专利名称：电子枪组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子枪组件，特别涉及改善其耐压特性且适用于彩色显象管的电子枪组件。
背景技术：
彩色显象管使用的电子枪组件具有产生电子束，有目的地聚焦和加速所产生的电子束的功能。特别是，由多个电极形成的聚焦透镜系统成为左右彩色显象管性能的重要因素。
在彩色显象管中采用的电子枪组件的聚焦透镜系统通常具有同时聚焦分别对应红(R)、绿(G)、蓝(B)的三束电子束的作用。双电位聚焦形透镜和单电位聚焦形透镜便是这种聚焦透镜系统的基本透镜形态的一例。实际上，为了提高聚焦性能，组合利用这些基本的透镜形态。例如，采用三电位聚焦形(简称TPF形)、多级聚焦形(简称MSF形)和四电位聚焦形(简称QPF形)等各种复合形透镜系统。
图1是表示在特开昭54-72667号公报中披露的QPF形电子枪组件的示意性结构图。
也就是说，该电子枪组件有沿同一轴依次排列的阴极10、第一栅极11、第二栅极12、第三栅极13、第四栅极14、第五栅极15和第六栅极16。而且，各栅极分别有使从阴极10发射的电子束通过的电子束通孔。
在阴极10和各栅极11～16上，施加各自预定的电位。阴极10、第一栅极11和第二栅极12发射热电子，并形成各电子束的交叉。第二栅极12和第三栅极13形成预聚焦透镜17，预聚焦交叉后的各电子束。第三栅极13、第四栅极14和第五栅极15形成辅助透镜18。第五栅极15和第六栅极16形成主透镜19。
目前，要求彩色显象管大型化和高清晰化，对于电子枪组件，也要求缩小电极间距离和高精度化。特别是形成从阴极10至第二栅极12的三极管部分，使电极间距离变得较小，但最近有变得更小的趋势。随着电极间距离变小，不但要求各电极间距离的组装误差小，还要求由装配在阴极10的灯丝的热影响造成的电极间距离的变化也变小。
由于第二栅极12通常采用比第一栅极11厚的厚板，所以热容量变大，在阴极10的灯丝点火后至热稳定状态需要时间，从而使灯丝点火后的白色平衡容易崩溃。
为了解决该问题，在实开昭63-22607号公报中披露了如图2所示的电子枪组件，该组件配有第二栅极12，第二栅极12由设有预定开口的厚平板21，和用于将该厚平板21固定在支杆玻璃20上的支撑部分22构成。该第二栅极12的支撑部分22弯向与支撑厚平板21侧相反的一侧。在该第二栅极12的结构中，由于厚平板21没有直接固定在支杆玻璃20上，所以能够减小厚平板21的面积。其结果，能够使热容量变小，能够防止因热膨胀造成的电极间距离的变化。
但是，由于把第二栅极12的支撑部分22设置在第三栅极13一侧，所以要想使第二栅极12和第三栅极13的间距达到预定距离，就必须使第三栅极13的第二栅极12侧比第二栅极12的支撑部分22中的开口部分的内径23还小，构成第三栅极13的面对第二栅极12的面24，使其被第二栅极支撑部分22包围。
因此，以往是把第三栅极13的第二栅极12侧，即把第三栅极底部的电极组件构成如图3A至图3C、或图4A至图4C所示的杯状结构。
图3A表示从阴极10侧观察电极组件的平面图，图3B表示从一字形方向即从水平方向观察该电极组件的剖面图，图3C表示从垂直于一字形方向即从垂直方向观察该电极组件的侧面图。图3A至图3C所示的杯状电极组件其底面30大体上呈以水平方向为长边的矩形。此外，把底面30的长边与开口部分31的长边周向管轴方向延伸的侧壁32接合，使该电极组件的开口部分31和底面30变为基本相同的形状。
图4A表示从阴极侧观察电极组件的平面图，图4B表示从水平方向观察该电极组件的剖面图，图4C表示从垂直方向观察该电极组件的侧面图。图4A至图4C所示的电极组件相对于各个电子束通孔，各自设有突起33。
