CN1185672C - 有改进过的加热器的阴极射线管 - Google Patents

Abstract

阴极射线管，有内装加热器的间接加热式阴极结构的电子枪。加热器有螺旋缠绕的加热丝构成的主加热部分，和以多层的形式被螺旋地缠绕并且连接到主加热器的两个相对端的两个腿部。两个腿部在其开口端附近的部分分别焊到加电压的导体上，加热器除焊接部分外涂绝缘膜。两个腿部包括与主加热部分的加热丝相同的加热丝螺旋缠绕构成的至少5层绕组，两个腿部的绕组中的每一层的单位长度的匝数小于主加热部分的加热丝绕组的单位长度的匝数。

Description

有改进过的加热器的阴极射线管

技术领域

本发明涉及阴极射线管(以下称为CRT)，它有用间接加热式阴极的电子枪，特别涉及有用作间接加热式阴极的加热元件的加热器的功耗降低了的阴极射线管。

背景技术

CRT，例如TV图形管和显示管广泛用作各种信息处理设备的显示装置，因为它们有高清晰度重现图像的性能。

这类CRT包括：抽真空的外壳，外壳包括在其内表面上涂有荧光材料形成的荧光屏的屏盘部分，颈部和连接屏盘和颈部的漏斗部分；装在颈部中的电子枪，它包括间接加热式阴极的电子束发生部分，控制电极和加速电极；和多个电极形成的主透镜部分，它对电子束发射部分产生的电子束朝荧光屏聚焦和加速；和安装在漏斗部分周围的偏转线圈，用于用电子枪发射的电子束扫描荧光屏。

图6是用于说明CRT的结构例的荫罩型彩色CRT的剖视图。标号1指屏盘部分，2是漏斗部分，3是颈部，4是涂在屏盘部分1的内表面上的荧光材料形成的荧光屏，5是用作选色电极的荫罩，6是磁屏蔽外部磁场，(例如地球磁场，)以防止地磁场改变电子束的轨迹，7是偏转线圈，8是用于调节电子束的外磁铁，9是有间接加热式阴极发射3束电子束的电子枪，10是3束电子束，但图中只画了一束电子束。

用外部信号处理电路(没画)供给的视频信号分别调制由电子枪9发射的朝荧光屏4投射的3束电子束10。设在颈部3与漏斗部分2之间的过渡区的周围的偏转线圈7产生的水平和垂直偏转磁场，使电子束10对荧光屏4进行二维扫描。荫罩5使通过荫罩中的大量孔的3束电子束中的每一束电子束撞击到荧光屏上并且只激活荧光屏中3种彩色荧光元素中的一种，由此在荧光屏上重现规定的图像。

图7是说明图6所示的彩色CRT用的电子枪9的结构例的电子枪9的侧视图。电子枪9包括控制电极(第一栅电极或G1)11，加速电极(第2栅电极或G2)12，聚焦电极(第3栅电极或G3，第4栅电极或G4，和第5栅电极或G5)13，14，15，阳极(第6栅电极或G6)16和屏蔽杯17，它用多种形状的玻璃20按规定的顺序按轴向预定的间隔关系实际地固定，把插在管座18中的管脚18a焊到电极的焊片或电极引线上，使各个电极和各个管脚18a电连接。

该电子枪9中，间接加热式阴极结构21与朝向管座18的控制极11中的电子束孔完全隔开，并有加热电子发射层的加热器。

标号19指球形隔离接头，对颈部分3的内壁弹性加压，由此校正电子枪9的中心纵轴，使其与颈部的轴对准，并使阳极电压从漏斗部分2和颈部3内壁涂的内部导电涂层有效地传输到电子枪9。

间接加热式阴极结构21，控制电极11和加速电极12构成电子束发射部分(三极管部件)。聚焦电极13至15加速和聚焦电子束发射部分发射的电子束，之后，聚焦电极15和阳极16之间形成的主透镜使电子束在荧光屏上聚焦。

管座18熔化封合抽真空的颈部3的开口端，由外部电路供给的信号和电压经管脚18a加到各电极上。图6所示的外磁铁8(磁铁组件)用于校正轴中的轻微的不对准或电子枪9与屏盘部分1之间，漏斗部分和荫罩5之间的轻微转动误差引起的电子束在荧光图形元件上的着屏误差。

图8是图7所示间接加热式阴极结构的剖视图。间接加热式阴极结构21包括玻璃泡支架22，窥视孔23，加热器支架24，加热器25，用于支承电子发射材料26的底座金属27，阴极支撑套28和阴极柱29。

