专利名称：阴极射线管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种包括具有加热器的电子枪的阴极射线管及其制造方法。具体的说，本发明涉及一种包括具有加热器的电子枪的阴极射线管及其制造方法，其中加热器用于将热量加到氧化物阴极来发射电子。
背景技术：
图1示出了现有的阴极射线管，通常，阴极射线管包括在其上涂覆荧光材料的面板110，和面板的内侧组合来选择颜色的显像管阴罩120，和面板110组合的聚光灯灯罩130，电子枪140位于其中的管颈150，以及用于偏转阴极射线的偏转线圈160。电子枪140包括用于发射在其中创建的电子的阴极141。阴极141根据施加到多个G1，G2栅格143的电压发射电子。
图2示出了现有氧化物阴极的结构。
如图2所示，使用热电子发射的氧化物阴极通常用作阴极141。参考图2，氧化物阴极包括热电子发射层141-1，气态金属141-2，加热器141-3，套筒141-4，以及支撑器141-5。热电子发射层141-1的主要成分是碱土金属碳酸盐，比如BaCO3，SrCO3和CaCO3。形成热电子发射层141-1使得使用喷涂覆盖来涂覆精细粉末，该粉末的形状是针型，较长侧大约是8μm并且较短侧大约是0.5μm。
气态金属141-2包括作为主要成分的镍，并且包括少量的还原剂，比如镁，硅和钨。气态金属141-2有助于热电子发射层141-1的还原并且支撑热电子发射层141-1。
形成加热器141-3使得Al2O3作为绝缘层涂覆在热电阻线上并且产生热量。套筒141-4包括作为主要成分的Ni-Cr，并且支持气态金属141-2。为了有效的吸收来自加热器141-3的热量并且将吸收的热量传送到气态金属141-2，通常将套筒141-4涂黑。通常，在加热器141-3和套筒141-4之间形成预先确定的间隙A用于电气安全。支撑器141-5由具有镍作为主要成分的合金制成，并且支撑套筒141-4。
图3详细示出了现有的加热器141-3，参考图3，加热器141-3包括发热部分B，将能量施加到发热部分B并且用作用于支撑加热器141-3的引线的三角线圈部分C，以及焊接到加热器支撑(没有示出)用于提供能量目的的焊接部分D。将加热器141-3插入阴极141并且焊接。另外，加热器141-3加热放置在气态金属141-2上的热电子发射层141-1，使得热电子发射层141-1发射热电子。
加热器141-3的制造过程如下缠绕线轴，缠绕单一线圈，烘烤，缠绕双绕线圈，成型，电子沉积和涂覆，高温烧结，溶解心轴，中和及清洗，以及烘干。
图4示出了应用到现有加热器的线圈缠绕。如图4所示，缠绕单一线圈的过程将线圈420以预先确定的间距缠绕在心轴410的周围，从而连续形成发热部分B和对应于引线的三角线圈部分C。这里，使用钼线形成心轴410并且使用3％铼-钨线形成线圈420。
形成三角线圈部分C使得线圈在前向以预先确定的长度，在后向以预先确定的长度，并且之后再次在前向以预先确定的长度缠绕在心轴410周围。当完成三角线圈部分C时，在前向缠绕线圈420来形成发热部分B。这里，在三角线圈部分C缠绕线圈420三次使得三角线圈部分C支撑加热器141-3并且缠绕的三角线圈彼此接触从而成为导体。因此，三角线圈部分C将能量施加到发热部分B。
因为发热部分B的线圈被缠绕一次，所以发热部分B产生由形成线圈420的铼-钨本征电阻引起的电阻热量。
在单一线圈缠绕过程之后，加热器141-3经历烘烤过程。烘烤过程将线圈420表面上的微粒移去并且使得用于形成图3所示的部分B的双绕线圈缠绕处理更容易。在烘烤过程之后，加热器141-3形成为预先确定的尺寸。
在双绕线圈缠绕和成型过程之后，为了防止在将加热器插入阴极时产生漏电，以绝缘材料涂覆加热器141-3。通常Al2O3用作绝缘材料。另外，在绝缘层上形成涂黑层以有效的将加热器141-3的辐射热传送到阴极。涂黑层由具有高辐射率的Al2O3和钨形成。
之后，烧结加热器141-3。这是为了烧结Al2O3来增加硬度的目的。在大约1600到1700℃的温度，在干燥氢气环境下执行烧结30到35分钟。
在烧结过程之后，在硫酸和硝酸的混合物中溶解心轴410。之后，使用液态氨对加热器141-3中和并且完成清洗和烘干过程。