图5表示从水平方向观察在第三栅极底部采用图3A至图3C所示的杯状电极组件的电子枪组件的一部分的剖面图。在该形状中，第二栅极12的支撑部分22的折曲部分34和第三栅极底部的侧壁32之间的距离小，耐压特性不好。再有，由于折曲部分34与侧壁32的距离小，而且在两者之间形成有大的电位差，所以存在容易发生击穿的问题。
因此，考虑使用如图6A至图6C所示的使底面的垂直方向宽度变窄的电极组件。图6A表示从阴极10侧观察电极组件的平面图，图6B表示从水平方向观察该电极组件的剖面图，图6C表示从垂直方向观察该电极组件的侧面图。在使用图6A至图6C所示的电极组件的情况下，如图7所示，能够扩宽第二栅极12的折曲部分34与第三栅极13的侧壁32之间的距离，消除击穿问题。但是，由于第三栅极底部的开口部分侧39的内径变小，受从第四栅极14侧向第三栅极13侧渗透的辅助透镜电场36的影响，所以会产生在辅助透镜的水平方向和垂直方向上形成非对称透镜的问题。其结果，在荧光屏上成像的电子束点变为非圆形的变形形状。
这样，如果第三栅极底部采用图3A至3C、图6A至6C所示形状的电极组件，那么就要牺牲耐压特性和辅助透镜特性的其中之一。
此外，在第三栅极底部形状如图4A至4C所示形状的情况下，由于第二栅极的支撑部分22与第三栅极侧壁部分37的距离扩大，所以使耐压特性提高。此外，由于还能够扩大第三栅极底部的开口侧38，所以能够使辅助透镜产生的影响变小。但是，由于该形状在各个电子束通孔上设有突起33，所以变成复杂的形状，不仅在垂直方向上而且在水平方向上都需要突起33与电子束通孔的各个位置精度，使制造变得困难，成本增大。
如上所述，在以往的电子枪组件中，特别是在QPF型的电子抢组件中，在采用向第三栅极侧弯折形状的支撑部分使第二栅极的厚平板固定在支杆玻璃上的方法中，存在相对于第三栅极的第二栅极侧的形状，耐压特性变得劣化，对在第二栅极和第三栅极之间形成的辅助透镜的电场特性产生不良影响等问题。此外，如果要消除这些问题，那么存在电极组件的形状变得复杂，成本增大的问题。
发明的公开为了解决上述问题，本发明的目的在于提供在不影响辅助透镜下可提高耐压特性的具有简单结构的电极组件的电子枪组件。
按照本发明，提供电子枪组件，它包括在一字形方向上排列的多个阴极，至少有在一字形方向上排列的电子束通孔的第一至第四栅极，和从与一字形方向垂直的方向夹持固定这些栅极和所述阴极的绝缘支撑体，在所述第二栅极和第四栅极上施加低电位的大致相同的电位，在所述第三栅极上施加比所述第四栅极高的电位，而且在比有所述电子束通孔的平面更靠近所述第三栅极侧，将所述第二栅极固定在所述绝缘支撑体上，其特征在于，所述第三栅极的所述第二栅极侧，是带有包括电子束通孔的平面部分、和植入所述绝缘支撑体的植入部分的杯状电极组件，所述平面部分和所述开口部分以一字形方向为长边大致构成矩形，所述开口部分的垂直于一字形方向的宽度大于所述平面部分的垂直于一字形方向的宽度。
附图的简单说明图1是示意性表示用于彩色显象管的以往QPF型电子枪组件的剖面图，图2是表示从图1所示的QPF型电子枪组件的阴极至第三栅极的结构的剖面图，图3A是表示从第二栅极侧观察在以往的电子枪组件的第三栅极上采用的杯状电极组件的平面图，图3B是表示从一字形方向观察在以往的电子枪组件的第三栅极上采用的杯状电极组件的剖面图，图3C是表示从垂直方向观察在以往的电子枪组件的第三栅极上采用的杯状电极组件的侧面图，图4A是表示从第二栅极侧观察在以往的电子枪组件的第三栅极上采用的杯状电极组件的平面图，图4B是表示从一字形方向观察在以往的电子枪组