专利名称：彩色阴极射线管的电子枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种彩色阴极射线管(CRT)，特别是一种彩色阴极射线管的电子枪。
背景技术：
通常，彩色阴极射线管是一种用于电视、示波器、观测雷达等的显示器。根据接收到的图像信号通过控制来自于电子枪的电子束并且通过碰撞在所述屏面板后面形成的磷光质涂层而在屏面板的前表面显示图像。
图1所示为普通阴极射线管的示意图。该阴极射线管包括一个屏面板102，作为前玻璃；一个漏斗管103，通过和所述屏面板接合在一起形成真空的后玻璃；一个荧光屏104，在所述屏面板102的内表面涂覆磷光质涂层形成，用于在电子束碰撞时发光；一个电子枪106，用于发射碰撞所述荧光屏104的电子束107；一个偏转系统121，安装于和所述漏斗管103的外圆周有一定间隔的位置，以使电子束107偏转朝向荧光屏104；一个荫罩105，安装于和荧光屏104之间有一定距离的位置；一个荫罩框架109，用于固定/支持所述荫罩105；以及一个内屏蔽110，沿着并朝向所述漏斗管103安装，以便于通过屏蔽外部地磁场防止色彩纯度的恶化。
如图2所示，电子枪106包括一个三极真空管单元，该单元由排列成直线的阴极130组成并且通过加热内部发热器产生电子束107；一个控制栅131和一个加速栅132用于控制和加速从阴极130发出的电子；和一个由聚焦栅133和阳极135组成的用于聚焦和加速由三极真空管单元发出的电子束的主聚焦透镜单元。
加速栅132可以包括一个第一加速栅132a和一个第二加速栅132b，它们和控制栅131保持一定距离安装并且和阴极130保持一定距离接近阳极135安装。
通常，聚焦栅133可以包括两到四个栅，如图2中所示。它包括安装于第一加速栅132a和第二加速栅132b之间的一个第一聚焦栅133a；以及和第二加速栅132b保持一定距离安装的一个第二聚焦栅133b。
在上面描述的电子枪102中，当供电时，通过加热发热器电子束从阴极130的表面产生，该电子束由控制栅131进行控制，由第一和第二加速栅132a、132b进行加速，并且通过第一和第二聚焦栅133a、133b和阳极135进行聚焦或者加速。通过聚焦栅133和阳极135聚焦和加速了的电子束通过偏转系统121进行偏转，再射到屏面板102的荧光屏104上。
这里，控制栅131接地，500V～1000V施加到加速栅132上，25kV～35kV的高压施加到阳极135上，阳极电压的20％～30％的中间电压施加到聚焦栅133上。
特别是，因为静电透镜形成于第二聚焦栅133b和阳极135之间，所以产生在三极真空管单元内的电子束107被聚焦于荧光屏104的中心。
电子束107的聚焦状态可以通过下面的等式1来描述Ds=(Dx+Dsa)2+(Dsc)2]]>(等式1)其中，
Ds最终象素的大小Dx主透镜的放大倍率Dsa球面像差Dsc空间电荷排斥效应产生的放大的元素。
如等式1中所示，在屏幕上的最终象素的大小(Ds)受球面像差(Dsa)的影响。直接涉及到球面像差(Dsa)的主透镜形成于第二聚焦栅133b和阳极135之间。对应的孔150、160分别形成在第二聚焦栅133b和阳极135上，从而互相面对。对应的孔150具有椭圆形的边缘结构，并且红、绿、蓝电子束同时通过该孔150。
静电屏蔽栅134形成于对应的孔150、160处作为控制栅(inner grid)。形成于第二聚焦栅133b内的控制栅被称为第一静电屏蔽栅134a，而形成于阳极135内的控制栅被称为第二静电屏蔽栅134b。之所以形成第一和第二静电屏蔽栅134a、134b是为了使三色(红、绿、蓝)电子束均匀，并且它们使三电子束具有相同的形状。
如图3中所示，在第一和第二静电屏蔽栅134a、134b中，排成直线的三电子束通孔140的形成是为了让电子束通过，三电子束通孔140和对应的孔150、160形成主聚焦透镜。
