專利名稱：電子槍電極有最佳固定裝置的彩色顯象管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有帶多個陰極和開孔電極、用于產(chǎn)生三束電子束的電子槍的彩色顯象管，更具體地說，涉及一字排列式電子槍，其中，所述電極中至少有一個包含用于把該電極固定到多個電絕緣支撐桿上的最佳固定裝置。
諸如

圖1中所示的一字排列式電子槍組件的各電極構(gòu)件順序排列，以使多束電子束沿隔開的共平面電子束通道加速和聚焦。通過固定裝置和鈕銷(stud)用機械方法將電子槍組件的電極構(gòu)件固定到沿所述束通道縱向延伸的至少一對絕緣支撐桿上。每個電極構(gòu)件通常具有用于容納在該電子槍中產(chǎn)生的各個電子束的若干空間相關(guān)的小孔。重要的是這些小孔是相對于相鄰電極構(gòu)件的相關(guān)小孔以及相應(yīng)的電子束產(chǎn)生表面精確在定位和對中的。制造該電子槍組件時，將各種電極構(gòu)件的固定裝置和鈕銷嵌入瞬時熱軟化的絕緣支撐桿中，此時將位于該電子槍組件向里擠壓、以便將該固定裝置和鈕銷壓入所述支撐桿中。這種擠壓力往往在該電子槍組件的電極構(gòu)件上施加一種畸變力。Hale和McCauley于1989年3月20日提交的申請?zhí)枮?25，840的美國專利申請公開了一種用于使深拉伸杯形電極得以加固的結(jié)構(gòu)，其方法是在該電極的側(cè)壁上形成精壓鈕銷(stud-securing)區(qū)。在本領(lǐng)域(例如，1977年8月20日授予Cllins的美國專利第4，049，991號)還知道通過在構(gòu)件的平板表面上形成加固彎頭和肋條印紋來加固平板電極構(gòu)件。
由于最近把大屏幕一字排列式彩色CRT用于計算機輔助設(shè)計/計算機輔助制造和娛樂場合，對于這些應(yīng)用場合的高分辨率要求來說，必須在整個屏幕上減小電子束光點尺寸。在有關(guān)文獻中描述了若干種滿足這些高分辨率要求的電子槍，例如，在T.katsuma等人發(fā)表在《SIDDigest》第136卷(1988)中的題為“用于21英寸平面方角彩色顯象管的動態(tài)象散控制四電位聚焦電子槍”的文章中，描述了一種六元件(電極)電子槍。Maninger等人于1988年10月27日提交的申請?zhí)枮?63，454的美國專利申請也描述了一種具有改進性能的6元件電子槍。上述電子槍中的每一種都需要大量的嵌入該電子槍的縱向延伸的絕緣支撐桿中的密集的固定銷，如圖1的電子槍組件所示的固定銷。這種電子槍結(jié)構(gòu)的主要缺點是在該電子槍組件的低壓端，即，G1至G4電極附近，所述固定銷一般是橫向設(shè)置在所述絕緣支撐桿中的，這些支撐桿由于管子處理過程的應(yīng)力(電子槍處理過程的熱應(yīng)力和高壓處理過程的高壓應(yīng)力)的緣故而易于破裂。一種權(quán)宜的手段(即，形成傳統(tǒng)的縱向取向的固定銷)試圖通過使所述固定銷沿支撐桿的縱軸取向來把所述應(yīng)力減至最小;但是，這種常規(guī)的縱向固定銷還包含橫向設(shè)置的水平支撐接頭，如圖2中所示，由于這些水平接頭也嵌入支撐桿中，所以，這些水平接頭往往會抵銷掉所述固定銷的縱向部分的優(yōu)點(圖3中所示)。該縱向取向的固定銷的另一個缺點是制造工序中，該固定銷相對于柵極平面的偏移引起撓矩，這種撓矩引起具有該縱向固定銷的柵極和相鄰電極之間的間距發(fā)行變化，并會因從屬電極的移動而加大小孔偏心。因此，需要這樣一種改進的固定銷結(jié)構(gòu)它由于去掉橫向設(shè)置的水平接頭而減小了所述支撐桿的易碎性，同時，把由傳統(tǒng)的縱向銷的偏移引起的柵極的撓矩減至最小。
本發(fā)明的彩色顯象管具有包括由玻錐連接的熒光屏面板和管頸的玻殼。在該面板的內(nèi)表面上形成三色熒光屏，而多孔的選色電極與該熒光屏隔開一定距離。在顯象管的管頸中設(shè)置電子槍。該電子槍包含三個陰極和多個具有基本上對中的通孔的隔開的電極，這些陰極和電極用于產(chǎn)生三束電子束，并引導(dǎo)該電子束沿束通道射向熒光屏。每個電極通過至少兩個相對設(shè)置的、與電極構(gòu)成整體的固定裝置固定在多個縱向延伸的電絕緣支撐桿上，每個所述固定裝置具有遠端、近端和它們之間的附屬部分。每個固定裝置的遠端具有便于固定到支撐桿上的包括隔開的夾緊構(gòu)件的分叉部分。
