CN1324099A - 彩色阴极射线管的电子枪组件 - Google Patents

Abstract

彩色阴极射线管电子枪组件包括一系列依次排列的电极,即控制电极,加速电极,第三栅电极和具有预定厚度的第四板形栅电极,通过诱导从阴极发射的电子通过电子束通过孔来形成、聚焦和加速电子束,所述加速电极设有凹槽,相对于具有预定直径A的电子束通过孔,该凹槽在其水平方向的两侧外围部分宽度B与其垂直方向宽度W相比被拉长,该凹槽在第三栅电极方向具有预定深度D,加速电极和第四栅电极的形状满足以式:2.8mm≤D/W+T/A≤3.2mm。

Description

彩色阴极射线管的电子枪组件

本发明涉及彩色阴极射线管的电子枪组件，具体涉及一种电子枪组件，能够改善其聚焦特性和防止屏幕的整个区域上的莫尔条纹(moiré)现象，从而实现高质量的图像。

通常，阴极射线管是一种用于电视接收机、示波器、雷达观测装置等等领域的显示装置，其通过根据接收的图像信号控制从电子枪组件发射的电子束以便撞击淀积有荧光材料的射线管玻屏内表面，从而在玻屏的前表面上显示图像。

图1显示了例如彩色阴极射线管的结构，射线管10包括具有淀积在其内表面上的、用于发射红、绿和蓝三种颜色的点式光的荧光屏的玻屏12，和与玻屏12整体连接的锥体14，从而形成真空壳体。

而且，在锥体14的颈部16中设置电子枪组件18，以便发射直列布置的电子束，电子束包括在相同水平面上通过的一个中心电子束和一对侧电子束。从电子枪组件18发射的三个电子束被安装在锥体14外部的偏转线圈20产生水平和垂直磁场偏转。

此外，用作颜色选择装置的荫罩24被安装在玻屏12中，与玻屏12的内表面间隔给定距离，由框架部分22支撑。

如图2所示，在这种彩色阴极射线管10的结构中，电子枪组件18包括构成三极真空管部分的阴极28和一系列依次朝向阴极28排列的电极。

更具体地说，电子枪组件18包括依次排列的控制电极30和加速电极32，用于聚焦和加速从阴极28发射的电子，以便形成电子束。然后，由依次排列的第三栅电极44，第四栅电极46和聚焦电极34的电势差形成的预聚焦透镜使电子束强烈聚焦。

而且，排列在聚焦电极34之后的阳极36形成一个主透镜，该主透镜由聚焦电极34和阳极36之间施加的电势差形成。通过主透镜的电子束被更加急剧地聚焦，然后加速以便形成电子束斑，然后将被传送到玻屏12内表面上淀积的荧光屏。

由于加速电极32的透镜区域相对于相应的阴极28而言，在水平方向比在垂直方向更长(由于如图3所示阴极28的直列排列)，因此电子束斑的形状如图4所示要遭受玻屏12的外围部分中的聚焦劣化。

为了防止聚焦劣化，根据如图5所示的日本专利申请公开No.昭53-18866，在第三栅电极44的方向沿着加速电极32的电子束通过孔(h)的外围部分的水平方向设有一个细长的槽，即凹槽48，以使相对于相应电子束通过孔(h)的水平方向透镜区域可以变窄。

凹槽48允许电极厚度方向的深度变大，并因此使在入射到主透镜之前的电子束斑形状的宽度如图6所示在水平方向变长，从而使电子束具有大的散焦并防止偏转象差。

另外，如图7或图8所示，根据电子束的水平拉长的纵横比(b/a)与根据凹槽48深度的电子束通过孔(h)的垂直方向厚度和水平方向厚度之差密切相关。

如图6所示，电子束的垂直方向宽度的值(b)和水平方向宽度的值(a)与电子束通过孔(h)的直径和第四栅电极46的厚度密切相关，并且电子束在入射到主透镜前的纵横比(b/a)和其尺寸之间的关系影响电子束斑在屏幕的整个区域上的尺寸，并因此影响清晰度和莫尔条纹，如图9中的实验值所示。

此处，莫尔条纹是一种现象：如果电子束斑直径变得小于由荧光点的周期性结构确定的值，那么荧光点的周期性结构和电子束扫描线(或周期性视频信号)相互干扰，从而造成如图10所示屏幕上的条纹图形50。莫尔条纹现象还表现为以下方式，即屏幕的水平方向向中心方向倾斜，从而造成屏幕的扭曲(这称为视频莫尔条纹)。

