專利名稱：彩色crt中的電子槍的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種彩色CRT(陰極射線管)中的電子槍，其中在偏轉(zhuǎn)中心平面上中心電子束和外電子束之間的距離被加大以提高分辨率。
背景技術：
圖1示出現(xiàn)有技術陰極射線管水平縱向剖面圖。
參照圖1，現(xiàn)有技術陰極射線管設置有陰極射線管的前部和后部的屏板1和玻錐2，位于玻錐2端部的頸部2a，在頸部2a內(nèi)用于發(fā)射R，G，B電子束3a的電子槍3，在玻錐2的外圓周面的用于向上、下、左、右方向偏轉(zhuǎn)電子束的偏轉(zhuǎn)線圈4，在偏轉(zhuǎn)線圈4的前部用于進一步調(diào)整電子束3a的路徑的色純度調(diào)節(jié)磁鐵5，配裝于電子槍3和屏板1之間的用于使被偏轉(zhuǎn)的電子束3a可選擇的通過的蔭罩，以及位于屏板1的內(nèi)表面上的R，G，B熒光物質(zhì)的熒光表面7。
圖2示出置于圖1的彩色陰極射線管頸部的電子槍的縱向局部剖面圖。
參照圖2，電子槍3按順序設置有陰極8，控制電極9，加速電極10，第一和第二預聚焦電極11a和11b，聚焦電極12和陽極13，從而向各電極提供預置電壓。
當陰極射線管工作時，電子束3a被從陰極8發(fā)射，由控制電極9，加速電極10，和第一和第二預聚焦電極11(11a，11b)控制，加速，和預聚焦，并最終通過位于具有電壓差的聚焦電極12和陽極13之間的主聚焦靜電透鏡實現(xiàn)主聚焦。然后，電子束3a通過偏轉(zhuǎn)線圈4向上、下、左、或右偏轉(zhuǎn)，有選擇性的通過蔭罩6，轟擊在熒光表面上，從而在屏板1上形成圖像。該形成的圖像的色純度可以通過調(diào)節(jié)色純度調(diào)節(jié)磁鐵5改變電子束的路徑更精確地調(diào)節(jié)。
同時，公知的是著屏電子束3a的斑點尺寸越小，圖像的質(zhì)量就會越好。該電子束3a的斑點尺寸與主聚焦靜電透鏡的直徑成比例，該主聚焦靜電透鏡的尺寸又與形成于聚焦電極12和陽極13相對部分的電子束穿過孔12a和13a的尺寸成比例。
圖3示出圖2中電子槍的聚焦電極和陽極的透視圖。
參照圖3，為了形成一大直徑主聚焦靜電透鏡，具有水平伸長的軌道狀邊緣12b和13b，他們各自在分別對著聚焦電極12和陽極13的部分上形成用于通過三電子束3a的單個電子穿過孔12a和13a；以及分別設置于從邊緣12b或13b向后移動一距離的一點上的靜電場控制體14和15。
水平伸長的軌道狀邊緣12b或13b具有小的高度和大的寬度，允許電場在垂直方向上淺穿透、而在水平方向上深度穿透，在垂直方向上形成一大的等勢面曲率，而在水平方向上形成一小的等勢面曲率。據(jù)此，水平伸長的主聚焦靜電透鏡對電子束3a在垂直方向上聚焦較強，而在水平方向上聚焦較弱。
但是，靜電場控制體14和15抑制了水平電場穿透，導致水平等勢面曲率變大。從而，主聚焦靜電透鏡的水平聚焦能量變強，使主聚焦靜電透鏡的水平和垂直的聚焦能量相同。
圖4A-4D示出配裝到圖3中的聚焦電極和加速電極的靜電場控制體的不同例子。圖4a示出在本發(fā)明者的USP5,512,797中公開的LB(具有葉片的大孔)型靜電場控制體的前視圖。該LB型靜電場控制體14或15在中部設置有矩形電子束穿過孔14G或15G，在其兩側(cè)設置有垂直葉片14a和15a。該葉片14a和15a使表面模量變大，使靜電場控制體14和15不易變形。但是，葉片14a和15a干擾電場的水平穿透，從而使主聚焦靜電透鏡的水平曲率變大，這使電子束3a在水平方向上的聚焦過大。
圖4B示出由Hitachi改進的EA(橢圓孔)型的靜電控制場部分的前視圖。該EA型靜電場控制體14或15為具有垂直伸長的橢圓中心電子束穿過孔14G或15G、和垂直伸長的半橢圓形外電子束穿過孔14R和14B，或15R和15B的板。由于靜電場控制體未設置有圖4A所示的葉片14a和15a，因此，電場的水平穿透不會受干擾，從而降低了主聚焦靜電透鏡的水平曲率，從而允許形成一垂直和水平方向協(xié)調(diào)的大尺寸主聚焦靜電透鏡。但是，由于靜電場控制體不具有葉片14a和15a，因此靜電場控制體具有較小表面模量，易于變形。
