CN1251278C - 电子枪组件及阴极射线管装置 - Google Patents

Abstract

电子枪组件的电子束发生部包含阴极。该阴极至少具有以下3个不同电子发射特性的区域：阴极面中央的第1区、配置成从水平方向将第1区夹在中间的第2区，以及配置成从垂直方向将第1区夹在中间的第3区，所述第1至第3区配置成各自的所述电子发射特性对与水平方向平行的轴对称以及对与垂直方向平行的轴对称，做成所述电子发射特性从高到低依序为第2区、第1区、第3区的结构。

Description

电子枪组件及阴极射线管装置

技术领域

本发明涉及电子枪组件，尤其涉及具有电子枪组件的阴极结构。

背景技术

用于一般彩色阴极射线管装置的电子枪组件具有在一直线方向上排成一列配置的产生3束电子束的电子束发生部和使3束电子束往荧光屏方向加速并聚焦的主透镜部。电子束发生部由至少3个阴极、第1电极和第2电极构成。阴极上施加与图像信号同步的驱动电压。由该驱动电压控制阴极发射出的电子束电流。

彩色阴极射线管装置追求的一种图像特性是，要求无论是电流小还是电流大的时候，图像质量变化都小。

通常，加大电流，即电子束电流增大时，荧光屏上的电子束斑点的斑点尺寸变大。该斑点尺寸的扩大使图像特性劣化。作为改善这种斑点尺寸扩大造成的图像劣化的技巧，可举出借助通常采用的速度调制线圈(下文称为VM线圈)缩小斑点的表观尺寸这种方法。

VM线圈装在管颈玻璃的外面。该VM线圈与辉度信号上升和下降同步地流过电流，在上升时候快，下降时慢，使电子束形成微小偏转。结果，在辉度信号的上升缘和下降缘对比度加大，同时缩小了斑点的表观尺寸。

VM线圈流过的电流取决于驱动电压的大小。电流小时，即电子束电流小时，VM线圈的电流也小，因而斑点尺寸的水平直径变化小。电流大时，即电子束电流大时，VM线圈电流也大，这时，斑点尺寸的水平直径大幅度缩小。但是，这种斑点尺寸的缩小仅对偏转线圈的电子束扫描方向(即水平方向)的斑点尺寸有效，不能改善垂直方向的斑点尺寸。即，不能改善阴极电流增加带来的垂直方向斑点尺寸的扩大。

现说明通常因阴极电流增大而斑点尺寸扩大的原因。

为了使阴极发射的电流增大，加大阴极上施加的驱动电压。因此，电位渗透程度变大，阴极面上的电子发射区(电子负载区)扩大，因而发射电子量(电流)增多。由于电流量和电子发射区增大，相对于主透镜的虚物点直径变大，使荧光屏上的斑点尺寸扩大。

随着电流的增加，电子束的发散角也增大，虚物点位置(从主透镜看时的物点位置)往荧光屏一侧移动。由于该虚物点位置向前移动，使到达荧光屏上的电子束的斑点成为最佳聚焦的聚焦电压发生变化。

通常，对于图像信号的聚焦电压是一定的，电流量从小变大时，荧光屏上的电子束斑点渐渐成为散焦状态，从而斑点尺寸随着电流量的增大而扩大。

而且，电流量大时电子束相交位置上的空间电荷排斥作用增大，引起虚物点直径加大和虚物点位置往荧光屏侧前移，从而与上面所述相同，斑点尺寸扩大。

这样，从小电流变化到大电流时，荧光屏上的斑点尺寸扩大，使图像清晰度变差。

作为电流大时减小斑点尺寸的方法，可举出减小第1电极的孔径，从而使虚物点直径减小的方法。然而，这种方法能减小大电流时的斑点尺寸，但不能抑制电流变化对应的斑点尺寸变化。也就是说，这种方法使大电流时的斑点尺寸减小，同时也使小电流时的斑点尺寸过分减小。结果，可能导致干涉条纹等造成的图像质量劣化。

也就是说，减小第1电极孔径的方法不能改善电流量变化带来的荧光屏上的斑点尺寸的变化。

根据日本特开平11-120931号公报和特开平11-283487号公报，所揭示的结构为对电流变化限定电子发射区，抑制电流大时斑点尺寸的扩大。按照这种结构，阴极表面上在中央设置核心部发射极，并在其周围以同心圆状设置非电子发射区，还在该区周围设置外周部发射极。但是，外周部发射极是制造上剩余的部分，实际上对电子发射没有贡献。

