CN1344007A - 有内分压电阻器的阴极射线管 - Google Patents

Abstract

彩色CRT,它的颈部内装有电子枪,它的多个聚焦电极和阳极用两个绝缘支撑杆固定。分压电阻器设在一个绝缘支撑杆附近,它产生的中间电压由分割阳极电压加到邻近阳极的第一聚焦电极上。分压电阻器包括从朝向颈部内壁的绝缘膜开始的按规定顺序形成的绝缘膜,电阻图形,绝缘衬底,和含过渡金属氧化物的第二膜。分压电阻器和一个绝缘支撑杆周围的金属导体固定在位于电子束路径中的多个聚焦电极中的第一聚焦电极上流的第二聚焦电极。

Description

有内分压电阻器的阴极射线管

技术领域

本发明涉及彩色阴极射线管(CRT)，具体涉及设有内分压电阻器的CRT，内分压电阻器用于给CRT颈部中装的电子枪的多个电极加不同的电压。在内分压电阻器与颈部分内壁之间的间隔中设有导体，用于提高耐压。

背景技术

在电视接收机或信息终端监视器中用的彩色CRT有装在抽真空的玻壳颈部中的电子枪，用于发射多个电子束，和在它的屏盘内表面上涂荧光元素形成的荧屏(视屏)，用于发射多种颜色的光。抽真空的玻壳外边周围安装有偏转线圈，它把电子枪发射的电子束按两个方向扫描，在荧屏上形成要求的图像。

许多彩色CRT中，用作选色电极的荫罩靠近荧屏，使电子枪发射的多个电子束中的每束电子束撞击荧屏上的荧光元素，以产生彩色图像。

为提高荧屏上形成的显示屏上的彩色图像的质量，现有的彩色CRT用的电子枪是给多个电极上加多个高于其阳极电压的多个高电压，聚焦电子束。

图6是包括设有内分压电阻器的电子枪的彩色CRT的主要部分的局部切开的侧视图。图7是按图6中箭头A所示方向看的图6所示彩色CRT的主要部分的局部切开的侧视图。

发射三个一字式电子束的电子枪装在彩色CRT的抽真空的玻壳10的颈部32中。该电子枪包括：阳极(即第6栅电极)加有最高电压(阳极电压)；中间栅极2，加有用内分压电阻器分割阳极电压所得到的电压；阳极K，它发射电子束；第5栅极组3，它由多个构成透镜用于聚焦阳极K发射的电子束的电极构成；第4栅极4；第3栅极5，第2栅极6和第1栅极7。电极1至7按规定的顺序固定，把各个电极的周边部分嵌入一对绝缘支撑杆9中，使电极之间分别有规定的间隔。

屏蔽杯8连接到第6栅极1，多个导电弹簧11的末端焊到屏蔽杯8的前端的侧壁上。抽真空的玻壳10的部分内壁涂有如石墨构成的内部导电膜10a，内导电膜10a从漏斗部分向颈部延伸。导电弹簧的另一端压在内部导电膜10a上，使阳极电压经嵌在漏斗部分中的高压端加到第6栅极1。

随后要说明的结构内部分压电阻器12连接到面对颈部内壁32a的绝缘支撑9中的一个的外表面上。内分压电阻器12设有用于电连接的引出端13、14和15，引出端13电连接到要加阳极电压的第6栅极1，引出端14连接到中间栅电极2，引出端15接地。

引出端13设有按垂直于电子枪的纵轴方向伸出的连接片13a，连接片13a连接到第6栅极1。从引出端14伸出的连接片14a连接到中间栅极2，由此供给按内分压电阻器的阻值比的因素分割阳极电压得到的高电压。延长连接片15a或其它元件，使引出端15连接到一个管腿45，由此，使引出端15连接到CRT外边的电位端，如地电位(以后叫地电位)端。

设置用金属丝构成的导体16，导体16穿过颈部32的内壁32a的内分压电阻器12之间的间隔并包围内分压电阻器12和安装有电阻器12的绝缘支撑杆9中的一个。导体16焊到绝缘支撑杆9中的一个相对边上的第5栅极组3中的一个电极上。