圖4C示出Hitachi研制的USP5,146,133中公開的AEA(高級橢圓孔)型靜電場控制體的前視圖。該AEA型靜電場控制體14為具有三個、在一直線上的、具有垂直伸長的橢圓中心電子束穿過孔14R、14G、和14B的板，其配裝于聚焦電極12內(nèi)側(cè)。公知的是，該AEA型靜電場控制體14防止了當靜電場控制體14遠離邊緣12b設置，即靠近第二預聚焦電極以使主聚焦靜電透鏡的尺寸變大時，外電子束R和B和中心電子束G之間的不平衡。
圖4D示出由RCA研制的XL(加大孔)型靜電場控制體的前視圖。該XL型靜電場控制體14或15為圓形的、具有三個在一直線上的電子束穿過孔14R、14G和14B或15R、15G和15B的板。公知的是，很難使中心電子束G和外電子束R，或B的斑點尺寸相同。
同時，圖5示出一典型的過程，其中電子束在偏轉(zhuǎn)中心平面被偏轉(zhuǎn)，穿過蔭罩，并轟擊在熒光表面上。此時，熒光表面7和蔭罩6之間的距離“Q”越短，因熱量膨脹或振動引起的蔭罩6變形所造成的電子束3a(R、G、B)在熒光表面7上的誤著屏就越少。因此，在CRT的制造中，熒光表面7和蔭罩6之間的距離“Q”被設為最小。該“Q”可通過改變下面示出的方程右邊的變量實現(xiàn)最小化。
Q＝PhxL/3S21.蔭罩6和偏轉(zhuǎn)中心平面4a之間的距離“L”。
2.電子束穿過孔6a中心之間的水平距離Ph。
3.在偏轉(zhuǎn)中心平面上的R、G、B電子束3a的中心軸之間的距離S2。
該“L”被設為最小值，“Ph”被盡可能的設為最小值，只要生產(chǎn)率最大。最后，上述等式中用于最小化“Q”的只剩下S2。
如圖6A和7中所示，S2根據(jù)下面變量改變。
1.從陰極到加速電極10的中心電子束“G”的中心和外電子束“R”或“B”的中心之間的距離S0。
2.第一預聚焦電極11a的中心電子束穿過孔11G和外電子束穿過孔11R或11B的中心之間的距離S1。
3.中心主聚焦靜電透鏡和外主聚焦靜電透鏡中心之間的距離“P”。
S0與中心陰極8G和外陰極8R或8B的中心之間距離、控制電極9的中心電子束穿過孔和外電子束穿過孔的中心之間距離、或加速電極10的中心電子束穿過孔10G和外電子束穿過孔10R或10B的中心之間的距離相同。
“S1”被設為與“S0”相關的“S1”的偏心率“S1/S0”等于或大于一“1≤S1/S0”，從而使外電子束R和B向中心電子束G會聚。該外電子束R和B根據(jù)下述步驟向中心電子束G會聚?？偟貋碚f，第一預聚焦電極11a的電壓大于加在加速電極10上的電壓，而電子束3a從低電壓向高電壓運動。因而，如圖6A所示，當S1大于S0時，由于分別通過加速電極10的外電子束穿過孔10R和10B的外電子束R和B分別更接近于圍在中心電子束R和B通過孔的外側(cè)的橋“B”，因此，外電子束R和B向中心電子束G會聚。
在前述電子槍中，如果希望使S2變大，即“Q”變小，以提高CRT的圖像質(zhì)量，那就需要整個大幅改變S0、S1和P，同時使電子槍整體變化，由于電子槍在其內(nèi)安裝的頸部的內(nèi)徑被限制，就對圖像質(zhì)量的提高加以限制。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種彩色CRT中的電子槍，其從根本上消除了由于現(xiàn)有技術的限制和不足而產(chǎn)生的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種彩色CRT中的電子槍，其中，使中心電子束G和外電子束R和B之間的距離S2在偏轉(zhuǎn)中心平面上較大以提高圖像的分辨率。
