CN1311506C - 用于阴极射线管的电子枪的结构 - Google Patents

Abstract

本发明通常涉及一种阴极射线管，更特别的，涉及用于提高阴极射线管的分辨率的电子枪的结构。本发明的阴极射线管的电子枪的结构有效地提高了屏幕的分辨率而无需施加动态电压。

Description

用于阴极射线管的电子枪的结构

技术领域

本发明涉及一种阴极射线管，更具体的，涉及用于提高阴极射线管的分辨率的电子枪的结构。

背景技术

图1是示出了现有技术的彩色阴极射线管的结构的视图。

参考图1，现有技术的彩色阴极射线管包括前侧玻璃面板1和连接至面板1的后侧玻璃漏斗(funnel)2。面板1和漏斗2以它们的内部为真空状态的方式相互连接，从而形成真空管。面板1的内表面是荧光屏11，电子枪8在荧光屏11的相对侧容纳在漏斗2中。

具有电子束颜色选择功能的阴罩3位于距荧光屏11预定距离的位置，并且阴罩3与阴罩框架4耦合。

而且，连接至阴罩弹簧5的阴罩框架9连接至由面板1支撑的柱螺栓销6。

阴罩框架4与由磁性材料制成的内部屏蔽7连接，以减小由外部磁场引起的电子束5的移动。因此，减小地磁场在阴极射线管的后侧的影响。

另一方面，在漏斗的颈部安装会聚纯度磁体(CPM)10和偏转线圈9，会聚纯度磁体(CPM)10用于调节从电子枪8发射的R、G和B电子束会聚到一个光点，偏转线圈9用于偏转电子束。

而且，增强带12用于增强在管的高间隔真空状态影响下的前表面玻璃。

为了简要解释具有上述结构的彩色阴极射线管如何操作，从电子枪8发射的电子束由偏转线圈9在水平和垂直方向上偏转，并且被水平/垂直偏转的电子束通过阴罩3上的光束过孔并最后撞击荧光屏11，从而显示期望的图象。

图2说明了现有技术的电子枪的结构。

如图2所示，现有技术的电子枪8可以主要分为三个部分：三极管单元、主透镜、和在三极管单元和主透镜之间的预聚焦透镜。

三极管单元包括：具有内置加热器20的阴极21、用于控制从阴极21发射的电子束的控制电极22、和用于加速电子束的加速电极23，其中阴极21、控制电极22和加速电极23排列成行。

主透镜包括主聚焦电极26和阳极27，用于将从三极管单元产生的电子束聚焦并最终加速电子束。更具体地，主聚焦电极26包括具有跑道形状边缘部分的帽电极261和静电场控制电极262。阳极27包括具有跑道形状边缘部分的杯电极271和静电场控制电极272。这里，静电场控制电极262和272用于均衡三个电子束的会聚力，并从帽电极261或杯电极271向一定方向凹进。图3说明了在图1的D方向看的阳极27，图4说明了在图1的C方向看的主聚焦电极26。

预聚焦透镜包括第一预聚焦电极24和盘状第二预聚焦电极25。

控制电极22接地。500～1000V的电压施加至加速电极23，而25～35KV的高电压施加至阳极27。中间电压，例如施加至阳极27的电压的20～30％，被施加至主聚焦电极26。

当指定电压被施加至电子枪8的每一电极时，在三极管单元产生的电子束被聚焦并加速，并且后来撞击荧光屏11。

通常，对于使用联机电子枪的阴极射线管，红、绿和蓝电子束水平对齐。于是通常使用将三个电子束会聚至一个光点的自会聚型偏转线圈9。

如图5所示，自会聚型偏转线圈9令水平偏转磁场(HB)为枕形，垂直偏转磁场(VB)为桶形，从而防止了荧光屏11的误会聚问题。

磁场可以分类为二极管和四极管磁场。二极管磁场在水平和垂直方向上偏转电子束。另一方面，四极管磁场在垂直方向会聚电子束并在水平方向发散电子束，从而引起象散。结果，电子束光点的形状失真并且其聚焦特性恶化。

为了参考图11说明上述现象，尽管磁场几乎完全均匀，但是由于微小的枕形或桶形磁场成分，在荧光屏11的外围部分(即，屏幕的外围部分)电子束发生象散现象。因此，电子束光点的形状失真并且其聚焦特性恶化。

