專利名稱：利用磁場的電子槍組件點沖擊方法
技術領域：
本發明涉及一種對陰極射線管(CRT)電子槍組件進行點沖擊的方法，更具體地說，利用軸向磁場對電子槍組件進行點沖擊的方法。
在制造CRT的過程中，在CRT已經總裝，排氣及密封后，通常要電處理電子槍組件。電處理的一個步驟是點沖擊，它包括在相鄰電極之間(通常是聚焦電極和與它相鄰的電極之間)的間隙中感應電弧。所述電弧清除掉突出物，毛刺和/或顆粒，不然的話，在CRT以后正常工作時它們將成為電子的場致發射點。在所述步驟中遇到的問題是在CRT的某些位置上激發電弧，這些電弧將相鄰電極之間的主間隙旁路。常見的這種不希望有的電弧是垂直于電子槍的縱軸的飛弧，這種電弧發生在電子槍元件和CRT管殼的管頸玻璃之間。
1980年7月29日頒發給Hopen的美國專利第4214798號公開了一種方便的點沖擊方法，這種方法可應用于雙電位或三電位電子槍結構。雙電位電子槍結構一般具有熱子及陰極K，控制柵極G1，簾柵極G2，單聚焦極G3及通常稱為陽極的高電壓電極或G4。雖然彩色顯象管三支電子槍的每一支可以配置單獨的元件，但近來實際應用中傾向于為三支槍的G1，G2，G3和陽極配置公用元件。三電位電子槍不同于雙電位電子槍的地方在于它使用三個起聚焦作用的聚焦極而不是單個聚焦極。三電位電子槍一般具有熱子，陰極K，控制柵極G1，簾柵極G2，三個聚焦極G3，G4和G5，還有通常記為G6的陽極。在引證的專利所介紹的方法中，熱子、陰極、控制柵極及簾柵極是連在一起的，并且在雙電位結構中點沖擊電壓加在陽極和互連的這些電子槍元件之間，而聚焦極電浮動。對點沖擊來說，三電位電子槍和雙電位電子槍相似，其不同之處在于在CRT中G3和G5聚焦極是內連的，并且，G3和G4聚焦極連接到兩根單獨的芯柱引線上，這兩個聚焦極在點沖擊期間是電浮動的。
先前已經用了很多種點沖擊電子槍組件的方法試圖改善電視顯象管的電特性。大多數方法用到在二相鄰電極之間強制產生電弧，以清除突出物，毛刺和/或顆粒，以便在以后的正常工作電位下顯著降低這兩個元件之間的電子場致發射。就包括陽極和聚焦極G3之間的點沖擊的所有情況而言，正脈動直流高壓脈沖加到這兩個電極之間，同時所有其它電極保持地電位或允許浮動，正如引證的專利所介紹的。另一替代的辦法是把陽極接地，而把負脈動直流高壓脈沖加到電子槍結構的其余電極上。所用高壓脈沖的振幅，波形及重復頻率是在很大的范圍內變化的，取決于所用點沖擊設備的性質。最常用的點沖擊電壓脈沖是正弦形的，它由線間電壓的正常變壓產生。這些脈沖可以是半波的，它們的最底部份不是某個最低直流正電平就是地電位，或者，這些脈沖可以是全波的，這時，最低值常被鉗位在地電位。有時也用由經由球隙的電容放電產生的，電流脈沖常常超過100安培，前沿上升很快的短脈沖。雖然，這些脈沖的瞬時功率非常大，但是，每一脈沖的持續時間(常常小于1微秒)把感應電弧的能量限制在對于管子元件是安全的電平上。不管用什么樣的點沖擊脈沖，大多數使用者已經發現，避免把負脈沖加到陽極是正確的。
最近幾年來，已經通過在雙電位型和三電位型的聚焦元件上加越來越高的電壓實現了熒光屏上電子束斑點聚焦性能的改善。由于使用這些更高的工作電壓，常常需要進行聚焦極G3和簾柵極G2之間的點沖擊;對于三電位型電子槍，相信還需要進行不同聚焦極G3，G4及G5之間的點沖擊。
在1977年10月17日頌發給Maskell等人的美國專利第4052776號所介紹的另一種點沖擊方法中，把很高振幅的射頻短脈沖群加到用于在G2和G3之間進行點沖擊的較低振幅的脈動直流脈沖上。在這個方法中，脈動直流點沖擊電壓脈沖是通過芯柱引線連到三電位槍的G3和G5上的，而射頻短脈沖群是通過其余的電連接在一起的芯柱引線引入的。由于芯柱引線彼此靠得很近，因此，要么把直流峰值電壓保持在較低值(這么作限制了它的有效作用)，要么就要采取予防措施防止在芯柱引線的管外部份之間的電擊穿。
