专利名称：真空荧光显示装置及其阴极的支架的制作方法
技术域领域本涉及真空荧光显示装置；更具体地涉及一种改进的阴极支架(以下称为“阴极支架”)，该阴极支架由钩子和支架组成以便支承丝状阴极。
背景技术：
图5表示沿图6所示V-V线截取的示例性的传统真空荧光显示装置的横剖视图。图6表示沿图5所示V1-V1线截取的横剖祝图。在图5中，为简化起见省略了图6中所示的控制电极9和阳极8。图5和6中所示的真空荧光显示装置包括一个由绝缘材料，例如玻璃制成的密封盒状的罩子1。罩子1的内空间保持高真空状态。该罩子1设置有相互面对其间有一定距离的阳极基底2和前基底3。沿该阳极和前基底2和3的周边安装一个框架状的侧板4。该侧板4、阳极基底2和前基底3用密封剂5气密地结合在一起。在阳极基底2的内表面上以一定的图型形成的是阳极8，每个阳极8包括置于其上的阳极导体6和荧光材料层7。此外，控制电极9安装在阳极8的上方且丝状阴极10在控制电极9的上方延伸。
每个丝状阴极10具有这样一种结构，即在其中由例如碱土金属(Ca、Sr、Ba，等等)的复合氧化物组成的热电子发射层布置在由钨或钨基合金制成的芯线周围。
以一定的丝电压加到丝状阴极10上，该热电子发射层加热到大约600～650℃。从该阴极10的热电子发射层发射的电子由控制电极9控制并碰撞阳极8以便使荧光材料层7发光。通过光透射前基底3在罩子1的外面看到该发射的光。
为了防止丝状阴极10由于电加热引起的热膨胀而松开，该丝状阴极10必须由阴极支架来支撑，该阴极支架使用具有足够的张力与行程的一弹簧状部件。这样该阴极支架包括一个钩子和一个支架。
在如图5和6所示的传统的真空荧光显示装置中，罩子1中的阴极10由一对阴极支架11和12在一定的张力下被支撑。该阴极支架11和12由冲压金属薄板制成，其中的一个是钩子11用于保持丝状阴极10的一端而另一个则是支持部件12用于支撑其另一端。该钩子11设置有一个固定在阳极基底2上对一基座11a；与基座11a无缝地形成的一弹簧状臂11b和设置在臂11b的远端的一个薄片11c，用于分别支持阴极10的一端。该支架12设置有固定在阳极2上的一基座12a；和与基座12a无缝地形成地一薄片12b，用于支持阴极10的另一端。
在图5所示的真空荧光显示装置中，多个(图5中为4个)阴极10平行排列并由钩子11和支架12来支撑。该阴极10在垂直于钩子11和支架12的纵向的方向上彼此规则地间隔开。因而，钩子11的臂11b必须安排在近似相同的方向上，该方向相对于阴极10的纵向被倾斜，并弯曲，这样它们起一个例如弹簧的弹性部件的功能，以便向阴极10施加张力。这样，从顶部看，在那些平行排列的二个最靠边的臂11b中的一个从阴极10延伸的区域向外凸出。因而，在罩子1的阳极基底2上在那里出现一个无效空间D，该空间因为没有阴极10设置在其上方而不能用作为显示区域A。因而，传统的阴极支架11和12不可避免地限制显示区域A的尺寸变得比罩子1的尺寸小许多，此外，难以扩大显示区域A。
为了解决这一问题，本发明的发明人曾经开发了如图7和8所示的一种阴极支架13。图7是由金属薄板制成的并安装在阳极基底2上的阴极支架13的平面视图，用于保持4个阴极10，而图8为其展开视图。该阴极支架13包括一个固定在阳极基底2上的基座13a；相互间以预定距离分隔开的二个钩子14，每个钩子14具有一个臂14a，该臂14a设一个远端，在该远端处有一薄片14b，用于固定在其上的阴极10的一端，和一近端，该近端的一侧是无缝地连接到基座13a；无缝地设置在内部钩子14的一个臂14a的近端部分的另一侧的第一支架15a；和以一定距离与第一支架15a分开并无缝地与基座13a形成的第二支架15b。上述图7所示的阴极支架13用于支撑阴极10的一端，而其另一端由另一个放置在阳极基座2上的与阳极支架13是旋转对称关系的阴极支架13来支撑。
