专利名称：阴极射线管中的电子枪的制作方法
背景技术：
发明领域本发明涉及阴极射线管(CRT)中用的电子枪。
现有技术的描述图1示出电子枪栅结构的一个实例。该电子枪1由3个按一字式排列的阴极K(KR，KG，KB)和多个栅极构成，这些栅极按与3个阴极KR，KG，KB中的每一个阴极相同的排列方式排列。3个阴极K(KR，KG，KB)用于分别显示红，绿和蓝。这些栅极包括第1栅G1，第二栅G2，第3A栅G3A，第3B栅G3B，第4栅G4，第5A栅G5A，第5B栅G5，中间栅GM，和第6栅G6。屏蔽杯G7整体地设在第6栅G6的一端上。
引线丝3连接到第1栅G1。引线丝4连接到第2栅的G2和第4栅G4，即第2栅(G2)和第4栅(G4)相互电连接。引线丝6连接到第3A栅G3A和第5B相互电连接。此外，引线丝5连接到第3B栅G3B和第5A栅G5A，即第3B栅G3B和第5A栅G5A相互连接。
预定电压经每根引线丝分别加到栅G1，G2，G3，G4和G5。换句话说，预定的低电压加到第1栅G1。此外，预定的低电压加到第2栅G2和第4栅G4。预定的聚焦电压FC加到第3B栅G3B，和第5A栅G5A。动态聚焦电压FV加到第3A栅G3A和第5B栅G5B。阳极电压VH加到第6栅G6和屏蔽杯G7。而且，电压VM加到中间栅GM。电压VM是在阳极电压VH和聚焦电压FV之间的中间电压。图1中，用内部电阻负载7分割阳极电压VH得到电压VM。
屏蔽杯G7构成为圆柱形。第1栅G1，第2栅G2，第3A栅G3A，第3B栅G3B，第4栅G4，第5A栅G5A，第5B栅G5B和第6栅G6中形成与3个阴极K(KR，KG，KB)中的每个阴极对应的3个电子束孔。
电子枪1的三极部分8用阴极K(KR，KG，KB)构成，第2栅G2引出阴极K发射的电子束，第1栅G1放在阴极K与第2栅G2之间，用它们之间的电场限制电子束。
通常，栅组件用的材料包括，电子枪用金属。用冲压法制造栅组件。例如，由于用冲压法在金属板中形成电子束孔，因此束孔的精度高。
但是，近年来，随着用精度更高的彩色CRT作显示器，因此，强烈要求减小荧光表面上的电子束点的直径。因而急切要求减小电子枪的三极部分中栅极的电子束孔直径。总之，是减小第1栅G1和第2栅G2中的电子束孔的直径的要求越来越强烈。因此必需不用厚金属板以形成直径更小的电子束孔。
对常规的电子束孔的直径而言，束孔直径限制为金属板厚的80％左右，因为要保证冲模的使用寿命。
换句话说，如图2所示，在金属板11上用圆形或椭圆形冲模(12，13)形成电子束孔(14)。因此，束孔部分的板厚T1和束孔14的直径φD是确定电子枪基本特性和重要尺寸的决定性因素。按常规冲压方法，考虑到冲模(12，13)的寿命，孔径不能达到金属板厚T1的80％以下。
为此，由于束孔直径φD与板厚T1的关系为φD≥0.8T1，所以电子枪的栅中形成的常规束孔在设计中没有太大的自由度。
若板厚T1更薄，孔径尺寸按比例减小。但是，电场实际上从第1栅G1和第3栅G3穿过第2栅G2。为此，第2栅G2的束孔厚度T1应满足特性要求所需的厚度。因此，也限制了板厚会更薄。
而且，如图3所示，冲压15部分用于与第2栅G2的红，绿和蓝对应的束孔时，图3中的厚度T0是冲压部分的板厚。为了形成像散电场透镜，冲压部分15用于第2栅G2。为了提高栅设计的自由度，要求分开的电压加到束孔14部分和冲压15部分。但是，图3所示结构中不可能给束孔14部分和冲压15部分加分开的电压。
发明概述本发明的CRT用的电子枪由多个栅构成，每个栅由多个栅板构成，每个栅板上有电子束孔。多个栅板中至少一个栅板上的束孔直径是多个栅板形成的假板厚的80％或以下。