件的第三栅极上采用的杯状电极组件的剖面图，图4C是表示从垂直方向观察在以往的电子枪组件的第三栅极上采用的杯状电极组件的侧面图，图5是表示在使用图3A至图3C所示的电极组件的情况下的辅助透镜电场分布情况的图，图6A是表示从第二栅极侧观察在以往的电子枪组件的第三栅极上采用的杯状电极组件的平面图，图6B是表示从一字形方向观察在以往的电子枪组件的第三栅极上采用的杯状电极组件的剖面图，图6C是表示从垂直方向观察在以往的电子枪组件的第三栅极上采用的杯状电极组件的侧面图，图7是表示在使用图6A至图6C所示的电极组件的情况下的辅助透镜电场分布情况的图，图8是表示沿一字形方向剖切采用本发明的电子枪组件的彩色显象管的剖面图，图9是示意性表示本发明电子枪组件的剖面图，图10是表示从图9所示的电子枪组件的第二栅极至第五栅极的结构的剖面图，图11A是表示从第二栅极侧观察在本发明的电子枪组件的第三栅极的第二栅极侧采用的杯状电极组件的平面图，图11B是表示从一字形方向观察在本发明的电子枪组件的第三栅极的第二栅极侧采用的杯状电极组件的剖面图，图11C是表示从垂直方向观察在本发明的电子枪组件的第三栅极的第二栅极侧采用的杯状电极组件的侧面图，图12A是表示从第一栅极侧观察在本发明电子枪组件的第二栅极的第三栅极侧采用的支撑部分的平面图，图12B是表示从一字形方向观察在本发明电子枪组件的第二栅极的第三栅极侧采用的支撑部分的剖面图，图13A是表示从第二栅极侧观察在本发明电子枪组件的第三栅极的第二栅极侧采用的其它杯状电极组件的平面图，图13B是表示从一字形方向观察在本发明电子枪组件的第三栅极的第二栅极侧采用的其它杯状电极组件的剖面图，图13C是表示从垂直方向观察在本发明电子枪组件的第三栅极的第二栅极侧采用的其它杯状电极组件的侧面图，图14是表示在采用图13A至图13C所示的杯状电极组件情况下的从第二栅极至第五栅极的电极配置的图，图15是表示电子枪组件第三栅极的配置在第二栅极侧的杯状电极组件的侧壁与配置在第四栅极侧的杯状电极组件的开口中心的距离关系的图，是表示侧壁从开口中心离开开口半径以上距离情况的图，图16是表示电子枪组件第三栅极的配置在第二栅极侧的杯状电极组件的侧壁与配置在第四栅极侧的杯状电极组件的开口中心的距离关系的图，是表示侧壁与开口中心的距离在开口半径以下情况的图。
实施发明的优选实施例下面，参照附图详细说明本发明的电子枪组件的实施例。
图8中，示意性表示采用本发明电子枪组件的彩色显象管结构的一例。如图8所示，该彩色显象管有由屏盘1和与该屏盘1一体接合的锥体2构成的外壳。在屏盘1的内表面上形成配有发蓝、绿、红光的带状或点状三色荧光体层的荧光屏3(靶)。在荧光屏3的内侧且与其面对的位置上安装配有多个孔的荫罩4。
在锥体2的管颈5内设有发射三束电子束6B、6G、6R的电子枪组件7。此外，在锥体2的外侧装有产生水平和垂直偏转磁场的偏转系统8。
在这种结构的彩色显象管中，从电子枪组件7发射的三束电子束6B、6G、6R被偏转系统8产生的水平偏转磁场和垂直偏转磁场偏转，穿过荫罩4，然后水平和垂直地扫描荧光屏3。由此，显示彩色图象。
把在本实施例中使用的电子枪组件7称为一字形QPF型电子枪组件(以下，简称为电子枪组件)，该组件发射穿过同一水平面且一字形配置的中心电子束6G和其两侧的一对边束6B、6R的三束电子束6B、6G、6R。
图9示意性表示从一字形方向即从水平方向观察的电子枪组件的剖面。
如图9所示，电子枪组件7配有沿管轴方向依次装配的阴极110、第一栅极111、第二栅极112、第三栅极113、第四栅极114、第五栅极115和第六栅极116。通过作为绝缘支撑体的支杆玻璃120从垂直方向夹持这些阴极和各栅极来进行固定。在第一至第六栅极111～116上，沿一字形方向形成分别穿过三束电子束的三个电子束通孔。
