CN1271669C

CN1271669C - 彩色显象管

Info

Publication number: CN1271669C
Application number: CN02160246.8A
Authority: CN
Inventors: 江头英明
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: JP2003157774A; US20030102795A1; CN1421893A; JP3846281B2; US6885140B2

Abstract

一种彩色显象管，具有：具有基本为长方形框形状的裙部的玻璃屏盘；为比上述裙部还小的长方形框体，在其内侧保持荫罩的框；固定在上述裙部的长边部内周上的第一位置和与上述框的上述长边部内周相对的外周中的第二位置上，在该裙部内侧具有弹性支撑上述框的支撑弹簧。上述第一位置和上述第二位置在与上述彩色显象管的管轴垂直并与上述长边部基本平行的水平轴方向间隔的同时，第二位置比第一位置远离与上述管轴和上述水平轴两者垂直的垂直轴。这里，选择上述支撑弹簧和上述框的材料，使上述彩色显象管工作时产生的第一位置和第二位置之间的支撑弹簧水平轴方向的热膨胀量和第二位置与上述垂直轴之间的框的水平轴方向的热膨胀量基本相等。

Description

彩色显象管

技术领域

本发明涉及一种电视或计算机显示器等中使用的彩色显象管，尤其是涉及一种将保持荫罩的框固定在玻璃屏盘上的固定部分。

背景技术

图1是表示将现有的一般彩色显象管在垂直于其管轴的平面内切断后去除玻璃屏盘前面后的状态的正面图。

如图1所示，在大致为长方框形并从玻璃屏盘100前面(未图示)延伸的裙部102内侧，通过三个支撑弹簧108、110、112弹性支持，保持荫罩104的框106。下面，在本说明书中，将与管轴垂直且与裙(スカ一ト)部的长边部基本平行的轴设为水平轴(X轴)，将与管轴和水平轴两者垂直的轴设为垂直轴(Y轴)。

框106形成为比上述裙部102小的长方形框体。在框106的短边部通过焊接接合支撑弹簧108、110，在长边部通过焊接接合支撑弹簧112。

支撑弹簧108、110、112形成为细长板形，在与上述焊接接合相反的端部侧开设孔(未图示)。另一方面，在玻璃屏盘100的裙部102内侧，对应于各支撑弹簧108、110、112设置屏盘销114、116、118。并且，在各屏盘销114、116、118中通过嵌入对应的支撑弹簧108、110、112的孔，将保持荫罩104的框106装配在玻璃屏盘100内侧。

虽然对于在玻璃屏盘内保持框的屏盘销排列存在几种方法，但象上述那样的所谓3销方式是最简单的方法，用于21英寸(51cm)尺寸以下的小型管中。其理由之一是因为荫罩和框的尺寸和重量小，所以即使仅由三个销来支撑，在彩色显象管的下落实验中，也难以产生所谓保持荫罩的框相对玻璃屏盘偏移的情况。

对于荫罩104，在符号120所示的长方形区域内，开设规律排列的多个通孔。另一方面，在玻璃屏盘100的前面内侧形成红、绿、蓝用荧光点规律排列的荧光屏。另外，通过荫罩104的孔来挑选从设置在纸面内侧的电子枪(未图示)射出的三条电子束，轰击作为目的色的荧光点。

但是，电子束通过荫罩通孔的比率一般不超过15-25％，其大部分碰撞在荫罩的实体部分。结果，荫罩发热，产生的热按框、支撑弹簧、屏盘销的顺序传递，在各部件中产生热膨胀。

荫罩104的通孔由于热膨胀而从正常的位置上产生位移，随之而来的，电子束在荧光屏上的着屏位置也偏离正常位置。这里，在本说明书中，将在荧光屏上，电子束的着屏位置偏离正常着屏位置称为“误着屏”，将实际着屏位置对于正常着屏位置的位移量称为误着屏量。

由于随着近年来彩色显象管的高辉度化，电子束电流的增加，上述误着屏更成为问题。

例如，近年来，将计算机显示监视器的动作条件设定为用白色显示显示画面的背景的反转模式、将此时的画面中央亮度设为所谓100cd/cm²的高辉度的同时、普遍将显示尺寸设为全(屏)扫描的设定，从而电子束电流量增加。