完整的加热器在正常温度(23到27℃)下的电阻值是最为重要的项目。就是说，加热器的电阻值是决定当将加热器插入阴极并焊接时加热器的电流值的最重要因数。加热器的电流值决定阴极侧的温度并且和阴极射线管的预期寿命范围紧密相关。通常，阴极侧的温度和加热器的电流值成正比并且加热器的电流值和加热器在正常温度下的电阻值成反比。
图5示出了应用到现有加热器的线圈缠绕。在用于氧化物阴极的现有加热器中，如图5所示，为了高效加热，在前向上发热部分B的间距a小于三角线圈部分C的间距b。线圈在反向的间距c是线圈在前向的间距b的九倍。具体的说，在前向的间距b是64μm并且在反向的间距c是575μm，为64μm的九倍。用于三角线圈部分C的线圈420的长度是296mm并且整个线圈长度是420mm。
如上所述，发热部分B和三角线圈部分C的线圈紧密缠绕使得构成发热部分B的线圈420的长度变得更长，从而增加发热部分B的总电阻。这在相同条件的额定电压下可以获得大约30℃的附加热值。
但是，现有加热器具有以下问题。首先，发热部分B和三角线圈部分C的线圈420非常紧的缠绕使得线圈没有足够的弹性。因此，因为给予加热器的外部振动和由电源打开/关闭引起的线圈扩张/收缩，可能损坏加热器的绝缘层。另外，虽然发热部分B具有小的线圈间距来实现高效加热器，需要的线圈420的数量增加，从而造成成本增加和产量降低。最后，如图5所示，因为第一级和第三级线圈在相同方向以相同间距缠绕并且第二级线圈在反向以大的间距缠绕，线圈的横截面为椭圆形。这样，当焊接时加热器扭曲。
发明内容
因此，本发明的一个目的是至少解决背景技术的问题和缺点。
本方面的一个目的是提供一种包括具有高效加热器的电子枪的阴极射线管，其可以改进加热器的质量和焊接稳定性，并且减少需要的线圈的数量以及缠绕线圈需要的时间而且实现高效加热。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种包括具有加热器的电子枪的阴极射线管，使用线圈形成该加热器，并且其包括发热部分和三角线圈部分，发热部分具有从线圈产生的热量聚集在其上的热聚集部分和用于缓冲振动的缓冲部分的，形成该三角线圈部分使得线圈在三级中以预先确定的间距缠绕。三角线圈部分的第二和第三级的间距基本上彼此相等，并且大于第一级的间距。
根据本发明的另一方面，还提供了用于制造包括具有加热器的电子枪的阴极射线管的方法，该方法包括下面的步骤在一个方向上缠绕线圈来形成发热部分；在一个方向缠绕线圈来形成第一级；在和该一个方向相反的方向上以比第一级的间距大的间距缠绕线圈来形成第二级；并且在该一个方向上以和第二级相同的间距缠绕线圈来形成第三级，其中第一，第二和第三级构成三角线圈部分。
本发明可以改进加热器的质量和焊接稳定性，并且减少需要的线圈的数量以及缠绕线圈需要的时间而且实现高效加热。因此，最小化制造成本和时间并且改进阴极射线管的可靠性。
将参考附图详细描述本发明，在附图中相似的数字表示相似的元件。
图1示出了现有的阴极射线管；图2示出了现有氧化物阴极的结构；图3示出了现有的加热器；图4示出了应用到现有加热器的线圈缠绕；图5详细示出了应用到现有加热器的线圈缠绕；图6示出了应用到根据本发明的加热器的线圈缠绕；图7是示出了根据本发明的加热器的热产生效率和现有加热器的热产生效率的比较的图表。
具体实施例方式
将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
根据本发明的权利要求1，提供了一种具有多个放电单元的等离子显示面板，其包括隔栅(barrier rib)和在每一隔栅上形成的低介电常数的氧化膜，通过隔栅在上层衬底和下层衬底之间限定了放电空间。
根据本发明的权利要求2，如权利要求1所述的等离子显示面板的氧化膜包括硅氧化物和镁氧化物中的至少一个。
根据本发明的权利要求3，如权利要求1所述的等离子显示面板进一步包括在上层衬底的下侧形成的第一电极；以及在上层衬底的上侧以在第一电极上延伸的方式形成的第二电极。
根据本发明的权利要求4，如权利要求3所述的等离子显示面板的隔栅包括平行于第一和第二电极布置并且具有附属的放电空间的第一隔栅；以及和第一隔栅交叉布置的第二隔栅。
根据本发明的权利要求5，还提供了一种用于制造等离子显示面板的方法，包括下面的步骤在下层衬底上形成隔栅使得由在上层衬底和下层衬底之间的隔栅限定放电空间；以及在每一隔栅上形成低介电常数的氧化膜。
