[发明专利]彩色阴极射线管用电子枪

说明书

本发明涉及彩色阴极射线管用电子枪，具体地说，涉及所述电子枪中透镜的改进。

提高彩管的分辨率是提高彩管质量的一个重要课题，为此，前人已作了许多努力。现有的电了枪是从阴极发射的电子束在预透镜中第一电极(G1)附近与电子枪轴线交叉后射向主聚焦透镜，在此处聚焦后使电子束大小在荧光屏上变得最小。对于多数彩管，其电子枪均采用发射三电子束的三枪型，在细管颈中要插入三支电子枪，故允许每支电子枪占据的空间很小，因此，透镜的尺寸受到限制，透镜产生的球差之影响无法进一步减小，很明显，三枪型的彩管，这个问题很突出。

为了减少主聚焦透镜的球差，日本专利特公平1-38345提出了一种用于三枪式投影管中的二次交叉的方案，这种方式在投影管中是十分有效的，其要点表示在附图1-3中。附图1(a)表示了没有上述不良影响的理想状态下主聚焦透镜ML聚焦电子束状态图，从离主聚焦透镜远的点P1发出的电子束通过透镜中央部经路径B1，而近点P3发出的电子束则通过透镜的外缘部经路径B3，并共同聚焦在屏1上，P2为介乎P1、P3点之间的点发出电子束经B2路径聚焦到屏1上，这样就保证了屏1上电子束尺寸很小，如S1所示。图1(b)是一般电子枪的情形，其结果与图1(a)不同，球差突出，屏1上电子束变得很大，如S2所示。图1(c)是二次交叉方式的情形，此时是使那些相当于图1(b)中由P3点发出的电子束，经过二次交叉后其发出的位置变为等效于图1(c)中的P3点，这样就接近于图1(a)中的理想状态了。图2、3分别表示一次交叉和二次交叉的现有技术中预透镜电子束交叉情况。如上所述，彩色阴极射线管中透镜的大小受到很大限制，在投影管中有效的二次交叉方案在这里存在以下问题：如图3及6所示，经二次交叉的电子束发散很大，射线和轴线交角的正切tgδ如设为0.09当与主透镜距离32mm时，电子束达到主透镜时直径将达5.8mm，如主透镜顶杯有孔径3.5mm，大于此直径的电子束部分将被顶杯截获，不仅这部分电子到不了屏1，顶杯也将因电子束撞击而受损、变形，这就是由于电子束二次交叉后发散大引起的问题，而只交叉一次时达到主透镜处其直径4.5mm，经聚焦可缩到2.6mm，如图5。

本发明的目的是提供一种改进的电子枪结构，既减少球差又不会因电子束二次交叉发散引起问题。

本发明的技术方案在于：在预透镜第二电极和第三电极(和主透镜连成聚焦电极)之间设置减速电极，其上施加比第二电极低的电压，使阴极发射电子束经第一次交叉其外侧部分在所述减速电极和主透镜之间发生再次交叉；在电子束二次交叉点和主透镜之间位于经二次交叉的电子束离轴线之距离大于经一次交叉的电子束离轴线之距离的地方设置一个单电位型的前置透镜。

根据本发明的方案，经二次交叉的电子束将被压缩，既保证全部发射的电子束聚焦在足够小的范围，从而有高的分辨率，又不会发生撞击顶杯的结果。

图1(a)是表示电子枪电子束聚焦而没有球差不良影响的理想状态图。

1(b)是说明实际电子枪电子束聚焦状态图。

1(c)是说明改善电子束聚焦状况的图。

图2是有一次交叉的电子束轨迹示意图。

图3是有二次交叉的电子束轨迹示意图。

图4是未设置减速电极的电子束轨迹图。

图5是电子束交叉一次的电子枪中电子束轨迹图。

图6是本发明实施例己设置减速电极的预透镜区域电子束轨迹图。

图7是本发明实施例电子枪中电子束轨迹图。

以下将叙述本发明的实施例。

图6是本发明的一个实施例电子束轨迹图，其横轴是电子枪轴向位置，纵轴是离轴位置，2为预透镜，其中21、22、23分别为第一、二、三电极，通常结构中第三电极实际上和主聚焦透镜相连构成聚焦电极，24是减速电极，加在第二、第三电极之间，其上施加低于第二电极的电压。图中水平方向各线3是电子束轨迹，纵向分布各线4是电极电场的等电位线，由于设置了减速电极，电子束形成二次交叉。图7是本发明实施例电子枪中电子束轨迹图，本例中5为前置透镜，是本发明增设的结构部件，它是将现有技术中主透镜聚焦电极分开，加入一个中心电极51形成一种单电位透镜结构。前置透镜5设置在电子束二次交叉点和主透镜之间的一个位置上，在此位置上二次交叉的电子束离轴线的距离要比交叉一次的电子束离轴线的距离要大，即在图3中B1线和B3线交点A和主透镜之间。电子束被前置透镜压缩，到达主透镜处其直径(在本例中)由不设前置透镜时的5.8mm减至近似现有水平，达到了本发明的目的，既减少了球差，提高了分辨率，又具有较小的达到主透镜的电子束直径，完全避免了电子束被顶杯截获的现象。

另外在此例中前置透镜5的中心电极51和减速电极24电压均可设定为0。通过适当选择该前置透镜的孔径和间隙使所述二个电极达到电压设定为0，就能完成电子束最佳化设计，同时使电子枪的供电电源大大简化，即可以不必另外增加电源。