CN1032395C - 彩色阴极射线管 - Google Patents

Abstract

在彩色阴极射线管中，荫罩62和/或壳板51制成以下形状。在荫罩62和/或壳板51中，在由沿着与X-Z平行的平面所获得的截面中在中心部位的曲率半径大于在Y轴上的有效直径边缘部位的曲率半径。在X轴上的有效直径边缘部位的曲率半径小于在对有效直径边缘部位的曲率半径。在壳板51中，有效直径边缘部位的厚度与在由沿着与Y-Z平行的平面而获得的截面中X轴上的厚度在壳板51的中心与X轴上的有效直径边缘部位之间处最大。

Description

本发明涉及一种彩色阴极射线管，更确切地说涉及对彩色阴极射线管的面板和荫罩的改进。

图1所示为荫罩式彩色阴极射线管(彩色-CRT)，把彩色阴极射线管50的管轴定为Z轴，长轴方向与Z轴正交，并穿过壳板51的中心，把长轴定为X轴。短轴方向与Z轴和X轴正交，并穿过壳板51的中心，短轴被定为Y轴。彩色阴极射线管50包括有基本上为矩形的面板52、框板51(框板51带有延伸自面板52侧缘部位的边缘部件54)、和与壳板51相联的漏斗形壳体56。漏斗形壳板56具有基本上为圆柱形的颈58，颈58内装有电子枪装置。在面板52的内表面上形成有荧光屏，矩形荫罩安装在壳板51上，对着荧光屏。荫罩由一块薄金属板构成，并具有大量狭缝孔。荫罩安装在面板52的内表面一侧上，并与面板52隔开预定距离，荫罩的周围焊接到矩形座框上。把几个可弹性形变的支撑构件焊接到座框上。由于这些支撑构件与安装在壳板51的壳板销啮合在一起，荫罩便被支撑在壳板51上。从装在颈58中的电子枪装置发射来的多束电子被会聚进入荫罩的狭缝孔中，然后落在形成在壳板51上的荧光屏上。荧光屏由多个条形荧光层构成，多个荧光层在电子束到达时便发出多种颜色的光。荫罩用来使电子束落在预定的荧光层上。

为了使多束电子落在预定的荧光层上，从电子枪发射来的多束电子的2/3以上的电子不是经过狭缝孔，而是轰击在荫罩上并转化为热。由此，荫罩的温度便升高，金属荫罩便热膨胀。当荫罩热膨胀时，荫罩的狭缝孔与荧光屏的条形荧光层之间的相对位置发生变化，这种变化引起电子束误落在荧光屏上，从而致使彩色阴极射线管彩色纯度下降。为了校正这种由于荫罩与荧光屏之间相对位置的变化而导致的误落，采用了具有双金属(bimetal)的支撑构件，这些支撑构件使膨胀的荫罩在双金属运动的同时朝着荧光屏运动，由此使荫罩和荧光屏之间的距离在允许范围内。因此，由于荫罩和荧光屏之间相对位置的变化而引起的误落便得以校正。但是，在使荧光屏发射高亮度光而且使电子束的落点在短时间内集中在荧光屏的某部位上时，则靠近该部位的荫罩便急剧变热。荫罩的局部变热会引起电子束的局部误落。在常规彩色阴极射线管中，这种局部误落是一个严重问题。

美国专利第4,535,907和4,537,322号公开了一种改进的阴极射线管的壳板。美国专利第4,537,321号和日本专利公开(kokai)第59-158056号(美国专利序号469,775)公开了一种具有基本上平整的面板的彩色阴极射线管。确切地说，因为美国专利序号469,775中所述的彩色阴极射线管的面板基本是平整的，所以在荫罩局部变热时，电子束的误落加剧。如图2所示，彩色阴极射线管的面板在中心部位与在管轴方向(即Z轴方向)上的短轴上的有效直径端部之间的距离差距较大，而在长轴上的有效直径端部与在管轴方向(即Z轴方向)上的对角线上的有效直径端部之间距离的差距很小。这种壳板其面板具有很大的曲率半径。这样，由于面板的周围部分基本平整，荫罩也具有几乎平整的形状。由于荫罩从其中心部位到周围部位比较平整，则如果靠近周围部位的部位被电子束轰击而变热时，荧光屏与荫罩之间的相对位置便起变化，电子束的误落便被加剧。结果，彩色阴极射线管的彩色纯度便被显著降低。

