CN1185678C - 具有光晕减弱电子枪的彩色阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种具有光晕减弱电子枪的彩色阴极射线管，包括三个直线共面的阴极、一控制电极、一加速电极、一聚焦电极和一阳极。控制电极具有三个排列在直线方向上的电子束孔，它们中的每一个都沿直线方向被延长。面对控制电极的加速电极的一端具有三个排列在直线方向上的通孔形电子束孔，它们中的每一个都重叠有一沿直线方向延长的缝隙状凹部。聚焦电极的一端具有三个排列在直线方向上的非轴向对称电子束孔，它们中的每一个的主轴都处于垂直于所述直线方向的方向。

Description

具有光晕减弱电子枪的彩色阴极射线管

技术领域

本发明涉及一种用于电视接收机或彩色显示装置中的彩色阴极射线管，特别是一种使用了一种电子枪的彩色阴极射线管，该电子枪可降低显示屏周边电子束斑点中的光晕的亮度，从而提供一种从适当距离看，具有良好分辨率的显示器。

背景技术

彩色阴极射线管包括至少一个由阴极、聚焦电极和具有一在最终阶段形成主透镜的加速电极构成的电子枪、一荧光屏和一偏转装置，它们被广泛应用于高质量显示装置。

在这些彩色阴极射线管中，下面这些公知技术都用于从荧光屏的中心部分到其周边部分的区域中得到良好再现图像。

日本专利公开号昭53-18866(1978年6月17日公开)中公开了一种由电子枪的第二和第三电极在聚焦透镜形成区域中形成的一种散光镜。

在一个用于沿初始共面路径发射三个电子束，然后将这三个电子束聚焦并加速的三射束成一直线类型的电子枪中，日本专利申请昭51-64368(1976年6月3日公开)在垂直于三个电子束的直线排列方向(下称水平方向)的方向(下称垂直方向)上延长了第一和第二电极中的电子束孔，并使两个电子束孔在形状上彼此不同，或使中心电子束的孔的垂直尺寸与水平尺寸的比率小于侧边电子束的孔的比率。

日本专利申请昭60-81736(1985年5月9日公开)通过至少一个非轴向对称的透镜在荧光屏上投射三个电子束，并包括一个通过在直线型电子枪的第三个电极的阴极侧端中制造缝隙而形成的非轴向对称透镜，从而中心电子束的缝隙的管轴方向的深度大于侧边电子束的缝隙的管轴方向深度。

日本专利申请平4-249837使用了多个非轴向对称的透镜。

上述传统技术致力于通过抑制由荧光屏形成的显示屏的周边上出现电子束光斑的光晕量，来提高显示质量的均匀性。但是很难通过上述传统技术完全消除光晕，因此或多或少还有光晕存在。另一方面，即使光晕被完全消除，显示屏中心处的电子束光斑也会产生所谓的模糊现象，导致显示屏中心处分辨率下降。光晕是发生在电子束截面中的高电流密度的中心区域(所谓的核心)周围的电子束截面中的低电流密度的区域，光晕使形成在荧光屏上的电子束光斑变得模糊。

在上述传统技术中，电子枪的第一或第二电极中的电子束孔在三个一字型电子束排列的方向上被延长，这种结构用于得到低电流时的高分辨率。

本发明人注意到，特别是在用于阴极射线管的，如用于电视接收机、并由一峰值在3-4mA之间的阴极电流操作的彩色阴极射线管的电子枪中，光晕的产生可被抑制，且光晕的亮度可被降低，这是通过在面对电子枪第一电极的第二电极的端部中的电子束孔上重叠一水平延长的缝隙形凹部(通过将平板电极上电子束孔周围的区域变薄形成的凹部)，同时改进面对第二电极的第三电极的一端的形状，以在主透镜中水平延长电子束的截面形状。但是，显示屏的中心处的电子束光斑的垂直尺寸处有很大的电子束电流，因而引起分辨率的降低。

