專(zhuān)利名稱(chēng)：電子槍組件及陰極射線管裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子槍組件，尤其涉及具有電子槍組件的陰極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
用于一般彩色陰極射線管裝置的電子槍組件具有在一直線方向上排成一列配置的產(chǎn)生3束電子束的電子束發(fā)生部和使3束電子束往熒光屏方向加速并聚焦的主透鏡部。電子束發(fā)生部由至少3個(gè)陰極、第1電極和第2電極構(gòu)成。陰極上施加與圖像信號(hào)同步的驅(qū)動(dòng)電壓。由該驅(qū)動(dòng)電壓控制陰極發(fā)射出的電子束電流。
彩色陰極射線管裝置追求的一種圖像特性是，要求無(wú)論是電流小還是電流大的時(shí)候，圖像質(zhì)量變化都小。
通常，加大電流，即電子束電流增大時(shí)，熒光屏上的電子束斑點(diǎn)的斑點(diǎn)尺寸變大。該斑點(diǎn)尺寸的擴(kuò)大使圖像特性劣化。作為改善這種斑點(diǎn)尺寸擴(kuò)大造成的圖像劣化的技巧，可舉出借助通常采用的速度調(diào)制線圈(下文稱(chēng)為VM線圈)縮小斑點(diǎn)的表觀尺寸這種方法。
VM線圈裝在管頸玻璃的外面。該VM線圈與輝度信號(hào)上升和下降同步地流過(guò)電流，在上升時(shí)候快，下降時(shí)慢，使電子束形成微小偏轉(zhuǎn)。結(jié)果，在輝度信號(hào)的上升緣和下降緣對(duì)比度加大，同時(shí)縮小了斑點(diǎn)的表觀尺寸。
VM線圈流過(guò)的電流取決于驅(qū)動(dòng)電壓的大小。電流小時(shí)，即電子束電流小時(shí)，VM線圈的電流也小，因而斑點(diǎn)尺寸的水平直徑變化小。電流大時(shí)，即電子束電流大時(shí)，VM線圈電流也大，這時(shí)，斑點(diǎn)尺寸的水平直徑大幅度縮小。但是，這種斑點(diǎn)尺寸的縮小僅對(duì)偏轉(zhuǎn)線圈的電子束掃描方向(即水平方向)的斑點(diǎn)尺寸有效，不能改善垂直方向的斑點(diǎn)尺寸。即，不能改善陰極電流增加帶來(lái)的垂直方向斑點(diǎn)尺寸的擴(kuò)大。
現(xiàn)說(shuō)明通常因陰極電流增大而斑點(diǎn)尺寸擴(kuò)大的原因。
為了使陰極發(fā)射的電流增大，加大陰極上施加的驅(qū)動(dòng)電壓。因此，電位滲透程度變大，陰極面上的電子發(fā)射區(qū)(電子負(fù)載區(qū))擴(kuò)大，因而發(fā)射電子量(電流)增多。由于電流量和電子發(fā)射區(qū)增大，相對(duì)于主透鏡的虛物點(diǎn)直徑變大，使熒光屏上的斑點(diǎn)尺寸擴(kuò)大。
隨著電流的增加，電子束的發(fā)散角也增大，虛物點(diǎn)位置(從主透鏡看時(shí)的物點(diǎn)位置)往熒光屏一側(cè)移動(dòng)。由于該虛物點(diǎn)位置向前移動(dòng)，使到達(dá)熒光屏上的電子束的斑點(diǎn)成為最佳聚焦的聚焦電壓發(fā)生變化。
通常，對(duì)于圖像信號(hào)的聚焦電壓是一定的，電流量從小變大時(shí)，熒光屏上的電子束斑點(diǎn)漸漸成為散焦?fàn)顟B(tài)，從而斑點(diǎn)尺寸隨著電流量的增大而擴(kuò)大。
而且，電流量大時(shí)電子束相交位置上的空間電荷排斥作用增大，引起虛物點(diǎn)直徑加大和虛物點(diǎn)位置往熒光屏側(cè)前移，從而與上面所述相同，斑點(diǎn)尺寸擴(kuò)大。
這樣，從小電流變化到大電流時(shí)，熒光屏上的斑點(diǎn)尺寸擴(kuò)大，使圖像清晰度變差。
作為電流大時(shí)減小斑點(diǎn)尺寸的方法，可舉出減小第1電極的孔徑，從而使虛物點(diǎn)直徑減小的方法。然而，這種方法能減小大電流時(shí)的斑點(diǎn)尺寸，但不能抑制電流變化對(duì)應(yīng)的斑點(diǎn)尺寸變化。也就是說(shuō)，這種方法使大電流時(shí)的斑點(diǎn)尺寸減小，同時(shí)也使小電流時(shí)的斑點(diǎn)尺寸過(guò)分減小。結(jié)果，可能導(dǎo)致干涉條紋等造成的圖像質(zhì)量劣化。
也就是說(shuō)，減小第1電極孔徑的方法不能改善電流量變化帶來(lái)的熒光屏上的斑點(diǎn)尺寸的變化。
根據(jù)日本特開(kāi)平11-120931號(hào)公報(bào)和特開(kāi)平11-283487號(hào)公報(bào)，所揭示的結(jié)構(gòu)為對(duì)電流變化限定電子發(fā)射區(qū)，抑制電流大時(shí)斑點(diǎn)尺寸的擴(kuò)大。按照這種結(jié)構(gòu)，陰極表面上在中央設(shè)置核心部發(fā)射極，并在其周?chē)酝膱A狀設(shè)置非電子發(fā)射區(qū)，還在該區(qū)周?chē)O(shè)置外周部發(fā)射極。但是，外周部發(fā)射極是制造上剩余的部分，實(shí)際上對(duì)電子發(fā)射沒(méi)有貢獻(xiàn)。
其他陰極結(jié)構(gòu)則在陰極表面上中央處設(shè)置容易發(fā)射電子的區(qū)域(低逸出功區(qū))，并在其周?chē)酝膱A狀設(shè)置電子難以發(fā)射的區(qū)域(高逸出功區(qū))。
根據(jù)這些公報(bào)所述，利用上述上述結(jié)構(gòu)，將電子發(fā)射區(qū)限定在中央部，使含像差分量多的外周部電子束電流量減小，形成光暈小的電子束斑點(diǎn)，可以得到良好的圖像質(zhì)量。然而，將電子發(fā)射區(qū)限定在陰極中央部的方法，其電流大時(shí)的電子發(fā)射特性顯著變差，取大電流用的驅(qū)動(dòng)電壓比常規(guī)電壓顯著增大。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)擔(dān)加大，導(dǎo)致該電路成本上升和可靠性變差。
