CN1630924A - 电子枪和具有电子枪的显示装置 - Google Patents

Abstract

可以减少电子枪中的杂散发射的电子枪包括一个主透镜系统，它在聚焦电极(41)和阳极(45)之间具有一个或多个中间电极(42、43、44)。如果聚焦电极之后的主透镜系统的至少一个孔小于聚焦电极的孔，则可以减少杂散发射。通过对主透镜系统的所有孔进行设计可以找出最佳的杂散发射条件。为了制造根据本发明的电子枪，最好使用外部基准系统进行电子枪的安装，因为它不可能通过孔把电极集中在管脚上。

Description

电子枪和具有电子枪的显示装置

本发明涉及一种电子枪，它包括一个用于产生至少一个电子束的部分和一个主透镜系统，从电子束传播方向观察，主透镜系统具有第一电极、最后电极和至少一个中间电极，每个电极至少具有一个允许电子束通过的孔，并且通过具有所选场强的间隙彼此分开，至少其中的一个间隙具有最高场强，主透镜电压在工作期间逐级(step-wise)施加到所述电极间，从而形成一个电子光学聚焦透镜。

本发明还涉及一种具有上述类型电子枪的显示装置。

上述电子枪在欧洲专利说明EP-B-0725972中公开。根据所描述的电子枪包括一个主透镜，在从电子束传播方向上观察时，它在第一电极和最后电极间至少具有一个中间电极。在更加传统的电子枪中，主透镜只有第一和最后电极，它们通常分别被称作聚焦电极和阳极。通过增加中间电极而在主透镜上分布了更多的电极。因而，此类主透镜通常被称作分布式主透镜(DML)。

在该已知装置中，主透镜系统的分离电极通过电阻分压器的方式互连，这样主透镜电压在工作期间被逐级分布到电极间，目的是为了降低主透镜系统中电位突变的量。与主透镜电压完全施加在仅有的两个电极间的更传统的电子枪相比，这样可以显著地改善透镜的性能。特别是，在不需要增加透镜机械直径的情况下就能够充分地把球差抑制到较大的电子束电流。

此类电子枪可应用在诸如阴极射线管(CRT)的传统显示装置中。这种显示装置包括一个真空壳，具有管颈，锥形部分和显示窗。电子枪位于显示装置的管颈部分。显示屏通常具有电致发光材料，它通过来自电子枪的至少一个电子束而被激发。实例为单色CRT，其中只有一个电子束并且也只有一种颜色的电致发光材料，而熟知的具有用于产生三个电子束的电子枪的彩色CRT在经过彩色选择装置之后将激发三种颜色(例如红、绿和蓝)的电致发光材料。而且，具有用于产生偏转场以在水平和垂直方向上至少偏转一个电子束并且进而扫描整个显示屏的偏转单元安装在管子的锥形部分的周围。

电子枪的其中一项指标是其杂散发射特性。在电子枪中，不同的电极通过一个间隙分开。在工作期间，电压施加到每个电极。结果，在两个相邻电极间的间隙中存在电压差值，由此在两个相邻电极间产生一个选择的场强。该场强产生一种被称作杂散发射的现象。当电极不是绝对干净的时候可能会出现这种现象，或是在“游离”粒子可能粘附在电极上的情况下，或者当电极上有毛刺时同样会出现这种现象。电极上的这些粒子或毛刺可作为电子发射源。电极中孔边缘的场强通常较高，所以这些边缘也可作为电子发射源。这种源所产生的电子通过一个大的空间角度发射并且提供给具有较高电压的电极。因此，它们被称作杂散电子。具体来说，源自主透镜的杂散电子会落在整个屏幕上，它们会随机地激发屏幕上的电致发光材料，从而损害显示装置的对比度性能。

本发明的一个目的是提供一种电子枪，与现有的具有中间主透镜电极的电子枪相比，本发明所构建的电子枪能够改善其杂散发射的性能。

根据本发明，用以实现此目的的电子枪的特征在于，对于每个电子束来说，第一电极之后的至少一个电极的孔小于所述第一电极的孔。

大部分的传统电子枪通过使用内部基准系统进行制造。这意味着通过隔片分开的电子枪的几个电极安装在管脚上。在此过程中，主透镜的阳极作为第一个置于管脚上，而且最接近阴极的第一电极则作为最后一个安装在管脚上。在熔珠焊接(beading)处理中，两个或多个熔珠杆用于安排电子枪的珠状单元(beaded unit)。为了能够去除安装管脚上的这种珠状单元，从阳极到第一电极的连续电极的孔的尺寸不能增加。由此可以明白，对于更复杂的电子枪来说，内部基准系统具有严重缺陷。欧洲专利说明EP-B-0376372公开了一种克服这些缺点的参考系统。通过利用特殊定形的电极的外部轮廓，能够以此来排列电极。显然，这被称作外部基准系统。使用这种参考系统的对本发明来说非常有益，因为这样就可以使其中的一个电极的孔小于其前面的电极；这里的前面表示较接近阴极。