结果，即使在荫罩中采用具有低膨胀率的INVAR材料(INVAR为商标)，也难以防止大于此规模下产生的热膨胀引起的误着屏，在荫罩整体拱起时产生相对于Y轴沿左右方向非对称移动的现象。另外，由于该误着屏的产生，伴随荧光体发光效率低的显示画面其辉度低下和显示画面中白色均匀性恶化也成为问题。

虽然(特开平10-321153号公报)提议通过采用将荫罩和框的焊点偏离荫罩中心轴的结构来降低误着屏，但降低效果限于焊点附近，不可能在荧光屏整个面中进行补偿。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制误着屏量最大值的同时、改善误着屏的左右非对称性的彩色显象管。

如下实现上述目的，一种彩色显象管，具有：

具有基本长方形框形状的裙部的玻璃屏盘；

基本长方形框体，在其内侧保持荫罩的框；

固定在上述裙部的长边部内周上的第一位置和与上述框的上述长边部内周相对的外周中的第二位置上，在该裙部内侧弹性支撑上述框的支撑弹簧，

上述第一位置和上述第二位置是在与上述彩色显象管的管轴垂直并与上述长边部基本平行的水平轴方向间隔的同时，第二位置比第一位置远离与上述管轴和上述水平轴两者垂直的垂直轴，

选择上述支撑弹簧和上述框的材料用于彩色显像管，使上述彩色显象管工作时产生的第一位置和第二位置之间的支撑弹簧水平轴方向的热膨胀量和第二位置与上述垂直轴之间的框的水平轴方向的热膨胀量基本相等。

另外，如下实现上述目的，一种彩色显象管，具有：

具有基本为长方形框形状的裙部的玻璃屏盘；

基本为长方形框体，在其内侧保持荫罩的框；

上述第一位置和上述第二位置在与上述彩色显象管的管轴垂直并与上述长边部基本平行的水平轴方向间隔的同时，第二位置比第一位置远离与上述管轴和上述水平轴两者垂直的垂直轴，

设定上述第一位置，使上述彩色显象管动作时产生的第一位置和第二位置之间的支撑弹簧水平轴方向的热膨胀量和第二位置与上述垂直轴之间的框的水平轴方向的热膨胀量基本相等。

附图说明

通过结合说明本发明一特定实施例的附图，本发明的上述和其它目的、优点和特征将从下述描述中变得清晰。

在图中，

图1是表示将现有的一般彩色显象管在垂直于其管轴的平面内切断并除去玻璃屏盘前面后的状态的正面图。

图2是将实施例1的彩色显象管在包含其管轴的垂直平面内切断后的载面图。

图3是将实施例1的彩色显象管在垂直其管轴的平面内切断并去除玻璃屏盘前面后的状态的正面图。

图4是实施例1的彩色显象管中，在框长边部上连接支撑弹簧的状态下的保持荫罩的框的平面图。

图5是放大将实施例1的彩色显象管在包含其管轴的垂直平面内切断后并除去玻璃屏盘前面的状态的部分正面图的放大图。

图6是表示将现有的彩色显象管在垂直其管轴的平面内切断并除去玻璃屏盘前面的状态的部分正面图。

图7是表示现有的彩色显象管中误着屏状态的图。

图8是将实施例1的彩色显象管在垂直其管轴的平面内切断并除去玻璃屏盘前面后的状态的部分正面图。

图9是表示实施例1的彩色显象管中误着屏状态的图。

图10是将实施例2的彩色显象管在垂直其管轴的平面内切断并除去玻璃屏盘前面后的状态的部分正面图。

图11是表示实施例2的彩色显象管中误着屏状态的图。

图12是表示实施例1的彩色显象管中误着屏量的图。

具体实施方式

下面，以17英寸(41cm)尺寸下偏转角为100度的彩色显象管为例，参照附图来说明本发明的实施例。

(实施例1)

