偏转磁场强度受偏转磁轭25本身的影响比受偏转磁轭25电感的影响大。
因此,在偏转系统中偏转磁场分布的对称性受尺寸变化的影响较大,例如偏转磁轭25的内径和厚度变化,和例如在偏转磁轭25中磁导率分布的变化。
对于偏转磁轭25的磁导率来说,可以大于预定值,但是,在磁芯中的均匀分布比其数值更重要。
就磁芯损耗而言,磁芯损耗越少,磁特性就越好。但是,因偏转线圈23产生的热量大于因磁芯损耗产生的热量。因此,因磁芯损耗产生的热量分布相对于其总量是比较小的。当用Ni-Zn铁氧体磁芯代替Mn-Zn铁氧体磁芯时,Mn-Zn铁氧体磁芯的磁芯损耗比Ni-Zn铁氧体磁芯的磁芯损耗大2倍。但是,偏转系统的峰值温度仅升高15%。因此,就磁芯损耗而言,它十分小,或与通常使用的Mn-Zn铁氧体磁芯的磁芯损耗相同。
图39(a)和39(b)是表示由本发明的AQ粘结磁性材料制成的环的透视图。
为了评价粘结磁性材料的磁特性,制成多个图39(a)所示的环形磁芯并作如下测试。
其中,采用平均粒径为70μm的还原铁粉末作为磁性粉末。
把还原铁粉末进行如下预处理:
还原铁粉末: 1kg
表面处理剂: 40g
(包含30%的AQ单体聚氨酯)
接着,把20g的环氧树脂(包含固化剂)加到1kg的预处理还原铁粉末中,使其混合扩散,产生平均粒径为74μm粒状粉末。
把粒状粉末用金属模具模压,通过在160℃温度下加热1小时来固化模压磁性制品。结果,如图39(a)所示,获得AQ粘结磁性材料的多个试验片(外径:23mm,内径:20mm,高度:7.5mm)。
在图39(b)中,参考序号22表示带有线圈的AQ粘结磁性材料20的试验片,其中13磁体导线的标示(ritz)线(各自为φ0.1mm,2UEW(漆包线))缠绕AQ粘结磁性材料20十匝。
如图40所示,在1-100kHz的频率范围内测试试验片22的磁芯损耗。
表1-1和表1-2表示在预定位置上试验片22的尺寸。
表1-1 φd(mm) φD(mm)No a b c a b c 1 19.96 19.9619.9722.96 22.9722.97 2 19.96 19.9619.9722.96 22.9622.97 3 19.96 19.9619.9722.96 22.9722.97 4 19.96 19.9619.9722.96 22.9622.96 5 19.96 19.9619.9722.96 22.9722.97表1-2 h(mm) No. 0° 90° 180° 270° 17.517.51 7.51 7.51 27.517.52 7.51 7.51 37.517.51 7.51 7.51 47.517.51 7.51 7.51 57.517.51 7.51 7.51
图41是表示AQ粘结磁性材料的测试位置的侧视图.