再次参考日本专利申请公开No.昭53-18866，从其发明精神可以看出，该现有技术仅使用一个具有较大深度的凹槽48来调整电子束在入射到主透镜之前的纵横比，从而减小偏转象差并因此防止电子束斑在屏幕中心的劣化。但是，这可能会由于散焦导致在屏幕中心处电子束斑的垂直方向直径的较大光晕(blooming)，并因此导致在屏幕整个区域上的视频莫尔条纹。

结果，这样一种通过在加速电极32上形成凹槽48来控制各电子束的透镜区域的技术存在着仍不能解决由电子束斑引发的莫尔条纹现象以及劣化的问题。

因此，本发明是为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于彩色阴极射线管的电子枪组件，能够防止电子束聚焦特性的劣化和莫尔条纹现象，从而实现高质量的图像。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的彩色阴极射线管电子枪组件包括一系列依次排列的电极，含有控制电极，加速电极，第三栅电极和具有预定厚度的第四板形栅电极，通过诱导从构成三极真空管部分的阴极发射的电子通过电子束通过孔来形成、聚焦和加速电子束，所述加速电极设有一凹槽，相对于具有预定直径A的电子束通过孔，该凹槽在其水平方向的两侧外围部分宽度B与其垂直方向宽度W相比被拉长，并且该凹槽在第三栅电极方向具有预定的深度D，加速电极和第四栅电极的形状满足以下公式：

2.8mm≤D/W+T/A≤3.2mm

图1是示意性表示常规彩色阴极射线管的结构的图；

图2是表示图1中电子枪组件的平面图；

图3是示意性表示常规加速电极及其透镜区域的部分分解透射图；

图4是表示根据图3中加速电极的屏幕整个区域中的电子束斑形状的顶视图；

图5是表示根据现有技术的具有凹槽的加速电极结构的部分分解透射图；

图6是表示图5中凹槽的电子束斑的纵横比关系的顶视图；

图7是表示根据图5中凹槽深度的宽度关系的剖视图；

图8是表示图5中凹槽的垂直方向宽度长度和水平方向宽度长度之间关系的顶视图；

图9是表示在测量取决于第四栅电极的厚度，凹槽的深度与宽度比和电子束通过孔的变化的电子束斑直径的变化范围时的实验值的曲线图；

图10是示意性表示图5中凹槽产生的光栅莫尔条纹现象的顶视图；

图11是表示在测量电子束斑相对于凹槽的深度和垂直方向宽度之间的关系的纵横比关系时的实验值的曲线图；

图12是表示在测量取决于第四栅电极的厚度和电子束通过孔的直径的电子束斑水平方向宽度的变化关系时的实验值的曲线图。

下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

图11是表示在测量电子束斑相对于凹槽的深度和垂直方向宽度之间的关系的纵横比关系时的实验值的曲线图，图12是表示在测量取决于第四栅电极的厚度和电子束通过孔的直径的电子束斑水平方向宽度的变化关系时的实验值的曲线图。在附图中与现有技术部件相同的部件由相同标号表示，因此将省略对它们的详细说明。

与现有技术相似，根据本发明的用于彩色阴极射线管的电子枪组件包括构成三极真空管的阴极28和一系列沿着其轴向依次朝向阴极28排列的电极。

上述各电极中的加速电极32是板形电极，具有如图5所示的预定厚度T。而且，加速电极32设有电子束通过孔(h)，电子束通过孔(h)在其中心部分具有与阴极28相符的预定直径A。

沿着电子束通过孔(h)的外围部分形成具有圆弧结构的压制部分(coining portion)54，以使电子束通过孔(h)的直径A，压制程度及其任何变形最小化。而且，提供一个凹槽48，其相对于电子束通过孔(h)水平地拉长(即，其两侧水平宽度B与其垂直宽度W相比被更多地拉长)，并且该凹槽在压制部分54的内侧具有朝向第三栅电极44的给定深度D。

凹槽48的深度D最好由通过从加速电极32的边沿部分的厚度T1中减去凹槽48形成部分的厚度T2得到的厚度差来限定。

通常，如果电子束斑直径超过0.6mm，不会发生由于荧光点的周期性结构和束扫描线、周期性视频信号或偏转信号之间的干扰造成的在屏幕上的条纹图形，即莫尔条纹现象。

因此，为了防止视频或光栅莫尔条纹50，电子束斑在屏幕中心区域中的水平方向直径应该大于0.6mm，电子束斑在屏幕中心区域中的垂直方向平均直径应该小于0.7mm，以便保持清晰度。

因此，如果考虑到屏幕的中心和外围部分，将在入射到用于调整电子束斑直径大小的主透镜之前的电子束的纵横比(b/a)设定为1.4-1.8，并且考虑到主透镜的球面像差，将在入射到主透镜之前电子束斑直径变得较大的水平方向电子束的大小设定为1.8-2.4mm，那么屏幕中心处的电子束直径可以令人满意。

