专利名称：彩色显像管装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及彩色显像管装置，特别是涉及将单电子束实际上时分为多电子束而显示图像的彩色显像管装置。
通常，彩色显像管装置内装有发射三条电子束的电子枪部件。从该电子枪部件发射出来的三条电子束在偏转装置产生的磁场的作用下发生偏转，三条电子束通过荫罩后沿水平及垂直方向扫描与荫罩相对的荧光屏，在屏上显示出彩色图像。
对于这样的彩色显像管装置，特开昭61-263030号公报登载了从阴极发射单电子束，并将该单电子束实际上时分为三条电子束显示图像的彩色显像管装置。
即，如图1所示，该彩色显像管装置具有由发射单电子束1的1个阴极K、位于该阴极K与荧光屏2之间的对从阴极K发射出来的电子束或电子束的一部分进行控制、加速、聚焦的第1、第2、第3、第4、第5栅极(在图1中，只示出了第4栅极G4)和会聚电极C构成的电子枪。在该装置中，第4栅极G4作为第1辅助偏转装置，它由两个相对的电极构成，利用该第1辅助偏转装置，从阴极K发射出来的单电子束1沿偏离管轴Z的方向分3个阶段进行静电偏转;分离为3条电子束段。会聚电极C由作为第2辅助偏转装置的1对中央电极C1和位于该中央电极C1两侧的1对两侧电极C2构成，用以使利用第1辅助偏转装置偏转到偏离管轴方向的各电子束段向接近管轴的方向发生静电偏转。
在图1中，5是使三条电子束偏转的主偏转装置，6是其偏转中心面，7是荫罩，8是用于切换红、绿、蓝图像信号的三色图像信号切换器。
按照这样的彩色显像管装置，由于可以减小入射到偏转装置的偏转中心面的电子束的间隔，所以，可以显示高分辨率、高会聚品位的彩色图像。
但是，这种彩色显像管装置存在如下问题。即，需要2个对从阴极K发射出来的单电子束进行辅助偏转的辅助偏转装置，这样，便使显像管的总长度增长，并且必须增大用于辅助偏转的偏转功率。另外，制造成本也提高。
如上所述，将单电子束实际上时分为3个电子束而动作的彩色显像管装置是以往所熟知的。但是，由于这种彩色显像管装置必须设置2个对单电子束进行辅助偏转的辅助偏转装置，所以，必然使显像管的总长度增长，并且必须增大用于辅助偏转的偏转功率。另外，制造成本也提高。
本发明的目的是提供这样一种彩色显像管装置，即在利用2个辅助偏转装置将单电子束实际上分裂为3个电子束的彩色显像管装置中，可以缩短显像管的总长度，减小用于辅助偏转的偏转功率和降低制造成本。
本发明的彩色显像管装置具有电子枪、主偏转装置、第1辅助偏转装置和第2辅助偏转装置。电子枪具有发生电子束的阴极和从该阴极开始至荧光屏的方向顺序设置的对从阴极发射出来的电子束进行控制、加速和聚焦的多个电极，用以向荧光屏发射聚焦的电子束;主偏转装置使从该电子枪发射出来的电子束发生偏转，用以使电子束沿水平和垂直方向扫描荧光屏;第1辅助偏转装置用以与输给电子枪的多个颜色的图像信号的切换同步地使从阴极发射出来的单电子束向偏离管轴的方向偏转、实际上分裂为多条电子束;第2辅助偏转装置位于上述第1辅助偏转装置与主偏转装置之间，用以使多条电子束向靠近管轴的方向偏转。而且，在该彩色显像管装置中，将第1辅助偏转装置作为设在电子枪的控制电极与聚焦电极之间的加速电极系统中的静电偏转透镜，将第2辅助偏转装置作为最终将电子束聚焦到荧光屏上的电子枪的主电子透镜。
如上所述，如果具有第1、第2辅助偏转装置，并利用主电子透镜作为第2辅助偏转装置，就不必另外设置第2辅助偏转装置，从而可以缩短显像管的总长度，减小辅助偏转功率和降低制造成本。
另外，如果将第1辅助偏转装置作为设在控制电极与聚焦电极之间的加速电极系统中的静电偏转透镜，由于在电子束速度低的区域进行辅助偏转，所以，可以减小辅助偏转功率，并且，由于在电子束的交叉点附近进行第1辅助偏转，所以，将第2辅助偏转装置作为主电子透镜，可以同时进行被分割的多条电子束的聚焦和会聚。
图1是用于说明现有的彩色显像管装置的动作的图;
图2是本发明的一个实施例的彩色显像管装置的结构简略剖面图;