更具体地，偏转磁场没有施加到荧光屏11的中央部分，所以电子束光点具有圆形。然而，在荧光屏11的外围部分，电子束在水平(H)方向发散并且在垂直(V)方向过度会聚，导致高密度水平伸长的核和核的上下部分产生低密度模糊现象。特别地，在屏幕外围部分处分辨率的恶化更甚。这个问题对于大型元件射线管和大偏转角更严重。

基本上，在屏幕外围部分的模糊现象是因为偏转象差的影响在偏转线圈9的中央更大而发生的。例如，因为偏转磁场的会聚力和距离差引起的会聚力被消除或者相互抵消所以水平方向的电子束几乎为圆形。相反，在垂直方向，偏转象差引起的会聚力和距离差引起的会聚力重叠，导致模糊现象的发生。

于是，为了消除模糊现象，应当适当地调节三极管单元。

图6说明了现有技术的电子枪中的控制电极。

参考图6，控制电极22的电子束过孔221为圆形，并且过孔的直径约为0.5mm～0.7mm。电子束过孔221周围的电极的厚度范围是0.08mm～0.1mm。

现在参考图7中的加速电极23，在每一电子束过孔231的周围形成了槽232。更具体地，槽232形成在第一预聚焦电极24(图8中所示)的相对侧，并且电子束过孔231的形状为圆形或方形。加速电极23的厚度约为0.37mm，并且槽232的深度约为0.15mm，其约为加速电极23总厚度的40％。而且，槽232水平延伸，即，槽232的水平尺寸比其垂直尺寸大。这个水平延伸的槽232用于减小屏幕外围部分处的模糊现象。

图8说明了第一预聚焦电极24。第一预聚焦电极24的电子束过孔241的直径范围是0.9mm～1.5mm。

图9说明了第二预聚焦电极25。第二预聚焦电极25为盘状，并且其电子束过孔251的直径范围是3.0mm～4.0mm。在某些情况中，第二预聚焦电极25具有帽形或杯形。因为施加于第二预聚焦电极25的电压低，所以在第二预聚焦电极25周围形成预聚焦透镜。

如图10所示，入射主透镜的电子束的尺寸Db是由在三极管单元产生的电子束的发散角和预聚焦透镜的会聚力确定的。在图10中，Db(H)指示电子束的水平尺寸，Db(V)指示电子束的垂直尺寸。

通常，在电子枪8的其它设计特性中，透镜放大率、相斥空间电荷(电力)、和主透镜的球面象差是影响在荧光屏11上形成的电子束的光点尺寸的主要因素。

透镜放大率实际上对光点尺寸(Dx)影响不大，并且其作为电子枪的设计元素的实用性很低，因为存在若干固定条件，如电压、焦距、和电子枪的长度。

另一方面，相斥空间电荷力对于光点尺寸(Dst)的影响指示由于电子束中电子之间的排斥和碰撞而造成光点尺寸(Dst)增大的现象。为了消除这种现象，需要特殊的设计以增加电子束传播的角度(下面将其称为“发射角”)。

主透镜的球面象差对于光点尺寸(Dic)的影响指示由于通过透镜短轴的电子和通过透镜长轴的电子的焦距之间的差而造成光点尺寸(Dic)增大的现象。与相斥空间电荷力不同，如果主透镜上的光束发射角小，可以减小荧光屏15上的光点尺寸。

总之，荧光屏15上的光点尺寸(Dt)可以表示为：

$D\left(t\right)=\sqrt{{(\mathrm{Dx}+\mathrm{Dst})}^2+{\mathrm{Dic}}^2}$

对于现有技术的电子枪，入射到主透镜的电子束的尺寸(Db)约为2.5mm～3.0mm。当Db大于这个范围时，光点尺寸由于球面象差而增加，并且当Db小于这个范围时，光点尺寸又由于相斥空间电荷(电)力而再次增加。

如图11所示，在现有技术的电子枪中，随着更靠近屏幕的外围部分，模糊现象在垂直方向上更为普遍。为了抑制这个现象，在加速电极23上形成槽，如图12所示。

随着加速电极23的槽更深，入射到主透镜的电子束水平伸长，减小了电子束的垂直尺寸。结果，偏转象差的影响减少，在屏幕的外围部分的模糊现象得到抑制。同时，相斥空间电荷(电)力增加，于是电子束的垂直尺寸增加。因此，在屏幕的中央部分产生垂直伸长的电子束光点，并且在屏幕外围部分的光点受模糊现象的影响较少。