在常规电子枪106中，第一和第二静电屏蔽栅134a、134b具有相同的形状和大小，第一静电屏蔽栅134a和相应孔150之间的距离(L1)与第二静电屏蔽栅134b和相应孔160之间的距离(L2)相同。
另外，如图4中所示，形成于第一和第二静电屏蔽栅134a、134b上的三电子束通孔140由两个外侧孔140a和一个中心孔140b组成。这里，外侧孔140a所具有的垂直尺寸(WO)大于水平尺寸(HLO+HRO)，而且通常它所具有的形状是垂直方向上长一些。图4显示的是常规静电屏蔽栅134的电子束通孔的形状。孔的中心是穿过外侧孔140a的最大垂直宽度的垂直线的中心点。在水平方向上，从外侧孔140a的中心到中心孔140b左右两边的距离分别为距离HLO和HRO。外侧孔140a的水平尺寸可以被描述为HRO+HLO。
在常规电子枪中，外侧孔140a的HRO是2.53mm，而HLO是2.90mm，因此水平方向尺寸为5.43mm。外侧孔140a的垂直尺寸是5.96mm，因此它具有一个在垂直方向上长的形状。
电子束会聚被定义为在屏幕上三色电子束中红色(R)电子束和蓝色(B)电子束之间的距离。如图4中所示，在常规电子枪106中，外侧孔140a和中心孔140b之间的距离通常为5.5mm。红色(R)电子束和蓝色(B)电子束之间的距离是2*S，并且在常规电子枪中的电子束会聚大约为11mm。
在第一和第二静电屏蔽栅134a、134b中，红色电子束和蓝色电子束被分开11mm，而在屏幕上的距离大约为8-10mm。然而，为了防止象素变形在屏幕上的距离必须为“0”。通常，只有当屏幕上的电子束会聚(OCV)在2mm内时，可以调整。因此，在常规技术中，为了解决此问题，在第一加速栅132a和第一聚焦栅133a之间执行预会聚，因此电子束107通过从第一聚焦栅133a到主透镜具有彼此不同的势差的各栅极。但是，当电子束107通过控制栅131和第二聚焦栅133b时，具有近乎相同形状和尺寸的第一和第二静电屏蔽栅134a、134b的电子束会聚降低，从而超过了调整范围。
发明内容
因此，本发明直指基本上消除了由相关技术的局限和不足导致的一个或者多个问题的彩色阴极射线管用的电子枪。
本发明的优点是提供一种彩色阴极射线管用的电子枪能够通过防止象素变形产生均匀的电子束并且通过使电子束会聚达到2.0mm以内改善分辨率。
本发明的其它特征和优点将在下面的说明书中进行阐述，其中部分可以从说明书中明晰，或者可以通过实践本发明来获知。本发明的目的和其它优点可以按照在所写说明书和其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和达到。
为了获得这些和其他优点并且按照本发明的目的，作为实例化的和充分说明的，在一种彩色阴极射线管内，彩色阴极射线管用的电子枪包括一个三极真空管单元，用于产生三电子束并控制和加速产生的电子束；一个主聚焦透镜单元，使所述三极真空管单元产生的电子束聚焦；一个第一静电屏蔽栅，安装在所述主聚焦透镜单元中，具有用于让三电子束通过的三个成直线排列的电子束通孔并且其中两个孔为外侧孔，而且具有第一椭圆形孔的该第一栅让所有三电子束通过，所述第一椭圆形孔和所述通孔间隔距离为d1；和一个第二静电屏蔽栅，安装在所述主聚焦透镜单元中，具有用于让三电子束通过的三个成直线排列的电子束通孔并且其中两个孔为外侧孔，而且具有第二椭圆形孔的该第二栅让所有三电子束通过，所述第二椭圆形孔和所述通孔间隔距离为d2；其中所述第一栅外侧孔具有外侧距离HL1和内侧距离HR1而所述第二栅外侧孔具有外侧距离HL2和内侧距离HR2；和其中HL1大于HR1，HL2大于HR2，d1大于d2，HL2大于HL1，并且HL2+HR2大于HL1+HR1。