下面将说明光晕的产生被抑制和光晕的亮度被降低的原因。从阴极发射的电子束被第二电极吸引，然后向第三电极运动。由于水平延长的缝隙形凹部重叠在面向第一电极的第二电极的端部上的电子束孔上，因此阴极和第二电极的电子束传送部分的顶边或底边之间的距离小于阴极和电子束孔的侧边的距离。因此，在穿过电子枪轴线的在垂直平面上运动的电子束比穿过电子枪轴线的在水平平面上运动的电子束受到第二电极电势更强的影响，其结果是垂直平面中的电子束比水平平面中的电子束距离电子束孔的中心轴线更远的区域中运动，结果第二电极临近区域中的电子束的截面形状，即所谓的交叉区域的截面形状被垂直延长。由第二电极的电势吸引的电子的量随着距离第二电极中电子束孔边缘的距离的减少而增加，垂直平面中的电子束电流密度随着距离电子束孔中心轴线的距离的增加而减小。

第二和第三电极之间的电子透镜在第二电极附近区域起到了聚焦作用，在第三电极附近区域起到了散焦作用。该散焦作用在水平方向上比在垂直方向上更强，从而在主透镜中水平延长电子束的交叉部分的形状。

图8A和8B分别示出面对第一电极的第二电极的端部中的电子束孔上重叠或不重叠水平延长的缝隙形凹部时主透镜中的电子束的截面形状。图8A和8B中，H-H、V-V和D分别表示水平方向、垂直方向和电子束的垂直整体尺寸。图8A中的D1表示高电流密度的HD部分的垂直尺寸，图8B中的D2表示高电流密度的HD部分的垂直尺寸。

电子束的固定的整体垂直尺寸D，在图8A面对第一电极的第二电极的端部中采用水平延长的缝隙形凹部时具有高电流密度部分HD的垂直尺寸比在图8B采用这种凹部时更小，即D1＜D2。

电子束的垂直尺寸越小，当电子束穿过偏转磁场时受偏转散焦的影响就越小，相应地，通过在面对第一电极的第二电极的端部采用水平延长的缝隙形状的凹部，发生在显示屏周边的电子束光斑的光晕的亮度就变得越小。

在显示屏的中心处的电子束光斑尺寸可由交叉区域的尺寸和主透镜的透镜放大率来表示。当在面对第一电极的第二电极的端部提供了水平延长的缝隙形凹部时，由于交叉区域尺寸被垂直延长，因此，大电流时的显示屏的中心处的电子束光斑的尺寸在垂直方向上被延长，导致分辨率下降。

发明内容

本发明的一个目的就是提供一种彩色阴极射线管，通过抑制电子束在荧光屏上的轰击形成的电子束光斑的光晕的发生，同时降低光晕的亮度，实现从适当距离(如为电视时，大约1m，为彩色显示装置时，大约30cm)观看时具有良好分辨率的显示。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种彩色阴极射线管，该射线管包括一具有一面板、一颈部和一连接面板和颈部的漏斗的真空管套；一形成在面板内表面上的、用于通过三个电子束的轰击分别产生三种色彩的荧光屏；一位于颈部内、用于产生三个排列为一条直线的电子束并将三个电子束聚焦在荧光屏上的电子枪；该电子枪包括以下述顺序排列的三个一线共面的阴极、一作为电子束控制电极的第一电极、一作为加速电极的第二电极、一作为聚焦电极的第三电极和一作为最终加速电极的阳极；以及环绕在颈部和漏斗之间的传输区域附近区域、用于以直线排列的三个电子束的方向和垂直该方向的偏转三个电子束的电子束偏转线圈，其特征在于，第一电极具有三个以直线方向排列的电子束孔，在所述第一电极中的这三个电子束孔中的每一个都在直线方向被延长；面向第一电极的第二电极的一端具有三个以直线方向排列的通孔形电子束孔，在所述第二电极中的这三个通孔形电子束孔中的每一个都重叠有一在直线排列方向被延长的缝隙形凹部；以及面向所述第二电极的第三电极的一端具有三个以直线方向排列的非轴向对称的电子束孔，每一个非轴向对称电子束孔的主轴都是垂直于直线排列方向的。

利用上述结构，在不损害大电流的显示屏中心位置分辨率的情况下，显示屏周边的光晕的发生被抑制，从而当从适当距离观看时，整个显示屏都具有良好的分辨率。

附图说明

在附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1A-1D示出了电子枪的结构，用于说明本发明彩色阴极射线管的第一实施例。