本發(fā)明的另一些特征和優(yōu)點將在下面的說明中被闡述，有些將從下面的說明中顯而易見或通過本發(fā)明的實踐而獲得。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點將由在說明書和權利要求以及附圖中被特別指出的結(jié)構來實現(xiàn)。
為實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的目的，如實施和廣泛描述的，彩色CRT中的電子槍包括控制電極和加速電極，其用于通過從陰極發(fā)射的電子束的中心電子束穿過孔和外電子束穿過孔之間的距離都為S0；預聚焦電極，其中心電子束穿過孔和外電子束穿過孔之間距離為S1；聚焦電極和陽極，其在相對的部分各有一邊緣，用于在該邊緣內(nèi)側(cè)形成單個電子束穿過孔和靜電場控制體，從而通過電位差形成大尺寸的聚焦靜電透鏡；以及發(fā)散裝置，用于將來自預聚焦電極、入射在聚焦電極上的外電子束相對于中心電子束向外發(fā)散，其中，靜電場控制體的中心電子束穿過孔的水平直徑和圍繞中心電子束穿過孔的水平方向外側(cè)的橋“B”的最小寬度“t”之和WS與上述邊緣的水平寬度“H”的比率WS/H被設為0.31≤WS/H≤0.34，用于根據(jù)外電子束的發(fā)散，相對于中心主聚焦靜點透鏡向外偏移外主聚焦靜電透鏡的位置。
發(fā)散裝置的S1/S0被設為在0.96≤S1/S0≤1的范圍內(nèi)。
發(fā)散裝置是配裝到彩色陰極射線管的偏轉(zhuǎn)線圈上的色度調(diào)節(jié)磁鐵。
可以理解前面的概述和下面的詳細說明都是示范性和說明性的，都是用于對權利要求書限定的本發(fā)明提供進一步解釋。


包括進來以提供本發(fā)明進一步理解，并構成本說明書一部分的附圖與作用為解釋本發(fā)明原理的描述一起說明了本發(fā)明的實施例。
圖中圖1示出現(xiàn)有技術的彩色陰極射線管的水平縱向剖面圖；圖2示出置于圖1中彩色CRT的頸部的電子槍的縱向剖面圖；圖3示出圖2中電子槍的聚焦電極和陽極的透視圖；圖4A-4D示出配裝到圖3中聚焦電極和加速電極的靜電場控制體的多個示例；圖5示出一典型過程，其中電子束在偏轉(zhuǎn)中心平面被偏轉(zhuǎn)，通過蔭罩，最終轟擊在熒光表面上；圖6A示出從圖1中“I”方向看到的加速電極的前視圖，表示預聚焦電極的外電子束穿過孔具有比加速電極的外電子束穿過孔更小的偏心率；圖6B示出從圖1中“I”方向看到的加速電極的前視圖，表示預聚焦電極的外電子束穿過孔具有比加速電極的外電子束穿過孔更大的偏心率；圖7示出電子束從陰極到熒光屏的路徑的一個例子；圖8示出本發(fā)明中S1/S0和著屏于熒光屏上的電子束的斑點尺寸之間關系的計算機模擬結(jié)果曲線；圖9示出本發(fā)明中S1/S0與中心主聚焦靜電透鏡和外主聚焦靜電透鏡的中心之間的距離“P”之間關系的計算機模擬結(jié)果曲線；圖10A示出從圖3中II-II或III-III方向看到的具有配裝到其上的圖4A中靜電場控制體的聚焦電極或陽極的前視圖；圖10B示出從圖3中II-II或III-III方向看到的具有配裝到其上的圖4D中靜電場控制體的聚焦電極或陽極的前視圖；以及圖11示出本發(fā)明優(yōu)選實施例中WS/H和P之間關系的計算機模擬結(jié)果曲線。
具體實施例方式
將詳細參照本發(fā)明優(yōu)選實施例，出來具體設計尺寸不同外，本發(fā)明的彩色CRT中的電子槍與現(xiàn)有技術的靜電場電子槍具有相似的結(jié)構。因此，在說明本發(fā)明電子槍時，現(xiàn)有技術電子槍的附圖標記將不加改變地用于本發(fā)明。
本發(fā)明提出提供一種發(fā)散裝置，用于在電子束到達主聚焦靜電透鏡之前相對于中心電子束發(fā)散的外電子束G和B，并根據(jù)發(fā)散的外電子束R和B，相對中心主聚焦靜電透鏡向外偏移外主聚焦靜電透鏡，從而將中心電子束G和外電子束R、B的中心之間的距離“P”設定為大于偏轉(zhuǎn)中心平面上現(xiàn)有技術中的“P”。