图3是本发明的一个实施例的电子枪的结构简略剖面图;
图4是用于说明上述彩色显像管装置的动作的图;
图5A和图5B是分别用于说明彩色显像管装置的电子透镜对三条电子束进行的聚焦和会聚。
下面，参照
本发明的彩色显像管装置的一个实施例。
图2是本发明的一个实施例的彩色显像管装置的结构。该彩色显像管装置具有由屏板10和与该屏板10焊接成一体的漏斗状的锥体11构成的外壳，在上述屏板10的内表面上形成由发蓝、绿、红光的带状三色荧光层构成的荧光屏12，与该荧光屏12相对地在其内侧设有形成大量的电子束通孔的荫罩13。另一方面，电子枪15封装在锥体11的管颈14内部。从锥体11的大直径部分16的内表面到与管颈14的接合部分的内表面设有内表面导电膜17，该内表面导电膜17与设在锥体11的大直径部分16的侧面上的阳极端子18连接。另外，主偏转装置19装配在锥体11的大直径部分16与管颈14的接合部的外侧。
如图3所示电子枪15具有发生单电子束的阴极K、对该阴极K加热的灯丝H和设在阴极K与荧光屏12之间的对从阴极K发射出来的电子束或电子束的一部分进行控制、加速、聚焦的第1-第6栅极G1-G6，这些阴极K、灯丝H和第1-第6栅极G1-G6由1对绝缘支持体(图中未示出)固定为一个整体。
第1、第2栅极G1、G2由相互靠近设置的平板状电极构成，在其板面上形成能通过电子束的比较小的圆形孔。第3栅极G3也由平板状的电极构成，在该第3栅极G3上形成比能通过电子束的第2栅极G2上的孔大的圆形孔。第4、第5、第6栅极G4、G5、G6由按指定间隔设置的能通过电子束的圆筒状电极构成。
另外，在该彩色显像管装置中，在第2栅极G2与第3栅极G3之间的加速电极系统中，设有由1对偏转电极GD1、GD2构成的辅助偏转装置，即第1辅助偏转装置。这1对偏转电极GD1、GD2将与电子枪的轴一致的管轴Z夹在中间两者相对地设置在沿水平方向即X轴方向相对设置，且靠近第3栅极G3一侧的间隔比靠近第2栅极G2一侧的间隔大，并且与电子枪的各电极一起固定在1对绝缘支持体上。
在电子枪的各电极上加上如下电压。即，阴极K保持为约150V的截止电压，通过三色图像信号切换器20，按指定的周期顺序将三色图像信号输给阴极K。第1栅极G1上加的电压为接地电位，第2和第3栅极G2、G3上加的电压约为700V，第4栅极G4上加的电压约为15KV，第5栅极G5上加的电压为接地电压，第6栅极G6上加的电压与第4栅极G4相同，约为15KV。另外，在第1辅助偏转装置上加上平均约为700V的电压，以使在1对偏转电极GD1、GD2之间产生数十-数百伏的电位差。
通过加上这样的电压，就可以由第1、第2栅极G1、G2控制从阴极K产生单电子束，发射出来的电子束在第2栅极G2的附近形成交叉点CO，入射到由第1辅助偏转装置的1对偏转电极GD1、GD2形成的静电偏转透镜后分裂为三条电子束。然后，这三条电子束通过第3栅极G3后入射到由第4、第5、第6栅极G4、G5、G6形成的主电子透镜ML内，由该主电子透镜ML最后聚焦到荧光屏上。
这时，与输给阴极K的三色图像信号同步地分三个阶段改变加到第1辅助偏转装置的1对偏转电极GD1、GD2上的电压，第1辅助偏转装置便可使经过上述交叉点CO入射的从阴极K发射出来的单电子束分三个阶段向偏离管轴的水平方向偏转，从而实际上分裂为由三色图像信号调制过的三条电子束21B、21G、21R。在这三条电子束21B、21G、21R中，未受到偏转的中心电子束21G入射到由上述第4、第5、第6栅极G4、G5、G6形成的主电子透镜ML的中央，并且通过该主电子透镜ML的中央后到达荧光屏的中央。另一方面，由第1辅助偏转装置偏转过的两侧的电子束21B、21R入射到主电子透镜ML的周边部分，通过该主电子透镜ML的聚焦作用，各电子束21B、21R的中心轴沿水平方向向靠近管轴Z的方向偏转。