1987年8月28日頒發給Daldry等人的美國專利第4682963號介紹了另一種點沖擊方法。它公開了具有六個柵極的CRT的兩步老練處理方法。在正常工作期間，G2和G4互連到較低電壓。G3和G5聚焦極互連到較高電壓而陽極G6工作于最高電壓。一般的老練處理包括把高的直流電壓加到陽極以及把脈沖電壓加到互連的G2和G4電極;熱子，陰極及G1連在一起，并且，允許其浮動。G3和G5彼此連接，并且，也允許其浮動。在老練處理的第二步驟期間，包括熱子，陰極以及從G1到G5的電極一起連到脈沖電壓而高直流電壓加到陽極。
盡管上述若干點沖擊方法涉及帶六個元件的電子槍(此外還有熱子和陰極)，但是都沒有提供老練雙重雙電位電子槍的合適的方法。雙重雙電位電子槍結構一般具有熱子，陰極K，控制柵極G1，簾柵極G2，第一聚焦極G3，第一陽極G4，第二聚焦極G5和第二陽極G6。第一和第二聚焦極G3和G5一般約工作于7KV，而第一和第二陽極G4和G6一般約工作于25KV。在某些六電極電子槍中，在裝架芯柱上為G3和G5聚焦極提供單獨的引出線以允許在陽極和至少聚焦極之一之間進行點沖擊，而其它聚焦極電浮動。這是1988年6月29日由Hernqvist提出的美國專利申請第214544號所介紹的處理方法。但是，并不是所有雙重雙電位電子槍結構都備有包括G3和G5聚焦極的單獨引出線的裝架芯柱。而G3和G5聚焦極通常在管內連接，并且，在點沖擊期間，在內連的引出線、其它槍元件和CRT管殼的管頸玻璃之間經常橫向起弧。結果，相鄰電極之間的間隙兩端很少產生有益的電弧，所以，產生場致發射點的突出物，毛刺和/或顆粒沒有完全從電極上清除掉。同樣不徹底的點沖擊可以發生在任何的電子槍中，在這些槍中存在所述槍元件和CRT管頸玻璃之間激起橫向電弧的趨勢。
根據本發明，在抽成真空的CRT中進行點沖擊的方法(該CRT具有配備若干槍元件的電子槍，這些槍元件沿縱向延伸的槍軸線排列)包括下述步驟將選定的某些槍元件互連，形成沿槍軸的磁場，在陽極和互連的槍元件之間施加點沖擊電壓。
附圖中
圖1用圖解法表示包含磁場裝置的實施本發明方法的第一種電路。
圖2用圖解法表示包含磁場裝置的實施本發明方法的第二種電路。
圖3用圖解法表示包含磁場裝置的實施本發明方法的第三種電路。
本發明的點沖擊方法可用于任何CRT的電子槍組件，該組件具有陰極以及若干引導和聚焦電子束的電極。在該CRT電子槍組件中可以有單支電子槍或若干支電子槍。當多于一支槍時，這些槍可具有任何幾何排列方式。例如，象彩色電視顯象管那樣有三支電子槍時，如本領域中公知的那樣，這三支槍可以排成三角形或一字形。
例如，本方法可用于圖1中用圖解法表示的那種雙重雙電位電子槍。雙重雙電位電子槍結構一般具有熱子，陰極，G1或控制極，G2或簾柵極，G3或第一聚焦極，G4或第一陽極，G5或第二聚焦極以及G6或第二陽極。雖然CRT三支電子槍的每一支可以使用單獨的元件，但近來的實際應用傾向于使用固定在玻璃支持桿上的公用元件(未示出)。在雙重雙電位電子槍中，聚焦極G3和G5一般工作于約7KV的第一電壓，而陽極G4和G6工作于約25KV的第二電壓。
圖1包括抽成真空的CRT21的示意的剖面立視圖，CRT21包含面板23，該面板的內表面配備熒光屏25。面板23封接在玻錐27的較大端，與玻錐較小端連成一體的是管頸29。芯柱31將管頸29密封。玻錐27的內表面涂有導電涂層33，導電涂層33和陽極按鈕35連接。
