專利名稱：具有改進(jìn)的電子槍的陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到陰極射線管，尤其涉及到一種具有低的聚焦退化、最優(yōu)化的聚焦特性和改進(jìn)的分辨率的陰極射線管，這是通過(guò)優(yōu)化在邊緣部分的水平內(nèi)徑和在校正電極的一個(gè)外電子束通孔的外端到另外的外電子束通孔的外端之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)的，邊緣部分是構(gòu)成用于聚焦電子束到屏幕上的電極的主透鏡的一個(gè)公用的開(kāi)口部分。
背景技術(shù)：
圖1說(shuō)明相關(guān)技術(shù)的陰極射線管。
如在圖中所示，陰極射線管通常包括一個(gè)在內(nèi)表面上涂有R、G和B熒光物質(zhì)的熒光屏1，一個(gè)與具有顏色選擇功能的陰罩2連接的面板3，和一個(gè)與面板3連接的漏斗形裝置4，因此一起形成一個(gè)真空外殼，在漏斗形裝置4中形成一個(gè)頸部。
電子槍5被放置在漏斗形裝置4的頸部，并且，一個(gè)用于水平和垂直偏轉(zhuǎn)從電子槍5射出的電子束8的偏轉(zhuǎn)線圈6與頸部的外邊連接。
而且，為了控制或調(diào)整電子束8的偏轉(zhuǎn)速率，一個(gè)被施加圖像信號(hào)的差值的VM(速率調(diào)整)線圈7被附接到頸部的外周表面上。
電子槍5包括一個(gè)三極管部分和一個(gè)主透鏡。三極管部分包括一個(gè)具有內(nèi)置加熱器的陰極、一個(gè)控制電極和一個(gè)加速電極，用于控制和加速?gòu)年帢O射出的熱電子，所有這些均同軸排列。主透鏡包括一個(gè)聚焦電極和一個(gè)陽(yáng)極，用于聚焦和最后加速由三極管部分生成的電子束。同時(shí)，一個(gè)屏蔽罩被附接到陽(yáng)極。
在陰極里面的內(nèi)置加熱器，通過(guò)心柱管腳5a被連接到電源，并且，用于固定電子槍5到頸部上的B.S.C(球狀空間連接器——Bulbe SpaceConnector)5b被形成在屏蔽罩的一個(gè)端部。
當(dāng)陰極的里面的加熱器通過(guò)心柱管腳5a被連接到電源時(shí)，電子束(通常為R、G和B電子束)從電子槍5射出。從電子槍射出的這些R、G和B電子束8通過(guò)電子槍的電極被控制、聚焦和加速，并通過(guò)偏轉(zhuǎn)線圈6進(jìn)行水平及垂直偏轉(zhuǎn)。然后，偏轉(zhuǎn)的電子束落在熒光屏1上的指定位置，激活各熒光物質(zhì)，并隨后，顯示一個(gè)所需要的圖像。
尤其是，通過(guò)偏轉(zhuǎn)線圈6，從電子槍5射出的電子束8在水平及垂直方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并且，這些偏轉(zhuǎn)的電子束8通過(guò)在陰罩2上形成的電子束通孔，并且擊打熒光屏1。結(jié)果，彩色圖像顯示在屏幕上。
為了改善分辨率(即圖像對(duì)比度)，或者換句話說(shuō)，為了更清楚地區(qū)分圖像的亮區(qū)和暗區(qū)，一些制造商施加一個(gè)與圖像信號(hào)的差值成比例的電流到偶極線圈，并且，試圖通過(guò)偏轉(zhuǎn)線圈6在圖像的亮區(qū)和暗區(qū)調(diào)整電子束的偏轉(zhuǎn)速率。
上述方法基本的技術(shù)原理是VM線圈7排列在與偏轉(zhuǎn)線圈6的水平偏轉(zhuǎn)線圈6相同的方向上，并且，VM線圈7的偶極線圈控制電子束8的瞬間掃描速率，因此，改善圖像的對(duì)比度。
圖2是說(shuō)明陰極射線管使用的同軸電子槍的結(jié)構(gòu)的圖。如在圖中所示，具有內(nèi)置加熱器10的陰極11以分別與R、G和B同軸的方式安排，并且，第一電極(G1電極)12、第二電極(G2電極)13、第三電極(G3電極)14、第四電極(G4電極)15、第五電極(G5電極)16和第六電極(G6電極)17，全部都是普通的陰極柵，被依次排列。在第六電極17的上面部分上是一個(gè)屏蔽罩18，其上的B.S.C 5b用于把電子槍與真空管電連接，并因此固定電子槍到頸部上。
施加到第一電極12的電壓Vg1通常是一個(gè)接地電壓，施加到第二電極13的電壓Vg2的范圍從400V到1kV，且用于聚焦而施加的電壓的范圍從20kV到30kV。
第五電極16和第六電極17的里面是一個(gè)三個(gè)電子束通過(guò)的公用開(kāi)口部分，靜電場(chǎng)控制電極161和171，叫做內(nèi)校正電極，分別被內(nèi)置，從公用開(kāi)口部分凹入預(yù)定深度(d)。另一個(gè)校正電極181也被附接于與第六電極17連接的鄰近的屏蔽罩18。
第五電極16被指定為聚焦電極，并且，第六電極被指定為陽(yáng)極。
對(duì)于具有上述結(jié)構(gòu)的電子槍，當(dāng)內(nèi)置在陰極11的加熱器10通過(guò)心柱管腳5a被連接到電源時(shí)，電子從陰極的表面射出，并且，這些電子，更具體地說(shuō)是電子束8，被第一電極12控制，這是一個(gè)控制電極，并且，被第二電極13加速，這是一個(gè)加速電極。然后，電子束的一部分被安置在第二電極13和第五電極16之間的切變聚焦透鏡聚焦和加速，但是，電子束主要地被形成主透鏡的第五和第六電極16和17聚焦和加速。