根据图11中的实验值，如果在入射到主透镜之前电子束的垂直方向宽度的值是(b)，并且水平方向宽度的值是(a)，加速电极32的电子束通过孔(h)的直径是A，并且第四栅电极46的厚度是T，那么在加速电极32的电子束通过孔的尺寸A较小和第四栅电极46的厚度较大时，三极真空管部分和预聚焦部分的静电透镜的聚焦特性在水平和垂直方向的直径上可能总体降低。

而且，对于在电子束入射到主透镜之前的纵横比(b/a)，定义凹槽48的深度为D，凹槽48的垂直宽度的值为W。在此情况下，考虑到非对称静电透镜的特性，凹槽48的垂直方向的尺寸可以被定义为W和W′。但是，应注意，由于尺寸W′是在压制电极板时自然产生的并且不影响纵横比(b/a)，将凹槽48的垂直方向的长度定义为W。

图11和12中的曲线图表示上述尺寸可以控制电子束的尺寸。如图11所示，在D/W为0.3mm时可以满足纵横比1.6，如图12所示，在T/A为2.8mm时可以满足2.1mm的水平尺寸。

其中，如上所述，为了同时满足在入射到主透镜之前的纵横比及其水平尺寸，应该理解，它们应该在D/W和T/A之和的范围内。

图9显示作为实验结果的屏幕中心区域上的水平直径(h)和垂直直径(v)，其中D/W+T/A的值被设定在2.4-3.8mm范围内(以0.2为单位)。如果该值在2.8-3.2mm范围内，那么如上所述在屏幕中心区域上的电子束斑的水平方向直径需要大于0.6mm，并且屏幕中心区域的平均直径应该小于0.7mm，以便保持清晰度。

更具体地说，如果D/W+T/A的值小于2.8mm，那么电子束斑的水平方向直径变得大于0.7mm，从而影响射线管的清晰度和聚焦特性。如果D/W+T/A的值大于3.2mm，那么电子束斑的垂直方向直径变得大于0.7mm，从而影响射线管的清晰度和聚焦特性，这与D/W+T/A的值小于2.8mm的情况相同。

另一方面，如果D/W+T/A的值小于2.8mm，那么电子束斑的垂直方向直径变得小于0.6mm，结果使荧光点的周期性结构、周期性视频信号和偏转信号相互干扰，从而导致在屏幕上出现条纹图形，即水平方向的视频莫尔条纹。而且，如果D/W+T/A的值大于3.2mm，那么电子束斑的水平方向直径变得小于0.6mm，结果使荧光点的周期性结构、周期性视频信号和偏转信号相互干扰，从而导致在屏幕上出现条纹图形，即水平方向的水平莫尔条纹，这与D/W+T/A的值小于2.8mm的情况相同。

而且，当D/W+T/A的值在2.8-3.2mm的范围内时，可以看出，由于在入射到主透镜之前电子束的水平拉长，在屏幕的中心区域和屏幕的外围部分中可以适当地消除光晕现象，从而防止莫尔条纹。

在将D/W+T/A的值设置在2.8-3.2mm范围内时，最好将该值设置在3.0-3.1mm范围内，以便获得希望的清晰度并同时防止莫尔条纹。

因此，根据本发明，通过设置加速电极的凹槽深度和凹槽的垂直方向宽度之间的关系以及电子束通过孔的直径与第四栅电极的厚度之间的比率在预定范围内，来防止根据电子束聚焦特性的劣化和屏幕整个区域上的莫尔条纹现象，因此实现了高质量的图像。

虽然已经参照特定实施例描述了本发明，本领域技术人员可以很容易了解本发明的其它优点和改进。因此，在不偏离所附权利要求及其等同物定义的一般发明概念的精神或范围的条件下，可以进行多种改进。

Claims (2)

1．一种彩色阴极射线管的电子枪组件，包括一系列依次排列的电极，含有控制电极，加速电极，第三栅电极和具有预定厚度的第四板形栅电极，通过诱导从构成三极真空管部分的阴极发射的电子通过电子束通过孔来形成、聚焦和加速电子束，所述加速电极设有电子束通过孔和相对于所述电子束通过孔在水平方向形成的凹槽，满足以下公式：

2.8mm≤D/W+T/A≤3.2mm

其中D是加速电极的凹槽深度，W是凹槽的垂直宽度的值，T是第四栅电极的厚度，A是加速电极的电子束通过孔的直径。

2．根据权利要求1的彩色阴极射线管的电子枪组件，其中所述公式满足以下公式：

3.0mm≤D/W+T/A≤3.1mm。

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