按本发明的电子枪，构成电子枪所需的栅用多个栅板构成。因此，由于可以使每个栅板的厚度更薄，因而有可能构成小孔径的束孔，以及构成其特性所需的栅的假板厚度。由于可以构成小直径的束孔，因此可以构对应每个阴极的束孔，由此增大了电子枪的设计自由度。此外，由于所需的栅用多个栅板构成，因此有可能在栅中保持电位差，给栅板加动态电位，可以改变栅板中的束孔形状。即，由于可以构成像散电场透镜，能控制电子束路径等，因此增大了电子枪的设计自由度。随后，通过设置本发明的电子枪，能提供有高性能的阴极射线管。
按本发明的电子枪，其中的第2栅用多个栅板构成。
按本发明的电子枪的第2栅用多个栅板构成。因此，由于每个栅板的厚度可以做得更薄，因此有可能构成小直径的栅孔。
考虑到电子枪的特性，第2栅应有预定厚度。按本发明，第2栅的厚度变成完全是多个栅板构成的假板厚。因此，能确保电子枪特性所需的板厚。第2栅中能形成与总的假板厚相关的其孔径比冲压法形成的孔径小的小孔径束孔，即孔径是所要求的板厚的80％以下。有可能制成以前不能制成的小孔径的束孔的三极部分。
按本发明，由于在第2栅中有可能构成小孔径的束孔，因而更容易制成对应每个阴极的多个束孔，由此能提高电子枪的设计自由度。
此外，由于所需的栅用多个栅板构成，因此栅中能保持电位差，给栅板加动态电位，就有可能改变栅板中的栅孔形状。即，可以形成像散电场透镜，能控制电子束路径等，从而增大了电子枪的设计自由度。
设置按本发明的电子枪能提供高性能的CRT。
本发明适用于例如第2栅，能制成因限制板厚而常规方法无法制成的束孔很小的三极部分。
附图的简要说明图1是常规电子枪结构的一个实例以及说明每个栅的布局和电连接的示意图；图2是用冲模在金属板中构成电子束孔的方法示意图；图3是说明一片金属片构成的第2栅的束孔周围结构以及说明用精压法形成的结构中束孔周围的结构的示意图4是本发明的电子枪的一个实施例以及说明多个栅板构成的第2栅的布局和电连接示意图；图5是按本发明的第2栅的一个实施例的以及两个栅板构成的第2栅和个栅中分别设置束孔的束孔周围的主要部分的横截面图；图6是本发明的第2栅的另一实施例的以及用两片栅构成的第2栅和两个栅片中分别设有不同直径的束孔的束孔周围主要部分的横截面图；图7A是本发明第2栅中用的束孔形状的另一实例的示意图；其中，栅板G2的栅孔做成水平横向长的形状，即图4中的左右方向长的形状，栅板G2A的孔做成圆形；图7B是本发明第2栅中用的束孔形状的另一实例图，其中，栅板G2B的栅孔是垂直的细长形，即垂直于图4中纸面的方向的细长形，栅板G2A的孔是圆形；图7C是本发明第2栅中用的束孔形状的又一实例示意图，其中，栅板G2B的束孔是大圆形，栅板G2A中的束孔是小圆形；图8是本发明的第2栅的又一实例的束孔周围主要部分的横截面图，其中，第2栅用三片栅板构成，每个栅板中分别没有束孔；图9是用于与本发明比较的常规的第2栅的束孔周围主要部分的横截面图；图10是说明实施例1的第2栅的束孔周围的主要部分的横截面图；图11是说明实施例2的第2栅的束孔周围的主要部分的横截面图；最佳实施例的描述以下将参见
本发明的实施例。
图4示出本发明电子枪的一个实施例。电子枪用于上述的一字式电子枪。电子枪21用3个按一字式排列的阴极K(KR，KG，KB)，和多个栅极构成，多个栅极按3个阴极KR，KG，KB中的每一个阴极相同的方式排列。3个阴极K(KR，KG，KB)用于分别显示红，绿和蓝。这多个栅极例如是，第1栅G1，第2栅G2(后面要说明)，第3A栅G3A，第3B栅G3B，第4栅G4，第5A栅G5A。第5B栅G5B，中间栅GM和第6栅G6。圆柱形屏蔽杯G7整体设在第6栅G6的端部。
第1栅G1，第2栅G2，第3A栅G3A，第3B栅G3B，第4栅G4，第5A栅G5A，第5B栅G5B，中间栅GM和第6栅G6中的每一个上均设有对应3个阴极K(KR，KG，KB)的3个电子束孔。这些栅G1至G6和屏蔽杯G7中的每一个保持要求的距离并用一对玻璃珠固定。