其他阴极结构则在阴极表面上中央处设置容易发射电子的区域(低逸出功区)，并在其周围以同心圆状设置电子难以发射的区域(高逸出功区)。

根据这些公报所述，利用上述结构，将电子发射区限定在中央部，使含像差分量多的外周部电子束电流量减小，形成光晕小的电子束斑点，可以得到良好的图像质量。然而，将电子发射区限定在阴极中央部的方法，其电流大时的电子发射特性显著变差，取大电流用的驱动电压比常规电压显著增大。结果，驱动电路的负担加大，导致该电路成本上升和可靠性变差。

如上所述，为了取得良好的图像质量，需要随着电流量的变化，减少荧光屏上斑点尺寸的变化。关于斑点尺寸的水平方向，利用优化VM线圈灵敏度，可补偿电流量从小变大时斑点尺寸的扩大，但不能补偿垂直方向电流变化所对应的斑点尺寸扩大。而且这样的问题即使在机械上减小电子束发生部的结构也不能解决。也就是说，已有的方法难以在电流小时和电流大时都使斑点尺寸水平直径和垂直直径最佳化。

将电子发射区仅限定于中央部，抑制虚物点直径的扩大的方法，对电流量从小变大时斑点尺寸的扩大能够进行抑制，但存在的问题是随着驱动电压显著增大，导致驱动电路负担增大、成本提高和可靠性降低。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种电子枪组件和具有该电子枪组件的阴极射线管装置，所述电子枪组件能够抑制驱动电路负担的增加，减小电流量变化带来的荧光屏上的斑点尺寸的水平直径和垂直直径的扩大，能取得高清晰度。

为了解决上述课题，达到发明目的，本发明提供一种电子枪组件，该组件具有产生电子束的电子束发生部和使该电子束发生部所产生的电子束向着靶加速并聚焦的主透镜，其特征在于，

所述电子束发生部包含阴极；

所述阴极至少具有以下3个不同电子发射特性的区域：阴极面中央的第1区、配置成从第1方向将所述第1区夹在中间的第2区，以及配置成从与所述第1方向不同的第2方向将所述第1区夹在中间的第3区，所述第1到第3区配置成各自的所述电子发射特性对与水平方向平行的轴对称以及对与垂直方向平行的轴对称，做成所述电子发射特性从高到低的区域依序为第2区、第1区、第3区。

本发明又提供一种阴极射线管装置，该装置具有：

具备产生在一直线方向上排成一列配置的3束电子束的电子束发生部以及使该电子束发生部所产生的3束电子束向荧光屏加速并聚焦的主透镜部的电子枪组件；

在所述荧光屏的水平方向和垂直方向上使所述电子枪组件射出的3束电子束进行扫描的偏转线圈；以及

对电子束的扫描速度进行调制的速度调制线圈；

其特征在于，所述电子束发生部至少在沿电子束行进方向上包含3个在一直线方向上排成一列的阴极、第1电极和第2电极；

所述阴极至少具有以下3个不同电子发射特性的区域：阴极面中央的第区、配置成从与所述一直线方向平行的水平方向将所述第1区夹在中间的第2区，以及配置成从与所述一直线方向垂直的垂直方向将所述第1区夹在中间的第3区，所述第1至第3区配置成各自的所述电子发射特性对与水平方向平行的轴对称以及对与垂直方向平行的轴对称，做成所述电子发射特性从高到低依序为第2区、第1区、第3区的结构。