參照圖6B和7，發(fā)散裝置可以為設定預聚焦電極11的外電子束穿過孔11R或11B和中心電子束穿過孔11G之間的距離S1小于加速電極10的外電子束穿過孔10R或10B和中心通過孔10G之間的距離S0，即，預聚焦電極11的外電子束的通過孔11R和11B被形成為較小偏心率的裝置。一般地，具有多個，例如兩個，預聚焦電極，如以第一和第二預聚焦電極11a和11b的順序，其中優(yōu)選地是，即使在小偏心率情況下，第一預聚焦電極11a的電子束穿過孔的偏心率也可使外電子束R和B更大程度發(fā)散。
下面將說明通過前述的系統(tǒng)在外電子束R和B到達主聚焦靜電透鏡之前，相對中心電子束G的外電子束R和B的發(fā)散。
參照圖6B，當S1小于S0時，由于通過加速電極10的外電子束穿過孔10R和10B的外電子束R和B位于圍繞第一預聚焦電極11a的外電子束穿過孔11R和11B的外橋B的附近，該第一預聚焦電極11a上的電壓高于加在加速電極10的電壓，電子束R和B被發(fā)散。
圖8示出本發(fā)明中S1/S0和著屏于熒光屏上的電子束的斑點尺寸之間關系的計算機模擬結(jié)果曲線。
參照圖8，可知優(yōu)選地S1/S0處在0.96≤S1/S0≤1.12范圍內(nèi)。如果S1/S0超出這個范圍，電子束3a的斑點尺寸將急劇增大，影響CRT的圖像特性。但是，如前所述，當S1/S0等于或大于單位1時，外電子束R和B不會發(fā)散，而是相對中心電子束G會聚，這將與現(xiàn)有技術電子槍3相同，因此，S1/S0應被設在0.96≤S1/S0≤1.12范圍內(nèi)。
圖9示出本發(fā)明中S1/S0和中心主聚焦靜電透鏡和外主聚焦靜電透鏡的中心之間的距離“P”之間關系的計算機模擬結(jié)果曲線。
參照圖9，由于發(fā)散角度與S1/S0成正比，因此所需的“P”可從發(fā)散角度預知。此時，可知當S1/S0在0.96≤S1/S0≤1的范圍內(nèi)時，“P”的范圍在5.5-5.7mm之間。
發(fā)散裝置的另一實施例可為配裝到偏轉(zhuǎn)線圈4前部上的色純度調(diào)節(jié)磁鐵5。色純度調(diào)節(jié)磁鐵5具有在CRT制造后當圖像的色純度低于預置值時，調(diào)節(jié)色純度到預置值的功能。由于色度調(diào)節(jié)磁鐵5的磁場在電子束3a到達主聚焦靜電透鏡前大多可到達電子束3a，因此發(fā)散角度可通過調(diào)節(jié)色度調(diào)節(jié)磁鐵5而加大。
此時，根據(jù)外電子束R和B的發(fā)散，外主聚焦透鏡的位置需要相對中心主聚焦靜電透鏡向外移動。參照圖10A和10B，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，中心和外主聚焦靜電透鏡的中心之間的距離“P”根據(jù)比率WS/H而改變，該比率為靜電場控制體14或15的中心電子束穿過孔14G或15G的水平直徑和圍繞中心電子束穿過孔14G和15G的橋“B”的最小寬度“t”之和WS與邊緣12b和13b的水平寬度“H”之比。
圖11示出本發(fā)明優(yōu)選實施例中WS/H和P之間關系的計算機模擬結(jié)果曲線。
參照圖11，當WS/H＝0.31時，橋B的最小寬度“t”為0.5mm，當WS/H處于0.31-0.34范圍中時，“P”位于5.8-5.5mm范圍中，該值足以滿足圖9中所需的5.5-5.7mm的”P”的范圍。
本發(fā)明的彩色CRT的操作將參照圖7進行說明。
