專利名稱：陰極射線管中的直列式電子槍的制作方法
技術領域：
本發明涉及陰極射線管，更具體地講，涉及能夠改進聚焦特性的彩色陰極射線管直列式電子槍。
直列式電子槍中的電極一般是彼此間隔一定的距離垂直于電子束路徑排列，用于控制電子束以需要的形狀到達屏幕，下面參考
圖1對其進行詳細的說明，圖1示出了現有技術陰極射線管的剖面圖。
參考圖1，直列式電子槍具有三個相互獨立的陰極10，一個三個陰極共用的第一電極11，一個第二電極12，一個第三電極13，一個第四電極14，一個第五電極15，和一個第六電極16，每個電極彼此間隔一定的距離。此外，在第六電極16上有一個屏蔽帽17，并且具有一個連接到屏蔽帽、用于將電子槍電連接于射線管和把電子槍固定在射線管的頸部3的B.S.C(Bulb Space Connector)18。因此，電子束4從內置在各陰極10中的加熱器(未示出)發射，由作為控制電極的第一電極11控制，由作為加速電極的第二電極12加速，由第二電極12、第三電極13，第四電極14和第五電極15形成的一個預聚焦透鏡預聚焦/加速，并且由稱為聚焦電極的第五電極15和稱為陽極的第六電極16形成的一個主透鏡主要地聚焦/加速。然后，電子束4穿過一個選擇色彩的蔭罩1，并撞擊在熒光表面2上，使熒光表面發光。最后，通過一個把電子束偏轉到整個屏幕的偏轉線圈使來自電子槍的電子束4可以形成一個圖像。
圖2示出了現有技術的主透鏡形成電極的一個示例的透視圖，圖3示出了現有技術主透鏡形成電極中靜電場控制電極的前視圖。
參考圖2，主透鏡形成電極具有聚焦電極15和陽極16，聚焦電極15和陽極16在它們彼此面對的位置上具有三個電子束共用的跑道(running track)形狀的邊緣部分15a和16a，和在聚焦電極15或陽極16的內部位置上的圖3中所示的靜電場控制電極25和26。靜電場控制電極25或26是一個具有三個圓形通孔25a和26a的平板，用于放大主透鏡直徑。
上述主透鏡形成電極具有以下問題。
在解釋問題之前，先說明給圖像上光斑直徑造成影響的因素。影響圖像上光斑直徑的電子槍設計標準通常有透鏡尺寸，空間電荷斥力，和主透鏡球面象差。由于基本電壓條件，焦距，電子槍長度等等是固定的，因而可以用作電子槍設計標準的透鏡尺寸對光斑直徑Dx的影響是很小的，并且也只有輕微的效果。由于電子之間的排斥和碰撞，而使空間電荷斥力放大光斑直徑Dst，因而傾向于設計一個大的電子束發散角度(稱為發散角)，以減小空間電荷斥力造成的光斑直徑Dst的放大。與此相反，代表穿過一個根軸線(radical axis)和穿過一個原始軸線(protaxis)的電子的焦距差造成光斑直徑Dic的放大的特征的主透鏡球面象差在發散角較小時在屏幕上形成較小的光斑直徑。一般可以用下面三個參數來表達屏幕上的光斑直徑Dt。Dt=(Dx+Dst)2+Dic2]]>具體地講，減小球面象差同時減小空間電荷斥力的最好方法是提供具有較大直徑的主透鏡。但是，為了提供較大直徑的主透鏡所需的較大的邊緣部分15a和16a，以及從邊緣部分15a和16a到靜電場控制電極25和26的較大深度的靜電場控制電極25和26，會造成電子束光斑的如下蛻變。如圖3中所示，靜電場控制電極25或26具有使R,G,B三個電子束穿過的通孔25a和25b，其中中心電子束，G電子束，穿過中心電子束通孔25b，外側電子束，R和B電子束，穿過外側電子束通孔25a，每個外側電子束通孔25a在相反的方向上離開中心電子束通孔25b一定的距離。圖4示出了根據一個示例現有技術的主透鏡形成電極的光斑形狀。
