[发明专利]单电子束跟踪管

说明书

本发明涉及一种显示设备，该显示设备包括一个“束指引”型(或跟踪式)彩色阴极射线管，显像管中具有显示屏，而显示屏中则具有多个平行的荧光线和单束电子枪。

阴极射线管中，采用荫罩板来确保色彩选择，荫罩板在阴极射线管(CRT)中是较昂贵的部件，此外，其穿透率通常不到20％，因此，要想获得预定的亮度，必须具有相对较强的电子束电流。该较大的电流强度约束了电子光学的特性。

新采用的无荫罩板阴极射线管(CRT)可以避免上述弊端。这种阴极射线管中，可以沿着荧光线跟踪电子束。荧光线在红，绿，蓝之间交替变换。电子束的导引通过主动操作电子束来实现，因而采用了反馈机制。对于该类型的显像管，可以称为电子束跟踪显像管或束指引显像管。

为确保色彩纯度，荧光线中的光斑尺寸必须足够小。实际上，很难做到对三个电子束同时进行跟踪。作为替代，采用三电子束顺序写入三种颜色。然而这种方案中，电子束电流强度是三枪三束电子束的三倍。因此，容易产生空间电荷相互作用，从而使光斑尺寸变差，并因此影响色彩纯度。

因此，尽管单电子束跟踪管会导致较大的电子束电流，本发明的目标还是提供一种具有高色彩纯度的单电子束跟踪管。该目标通过具有彩色阴极射线管的显示设备来实现，彩色阴极射线管在权利要求1中有说明。本发明是基于这样一种见解：即电子束电流增大所引起的色彩纯度恶化可以通过增加电子束的开度角得到补偿。电子束开度角的增加需要一个电子枪，电子枪具有一个有效直径较大的主透镜，较大的主透镜直径是为了防止产生球面像差。在阴极射线管中，格栅被激励后，形成透镜作用，格栅的其中一侧可以通过所谓的多形棒(玻璃棒)固定在CRT的管颈节。由于多形棒占据一定的空间，因此这些多形棒的存在使得格栅成为基本椭圆形状。(常规使用的彩色阴极射线管的三个电子束，每个格栅有三个孔，或者电子束穿孔，电子束孔形状的选择要满足为每个电子束产生圆形透镜的作用)。

单束电子枪中使用的椭园形格栅只有一个孔。此外，该孔必须足够大以获得最佳的透镜质量。为满足上述要求，设计的第一步的选择的依据是：椭圆形格栅中含有椭圆形电子束穿过孔，格栅的纵向轴和小孔的纵向轴相一致。而且，纵轴通常横穿荧光线方向。(最好，荧光线的方向与长方形显示屏的纵向轴相平行，但本发明不局限于此)。

事实上，由于透镜的最大直径取决于CRT管颈的内部直径，所以有效透镜直径的可扩大空间非常有限。设计中的第二步是采用一个所谓的分布主透镜(DML)。DML包括多个金属格栅(至少包括第一格栅，最终格栅和中间格栅)，这些金属格栅通过分压器电气连接在一起(高阻)，通过分压器，主透镜电压逐步、逐级地分布在格栅上，所导致的电位电压分配可以仿效具有大直径的标准透镜。

格栅的椭圆形形状，以及格栅中的孔，使得y方向有效透镜直径相对较大，而x方向则相对较小。因此，导致y方向上的透镜强度要比x方向的弱：透镜的非圆形特性导致显示屏中光斑的散光。本发明也提供了解决该问题的一种方法。根据第一实施方案，该散光可以通过由“动态-散光和聚焦”节(DAF)产生的动态聚焦得以校正，DAF可以装设在，例如主聚焦透镜的电子束入口侧，如同用在荫罩式高后端电视显像管中的电子枪。

然而，采用DAF来补偿由主透镜引起的散光，存在如下缺点：它在某种程度上恶化了y方向透镜的质量。本发明中有两种或多种优选实施方案可以用来补偿散光，这些实施方案将在下文中说明。

第一个方法如下：通过在紧挨格栅G2之外增加至少一个额外格栅，可以在x-z平面形成柱面透镜。该方法的实施方案图示在图5中。合理调整圆柱形透镜的强度可以产生额外的交叉，从而可以补偿由DML引起的散光。图6a示出了获得所需透镜功能的格栅布局。

也可以在上述柱面透镜中增加一个弱四极。四极的极性应该满足能使y-z平面中的电子束分岔，以便增加该平面中的透镜填充(lensfilling)(图6a和图6b)。要提高DML的y方向上的透镜质量必须有大的透镜填充。因此，X-z平面中的柱面透镜的强度必须能够相适应。此外，附加四极可以置于由柱面透镜引起的额外交叉附近。该方案中，x-z平面中的透镜不受影响。

与上述增加一个弱四极来增加y-z平面中的透镜填充不同，也可以在y-z平面采用一个附加交叉以及通过调整电子束-即在交叉附近分岔电子束，来调节透镜填充。