在表1-1中,如图41所示,参考序号a、b、c表示距AQ粘结磁性材料20的端部(参照面)1mm、3.5mm、7mm的位置,参考序号φd、φD分别表示AQ粘结磁性材料20的内径和外径。在上述每个位置上表示了试验片1-5的内径和外径。
在表1-2中,符号h表示AQ粘结磁性材料20的高度。按90°间隔表示各试验片1-5的高度h。
图42是表示根据选自试验片1-5的实例测试的内径和外径的曲线图。
如表1-1、1-2和图42所示,AQ粘结磁性材料20在各部分上有较小的尺寸变形,并有精确的圆柱形状。
顺便说明一下,模压粉末的密度为6.95[g/cm3],其磁导率为72。
图40是表示AQ粘结磁性材料的磁芯损耗特性的曲线图。
如图40所示,粘结磁性材料20的特性与广泛用于偏转磁轭的Mn-Zn铁氧体的特性不相上下。因此,由于在高清晰度显示器CRT中使用的水平扫描频率主要在24~100kHz范围内,所以显然可以把粘结磁性材料20作为用于高清晰度显示器CRT的偏转磁轭。
在本实施例中,使用了还原铁粉末,但是,还可以使用其它软磁材料,例如Fe-Al合金、Fe-Si-Al合金、Ni-Fe合金、Fe-Si合金和软磁材料的组合体。
磁性粉末的平均粒径不限于70μm,但实际上应按满足需要的磁特性例如在使用的频率范围中的磁芯损耗特性、磁饱和和磁导率进行最佳选择。
再有,本发明的偏转磁轭不仅用于鞍形偏转系统,而且还可用于半喇叭形偏转系统和喇叭形偏转系统。
如上所述,本发明的偏转磁轭具有比较小的磁芯损耗,并且由于表面处理过的磁性粉末与用作粘接剂的环氧树脂之间的较强粘接力,即使当在偏转磁轭中的环氧树脂的重量比较小,也具有良好的机械强度。
因此,能够增加偏转磁轭中磁性粉末的填充率,从而减小因固化引起的收缩百分率。因此,偏转磁轭在每个部分保持较小的磁导率的变化,具有精确的尺寸,在不附加切割和研磨处理的情况下,可实现偏转系统中稳定的磁场分布。
结果,按照本发明,能够提供在现有技术中不能实现的具有多种形状的偏转磁轭。
下面,参照附图说明偏转磁轭的实施例。
(第一实施例)
图43是表示普通圆锥形偏转磁轭的典型结构的剖面图;
图44是表示本发明圆锥形偏转磁轭的典型结构和尺寸的剖面图。
如图43所示,普通圆锥形偏转磁轭的典型结构一般由较小直径部分的远端的内径φd1和外径φD1、较大直径部分的远端的内径φd2和外径φD2及偏转磁轭的高度H来确定。再有,把长度为h的圆柱部分C1限定在外径φD2的远端,以便偏转磁轭的高度方向(纵轴方向)与中心轴(未示出)平行。圆锥部分的厚度t由沿圆锥部分的延长线和圆柱部分C1限定的角度θ来确定,其中参考序号φdH表示在圆锥部分延长线和圆柱部分C1的延长线的相交点A的内径。
在现有技术中,确定角度θ,使圆锥部分的厚度均匀。
因此,当使水平和垂直电流流过偏转线圈进行偏转工作时,穿过偏转磁轭的最大磁通密度随着磁通从较小直径部分靠近较大直径部分而减小。
再有,在偏转磁轭任意高度的圆周方向上的磁场强度是相互不同的。
表2 鞍-鞍形 半喇叭形测量高度 位置 最大磁通 密度比较 最大磁通 密度比较 *1 80mT 1 151mT 1 *2 72 0.9 129 0.85 *3 65 0.81 101 0.67 *4 57 0.71 90 0.60*1:在较小直径部分的远端*2:靠近较小直径部分的位置*3:靠近较大直径部分的位置*4:在较大直径部分的远端表2表示在偏转磁轭的高度h方向上中心位置的最大磁通密度。
