CN1832095A - 用于阴极射线管的电子枪和具有该电子枪的阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种CRT包括电子枪，该电子枪包括适于发射热电子的阴极、适于和阴极一起形成三极管部分的第一电极和第二电极、多个聚焦电极、阳极电极以及布置在第二电极和邻近第二电极的其中一个所述多个聚焦电极之间的辅助电极。该辅助电极适于按照施加到其上的电压动态控制对应于从该电子枪发射出的电子束在面板荧光屏上的落点位置的该电子束的图像交叉点。

Description

用于阴极射线管的电子枪和具有该电子枪的阴极射线管

技术领域

本发明涉及用于阴极射线管显示器(CRT)的电子枪，并且具体地说，涉及一种用于CRT的电子枪，该电子枪通过另外提供辅助电极并在屏幕上的各个位置形成不同强度的预聚焦透镜，来改善电子束在整个屏幕区域的水平均匀度。

背景技术

通常，CRT包括用于发射电子束的电子枪、用于使该电子束偏转的偏转扼、用于对电子束进行颜色选择的荫罩板以及具有内荧光粉层的面板。从该电子枪发射出的电子束被偏转扼的磁场所偏转，并且偏转的电子束通过该进行颜色选择的荫罩板，随后与绿、蓝和红荧光粉碰撞发光而显示出理想的图像。

CRT的电子枪包括用于发射热电子的阴极、安装在阴极上加热阴极从而允许热电子发射的加热器、以及用于聚焦和加速从阴极发射的热电子的多个电极。这些电极包括与阴极形成三极管部分的第一电极和第二电极、多个接受聚焦电压的聚焦电极以及接受高阳极电压的阳极电极。

随着现在的CRT屏幕较以往更大且更平，以致现在的CRT屏幕中央和边缘在图像清晰度上具有较大的变化。特别地，随着加宽偏转角(最大到125°)来使CRT变薄，现在的CRT屏幕中央和边缘的间距变得大于早期最大偏转角为102～106°的CRT。这会导致电子束的水平均匀度变差。水平均匀度由于偏转扼的过度偏转失常而恶化。

在电子枪中，电子从阴极发射出来通过第一电极部分而形成电子束。该电子束首先在预聚焦透镜部分预聚焦，随后通过动态自动聚焦透镜部分而被预扩散。然后，该电子束通过主透镜部分被聚焦，并与面板的荧光屏碰撞。由于指向中心的电子束轨迹的距离不同于指向边缘的电子束轨迹的距离，因此落到屏幕上的电子束的聚焦形式(即：电子束是欠聚焦、过聚焦还是恰聚焦)也彼此不同。通过主透镜部分后的电子束被偏转，并且该电子束在屏幕上沿水平方向(沿X轴方向)距离屏幕中心最远的部分被逐渐过聚焦。

电子束的过聚焦是由于由广角CRT的偏转扼(水平针缓冲电场的影响)产生的电场透镜增强造成的。这样的电子束被聚焦成具有长水平直径和短竖直直径的纵向椭圆形。沿面板水平方向(沿X轴方向)的电子束在屏幕中心被欠聚焦，而在屏幕的1/2位置被恰聚焦(即：正好聚焦)，而在屏幕左端和右端则被过聚焦。由于恰聚焦发生在屏幕的1/2位置(在X轴上的中心和两端之间)，因此束直径与荫罩板的孔距相比就过小，并且会产生因干涉引起的环形波纹，这样就会使显示图像质量恶化。因此，需要一种针对用于CRT的电子枪的改进设计，它能更适合今天的大屏幕平板设计，克服在1/2位置处的波纹，并减少在CRT边缘沿CRT水平轴的过聚焦。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于CRT的电子枪的改进设计。

本发明的目的还在于提供一种更适合今天的大屏幕平板CRT的电子枪的设计。

本发明的目的进一步在于提供一种用于CRT的电子枪，其通过提供辅助电极并且在预聚焦透镜部分形成动态可调节透镜来改善水平电子束的聚焦均匀度，从而提高显示图像的质量。

本发明另一目的在于提供一种CRT，其通过提供辅助电极并且在预聚焦透镜部分形成动态可调节透镜来改善水平电子束的聚焦均匀度，从而提高显示图像的质量。

根据本发明的一个方面，用于CRT的电子枪包括：适于发射热电子的阴极、适于与该阴极一起形成三极管部分的第一电极和第二电极、多个聚焦电极、阳极电极、以及布置在第二电极和邻近该第二电极的上述多个聚焦电极中的一个聚焦电极之间的辅助电极，该辅助电极适于按照施加到其的电压动态控制对应于从该电子枪发射的电子束在面板荧光屏上的落点位置的该电子束的图像交叉点。