然而，上述方案不足以得到屏幕外围部分令人满意的分辨率。因此，为了制造具有高分辨率的阴极射线管，施加具有抛物线波形的动态电压，如图13所示，以形成如图14所示的动态四极透镜(DQ透镜)。

然而，为了施加动态电压，需要独立的电路。这提高了电子枪的制造成本，并且降低了阴极射线管的价格竞争力。

发明内容

本发明的目的是解决至少上述问题和/或确定，并提供至少以下描述的优点。

因此，本发明的一个目的是通过提供用于阴极射线管的电子枪的结构而解决以上问题，其中尽管没有施加动态电压也大大提高分辨率。

通过提供一种阴极射线管实现前述的以及其它目标和优点，其包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长槽。

本发明的另一个方面提供了一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中静态电压施加至电子枪，并且屏幕中央处的象散大于600V。

在阴极射线管的上述实施例中，形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或在电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽。而且，控制电极上电子束过孔的垂直尺寸是电子束过孔的水平尺寸的40～70％，并且加速电极上电子束过孔的水平尺寸是加速电极上电子束过孔的垂直尺寸的80～90％。

本发明的另一个方面提供了一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中静态电压施加至电子枪，并且形成主透镜的主聚焦电极包括至少两个辅助电极。

本发明的再一个方面提供了一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中静态电压施加至电子枪，并且在加速电极和第一预聚焦电极之间或者在第一预聚焦电极之后形成电子束的水平方向交叉，并且在控制电极和加速电极之间形成电子束的垂直方向交叉。

本发明的其它优点、目的和特征将部分在说明书中给出，并且部分对于本领域技术人员可以通过研究以下说明书或者通过对本发明的实践而明了。本发明的目的和优点可以如所附权利要求中特别指出的那样实现和获得。

