专利名称：具有改良的扩展聚焦透镜电极的一字排列式电子枪的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如使用于彩色显像管的一字排列式电子枪，特别是涉及在其主聚焦透镜电极中有改良结构的这些电子枪。
一字排列式电子枪是设计用来最好产生或引发在同一平面内的三束电子束并将这些电子束沿会聚路径射向屏幕附近的会聚点或小区域。在1983年1月25日颁给Hughes等人的第4,370,592号美国专利中，叙述了一种电子枪，其中主聚焦透镜是由两个隔开的电极所形成的。每一主聚焦透镜电极中包括多个孔，其数目与电子束的数目相等，并且还包括周围边缘，两主聚焦透镜电极的周围边缘互相面对。每一主聚焦透镜的有孔部分系位于从边缘向后设置的凹入部分内。主聚焦透镜的这种电极结构的功效是获得平缓和的电压梯度，用以减少球形像差。
在1983年6月14日颁给Greninger的第4,388,552号美国专利中，揭示了上述电子枪周围边缘之一在形状上的改型，在这种改型中，至少一个电极中的凹部在侧边电子束路径处比在中央电子束路径处宽，这是对垂直于含有一字排列的电子束的平面予以测量而获得的。这种改型重新分配主聚焦透镜的静电场线，故三束电子束的聚焦电压被统一起来。
1986年12月2日颁给Gerlach的第4,626,738号美国专利揭示一种由两电极形成的主聚焦透镜，每个电极包括具有一周围边缘的外椭圆形部分。每个电极的边缘互相面对。嵌入每个椭圆形部分中的是一具有相应椭圆形周边的有孔板。在这种主透镜结构中，已发现有孔板与周围边缘之间的距离可能改变，除非在制造电子枪时特别加以注意。此外，也可能以稍与周围缘不对准的角度插入有孔板。
本发明的目的是提供利用这种有孔板的那类电子枪中主聚焦透镜电极的改良结构。
本发明的改良的一字排列式电子枪包括多个与三个阴极隔开的电极。这些电极形成至少一个电子束形成区域及在三电子束即一中央电子束及两侧边电子束路径中的主聚焦透镜。主聚焦透镜则由两个电极的面对部分形成。其特征在于主聚焦电极的面对部分包括第一部分及位于第一部分内的第二部分。第一部分中包括单一孔。第二部分中则包括三个一字排列的孔。第一部分并包括四个相隔开之突出部，及第二部分则附装于这四个突出部上。
在附图中
图1为体现本发明实施例的电子枪侧视图。
图2为图1中包括一边缘的G5电极的第一部分的正视图。
图3为包括一边缘的G5电极的第一部分以图2中线3-3所截取的剖视图。
图4为包括一边缘的G5电极的第一部分以图2中线4-4所截取的侧向剖视图。
图5为包括三个孔的G5电极的第二部分正视图。
图6为图5中G5电极的第二部分的顶视图。
图7为图5中G5电极的第二部分的侧视图。
图8为包括三个孔的G5电极第二部分的透视图。
图9为图1中电子枪的G5及G6电极的横断面顶视图。
详言之，图1中所示的电子枪10包含两绝缘支撑杆12，各电极就安装于此两杆上。这些电极包括三个均等间隔的共平面阴极14(仅显示一个)，一控制栅极16(G1)，一帘栅极18(G2)，第一预聚焦电极20(G3)，第二预聚焦电极22(G4)，组合的第三预聚焦电极及第一主聚焦电极24(G5)，以及第二主聚焦电极26(G6)，按所述次序沿玻璃杆12隔开。每个G1至G6电极中或在其每一端，有三个一字排列的孔，允许三束共面电子束通过。在电子枪10中的主静电聚焦透镜形成于G5电极24及G6电极26之间。G5电极24也可称为聚焦电极，因为该电极上加有聚焦电压，而G6电极26可称为阴极，因为阴极电压施加于该电极上。G5电极24由在开口端连接的两个杯形元件28和30形成。G6电极26亦由在开口端连接的两个杯形元件32及34形成。屏蔽杯36在电子枪的出口处附装于元件34。
电子枪10的所有电极直接或间接连接于两条绝缘支撑杆12。两条支撑杆可延伸至G1电极16及G2电极18并支撑之，或此两电极可用某些其他绝缘装置附装于G3电极20。最好两支撑杆由玻璃制成，玻璃经加热及压于自各电极伸出之爪上，以将各爪埋入于支撑杆中。
G5电极24及G6电极26的面对部分即30及32各自相同，因此，仅对元件30详述如下。元件30包括两部分38及40。如图2，3及4所示，部分38有点呈杯形，在其闭合的端部有一大孔42，孔42沿一字排列电子束的一字排列方向延伸，在垂直于电子束的一字排列方向在两外边或侧边电子束路径稍宽。在本技术领域内，孔42的形状称为“狗骨”形。在两侧电子束路径，孔42为具有直径“D”的圆形。在中央电子束路径处，孔42有宽度“W”所分开的直边。孔42的长度“L”贯穿自孔一端至另一端的电子束路径。
孔42由边缘45沿四周包围，部分38的四角予以相反冲压(counter-stamped)，以在该部分内每角形成一架或突出部44。这些突出部44的高度可在相反冲压期间予以改变，调整在两相对部分40之间电子枪中的间隔。
如图5，6，7及8所示，部分40通常为一平板，在其四角6的每一角处有一偏置，四角46的偏置量也可改变，以调整两相面对部分40之间电子枪的间距。部分40具有三个一字排列孔48、50及52。中央孔为椭圆形，两侧的孔48及52则具有较复杂的形状，其内边部分为圆形，外边部分为椭圆形。
G5电极24是将部分40的四个偏置角46放置成与部分38的四个凸出部接触，并将各角46焊接于架44，如图9中所示那样地制成的。图9显示了形成主聚焦透镜的电极结构。
如上述第4,388,552号美国专利中所显示的那样，使用一个“狗骨”凹部于连接阳极电压(阳极电极)的电极中的缺点为该电极对尺寸变化的高度灵敏性。以下表1给出了为各组像散现象(Ast.)及自由电子束著靶调整(FBL)所需之“狗骨”尺寸之修正。
表IΔAst.ΔAst.