使用如图7中的阴极支架13可以导致具有如图5中所示的真空荧光显示装置中相同数目阴极以及相同尺寸显示区域的一种真空荧光显示装置。然而，在这种例子中，不会由阴极支架13的臂14a产生无效空间，且因此，罩子的尺寸可以制造得比图5所示的罩子小。另一方面，如要保持罩子的尺寸而采用如图7所示的型式的阴极支架，可以安排比图5所示的真空荧光显示装置中更多的阴极10，因而允许扩大显示区域。
然而，使用图7中所示的阴极支架13的结构，就难以节省能源和/或通过减小阴极10和阳极8间的距离而后对阴极10施加低电压来增加亮度。
具体地，如图9中所示，从阴极10发射的电子被扩散并撞击阳极基底2的阳极8。因此，如果阴极10和阳极8的距离FH被减小同时保持阴极10之间的距离FW，在阳极基底2上会出现某些电子达不到的区域。参照图9，如果阴极10与阳极8之间的距离从FH1减小到FH2，即阳极8的位置升高到图9中所示的L线，则电子达不到阳极基底2上的区域B。
这样，当阴极10之间的距离FW减小时，不会出现电子达不到的区域即使阴极10和阳极8之间的距离FH被减小。因而，可能通过对控制电极9和阳极8施加低电压而节省耗电和/或改善亮度。
但是，具有图7中所示的阴极支架13的结构，就难以减小阴极10之间的距离FW。为了减小距离FW，臂14a的长度和其间的距离应缩短且如图8所示在臂4b的近端部分直接设定的第一支架15a的位置也必须改变。这样，由于臂14a不可能有效地起弹簧的功能，足够的张力不能加到阴极10上。因此，就难以将阴极10之间的距离FW减小到某个值，例如小于或等于3毫米，同时还保持臂4a的弹性。因而，使用具有直接与一臂14a的底部连接的支架15a的图7的阴极支架13，阳极10与阳极8之间的距离FH不能减小同时低电压不能施加到阴极10上以节省耗电和/或改善亮度。
此外，由于支架15a设置在内部钩子14的臂14a的底部，来自内部钩子14的振动直接传递到支架15a上，导致固定到支架15a上的阴极10振动或断开。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种阴极支架及包括该阴极支架真空荧光显示装置，该阴极支架具有一种集成的钩子和支架结构，和使用分离的钩子和支架情况相比，该阴极支架能够放大显示区域；通过变窄阴极的间距而减小阴极与阳极之间的距离并对控制电极和阳极施加一个低电压以节省耗电和/或增强亮度；同时避免阴极由于从钩子直接传递振动到支撑阴极的支架上而断开。
根据本发明的一个方面，提供有一种荧光显示装置，包括其内空间处于真空状态的罩子，该罩子内具有多个由一对阴极支架支撑的丝状阴极；以及阳极，该阳极的每一个具有荧光材料，阳极的荧光材料通过从阴极发射的电子的碰撞而发光；其中阴极支架的每一个包括固定在罩子上的基座；一个或多个钩子，该钩子的每一个具有用作弹性部件的臂以及支撑阴极的一端的一薄片，该臂具有一远端部分和一近端部分，该近端部分连接到基座上而该薄片放置在远端部分；以及一个或多个支持部件，每个支持部件连接到该基座并与其相邻钩子的臂分开同时支撑另一阴极的一端。
根据本发明的另一方面，提供有用于荧光显示装置中的一阴极支架，该荧光显示装置包括一个罩子，该罩子的内空间处于真空状态，该罩子内具有丝状阴极；和阳极，且阳极的每一个具有荧光材料，该阳极的荧光材料通过从阴极发射的电子的碰撞而发光，该阴极支架支持在罩子里面的阴极并包括固定到罩子上的基座；一个或多个钩子，每个钩子具有起弹性部件作用的一臂和用于支撑阴极一端的薄片，该臂具有一远端部分和一近端部分，该近端部分连接到基座上而该薄片置于远端部分；以及一个或多个支架部件，每个支架部件被连接到基座上并与其相邻的钩的臂分开同时支撑另一阴极的一端。