图2是将实施例1的彩色显象管2在包含其管轴(Z轴)的垂直平面内剖开后的截面图。

彩色显象管2由在内表面形成规律正确地涂布三色荧光点的荧光屏(未图示)的玻璃屏盘4、与玻璃屏盘4一起构成真空管容器一部分的玻锥部6、设置在玻锥部6的颈部内的电子枪8、荫罩10和保持荫罩10的框12等构成。

荫罩10设置在作为电子枪10与荧光屏之间接近荧光屏的位置上。荫罩10具有规律排列的多个通孔(未图示)，实现对从电子枪8发出的3束电子束进行颜色挑选的作用。荫罩10由球面形(或平面形)的前面部9、和与其连接并从前面部的周边部弯曲的裙部11构成。裙部11在框12内侧的后述位置上通过焊接与框12接合，从而构成荫罩·框结合体。

图3是将彩色显象管2在垂直管轴的平面内切断并去除玻璃屏盘4的前面部分后的状态的正面图。如图3所示，在基本长方形框形状的裙部14内侧，通过三个支撑弹簧16、18、20弹性支持比裙部14还小的为长方形框体的框12。这里，将与上述管轴(Z轴)垂直且与裙部14的长边部基本平行的轴设为水平轴(X轴)，将与上述管轴和上述水平轴两者垂直的轴设为垂直轴(Y轴)，如上所述。在图3中用点划线来表示X轴和Y轴。另外，图3中，荫罩10内用符号22表示的长方形区域内是设置通孔的所谓有孔区域。在与Y轴交叉的两点、与X轴交叉的两点和角部的四点共计八个位置通过点焊来进行框12与荫罩10的裙部11的焊接。

支撑弹簧16、18、20为细长板形，其一端部侧通过焊接接合在框12上，在另一端部侧开设孔(图3中未示)。因为支撑弹簧16、18、20的形状都基本相同，所以以固定在框12长边部上的支撑弹簧20为代表，由图4表示从其厚度方向看到的形状。

图4是在接合支撑弹簧20的状态下的保持荫罩10的框12的平面图。

如图4所示，支撑弹簧20在用表示的两个位置的焊点24、26处点焊在框12上。另外，在其相反侧开设孔28。接合在框12短边部的支撑弹簧16、18的焊接状态和孔的开设位置也与上述支撑弹簧20的情况相同。这里，在支撑弹簧20中，将孔28的中心与接近孔28的焊点24之间在X轴方向上的距离称为支持跨度，用符号SpL来表示。另外，图4中的

表示框12与荫罩10间的上述焊点。

回到图3，对应于各支撑弹簧16、18、20，在玻璃屏盘4的裙部14内侧固定形成为圆锥台形状的屏盘销30、32、34。另外，通过将各支撑弹簧16、18、20中设置的孔嵌入对应的屏盘销30、32、34中，将框12装配在玻璃屏盘4上。

框12在被装配在玻璃屏盘4上的状态下，在室温时，位于相对Y轴对称的位置上。即，变为将框12左右二等分的轴(下面将该轴称为框中心轴)与Y轴基本一致的状态。

接着说明以上构成中各部分的尺寸和各部件的材质等。

玻璃屏盘4的长边部的长度为369.2mm，短边部的长度为293.4mm。荫罩10外周的长边部的长度为331.2mm，短边部的长度为255.2mm。从Y轴向左侧偏离10.0mm来设置屏盘销34的中心位置。从X轴向下侧偏离20.0mm来设置屏盘销30、32的中心位置。支撑弹簧16、18、20的板厚度为0.8mm，板宽度平均为12mm，支撑跨度SpL为52.2mm。在嵌入为圆锥台形的屏盘销30、32、34的状态下，设置在各支撑弹簧16、18、20中的各孔位于该屏盘销30、32、34的直径为5.61mm的部分中。

在荫罩10中，使用作为低膨胀金属的INVAR材料(热膨胀率：10×10^-7/℃)。INVAR材料为Fe(铁)60％、Ni(镍)36％的合金，也被称为无热变形钢。框12中使用低碳素钢(热膨胀率：117×10^-7/℃)，支撑弹簧16、18、20中使用不锈钢SUS304(热膨胀率：171×10^-7/℃)。SUS304是日本工业标准中规定的材质。在玻璃屏盘4中使用玻璃(热膨胀率：99×10^-7/℃)。上述各部件的材质是相对现有各部件一般选择的材质。

