CN1017484B - 具有改进的电弧抑制装置的阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种新颖的CRT具有电子枪组件(21)，后者包括用于产生至少一束电子束的阴极(25)和固定在至少两根纵向延伸的绝缘支撑玻璃条的一个主表面上的若干顺序隔开的电极：帘栅极(29)，聚焦极(31)和阳极(33)。具有预定宽度的第二缝隙(59)延伸在聚焦极的一端与帘栅极间。每根支撑玻璃条的对立的主表面朝外并具有纵向尺寸为d的导电涂层。将适当电压加到电极上以产生电活性。每根玻璃条上的涂层与聚焦极靠近第二隙缝的一端隔开大约1.25×d的距离。

Description

本发明涉及新的CRT（阴极射线管），它包括安装在管子的玻璃管颈里的、用玻璃球熔融镶嵌的电子枪装架组件，其中，电子枪的绝缘支撑玻璃条带有导电涂层，用来抑制管内打火，更明白地说，抑制CRT管颈里的飞弧。对导电涂层尺寸及位置的要求是在管子的电处理过程中不产生有害影响。

彩色电视显象管是包括抽成真空的玻壳的CRT，所述玻壳包括带有荧光观察屏的观察窗以及装有电子枪装架组件的玻璃管颈，所述组件产生用于对观察屏进行选择性扫描的一束或多束电子束。所述组件的每支电子枪包括一个阴极和若干电极，它们由至少两根纵向取向的、细长的支撑杆（通常呈玻璃条形状）、以前后隔开排列的方式支撑成一个单元。所述玻璃条的延伸的表面靠近并且面对着玻璃管颈的内表面。玻璃条一般从外部电场很弱的靠近管颈芯柱的区域延伸到在使用时外部电场很强，带最高工作电位的电极的区域。玻璃条和管颈表面之间的空间是从芯柱区到带最高电位的电极的区域间漏电流可以流通的通道。这些漏电流是伴随管颈玻璃中的兰色辉光、管颈表面的充电以及管颈内的跳火或飞弧而产生的。

已经提出几种阻断或减少漏电流的应急措施。玻璃管颈的涂层对防止打火有部分效果，但是，在打火时涂层会被烧穿。通道里的金属线或带（局部或全部围绕装架组件）对减轻打火也只有部分效 果，这是因为：玻璃条和管颈之间的有限空间可能产生短路问题，并且，经常存在来自该金属结构的场致发射，使金属线或带由于其有限的纵向延伸部分而被旁路。

1981年9月8日授予K·G·Hernqvist的美国专利第4，288，719号公开了另一种已证明特别有效的应急措施。该专利公开了一种包含用玻璃小球熔融镶嵌的电子枪装架组件的CRT，在该组件中每根玻璃条在面对管颈的玻璃条表面上有矩形导电金属涂层。但是，实验证明，当电子枪上的电极经过电处理后〔例如，点冲击处理（Spot-knocking）〕，导电涂层被冲蚀，在CRT中产生不希望有的颗粒。1980年7月29日授予L·F·Hopen的美国专利第4，214，798号叙述了点冲击处理方法。

1986年1月28日授予S·A·Opresko的美国专利第4，567，400号叙述了另一种有效的应急方法。该专利公开了以下内容：导电涂层应位于聚焦极对面，并与阳极端部和聚束极之间的空隙相隔一段规定的距离。另外，聚焦极上的卡爪的对面不应当有导电涂层。但是，该专利中所述的涂层不仅有害地影响点冲击的活性度（Spot-knocking    activity）即，感应放电的次数，并且，还有害地影响电子枪装架组件的放电区。更具体地说，对于绝缘玻璃条上有导电涂层的CRT来说，点冲击处理过程中的电活性一般比不带涂层的CRT高七倍。众所周知，这么高的电活性度会产生玻璃条，芯柱及玻璃管颈颗粒，这些颗粒会阻塞管子的荫罩板上的小孔。此外，先有技术的导电涂层把点冲击过程的活性集中在装架组件的低压区。因而，点冲击过程的活性在装架组件的高压区（在阳极与聚焦极之间）将减小，从而不能使其后的 高压特性，即漏电流与余辉最佳化。