參考圖4，外側電子束形成的每個光斑具有類似于等腰三角形的形狀，具有位于外側(與中心電子束側相反的一側)的兩個相等的側邊“B”相遇的頂點“A”和沿兩個相等側邊的光暈，這使外側電子束光斑蛻變，因為聚焦電極15的邊緣部分15a減弱了外側電子束的內側部分(中心電子束側)的上部和下部的聚焦力，和增強了外側電子束的外側(中心電子束的相反兩側)的上部和下部的聚焦力。這種現象可以如下一般地解釋。像一個從一側加壓在另一側凸起的充滿空氣的橡膠球，如果增強電子束外側的聚焦力，那么電子束內側的聚焦力將減弱，在屏幕上顯示出類似于等腰三角形的光斑形狀。此外，沿兩個相等的側邊“B”形成有細密的光暈。雖然陽極16施加與聚焦電極15的作用相反的作用力，可以稍微糾正外側電子束光斑，但是，由于主透鏡中聚焦電極增強聚焦力的作用遠大于陽極的加速作用，因而最終僅展示出聚焦力造成的光斑形狀。
圖5示出了現有技術的主透鏡形成電極的另一個示例的透視圖，圖6A示出了一個現有技術的主透鏡形成電極的聚焦電極中的靜電場控制電極的前視圖，圖6B示出了一個現有技術的主透鏡形成電極的陽極中的靜電場控制電極的前視圖。
參考圖5，現有技術的主透鏡形成電極15的另一個示例具有一個聚焦電極15，一個陽極16，分別在聚焦電極15和陽極16的相反側面的三個電子束共用的跑道形狀的邊緣部分15a和16a，和分別在聚焦電極15和陽極16內部與邊緣部分相距一定距離的如圖6A和6B中所示的靜電場控制電極35和36。如圖6A中所示，聚焦電極15中的靜電場控制電極35具有一種平板形狀，帶有三個用于放大主透鏡直徑的垂直延長的通孔35a和35b。如圖6B中所示，陽極16中的靜電場控制電極36具有一種平板形狀，帶有一個用于加速電子束的圓形通孔36a。上述現有技術主透鏡形成電極的另一個示例具有如下問題。盡管現有技術主透鏡形成電極15的另一個示例中的聚焦電極15的聚焦與前一個示例的相同，但是由于設置在遠離邊緣部分16a的靜電場控制電極的位置的陽極16的減弱的加速使發散作用相對于前一個示例弱很多，所以屏幕上外側電子束的光斑形狀顯示為如圖7中所示，與圖4中的相反。
總之，現有技術的主透鏡形成電極的示例和另一個示例具有以下問題。
主透鏡對外側電子束的作用造成的中心電子束和外側電子束之間的差異在屏幕的中央部分形成了垂直的細密光暈，并且在屏幕的周邊區域形成了不能聚焦成清晰光斑的失真光斑，因而不能使聚焦滿足高清晰度大尺寸屏幕，平面屏幕，和提供大視角的要求。
為了形成圓形外側電子束光斑，現有技術電子槍需要十分小心地組裝，導致了電子槍生產率的下降，因為一側光暈的形成對于電子槍的有關孔的對準和電極的平面度的組裝精度是十分敏感的。
因此，本發明致力于實際上消除了由于現有技術的局限和缺陷造成的一種或多種問題的彩色陰極射線管直列式電子槍。
本發明的目的是要提供一種彩色陰極射線管中的直列式電子槍，其中為了優良的聚焦和改善組裝工作，改進了主透鏡形成電極的結構。
在下面的說明中將提出本發明的附加特征和優點，并且從說明中將部分地了解這些附加特征和優點，或可以通過實踐本發明了解。通過在寫出的說明書及其權利要求以及附圖中特別指出的結構可以實現和得到本發明的目的和其它優點。