可以理解的是，上述概括的描述和下述详细的描述都是有代表性的和解释性的，本意是为请求保护的发明提供进一步的解释。
被包含进来以备本发明的进一步理解并且被合并入而构成本说明书的一部分的附图用来图示本发明的实施方式并和说明书一起来解释本发明的原理。
在附图中图1所示为常规彩色阴极射线管结构的截面图；图2所示为常规彩色阴极射线管用的电子枪的透视图；图3所示为常规第一和第二静电屏蔽栅的主视图；图4所示为常规第一和第二静电屏蔽栅的电子束通孔的示意图；图5所示为按照本发明的第一静电屏蔽栅的电子束通孔的示意图；图6所示为按照本发明的第二静电屏蔽栅的电子束通孔的示意图；图7显示按照电子束通孔的内侧距离和外侧距离的比率电子束会聚的图表；图8所示为按照第一和第二静电屏蔽栅的电子束通孔内侧距离的比率的电子束形状的示意图；
图9所示为按照本发明的第一和第二静电屏蔽栅的外侧孔的水平截面图；图10所示为本发明的外侧孔的其它实施方式的示意图。
具体实施例方式
现在将参照本发明的一个实施方式进行详细说明，该实施方式的例子图示在附图中。
如图5到9中所示，按照本发明的一种彩色阴极射线管用的电子枪包括一个三极真空管单元，用于产生三电子束，控制和加速电子束；和一个主透镜单元，用于聚焦和加速在所述三极真空管单元内控制和加速的电子束。
主透镜单元包括一个第一聚焦栅133a，安装在三极真空管单元的多个加速栅132之间；一个第二聚焦栅5，和加速栅132相隔一定距离安装；和一个阳极6，和第二聚焦栅5相隔一定距离安装。
第二聚焦栅5和阳极6分别包括一个第一静电屏蔽栅2a，具有用于让三电子束通过的成直线排列的电子束通孔3；和一个第二静电屏蔽栅2b，具有用于让三电子束通过的成直线排列的电子束通孔4。分别形成于第一和第二静电屏蔽栅2a、2b上的电子束通孔3、4由位于三个孔中心处的中心孔3b、4b；和中心孔3b、4b外侧的一对外侧孔3a、4a组成。
孔的中心是外侧孔3a、4a内具有最大垂直宽度的垂直线的中心点。在水平方向上，从外侧孔3a、4a的中心到朝向中心孔3b、4b方向的外侧孔边的距离是内侧距离HR1、HR2；从外侧孔3a、4a的中心到远离中心孔3b、4b方向的外侧孔边的距离是外侧距离HL1、HL2。第一静电屏蔽栅2a的外侧距离HL1和内侧距离HR1的比率HL1/HR1不同于第二静电屏蔽栅2b的比率HL2/HR2。
本发明的电子枪中，第一和第二静电屏蔽栅2a、2b的电子束会聚通孔3、4将通过测试结果显示。
当HR1和HR2相同时，HL1和HL2可以进行调整。图7是HL2/HL1比OCV的图，如果HL2/HL1近似大于1.03，则电子束会聚不大于2mm。另外，为了使HL2/HL1近似大于1.03，HL1必定小于HL2。因为HL1和HL2是减小电子束会聚(OCV)的重要因素，所以HL1越小HL2越大，更多的电子束会聚将会增加。因此，当第一和第二静电屏蔽栅2a、2b的内侧距离HR1、HR2相等时，第二静电屏蔽栅2b的HL2/HR2必须大于第一静电屏蔽栅2a的比率HL1/HR1。
当电子束到达有效屏幕时，如图8中所示，在水平方向上发生霾(haze)，在垂直方向上发生核(core)，从而散光形成。这里，散光按尺寸大小发生，而分辨率按散光的形状改变。
当为了获得2mm的电子束会聚而一律确定HL2/HL1为1.03，HR1/HR2为1.0时，如图8(A)中所示，在水平方向上发生霾，在垂直方向上发生半月形核。在以中心点为中心的左右两侧，霾和核的形状不同。换句话说，发生外侧电子束变形的现象。
为了解决上述问题，在本发明中，水平距离HR1+HL1小于水平距离HR2+HL2。同时，HR1不同于HR2。
如图8(B)中所示，当HL2/HL1被一律确定为1.03，而HR1/HR2是0.90时，霾和核以中心轴为基础双向(左和右)不对称。然而，如图8(C)中所示，当HR1/HR2是0.8时，电子束双向(左和右)对称。当第一和第二静电屏蔽栅2a、2b的水平距离被固定，HL2根据HR2的减小而增加，双向(左和右)对称的霾和核可以被形成如图8(C)中所示。