说明中将阐述本发明另外的目的和优点，从而由该说明或本发明的实践会部分明白或学到本发明。借助以下具体指示的手段和组合可实现本发明的目的，获得本发明的优点。

附图说明

编入说明书构成其一部分的附图说明本发明的较佳实施例，并与以上概述和后文给出的较佳实施例详细说明一起，用于解释本发明的原理。

图1为概略示出具有本发明的电子枪组件的阴极射线管装置的结构的水平剖面图。

图2为概略示出本发明一实施例的电子枪组件的结构的水平剖面图。

图3为图2所示的电子枪组件的阴极的电子发射区分布例的示意图。

图4为图2所示的电子枪组件可用的阴极电子发射区另一分布例的示意图。

图5为图2所示电子枪组件可用的阴极电子发射区另一分布例的示意图。

图6为图3所示的阴极小电流时的水平方向和垂直方向的电流密度分布截面示意图。

图7为图3所示的阴极大电流时的水平方向和垂直方向电流密度分布截面示意图。

图8为已有的阴极小电流时的水平方向和垂直方向电流密度分布截面示意图。

图9为已有的阴极大电流时的水平方向和垂直方向电流密度分布截面示意图。

图10A为图3所示阴极中小电流时的电子束斑点形状的图解示意图。

图10B为图3所示阴极中大电流时的电子束斑点形状的图解示意图。

图11A为图3所示阴极小电流时使速度调制线圈工作的情况下的电子束斑点形状的图解示意图。

图11B为图3所示的阴极大电流时使速度调制线圈工作的情况下的电子束斑点形状的图解示意图。

图12A为已有技术的阴极小电流时的电子束斑点形状的图解示意图。

图12B为已有技术的阴极大电流时的电子束斑点形状的图解示意图。

图13A为已有技术的阴极小电流时使速度调制线圈工作的情况下的电子束斑点形状的图解示意图。

图13B为已有技术的阴极大电流时使速度调制线圈工作的情况下的电子束斑点形状的图解示意图。

图14为示出3种不同阴极(表层氧化钪阴极、M型浸渍式阴极、S型浸渍式阴极)的电子发射特性的曲线。

图15为示出形成图3所示的阴极的第1区用的掩模形状的图。

图16为示出形成图3所示的阴极的第2区用的掩模形状的图。

图17为说明本发明另一实施例用的图，是概略示出图2所示的电子枪组件可用的第1栅极的结构的平面图。

图18为概略示出图2所示的电子枪组件可用的第1栅极另一结构的平面图。

图19图解所示为将具有电子发射特性不同的3个区的阴极与具有电场修正用的开口部的第1栅极加以组合时，电子束发生部的电场形状和阴极发射的电子束。

图20图解所示为将具有电子发射特性不同的3个区的阴极与已有的第1栅极加以组合时，电子束发生部的电场形状和阴极发射的电子束。

图21图解所示为已有的阴极与第1栅极组合时，电子束发生部的电场形状和阴极发射的电子束。

图22为图3所示的阴极电流小时水平方向和垂直方向电流密度分布的截面的示意图。

图23为图3所示的阴极大电流时水平方向和垂直方向电流密度分布截面的示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明电子枪组件和具有该电子枪组件的阴极射线管装置的一实施例。

如图1所示，本发明的阴极射线管装置，例如自会聚式直列(in-line)型彩色阴极射线管装置，具有真空管壳20。该真空管壳20具有面板1、管颈5和将这两部分连成一体的漏斗状管锥2。荧光屏(靶)4配置在面板1的内表面，同时还具有发蓝、绿、红光的条状或点状的3色荧光体层。荫罩3与荧光屏4相对配置，同时其内侧具有许多电子束通孔。

直列型电子枪组件6配置在管颈5的内部。该电子枪组件6发射配置成一列的3束电子束7B、7G、7R，即在同一水平面上通过的中心束7G和一对边束7B、7R。

偏转线圈8在从管锥2上直径大的部分到管颈5为止的地方安装。该偏转线圈8产生非均匀偏转磁场，能够使电子枪组件6发射的3束电子束7B、7G、7R在水平方向(X)和垂直方向(Y)上偏转。该非均匀磁场由枕形水平偏转磁场和桶形垂直偏转磁场构成。

该阴极射线向装置还具有一对速度调制线圈9，安装在偏转线圈8后部的管颈5的外表面。如图1所示，这对速度调制线圈9沿水平方向X相对配置。

电子枪组件6发射的3束电子束7B、7G、7R受偏转线圈8产生的非均匀磁场的作用偏转，经荫罩3在水平方向X和垂直方向Y上对荧光屏4进行扫描。以此显示彩色图像。

如图2所示，电子枪组件6具有在一直线方向上(即水平方向X)排成一列的3个阴极Kr、Kg和Kb，分别对这些阴极Kr、Kg、Kb进行加热的3个灯丝，以及至少4个栅极。4个栅极，即第1栅极G1、第2栅极G2、第3栅极G3和第4栅极G4，从阴极K往荧光屏4，沿管轴方向Z依次配置。这些灯丝、阴极Kr、Kg、Kb和4个栅极由一对绝缘支承体(图中未示出)固定成一体。

第1和第2栅极G1、G2分别由整体结构的板状电极构成。这些板状电极对应于3个阴极Kr、Kg、Kb具有沿水平方向排成一列的3个圆形电子束通孔。起聚焦电极作用的第3栅极G3由筒状电极构成。筒状电极在其两个端面，对应于3个阴极Kr、Kg、Kb，具有沿水平方向排成一列的3个电子束通孔。起阳极作用的第4栅极G4由杯状电极构成，在其与第3栅极G3相对的面上，对应于3个阴极Kr、Kg、Kb，具有沿水平方向排成一列的3个电子束通孔。