从以下结合附图对给出的最佳实施例的描述，本发明的上述和其他目的和特征将变得很明显，其中图1A表示根据本发明的第一最佳实施例的真空荧光显示装置的横剖面俯视图，该剖面沿图2的I-I线截取的；图1B表示图1A中真空荧光显示装置的横剖平面视图，其中表示有一传统阴极支架以便比较；图2表示根据本发明的第一最佳实施例的真空荧光显示装置的横剖面侧视图，该剖面沿图1A的II-II线截取的；图3是根据本发明的用于第一最佳实施例的真空荧光显示装置中所用的阴极支架的展开视图；图4是根据本发明的第二最佳实施例的真空荧光显示装置的横剖平面视图；图5给出一示例的传统真空荧光显示装置的横剖平面视图，该剖面沿图6的V-V线截取的；图6表该示例型的传统真空荧光显示装置的横剖平面视图，该剖面沿图5的V1-V1线截取的。
图7是另一示例的传统真空荧光显示装置的俯视图；图8表示在图8所示另一示例的传统真空荧光显示装置中使用的阴极支架的展开视图；图9概略性地提供真空荧光显示装置中的阴极和阳极的配置和发射的电子路径。
具体实施例方式
图1A和1B表示使用根据本发明的第一最佳实施例的采用阴极支架20的真空荧光显示装置的横剖面俯视图。图2表示沿图1A中II-II线截取的横剖视图。在图1A和1B中，为简化而省去图2所示的控制电极9和阳极8。图3表示第一实施例的阴极支架的展开视图。在这里，除去阴极支架的构造外，本发明的真空荧光显示装置与传统的真空荧光显示装置相同。
根据本发明的第一最佳实施的阴极支架20的每一个可以通过使用压床来切割并弯曲金属薄极来制造，该金属薄板具有大约0.05-0.06毫米的厚度。和先前技术的结构类似，多个钩子22和22’无缝地与固定在阳极基底2上的基座21一起形成。换句话说，多个(在此例中为3个)彼此规则地间隔的钩子22和22’被无缝地设置在基座21地一侧上。钩子22和22’中的每一个设置一片簧状的臂22a且在臂22a的远端上设置一薄片22b，用以支撑阴极的10的一端，臂22a的近端无缝地连接在基座21上。
参照图3，多个(在此例中为3个)彼此以规则的间距隔开的臂22a平行地设置在基座21的一侧。而且，邻近最里面的钩子22’设置一支持部件23。该支持部件23包括一待被竖直弯曲的梯形基座部分23a以及从基座部分23a延伸的薄片部分23b。在本发明的此实施例中二个阴极10连到薄片部分23b上。
在弯曲阴极支架20之前，也就是当将金属薄板切割成一定形状时，在最里面的钩子22’和支持部件23之间形成一狭缝24，因而将钩子22’和支持部件23分开。该支持部件23也无缝地与基座21一起形成，同时通过该基座21将支持部件23与钩子22彼此连接。但是，支持部件23和钩子22’是分开的部件因为它们被狭缝24分开。由于基座21固定在阳极基底2上，因此就避免钩子22’产生的振动直接传送到支持部件23上而造成由支持部件23支撑的阴极10的断开。当狭缝24变得更宽时，支持部件23变得更窄，从而增加了支持部件23和钩子22’之间的距离(即间距)。在此情况下，相邻钩子22和22’之间的距离也被设定得与其相等。
狭缝24的宽度可以通过压床的冲压处理以大约0.1毫米的精度臂设定。因此，可以通过采用所述的阴极支架设计方法将丝状阴极10之间得间距设置得小于或等于3.0毫米，例如2.0毫米。因而，阴极与阳极8之间的距离FH可以做及比先前技术中的小，因而使之有可能通过对控制电极9和阳极8施加低电压而节省耗电和/或增加宽度。
从图1A可以看到，本发明的真空荧光显示装置采用二个彼此以旋转对称关系设置在阳极基底2的二相对侧上的阴极支架20，同时五个阴极延伸并由阴极支架20支撑。这样，当中央阴极由2个钩子22’支撑时，其余的阴极则由钩子22与支持部件23的组合来支撑。这样，通过以2个钩子22’支持其中一个阴极10，奇数个阴极10可以由一对相同结构的阴极支架20来支撑。
如图1A中虚线所示，可以靠近根据本发明的第一最佳实施例的真空荧光显示装置的罩子1的一个内表面提供一显示区域A。从图1A和5可以看到，在根据本发明的真空荧光显示装置中，与具有相同尺寸的罩子的传统真空荧光显示装置相比，阴极10的数目从4增加到5，因此显示区域A被扩大。