所述電子槍的至少一個電極的每個固定裝置的遠端相對于先有技術(shù)的類似結(jié)構(gòu)有所述改進，其方法是使其以相對于縱向延伸的支撐桿的銳角扭轉(zhuǎn)定位。該遠端的各夾緊構(gòu)件相對于附屬部分對稱地設(shè)置，以便把一個電極的撓矩減至最小，從而減小間距變化并使所述一個電極和相鄰電析之間的小孔同心度基本上保持不變。
附圖中圖1是(第1頁)是傳統(tǒng)的6電極電子槍的軸向側(cè)視圖。
圖2是(第2頁)是帶有水平支撐接頭的傳統(tǒng)縱向固定銷的電極的平面圖。
圖3(第3頁)是沿圖2的線3-3所取的剖面圖。
圖4(第2頁)是傳統(tǒng)的彩色顯象管的局部縱向剖面的平面圖。
圖5(第1頁)是本發(fā)明的6電極電子槍的軸向側(cè)視圖。
圖6(第3頁)示出控制電極的新的固定裝置。
圖7(第3頁)示出平板電極的新的固定裝置。
圖8a、8b和8c(第4頁)分別示出制造過程中所述固定裝置的片斷側(cè)視圖、扭轉(zhuǎn)成形后的片斷側(cè)視圖以及扭轉(zhuǎn)成形后的固定裝置的頂視圖。
圖9a和9b(第3頁)分別示出相鄰的扭轉(zhuǎn)定位的固定裝置之間的相對間距，所述固定裝置是沿縱向并相對于電子槍絕緣支撐桿傾斜取向的。
圖4示出傳統(tǒng)的矩形彩色顯象管10，其被殼11包括由矩形玻錐16連接的矩形熒光屏面板12和管頸14。面板12包括觀看屏18和周圍凸緣或側(cè)壁20，該側(cè)壁由熔融焊縫21密封到破錐16上。在觀看屏18的內(nèi)表面上形成鑲嵌三色熒光屏22。該熒光屏最好是條形屏，其熒光條的延伸方向基本上垂直于管子高頻光柵行掃描方向(垂直于圖4的圖平面)。該熒光屏也可以是點屏。多孔選色電極或蔭罩板24是以傳統(tǒng)方式可拆卸地安裝的，它與熒光屏22保持預(yù)定的間隔。圖4中以虛線示意地示出的一字排列式電子槍26同心地安裝在管頸14中，用于產(chǎn)生三束電子束28并引導(dǎo)它們沿起始共平面束通道穿過蔭罩板24射向熒光屏22?？衫玫囊环N電子束是諸如上述申請?zhí)枮?63，454的美國專利申請中所描述的、示于圖1中的6電極電子槍。
圖4的管子預(yù)定使用位于玻錐和管頸的連接區(qū)的外部磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，例如偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)30。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)30在被激勵時使三束電子束29受到磁場的作用，該磁場使電子束沿水平方向和垂直方向掃描而在熒光屏22上形成矩形光柵。圖4中用位于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)30中部附近的線p-p表示起始偏轉(zhuǎn)平面(零偏轉(zhuǎn)處)。由于邊緣場的緣故，管子的偏轉(zhuǎn)區(qū)從偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)30沿軸向延伸到電子槍26的區(qū)域中。為簡單起見，圖4中未示出偏轉(zhuǎn)區(qū)域中的偏轉(zhuǎn)的束通道的準確曲率。
圖1的電子槍26包括每束電子束一個的共三個等間隔的共平面陰極42(雖然圖中僅示出一個)，控制柵極44(G1)，簾柵極46(G2)，第三電極48(G3)，第四電極50(G4)，第五電極52(G5)，和第六電極54(G6)。從陰極開始，各電極按名稱順序隔開，并通過多個固定裝置固定到一對縱向延伸的電絕緣支撐桿56a和56b，所述固定裝置包括水平銷58，縱向銷59和接頭60。熱子(未示出)對在陰極42上形成的電子發(fā)射層62進行間接加熱。