電子束在水平和垂直方向上被偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)，通過(guò)陰罩2，并且擊打熒光物質(zhì)發(fā)光的熒光屏1，在屏幕上顯示一個(gè)圖像。
圖3說(shuō)明一種相關(guān)技術(shù)的三極管透鏡，其中，在第一電極12和第二電極13上的電子束通孔被布置在彼此的對(duì)邊上。
如在圖中所示，第一電極12具有用于R、G和B電子束的三個(gè)電子束通孔121、122和123，并且，這些電子束通孔121、122和123被形成在狹槽124、125和126上，狹槽124、125和126凹入該電極預(yù)定的深度。
第一電極12的電子束通孔121、122和123的每一個(gè)被水平延長(zhǎng)，即其水平長(zhǎng)度(H)大于垂直長(zhǎng)度(V)。而且，凹入該電極預(yù)定深度的狹槽124、125和126也被水平延長(zhǎng)，即其水平長(zhǎng)度(Dh)大于垂直長(zhǎng)度(Dv)。
同樣地，第二電極13具有對(duì)應(yīng)于R、G和B電子束的三個(gè)電子束通孔131、132和133，并且，這些電子束通孔131、132和133被形成在狹槽134、135和136上，狹槽134、135和136凹入該電極預(yù)定的深度。第二電極13的電子束通孔131、132和133的每一個(gè)被水平延長(zhǎng)，即其水平長(zhǎng)度(H)大于垂直長(zhǎng)度(V)。同時(shí)，凹入該電極預(yù)定深度的狹槽134、135和136的每一個(gè)被垂直延長(zhǎng)，即其水平長(zhǎng)度(Dh)小于垂直長(zhǎng)度(Dv)。
另一方面，第三電極14的電子束通孔全部是圓的。
圖4說(shuō)明在相關(guān)技術(shù)的電子槍中形成主透鏡的電極的局部切開(kāi)的結(jié)構(gòu)。
如在圖4中所示，在形成主透鏡的第五和第六電極16和17的相對(duì)的表面上，形成被稱為邊緣部分162和172的用于三個(gè)電子束的公用開(kāi)口部分。又，內(nèi)校正電極161和171是具有垂直延長(zhǎng)的電子束通孔163、164和165以及173、174和175的靜電場(chǎng)控制電極，各電子束通孔具有小于垂直長(zhǎng)度(同軸的方向)的水平長(zhǎng)度(同軸的方向)，內(nèi)校正電極161和171被形成在從邊緣部分162和172凹入該電極預(yù)定深度的地方。
為了聚焦每一個(gè)R、G和B電子束在熒光屏上的一個(gè)點(diǎn)上，上面已經(jīng)討論的應(yīng)用同軸型的電子槍的彩色陰極射線管采用一個(gè)使用不均勻磁場(chǎng)的自聚焦偏轉(zhuǎn)線圈。這是因?yàn)樵谕S型的電子槍中的R、G和B電子束被水平安排在一個(gè)同軸方向中。
尤其是，由自聚焦偏轉(zhuǎn)線圈生成的磁場(chǎng)，對(duì)于水平偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有針墊形，對(duì)于垂直偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有桶形，因此，圍繞熒光屏的失會(huì)聚能夠被校正。
當(dāng)在水平方向發(fā)散電子束時(shí)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的四重元件在垂直方向聚焦電子束。因此，在垂直方向上的電子束，與在水平方向上的電子束相比較，更聚焦在較短距離的屏幕上。結(jié)果，電子束的垂直方向在屏幕上凸起或升高(這種現(xiàn)象被叫做“光圈”現(xiàn)象)，使得圖像的質(zhì)量變壞。
即因?yàn)槠D(zhuǎn)磁場(chǎng)不被施加到屏幕的中央部分，所以，在屏幕的中央部分處，一個(gè)電子束點(diǎn)具有一個(gè)清晰的形狀。然而，電子束在水平方向被發(fā)散和在垂直方向被過(guò)度地聚焦時(shí)，生成一個(gè)光圈，它是一個(gè)具有扭曲的高密度的水平延長(zhǎng)的中心，和在中心的上邊和下邊處具有低密度的模糊圖像，這尤其惡化了在屏幕的外圍部分處的分辨率。
因此，如果偏轉(zhuǎn)線圈生成一個(gè)不均勻的磁場(chǎng)，那么，看到屏幕的外圍部分上的電子束落點(diǎn)變壞是相當(dāng)自然的。
當(dāng)陰極射線管變大或者偏轉(zhuǎn)角度被增加時(shí)，上述問(wèn)題變得更壞?？紤]到現(xiàn)在的消費(fèi)者喜歡大尺寸的陰極射線管，并且，偏轉(zhuǎn)角度與(圖像)陰極射線管的尺寸成正比例增加，毫無(wú)疑問(wèn)有必要解決電子束落點(diǎn)變壞的問(wèn)題。
解決上述問(wèn)題的一種方法是由電子槍生成一個(gè)四重元件，取消由自聚焦型偏轉(zhuǎn)線圈生成的四重元件。在這樣的方式中，水平和垂直能夠被同時(shí)聚焦在一個(gè)點(diǎn)上。