如上所述，為了取得良好的圖像質(zhì)量，需要隨著電流量的變化，減少熒光屏上斑點(diǎn)尺寸的變化。關(guān)于斑點(diǎn)尺寸的水平方向，利用優(yōu)化VM線圈靈敏度，可補(bǔ)償電流量從小變大時(shí)斑點(diǎn)尺寸的擴(kuò)大，但不能補(bǔ)償垂直方向電流變化所對(duì)應(yīng)的斑點(diǎn)尺寸擴(kuò)大。而且這樣的問(wèn)題即使在機(jī)械上減小電子束發(fā)生部的結(jié)構(gòu)也不能解決。也就是說(shuō)，已有的方法難以在電流小時(shí)和電流大時(shí)都使斑點(diǎn)尺寸水平直徑和垂直直徑最佳化。
將電子發(fā)射區(qū)僅限定于中央部，抑制虛物點(diǎn)直徑的擴(kuò)大的方法，對(duì)電流量從小變大時(shí)斑點(diǎn)尺寸的擴(kuò)大能夠進(jìn)行抑制，但存在的問(wèn)題是隨著驅(qū)動(dòng)電壓顯著增大，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路負(fù)擔(dān)增大、成本提高和可靠性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種電子槍組件和具有該電子槍組件的陰極射線管裝置，所述電子槍組件能夠抑制驅(qū)動(dòng)電路負(fù)擔(dān)的增加，減小電流量變化帶來(lái)的熒光屏上的斑點(diǎn)尺寸的水平直徑和垂直直徑的擴(kuò)大，能取得高清晰度。
為了解決上述課題，達(dá)到發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種電子槍組件，該組件具有產(chǎn)生電子束的電子束發(fā)生部和使該電子束發(fā)生部所產(chǎn)生的電子束向著靶加速并聚焦的主透鏡，其特征在于，所述電子束發(fā)生部包含陰極；所述陰極至少具有以下3個(gè)不同電子發(fā)射特性的區(qū)域陰極面中央的第1區(qū)、配置成從第1方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第2區(qū)，以及配置成從與所述第1方向不同的第2方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第3區(qū)。
本發(fā)明又提供一種陰極射線管裝置，該裝置具有具備在一直線方向上排成一列配置的產(chǎn)生3束電子束的電子束發(fā)生部以及使該電子束發(fā)生部所產(chǎn)生的3束電子束向熒光屏加速并聚焦的主透鏡部的電子槍組件；在所述熒光屏的水平方向和垂直方向上使所述電子槍組件射出的3束電子束進(jìn)行掃描的偏轉(zhuǎn)線圈；以及對(duì)電子束的掃描速度進(jìn)行調(diào)制的速度調(diào)制線圈；其特征在于，所述電子束發(fā)生部至少在沿電子束行進(jìn)方向上包含3個(gè)在一直線方向上排成一列的陰極、第1電極和第2電極；
所述各陰極至少具有以下3個(gè)不同電子發(fā)射特性的區(qū)域陰極面中央的第1區(qū)、配置成從與所述一直線方向平行的水平方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第2區(qū)，以及配置成從與所述一直線方向垂直的垂直方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第3區(qū)。
說(shuō)明中將闡述本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點(diǎn)，從而由該說(shuō)明或本發(fā)明的實(shí)踐會(huì)部分明白或?qū)W到本發(fā)明。借助以下具體指示的手段和組合可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，獲得本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


編入說(shuō)明書(shū)構(gòu)成其一部分的

本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并與以上概述和后文給出的較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明一起，用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1為概略示出具有本發(fā)明的電子槍組件的陰極射線管裝置的結(jié)構(gòu)的水平剖面圖。
圖2為概略示出本發(fā)明一實(shí)施例的電子槍組件的結(jié)構(gòu)的水平剖面圖。
圖3為圖2所示的電子槍組件的陰極的電子發(fā)射區(qū)分布例的示意圖。
圖4為圖2所示的電子槍組件可用的陰極電子發(fā)射區(qū)另一分布例的示意圖。
圖5為圖2所示電子槍組件可用的陰極電子發(fā)射區(qū)另一分布例的示意圖。
圖6為圖3所示的陰極小電流時(shí)的水平方向和垂直方向的電流密度分布截面示意圖。
圖7為圖3所示的陰極大電流時(shí)的水平方向和垂直方向電流密度分布截面示意圖。
圖8為已有的陰極小電流時(shí)的水平方向和垂直方向電流密度分布截面示意圖。
圖9為已有的陰極大電流時(shí)的水平方向和垂直方向電流密度分布截面示意圖。
圖10A為圖3所示陰極中小電流時(shí)的電子束斑點(diǎn)形狀的圖解示意圖。
圖10B為圖3所示陰極中大電流時(shí)的電子束斑點(diǎn)形狀的圖解示意圖。
