专利名称：制造电子枪的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于彩色显像管的电子枪的制造方法，其中通过将一些电极固定在串接杆上串接形成串接单元，从电子传输方向上看，所述串接单元循序地包括电子束形成部分和主聚焦部分，该主聚焦部分具有聚焦电极和阳电极，在下一步步骤中，使定心罩和阳电极相连。
本发明还涉及一种用于彩色显像管的电子枪，它具有至少一个阴极、一个串接单元，从电子的传播方向看，该串接单元顺序包括一些电极，具有电子束形成部分和主聚焦部分，该主聚焦部分具有聚焦电极和阳电极，电子枪还包括和阳电极相连的定心罩。
本发明也涉及一种配备有这种电子枪的彩色显像管。
背景技术：
美国专利文献US4,678,964介绍了一种在开始段落中所述的电子枪。在该专利说明书中，所述电子枪配备有场矫正元件。该矫正元件和定心罩相连，通过焊接，该辅助装置被连接到所述串接单元上，该串接单元包括电子束形成部分和主聚焦部分的电极。这个场矫正元件的主要功能是调整电子枪的中央电子束和侧电子束的像散性。此外，该场矫正元件可以被用于执行聚焦校正。
美国专利US4,678,964所介绍的电子枪具有如下缺点，用于装配该场矫正元件的制造方法缺乏用于使用场矫正元件可能性所需的精度。在常规的电子枪中，所述场矫正元件是深拉延元件并被焊接到同样是深拉延元件的定心罩上，通过焊接，将该辅助装置和主聚焦部分的阳电极相连。这种方法导致场矫正元件相对于至主聚焦部分的距离，以及围绕电子枪纵向轴线的转动存在相对大的位置误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造电子枪的制造方法，和现有技术相比，在该电子枪内，场矫正元件的位置精度被显著地改善了。
根据本发明，利用本发明的制造方法可以实现这个目的，该方法的特征是，主聚焦部分还包括定位于阳电极和定心罩之间的附加电极，该附加电极被安装在串接单元上。
本发明基于这种认识，即在制造期间，如果采用和组成电子枪的电子束形成部分和主聚焦部分的其它电极相似的方式处理附加电极，场矫正元件的位置精度被极大地改善。这意味着，附加电极将是串接单元的一部分。在串接操作期间，通过将所述电极在穿过开口的对中销上排成一列，定位这些电极，或提供给所述电极外部基准，该外部基准确保电极沿着它们的周向固定。在串接操作期间，通过在不同电极之间设置垫片，保证电极之间的间距，当利用串接杆将这些电极彼此固定在一起后，可以将所述垫片拆除。这个工序导致用于电子枪的串接单元在不同电极之间的间距和各自电极的转动方面具有极高程度的精度。
在一个最佳实施例中，附加电极和阳电极电连接。
通过使附加电极和阳电极连接，例如利用小导线或带子连接这两个元件之间，可以采用和现有技术电子枪相同的方式使用电子枪，并不需要附加电压驱动附加电极。
进一步的实施的特点是，所述附加电极包括矩形开口。
在实践中已经发现，如果最佳地组合主聚焦部分和附加电极，一个用于附加电极的简单的矩形开口结构通常能实现这些要求。
在另一个实施例中，阳电极具有一个带开口的平面，附加电极和阳电极的带开口的平面之间的距离比1.5毫米小。
为了更有效，附加电极必须定位于阳电极的附近，由于它必须影响穿过阳电极的开口的电场。在实践中，已经发现，当和阳电极的带开口的平面之间的距离大于1.5毫米时，附加电极丧失了它的效力。
在另一个实施例中，附加电极和阳电极的带开口的平面之间的距离为0.7毫米。
这个距离确保利用一种适当和有效的方式影响主聚焦部分后面的电场，同时较小的距离导致主聚焦部分自身电场的改变。这将损坏主聚焦部分的特性。