這就是說(shuō)，為了形成一個(gè)四重的透鏡，一個(gè)聚焦電極能夠被分成兩個(gè)聚焦電極，例如，第一聚焦電極和第二聚焦電極，然后，一個(gè)動(dòng)態(tài)的四重電極被布置在第一和第二聚焦電極之間，以在四重電極處生成一個(gè)電位差。使用這一四重透鏡，像散現(xiàn)象能夠被補(bǔ)償。
然而，要完全地去掉光圈現(xiàn)象，上述方法是不夠的，因?yàn)?，?duì)于屏幕的中央部分和外圍部分，電子束行進(jìn)距離是不同的。例如，在屏幕的外圍部分的電子束通常被聚焦在屏幕的前面，不是在屏幕上。
為了改進(jìn)上述問(wèn)題，當(dāng)一個(gè)電子束被偏轉(zhuǎn)到屏幕的外圍時(shí)，制造商運(yùn)用一個(gè)與偏轉(zhuǎn)頻率同步的動(dòng)態(tài)電壓(變化的電壓)。按這種做法，主透鏡的電力被減弱，使得能夠調(diào)整電子束的聚焦距離，因此補(bǔ)償像散現(xiàn)象。
現(xiàn)在用于改進(jìn)屏幕的分辨率的另一個(gè)開(kāi)發(fā)方法是通過(guò)應(yīng)用上述VM線圈7、線圈磁場(chǎng)敏感電子槍和底盤電路增強(qiáng)在圖像邊緣處的對(duì)比度。
尤其是，為減少具有重復(fù)邊緣的圖像水平落點(diǎn)尺寸，VM線圈7是有效的，因?yàn)樗陔娮邮乃椒较蛏习l(fā)揮作用。
長(zhǎng)話短說(shuō)，為減少圖像落點(diǎn)尺寸的許多傳統(tǒng)方法是緊密地與第一電極12的電子束通孔121、122或123的尺寸減少結(jié)合在一起(參見(jiàn)圖3)。盡管人們假定當(dāng)他們減少電子束通孔的尺寸時(shí)，電子束尺寸將自然地被減少，但是，這一方法增加了下面的缺點(diǎn)。
在TV電子槍的情況中，例如，當(dāng)為了增加亮度而較大的電流被施加到電子槍時(shí)，自由空間電子的推斥力增強(qiáng)，結(jié)果，這就變得更難于調(diào)整電子束的發(fā)散的角度并因此控制電子束的尺寸。而且，當(dāng)電子束通孔的尺寸被減少時(shí)，落點(diǎn)消隱電壓也被降低，因此使得電子束的驅(qū)動(dòng)特征變壞。結(jié)果，增加聚焦特性的電流密度和亮度變得更困難以致于聚焦特性變差。
當(dāng)涉及TV使用的高電流陰極射線管時(shí)，水平方向的落點(diǎn)尺寸，比在垂直方向的落點(diǎn)尺寸，相對(duì)容易減少。這是因?yàn)樯厦嫣岬降腣M線圈7和改進(jìn)的分辨率的影響。
制造商多次使用傳統(tǒng)的方法來(lái)減少垂直方向的落點(diǎn)尺寸。在這種傳統(tǒng)方法中，通過(guò)減少垂直尺寸(V)，水平延長(zhǎng)第一電極(G1)12的電子束通孔121、122和123。
然而，第一電極(G1)12的電子束通孔121、122或123垂直尺寸的減少，產(chǎn)生第一電極(G1)12的水平延長(zhǎng)孔，并且，這一水平延長(zhǎng)的孔(即H＞V)隨后引起在水平發(fā)散角度和垂直發(fā)散角度中的差異。通常，如果垂直尺寸被極端地減少，如在圖5中所示，而因此，電子束通孔在水平方向的延長(zhǎng)比想要的更多，在三極管部分中的水平發(fā)散角度變得相對(duì)大于垂直發(fā)散角度。因此，原來(lái)期望的結(jié)果不容易被獲得。
同時(shí)，具有不對(duì)稱大孔徑的電子槍有下面的問(wèn)題。
例如，為了控制電子束的散射現(xiàn)象，具有公用電子束通孔的第五電極16和第六電極17的里面，有校正電極161和171。尤其是，校正電極的形狀很密切地與電子槍的S-值(分離值)有關(guān)，即校正電極的各電子束通孔163、164、165、173、174、和175中的水平直徑不能夠大于S-值。
至于第一電極12、第二電極13和第三電極14，S-值表示在中間電子束通孔的中央和外電子束通孔的中央之間的距離。
由被布置在第五和第六電極16和17里面的校正電極161和171的電子束通孔形成的中間電子束的主透鏡的水平有效透鏡直徑，相對(duì)小于由第五和第六電極16和17和校正電極161和171的邊緣部分162和172的外形形成的外電子束的主透鏡的水平有效透鏡直徑。
因此，雖然它能夠在屏幕上形成一個(gè)優(yōu)良的電子束落點(diǎn)，但是，中間電子束的落點(diǎn)尺寸大于外邊電子束的落點(diǎn)尺寸。
另外，因?yàn)橹虚g電子束，它是一種綠色熒光物質(zhì)，具有比紅色或藍(lán)色熒光物質(zhì)更高的發(fā)光效率，所以，它看起來(lái)比較大。因此，相對(duì)于外電子束，中間電子束聚焦的相對(duì)退化變得更嚴(yán)重。于是，這種中間電子束的相對(duì)退化使得分辨率變差。
而且，如果中間電子束通孔的水平直徑大于S值以放大中間電子束的主透鏡的水平有效透鏡直徑的，那么，由校正電極的外形形成的外電子束的主透鏡的水平有效透鏡直徑的中央由S值偏移，并且，外電子束不能夠透過(guò)主透鏡直徑的中央，而是通過(guò)它的外圍部分。
