CN1194373C - 一种彩色阴极射线管 - Google Patents

Abstract

所公布的发明是一种具有优化的漏斗状管体结构的彩色阴极射线管，它在拥有一个细的管体结构的同时也减小了由其内部真空压力造成的应力。所述彩色阴极射线管满足0.12×L’＜S＜0.27×L’这个关系式，其中“L”代表从密封线，即面板与漏斗状管体的密封结合处，到漏斗状管体的偏转线圈线之间的，在阴极射线管的轴线方向上的距离；“L’”代表所述密封线长度的1/2；“A”代表密封应力调节线的1/2，密封应力调节线是通过连接在偏转线圈方向上离开密封线有“L×0.67”距离的点而形成的；并且“S”代表“L”和“A”之间的差。本发明中的阴极射线管有一个优化设计的漏斗状管体结构，能够使在常规情况下围绕密封线和偏转线圈线产生的高应力分别减小25%和53%，此外，由于在真空状态下在漏斗状管体产生的应力的减小，能够取得理想的抗撞击的能力，并且可以改善加工工艺。

Description

一种彩色阴极射线管

技术领域

本发明涉及一种彩色阴极射线管，更具体地说是采用优化的漏斗状结构的一种彩色阴极射线管，此种结构使它在拥有一个细的管体结构的同时减小了由其内部真空压力所造成的应力。

背景技术

图1是一个普通彩色阴极射线管结构的部分剖面侧视图。

这种彩色阴极射线管被作为显示图像的关键性部件应用在图像显示设备中，如电视接收器或计算机监视器。参见图1，此彩色阴极射线管包括构成阴极射线管前部的面板1，和从面板1向后延伸的漏斗状管体2。

彩色阴极射线管还包括作为所需的发光部件涂敷于面板1和漏斗状管体2内表面上的荧光膜4；一个安装在漏斗状管体2的颈部13并用于发射电子束6以使荧光膜4发光的电子枪；一个用于完成颜色选择，从而使荧光膜4上理想的部位发光的荫罩板3；一个框架，包含一个用于给荫罩板3施加张力的主框架7和一个用于支持主框架的副框架8；主框架7的各个侧面装有弹簧9，将框架与面板1结合在一起；一个内屏蔽板10焊接在副框架8上，用于屏蔽外部的地磁场；以及一个围绕面板1的加强带12，用于保护面板1免受外部碰撞。

围绕着漏斗状管体2的颈部13排列有偏转线圈5、以及有2、4和6个磁极的磁体11。偏转线圈5可以将从电子枪(图中未表示)发射的电子束6向上、下、左和右各个方向偏转。磁体11用于修正发射出的电子束6的运行路径，以便使这些电子束6准确地打击在荧光膜4的理想部位，从而防止颜色纯度的降低。

具有上述理想配置的普通彩色阴极射线管的制造过程主要涉及一个前加工过程和一个后加工过程。前加工过程是指在面板的整个内表面涂上一层荧光膜的过程，而后加工过程则包括多种处理过程。

也就是，涂有荧光膜并装有屏蔽组件的面板，以及在其密封表面涂有熔合剂的漏斗状管体在一个保持高温的炉子里进行密封处理，以便使它们相互结合在一起。通过一个封装过程将电子枪安装在漏斗状管体的颈部。通过一个抽气过程使阴极射线管的内部形成真空。然后将阴极射线管密封。

当阴极射线管处于真空状态时，其面板和漏斗状管体承受巨大的张应力和压力。

为此，进行一种加强处理，将一个加强带附着在该面板上，用来将施加到面板前表面的高应力予以扩散。这样，阴极射线管的制造过程就完成了。

图2是一表示一面板和漏斗状管体玻璃的主要部件的示意图。

参照图2，密封线是面板和漏斗状管体被密封结合在一起的区域，而漏斗线圈线是漏斗体和线圈(偏转线圈)被结合在一起的部位。特别是，漏斗线圈线是一条在该处用于偏转电子束的偏转线圈被置于最接近于面板的位置的线。

传统的漏斗状管体，特别是，具有减小的全长的传统的阴极射线管的漏斗状管体，在面板与漏斗状管体被结合在一起的密封线处，和漏斗体与线圈(偏转线圈)被结合在一起的漏斗线圈线处，呈现出很高的张应力。

同时，尽管阴极射线管的数字化很重要，但是与保证剩余空间相联系，这些阴极射线管的细化也很重要。

对于拥有细结构的阴极射线管来说，其玻璃部分将承受更大的真空压力，压力的增加与由变细造成的内部容积的减小相对应。原因是尽管其容积减小，但真空压力是不变的。

此外，在这种细结构的阴极射线管中，高应力的形成主要发生在厚度比较薄的漏斗状管体部位，而不是在面板部位。如上所述，特别是阴极射线管的密封线部位在热处理过程中可能容易遭到破坏，因为在这个密封线部位形成的高的张应力。

