陰極射線管的電子槍的製作方法
2023-05-31 07:34:21 5
專利名稱：陰極射線管的電子槍的製作方法
技術領域：
本發明涉及陰極射線管電子槍，更具體地說，涉及對應於電子槍的三極體的控制結構和加速電極，它用於減小具有要求高解析度的高圖像品質的陰極射線管的大電流區域內電子束的光點直徑。
如
圖1所示，普通彩色陰極射線管包括一個面板10，面板10具有形成在其內側的螢光膜11，一個漏鬥12形成在面板的後面與之結合，頸部20在漏鬥的後面連接到漏鬥，在頸部內具有一個電子槍30，一個位於漏鬥外表面上的偏轉線圈18用於使電子束向上、下、左和右偏轉，一個放置在面板內側的蔭罩14用於執行顏色分選，和一個框架16，支撐蔭罩並將其固定到面板上。
在上述構造的陰極射線管中，當向電子槍30提供一個視頻信號時，從電子槍30的陰極發射熱電子。根據從電子槍的電極施加的電壓，發射的電子朝面板10被加速並聚焦。這裡，電子束的傳播路徑通過設置在頸部20的磁鐵的磁場被調節，由於偏轉線圈18，傳播路徑被控制的電子束掃描形成在面板10內表面的螢光膜11。偏轉的電子束在通過蔭罩14的許多孔的同時進行顏色分選。顏色分選後的電子束撞擊螢光膜11發光，出現視頻信號。
排列在頸部20內側的一字形的電子槍30包括控制、加速和聚焦電極，它們垂直於電子束的傳播路徑安置，相鄰電板之間具有預定的距離，從而通過電極施加的預定電平的電壓能夠控制陰極產生的電子束到達屏幕。參考圖2，陰極射線管的普通電子槍30具有一個三電極部件33、一個前聚焦透鏡部件34、和一個主透鏡部件35。三電極部件33由三個R、G、B陰極31，作為三個陰極的公用柵的控制電極G1，放置在與陰極具有預定距離的地方，以及位於距控制電極預定距離處的加速電極G2構成。
前聚焦透鏡部件34由前聚焦電極G3和第二加速電極G4構成，前聚焦電極G3位於距加速電極G2預定間隔處，第二加速電極G4位於距前聚焦電極G3預定距離處。主透鏡部件35包括一個聚焦電極G5和一個陽極G6，聚焦電極G5位於距第二加速電極預定距離處，陽極G6位於距該加速電極預定距離處。前述電極的上部和下部被插入一個被稱之為玻璃條39的支撐件內，玻璃條39以預定間隔被固定。一個屏蔽杯37形成在陽極G6的末端，作為屏蔽電極用於屏蔽和削弱偏轉線圈18的漏磁。
當包括在陰極31內的加熱器32被加熱時，具有上述結構的電子槍30產生熱電子，這些產生的熱電子形成電子束(R、G、B)。電子束的發射量通過控制電極G1被確定後，發射的電子束穿過前聚焦透鏡部件34和主透鏡部件35時被加速電極G2加速並進行重複聚焦和加速處理，最終由偏轉線圈18水平和豎直偏轉以掃描螢光膜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的陽極G6接受25-35kV的高電壓，聚焦電極G5被提供以施加到陽極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，電子束聚焦的光點的大小取決於電子束穿過每一個電極的通孔時產生的球面象差。由於大球面象差使得電子束光點尺寸增加，從而電子束銳度降低，導致降低清晰度。
在使用一字形電子槍的普通陰極射線管中，紅、綠和藍三個電子束並行水平排列。為了使三個電子束會聚於螢光屏11上一點，需要使用非均勻磁場的磁集中型偏轉線圈。磁集中偏轉線圈18產生的磁場分布具有一個枕型水平偏轉磁場和一個桶型豎直偏轉磁場，以防止在螢光屏上會聚失調。
該磁場具有一個兩極分量和一個四極分量。兩極分量在水平或豎直方向上偏轉電子束，四極分量不僅執行水平或豎直偏轉，還防止會聚失調。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，在水平方向上發散電子束，導致象散的產生，使電子束的光點失真。這種失真的電子束在其中心以及上部和下部產生模糊，這種模糊現象被稱為光束相位的發散，致使在屏幕邊緣區域清晰度下降。為了解決這個問題，在加速電極G2形成一個水平長槽(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定的偏心距離，並且當它們從主聚焦透鏡部件34達到面板時聚焦在螢光屏11上的一點。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應於0.5-0.6mm，加速電極G2的孔類似於控制電極G1或在此基礎上增加10％。近來，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。