也就是说，在电子枪中，由第4、第5、第6栅极G4、G5、G6形成的主电子透镜ML具有将电子束最后聚焦到荧光屏中央的作用和使利用第1辅助偏转装置分三个阶段的偏转而得到的三个电子束21B、21G、21R会聚到荧光屏上的作为第2辅助偏转装置的作用。利用该主电子透镜ML的作用，由第1辅助偏转装置偏转到偏离管轴方向的三条电子束21B、21G、21R最终便可聚焦并会聚到荧光屏的中央。
第3栅极G3位于第1辅助偏转装置的1对偏转电极GD1、GD2与高电位的第4栅极G4之间，用以防止形成使电子束畸变的4极透镜。
因此，如果像上述那样在电子枪中设置第1辅助偏转装置，就可以如图4所示的那样，从阴极K发射出来的单电子束21通过由第1辅助偏转装置形成的静电偏转透镜ED向偏离管轴Z的水平方向偏转，实际上分裂为由三色图像信号调制的三条电子束21B、21G、21R，这三条电子束21B、21G、21R分别通过主电子透镜ML而聚焦，并且向靠近管轴Z的水平方向偏转。然后，这三条电子束21B、21G、21R在主偏转装置19产生的磁场的作用下发生偏转，由这三条电子束21B、21G、21R通过荫罩后沿水平和垂直方向扫描荧光屏12。
在上述结构的电子枪中，除了第1辅助偏转装置外，不必另外设置使向偏离管轴方向偏转的三条电子束21B、21G、21R向靠近管轴的方向偏转用的第2辅助偏转装置，从而不需要用以设置第2辅助偏转装置的空间，所以，可以缩短彩色显像管装置的总长度。另外，与图1所示的另外设置第2辅助偏转装置的彩色显像管装置相比，在图4所示的装置中，可以不必增大偏转功率，另外，可以降低彩色显像管装置的制造成本。
这里，如上述那样利用电子枪的主电子透镜ML作为第2辅助偏转装置时，有时难以使三条电子束21B、21G、21R的聚焦和会聚同时达到最佳状态。即，如图5A所示，从阴极K发射出来的单电子束在形成交叉点CO后，通过第1辅助偏转装置形成的静电偏转透镜ED的偏离管轴Z的方向偏转后，实际上分裂为三条电子束21B、21G、21R，这三条电子束21B、21G、21R在由主电子透镜ML进行聚焦和会聚的结构中，从主电子透镜ML角度看，与各电子束21B、21G、21R的聚焦对应的物点A是交叉点CO的位置，另一方面，与会聚对应的物点B是第1辅助偏转装置形成的静电偏转透镜ED的位置，与聚焦对应的物点和与会聚对应的物点不一致，不能同时进行聚焦和会聚。例如，设主电子透镜ML的强度为适合于三条电子束21B、21G、21R的会聚的强度时，则三条电子束21B、21G、21R成为过聚焦状态;相反，如果使主电子透镜ML的强度为适合于三条电子束21B、21G、21R的聚焦的强度时，则三条电子束21B、21G、21R成为会聚不足的状态。
但是，如果像这一彩色显像管装置那样，将第1辅助偏转装置设在作为加速电极的第2栅极G2的附近，即位于作为控制电极的第1栅极G1与作为聚焦电极的第4栅极G4之间的加速电极系统中，则如图5B所示，从主电子透镜ML角度看，由于与三条电子束21B、21G、21R的聚焦对应的物点A即交叉点CO的位置和与会聚对应的物点B即第1辅助偏转装置形成的静电偏转透镜ED的位置十分接近，所以，可以使三条电子束21B、21G、21R的聚焦和会聚同时达到最佳状态。
另外，即使聚焦和会聚的物点不完全一致，由于其误差范围很小，所以，可以利用现有彩色显像管装置中使用的电子束轨道调整用磁铁进行调整。
另外，关于三条电子束21B、21G、21R的会聚，特开昭61-265989号公报发表的技术是将电子枪设计为平行地发射三条电子束的电子枪，通过控制三色图像信号的位相，调整荧光屏上会聚的偏差，与该技术进行组合，也可以获得具有同样效果的彩色显像管装置。这时，三条电子束可以不完全会聚到荧光屏上，至少在受到主电子透镜的会聚作用后，三条电子束可以平行或者向接近电子枪轴的方向偏转。
如上所述，如果在位于电子枪15的控制电极与聚焦电极之间的加速电极系统中，设置将从阴极K发射出来的单电子束分三个阶段向偏离管轴的方向偏转、实际上分裂为三条电子束的第1辅助偏转装置，则即使使用电子枪15的主电子透镜ML作为使向偏离上述管轴方向偏转的三条电子束向接近管轴方向偏转的第2辅助偏转装置，也可以使三条电子束的聚焦和会聚同时达到最佳状态，并且，即使加速电极系统的电位较高，由于是约为1KV的比较低的电位，所以，可以减小电子束的辅助偏转所需要的功率。