圖11A為圖3所示陰極小電流時(shí)使速度調(diào)制線圈工作的情況下的電子束斑點(diǎn)形狀的圖解示意圖。
圖11B為圖3所示的陰極大電流時(shí)使速度調(diào)制線圈工作的情況下的電子束斑點(diǎn)形狀的圖解示意圖。
圖12A為已有技術(shù)的陰極小電流時(shí)的電子束斑點(diǎn)形狀的圖解示意圖。
圖12B為已有技術(shù)的陰極大電流時(shí)的電子束斑點(diǎn)形狀的圖解示意圖。
圖13A為已有技術(shù)的陰極小電流時(shí)使速度調(diào)制線圈工作的情況下的電子束斑點(diǎn)形狀的圖解示意圖。
圖13B為已有技術(shù)的陰極小電流時(shí)使速度調(diào)制線圈工作的情況下的電子束斑點(diǎn)形狀的圖解示意圖。
圖14為示出3種不同陰極(表層氧化鈧陰極、M型浸漬式陰極、S型浸漬式陰極)的電子發(fā)射特性的曲線。
圖15為示出形成圖3所示的陰極的第1區(qū)用的掩模形狀的圖。
圖16為示出形成圖3所示的陰極的第2區(qū)用的掩模形狀的圖。
圖17為說(shuō)明本發(fā)明另一實(shí)施例用的圖，是概略示出圖2所示的電子槍組件可用的第1柵極的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖18為概略示出圖2所示的電子槍組件可用的第1柵極另一結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖19圖解所示為將具有電子發(fā)射特性不同的3個(gè)區(qū)的陰極與具有電場(chǎng)修正用的開(kāi)口部的第1柵極加以組合時(shí)，電子束發(fā)生部的電場(chǎng)形狀和陰極發(fā)射的電子束。
圖20圖解所示為將具有電子發(fā)射特性不同的3個(gè)區(qū)的陰極與已有的第1柵極加以組合時(shí)，電子束發(fā)生部的電場(chǎng)形狀和陰極發(fā)射的電子束。
圖21圖解所示為已有的陰極與第1柵極組合時(shí)，電子束發(fā)生部的電場(chǎng)形狀和陰極發(fā)射的電子束。
圖22為圖3所示的陰極電流小時(shí)水平方向和垂直方向電流密度分布的截面的示意圖。
圖23為圖3所示的陰極大電流時(shí)水平方向和垂直方向電流密度分布截面的示意圖。
具體實(shí)施例下面參照

本發(fā)明電子槍組件和具有該電子槍組件的陰極射線管裝置的一實(shí)施例。
如圖1所示，本發(fā)明的陰極射線管裝置，例如自會(huì)聚式直列(in-line)型彩色陰極射線管裝置，具有真空管殼20。該真空管殼20具有面板1、管頸5和將這兩部分連成一體的漏斗狀管錐2。熒光屏(靶)4配置在面板1的內(nèi)表面，同時(shí)還具有發(fā)藍(lán)、綠、紅光的條狀或點(diǎn)狀的3色熒光體層。蔭罩3與熒光屏4相對(duì)配置，同時(shí)其內(nèi)側(cè)具有許多電子束通孔。
直列型電子槍組件6配置在管頸5的內(nèi)部。該電子槍組件6發(fā)射配置成一列的3束電子束7B、7G、7R，即在同一水平面上通過(guò)的中心束7G和一對(duì)邊束7B、7R。
偏轉(zhuǎn)線圈8在從管錐2上直徑大的部分到管頸5為止的地方安裝。該偏轉(zhuǎn)線圈8產(chǎn)生非均勻偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，能夠使電子槍組件6發(fā)射的3束電子束7B、7G、7R在水平方向(X)和垂直方向(Y)上偏轉(zhuǎn)。該非均勻磁場(chǎng)由枕形水平偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和桶形垂直偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)構(gòu)成。
該陰極射線向裝置還具有一對(duì)速度調(diào)制線圖9，安裝在偏轉(zhuǎn)線圈8后部的管頸5的外表面。如圖1所示，這對(duì)速度調(diào)制線圈9沿水平方向X相對(duì)配置。
電子槍組件6發(fā)射的3束電子束7B、7G、7R受偏轉(zhuǎn)線圈8產(chǎn)生的非均勻磁場(chǎng)的作用偏轉(zhuǎn)，經(jīng)蔭罩3在水平方向X和垂直方向Y上對(duì)熒光屏4進(jìn)行掃描。以此顯示彩色圖像。
如圖2所示，電子槍組件6具有在一直線方向上(即水平方向X)排成一列的3個(gè)陰極Kr、Kg和Kb，分別對(duì)這些陰極K(r、g、b)進(jìn)行加熱的3個(gè)燈絲，以及至少4個(gè)柵極。4個(gè)柵極，即第1柵極G1、第2柵極G2、第3柵極G3和第4柵極G4，從陰極K往熒光屏4，沿管軸方向Z依次配置。這些燈絲、陰極K(r、g、b)和4個(gè)柵極由一對(duì)絕緣支承體(圖中未示出)固定成一體。
第1和第2柵極G1、G2分別由整體結(jié)構(gòu)的板狀電極構(gòu)成。這些板狀電極對(duì)應(yīng)于3個(gè)陰極K(r、g、b)具有沿水平方向排成一列的3個(gè)圓形電子束通孔。起聚焦電極作用的第3柵極G3由筒狀電極構(gòu)成。筒狀電極在其兩個(gè)端面，對(duì)應(yīng)于3個(gè)陰極K(r、g、b)，具有沿水平方向排成一列的3個(gè)電子束通孔。起陽(yáng)極作用的第4柵極G4由杯狀電極構(gòu)成，在其與第3柵極G3相對(duì)的面上，對(duì)應(yīng)于3個(gè)陰極K(r、g、b)，具有沿水平方向排成一列的3個(gè)電子束通孔。