也曾有人建议过缩小阴极射线管的总长度的各类方法。这些方法包括一种缩小面板的总长度的方法，和一种缩小漏斗状管体的总长度的方法。而缩小漏斗状管体的总长度的方法可能更好一些。

当处于漏斗状管体的结构比较薄的条件下面板的总长度被缩小时，抽气过程产生的真空压力在密封线部位会形成的大的张应力，随之会产生一种不希望出现的结果。此外，也会无法为固定加强带而提供一个足够的空间。其结果是，加强带的固定力的不足使得有可能发生固定效果的降低。

图3表示的是在抽气过程中在阴极射线管内部形成真空状态下作用到面板和漏斗状管体玻璃上的应力分布。在图3中，虚线代表压力，而实线代表张应力。

当玻璃受到外部撞击时可能产生裂纹。在这种情况下，作用到玻璃表面上的张应力加速了裂纹的扩散。如果所施加的张应力过高，则玻璃可能会破碎。另一方面，压力会防止裂纹的扩散。

参见图3，面板的中心部位、从面板的周边延伸的裙部的中心部位、以及漏斗状管体的中心部位抗撞击的能力相对较强，因为它们承受的是压力；而面板的角部位和密封线部位对撞击比较敏感，因为这些部位承受的是张应力。

为了减小和对付在玻璃上产生的大的张应力，已经有很多与面板有关的解决方法。例如，采用加强带的方法；采用加强玻璃的方法，即对玻璃进行高温处理从而提高玻璃的强度；以及在面板的表面附一层薄膜的方法。但是，在漏斗状管体上加装加强带的方法已被证明效果不佳。并且，在漏斗状管体上采用加强玻璃的方法目前尚无先例。

因此，需要在漏斗状管体上采用一种技术，既保证它具有理想的抗撞击的能力，同时又能减小应力。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种采用优化的漏斗状管体结构的彩色阴极射线管，以使它在拥有一个细的管体结构的同时，也减小由其内部真空压力所造成的应力。

按照本项发明，这一目标是通过提供下述一个彩色阴极射线管而实现的，该管包含：在其内表面有一个荧光屏的一个面板，；与面板之间采用密封式结合、同时保持在真空状态中的一个漏斗状管体；安装在漏斗状管体的颈部、用于产生电子束以便使荧光屏发光的一个电子枪；位于漏斗状管体的轭部、用于使电子束偏转的一个偏转线圈；与荧光屏保持必要间隔的空间、用于完成颜色选择的功能的一个荫罩板；用于支持荫罩板、同时给荫罩板施加张力的一个框架，其中，0.12×L’＜S＜0.27×L’的这种关系得到满足，其中“L”代表从面板与漏斗状管体的密封结合处的密封线到阴极射线管的轴线方向的漏斗状管体的偏转线圈线之间的长度；“L’”代表所述密封线长度的1/2；“A”代表密封应力调节线的1/2，该密封应力调节线是由密封线朝向偏转线圈分离开一段“L×0.67”的距离的连接点而形成的，并且“S”代表“L”和“A”之间的差。

此外，该目标可以通过提供另外一种彩色阴极射线管来实现，其中，0.46×L’＜Y＜0.57×L’的关系得到满足，其中“L”代表从面板与漏斗状管体的密封结合处的密封线到漏斗状管体的偏转线圈线之间在阴极射线管的轴线方向上的长度距离；“L’”代表所述密封线长度的1/2；“B”代表线圈应力调节线的1/2，该线圈应力调节线是由密封线朝向偏转线圈分离开一段“L×0.86”的距离的连接点而形成的，并且“Y”代表“L”和“B”之间的差。