下面说明误着屏的发生原理和通过实施例1比以前降低误着屏量的原理。

从电子枪8发出的三条电子束被电磁偏转后，通过荫罩10的通孔。电子束的通过率如上所述，通常为15-25％，所以电子束的大部分碰撞在荫罩10的非通孔部，加热荫罩10。

在彩色显象管工作时，荫罩10产生的热按框12、支撑弹簧16、18、20、屏盘销30、32、34、玻璃屏盘4的顺序传导，各部件产生热膨胀。各部件因为热膨胀率不同，所以产生水平轴方向(左右方向)的膨胀量差，在整体拱起时产生误着屏量的左右非对称。

各部件的膨胀量由下述(1)-(3)式表示。图5中示出各式中由变量表示的长度。

SpΔX＝Spα×SpΔT×SpL (1)

其中，SpΔX：支撑弹簧20的热膨胀量

Spα：支撑弹簧20的热膨胀率

SpΔT：支撑弹簧20的温度变化

SpL：室温时的支撑跨度

FrΔX＝Frα×FrΔT×FrL (2)

其中，FrΔX：框12的热膨胀量

Frα：框12的热膨胀率

FrΔT：框12的温度变化

FrL：室温时从Y轴到焊点24的距离

PaΔX＝Paα×PaΔT×PaL (3)

其中，PaΔX：玻璃屏盘4的热膨胀量

Paα：玻璃屏盘4的热膨胀率

PaΔT：玻璃屏盘4的温度变化

PaL：室温时从Y轴到屏盘销34中心的距离

这里，彩色显象管工作时的各部件水平方向的膨胀量之差ΔΔX、即相对于框中心轴的Y轴的水平轴(X轴)方向的位移量ΔΔX＝(SpΔX+PaΔX)-FrΔX(4)。

根据(1)-(4)式，首先说明屏盘销118位于Y轴上的现有彩色显象管情况下的上述ΔΔX。

图6模式表示现有的彩色显象管工作时各部件中膨胀量的关系。空心箭头表示各自的膨胀量，但为了说明方便，描绘得非常大。因为屏盘销118位于Y轴上，所以PaL＝0，由(3)式得PaΔX＝0，故由(4)式得ΔΔX＝SpΔX-FrΔX。

图7表示此情况下荧光屏整体中的着屏状态。图7中，玻璃屏盘100中的长方形表示荧光屏，用箭头的方向和长度表示误着屏的方向和大小。框106相对框中心轴左右均等地膨胀，但因为热膨胀率大的支撑弹簧112向左延伸，所以框106整体向左移动。结果，框中心轴从Y轴向左位移，随之而来的，电子束的着屏位置也整体地向左移动。

下面说明实施例1的情况。如上所述，在实施例1中，从Y轴向左侧偏移地设置屏盘销34。另外，实施例1的彩色显象管2与现有的彩色显象管的支撑弹簧中的支撑跨度相同，所以上述FrL比现有的彩色显象管大。

图8图解表示实施例1中各部件的膨胀量的关系。通过将热膨胀率小的框12中的FrL设定得比热膨胀率大的支撑弹簧20的支持跨度长，如图8所示，支撑弹簧20的膨胀量SpΔX与现有的情况相同，另一方面，框12的膨胀量FrΔX增大。因为玻璃屏盘4的热膨胀率小并且温度上升也小，所以膨胀量PaΔX相对小，基本上可忽视。

根据这些关系，由(4)式得到的水平方向膨胀量的差ΔΔX＝(SpΔX+PaΔX)-FrΔX比现有的情况小。荧光屏整体上的误着屏如图9所示，尤其是Y轴上的误着屏量接近0。另外，荧光屏右端部附近的误着屏偏右，并且，与荧光屏左侧的误着屏量程度相同，可知降低了整体拱起时误着屏量的左右非对称的程度。