上述結(jié)構(gòu)的電子槍組件中，在陰極K(r、g、b)上施加約100～200V直流電壓和與圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)的調(diào)制信號(hào)疊加的電壓。第1柵極G1接地。對(duì)第2柵極G2施加約500～1000V的直流電壓。對(duì)第3柵極G3施加約6KV～10KV的固定的聚焦電壓(Vf)。對(duì)第4柵極G4施加約22KV～35KV的陽(yáng)極電壓。
陰極K(r、g、b)、第1柵極G1和第2柵極G2構(gòu)成電子束發(fā)生部，產(chǎn)生電子束，同時(shí)形成后文將說(shuō)明的主透鏡部的物點(diǎn)。第2柵極G2和第3柵極G3形成預(yù)聚焦透鏡，對(duì)電子束發(fā)生部產(chǎn)生的電子束進(jìn)行預(yù)聚焦。第3柵極G3和第4柵極G4形成主透鏡部，將預(yù)聚焦的電子束最后聚焦到熒光屏上。
陰極K(r、g、b)其表面具有至少3種電子發(fā)射特性不同的區(qū)域。即，陰極表面具有作為第1區(qū)的中央部Ka、作為第2區(qū)的左右部Kb、作為第3區(qū)的上下部Kc，如圖3所示。
中央部ka在陰極表面的中央形成圓形。該中央部ka的中心與第1柵極G1上所形成圓形電子束通孔的中心軸一致。一對(duì)左右部Kb配置成從水平方向(所述一直線方向)將中央部Ka夾在中間。這一對(duì)左右部Kb對(duì)與水平方向平行的X軸和與垂直于所述一直線方向的垂直方向平行的Y軸形成軸對(duì)稱(chēng)。又，一對(duì)上下部Kc配置成從垂直方向?qū)⒅醒氩縆a夾在中間。這一對(duì)上下部Kc對(duì)與水平方向平行的X軸和與垂直于所述一直線方向的垂直方向平行的Y軸形成軸對(duì)稱(chēng)。
下面，說(shuō)明該陰極K的具體結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，中央部Ka為M型浸漬式陰極，左右部Kb為表層是氧化鈧的陰極，上下部kc為S型浸漬式陰極。
S型浸漬式陰極是將平均粒徑為3至5μm的鎢(W)粉末高溫?zé)Y(jié)成孔隙率約為20％后，對(duì)該孔隙部溶融浸漬氧化鋇(BaO)、氧化鈣(CaO)和氧化鋁(Al2O3)組成的電子發(fā)射物質(zhì)而得到的陰極。S型浸漬式陰極的電子發(fā)射物質(zhì)的克分子組分比為BaO∶CaO∶Al2O3＝4∶1∶1。
M型浸漬式陰極是在S型浸漬式陰極的表面用濺射法等涂覆銥(Ir)、或鋨(Os)、釕(Ru)、錸(Re)等鉑族元素而制得的陰極。本實(shí)施例中，將銥作為金屬薄膜材料，以150mm的膜厚進(jìn)行涂覆。
表層氧化鈧陰極是在S型浸漬式陰極的表面用濺射法等涂覆鈧的氧化物(即氧化鈧(Sc2O3)和鎢(W)而制得的陰極。本實(shí)施例中，在S型浸漬式陰極上按8nm的膜厚濺射鎢，接著按2nm的膜厚濺射鈧的氧化物，從而形成該陰極。
圖14表示各陰極區(qū)域的電子發(fā)射特性的評(píng)價(jià)結(jié)果。該電子發(fā)射特性是在直徑1.1mm的陰極的相對(duì)側(cè)，在鉭(Ta)制陽(yáng)極與陰極之間施加300V脈沖電壓進(jìn)行測(cè)量的。脈沖寬度為5微秒，頻率為50Hz。根據(jù)該評(píng)價(jià)結(jié)果，1300K時(shí)的脈沖電子發(fā)射特性在S型的情況下為2.3A/cm2，在M型的情況下為5.3A/Gm2，表層氧化鈧陰極的情況下則為50A/cm2。
據(jù)此，本實(shí)施例的陰極各區(qū)域的電子發(fā)射特性按該特性從高到低順序?yàn)楸韺友趸傟帢O構(gòu)成的左右部(第2區(qū))Kd、M型浸漬式陰極構(gòu)成的中央部(第1區(qū))Ka、S型浸漬式陰極構(gòu)成的上下部(第3區(qū))Kc。
上述陰極區(qū)域的電子發(fā)射特性可利用各區(qū)域的組分分析進(jìn)行推定，但也可用例如“Emission Profiler”(商品名，東京陰極研究所制造)等裝置進(jìn)行測(cè)量。在這里，希望高電子發(fā)射區(qū)的發(fā)射能力為20至100A/cm2，中電子發(fā)射區(qū)的發(fā)射能力為3.5至10A/cm2，小電子發(fā)射區(qū)的發(fā)射能力為0至3A/cm2。
圖3所示的這3個(gè)區(qū)如下所述形成。
首先，用常規(guī)方法制作圓形的S型浸漬式陰極，準(zhǔn)備鎢(W)基的基體材料。接著，如圖15所示，利用濺射法，用掩模16在S型浸漬式陰極(基體材料)的中央?yún)^(qū)形成以銥(Ir)為主的圓形膜，從而形成相當(dāng)于中央部Ka的第1區(qū)。然后，如圖16所示，利用濺射法，用掩模17在去除基體材料中央部Ka的圓弧狀區(qū)以8nm的厚度形成鎢(W)膜后，以2nm膜厚形成氧化鈧(Sc2O3)膜，從而形成相當(dāng)于左右部Kb的第2區(qū)。未形成銥?zāi)ず脱趸偰さ幕w材料露出的區(qū)域則過(guò)程相當(dāng)于上下部的第3區(qū)。
如以上所述構(gòu)成陰極表面的情況下，電流小時(shí)，僅從中央部Ka發(fā)射電子束。電流大時(shí)，從3個(gè)區(qū)Ka、Kb、Kc都發(fā)射電子束。
利用做成這種結(jié)構(gòu)，可得以下作用。
即，在電流小時(shí)，電子發(fā)射特性比左右部kb差的中央部Ka發(fā)射電子束。這樣，將擔(dān)負(fù)電子發(fā)射的陰極表面中央部Ka的電子發(fā)射特性設(shè)定得低，借助于此，使得與使整個(gè)陰極面的電子發(fā)射特性與左右部Kb相同時(shí)的情況相比，電子發(fā)射區(qū)加寬了。
如圖6所示，在小電流時(shí)，陰極表面的電子發(fā)射區(qū)ka具有水平方向X的電流密度分布截面12和垂直方向Y的電流密度分布截面13。圖6所示的小電流時(shí)的電子發(fā)射區(qū)Ka比圖8所示已有的陰極電子發(fā)射區(qū)大。
