CN88100451A - 彩色显象管的电子枪 - Google Patents

Abstract

在具有三个阴极以及第一栅极和第二栅极的彩色显象管电子枪中，所述各栅极按次序排列并使其各孔对准相应于三个阴极的电子束路径；本发明的改进包括：第一栅极和第二栅极中至少一个的表面(对着另一个)包含对应于各孔邻近面以及环形边缘，后者向相对的另一个栅极凸出并环绕孔邻近面；对应于中心孔的环形边缘从以下平面缩回：该平面构成对应于两外侧孔的两个环形边缘；而对应于三孔的孔邻近面是这样构成的：使得它们基本上是共平面的。

Description

本发明涉及一种用于彩色显象管的一字排列式电子枪，并特别涉及构成该电子枪的第一栅极和第二栅极的结构。

用于彩色显象管的先有技术电子枪具有例如图1和2中所示的结构。如图1中所示，该电子枪包括按相同间隔排列在垂直于管轴的直线上的三个阴极1A、1B和1C，以及第一栅极2、第二栅极3、聚焦极4和阳极5，这些电极按预定间隔和上述次序从阴极1A-1C向着荧光屏（未示出）排列、并且其中每一个电极都具有一些与各电子束路径（对应于从阴极1A-1C发出的三束电子束）对齐的孔。

阴极1A、1B和1C，第一栅极2以及第二栅极3构成所谓“三极管部分”。通常在阴极1A-1C上加0-200伏可变电压，在第一栅极2上加0伏电压，以及在第二栅极3上加大约600伏电压，从而产生电子束6A、6B和6C。此外，在聚焦极4上加一个使电子束6A-6C在荧光屏上（图中未画出）聚焦到最佳状态的电压，并且在阳极5上加一个等于荧光屏电压的高压。

为了保持各电子束路径的正交性、各电极之间的平行度以及分别相对应的各电极孔之间的同心度，用以下方式装配象上述那样构成的彩色显象管的电子枪：把三根排列在一直线上并彼此保持平行的芯杆分别穿过各电极的三个孔，然后，把一些各自具有相互平行的表面的垫片***各相邻电极之间的间隙中。

就这种装配情况而言，如日本实用新型公开公报第1524211985所公开的那样，在此之前已经提出一种第一栅极2和第二栅极3、以便保证它们的相互平行度。更准确地说，如图2中所示，对于第一栅极2来说，各个外侧孔2a和2c的对着第二栅极3的周缘部分7a和7c比中心孔2b的周缘部分7b更向第二栅极3的一侧凸出，而对于第二栅极3来说，各个外侧孔3a和3c的对着第一栅极2的周缘部分8a和8c比中心孔3b的周缘部分8b更向第一栅极2的一侧凸出。这样，仅仅电极2和3的外侧周缘部分7a和8a、以及7c和8c接触到用于调整第一栅极2和第二栅极3之间相互间距的垫片（未示出）。因此，可以提高第一栅极2和第二栅极3的相互平行度。

根据现有技术，第一栅极2和第二栅极3的各外侧孔之间的间隔l_a和l_c实际上小于它们的中心孔之间的间隔l_b。

在彩色显象管中，通常必须调整三束电子束的阴极截止电压（即，阴极电流为“0”时的阴极电压）E_kco，以便达到使对应于红、绿和兰三基色的各电子束的阴极激励特性相等。众所周知，在阴极截止电压E_kco和所述三极管部分的尺寸之间保持着如下方程的关系：

E_kco＝A (D³)/(s·T₁·l) E_c2（1）

其中A表示一个常数，D-第一栅极2的各小孔的直径，S-每个阴极和对应的第一栅极2的小孔之间的间隔，T₁是第一栅极2的小孔的附近区域（例如图2中的22a）的厚度，l是第一栅极2和第二栅极3的对应的小孔之间的间隔，以及E_c2是第二栅极3的电压。