若将各部件的装配装置和热膨胀率等条件最佳化，则ΔΔX可为0。若ΔΔX为0，则意味着彩色显象管工作时保持框中心轴与Y轴一致的状态。

考虑支撑弹簧20的支持跨度、框12的热膨胀率、支撑弹簧20的热膨胀率、玻璃屏盘4的热膨胀率、彩色显象管动作中各部件的温度上升差来确定长边部的屏盘销34从Y轴偏移多少。

(实施例2)

实施例2的彩色显象管除设置在玻璃屏盘长边部的屏盘销位置、嵌入该屏盘销中的支撑弹簧材质和该支撑弹簧的水平轴(X轴)方向的装配位置(框中的焊接位置)不同外，与实施例1的结构基本相同。因此，对共同的部分标以相同的符号说明省略，说明不同的部分。

图10是将实施例2的彩色显象管52在垂直管轴的平面内切断后去除玻璃屏盘4的前面部分而成的正面图上部的图。

实施例2中，屏盘销54的中心与实施例1不同，位于Y轴上。即，屏盘销54的位置与现有的彩色显象管的情况相同。与现有的彩色显象管不同的是支撑弹簧56的材质、即热膨胀率。在支撑弹簧56中使用不锈钢SUS420J29(热膨胀率：100×10^-7/℃)。这是为了使支撑弹簧的热膨胀率与框12的热膨胀率(热膨胀率：117×10^-7/℃)基本相等。另外，SUS420J29是日本工业标准规定的材质。

支撑弹簧56的热膨胀率Spα比现有的小，从而支撑弹簧56的膨胀量SpΔX小。结果，降低了由(4)式得到的水平方向膨胀量的差ΔΔX＝SpΔX-FrΔX(其中，PaΔX＝0)，改善了整体拱起时误着屏在左右方向上的非对称性，荧光屏整体的误着屏状态如图11所示。

若比较框12的温度上升和支撑弹簧的温度上升，则框12的大，所以假设在支撑弹簧与框12都为热膨胀率相同的材质的情况下，误着屏量中产生左右非对称。因此，在该情况下，最好对支撑弹簧选择热膨胀率比框12大一些的材料。

另外，在支撑弹簧中最好使用热膨胀率比框小的材料。此时，屏盘销的位置比Y轴向右侧偏移。例如，在上述实施例2的情况下称支撑弹簧56的热膨胀率(100×10^-7/℃)与框12的热膨胀率(117×10^-7/℃)基本相等，小一些。即使屏盘销54的位置与Y轴相比向右侧变更对应于该热膨胀率(热膨胀量)的差部分也无妨。另外，不用说，支撑弹簧在框中的焊点(支撑弹簧在框中的固定位置)没有比Y轴更向右侧移。另外，支撑弹簧在框中的焊点(支撑弹簧在框中的固定位置)至少比屏盘销54更远离Y轴。

效果确认

下面说明为了调查实施例1的彩色显象管2中误着屏的降低效果而进行的实验结果。

该实验在阳极电压Va＝26kV、阳极电流Ia＝600微安、扫描荧光屏整个表面的100％扫描、显示画面整体为白色的工作条件下进行。

在显示画面中央1点、距管轴(Z轴)在X轴方向左右150mm位置上的2点、距管轴(Z轴)在Y轴方向上下115mm位置上的2点、对角轴上距管轴190mm的角部上的4点共计9点的位置上用测定装置(リンクシ-ド公司(LINK SEED SYSTEM INC.)制LND-060-1P)测定水平方向的误着屏量。

图12表示整体拱起稳定的工作开始2小时后的误着屏的方向和量。图12中的数值中，用微米单位来表示各位置上的着屏量。如图12所示，Y轴上的误着屏量为1微米，在荧光屏左侧为10-13微米，右侧为9-10微米。荧光屏中央部的误着屏量接近0，同时，左右误着屏量基本相等，左右的不均等小。根据发明者的自己评价方法，实施例1的彩色显象管2中的整体拱起时误着屏量左右非对称为左1.0微米，相反，在现有的彩色显象管的情况下，在相同的测定条件下为左4.3微米。这相当于本实施例1与现有技术相比，误着屏量降低了77％。