因此，主透鏡所對(duì)應(yīng)的虛物點(diǎn)直徑變大。結(jié)果，如圖10所示，小電流時(shí)熒光屏上的斑點(diǎn)尺寸與圖12a所示的已有的電子槍組件相比，變得較大。這樣的小電流時(shí)的虛物點(diǎn)直徑的擴(kuò)大，可抑制干涉條紋的產(chǎn)生，而且可減小電流量從小變大的變化引起的斑點(diǎn)尺寸變化量。
在電流大時(shí)，電子發(fā)射特性不同的3個(gè)電子發(fā)射區(qū)Ka、Kb、Kc發(fā)射電子束。嚴(yán)格地說(shuō)，電流大時(shí)，主要是電子發(fā)射區(qū)Ka和Kb發(fā)射電子束，電子發(fā)射區(qū)Kc的電子束發(fā)射受到抑制。因此，陰極表面發(fā)射的電子束量在水平方向和垂直方向不相同。
即，如圖7所示，在電流大時(shí)，陰極表面的電子發(fā)射區(qū)(Ka+Kb)具有在水平方向X和垂直方向Y非對(duì)稱(chēng)的電流密度分布截面12和電流分布密度分布截面13。圖7所示的大電流時(shí)的電子發(fā)射區(qū)(Ka+Kb)與圖9所示的已有的陰極電子發(fā)射區(qū)相比，水平方向X和垂直方向Y上的電流量較少。如圖7所示，尤其是本實(shí)施形態(tài)的電子發(fā)射區(qū)(Ka+Kb)中，垂直方向Y的電流量比水平方向的電流量少。
因此，能抑制已有的陰極中電流相同時(shí)的垂直方向虛物點(diǎn)直徑的擴(kuò)大，從而將主透鏡所對(duì)應(yīng)的虛物點(diǎn)直徑在垂直方向的擴(kuò)大抑制得較小。又將空間電荷排斥作用也抑制得較小，從而能夠把垂直方向虛物點(diǎn)直徑的擴(kuò)大和虛物點(diǎn)位置向熒光屏側(cè)的移動(dòng)抑制得比已有的陰極小。結(jié)果，如圖10B所示，大電流時(shí)熒光屏上的斑點(diǎn)尺寸與圖12B所示的已有的電子槍組件的斑點(diǎn)尺寸相比，能抑制垂直方向的直徑的擴(kuò)大。
又，在這樣的情況下，電子發(fā)射特性最好的左右部Kb充分發(fā)射電子束，因而能將取得陰極電流所需要的驅(qū)動(dòng)電壓的升高抑制于最低限度。
這樣，將陰極做成如上所述的結(jié)構(gòu)，從而可以使小電流時(shí)虛物點(diǎn)的直徑比已有的極陰結(jié)構(gòu)的情況大，電流量從小變到大時(shí)，抑制垂直方向虛物點(diǎn)直徑的擴(kuò)大，同時(shí)將虛物點(diǎn)位置的前移抑制得比已有的陰極結(jié)構(gòu)的情況小。因此，可抑制斑點(diǎn)尺寸的擴(kuò)大。而且，也能將驅(qū)動(dòng)電壓的升高抑制得較小。
但是，本實(shí)施形態(tài)所述結(jié)構(gòu)的電子槍組件使熒光屏上的電子束斑點(diǎn)的水平直徑比已有結(jié)構(gòu)的情況略大。然而，利用速度調(diào)制線圈9，可以抑制電子束斑點(diǎn)的水平直徑的擴(kuò)大。也就是說(shuō)，速度調(diào)制線圈9工作時(shí)，如圖11A和圖11B所示，與圖10A和圖10B所示的電子束斑點(diǎn)相比，能抑制水平直徑的擴(kuò)大，可以改善斑點(diǎn)尺寸。以此能夠減少電子束斑點(diǎn)的水平直徑的差異。
與此相反，在已有的結(jié)構(gòu)的情況下，速度調(diào)制線圈9工作時(shí)，如圖13A和圖13B所示，與圖12A和圖12B所示的電子束斑點(diǎn)相比，尤其是在電流大時(shí)水平過(guò)分聚焦，使電子束斑點(diǎn)劣化。
因此，像上述實(shí)施例那樣，在陰極表面形成3個(gè)不同電子發(fā)射特性的區(qū)域，借助于此，可以不改變電子槍組件的結(jié)構(gòu)，而且也不顯著增加驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)擔(dān)，就能夠得到從小電流到大電流可以保持高清晰度的陰極射線管裝置用的電子槍組件。
下面，說(shuō)明本發(fā)明另一實(shí)施例。
構(gòu)成本實(shí)施例電子槍組件的電子束發(fā)生部的第1柵極G1除具有3束電子束的通孔外，還具有用于修正電子束發(fā)生部所形成的電場(chǎng)的開(kāi)口部。
亦即，如圖17所示，第1柵極G1具有將電子束通孔10(R、G、B)夾在中間，并且電子束不通過(guò)的一對(duì)開(kāi)口部11(R、G、B)。這樣的一對(duì)開(kāi)口部11(R、G、B)如圖17所示，相當(dāng)于通過(guò)電子束通孔10(R、G、B)的中心的與所述一直線方向平行的水平軸X和與所述一直線方向垂直的垂直軸Y軸對(duì)稱(chēng)配置。
借助于設(shè)置這樣的開(kāi)口部11(R、G、B)，由陰極K、第1柵極G1和第2柵極G2組成的電子束發(fā)生部形成圖19所示那樣的電場(chǎng)形狀(等電位面)。開(kāi)口部11影響陰極K與第1柵極G1之間的電場(chǎng)形狀，但形成大小為電子束不能通過(guò)的孔徑。結(jié)果，與圖21所示已有結(jié)構(gòu)的電子束發(fā)生部相比，可使從陰極中心部起一定范圍的電場(chǎng)對(duì)垂直方向的傾斜平緩，即對(duì)陰極面平行。
如上所述，采用具有上述結(jié)構(gòu)的電子槍組件，利用上述那樣構(gòu)成第1柵極G1，可如圖19所示，可以使電子束發(fā)生部的電場(chǎng)形狀(等電位面)14比圖21所示的已有的電子槍組件的電子束發(fā)生部的電場(chǎng)更加使從陰極中心起一定范圍的電場(chǎng)對(duì)垂直方向的傾斜平緩(對(duì)陰極面平行)。但是，將該第1柵極G1與已有的電子發(fā)射特性相同的陰極組合時(shí)，在電子發(fā)射區(qū)最外處附近，比已有技術(shù)的情況下的等電位面傾斜得更加厲害，如圖20所示，電子束15的最外軌道比中心軌道偏離大，導(dǎo)致熒光屏上的最佳聚焦電壓產(chǎn)生偏差，使斑點(diǎn)尺寸劣化。