附图说明

参考以下附图详细说明本发明，其中相似的参考数字代表相似的元件，其中：

图1说明了现有技术的阴极射线管的结构；

图2说明了现有技术的电子枪的结构；

图3说明了现有技术的电子枪的阳极；

图4说明了现有技术的电子枪的主聚焦电极；

图5说明了自会聚型偏转线圈的磁场分布；

图6说明了现有技术的电子枪的控制电极；

图7说明了现有技术的电子枪的加速电极；

图8说明了现有技术的电子枪的第一预聚焦电极；

图9说明了现有技术的电子枪的第二预聚焦电极；

图10说明了根据现有技术，入射到主透镜上的电子束的尺寸；

图11说明了现有技术的电子枪中受到象散影响的电子束光点的形状；

图12说明了在现有技术的电子枪的加速电极上形成有槽的情况下，电子束光点的形状；

图13说明了根据现有技术产生的动态抛物线波形；

图14说明了根据现有技术中的动态抛物线透镜的形成，电子束光点的形状如何改变；

图15说明了根据本发明的用于阴极射线管的电子枪的结构；

图16说明了根据本发明的电子枪的控制电极；

图17和图18说明了本发明的加速电极；

图19～21分别说明了根据本发明的第一预聚焦电极的示例性实施例；

图22～28分别说明了根据本发明的第二预聚焦电极的示例性实施例；

图29说明了本发明中的阳极；

图30说明了阳极象散校正电极；

图31说明了根据本发明的与屏蔽杯耦合的阳极象散校正电极；

图32说明了本发明中的主聚焦电极；

图33说明了本发明中的辅助电极；

图34说明了根据现有技术，在电子枪的水平和垂直方向上的电子束直径；

图35说明了根据本发明，在电子枪的水平和垂直方向上的电子束直径；

图36说明了本发明的主透镜处的电子束直径；

图37说明了根据本发明，在垂直方向上电子束的发散角；

图38说明了根据本发明，依赖于第二预聚焦电极的形状的电子束直径；

图39说明了根据本发明，电子束会聚至中央轴的现象；

图40说明了根据本发明，电子束在入射到主透镜之前的分布；

图41和图42说明了根据本发明，在入射到主透镜之前的均匀分布的电子束；

图43说明了在本发明中，与电子束的水平发散角的增加相一致的电子束会聚；

图44说明了在本发明中，与电子束的水平发散角的减小相一致的电子束会聚；

图45说明了根据本发明的电子束光点；

图46和图47说明了根据本发明，在水平和垂直方向上相对于会聚力的电子束会聚；

图48说明了根据本发明，在屏幕的外围部分处减小的光点尺寸；

图49以图表说明了根据本发明，在会聚距离和电流强度之间的关系；

图50说明了现有技术的电子枪的整个屏幕上的光点形状；和

图51说明了根据本发明的电子枪的整个屏幕上的光点形状。

具体实施方式

下面的具体说明将参考附图给出根据本发明的优选实施例的阴极射线管。

图15说明了根据本发明的用于阴极射线管的电子枪的结构。

参考图15，本发明的电子枪80可以主要分为三个部分：三极管单元、主透镜、和在三极管单元和主透镜之间的预聚焦透镜。

三极管单元包括：具有内置加热器40的阴极41、用于控制从阴极41发射的电子束的控制电极42、和用于加速电子束的加速电极43，其中阴极41内联安排。

主透镜包括主聚焦电极46和阳极47，用于将从三极管单元产生的电子束聚焦并最终加速电子束。更具体地，主聚焦电极46包括具有跑道形状边缘部分的帽电极461和两个辅助电极462、463。阳极47包括具有跑道形状边缘部分的杯电极471、辅助电极472、和阳极象散校正电极473。这里，辅助电极462和472用于均衡三个电子束的会聚力，并从帽电极461或杯电极471向一定方向凹进。

预聚焦透镜包括第一预聚焦电极44和盘状第二预聚焦电极45。

与将动态电压施加至电子枪的现有技术不同，将静态电压施加至本发明的电子枪。更具体的，400～1000V电压分别施加至加速电极43和第二预聚焦电极45。进一步，对应于阳极电压的20～30％的电压分别施加至第一预聚焦电极44和主聚焦电极46。这里，阳极电压的范围是22kV～35kV。

图16说明了根据本发明的电子枪的控制电极，并且图17和图18说明了本发明的加速电极。

如图16所示，控制电极42上的电子束过孔421水平伸长。优选地，电子束过孔421的水平尺寸为0.6～0.8mm，并且电子束过孔421的垂直尺寸为0.3～0.45mm。例如，在实施例中，电子束过孔421的水平尺寸为0.7mm，并且其垂直尺寸为0.41mm。控制电极42上的电子束过孔421的期望垂直尺寸为电子束过孔421的水平尺寸的40～70％。

图17说明了加速电极43的第一实施例。如图17所示，在加速中极43上的电子束过孔431周围形成的槽432垂直伸长，即，槽432的垂直尺寸大于其水平尺寸。

图18说明了加速电极43的第二实施例，这里没有形成槽432。如图17所示，图18中的电子束过孔431的形状垂直伸长。优选地，电子束过孔431的水平尺寸为0.56～0.7mm，并且电子束过孔431的垂直尺寸为0.6～0.8mm。例如，在实施例中，电子束过孔431的水平尺寸为0.64mm，并且其垂直尺寸为0.70mm。控制电极43上的电子束过孔431的期望水平尺寸为电子束过孔431的垂直尺寸的80～90％。

控制电极42和加速电极43为盘状。

图19～21分别说明了根据本发明的第一预聚焦电极的示例性实施例的前视图和侧视图。

参考图19，第一预聚焦电极44包括具有置于珠形玻璃(beadglass)中的部分的相对大的电极441、和不置于珠形玻璃中的相对小的电极443。在相对大的电极441上形成的电子束过孔442为圆形，并且其直径为0.9～1.5mm。相对小的电极443朝向加速电极43定位。

在相对小的电极443上形成的电子束过孔444的外部电子束过孔水平伸长。

从小电极443上的中央电子束过孔的中心到小电极443上的外部电子束过孔的中心的距离(S1)比从大电极441上的中央电子束过孔的中心到大电极441上的外部电子束过孔的中心的距离(S2)大。这是因为要调节入射到主透镜中心的电子束。

