專(zhuān)利名稱(chēng)：陰極射線管的電子槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陰極射線管電子槍?zhuān)唧w地說(shuō)，涉及對(duì)應(yīng)于電子槍的三極管的控制結(jié)構(gòu)和加速電極，它用于減小具有要求高分辨率的高圖像品質(zhì)的陰極射線管的大電流區(qū)域內(nèi)電子束的光點(diǎn)直徑。
如

圖1所示，普通彩色陰極射線管包括一個(gè)面板10，面板10具有形成在其內(nèi)側(cè)的熒光膜11，一個(gè)漏斗12形成在面板的后面與之結(jié)合，頸部20在漏斗的后面連接到漏斗，在頸部?jī)?nèi)具有一個(gè)電子槍30，一個(gè)位于漏斗外表面上的偏轉(zhuǎn)線圈18用于使電子束向上、下、左和右偏轉(zhuǎn)，一個(gè)放置在面板內(nèi)側(cè)的蔭罩14用于執(zhí)行顏色分選，和一個(gè)框架16，支撐蔭罩并將其固定到面板上。
在上述構(gòu)造的陰極射線管中，當(dāng)向電子槍30提供一個(gè)視頻信號(hào)時(shí)，從電子槍30的陰極發(fā)射熱電子。根據(jù)從電子槍的電極施加的電壓，發(fā)射的電子朝面板10被加速并聚焦。這里，電子束的傳播路徑通過(guò)設(shè)置在頸部20的磁鐵的磁場(chǎng)被調(diào)節(jié)，由于偏轉(zhuǎn)線圈18，傳播路徑被控制的電子束掃描形成在面板10內(nèi)表面的熒光膜11。偏轉(zhuǎn)的電子束在通過(guò)蔭罩14的許多孔的同時(shí)進(jìn)行顏色分選。顏色分選后的電子束撞擊熒光膜11發(fā)光，出現(xiàn)視頻信號(hào)。
排列在頸部20內(nèi)側(cè)的一字形的電子槍30包括控制、加速和聚焦電極，它們垂直于電子束的傳播路徑安置，相鄰電板之間具有預(yù)定的距離，從而通過(guò)電極施加的預(yù)定電平的電壓能夠控制陰極產(chǎn)生的電子束到達(dá)屏幕。參考圖2，陰極射線管的普通電子槍30具有一個(gè)三電極部件33、一個(gè)前聚焦透鏡部件34、和一個(gè)主透鏡部件35。三電極部件33由三個(gè)R、G、B陰極31，作為三個(gè)陰極的公用柵的控制電極G1，放置在與陰極具有預(yù)定距離的地方，以及位于距控制電極預(yù)定距離處的加速電極G2構(gòu)成。
前聚焦透鏡部件34由前聚焦電極G3和第二加速電極G4構(gòu)成，前聚焦電極G3位于距加速電極G2預(yù)定間隔處，第二加速電極G4位于距前聚焦電極G3預(yù)定距離處。主透鏡部件35包括一個(gè)聚焦電極G5和一個(gè)陽(yáng)極G6，聚焦電極G5位于距第二加速電極預(yù)定距離處，陽(yáng)極G6位于距該加速電極預(yù)定距離處。前述電極的上部和下部被插入一個(gè)被稱(chēng)之為玻璃條39的支撐件內(nèi)，玻璃條39以預(yù)定間隔被固定。一個(gè)屏蔽杯37形成在陽(yáng)極G6的末端，作為屏蔽電極用于屏蔽和削弱偏轉(zhuǎn)線圈18的漏磁。
當(dāng)包括在陰極31內(nèi)的加熱器32被加熱時(shí)，具有上述結(jié)構(gòu)的電子槍30產(chǎn)生熱電子，這些產(chǎn)生的熱電子形成電子束(R、G、B)。電子束的發(fā)射量通過(guò)控制電極G1被確定后，發(fā)射的電子束穿過(guò)前聚焦透鏡部件34和主透鏡部件35時(shí)被加速電極G2加速并進(jìn)行重復(fù)聚焦和加速處理，最終由偏轉(zhuǎn)線圈18水平和豎直偏轉(zhuǎn)以掃描熒光膜11。
三電極部件33的控制電極G1被接地，加速電極G2被提供500-1000V的電壓。主透鏡部件35的陽(yáng)極G6接受25-35kV的高電壓，聚焦電極G5被提供以施加到陽(yáng)極G6的電壓的20-30％的之間電壓。此外，加速電極G2和第二加速電極G4被提供以相同的電壓，前聚焦電極G3和聚焦電極G5被提供以相同的電壓。