因此，如圖19所示，將具有配置得從垂直方向?qū)㈦娮邮?0夾在中間的開(kāi)口部11的第1柵極G1與具有上述3個(gè)不同電子發(fā)射區(qū)的陰極K組合。借助于此，利用電子發(fā)射特性不同的第1區(qū)Ka和第3區(qū)Kc的電子發(fā)射特性差異，使大電流時(shí)等電位面14傾斜平緩，能抑制最外區(qū)電子束15的產(chǎn)生。
這樣，在大于某一電流值時(shí)抑制在垂直方向的最外圍區(qū)域產(chǎn)生的電子束，一側(cè)能抑制從小電流變成大電流時(shí)相交位置(cross-over)和發(fā)散角的變化。也就是說(shuō)，能減少電流變化所對(duì)應(yīng)的熒光屏上的最佳聚焦電壓的偏差。
形成使陰極K的第2區(qū)Kb具有3個(gè)電子發(fā)射區(qū)中最高的電子發(fā)射特性的結(jié)構(gòu)，以此能夠抑制水平方向的極端的電子發(fā)射區(qū)的擴(kuò)大。
由于上述結(jié)構(gòu)，如圖19所示，水平方向X和垂直方向Y的相交位置不同。因此能夠減輕空間電荷的排斥作用，抑制大電流時(shí)電子束直徑的增大。
利用將第1區(qū)Ka的電子發(fā)射特性設(shè)定得比第2區(qū)Kb差的方法，與其電子發(fā)射特性與第2區(qū)Kb一樣，取已有技術(shù)那種相同的電子發(fā)射特性的情況相比，由于使小電流時(shí)的電子發(fā)射區(qū)擴(kuò)大，因而熒光屏上的電子束斑點(diǎn)直徑變大。以此可以減少干涉條紋。
因此，在如上述那樣構(gòu)成陰極表面的情況下，電流小時(shí)，僅中央部Ka發(fā)射電子束。電流大時(shí)，則主要由兩個(gè)區(qū)Ka、Kb發(fā)射電子束，Kc區(qū)的電子束發(fā)射受到抑制。
即，在電流小時(shí)，電子發(fā)射特性比左右部Kb差的中央部Ka發(fā)射電子束。這樣，利用將負(fù)擔(dān)電子發(fā)射的陰極表面的中央部Ka的電子發(fā)射特性設(shè)定得低，使得電子發(fā)射區(qū)與整個(gè)陰極面取電子發(fā)射特性與左右部Kb相同時(shí)相比變得較寬。
如圖22所示，在電流小時(shí)，陰極表面的電子發(fā)射區(qū)Ka具有水平方向X的電流密度分布截面12和垂直方向Y的電流密度分布截面13。圖14所示的小電流時(shí)的電子發(fā)射區(qū)Ka大于圖8所示的已有的陰極的電子發(fā)射區(qū)。
因此，主透鏡所對(duì)應(yīng)的虛物點(diǎn)直徑變大。結(jié)果，小電流時(shí)熒光屏上的斑點(diǎn)尺寸比已有技術(shù)的電子槍組件的情況下大。這樣的小電流時(shí)虛物點(diǎn)直徑的擴(kuò)大可以抑制干涉條紋的產(chǎn)生，而且可減小從小電流變成大電流時(shí)斑點(diǎn)尺寸的變化量。
在電流大時(shí)，電子發(fā)射特性不同的2個(gè)電子發(fā)射區(qū)Ka和kb發(fā)射電子束，電子發(fā)射區(qū)Kc的電子束發(fā)射受到抑制。因此，陰極表面發(fā)射的電子束電流量在水平方向和垂直方向不同。
即，在電流大時(shí)，陰極表面的電子發(fā)射區(qū)(Ka+Kb)如圖23所示，具有在水平方向X與垂直方向Y非對(duì)稱(chēng)的電流密分布截面12和電流密度分布截面13。圖23所示大電流時(shí)的電子發(fā)射區(qū)(Ka+kb)與圖9所示那樣的已有的陰極的電子發(fā)射區(qū)相比，在垂直方向和水平方向電流量變少。尤其是在圖23所示那樣的電子發(fā)射區(qū)，垂直方向Y的電流量比水平方向X的電流量少。
因此，能抑制已有的陰極在電流相同時(shí)的垂直方向的虛物點(diǎn)直徑的擴(kuò)大，從而將主透鏡所對(duì)應(yīng)的虛物點(diǎn)直徑在垂直方向的擴(kuò)大抑制得較小。此外，又將空間電荷排斥作用抑制得較少，從而也能將垂直方向虛物點(diǎn)直徑的擴(kuò)大和虛物點(diǎn)位置向熒光屏的移動(dòng)抑制得比已有陰極小。結(jié)果，與已有的電子槍組件的斑點(diǎn)尺寸相比，對(duì)大電流時(shí)熒光屏上的斑點(diǎn)尺寸，能抑制其垂直直徑的擴(kuò)大。
在這種情況下，電子發(fā)射特性最好的左右部Kb充分發(fā)射電子束，因而能將取得陰極電流所需要的驅(qū)動(dòng)電壓的上升抑制于最低限度。
這樣，將陰極做成上述結(jié)構(gòu)，以使小電流時(shí)的虛物點(diǎn)直徑比已有的陰極結(jié)構(gòu)的情況大，小電流變化到大電流時(shí)，抑制垂直方向的虛物點(diǎn)直徑的擴(kuò)大，同時(shí)將虛物點(diǎn)位置的移動(dòng)抑制得比已有的陰極結(jié)構(gòu)的情況小。因此，能夠抑制斑點(diǎn)尺寸的擴(kuò)大。而且，也能將驅(qū)動(dòng)電壓的上升抑制得較小。
但是，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的電子槍組件，其熒光屏上的電子束斑點(diǎn)的水平直徑比已有的結(jié)構(gòu)的情況略為變大。然而，與前面說(shuō)明的實(shí)施例相同，利用速度調(diào)制線圈9能改善電子束斑點(diǎn)的水平直徑的擴(kuò)大。以此能夠減小電子束斑點(diǎn)的水平直徑的差異。
因此，如上述實(shí)施例所述，在陰極表面形成3個(gè)不同電子發(fā)射特性的區(qū)域，并且在第1柵極G1形成一對(duì)配置成從垂直方向?qū)㈦娮邮讑A在中間的開(kāi)口部，以此可取得以下效果。即(1)抑制電流變化所對(duì)應(yīng)的熒光屏上的垂直方向的電子束斑點(diǎn)的最佳聚焦電壓的變化，從而能將最佳聚焦電壓偏差造成的熒光屏上的電子束斑點(diǎn)直徑的擴(kuò)大抑制于最低限度。