參照圖7，由于陰極8，控制電極9，和加速電極10具有相同的S0，陰極8發(fā)射的電子束3a從陰極8向加速電極10直線運動。然后，由于第一預聚焦電極11a的S1小于S0，因此外電子束R和B相對中心電子束G向外發(fā)散。如圖11所示，由于靜電場控制體14或15的電子束穿過孔的橋“B”的寬度“t”被減小，根據(jù)外電子束R和B的發(fā)散，外主聚焦靜電透鏡的位置相對于中心主聚焦靜電透鏡向外移動。由此，向外發(fā)散的外電子束R和B將被聚焦，而不會被外主聚焦靜電透鏡畸變。然后，從一實驗中得出，當將S2與現(xiàn)有技術的S2相比向外移動大約10％時，電子束3a通過偏轉(zhuǎn)線圈4的偏轉(zhuǎn)中心平面。即使當S2′變得更大，外電子束R和B相對于中心電子束G的會聚也可通過加強偏轉(zhuǎn)線圈4的磁場而得到改善。圖8中的實線示出本發(fā)明電子槍3的電子束3a的路徑，虛線表示現(xiàn)有技術電子槍的電子束3a的路徑，從此可看出本發(fā)明在偏轉(zhuǎn)中心平面的會聚更大。
本發(fā)明中彩色CRT的電子槍具有以下優(yōu)點。
由于本發(fā)明可使S2′更大，通過調(diào)節(jié)第一預聚焦電極的偏心率和靜電場控制體的尺寸而相應地減小Q，本發(fā)明的彩色CRT的電子槍可無需對電子槍作整體改變實現(xiàn)提高圖像的質(zhì)量。
對于本領域技術人員來說，在不脫離本發(fā)明范圍和實質(zhì)的情況下，對本發(fā)明的彩色CRT的電子槍的各種改變將是顯而易見的。因此，本發(fā)明涵蓋了所有落入權利要求書及其等價物的范圍內(nèi)的修改和變化。
權利要求
1.一種彩色CRT中的電子槍，包括控制電極和加速電極，其用于通過從陰極發(fā)射的電子束的中心電子束穿過孔和外電子束穿過孔之間的距離都為S0；預聚焦電極，其中心電子束穿過孔和外電子束穿過孔之間距離為S1；聚焦電極和陽極，其在相對的部分各有一邊緣，以在該邊緣內(nèi)側(cè)形成單個電子束穿過孔和靜電場控制體，用于通過電位差形成大尺寸的聚焦靜電透鏡；發(fā)散裝置，用于將來自預聚焦電極、入射在聚焦電極上的外電子束相對于中心電子束向外發(fā)散，其中，靜電場控制體的中心電子束穿過孔的水平直徑和圍繞中心電子束穿過孔水平方向外側(cè)的橋“B”的最小寬度“t”之和WS與上述邊緣的水平寬度“H”比率WS/H被設為0.31≤WS/H≤0.34，以根據(jù)外電子束的發(fā)散，相對于中心主聚焦靜點透鏡向外移動外主聚焦靜電透鏡的位置。
2.如權利要求1所述的電子槍，其特征在于，偏轉(zhuǎn)裝置的S1/S0被設為在0.96≤S1/S0≤1的范圍內(nèi)。
3.如權利要求1所述的電子槍，其特征在于，發(fā)散裝置配裝到彩色陰極射線管的偏轉(zhuǎn)線圈上的色度調(diào)節(jié)磁鐵。
4.如權利要求2所述的電子槍，其特征在于，預聚焦電極包括按順序排列的第一和第二預聚焦電極，而S1應用在第一預聚焦電極上。
5.如權利要求3所述的電子槍，其特征在于，預聚焦電極包括按頂序排列的第一和第二預聚焦電極，而S1應用在第一預聚焦電極上。
全文摘要
彩色CRT中的電子槍包括控制電極和加速電極,其用于通過從陰極發(fā)射的電子束的中心電子束穿過孔和外電子束穿過孔之間的距離都為S0;預聚焦電極,其中心電子束穿過孔和外電子束穿過孔之間距離為S1;聚焦電極和一陽極,其在相對的部分各有一邊緣,用于在該邊緣內(nèi)側(cè)形成單個電子束穿過孔和靜電場控制體,而通過電位差形成大尺寸的主聚焦靜電透鏡;以及分散裝置,用于將來自預聚焦電極的、入射在聚焦電極上的外電子束相對于中心電子束向外發(fā)散,其中,靜電場控制體的中心電子束穿過孔的水平直徑和圍繞中心電子束穿過孔水平方向外側(cè)的橋“B”的最小寬度“t”之和WS與上述邊緣的水平寬度“H”的比率WS/H被設為0.31≤WS/H≤0.34。
文檔編號H01J29/48GK1349244SQ0114240
公開日2002年5月15日 申請日期2001年10月10日 優(yōu)先權日2000年10月10日
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