导体16用镍或不锈钢制成。在制成的电子枪组件密封进颈部32之后用外部的高频感应加热器对导体16加热，使导体16中含的金属部分挥发掉，由此，在颈部的内壁32a，绝缘支撑杆9和内分压电阻器12上形成金属薄膜16a，由此，在CRT工作中在颈部的内壁上产生稳定电位。已知的另一种导体16用金属丝的延长部分构成，把CRT中要加同样电压的电极连接在一起。还有一种已知的导体16，它的一端固定到电极，导体16的另一端不固定到电极。

参考数字17是指阻止电火花的导膜，导电膜17是在内分压电阻器12对着颈部内壁的表面上溅射的Au-Pd或Cr膜，防止导体16及其附近电极之间在随后要说明的光点撞击发生中出现电火花，能增强光点撞击的效果。

图8A至8C是图7所示电子枪中用的内分压电阻器12的示意图；图8A是从电阻器构图一侧看的内分压电阻器的平面图；图8B和8C分别是内分压电阻器的侧视图和后视图。

在内分压电阻器12中，电阻层19形成在绝缘衬底18的表面上，绝缘衬底18最好用陶瓷制成，衬底18上首先按所需图形印刷有所需电阻特性的电阻材料层19，如包括氧化钌(RuO)的金属氧化物之后，干燥和烧结电阻材料。之后，在电阻层19的图形(以后叫做电阻图形)上覆盖用硼硅酸铅玻璃制成的第1绝缘膜20a。同样，在绝缘衬底18的背面除形成有引出端的区域外在大致是衬底背面中心区上形成第2绝缘膜20b，而且，在第2绝缘膜20b的规定部分上涂防电火花导电膜17。防止电火花的导电膜17从导体16的位置朝高压端13有些位移。用离子轰击Au-Pd或Cr制成的靶，使Au-Pd或Cr溅射到用有规定形状的开口的不锈钢掩模覆盖的第2绝缘膜20b上，形成防电火花的导电膜17。

形成在内分压电阻器12的一端上的引出端13用从它伸出的连接片13a连接到第六栅1，内分压电阻器一端上形成的引出端15用从它伸出的连接片15a连接到地电位电极件，内分压电阻器12的中间位置形成的引出端14用从它伸出的连接片14a连接到中间电极2。

设置导电膜(连接引线)13b、14b和15b并连接到电阻层19上分别对应连接片13a，14a和15a的位置，用小孔铆钉把连接片13a、14a和15a分别固定到导电膜13b、14b和15b。导电膜(连接引线)13b、14b和15b不用覆盖电阻层19的绝缘膜20a覆盖，使它们露出。

图9是常规彩色CRT的又一实施例的颈部局部切开的正视图。图9所示彩色CRT在结构上与结合图6和7所述的结构不同，那种情况下，它的内分压电阻器92位于从绝缘支撑杆93的位置围绕CRT的旋转90度的位置，它的电子枪没有围绕内分压电阻器92的导体和对应上述导体16的绝缘支撑杆93。但是，绝缘衬底92A面对电子枪94的表面覆盖有渡越金属氧化物膜92B，绝缘衬底92A面对管颈95的另一表面用覆盖电阻图形92C的硼硅酸铅系玻璃绝缘膜92D(绝缘保护膜)覆盖。

包括这种内分压电阻器的彩色CRT已公开在日本实用新型专利申请公开昭和55-38484(公开日80年3月12日)，日本专利申请公开平6-5224(公开日为1994年1月14日)，日本专利2638835(对应1989年3月14日公开的日本特许公开平成1-67846)，日本专利1952176(对应公开日为1988年1月12日的日本特许公开昭和-63-6730)中。