(2)能抑制小電流時(shí)產(chǎn)生的干涉條紋。
(3)使水平方向和垂直方向的相交位置錯(cuò)開(kāi)，以減少空間電荷的排斥作用，從而能縮小斑點(diǎn)的所有方向的直徑。
以此可以得到能夠從小電流到大電流都保持圖像質(zhì)量劣化小的高清晰度，而且不顯著增加驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)擔(dān)的陰極射線管裝置用的電子槍組件。
本發(fā)明不受上述實(shí)施例限制，可作種種變更。例如，主透鏡用第3電極和第4電極構(gòu)成的雙電位型為例進(jìn)行說(shuō)明，但即使采用單電位型、4電位型或其他復(fù)合主透鏡，也能取得同樣的效果。
上述實(shí)施例中，明確劃分電子發(fā)射區(qū)的界線，但邊界上的電子發(fā)射特性形成平緩變化，也能取得同樣的效果。
上述實(shí)施例中說(shuō)明了陰極表面形成電子發(fā)射特性不同的3個(gè)區(qū)的情況，但多于3個(gè)區(qū)也可。雖然說(shuō)明了這3個(gè)區(qū)如圖1所示那樣配置的情況，但利用3種不同電子發(fā)射特性的設(shè)定，即使是如圖4或圖5那樣構(gòu)成，也能夠取得同樣的效果。
即，圖4所示的例子中，在沿電子發(fā)射特性居次的圓形中央部Ka的水平方向X的兩側(cè)，以大致為半圓的形狀形成電子發(fā)射特性最高的左右部Kb。又在沿中央部Ka的垂直方向Y的兩側(cè)，以大致為條狀的形狀形成電子發(fā)射特性最低的上下部Kc。
圖5所示的例子中，在沿電子發(fā)射特性居次的圓形中央部Ka的水平方向X的兩側(cè)，以大致為條狀的形狀形成電子發(fā)射特性最高的左右部Kb。又在沿中央部Ka的垂直方向Y的兩側(cè)，以大致為半圓狀的形狀形成電子發(fā)射特性最低的上下部Kc。
這樣，如圖4和圖5所示，在配置電子發(fā)射特性，也與上述實(shí)施例一樣，在電流小時(shí)，使熒光屏上的電子束斑點(diǎn)的斑點(diǎn)尺寸擴(kuò)大，并且在電流大時(shí)，能抑制電子束斑點(diǎn)的垂直方向上的直徑的擴(kuò)大，從而能取得同樣的效果。
上述另一實(shí)施例中，如圖17所示，第1柵極G1上形成的電子束通孔為圓形，開(kāi)口部為橢圓形，但其他形狀也可。例如，如圖18所示，第1柵極G1的電子束通孔10(R、G、B)也可為正方形或長(zhǎng)方形等四邊形狀。這時(shí)，配置成從垂直方向?qū)㈦娮邮?0(R、G、B)夾在中間的電場(chǎng)修正用的開(kāi)口部11(R、G、B)同樣是正方形或長(zhǎng)方形等矩形形狀，也能取得同樣的效果。
如以上所說(shuō)明，采用本發(fā)明的實(shí)施例，能提供一種電子槍組件和具有該電子槍組件的陰極射線管裝置，所述電子槍組件抑制驅(qū)動(dòng)電路負(fù)擔(dān)的增加，減小電流量變化帶來(lái)的熒光屏上斑點(diǎn)的水平直徑和垂直直徑的擴(kuò)大，能取得高清晰度。
對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員不難出現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，本發(fā)明各方面不受這里所說(shuō)明的代表性實(shí)施例的具體細(xì)節(jié)的限制。在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)及其等效內(nèi)容所規(guī)定的總發(fā)明概念的精神實(shí)質(zhì)或范圍情況下，可作各種修改。
權(quán)利要求
1.一種電子槍組件，具有產(chǎn)生電子束的電子束發(fā)生部和使該電子束發(fā)生部所產(chǎn)生的電子束向靶加速并聚焦的主透鏡，其特征在于，所述電子束發(fā)生部包含陰極；所述陰極至少具有以下3個(gè)不同電子發(fā)射特性的區(qū)域陰極面中央的第1區(qū)、配置成從第1方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第2區(qū)，以及配置成從與所述第1方向不同的第2方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第3區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的電子槍組件，其特征在于，所述第1方向與水平方向平行，所述第2方向與垂直方向平行；做成所述電子發(fā)射特性從高到低的區(qū)域依序?yàn)榈?區(qū)、第1區(qū)、第3區(qū)的結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的電子槍組件，其特征在于，所述第1到第3區(qū)配置成各自的電子發(fā)射特性對(duì)與水平方向平行的軸對(duì)稱(chēng)或者對(duì)與垂直方向平行的軸對(duì)稱(chēng)。
4.如權(quán)利要求1所述的電子槍組件，其特征在于，所述第2區(qū)對(duì)與水平方向平行的軸對(duì)稱(chēng)，同時(shí)所述第3區(qū)對(duì)與垂直方向平行的軸對(duì)稱(chēng)。