本发明还涉及一种电子枪，通过利用上述制造电子枪的方法，获得其特性，本发明还涉及一种配备有这种电子枪的显像管。
通过下文接合附图对本发明的非限制性示例所进行的说明，本发明的这些方面和其它方面将变得更加清楚。
图1是一个彩色显像管的横截面视图；图2是一个现有技术显像管的示意性半透明分解视图；图3A和3B分别是侧视图和俯视图，分别显示了现有技术的电子枪；图4A和4B分别是侧视图和俯视图，分别显示了根据本发明的电子枪；图5是侧视图，详细显示了根据本发明的电子枪；图6A和6B是透视图，显示了在主聚焦区域和附加电极内所使用的电极；图7是一个图表，显示了作为附加电极和阳电极之间间距的函数的有效透镜直径；图8是一个图表，显示了作为附加电极的垂直开口尺寸的函数的有效透镜直径。
具体实施例方式
图1所示的彩色显像管1包括被抽成真空的玻璃外壳2具有显示窗口3、漏斗型部分4和颈部5。显示窗口3的外侧可以是曲线的或平的。在显示窗口3的内侧，可以设置屏幕6，屏幕6具有由能够发出不同颜色例如红、绿和蓝的荧光物质的线或点的图案。阴罩12位于距屏幕6一定距离的位置，可以具有圆形或细长孔。在显像管操作期间，被设置在颈部5并通过引线13和外部电源相连的电子枪10发出电子束7、8、9，通过阴罩12，将所述电子束投射到屏幕6上，从而所述电子束撞击上述会发光的荧光物质。电子束7、8和9彼此之间具有一定夹角地运动，因此确保在阴罩到屏幕的正确距离内，电子束7、8和9仅仅撞击相关颜色的荧光物质。偏转装置11确保电子束7、8和9对称地扫描屏幕6。
术语电子枪不应该局限于有限的含义。并不局限于如应用于用于说明本发明的彩色显象管中。例如，本发明也可以适用于单色管，其中电子枪仅仅产生一束电子束。
图2是现有技术的电子枪10的示意性分解视图。电子束形成部分由电极20形成，同时主聚焦部分被电极21形成。在这个示例中，电子束形成部分20包括三个电极，但是这对于本发明来说是不重要的，也可以使用其它结构。在这个示例中，主聚焦部分21是一个包括聚焦电极21f和阳电极21a的透镜。在串接操作期间，电子束形成部分20的电极和主聚焦部分21的电极位于串接夹具上，彼此之间的距离是规定的距离。通过托架28，它们和串接杆27相连。所述托架28可以和所述电极是一体的或是一个在串接操作之前与电极分开的单独的元件。在加工期间，通常由玻璃制成的串接杆被加热并压在托架28上。冷却之后，被称作串接单元29的电子枪10的元件从串接夹具中取出。在后续工序中，将场矫正元件22和定心罩23安装在串接单元29上。通常这个场矫正元件22在扁平部分24上具有矩形开口，即用于电子枪10的中央电子束的开口26和用于侧电子束的开口25。如美国专利US4,678,964所述，使用场矫正元件调整电子枪的像散性级别。所述像散性是在水平方向和垂直方向上主聚焦部分21的透镜光焦度的差别。主聚焦部分21的透镜光焦度可以被表示成在屏幕6上获得聚焦的电子亮点所需的聚焦电压。因此，所述像散性也可以被表示成电压，即获得聚焦在水平方向上的电子亮点所需聚焦电压和获得聚焦在垂直方向上的电子亮点所需聚焦电压之间的差值。
场矫正元件22通常是深拉延元件并被焊接在定心罩23上，然后这个子组件被定位在主聚焦部分21的阳电极21a上。这种结构对制造过程中的公差极为敏感。从具有场矫正电极22的开口25、26的平面到主聚焦部分21的距离并不精确，由于这段距离被两个深拉延元件确定，也就是阳电极21a和场矫正电极22。此外，场矫正电极22围绕z轴线的转动显示了公差，由于具有现有技术的结构，所述公差很大。由于在现有技术的电子枪中，场矫正电极22主要用于像散性矫正，这种形式是可以接受的。