在本发明的该实施方式中，HL2/HR2近似为2.13，HL1/HR1近似为1.49，而外侧孔的水平距离比率是第二静电屏蔽栅2b超过第一静电屏蔽栅2a的水平距离的1.05。
在按照本发明的彩色阴极射线管用的电子枪中，如图9中所示，因为第二静电屏蔽栅2b形成于第一聚焦栅5和阳极6之间，所以第一和第二静电屏蔽栅2a、2b的外侧孔3a、4a朝向边单元7的轴向延伸线8的外侧形成，电子束通孔4的水平距离长于相应孔9、10的水平距离。距离d1是孔3和椭圆形孔9之间的距离。距离d2是孔4和椭圆形孔10之间的距离。距离d1可以大于d2。另外，椭圆形孔10的长度可以大于椭圆形孔9的长度。
另外，可以在三极真空管和主透镜之间施加磁场到电子束上。这可以进一步帮助在荧光屏上聚焦电子束到小的尺寸。
另外，通过使用电子枪组件中的夹具形成第二静电屏蔽栅2b的外侧电子束通孔4a，该组件可以被更顺利地完成。
同时，在本发明的该实施方式中，第一和第二静电屏蔽栅2a、2b的外侧孔具有不同的椭圆形。然而，如图10(A)中所示，可以构造成多个具有不同半径曲率的圆弧(R1、R2)的组合。另外，如图10(B)中所示，还可以构造成多个直线的组合。
在本发明的电子枪中，通过优化设计电子束通孔外侧孔的尺寸来产生均匀的电子束和获得2.0mm内的电子束会聚，分辨率可以得到改善。另外，通过使霾和核具有对称的形状，象素变形可以被减少。
显而易见，在不脱离本发明的精神或者范围的前提下，本领域技术人员在本发明中可以进行各种修改和变化。因此，本发明的意图是，只要这些修改和变化覆盖在所附权利要求和它们的等同物的范围内，本发明包括这些修改和变化。
权利要求
1.一种彩色阴极射线管用的电子枪，包括一个三极真空管单元，用于产生三电子束并控制和加速产生的电子束；一个主聚焦透镜单元，使所述三极真空管单元产生的电子束聚焦；一个第一静电屏蔽栅，安装在所述主聚焦透镜单元中，具有用于让三电子束通过的三个成直线排列的电子束通孔并且其中两个孔为外侧孔，而且具有第一椭圆形孔的该第一栅让所有三电子束通过，所述第一椭圆形孔和所述通孔间隔距离为d1；和一个第二静电屏蔽栅，安装在所述主聚焦透镜单元中，具有用于让三电子束通过的三个成直线排列的电子束通孔并且其中两个孔为外侧孔，而且具有第二椭圆形孔的该第二栅让所有三电子束通过，所述第二椭圆形孔和所述通孔间隔距离为d2；其特征在于，所述第一栅外侧孔具有外侧距离HL1和内侧距离HR1而所述第二栅外侧孔具有外侧距离HL2和内侧距离HR2；和其中HL1大于HR1，HL2大于HR2，d1大于d2，HL2大于HL1，并且HL2+HR2大于HL1+HR1。
2.一种彩色阴极射线管，包括一前玻璃屏面板；一连接到该屏面板上的漏斗管；一形成于该屏面板内表面上的荧光屏；一具有彩色筛选功能的荫罩，该荫罩和该荧光屏间隔一个预定的距离放置；和一彩色阴极射线管用的电子枪，进一步还包括一个三极真空管单元，用于产生三电子束并控制和加速产生的电子束；一个主聚焦透镜单元，使所述三极真空管单元产生的电子束聚焦；一个第一静电屏蔽栅，安装在所述主聚焦透镜单元中，具有用于让三电子束通过的三个成直线排列的电子束通孔并且其中两个孔为外侧孔，而且具有第一椭圆形孔的该第一栅让所有三电子束通过，所述第一椭圆形孔和所述通孔间隔距离为d1；和一个第二静电屏蔽栅，安装在所述主聚焦透镜单元中，具有用于让三电子束通过的三个成直线排列的电子束通孔并且其中两个孔为外侧孔，而且具有第二椭圆形孔的该第二栅让所有三电子束通过，所述第二椭圆形孔和所述通孔间隔距离为d2；其特征在于，所述第一栅外侧孔具有外侧距离HL1和内侧距离HR1而所述第二栅外侧孔具有外侧距离HL2和内侧距离HR2；和其中HL1大于HR1，HL2大于HR2，d1大于d2，HL2大于HL1，并且HL2+HR2大于HL1+HR1。