本发明CRT的电子枪装架组件在结构上与上述美国专利第4，288，719及4，567，400号中公开的先有的CRT的组件相似。正如已有的结构，本电子枪装架组件包括用于产生至少一束电子束的装置以及固定在至少两根纵向延伸的绝缘支撑玻璃条的一个主表面上的若干顺序隔开的电极，这些电极包括帘栅极，聚焦极和阳极。每根支撑玻璃条的反面的主表面朝外，并且，其上的导电涂层位于聚焦极的对面。为把适当电压加到各电极上以在所述电子枪装架组件内以及沿其玻璃条产生电活性而提供装置。该结构与先有结构的不同点在于：每根玻璃条上的导电层位于沿玻璃条的具有最小电活性的区域，并且，与聚焦极靠近帘栅极的一端隔开预定的距离。

在附图中：

图1是本发明的最佳CRT的管颈部分的剖开的侧向立视图。

图2是图1中所示CRT的管颈部份沿剖面线2-2剖开的正面立视图。

图3是表示沿电子枪的一部分的相对的点冲击活性的曲线。

图1及图2表示彩色显象管管颈的结构细节。除了电子枪装架组件外，该CRT的结构与一般管子是一样的。

该CRT包括被抽成真空的玻壳11，后者包括密封在玻锥（未示出）上的面板（亦未示出），管颈13连接到玻锥上，与它构成一个整体。具有若干从中穿过的引线或管脚17的玻璃芯柱15密封于管颈13上，并将其一端封闭。管座19连接到玻壳11外面的管脚17上。面板包括观察窗，窗的内表面上有一荧光 观察屏，此屏包括很多沿窗的短轴方向延伸的荧光线条，此短轴方向就是正常观察时的垂直方向。

一字排列的，用玻璃小球镶嵌的，双电位的电子枪装架组件21同心地安装在管颈中，它预定产生三束电子束，并将它们沿共面会聚路径投射到荧光屏上。装架组件包括两根玻璃支撑杆或玻璃条23a及23b，以本技术领域中通用的方式将各种电极固定和支撑到这些杆上，以构成一个粘合的单元。这些电极包括三个基本上横向等间隔隔开的共面阴极25（每个产生一束电子束），控制栅极（也称为G₁）27，帘栅极（亦称为G₂）29，聚焦极（亦称为G₃）31，阳极（亦称为G₄）33，以及屏蔽罩35，这些电极借助于玻璃条23a和23b在纵向上按上述次序隔开。装架组件21的各种电极或者直接或者通过金属带37电连接到管脚17上。装架组件21按规定的位置固定在管颈13里的管脚17上，并借助于压在管颈13内表面上的导电内部涂层41上并与其接触的缓冲件39而支撑在该内表面上。内部涂层41延伸在玻璃锥的整个内表内上，并连接到阳极钮扣上（未示出）。

每个玻璃条23a及23b分别具有大约10mm宽和大约50mm长，并且，在面对着管颈13的内表面并与其隔开的一部分表面上带有导电涂层43a和43b。在本实施例中，每个涂层43a及43b所用的原料都是金属树脂酸盐，例如Engelhard    Industries，Inc.East    Newark，N.J.（U·S·A）所销售的Hanovia    Liquid    Bright    Platinum    №5。树脂酸盐涂层可用任何已知的方法制备，例如用刷，丝网印刷，喷涂或转印。将涂有树脂酸盐的玻璃条在空气里 加热到500℃，以使有机物挥发，并使涂层凝固，然后在室温下冷却。

生成物是包含金与白金的合金的涂层，它紧紧地粘合在每一玻璃条23a及23b的向外的表面上。每个涂层43a和43b基本上是圆形的，其直径d小于玻璃条宽度，约为6.4mm（1/4英寸）。除了边缘区域之外，每一涂层具有大约1000 厚度，在边缘区，厚度逐渐减小到500