第一栅极111为薄板状电极，形成小直径的三个电子束通孔。
第二栅极112包括形成小直径的三个电子束通孔的厚平板121，和在第三栅极侧支撑该厚平板121同时开放第三栅极侧的支撑部分122。在比厚平板121更靠近第三栅极侧的位置，将支撑部分122植入支杆玻璃中。
通过使两个杯状电极123、124的开口端相对，形成第三栅极113。在配置于第二栅极侧的杯状电极123上，形成比第二栅极112的电子束通孔直径稍大的三个电子束通孔。此外，在配置于第四栅极侧的杯状电极124上，形成比杯状电极123的电子束通孔直径大的三个电子束通孔。
通过使两个杯状电极125、126的开口端相对，形成第四栅极114。在这两个杯状电极125、126上，分别形成与在第三栅极113的杯状电极124上形成的电子束通孔的直径大致相同的三个电子束通孔。
通过使两个杯状电极127、128的开口端相对，形成第五栅极115。在配置于第四栅极侧的杯状电极127上，形成与第四栅极114的电子束通孔的直径大致相同的三个电子束通孔。此外，在配置于第六栅极侧的杯状电极128上，形成比杯状电极127的电子束通孔直径大的三个电子束通孔。
通过使两个杯状电极129、130的开口端相对，形成第六栅极116。在配置于第五栅极侧的杯状电极129和配置于荧光屏侧的杯状电极130上，形成与第五栅极115上形成的电子束通孔直径大致相同的三个电子束通孔。
为了把第一栅极111至第六栅极116植入支杆玻璃120中，所以配有使各电极的一部分在垂直方向上延伸的植入部分。
在阴极110上，例如施加大约150V左右的直流电压和与图象信号对应的调制信号。此外，使第一栅极111接地。使第二栅极112和第四栅极114在管内连接，在这些栅极上，施加约600～1000V左右的直流电压。阴极110、第一栅极111和第二栅极112形成三极管部分。该三极管部分发射沿一字形方向并列的三来电子束，同时形成各电子束的交叉。
使第三栅极113和第五栅极115在管内连接，在这些栅极上，施加约6～10kV左右的聚焦电压。在第六栅极116上，施加约25～35kV左右的阳极电压。
第二栅极112和第三栅极113形成预聚焦透镜117，分别预聚焦从三极管部分发射的三束电子束。第三栅极113、第四栅极114和第五栅极115形成辅助透镜118，再次预聚焦三束电子束。第五栅极115和第六栅极116形成主透镜119，把三束电子束最终聚焦在屏面上。把该辅助透镜118和主透镜119统称为主透镜系统。
下面，参照
在上述电子枪中采用的第二栅极112和第三栅极113的结构。
图11A至图11C是示意性表示第三栅极113的配置在第二栅极侧的杯状电极组件123的图，图11A表示从第二栅极侧观察的电极组件的平面图，图11B表示从一字形方向即从水平方向观察电极组件的剖面图，图11C表示从与一字形方向垂直的方向即从垂直方向观察的电极组件的侧面图。
如图11A至图11C所示，在电极组件123的平面部分即在底面140上，分别与三束电子束对应地形成沿水平方向一列配置的三个电子束通孔140a、140b、140c。以水平方向为长边，垂直方向为短边的大致矩形形状形成该底面140。按小于开口部分141的垂直方向的宽度来形成底面140的短边。从面对第四栅极114侧的开口部分141经面对第二栅极112侧的底面140，相对于管轴倾斜地设置侧壁142，使底面140的长边和开口部分141的长边接合。
图12A表示从第一栅极111侧观察第二栅极112的支撑部分122的平面图，图12B表示从一字形方向观察支撑部分122的剖面图。