最好一个对角有效面的端点与阴极射线管的轴线和一条基准线的交点之间的连线与阴极射线管的轴线之间的夹角为50到70°。

附图说明

当结合下列附图阅读下文的详细说明后会对本发明的上述目标、以及其它特点和优点更加清楚，这些附图是：

图1是一个普通彩色阴极射线管结构的部分剖面侧视图；

图2是一个详细说明面板和漏斗状管体玻璃的主要部件的示意图；

图3是一个表示在真空状态下施加到面板和漏斗状管体玻璃的应力的分布示意图；

图4a和图4b分别表示两个虚拟的漏斗状管体的外形，每个漏斗状管体都有一个极端的向外弯曲的曲率；

图5表示的是，在图4a和图4b中的漏斗状管体形状中关键区域的模拟应力分布图；

图6是按照本发明所作的漏斗状管体的外形图；

图7是一详细表示按照本发明所作的漏斗状管体各部分的示意图；

图8是一个曲线图，表示施加到密封线上的、根据“S”值中的变量产生的应力变化；

图9是一个曲线图，表示施加到偏转线圈线上的、按照“Y”值的变量而产生的应力变化；和

图10表示的是本发明漏斗状管体的形状中的模拟应力分布图。

优选实施例说明

下面结合附图对本发明的优选实施方案作详细的说明。

图4a和图4b分别表示两个虚拟的漏斗状管体的外形，每个漏斗状管体都有一个极端的向外弯曲的曲率；

图4a所示的是一个漏斗状管体的外形，在这种形状的阴极射线管处于真空状态时所产生的真空应力的分布情况是，在密封线区域应力大，而在偏转线圈线区域应力小；而图4b所示的漏斗状管体外形的阴极射线管，其内部真空应力的分布情况是，在密封线区域应力小，而在偏转线圈线区域应力大。

夸张地说，对于图4a中所示的漏斗状管体的外形，即第一个用于比较的漏斗状管体的外形，可以被认作是具有一个由密封线端部至偏转线圈线端部之间用一条直线连接的截面所限定的曲率；而对于图4b中所示的漏斗状管体的外形，即第二个用于比较的漏斗状管体的外形，可以被认作是具有一个由密封线端部和偏转线圈线端部之间用一条凸面曲线连接的截面所限定的曲率。

图5表示的是，在图4a和图4b中的漏斗状管体的形状中的关键区域模拟应力分布图；

在典型情况下，在设计阴极射线管玻璃时必须认真地考虑由真空造成的张应力。在常规条件下，玻璃的临界应力设计为12MPa或以下。

但是，在第一个用于比较的漏斗状管体的外形条件下，施加到密封线区域的15.3Mpa的应力超过了玻璃的临界应力；而在第二个用于比较的漏斗状管体的外形条件下，作用到偏转线圈线区域的21.1Mpa的应力也超过了玻璃的临界应力。因此，采用临界应力为12WPa的玻璃，不可能将应力减小到有效的程度。而且，产生的应力超过玻璃临界应力会给制造过程带来多种困难。

因此，对于管结构细的阴极射线管，如果在设计中采用图4a或图4b中的漏斗状管体形状，不可能将应力减小到有效的程度。

图6是按照本发明所作的漏斗状管体的外形图；

参见图6，可以看出，按照本发明的漏斗状管体的曲率被制成介于第一个和第二个用于比较的漏斗状管体形状的曲率之间。

现在对本发明的漏斗状管体形状作更详细地说明。

图7表示的是为具体说明本发明的漏斗状管体形状的组成部件。

在图7中，“L”代表在管体的轴线方向从密封线延伸到偏转线圈线的长度，而“L’”代表密封线长度的1/2。

在图7中，“密封应力调节线”代表连接在偏转线圈方向离开密封线有“L×0.67”距离的点构成的线；而“偏转线圈应力调节线”代表连接在偏转线圈方向离开密封线有“L×0.86”距离的点构成的线。在图7中，“A”代表密封应力调节线的1/2；而“B”代表偏转线圈应力调节线的1/2。

通过对密封应力调节线定义的“S”的设计值进行优化可以减小密封线周围的高应力，和控制应力产生的部位。在改变密封应力调节线的长度时，测量作用到密封线部位上的高应力，所得到的结果见下表1。

         表1

S	应力(MPa)
		0.10	10.1
0.15	10.3
		0.20	10.4

0.25	11.5
		0.30	11.9
0.35	12.5
		0.40	15.5

在表1中，“S”代表“L’”和“A”之间的差。

图8表示的是按照表1中所示的结果而绘制的曲线图。

通过对偏转线圈应力调节线限定的“Y”的设计值进行优化可以减小偏转线圈线周围的高应力。在改变偏转线圈应力调节线时，测量作用到偏转线圈线上的高应力，所得到的结果见下表2。

         表2

Y	应力(MPa)
		0.30	21.1
0.35	15.3
		0.40	13.2
0.45	9.0
		0.50	7.4
0.55	6.9
		0.60	6.1

在表2中，“Y”代表“L’”和“B”之间的差。

图9表示的是按照表2中列出的结果绘制的曲线图。

应该特别指出的是，按照本发明，密封线区域的最大允许应力被确定为11.5MPa或以下，而偏转线圈线区域的最大允许应力被确定为10MPa或以下，目的是减小作用到密封线和偏转线圈线上的高应力。

