制造电子枪的方法、电子枪、具有这样的电子枪的显示装置 和用于该电子枪的小组件 本发明涉及制造电子枪的方法，该电子枪具有包括多个电极的熔接单元(beaded unit)和包括多个管脚的底座，所述电极与电引线连接并固定到熔接支杆(beading rods)上，利用固定装置和绝缘板的小组件连接熔接单元和底座。
本发明还涉及电子枪，该电子枪具有包括多个电极的熔接单元和包括多个管脚的底座，所述电极与电引线连接并固定到熔接支杆上，利用固定装置和绝缘板的小组件连接熔接单元和底座，本发明还涉及具有这样的电子枪的显示装置和用于该电子枪的小组件。
这种显示装置可以是用于例如电视机和计算机监视器等中的阴极射线管。
上述电子枪披露于美国专利US4082977中。按照所述专利的该已知电子枪配有连接熔接单元与底座的固定装置。所述固定装置包括具有多个小孔地绝缘板。绝缘板中的某些小孔对应于底座的管脚。这些小孔配有金属孔眼(eyelet)，例如通过夹紧固定到绝缘板上，例如通过把管脚焊接到孔眼上，这些孔眼用于把绝缘板连接到底座上。绝缘板中的其余小孔也配有孔眼，并以阳阴(male-female)插接的方式与电子枪的熔接单元的支架啮合。它还可以提供具有电接触的绝缘板。尽管所述专利描述了具有在熔接单元与底座之间进行连接的电子枪，但仍然还有某些缺陷。主要地，该结构用于在熔接单元的支架与底座之间进行连接；来自熔接单元的电极的电引线大部分直接与底座的管脚或孔眼连接。并且，该结构相当复杂，包括在绝缘板中的大量孔眼。
用于阴极射线管(CRTs)的普通电子枪包括从(至少一个)阴极开始到作为后加速电极的阳极结束的一个接一个设置的多个电极。如果CRT是黑白管，仅有一个阴极；在众所周知的彩色CRT中，电子枪将产生三束电子束-分别对应于荧光屏上的各电致发光材料-即电子枪具有三个阴极。电子枪中的电极在熔接工艺期间机械互连，通过把电极局部嵌入多个熔接支杆中，获得通常称为熔接单元的小组件。该熔接单元必须固定到底座上，该底座通常包括玻璃底板和多个通常称为管脚的电引线。
在已知的电子枪制造工艺中把熔接单元固定于底座上的步骤费时并因此非常昂贵。并且，由于大量的手工操作，还导致最终产品的质量离散。
本发明的目的在于提供制造电子枪的方法，该方法改进了开篇中所述的方法，并大大减少或甚至解决了上述问题。
按照本发明，实现该目的的制造电子枪的方法的特征在于：
在平面元件中提供开口图形，从而形成仍然是平面形且连接到平面元件其余部分的多个固定装置，
所述固定装置的部分从平面元件的平面弯出，以提供具有三维形状的固定装置，
固定装置插入绝缘板的多个第一小孔中并固定于其上，形成小组件，
固定装置和绝缘板的小组件与平面元件的其余部分断开，
固定装置和绝缘板的小组件与熔接单元和底座连接，形成电子枪。
为了把电子枪的熔接单元连接到其底座上，该方法采用配有与多个固定装置啮合的小孔的绝缘板。通过扭转固定装置的端部，这些固定装置可固定到绝缘板上，从而形成所述的小组件。设置在熔接单元和底座之间的这些固定装置在一侧与熔接单元连接，和在另一侧与底座的管脚连接。大多数流行电子枪并不包括固定装置和绝缘板的该小组件。在这些电子枪中，熔接单元直接与底座的管脚连接。这部分工艺操作大部分必须用手来完成和很难实现机械化，因而在电子枪制造工艺中它是费时和昂贵的步骤。除这些方面之外，在该生产工艺阶段，电子枪的手工处理还引入不期望的电子枪某些重要机械参数的离散，这些参数部分决定最终产品的性能。对电子枪性能越来越严格的要求-光点尺寸、机械稳定性、高压性能-就需要改进熔接单元与底座之间的连接，以满足电子枪进一步设计的要求。