為了取得這些和其它優點并且根據本發明的目的，作為具體和廣義的說明，彩色陰極射線管中的直列式電子槍包括具有至少兩個用于聚焦電子束的電極的預聚焦透鏡部分，具有兩個或兩個以上的把電子束聚焦在屏幕上的電極的主透鏡部分，和主透鏡部分的電極中的至少一個具有一個中心電子束通孔和兩個外側電子束通孔的靜電場控制電極，其中每個外側電子束通孔具有一種圓形孔和矩形孔組合的形狀，矩形孔具有比靜電場控制電極的中心電子束通孔的垂直直徑“V1”大的高度“V2”。
應當知道，上述的一般性說明和以下的詳細說明只是說明和解釋性的，是要對權利要求中定義的本發明提供進一步的解釋。
說明書中包括了附圖，以提供對本發明的進一步的理解，并且與說明書結合構成說明書的一部分，附圖示出了本發明的實施例，并且與說明書一同用于解釋本發明的原理。
在附圖中圖1示出了現有技術陰極射線管的剖面圖；圖2示出了現有技術主透鏡形成電極的一個示例的透視圖；圖3示出了現有技術主透鏡形成電極中一個靜電場控制電極的前視圖；圖4示出了根據一個示例現有技術主透鏡形成電極的光斑的形狀；圖5示出了現有技術主透鏡形成電極的另一個示例的透視圖；圖6A示出了在一個現有技術主透鏡形成電極的聚焦電極中的靜電場控制電極的前視圖；圖6B示出了一個現有技術主透鏡形成電極的陽極中的靜電場控制電極的前視圖；圖7示意性示出了另一個示例現有技術主透鏡形成電極的光斑的形狀；圖8示出了根據本發明的一個優選實施例的主透鏡形成電極的靜電場控制電極中一個位于預聚焦透鏡一側的靜電場控制電極的前視圖；圖9示出了根據本發明的一個優選實施例的主透鏡形成電極的靜電場控制電極中一個位于屏幕一側的靜電場控制電極的前視圖；圖10示出了根據本發明的另一個優選實施例的主電極形成電極的一個靜電場控制電極的前視圖；圖11示出了本發明的一個靜電場控制電極造成的電子束的光斑形狀；圖12示出了顯示形成在本發明的靜電場控制電極中的矩形孔的寬度與各方向上的恰當聚焦電壓(just focus voltage)之間的相關性的曲線圖；圖13A～13C示出了隨中心孔和外側孔的垂直直徑的相對尺寸改變的光斑形狀。
現在將詳細地參考本發明的優選實施例，在附圖中示出了它們的示例。圖8示出了根據本發明的一個優選實施例的主透鏡形成電極的靜電場控制電極中一個位于預聚焦透鏡一側的靜電場控制電極的前視圖。
參考圖8，靜電場控制電極150包括一個位于一個聚焦電極(見圖2)內部離開聚焦電極的邊緣部分(見圖2中的15a)一定距離的平板電極，平板電極具有一個圓形中心電子束(G電子束)通孔152，和兩個外側電子束(R和B電子束)通孔151，每個外側電子束通孔151都具有一種與一個矩形孔組合的圓形孔的形狀。更具體地講，每個外側電子束通孔151具有一種帶有一個矩形孔的圓形孔形狀，矩形孔在相對于圓形孔中心的中心電子束通孔的相反一側組合到圓形孔的半圓部分，其中矩形孔具有與圓形孔直徑相同的高度“V2”，和小于圓形孔半徑的寬度“H”。通過改變靜電場控制電極150的形狀，可以糾正邊緣部分(見圖2中的15a)造成的，在每個外側電子束的上和下內側部分(即，中心電子束兩側的外側電子束的上和下部)的聚焦力減弱。也就是說，通過在形成靜電場控制電極的外側電子束通孔151時組合圓形孔和矩形孔，矩形部分減弱了外側電子束的上和下外側(即，與中心電子束相反的兩側的外側電子束的上部和下部)的聚焦力，以糾正邊緣部分造成的聚焦力差別。此外，需要外側電子束通孔151的垂直直徑“V2”大于中心電子束通孔152的垂直直徑“V1”，以形成接近如圖11和13C中所示的圓形的外側電子束光斑，否則不良聚焦將導致如圖13A和13B中所示的細密光暈。