图20说明了第一预聚焦电极44的第二实施例。正如已经参考图19讨论的，从小电极443上的中央电子束过孔的中心到小电极443上的外部电子束过孔的中心的距离(S1)比从大电极441上的中央电子束过孔的中心到大电极441上的外部电子束过孔的中心的距离(S2)大。小电极443上形成的电子束过孔垂直伸长。优选地，电子束过孔的水平尺寸为1.0～2.0mm，并且其垂直尺寸为2.0～4.0mm。

图21说明了第一预聚焦电极44的第三实施例。在这个实施例中，小电极443上形成的电子束过孔的水平尺寸比其垂直尺寸大。电子束过孔的期望水平尺寸小于2.0mm。

在图19中所示的第一实施例中，大电极441上形成的电子束过孔是直径1.1mm的圆。小电极443上的中央电子束过孔是直径1.1mm的圆，而小电极443上的外部电子束过孔的水平尺寸为1.2mm，垂直尺寸为1.1mm。

在图20中所示的第二实施例中，大电极441上形成的电子束过孔是直径1.1mm的圆。同时，小电极443上形成的电子束过孔的水平尺寸为1.5mm，垂直尺寸为3.2mm。

在图21中所示的第三实施例中，大电极441上形成的电子束过孔是直径1.1mm的圆。另一方面，小电极443上形成的电子束过孔的水平尺寸为1.8mm，垂直尺寸为1.1mm。

尽管图19～21中示出的第一预聚焦电极44被分为大电极441和小电极443，也可以将它们制成一体。

优选地，第一预聚焦电极44、控制电极42和加速电极43的厚度满足以下关系：控制电极42＜加速电极43＜第一预聚焦电极44。

图22～28分别说明了根据本发明的第二预聚焦电极的示例性实施例。

如上所述，第二预聚焦电极45是预聚焦透镜形成电极。图22说明了水平伸长的电子束过孔451，图23说明了垂直伸长的电子束过孔451。

为了装配电子枪期间电极的适当对准，应当支撑每一电极。在图22和23所示的第二预聚焦电极45的情况中，由于预聚焦电极为椭圆形，即使通过使用被称为“心轴(Mandrel)”的支撑也不易于支撑电极。因此，使用电极的外表面支撑电极，替代通过电子束过孔451支撑电极。

图24～27分别说明了通过使用心轴而通过电子束过孔451支撑的第二预聚焦电极45。在图24和25所示的第二预聚焦电极45的情况中，每一电极上的电子束过孔尽管不是正圆形，但是在水平和垂直方向上都为圆形，其中过孔的水平尺寸小于垂直尺寸或者相反。为了对齐电极，心轴与圆的较短弧接触。在图26和27所示的第二预聚焦电极45上形成的电子束过孔的情况中，仅有水平和垂直方向之一形成圆弧，过孔的另一部分为直线。于是，当在水平和垂直方向之一切割截面为圆形的心轴时，它可以从各个方向接触电子束过孔451。结果，可以成功地实现电极的对齐。

图28说明了第二预聚焦电极的另一实施例，其中电子束过孔451为圆形，以确保电子束的抵达余量(landing margin)。

图29说明了从图15的“B”方向看的阳极47。阳极47包括具有跑道形状边缘部分的杯电极471、辅助电极472、和阳极象散校正电极473(如图30所示)。这里，辅助电极472包括电子束过孔，并且从杯电极471向一定方向凹进。阳极象散校正电极473附着至图31中所示的屏蔽杯48，并且以盘的形式位于电子束过孔4731的顶部和底部。

图32说明了从图15的“A”方向看的主聚焦电极46。主聚焦电极46包括具有跑道形状边缘部分的帽电极461以及多于两个辅助电极462、463。辅助电极462用于均衡三个电子束的会聚力，并且从帽电极461向一定方向凹进。图33中所示的另一辅助电极463用于校正象散。为此，辅助电极463被插入主聚焦电极46。在这个辅助电极463上形成的电子束过孔4631垂直伸长。例如，图33中所示的辅助电极463上的电子束过孔具有锁眼形状。

现在说明电子枪的操作。

图34说明了根据现有技术，在电子枪的水平和垂直方向上的电子束直径；图35说明了根据本发明，在电子枪的水平和垂直方向上的电子束直径。

正如之前参考图11和12所述，有必要以电子束过孔受偏转象差影响较小的方式设计电子束过孔，以改善在屏幕外围部分处的模糊现象。为此，电子束的垂直尺寸应小于其水平尺寸，特别是在偏转磁场工作之处。