绿色 红色 ΔFBLΔL ΔW ΔD(伏特) (伏特) (毫米) (毫米) (毫米) (毫米)100100 0 -0.013 -0.038 -0.0641000 0 -0.013 -0.038 -0.0131000 0.254 -0.025 -0.038 -0.025如表1中可见到的，在该阳电极中校正像散现象及自由电子束著靶所必须的结构变化较小，即自0.013毫米至0.064毫米，获致这些小尺寸改变要求在切削加工和制造上有高度的精密度。因此，非常需要修改电子枪的结构，以减少对结构改变的此种高度灵敏性。本申请所述的本发明的实施例使聚焦电极的两面对部分与另一阳极有相同的特征而解决了这一问题。聚焦电极系位于主聚焦透镜的会聚部分中，阳电极则位于主聚焦透镜的发散部分中，由于上述位置，在聚焦电极与阳电极上所形成的相同改变在这些电极的每一个中产生相反效果。例如，考虑表1中所列三组像散现象及自由电子束著靶的状况，如果聚焦电极变至狗骨形状，聚焦电极狗骨中所需的尺寸改变如表II中所示，以提供与对阳极狗骨形状变化所作相同的校正。
表IIΔAst.ΔAst.
绿色 红色 ΔFBL ΔL ΔW ΔD(伏特) (伏特) (毫米) (毫米) (毫米) (毫米)100100 0 0.013 0.025 0.0511000 0 0.0 0.025 0.01000 0.254 0.025 0.025 0.013将表I及表II中所需的尺寸改变作一比较，可见各项改变为大约相等的数值但符号不同。表III列出了对在聚焦电极及阳极电极中具有相同狗骨形状的电子枪提供与表I及表II中的相同像散校正所需的狗骨尺寸改变。
表IIIΔAst.ΔAst.
绿色 红色 ΔFBL ΔL ΔW ΔD(伏特) (伏特) (毫米)(毫米) (毫米) (毫米)100 100 0 0.000 0.152 0.229100 0 0 0.025 0.152 0.000100 0 0.254 0.102 0.152 0.102在表III中可见到当聚焦电极及阳电极具有相同的形状时，像散及自由电子束著靶校正所需的尺寸改变实际上大仅电极其中之一被修正时所需的尺寸改变。因为需要较大的尺寸改变，具有两个相同狗骨的电子枪对尺寸改变的灵敏度远小于仅有一狗骨的电子枪。
权利要求
1.一种一字排列式电子枪，包括多个与三个阴极隔开的电极，所述电极在三束电子束即一中央电子束及两侧边电子束的路径中形成至少一个电子束形成区域及一主聚焦透镜，该主聚焦透镜系由上述电极其中两个的面对部分所形成，其特征在于两个主聚焦透镜电极的所述面对部分中各包括具有单一孔(42)的第一部分(38)及置于该第一部分内的第二部分(40)，该第二部分中包括三个一字排列的孔(48，50，52)，及该第一部分包括四个隔开的突出部(44)，该第二部分则附装于该四个突出部。
2.根据权利要求1的一字排列式电子枪，其特征在于该第一部分(38)为一有孔的杯形部分，该第二部分(40)则为一有孔的板。
3.根据权利要求2的一字排列式电子枪，其特征在于该两个主聚焦透镜电极(24，26)中至少一个的所述杯形部分(38)中的单一孔(42)在两侧电子束路径中以垂直于该一字排列的电子束的一字排列方向的方向测量，其宽度(W)大于在中央电子束路径处。
4.根据权利要求2或3的电子枪，其特征在于在该有孔板(40)中的三个一字排列孔(48，50，42)在形状上为非圆形。
5.根据权利要求2、3或4中任一项的电子枪，其特征在于该有孔板(40)有四个角(46)，并包括在每一角的一偏置部分(46)，该有孔板附装于该偏置部分的所述四个突出部(44)。
6.根据权利要求5的电子枪，其特征在于所述两个主聚焦透镜(24，26)的面对部分中每一部分的第一部分(38)及第二部分(40)在尺寸及形状上都相同。
全文摘要
改良的一字排列式电子枪包括与三个阴极相隔开的多个电极。这些电极形成在三电子束即中心电子束和两侧电子束路径中的至少一个电子束形成区域及一主聚焦透镜。主聚焦透镜由两个电极(24，26)的面对部分形成。改良之处包含主聚焦透镜的面对部分包括第一部分(38)及位于第一部分内的第二部分(40)。第一部分中包括单一较大孔(42)，第二部分中包括三个一字排列孔。第一部分中包括四个隔开的突出部(44)，第二部分附装于四个突出部。
文档编号H01J29/48GK1124404SQ9511600
公开日1996年6月12日 申请日期1995年8月25日 优先权日1994年8月26日
发明者O·P·特林切罗, D·A·纽, Y·庞蒂里埃 申请人:汤姆森管及展示有限公司