本发明基于这样的认识，固定装置和绝缘板的中间小组件的引入提供将大大克服已知方法缺陷的制造方法。由于可容易地高精度地制造固定装置和绝缘板的小组件的事实而有助于此。以比手工安装这些元件更高的精度和更快的速度，以机械化的方式实施利用例如焊接工艺使该小组件与焊接单元和底座连接的工艺。该工艺的较高精度改善了CRT中电子枪的性能。例如，被改善的一项是通常称为δ-Vco的现象。δ-Vco指彩色CRT的三个阴极之间的截止电压之差，引起三束电子束的驱动不平衡，导致在不同亮度电平的颜色偏移。该现象明显地受制造工艺期间手工操作的不利影响。
本方法的另一个优点是互连熔接单元与底座的机械化方法可使电子枪比不用所说小组件制造的电子枪短至少2mm。
按照本发明方法的实施例的特征在于，绝缘板具有用于引导多个电极的电引线穿过的多个第二小孔。象这样的实施例可以引导电引线穿过绝缘板中的这些小孔，以便通过例如焊接把电引线连接到固定装置上，再使它们连接到底座的管脚上。以这种方式，从显示装置的外部到适当电极形成电连接。结果，固定装置必须是导电的，并且最好由金属制备。
按照本发明方法的另一个实施例的特征在于，绝缘板中的小孔为锥体形状。因能够更容易地引导固定装置和电引线穿过绝缘板中的小孔，因而锥体形状的小孔使组装工艺容易。
按照本发明方法的另一个实施例的特征在于，绝缘板中的第一小孔沿离开底座的方向逐渐变细，第二小孔沿朝向底座的方向逐渐变细。因固定装置从底座一侧进入绝缘板，而电引线从熔接单元的一侧进入固定装置，因而最好沿这些方向逐渐变细。
按照本发明方法的另一个实施例的特征在于，通过在平面元件中冲压(stamping)开口来获得平面元件中开口的图形。从工业化来看，在平面元件中冲压开口很有利。这是容易以机械化方式高精度和高速进行的方法。此外，可以由卷轴上的金属带生产这些平面元件。当然，也可以利用诸如可高精度且没有机械应力地制备产品的腐蚀等其它制造方法来生产这些平面元件，但腐蚀工艺方法较昂贵。
本发明还涉及电子枪，该电子枪具有包括多个电极的熔接单元和包括多个管脚的底座，所述电极与电引线连接并固定到熔接支杆上，利用固定装置和绝缘板的小组件连接熔接单元和底座，其特征在于，绝缘板配有允许固定装置通过的多个第一小孔，和允许多个电极的电引线通过的多个第二小孔，所述电引线与连接到底座管脚的固定装置连接。
并且，本发明还涉及配有这种电子枪的显示装置。本发明还涉及用于这种电子枪中的小组件。
通过参照附图和下述实施例，利用非限制性的实例将明了本发明的这些和其它方面，并且来说明这些和其它方面。
附图中：
图1是按照本发明电子枪的彩色显示装置的局部剖切的侧视图；
图2是现有技术电子枪的示意性和半透明的透视图；
图3是一组平面元件的透视图；
图4是固定装置的俯视图；
图5是弯曲固定装置之后平面元件的透视图；
图6是不带有绝缘板的固定装置的透视图；
图7和8是包括绝缘板的固定装置的俯视图和仰视图；
图9是相对于管脚来说的绝缘板的仰视图；
图10是绝缘板、固定装置、底座中管脚的位置和焊接位置的俯视图；
图11是按照本发明的电子枪一部分的透视图，展示互连熔接单元和底座的固定装置和绝缘板的小组件。