通常，電子束聚焦的光點(diǎn)的大小取決于電子束穿過(guò)每一個(gè)電極的通孔時(shí)產(chǎn)生的球面象差。由于大球面象差使得電子束光點(diǎn)尺寸增加，從而電子束銳度降低，導(dǎo)致降低清晰度。
在使用一字形電子槍的普通陰極射線管中，紅、綠和藍(lán)三個(gè)電子束并行水平排列。為了使三個(gè)電子束會(huì)聚于熒光屏11上一點(diǎn)，需要使用非均勻磁場(chǎng)的磁集中型偏轉(zhuǎn)線圈。磁集中偏轉(zhuǎn)線圈18產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布具有一個(gè)枕型水平偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和一個(gè)桶型豎直偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以防止在熒光屏上會(huì)聚失調(diào)。
該磁場(chǎng)具有一個(gè)兩極分量和一個(gè)四極分量。兩極分量在水平或豎直方向上偏轉(zhuǎn)電子束，四極分量不僅執(zhí)行水平或豎直偏轉(zhuǎn)，還防止會(huì)聚失調(diào)。然而，這些分量在降低清晰度的方向即豎直方向上聚焦電子束，在水平方向上發(fā)散電子束，導(dǎo)致象散的產(chǎn)生，使電子束的光點(diǎn)失真。這種失真的電子束在其中心以及上部和下部產(chǎn)生模糊，這種模糊現(xiàn)象被稱(chēng)為光束相位的發(fā)散，致使在屏幕邊緣區(qū)域清晰度下降。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在加速電極G2形成一個(gè)水平長(zhǎng)槽(A)，如圖3B所示。
電子槍的電極具有電子束(RGB)通孔，電子束通孔形成有預(yù)定的偏心距離S1，如圖3A和3B所示。電子束路徑在它們之間具有預(yù)定的偏心距離，并且當(dāng)它們從主聚焦透鏡部件34達(dá)到面板時(shí)聚焦在熒光屏11上的一點(diǎn)。在普通電子槍的情況下，控制電極G1的電子束通孔直徑通常對(duì)應(yīng)于0.5-0.6mm，加速電極G2的孔類(lèi)似于控制電極G1或在此基礎(chǔ)上增加10％。近來(lái)，控制電極G1和加速電極G2的孔為正方形而不是圓形，以提高清晰度。
鑒于陰極射線管尺寸擴(kuò)大和陰極射線管的高清晰度的趨勢(shì)，采用一種高精度蔭罩板來(lái)實(shí)現(xiàn)HDTV所要求的高清晰度，例如，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)廣播和監(jiān)視。高清晰度的實(shí)現(xiàn)還需要減小對(duì)應(yīng)于象素尺寸的光點(diǎn)尺寸。為了減小電子束的光點(diǎn)尺寸，主透鏡的有效孔徑增加或控制電極G1的電子束通孔直徑減小。然而，控制電極G1的電子束通孔直徑的減小縮短了陰極31和控制電極G1之間的距離。這就削弱了電子的活動(dòng)，降低了電氣特性。產(chǎn)生了大量電流不能被利用的情況。此外，陰極31和控制電極G1之間的容量增加導(dǎo)致TV的視頻帶寬降低，降低了清晰度。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于陰極射線管的電子槍?zhuān)姌O部件加速電極的電子束通孔直徑大于控制電極，該控制電極比普通的厚，在高電流范圍內(nèi)減小電子束光點(diǎn)直徑，實(shí)現(xiàn)高清晰度圖象質(zhì)量。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種用于陰極射線管的電子槍?zhuān)ㄒ粋€(gè)具有控制電極和加速電極的三電極部件，用于控制從多個(gè)陰極發(fā)射的電子束的量并加速該電子束，一個(gè)前聚焦透鏡部件，由用于聚焦和加速預(yù)定量的電子束的多個(gè)電極構(gòu)成，和一個(gè)主透鏡部件，由用于把電子束聚焦在屏幕上的多個(gè)電極構(gòu)成，其中三電極部件的加速電極的電子束通孔直徑對(duì)應(yīng)于控制電極的電子束通孔直徑的140-220％，控制電極的厚度對(duì)應(yīng)于其電子束通孔直徑的20-30％。