本发明是基于如下认识，在使用外部基准系统制造的电子枪中，可以使主透镜电极中的至少一个电极的孔小于较接近聚焦电极(第一电极)的至少一个电极的孔。减小电极的孔径尺寸会使该电极截获更多的杂散电子，因此改善了杂散发射的特性。

根据本发明的电子枪最佳实施例的特征在于，对于每个电子束来说，最高场强间隙之后的电极的孔小于最高场强间隙之前的孔。由于可能发生的杂散发射是由场强决定的，所以在具有最高场强的电极间的杂散发射风险最大。使此间隙之后的主透镜电极的孔较小将会产生较好的杂散发射性能。

根据本发明的电子枪的另一个实施例的特征在于，对于每个电子束来说，连续电极的孔从第一电极到最后电极而减小。在聚焦透镜中，电子束通常已经会聚在电极所处的区域。这表明射束直径从第一电极到最后电极逐渐减小。因而不用损失电子束的间距就可以减小孔径，其为孔径与射束直径差的一半。

根据本发明的电子枪的又一个实施例的特征在于，对于每个电子束来说，最后电极的孔小于主透镜系统的前面电极的孔。在本实施例中，只有最后电极不同，它的优点在于电子光学和机械方面的原因。有关电子光学性能方面的优点所基于的事实是：中间电极例如可以相同，从而可以部分消除某些主透镜误差。具有相同的中间电极当然是机械制作方面的优点，因为可以通过相同的设备来制造它们。

本发明还涉及一种具有根据本发明的电子枪的显示装置。

参考下述实施例，通过非限制性的实例，本发明的这些和其它方案将会清晰明了，并且将由此进行阐述。

在附图中：

图1所示为部分省略的具有彩色选择装置的传统彩色显象管的侧视图；

图2所示为根据本发明的电子枪的透视图；

图3所示为根据本发明的电子枪中间电极的实施例；

图4a-4d所示为根据本发明的电子枪主透镜系统的不同实施例的剖面图；

需要指出的是附图只是示意性的，并且通常不按比例。

图1所示的阴极射线管1包括真空玻壳2，具有管颈5、锥形部分4和前面板3，前面板可以是弯曲的也可以是平面的。具有以不同颜色(例如，红、绿和蓝)发磷光的线或点图案的显示屏10置于板3的内表面上。由一个框架支撑的薄阴罩12与显示屏10有一个小距离。阴罩12可以是一个具有圆形或加长的孔的有孔阴罩，或者是一个线状(wire)阴罩。在管子工作期间，管颈5中的电子枪系统6通过阴罩12把电子束7、8、9发送到显示屏10，这样磷光粉就可以发光。电子束具有小互补角，在合适的阴罩-屏幕距离的情况下，电子束只射到相应颜色的磷光粉上。偏转装置11确保电子束系统地扫描显示屏10。

在本申请中，应当把术语电子枪看做具有广泛地含义。例如，它可以指图1以及上述给定的彩色显象管的电子枪。另一例是电子管只产生一个电子束的单色管。本发明还适用于包括产生一个或多个电子束的电子枪的其它类显示装置。对于本申请来说，将使用三色电子枪描述本发明；不应当将此看作是限制本发明。

图2更详细地示出了电子枪系统6。这种电子枪包括射束发生部分20，多数情况下是三极管。这种三极管由三个一字型电子源组成，如阴极(此图未示出)、第一公用电极21和第二公用电极31。在目前的大多数电子枪中，第一公用电极21被称作栅极1(G1)并接地；第二公用电极31多数是与500-1000V范围内的电位连接。该电子枪还包括射束形成或预聚焦部分30。在此例中，该部分由电极31和32组成，其中电极32是聚焦电极，工作电压一般在5kV到9kV之间。电子枪6的主透镜系统40是电子枪的主聚焦部分。主透镜形成由三极管部分产生的虚目标的聚焦图象。图2的主透镜系统包括第一电极41、最后电极45和三个中间电极42、43、44。第一和最后电极通常更多地被分别称作聚焦电极和阳极。阳极的典型工作电压范围是25-35kV。在工作期间，主透镜电压被逐级施加。这可以通过使用与栅极41-45连接的电阻分压器46进行。中间栅极42、43、44的所选电位通过电阻分压器46中的抽头的适当选择而获得。在此例中，主透镜系统具有三个中间电极；当然数目也可以不同。为了方便起见，在本申请的剩余部分中使用三个中间电极。