。在电气上每个涂层都是浮动的。

这个管子可按一般的方法操作，也就是通过把工作电压加到管脚17上以及经由阳极钮扣加到内涂层41上来工作。所加电压的典型例子为：在G₁上小于100V，在G₂上约600V，在G₃上约8，000V，在G₄上约30，000V。如上所述，由于这种用玻璃小球镶嵌的结构，玻璃条与管颈之间的区域（可称为玻璃条通道47）将与装架组件上的其它部分与管颈之间的区域（可称为电子枪通道49）有不同的表现。如果没有导电涂层43a及43b，则加电压时在玻璃条通道47处打火（飞弧）。但是，在存在如图1及图2所示的导电涂层的情况下，这些通道中的电弧基本上完全被抑制。

G₃，即聚焦极31包括向G₄，即阳极33延伸的第一个基本上矩形的管状帽51和向G₂延伸的第二个基本上矩形的管状帽53，这些帽在其开口端借助于周边凸缘55连接在一起，凸缘55包括用于把帽51和53固定到玻璃条23a和23b上的卡爪56。在第一个帽51的一端与G₄之间形成宽度约1.25±0.20mm（50±8mils）的第一间隙57。第二个间隙59的宽度约0.84±0.05mm（33±2mils）， 它位于第二个帽53的另一端与G₂之间。

图1及图2所示的实施例与美国专利第4，288，719及4，567，400号所叙述的实施例不同之处在于：导电涂层43a及43b的中心位于距聚焦极31的第二个帽53靠近第二间隙59的一端约1.25×d的地方（d是所述涂层的纵向尺寸）。

最好把导涂层43a及43b作成圆形，这样作就没有可能引起打火或产生颗粒的尖角。已经证实，将涂层直径选为约6.4mm（1/4英寸）是理想的，因为它小于支撑玻璃条23a及23b的宽度（10mm），这样就使导电涂层43a及43b与卡爪56的位置无关。正如此文中所描述，涂层43a及43b的中心离第二间隙59一侧的第二个帽53的端部约8mm（3.31英寸）。

图3是表示当涂层43a和43b位于沿玻璃条23a及23b的不同位置时，点冲击活性度的相对值的曲线。曲线中没表示涂层本身，但按比例给出阳极G₄，聚焦极G₃与帘栅极G₂的相对位置。该曲线已归一化，因此，在点冲击活性度最强的地方赋值为1。图中示出叠加在曲线上点冲击活性度最低区域的导电涂层之一43a。

用上述美国专利第4，214，798号中所述的方式进行点冲击。

简要地说，包括热子，阴极，控制极与帘栅极的电子枪装架组件的各元件相互连接，然后，把高于正常工作电压的点冲击电压加到阳极与相互连接的各电子枪元件之间。点冲击过程中，聚焦极处在电浮动状态。点冲击过程从电极凸出部分的表面除去毛刺和/或颗粒，后者在以后CRT正常工作期间可能成为电子的场致发射源。

导电涂层43a，43b的尺寸与位置强烈地影响点冲击活性度及其有效性。降低点冲击活性度是有益的，因为高的活性度会损坏管子并产生松动的粒子。在图3上表示现在的导电涂层43a，43b在玻璃条23a，23b上的最佳位置是以数据点3为中心的。曲线指出，通过把导电涂层43a，43b放在适当位置可将活性度降至最低;此位置在电极G₃上方，玻璃条23a，23b的向外的主表面上，这样，涂层就在活性度最低点的位置上。在表Ⅰ中列出一些实验数据点，比较了直径约6.4mm（1/4英寸）的导电涂层的点冲击活性度随其中心离开阳极G₄的距离的变化情况。需要指出，在电极G₂及G₃之间的间隙59附近，即，在数据点4，5之间，电活性度以及产生粒子和/或电子枪的电损坏的可能性都是最大的。这和对使用大面积导电涂层的CRT的点冲击过程的观察结果是一致的，所引用的美国专利4，567，400号的图1和2中示出这种大面积涂层。