引线丝23和第1栅G1。第2栅G2和第4栅G4的连接以后会说明。引线丝27和第3B栅G3B和第5A栅G5A，即G3B和G5A相互电连接。引线丝28和第3A栅G3A和第5B栅G5B，即G3A和G5B相互电连接。
预定电压经每根引线丝加到每个栅G1，G2，G3A，G3B，G4，G5A和G5B。即，第1栅G1加预煊的低电压。预定的低电压加给第2栅G2(这以后将说明)。此外，预定的低电压加给第4栅G4(这以后将说明)。预定的聚焦电压FC加到第3B栅G3B和第5A栅G5A。动态聚焦电压FV加到第3A栅G3A和第5B栅G5B。阳极电压VH加到第6栅G6和屏蔽杯G7。电压VM加到中间栅GM。电压VM是阳极电压VH和聚焦电压FV之间的电压。电压VM经内部电阻负载29加到第6栅G6和屏蔽杯G7。
特别是在本实施例中，第2栅G2用多个栅板构成。本例中，第2栅用两个栅板G2A和G2B构成。两个栅板G2A和G2B按电子束的传播方向串联排列。
根据电子枪的设计可用各种方式形成连接构成第2栅G2的两个栅板G2A和G2B的和供给电位的引线丝。图4所示例中，引线丝24和25分别单独连接到栅板G2A和G2B。用这两根引线丝24和25把预定的低电压至少加到栅板G2A。正如以后将说明的，任何类型的电压将加到栅板G2B。例如，当按与栅板G2A相同的方式给G2B加静电压时，或者用与栅板G2A不同的方式给栅板G2B加静电压时，或者，给栅板G2B加动态变化的电压时，各种情况以后都会说明。而且，要设定加到第4栅的各种电压。例如，经独立的引线丝给第4栅G4加预定电压，或者，如图1中用划线所示的情况，当第4栅G4和栅板G2A共同连接并用同样的方式给栅板G2A加电压时，能够有各种设定方式。
如图5所示，构成第2栅G2的两个栅板G2A和G2B，是把所需厚度的两个金属板17和18冲成合适的形状。图5所示例中，两个金属板17，18的冲制部分17a，18a的板厚Ta，Tb应比要求的束孔直径φD小，例如板厚是束孔直径的80％或以下，之后，用冲压法同时或分开形成束孔19。两个栅板G2A和G2B组合成的总假板厚度T2(即，第1栅G1一边上的束孔端与第3A栅G3A一边上的束孔端之间的厚度)，形成第2栅G2的板厚差。结果，第2栅G2上构成的束孔直径φd小于冲压限制的有关总假板厚。例如束孔直径是假板厚T2的80％或以下。
两个栅板G2A和G2B在电子枪组装前整体熔接在一起。而且，用玻璃珠单独固定两个栅板G2A和G2B，或者，电绝缘固定到其它构件上。也能按与常规第2栅G2相同的方式，给两个栅板G2A和G2B加静电电位。第1栅G1是用于切断的栅。第3A栅G3A是用于形成如像散电场透镜的电场的栅。第1栅G1一边上的栅板G2A和第3A栅G3A一边上的栅板G2B可以加不同的静电电位。换句话说，为了在栅板G2A和G2B之间产生电位差，可给G2A和G2B加不同的静电电位。而且，不仅能给至少是G1一边上的栅板G2A加静电电位，也能给第3A栅G3A一边上的栅板G2A和G2B之间产生电位差，也可以给栅板G2A和G2B加动态电位。
图6画出了用两个栅板G2A和G2B构成的第2栅G2的另一实例。栅板G2A和G2B形成有对应红，绿，蓝的不同束孔直径的束孔。换句话说，在第1栅G1一边上的栅板G2A中形成孔径为φda的束孔20A。在第3A栅G3A一边上的栅板G2B中形成孔径为φdb的束孔20B，φdb大于φda。其它的组成部分与图5相同。栅板G2A中的束孔20B不必是圆的。
图7A-7D展示孔20A和20B的形状实例。图7A示出，栅板G2A中的束孔是圆形，栅板G2B中的束孔是水平方向长的矩形。图7B示出，栅板G2A中的束孔是圆形，栅板G2B中的束孔是垂直方向长的矩形。图7C示出，栅板G2A中的束孔是圆形，G2B中的束孔是圆形。图7D示出，栅板G2A中的束孔是圆形，G2B中的束孔是方形。
