專利名稱：具有一字排列式單透鏡電子槍的彩色顯象管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有一字排列式電子槍的彩色顯象管，更準(zhǔn)確地說，涉及用單透鏡作為主聚焦透鏡、并具有用于提供動態(tài)象散校正的裝置的一字排列式電子槍。
單透鏡(又稱鞍形透鏡或單電位透鏡)是一種靜電透鏡，它由三個電極，即中間電極、前電極和后電極構(gòu)成。中間電極或者連接到地電位，或者連接到較低電位。其他兩個電極連接到較高電位，通常連接到陽極電位。與雙電位透鏡的聚焦相比，單透鏡的聚焦稍不尖銳，但是，單透鏡具有不需要為聚焦電極提供第二高電壓的優(yōu)點(diǎn)。單透鏡電子槍已經(jīng)大批量地用于彩色顯象管中，例如，用于G·E·公司的輕便型彩色顯象管(G·E·Portacolor)，美國無線電公司(RCA)的15NP22以及Sony的柵條彩色顯象管(SonyTrinitron)中。RCA15NP22具有“品”字形電子槍，而G·E·Portacolor和SonyTrinitron使用一字排列式電子槍。RCA和G·E·的電子槍在各電子束通道上具有作為所述三個電極的各單獨(dú)的筒形電極。Sony電子槍具有作為所述三電極的大尺寸筒形電極，三束電子束穿過該電極，并且各電子軌跡在單透鏡的中心處彼此相交。
使彩色顯象管的成本高于黑白顯象管的因素之一是在彩色顯象管中，需要附加的X射線防護(hù)裝置。因?yàn)樵诓噬@管中需要較高的陽極電壓，所以，這種附加的防護(hù)裝置是必需的。例如，熒光屏對角線為23cm至33cm的中等尺寸的彩色顯象管通常工作在22KV高壓，而相同尺寸的黑白顯象管工作在15KV高壓。工作電壓方面的這種差別對顯象管玻殼的玻璃組分提出了顯著不同的要求。
需要發(fā)展一種能夠工作在較低陽極電壓，從而允許簡化管子結(jié)構(gòu)以及接收機(jī)電路的中等尺寸的彩色顯象管。本發(fā)明提供了這種改進(jìn)的管子。
本發(fā)明的改進(jìn)的彩色顯象管包含一種電子槍，后者用于產(chǎn)生三束一字排列式電子束(一束中心束和兩束側(cè)位束)，并使它們沿著初始的共面路徑射向管子熒光屏。該電子槍包含若干彼此隔開的電極，這些電極構(gòu)成用于使所述電子束聚焦的主聚焦透鏡。所述改進(jìn)包括由四個電極在每個電子束通道上構(gòu)成單透鏡。第一單透鏡電極包括具有三個一字排列式小孔的第一部分，這三個小孔從具有單一大孔的第二部分縮進(jìn)，所有三束電子束都穿過所述單一大孔。第二單透鏡電極包括具有三個一字排列式小孔的第一部分，這三個小孔從具有單一大孔的第二部分縮進(jìn)，所有三束電子都從所述單一大孔縮進(jìn)。第一單透鏡電極的第二部分面向第二單透鏡電極的第二部分。第三單透鏡電極包括具有三個一字排列式小孔的第一部分，這三個小孔從具有單一大孔的第二部分縮進(jìn)，所有三束電子束都穿過所述單一大孔。第四單透鏡電極包括具有三個一字排列式小孔的第一部分，這三個小孔從具有單一大孔的第二部分縮進(jìn)，所有三束電子束都穿過所述單一大孔。第三單透鏡電極的第二部分面向第四單透鏡電極的第二部分。第二單透鏡電極的第一部分面向第三單透鏡電極的第一部分，并且，這兩部分包含用于在每束電子束的通道上、在它們之間形成四極透鏡的結(jié)構(gòu)。
在各附圖中

圖1是實(shí)施本發(fā)明的蔭罩型彩色顯象管的部分軸向剖面的平面圖。
圖2和圖3分別是圖1中用虛線表示的電子槍的軸向剖面?zhèn)纫暫晚斠晥D。
圖4是沿圖3的4-4線所取的電子槍電極的剖面圖。
圖5是沿圖3的5-5線所取的電子槍電極的剖面圖。
圖6是沿圖3的6-6線所取的電子槍電極的剖面圖。