间接加热式阴极结构21用窥视孔23和玻璃泡支架22固定到多种形状的玻璃20上。装在阴极支撑套28中的加热器的端部(腿部)焊到和固定到加热器支架24上。

图9A和9B画出了加热器25的结构，图9A是加热器的侧视图，图9B是图9A中设计的“A”的包围部分的放大的局部剖视图。如图9B所示，加热器25包括钨丝31的螺旋形绕组，涂在钨丝31周围的氧化铝绝缘层32，和涂在氧化铝绝缘层32周围的变黑的细粉钨层33。变黑层33是为了提高加热器25的热辐射，从而降低加热器所需的温度，由此提高加热器25的可靠性。

图9A中，符号HT是指绕有3层绕组后的钨丝螺旋绕组构成的加热器25的腿部，HD是指加热器25的主要加热部分，它是在已绕好的小直径的初始螺旋绕组上复绕双螺旋的大直径复绕钨丝构成的(以下层叫做复绕双螺旋线圈部分)，HA是涂有氧化铝的部分，HB是涂有变黑的细粉钨33的变黑部分，HE是没涂氧化铝的部分，图9B中的标号39是指溶解除去钼芯棒之后形成的空腔。

绕3层钨丝制造加热器的腿部的方法已在日本特许公开平成-11-354041中公开，公开日期是1999年12月24日。

图10画出了制造常规加热器的常规方法中的工艺步骤顺序。

图10中，钨丝31按箭头P所指方向在钼芯丝40周围正向螺旋缠绕到A点。

之后，如图10所示，钨丝按箭头Q指示的方向从A点到B点，反向螺旋缠绕。

之后，如图10所示，钨丝31再从B点到C点正向螺旋缠绕，在后面的工序中在中心线上折叠，定向形成从A点到B点的3层绕组部分TWA。

之后，如图10所示，钨丝31按箭头S指示的方向从C点到D点反向螺旋缠绕。

之后，如图10所示，钨丝31按箭头T指示的方向中再从D点到E点正向螺旋缠绕，定向形成从C点到D点的3层绕组部分TWB。

这样绕在钨芯丝40周围的钨丝在3层绕组部分TWA和TWB的各个中心F和G处切断，制成长度为HQL的钨丝绕组，用作有3层绕组的腿部TWLA和TWLB的一个加热器，长度HQL在中心线CL处折成两半，两半钨丝绕组相互绞合，构成最后的状态。如图9A所示。之后，用酸溶解除去钼芯丝40，留下空腔39，如图9B所示。

有上述的3层绕组结构的腿部的加热器有以下优点：

<i>防止CRT中的瞬时放电损坏钨丝，

<ii>由于3层绕组部分的电阻值小，使复绕螺旋线圈部分HD(见图9A)集中发热，由此减小功耗，结果，减少了发热。

<iii>改善了加热器焊接操作中的加工性能，

<iv>抑制了接通电源时产生的过电流在没涂氧化铝部分中引起的发热。

此外，关于绕组层数，除了本说明书中用的“n层绕组”之外，也可用n层绕组，或n层构件。

用于加热器的钨丝极细，直径通常是30μm至50μm。细丝绕成的构件的机械强度很弱，把加热器焊到加热器支架上要求的技术水平很高。3层绕组结构改善了加热器焊接的加工性能，并抑制因瞬时放电或接通电源时的过电流造成的加热器损坏发生的机率。