当然，电子枪10还配备有用于产生电子束7、8和9的阴极，所述电子束进入电子束形成部分20。此外，电子枪10还配备有包含引线13的底部，一些引线用于和外部电源相连，以便向电极供应能量。
图3A和3B分别是根据现有技术的电子枪10的侧视图和俯视图。这个示例显示了具有多个电极的电子束形成部分20，但是这和本发明无关。两个主透镜电极21f和21a具有带开口的平面32和凸缘33，这可以从图2中看到。图3的电子枪也可以包括额外的透镜31，例如在聚焦电极21f内的动态四极，但是这不是本发明所需要的。这个图还显示了和定心罩23相连的定心弹簧30，应该注意的是，电子枪10的轴线基本上和彩色显像管1的轴线一致。
图4A和4B分别是根据本发明的电子枪的侧视图和俯视图。在这个电子枪10中，主聚焦部分21的结构和制造方法已经被改变。该主聚焦部分21在图5和图6A、6B中被更详细地显示。该主聚焦部分21由两个具有开口的板40、43构成，在这两个板上都配备有凸缘形状部分41、42。所述凸缘形状部分41、42定位成彼此相对，被主透镜间隙47隔开。聚焦电极21f包括带开口的板40和凸缘形状部分41，同时阳电极21a包括带开口的板43和凸缘形状部分42。带开口的板40、43包括用于将这些电极紧固在串接杆28上的托架。如图6A所示，板40和43上的开口50、51可以是圆形的、椭圆形的、长方形的、或其它满足主透镜所需的凸起的形状这些是设计时的一件事。
在根据本发明的电子枪10中，附加电极44的结构已经被改变，电极44是一个具有开口52、53的板并配备有用于串接操作的托架28。所述开口52、53可以是矩形的，但是也可以是其它形状，例如椭圆形或长圆形。通过垫圈45，定心罩23可以被连接到附加电极44上。
这种构制电子枪10的方法确保附加电极相对于主聚焦部分21准确地定位。在串接操作期间，利用这两个电极之间的垫片，调整阳电极21f的带开口的板43和附加电极44之间的距离46。例如在串接操作期间，利用一种使用突起55的外参照系，通过准确地固定电极，可以阻止电极在板44的平面内也就是xy平面内的转动。这种用于制造电子枪的外参照系在美国专利US5,052,966和US5,235,241中被介绍。另一种方案是，在串接操作期间，通过使用穿过开口的定心销，对电极进行定位。
根据本发明的制造电子枪10的方法确保包括附加电极44的主聚焦部分21的准确的定位。这使充分地利用附加电极44以便改善主聚焦部分21的特性成为可能，这对现有技术是重大的改善。在现有技术的电子枪中，附加电极21的很差的定位精度限制它的使用，也就是限制使用场矫正元件，该场矫正元件仅仅调整像散性级别。根据本发明，附加电极44变成主聚焦部分21的主要部分，因此它被称作主透镜场镜相器(MFM)。
通常，附加电极22配备有和阳电极21a相同的电压。MFM44的新结构也使这个电极具有和阳电极21a不同的电压成为可能。例如通过为电子枪10设置一个内分压器，可以实现这个目的。
为了说明由于使用本发明而出现的可能性，这通过整体优化组合主聚焦部分21和附加电极或MFM44示出，可以获得具有改进透镜质量的电子枪或具有相同透镜质量的较短的电子枪。
利用它的有效的透镜直径，控制主聚焦部分21的质量。除了物理透镜直径之外，即主透镜电极的板40和43上的开口尺寸，两个有效透镜直径可以被计算。第一个是用于放大的有效透镜直径，由Dm表示。这个透镜直径确定主聚焦部分21的放大率，从而确定聚焦电压。这是对电子枪10长度的直接测量。第二个是用于球面像差的透镜直径，由Dsa表示，确定屏幕6上的电子亮点的质量，从而确定彩色显像管1的分辨率。