该辅助电极可以适于接受与水平偏转扫描同步的动态电压。施加到辅助电极上的动态电压按照可以关于水平偏转扫描时间的中点在左右相互对称的抛物线波形的形状变化。该辅助电极可以包括多个贯穿该辅助电极的孔，所述多个孔可以适于每个孔的竖直开口直径小于每个孔的水平开口直径。每个所述的多个贯穿辅助电极的孔可以为矩形、椭圆或轨道形状。

根据本发明的另一方面，提供一种CRT，该CRT包括相互连接以形成真空腔的面板、漏斗和颈；布置在面板的内表面上的荧光粉层，该荧光粉层包括具有预定图案的红、蓝和绿荧光粉；布置在颈中的电子枪，该电子枪适于发射和聚焦电子束；沿所述漏斗的外圆周布置并且适于偏转从电子枪发射的电子束的偏转扼；以及布置在面板内并且适于使从电子枪发射的电子束择色通过，以便该电子束落在荧光粉层的相关荧光粉上的荫罩板。

该电子枪可以包括适于发射热电子的阴极、与该阴极一起形成三极管部分的第一电极和第二电极、多个聚焦电极、阳极电极以及布置在第二电极和邻近该第二电极的所述多个聚焦电极中的一个聚焦电极之间的辅助电极。

该辅助电极能够适于接受与水平偏转扫描同步的动态电压，从而动态控制对应于该通过主透镜的电子束在荧光屏上的落点位置的该电子束的图像交叉点。

施加到辅助电极上的动态电压按照关于水平偏转扫描时间的中点左右相互对称的抛物线波形的形状变化。该辅助电极可以包括多个贯穿该辅助电极的孔，该多个孔适于每个孔的竖直开口直径小于每个孔的水平开口直径。由偏转扼偏转的电子束的最大偏转角为110°或更大。

附图说明

通过参照下面的详细描述并结合附图进行考虑，将会更好地理解本发明，并且更全面地理解本发明，也更容易弄清本发明的许多附加优点。附图中相同的附图标记表示相同或相似部件，其中：

图1为根据本发明实施例的CRT的部分截面透视图；

图2为根据本发明实施例的图1所示CRT中的电子枪的侧视图；

图3为根据本发明实施例的图1所示CRT中的电子枪中的辅助电极的透视图；

图4示意性地示出用于CRT的电子枪的透镜操作和电子束的轨迹；

图5示意性地示出用于CRT的电子枪的电子束的水平轨迹；

图6示意性地示出由于偏转扼磁场所造成的电子束偏转；

图7示意性地示出电子束在屏幕上的水平聚焦形式；

图8示意性地示出根据本发明实施例的用于CRT电子枪的透镜操作和电子束的轨迹；

图9为根据本发明实施例的用于CRT的电子枪的侧视示意图，示出对辅助电极施加电压的方式；

图10示出根据本发明实施例施加到辅助电极的动态电压的波形图；并且

图11示出根据本发明实施例的用于CRT的电子枪的电子束轨迹的仿真图像照片。

具体实施方式

现在来看图1，图1示出根据本发明实施例的CRT。图1所示的该CRT包括：相互串行连接以形成真空腔的面板12、漏斗14和颈16。荧光粉层13在面板12的内表面上形成，并且具有红、蓝和绿荧光粉图案。该荧光粉层13由面板12内表面上的条形图案的红R、绿G和蓝B荧光粉形成，并在其间插入黑矩阵层BM。电子枪20安装在颈16中，并且用于发射和聚焦电子束。偏转扼15沿漏斗14的外圆周安装，并用于偏转从电子枪20发射出的电子束。荫罩板18安装在面板12中，以使得从电子枪20发射出的电子束择色通过，从而使电子束落在荧光粉层13的荧光粉上。荫罩板18经由框架17安装到面板12，以使其与荧光粉层13隔开一定距离。在荫罩板18中形成多个束通过孔19，以形成图案。

为了使装置变薄，偏转扼15的偏转角度被加大，以使其最大值达到110°或更大(与最大偏转角为102°～106°的常规CRT相比)。该CRT的其它构件与普通CRT的相关构件相同，因而省略对其的详细解释。

对于以上结构的CRT，从电子枪20发射出的电子束被偏转扼15的偏转磁场所偏转。该电子束通过荫罩板18中的束通过孔19并与荧光粉层13的绿、蓝和红荧光粉碰撞，从而产生可以显示理想的屏幕图像的可见光。

现在来看图2和图3，图2示出根据本发明实施例的用于CRT的电子枪20。该电子枪20包括：用于发射热电子的阴极22、与阴极22形成三极管部分的第一电极24和第二电极26、聚焦电极32、阳极电极30以及辅助电极40。在该实施例中，聚焦电极32包括多个聚焦电极32a、32b和32c，且辅助电极40置于第二电极26和靠近该第二电极26的聚焦电极32之间。