在以上问题中，为了检查彩色-CRT的容易发生误落的区域，采用了一个用于产生矩形窗形图案的信号发生器。使窗形图案的位置和形状变化，来测量电子束的误落。图3所示为用于使荧光屏6的几乎整个表面高亮度发光的大电流的电子束图案5。在图3所示的图案5中，由于整个荫罩都膨胀，局部误落便发生得相当少。图4所示为用于使荧光屏6的一部分高亮度发光的、相对拉长的光栅图案7。误落出现最大的区域是图4所示的图案7所处的区域。误落发生的原因如下：首先是把CRT设计得使平均阳极电流不超过预定值，出于这个原因，图4所示图案中荫罩的每个单元区域的电流密度比图3所示的大窗形图案中的大，由此，在图4所示的图案中。荫罩急剧变热，温度迅速上升。其次，误落大多容易发生在图4所示的光栅图案7的位置处。也就是说，荫罩的狭缝孔与荧光屏相应的条形荧光层之间的相对位置在图4所示图案的位置处易于变化，这是因为，由于电子束倾斜地穿过荫罩的狭缝微孔，电子束落在荧光屏的相应条形荧光层上的位置便因荫罩的热膨胀而易于变化和变化较大。但是，当图案位于靠近荧光屏的中心部位时，如果荫罩由于变热而热膨胀时，荫罩热膨胀的方向便对应电子束的方向，这样，荫罩的狭缝孔与荧光屏的相应条形荧光层之间的相对位置便几乎不变化。当图案位于靠近荧光屏的边缘部位时，由于荫罩固定在框上，便可避免热膨胀。所以，误落最易发生在图4所示的光栅图案的区域上。

图5所示为图4所示电子束的误落状态。支撑构件66安装在框座63上，框座63焊接到荫罩62上，支撑构件66与嵌栓64啮合在一起，嵌栓64安装在壳板50的边缘部位的内表面上。当电子束69落下，使荧光屏60高亮度发光时，荫罩62并不那么热，且位于位置A处，在这种情况下，电子束69便落在荧光屏60的正确位置上。当电子束69落下，使荧光屏60局部高亮度发光时，荫罩62局部加热至高温，并且热膨胀，移到位置B，在这种情况下，由于荫罩62的狭缝孔63运动到靠近荧光屏60，故电子束69在荧光屏60上的下落位置发生变化，结果，电子束便不能落在荧光屏的预定位置上。

美国专利第4,677,339号和4,697,119号描述了一种解决以上问题的方法。在上述专利描述的彩色阴极射线管中，在由沿着与Y-Z平行的方向剖切荫罩而获得的截面中，在Y轴方向上的曲率半径有变化。在上述专利中，只考虑到了彩色阴极射线管的Y轴方向，而示考虑到X轴方向。

本发明目的之一就是提供一种彩色阴极射线管，该彩色阴极射线管尽管其面板的外表面制做得基本平整，但能减小荫罩的热膨胀，从而能减少电子束的误落，获得高彩色纯度。

按照本发明提供的一种彩色阴极射线管，它包括有；真空腔，该真空腔具有壳板、漏斗形壳体、和颈，还具有一根轴。其中，所述壳板具有面板，该面板带有基本为矩形的整表面和内表面，所述壳板还带有从面板周围边缘的内周围表面的延伸过来边缘部件，漏斗形壳体制成漏斗形状，并与壳板的边缘部件邻接，颈制成基本上为圆柱形状，并与漏斗形壳体邻接；电子枪装置，它安装在颈中，用于发射三束落在荧光屏上的电子束；一个荫罩，它安装在壳板中，对着荧光屏，并具有多个微孔使来自电子枪装置的三束电子束从微孔中穿过；用于支撑荫罩的支撑装置；用于使电子束偏转的偏转装置。

