CN1117201A - 大屏幕彩色阴极射线管电子枪 - Google Patents

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Abstract

一种大屏幕彩色阴极射线管电子枪，具有三个阴极；位于阴极一侧的第一栅极；位于第一栅极一侧吸引聚集在阴极处的热电子的第二栅极；顺序排列在第二栅极一侧以加速和聚焦入射电子束的多个电极；和以预定间隔固定各电极的玻璃杆；其中第二栅极的厚度改变以减少电子束的发散角，作为非旋转对称部分的水平槽形成在电子束通过孔周围的两侧使之有四极效应，从而补偿屏周边因偏转变形引起的电子束畸变，提高了阴极射线管的清晰度。

Description

大屏幕彩色阴极射线管电子枪
本发明涉及用以吸引聚集在彩色阴极射线管(下文称为“CCRT”)电子枪的阴极周围的热电子的第二栅极，特别涉及适用于提高大屏幕阴极射线管清晰度的第二栅极。
如图1所示，通常CCRT有位于其前边的屏盘1，位于后部的颈部2，和用以将上述两部件联成整体的漏斗部3。用以发射RGB电子束的电子枪5密封在颈部2中，受来自电子枪5的电子束激发发出三色光的荧光层6涂复在屏盘1的内壁上。有多孔结构的或其上有许多圆孔的荫罩7靠近荧光层6并与其间隔预定距离用激光焊接固定到支架框8上。用以偏转来自电子枪5的电子束的偏转线圈9固定在颈部2的外周上。
图2是用以将电子束发射到荧光层6上的电子枪的侧视图。此电子枪包括：被电子枪内的热丝(未绘出)加热的阴极10，用以按照所接收的RGB电信号发射热电子；固定在阴极10朝向荧光层那一侧的第一栅极11用以控制阴极10发射的热电子束；固定在第一栅极11一侧的第二栅极12，用以引导并加速聚集在阴极10上的热电子；和由顺次固定在第二栅极12一侧的多个电极13构成的主聚焦透镜，用以加速并聚焦入射的电子束。这些排成一列型的电极用一条形电绝缘部件，即玻杆14联结成整体。
上述电极有三个电子束通过孔15，它们在与电子束行进方向垂直的平面上成一列式方向排列。这三个电子束通过孔15分别形成在各电极的同一平面中。在这些电极当中如图3和4所示，包括在三极型阴极射线管中的第一栅极11和第二栅极12是平板型电极，沿水平方向有三个使电子束通过的电子束通过孔。
采用上述电子枪的CCRTs正在向大型化发展，要求大偏转角，因而屏的分辨率问题就非常突出了。
已建议用三种方法来提高屏的分辨率。
第一种方法是使主聚焦透镜有等效大孔以减少球面象差的影响。第二种方法是使用动态四极透镜以消除偏转散焦和屏周边上的象散。第三种方法是合理设计三极管的第一和第二栅极以控制屏周边上的偏转象差。
如图3和4中所示的具有常规三极管形式的一列型电子枪因为自会聚磁场而在屏周边上严重受到偏转磁场的影响，所以电子束发生畸变。由于上述作用，电子束在水平平面上是很好地偏转的，但除在水平平面上电子束外，其垂直部分被强烈地过聚焦并沿垂直方向偏转，受主聚焦透镜球面象差的影响而畸变。
为了防止因为自会聚磁场的四极特性使电子束畸变造成的分辨率下降，已提出了几种设计不对称三极管的方法。
图5例示出已由美国专利4,242,613，、4,358,703、4,629,933、日本专利平4-33099和日本专利公开平5-258682公开的技术。
在上述技术中，第一栅极11的电子束通过孔15以这样方式形成，即垂直槽16朝向阴极10，水平槽17朝向第二栅极，以便当电子束通过此三极管时，在电子束的水平和垂直方向形成不同的交迭点。换句话说，在垂直方向的交迭点比在水平方向的交迭点更靠近主聚焦透镜，电子束通过主聚焦透镜后在垂直方向伸长。因此，因偏转磁场引起的电子束畸变预先被补偿。
然而像上述这样构成的三极管不能预先补偿电子束的畸变，因为当电子束增大时(即当束电流增大时)，在垂直和水平上交迭点的位置比是变化的。此外，由于第一栅极11必须足够薄，在电子束通过孔15周围约小于0.1mm，在电子束通过孔15的两边上就要制作垂直和水平槽16和17，这种零件的加工是非常困难的。
图6所例举的技术已在美国专利4,558,253中披露。
在此，垂直槽18像图6A所示形成在第一栅极11中，水平槽19如图6B所示形成在第二栅极12中，以起到像图5的槽那样的功能。特别是，垂直方向的交迭点比水平方向的交迭点更靠近主聚焦透镜，以获得上述同样的效果。
然而，由于应用图5所示的方法，在束电流增加的情况下，这种方法不能达到上述效果。此外，当有垂直和水平槽的第一和第二栅极与其它电极装配到一起时，要使各电极的电子束通过孔沿同一轴线将其中心对准是非常困难的。由于这个原因，电子束要引起慧差畸变，使分辨率下降。
本发明就是为了解决上述问题。本发明的目的是提供一种减少了第二栅极厚度的CCRT电子枪以减少电子束的发散角，并在第二栅极的两边制成水平槽以形成四极效应，从而补偿在屏周边上因偏转失常引起的电子束的畸变。
为了实现本发明的上述目的，在此提供了一种CCRT电子枪。此电子枪包括三个用热丝加热以发射热电子的阴极和设置在阴极一边以控制所发射的热电子的第一栅极。此外，设置在第一栅极一边的第二栅极吸引并加速聚焦在阴极周围的热电子，按顺序设置在第二栅极一边的多个电极加速并聚焦射入的电子束，一玻璃杆将各个电极间隔一定距离装配在一起。特别是第二栅极，要在其电子束通过孔的两边设有非旋转对称部分。