陰極42，G1電極44，G2電極46和G3電極48的面向G2電極部分構(gòu)成電子槍26的束形成區(qū)。G3電極48的另一部分，G4電極50和G5電極52的相近部分構(gòu)成不對稱透鏡。電子束形成區(qū)和不對稱透鏡中的各電極密集排列，例如，G1電極44和G2電極46之間的縱向間距“A”是0.15mm，G2電極46和G3電極48的相鄰表面之間的間距“B”是0.76mm，G4電極50和G3電極48的相鄰表面之間以及G4電極50和G5電極52的相鄰表面之間的部距“C”和“D”都是1.27mm。由于在電子槍制造(玻璃熔接)工序中和接著的管子處理過程和高壓預(yù)處理過程中在支撐桿中引入應(yīng)力(機構(gòu)的和熱的)的緣故，相鄰的G1-G4電極之間以及它們的固定銷58和59之間的接近程度產(chǎn)生了使支撐桿56a和56b破裂的可能性。為了使支撐桿的強度達到最大，所述固定銷不應(yīng)當(dāng)橫向?qū)χ贝┻^支撐桿，如果可能的話，應(yīng)當(dāng)沿著該支撐桿的縱軸定位。目前的G2電極46具有縱向銷結(jié)構(gòu)，但是，如圖2和圖3中所示，除了縱向延伸部分66之外，縱向固定銷59還包括水平支撐接頭64。水平支撐接頭64嵌入支撐桿56a和56b中，因而，引入了與沿水平方向設(shè)置在G1、G3和G4電極上的固定銷一樣的應(yīng)力。此外，由于縱向延伸部分66(其高度、即延伸部分高出支撐接頭64的水平面大約2.29mm)的比較長的杠桿臂的緣故，在玻璃熔接工序中，G2電極46的所述縱向固定銷結(jié)構(gòu)在G2電極中產(chǎn)生撓矩。顯然，傳統(tǒng)的縱向銷結(jié)構(gòu)(具有2.29mm的高度)不能同時用于G3和G4電極48和50，這是因為這些電極之間的極間間距(1.27mm)不足以提供支撐桿中相鄰固定銷的電絕緣。
本發(fā)明利用以下的結(jié)構(gòu)優(yōu)點G3和G4電極中至少一個(最好是兩個)具有沿不穿過支撐桿、即、沿不橫過縱向延伸桿的方向嵌入支撐桿的56a和56b中的固定銷。該固定銷最好基本上沿支撐桿的縱軸定位，并且，其構(gòu)形使G3和G4電極的撓矩減至最小。
在示于圖5中的新的電極槍126的最佳實施例中，除了具有如下面所述的改進的固定裝置或固定銷的G3和G4電極148和150之外，其他所有元件都與傳統(tǒng)的電子槍26的相同。
參考圖6，G3電極148的頂部147包括一對相對設(shè)置的基本上縱向取向的固定銷149，該固定銷嵌入支撐桿56a和56b中，如圖5中所示。圖8a、8b和8c中示出通過本領(lǐng)域中公知的沖壓、鉆孔和控制一系列工序來構(gòu)成的。固定銷149與頂部電極部分147構(gòu)成整體，并且，最初位于該電極的平面中，如圖8a所示。每個固定銷149包括遠端151，與電極部分147的主體構(gòu)成整體的近端153，以及延伸在該兩個端部之間的附屬部分155。遠端151包括分叉部分，該分叉部分包括形成便于把電極固定在支撐桿(圖8中未示出)中的固定銷的分開的夾緊構(gòu)件157和159。圖8b和8c說明固定銷149的扭轉(zhuǎn)成形。將每個固定銷149的遠端151扭轉(zhuǎn)成形，同時，電極147被固定就位而固定銷149的附屬部分155被扭曲，以致于固定銷149與垂直于該電極平面的軸L-L構(gòu)成銳角。軸L-L與支撐桿56a和56b(圖8中未示出)的縱軸一致。通常，每個固定銷149的遠端151的寬度“W”大約是2.27mm;但是，如圖6和8c中所示，控制所述扭轉(zhuǎn)過程，使得固定銷149的夾緊構(gòu)件157和159相對于附屬部分155對稱設(shè)置并在該電極的平面上下基本上對等地延伸，而不是象圖3的傳統(tǒng)縱向銷結(jié)構(gòu)那樣僅僅在該電極的平面上方延伸。從G3電極的頂部147的平表面到夾緊構(gòu)件157的頂部的距離“E”是大約0.28mm，如圖5和6中所示。
參考圖7，G4電極150具有與關(guān)于G3電極148的頂部所述描述的基本上相同的改進的固定裝置或固定銷149。G4電極150和G3電極的頂部147之間的一個差別是G4電極是大致平板構(gòu)件。從G4電極150底部的平表面到夾緊構(gòu)件159的底部的距離“F”是大約0.57mm。這樣，圖5中所示的分別在相鄰的G3和G4電極148和150中的相鄰的縱向定位的固定銷149之間的間距“H”是大約1.02mm(0.04英寸)。絕緣支撐桿(在室溫下它能承受2KV/密耳或大約8KV/mm的電壓)中的這種間距足以承受大約80KV電壓，這大大超過工作時加在G3和G4電極之間的大約6.5KV的電壓差。