按照本发明，在考虑到X轴方向的曲率半径的情况下，可消除由于荫罩的热膨胀而引起的电子束的误落。由此，可保持彩色阴极射线管的高彩色纯度。

图1为说明常规彩色阴极射线管的透视图；

图2是说明与常规彩色阴极射线管关联的壳板的截面的视图；

图3是说明彩色阴极射线管屏上图案的示图；

图4是说明彩色阴极射线管屏上图案的示图；

图5是说明由于变热而引起的荫罩局部形变的视图；

图6是本发明实施例的彩色阴极射线管的透视图；

图7是本发明实施例的彩色阴极射线管的截面图；

图8是说明本发明实施例荫罩的平面视图；

图9是说明本发明实施例荫罩的曲率半径和离开阴罩中心的距离之间关系的曲线；

图10是说明本发明实施例荫罩的曲率半径和离开阴罩上点P的距离之间关系的曲线；

图11是本发明实施例的壳板的剖视图；

图12是说明本发明实施例壳板厚度差距与离开壳板中心的距离之间关系的曲线。

图6和图7所示为本发明实施例的彩色阴极射线管50。彩色阴极射线管50包括壳板51，壳板51具有基本为矩形的面板52和漏斗形壳体56，从壳板51的面板52的侧缘部位延伸过来的边缘部件54在联接部位55处与漏斗形壳体56相联。由此，对彩色阴极射线管50在联接部位55处进行封焊，以形成高真空状态的真空腔。彩色阴极射线管50具有从漏斗形壳体56延伸过来的颈50。荧光屏60安装在面板52的内表面上，三条用于发出三种颜色(即红、绿、蓝色)光的荧光条交替地排列在荧光屏60上。荫罩要安装得以预定间距对着荧光屏60。把穿过荫罩62中心O和颈58的中心的管轴定为Z轴，把其方向与Z轴正交且穿过荫罩62中心O的长轴定为X轴，把方向与Z轴及X轴正交且穿过荫罩62中心O的短轴定为Y轴。荫罩62的周围部位焊接到矩形框座63上。框座63具有与嵌栓64啮合的弹性支撑部件66。嵌栓64嵌在壳板51的边缘部件54中。这样，荫罩62便被弹性支撑构件66有弹性地夹持在壳板51上。在与荧光屏60的条的延伸方向平行的方向上(即沿Y轴方向)，在荫罩62中，径向地形成有大量狭缝孔65，狭缝孔65形成在图8中由虚线表示的矩形区域74中。矩形区域74构成显示图象的有效区域。用于产生磁场的偏转系统70安装在漏斗形壳体56外面，并靠近颈58。用来发射电子束的直列式(inline)电子枪68装在颈58中。

从直列式电子枪68发射出三束电子69。所发射的三束电子69被偏转系统70产生的磁场偏转。经偏转的三束电子69被会聚到荫罩62的狭缝孔65中，并轰击到壳板51上的荧光屏60上。由此，电子束69便对荫罩62和荧光屏60进行扫描。在这种情况下，不能通过荫罩62的狭缝孔的电子束便轰击在荫罩62上，并转化为热。

图8所示为本发明实施例的阴罩62。图9和图10所示为荫罩62的曲率半径R。图9所示为在沿着平行于X-Z、且在Y轴方向运动的平面而获得的截面中，靠近Y轴处的曲率半径R。图10所示为在由沿着平行于X-Z、且在Y轴方向运动的平面而获得的截面中，在穿过图8所示的短轴方向上的有效直径点P及Q的虚线附近的曲率半径R。在图9所示的曲线71中，曲率半径R从阴罩中心到Y轴上的有效直径边缘点N几乎是单调减小，因此，在图8所示的边缘点N处，曲率半径R减小到在中心0处的大约60％。在图10所示曲线72中，曲率半径R从X轴上的有效直径边缘点P到角上有效直径边缘点Q几乎是单调增大，因此，在图8所示的边缘点Q处，曲率半径增大到X轴上的边缘点P处的大约4.5倍。

在阴罩62的有效曲面的X轴方向上，中心O周围的、具有较大曲率半径R的部位相当平整，而点P附近的、具有较小曲率半径R的部位其Z轴方向上的变化量较大。所以，点O和L之间的部位在Z轴方向上几乎没有距离差别，点N附近的、具有较小曲率半径R的部位在Z轴方向上变化量较大，而点Q周围的、具有较大曲率半径R的部位则相当平整。因此，点N和M之间的部位在Z轴方向上距离差距较大。这样，可把阴罩62制做得在Z轴方向上点L和M之间的距离差距较大。因为在Z轴方向上，从X轴上的点L到边缘部位中间处的点M的距离的差别(变化量)可以减小，则在沿着平行于Y-Z的、且位于阴罩62的点L与M之间的平面而获得的截面中，曲率半径R也可以减小。这样，由在靠近荫罩62的点M的区域上由于热形变而引起的误落便可得到有效地校正。至于靠近点Q及P之间边缘部位的部位，由于在由沿着平行于X-Z的平面而获得的截面中，在靠近点Q的角上，曲率半径R较大，在Z轴方向上点P与Q之间的距离的差距便可减小。因此，可把阴罩62制做得基本平整，由于阴罩62可制做得使沿着平行于X-Z的平面而获得的截面的曲率半径R单调变化，所以可提供一种简单结构。