因此，与图10所示的现有技术相比，主透镜上电子束的垂直尺寸Db(V)应尽可能地减小，同时保持电子束的水平尺寸Db(H)相同。

在图34的现有技术的电子枪的情况中，水平和垂直方向中交叉的位置在控制电极42和加速电极43之间。电子束在入射到主透镜上之间的发散角在水平方向为αH，在垂直方向为αV。在这种类型的现有技术电子枪中，主透镜上的电子束直径在水平方向为2.5mm，在垂直方向为2.0mm，如图36(A)所示。

然而，根据本发明，如图35所示，在水平方向上电子束的交叉(即，H-交叉)形成在加速电极43和第一预聚焦电极44之间，或者在第一预聚焦电极44之后。同时，垂直方向上电子束的交叉(即，V-交叉)位于控制电极42和加速电极43之间，同现有技术一样。

为了在加速电极43和第一预聚焦电极44之间具有H-交叉，如参考图16所述，电子束过孔461应水平伸长。

而且，正如前面参考图11所述，应减小垂直电子束直径Db(V)以抑制在屏幕的外围部分处在垂直方向上的模糊现象。为此，在加速电极43上形成的电子束过孔431周围的槽432应垂直伸长，如图17所示。如果没有槽432，加速电极43上的电子束过孔431应垂直伸长，如图18所示。

当控制电极42和加速电极43如上形成时，垂直电子束直径Db(V)减小，同时水平电子束直径Db(H)增加。

同时，为了减小水平方向上电子束的球面象差，应减小Db(H)。为此，应加强预聚焦透镜，以第二预聚焦电极45为中心。这通过分别增加在第一预聚焦电极44和第二预聚焦电极45之间以及在第二预聚焦电极45和主聚焦电极46之间的间隙而实现。

因此，当电子束的H-交叉形成在加速电极43和第一预聚焦电极44之间时，电子束在入射到主透镜上之前的发散角在水平方向为βH，在垂直方向为βV，如图35所示。

将本发明的发散角与图34的现有技术相比，βH＞αH，且βV＞αV。

另外，主透镜处的电子束直径在水平方向为2.5mm，在垂直方向为1.0mm。特别地，垂直电子束直径比图35(A)所示的现有技术电子枪的减少了50％。

即使改善了偏差象差，也能够减少垂直电子束直径，并且另外的方法可以用于解决屏幕外围部分处的模糊现象。

当第二预聚焦电极45上形成的电子束过孔451如图22、图24和图26所示水平伸长时，电子束在水平方向会聚较少但是在垂直方向会聚较多，导致Db(V)减小。

另外，通过增加在第一预聚焦电极44和第二预聚焦电极45之间的间隙以及在第二预聚焦电极45和主聚焦电极46之间的间隙，有可能进一步减少Db(V)，同时保持Db(H)与现有技术中的相同。优选地，第一预聚焦电极44和第二预聚焦电极45之间的间隙以及第二预聚焦电极45和主聚焦电极46之间的间隙分别在1.05mm～1.4mm的范围内。

于是，当第二预聚焦电极45上的电子束过孔451水平伸长时，电子束在入射到主透镜上之前的垂直方向发散角(βV)几乎为0度，从而为平行电子束。

现在参考图38，X代表第二预聚焦电极45上的圆形电子束过孔451的Db(V)，Y代表第二预聚焦电极45上水平伸长的电子束过孔451的Db(V)。

如前面参考20所述，当第一预聚焦电极44的相对小的电极443上的电子束过孔444垂直伸长时，Db(V)可以减小至图38中的Z。

因此，在屏幕外围部分处的模糊现象被有效地解决。

具有了上述结构，在加速电极43和第一预聚焦电极44之间形成电子束的H-交叉，并且更多电子束在中心轴饱和，如图39所示。图40说明了电子束在入射到主透镜上之前的分布。如图40所示，电流强度在电子束的中央部分在水平方向较高。