如表2所示,在鞍-鞍形偏转系统中,靠近较大直径部分位置上的最大磁通密度降至较小直径部分远端最大磁通密度的80%,在水平和垂直的偏转线圈按喇叭形直接缠绕在偏转磁轭上的半喇叭形偏转系统中,靠近较大直径部分位置上的最大磁通密度降至不足较小直径部分远端最大磁通密度的70%。
在本实施例中,通过采用上述磁性粉末处理技术,用仅在较低的温度比如160℃的温度下固化制成具有任意结构的磁性粉末模压磁性材料,制作偏转磁轭。因此,可制作这样的偏转磁轭,即在制作过程中尺寸较小变化的情况下,其厚度在从较小直径部分至较大直径部分的高度方向上逐渐变小。因此,通过控制偏转磁轭的厚度t能够使穿过偏转磁轭的磁通密度均匀。
图44是表示本发明圆锥形偏转磁轭的典型结构和尺寸的剖面图。
具体地说,如图44所示,在鞍-鞍形偏转系统31中,把靠近较大直径部分远端位置与靠近较小直径部分远端位置的厚度t之比率设为80%,在半喇叭形偏转系统中,把靠近较大直径部分远端位置与靠近较小直径部分远端位置的厚度t的比率设为70%。
图45是表示本发明的另一对偏转磁轭之一的透视图。
图46是表示在其上装有图45所示的偏转磁轭的偏转系统的剖面图。
如图45所示,在本实施例中,偏转磁轭32在较小直径部分的圆锥表面上相对于CRT显示器表面而言的一对对角线Ld的位置处有按下述方式设置的四个凸部32t,即每个凸部32t从偏转磁轭32的较小直径部分向较大直径部分逐渐减小。因此,偏转磁轭32中的磁通密度在偏转磁轭的任何部分基本保持恒定。在本实施例中,在到达较大直径部分前,把各凸部32t的高度设置为零。
在图45中,表示了在偏转磁轭32的对角线Ld和水平轴Ah之间定义的角度α1至α4。在高宽比为4∶3的CRT中,各角度α1至α4被设置为37°,在高宽比为16∶9的CRT中,各角度α1至α4被设置为30°。在图46中,示出在装有图45所示偏转磁轭32的偏转系统33靠近偏转磁轭32的较小直径部分的位置上的截面。
按照图44和图45所示的偏转系统31、32,在从较小直径部分至较大直径部分的高度方向(CRT的纵轴方向)和偏转磁轭截面中的任何位置上,工作时该系统能够使偏转磁轭中的磁通密度均匀。
此外,该系统能够有效地降低磁性粉末的使用量、偏转磁轭的重量、偏转功率和偏转磁轭温度的升高。
图47是拆除偏转磁轭情况下靠近CRT偏转系统(偏转系统组件)的管颈处的剖面图。
图48是本发明在内表面上有凸状部分的一个偏转磁轭的透视图,图47所示的偏转系统组件装配于该内表面上。
下面,说明进一步改善偏转磁轭的实例。
如图47所示,偏转系统组件包括:隔离器24;一对垂直偏转线圈23v、23v,在它们之间限定窗口23Vw、23Vw和一对水平偏转线圈23h、23h,在它们之间限定窗口23hw、23hw。垂直偏转线圈23v、23v设置在隔离器24外表面上,水平偏转线圈23h、23h设置在隔离器24内表面上。在图47中,参考序号24Vs、24Vs表示把垂直偏转线圈23h、23h置于隔离器24的预定位置上的凸出部分。
图49是表示本发明带有图48所示偏转磁轭的偏转系统的剖面图。
在图49所示的偏转系统中,装有图48所示的偏转磁轭34。偏转磁轭34有在偏转磁轭34的内表面上沿中心线(未示出)从较小直径部分至较大直径部分的凸缘34’。如图49所示,当一对偏转磁轭34、34装在偏转系统35上时,凸缘34’、34’处于垂直偏转线圈23v、23v的窗口23Vw、23Vw的位置,并限定偏转磁轭34、34和垂直线圈23v、23v之间的间隙35g、35g。