上述的加热器中，主要考虑了减少功耗和改善焊接加工性能，但是，近年来从节约能源的观点考虑，还要求进一步降低功耗。

只是用绕多层绕组构成加热器的腿部，来降低加热器的功耗是有限的，因为用多层绕组不能大大降低电阻值。

发明内容

本发明的目的是，提供间接加热式阳极构件的阴极射线管，通过减小加热器腿部的电阻值能减小它的功耗，而不损坏焊接加工性能。

为达到上述目的，按本发明的实施例，提供CRT，它包括：抽真空的外壳，该外壳包括：屏盘部分，颈部，和连接屏盘部分和颈部分的漏斗部分；和管座，它有穿过管座的多个管脚，并在颈部的一端密封颈部；屏盘部分的内表面上形成的荧光屏；安装在颈部内的电子枪，电子枪包括：有内装加热器的间接加热式阴极结构的电子束发射部分，控制电极，加速电极，和位于电子束发射部分下边的多个电极，这些电极用于使电子束发射部分发射的电子束聚焦和加速飞向荧光屏；安装在漏斗部分外围的偏转线圈，使电子束在荧光屏上扫描；加热器，包括有加热丝的螺旋绕组构成的主加热部分，和以多层的形式被螺旋地缠绕并且连接到主加热部分的相对端的两个腿部，两个腿部的开口端附近的部分分别焊到电导体上，电导体用于加电压，加热器要用于焊接的部分之外，加热器涂绝缘膜，两个腿部包括螺旋缠绕加热丝构成的5层绕组加热丝与主加热部分的加热丝是相同的。两个腿部中的至少5层的绕组中的每一层绕组层中单元长度的匝数小于主加热器的加热丝绕组的每单元长度的匝数。

为达到上述目的，按本发明另一实施例，提供一种阴极射线管，它包括，抽真空的外壳，包括屏盘部分，颈部，连接屏盘部分和颈部的漏斗部分，和管座，有多个穿过管座的管脚，并在颈部的一端密封颈部；形成在屏盘部分的内表面上的荧光屏；安装在颈部中的电子枪，电子枪包括有内装加热器的间接加热式阴极结构的电子束发射部分，控制电极和加速电极，用于使电子束发射部分发射的电子束聚焦和加速飞向荧光屏，和安装在漏斗部分外围的偏转线圈，用于使电子束在荧光屏上扫描；加热器，包括由螺旋形缠绕的加热丝构成的主要加热部分，和以多层的形式被螺旋地缠绕并且分别连接到主加热部分的两个相对端的两个腿部，两个腿部在它的开口端附近的部分焊到加电压的两个导体上，加热器除用作焊接的部分之外，加热器涂绝缘膜，两个腿部包括加热丝螺旋缠绕构成的至少3层的绕组，该加热丝与主加热部分的加热丝相同，两个腿部中的绕组中的至少3层中的每一层的单元长度的匝数应少于主加热部分的加热丝绕组的单元长度的匝数。两个腿部中绕组的至少3层中每一层的单元长度中的匝数在至少3层中的加减变化不大于30％。

本发明不限于上述结构，在不脱离所附权利要求书限定的发明范围的情况下还会有各种变化和改进。

附图说明

所有的附图中，相同的元件用相同的数字指示。其中：

图1是按本发明的CRT的实施例中的间接加热式阴极结构中用的加热器局部断开的侧视图；

图2是图1所示加热器的制造方法中的步骤顺序图；

图3是电阻值与加热器腿部的各种绕组结构的多层结构和缠绕间距之间的关系曲线；

图4是阴极温度与有关加热器腿部各种绕组结构的加热功耗之间的关系曲线图；

图5是按本发明的CRT的另一实施例中间接加热式阴极结构中用的加热器的局部断开的侧视图；

图6是作为CRT的实例的荫罩型彩色CRT的剖视示意图；

图7是说明图6所示彩色CRT中用的电子枪的实例的剖视图；

图8是说明图6所示彩色CRT中用的间接加热式阴极结构的实例的剖视图；

图9A是典型的加热器的侧视图；

图9B是图9A中“A”包围的部分的局部放大图；

图10画出常规加热器的制造方法中的步骤顺序图。

具体实施方式

以下将参见附图详细说明本发明的实施例。

图1是说明按本发明的CRT的实施例的间接加热式阴极结构中用的加热器的局部断开的侧视图。加热器25的基本结构与结合图8所述的常规加热器相同，螺旋形缠绕钨丝，涂氧化铝，之后，氧化铝绝缘膜表面上涂细钨粉，之后使其变黑。

图1中，符号HT是5层螺旋缠组的钨丝绕组构成的加热器腿部，HD是两个已绕好的单层螺旋绕组，按间距小于加热器腿部HT的间距双绞钨丝制成的发热部分(也叫主加热部分)，HB是用钨和氧化铝细粉变黑的部分，HA是涂有氧化铝的部分HE是腿部，它的开口端焊到加热器支架，没有涂氧化铝。涂有氧化铝的部分HA和变黑的部分合称为涂有绝缘膜的部分。

实际例中，发热部分HD位于从前端(图1中的顶)至3mm前端的区域中，已绕成螺旋形绕组的钨丝按单层中15匝/mm的间距绞合构成发热部分HD。腿部HT至少包括5层绕组，每一层是用钨丝按3匝/mm的间距螺旋缠绕构成。腿部HT的5层绕组的每层的缠绕间距大于发热部分HD的每层绕组的缠绕间距，腿部的绕组层数是5层。