在這樣的情況中，聚焦的電子束變成兩邊不對(duì)稱，并且，一邊(或者左邊或者右邊)是光圈的或者圖象發(fā)暈，因此，引起具有差分辨率的彗差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是至少要解決上述的問(wèn)題和/或缺點(diǎn)并至少提供后面說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
于是，本發(fā)明的一個(gè)目的是，通過(guò)增加電子槍的有效主透鏡的直徑提供一種具有由于在屏幕上的放大的水平方向的落點(diǎn)獲得的較低的分辨率退化和具有改進(jìn)的聚焦特性的陰極射線管，解決前述問(wèn)題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種具有改進(jìn)的分辨率和聚焦特性的陰極射線管，這是通過(guò)水平延長(zhǎng)控制電極的電子束通孔以減少在屏幕上的電子束的垂直落點(diǎn)尺寸，并通過(guò)增加有效透鏡直徑限制水平方向的發(fā)散角度的增加而實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種用于具有改進(jìn)的聚焦特性和分辨率陰極射線管的電子槍，這是通過(guò)適當(dāng)?shù)貎?yōu)化在邊緣部分的水平內(nèi)徑(Dr)和在主透鏡內(nèi)形成的校正電極的一個(gè)外電子束通孔的外端到另外的電子束通孔的外端的水平距離(Di)之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)的，邊緣部分是為了形成用于構(gòu)成電子槍的主透鏡的聚焦電極和陽(yáng)極的相對(duì)表面的公用開(kāi)口部分。
通過(guò)提供一種陰極射線管實(shí)現(xiàn)前述的和其它的目的和優(yōu)點(diǎn)，這種陰極射線管包括一個(gè)具有在其內(nèi)表面上形成的熒光屏的面板；一個(gè)與面板連接的漏斗形裝置；一個(gè)放在漏斗形裝置中的電子槍，電子槍發(fā)射電子；一個(gè)偏轉(zhuǎn)線圈，偏轉(zhuǎn)線圈用于在水平和垂直方向上偏轉(zhuǎn)電子束；和一個(gè)用于選擇電子束的顏色的陰罩，其中，電子槍包括一個(gè)用于發(fā)射電子束的陰極，一個(gè)用于控制電子束的發(fā)射量的第一電極，一個(gè)用于加速電子束的第二電極，至少兩個(gè)用于構(gòu)成預(yù)聚焦透鏡的、聚焦指定量的電子束的電極，以及至少兩個(gè)用于構(gòu)成主透鏡的、聚焦電子束到屏幕上的主透鏡形成電極，并且一個(gè)主透鏡形成電極的開(kāi)口部分的水平內(nèi)徑(Dr)和里邊安裝有三個(gè)電子束通孔的校正電極的一個(gè)外電子束通孔的外端到其它外電子束通孔的外端之間的水平距離(Di)滿足關(guān)系0.97≤Di/Dr≤1.03。
形成在至少一個(gè)主透鏡形成電極上的校正電極的外電子束通孔的水平尺寸(Sx)和中間電子束通孔的水平尺寸(Cx)滿足關(guān)系0.6≤Cx/Sx≤0.75。
與被施加陽(yáng)極電壓的電極相對(duì)著的主透鏡形成電極中的一個(gè)的Di/Dr大于被施加陽(yáng)極電壓的電極的Di/Dr。
與被施加陽(yáng)極電壓的電極相對(duì)著的主透鏡形成電極中的一個(gè)的Cx/Sx小于被施加陽(yáng)極電壓的電極的Cx/Sx。
形成在至少一個(gè)主透鏡形成電極上的校正電極的Sx是6.8mm或者更小。
在第一電極上的電子束通孔的水平尺寸等于或大于其垂直尺寸。
水平延長(zhǎng)的電子束通孔或者水平延長(zhǎng)的狹槽被形成在第二電極上。
從一個(gè)開(kāi)口部分到至少一個(gè)主透鏡形成電極的校正電極的深度(d)是在3.2-4.2mm的范圍里。
從一個(gè)開(kāi)口部分到一個(gè)被施加陽(yáng)極電壓的電極的一個(gè)校正電極的深度(d)大于從一個(gè)開(kāi)口部分到一個(gè)相對(duì)電極的一個(gè)校正電極的深度(d)。
面板的外表面基本上是平面，而面板的內(nèi)表面具有指定的曲率。
最后，偏轉(zhuǎn)線圈被安裝在上面的漏斗形裝置的線圈安裝部分的形狀，沿著從漏斗形裝置的頸部側(cè)到面板側(cè)的方向，逐漸從圓形變成非圓形。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)、目的和特性在下面的說(shuō)明部分中將闡明一部分，而對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員，通過(guò)下面的測(cè)試，另一部分也將會(huì)明白，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐獲得。按照在權(quán)力要求中指出的，可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。