上述结构的电子枪组件中，在阴极Kr、Kg、Kb上施加约100～200V直流电压和与图像信号对应的调制信号叠加的电压。第1栅极G1接地。对第2栅极G2施加约500～1000V的直流电压。对第3栅极G3施加约6KV～10KV的固定的聚焦电压(Vf)。对第4栅极G4施加约22KV～35KV的阳极电压。

阴极Kr、Kg、Kb、第1栅极G1和第2栅极G2构成电子束发生部，产生电子束，同时形成后文将说明的主透镜部的物点。第2栅极G2和第3栅极G3形成预聚焦透镜，对电子束发生部产生的电子束进行预聚焦。第3栅极G3和第4栅极G4形成主透镜部，将预聚焦的电子束最后聚焦到荧光屏上。

阴极Kr、Kg、Kb其表面具有至少3种电子发射特性不同的区域。即，阴极表面具有作为第1区的中央部Ka、作为第2区的左右部Kb、作为第3区的上下部Kc，如图3所示。

中央部ka在阴极表面的中央形成圆形。该中央部ka的中心与第1栅极G1上所形成圆形电子束通孔的中心轴一致。一对左右部Kb配置成从水平方向(所述一直线方向)将中央部Ka夹在中间。这一对左右部Kb对与水平方向平行的X轴和与垂直于所述一直线方向的垂直方向平行的Y轴形成轴对称。又，一对上下部Kc配置成从垂直方向将中央部Ka夹在中间。这一对上下部Kc对与水平方向平行的X轴和与垂直于所述一直线方向的垂直方向平行的Y轴形成轴对称。

下面，说明该阴极K的具体结构。本实施例中，中央部Ka为M型浸渍式阴极，左右部Kb为表层是氧化钪的阴极，上下部kc为S型浸渍式阴极。

S型浸渍式阴极是将平均粒径为3至5μm的钨(W)粉末高温烧结成孔隙率约为20％后，对该孔隙部溶融浸渍氧化钡(BaO)、氧化钙(CaO)和氧化铝(Al₂O₃)组成的电子发射物质而得到的阴极。S型浸渍式阴极的电子发射物质的克分子组分比为BaO∶CaO∶Al₂O₃＝4∶1∶1。

M型浸渍式阴极是在S型浸渍式阴极的表面用溅射法等涂覆铱(Ir)、或锇(Os)、钌(Ru)、铼(Re)等铂族元素而制得的阴极。本实施例中，将铱作为金属薄膜材料，以150mm的膜厚进行涂覆。

表层氧化钪阴极是在S型浸渍式阴极的表面用溅射法等涂覆钪的氧化物(即氧化钪(Sc₂O₃)和钨(W)而制得的阴极。本实施例中，在S型浸渍式阴极上按8nm的膜厚溅射钨，接着按2nm的膜厚溅射钪的氧化物，从而形成该阴极。

图14表示各阴极区域的电子发射特性的评价结果。该电子发射特性是在直径1.1mm的阴极的相对侧，在钽(Ta)制阳极与阴极之间施加300V脉冲电压进行测量的。脉冲宽度为5微秒，频率为50Hz。根据该评价结果，1300K时的脉冲电子发射特性在S型的情况下为2.3A/cm²，在M型的情况下为5.3A/cm²，表层氧化钪阴极的情况下则为50A/cm²。

据此，本实施例的阴极各区域的电子发射特性按该特性从高到低顺序为表层氧化钪阴极构成的左右部(第2区)Kb、M型浸渍式阴极构成的中央部(第1区)Ka、S型浸渍式阴极构成的上下部(第3区)Kc。

上述阴极区域的电子发射特性可利用各区域的组分分析进行推定，但也可用例如“Emission Profiler”(商品名，东京阴极研究所制造)等装置进行测量。在这里，希望高电子发射区的发射能力为20至100A/cm²，中电子发射区的发射能力为3.5至10A/cm²，小电子发射区的发射能力为0至3A/cm²。