按照另一实施例，可把壳板51制做得与阴罩62的形状相同。更确切地说，在由沿着平行于X-Z的平面而获得的壳板的截面中，靠近Y轴的曲率半径R从壳板的中心部位到Y轴上的有效直径边缘部位单调减小。在由沿着平行于X-Z的平面而获得的截面中，有效直径边缘部位的曲率半径R，从X轴上的部位到角上的部位单调增大。因此，由于可把壳板制做得具有平整的中心部位，则可使外部光的入射角减小。这样，就可清除由于显示在壳板面上的高对比度图象而引起的眼睛疲劳。因为在由沿着平行于X-Z的平面而获得的壳板截面中，靠近角的曲率半径R可得到增大，所以在Z轴方向上，在壳板的角上与中心部位之间的距离的差距可得到减小。

可把上述实施例中的荫罩和壳板结合起来使用。在采用以上实施例的荫罩和壳板时，则采用平整框板和易于制造的荫罩。按照以上实施例制做的30″110°偏转彩色阴极射线管能消除大约20％的常规彩色阴极射线管的误落。

应该注意到，如果点O与N之间的曲率半径及点P与Q之间的曲率半径不分别变化到一定程度，就不能预料本发明效果。曲率半径的差距最好是10％或大于10％。但是，如果靠近点N的曲率半径太大，则在Z轴方向上从点L到点M的距离的差距减小，本发明的效果也就不能达到。所以，如果彩色-CRT的对角有效直径为Smm，则靠近点N的曲率半径最好定为2.5Smm或更小。结合了以上实施例的30″110°偏转彩色阴极射线管的实际数据如下。R₁是中心O处的曲率半径，R₂是点N处的曲率半径，R₃是点P处的曲率半径，R₄是点Q处的曲率半径。

R₁：壳板的外表面        2460mm

         壳板的内表面    2300mm

         荫罩            1810mm

R₂：壳板的外表面        1550mm

         壳板的内表面    1350mm

         荫罩            1120mm

R₃：壳板的外表面         780mm

         壳板的内表面     650mm

         荫罩             540mm

R₄：壳板的外表面        1370mm

         壳板的内表面    2960mm

         荫罩            1510mm

当把靠近点Q处的曲率半径定为等于或大于靠近点N处的曲率半径时，则正如从以上描述可了解到的那样，本发明的效果能得到加强。

图11和12示出了本发明的第三个实施例。在图11所示的壳板51的有效区75上，穿过壳板51中心O的管轴定为Z轴，其方向与Z轴正交且穿过壳板51的中心O的长轴被定为X轴，其方向与Z和X轴正交且穿过壳板51的中心O的短轴被定为Y轴。壳板51的边缘部位在X轴方向上离开中心O的点用点K表示，壳板51的边缘部位在Y轴方向上离开中心的点用U表示。点J位于点O和K之间。通过点K并与Y-Z平行的平面的边缘部位被定作点T。通过点J并与Y-Z平行的平面的边缘部位定被定作点S。在由沿着平行于Y-Z的平面而获得的截面中，壳板51的中心O处壳板51的厚度定作h₁，把在Y轴上边缘部位的点U处的厚度定作H₁，把h₁和H₁之间的差距定作D₁。在点J处的壳板51的厚度被定作h₂，在点S处的厚度被定作H₂，h₃与H₂之间的差距定为D₂。差距D₁小于差距D₂。壳板51在点K处的厚度定作h₂，在点T处的厚度定作H₃，h₃与H₃的差距定作D₃，差距D₃小于差距D₂。把这些参数表示为；

D₂＝H₂-h₂＞H₁-h₁＝D₁

D₂：H₂-h₂＞H₃-h₃＝D₃

图12示出了从点O到点K的厚度差距的变化。实心曲线76代表本发明的厚度差距D，虚曲线78代替常规CRT的厚度差距。在由虚曲线78代表的相关技术中，厚度差距在X＝O处(在X-Z平面)最大，并沿X轴方向减小。在由实心曲线76所代表的本发明实施例中，壳板51制做得使厚度差距D在点O和K之间变为最大。

该实施例的30″110°偏转彩色阴极射线管的实际数据如下：在这种情况下，X的值为在X轴方向上离开中心的距离。

h₁＝13.5mm(X＝0mm)

h₂＝14.0mm(X＝150mm)

h₃＝16.6mm(X＝284mm)