管頸29容納雙重雙電位電子槍組件。該組件包括三支雙重雙電位電子槍，圖1只示出具有縱向延伸的槍軸36的一支槍。所述組件包括兩根玻璃支持桿(未示出)，用這兩根玻璃支持桿來安裝各種電子槍元件。每支槍的槍元件按順序包括熱子37，陰極39，G1或控制電極41，G2或簾柵極43，G3或第一聚焦極45，G4或第一陽極47，G5或第二聚焦極49以及G6或第二陽極51。第一和第二聚焦極45和49在管內電連接，第一和第二陽極47和51也同樣連接。第二陽極51通過緩沖器53連接到導電涂層33。
在最佳實施例中，熱子37，陰極39，G1電極41，G2電極43或G3電極45都連接到穿過芯柱31的單獨的芯柱引線55。這些引線55互相連接起來，并且電連接到螺線管57的一端，螺線管57沿著管頸29延伸，產生平行于電子槍的軸36的約1000高斯的磁場。在點沖擊期間，芯柱31和這些芯柱引線55插進管座(未示出)。所述螺線管的另一端連接到地線59。絕緣構件61置于所述螺線管和所述管頸之間。陽極按鈕35通過陽極引線65連接到低頻脈沖點沖擊電壓電源67，再到地線。所述脈沖起初從地電位上升到約35±5KV負峰值，然后，在大約90到120秒時間內上升到約60±5KV負峰值。所述脈沖由具有約60Hz頻率的半波整流交流電壓脈沖組成。這些脈沖的總的持續時間約0.1到0.2秒(6到12個周期)，時間間隔約0.5至1.0秒。
由螺線管57提供的磁場平行于槍軸36，該磁場便于激發穿過電子槍相鄰元件的間隙的縱向電弧;因為所述磁場具有足夠的場強，所以它熄滅或抑制垂直于管軸方向激起的電弧。借助于軸向磁場，點沖擊的最終結果是把飛弧集中在相鄰電極之間的主間隙，這樣就增強了點沖擊的有效性。
雖然在圖1中示出用螺線管57作為提供軸向磁場的裝置，但也可以使用與CRT的管頸29絕緣的適當的圓柱形磁鐵。在這種場合，連在一起的槍元件直接連接到地線59。
圖2包括CRT121的另一可供選擇的實施例的示意的剖面立視圖，CRT121包括面板123，熒光屏125嵌在面板123的內表面。如同在第一個實施例那樣，面板123封接在玻錐127的較大端，玻錐127的較小端與管頸129連成一體。芯柱131把管頸129密閉。玻錐127的內表面涂有導電涂層133，導電涂層133和陽極按鈕135連接。
1978年11月13日頒發給Hughes的美國專利第3772554號介紹了一種雙電位電子槍組件，管頸129容納該組件并且具有縱向沿伸的槍軸136。該組件包括三支雙電位電子槍，圖2只示出其中的一支。所述組件包括兩根玻璃支持桿(未示出)，用該玻璃支持桿安裝各種電子槍元件。每支電子槍的槍元件包含熱子137，陰極139，G1或控制電極141，G2或簾柵極143，G3或聚焦極145，G4或陽極147。陽極147通過緩沖器153連接到導電涂層133。熱子137，陰極139，G1電極141和G2電極143都連接到穿過芯柱131的單獨的芯柱引線155。這些引線155是連接到一起的并且電連接到螺線管157的一端，螺線管157沿著管頸129延伸以產生平行于槍軸136的磁場。G3電極145連接到穿過芯柱131的單獨的芯柱引線159。點沖擊期間，芯柱131的芯柱引線155及159插入管座(未示出)。G3芯柱引線159是電浮動的。螺線管157的另一端連接到具有短的持續時間和快速上升前沿的高頻電壓脈沖電源161。電源161的另一端連接到地線163。來自電源161的脈沖具有約350KHz的，92到150KV之間的交變電壓。來自電源165的約+45KV的電壓連接到陽極按鈕135。
圖3包括CRT221的另一可供選擇的實施例的示意的剖面立視圖，CRT221包括面板223，熒光屏225嵌在面板223的內表面。如同在上述實施例那樣，面板223封接在玻錐227的較大端，玻錐227的較小端與管頸229連成一體。芯柱231把管頸229密閉。玻錐227的內表面涂有導電涂層233，導電涂層233和陽極按鈕235接觸。
