CN1278106A - 阴极射线管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

玻璃制成的管壳具有在内表面形成了荧光屏的面板和同管轴大致同轴延伸的圆筒状管颈。在管颈内配置有朝向上述荧光屏发射电子束的电子枪。熔接于管颈端的心柱,配备具有熔接于用玻璃形成的管颈端外周部的圆盘状的喇叭部和装配于喇叭部上支撑上述电子枪同时传导对电子枪施加的电压的多条心柱管脚。管颈端和心柱的喇叭部之间的熔接部大致形成环状,其外周缘相对于内周缘,位于偏离面板侧约1mm以上。

Description

阴极射线管及其制造方法

本发明涉及一种彩色显象管等的阴极射线管，特别是，涉及防止构成管壳的管颈和心柱之间熔接部发生裂纹的阴极射线管及其制造方法。

一般来说，彩色显象管备有：由在里面形成荧光屏的玻璃制造的面板、同该面板接合的玻璃制造的漏斗部、和同该漏斗部小直径端连接的圆筒状玻璃制管颈构成的管壳。在管颈端部，熔接着心柱的喇叭部的外周部。在管颈内配置电子枪、该电子枪有一排配置的3个阴极、加热这些阴极的加热器、及顺次与阴极邻接配置的多个电极。

而且，彩色阴极射线管借助于装在漏斗部外侧的偏转线圈，偏转由电子枪放出而通过同一平面上一排配置的3个电子束，通过阴罩以水平、垂直扫描荧光屏的方式，显示彩色图象。

通常，心柱由圆板状玻璃制造的喇叭部、与该喇叭部中心垂直并向管颈端部外侧伸出的排气管、气密性地贯通喇叭部并延伸的同时配置在与喇叭部中心同芯的同一圆周上的多个心柱管脚、及包围各心柱管脚的向管颈内伸出的内引线部的喇叭部侧的凸台构成。并且，多条心柱管脚支撑电子枪的阴极侧，而成为传导向加热器、阴极和多个电极施加电压的多条心柱管脚。

在通常的心柱中，心柱管脚向颈外伸出的外引线部和向颈内伸出的内引线部位于同一圆周上。由多条心柱管脚规定的心柱管脚圆周直径，根据管颈的外径来决定。例如，管颈外径为29.1mm的场合，将心柱管脚圆周直径设定为15.24mm。

并且，作为另一心柱，如特开昭58-32327号公报所示，大家都知道，由多条心柱管脚的内引线部规定的心柱管脚圆周比由外引线部规定的心柱管脚圆周要小，并用将内引线部和外引线部密封于喇叭部内的杜美丝分别进行连接。通过这样构成，使外引线部的心柱管脚圆周与上述外引线部6和内引线部4位于同一圆周上的心柱保持相同，并可以制作可能与小直径管颈熔接的心柱。

一方面，作为电子枪的密封方法，已知有玻璃片密封法和对接密封法。

在玻璃片密封法中，通过心柱管脚把支撑在心柱管脚上的电子枪插入管颈内的规定位置，此时，把心柱整个插入到管颈内部，使喇叭部的周缘跟管颈内圆周表面相对。而且，用气体燃烧器的火焰加热喇叭部和同其对向的管颈部进行熔接。进而，通过用气体燃烧器的火焰切除熔接部以外位于心柱的排气管一侧的多余管颈部并密封。这种方法，由于必须把心柱插入管颈内，不适合于管颈的小直径化。

另一方面，在对接密封法中，预先按规定尺寸切断管颈的长度，通过心柱管脚把支撑在心柱上的电子枪插入管颈内，使管颈端部与心柱的喇叭部配合，或稍稍离开对向配置。在这样的状态下，用气体燃烧器的火焰加热颈端部和喇叭部进行熔接。

这种对接密封法，因为不把心柱插入管颈内，故可将管颈小直径化。而且，借助于管颈的小直径化，使偏转线圈靠近电子束来配置，并可以达到偏转电力的降低。另外，如上述特开昭58-32327号公报上记载的那样，加粗排气管可以提高排气效率。

