专利名称：阴极射线管、阴极射线管的电子枪、制造电子枪的方法及制造电子枪的方法中使用的部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个制造电子枪的方法，在该方法中多个电极被叠置并通过固定装置固定在多个绝缘支承杆上。
本发明还涉及一个具有用于产生电子束的电子枪的阴极射线管，该电子枪具有多个通过固定装置固定在多个绝缘支承杆上的电极。
本发明也涉及一个用户阴极射线管的电子枪，该电子枪具有多个通过固定装置固定在多个绝缘支承杆上的电极。
这种阴极射线管是公知的并用于例如电视机及计算机监视器上。
传统的阴极射线管电子枪包括多个电极，它们从一个阴极(对于单色阴极射线管)或从三个阴极(对于彩色阴极射线管)开始一个接一个地被定位。这些电极在它们的外周面上具有固定于电绝缘支承杆上的固定装置。通常，固定装置包括诸如凸块、钩或托架这类部件，它们被固定于多个绝缘支承杆上、譬如通过部分嵌入或连接固定在多个-通常是两个-玻璃熔接杆上。为了将电子枪连接到玻璃熔接杆上，这些电子枪彼此叠放在譬如一夹具中，将熔接杆的玻璃加热到该熔接杆玻璃软化的温度，并使玻璃熔接杆压向固定装置。由此，固定装置至少部分地嵌入或连接到玻璃熔接杆的软化材料中，即被固定于绝缘支承杆上。随后被温度降低，杆的材料固化，这样固定装置的连接部分就嵌入到玻璃熔接杆中。
虽然传统的设计及制造方法已经使用并获得一定的成功，而本发明则实现了电子枪性能的更高要求及成本降低。这种对电子枪性能愈来愈高的要求及对降低成本的追求使得传统设计的缺点变得愈加明显。在传统设计中要保持电极彼此间精确的相对定位是极其困难的。电极位置的任何改变将导致显示屏上电子束的位置和/或形状和/或电子束的相对位置的误差。这些误差对显示屏上的图象质量具有不利的影响。此外，随着电极数目增多，制造电子枪所需的部件数目也增多。这就增加了制造成本并也增加了电子枪包含缺陷的危险。
本发明的目的是提供一种制造电子枪的方法，其中一个或多个上述问题能够减轻或缓和。
为此，该用于制造电子枪的方法其特征在于包括下列方法步骤在平面元件中形成孔口图案，由此形成多个与板的其余部分连接的固定装置；·将所述固定装置部分从平面元件的平面中弯出来；·将多个弯曲部分固定到绝缘支承杆上；·将绝缘支承杆-固定装置组件与平面元件的其余部分分离开；·使多个绝缘支承杆通过所述固定装置与电极叠层相配合；及·使所述固定装置及电极叠层相互连接。
根据本发明的方法使用了平面元件，例如平板或带条材料，在其中形成多个固定装置，还在该制造方法中，该固定装置使电极与绝缘支承杆相互连接。在传统的设计及制造方法中，每个电极与一对或多对固定装置相固定，每对包括在电极之每个对立面上的固定装置。对于扁平电极，通常固定装置伸出在电极的外周上，对于管状或筒状电极使用与电极相连接的钩或托架。各种部件的数目大则连接步骤的数目也大。
因为本发明的固定装置是无分离的部件，无论是形成平面元件部分或为绝缘支承杆-固定装置组件的部分，所以不同部件的有效数目、即必须分开处理的部件数目大为减少。有效部件数目的减少实质上起到减少制造成本的作用。此外，在将电极与玻璃熔体杆相互连接时也不需要如传统方法中那样对电极施加压力。这就减小了电极改变位置的危险，由此增加了电子枪的平均质量并减小了制造损耗。电极也不会遭受高温，这就减小了电子枪中的热应力。这导致了电极平均质量的改善。