在现有技术的电子枪中，电子枪10的长度总是直接和主聚焦部分21的质量有关。增加电子枪10的长度将降低主聚焦部分21的放大率，导致更高的聚焦电压、更弱的主聚焦部分21和低的球面像差。这导致彩色显像管1较好的亮点性能，从而带来较好的分辨率。
本发明打破了传统的束缚，即用于放大的有效透镜直径和用于球面像差的有效透镜直径之间的联系。本发明显示，电子枪10可以被这样设计，从而在恒定的Dm下具有改进的Dsa，或者换句话说，在相同的枪长度和相同的聚焦电压下具有改善的分辨率的电子枪10。
通过例子，推导出了电子枪。这个示例描述了具有主聚焦部分21的电子枪，其结构和图5所示的主聚焦部分21的结构类似。电子束之间的间距也就是中央电子束8和侧电子束7、9之间的距离是6.5毫米。主聚焦部分21被称作CFL6.5(具有节距为6.5毫米的合成场透镜)。当阳电极21a的固定电压是30kV并且聚焦电极21f的固定电压是8.19kV时进行计算。此外，主透镜间隙47被固定在1.1毫米。
在最佳生产过程中，主透镜场镜相器44的两个参数发生变化。首先MFM44和阳电极21a的带开口板43之间的距离46，MFM44内的开口52、53之间的距离在水平方向被保持为5.5毫米，在垂直方向被保持在4.0毫米。其次，MFM44内的开口52、53的垂直方向尺寸保持水平尺寸恒定为5.5毫米，间距s46是1.5毫米。在设定这些参数后，带开口板40、43中的开口，从而提供满足要求的主聚焦部分21。这些要求例如是，中央电子束和侧电子束的聚焦条件和像散性级别基本相等。结果分别显示在表1和2中，所给定的透镜直径Dm，x和Dsa，x仅仅适用于水平方向，因为垂直方向对亮点性能不重要。表1在MFM内当开口尺寸恒定时(5.5*4.0mm2)间距s的变化
表2在间隔s＝1.5毫米的MFM内垂直尺寸的变化
这些表显示，通过改变间隔s46或开口52、53的垂直尺寸，能够设计主聚焦部分21，一方面保持用于放大的有效透镜直径基本上恒定在7毫米，另一方面，对于两个变量，改善用于球面像差的有效透镜直径大约8％。因此，将间隔s从1.5毫米降低到0.7毫米，引起球面像差8％的改善，同样将开口52、53的垂直尺寸从5.0毫米降低到3.5毫米。表1和2所示结果分别在图7和8中被表示出来。
这个示例显示主聚焦部分21和MFM44的整体设计导致电子枪10具有改善的亮点效果，也就是在电子枪10具有恒定长度时，即用于放大的相同的透镜有效直径，具有用于球面像差的大的有效透镜直径。当然，这种现象也适用于获得具有相同亮点性能的短的电子枪；在此情况下，聚焦电压将更低，主聚焦部分21的聚焦作用将更强。
本发明描述了改善彩色显像管1的亮点性能的一般方式，即通过整体设计聚焦部分21和MFM44的组合。然而本发明并不局限于上述示例。本发明也适用于其它主要透镜系统种类，例如欧洲专利EP-B-0725972中所介绍的主透镜。
总之，上文介绍了一种彩色显像管1所使用的电子枪10的制造方法。电子枪10配备有位于阳电极21a和定心罩23之间的附加电极44。这个附加电极44是电子枪10的串接单元29的一部分，这确保这个附加电极44相对于至主聚焦部分21距离准确的定位，以及其转动。通过将它作为主聚焦部分21的主要部分，使利用附加电极44改善主聚焦部分21的质量成为可能。为此原因，这个附加电极被称作主透镜场镜相器(MFM)44。
已经显示，通过改变MFM44的开口52、53的垂直尺寸或MFM44和主聚焦部分21之间的间距，能够增加用于球面像差的有效透镜直径，同时保持用于放大的有效透镜直径恒定。换句话说，改善了电子枪10的亮点性能，同时保持电子枪10的长度不变。着眼于获得具有良好公差性能的主聚焦部分21所需的精确性，电子枪10的这种新的制造方法更重要。