图50是其上装有另一对偏转磁轭的图47所示偏转系统的剖面图;
如图50所示,偏转磁轭36在其内表面上设置有凸缘36’、36’和36″、36″,该偏转磁轭36装在带有隔离器37、垂直偏转线圈23v、23v和水平偏转线圈23h、23h的另一偏转线圈组件上。凸缘36’、36’同样位于窗口23Vw、23Vw位置,凸缘36″、36″固定在对应于图47所示的凸出部分24Vs、24Vs位置的隔离器24Vs’、24Vs’上。再有,偏转磁轭36为椭圆形状,以消除图48所示的间隙35g、35g。
图51是表示本发明另外一对偏转磁轭的一个磁芯的透视图。
如图51所示,可把凹部39设置在一对偏转磁轭40的一个内表面的某一位置上。
按照在其内表面上设置凸出部分34’、36’和36”及凹部39的偏转磁轭的上述实施例,能够增强或削弱相应部分的磁场强度。这一结果使仅靠改变偏转线圈23线圈分布不能实现的局部补偿水平和垂直磁场分布变为可能。
因此,通过采用绕组线圈分布和偏转磁轭的形状的补偿组合及凸出部分34’、36’和36”及凹部39的组合,能够有效地获得期望的磁场分布,在不增加生产成本的情况下,获得具有很小颜色变化和失真的良好偏转系统。
再有,通过在未绕线的位置上设置凸出部分34’、36’作为垂直偏转线圈23v的窗口23Vw,由于在对应的位置上减小了内径,所以能够提高偏转灵敏度。
此外,由于在其上下方向上的内直径变短的偏转磁轭的椭圆形状,可把偏转磁轭的内表面尽量靠近垂直偏转线圈23v、23v,所以能够降低水平偏转功率。
[第二实施例]
下面,说明本发明第二实施例的具有矩形锥体形状的偏转磁轭。
图52是表示具有矩形锥体的彩色CRT的透视图。
如图52所示,展示一种具有矩形锥体部分41的彩色CRT44,其作为RIS(矩形锥体,一字形电子枪系统)型彩色CRT,其中矩形锥体部分41在较大直径侧(彩色CRT的显示表面侧)上有与彩色CRT的显示表面43类似的矩形形状和在较小直径侧(管颈42侧)有大致圆形的形状。
图53是图52所示矩形锥体部分41的放大图。
图54是表示在圆形锥和矩形锥之间相对于参考表面Rf进行形状比较的图。
如图54所示,圆锥具有在图53所示的参考表面Rf用点划线表示的半径为Rh的圆形45。另一方面,矩形锥体具有在图中用实线表示的沿水平方向为长边的矩形形状46,其中,参考序号47表示矩形形状的半径为Rv的内切圆,其顶部和底部分别与水平方向上的长边接触。再有,Rv∶Rh的比率大致确定为后者的长度与显示器表面43的纵向长度之比。
由于彩色CRT的矩形锥体部分41有这样的矩形锥体形状,所以使用的偏转系统具有在较大直径部分上为矩形锥体和在较小直径部分上为圆锥的这样的矩形锥体。因此,使用的偏转磁轭也有与偏转系统相同的形状。
图55是在图52所示的RIS型CRT中使用的偏转磁轭的透视图。
如图55所示,偏转磁轭49的形状在较大直径部分被制成矩形锥体。根据高宽比、电子束偏转角、管颈直径和所需的磁场分布,其较小直径部分的形状可从圆形、椭圆形和矩形中任意选择。在图55中,参考序号48表示偏转磁轭49的分隔线。
在现有技术的铁氧体磁芯中,在烧结时经常出现裂纹。因此,不可能以低成本大量生产具有矩形锥体的成型的偏转磁轭。
但是,按照本发明,就能够以低成本大量生产偏转磁轭49。
在具有矩形锥体形状的偏转磁轭49中,在其上下方向上(图54)的尺寸与具有圆锥形状的偏转磁轭的尺寸比较,在高宽比为4∶3的情况下减小到75%,在高宽比为16∶9的情况下减小到56%。这意味着依据在上下方向上尺寸的减小,使水平偏转磁场的磁极距离减小。