发明内容

本发明的目的是提供用设有低成本内分压电阻器有超级耐压特性并且能提供高清晰度图像显示的电子枪的彩色CRT。

为达到上述的目的，按本发明的一个实施例，所提供的彩色CRT包括：抽真空的玻壳，它包括在其内表面上形成有荧屏的屏盘，颈部，连接屏盘和颈部的漏斗部分；装在颈部中的电子枪，它包括电子束发射部分，按规定顺序排列的多个聚焦电极和阳极，用于把电子束发射部分发射的三束电子束会聚到荧屏上，用一对绝缘支撑杆按预定的轴向间隔关系固定多个聚焦电极和阳极；分压电阻器，用它分割阳极电压产生要加到邻近阳极的多个聚焦电极中的第1聚焦电极上的中间电压，分压电阻器设在一对绝缘支撑中的一个支撑杆的面对颈部内壁的一个表面附近，分压电阻器包括绝缘膜、电阻图形、绝缘衬底，和含过渡金属氧化物的第二膜，这些构件规定的设置顺序是以朝向颈部内壁的绝缘膜开始依次设置；金属导体，它围绕分压电阻器和一对绝缘支撑杆中的一个支撑杆，并固定到多个聚焦电极中的第二聚焦电极，第二聚焦电极位于三束电子束的路径中的多个聚焦电极中的第1聚焦电极的上流位置。

本发明的有该结构的彩色CRT用设有低成本的内分压电阻器有极优异的耐压特性的电子枪。

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内还会有各种变化和改进。

附图说明

全部附图中相同的数字表示相同的元件。

图1A和1B画出本发明实施例的彩色CRT的电子枪中用的内分压电阻器，图1A是内分压电阻器的平面图；图1B是图1A所示内分压电阻器的后(背)视图；

图2是沿图1A中II-II线的内分压电阻器的主要部分的横截面图；

图3是本发明另一实施例的彩色CRT的颈部沿垂直于管轴的平面的横截面图；

图4是图3中“C”指示的颈部中的一部分的放大的横截面图；

图5是本发明另一实施例的彩色CRT的横截面图，用它作为说明总结构的实施；

图6是包括设有内分压电阻器的电子枪的彩色CRT的主要部分局部切开的侧视图；

图7是图6所示彩色CRT的主要部分从图6中箭头A指示方向看的局部切开的侧视图；

图8A至8C是电子枪的内分压电阻器的示意图，图8A是它的平面图，图8B是它的侧视图；图8C是它的后视图；

图9是常规彩色CRT的局部切开的侧视图；

图10是说明产生光点撞击用的电连接的电路图。

具体实施方式

彩色CRT制造中，CRT抽出气体并密封之后，要经过所谓的光点撞击(高压稳定化)处理。CRT在25至30kv的阳极电压正常工作。给阳极加两倍额定阳极电压的高压进行光点撞击(高压稳定化)处理，由此迫使电子枪组件的电极之间和电极与颈部内壁之间出现电火花，随后除去电极中的凸点或CRT中的外来颗粒，因此，在制成的彩色CRT正常工作中防止彩色CRT中出现这种电火花。

图10画出用于彩色CRT光点撞击的电结构的一个实例。位于电子束路径中的第5栅极组3的上流的电极连接在一起，并接地，如图中虚线所示，用作阳极的第六栅极1加两倍的额定阳极电压，中间电极加内分压电阻器12分割阳极高压得到的电压。光点撞击的过程中，上述导体16接地，导体16位于叠置在绝缘支撑杆9上的内分压电阻器12的周围，因而靠近颈部内壁，由此，在阳极1与导体16之间出现强电火花。

把内分压电阻器12设置成它的有电阻图形19和其上有第一绝缘膜20a的前表面面对绝缘支撑杆9，它的其上有第二绝缘膜20b的背面面对颈部的内壁32a。

通常，玻璃表面容易发射二次电子，因此，容易发生电子雪崩。因此，如果两个相对的玻璃表面上加高压，则会出现电子雪崩，容易产生电火花。

为了在电极之间产生电火花而进行的光点撞击过程中，清洁了包括电极表面的彩色CRT的里边，但是，有时候不能达到预期的效果，其原因是，由于覆盖内分压电阻器12的背面的绝缘玻璃膜20b与颈部的玻璃内壁32a之间的电子雪崩和导体16的位置之间的共同作用，使只在加60kv高压的第六栅极1与内分压电阻器12的引出端之间出现电火花，或者，只在第六栅极1与导体16之间出现电火花，因此，在指定电极之间不产生光点撞击。

作为克服该缺点的一种方法提供了一种结构，在内分压电阻器12的面向颈部内壁32a的背面上，从导体16向高压端13有些位移的位置处覆盖的绝缘玻璃膜20b上，淀积防电火花导电膜17。