权利要求
1.一种用于彩色显象管(1)的电子枪(10)的制造方法，通过将一些电极(20，21)固定在串接杆(27)串接形成串接单元(29)，从电子传输方向上看，所述串接单元循序地包括电子束形成部分和主聚焦部分(21)，该主聚焦部分(21)具有聚焦电极(21f)和阳电极(21a)，在下一步步骤中，使定心罩(23)和阳电极(21a)相连，其特征在于该主聚焦部分(21)还包括位于阳电极(21a)和定心罩(23)之间的附加电极(44)，该附加电极(44)被安装在串接单元(29)上。
2.根据权利要求1所述的制造电子枪的方法，其特征在于所述附加电极(44)和阳电极(21a)电连接。
3.根据权利要求1或2所述的制造电子枪的方法，其特征在于所述附加电极(44)包括矩形开口(52，53)。
4.根据权利要求1、2或3所述的制造电子枪的方法，还包括具有带开口的平面(43)的阳电极(21a)，其特征在于，附加电极(44)和阳电极(43)的带开口的平面之间的距离(46)比1.5毫米小。
5.根据权利要求4所述的制造电子枪的方法，其特征在于附加电极(21)和阳极(43)的带开口的平面之间的距离(46)是0.7毫米。
6.一种在彩色显像管(1)内所使用的电子枪，其具有至少一个阴极、一串接单元(29)，从电子的传播方向看，该串接单元(29)顺序包括一些电极，具有电子束形成部分(20)和主聚焦部分(21)，该主聚焦部分(21)具有聚焦电极(21f)和阳电极(21a)，该电子枪(10)还包括和阳电极(21a)相连的定心罩(23)，其特征在于所述主聚焦部分(21)还包括位于阳电极(21a)和定心罩(23)之间的附加电极(44)，该附加电极(44)被安装在串接单元(29)上。
7.根据权利要求6所述电子枪，其特征在于所述附加电极(44)和阳电极(21f)电连接。
8.根据权利要求6或7所述电子枪(10)，其特征在于所述附加电极(44)包括矩形开口(52)、(53)。
9.根据权利要求6、7或8所述电子枪，还包括具有带开口的平面(43)的阳电极(21a)，附加电极(44)和阳电极(21a)的带开口的平面(43)之间的距离(46)比1.5毫米小。
10.根据权利要求9所述电子枪，其特征在于所述附加电极(44)和阳电极(21a)的带开口的平面之间的距离(46)是0.7毫米。
11.一种配备有如权利要求6～10中任一个权利要求所述电子枪的彩色显象管(1)。
全文摘要
介绍一种在彩色显像管(1)内使用的电子枪(10)的制造方法。电子枪(10)配备有定位于阳电极(21a)和定心罩(23)之间的附加电极(44)。这个附加电极(44)是电子枪(10)的串接单元(29)的一部分，确保附加电极(44)相对于至主聚焦部分(21)的距离精确定位和转动。通过使附加电吸(44)成为主聚焦部分(21)的主要部分，使利用附加电极(44)改善主聚焦部分(21)的质量成为可能。为此原因，附加电极被称作主透镜场镜相器MFM(44)。已经显示，通过改变MFM(44)的开口(52)、(53)的垂直尺寸或MFM(44)和主聚焦部分(21)之间的间距，能够增加用于球面像差的有效透镜直径，同时保持用于放大的有效透镜直径恒定。换句话说，改善了电子枪(10)的亮点性能，同时保持电子枪(10)的长度不变。着眼于获得具有良好公差性能的主聚焦部分(21)所需的精确性，电子枪(10)的这种新的制造方法更重要。
文档编号H01J29/48GK1397087SQ01804250
公开日2003年2月12日 申请日期2001年11月16日 优先权日2000年11月30日
发明者R·W·C·范德维肯 申请人:皇家菲利浦电子有限公司