固定装置可用各种方式固定在绝缘支承杆上，例如通过夹持。在优选实施例中，固定装置的弯曲部分与绝缘支承杆相配合，即在高温时固定装置被至少部分地嵌入在支承杆中。该工序通常称为“玻璃熔接”，并绝缘支承杆被称为“玻璃熔接杆”。该方法可以非常有利地应用这种玻璃熔接工序，因为本发明可以作到非常精确的调节玻璃熔接杆的温度及将固定装置嵌入玻璃熔接杆中的力、速度及方向。在传统的方法中，所有玻璃熔接杆(通常为二或四个)被各个加热装置(通常为某类型的火焰轮)同时地加热并同时压向固定装置。但是，在这种传统方法中，要保证在熔接杆的整个长度上所有熔接管均具有相同温度及在熔接杆的整个长度上均以相同的力(强度及方向)压向固定装置是极为困难的。但是，在根据本发明优选实施例的方法中，在与电极叠放的方法步骤不同的方法步骤中连接在板上的固定装置被连接到熔接杆上。这使得对重要的参数能更好地控制，这些重要参数例如为熔接杆的温度，使固定装置与熔接杆彼此相压的力，冷却速度及固定装置之间的隔离。其结果是，可以作到对固定装置及熔接杆之间连接的愈来愈佳的控制。
在本发明的一个优选实施例中，孔口图案是借助在平面元件中蚀刻出孔口形成的。
蚀刻孔口能以极高精度进行，并且不会在平面元件的材料中引起机械应力。而机械应力则可导致电极位置的偏移。
作为优选，可使用另外的方法如激光切割或冲裁来形成孔口图案。
一个优选实施例的特征是，第一及第二所述方法步骤(制出孔口图案及使单元各部分从平面中弯出来)是同时进行的。这譬如可通过冲制/弯曲的组合方法来实现。同时进行两个方法步骤就减少了制造步骤数目及制造时间。
在本发明的一个优选实施例中，两个或最好多个两个的固定装置借助于至少一个互连引线相互连接，该引线从固定装置形成一个整体部分。
本发明使得在各电极之间设置互连引线(通过各电极的固定装置)及它们与固定装置形成一个整体部分成为可能，这也是本优选实施例的主题。事实上，固定装置及互连导线是由同一个板或条带(平面元件)形成的。这使制造电子枪所需的部件数目进一步减少。
在本发明的一个相关优选实施例中，在熔接杆的阴极侧设有一个基本固定装置，及在基本固定装置和一个电极的固定装置之间设有互连引线，该基本固定装置、互连引线及电极的固定装置形成一个整体件。
这就使部件数目进一步减少，并使基本固定装置及电极之间相互连接的可靠性增加，且不再需要将互连引线焊到电极的固定装置上。
本发明还涉及用于本发明方法的平面设孔(即具有孔口)的元件(例如板或条带)。这种平面元件可有利地作成卷筒形成。因此本发明也涉及到将在本发明方法中使用的包括平面元件的卷筒。
本发明还涉及具有产生电子束的电子枪的阴极射线管，该电子枪具有多个固定在多个绝缘支承杆上的电极，至少两个电极具有使电极固定到绝缘支承杆并由互连引线互连的固定装置，其特征在于，这两个电极的固定装置与互连引线形成一个整体部分。
本发明还涉及一种具有产生电子束的电子枪的阴极射线管，该电子枪具有借助于由互连引线互连的固定装置及基本固定装置固定在多个绝缘支承杆上的电极，其特征是，电极的固定装置、基本固定装置及互连引线形成一个整体部分。
本发明亦涉及用于阴极射线管的电子枪。
对于本发明的这些方面及另外方面将借助于示范实施例及参考附图来详细说明，附图为
图1是一个显示装置的截面图；图2是简化的电子枪的截面图；图3A是传统电子枪的解体图；图3B是根据本发明的电子枪的解体图；图4A、4B及4C表示具有固定装置的熔接杆(图4A)，移去熔接杆以表现面对电极的固定装置的位置的组装好的电子枪(图4B)，及固定装置(图4C)；图5A至5D表示根据本发明的方法；图6表示将固定装置与绝缘支承杆相连接并形成绝缘支承杆-固定装置组件的一个设备；图7表示将固定装置固定到绝缘支承杆上的另一实施例。
各附图未按比例描绘。通常，相同的标号在各附图中表示相同的部件。