图2为一透视图，示出了第一电极2上的电子束孔的形状，该孔用于本发明第一和后面的实施例；

图3为一透视图，示出了本发明第二实施例中面对第一电极的第二电极的一端上的电子束孔的形状；

图4为一透视图，示出了本发明各实施例中面对第三电极的第二电极的一端上的电子束孔的形状；

图5为一透视图，示出了本发明各实施例中面对第二电极的第三电极的一端上的电子束孔的一个例子的形状；

图6为一透视图，示出了本发明各实施例中面对第二电极的第三电极的一端上的电子束孔的另一例子的形状；

图7为一透视图，示出了本发明各实施例中面对第四电极的第三电极的一端上的电子束孔的一个例子的形状；

图8A和8B分别示出了在面对第一电极的第二电极的端部上的电子束孔上覆盖和不覆盖水平延长的缝隙形状的凹部时的主透镜中的电子束的截面部分形状；

图9A到9J示出了计算机模拟本发明实施例得到的结果，即组成电子枪的各电极的出口和入口处的电子束和荧光屏上的电子束光斑的截面形状；

图10A到10J示出了计算机模拟传统电子枪得到的结果，即组成传统电子枪的各电极的出口和入口处的电子束和荧光屏上的电子束光斑的截面形状；

图11为用在本发明彩色阴极射线管中的电子枪的例子的侧视图；

图12为一截面图，用于说明本发明彩色阴极射线管的整体结构的例子。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明彩色阴极射线管的实施例进行详细说明。图1A-1D为说明本发明彩色阴极射线管的第一实施例的电子枪的结构图。

图1A示出了电子枪的整体结构；图1B为第二电极的透视图；图1C为从第一电极一侧看到的第二电极中的电子束孔的平面图；图1D为沿图1C中的ID-ID线的电子束孔的剖面图。

在本实施例彩色阴极射线管使用的电子枪中，如图1A所示，阴极(只示出一个)1、第一电极2、第二电极3、第三电极4、第四电极5、第五电极6的第一部分6-1、第五电极6的第二部分6-2，以及第六电极7以任意间隔排列。

第五电极6的第二部分6-2和第六电极7之间形成主透镜，第二电极3和第四电极5接有驱动电压Ec2(例如，在400V到1000V之间)，电极4、第五电极6的第一部分6-1和第五电极6的第二部分6-2接有一聚焦电压Vf(例如，在6kV到9kV之间)。Vs表示接到阴极1上的信号电压。屏蔽杯8与第六电极7电连接，并接有阳极电压Eb(例如，在25kV到33kV之间)。第五电极6的第一部分6-1和第二部分6-2之间的间距用于产生可迅速调制电子束、从而有效地作用于电子束上的磁场，它可被忽略。

如图1B-1D所示，在面对第一电极2的第二电极3的表面上具有由通孔3a-1和在通孔3a-1上重叠的水平延长的缝隙形凹部3a-2形成的电子束孔3a。第二电极3由厚度在大约0.3mm到0.5mm之间的金属板制成。水平延长的缝隙形凹部3a-2的垂直尺寸小于通孔3a-1的垂直尺寸。

第三电极4由杯状电极4-1和板电极4-2组成，例如，如图1A局部剖视侧视图所示，且其整体长度大约为2mm。

在面对第二电极3的第三电极4的一端具有一对应三电子束中任何一个的垂直延长的电子束孔，在第一电极2中具有对应三电子束中任何一个的水平延长的电子束孔。由于在面对第二电极3的第三电极4的一端中具有垂直延长的电子束孔，因此，第三电极4附近、位于第二电极3和第三电极4之间的电子发散透镜的强度在垂直方向上很小，而在水平方向上很强。

发散透镜的强度可通过调节垂直延长孔的垂直和水平尺寸，或具有垂直延长孔的电极的部分厚度来控制。在本实施例中，需要确定透镜的规格从而使主透镜中的电子束的截面形状在大电子束电流时在水平方向延长。

图2为一透视图，示出了第一电极2中的电子束孔2a的形状，它可用于本发明第一和随后的实施例中。

利用本实施例中的电子枪可实现高分辨率彩色阴极射线管，该管在不损害大电子束电流的显示屏的中心部分的分辨率的情况下，可抑制显示屏的周边出现光晕。

图3为一透视图，示出了本发明第二实施例中面对第一电极2的第二电极3的一端中的电子束孔3a的形状。如图2所示，在该实施例中，第一电极2中的电子束孔2a也被水平延长。另外，在第二实施例中，面对第一电极2的第二电极3的一端中形成的各电子束孔3a都具有一水平延长的缝隙形凹部3a-2，该凹部的垂直宽度大于通孔3a-1的垂直尺寸。