第一电极24、第二电极26、聚焦电极32、阳极电极30以及辅助电极40被固定到珠玻璃21上。在辅助电极40中形成孔42，并使孔42的竖直直径小于其水平直径。孔42被分别对应于红、蓝和绿电子束布置。每个孔42具有纵向椭圆、轨道或矩形形状，且其水平长度大于竖直长度。与水平偏转扫描同步的动态电压V_GS被施加到辅助电极40上。

现在来看图4，图4示出由CRT中的电子枪中的各个电极所形成的透镜及电子束轨迹。从阴极2发射出的电子通过第一电极部分而形成电子束。该电子束首先在预聚焦透镜部分6被预聚焦，随后通过动态自动聚焦部分7而被预扩散。然后，该电子束通过主透镜部分8而被聚焦，并且碰撞CRT面板的荧光屏1。图4中实线所示的电子束轨迹表示向荧光屏1中心偏转的电子束的聚焦形式，由点划线所示的电子束轨迹表示向荧光屏1边缘(两侧端部)偏转的电子束的聚焦形式。在图4中，附图标记4指示由CRT的偏转扼15的偏转磁场所形成的透镜。

由于指向中心的电子束轨迹在距离上不同于指向边缘的电子束轨迹，因此落在屏幕1上的电子束的聚焦形式(即：过聚焦、欠聚焦或者恰聚焦)也彼此不同。如图5所示，通过主透镜部分8的电子束被偏转，并且该电子束在屏幕1上沿水平方向(沿X轴方向)距离屏幕中心O最远的部分被逐渐过聚焦。

如图6所示，该电子束的过聚焦是由于广角CRT的偏转扼的磁场透镜(水平针缓冲电场的影响)增强所引发的。该电子束以具有长水平直径和短竖直直径的纵向椭圆的形式进行聚焦。即，如图5和7所示，沿面板水平方向(沿X轴方向)的电子束在荧光屏1的中心O被欠聚焦，在荧光屏1的1/2位置(C)被恰聚焦，而在荧光屏1的左端和右端D被过聚焦。由于恰聚焦在荧光屏的1/2位置发生，因此这里的束直径与荫罩板的孔距相比就会太小，并且会产生因干涉引发的环形波纹，致使显示图像质量恶化。

现在来看图8，图8示出采用根据本发明实施例的用于CRT的电子枪20的透镜操作和电子束轨迹。如图8所示，从阴极22发射出的电子首先在预聚焦透镜部分6被预聚焦。与图4中的布置不同，图8中的电子束通过由新的辅助电极40所组成的动态预聚焦透镜部分9。随之，该电子束通过动态自动聚焦透镜部分7而被预扩散。然后，该电子束通过主透镜部分8被聚焦，并然后碰撞面板12上的荧光粉层13。附图标记4表示由偏转扼15的偏转磁场所形成的透镜。

如图7和8所示，对于以上结构的电子枪20，预聚集透镜部分6由第一电极24和第二电极26形成，动态预聚焦透镜部分9由第二电极26和辅助电极40形成，动态自动聚焦透镜部分7由聚焦电极32b和32c形成，并且主透镜部分8由聚焦电极32和阳极电极30形成。

在根据本发明的用于CRT的电子枪20中，辅助电极40接受与水平偏转扫描同步的动态电压V_GS，以便当电子束通过主透镜部分8落在面板12的荧光粉层13上时，可以动态控制对应于该电子束的落点位置的该电子束的图像交叉点。

为了操作动态预聚焦透镜部分9，如图9和10所示，施加到辅助电极40的动态电压V_GS以关于水平偏转扫描时间的中间时间点左右相互对称的抛物线波形的形状变化。

当动态电压V_GS被施加到辅助电极40时，如图8和11所示，该电子束呈现出在第一电极24后端和辅助电极40后端分别交叉的双交叉轨迹。如图8所示，实线表示当将动态电压V_GS施加到辅助电极40时的电子束轨迹，点划线表示当没有将电压施加到辅助电极40时的电子束轨迹。即，如图8所示，当将动态电压V_GS施加到辅助电极40时，由于额外的动态预聚焦透镜部分9而发生在该电子束再交叉处的双交叉轨迹，从而获得甚至在荧光粉层13边缘D的恰聚焦。在没有将电压施加到辅助电极40的情况下，如图8中的点划线所示，在荧光粉层13的边缘D发生该电子束的过聚焦。

由于动态电压V_GS仅与水平偏转扫描一起施加到辅助电极40，因此它被与水平偏转扫描一起操作来再聚焦该经过预聚焦透镜部分6所聚焦的电子束。当施加到辅助电极40上的动态电压V_GS增加时，减速透镜的作用就会变弱，从而使双交叉点向主透镜部分8转移，并且竖直束聚焦点向荧光粉层13转移。这样，由于可以使竖直束聚焦点向荧光粉层13转移，因此可以防止过聚焦，从而改善水平均匀度。