由于所需的水平偏转功率与磁极距离呈正比,所以偏转磁轭49的功率与具有圆锥形状的偏转磁轭的功率比较,在高宽比为4∶3的情况下减小到75%,在高宽比为16∶9的情况下减小到56%。
再有,矩形锥体的对角线是圆锥对角线的1.2倍。因此,改善了因电子束碰撞圆锥造成的管颈暗影。因此,通过增加偏转线圈的长度能够降低偏转功率,或通过稍微增加偏转功率增大偏转角来减小深度方向上(或高度方向)CRT的尺寸。
[第三实施例]
图56是本发明另一实施例的偏转磁轭的透视图。
如图56所示,本实施例的偏转磁轭52在偏转磁轭52的内表面上有径向分布的沿管轴方向延伸的多个槽50和凸缘51,以便改善CRT中偏转灵敏度和磁场分布,达到更好的高清晰度显示。槽50用于缠绕偏转线圈。
图57是本发明另一实施例的偏转磁轭的透视图。
如图57所示,本实施例的偏转磁轭56在偏转磁轭56的内表面上有多个径向分布且沿管轴方向延伸的槽53。再有,成圆形地切过与槽53交替地形成的多个凸缘54以此限定多个切口55。
把具有这样复杂形状的偏转磁轭52、56用于CRT的偏转磁轭,以实现更好的高清晰度显示。
在大于100kHz的较高水平偏转频率范围,在由在水平和垂直偏转线圈中的涡流损耗和集肤效应损耗引起的偏转系统的许多部分上,往往增加了异常热的产生。但是,这些偏转磁轭52、56可防止异常热的增加。
在现有技术的铁氧体偏转磁轭中,必须增加偏转磁轭的厚度,以防止因烧结引起的变形,不能获得精确的尺寸。
按照本发明,在不增加附加厚度的情况下,能够获得这种偏转磁轭。事实上能够大量生产具有如上所述的复杂形状的偏转磁轭。
具体地说,按照本发明的偏转磁轭52、56,能够使偏转磁轭52、56的内表面与CRT的圆锥部分41的距离最小,此外,在偏转磁轭52、56内磁通的磁路是畅通的,从而降低了偏转电流。这减小了在偏转磁轭52、56中产生的热。
如上所述,按照本发明,由于用包含有氨基醌基团作为结构单元的化合物的表面处理剂和树脂粘合剂表面处理过的磁性粉末的热固化模压磁性材料来获得偏转磁轭,因而偏转磁轭有精确的尺寸。因此,在不附加加工过程的情况下,能够生产多种偏转磁轭,从而降低了偏转磁轭的生产成本。此外,由于其很小的涡流损耗,所以偏转磁轭具有良好的磁特性。
[第四实施例]
图58是本发明第四实施例的偏转系统的后视图。
图59是展示在图58所示的偏转系统中使用的补偿磁片的平面图。
图60是展示在其上缠绕线圈的图59所示的补偿磁片的平面图。
图61是展示在作为比较例的偏转系统中使用的补偿磁片的平面图。
参照图14和图58,偏转系统308一般包括:隔离器301(101);在隔离器301的内表面上设置的一对鞍形水平偏转线圈302(102);在隔离器301的外表面上的一对鞍形水平偏转线圈303和覆盖上述水平和垂直偏转线圈的偏转磁轭304。
如图14所示,隔离器301(101)有朝向其锥体前部309F延伸并逐渐变宽的腔的圆锥形状。隔离器301包括:在其后部用于容纳水平偏转线圈302的后侧弯曲部分的圆柱形后部301R;从圆柱形后部301R后面伸出的连接部分301P;和在隔离器301的前部设置的用于容纳水平偏转线圈302的前侧弯曲部分的圆柱形前部301F。偏转系统308装在锥体前部309F和管颈309N之间的CRT上,使用箍305和固定部件301P将其固定于CRT309上。由偏转系统308偏转从在管颈309N中设置的电子枪310上发射的R、G、B电子束。