圖7和8分別是表示熒光屏的中心和角落處電子束光點(diǎn)尺寸與束功率關(guān)系的曲線圖。
圖1示出一種具有玻殼11的矩形彩色顯象管10，玻殼11包包括由矩形玻錐16連接在一起的矩形熒光屏面板12和管頸14。面板12包括觀看面板18和周邊凸緣或側(cè)壁20，后者經(jīng)由熔接焊縫21密封到玻錐16上。嵌花式三色熒光屏22設(shè)置在面板18的內(nèi)表面上。所述熒光屏最好是一種條形屏，它具有沿著基本上垂直于管子高頻光柵行掃描的方向(垂直于圖1平面)而延伸的熒光條。另一方面，所述熒光屏也可以是一種點(diǎn)屏。用一種通用的方法把多孔的選色電極，即蔭罩板24，可拆卸地安裝在與熒光屏22相距預(yù)定距離的位置上。圖1中用虛線簡略地表示的、改進(jìn)的一字排列式電子槍26同心地安裝在管頸14中，以產(chǎn)生三束電子束28，并使它們沿著共面的會聚路徑穿過蔭罩板24而射到熒光屏22上。
圖1的管子頸定采用外部磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，例如，安裝在玻錐-管頸連接處附近的偏轉(zhuǎn)線圈30。當(dāng)偏轉(zhuǎn)線圈30受到激勵時，它就使三束電子束28受到磁場的作用，該磁場使各電子束在熒光屏上水平地和垂直地掃描，以構(gòu)成一個矩形光柵。圖1中用P-P線表示在偏轉(zhuǎn)線圈30的大約中部的起始偏轉(zhuǎn)平面(零偏轉(zhuǎn)平面)。由于邊緣場的作用，管子的偏轉(zhuǎn)區(qū)從偏轉(zhuǎn)線圈30軸向延伸到電子槍26的區(qū)域中。為簡化起見，圖1中未示出偏轉(zhuǎn)區(qū)域中偏轉(zhuǎn)電子束路徑的實(shí)際曲度。
圖2，3，4，5和6中示出電子槍26的細(xì)節(jié)。電子槍26包括三個等間距的共面陰板32(每束電子束一個)，控制柵極34(G1)柵極36(G2)，第一單透鏡電極38(G3)，第二單透鏡電極40(G4)，第三單透鏡電極42(G4′)以及第四單透鏡電極44(G5)，各電極按所述順序定距配置，并且固定在兩根支撐桿上(未示出)。
各陰極32，G1電極34，G2電極36以及G3電極38的面向G2電極36的一端，構(gòu)成電子槍26的束形成區(qū)。G3電極38的另一端，G4電極40，G4′電極42以及G5電極44，構(gòu)成電子槍26的主聚焦透鏡部分。所述主聚焦透鏡是單電位型的，通常稱為單透鏡。在該電子槍中，G3電極38與G5電極44是電連接的，后者又連接到陽極電位。G4電極40或者接地，或者連接到低于陽極的電位。G4′電極42工作在接近G4電極40上所加電位的已調(diào)制的電位上。
每個陰極32包括在前端用陰極帽48封閉的陰極筒46，陰極帽48含有由電子發(fā)射材料構(gòu)成的端面涂層50。各陰極32都是間熱式的，由安裝在陰極筒46中適當(dāng)位置上的熱子線圈加熱。控制柵極34和簾柵極36是兩個靠近而隔開的平板電極，它們分別具有三對各自對中的小孔65和67，這三對小孔分別與各陰極涂層50對中，以激發(fā)三束等間隔的、共面的、向熒光屏22伸展的電子束28。各電子束的起始路徑最好是基本上相互平行的，同時，中間電子束路徑與中心軸A-A重合。
G3電極38是包含4個部分的第一單透鏡電極。第一單透鏡電極38的第一部分52是平板，其中含有三個一字排列的小孔54，同時，各小孔周圍有突出部分55。第一部分52相對于第一單透鏡電極38的第二部分56向里縮入。第二部分56是杯形的，其開口端與所述第一部分連接，而在杯子底部有單一大孔58，所有三束電子束28都穿過該單一大孔。電極38的第三部分60是與第一部分52連接的筒形段。電極38的第四部分62也是杯形的，其開口端與所述第三部分連接，而其底部有三個一字排列的小孔64。