表Ⅰ

数据点 离开G₄的距离 点冲击

（mm）    活性度

1    6.6    0.35

2    11.7    0.32

3    18.0    0.25

4    23.9    0.62

5    30.7    0.34

图3的点冲击活性度曲线是通过记录点冲击过程中产生电弧的次数，目测电弧的位置，并计算制成后的CRT的后点冲击性能而建立起来的。

表Ⅱ中比较各种尺寸导电涂层（包括支撑玻璃条23a及23b上没有涂层的情况）的点冲击活性度，涂层的位置都是固定在离G₄12.7mm处。各种样品的数量从20个到550个管子不等。“标准”导电涂层基本上是矩形的，其规一化面积为1。现在的圆涂层的规一化面积为0.3。

表Ⅱ

涂层型式

实验项目    标准    圆形    无

规一化面积    1    0.3    0

规一化点冲击活性度    1    0.44    0.17

聚焦极漏电流（≥1μA，    78%    43%    -

阳极电压40KV）

飞弧（阳极电压小于    85%    49%

40KV）

电子枪不带导电涂层的CRT显示很低的点冲击活性度，但从所引用的美国专利第4，288，719号所公开的工作中可以知道，在电子枪装架组件的支撑玻璃条上需要有某种型式的导电涂层，以抑制管子正常工作期间的打火及飞弧。本发明所用的圆形导电涂层与以前所用的标准涂层有效性的比较，在对用于提供表Ⅱ中数据的CRT的分析中得到证实。同使用与上述美国专利第4，288，719与4，567，400号中所公开的类似的标准导电涂层的CRT相比较，本发明的导电涂层43a，43b使得在40KV阳极电压下聚焦极漏电流等于或大于1μA的CRT只占较小的百分数，并且，在阳极电压小于40KV时呈现余辉的管子也只占小的百分数。余辉是电子枪的G₃-G₄区域的电子发射，这部分电子在CRT电源断开后在荧光屏上以可见的图案现出，直到所储存的电荷散掉为止。本发明导电涂层43a，43b的减小尺寸及新颖的位置表明：在使用本发明的涂层的情况下，点冲击总的比使用先有的导电涂层更有效，并且，管子性能（如减少漏电流及余辉）得到显著的改善。

Claims (5)

1、一种阴极射线管(CRT)，它具有玻璃管颈和在所述管颈内的电子枪装架组件，所述装架组件包括用于产生至少一束电子束的装置和若干顺序隔开的电极，这些电极包括固定在至少两根纵向延伸的绝缘支撑玻璃条的一个主表面上的帘栅极、聚焦极和阳极，每根所述玻璃条的反面的主表面是面朝外的，并且，其上具有位于所述聚焦极对面的导电涂层，所述管子还具有用于把适当电压加到各电极上的装置，以便在所述电子枪装架组件中以及沿着组件的所述玻璃条产生电活性，其特征在于：

所述玻璃条(23a，23b)中的每一根上的所述涂层(43a，43b)位于沿所述玻璃条的、具有最小电活性的区域中，

所述涂层与所述聚焦极(31)的和所述帘栅极(29)相邻的端部隔开预定的距离。

2、权利要求1中所限定的CRT，其特征在于：所述导电涂层（43a，43b）具有纵向尺寸d，所述涂层的中心与所述聚焦极（31）的所述端部隔开大约1.25×d的距离。

3、权利要求2中所限定的CRT，其特征在于涂层（43a，43b）是圆形的。

4、权利要求3中所限定的CRT，其特征在于：所述涂层（43a，43b）的所述尺寸d约为6.4mm（1/4英寸）。

5、权利要求3中所限定的CRT，其特征在于：所述涂层（43a，43b）在电气上是浮动的。

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