根据本发明的权利要求6，如权利要求1所述的方法的氧化膜包括硅氧化物和镁氧化物中的至少一种。
根据本发明的权利要求7，如权利要求5所述的方法进一步包括下面的步骤在上层衬底上形成第一电极；并且在上层衬底的下侧以在第一电极上延伸的方式形成第二电极。
根据本发明的权利要求8，如权利要求7所述的方法的形成隔栅的步骤包括下面的步骤形成平行于第一和第二电极布置并且具有附属放电空间的第一隔栅，以及形成和第一隔栅交叉的第二隔栅。
在下文中，将参考图6到7以更为详细的方式描述本发明的优选图6示出了根据本发明应用到加热器的线圈缠绕。参考图6，根据本发明的加热器包括具有热聚集部分HP和缓冲部分BP的发热部分B’，以及三角线圈部分C’。
根据以预先确定的间距d缠绕的线圈420的本征电阻，热聚集部分HP将施加到那里的电能转换为热，并且将热传送到阴极。这里，形成热聚集部分HP的线圈420的间距和形成现有加热器的发热部分B的线圈的间距相等。因此，包括在本发明的加热器中的热聚集部分HP提供和现有加热器相同的高热效率。
相比热聚集部分HP，缓冲部分HP具有较弱的加热功能，并且其线圈缠绕方向和形成热聚集部分HP的线圈的缠绕方向相同。因为相比热聚集部分HP，缓冲部分BP具有用于将热传送到阴极的非常低的辐射率，为了增加热效率，不需要减小形成缓冲部分BP的线圈的间距。因此，可以增加形成缓冲部分BP的线圈缠绕速度，从而使得构成缓冲部分BP的线圈的间距e大于形成热聚集部分HP的线圈的间距d。这可以减小需要的线圈数量及缠绕线圈需要的时间。
另外，因为构成缓冲部分BP的线圈的间距e大于构成热聚集部分HP的线圈的间距d，形成缓冲部分的线圈具有预先确定的弹性度。因此，可以防止因为外部振动或线圈的热膨胀/收缩产生加热器可靠性的恶化。
缠绕构成缓冲部分BP的线圈的次数至少是缠绕构成热聚集部分HP的线圈次数的5％。另外，缓冲部分BP的线圈间距e是热聚集部分HP的线圈间距d的两倍。当热聚集部分HP的线圈间距d是50到60μm时，缓冲部分BP的线圈间距e是100到120μm，其大于现有加热器的三角线圈部分的线圈间距64μm。最为优选的，缓冲部分BP的线圈间距是110μm。
形成三角线圈部分C’，使得以与构成缓冲部分BP的线圈的缠绕方向相同的方向缠绕线圈，以相反方向缠绕线圈，并且之后又与构成缓冲部分BP的线圈的缠绕方向相同的方向缠绕线圈。
如上所述，构成三角线圈部分C’使得缠绕线圈420三次。三角线圈部分C’支撑加热器141-3并且在三级中缠绕的线圈彼此接触来变成导体状态，从而将电能施加到发热部分B。这里，第一级线圈的间距f是100到120μm，其等于或大于构成缓冲部分BP的线圈的间距e，并且第二级和第三级线圈的间距g是300到360μm。最为优选的，第一级线圈的间距f和构成缓冲部分BP的线圈的间距e相等，是110μm。这是因为当连续缠绕构成缓冲部分BP的线圈和三角线圈部分C’的第一级线圈时，可以简化加热器制造过程。
另外，三角线圈部分C’的第二级线圈的间距g是第一级线圈的间距f的三倍。另外，第三级线圈的间距是第一级线圈间距f的三倍。因此，当第一级线圈的间距f是110μm时，最为优选的，第二级线圈和第三级线圈的间距g是330μm。
本发明的三角线圈部分C’的第一，第二和第三级线圈的间距分别是110μm，330μm和330μm，然而现有加热器的三角线圈部分C的第一，第二和第三级线圈的间距分别是64μm，576μm和64μm。形成本发明的三角线圈部分C’需要的线圈长度是150mm并且形成三角线圈部分C’需要的时间是7.5秒。
因此，可以知道，因为本发明的三角线圈部分C’的线圈间距的改变，本发明的三角线圈部分C’需要的线圈数量和缠绕线圈所需的时间小于形成现有三角线圈部分C需要的线圈数量，296mm，和形成现有三角线圈部分C需要的时间，13秒。
另外，本发明的三角线圈部分C’的第二级和第三级线圈在彼此相反的方向上以相同间距缠绕，并且第一级线圈在前向以小的间距缠绕。这样，如图6所示，线圈的横截面具有X形状，使得当焊接时加热器不扭曲从而增强了焊接可靠性。
下面将说明一种用于制造包括在根据本发明的阴极射线管中的加热器的方法。
首先，在一个方向缠绕线圈来形成发热部分B’，就是说，热聚集部分HP和缓冲部分BP。这里，缓冲部分BP的线圈间距e是热聚集部分HP的线圈间距d的两倍。