如上所述的那样，阴极射线管的电子枪在其阴极侧用心柱支撑的状态下配置在管颈内，并随着该管颈与心柱之间的熔接而被密封于管颈内。但是，这样的电子枪密封构造，存在承受温度冲击力弱的问题。

就是，一般来说，阴极射线管的管颈含有导电电阻或绝缘破坏电压高30～34％的PbO，  而且同所连接的漏斗部的热膨胀系数α(F)＝98～98.5×10^-7/℃(0～300℃)配合，由热膨胀系数α(N)为α(N)＝95～96.5×10^-7/℃(0～300℃)的玻璃形成。

另一方面，心柱的喇叭部同杜美丝的热膨胀系数α(DU)＝约90×10^-7/℃(30～400℃)配合，由热膨胀系数α(S)为α(S)＝91.5×10^-7/℃(0～300℃)的玻璃形成。

因此，用对接密封法熔接管颈与心柱时，在与管壳的管轴垂直的横断方向上形成管颈玻璃与喇叭部的玻璃之间的边界，一给熔接部加热，由于管颈的热膨胀系数α(N)与心柱喇叭部的热膨胀系数α(S)之差：α(N)-α(S)＝3.5～5.0×10^-7/℃(0～300℃)，管颈比心柱喇叭部热膨胀大，就会在边界部分发生裂纹。

在阴极射线管工作时，对该管颈与心柱间的熔接部的热冲击，是由加热阴极的加热器热辐射引起。而且，在给电子枪的一部分电极加上20～30kV左右的高电压的彩色显象管中，若在上述熔接部发生裂纹的管壳内的真空度降低，随之发生管内放电也就不良。

为了防止上述这种熔接部的裂纹发生，需要在管颈与心柱熔接后，有必要边使该熔接部退火，边严格限制电子枪密封时的管颈与心柱之间的位置偏移。然而，在进行退火时，为了充分地除去熔接部发生的应力畸变，需要长时间处理，以致生产效率下降。

另外，管颈与心柱间的熔接用气体燃烧器来进行，由于电子枪密封装置为高温，为了严格限制位置偏移，就存在必须频繁地对密封装置进行维修检查这样的问题。

本发明就是鉴于上述问题而作出发明，其目的在于提供一种管颈与心柱之间的熔接部对热冲击坚固，而且不降低生产效率，能容易熔接的阴极射线管及其制造方法。

为达到上述目的，本发明的阴极射线管配备：具有在里面形成了荧光屏的面板，和大致与管轴同轴延伸的圆筒状管颈的玻璃制造的管壳；配置于上述管颈内，朝着上述荧光屏发射电子束的电子枪；以及熔接于上述管颈端的心柱。上述心柱备有：具有熔接于以玻璃形成的上述管颈端的外周部的大致圆盘状的喇叭部，和装配在上述喇叭部上支持上述电子枪同时给电子枪传导电压的多条心柱管脚，上述管颈端和心柱的喇叭部要熔接成使上述喇叭部的玻璃从外侧包围上述管颈端部的玻璃。

并且，根据本发明的阴极射线管，上述管颈端与心柱的喇叭部之间的熔接部大致形成环状，其外周缘相对于内周缘，偏移地位于上述面板侧。

沿着上述熔接部的外周缘和内周缘间的上述管轴方向的距离设定为1mm以上是理想的。

并且，本发明的阴极射线管的制造方法是装备具有在里面形成了荧光屏的面板和大致与管轴同轴延伸的圆筒状管颈的玻璃制造的管壳；配置于上述管颈内，朝着上述荧光屏发射电子束的电子枪；以及熔接于上述及管颈端的心柱的阴极射线管的制造方法，包括下列步骤：

准备具有在外周部设有环状突出部的喇叭部和装配于该喇叭部上的多条心柱管脚的心柱；

形成管颈的端部外径比上述突出部的外径要小；

在对向配置上述管颈端部和上述喇叭部的突出部的状态下，把它们加热熔接。

并且，根据本发明的阴极射线管的制造方法，在上述管颈端部的外周部上，形成同上述喇叭部的突出部对应的环状切口部并使上述管颈端部的外径比上述突出部的外径要小。

并且，根据本发明的阴极射线管的制造方法，通过使上述喇叭部的突出部的内周表面成为锥形倾斜，与该突出部内周表面的倾斜对应地使管颈端部的外径成为尖细的锥形倾斜，并把上述管颈端部的外径作成比上述突出部的外径要小。