图1表示一个阴极射线管，在该例中为彩色阴极射线管1，它包括设有显示窗3、锥形部分及颈部5的轴真空的外壳2。在所述颈部5中设有一个电子枪6，用于产生伸展在一个平面中的三个电子束7、8及9，该平面即共面线的平面，在此情况下为附图的表面。显示屏设在显示窗的内侧。所述显示屏10包括发出红、绿、蓝三种荧光的大量磷元素。在电子束到显示屏的路径上，电子束借助电磁偏转装置11在显示屏上产生偏转并通过彩色选择电极(有时也称为阴罩)12，后者布置在显示窗3的前面并包括设有多个小孔13的薄板。彩色选择电极借助悬置部件14被悬置在显示窗中。三个电子束彼此以相对小的夹角通过彩色选择电极的小孔13，因此，每个电子束撞击在仅一种彩色的磷元素上。在此例中，该阴极射线管还包括用于产生工作电压的装置，这些电压通过馈电管脚16供给电子枪的各电极。图2是一个简化了的电子枪的截面图。所述电子枪包括三个阴极21、22及23。所述电子枪还包括第一公共电极20(G1)、第二公共电极24(G2)、第三公共电极25(G3)及第四公共电极26(G4)。通过经由管脚16施加电压，尤其在各电极和/或子电极之间施加不同的电压，产生出用于产生、加速电子束、调节和/或聚焦电子束的电子光学区域。在此例中，电极G1、G2及G3构成产生预聚焦透镜的电子光学元件，电极G3及G4构成产生主透镜的电子光学元件，该主透镜形成在这两个电极之间，用于使电子束聚焦到显示屏上。这些电极被固定到绝缘支承杆上，即在该附图中心支承杆27上，在该例中是通过固定装置28被固定在玻璃熔接杆上。
图3A及3B表示传动电子枪的构造(左面的图3A)及根据本发明的电子枪的构造(右面的图3B)。图3A及图3B中所示的电子枪比图2中所示的电子枪稍微复杂些，因为G3电极包括两个子电极G3A和G3B。除了电极G1、G2、G3A、G3B和G4外，图3A还表示出基本固定装置31A、31B及32A和32B，它们在组装的电子枪中被连接到熔接杆33和34的基本部分以及三个引线35、36和37上。并表示出从属各电极的多个部件，包括任何引线在内。例如，在传统的电子枪中，G4电极由四个不同部件组成，即管形部件41、扁平内部件42和两个固定装置43和44。相比之下，图3B中的电极G4仅包括两个部件。其总的部件数目从图3A中传统设计方案的29(=4+4+8+2+5+4+2)个减少到图3B中设计方案的14(=2+2+3+1+2+4)个。这种各部件数目的下降导致了可观的成本节约。这种节减是由于，所有不同的固定装置及引线是由两个单板做成的。除了减少了图3A中所示传统方案的部件数目外，其制造步骤的数目也大为下降。在图3A所示方案的制造时，必须对所有电极提供固定装置。对于某些电极，固定装置必须被焊在电极上。在图3B所示的方案中，这些制造步骤能被免除。此外，传统方案中的引线35、36和37，必须对其两端施行焊接。在图3B所示的方案中，引线和连接它的另外部件(固定装置)形成一整体部件，就不需要焊接。这不仅导致焊接次数的减少，而且也导致连接更牢固及更可靠。此外，在现有技术中，某些焊接必须手工操作，这是尤其易出差错的工序。图3B中所示方案与图3A中所示方案相比其附加优点在于电极的形状及形成要简单得多。图3A中所示的各电极当大批量使用时易于产生(彼此)纠缠。一旦各电极装上引线(35、36、37)，尤其是这样。图3A中所示某些电极竟如此地复杂，以致于它们必须用手工处理。图3B中所示电极是有较简单的设计且不会变得(彼此)纠缠。这就减少了电极损坏的危险及制造程序需暂时停止的危险。总之，电极之间相互连接的可靠性及强度得以改善，及另外的优点还在于，不需要在各电极从连接引线之间进行焊接。焊接是耗时且易出错误的方法，并且会导致烟尘及其它侵蚀物质进入电子枪或接近电子枪，而它们必需被除去。