圖1是普通陰極射線管剖面的側(cè)視圖；圖2示出了普通電子槍的結(jié)構(gòu)；圖3A和3B分別是圖2中控制電極和加速電極的前視圖；圖4是曲線圖，示出了電子束光點(diǎn)尺寸和控制電極G1、加速電極G2和前聚焦電極G3的電子束通孔直徑之間的關(guān)系；圖5是曲線圖，示出了對(duì)應(yīng)于控制電極G1和加速電極G2之間距離的電子束光點(diǎn)直徑和加速電極G2和前聚焦電極G3的電子束通孔直徑之間的關(guān)系；圖6是曲線圖，示出了控制電極G1和加速電極G2的厚度和電子束光點(diǎn)尺寸之間的關(guān)系；
圖7是曲線圖，為解釋本發(fā)明的目的，示出了光點(diǎn)尺寸和加速電極的電子束通孔直徑之間的關(guān)系；以及圖8A和8B是曲線圖，分別示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明在高電流范圍內(nèi)光點(diǎn)尺寸的變化。
現(xiàn)在詳細(xì)參考本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中示出了其例子。
為了實(shí)現(xiàn)高清晰度，本發(fā)明提出一種減小電子束光點(diǎn)尺寸的方法。在電子槍用于TV的情況下在高電流范圍內(nèi)光點(diǎn)尺寸應(yīng)當(dāng)小，而電子槍用于監(jiān)視器情況下在低電流范圍內(nèi)需要光點(diǎn)尺寸小。因此，本發(fā)明進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，在電流為3000μA或更大的情況下減小每個(gè)紅、綠和藍(lán)電子束光點(diǎn)尺寸，從而減小高電流范圍內(nèi)光點(diǎn)尺寸。
本發(fā)明測(cè)量相對(duì)于控制電極G1、加速電極G2和前聚焦電極G3的電子束通孔直徑和厚度的光點(diǎn)尺寸的響應(yīng)，和在每一個(gè)因數(shù)(直徑、距離和厚度)±0.05mm誤差范圍內(nèi)相鄰電極之間的距離。在該實(shí)驗(yàn)中，控制電極G1、加速電極G2和前聚焦電極G3的電子束通孔直徑分別是0.5±0.05mm、0.5±0.05mm和1.05±0.05mm。此外，控制電極G1和加速電極G2之間的距離是0.15±0.05mm，加速電極G2和前聚焦電極G3之間的距離是1.0±0.05mm。
在前述條件下該實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果如圖4所示。參考圖4，當(dāng)控制電極G1的電子束通孔直徑變小而加速電極G2的電子束通孔直徑變大時(shí)聚焦在熒光屏11上的光點(diǎn)尺寸迅速減小。前聚焦電極G3的電子束通孔直徑幾乎不影響光點(diǎn)尺寸。由此，可知光點(diǎn)尺寸對(duì)控制電極G1的電子束通孔直徑反應(yīng)最靈敏，對(duì)加速電極G2的電子束通孔直徑有相對(duì)較大的響應(yīng)。還可以發(fā)現(xiàn)控制電極G1和加速電極G2的電子束通孔直徑在相反的方向上影響光點(diǎn)尺寸。即，要減小光點(diǎn)尺寸，要求控制電極G1的電子束通孔直徑減小而加速電極G2的電子束通孔直徑增大。