在最实际的例子中，如图3所示，中间电极由三块板制成。例如，电极42是板421、422和423的排列组合，它们可以焊接在一起以形成一个电极。这些中间电极的某些典型尺寸是：总厚度约为2mm且孔径约为4-6mm。当然，也可以使用不同的板数排列组合中间电极。

图4a-4d是不同实施例的剖面侧视图。这些图只示出了电子枪的主透镜部分。

图4a给出了根据本发明的电子枪的一般配置。在此图中，电极44的孔54小于电极41、42、43和45的孔51、52、53和55。因而，电极41、42、43和44间形成的杂散电子被具有最小孔54的电极44部分截获，从而使屏上具有较少的杂散发射。当然，电极44产生的杂散发射仍然能够通过电极45，电极45的孔55大于电极44的孔54。但是，有关杂散发射特性的整体效果仍然是积极的。

图4b示出了根据本发明的电子枪主透镜系统的最佳实施例。本实施例的最佳之处在于最高场强间隙之后的孔变得更小。假设电极42和43之间的电场强度最大，则从电子传播的方向观察，电极43以及其后的电极的孔小于电极42和其前面电极的孔。需要注意的是，两电极间的电场强度由电极间的间隙所分开的电极之间的电压差值给出。在场强最高的间隙中更易形成杂散电子，所以减小此间隙之后的电极孔径最有效。

在另一个实施例中，如图4c所示，连续电极的孔径逐步减小。在此情况下，每个接着的电极都少量地减少杂散电子的量。

图4d所示为具有若干电子光学特点的实施例。此实施例只减小最后电极或阳极的孔。这样通过电极44和45的孔径的大概比率可以得到杂散发射的减少量。在传统电子枪主透镜系统的电子光学设计中，常常优先使用镜式主透镜部分。这意味着聚焦和阳极栅极是从同一批电子枪部分中获得的。在实际中发现其优点在于，如果使用反射镜式(mirrored)主透镜部分，则可以消除电子枪中降低图象清晰度的令人不愉快的扩散源。前句中所指的扩散源易产生误差、射束偏移和核心模糊不对称。在DML类电子枪中，通过使用同批次的电极可以去除这些效果。在只有电极45具有较小的孔而电极41、42、43和44来自同一批次的情况下，可以部分实现这种去除效果。去除电子光学扩散源是本实施例优于上述图4b和4c所示实施例之处。

简而言之，可以减少电子枪中的杂散发射的电子枪包括一个主透镜系统，它在聚焦电极41和阳极45之间具有一个或多个中间电极42、43、44。如果聚焦电极之后的主透镜系统的至少一个孔小于聚焦电极的孔，则可以减少杂散发射。通过设计主透镜系统的所有孔可以找出最佳的杂散发射条件。为了制造根据本发明的电子枪，最好使用外部基准系统进行电子枪的安装，因为它不可能通过孔把电极集中在管脚上。

Claims (5)

1.一种电子枪，包括一个用于产生至少一个电子束的部分和一个主透镜系统，从电子束传播方向观察，主透镜系统具有第一电极、最后电极和至少一个中间电极，每个电极具有至少一个允许电子束通过的孔，并且通过具有所选场强的间隙彼此分开，其中的至少一个间隙具有最高场强，工作期间的主透镜电压逐级施加到所述电极间，从而形成一个电子光学聚焦透镜，其特征在于，对于每个电子束来说，第一电极之后的至少一个电极的孔小于所述第一电极的孔。

2.根据权利要求1所述的电子枪，其特征在于，对于每个电子束来说，最高场强间隙之后的电极的孔小于最高场强间隙之前的电极的孔。

3.根据权利要求1所述的电子枪，其特征在于，对于每个电子束来说，连续电极的孔从第一电极到最后电极而减小。

4.根据权利要求1所述的电子枪，其特征在于，对于每个电子束来说，最后电极的孔小于主透镜的前面电极的孔。

5.一种具有权利要求1所述的电子枪的显示装置。

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