再有,如图58所示,在隔离器301圆柱形后部301R的背表面301RP上靠近管颈309N的位置处形成一对窄缝311,在它们之间插有管颈309N,窄缝311沿CRT309的X轴延长,以支撑补偿失会聚XH的一对第一补偿磁片320。再有,一对VCR补偿线圈307设置在背表面301RP上靠近管颈309N处,在补偿线圈307之间插有管颈309N,一对VCR补偿线圈307设置于CRT309的Y轴上。
此外,一对第二补偿磁片324设置在靠近管颈309N的位置上,它们之间插有管颈309N,一对第二补偿磁片324设置在Y轴上,以补偿失会聚YH。
下面,说明作为用于本发明的偏转系统的第四实施例的主要部分的补偿磁片320。
补偿磁片320由与本发明第一实施例中所述的相同粘结磁性材料构成。
如上所述,为了评价粘结磁性材料的磁特性,制成图59所示的多个补偿磁片320,并如下测试。
其中,平均粒径为70μm的还原铁粉末用作磁性粉末。
把还原铁粉末进行如下预处理:
还原铁粉末: 1kg
表面处理剂: 40g
(包含30wt%的AQ单体聚氨酯和处理剂溶液浓度为3wt%)
接着,把20g的环氧树脂(包含固化剂)加到预处理的1kg还原铁粉末中,使其混合分散,产生平均粒径为74μm粒状粉末。
把粒状粉末用金属模具模压,通过在160℃温度下加热1小时来固化模压磁性制品。
结果,可获得如图59所示的厚度为0.8mm的AQ粘结磁性材料的补偿磁片320。
如图60所示,绕各补偿磁片320,缠绕直径为0.3mm的2UEW(漆包线)的磁体导线321,按相等的间距形成长度为15mm的20匝线圈322。
通过测试线圈322的电感,计算补偿磁片320的有效磁导率μe。
相对于各自厚度为0.4mm的由坡莫合金制成的比较例1和由硅钢制成的比较例2,按与上述实施例相同的方式,也可评价其有效磁导率。
在表3中表示了这些结果。表3有效磁导率 (μe)*电阻值(纵向 方向)**G电子束的 变形实施例 8.5 1.8MΩ/100V ***无比较例1 7.4 0.7mΩ 约0.5mm比较例2 9.8 3.1mΩ 约0.3mm
*纵向方向上补偿磁片远端之间的电阻值。
**右方向上G电子束(绿色)的变形。
***左方向上G电子束(绿色)的变形。
如下获得有效磁导率μe。
μe=缠绕在补偿磁片上的线圈的电感/没有补偿磁片情况下线圈的电感
在表3中,表示了纵向方向上各试验片远端之间的电阻值,其中,通过在其之间外加100V电压来测试该值。
当使用由AQ粘结磁性材料、坡莫合金或硅钢制成的补偿磁片320补偿图22所示的失会聚XH时,G电子束对R/B电子束的偏离量和方向就如表3所示的实施例、比较例1和2。
在补偿磁片320的实施例中,把磁性粉末粒子均匀地涂敷在包含氨基醌基团的化合物的薄层上。
因此,如表3所示,实施例纵向方向上补偿磁片320的两端之间的电阻值是采用坡莫合金的补偿磁片323的比较例1的电阻值的109倍。
因此,在补偿磁片320中产生的涡流在高频区域明显降低,与使用补偿磁片323的情况比较,使G电子束对R/B电子束的右旋偏离几乎消失。此外,由于在图象两远端G电子束被同样地偏离到R/B电子束外边的相同范围,所以改善了失会聚的对称性。
因此,即使仍存在较轻的失会聚,也能够用许多补偿方法迅速地消除。因此,在补偿处理下,能够获得短时间内没有颜色失真的高质量的CRT偏转磁轭。再有,由于生产量增加,因而能够降低生产成本。