圖12示出了顯示形成在本發明的靜電場控制電極中的矩形孔的寬度與各周邊光斑方向上的恰當聚焦電壓之間的相關性的曲線圖，從中可以知道，當矩形孔的寬度“H”是1.5mm時，外側電子束的內側部分(中心電子束兩側)和外側部分(中心電子束的相反的兩側)的上部和下部的恰當聚焦電壓是相同的，對于垂直和水平方向聚焦電壓也有相同的結果。也就是說，如圖13C中所示，可以知道，可以在屏幕上獲得接近圓形的光斑形狀。與此結合，由于本發明的上述靜電場控制電極150允許使用芯軸，而在現有技術中在用珠焊以要求的間隔固定電極的珠焊(beading)工藝過程中使用芯軸作為用于支撐電極的夾具，所以可以不加改造地使用現有技術。
圖9示出了根據本發明的一個優選實施例的主透鏡形成電極的靜電場控制電極中一個位于屏幕一側的靜電場控制電極的前視圖。
參考圖9，當希望修改陽極造成的外側電子束光斑的矩形形狀時，把陽極中的靜電場控制電極160制造成聚焦電極中靜電場控制電極形狀(見圖8)的相反形狀。即，陽極(見圖2中的參考號16)中每個外側電子束通孔161具有一種帶有矩形孔的圓形孔形狀，矩形孔在相對圓形孔的中心電子束通孔一側組合到圓形孔的半圓部分上，其中矩形孔具有與圓形孔直徑相同的高度“V2”，和小于圓形孔的半徑的寬度“H”。根據這種形狀，可以糾正外側電子束內側部分(中心電子束兩側的外側電子束部分)的上部和下部的外側電子束的發散力減弱。
圖10示出了根據本發明的另一個優選實施例的主電極形成電極的靜電場控制電極的前視圖。
參考圖10，靜電場控制電極250包括一個位于聚焦電極內、離開聚焦電極的邊緣部分一定距離的平板形電極，平板形電極具有一個橢圓形中心電子束通孔252，和兩個外側電子束通孔251，每個外側電子束通孔251具有一種橢圓形孔與矩形孔組合的形狀。更具體地講，每個外側電子束通孔251具有一種帶有矩形孔的橢圓形孔的形狀，矩形孔在相對于橢圓形孔中心的中心電子束通孔一側組合到橢圓形孔的半橢圓形孔部分，其中矩形孔具有與橢圓形孔的垂直直徑相同的高度“V2”，和小于橢圓形孔的短直徑一半的寬度“H”。由于可以通過過糾正靜電場控制電極和陽極的邊緣部分過糾正造成的外側電子束的上下內側部分(即，中心電子束兩側的外側電子束的上部和下部)，與外側電子束的上下外側部分(即，中心電子束的相反的兩側的外側電子束的上部和下部)之間的聚焦力的差別，可以形成與圖4相反的圖7中所示的光斑形狀，所以改變了靜電場控制電極250的形狀。因此，組合橢圓形孔和矩形孔，形成靜電場控制電極的外側電子束通孔251，以利用矩形孔部分糾正邊緣部分造成的聚焦力差而減弱外側電子束內側部分(中心電子束側)的聚焦力。如圖11和13C中所示，外側電子束的矩形孔251的高度“V2”需要大于中心電子束通孔252的垂直直徑“V1”，以形成接近圓形的外側電子束的光斑形狀，否則光斑形狀將具有不良聚焦造成的圖13A和13B所示的細密光暈。從圖12可以知道，當矩形孔的寬度“H”是1.5mm時，外側電子束的內側部分(中心電子束的兩側)和外側部分(中心電子束的相反的兩側)的上部和下部的恰當聚焦電壓是相同的，對于垂直和水平方向聚焦電壓也可以取得相同的結果。也就是說，如圖13中所示，可以知道，在屏幕上可以獲得接近于圓形的光斑形狀。
