[发明专利]用于阴极射线管的阴极结构和电子枪

说明书

本发明涉及插入阴极射线管电子枪中的阴极结构。

流行趋势是要求改善阴极射线管的荧光屏亮度、寿命、变亮(bright-up)时间和消耗等方面的性能。

大多数这些参数基本上都取决于用于产生扫描阴极射线管荧光屏的电子束或多电子束的阴极结构和阴极类型。

至今为止普遍使用的涂有氧化物的阴极对这些要求有所制约，趋势是用储备式阴极代替它们，这种储备式阴极能够实现具有较长寿命的较高电流密度。

储备式阴极或浸渍式阴极在约1000℃-1200℃的温度下工作。为了使装配这种阴极的电子枪获得良好的性能稳定性，必须使构成阴极的材料在这些温度下的膨胀最小，通过使用难熔材料和选择限制热损失的阴极支撑部件的尺寸可实现该结果。

为实现该结果，美国专利US4184100和US5218263展示了两种通常使用的结构：

-在一端有发射部分并包含加热元件的大体圆柱形的阴极体；

-用作屏蔽体的金属壳体，该壳体包围阴极体且大体为圆柱形，起热屏蔽作用；和

-在屏蔽体内支撑阴极体的装置。

支撑装置必须是这样的，它们可以为刚性组件同时还使导热损失最小。支撑阴极体的装置可以是由金属带构成的搭接片，该搭接片为小截面以使热损失最小，这些搭接片的一侧连接到阴极体上，另一侧连接到屏蔽体上。在另一个实施例中，从屏蔽体的圆柱形部分切割出该搭接片，该搭接片的一端与屏蔽体保持为一体，而另一端连接到阴极体上。

可是，当将阴极体配置于壳体中并固定到其上时，使用非常小的截面的金属搭接片就不能提供足够的要求达到的机械刚度；并且，在阴极工作期间这些搭接片容易因阴极体的热膨胀而变形。

专利申请公开EP534842披露了这样的阴极结构，其中因该结构的支撑装置由大体截锥形且其表面钻有孔的环构成，因而它们有更强的刚性。可是，该结构存在因阴极体与其壳体之间的热交换，从而降低阴极热效率的缺点。

本发明的目的在于改进阴极支撑结构以允许在其支撑装置中有两个阴极刚性组件和使阴极体与其壳体之间的导热损失最小。

为此，按照本发明的一个实施例，阴极结构包括在金属壳体内的支撑阴极体的装置，其中支撑装置包括通过分支的端部之一与金属壳体连接的第一系列分支，和通过分支的端部之一与阴极体连接的第二系列分支，第一系列分支的第二端部和第二系列分支的第二端部通过中间件连接在一起。

根据下列描述和附图可明了其它优点，其中：

-图1、2a和2b表示按照现有技术在其壳体内支撑阴极体的装置；

-图3表示按照本发明的阴极结构的分解图；

-图4表示按照本发明另一实施例的阴极结构的俯视图；

-图5表示按照本发明的由单金属件构成的支撑装置的实例；和-

图6表示按照本发明第一实施例当使阴极达到温度时支撑阴极体的装置所承受的机械应力。

如图1所示，按照现有技术的储备式阴极1由在其一端有发射部分6的圆柱形阴极体3，和安装于阴极体的空心部分中且用于加热发射部分的灯丝5构成。借助在壳体表面上局部切割出的搭接片4，其中该搭接片的一端与壳体保持为一体，而另一端被推向壳体内并焊接到阴极体上，从而阴极体与空心金属壳体2连接。为了避免从阴极体传向壳体的热损失，需要使用截面非常小的搭接片，但因接近将搭接片的端部点焊于阴极体上的点和难以从这些材料进行切割，因而通过使壳的厚度最小(约25-30μm)来限制搭接片的厚度和宽度，是难以实现的。

图2a和2b表示按照现有技术另一个实施例的俯视图和剖面图。阴极11有包括发射部分16的阴极体13和加热灯丝15，阴极体13插入壳体12中并通过支撑装置14与壳体连接，支撑装置14为大体截锥形冠顶(crown)形式并钻有孔17。这些支撑装置的优点是可提供足够的机械刚度以将阴极体固定于壳体中，但因在部件12与13之间形成桥的大量材料，因而该支撑装置存在增加阴极体13与其壳体12之间的热交换的缺点。

如图3所示，按照本发明的阴极21包括借助于下列装置固定于壳体22内的阴极体23：

第一系列分支31，各分支的一侧与阴极体连接，另一侧与中间件30连接；

第二系列分支32，各分支32的一侧与壳体22连接，另一侧与相同的中间件30连接。

通过焊接可将分支31和32连接于中间件30上，或者通过例如切割金属板，用制成的单个部件形成分支31和32，在后一情况下可减少制造阴极体支撑部件的成本。