本发明的另一个制造方法是备有在里面具有形成了荧光屏的面板和大致与管轴同轴延伸的圆筒状管颈的玻璃制造的管壳；配置于上述管颈内，朝着上述荧光屏发射电子束的电子枪；以及熔接于上述管颈端的心柱的阴极射线管的制造方法，包括下列步骤：

准备具有大致圆盘状的喇叭部和装配在该喇叭部上的多条心柱管脚的心柱；

在将上述喇叭部的外周部与管颈端面嵌合的状态下配置上述心柱；

从外侧加热上述管颈端部和上述喇叭部的外周部；

在上述管颈端部的外周缘部与喇叭部的外周缘部被熔融后，沿管轴在离开管颈方向仅拉下上述心柱规定的距离，并在管轴方向拉伸喇叭部的外周缘部；

进而从外侧加热上述管颈端部与上述喇叭部的外周部，并熔接管颈端部与上述喇叭部的整个外周部。

根据如上述构成的阴极射线管及其制造方法，为了熔接管颈端部和心柱，使喇叭部的外周部从外侧包围管颈端部，发生于熔接部的应力变成压缩应力，其结果，热冲击下很坚固，能防止熔接部发生裂纹。而且，熔接后的退火或管颈与心柱之间的位置偏移的限制也可以与以往程度相同，能制造阴极射线管而不降低生产效率。

图1表示本发明实施例的彩色阴极射线管剖面图。

图2A为上述阴极射线管的管颈端部剖面图。

图2B为将上述管颈端部的一部分放大表示的剖面图。

图3A为熔接于上述管颈端的心柱平面图。

图3B为一部分剖开上述心柱而表示的侧视图。

图4为表示上述管颈端与心柱的熔接工序剖面图。

图5为表示上述管颈端与心柱的另一熔接工序剖面图。

图6A到6D为分别表示本发明的另一实施例的熔接工序剖面图。

以下，一面参照附图，一面详细说明本发明实施例的彩色阴极射线管。

如图1所示，彩色阴极射线管备有玻璃制造的管壳10，该管壳具有大致矩形的面板20、同面板接合的漏斗部21及连接于漏斗部21的小直径端上大致圆筒状的管颈22。在管颈22的端部熔接有后述的心柱23的喇叭部。另外，管壳10具有与管颈22大致同轴的，而且，通过面板20中心延伸的管轴Z。

在面板20的内表面上形成有发出兰、绿、红光的3色荧光层的荧光屏25。并且，同荧光屏25对向，在其内侧，配置有阴罩26。进而，在管颈内封装有电子枪27，该电子枪由一排配置的3个阴极、分别加热这些阴极的3个加热器、和顺次邻接于阴极并配置在荧光屏侧的多个电极构成。

并且，彩色阴极射线管，借助于从漏斗部21的小直径部分外侧到管颈外侧安装的偏转线圈30，偏转由电子枪27发射并通过同一平面上的一排配置的3电子束28B、28G、28R，通过阴罩26，水平、垂直扫描荧光屏25来显示彩色图象。

如图2A～3B所示，心柱23具有由玻璃制作的圆板状的喇叭部32、从喇叭部32中心垂直向管颈22的端部外伸出的排气管33和固定于喇叭部上各自与管轴Z，即管颈22的中心轴平行延伸的多条心柱管脚37。各心柱管脚37具有从喇叭部向管颈22内伸出的内引线35、从喇叭部向管颈外方伸出的外引线34和连接这些引线的杜美丝。

将心柱管脚37的内引线35配置在以喇叭部32的中心作为中心的同一圆(心柱管脚圆周)31上。同样，将心柱管脚37的外引线34配置在以喇叭部32的中心作为中心的同一圆(心柱管脚圆周)上。在该心柱23上，相对于此外引线34的心柱管脚圆周，内引线35的心柱管脚圆周31直径较小。并且，包围各个内引线35的喇叭部侧端部的凸台38与喇叭部32整体地形成。