图1所示的构件的尺寸例是：

加热部分的直径MD＝1.4mm；

涂有氧化铝的部分的长度HA＝9.0mm；

腿部长度HD＝9.0mm；

加热器25的整个长度＝12mm；

加热钨丝的直径是0.03mm。

图2是连续制造图1所示加热器25的工艺步骤顺序图；

最初，图2中，直径为0.030mm的钨丝31按间距P1＝3匝/mm按箭头P指的方向，在直径为0.150mm的钼芯丝40周围从起点朝A点正向螺旋缠绕。

之后，如图2所示，钨丝31按间距P1按箭头Q指示的方向，从A点到B点，螺旋反向缠绕。

之后，如图2所示，钨丝31按间距P1按箭头R指示的方向，从B点至C点，再螺旋正向缠绕。

之后，如图2所示，钨丝31按间距P1按箭头S指示的方向，从C点到D点，螺旋反向缠绕。

之后，如图2所示，钨丝31按间距P1按箭头T指示的方向，从D点到E点，再螺旋正向缠绕。绕到这点，制成有5层绕组层结构的两个腿部中的一个，其中，每层绕组中的间距是P1。之后，钨丝31再按间距P2按箭头T指示方向在中心线CL上从E点到F点螺旋正向缠绕，用于在后续步骤中折叠，结果，设置了发热部分HD，其中，单层中钨丝31按间距P2螺旋缠绕。间距P2选为15匝/mm，P2相当于P1的5倍。钨丝31再按间距P1按箭头T指示的方向从F点到G点正向螺旋缠绕。

之后，如图2所示，钨丝31按间距P1按箭头U指示的方向从G点到H点反向螺旋缠绕。

之后，如图2所示。钨丝31按间距P1按箭头V指示的方向从H点到I点正向螺旋缠绕。

之后，如图2所示，钨丝31按间距P1按箭头W指示的方向从I点到J点反向螺旋缠绕。

之后，如图2所示，钨丝31按间距P1按箭头X指示的方向从J点到结束点正向螺旋缠绕。缠绕操作到这点为止，制成了从F点到结束点的部分，这部分将用作5层绕组层结构的两个腿部HT中的另一个，5层绕组中的每一层绕组的缠绕间距是P1。

绕在钼芯丝40周围的钨丝在5层绕组部分的各个中心R、L处切割，构成长度为HQL的钨丝绕组，该绕组用有两个腿部分HT和发热部分HD的一个加热器，其中所述的两个腿部HT有5层绕组层结构(K点与M点之间和L点与N点之间的两部分)，所述的发热部分HD(即M点与N点之间的部分)位于两个腿部HT之间。在中心线CL处把长度HQL折叠成两半，并M点与N点之间的部分的两半相互绞合成最后的形状，如图1所示。之后用酸溶解除去钼芯丝40。

如上所述，加热器的结构是，钨丝按缠绕间距P2绕成单层绕组，并把绕好的钨丝绕组绞合构成它的发热部分HD，按比间距P2大的间距P1用钨丝缠绕成5层绕组，构成加热器的腿部分HT。由此，减小了腿部HT的电阻值，因而减小了腿部HT产生的热，使功耗集中在有单层绕组层结构的发热部分中。结果，减小了发热器的功耗。而且有更大间距P1的5层绕组层构成的腿部HT改善了加热器25焊到加热器支架24上的加工性能(见图8)。

现在说明本实施例的加热器结构有上述优点的原因。

图3是电阻器与加热器腿部各种绕组结构的多层结构和缠绕间距之间的关系曲线图。

图4是阴极温度与有各种加热器腿部绕组结构的加热器的功耗之间的关系曲线，横坐标表示加热器功耗(W)，纵坐标表示阴极温度(℃)，规范(a)至(d)分别与图3中的规范对应。

从图4中看出，在固定功耗的阴极温度按(d)→(c)→(b)→(a)的规定的顺序增长，即随加热器腿部电阻值的减小阴极温度升高。

图3和图4所示结果证明，把加热器腿部的绕组结构选择成每单元长度的匝数小，即，缠绕间距更大，并增大绕组层数时，能降低加热器腿部的电阻值，结果，减小了加热器的功耗。

本实施例中，用钨丝单层绕组构成发热部分，用钨丝5层绕组构成加热器腿部，即使用两层以上的绕组构成发热部分，用比发热部分绕组层数多3倍以上的多层绕组构成加热器腿部时，也能得到同样的优点。