图3所示的这3个区如下所述形成。

首先，用常规方法制作圆形的S型浸渍式阴极，准备钨(W)基的基体材料。接着，如图15所示，利用溅射法，用掩模16在S型浸渍式阴极(基体材料)的中央区形成以铱(Ir)为主的圆形膜，从而形成相当于中央部Ka的第1区。然后，如图16所示，利用溅射法，用掩模17在去除基体材料中央部Ka的圆弧状区以8nm的厚度形成钨(W)膜后，以2nm膜厚形成氧化钪(Sc₂O₃)膜，从而形成相当于左右部Kb的第2区。未形成铱膜和氧化钪膜的基体材料露出的区域则过程相当于上下部的第3区。

如以上所述构成阴极表面的情况下，电流小时，仅从中央部Ka发射电子束。电流大时，从3个区Ka、Kb、Kc都发射电子束。

利用做成这种结构，可得以下作用。

即，在电流小时，电子发射特性比左右部kb差的中央部Ka发射电子束。这样，将担负电子发射的阴极表面中央部Ka的电子发射特性设定得低，借助于此，使得与使整个阴极面的电子发射特性与左右部Kb相同时的情况相比，电子发射区加宽了。

如图6所示，在小电流时，阴极表面的电子发射区ka具有水平方向X的电流密度分布截面12和垂直方向Y的电流密度分布截面13。图6所示的小电流时的电子发射区Ka比图8所示已有的阴极电子发射区大。

因此，主透镜所对应的虚物点直径变大。结果，如图10所示，小电流时荧光屏上的斑点尺寸与图12a所示的已有的电子枪组件相比，变得较大。这样的小电流时的虚物点直径的扩大，可抑制干涉条纹的产生，而且可减小电流量从小变大的变化引起的斑点尺寸变化量。

在电流大时，电子发射特性不同的3个电子发射区Ka、Kb、Kc发射电子束。严格地说，电流大时，主要是电子发射区Ka和Kb发射电子束，电子发射区Kc的电子束发射受到抑制。因此，阴极表面发射的电子束量在水平方向和垂直方向不相同。

即，如图7所示，在电流大时，阴极表面的电子发射区(Ka+Kb)具有在水平方向X和垂直方向Y非对称的电流密度分布截面12和电流分布密度分布截面13。图7所示的大电流时的电子发射区(Ka+Kb)与图9所示的已有的阴极电子发射区相比，水平方向X和垂直方向Y上的电流量较少。如图7所示，尤其是本实施形态的电子发射区(Ka+Kb)中，垂直方向Y的电流量比水平方向的电流量少。

因此，能抑制已有的阴极中电流相同时的垂直方向虚物点直径的扩大，从而将主透镜所对应的虚物点直径在垂直方向的扩大抑制得较小。又将空间电荷排斥作用也抑制得较小，从而能够把垂直方向虚物点直径的扩大和虚物点位置向荧光屏侧的移动抑制得比已有的阴极小。结果，如图10B所示，大电流时荧光屏上的斑点尺寸与图12B所示的已有的电子枪组件的斑点尺寸相比，能抑制垂直方向的直径的扩大。

又，在这样的情况下，电子发射特性最好的左右部Kb充分发射电子束，因而能将取得阴极电流所需要的驱动电压的升高抑制于最低限度。

这样，将阴极做成如上所述的结构，从而可以使小电流时虚物点的直径比已有的极阴结构的情况大，电流量从小变到大时，抑制垂直方向虚物点直径的扩大，同时将虚物点位置的前移抑制得比已有的阴极结构的情况小。因此，可抑制斑点尺寸的扩大。而且，也能将驱动电压的升高抑制得较小。

但是，本实施形态所述结构的电子枪组件使荧光屏上的电子束斑点的水平直径比已有结构的情况略大。然而，利用速度调制线圈9，可以抑制电子束斑点的水平直径的扩大。也就是说，速度调制线圈9工作时，如图11A和图11B所示，与图10A和图10B所示的电子束斑点相比，能抑制水平直径的扩大，可以改善斑点尺寸。以此能够减少电子束斑点的水平直径的差异。

与此相反，在已有的结构的情况下，速度调制线圈9工作时，如图13A和图13B所示，与图12A和图12B所示的电子束斑点相比，尤其是在电流大时水平过分聚焦，使电子束斑点劣化。

因此，像上述实施例那样，在阴极表面形成3个不同电子发射特性的区域，借助于此，可以不改变电子枪组件的结构，而且也不显著增加驱动电路的负担，就能够得到从小电流到大电流可以保持高清晰度的阴极射线管装置用的电子枪组件。