具体地说，在与外径22.5mm、内径19.0mm的管颈熔接的心柱23上，相对于外引线34的心柱管脚圆周直径为15.24mm，内引线35的心柱管脚圆周直径为13.3mm。该外引线34的心柱管脚圆周直径跟用于管颈29.1mm的直列式彩色阴极射线管的心柱外引线的管脚圆周直径相同。另外，心柱管脚数为14根，相邻的内引线间的间隔为2.96mm。

并且，心柱23的喇叭部32，其外周部与管颈22的端部熔接。这时，喇叭部32的外周部相对于管颈22端部，要熔接成使之从外侧包围该端部。管颈22端部与喇叭部32的熔接部40作成环状，同时从内周缘朝着外周缘向面板20侧倾斜。就是，对于内周缘40b，熔接部40的外周缘40a只有沿管轴z方向的距离(落差)d，位于偏离面板20侧。这里，距离d设定为1mm以上。

而且，在连接心柱管脚37的内引线35的状态下，将电子枪27支撑在管颈22内，同时可通过心柱管脚37加上电压。

另一方面，上述这样的管颈22端与喇叭部32之间的熔接，用以下方法进行。如图3A、3B和图4所示，在熔接前的状态下，将与内引线35同方向突出的环状突出部42，跟心柱23的喇叭部32的外周部形成一体。并且，在管颈22端部的外周部上，形成同心柱23的突出部42嵌合的环状切口部43。

管颈22端部的外径φN比喇叭部32的突出部42的外径φS0要小(φN＜φS0)，优选的是，把管颈22端部的外径φN设定为突出部42的内径φS1以下(φN≤φS1)。并且，使其管颈22端部与喇叭部32的外周部嵌合，并将突出部42与管颈22端部的切口部43配合，或仅仅隔开间隙并对向配置。在这种状态下，用气体燃烧器等从外侧给突出部42的部分加热，使喇叭部32的外周部与管颈22端部加热熔接。因此，心柱23被装配到管颈端，并密封管壳10，同时把电子枪27配置在管颈22内。

另外，管颈22端与喇叭部32的熔接，也可以用以下方法进行。如图5所示，在熔接前的状态下，将跟内引线35同方向突出的环状突出部42与心柱23的喇叭部32的外周部形成一体。这时，突出部42的内表面从喇叭部32向着面板20侧形成向外侧倾斜的圆锥状。

另一方面，管颈22端部在其外周表面上形成切口部43，并在朝向管颈端形成尖细的圆锥状。管颈22端部的外径φN比喇叭部32的突出部42的外径φS0要小(φN＜φS0)，优选的是，把管颈22的外径φN设定为突出部42的内径φS1以下(φN≤φS1)。

并且，使该管颈22端部与喇叭部32的外周部对接，并将突出部42与管颈22端部的切口部43配合，或仅仅隔开间隙并对向配置。在这种状态下，用气体燃烧器等从外侧对突出部42的部分加热，使喇叭部32的外周部与管颈22端部加热熔接。因此，心柱23被装配到管颈端，并密封管壳10，同时把电子枪27配置在管颈22内。

根据如上述构成的彩色阴极射线管，通过将喇叭部32的外周部从外侧包围管颈22的端部那样，把心柱23熔接到管颈端部上并密封电子枪27，可使管颈22与心柱23的熔接部40对热冲击坚固，而不发生裂纹。但是，熔接后的退火，或电子枪封装时的管颈22与心柱23之间的位置偏移限制也可以同以往程度相同，就能制造彩色显象管而不降低生产效率。

就是，如前述是那样，一般地说，阴极射线管的管颈热膨胀系数α(N)与漏斗部的热膨胀系数配合，并设定为：

  α(N)＝95～96.5×10^-7/℃(0～300℃)另一方面，心柱的喇叭部的热膨胀系数α(S)与杜美丝的热膨胀系数配合，并设定为：

  α(S)＝91.5×10^-7/℃(0～300℃)因此，在管颈22与心柱23的喇叭部32之间存在：

  α(N)-α(S)＝3.5～5.0×10^-7/℃(0～300℃)的热膨胀系数差。因而，熔接它们时，在该熔接部发生应力畸变，即使花长时间进行退火，也不可能除去此应力畸变，并因热冲击而在熔接部发生裂纹。