另一种克服该缺点的方法是，在覆盖内分压电阻器12的电阻图形的第一绝缘膜20a中分散过渡金属氧化物，如Fe，Ni或Cr的氧化物并把第一绝缘膜20a放置成面向颈部的内壁32a，由此，抑制二次电子发射。

但是，在第一种方法中，在面向颈部内壁32a的内分压电阻器12的背面上覆盖的绝缘玻璃膜20b上形成防电火花的导电膜17，最初内分压电阻器12上没有加防电火花的导电膜17，之后，在附加的工艺步骤中，在内分压电阻器12上形成防电火花的导电膜17。在附加的工艺步骤中处理内分压电阻器12时，要清除电阻器的端部或各膜，因而会出现污染，而且，在除去污染的工作中可能会改变它的特性，因此可能会损害内分压电阻器的主要特性，因而必然会降低内分压电阻器的合格率。而且，制造防电火花的导电膜17需用价格昂贵的高精度蒸发设备，并且，要精确控制蒸发操作，这就不可避免地降低了内分压电阻器的合格率，增大了它的生产成本。

另一方面，第二种方法中，要在覆盖内分压电阻器12的电阻图形的第1绝缘膜20a中分散过渡属氧化物，如Fe，Ni或Cr的氧化物，并把第一绝缘膜20a设置成面向颈部内壁32a，不像第1种方法那样需用附加工艺。但是原先含在绝缘膜20a中作为杂质的钠(Na)，由于使绝缘膜20a自身具有的导电率使Na朝负电位一侧移动，使构成绝缘膜20a的金属铅的铅氧化物减少，造成不希望有的导电率增大，引起了迁移发生，结果，降低了电阻图形部分之间的耐压。这种现象使内分压电阻器的电阳值变化，因而，使按电阻值比的因素分割阳极电压所产生的要加到中间栅电极2上的高电压变化，因而不能获得高清晰的图像显示。

现在参见附图详细说明本发明的实施例。

图1A和1B画出了本发明实施例的彩色CRT的电子枪中用的内分压电阻器，图1A是它的平面图，图1B是它的后视图。图2是图1A所示内分压电阻器的主要部分沿图1A中II-II的横截面示意图图7中与图1A、1B和2中相应的部分用相同的数字表示。

内分压电阻器22中，它没连接到电子枪之前，如图1A，1B和2所示，用丝网印刷法，在绝缘衬底18上按规定图形形成电阻层，即电阻图形，像结合图7说明的常规内分压电阻器的情况一样，由内分压电阻器22伸出的引出端用有小孔的铆钉固定，使引出端13连接到高压电极，引出端14连接到中间电极，引出端15接地。

随后形成厚度为T1有规定组分的绝缘膜23a，绝缘膜23a覆盖电阻层19，并把内分压电阻器22装入彩色CRT中，使绝缘层23a面向电子枪的一个绝缘支撑杆。另一方面，随后在绝缘衬底18的背面上形成厚度为T2有规定组分的另一膜23b，绝缘膜23b淀积成面对颈部的内壁32a。

面对绝缘支撑杆9淀积的绝缘膜23a包括至少含20％重量的PbO的硼硅酸铅玻璃。

另一方面，面向颈部内壁32淀积的膜23b，除含有构成绝缘膜23a的硼硅酸铅系玻璃之外，还含有至少一种选自Zn，Cd，Fe，Mn，Cu，Ni，Cr，Co和Zr的金属氧化物。

本例中的其余元件与已经说明了的常规彩色CRT中的元件相同。这里不再重复。

以下说明内分压电阻器22的制造方法的例子。

首先制备绝缘衬底18，衬底18用至少含96％重量的Al的氧化铝材料制成，衬底18的厚度T为0.635mm，宽为5mm，长L1为58mm。之后，用丝网印刷法，已预先用与电阻图形用的材料基本相同的材料形成了引出端13至15的衬底上，用主要含氧化钌(RuO)的材料，形成电阻图形19，之后，经干燥后，电阻图形在850℃烧结，构成电阻图19。