在先有技术的情况下，因为如图2中所示，间隔l_a和l_c小于间隔l_b，所以根据方程（1）的关系，必须使间距S_a和S_c大于间距S_b。

但是，在各个尺寸l和s不相等的三极管部分中，出现透镜特性方面（这些透镜是在该三极管部分中构成的）的差别，同时还出现各电子束（这些电子束是从该三极管部分发射的）的发散角方面的差别。结果，各电子束在主聚焦透镜上的入射角变成不相同，从而各电子束的聚焦条件变成不相同。即，各电子束的最佳聚焦电压变成不同。此外，这种趋势随着束电流I_b的增加而加剧。

实验和计算都已揭示：在间距l小而间距s大的情况下，相对于间距l大而间距s小的情况而言，所述发散角增大了，这使得电子束的最佳聚焦电压V_f上升了。

因此，在先有技术中，每个外侧电子束的电压V_f高于中心电子束的V_f。实际上，当电子束电流I_b变化时（如图3中所示）图1中所示的中心电子束6B的最佳聚焦电压V_f按用实线表示的特性曲线20变化，而每一个外侧电子束6A或6c的V_f按用虚线表示的特性曲线21变化。

因此，对于先有技术的电子枪来说，当束电流I_b变化时，中心电子束6B和外侧电子束6A或6C的最佳聚焦电压V_f将表现出不同的变化。因此，先有技术已经包含着这样的问题：当其中一个电子束调整到最佳聚焦状态时，另一个电子束就偏离最佳聚焦状态，这使得不能在荧光屏上产生清晰的图象。

本发明的目的是要提供一种用于彩色显象管的电子枪，在该电子枪中，使中心电子束和各外侧电子束的聚焦电压相等、以获得良好的图象质量。

本发明是通过下述方法来达到以上目的的：第一栅极和第二栅极中至少有一个的表面（对着另一栅极的）包括一些对应于各孔的孔邻近面或孔界限面以及一些向另一个相对的栅极凸出的、环绕这些孔邻近面的环形边缘;对应于中心孔的环形边缘从以下平面缩回：该平面构成对应于各侧外孔的两个环形边缘，同时，对应于三个小孔的孔邻近面是这样构成的：使得它们基本上是共平面的。

图1是表示彩色显象管电子枪的先有技术例子的结构的各主要部件的剖面图;

图2是图1中的三极管部分的放大的剖面图;

图3是表示彩色显象管电子枪的束电流和最佳聚焦电压之间关系的特性曲线图;

图4是表示用于本发明的彩色显象管电子枪中的三极管部分实施例的结构的剖面图;

图5是表示本发明的另一实施例的结构的剖面图;

图6是表示本发明的又一个实施例的结构的剖面图;以及

图7是用于说明本发明工作的特性曲线图。

由于如提要部分所述的本发明的结构，至少每个栅极的各外侧边缘接触到用于调整第一栅极和第二栅极之间相互间隔的垫片（未示出）。因此，可以提高第一栅极和第二栅极与管轴的正交性以及它们之间的相互平行度。

此外，可以使第一和第二栅极的各中心孔之间的间距基本上等于所述各栅极外侧孔之间的各间距。相应地，必须将中心电子束和各外侧电子束的截止电压调整到相等、以便能够使中心电子束和各外侧电子束的阴极与第一栅极小孔之间的间距相等。这样，就能够使各个电子束的三极管部分的透镜特性一致，从而能够最终使各个电子束的最佳聚焦电压一致。

下面将参考图4描述本发明的实施例。第一栅极10的对着第二栅极11的表面包含各面12a、12b和12c以及各环形边缘13a、13b和13c，所述各平面12a、12b和12c对应于各电子束孔10a、10b和10c、并且在各孔附近即限定各孔界限，所述各环形边缘13a、13b和13c向第二栅极11一侧凸出并环绕孔邻近面12a、12b和12c。此外，中心孔邻近面12b和外侧孔邻近面12a和12c是这样构成的：使得它们基本上是共平面的，而中心环形边缘13b是这样构成的：使得它从由外侧环形边缘13a和13c构成的平面缩回。