G4電極40是包含兩個主要部分的第二單透鏡電極。第二單透鏡電極40的第一部分66是平板部分，其中有三個一字排列的小孔68。第一部分66相對于第二單透鏡電極40的第二部分69向里縮入。第二部分69可以直接連接到第一部分66，或者，如圖2和3中所示那樣，經(jīng)由開口的中間平板70而連接到第一部分66。第二部69是杯形的，其開口端與中間部分70連接而在杯子底部有單一大孔71，所有三束電子束都穿過該單一大孔。
G4′電極42是包含兩個主要部分的第三單透鏡電極。第三單透鏡電極42的第一部分72是平板部分，其中有三個一字排列的小孔74。第一部分72相對于第三單透鏡電鏡電極42的第二部分76向里縮入。第二部分76可以直接連接第一部分72，或者，如圖2和3中所示，經(jīng)由開孔的中間板78而連接到第一部分72。第二部分76是杯形的，其開口端與中間部分78連接，而在杯子底部有單一大孔80，所有三束電子束都穿過該大孔。
G5電極44是包含兩部分的第四單透鏡電極。第四單透鏡電極44的第一部分82是平板部分，其中有三個一字排列的小孔，各小孔的周圍有突出部分86。該第一部分82相對于第四單透鏡電極44的第二部分88向里縮入。第二部分88是杯形的，在其開口端與第一部分82連接，而在杯子的底部有單一大孔90，所有三束電子束都穿過該大孔。
圖4中示出G5電極44的第二部分88中的大孔90的形狀。大孔90在垂直方向上的尺寸是這樣的在各側(cè)位電子束通道處的尺寸大于中心電子束通道處的尺寸。這種形狀稱為“狗骨”形或“杠鈴”形。G3電極的第二部分56中的大孔58具有類似于大孔90的形狀。
圖5中示出G4′電極42的第二部分76中的大孔80的形狀。大孔80在每個電子通道處具有相同的垂直方向上的寬度，同時，具有圓形的端部。這種形狀稱為“跑道”形。G4電極40的第二部分69中的大孔71具有類似于大孔80的形狀。
G4電極40的第一部分66面向G4′電極42的第一部分72。從G4電極第一部分66中的每個小孔68的周圍伸出已分成兩段92和94的突出部分。從G4′電極第一部分72中的每個小孔74的周圍也伸出已分成兩段96和98的突出部分。如圖6中所示，突出段92、94與突出段96、98相互交錯。當(dāng)在G4電極40和G4′電極42上加上不同電壓時，這些突出段就在每個電子束通道上建立四極透鏡。通過把己調(diào)制的差動電壓適當(dāng)?shù)丶拥交蛘逩4電極40，或者G4′電極42上，就有可能利用由突出段92、94、96和98建立的四極透鏡，為各電子束提供象散校正，用以補(bǔ)償或者在電子槍中，或者在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中所產(chǎn)生的象散。
制造一種具有單透鏡電子槍的13V90型(熒光屏對角線為33cm，最大偏轉(zhuǎn)角90°)的彩色顯象管。表Ⅰ中給出電子槍26的具體尺寸。
表Ⅰ項目英寸毫米G1電極34的厚度 0.004 0.102G1和G2小孔直徑 0.025G1至G2間距 0.010 0.254G2電極36的厚度 0.012 0.305G2至G3間距 0.120 3.048G3電極38的長度 0.775 19.685G3小孔64直徑 0.060G3至G4間距 0.050 1.270G4和G4′電極(40和42)的長度0.3909.906