之后，用有例1组分的硼硅酸铅系玻璃浆并喷涂在电阻图形19上，只是电阻图形19的端部不涂，玻璃膜烧结后的厚度为0.15mm。

硼硅酸铅系玻璃的组分例1：

氧化铅      55(wt％)

氧化硅      29

氧化硼      8

氧化铝      4

其它组分   平衡量

在绝缘衬底18的背面上除端部以外，涂有下面组分例2所示的混有氧化铁的硼硅酸铅系玻璃浆，涂层厚度在烧结后为0.25mm。

硼硅酸铅玻璃系的组分例2：

氧化铅    55(wt％)

氧化硅    27

氧化硼    10

氧化铝    5

氧化铁    3

干燥后，玻璃膜在600℃烧40分钟，设在内分压电阻器上的绝缘膜23a的厚度T1是0.15mm，膜23b的厚度T2是0.25mm。

制成后的内分压电阻器22的绝缘膜23a和23b的表面实际上分别是白色和黑色，制成的内分压电阻器的绝缘膜23a和膜23b的表面颜色不同便于分辨。

图1A和1B中的尺寸如下：

L1是58mm，L2是40mm，L3是14mm，L4是2mm，L5是2mm，L6是3.5mm，L7是3.5mm。

通用的内分压电阻器中，它的总长度L1的范围是50mm至100mm，它的宽度范围是5mm至10mm，包括两个表面上的两层膜和多个引出端的它的总厚度范围是大约1mm至大约2mm。

上述方法制成的内分压电阻器中，覆盖电阻图形19的绝缘膜23a只用硼硅酸铅玻璃构成，因此，能抑制迁移，因而能充分确保电阻图形各部分之间和电阻图形与引出端之间的绝缘特性，因此克服了主要由金属铅引起的各种问题。

用至少含20％重量的PbO的硼硅酸铅系玻璃能防止内分压电阻器卷曲或弯曲，因而可以在低于作为相同目的所用的其它玻璃系所用的850℃烧结温度的温度中烧结绝缘膜，因此，绝缘膜制造中所需的绕结工艺不会损坏电阻图形。

使内分压电阻器背面上的膜层23b的硼硅酸铅系玻璃中包含例如氧化铁氧化钴的过渡金属氧化物，能抑制二次电子发射，在光点撞击过程中，膜23b处于类似于电浮置的状态。结果，能保证在防电火花的导电膜17中不会有要求的电火花路径，因而，保证在电极中有强度足够的电火花，得到满意的光点撞击效果。因而解决了与防电火花的导电膜17的制造相关的各种问题，结果使内分压电阻器的生产成本降低。

当膜23b的厚度大于绝缘膜23a的厚度时，不仅能防止内分压电阻器卷曲或弯曲，还能提高它的耐压特性。

图3是本发明另一实施例的彩色CRT的颈部沿垂直于它的管轴的平面的横截面图，图4是图3中所示颈部的“C”部分的放大横截面图。图1A，1B，2和6-10中与图3，4对应的部分用相同的数字指示。

图3和4中，内分压电阻器22位于一对绝缘支撑杆9中的一个绝缘支撑杆的外边，即，位于一个绝缘支撑杆面向颈部32的内壁32a的一侧上，导体36位于内分压电阻器22和在颈部内壁32a与内分压电阻器之间的间隔中安装电阻器22的绝缘支撑杆9周围，导体的两端焊在第五栅极3上。

同样，另一导体16位于不安装内分压电阻器22的另一绝缘支撑杆9周围。16a是用导体16加热淀积的蒸发膜。蒸发膜淀积在颈部内壁32a，内分压电阻器22和绝缘支撑杆和其它元件上，图3或4中没画支撑杆9上的蒸发膜。

内分压电阻器22设置成在它面向一个绝缘支撑杆9的一侧上覆盖电阻图形19和绝缘膜23a，在面对颈部内壁32a的背面上淀积硼硅酸铅系玻璃和过渡金属氧化物构成的膜23b。

图5是按本发明另一实施例的彩色CRT的横面示意图，用于说明总体结构的一个实例。41是屏盘部分，42是荧屏，32是装电子枪的颈部，43是连接屏盘和颈部的漏斗部分，44是荫罩悬挂机构，49是一字型电子枪，50是偏转线圈，51是外部磁场校正装置，10a是内导电涂层，52是防止内爆胶带，53是屏盘腿，54是荫罩组件，45是管腿。