本例中，两个栅板G2A中的束孔20A和G2B中的束孔20B的直径和形状不同，如图7A至7D所示，因此，它能构成像散电场透镜。结果，电子束的形状能替换使栅板G2B的束孔20B的中心相对于栅板G2A中的束孔20A的中心位移，能改变电子束的路径。而且，两个栅板G2A和G2B中，给第3A栅G3A一边上的G2B加动态电压，形成如像散电场的分离电场，由此改变电子束的形状，控制电子束路径。此外，G2A中的束孔形状也不限于圆形，也可以是方形。用于阴极的栅板G2A中也能设多个孔。这种情况下，多个孔的取向不限于特定的方向。例如，多个孔能按水平线方向排列成一字形，即按3个相对一个阴极的排列方向排列。可按垂直方向或水平方向以及相对一个阴极的垂直方向排列多个束孔。而且还能相对于一个阴极径向排列多个束孔。
图8是本例的第2栅G2的另一实例。该第2栅G2用3个栅板G2A，G2B和G2C构成。这3个栅板G2A，G2B，G2C中形成的束孔31，32，33的直径和形状可以相同也可以不同。图8所示例中，在第1栅G1一侧的两个栅板G2A和G2B中形成的束孔31，32的孔径φdc相同。第3A栅G3A一侧的G2C中的束孔33的直径为φdd，φdd大于φdc。束孔31，32和33的形状如图7A-7D所示。束孔31，32的直径是两个栅板G2A和G2B构成的假板厚TC的80％以下。3个栅板G2A，G2B，G2C构成的总假板厚是T3。
要加的电位是要加到3个栅板G2A，G2B，G2C上的相同静电电位。3个栅板G2A，G2B，G2C，中的任何两个栅板之间会产生电位差。这些栅板上也能加不同的静态电位或动态电位。第1栅G1一侧的栅板G2A能加静态电位，之后，剩下的任一栅板可以加动态电位。例如，G2A和G2B加静态电位，而G2C加动态电位。此外，G2A能加静态电位，而G2B和G2C能加动态电位。
与上述例相同，通过选择束孔的形状，或者选择栅板G2A，G2B，G2C的形状，选择一个或多个栅板加动态电位，由此控制像散电场或电子束路径。
通过设置本实施例所述的电子枪，能构成显示器，例如彩色显示器中用的彩色CRT。
按上述实施例，用多个栅板构成的第2栅G2中构成的束孔直径比用单片金属板制成的第2栅中的束孔的直径小。束孔的直径也比受与第2栅G2的有效厚度有关的冲压法限制所制成的束孔直径小，或者说，束孔束径小于所述的假厚度，例如，直径是假厚度的80％或以下。因此，能制成孔径极小的电子束孔的三极结构部分它是受板厚限制用常规方法不能制成的。此外，由于这些特性，有极小束孔的第2栅G2能用所需的足够厚的板构成，即第2栅G2有最佳板厚。而且，每个阴极能设置多个束孔。
由于能用多个栅板，例如两个，3个以上的栅板构成第2栅G2，这些栅板上不只加单个电位，而每个栅板上能加分离电位，或加动态电位。结果，用本实施例的电子枪能制成有更高性能的CRT。而且，栅板G2A和G2B中的束孔形状不只限于圆形，也可以有例如方形。而且，尽管上述的栅板G2A，G2B和G2C中的束孔是按同轴设置的，但是，束孔的设置也不限于同轴。例如，这些束孔也可以按偏心式设置。把束孔设置成偏心式，使电场不对称。因此，电子束路径按偏心量弯曲。此外，栅板G2A和G2B也能设多个束孔，这种情况下，多个束孔的排列方向不限于特定的方向。例如，多个束孔能按水平方向排列，即按3个阴极的排列方向排列。也能垂直或水平方向排列。还能径向排列。
用多个栅板构成栅不限于第2栅G2，电子枪中的其它栅也能用多个栅板构成。这些栅板上能加单个电位，分离的多个电位或动态电位。此外，本发明不限于图4所示的电子枪，也能用于其它形式的电子枪。
按本发明，每个阴极设有多个束孔。因此，本发明适用于用多束电子束的显示黑白图像的CRT，即多束CRT。而且，通过使构成第2栅G2的多个束孔中各个束孔偏心，来调节电子束路径的曲率。本发明也适用于多束帧结构的CRT，这种CRT每种要会聚在荧屏表面上的颜色需要多束电子束。<实施例1>