在一个方向连续缠绕线圈来形成三角线圈部分C’的第一级，并且之后在相反方向上缠绕线圈来形成三角线圈部分C’的第二级，其具有是第一级的间距f的三倍的间距g。接下来，在该一个方向再次缠绕线圈来形成第三级，其具有和三角线圈部分C’的第二级的间距g相同的间距。
图7是示出了根据本发明的加热器的热产生效率和现有加热器的热产生效率的比较的图表。在图7中，X轴表示施加到加热器的电压并且Y轴表示阴极侧的辐射温度，该温度由从加热器发射的热量增加。
参考图7，本发明的加热器具有类似于现有加热器的热效率。就是说，即使在本发明的加热器使用比现有加热器需要的线圈数量更小的线圈数量时，根据本发明的加热器可以获得类似于现有加热器的热效率。
如上所述，本发明可以改进加热器的质量和焊接可靠性，并且减少需要的线圈数量和缠绕线圈需要的时间，而且实现高效率加热。因此，可以最小化制造成本和时间，并且改进阴极射线管的可靠性。
这样描述了本发明，很明显可以以多种新方式改变相同部分。不认为这些改变脱离了本发明的精神和范围，并且对于本领域普通技术人员来说，很明显这些修改都应该包括在下面权利要求的范围中。
权利要求
1.一种包括具有加热器的电子枪的阴极射线管，其中使用线圈形成该加热器，并且该加热器包括发热部分和三角线圈部分，发热部分具有在其上聚集从线圈产生的热量的热聚集部分和用于缓冲振动的缓冲部分，形成该三角线圈部分使得线圈在三级中以预先确定的间距缠绕，三角线圈部分的第二和第三级的间距基本上彼此相等，并且大于第一级的间距。
2.如权利要求1所述的阴极射线管，其中三角线圈部分的第二级线圈的间距是三角线圈部分的第一级线圈的间距的三倍。
3.如权利要求1所述的阴极射线管，其中形成缓冲部分的线圈的间距等于或小于三角线圈部分的第一级线圈的间距。
4.如权利要求1所述的阴极射线管，其中形成缓冲部分的线圈的间距等于或大于形成热聚集部分的线圈的间距。
5.如权利要求4所述的阴极射线管，其中形成缓冲部分的线圈的间距比是形成热聚集部分的线圈的间距的两倍。
6.一种包括具有加热器的电子枪的阴极射线管，其中使用线圈形成该加热器，并且该加热器包括发热部分和三角线圈部分，发热部分具有在其上聚集从线圈产生的热量的热聚集部分和用于缓冲振动的缓冲部分，形成该三角线圈部分使得线圈在三级中以预先确定的间距缠绕，形成缓冲部分的线圈的间距等于或小于三角线圈部分的第一级线圈的间距。
7.如权利要求6所述的阴极射线管，其中三角线圈部分的第二级线圈的间距等于三角线圈部分的第三级线圈的间距，并且大于三角线圈部分的第一级线圈的间距。
8.如权利要求7所述的阴极射线管，其中三角线圈部分的第二级线圈的间距是三角线圈部分的第一级线圈的间距的三倍。
9.如权利要求6所述的阴极射线管，其中形成缓冲部分的线圈的间距等于或大于形成热聚集部分的线圈的间距。
10.如权利要求9所述的阴极射线管，其中形成缓冲部分的线圈的间距是形成热聚集部分的线圈的间距的两倍。
11.一种用于制造包括具有加热器的电子枪的阴极射线管的方法，该方法包括下面的步骤在一个方向缠绕线圈来形成发热部分；在一个方向缠绕线圈来形成第一级；在和该一个方向相反的方向上以比第一级的间距大的间距缠绕线圈来形成第二级；并且在该一个方向上以和第二级相同的间距缠绕线圈来形成第三级，其中第一，第二和第三级构成三角线圈部分。
12.如权利要求11所述的方法，其中三角线圈部分的第二级的间距是三角线圈部分的第一级的间距的三倍。
全文摘要
本发明公开了一种包括具有加热器的电子枪的阴极射线管及其制造方法。使用线圈形成该加热器，并且该加热器包括发热部分和三角线圈部分，发热部分具有在其上聚集从线圈产生的热量的热聚集部分和用于缓冲振动的缓冲部分，形成该三角线圈部分使得线圈在三级中以预先确定的间距缠绕，三角线圈部分的第二和第三级的间距基本上彼此相等，并且大于第一级的间距。本发明可以改进加热器的质量和焊接可靠性，并且减少需要的线圈量和缠绕线圈需要的时间，而且实现高效率加热。
文档编号H01J1/20GK1577708SQ200410063700
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月16日 优先权日2003年7月16日
发明者林南麟 申请人:Lg.飞利浦显示器(韩国)株式会社