如上所述，本發明的彩色陰極射線管中的直列式電子槍具有以下優點。
可以通過改變靜電場控制電極的電子束通孔的形狀獲得的屏幕上的圓形光斑，使得能夠在整個屏幕上具有良好聚焦。由本發明使其變得更為方便的現有技術芯軸的使用，使得能夠不加任何改變地使用現有技術的制造方法，和進行容易的電子槍對準。在本發明中可以獲得的屏幕上的圓形光斑使得一側光暈的形成對于電子槍非對準不那么敏感。
熟悉本領域的人員應當知道，可以對本發明的彩色陰極射線管中的直列式電子槍進行各種改造和改變，而不脫離本發明的精神和范圍。因此本發明將包括對本發明的改造和改變，只要它們在附屬權利要求和它們的等價物的范圍內。
權利要求
1．一種彩色陰極射線管中的直列式電子槍，包括具有至少兩個用于聚焦電子束的電極的預聚焦透鏡部分；具有兩個或兩個以上的用于把電子聚焦在屏幕上的電極的主透鏡部分；和主透鏡部分中的至少一個具有一個中心電子束通孔和兩個外側電子束通孔的靜電場控制電極，其中每個外側電子束通孔具有一種圓形孔和矩形孔組合的形狀，矩形孔具有大于靜電場控制電極的中心電子束通孔的垂直直徑“V1”的高度“V2”。
2．根據權利要求1所述的直列式電子槍，其中位于鄰近預聚焦透鏡的靜電場控制電極中每個外側電子束通孔具有將矩形孔組合到位于相對于圓形孔中心的中心電子束通孔的相反一側的圓形孔的半圓形孔部分的形狀。
3．根據權利要求1所述的直列式電子槍，其中位于鄰近屏幕的靜電場控制電極中的每個外側電子束通孔具有將矩形孔組合到位于相對于圓形孔中心的中心電子束通孔一側的圓形孔的半圓形孔部分的形狀。
4．根據權利要求2或3所述的直列式電子槍，其中矩形孔具有與圓形孔的直徑相同的高度，和小于圓形孔半徑的寬度。
5．根據權利要求1所述的直列式電子槍，其中位于鄰近預聚焦透鏡的靜電場控制電極中的每個外側電子束通孔具有將矩形孔組合到位于相對于橢圓形孔中心的中心電子束通孔的相反一側的橢圓形孔的半橢圓形孔部分的形狀。
6．根據權利要求5所述的直列式電子槍，其中矩形孔具有與橢圓形孔的垂直直徑相等的高度，和小于橢圓形孔的水平直徑一半的寬度。
7．根據權利要求5所述的直列式電子槍，其中靜電場控制電極中的中心電子束通孔是圓形的。
8．根據權利要求5所述的直列式電子槍，其中靜電場控制電極中的中心電子束通孔是橢圓形的。
全文摘要
彩色陰極射線管中的直列式電子槍包括具有至少兩個用于聚焦電子束的電極的預聚焦透鏡部分,具有兩個或兩個以上的用于把電子束聚焦在屏幕上的電極的主透鏡部分,和主透鏡部分的電極中的至少一個具有一個中心電子束通孔和兩個外側電子束通孔的靜電場控制電極,每個外側電子束通孔具有一種圓形孔和矩形孔組合的形狀,矩形孔具有大于靜電場控制電極的中心電子束通孔的垂直直徑“V1”的高度“V2”,因此能夠具有優良的聚焦和改進的組裝工作。
文檔編號H01J29/50GK1324100SQ0111569
公開日2001年11月28日 申請日期2001年4月29日 優先權日2000年5月16日
發明者曹成昊, 李壽根, 金玉泰, 金東映 申請人:Lg電子株式會社