下面，说明本发明另一实施例。

构成本实施例电子枪组件的电子束发生部的第1栅极G1除具有3束电子束的通孔外，还具有用于修正电子束发生部所形成的电场的开口部。

亦即，如图17所示，第1栅极G1具有将电子束通孔10R、10G、10B夹在中间，并且电子束不通过的一对开口部11R、11G、11B。这样的一对开口部11R、11G、11B如图17所示，相当于通过电子束通孔10R、10G、10B的中心的与所述一直线方向平行的水平轴X和与所述一直线方向垂直的垂直轴Y轴对称配置。

借助于设置这样的开口部11R、11G、11B，由阴极K、第1栅极G1和第2栅极G2组成的电子束发生部形成图19所示那样的电场形状(等电位面)。开口部11影响阴极K与第1栅极G1之间的电场形状，但形成大小为电子束不能通过的孔径。结果，与图21所示已有结构的电子束发生部相比，可使从阴极中心部起一定范围的电场对垂直方向的倾斜平缓，即对阴极面平行。

如上所述，采用具有上述结构的电子枪组件，利用上述那样构成第1栅极G1，可如图19所示，可以使电子束发生部的电场形状(等电位面)14比图21所示的已有的电子枪组件的电子束发生部的电场更加使从阴极中心起一定范围的电场对垂直方向的倾斜平缓(对阴极面平行)。但是，将该第1栅极G1与已有的电子发射特性相同的阴极组合时，在电子发射区最外处附近，比已有技术的情况下的等电位面倾斜得更加厉害，如图20所示，电子束15的最外轨道比中心轨道偏离大，导致荧光屏上的最佳聚焦电压产生偏差，使斑点尺寸劣化。

因此，如图19所示，将具有配置得从垂直方向将电子束通孔10夹在中间的开口部11的第1栅极G1与具有上述3个不同电子发射区的阴极K组合。借助于此，利用电子发射特性不同的第1区Ka和第3区Kc的电子发射特性差异，使大电流时等电位面14倾斜平缓，能抑制最外区电子束15的产生。

这样，在大于某一电流值时抑制在垂直方向的最外围区域产生的电子束，一侧能抑制从小电流变成大电流时相交位置(cross-over)和发散角的变化。也就是说，能减少电流变化所对应的荧光屏上的最佳聚焦电压的偏差。

形成使阴极K的第2区Kb具有3个电子发射区中最高的电子发射特性的结构，以此能够抑制水平方向的极端的电子发射区的扩大。

由于上述结构，如图19所示，水平方向X和垂直方向Y的相交位置不同。因此能够减轻空间电荷的排斥作用，抑制大电流时电子束直径的增大。

利用将第1区Ka的电子发射特性设定得比第2区Kb差的方法，与其电子发射特性与第2区Kb一样，取已有技术那种相同的电子发射特性的情况相比，由于使小电流时的电子发射区扩大，因而荧光屏上的电子束斑点直径变大。以此可以减少干涉条纹。

因此，在如上述那样构成阴极表面的情况下，电流小时，仅中央部Ka发射电子束。电流大时，则主要由两个区Ka、Kb发射电子束，Kc区的电子束发射受到抑制。

即，在电流小时，电子发射特性比左右部Kb差的中央部Ka发射电子束。这样，利用将负担电子发射的阴极表面的中央部Ka的电子发射特性设定得低，使得电子发射区与整个阴极面取电子发射特性与左右部Kb相同时相比变得较宽。

如图22所示，在电流小时，阴极表面的电子发射区Ka具有水平方向X的电流密度分布截面12和垂直方向Y的电流密度分布截面13。图14所示的小电流时的电子发射区Ka大于图8所示的已有的阴极的电子发射区。

因此，主透镜所对应的虚物点直径变大。结果，小电流时荧光屏上的斑点尺寸比已有技术的电子枪组件的情况下大。这样的小电流时虚物点直径的扩大可以抑制干涉条纹的产生，而且可减小从小电流变成大电流时斑点尺寸的变化量。

在电流大时，电子发射特性不同的2个电子发射区Ka和kb发射电子束，电子发射区Kc的电子束发射受到抑制。因此，阴极表面发射的电子束电流量在水平方向和垂直方向不同。

即，在电流大时，阴极表面的电子发射区(Ka+Kb)如图23所示，具有在水平方向X与垂直方向Y非对称的电流密度分布截面12和电流密度分布截面13。图23所示大电流时的电子发射区(Ka+kb)与图9所示那样的已有的阴极的电子发射区相比，在垂直方向和水平方向电流量变少。尤其是在图23所示那样的电子发射区，垂直方向Y的电流量比水平方向X的电流量少。