參考下面的附圖將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，圖中，相同的引用數(shù)字指的是相同的元件。
圖1說(shuō)明相關(guān)技術(shù)的陰極射線管的結(jié)構(gòu)；圖2說(shuō)明使用在相關(guān)技術(shù)的陰極射線管中的同軸電子槍的結(jié)構(gòu)；圖3說(shuō)明用于構(gòu)成按照相關(guān)技術(shù)的三極管部分的透鏡的第一電極和第二電極，其中，形成在每一個(gè)電極上的電子束通孔是彼此相對(duì)著的；圖4說(shuō)明用于構(gòu)成相關(guān)技術(shù)的電子槍的主透鏡的電極的結(jié)構(gòu)；
圖5圖解說(shuō)明形成在第一電極上的電子束通孔的水平和垂直尺寸和發(fā)散角度之間的關(guān)系；圖6為用于形成按照本發(fā)明的主透鏡的一個(gè)電極的前視圖；圖7圖解說(shuō)明確定電子束的落點(diǎn)尺寸的主要因素；圖8描述彗差現(xiàn)象的出現(xiàn)；圖9圖解說(shuō)明彗差與在中間電子束通孔的中央和外電子束通孔的中央之間的間隔(圖6中的Dbt)之間的關(guān)系，假定S＝5.5；及圖10圖解說(shuō)明落點(diǎn)尺寸和中間電子束通孔的水平尺寸對(duì)外電子束通孔的水平尺寸的比率之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，下面的詳細(xì)說(shuō)明將介紹按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的陰極射線管。
本發(fā)明的陰極射線管包括一個(gè)具有在內(nèi)表面上形成的熒光屏的面板，一個(gè)與面板連接的漏斗形裝置，一個(gè)發(fā)射電子的電子槍，一個(gè)偏轉(zhuǎn)線圈，偏轉(zhuǎn)線圈用于在水平和垂直方向上偏轉(zhuǎn)電子束，和一個(gè)具有電子束顏色選擇功能的陰罩。
優(yōu)選地，面板的外表面基本上是平面，并且，內(nèi)表面具有指定的曲率。又，漏斗形裝置具有一個(gè)偏轉(zhuǎn)線圈被安裝在上面的線圈安裝部分，而且，線圈安裝部分的形狀，沿著從頸部側(cè)到面板側(cè)方向上，逐漸從圓形變成非圓形。
在這種類型的陰極射線管中，同軸電子槍的電極按照相等的間隔放置，與電子束的行進(jìn)路徑成直角，這是為了控制由陰極生成的電子束到預(yù)定的強(qiáng)度，并因此幫助它們到達(dá)屏幕。
尤其是，有三個(gè)互相獨(dú)立的陰極，一個(gè)第一電極(G1電極)，它是與第一個(gè)三個(gè)陰極隔開(kāi)一個(gè)預(yù)定距離的另外三個(gè)電極的共柵極，一個(gè)第二電極(G2電極)，一個(gè)第三電極(G3電極)，一個(gè)第四電極(G4電極)，一個(gè)第五電極(G5電極)和一個(gè)第六電極(G6電極)，第二到第六電極以相等的間隔從第一電極排列。又，在第六電極(G6電極)的上面部分是一個(gè)安裝有B.S.C的屏蔽罩，B.S.C用于把電子槍電連接到陰極射線管，并固定電子槍到陰極射線管的頸部。
為了看到電子槍怎樣工作，當(dāng)內(nèi)置在陰極射線管中的加熱器通過(guò)心柱管腳連接到電源時(shí)，電子束從陰極的表面射出，并且，這些電子束被第一電極(G1)控制，第一電極(G1)是控制電極，被第二電極(G2)加速，第二電極(G2)是加速電極。電子束的一部分被形成在第二電極(G2)、第三電極(G3)、第四電極(G4)和第五電極(G5)中的切變聚焦透鏡聚焦/加速，但是，電子束主要被一起形成主透鏡的第五電極(G5)，第五電極(G5)是聚焦電極，和第六電極(G6)，第六電極是正極，聚焦/加速。然后，電子束通過(guò)陰罩，并擊打在熒光屏上發(fā)光。
尤其是，在控制電極(G1)具有水平延長(zhǎng)的電子束通孔的情況中，即電子束通孔的水平方向的尺寸(H)大于垂直方向的尺寸(V)，在水平方向上的發(fā)散角度被增加，并且，在主透鏡上的電子束的入射直徑也被增加，結(jié)果引起對(duì)主透鏡的球面像差的嚴(yán)重影響。為了使得主透鏡的球面像差影響最小化，因此，主透鏡的有效透鏡直徑應(yīng)該被增加，并且，主透鏡形成電極的測(cè)量標(biāo)尺應(yīng)該被建立。
參考圖4，用于構(gòu)成大直徑主透鏡的各電極16和17的相對(duì)表面具有一個(gè)邊緣部分162和172，這是各電子束通過(guò)的公用的開(kāi)口部分，并且，各主透鏡形成電極16和17的里邊是分別具有電子束通孔163、164和165或173、174和175的內(nèi)校正電極161或171。
在本發(fā)明中，用于形成主透鏡的相對(duì)著的電極16和17中的至少一個(gè)具有一個(gè)深度(d)，從形成公用開(kāi)口部分的邊緣部分162或172到校正電極的距離，其范圍從3.2mm到4.2mm。更優(yōu)選地，從作為公用開(kāi)口部分的邊緣部分172到被施加陽(yáng)極電壓的電極17的凹入的校正電極171的深度(d)，大于從另一個(gè)作為公用開(kāi)口部分的邊緣部分162到電極16的凹入的校正電極161的深度(d)。