图1B表示如图1A所示的第一最佳实施例的真空荧光显示装置，在该显示装置上具有始图5所示的传统阴极支架11结构的一个钩子11’被重叠。如果采用传统型式的阴极支架11’，在该型式中钩子和支架件是分立的部件(图1B仅示出钩子11’)，则罩子1与钩子11’的一个端部发生干扰(即传统的阴极支架)。在此优选实施例中，可以减少罩子1内的无效空间D，因而放大了显示区域A。另一选择，在不牺牲阴极10的数目和显示区域A的情况下罩子1可以做得较小。
另外，根据本发明的此优选实施例，钩子22’和支持部件23通过狭缝24被分开，同时连接钩子22’以及支持部件23的基座21被固定在阳极基底2上。因此，支持部件23的相邻钩子22’的振动难以传递至其，所以可以防止固定在支持部件23上的阴极10的振动或断开。
如上所述参照图1A，阴极10的一个由2个钩子22’支撑，所以奇数个阴极10能由相同结构的一对阴极支架20来支撑。但是，如图4所示，可以采用具有不同结构的一对阴极支架20和和25。特别是，阴极支架20具有图3所示的结构。该阴极支架25具有与阴极支架20基本相同的结构但有2个钩子22和22’以及一个支架部件23’，其支撑3个阴极10。
在根据本发明的真空荧光显示装置中，一个或多个钩子以及至少一个支架部件无缝地形成在一片上，同时通过狭缝将该支架部件与其相邻的钩子分开，因此阴极之间的距离可以通过缩短每个钩子的臂的长度来减小。因此，阴极和阳极之间的距离可以减小，且因此，通过对阴极施加一低电压的方法以能实现节省耗电和/或改善亮度。
此外，由于通过狭缝将支持部件和其相邻钩子彼此被分开且连接钩子和支持部件的基座固定在阳极基底上，钩子的振动就难以传递到支持部件上，因而防止固定在支持部件上的阴极的振动或断开。
尽管相对于优选实施已经图示并描述了本发明，但技术人员应理解在不偏离以下权利要求所限定的精神和范围下可进行各种改变与修正。
权利要求
1.一种荧光显示装置，包括其内部空间处于真空状态的一个罩子，该罩子内具有多个由一对阴极支架支撑的丝状阴极；和阳极，每个阳极具有荧光材料，该阳极的荧光材料通过从阴极发射的电子的碰撞而发光；其中每个阴极支架包括固定到该罩子上的一基座；一或多个钩子，每个钩子具有用作为弹性部件的一个臂以及用于支撑阴极的一端的一薄片，该臂具有一远端部分与一近端部分，该近端部分连接到该基座上而该薄片放置在该远端部分处；以及一或多个支持部件，每个支持部件连接到该基座上并与其相邻钩子的臂分开且支撑另一阴极的一端。
2.权利要求1的荧光显示装置，其中阴极支架的每一个是通过弯曲一成型薄板而形成，同时该成型薄板具有在每个支持部件和其相邻钩子之间形成的狭缝，每个支持部件及其相邻钩子无缝地连接到该基座上。
3.用于荧光显示装置中的一种阴极支架，该荧光显示装置包括其内空间处于真空状态的一个罩子，该罩子其中具有丝状阴极；和阳极，每个阳极具有荧光材料，通过从阴极发射的电子的碰撞阳极的荧光材料而使其发射光，该阴极支架支持在该罩子内的这些阴极并包括固定在该罩子上的一基座；一或多个钩子，每个钩子具有用作为弹性部件的臂及用于支撑阴极的一端的薄片，该臂具有一远端部分与一近端部分，该近端部分被连接到该基座上而该薄片置于该远端部分处；以及一或多个支持部件，每个支持部件被连接到该基座上并与其相邻钩子的臂分开且支撑另一阴极的一端。
全文摘要
一种荧光显示装置包括其内空间处于真空状态的罩子。该罩子其中具有多个由一对阴极支架支撑的丝状阴极；和阳极，阳极的每一个具有一种荧光材料，通过从阴极发射的电子的碰撞该阳极的荧光材料而使其发光。阴极支架的每一个包括固定到罩子上的基座；一或多个钩子，每个钩子具有一个用作弹性部件的臂和用于支撑阴极的一端的薄片，该臂具有二个相对的端部分，一个端部分被连接到基座上而薄片被置于另一端部分上；以及一或多个支持部件，每个支持部件被连接到基座上且与其相邻钩子的一个臂分开并支撑另一阴极的一端。
文档编号H01J1/62GK1494103SQ0315813
公开日2004年5月5日 申请日期2003年9月12日 优先权日2002年9月12日
发明者金坂乡之 申请人:双叶电子工业株式会社