通过参照附图对优选实施例进行详细说明将使本发明的上述目的和其它优点说明得更加清楚。
图1是表示一般彩色阴极射线管的纵剖视图；
图2是表示用于图1的彩色阴极射线管的电子枪的侧视图；
图3是表示常规第一栅极的一个实施例的正视图和剖视图；
图4是表示常规第二栅极的一个实施例的正视图和剖视图；
图5是表示常规第一栅极的另一实施例的正视图和剖视图；
图6A和6B分别是表示常规第一和第二栅极的又一实施例的正视图和剖视图；
图7是表示按照本发明的第二栅极的一个实施例的正视图和剖视图；
图8是表示按照本发明的第二栅极的另一个实施例的正视图和剖视图；
图9是表示按照本发明的第二栅极的又一个实施例的正视图和剖视图；
图10是例示说明本发明电子光学原理的投影图；
图11是本发明电子枪的束聚焦区电子束轨迹的曲线图；其中
图11A是沿水平方向的轨迹图；
图11B是沿垂直方向的轨迹图；
图12是在模拟状态下的射入主透镜之前的束尺寸的曲线图；
图13是在模拟状态下的屏上束点尺寸的曲线图；
图14是射入主透镜前束尺寸(计算值)和屏上束点尺寸(实测值)的曲线图。
图7例示出本发明的大屏幕CCRT电子枪的第二栅极的一个实施例。
按照本发明，在构成三极管的第二栅极12的电子束通过孔15周围的两边处形成非旋转对称部分。
此非旋转对称部分是通过分别面向第一栅极11和主聚焦镜制成水平槽20a和20b来建立的。此水平槽20a和20b与第二栅极12中的电子束通过孔15同时形成。
图8是本发明另一实施例的正视图和剖视图，图9是本发明又一实施例的正视图和剖视图。这是所设计的各电极的尺寸和形状与图7所示实施例相同，只是第二栅极12在图8是用二个平板电极12a和12b分别加工，而在图9是用三个平板电极12a、12b和12c加工，然后焊接而成。
在图8中第二栅极12是由分离的平板电极12b和平板电极12a构成的，在分离的平板电极12a中面对主聚焦透镜形成水平槽20a。在图9中，平板电极12b是分离形成的，在分离的平板电极12a、12c中，分别面对主聚焦透镜形成水平槽20a、面对第一栅极11形成水平槽20b。
构成电子枪的三极管的第二栅极的专门设计尺寸如下。
电子束通过孔b设置成0.67mm；水平槽的宽度W是1.4mm；水平槽的高度是0.85mm；图7所示的第二栅极的厚度T是0.4mm；水平槽20a的厚度t1是0.1mm；水平槽20b的厚度t2是0.1mm；图8所示的第二栅极的厚度t3是0.3mm；平板电极12b的厚度t4是0.2mm。
下面将详细说明上述这样构成的本发明的工作和效果。
如图10所示，本发明的电子枪借助水平槽12a和12b构成四极静态电透镜，所说的水平槽12a和12b槽是在第二栅极12的电子束通过孔15周围的两边处形成的非旋转对称部分，其中所说的四极静态电透镜改变了电子束在垂直和水平方向的发散角。换言之，垂直方向的发散角减少得比水平方向的发散角小以产生截面为标号“E”形的电子束。
具有上述形状的电子束抑制了在通过主聚焦透镜期间图象的畸变。结果，防止了屏周边分辨率的降低。同时，此畸变涉及到，由于垂直方向电子束部分欠聚焦，使在屏中央处(即不受偏转线圈的偏转磁场影响部分)电子束点成为垂直椭圆形，当电子束借助偏转线圈(即受偏转变形影响)向屏周边偏转时，由于偏转磁场的四极特性，使电子束在垂直方向畸变。
本发明的第二栅极设计得处于在水平和垂直方向的交迭点相等的位置处，而电子束的发散角不同。因此，尽管电子束电流增加，而特征值几乎不变。
图11是本发明电子束在电子枪的束聚焦区的轨迹的曲线图。应注意到，在水平和垂直方向交迭点的位置不变，仅发散角改变。
下表示出在各个不同的束电流值下测量的屏上电子束点纵横尺寸比率的结果，可从中看到本发明电子枪的电子束点的纵横尺寸比率大于常规电子枪。
图12～14是在射入主聚焦透镜前的电子束点尺寸的实际测量值与常规值比较的曲线图。这里，通过第二栅极的束尺寸在垂直方向比在水平方向小。实际上，在屏的周边处在垂直方向受偏转畸变的影响小，从而使在水平和垂直方向上的差别减小。
  按束流分类IK(μA)       已有技术          本发明
 屏中心    屏周边    屏中心    屏周边
    500  0.927     0.593     1.274     0.792
    1000  0.918     0.498     1.211     0.662
    2000  0.946     0.428     1.207     0.628
    3000  0.940     0.392     1.175     0.591
    4000  0.960     0.390     1.150     0.586
以上只是参照特定实施例对本发明进行了展示和说明，本领域有熟练技术人员应明白，可对其形式和细节进行各种变化而不会超出如所附权利要求所界定的本发明的精神和范围。