而且，在具有生成大的水平方向發(fā)散角度的電子束的三極管部分的電子槍的情況中，各邊緣部分162和172的里邊的水平尺寸(Dr)，和內(nèi)校正電極161和171的在一個(gè)外電子束通孔的外端到其它的外電子束通孔163和165/173和175的外端之間的水平距離(Di)，被限制在特定的范圍內(nèi)。
傳統(tǒng)的主透鏡的問(wèn)題是中間電子束的主透鏡的有效透鏡直徑小于外電子束的主透鏡的有效透鏡直徑。因此，為了放大各主透鏡形成電極上形成的電子束通孔，有必要使得中間電子束的主透鏡的有效透鏡直徑接近于外電子束的主透鏡的有效透鏡直徑。換言之，外電子束通孔163、165、173和175的測(cè)量標(biāo)尺，即各中間電子束通孔164和174的水平尺寸(Cx)對(duì)各外電子束通孔163、165、173和175的水平尺寸(Sx)的比率，應(yīng)該被限制在特定的數(shù)值范圍內(nèi)。
對(duì)于本發(fā)明，尤其是，Di對(duì)Dr的比率，即Di/Dr，被設(shè)置成在范圍0.97＜Di/Dr＜1.03內(nèi)，如在圖6中所示。這有些不同于大多數(shù)相關(guān)技術(shù)的電子槍，其Di/Dr滿足條件0.89＜Di/Dr＜0.92。
又，Cx和Sx被設(shè)置成能夠滿足條件0.6＜Cx/Sx＜0.75。根據(jù)幾個(gè)進(jìn)行的試驗(yàn)，當(dāng)上述條件被滿足時(shí)最佳的聚焦特性被獲得。
如前面討論過(guò)的，圖5圖解說(shuō)明形成在作為控制電極的第一電極12上的各個(gè)電子束通孔的水平方向尺寸(H)和垂直方向尺寸(V)之間的關(guān)系。如在圖中所示，當(dāng)H/V增加時(shí)，在水平方向上的電子束發(fā)散角度增加，但是，在垂直方向上的電子束發(fā)散角度減小。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，如果第一電極12的各電子束通孔121、122和123的水平尺寸(H)是相對(duì)地大于其垂直尺寸(V)，那么，在水平方向上的電子束的發(fā)散角度增加。在這樣的情況中，在垂直方向上的發(fā)散角度被逐漸地減少。
然而，如果水平尺寸(H)對(duì)垂直尺寸(V)的比率超出某一特定的點(diǎn)，那么，水平發(fā)散角度被增加，并因此入射在主透鏡上的電子束的水平直徑也被增加，等于或大于由主透鏡形成電極16和17形成的有效主透鏡的水平直徑的外點(diǎn)。結(jié)果，主透鏡的球面像差的影響增強(qiáng)，在屏幕上的落點(diǎn)尺寸被增加，且因此分辨率也極度地變壞。
圖7對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)地描述。
當(dāng)設(shè)計(jì)電子槍的特征時(shí)，有一些對(duì)圖像屏幕上的落點(diǎn)尺寸(Dt)產(chǎn)生影響的標(biāo)準(zhǔn)，例如，透鏡的放大倍率、空間電荷推斥力和主透鏡的球面像差。在這些中間，基本的電壓情況、聚焦距離、電子槍的長(zhǎng)度等等確定透鏡放大倍率對(duì)電子束的落點(diǎn)尺寸(Dx)的影響，所以透鏡放大倍率很少被用到，并且，作為電子槍的設(shè)計(jì)參數(shù)只有很小的意義。
空間電荷推斥力是一種現(xiàn)象當(dāng)電子束中的電子互相推斥和碰撞時(shí)，電子束的落點(diǎn)直徑被放大。因此，為了減少由空間電荷推斥力引起的電子束的落點(diǎn)尺寸(Dst)的放大，將電子束的行進(jìn)角度(叫做“發(fā)散角度”)設(shè)計(jì)得大一些是有利的。
相反地，主透鏡的球面像差，是一種表示由通過(guò)根軸的電子和通過(guò)原軸的電子的聚焦距離的差異引起的落點(diǎn)直徑(Dic)的放大的特征，隨著入射在主透鏡上的電子束的發(fā)散角度變小，主透鏡的球面像差在屏幕上形成較小的落點(diǎn)直徑。通常，在屏幕上的落點(diǎn)尺寸(Dt)能夠通過(guò)使用后面的三個(gè)參數(shù)表示Dx、Dst和Dic表示。
即Dt=(Dx+Dst)2+Dic2]]>尤其是，在減少空間電荷推斥力的的同時(shí)減小球面像差的最好方法是增加主透鏡的直徑。在這樣做時(shí)，即使具有大的發(fā)散角度的電子束可能入射，但是，由于球面像差，落點(diǎn)尺寸將幾乎不增加，并且，在電子束通過(guò)主透鏡以后，空間電荷推斥力能夠被減少，因此形成一個(gè)小的落點(diǎn)在屏幕上。
因此，第一電極(G1電極)的電子束通孔的水平尺寸對(duì)垂直尺寸的比率應(yīng)該被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。優(yōu)選地，水平尺寸等于/大于垂直尺寸。
而且，如果可能，第二電極(G2電極)的電子束通孔的水平尺寸對(duì)垂直尺寸的比率應(yīng)該被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。作為一個(gè)示范性的實(shí)施例，第二電極的電子束通孔被水平延長(zhǎng)，或水平延長(zhǎng)的狹槽被形成。