圖5示出了光點(diǎn)尺寸對(duì)相鄰電極之間距離的響應(yīng)。如圖5所示，可知控制電極G1和加速電極G2之間的距離比加速電極G2和前聚焦電極G3之間的距離對(duì)光點(diǎn)尺寸的影響更靈敏，加速電極G2和前聚焦電極G3之間的距離幾乎不影響光點(diǎn)尺寸。參考圖6，控制電極G1的厚度比加速電極G2的厚度對(duì)光點(diǎn)尺寸的影響更強(qiáng)烈。
這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果由每一個(gè)電極對(duì)于光點(diǎn)尺寸的響應(yīng)通過(guò)因數(shù)表示，如下表所示。
表1
如表1所示，只有控制電極G1的電子束通孔直徑與光點(diǎn)尺寸成正比，其余因數(shù)與其成反比。控制電極G1的電子束通孔直徑對(duì)光點(diǎn)尺寸影響最大，然后是加速電極G2的直徑、控制電極G1和加速電極G2之間的距離、控制電極G1的厚度。前聚焦電極G3的電子束通孔直徑、加速電極G2和前聚焦電極G3之間的距離和加速電極G2的厚度幾乎不影響電子束通孔直徑。
但是，如上所述，控制電極G1的電子束通孔直徑不能無(wú)限制地減小，由于電子束的活動(dòng)，其必須具有一個(gè)預(yù)定的限制。因此，本發(fā)明試圖增加加速電極G2的電子束通孔直徑，擴(kuò)展控制電極G1和加速電極G2之間的距離，提高控制電極G1的厚度。隨著控制電極G1和加速電極G2之間的距離變化，當(dāng)兩個(gè)電極之間的距離變?yōu)榭刂齐姌OG1的電子束通孔直徑的約80％時(shí)光點(diǎn)尺寸幾乎不減小，通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂苾蓚€(gè)電極之間的距離，與現(xiàn)有技術(shù)相比光點(diǎn)尺寸可以減小13％。
即，當(dāng)在現(xiàn)有技術(shù)中控制電極G1和加速電極G2之間的距離對(duì)應(yīng)于控制電極G1的電子束通孔直徑的30％時(shí)，調(diào)節(jié)為直徑的40-80％以減小光點(diǎn)尺寸，提高本發(fā)明中的清晰度。此外，如圖7所示，盡管它們的當(dāng)前孔徑彼此類(lèi)似，在加速電極G2的的電子束通孔直徑增加到控制電極G1的220％的情況下，光點(diǎn)尺寸與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠被縮小接近12％。
如上所述可知，當(dāng)加速電極G2的電子束通孔直徑增加到控制電極G1的220％并且它們之間的距離變成控制電極直徑的80％時(shí)，光點(diǎn)尺寸被減小約13％。這是因?yàn)楣恻c(diǎn)尺寸取決于加速電極G2的電子束通孔直徑而不是控制電極G1和加速電極G2之間的距離。
圖8A和8B示出了分別根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的在高電流范圍內(nèi)光點(diǎn)尺寸的變化曲線。這里，綠色電子束的光點(diǎn)尺寸在屏幕中心被測(cè)量。從圖8A和8B可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)加速電極G2的電子束通孔直徑擴(kuò)展到控制電極G1的220％時(shí)，在接近4000μA的高電流范圍內(nèi)光點(diǎn)尺寸能夠被縮小13％，由點(diǎn)(A)和(B)表示。即，可以看到，如點(diǎn)(B)所示在高電流范圍內(nèi)光點(diǎn)尺寸被減小到2.31mm，然而如點(diǎn)(A)所示在高電流范圍內(nèi)普通光點(diǎn)尺寸為2.66mm。如上所述，光點(diǎn)尺寸在很大程度上取決于控制電極G1的孔徑和加速電極G2的孔徑之比。