鑑於陰極射線管尺寸擴大和陰極射線管的高清晰度的趨勢，採用一種高精度蔭罩板來實現HDTV所要求的高清晰度，例如，實現高品質廣播和監視。高清晰度的實現還需要減小對應於象素尺寸的光點尺寸。為了減小電子束的光點尺寸，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，降低了電氣特性。產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之間的容量增加導致TV的視頻帶寬降低，降低了清晰度。
因此，本發明的一個目的是提供用於陰極射線管的電子槍，三電極部件加速電極的電子束通孔直徑大於控制電極，該控制電極比普通的厚，在高電流範圍內減小電子束光點直徑，實現高清晰度圖象質量。
為了實現本發明的目的，提供一種用於陰極射線管的電子槍，包括一個具有控制電極和加速電極的三電極部件，用於控制從多個陰極發射的電子束的量並加速該電子束，一個前聚焦透鏡部件，由用於聚焦和加速預定量的電子束的多個電極構成，和一個主透鏡部件，由用於把電子束聚焦在屏幕上的多個電極構成，其中三電極部件的加速電極的電子束通孔直徑對應於控制電極的電子束通孔直徑的140-220％，控制電極的厚度對應於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視圖；圖2示出了普通電子槍的結構；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係；圖5是曲線圖，示出了對應於控制電極G1和加速電極G2之間距離的電子束光點直徑和加速電極G2和前聚焦電極G3的電子束通孔直徑之間的關係；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尺寸之間的關係；
圖7是曲線圖，為解釋本發明的目的，示出了光點尺寸和加速電極的電子束通孔直徑之間的關係；以及圖8A和8B是曲線圖，分別示出了根據現有技術和本發明在高電流範圍內光點尺寸的變化。
現在詳細參考本發明優選實施例，在附圖中示出了其例子。
為了實現高清晰度，本發明提出一種減小電子束光點尺寸的方法。在電子槍用於TV的情況下在高電流範圍內光點尺寸應當小，而電子槍用於監視器情況下在低電流範圍內需要光點尺寸小。因此，本發明進行各種實驗，在電流為3000μA或更大的情況下減小每個紅、綠和藍電子束光點尺寸，從而減小高電流範圍內光點尺寸。
本發明測量相對於控制電極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尺寸的響應，和在每一個因數(直徑、距離和厚度)±0.05mm誤差範圍內相鄰電極之間的距離。在該實驗中，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。
在前述條件下該實驗獲得的結果如圖4所示。參考圖4，當控制電極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聚焦在螢光屏11上的光點尺寸迅速減小。前聚焦電極G3的電子束通孔直徑幾乎不影響光點尺寸。由此，可知光點尺寸對控制電極G1的電子束通孔直徑反應最靈敏，對加速電極G2的電子束通孔直徑有相對較大的響應。還可以發現控制電極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尺寸。即，要減小光點尺寸，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示出了光點尺寸對相鄰電極之間距離的響應。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之間的距離對光點尺寸的影響更靈敏，加速電極G2和前聚焦電極G3之間的距離幾乎不影響光點尺寸。參考圖6，控制電極G1的厚度比加速電極G2的厚度對光點尺寸的影響更強烈。
這些實驗結果由每一個電極對於光點尺寸的響應通過因數表示，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尺寸成正比，其餘因數與其成反比。控制電極G1的電子束通孔直徑對光點尺寸影響最大，然後是加速電極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限制地減小，由於電子束的活動，其必須具有一個預定的限制。因此，本發明試圖增加加速電極G2的電子束通孔直徑，擴展控制電極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，當兩個電極之間的距離變為控制電極G1的電子束通孔直徑的約80％時光點尺寸幾乎不減小，通過適當地控制兩個電極之間的距離，與現有技術相比光點尺寸可以減小13％。