盡管加速電極進(jìn)行了儀器變換，在電子束通孔的水平尺寸對(duì)垂直尺寸的比率較小的情況下，在控制電極(G1)處的水平發(fā)散角度放大的減少受到了限制。為了使它成為可能，主透鏡的有效直徑應(yīng)該被增加。
然而，為了增加主透鏡的有效直徑，必需考慮主透鏡形成電極的測(cè)量標(biāo)尺。遺憾的是，不可能無(wú)限制地增加主透鏡的有效直徑，并且在任何情況下，各個(gè)外電子束的左側(cè)和右側(cè)的透鏡應(yīng)該具有相互相等的直徑。
如果上面的條件未達(dá)到，那么，聚焦在屏幕上的左側(cè)電子束的電壓值不同于聚焦在屏幕上的右側(cè)電子束的電壓值。結(jié)果，這種現(xiàn)象引起高的彗差值，這對(duì)分辨率產(chǎn)生致命的影響。
圖8說(shuō)明彗差現(xiàn)象的發(fā)生，其中，主透鏡的中間和電子束集的中間互相交叉在一起，這一現(xiàn)象引起在屏幕落點(diǎn)處的單方向的光圈。
圖9說(shuō)明彗差與中間電子束通孔的中央和外電子束通孔的中央之間的間隔(在圖6中的Dbt)之間的關(guān)系，給出的參考值為S＝5.5。
這里，‘Dbt’表示在主透鏡形成電極16和17的內(nèi)校正電極161或171的外電子束通孔165或175的中央和中間電子束通孔164或174的中央之間的間隔。
在將彗差值轉(zhuǎn)換為電壓的情況中，如果彗差值是在100[V]的范圍內(nèi)，假定彗差值被認(rèn)為是可用的，通過(guò)調(diào)整在三極管部分的第二電極或第三電極上的電子束通孔之間的S-值(間隔值)，電子束集的中央能夠移動(dòng)。然而，‘Dbt’應(yīng)該是在低于6.8mm或等于6.8mm的范圍內(nèi)，因?yàn)樗赡芤鹌渌膰?yán)重問(wèn)題。
如在圖6中所示，上面解釋主透鏡形成電極的內(nèi)校正電極的測(cè)量標(biāo)尺的范圍應(yīng)該如何劃定。即內(nèi)校正電極一個(gè)外電子束通孔的外端到另外的外電子束通孔的外端之間的距離(Di)大于邊緣部分的里邊的水平尺寸(Dr)，這是一個(gè)公用的開(kāi)口部分，形成在主透鏡形成電極的相對(duì)著的表面上。
如在圖10中所示，落點(diǎn)尺寸依賴于外電子束通孔的水平尺寸(Sx)。從圖中可以看出在屏幕上的水平方向落點(diǎn)尺寸與水平尺寸(Sx)成反比。然而，當(dāng)S-值變成大于6.8mm時(shí)，由中間電子束通孔形成的主透鏡的有效透鏡直徑變得比外電子束的主透鏡的有效透鏡直徑小得多，打破了外電子束和中間電子束之間的平衡，并使得分辨率變壞。因此，S-值的優(yōu)選范圍是6.0-6.4mm。
這時(shí)，中間電子束通孔的水平尺寸(Cx)對(duì)外電子束通孔的水平尺寸(Sx)的比率，即Cx/Sx，是在范圍0.6-0.75內(nèi)。優(yōu)選地，在用于形成主透鏡的其它相對(duì)的(面對(duì)的)電極以外，與一個(gè)被施加陽(yáng)極電壓的電極相對(duì)的電極的Cx/Sx小于被施加陽(yáng)極電壓的電極的Cx/Sx。
在這樣的情況中，邊緣部分的里面的水平尺寸(Dr)和內(nèi)校正電極的一個(gè)外電子束通孔的外端到其它的外電子束通孔的外端之間的距離(Di)應(yīng)該被限制在如下所述的特定范圍內(nèi)，邊緣部分是在主透鏡形成電極的相對(duì)著的表面上的公用開(kāi)口部分。
在中間電子束通孔的中央和外邊電子束通孔的中央之間的間隔是6.9mm和更小，而外電子束通孔的水平尺寸(Sx)是在范圍6.0-6.8mm內(nèi)。并且，在這些范圍中優(yōu)選的情況滿足關(guān)系0.97＜Di/Dr＜1.03。
又，在形成主透鏡的相對(duì)著的電極以外，與被施加陽(yáng)極電壓的電極的相對(duì)著的電極的Di/Dr大于被施加陽(yáng)性電壓的電極的Di/Dr。
如上所述，雖然具有大的發(fā)散角度的電子束可以被入射，但是，通過(guò)增加主透鏡的直徑，阻止由于主透鏡的球面像差導(dǎo)致的點(diǎn)尺寸的增加是可能的。
圖10還說(shuō)明了在中間電子束的落點(diǎn)直徑和主透鏡直徑之間的關(guān)系。從圖中可以看出，當(dāng)中間電子束通孔的主透鏡直徑被增加時(shí)，由于主透鏡的球面像差的落點(diǎn)直徑的放大確實(shí)很少發(fā)生，因而減少屏幕上的圖像的落點(diǎn)直徑。
當(dāng)陰極射線管變大并且具有較高的分辨率時(shí)，為了保持與這樣的趨勢(shì)同步，要滿足一些特定的條件。例如，本發(fā)明引入了一種在控制電極上的水平延長(zhǎng)的電子束通孔，因此減少在屏幕上的落點(diǎn)的垂直尺寸。雖然這種方法增加在水平方向的發(fā)散角度，但是，通過(guò)放大主透鏡的有效透鏡直徑，這個(gè)問(wèn)題能夠被校正。
此外，因?yàn)橹虚g電子束的水平方向落點(diǎn)的放大引起的分辨率的變差能夠被阻止，并因此聚焦特性能夠被改善。