该彩色CRT中，抽真空的玻壳55由屏盘41，颈部32和漏斗部分43构成，装在颈部32中的电子枪49发射三束电子束B(一个中心电子束和两个侧边电子束)，偏转线圈50产生的水平和垂直偏转磁场对荧屏42进行二维扫描。

用经管腿45供给的视频信号调制三束电子束的强度之后，用紧邻荧屏42正面的荫罩44选择颜色，之后，撞击构成荧屏42的红，绿和兰色的各个荧光元素，以重现规定颜色的图像。一字型电子枪49用结合前例说明了其结构的内分压电阻器。

本发明不限于上述结构，在不脱离发明范围的情况下还会有各种变化和改进。本发明不限于装有发射多束电子束的电子枪的彩色CRT，同样适用于用装有内分压电阻器的电子枪的各种CRT，包括单电子束型CRT，例如投影式CRT。

如上所述，本发明中，分压电阻器位于按规定的轴向间隔关系按规定的顺序把各个电子的周边嵌入两个绝缘支撑杆之一的绝缘支撑杆的外表面附近，内分压电阻器中的面向颈部内壁的表面上形成其中分散有过渡金属氧化物的硼硅酸铅系玻璃膜，内分压电阻器中面向绝缘支撑杆的另一表面上形成硼硅酸铅系玻璃膜，在一个绝缘支撑杆和内分压电阻器周围设有导体，导体的两端固定在一个电极上。用发明结构不用设防电火花的导电膜就能得到足够的光点撞击效果，因而不会增大成本，能抑制内分压电阻器与颈部内壁之间的二次电子发射，能保证有好的耐压特性，能防止电阳值变化。因此，本发明提供用装有低成本内分压电阻器，有优良的耐压特性，不会损坏聚焦特性，能提供高清晰度图像显示的彩色CRT。

Claims (8)

1、彩色阴极射线管，包括：

抽真空的玻壳，它包括其内表面上形成有荧屏的屏盘；颈部；和连接所述屏盘和颈部的漏斗部分；

装在所述颈部内的电子枪，包括电子束发射部分；按规定顺序设置的多个聚焦电极和阳极，用于把电子束发射部分发射的三束电子束聚焦在所述荧屏上；

所述电子束发射部分，所述多个聚焦电极和所述阳极按预定的轴向间隔用一对绝缘支撑杆固定；

分压电阻器，它通过分割所述的阳极电压，产生要加到邻近所述阳极的多个聚焦电极中的第一个聚焦电极上的中间电压；

所述分压电阻器，位于一个绝缘支撑杆的面对所述颈部内壁的一边附近的位置；

所述分压电阻器包括从朝向所述颈部内壁的绝缘膜开始的按规定顺序设置的绝缘膜，电阻图形，绝缘衬底，和含有过渡金属氧化物的第二膜；和

所述分压电阻器和一个支撑杆周围的金属导体，所述金属导体固定到多个聚焦电极中的第二聚焦电极；

所述第二聚焦电极位于所述三束电子束路径中的所述多个聚焦电极中的第一个聚焦电极的上流。

2、按权利要求1的彩色阴极射线管，其中，所述第二膜含硼硅酸铅玻璃和选自Zn，Cd，Fe，Mn，Cu，Ni，Cr，Co和Zr中的至少一种金属的氧化物。

3、按权利要求1的彩色阴极射线管，其中，所述第二膜比所述绝缘膜的颜色黑。

4、按权利要求2的彩色阴极射线管，其中，所述第二膜比所述绝缘膜的颜色黑。

5、按权利要求1的彩色阴极射线管，其中，所述第二膜的厚度比所述绝缘膜厚。

6、按权利要求2的彩色阴极射线管，其中，所述第二膜的厚度比所述绝缘膜厚。

7、按权利要求3的彩色阴极射线管，其中，所述第2膜的厚度比所述绝缘膜厚。

8、按权利要求4的彩色阴极射线管，其中，所述第2膜的厚度比所述绝缘膜厚。

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