图4A表示与固定装置连接的、图3B中的玻璃熔接杆33、34。图4B表示各电极及连接在各电极上的固定装置。图4C分开地表示固定装置。在图4C中示出，某些固定装置通过引线互连。例如，引线51及52使固定装置53A及54A连接到固定装置53B及54B(通过引线51)并连接固定装置55及固定装置53B。互连引线51分别与固定装置53A和53B及与固定装置54A和54B形成整体部件。互连引线52与基本固定装置55形成一整体部件。在电子枪中固定装置53B与电极G3相连接。互连引线52在功能上等同于图3A中所示的引线35。对于电子枪的正确工作必不可少的、基本固定装置和电极G3之间的连接可靠性来说，引线52(图4C)强于引线35。取决于引线与G3电极之间的焊接质量，引线35可能与基本固定装置31A变为断接。引线52则为固定装置形成牢固整体，故不会变为断接。图4C还表示，在此例中固定装置组件由两个分开的不同组件组成。在此例中“面向观察者”的组件和在“右手侧”的固定装置组件是不同的。互连引线52仅出现在“面向观察者”的组件中，而互连引线56仅被包含在“右手侧”的组件中。固定装置组件之间的这种不对称性(它意味着板中的孔口必需不同)是一种优选实施方式，因为它能在固定装置及基本托架之间形成四个互连引线。图5A表示具有开口62的板61，根据本发明的一个优选实施例，该孔口借助蚀刻工艺形成。在本发明的范围中，该孔口也可用其它方式制成，例如通过冲压形成。但是，冲压会在板材料中导致机械应力，这将引起电极的不精确定位。此外，冲压会导致毛刺及松散的微粒，它们会引起电子枪中的高电压问题。图5B表示在弯曲多个部分并形成固定装置60后的板61。然后板61通过固定装置60与玻璃熔接杆62形成连接，后者被加热到使材料软化的温度。这在加热炉中进行是有利的，在加热炉中熔接杆的温度能被精确地控制及保持，而且随后的降温也能被控制，在传统的方法中，熔接杆的加热是在电极叠放后譬如借助燃焰在其原位置上进行的。在传统的方法中熔接杆的温度被控制在低得多的温度上，如同随后的温度降那样。而增高的温度控制会导致固定部件与熔接杆之间连接形成的更好控制，并由此导致熔接杆与固定装置之间更可靠的连接。当板61(带有固定装置)与熔接杆彼此通过固定装置60形成连接时，熔接杆-固定装置组件从板的其余部分上切下，例如通过板61的切割部分63切下。图5C表示该制造方法的以下步骤。电子枪64的多个电极被彼此叠放，例如叠放在一夹具中。为了清楚起见，该夹具未在图5C中示出。当叠放工序完成时，将熔接杆62A和62B(左及右熔接杆)与电极叠层形成接触，并使固定装置60与电极相配合。其结果表示在图5D上。然后，譬如使用激光焊接形成焊点65，以使固定装置与电极相互连接。
图6概要地表示执行本发明之部分方法的一个设备的例子。卷筒61中包含一个条带62。借助滚子63使条带62经由弯曲装置64传送，在该弯曲装置中，如果在条带中已形成孔口，则部分65从条带62的平面中弯出来；如果在卷筒上条带未形成孔口，则在条带中形成孔口，例如冲出孔口，并使部分65从条带平面中弯出。绝缘支承杆66被置于炉67中加热到一高的温度。绝缘支承杆66及条带62被一起传送到装置68中，在该装置中绝缘支承杆的温度被维持在适当值上，并在其中使弯曲部分65嵌入(压入)到绝缘支承杆中，及使绝缘支承杆一固定装置组件70与条带其余部分分离开。最好，接着在控制单元69中检验绝缘支承杆-固定装置组件的缺陷。