然而，在上面的情况中，由于电子束的相斥空间电荷(电)力，屏幕上的电子束的水平尺寸增加。

如图20所示，用于减小Db(V)的另一方法是在第一预聚焦电极44的相对小电极443上形成水平伸长的电子束过孔444。

水平伸长的电子束过孔444使得会聚力能够在水平方向上起作用，并且使得会聚力能够在垂直方向上起作用，从而消除了由于加速电极43上的垂直伸长的电子束过孔431而引起的水平方向会聚力。

于是，第一预聚焦电极44上的水平伸长的电子束过孔444可以通过将在中心轴饱和的电子束向外部分布而减小电子束过孔的相斥空间电荷力，并且能够减小在屏幕上形成的电子束的水平尺寸。

另一方面，从具有以上设计的电子枪发射的电子束的垂直方向发散角略微大于水平方向发散角。

因此，如图43所示，随着水平方向发散角增加，电子束在屏幕的后侧会聚。同时，如图44所示，垂直方向发散角减小，于是电子束在屏幕前会聚。

结果，屏幕上形成的电子束被扩大或放大为这样的光点，其在水平方向具有高亮度，但是在垂直方向具有低亮度。这种现象被称为“象散缺乏”。

为了改善象散缺乏，优选地插入阳极象散校正电极473，如图30所示。

而且，如图33所示，优选地将用于象散校正的辅助电极463插入主聚焦电极46。

尽管辅助电极463可以为盘状，它为帽状更好，以最大化校正效果。在辅助电极463上形成的电子束过孔4631垂直伸长，并且过孔4631的垂直尺寸小于8.00mm。

如图46和47所示，根据本发明，在水平方向作用的强会聚力有助于电子束精确会聚在屏幕上，在垂直方向作用的弱会聚力有助于电子束会聚到屏幕的后侧。通过设计具有这种功能的主透镜，屏幕中央的象散，即，用于优化屏幕中央处电子束的水平尺寸的聚焦电压和用于优化屏幕中央处电子束的垂直尺寸的聚焦电压之间的差大于600V。于是，如图48所示，屏幕外围部分处的光点尺寸可以比现有技术的减小多于50％，并且阴极射线管的分辨率与施加动态电压时一样好。

图49以图表说明了根据本发明，在会聚距离和电流强度之间的关系。假设从主透镜的中心到屏幕的距离约为350mm，垂直方向电子束的焦距在高电流区域(高于2mA)增加，但是垂直方向电子束的焦距在低电流区域(低于2mA)减小。结果，发生光圈现象，导致分辨率恶化。

为了克服光圈现象，第二预聚焦电极45上的电子束过孔451垂直伸长，如图23、25和27所示，使得可以减小依赖于电流改变的电子束会聚力并且可以防止分辨率恶化。

总之，与图50所示的现有技术电子枪的光点不同，本发明有可能得到具有提高的分辨率的光点，如图51所示。

换言之，根据本发明的电子枪能够解决在屏幕外围部分发生模糊现象的问题，以及能够提高屏幕的分辨率而无需施加动态电压。

尽管本发明是参考其特定的优选实施例显示和说明的，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的前提下，可以在形式和细节上作出多种改动。

前述实施例和优点仅是示例性的，并且不构成对本发明的限定。本教导可以容易地应用于其它类型的装置。本发明的说明书意在说明，而非限定权利要求的范围。许多改动、修改和变型对于本领域技术人员都是显而易见的。在权利要求书中，装置加功能的条款意在涵盖这里描述的执行所述功能的结构，以及结构等同物，和等同结构。

Claims (32)

1.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中控制电极上的电子束过孔的垂直尺寸是电子束过孔的水平尺寸的40～70％。

2.根据权利要求1所述的阴极射线管，其中控制电极上的电子束过孔的水平尺寸为0.6mm～0.8mm，电子束过孔的垂直尺寸为0.3mm～0.45mm。

3.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中加速电极上的电子束过孔的水平尺寸是电子束过孔的垂直尺寸的80～90％。

4.根据权利要求3所述的阴极射线管，其中加速电极上的电子束过孔的水平尺寸为0.56mm～0.7mm，电子束过孔的垂直尺寸为0.6mm～0.8mm。

5.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中形成预聚焦透镜的第二预聚焦电极上的电子束过孔为圆形。

6.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中将静态电压分别施加至预聚焦形成电极和主透镜形成电极。