5.一種電子槍組件，具有在一直線方向上排成一列配置的產(chǎn)生3束電子束的電子束發(fā)生部，以及使該電子束發(fā)生部所產(chǎn)生3束電子束向靶加速并聚焦的主透鏡，其特征在于，所述電子束發(fā)生部包含沿電子束行進(jìn)方向配置的陰極、第1電極和第2電極；所述各陰極至少具有以下3個(gè)不同電子發(fā)射特性的區(qū)域；陰極面中央的第1區(qū)、配置成從與所述一直線方向平行的水平方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第2區(qū)，以及配置成從與所述一直線方向垂直的垂直方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第3區(qū)。
6.如權(quán)利要求5所述的電子槍組件，其特征在于，做成所述電子發(fā)射特性從高到低的區(qū)域依序?yàn)榈?區(qū)、第1區(qū)、第3區(qū)。
7.如權(quán)利要求5所述的電子槍組件，其特征在于，所述第1電極對(duì)應(yīng)于所述陰極具有圓形電子束通孔；所述陰極面的所述第1區(qū)形成以所述第1電極的電子束通孔的中心軸為中心的圓形。
8.如權(quán)利要求5所述的電子槍組件，其特征在于，所述第2區(qū)對(duì)與水平方向平行的軸對(duì)稱(chēng)，同時(shí)所述第3區(qū)對(duì)與垂直方向平行的軸對(duì)稱(chēng)。
9.一種陰極射線管裝置，具有具備在一直線方向上排成一列的發(fā)生3束電子束的電子束發(fā)生部以及使該電子束發(fā)生部所產(chǎn)生的3束電子束向熒光屏加速并聚焦的主透鏡部的電子槍組件；使所述電子槍組件射出的3束電子束在所述熒光屏的水平方向和垂直方向上掃描的偏轉(zhuǎn)線圈；以及對(duì)電子束的掃描速度進(jìn)行調(diào)制的速度調(diào)制線圈；其特征在于，所述電子束發(fā)生部包含沿電子束行進(jìn)方向配置的陰極、第1電極和第2電極；所述各陰極至少具有以下3個(gè)不同電子發(fā)射特性的區(qū)域陰極面中央的第1區(qū)、配置成從與所述一直線方向平行的水平方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第2區(qū)，以及配置成從與所述一直線方向垂直的垂直方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第3區(qū)。
10.一種電子槍組件，具有產(chǎn)生電子束的電子束發(fā)生部和使該電子束發(fā)生部所產(chǎn)生的電子束向靶加速并聚焦的主透鏡部，其特征在于，所述電子束發(fā)生部包含沿電子束行進(jìn)方向依次配置的陰極、第1電極和第2電極；所述第1電極具有對(duì)所述電子束發(fā)生部所形成的電場(chǎng)進(jìn)行修正的開(kāi)口部；所述陰極至少具有以下3個(gè)不同電子發(fā)射特性的區(qū)域陰極面中央的第1區(qū)、配置成從第1方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第2區(qū)，以及配置在從垂直于所述第1方向的第2方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第3區(qū)。
11.如權(quán)利要求10所述的電子槍組件，其特征在于，所述第1電極具有電子束通過(guò)的電子束通孔和至少2個(gè)開(kāi)口部；所述開(kāi)口部配置成將所述電子束通孔夾在中間。
12.如權(quán)利要求11所述的電子槍組件，其特征在于，所述開(kāi)口部配置成從所述第2方向?qū)⑺鲭娮邮讑A在中間。
13.如權(quán)利要求12所述的電子槍組件，其特征在于，所述開(kāi)口部配置成對(duì)與所述第1方向平行的軸或與所述第2方向平行的軸對(duì)稱(chēng)。
14.如權(quán)利要求10所述的電子槍組件，其特征在于，所述第1至第3區(qū)配置成所述電子發(fā)射特性對(duì)平行于第1方向的軸或平行于第2方向的軸對(duì)稱(chēng)。
15.如權(quán)利要求10所述的電子槍組件，其特征在于，做成所述陰極的電子發(fā)射特性從高到低依序?yàn)榈?區(qū)、第1區(qū)、第3區(qū)的結(jié)構(gòu)。
16.一種陰極射線管裝置，具有具備產(chǎn)生軸向排成一列的3束電子束的電子束發(fā)生部以及使該電子束發(fā)生部所產(chǎn)生3束電子束往熒光屏側(cè)加速并聚焦的主透鏡部的電子槍組件；使所述電子槍組件射出的3束電子束在所述熒光屏的水平方向和垂直方向上偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)線圈；其特征在于，所述電子束發(fā)生部具有沿電子束行進(jìn)方向配置的陰極、第1電極和第2電極；所述第1電極具有對(duì)所述電子束發(fā)生部所形成的電場(chǎng)進(jìn)行修正的開(kāi)口部；所述各陰極至少具有以下3種不同電子發(fā)射特性的區(qū)域陰極面中央的第1區(qū)、配置成從與所述一直線方向平行的水平方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第2區(qū)，以及配置成從與所述一直線方向垂直的垂直方向?qū)⑺龅?區(qū)夾在中間的第3區(qū)。
全文摘要
電子槍組件的電子束發(fā)生部包含陰極。該陰極至少具有以下3個(gè)不同電子發(fā)射特性的區(qū)域:陰極面中央的第1區(qū)、配置成從水平方向?qū)⒌?區(qū)夾在中間的第2區(qū),以及配置成從垂直方向?qū)⒌?區(qū)夾在中間的第3區(qū)。
文檔編號(hào)H01J29/04GK1339812SQ0112229
公開(kāi)日2002年3月13日 申請(qǐng)日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月23日
發(fā)明者石原智成, 佐藤和則, 上野博文 申請(qǐng)人:東芝株式會(huì)社