因此，通过保持下列关系而达到优化设计的目的：

0.12×L’＜S＜0.27×L’

0.46×L’＜Y＜0.57×L’

在上述关系式中，“S”位于密封应力调节线，同时等于“L’”和“A”之间的差；而“Y”位于偏转线圈应力调节线，同时等于“L’”和“B”之间的差。

也就是说，减小作用到密封线部位和偏转线圈线部位上的高应力是可能的，条件是，“S”在1/2密封线长度的12至27％范围内，和“Y”在1/2密封线长度的46至57％范围内。

图10表示的是按照本发明的漏斗状管体外形所作的模拟应力分布图。在图10中，压力用蓝色表示，而张应力用红色表示。

参见图10，可以看出，在真空状态下密封线处产生的高应力被转移到位于密封线下方的管体部分。

在采用本发明中的漏斗状管体形状，以及采用图4a和图4b中的用于比较的漏斗状管体形状的细管体结构的阴极射线管中所产生的应力分别见下表3。

                            表3

漏斗状管体形状	密封线区域的应力(MPa)	偏转线圈线区域的应力(MPa)
			第一个用于比较形状	15.3	6.3
第二个用于比较形状	11.5	21.1
			本发明中的形状	11.5	10.0

参见表3，可以看出，与采用第一个用于比较的漏斗状管体形状的情况相比，采用本发明的情况有应力减小效果达25％，即(15.3-11.5)/15.3＝0.25。

还可以看出，与采用第二个用于比较的漏斗状管体形状相比，采用本发明的情况应力减小效果达53％，即(21.1-10.0)/21.1＝0.53。

在进行上述测试时所使用的阴极射线管的结构中，图2中的θ角的角度为50-70°。如图2所示，θ角是由对角线有效面的端点和管体轴线与一条基准线的交叉点之间的连线和管体的轴线构成的。但是，本发明中的漏斗状管体也可以应用在与上述说明的阴极射线管有不同结构的其它阴极射线管中。

从上述说明中可以看出，通过调节密封应力调节线和偏转线圈应力调节线的长度，本发明提供了一个减小在常规情况下围绕密封线和偏转线圈线产生的高应力的有效方法。

此外，由于减小了在真空状态下在漏斗状管体产生的应力，从而有可能取得理想的抗撞击的能力，并且可以改善加工工艺。

虽然本发明的一些优选实施方案为了说明的目的已予公开，但是掌握这项技术的专家们会理解，在不脱离本文件所附的权利要求中所公布的本发明的范围和精神的前提下，多种改进、增加和替代方案都是可能的。

Claims (3)

1.一种彩色阴极射线管，包含：一个在其内表面带有一荧光屏的面板；一个被保持在真空状态、与面板密封连接的漏斗状管体；一个置入漏斗状管体颈部、用于产生电子束以便使荧光屏发光的电子枪；一个位于漏斗状管体轭部、用于偏转电子束的偏转线圈；一个与荧光屏相隔一定的距离、用于完成颜色选择功能的荫罩板；和一个用于支持荫罩板的同时也为荫罩板施加张力的框架，其特征是，满足关系式：0.12×L’＜S＜0.27×L’，其中“L”代表从密封线，即面板与漏斗状管体的密封结合处，到漏斗状管体的偏转线圈线之间，在阴极射线管的轴线方向上的距离；“L’”代表所述密封线长度的1/2；“A”代表一密封应力调节线的1/2，所述密封应力调节线是通过连接在偏转线圈方向上与密封线相间隔开一段“L×0.67”距离的点而形成的；并且“S”代表“L’”和“A”之间的差。

2.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征是，还满足关系式：0.46×L’＜Y＜0.57×L’，其中“L”代表从密封线，即面板与漏斗状管体的密封结合处，到漏斗状管体的偏转线圈线之间，在阴极射线管的轴线方向上的长度；“L’”代表所述密封线长度的1/2；“A”代表密封应力调节线的1/2，所述密封应力调节线是通过连接在偏转线圈方向上与密封线相间隔开一段“L×0.67”距离的点而形成的；“B”代表偏转线圈应力调节线的1/2，偏转线圈应力调节线是通过连接在偏转线圈部位方向上与密封线相间隔开一段“L×0.86”距离的点而形成的；“S”代表“L””和“A”之间的差；“Y”代表“L’”和“B”之间的差。

3.如权利要求1或2所述的彩色阴极射线管，其特征是，由对角线有效面的端点和管体轴线与一条基准线的交叉点之间的连线和管体的轴线构成一个角，其角度为50-70°。

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