图7表示将固定装置固定到绝缘支承杆的一个替换方式。在该例中，固定装置71没有嵌入绝缘支承杆72的部分，但包括支承条73，它们夹持在绝缘支承杆72上并借助于激光焊点74彼此相焊接。以此方式可以使固定装置71和绝缘杆72之间形成互连。如果支承条73夹持在绝缘支承杆72外围并与高温下彼此焊接，则支承条的热收缩将保证其可靠的互连。
概括起来，本发明提供了一种阴极射线管之电子枪的制造方法，该方法包括在一平面元件(例如板或条带)中形成多个固定装置的第一步骤；将固定装置固定在绝缘支承杆上的第二步骤；使绝缘支承杆-固定装置组件与平面元件分离，以及然后与电极叠层制出连接以形成电子枪或电子枪的一部分的第三步骤。本发明还提供了一种电子枪，其中不同电极的固定装置与互连引线形成单个整体部分。
权利要求
1．制造电子枪的方法，在该方法中多个电极被叠放并通过固定装置固定在多个玻璃熔接杆上，其特征在于-在平面元件中形成孔口图案，由此形成多个与板的其余部分连接的固定装置；-将所述元件的各部分从平面元件的平面中弯出来；-将所述多个弯曲部分固定到绝缘支承杆上；-将绝缘支承杆-固定装置组件与平面元件的其余部分分离开；-使多个绝缘支承杆通过固定装置与电极叠层相配合；及-使所述固定装置及电极叠层相互连接。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于将弯曲部分与绝缘支承杆相配合，即在高温下使弯曲部分至少部分地嵌入绝缘支承杆中。
3．根据权利要求1或2所述的制造电子枪的方法，其特征在于孔口图案是通过在平面元件中蚀刻出孔口形成的。
4．根据权利要求1或2所述的制造电子枪的方法，其特征在于与在平面元件中形成孔口图案同时地形成多个与平面元件其余部分相连接的固定装置，及将所述元件的各部分从平面元件的平面中弯出来。
5．根据权利要求1所述的制造电子枪的方法，其特征在于至少两个固定装置借助至少一个引线相互连接，各个固定装置与引线形成一个整体部分。6．根据权利要求5所述的制造电子枪的方法，其特征在于在绝缘支承杆的阴极侧设有一个基本固定装置，及在基本固定装置及一个电极的固定装置之间设有互连引线，该基本固定装置、互连引线及电极的固定装置形成一个整体部分。
7．具有产生电子束的电子枪的阴极射线管，该电子枪具有多个借助于固定装置与多个绝缘支承杆相固定的电极，其特征在于至少两个固定装置借助至少一个互连引线相互连接，该互连引线及各固定装置形成一个整体部分。
8．根据权利要求7所述的阴极射线管，其特征在于在绝缘支承杆的阴极侧设有一个基本固定装置，及在基本固定装置和一个电极的固定装置之间设有互连引线，该基本固定装置互连引线及电极的固定装置形成一个整体部分。
9．通过权利要求1的第一或开始两个步骤做出的，并用于在权利要求1所述方法中的平面状带孔元件的后续步骤的平面状带孔元件。
10．由根据权利要求9所述的含板件之条带组成的卷筒。
全文摘要
一种用于阴极射线管的电子枪的制造方法,该方法包括:在一平面元件(例如板或条带)中形成多个固定装置的第一步骤;将固定装置固定在绝缘支承杆上的第二步骤;使绝缘支承杆－固定装置组件与平面元件分离,及然后与电极叠层相连接形成电子枪的第三步骤。
文档编号H01J9/18GK1211338SQ97192309
公开日1999年3月17日 申请日期1997年9月29日 优先权日1996年12月17日
发明者P·J·M·维尔赫根, M·J·J·M·勒曼斯, M·G·A·M·范德霍尔斯特 申请人:皇家菲利浦电子有限公司