图5是按本发明的CRT的另一实施例中的间接加热式阴极结构中用的加热器的局部断开的侧视图。该加热器25的基本结构与结合图8说明的常规加热器的结构相同，钨丝螺旋缠绕，之后，涂氧化铝绝缘膜，之后，用细钨粉涂氧化铝绝缘膜表面，使其变黑。图5中与图1中相同的部分用相同的数字指示。

本实施例中，首先钨丝按与发热部分HD的绕组中的间距相同的间距，即15匝/mm，绕成单层钨丝绕组，之后，在开始绕成的绕组层周围按3匝/mm的间距绕成5层钨丝绕组，由此制成要焊到加热器支架24上的在加热器腿部HT的开口端附近的部分HTB，见图8。按结合图1所述的实施例中的间距3匝/mm绕成5层钨丝绕组，由此构成从部分HTB再向内的中间部分HTA。本实施例中，用相同的缠绕间距形成要焊到加热器支架24的分部HTB，由此，增大了部分HTB的硬度，因而提高了部分HTB的焊接加工性能。形成中间部分HTB加大了涂有绝缘膜的部分HA，HB的范围，因而减少了端部HTB焊到加热器支架24引起的物理变形对绝缘氧化铝膜的影响，并防止出现如绝缘氧化铝膜破裂的缺陷，因此，本实施例有防止阴极射线管的材料颗粒游离的优点。

中间部分HTA的结构不限于按结合图1所述的实施例中的3匝/mm的间距绕制每层钨丝绕组层，并由这样的5层绕组制成的结构。但是，如果选择其它的缠绕间距和绕组层数，也能得到相同的优点，例如，要焊接的部分HTB的硬度大于中间部分HTA的硬度。

除上述绕组结构之外，上述的5层绕组部分还能加多层绕组，从而获得绕组层数更多的例如7层或9层绕组的加热器。

上述的按本发明优选实施例采用5层绕组层结构的加热器腿部结构。与图3和4中的结构(C)相同的有3层绕组层结构的腿部的优点。是小型化加热器和简化了制造步骤。腿部是3层绕组结构的情况下，经试验证实，如果腿部中的3层绕组每单位长度的匝数的加减变化不大于30％，那么所具有的优点与5层绕组结构的腿部的优点大致相同。用图2所示工艺步骤制成有3层绕组结构的腿部的加热器。

除上述绕组结构外，可在上述的3层绕组部分再加多层绕组，制成例如有5层，7层或9层绕组的加热器。

如上所述，用于CRT的电子枪的阴极结构的加热器，按本发明的加热器的有代表性的结构中，使加热器腿部的缠绕间距大于发热部分的缠绕间距，使除发热部分之外的部分的电阻值减小，使除发热部分之外的部分中的发热减小，从而减小了总功耗。而且，本发明可采用自动焊接，能防止氧化铝绝缘膜破裂，从而提供了可靠性优良的阴极射线管。

Claims (2)

1、阴极射线管，包括：

抽真空的外壳，它包括屏盘部分，颈部，和连接屏盘部分和颈部的漏斗部分，和管座，它有从管座中穿过的多个管脚，并在颈部的一端密封颈部；

所述屏盘部分内表面上形成的荧光屏；

安装在所述颈部中的电子枪；

所述电子枪包括：有内装加热器的间接加热式阴极结构的电子束发射部分，控制电极，和加速电极，位于所述电子束发射部分的下边的多个电极，它们用于对由电子束发射部分发射的电子束聚焦和加速电子束飞向荧光屏；和

安装在所述漏斗部分外围的偏转线圈，它使电子束在荧光屏上扫描；

所述加热器包括主加热部分和以多层的形式被螺旋地缠绕并且连接到所述主加热部分的两个相对端的两个腿部，所述主加热部分有螺旋缠绕的加热丝，

所述的两个腿部分别在它们的开口端附近部分焊接到加电压的电导体上，

所述加热器除要焊接的部分之外均涂覆绝缘膜，

其特征在于：

所述两个腿部包括用与所述主加热部分的加热丝相同的加热丝螺旋缠绕的至少5层绕组，和

所述两个腿部中的绕组中的至少5层绕组中的每层绕组的单位长度的匝数少于所述主加热部分的所述加热丝绕组的单位长度的匝数。

2、按权利要求1的阴极射线管，其中，所述主加热部分的加热丝绕组的单位长度的匝数为15匝/mm，所述两个腿部的绕组的至少5层绕组中每层绕组的单位长度的匝数是3匝/mm。

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