图9画出用于与发明对比的常规第2栅G2的结构。板厚T0是0.4mm的金属板41经冲压制成冲制部分板厚T1为0.2mm的第2栅G2。之后，在冲压部分41a形成孔径φD为0.16mm的束孔42。该束孔直径受冲压工艺限制，是板厚的80％。
图10画出本发明的第2栅G2的实施例。本例中的第2栅G2用金属板44厚度T0为0.40mm经冲压制成冲制部分板厚t2为0.05mm构成的。之后，在栅板的冲制部分44a形成孔径φd是0.04mm的束孔45。该束孔直径受冲压工艺限制，是板厚的80％。本例的第2栅G2是用上述方法制成的两个栅板G2A和G2B按间隔d1是0.1mm设置而成的。冲制部分的束孔直径φd是假板厚T2的20％(T2＝0.2mm)，所以φd＝0.04mm。按本实施例，制成的第2栅G2的有效板厚T2与常规板厚T1(T1＝t2+t2+d1)相同，但束孔极小，束孔直径是板厚的80％以下。
<实施例2>
图11画出本发明第2栅G2的另一实施例。本实施例的第2栅G2是用板厚T0为0.4mm的金属板44经冲压，制成的，冲制部分的板厚t2为0.05mm，之后，在冲压部分形成直径φd为0.04mm的束孔45。该束孔直径受冲压工艺限制，即束径φd是板厚的80％，第2栅G2用上述方法制成的两个栅板G2A和G2B按间隔0.05mm设置而成。束孔直径是冲压部分假板厚T3的8％，T3＝0.5mm，因此孔径是0.04mm。其上有极小束孔的本例的G2的假板厚T3做得更厚为好。
从结合附图对发明实施例的说明中应了解发明不限于上述的实施例，不脱离权利要求羽规定的发明精神和发明范围的情况下，本行业技术人员还会做出各种变化和改进。
权利要求
1.一种电子枪，由多个栅极构成，其中，所述多个栅极中所需的栅由多个栅板构成，每个栅板有一个电子束孔，所述多个栅板中至少一个栅板中的束孔直径是在由所述多个栅板形成的总假板厚度的80％或以下。
2.按权利要求1的电子枪，其中，所述多个栅板加同样的静态电位。
3.按权利要求1的电子枪，其中，所述多个栅板加不同的静态电位，以使任意两个栅板之间产生电位差。
4.按权利要求1的电子枪，其中，所述多个栅板选择性地加静态电位和动态电位。
5.按权利要求1的电子枪，其中，所述多个栅板加动态电位。
6.按权利要求1的电子枪，其中，所述多个栅板中形成的束孔有相同的形状或不同的形状。
7.一种阴极射线管用的电子枪，用多个栅构成，其中，第2栅由多个栅板构成，每个栅板有一电子束孔。
8.按权利要求7的电子枪，其中，所述多个栅板中至少有一个栅板中形成的束孔的孔径是在由多个栅板形成的总假板厚度的80％或以下，孔径受冲压工艺限制。
9.按权利要求7的电子枪，其中，所述第2栅的多个栅板上加相同的静态电位。
10.按权利要求7的电子枪，其中，所述第2栅的多个栅板上加不同的静态电位，以使任意两个栅板之间产生电位差。
11.按权利要求7的电子枪，其中，所述第2栅的多个栅板中的第1栅一边上的栅板加静态电位，其余的栅板加动态电位。
12.按权利要求7的电子枪，其中，所述第2栅的多个栅板加动态电位。
13.按权利要求7的电子枪，其中，所述第2栅的多个栅板中形成的多个束孔有相同的形状或不同的形状。
全文摘要
本发明的电子枪的一个栅极设有小直径的束孔。此外,该电子枪的第2栅由多个栅板构成,每个栅板有束孔。电子枪中所需的栅由多个栅板构成,每个栅板中有一个束孔。多个栅板中至少一个栅板中形成有孔径是总假板厚度80或%以下的束孔。与用单片金属片构成的栅极相比,可以制成孔径很小的束孔。
文档编号H01J29/48GK1342992SQ01137628
公开日2002年4月3日 申请日期2001年8月22日 优先权日2000年8月22日
发明者水木雅彦, 天野靖信 申请人:索尼公司