因此，能抑制已有的阴极在电流相同时的垂直方向的虚物点直径的扩大，从而将主透镜所对应的虚物点直径在垂直方向的扩大抑制得较小。此外，又将空间电荷排斥作用抑制得较少，从而也能将垂直方向虚物点直径的扩大和虚物点位置向荧光屏的移动抑制得比已有阴极小。结果，与已有的电子枪组件的斑点尺寸相比，对大电流时荧光屏上的斑点尺寸，能抑制其垂直直径的扩大。

在这种情况下，电子发射特性最好的左右部Kb充分发射电子束，因而能将取得阴极电流所需要的驱动电压的上升抑制于最低限度。

这样，将阴极做成上述结构，以使小电流时的虚物点直径比已有的阴极结构的情况大，小电流变化到大电流时，抑制垂直方向的虚物点直径的扩大，同时将虚物点位置的移动抑制得比已有的阴极结构的情况小。因此，能够抑制斑点尺寸的扩大。而且，也能将驱动电压的上升抑制得较小。

但是，本实施例的结构的电子枪组件，其荧光屏上的电子束斑点的水平直径比已有的结构的情况略为变大。然而，与前面说明的实施例相同，利用速度调制线圈9能改善电子束斑点的水平直径的扩大。以此能够减小电子束斑点的水平直径的差异。

因此，如上述实施例所述，在阴极表面形成3个不同电子发射特性的区域，并且在第1栅极G1形成一对配置成从垂直方向将电子束通孔夹在中间的开口部，以此可取得以下效果。即：

(1)抑制电流变化所对应的荧光屏上的垂直方向的电子束斑点的最佳聚焦电压的变化，从而能将最佳聚焦电压偏差造成的荧光屏上的电子束斑点直径的扩大抑制于最低限度。

(2)能抑制小电流时产生的干涉条纹。

(3)使水平方向和垂直方向的相交位置错开，以减少空间电荷的排斥作用，从而能缩小斑点的所有方向的直径。

以此可以得到能够从小电流到大电流都保持图像质量劣化小的高清晰度，而且不显著增加驱动电路的负担的阴极射线管装置用的电子枪组件。

本发明不受上述实施例限制，可作种种变更。例如，主透镜用第3电极和第4电极构成的双电位型为例进行说明，但即使采用单电位型、4电位型或其他复合主透镜，也能取得同样的效果。

上述实施例中，明确划分电子发射区的界线，但边界上的电子发射特性形成平缓变化，也能取得同样的效果。

上述实施例中说明了阴极表面形成电子发射特性不同的3个区的情况，但多于3个区也可。虽然说明了这3个区如图1所示那样配置的情况，但利用3种不同电子发射特性的设定，即使是如图4或图5那样构成，也能够取得同样的效果。

即，图4所示的例子中，在沿电子发射特性居次的圆形中央部Ka的水平方向X的两侧，以大致为半圆的形状形成电子发射特性最高的左右部Kb。又在沿中央部Ka的垂直方向Y的两侧，以大致为条状的形状形成电子发射特性最低的上下部Kc。

图5所示的例子中，在沿电子发射特性居次的圆形中央部Ka的水平方向X的两侧，以大致为条状的形状形成电子发射特性最高的左右部Kb。又在沿中央部Ka的垂直方向Y的两侧，以大致为半圆状的形状形成电子发射特性最低的上下部Kc。

这样，如图4和图5所示，在配置电子发射特性，也与上述实施例一样，在电流小时，使荧光屏上的电子束斑点的斑点尺寸扩大，并且在电流大时，能抑制电子束斑点的垂直方向上的直径的扩大，从而能取得同样的效果。

上述另一实施例中，如图17所示，第1栅极G1上形成的电子束通孔为圆形，开口部为椭圆形，但其他形状也可。例如，如图18所示，第1栅极G1的电子束通孔10R、10G、10B也可为正方形或长方形等四边形状。这时，配置成从垂直方向将电子束通孔10R、10G、10B夹在中间的电场修正用的开口部11R、11G、11B同样是正方形或长方形等矩形形状，也能取得同样的效果。

如以上所说明，采用本发明的实施例，能提供一种电子枪组件和具有该电子枪组件的阴极射线管装置，所述电子枪组件抑制驱动电路负担的增加，减小电流量变化带来的荧光屏上斑点的水平直径和垂直直径的扩大，能取得高清晰度。