再有,包含以氨基醌基团作为结构单元的化合物的表面处理剂与例如用作粘合剂的环氧树脂有较强的粘接力,即使在使用少量粘合剂时也具有较高的机械强度和良好的撞击阻力。因此,在不产生裂缝和破碎的情况下,容易加工补偿磁片。结果,由于磁性粉末的高填充密度,所以能够减小补偿磁片的厚度和形状。
在由AQ粘结磁性材料制成的补偿磁片320中,磁性粉末的平均粒径越大,有效磁导率的值就越大。但是,相反地,涡流增加。因此,不能减小其厚度。这会带来机械强度的问题。当平均粒径约5μm时,消磁场增加,导致有效磁导率也下降。这会带来难以补偿失会聚。
因此,在补偿磁片320中使用的磁性粉末的平均粒径最好为10μm~200μm。
在本实施例中,作为在补偿磁片中使用的磁性粉末,采用了还原铁粉末,但是,还可以使用坡莫合金粉末(Ni-Fe合金)、硅铁或硅钢粉末(Fe-Si合金)、铁硅铝磁合金粉末(Fe-Si-Al合金)和高导磁合金粉末(Fe-Al合金)。根据要求,使用的磁性粉末可从上述材料中选择。
这些材料被称为软磁材料,在补偿磁片中使用的磁性材料,可从例如铁粉末或以铁为基体的磁性粉末的软磁材料中选择。
再有,AQ单体的浓度和作为粘合剂的热固化树脂和磁性粉末的混合比例并不限于这些实施例。当磁性粉末的混合比低于60wt%时,补偿磁片的有效磁导率就小到维持必要的补偿量。因此,磁性粉末的混合比最好在不低于60wt%至少于99.5wt%。
就使用的粘合剂来说,不论液态或固态,并不限于环氧树脂。就补偿磁片的形状而言,不限于实施例中的形状。可采用与这些实施例有同样性能和效力的形状。
在本实施例中,用于补偿失会聚XH的补偿磁片320和用于补偿失会聚YH的软磁片324都用AQ粘结磁性材料构成,但是,也可以仅使其中一个用AQ粘结磁性材料构成。具体地说,为了迅速补偿失会聚XH,用AQ粘结磁性材料构成补偿磁片较好。
[第五实施例]
图62是本发明第五实施例的偏转系统的后视图;
图63是在本发明的偏转系统中使用的E形磁芯的平面图。
图62中,本发明第五实施例的偏转系统470一般包括:隔离器401(对应于图28中的201);在隔离器401的内表面上设置的一对鞍形水平偏转线圈402(对应于图28中的202);在隔离器401的外表面上的一对鞍形垂直偏转线圈403和覆盖上述水平和垂直偏转线圈402、403的偏转磁轭404。
如图28所示,隔离器401(对应于图28中的201)有向其锥体前部408F(208F)延伸且逐渐变宽的腔的圆锥形状。隔离器401(201)包括在其远端上用于容纳水平偏转线圈402的背面弯曲部分的圆柱形后部401R;展宽至圆柱形后部401R的固定部分401P和在隔离器401(201)前部设置的用于容纳水平偏转线圈402的前部弯曲部分的圆柱形前部401F。偏转系统470装在锥体前部408F和管颈408N之间的CRT408(208)上,使用箍405和固定部件401P将其固定于CRT408上。由偏转系统470偏转从在管颈408N中设置的电子枪409发射的R、G、B电子束。
再有,如图62所示,在隔离器401(201)圆柱形后部401R的背表面401RP上靠近管颈408N的位置处设置多极线圈426、426’(VCR补偿线圈),在它们之间插有管颈408N,以便补偿失会聚VCR。
各多极线圈426、426’包括E形磁芯420;分别缠绕在E形磁芯420腿部上的线圈412a至412c(412d至412f)。
按与在补偿磁片320中所述的相同方式,用AQ粘结磁性材料制成如图63所示的厚度为2.0mm的E形磁芯420。