图1中所示的阴极射线管1包括抽真空的玻壳2，玻壳2具有颈部5、漏斗形部分4和可以为曲面或平面的前面屏盘3。在屏盘内设置具有以例如红、绿和蓝的不同颜色发光的例如荧光线或点的图形的显示屏10。以距显示屏10的某一距离设置罩12。罩12可以是具有圆形或细长小孔的有孔罩或金属丝罩。在管子工作期间，设置于颈部5内且通过管针29与外部电源连接的电子枪6把电子束7、8、9通过罩12发送到显示屏10，使荧光体发光。电子束具有在适当的罩-荧光屏距离下使电子束仅轰击在相关颜色的荧光体上的相互角度(mutual angle)。偏转装置11确保电子束对称地扫描显示屏10。
术语电子枪应该被认为具有较宽的意义。例如，它可以指如图1中所给出的和上述的彩色图像管的电子枪，或其电子枪仅产生一束电子束的黑白管的电子枪。本发明还涉及在包括产生一束或多束电子束的电子枪的其它类型显示装置中的应用。这里，用三色电子枪来展示本发明，但这并不构成任何限制。
图2表示用于彩色CRT的现有技术的电子枪6′。这是仅用作实例的示意性半透明图。这种电子枪6′包括通常称为三极部分的束产生区域。该三极部分由三个一字型电子源20例如阴极、第一电极21和第二电极22构成。在大多数流行的电子枪中，第一电极21被称为栅极1(G1)并接地；第二电极22(G2)通常接到500-1000V范围的电位。枪还包括束形成或预聚焦部分。在本例中，预聚焦部分具有由电极22和23形成的预聚焦透镜，其中电极23是聚焦电极，通常提供5kV-9kV之间的工作电位。电子枪6′的主透镜系统是枪的主聚焦部分；它产生作为三极部分形成的虚物体的聚焦图像。在包括聚焦电极23和还被称为阳极的加速电极24的区域中形成主透镜系统。阳极的典型工作电压范围为25-35kV。
在制造电子枪的工艺中，电极21-24通过也被称为多脚(multiform)杆的熔接支杆26互连。在本工艺中，通常由玻璃制备的熔接支杆被加热直到使它们软化到这样的程度，即可以把它们压在堆叠的电极上，这些电极设置在夹具中并且通过在电极之间放置隔板而使它们以彼此较靠近的距离保持。在使玻璃冷却之后，去除夹具和隔板，获得熔接单元33。在制造工艺中的下一步骤是把阴极20安装到熔接单元33上。然后熔接单元33与包括管脚29的底座28连接。底座28上的熔接单元33的机械稳定性通过托架30提供，托架(brackets)30的一端与熔接支杆26连接，另一端与管脚29连接。通常，这些托架还用作管脚29与电极之间的电引线。除这些电引线之外，电子枪6′还包括引线例如31，引线31不与支撑熔接单元33的托架连接。在电子枪制造工艺中的最后步骤是安装包括对中弹簧或缓冲器32的对中帽。这些对中弹簧确保电子枪6的Z轴大体与CRT1的Z轴一致。
利用图3-11将一个步骤接一个步骤地描述如本发明所公开的改进的电子枪制造方法。从称为平面元件的平面金属板开始，描述可生产出作为中间产品的固定装置和绝缘板的小组件和作为最后产品的组装的电子枪的工艺步骤。
图3表示一组平面元件。例如，该图示出具有用于三个平面元件的位置的一部分带。在两个位置，还有固定装置42，而在第三个位置去除了固定装置。最好通过冲压制备平面元件40中的开口41。冲压开口的优点在于可改善该工艺的机械性。可以使用卷轴上的金属带和把该带运送到冲压装置上。为运送带而制备附加的开口43。图3表示具有三个平面元件位置的这种带的一部分。用42表示其中仍为平面形式的固定装置。这些固定装置42通过小桥还与平面元件40连接，该桥在安装绝缘板之后将被切断。仅为了图示的目的省去右边的固定装置。在本发明的框架内，还可利用例如腐蚀、切割或激光切割之类的其它方法形成开口。