同样，第二栅极11的对着第一栅极10的表面包含面14a、14b和14c以及各环形边缘15a、15b和15c，所述面14a、14b和14c对应于各电子束孔11a、11b和11c，并且在各孔附近即限定各孔界限，而所述各环形边缘15a、15b和15c向第一栅极10的一侧凸出并且环绕各孔邻近面14a、14b和14c。此外，中心孔邻近面14b和各外侧孔邻近面14a和14c是这样构成的：使得它们基本上是共平面的，而中心环形边缘15b是这样构成的：使得它从由外侧环形边缘15a和15c构成的平面缩回。通过用这种方式构成第一栅极10和第二栅极11，使得两电极10和11的中心孔之间的间距l_b基本上等于该两电极的外侧孔之间的各个间距l_a和l_c。

图5表示本发明的另一个实施例。第一栅极10具有和图4中的一样的结构形式，而第二栅极3具有和图2中的先有技术的第二栅极一样的结构形式。此外，环绕孔邻近面8a、8b和8c，并且在含有这些孔邻近面的同一平面上形成环形边缘。

在本实施例的情况下，两电极10和3的中心孔的间距l_b与它们的外侧孔之间的间距l_a和l_c中的每一个都不相等，但是已使它们的差别小于先有技术中的这种差别、并可以使它们基本上相等。

图6表示本发明的又一个实施例。第一栅极10和图4中所示的一样，而第二栅极33是这样的：在同一水平面上构成面38a、38b和38c，这些面在中心孔33b和外侧孔33a、33c附近并且对着第一栅极10。这样就能够使两个栅极的中心孔之间的间距等于它们的各外侧孔之间的间距。在这种场合，在第二栅极33的中心孔邻近面38b的平直度与第二栅极33的外侧孔邻近面38a或38c的平直度之间出现了误差的情况下，各垫片的稳定性就可能变得有点不能令人满意。但是，因为第二栅极加上比第一栅极高的电压，所以与第一栅极相比较，第二栅极的结构机械精度对各电子束的性能通常只有较小的影响。因此，第二栅极所需的机械精度不象第一栅极的那样严格，从而可以把图6中的实施例付诸实际使用。

在这之前，间距l_b与l_a（或l_c）之间的差别已达到20至50微米。与此相比，当使用图4或图6中所示的实施例时，所述差别变为10微米或更小，以及当使用图5中所示的实施例时，所述差别变为10至25微米。因此，上述任何一个实施例都具有这样的作用，即，相对于先有技术，所述各间距之间的差别能被减小到一半或更小。

此外，所述实施例是这样实施的：当把用于调整第一栅极10和第二栅极11或3之间相互间距的各所述垫片***这些栅极10和11或3之间时，至少第一栅极10的外侧电子束孔各部分接触到所述垫片。因此，各栅极的稳定性是良好的，从而第一栅极10和第二栅极11或3与管轴的正交性以及所述各栅极之间的平行度保持良好状态。

这样，能够使第一栅极10和第二栅极11或3中心孔之间的间距l_b等于或基本上等于所述各栅极的外侧孔之间的间距l_a和l_c，同时，还能够使阴极1B和第一栅极10的孔10b之间的间距S_b基本上等于阴极1A、1C和第一栅极10的外侧孔10a10c之间的各间距S_a和S_c。因此，能够使三极管部分的中心电子束和各外侧电子束的电子光学特性一致，同时，能够使由电子束电流引起的上述两种电子束最佳聚焦电压的变化一致。

图7表示当束电流Ib＝4毫安时，第一和第二栅极的中心孔间距l_b同所述各栅极的外侧孔间距l_a或lc的差别与中心电子束的最佳聚焦电压V_fb同外侧电子束的最佳聚焦电压V_fa或V_fc的差别之间关系的实验结果。