利用本实施例的电子枪实现了高分辨率彩色阴极射线管，该管在不损害大电子束电流时的显示屏的中心的分辨率的情况下，可抑制显示屏的周边出现光晕。

图4为一透视图，示出了面对第三电极4的第二电极3的一端上的电子束孔3a的形状，它可用于本发明各实施例，面对第三电极4的第二电极3一端中的电子束孔3a为圆形。

图5为一透视图，示出了面对第二电极3(如图1A所示)的第三电极4的一端上的电子束孔4a的一个例子的形状，它可用于本发明各实施例，面对第二电极3的第三电极4的一端上的电子束孔4a是钥匙孔形的。

图6为一透视图，示出了面对第二电极3的第三电极4的一端上的电子束孔4a另一个例子的形状，它可用于本发明各实施例，面对第二电极3的第三电极4的一端上的各电子束孔4a的结构是这样的，即垂直延长的缝隙形凹部的水平宽度大于图4所示的通孔3a的尺寸。

图7为一透视图，示出了面对第四电极5的第三电极4的一端中的电子束孔4b(如图1A)的一个例子的形状，它可用于本发明的各实施例，面对第四电极5的第三电极4的一端中的电子束孔4b为圆形。

利用具有分别结合图4-7说明的实施例结构的电子枪可实现一种高分辨率彩色阴极射线管，它在不损害大电子束电流显示屏的中心分辨率的情况下，可抑制显示屏的周边出现光晕。

图9A到9J示出了计算机模拟本发明实施例的结果，即组成电子枪的各电极的出口和入口处的电子束和荧光屏上的电子束光斑的截面形状。另一方面，为了对比，图10A到10J示出了计算机模拟传统电子枪的结果，即组成传统电子枪的各电极的出口和入口处的电子束和荧光屏上的电子束光斑的截面形状。图9A到9J分别对应图10A到10J，示出了各电极的出口和入口处的电子束的截面形状和荧光屏上的电子束光斑的形状。

图9A示出了位于第一电极2的出口处的电子束的截面形状，该截面在水平方向被稍微延长。图9B示出了位于第二电极3的入口处的电子束的截面形状，图9C示出了第二电极3出口处的电子束的截面形状，图9D示出了位于第三电极4的入口处的电子束的截面形状，图9E示出了位于第三电极4的出口处的电子束的截面形状，图9F示出了位于第四电极5的出口处的电子束的截面形状，图9G示出了位于第五电极6的出口处的电子束的截面形状，图9H示出了位于第六电极7的出口处的电子束的截面形状，图9I示出了位于屏蔽杯8的出口处的电子束的截面形状。而且，如图9J所示，本发明实施例中的光斑在垂直方向的尺寸为D3。

另一方面，当使用传统的电子枪时，电子束的截面形状如图10A到10I所示，荧光屏上的电子束光斑的形状被垂直延长，如图10J所示。如图10C所示，在传统电子枪中，位于第二电极3的出口处的电子束的截面形状被垂直延长，从而使荧光屏上的电子束光斑的形状的垂直尺寸变为D4。这表明，由于D3＜D4，因此比水平分辨率高得多的垂直分辨率在传统电子枪中要更小。

显示屏中心处的电子束光斑的尺寸由交叉部分尺寸和主透镜的放大率来表示，因此显示屏中心处的电子束光斑的垂直尺寸降低的量与交叉部分的垂直尺寸的降低量成比例。

对一利用具有三个0.55mm×0.55mm的正方形电子束孔的第一电极的实际彩色阴极射线管与一利用具有三个0.5mm高0.6mm宽的、与上述正方形电子束孔的面积基本相同的矩形电子束孔2a的第一电极2(如图2)的实际彩色阴极射线管进行比较。当彩色阴极射线管使用了具有三个矩形电子束孔的第一电极时，大电子束电流的显示屏中心处的电子束光斑的垂直尺寸显著降低。在上述比较中，由于第一电极的电子束孔的面积彼此基本相同，因此可保持阴极射线管的相同使用寿命。