图4是与图3有相同取向的平面形式的固定元件42的顶视图。在本例中，由平面元件冲压的印版(form)包括用44-48表示的五个固定元件。各固定装置配有锁定件49-53，以把固定装置固定到绝缘板上。
在冲压固定装置42之后，按用于电子枪6所需的形状使它们弯曲。这示于图5中。固定装置还与平面元件40连接。可以容易地看出，锁定件49-53在一个平面中。图6是与平面元件40分离的一组固定装置的透视图。该图展示一个电子枪6所需的一组固定装置42。图中，锁定件49-53扭转大约90°；在制造工艺中，在安装绝缘板之后进行该扭转。图7中示出具有安装和固定到该组固定装置42的绝缘板55的情况。扭转大约90°的锁定件49-53清楚地表明以这种方式绝缘板55刚性地固定到该组固定装置42上。连接固定装置42和绝缘板55的这种方式仅是示例性的，在本发明范围内还可发现许多替换例。由于固定装置用于电子枪中还可作为加电压的电引线，因而必需使绝缘板55确实隔离电流。例如绝缘板55由陶瓷材料制备。这是用于电子枪中来互连熔接单元33和底座28时的固定装置42和绝缘板55的小组件54。
与图7相比，图8是从底部观察并沿逆时针方向旋转大约90°的固定装置42与绝缘板55的小组件54的另一个透视图。
绝缘板55配有多个小孔56、57。一方面，小孔56用于啮合固定装置42，实现小组件54，另一方面，小孔57用于啮合从电子枪伸出的电引线。绝缘板的优选实施例配有锥体形状的小孔，正如图7和8中所示的。小孔56在固定装置穿入的绝缘板55的底部具有较宽的开口，而小孔57在电引线穿入的绝缘板55的顶部具有较宽的开口。因锥体形状的小孔将引导锁定件49-53和电引线穿过小孔，因而这使固定装置42和熔接单元28与绝缘板55的组装简化。
借助实例，图9展示当用于CRT的普通电子枪时绝缘板55的底部的布图。应该指出，在图9和10中，固定装置的结构与前面各图中所述的结构稍有不同。
图10是小组件54的俯视图，其中示意性表示的固定装置42实际上在绝缘板55的底部。除小组件54之外，还示出底座的管脚29。通常，这些管脚29位于圆上。该图展示例如通过在两个位置的焊接固定固定装置42。在一侧，它们固定到管脚29上，用焊接点58表示，在另一侧，它们固定到绝缘板55上，用绝缘板中的小孔56表示。绝缘板中的另一小孔57用于互连从熔接单元33伸出的电引线。一般地，这些电引线焊接到固定装置42上，用焊接点59表示。
图11中局部示出配有如上所述的小组件54的最后的电子枪。该图清楚地展示固定装置44(图中不能看见)、45-48和管脚29之间的连接。还可看出用不同的支架60支撑熔接单元28。这些支架是其一侧熔接在多脚杆中和另一侧焊接到管脚29的托架。
总之，本发明公开了具有小组件(42)的电子枪的制造方法，该小组件(42)互连电子枪的熔接单元(33)和底座(28)。通过在平面元件(40)中形成小孔(41)的图形，形成多个固定装置(42)，来制备该小组件。在该制造工艺的下一步骤中，使固定装置(42)的部分从平面元件(40)的平面弯曲出去，然后连接到绝缘板(55)上，从而形成固定装置(42)和绝缘板(55)的小组件(54)。该小组件(54)最好配置锥体形状的小孔(57)，以引导电子枪(6)的多个电极(20-24)的电引线穿过绝缘板(55)。这使引线和底座(28)的管脚(29)互连精确和容易。
因制造工艺中较高程度的机械性，因而采用本方法制备的电子枪较便宜，并且因该工艺的机械性减少了多个重要参数的离散，因而还将提高工厂中的制造成品率和性能。