盡管是參考優(yōu)選的實(shí)施例說(shuō)明和描述了本發(fā)明時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化，但是不會(huì)超出由權(quán)利要求確定的本發(fā)明的精神和范圍。
前述的實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅僅是樣例，而不會(huì)成為對(duì)本發(fā)明的限制。本原理能夠被容易地應(yīng)用到其它類型的裝置。本發(fā)明的說(shuō)明是趨向于說(shuō)明性的，不限制權(quán)利要求的范圍。許多變換、修改和變化，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的，在權(quán)利要求書(shū)中，裝置加功能的條款趨向于覆蓋這里說(shuō)明執(zhí)行所述的功能的結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)等價(jià)，而且有等價(jià)的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種陰極射線管，包括一個(gè)具有在內(nèi)表面上形成的熒光屏的面板；一個(gè)與面板連接的漏斗形裝置；一個(gè)放在漏斗形裝置中的電子槍，電子槍發(fā)射電子；一個(gè)偏轉(zhuǎn)線圈，偏轉(zhuǎn)線圈用于在水平和垂直方向上偏轉(zhuǎn)電子束；和一個(gè)用于選擇電子束的顏色的陰罩，其中，電子槍包括一個(gè)用于發(fā)射電子束的陰極，一個(gè)用于控制電子束的發(fā)射量的第一電極，一個(gè)用于加速電子束的第二電極，至少兩個(gè)用于構(gòu)成預(yù)聚焦透鏡的、聚焦指定量的電子束的電極，以及至少兩個(gè)用于構(gòu)成主透鏡的、聚焦電子束到屏幕上的電極的主透鏡，并且主透鏡形成電極其中之一的開(kāi)口部分的水平內(nèi)徑(Dr)和里邊安裝有三個(gè)電子束通孔的校正電極的一個(gè)外電子束通孔的外端到另外的外電子束通孔的外端之間的水平距離(Di)滿足關(guān)系0.97≤Di/Dr≤1.03。
2.按照權(quán)利要求1的陰極射線管，其中，形成在至少一個(gè)主透鏡形成電極上的校正電極的外電子束通孔的水平尺寸(Sx)和中間電子束通孔的水平尺寸(Cx)滿足關(guān)系0.6≤Cx/Sx≤0.75。
3.按照權(quán)利要求1的陰極射線管，其中，構(gòu)成與被施加陽(yáng)極電壓的電極相對(duì)著的主透鏡形成電極中的一個(gè)的Di/Dr大于被施加陽(yáng)極電壓的電極的Di/Dr。
4.按照權(quán)利要求2的陰極射線管，其中，構(gòu)成與被施加陽(yáng)極電壓的電極相對(duì)著的主透鏡形成電極中的一個(gè)的Cx/Sx小于被施加陽(yáng)極電壓的電極的Cx/Sx。
5.按照權(quán)利要求4的陰極射線管，其中，形成在至少一個(gè)主透鏡形成電極上的校正電極的Sx是6.8mm或者更小。
6.按照權(quán)利要求1的陰極射線管，其中，在第一電極上的電子束通孔的水平尺寸等于或大于其垂直尺寸。
7.按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求6的陰極射線管，其中，水平延長(zhǎng)的電子束通孔或者水平延長(zhǎng)的狹槽被形成在第二電極上。
8.按照權(quán)利要求1的陰極射線管，其中，從開(kāi)口部分到至少一個(gè)主透鏡形成電極的校正電極的深度(d)是在3.2-4.2mm的范圍里。
9.按照權(quán)利要求8的陰極射線管，其中，從開(kāi)口部分到一個(gè)被施加陽(yáng)極電壓的電極的校正電極的深度(d)大于從開(kāi)口部分到相對(duì)電極的校正電極的深度(d)。
10.按照權(quán)利要求1的陰極射線管，其中，面板的外表面基本上是平面，而面板的內(nèi)表面具有一個(gè)指定的曲率。
11.按照權(quán)利要求1的陰極射線管，其中，安裝偏轉(zhuǎn)線圈的漏斗形裝置的偏轉(zhuǎn)線圈安裝部分的形狀，從漏斗形裝置的頸部側(cè)到面板側(cè)的方向，逐漸從圓形變成非圓形。
全文摘要
一種陰極射線管，具有低聚焦退化、最佳的聚焦特性和改進(jìn)的分辨率，這是通過(guò)優(yōu)化在邊緣部分的水平內(nèi)徑和在校正電極的一個(gè)外電子束通孔的外端到另外的一個(gè)外電子束通孔的外端之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)的，所說(shuō)的邊緣部分是構(gòu)成用于聚焦電子束到屏幕上的電極的主透鏡的一個(gè)公用的開(kāi)口部分。
文檔編號(hào)H01J29/50GK1521798SQ20041003954
公開(kāi)日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2004年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者金閏鎮(zhèn), 李宰豪 申請(qǐng)人:Lg飛利浦顯示器(韓國(guó))株式會(huì)社