经过第一电极24交叉的电子束在预聚焦透镜部分6被预聚焦，并且由于辅助电极40在动态预聚焦透镜部分9进一步聚焦，随之以大角度被入射到动态自动聚焦透镜部分7。结果，该电子束在动态自动聚焦透镜部分7的前端被大大扩散，而且被两次聚焦，从而在荧光粉层13上形成恰聚焦。

辅助电极40的孔42可以具有竖直开口直径小于水平开口直径的矩形、椭圆或轨道形状。从而使得该电子束以竖直直径大于水平直径的形状向面板12的边缘扫描。结果，当该电子束穿过荫罩板18落到荧光粉层13上时，因竖直针缓冲电场影响导致的竖直直径减小而水平直径加长的变形就可以得到补偿。

为了使CRT变薄，将该电子枪20应用到最大偏转角为110°或更大的CRT(与常规的最大偏转角在102～106°范围内的CRT相比)会更有效。

对于根据本发明的用于CRT的电子枪，提供辅助电极来施加与水平偏转扫描同步的动态电压，从而可以使电子束的聚焦点转移，并在屏幕的边缘形成恰聚焦。结果，可以提高屏幕上的水平均匀度，并且可以通过防止因干涉导致的波纹的产生来提高显示图像的质量。

在以上实施例中，电子枪限于该电子枪由动态类型驱动。然而，本发明并非限于此，并且可以包括对电子枪的静态驱动类型。

虽然在上文详细描述了本发明的优选实施例，但对于本领域的技术人员来说，应该清楚地理解对该基本的发明概念所作的许多变化和/或修改都应包含在如所附权利要求中限定的本发明的精神和范围之内。

Claims (10)

1、一种电子枪，包括：

适于发射热电子的阴极；

适于与所述阴极一起形成三极管部分的第一电极和第二电极；

多个聚焦电极；

阳极电极；和

布置在第二电极和邻近所述第二电极的所述多个聚焦电极中的一个聚焦电极之间的辅助电极，该辅助电极适于按照施加到其的电压，动态控制对应于从所述电子枪发射的电子束在面板荧光屏上的落点位置的该电子束的图像交叉点。

2、如权利要求1所述的电子枪，其中所述辅助电极适于接受与水平偏转扫描同步的动态电压。

3、如权利要求2所述的电子枪，其中所述施加到辅助电极的动态电压按照关于水平偏转扫描时间的中点左右侧对称的抛物线波形的形状变化。

4、如权利要求1所述的电子枪，其中所述辅助电极包括多个贯穿该辅助电极的孔，所述多个孔适于每个孔的竖直开口直径小于每个孔的水平开口直径。

5、如权利要求4所述的电子枪，其中所述多个贯穿该辅助电极的孔中的每个孔的形状选取自包括矩形、椭圆和轨道形状的组。

6、如权利要求1所述的电子枪，所述辅助电极被贯穿多个孔，每个所述孔的形状适于补偿所述电子束在显示器上的不恰当聚焦。

7、一种阴极射线管显示器CRT，包括：

相互连接以形成真空腔的面板、漏斗和颈；

布置在所述面板的内表面上的荧光粉层，该荧光粉层包括具有图案的红、蓝和绿荧光粉；

布置在所述颈中的电子枪，该电子枪适于发射和聚焦电子束；

沿所述漏斗的外圆周布置并且适于偏转从电子枪发射的电子束的偏转扼；和

布置在面板内且适于使从所述电子枪发射的电子束择色通过，以便该电子束落在荧光粉层的相关荧光粉上的荫罩板；

其中所述电子枪包括适于发射热电子的阴极、适于与所述阴极一起形成三极管部分的第一电极和第二电极、多个聚焦电极、阳极电极以及布置在第二电极和邻近所述第二电极的所述多个聚焦电极中的一个聚焦电极之间的辅助电极；

并且，其中所述辅助电极适于按照施加到其上的动态电压控制对应于所述电子束在荧光屏上的落点位置的该电子束的图像交叉点，该动态电压与水平偏转扫描同步。

8、如权利要求7所述的CRT，其中所述施加到辅助电极的动态电压按照关于水平偏转扫描时间的中点左右相互对称的抛物线波形的形状变化。

9、如权利要求7所述的CRT，其中所述辅助电极包括多个贯穿该辅助电极的孔，所述多个孔适于每个孔的竖直开口直径小于每个孔的水平开口直径。

10、如权利要求7所述的CRT，其中由所述偏转扼偏转的电子束的最大偏转角为110°或更大。

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