H₁＝17.1mm(X＝0mm)

H₂＝17.8mm(X＝150mm)

H₃＝17.0mm(X＝284mm)

由此，

D₁＝3.6mm

D₂＝3.8mm

D₃＝0.4mm

一般来说，以下范围最佳：

8＜h₁＜20

0＜D₁＜10

O＜D₂－D₁＜2

O＜D₂-D₃＜8

因为壳板51的厚度可如以上所述那样变化(尽管壳板的外表面制成平整的)，所以在由沿着与Y-Z平行的平面而获得的截面中，在壳板内表面上靠近点J的曲率半径可以减小。对荫罩62进行模制，以减少阴罩62热膨胀时电子束的误落。也就是说，在由沿着与Y-Z平行的平面而获得的截面中，在靠近与荫罩62的经受最大热形变的区域相对应的点J处，曲率半径减小。出于这个原因，即使壳板的外表面制做得基本平整，也能有效地消除由于荫罩的热形变而引起的误落。按照本发明的该实施例，在30″110°偏转彩色阴极射线管中，由于热形变而引起的误落可消除15％左右。如上所述，尽管彩色阴极射线管具有厚度相当小的区域，但这种管的机械强度已足够大，未发现机械强度的减弱。

可把上述实施例结合起来，以使壳板的曲率半径和厚度均能变化。由此，可提供一种基本无误落的彩色阴极射线管。

可把上述实施例结合起来，以使框板的厚度和荫罩的曲率半径能变化。由此，可提供一种基本无误落的彩色阴极射线管。

还可提供一种其中结合有所有以上所述实施例的实施例，在该实施例中，壳板的曲率半径和厚度均变化，荫罩的曲率半径也变化。这样，在彩色阴极射线管中由于荫罩的热膨胀而引起的误落可被消除。

按照本发明，尽管壳板具有基本平整的外表面，但却能减小易于发生误落的荫罩区域的曲率半径。所以，即使荫罩局部迅速变热，误落也不容易发生。结果，能够有效地避免带有基本平整的外表面的彩色阴极射线管彩色纯度的降低。

Claims (5)

1.一种彩色阴极射线管，它带有：

真空腔，该真空腔具有壳板(51)、漏斗形壳体(56)和颈(58)，还具有一根管轴，其中，所述壳板具有面板(52)，面板(52)具有基本为矩形的前表面和内表面，所述漏斗形壳体(56)被制做成漏斗形并与所述壳板(51)的边缘部件(54)邻接，所述颈(58)被制做成基本为圆柱形并与所述漏斗形壳体(56)邻接。

荧光屏(60)，它形成在所述面板(52)的所述内表面上；

电子枪装置(68)，它安装在所述颈(58)中，用于发射落在所述荧光屏(60)上的三束电子(69)；

偏转装置(70)，它用于使三束电子(69)偏转；

荫罩(62)，它安装在所述壳板(51)中，对着所述荧光屏(60)，并具有基本上为矩形的有效曲面(74)和使来自所述电子枪装置(68)的三束电子(69)从其中穿过的微孔(65)；

支撑装置(64，66)，用于支撑所述荫罩(62)；

其特征在于，在所述荫罩(62)上，如果所述管轴定为Z轴，长轴和短轴的方向分别定为X轴和Y轴，使Z轴穿过的中心作为原点，在由沿着与X-Z平行的平面而获得的截面中，在所述荫罩(62)的所述有效曲面(74)中心处的曲率半径大于Y轴上的有效直径边缘部位处的曲率半径，X轴上的有效直径边缘部位处的曲率半径小于在对角有效直径边缘部位处的曲率半径。

2.一种根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于，曲率半径从所述荫罩(62)的有效曲面(74)的中心处到靠近在Y轴上的有效直径边缘部位的部位单调地变化，从靠近在X轴上的有效直径边缘部位的部位到靠近对角有效直径边缘部位单调地变化。

3.一种根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于，在所述荫罩(62)的有效曲面(74)中心处的曲率半径与在Y轴上的有效直径边缘部位处的曲率半径相比其变化不小于10％，在X轴上的有效直径部位处的曲率半径与对角有效边缘部位处的曲率半径相比其变化不小于10％。

4.一种根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于，如果对角有效直径定为Smm，则在Y轴上有效直径边缘部位处的曲率半径定为不小于2.5Smm

5.一种根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于，在靠近对角有效直径边缘部位的部位处的曲率半径等于或大于在靠近Y轴上的有效直径边缘部位的部分处的曲率半径。

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