如图12A和图12B所示，该支撑部分122在与厚平板121接触的平面161上形成比厚平板121的电子束通孔大的开孔160。此外，在该平面161的上下，接合与管轴方向略平行的侧壁162。该侧壁162的端部形成弯向垂直方向的植入部分，把该植入部分植入作为绝缘支撑体的支杆玻璃中。
图10表示从一字形方向观察从装配在电子枪组件上的第二栅极112至第五栅极115的图。
将第三栅极113的配置于第二栅极侧的杯状电极组件123设置在其底面140被第二栅极112的支撑部分122包围的位置上。由于从如图11中已经说明的第四栅极114侧经第二栅极112侧的底面140，倾斜形成与底面140的长边接合的侧壁142，所以能够扩大第二栅极112的支撑部分122中的折曲部分155与杯状电极组件123的侧壁142的间隔。其结果，能够防止第二栅极112与第三栅极113间的击穿，使提高耐压特性成为可能。
此外，由于按宽于底面140的短边来形成杯状电极组件123的开口部分141的垂直方向宽度，所以能够在远离从第四栅极114侧向第三栅极113侧渗透的辅助透镜118的电场156的位置处，配置开口部分141和侧壁142。由此，能够抑制辅助透镜118的水平方向和垂直方向的非对称性。因此，使抑制成像在荧光屏上的电子束点的形状变形成为可能。
还有，由于该杯状电极组件123没有在制造上困难的形状，所以成本也不会增大。
下面，说明第三栅极的设置在第二栅极侧的杯状电极组件的其它结构。
图13A至图13C示意性表示第三栅极113的配置在第二栅极侧的其它结构的杯状电极组件170的图，图13A表示从第二栅极侧观察的电极组件的平面图，图13B表示从一字形方向观察的电极组件的剖面图，图13C表示从垂直方向观察的电极组件的侧面图。
如图13A至图13C所示，在电极组件170的平面部分即在底面171上，分别对应于三束电子束形成沿水平方向一列排列的三个电子束通孔172a、172b、172c。以水平方向为长边，垂直方向为短边大致矩形状地形成该底面171。以小于开口部分173垂直方向的宽度形成底面171的短边。
在图11A至图11C所示的例中，由一平面形成与底面140的长边接合的侧壁142，而在图13A至图13C所示的例中，则由与底面171的长边垂直接合的第一平面174和连结该第一平面174和开口部分173的第二平面175的两个平面形成侧壁。也就是说，第一平面174相对于管轴略平行地延伸，第二平面175相对于管轴斜向地延伸。
如上所述，即使以如图13A至图13C所示的形状形成第三栅极113的杯状电极组件170，但如图14所示，仍能够扩大在第二栅极112支撑部分122的折曲部分155与侧壁174、175之间的距离，侧壁174、175是由从杯状电极组件170底面171的长边连接开口部分173的两个平面构成，从而能够防止击穿。由此，使提高第二栅极112和第三栅极113的耐压特性成为可能。此外，能够抑制该侧壁174、175对辅助透镜电场176的影响，能够抑制辅助透镜118的水平方向和垂直方向的非对称性。再有，使防止杯状电极组件170的制造成本的大幅度增加成为可能。
再有，在图11A至图11C所示的杯状电极组件123和图13A至图13C所示的杯状电极组件170中，与底面长边接合的壁最好不单独向开口部分倾斜。也就是说，为了不产生对辅助透镜118的对称性的影响，如图15所示，必须以杯状电极组件182中电子束通孔的宽度作为直径D的圆183的半径R以上的间隔，配置第三栅极113的位于第二栅极侧位置的杯状电极组件180的侧壁181和第三栅极113的位于第四栅极侧的杯状电极组件182的电子束通孔的开孔中心O的间隔。