表Ⅰ(續(xù))項目英寸毫米G4′至G5間距 0.050 1.270G5電極44的長度 0.160 4.064孔71和80的長度0.72018.288孔71和80的寬度0.3358.509孔55、68、74和0.1604.06484的直徑孔55、68、74和0.2005.08084的中心距G3，G4，G4′和G50.020 0.508中突出部分的長度孔58和90的長度0.68317.348孔58和90的最大寬度0.2907.366孔58和90的最小寬度0.2797.087把新型的管子與具有雙電位電子槍的商品13V90型彩色顯象管作比較。測量了兩種管子熒光屏中心和角落處的電子束光點(diǎn)尺寸。測試結(jié)果示于圖7和8的曲線圖中。對于商品管，在22kV(其正常工作電壓)和15Kv電壓下進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，以證實(shí)該管子在高電壓和低電壓下的不同性能。然后，對具有單透鏡電子槍的新型管子進(jìn)行數(shù)據(jù)測量。首先，使新型管子以15KV的陽極電壓工作。以15KV陽極電壓工作的新型管子的性能介于以15KV和22KV陽極電壓工作的商品管的性能之間。提高新型管子的陽極電壓直至新型管子的性能基本上與工作在22KV陽極電壓的商品管的性能相同為止。當(dāng)新型管子以17KV陽極電壓工作時，達(dá)到了上述基本上相同的性能。
權(quán)利要求
1.彩色顯象管(10)包含管頸(14)，玻錐(16)和熒光屏面板(18)，并且，在所述管頸中含有一字排列式電子槍(26)，后者用于產(chǎn)生包括中心束和兩束側(cè)位束的三束一字排列的電子束(28)，并使它們沿起始的共面路徑射到所述管子的熒光屏(22)，所述電子槍含有多個隔開的電極(38，40，42，44)，這些電極形成用于使所述電子束聚焦的主聚焦透鏡，其特征在于所述多電極包含四個電極(38，40，42，44)，它們在每束電子束通道上形成單透鏡，第一單透鏡電極(38)包含具有三個一字排列的小孔(54)的第一部分(52)，所述三個小孔相對于第一單透鏡電極的第二部分(56)向里縮入，后者具有單一大孔(58)，所有三束電子束都穿過該大孔，第二單透鏡電極(40)包含具有三個一字排列的小孔(68)的第一部分(66)，所述三個小孔相對于第二單透鏡電極的第二部分(69)向里縮入，后者具有單一大孔(71)，所有三束電子束都穿過該大孔。第一單透鏡電極的第二部分面向第二單透鏡電極的第二部分，第三單透鏡電極(42)包含具有三個一字排列的小孔(74)的第一部分(72)，所述三個小孔相對于第三單透鏡電極的第二部分(76)向里縮入，后者具有單一大孔(80)，所有三束電子束穿過該大孔，第四單透鏡電極(44)包含具有三個一字排列的小孔(84)的第一部分(82)，所述三個小孔相對于第四單透鏡電極的第二部分(88)向里縮進(jìn)，后者具有單一大孔(90)，所有三束電子束穿過該大孔，第三單透鏡電極的第二部分面向第四單透鏡電極的第二部分，第二單透鏡電極的第一部分面向第三單透鏡電極的第一部分，以及第二單透鏡電極的第一部分和第三單透鏡電極的第一部分含有用于在它們之間的每個電子束通道上形成四極透鏡的結(jié)構(gòu)(92，94，96，98)。
全文摘要
一種改進(jìn)的彩色顯象管包含用于產(chǎn)生三束一字排列的電子束，并使它們沿著起始的共面路徑射到管子的熒光屏上的電子槍。該槍包含四個相互隔開的、在每個電子束路徑上形成單透鏡的電極，以構(gòu)成使電子束聚焦的主聚焦透鏡。第二單透鏡電極的第一部分和第三單透鏡電極的第一部分包含用于在它們之間的每個電子束路徑上形成四極透鏡的結(jié)構(gòu)。以17KV陽極電壓工作的新型管子具有與工作在22KV陽極電壓的商品管基本上相同的性能。
文檔編號H01J29/50GK1030848SQ8810461
公開日1989年2月1日 申請日期1988年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月20日
發(fā)明者羅杰·卡薩諾瓦·阿利格, 戴維·阿瑟·紐 申請人:Rca許可公司