圖9a和9b示意地表示當(dāng)固定銷149沿支撐桿56a的縱軸L-L定位，即，以相對于支撐桿56a縱軸的0°銳角定位時，以及當(dāng)定位銷149以相對于支撐桿56a縱軸的大約45°銳角定位時，G3和G4電極148和150的固定銷之間的間隔變化。當(dāng)G3和G4電極148和150的相鄰表面之間的極間距離“C”是1.27mm時，各縱向定位的固定銷149之間的間距“H”是1.02mm;但是，如果在相同的極間間距“C”的情況下使固定銷149以大約45°的角度傾斜取向，那么，相鄰的銷之間的距離“J”增加到大約2.24mm。在實施本發(fā)明時，小于45°的銳角是優(yōu)先考慮的方案。
電極148和150中每個電極的新的固定銷結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是遠端151的夾緊構(gòu)件157和159相對于固定銷149的附屬部分155對稱地設(shè)置的，以便把玻璃熔接時將電極148和150的撓矩減至最小，從而，減小相鄰電極之間的間距變化，同時，使它們之間小孔同心度基本上保持不變。
權(quán)利要求
1.一種彩色顯象管，它具有(1)包括由玻錐連接的熒光屏面板和管頸的玻殼，(2)在所述面板的內(nèi)表面上形成的三色熒光屏，(3)與所述熒光屏隔開一定距離的多孔選色電極，(4)設(shè)置在顯象管所述管頸中的電子槍，所述電子槍包含三個陰極和多個具有基本上對中的通孔的隔開的電極，這些陰極和電極用于產(chǎn)生三束電子束，并引導(dǎo)該電子束沿束通道射向所述熒光屏，每個電極通過至少兩個相對設(shè)置的、與電極構(gòu)成整體的固定裝置固定在多個縱向延伸的電絕緣支撐桿上，每個所述固定裝置具有遠端、近端和它們之間的附屬部分，每個固定裝置的遠端具有便于固定到支撐桿上的包括隔開的夾緊構(gòu)件的分叉部分，其特征在于所述電極(148，150)中的至少一個的每個所述固定裝置(149)的遠端(151)以相對于縱向延伸的支撐桿(56a，56b)的銳角扭轉(zhuǎn)定位，所述夾緊構(gòu)件(157，159)相對于所述附屬部分(155)對稱地設(shè)置，以便把一個電極的撓矩減至最小，從而減小間距變化并使所述一一個電極和相鄰電極之間的小孔同心度保持不變。
2.如權(quán)利要求1中所限定的彩色顯象管，其特征在于所述一個電極(148，150)的所述固定裝置(149)中的每一個和所述相鄰電極(150，148)之一的所述遠端(151)，以相對于所述縱向延伸的支撐桿(56a，56b)傾斜的方向扭轉(zhuǎn)定位，以便有效地加大所述一個電極和所述相鄰的所述固定裝置的所述遠端之間的間距。
3.如權(quán)利要求1中所限定的彩色顯象管，其特征在于所述一個電極(148，150)和所述相鄰電極(150，148)之一的所述固定裝置(149)的所述遠端(151)相對于所述縱向沿伸的支撐桿(56a，56b)以0°至45°之間的銳角扭轉(zhuǎn)定位。
全文摘要
彩色顯象管包括玻殼，三色熒光屏，多孔的選色電極和電子槍。每個電極通過至少兩個相對設(shè)置的構(gòu)成整體的固定裝置固定到多個縱向延伸的支撐桿上。至少一個電極的遠端相對于先前的類似結(jié)構(gòu)有所改進，其方法是使其以相對于縱向延伸的支撐桿的銳角扭轉(zhuǎn)定位。該遠端的各夾緊構(gòu)件相對于附屬部分對稱設(shè)置，以便把一個電極的撓矩減至最小，從而減小間距變化并使所述一個電極和相鄰電極之間的小孔同心度基本上保持不變。
文檔編號H01J29/50GK1047417SQ9010279
公開日1990年11月28日 申請日期1990年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月10日
發(fā)明者卡爾·倫納德·隆德沃爾 申請人:湯姆森消費電子有限公司