可是，根据本实施例，由于管颈22与心柱23要熔接成使得喇叭部32的外周部从外侧包围管颈22端部，所以至少心柱的一部分相对于管轴位于管颈端部的径向外侧。因此，发生于熔接部40的应力变成压缩应力，其结果，在热冲击下坚固，并能防止熔接部发生裂纹。

下面的表1表示在心柱23的喇叭部32与管颈22端部之间的熔接部40，把沿熔接部40的外周缘40a与内周缘40b之间的管轴z方向的距离d分别设定为0mm、0.5mm、1.0mm和1.5mm时管壳的热冲击试验结果。

            表1

距离d(mm)	裂纹发生条数	裂纹发生率(％)
			0	8	40
0.5	2	10
			1.0	0	0
1.5	0	0

在各个距离d下，管壳的试验次数为20次，由于制造方法、熔接部位发生误差，因此间隔d用熔接部剖面左右对称位置的2个场所的平均值表示出来。

由表1可知，在熔接部40的外周缘40a与内周缘40b的距离(落差)d为0mm的场合，即，现有阴极射线管的场合，因热冲击而发生裂纹的发生率为40％，但由于距离d设为0.5mm，则裂纹的发生率减少到10％。而且，由于把距离d设为1.0mm以上，就可能几乎完全没有裂纹的发生。

由以上可见，熔接部40的外周缘40a与内周缘40b之间的距离d设定在1.0mm以上的理想的。

其次，作为本发明的彩色阴极射线管的另一种制造方法，说明熔接没有突出部的喇叭部和没有形成切口的管颈部的熔接方法。

如图6A所示，在熔接前的状态下，与以往同样，在心柱23的喇叭部32的外周部形成不具有突出部的平坦面，同样，管颈22的端部也形成了平坦面。而且，首先使管颈22端部与喇叭部32的外周部上面对接配置。在此状态下，用气体燃烧器从外侧加热从喇叭部32直到管颈22前端部，如图6B所示，使管颈玻璃和心柱玻璃的外周部熔解，主要只有管颈玻璃的外周部和心柱玻璃的外周部熔融。这是燃烧器加热的前半阶段，在图6B中，把熔解了的玻璃部分以×号表示，管颈玻璃和心柱玻璃熔融的部分以o表示。

在燃烧器加热的前半阶段结束后的阶段，如图6C中箭头A所示，沿管轴z离开管颈22的方向拉下整个心柱23。这样一来，借助于熔解了的心柱玻璃的张力而在管颈22端的外周侧上形成心柱玻璃的倾斜面。在这个阶段，由于管颈端的内周侧部和喇叭部的内周部没有充分熔解，主要只是喇叭部32的外周缘部的侧玻璃向管轴z方向延伸，并形成这样的倾斜面。

另外，心柱23的拉下量，例如，在管颈22的外颈从22.5mm到29.1mm的直列式彩色显象管中，将管颈22的外径从0.5mm调整到1.5mm。

而后，如图6D所示，进而继续用气体燃烧器加热，把管颈端的内周侧玻璃与心柱玻璃熔接。其结果，管颈22和心柱23的喇叭部32之间的熔接部40，可以得到从外周缘向内周缘斜向管颈端侧的倾斜形状。

因此，将心柱23装配到管颈端，并密封管壳10，同时把电子枪27配置在管颈22内。

即使在以上的制造方法中，喇叭部32的外周部要从外侧包围管颈22端部，把管颈22和心柱23熔接起来。因此，同上述实施例同样，可以得到对热冲击坚固，能够防止熔接部发生裂纹的阴极射线管。并且，根据本发明，在心柱上不需要设置突出部，又不需要在管颈端形成切口，可以进一步提高制造效率。