另外，对于荧光屏整体表面中辉度均匀性的降低而言，由于整体拱起时的误着屏，以前，荧光屏周边部的辉度比中央部低9％，在实施例1中，改善到小于5％。

另外，即使在通常产品出厂时进行的外部磁性检查中，也确认降低了最大误着屏量。所谓外部磁性检查是观察以地磁影响为目的进行的检查。通过外部磁性检查，对于单色显示的彩色显象管，在该管轴方向上发生外部磁场时，检查源于误着屏发生的颜色不均。另外，一边变化外部磁场强度，一边测定颜色不均，在发生可容许的最大颜色不均时的外部磁场强度(下面称为容许磁场强度)下进行评价。外部磁性检查的结果，现有彩色显象管中的容许磁场强度为30μT，而在实施例1的彩色显象管中改善到40μT。这表示即使在管轴方向上施加40μT的磁场，颜色不均也在容许的范围内。

上面，根据实施例说明了本发明，但不用说，本发明不限于上述实施例。

尤其是，设置在玻璃屏盘中的裙部长边部的屏盘销的位置、接合在框长边部上的支撑弹簧的支持跨度、对框选择的材料(热膨胀率)和对支撑弹簧选择的材料(热膨胀率)不限于在上述实施例中具体公开的数值和材料。

主要是，在设屏盘销的位置、即支撑弹簧在裙部中的固定位置为第一位置、支撑弹簧与框的焊点中接近该屏盘销的焊点位置、即支撑弹簧在框中的固定位置为第二位置的情况下，最好设定第一位置和第二位置，选择框和支撑弹簧的材料(热膨胀率)，使彩色显象管工作时各部中产生的热膨胀量内，第一位置与第二位置之间的支撑弹簧的水平方向(X轴)方向的热膨胀量、和第二位置与垂直轴(Y轴)之间的框的水平轴方向的热膨胀量基本相等。

因此，可排除支撑弹簧热膨胀的影响，即使在彩色显象管工作时，框中心轴也基本上不会从Y轴向X轴方向移位。换言之，在框的X轴方向两端部相对Y轴向水平轴方向外侧位移的同时，其位移量基本相等。

其结果，在本发明的彩色显象管中，在焊接接合在框上的荫罩中开设的通孔的位移与上述的框位移一样，与现有的彩色显象管相比，在抑制误着屏量最大值的同时，改善了误着屏的左右非对称性。

另外，在上述实施例中，装配接合在框长边部上的支撑弹簧，使与框的焊点在从正面观察彩色显象管时相对于屏盘销偏向左侧，但装配支撑弹簧的方向相反也无妨。即，从正面观察彩色显象管时，支撑弹簧与框的焊点相对于屏盘销偏向右侧也无妨。

虽然参照附图通过实施例完整地描述了本发明。但值得注意的是，对于本领域的技术人员而言，不同的改变和变更是显而易见的。

因此，除非这种改变和变更脱离了本发明的范围，否则应认为它们被包含在内。

Claims

1、一种彩色显象管，包括：

玻璃屏盘，具有基本为长方形框形状的裙部；

框，基本为长方形框体，在其内侧保持荫罩；

支撑弹簧，固定在上述裙部的长边部内周上的第一位置和与上述框的和上述长边部内周相对的外周中的第二位置上，在该裙部内侧弹性支撑上述框，

这里，上述彩色显象管工作时的第一位置和第二位置之间的支撑弹簧水平轴方向的热膨胀量和第二位置与上述垂直轴之间的框的水平轴方向的热膨胀量相等。

2、根据权利要求1所述的彩色显象管，其特征在于：

上述第一位置在上述垂直轴上。

3、根据权利要求2所述的彩色显象管，其特征在于：

选择热膨胀率为100×10^-7/℃的不锈钢来作为上述支撑弹簧的材料，

选择热膨胀率为117×10^-7/℃的低碳素钢来作为上述框的材料。

4、根据权利要求1所述的彩色显象管，其特征在于：

上述第一位置和上述第二位置沿着水平轴方向位于上述垂直轴的相同侧。