专利名称：优化热效率的阴极的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于阴极射线管电子枪的阴极，为减小该阴极的长度以及优化所述阴极的热效率方面使其结构作了改善。
本发明既适用于单色型的阴极射线管，又适用于彩色型的阴极射线管。
背景技术：
一个用于阴极射线管电子枪的阴极通常包括一个罩，在该罩上放置一种用于发出电子束的物质；一个同该罩构成一整体组件的圆筒形阴极外壳(jupe)；一根插入该外壳中的加热丝，该加热丝通常包括一个设置在该罩附近的螺旋形部分以及连接供电电路的引线接线头，这种连接通过该外壳上的与该罩相对的孔进行；各丝的引线接线头被焊接在刚性夹(étrier)上，各夹与该电子枪结构通过例如玻璃的不导电部分固连在一起。借助一个例如通过焊接固连在该外壳的与该罩相对一端上的套筒，使该阴极本身保持在该枪的下部。这类结构例如已在美国专利US4,403,169中进行了描述。
发明内容
在这类枪中，由丝提供的一部分能量因在该阴极外壳的后部开口辐射而损失，这一部分能量用于部分发射以使其达到工作温度的。此外，相当多的能量在该枪内的阴极支承装置例如上述提到的套筒中损失掉。为了提高该阴极的热效率，美国专利US5013965提出使用一种圆筒形的外壳，该外壳的特点是与该罩相对的一端被封闭。这种结构通过将该外壳的热向该发射部分传导来改善了已知阴极的热效率，但是该方法并不够完善，尤其是不能显著地加快该阴极的起动时间，这是在电视机显示器上快速获得图像的重要特征。根据本发明的用于阴极射线管电子枪的阴极提供的改进包括一个用以产生电子流的各发射材料的组合部分；一个金属罩，在该罩上设置该发射部分；一个加热丝，该丝成螺旋形设置在该罩之下并由连接引线接线头终止；一个环绕该丝的螺旋形部分的外壳，且该外壳与该罩构成一封闭空间，其特征在于该外壳与该罩相对的后部的内表面具有一适于将加热丝的热能向该发射部分反射的形状。
本发明还有各种优点，通过结合附图的下述描述，它们可得到更好理解，附图如下图1是根据现有技术的一种阴极的剖视图；图2是本发明第一种实施方式的剖视图；图3表示本发明第二种实施方式的剖视图；图4是根据本发明的一个阴极的顶视图；图5是根据本发明的一个阴极的发射部分与绕丝的透视图。
具体实施例方式
根据现有技术的一种阴极，如图1所示，它包括一个发射部分1，其形式为一层用于一氧化物阴极的发射物质，或当阴极为所谓浸透阴极时，其形式为浸透发射物质的极头(pastille)。该发射物质由该阴极的罩2支承，该罩设置在一圆筒形外壳3的一端；该外壳3沿垂直于该发射部分1的表面的方向Z延伸；该外壳3在其与该罩相对的一端被封闭，以便构成一封闭的圆筒，其中封闭着该阴极的丝5，该丝的引线接线头利用开在与该罩相对的端4上的孔9穿过该阴极外壳。该阴极通过一套筒7被支承在该枪的结构内，该套筒7以常规的方式连接于该电子枪的另一部分。
然而这种类型的结构具有两个主要缺陷-沿主轴Z的长度长，导致延长了所组合的该电子枪的长度，因而使得具有这类枪的管的深度增加，-这类阴极的热效率不让人满意。很多能量在该外壳中以及将该外壳连接于该枪其它部分的连接装置内损失。
在图2表示的第一种实施方式中，本发明的阴极提供了比现有技术缩短的沿主轴Z的长度。图2表示的实施方式浸透阴极情况，但也可以同样方式应用于一个氧化物阴极。
该阴极包括一个罩11，该罩11支承一浸透发射材料的多孔材料极头10。一个金属外壳14与该罩相连。与现有技术不同的是，该丝13的两个引线接线头15不穿过该外壳14的底部，而是穿过其侧壁上的孔或槽19。该孔或槽最好设置于该罩11附近，或设置于该外壳14的离该罩最近的一端。由所述发射部分10、所述罩11、所述外壳14以及所述丝13组成的该阴极通过一个例如为焙烧玻璃的电绝缘支承17定位，该支承17与该阴极/丝(10，11，13，14)组装件之间的机械连接由多个臂12进行，它们焊接在该绝缘支承17所含的金属接线柱16上。臂的数目例如可为三个，彼此间隔120°设置；它们最好在一个与支承17的表面以及与该发射部分10表面大致平行的平面内延伸，以便减小该阴极的轴向长度。如图2的剖视图所示，臂12中的一个用作电连接，以便通过一个连接一供电电源的连接线18为该阴极供电(ad hoc)。该丝13包括一涂层，以确保电连接于引线接线头15的该丝的导线芯部分与彼此电连接的元件(10，11，12，14，16，18)的部分之间的电绝缘。例如，该涂层在由该罩11和该外壳14限定的该丝所有部分延伸，且还延伸到该孔19之外。