另外，本发明决不限于上述的实施例，在本发明的范围内可以有种种变形。例如，用于管壳的管颈、心柱等的玻璃热膨胀系数不限于上述实施例，根据需要可以变更。而且，在本实施例中，虽然对彩色阴极射线管进行了说明，但是本发明也适应用于彩色阴极射线管以外的阴极射线管，也能取得同样的效果。

并且，在本实施例中，作为熔接部的外周缘位于面板最外侧的结构，不限于此，而在管颈端和心柱的喇叭部之间的熔接部，在管轴方向上，上述管颈端部离上述心柱最近位置，和喇叭部离面板的最近位置，沿上述管轴方向距离1mm以上。

Claims (9)

1、一种阴极射线管包括：

具有在里面形成荧光屏的面板，及大致与管轴同轴延伸的圆筒状管颈的玻璃制造的管壳；

配置于上述管颈内，朝向上述荧光屏发射电子束的电子枪；以及

熔接于上述管颈一端的心柱：

上述心柱配备：具有与用玻璃形成的上述管颈端熔接的外周部的大致圆盘状的喇叭部，和装配在上述喇叭部上支持上述电子枪同时传导施加到电子枪上的电压的多条心柱管脚，

上述管颈端和心柱的喇叭部要熔接成为，使上述喇叭部的玻璃从外侧包围上述管颈端部的玻璃。

2、根据权利要求1所述的阴极射线管，其特征是上述管颈端与心柱的喇叭部之间的熔接部大致形成环状，其外周缘相对于内周缘，位于偏离上述面板侧的位置。

3、根据权利要求2所述的阴极射线管，其特征是上述熔接部的外周缘和内周缘的沿上述管轴方向的距离设定为1mm以上。

4、根据权利要求1所述的阴极射线管，其特征是在上述管颈端和心柱的喇叭部之间的熔接部，在上述管轴方向，上述管颈端部离上述心柱最近位置，和上述喇叭部离上述面板最近位置，沿上述管轴方向距离1mm以上。

5、一种配备具有在里面形成了荧光屏的面板，和大致与管轴同轴延伸的圆筒状管颈的玻璃制造的管壳；配置于上述管颈内，朝向上述荧光屏发射电子束的电子枪；以及熔接于上述管颈端的心柱的阴极射线管的制造方法包括下列步骤：

准备一个具有在外周部上设有环状突出部的喇叭部和装配于该喇叭部上的多条心柱管脚的心柱；

形成比上述突出部的外径要小的管颈端部的外径，；

在对向配置上述管颈端部和上述喇叭部的突出部的状态下，将其加热熔接。

6、根据权利要求6所述的阴极射线管的制造方法，其特征是在上述管颈端部的外周部上，形成同上述喇叭部的突出部对应的环状切口部并使上述管颈端部的外径比上述突出部的外径要小。

7、根据权利要求5所述的阴极射线管的制造方法，其特征是通过将上述喇叭部的突出部的内周表面作成锥状倾斜，同该突出部内周表面的倾斜对应地使管颈端部的外径成尖细的锥状倾斜，并把上述管颈端部的外径作成比上述突出部的外径要小。

8、一种配备具有在里面形成了荧光屏的面板，和大致与管轴同轴延伸的圆筒状管颈的玻璃制造的管壳；配置于上述管颈内，朝着上述荧光屏发射电子束的电子枪；以及熔接于上述管颈端的心柱阴极射线管的制造方法包括下列步骤：

准备具有大致圆盘状喇叭部和装配在该喇叭部上的多条心柱管脚的心柱；

在将上述喇叭部的外周部与管颈端面对接的状态下配置上述心柱；

从外侧加热上述管颈端部和上述喇叭部的外周部；

在上述管颈端部的外周缘部与喇叭部的外周缘部熔融后，沿管轴离管颈方向仅拉下上述心柱规定的距离，并在管轴方向拉伸喇叭部的外周缘部；以及

进而从外侧加热上述管颈端部与上述喇叭部的外周部，熔接管颈端部与上述喇叭部的整个外周部。

9、根据权利要求8所述的阴极射线管的制造方法，其特征是在拉下上述心柱的工序中，仅拉下心柱0.5到1.5mm。

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