对本领域技术人员不难出现另外的优点和修改。因此，本发明各方面不受这里所说明的代表性实施例的具体细节的限制。在不脱离所附权利要求书及其等效内容所规定的总发明概念的精神实质或范围情况下，可作各种修改。

Claims (10)

1.一种电子枪组件，具有产生电子束的电子束发生部和使该电子束发生部所产生的电子束向靶加速并聚焦的主透镜，其特征在于，

所述电子束发生部包含阴极；

所述阴极至少具有以下3个不同电子发射特性的区域：阴极面中央的第1区、配置成从第1方向将所述第1区夹在中间的第2区，以及配置成从与所述第1方向不同的第2方向将所述第1区夹在中间的第3区，

所述第1到第3区配置成各自的所述电子发射特性对与水平方向平行的轴对称以及对与垂直方向平行的轴对称，

做成所述电子发射特性从高到低的区域依序为第2区、第1区、第3区。

2.如权利要求1所述的电子枪组件，其特征在于，所述第1方向与水平方向平行，所述第2方向与垂直方向平行。

3.如权利要求1所述的电子枪组件，其特征在于，

具有产生在一直线方向上排成一列配置的3束电子束的电子束发生部，

所述电子束发生部包含沿电子束行进方向配置的阴极、第1电极和第2电极；

所述阴极至少具有以下3个不同电子发射特性的区域：阴极面中央的第1区、配置成从与所述一直线方向平行的水平方向将所述第1区夹在中间的第2区，以及配置成从与所述一直线方向垂直的垂直方向将所述第1区夹在中间的第3区。

4.如权利要求3所述的电子枪组件，其特征在于，所述第1电极对应于所述阴极具有圆形电子束通孔；

所述阴极面的所述第1区形成以所述第1电极的电子束通孔的中心轴为中心的圆形。

5.如权利要求1所述的电子枪组件，其特征在于，

所述电子束发生部包含沿电子束行进方向依次配置的阴极、第1电极和第2电极；

所述第1电极具有对所述电子束发生部所形成的电场进行修正的开口部。

6.如权利要求5所述的电子枪组件，其特征在于，所述第1电极具有电子束通过的电子束通孔和至少2个开口部；

所述开口部配置成将所述电子束通孔夹在中间。

7.如权利要求6所述的电子枪组件，其特征在于，所述开口部配置成从所述第2方向将所述电子束通孔夹在中间。

8.如权利要求7所述的电子枪组件，其特征在于，所述开口部配置成对与所述第1方向平行的轴或与所述第2方向平行的轴对称。

9.一种阴极射线管装置，具有：

具备产生在一直线方向上排成一列的3束电子束的电子束发生部以及使该电子束发生部所产生的3束电子束向荧光屏加速并聚焦的主透镜部的电子枪组件；

使所述电子枪组件射出的3束电子束在所述荧光屏的水平方向和垂直方向上扫描的偏转线圈；以及

对电子束的扫描速度进行调制的速度调制线圈；其特征在于，

所述电子束发生部包含沿电子束行进方向配置的阴极、第1电极和第2电极；

所述阴极至少具有以下3个不同电子发射特性的区域：阴极面中央的第1区、配置成从与所述一直线方向平行的水平方向将所述第1区夹在中间的第2区，以及配置成从与所述一直线方向垂直的垂直方向将所述第1区夹在中间的第3区，

所述第1至第3区配置成各自的所述电子发射特性对与水平方向平行的轴对称以及对与垂直方向平行的轴对称，

做成所述电子发射特性从高到低依序为第2区、第1区、第3区的结构。

10.一种阴极射线管装置，具有：

具备产生在一直线方向上排成一列的3束电子束的电子束发生部以及使该电子束发生部所产生3束电子束往荧光屏侧加速并聚焦的主透镜部的电子枪组件；

使所述电子枪组件射出的3束电子束在所述荧光屏的水平方向和垂直方向上偏转的偏转线圈；其特征在于，

所述电子束发生部具有沿电子束行进方向配置的阴极、第1电极和第2电极；

所述第1电极具有对所述电子束发生部所形成的电场进行修正的开口部；

所述阴极至少具有以下3种不同电子发射特性的区域：阴极面中央的第1区、配置成从与所述一直线方向平行的水平方向将所述第1区夹在中间的第2区，以及配置成从与所述一直线方向垂直的垂直方向将所述第1区夹在中间的第3区，

所述第1至第3区配置成各自的所述电子发射特性对与水平方向平行的轴对称以及对与垂直方向平行的轴对称，

做成所述电子发射特性从高到低依序为第2区、第1区、第3区的结构。

Images