此外，雖然控制電極G1的當(dāng)前厚度對(duì)應(yīng)于控制電極G1的電子束通孔直徑的約20％，當(dāng)控制電極G1的厚度變成大于控制電極G1的電子束通孔直徑的30％時(shí)，光點(diǎn)尺寸沒(méi)有任何減小。因此，當(dāng)控制電極G1的厚度為其孔徑的約30％時(shí)，光點(diǎn)尺寸可以減小5％。。雖然控制電極G1的厚度不是強(qiáng)烈影響的光點(diǎn)尺寸的因素，但它有助于減小光點(diǎn)尺寸。光點(diǎn)尺寸發(fā)減小是為了提高清晰度。由于清晰度與象素的水平方向關(guān)系密切而不是其豎直方向，光點(diǎn)尺寸減小意味著光點(diǎn)在水平程度上減小。
總之，本發(fā)明把加速電極G2的電子束通孔直徑擴(kuò)展到控制電極G1的電子束通孔直徑的140-220％，并把控制電極G1的厚度增加到其電子束通孔直徑的30％，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比減小了光點(diǎn)尺寸，其中控制電極G1和加速電極G2具有相同的電子束通孔直徑。
因此，根據(jù)本發(fā)明，加速電極G2的電子束通孔直徑擴(kuò)展到控制電極G1的電子束通孔直徑的140-220％，控制電極G1的厚度增加到其電子束通孔直徑的30％，從而減小了高電流范圍內(nèi)的電子束光點(diǎn)尺寸，實(shí)現(xiàn)了高清晰度圖形質(zhì)量。
雖然已經(jīng)圖示并描述了包括優(yōu)選實(shí)施例的特定實(shí)施例，顯然對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在不脫離本發(fā)明的精神個(gè)范圍的條件下可以進(jìn)行各種修改，這是在權(quán)利要求中試圖唯一地限定的。
權(quán)利要求
1.一種用于陰極射線管的電子槍?zhuān)ㄒ粋€(gè)具有控制電極和加速電極的三電極部件，用于控制從多個(gè)陰極發(fā)射的電子束的量并加速該電子束，一個(gè)前聚焦透鏡部件，由用于聚焦和加速預(yù)定量的電子束的多個(gè)電極構(gòu)成，和一個(gè)主透鏡部件，由用于把電子束聚焦在屏幕上的多個(gè)電極構(gòu)成，其中所述三電極部件的加速電極的電子束通孔直徑對(duì)應(yīng)于控制電極的電子束通孔直徑的140-220％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于陰極射線管的電子槍?zhuān)渲锌刂齐姌O的厚度對(duì)應(yīng)于該控制電極的電子束通孔直徑的20-30％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的用于陰極射線管的電子槍?zhuān)渲锌刂齐姌O和加速電極之間的距離對(duì)應(yīng)于控制電極電子束通孔直徑的40-80％。
全文摘要
用于陰極射線管的電子槍,包括:具有控制電極和加速電極的三極管,用于控制從多個(gè)陰極發(fā)射的電子束的量并加速該電子束,前聚焦透鏡部件,由用于聚焦和加速預(yù)定量的電子束的多個(gè)電極構(gòu)成,和主透鏡部件,由用于把電子束聚焦在屏幕上的多個(gè)電極構(gòu)成,其中三極管的加速電極的電子束通孔直徑對(duì)應(yīng)于控制電極的電子束通孔直徑的140－220%?？刂齐姌O的厚度對(duì)應(yīng)于該控制電極電子束通孔直徑的20－30%,控制電極和加速電極之間的距離對(duì)應(yīng)于控制電極電子束通孔直徑的40－80%。從而在高電流范圍內(nèi)減小了電子束的光點(diǎn)尺寸,實(shí)現(xiàn)了高清晰度圖象質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01J29/50GK1328336SQ0112281
公開(kāi)日2001年12月26日 申請(qǐng)日期2001年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月13日
發(fā)明者金太奎, 金鉉喆 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社