7.根据权利要求6所述的阴极射线管，其中施加于预聚焦透镜形成电极之中的第一预聚焦电极的电压为施加于阳极的电压的20～30％。

8.根据权利要求6所述的阴极射线管，其中施加于预聚焦透镜形成电极之中的第二预聚焦电极的电压为400V～1000V。

9.根据权利要求6所述的阴极射线管，其中施加于主透镜形成电极之中的主聚焦电极的电压为施加于阳极的电压的20～30％。

10.根据权利要求6所述的阴极射线管，其中施加于主透镜形成电极之中的阳极的电压为22kV～35kV。

11.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中静态电压施加于形成三极管单元的加速电极。

12.根据权利要求11所述的阴极射线管，其中施加于加速电极的电压为400V～1000V。

13.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中屏幕中心处的象散大于600V。

14.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中形成主透镜的主聚焦电极包括至少两个辅助电极。

15.根据权利要求14所述的阴极射线管，其中在每一辅助电极上形成的电子束过孔为垂直伸长的形状。

16.根据权利要求14所述的阴极射线管，其中辅助电极中靠近第二预聚焦电极的一个具有锁眼形状的电子束过孔。

17.根据权利要求14所述的阴极射线管，其中辅助电极中靠近第二预聚焦电极的一个为帽形。

18.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中在形成主透镜的阳极上形成辅助电极。

19.根据权利要求18所述的阴极射线管，其中辅助电极由一个电子束过孔形成。

20.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中象散校正电极形成在形成主透镜的阳极上或者屏蔽杯上。

21.根据权利要求20所述的阴极射线管，其中象散校正电极由电子束过孔形成，并且包括在电子束过孔的上部和下部的突出盘部分。

22.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中控制电极、加速电极、形成预聚焦电极的第一预聚焦电极的厚度满足以下关系：控制电极的厚度＜加速电极的厚度＜第一预聚焦电极的厚度。

23.根据权利要求22所述的阴极射线管，其中第一预聚焦电极由耦合在一起的至少两个盘状电极构成。

24.根据权利要求23所述的阴极射线管，其中在盘状电极中，盘状电极上的外部电子束过孔的中心之间的距离与不同盘状电极上的外部电子束过孔的中心之间的距离不同。

25.根据权利要求24所述的阴极射线管，其中在盘状电极中，在盘状电极上加速电极侧上形成的外部电子束过孔的中心之间的距离与不同盘状电极上外部电子束过孔的中心之间的距离不同。

26.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中在形成预聚焦透镜的电极之中，第一预聚焦电极和第二预聚焦电极之间的间隙为1.05mm～1.4mm。

27.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽，其中在形成预聚焦透镜的电极之中的第二预聚焦电极与主透镜之间的间隙为1.05mm～1.4mm。

28.根据权利要求1-27中任一权利要求所述的阴极射线管，其中在加速电极和第一预聚焦电极之间或者在第一预聚焦电极之后形成电子束的水平方向交叉，并且在控制电极和加速电极之间形成电子束的垂直方向交叉。

29.根据权利要求1-27中任一权利要求所述的阴极射线管，其中形成三极管单元的电极为盘状。

30.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中静态电压施加至电子枪，并且屏幕中央处的象散大于600V，其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或在电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽。

31.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中静态电压施加至电子枪，并且形成主透镜的主聚焦电极包括至少两个辅助电极，其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或在电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽。

32.一种阴极射线管，包括：具有在内表面上形成的荧光屏的面板、连接至面部的漏斗、用于发射电子束的电子枪、用于在水平和垂直方向上偏转电子束的偏转线圈、以及具有颜色选择功能的阴罩，其中电子枪包括用于产生电子束的三极管单元；用于预先聚焦和加速由三极管单元产生的电子束的预聚焦透镜；和用于最终聚焦和加速通过预聚焦透镜聚焦及加速的电子束的主透镜，并且其中静态电压施加至电子枪，并且在加速电极和第一预聚焦电极之间或者在第一预聚焦电极之后形成电子束的水平方向交叉，并且在控制电极和加速电极之间形成电子束的垂直方向交叉，其中形成三极管单元的控制电极具有水平伸长的电子束过孔，并且形成三极管单元的加速电极具有垂直伸长的电子束过孔或在电子束过孔周围形成的垂直伸长的槽。

Images