实验结果表明：为了得到良好的图象质量，最好应当使电压差V_fa-V_fb和V_fc-V_fb在100伏范围内。因此，从图7显然可见，必须使间距差lb-la和lb-lc保持在至多25微米。图4、5和6中的各种结构的实施例满足了这个要求。

从以上的描述显然可见，根据本发明，能够保持第一栅极和第二栅极之间的相互平行度，除此之外，还能够使三极管部分的中心电子束和各外侧电子束的电子光学特性基本上一致。因此，能够使中心电子束和各外侧电子束的束电流-最佳聚焦电压关系曲线基本上一致，从而在整个束电流范围内获得极好的图象质量。

虽然上文仅仅描述了板状电极的情况，但是，不用说，通过使用杯状的电极也能产生类似的效果。

顺便指出，不必把上述各环形边缘做成连续线条的形状。就预定的目的说来，如果象已说明的那样***所述垫片并装配各电极就能达到所述目的的话，那么，完全可以由一些点状元件或相似之物构成各栅极的每个小孔的边缘。

Claims (4)

1、在一个具有三个阴极1A、1B、1C以及第一栅极10和第二栅极11的彩色显象管电子枪中，所述三个阴极以相等间距排列在垂直于管轴方向的一条直线上，所述各栅极按次序排列并且使其孔10a，10b，10c以及11a，11b，11c对准相应于所述三个阴极1A，1B，1C的各电子束路径，所述彩色显象管电子枪的特征在于：

-所述第一栅极10的对着所述第二栅极11、3、33的表面包括一些对应于与各电子束路径对齐的孔的孔邻近面12a、12b、12c以及一些向所述第二栅极11，3，33一侧凸出并环绕各所述孔邻***面12a、12b、12c的环形边缘13a、13b、13c，

-对应于与中心电子束路径对齐的所述孔的所述环形边缘13b从下述平面缩回：该平面包含对应于与各外侧电子束路径对齐的所述孔的两个环形边缘13a、13c，

-对准三个电子束路径的、所述第一栅极的各所述孔的所述孔邻近面12a、12b、12c都在同一平面上构成。

2、如权利要求1中所限定的彩色显象管电子枪，其特征在于：

-所述第二栅极11的对着第一栅极10的表面包括一些对应于与各电子束路径对齐的孔的孔邻近面14a、14b、14c以及一些向所述第一栅极一侧凸出并环绕各所述孔邻近面14a、14b、14c的环形边缘15a、15b、15c，

-对应于与中心电子束路径对齐的所述孔的所述环形边缘15b从下述平面缩回：该平面包含对应于与各外侧电子束路径对齐的各所述孔的两个环形边缘15a、15c，

-对准三个电子束路径的、所述第二栅极11的各所述孔的所述孔邻近面14a、14b、14c都在同一平面上构成。

3、如权利要求1中所限定的彩色显象管电子枪，其特征在于：

-所述第二栅极33的、对着所述第一栅极10的表面包括一些对应于与各电子束路径对齐的孔的孔邻近面38a、38b、38c以及一些环形边缘，这些环形边缘是在包含所述孔邻近面38a、38b、38c的同一平面上并且在所述各孔邻近面周围形成的，

-与三个电子束路径对准的，所述第二栅极33的所述孔的所述孔邻近面都在同一平面上构成。

4、如权利要求1中所限定的彩色显现管电子枪，其特征在于：

-所述第二栅极的对着第一栅极的表面包括一些对应于与各电子束路径对齐的孔的孔邻近面8a、8b、8c以及一些环形边缘，这些环形边缘是在包含所述孔邻近面8a、8b、8c的同一平面上并且在所述各孔邻近面周围形成的，

-对应于与中心电子束路径对齐的所述孔的所述环形边缘从以下平面缩回：该平面包含对应于与各外侧电子束路径对齐的所述孔的两个环形边缘。

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