管頸229容納多元件電子槍組件，工作時，該組件的第二和第四柵極連接在一起，而第三和第五柵極連接在一起;1988年8月16日頒發給New等人的美國專利第4764704號公開了這種組件。在一般的正常工作條件下，G2和G4電極加約300V到1000V的電壓，G3和G5電極加7KV而陽極加25KV。該組件包括三支多電位電子槍，圖中只示出其中的一支。所述組件包括兩根玻璃支持桿(未示出)，用它安裝各種電子槍元件。每支槍的元件包括熱子237，陰極239，G1或控制電極241，G2或簾柵極243，G3電極245，G4電極247，G5或最后聚焦極249和G6電極或陽極251。熱子237，陰極239，G1電極241和G2及G4電極243及247分別地連接到穿過芯柱231的單獨的芯柱引線255。在點沖擊時，這些引線連接在一起并且電連接到螺線管257的一端，螺線管257沿著管頸229延伸以產生平行于槍軸236的磁場。G3和G5電極245和249分別地連接到穿過芯柱231的單獨的芯柱引線259。在點沖擊期間，芯柱231的芯柱引線255及259插入管座(未示出)。芯柱引線259是電浮動的。螺線管257的另一端連接到具有短的持續時間和快速上升前沿的高頻電壓脈沖電源261。電源261的另一端連接到地線263。來自電源261的脈沖具有約350KHz的，92到150KV之間的交變電壓。來自電源265的約+45KV的電壓連接到陽極按鈕235。電源265的另一端連接到地線263。
權利要求
1.一種對抽成真空的CRT中的電子槍組件進行點沖擊的方法，所述組件包括若干留有間隔的電子槍元件熱子、陰極、控制電極、簾柵極、至少一個聚焦極和至少一個陽極，這些元件沿著槍軸縱向延伸排列著，其特征在于包括如下步驟至少有選擇地互連若干后述槍元件所述熱子(37；137；237)，所述陰極(39；139；239)，所述控制電極(41；141；241)和所述簾柵極(43；143；243)，沿所述槍軸(36；136；236)提供磁場，以及在所述陽極(47，51；147；251)和連在一起的槍元件之間施加點沖擊電壓。
2.如權利要求1中所述的方法，其特征在于所述電子槍包括雙電位電子槍，該雙電位槍中的所述聚焦極(145)是電浮動的。
3.如權利要求1中所述的方法，其特征在于所述電子槍包括雙重雙電位電子槍，該槍具有內連的兩個聚焦極(45，49)和內連的兩個陽極(47，51)，所述聚焦極在外部連接到連在一起的槍元件(37，39，41，43)。
4.如權利要求1中所述的方法，其特征在于所述電子槍具有G3電極(245)，G4電極(247)和G5或最后聚焦極(249)，聚焦極(249)置于所述簾柵極和所述陽極(251)之間，所述連在一起的槍元件至少包含所述熱子(237)，所述陰極(239)，所述控制電極(241)和所述G4電極(247)。
5.如權利要求4中所述的方法，其特征在于所述G3和G5電極(245，249)是電浮動的。
6.如權利要求5中所述的方法，其特征在于所述G3和G5電極(245，249)是連在一起的。
全文摘要
本發明涉及一種利用軸向磁場對CRT電子槍組件進行點沖擊的方法。在CRT正常工作時，電極上的突出物、毛刺和/或顆粒將成為電子的場致發射點。在不用軸向磁場進行點沖擊時經常出現在內連的芯柱引線，其余的槍元件和CRT管殼的管頸玻璃之間的橫向電弧。其結果為不能徹底地將突出物、毛刺和/或顆粒清除掉、利用足夠強的軸向磁場可以熄滅或抑制橫向電弧。其最終結果是把電弧集中在相鄰電極的主間隙上，從而增強了點沖擊的有效性。
文檔編號H01J9/44GK1039147SQ89104528
公開日1990年1月24日 申請日期1989年6月26日 優先權日1988年6月29日
發明者卡爾·格哈德·赫恩維斯特 申請人:Rca許可公司