如图16所示，在以距杯状电极组件182的开口中心O小于圆183的半径R的间隔配置杯状电极组件180的侧壁181的情况下，使辅助透镜的电场受到影响，在辅助透镜的水平方向和垂直方向上会产生非对称性。因此，必须以距位于第四栅极侧的杯状电极组件182的开口中心为其开口半径R以上的距离，配置第三栅极113的杯状电极组件180的侧面181。
以上，说明了本发明的电子枪组件，但第二栅极并不限于厚平板和支撑部分的两部件结构，只要是同样的形状，并不限于部件数，都包括在本发明的范围内。
如上所述，按照本发明的电子枪组件，由杯状电极组件构成第三栅极的第二栅极侧，该杯状电极组件的平面部分和以一字形方向为长边的开口部分大致呈矩形，以小于开口部分的短边来形成平面部分的短边的宽度。因此，把第三栅极靠近第二栅极侧配置，同时第二栅极和第三栅极间的距离能够充分地间隔在不产生放电的距离上，使提高耐压特性成为可能。
此外，能够抑制对从第四栅极向第三栅极渗透的辅助透镜电场产生的不良影响，抑制水平方向和垂直方向的非对称性，能够抑制荧光屏上电子束点的变形。
而且，由于该电子枪组件的结构为简单的形状，所以能够简单地制造，能够防止制造成本的大幅度增加。
工业上的利用可能性如以上说明，按照本发明，能够提供在不影响辅助透镜下提高耐压特性，具有简单结构的电极组件的电子枪组件。
权利要求
1．一种电子枪组件，它包括在一字形方向上排列的多个阴极，至少有在一字形方向上排列的电子束通孔的第一至第四栅极，和从与一字形方向垂直的方向夹持固定这些栅极和所述阴极的绝缘支撑体，在所述第二栅极和第四栅极上施加低电位的大致相同的电位，在所述第三栅极上施加比所述第四栅极高的电位，而且在比有所述电子束通孔的平面更靠近所述第三栅极侧，将所述第二栅极固定在所述绝缘支撑体上，其特征在于，在所述第三栅极的所述第二栅极侧，是带有包括电子束通孔的平面部分、开口部分和植入所述绝缘支撑体的植入部分的杯状电极组件，所述平面部分和所述开口部分以一字形方向为长边大致构成矩形，所述开口部分垂直于一字形方向的宽度大于所述平面部分垂直于一字形方向的宽度。
2．如权利要求1所述的电子枪组件，其特征在于，位于所述第三栅极的所述第二栅极侧的杯状电极组件，实际上通过由一个平面规定的侧壁，使所述平面部分的长边与所述开口部分的长边接合。
3．如权利要求1所述的电子枪组件，其特征在于，位于所述第三栅极的所述第二栅极侧的杯状电极组件，通过由垂直接合所述平面部分的第一平面部分和连结该第一平面和所述开口部分的第二平面规定的侧壁，使所述平面部分的长边与所述开口部分的长边接合。
4．如权利要求2或3所述的电子枪组件，其特征在于，在所述第三栅极的所述第四栅极侧，配置带有允许电子束通过的开孔的杯状电极组件，按从所述开孔中心比其开孔半径还要长的距离，配置在所述第三栅极的所述第二栅极侧的杯状电极组件中接合所述平面部分的长边和所述开口部分长边的侧壁。
全文摘要
使在电子枪组件的第二栅极112中包括的支撑部分122的支杆玻璃放置部分位于带有电子束通孔的厚平板121的第三栅极113侧。按杯状形成第三栅极113的在第二栅极侧的电极组件123,并且呈其垂直宽度小于第四栅极侧的开口宽度的矩形。连接底面140的长边的侧壁142从第二栅极侧向第四栅极侧倾斜。因此,在不影响辅助透镜的电场156并有简单结构的情况下,能够获得改善耐压特性的电子枪组件。
文档编号H01J29/48GK1219281SQ98800280
公开日1999年6月9日 申请日期1998年3月12日 优先权日1997年3月13日
发明者佐藤和则, 木宫淳一, 菅原繁, 小野修, 栗野孝司 申请人:株式会社东芝