通过在1kHz频率下测试电感来计算E形磁芯420的有效磁导率μe。作为比较例,重叠厚度0.5mm的硅钢制成的四片软磁片来获得E形磁芯441,在同样的频率下按与上述相同的方式替换E形磁芯420并测试电感来计算有效磁导率μe 。
表4表示其结果。
表4有效磁导率 (μe)*电阻值(纵向 方向)**G电子束的 变形实施例 9.5 0.9MΩ/100V ***无比较例1 10.0 0.09mΩ 约0.7mm*纵向方向上E形磁芯端部之间的电阻值。**右方向上G电子束(绿色)的变形。***左方向上G电子束(绿色)的变形。
如下获得有效磁导率μe。
μe=缠绕在E形磁芯上的线圈的电感/没有E形磁芯情况下线圈的电感
在表4中,表示了纵向方向上各试验片端部之间的电阻值,其中,通过在其之间外加100V电压来测试其值。
当使用AQ粘结磁性材料的E形磁芯420或硅钢的E形磁芯211补偿如图25所示的失会聚XH时,G电子束相对于R/B电子束的偏离量和偏离方向如表4中的实施例和比较例所示。在E形磁芯420的实施例中,把磁性粉末粒子均匀地涂敷在包含氨基醌基团化合物的薄层上。
因此,如表4所示,实施例纵向方向上E形磁芯420的两端之间的电阻值是采用硅钢的E形磁芯211的比较例电阻值的109倍。
因此,在E形磁芯420中产生的涡流在高频区域明显降低,与使用硅钢片制成的E形磁芯的比较例相比,使G电子束对R/B电子束的右旋偏离几乎消失。
因此,即使仍存在轻微的失会聚,也能够用许多补偿方法迅速地消除。因此,在补偿处理下,能够获得短时间内没有颜色失真的高质量的CRT偏转磁轭。再有,由于生产量增加,所以能够降低生产成本。
再有,包含以氨基醌基团作为结构单元的化合物的表面处理剂与例如用作粘合剂的环氧树脂有较强的粘接力,即使在使用少量粘合剂时也具有较高的机械强度和良好的撞击阻力。因此,在不产生裂缝和破碎的情况下,容易加工E形磁芯。结果,由于磁性粉末的高填充密度,所以能够减小E形磁芯的厚度和形状。
在由AQ粘结磁性材料制成的E形磁芯420中,磁性粉末的平均粒径越大,有效磁导率的值就越大。但是,相反地,涡流增加。因此,不能减小其厚度。这会带来机械强度的问题。当平均粒径约5μm时,消磁场增加,导致有效磁导率也下降。这会带来难以补偿失会聚的问题。
因此,在E形磁芯420中使用的磁性粉末的平均粒径最好为10μm~200μm。
就有效磁导率来说,当有效磁导率大于8时就足以补偿失会聚。
在本实施例中,作为在E形磁芯420中使用的磁性粉末,采用了还原铁粉末,但是,还可以使用坡莫合金粉末(Ni-Fe合金)、硅铁或硅钢粉末(Fe-Si合金)、铁硅铝磁合金粉末(Fe-Si-Al合金)和高导磁合金粉末(Fe-Al合金)。根据要求,使用的磁性粉末可从上述材料中选择。
这些材料被称为软磁材料,在E形磁芯420中使用的磁性材料,可从例如铁粉末或以铁为基体的磁性粉末的软磁材料中选择。
再有,AQ单体的浓度和作为粘合剂的热固化树脂和磁性粉末的混合比并不限于这些实施例。当磁性粉末的混合比低于60wt%时,补偿磁片的有效磁导率就小到维持必要的补偿量。因此,磁性粉末的混合比最好在不低于60wt%至少于99.5wt%。
就使用的粘合剂来说,不论液态或固态,并不限于环氧树脂。就E形磁芯420的形状而言,不限于实施例中的形状。可采用与这些实施例有同样工作性能和效力的形状。
在本实施例中,使用AQ粘结磁性材料构成装配有E形磁芯420的多极磁芯426、426’,但是,磁芯的形状并不限于E形,还可以使用AQ粘结磁性材料构成的U形或I形。