Claims (5)

1、一种大屏幕彩色阴极射线管的电子枪，它包括：
用热丝加热以发射热电子的三个阴极；
设置在所述阴极一侧用以控制热电子发射的第一栅极；
设置在所述第一栅极一侧以在电子束通过孔周围的两侧形成非旋转对称部分的第二栅极；
按顺序设置在所述第二栅极一侧用以加速和聚焦入射电子束的多个电极；
用以间隔预定距离固定所述各个电极的玻璃杆。
2、按照权利要求1所述大屏幕彩色阴极射线管的电子枪，其特征在于所述非旋转对称部分加工成槽。
3、按照权利要求2所述大屏幕彩色阴极射线管的电子枪，其特征在于所述槽是水平槽。
4、按照权利要求1所述大屏幕彩色阴极射线管的电子枪，其特征在于所述第二栅极由二个平板电极构成，一个平板电极上具有围绕所述电子束通过孔的所述水平槽，而另一平板电极上由所述另一水平槽限定孔径。
5、按照权利要求1所述大屏幕彩色阴极射线管的电子枪，其特征在于所述第二栅极由三个平板电极构成，两侧的平板电极由所述水平槽限定孔径，中间平板电极由所述电子束通过孔限定孔径。
CN95101408A 1994-07-07 1995-01-20 大屏幕彩色阴极射线管电子枪 Pending CN1117201A (zh)

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