3.权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于，所述三极真空管单元包括多个发射电子束的阴极，一个控制栅和一个加速栅。
4.权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于，所述主透镜单元包括多个聚焦栅和一个用于将电子束聚焦到屏幕上并形成主聚焦透镜的阳极。
5.权利要求4的彩色阴极射线管，其特征在于，所述第一静电屏蔽栅安装在所述聚焦栅内，并且所述第二静电屏蔽栅安装在所述阳极内。
6.权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于，比率HL2/HR2大于比率HL1/HR1。
7.权利要求6的彩色阴极射线管，其特征在于，所述比率HL2/HR2大约为2.13，而所述比率HL1/HR1大约为1.49。
8.权利要求5的彩色阴极射线管，其特征在于，比率HL2/HR2大于比率HL1/HR1。
9.权利要求8的彩色阴极射线管，其特征在于，所述比率HL2/HR2大约为2.13，而所述比率HL1/HR1大约为1.49。
10.权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于，比率HL2/HL1大于大约1.03。
11.权利要求10的彩色阴极射线管，其特征在于，比率HL2/HL1小于大约1.05。
12.权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于，比率HL2/HL1大于大约1.02。
13.权利要求12的彩色阴极射线管，其特征在于，比率HL2/HL1小于大约1.06。
14.权利要求2的彩色阴极射线管，进一步还包括作用于在所述三极真空管单元和所述主聚焦透镜单元之间的电子束上的一个磁场。
15.权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于，所述第二椭圆形孔的长度大于所述第一椭圆形孔的长度。
16.权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于，所述静电屏蔽栅的外侧孔由多个具有不同曲率半径的圆弧的组合组成。
17.权利要求2的彩色阴极射线管，其特征在于，所述静电屏蔽栅的外侧孔由多条直线的组合组成。
全文摘要
在一种彩色阴极射线管中，该彩色阴极射线管用的电子枪包括一个三极真空管单元，用于产生三电子束并控制和加速产生的电子束；一个主聚焦透镜单元，使所述三极真空管单元产生的电子束聚焦；一个第一静电屏蔽栅，安装在所述主聚焦透镜单元中，具有用于让三电子束通过的三个成直线排列的电子束通孔并且其中两个孔为外侧孔，而且具有第一椭圆形孔的该第一栅让所有三电子束通过，所述第一椭圆形孔和所述通孔间隔距离为d1；和一个第二静电屏蔽栅，安装在所述主聚焦透镜单元中，具有用于让三电子束通过的三个成直线排列的电子束通孔并且其中两个孔为外侧孔，而且具有第二椭圆形孔的该第二栅让所有三电子束通过，所述第二椭圆形孔和所述通孔间隔距离为d2；其中所述第一栅外侧孔具有外侧距离HL1和内侧距离HR1而所述第二栅外侧孔具有外侧距离HL2和内侧距离HR2；和其中HL1大于HR1，HL2大于HR2，d1大于d2，HL2大于HL1，并且HL2+HR2大于HL1+HR1。
文档编号H01J29/50GK1492466SQ0315011
公开日2004年4月28日 申请日期2003年7月17日 优先权日2002年10月24日
发明者金文植, 金铉喆, 姜炳圭 申请人:Lg飞利浦显示器(韩国)株式会社