在上述实施例中，对主电子透镜形成单电位型电子透镜的电子枪作了说明，但是本发明也可以适用于其他形式的电子枪。
在上述实施例中，对由第1、第2辅助偏转装置得到的三条电子束排成一列的情况进行了说明，但是，也可以适用于由这些辅助偏转装置得到的三条电子束排成三角形的情况。
在上述实施例，对利用第1辅助偏转装置分三个阶段偏转、实际上得到三条电子束的情况进行了说明，但是，由该第1辅助偏转装置进行的偏转不限于分三个阶段，也可以适用于分为多个阶段、实际上得到多条电子束的情况。
在本实施例中，对相对于1个荧光屏具有1个电子枪的彩色显像管装置进行了说明，但是，像实开昭47-9349号公报、实公昭39-25641号公报、特公昭42-9349号公报等所记载的那样，对于利用从多个电子枪发射出来的电子束将1个荧光屏分割为多个区域进行扫描的彩色显像管装置，本发明也可以适用上述各个电子枪。
在具有与输给电子枪的多种颜色的图像信号的切换同步地使从阴极发射出来的单电子束向偏离管轴的方向偏转、实际上分裂为多条电子束的第1辅助偏转装置和位于该第1辅助偏转装置与主偏转装置之间的使多条电子束向靠近管轴的方向偏转的第2辅助偏转装置的彩色显像管装置中，如果将第1辅助偏转装置作为设置在电子枪的控制电极与聚焦电极之间的加速电极系统中的静电偏转透镜，将第2辅助偏转装置作为最终将电子束聚焦到荧光屏上的电子枪的主电子透镜，就不必另外设置第2辅助偏转装置，从而可以缩短显像管的总长度，减小辅助偏转功率和降低制造成本。另外，将第1辅助偏转装置作为设置在控制电极与聚焦电极之间的加速电极系统中的静电偏转透镜，由于在电子束的速度低的区域内进行辅助偏转，所以，可以减小辅助偏转功率。并且，由于在电子束的交叉点附近进行第1辅助偏转，所以，将第2辅助偏转装置作为主电子透镜，也可以使多条电子束同时进行聚焦和会聚。
权利要求
1.彩色显像管装置的特征在于具有如下装置发生第1、第2和第3图像信号的装置；发生单电子束的装置；将第1、第2和第3图像信号连续交替地输给发生单电子束的装置、对单电子束进行调制的切换装置；控制单电子束形成交叉点的控制装置；对从交叉点过来的单电子束进行加速、并与第1、第2和第3图像信号加到发生单电子束的装置上同步地使该加速的单电子束发生静电偏转从而分裂为与第1图像信号对应的第1电子束、与第2图像信号对应的第2电子束和与第3图像信号对应的第3电子束的第1辅助偏转装置；第1、第2和第3电子束投射到其上后发出光线的装置；将通过第1辅助偏转装置的第1、第2和第3电子束聚焦到发生上述光线的装置上的主电子透镜；使第1、第2和第3电子束偏转、用电子束对发生上述光线的装置沿水平和垂直方向进行扫描的主偏转装置。
2.按权利要求1所述的彩色显像管装置的特征在于控制装置包括分别具有使单电子束通过的通孔的平板状第1、第2和第3栅电极。
3.按权利要求2所述的彩色显像管装置的特征在于第1辅助偏转装置包括位于第2和第3栅电极之间的1对偏转电极，这1对偏转电极设置得使它们之间的间隔沿电子束的前进方向逐渐变宽。
4.按权利要求1所述的彩色显像管装置的特征在于主电子透镜包括通过第1、第2和第3电子束的第4、第5和第6圆筒状栅电极。
全文摘要
在具有与输给电子枪的多种颜色的图像信号的切换同步地使从阴极发射出来的单电子束向偏离管轴Z的方向偏转、实际上分裂为多条电子束的第1辅助偏转装置和位于第1辅助偏转装置与主偏转装置之间的使多条电子束向靠近管轴的方向偏转的第2辅助偏转装置的彩色显像管中，将第1辅助偏转装置作为设在电子枪的控制电极G1与聚焦电极G4之间的加速电极系统中的静电偏转透镜，将第2辅助偏转装置作为最后将电子束聚焦到荧光屏上的电子枪的主电子透镜。
文档编号H04N9/26GK1105150SQ94115158
公开日1995年7月12日 申请日期1994年9月9日 优先权日1993年9月9日
发明者下河边慈郎, 蒲原英治, 西村孝司 申请人:株式会社东芝