即，當在現有技術中控制電極G1和加速電極G2之間的距離對應於控制電極G1的電子束通孔直徑的30％時，調節為直徑的40-80％以減小光點尺寸，提高本發明中的清晰度。此外，如圖7所示，儘管它們的當前孔徑彼此類似，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，光點尺寸與現有技術相比能夠被縮小接近12％。
如上所述可知，當加速電極G2的電子束通孔直徑增加到控制電極G1的220％並且它們之間的距離變成控制電極直徑的80％時，光點尺寸被減小約13％。這是因為光點尺寸取決於加速電極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示出了分別根據現有技術和本發明的在高電流範圍內光點尺寸的變化曲線。這裡，綠色電子束的光點尺寸在屏幕中心被測量。從圖8A和8B可知，與現有技術相比，當加速電極G2的電子束通孔直徑擴展到控制電極G1的220％時，在接近4000μA的高電流範圍內光點尺寸能夠被縮小13％，由點(A)和(B)表示。即，可以看到，如點(B)所示在高電流範圍內光點尺寸被減小到2.31mm，然而如點(A)所示在高電流範圍內普通光點尺寸為2.66mm。如上所述，光點尺寸在很大程度上取決於控制電極G1的孔徑和加速電極G2的孔徑之比。
此外，雖然控制電極G1的當前厚度對應於控制電極G1的電子束通孔直徑的約20％，當控制電極G1的厚度變成大於控制電極G1的電子束通孔直徑的30％時，光點尺寸沒有任何減小。因此，當控制電極G1的厚度為其孔徑的約30％時，光點尺寸可以減小5％。。雖然控制電極G1的厚度不是強烈影響的光點尺寸的因素，但它有助於減小光點尺寸。光點尺寸發減小是為了提高清晰度。由於清晰度與象素的水平方向關係密切而不是其豎直方向，光點尺寸減小意味著光點在水平程度上減小。
總之，本發明把加速電極G2的電子束通孔直徑擴展到控制電極G1的電子束通孔直徑的140-220％，並把控制電極G1的厚度增加到其電子束通孔直徑的30％，從而與現有技術相比減小了光點尺寸，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，根據本發明，加速電極G2的電子束通孔直徑擴展到控制電極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％，從而減小了高電流範圍內的電子束光點尺寸，實現了高清晰度圖形質量。
雖然已經圖示並描述了包括優選實施例的特定實施例，顯然對於本領域的技術人員來說在不脫離本發明的精神個範圍的條件下可以進行各種修改，這是在權利要求中試圖唯一地限定的。
權利要求
1.一種用於陰極射線管的電子槍，包括一個具有控制電極和加速電極的三電極部件，用於控制從多個陰極發射的電子束的量並加速該電子束，一個前聚焦透鏡部件，由用於聚焦和加速預定量的電子束的多個電極構成，和一個主透鏡部件，由用於把電子束聚焦在屏幕上的多個電極構成，其中所述三電極部件的加速電極的電子束通孔直徑對應於控制電極的電子束通孔直徑的140-220％。
2.根據權利要求1的用於陰極射線管的電子槍，其中控制電極的厚度對應於該控制電極的電子束通孔直徑的20-30％。
3.根據權利要求1的用於陰極射線管的電子槍，其中控制電極和加速電極之間的距離對應於控制電極電子束通孔直徑的40-80％。
全文摘要
用於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體,用於控制從多個陰極發射的電子束的量並加速該電子束,前聚焦透鏡部件,由用於聚焦和加速預定量的電子束的多個電極構成,和主透鏡部件,由用於把電子束聚焦在屏幕上的多個電極構成,其中三極體的加速電極的電子束通孔直徑對應於控制電極的電子束通孔直徑的140－220%。控制電極的厚度對應於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應於控制電極電子束通孔直徑的40－80%。從而在高電流範圍內減小了電子束的光點尺寸,實現了高清晰度圖象質量。
文檔編號H01J29/50GK1328336SQ0112281
公開日2001年12月26日 申請日期2001年6月13日 優先權日2000年6月13日
發明者金太奎, 金鉉喆 申請人:Lg電子株式會社