在图3、4和5表示的第二种实施方式中，该丝的两个连接引线接线头15用作为该阴极的支承臂，所述引线接线头例如通过焊接连接该绝缘部分17所含的金属接线柱16。在这种情况下该丝的这两个引线接线头可穿过外壳14的侧壁部分，彼此间隔120°，处于一个与该发射部分10表面平行的平面内。该机械的稳定性由至少一个臂12保证，在这种情况下臂与两个连接引线接线头15成120°。该阴极的装配例如通过以下方法进行-具有两个彼此成120°延伸的引线接线头的丝13设置在该罩11之下，在该罩上预先焊接了一个臂12。
-在其周边具有三个槽19的外壳14被装配进该罩11以便使引线接线头15和臂12通过所述槽19。槽的尺寸与该引线接线头15和该臂12的尺寸相匹配，以便进行紧密配合，因此完全避免以后这些元件在操作过程中的运动。
-该外壳14例如通过焊接固连在该罩11上。
-引线接线头15和臂12例如通过焊接固连在该绝缘支承17所含的金属接线柱16上。
因而可将制成的整体模件单独插入，也可将三个插入用于单色或彩色阴极射线管的电子枪的下部。在一优选实施方式中，该枪的第一电极包括一些可被插入该阴极模件的装置，因此保持朝向所述栅极的开口，并保持与阴极发射部分的适当距离。
因而本发明可显著地降低阴极的轴向距离，而且还能增加它的热效率。
在根据本发明的阴极的结构中，以后可封闭与该罩11相对的下部，并且用作热反射器，将辐射的热能直接送回该阴极的发射部分。该外壳下部内表面的杯形适合于实施向支承该发射部分10的罩11的区域反射的功能；因而该外壳的封闭的下部的内表面可具有全部凹陷的形状来适应实施该功能；在优选方式中，可为工业上容易制造的圆锥形或截锥台形，该锥顶角的选择要使一部分热不直接被发射部分10捕获，而是通过辐射反射送向支承该发射部分10的区域。
为了改善该丝与发射部分之间的热交换，该丝13的形状应与外壳内表面的形状适应；因此，在一个与阴极的发射表面平行的平面内该丝的头部20的尺寸比其更靠近所述发射部分的基部处的尺寸小。该丝例如可为一圆锥体上的螺旋形，以便增加该丝直接面对该发射部分之下的罩11的表面的表面，并减少它与所述表面的平均距离。
在一种浸透阴极的情况下，还可通过在所述极头的侧壁21周围设置丝13的至少一部分圈来改善热交换，如图2和图3所示，通常，通过使各元件10，11，13和14的几何形状相适应，就可改善丝和发射部分之间的热交换，从而通过辐射热传递- 从13向10，直视表面13与10之间(更准确地说，直视其宽11)，其表面增大，且所述表面之间的空间减小；- 从13向14，直视表面13与14之间，其表面增大，且所述表面之间的空间减小。
此外，将引线接线头15用作阴极支承可以比现有技术的结构既可减小由于辐射产生的热损失，又可减小由于如图1中套筒7之类的阴极的支承元件传导产生的热损失。
除了本发明的阴极结构可同时减小该阴极的外形尺寸并改善它的热效率外，其更靠近发射部分的丝且外壳制成热反射器形状还可在减少阴极的起动时间方面有所改善，该起动时间和所用的丝的供给电压与由该电极发射的电子获得电流之间的流动延迟有关。
权利要求
1.一种用于阴极射线管电子枪的阴极，它包括一个用以产生电子流的各发射材料的组合部分(10)；一个金属罩(11)，在该罩上设置发射部分；一个加热丝(13)，该丝成螺旋形设置在该罩之下并由连接引线接线头(15)终止；一个环绕该丝的螺旋形部分的外壳(14)，且该外壳与该罩构成一封闭空间，其特征在于该外壳与该罩相对的后部的内表面具有一适于将加热丝的热能向该发射部分反射的形状。
2.如上述权利要求1所述的阴极，其特征在于该外壳的后部具有一个大致为截锥台的形状。
3.如上述权利要求之一所述的阴极，其特征在于该加热丝的螺旋形因远离发射部分而减小了直径。
4.如上述权利要求所述的阴极，其特征在于该发射部分是一浸透发射物质的极头，其特征还在于离该发射部分最近的线圈环绕该浸透式极头的侧壁(21)的至少一部分。
5.如上述权利要求之一所述的阴极，其特征在于该外壳具有开口(19)以使设置在该阴极的附近的该外壳的侧壁上的该丝的引线接线头通过。
6.如上述权利要求所述的阴极，其特征在于该阴极利用一个刚性支承(17)保持在该枪上，丝的引线接线头中的至少一个用作该阴极与该支承的机械连接。
7.如上述权利要求所述的阴极，其特征在于该阴极的支承主要由一个电绝缘材料构成，例如玻璃。
8.如上述权利要求所述的阴极，其特征在于阴极的支承含有电子导体接线柱(16)。
全文摘要
本发明涉及一种用于阴极射线管电子枪的阴极结构，可使该阴极快速点亮以及具有良好的热效率。该阴极包括一个带有支撑该阴极的发射部分的罩(11)和一杯形外壳(14)；该外壳具有一凹陷的内表面，以便使该外壳壁聚集的热能辐射反射到支承该阴极发射部分的区域。
文档编号H01J1/20GK1446369SQ0181157
公开日2003年10月1日 申请日期2001年6月7日 优先权日2000年6月21日
发明者J·－L·里靠德 申请人:汤姆森许可公司