图11为用于本发明彩色阴极射线管中的电子枪的侧视图。电子枪包括以特定顺序排列、彼此间隔特定距离并固定在一对压条玻璃9上的阴极1、第一电极2、第二电极3、第三电极4、第四电极5、包括第一部分6-1和第二部分6-2的第五电极6、第六电极7和屏蔽杯8。通过晶体管脚10供应阴极上的信号电压、低压电极上的电压和聚焦电极上的聚焦电压；通过焊接在第六电极7上的屏蔽杯8上的弹簧件(未示出)向第六电极7供应阳极电压。

电子枪的第一电极2具有三个排成直线的电子束孔，各电子束孔的长边方向与三个电子束孔的排列方向一致。

三个电子束孔的每一个都与缝隙形状的凹部重叠，其长边定向在三个电子束孔排列的直线方向上，三个电子束孔位于面对第一电极2的第二电极3的端部。位于面对第二电极3的第三电极4的端部的是一非轴向对称的电子束孔，该孔用于使电子束的截面形状形成为在直线方向具有主轴边的形状。

图12为一截面图，用于说明本发明彩色阴极射线管的整体结构的例子。一面板11、一颈部12和一漏斗部13形成了真空套。通过在内表面涂上三色荧光材料，在面板11的内表面上形成了荧光屏14，作为彩色选择电极的荫罩15与荧光屏14距离很近。该荫罩15与一罩壳16焊接，该罩壳然后通过焊接在罩壳16的外壁的弹簧17与嵌入面板11边缘部分的内壁的螺钉18相连接而被支撑在面板11中。一磁屏蔽19被固定于罩壳16旁的电子枪上，用于屏蔽外部磁场(地球磁场)。一偏转线圈22环绕于截尾圆锥形的漏斗部13和圆柱形颈部12之间的过渡区域上，用于偏转从电子枪23中水平(以直线方向)和垂直发射(垂直于直线方向)的三个电子束B(只示出它们中的一个)，从而在荧光屏14上再现图像。

环绕容纳电子枪23的颈部12的是一外部磁场装置24，用于汇聚并聚合三个电子束并调节色度。在这些彩色阴极射线管中，为了防止真空套破裂，即所谓的内向爆裂，保证安全，在面板11上以一定的张力紧紧环绕一环形防爆带25。

具有上述的电子枪的电极结构，本实施例的彩色阴极射线管可以降低高清晰度图像上光晕的发生和光晕的亮度。

如上所述，本发明提供了彩色阴极射线管，通过在不影响大电子束电流的屏幕中心处的分辨率的情况下，抑制显示屏周边上出现光晕并降低光晕的亮度，该管可实现从一定距离观看时，在整个显示屏上实现良好的分辨率。

Claims (3)

1.一种彩色阴极射线管，该射线管包括一具有一面板、一颈部和一连接面板和颈部的漏斗的真空管套；一形成在面板内表面上的、用于通过三个电子束的轰击分别产生三种色彩的荧光屏；一位于颈部内、用于产生三个排列为一条直线并将三个电子束聚焦在荧光屏上的电子束的电子枪；该电子枪包括以下述顺序排列的三个一线共面的阴极、一作为电子束控制电极的第一电极、一作为加速电极的第二电极、一作为聚焦电极的第三电极和一作为最终加速电极的阳极；以及环绕在颈部和漏斗之间的传输区域附近、用于以三个电子束直线排列的方向和垂直该方向偏转三个电子束的电子束偏转线圈，其特征在于，第一电极具有三个以直线方向排列的电子束孔，在所述第一电极中的这三个电子束孔中的每一个都在直线方向被延长；面向第一电极的第二电极的一端具有三个以直线方向排列的通孔形电子束孔，在所述第二电极中的这三个通孔形电子束孔中的每一个都重叠有一在直线方向被延长的缝隙形凹部；以及面向所述第二电极的第三电极的一端具有三个以直线方向排列的非轴向对称的电子束孔，每一个非轴向对称电子束孔的主轴都是垂直于所述直线方向的。

2.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于：所述缝隙形凹部在垂直于所述直线排列方向的尺寸小于所述通孔形电子束孔在垂直于所述直线排列方向的尺寸。

3.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于：所述非轴向对称电子束孔重叠有一在垂直于直线排列方向延长的缝隙状凹部。

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