CN1278362C - 彩色显像管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的彩色显像管，具有实质上呈矩形的有效区域的外表面平坦，内表面由曲面构成的面板，该有效区域的内表面形成荧光屏。形成满足下述条件，即RH＞RV，并且RS≥RV，或RH＞RV，并且RS≥RV，而且RL≥RH的曲面，其中RH为面板有效区域的内表面的长轴方向上的平均曲率半径，RV为短轴方向上的平均曲率半径，RL为长边方向上的平均曲率半径，RS为短边方向上的平均曲率半径。这样，就能够提高面板有效区域的平坦程度，得到视觉性能良好的彩色显像管。

Description

彩色显像管
技术领域
本发明涉及彩色显像管，特别是涉及提高作为面板的图像显示部分的有效区域的平面的平坦程度，改善可视性的彩色显像管。
背景技术
通常使用作为电视显像管或计算机显示器等使用的的彩色显像管具有玻璃制造的面板和漏斗状的玻璃制玻锥构成的真空外壳，面板的图像显示部、即有效区域的内表面形成蓝色(B)、绿色(G)、红色(R)的3色荧光体层构成的荧光屏。于是，构成能够利用安装于玻锥外侧的偏转装置发生的磁场，使配设于玻锥的管颈内的电子枪发射出的电子束偏转，通过荫罩对荧光屏进行水平方向上和垂直方向上的扫描，显示彩色图像的结构。
这样的彩色显像管的面板，具有实质上为平面形状的矩形的有效区域和在其周边的侧壁。面板的内外表面形成不同曲率，并从有效区域的中央部分到周边部分壁厚逐渐变厚，从而取得能够承受加在真空外壳上的大气压力的强度的曲面。
但是，近年来为了提高图像的视觉性能，一直在进行面板有效区域外表面平坦化(平面化)的改进，为了提高可视性，有必要把有效区域的内表面也平面化。但是为了确保使配置于面板内侧的荫罩维持曲面形状的强度和真空外壳耐受大气压等的强度，使面板有效区域的内表面也与外表面一起平面化是极其困难的。而且从彩色显像管的特性看来，有效区域的平面化也是困难的。
还有存在这样的问题，也就是，紧贴这样的面板的有效区域内表面形成有荧光屏，实质上的图像显示部如果不考虑面板玻璃的折射率，则形成与有效区域的内表面相同的曲面，如果不使该内表面平面化，则不能够得到高度平面化的图像。
本发明是为解决这些问题而作出的，其目的在于，在面板有效区域实质上是矩形的彩色显像管中，将有效区域的内表面做成视觉性能良好的形状，使图像的平面感更好，同时使荫罩保持其曲面维持强度，抑制荫罩局部热膨胀引起的色纯度劣化。
发明内容
本发明彩色显像管，具备
其外表面平坦，内表面由曲面构成的平面形状的，有为矩形的有效区域的透明的面板，以及在该面板的所述有效区域的内表面配设的荧光屏，其特征在于，
所述有效区域的内表面是满足下式所示条件，即
RH＞RV            ……(1)
RS≥RV            ……(2)
2＜RH/RV＜15      ……(4)
1＜RH/RD＜10      ……(5)
1≤RS/RV＜5       ……(6)
的曲面，其中RH为长轴方向的平均曲率半径，这表示通过面板的有效区域内表面中心与其长轴上的端部(两端部)的曲线(圆弧)的半径。而RV为短轴方向的平均曲率半径，表示通过所述有效区域内表面的中心与短轴上的端部的圆弧的半径。还有，RS为短边方向的平均曲率半径，表示在所述有效区域的内表面，通过长轴上的端部与对角轴上的端部的圆弧的半径，RD为对角轴方向的平均曲率半径，表示通过所述有效区域内表面中心与对角轴上的端部的圆弧的半径。
又，在本发明中，这样的彩色显像管可以使
有效区域的内表面形成满足下式所示条件，即
RL≥RH                ……(3)的曲面，其中RL为长边方向的平均曲率半径，表示在所述有效区域的内表面，通过短轴上的端部与所述对角轴上的端部的圆弧的半径。
还有，所述有效区域的内表面可以做成使通过短轴上的端部与对角轴上的端部的长边在一个平面上的曲面。
还有，有效区域的内表面可以形成满足下式所示条件，即
3＜RL/RH                ……(7)的曲面。
下面进一步对本发明进行详细说明。
本发明的彩色显像管如图1所示，具备玻璃制面板1和玻璃制漏斗状的玻锥2构成的真空外壳，玻锥2的一端部形成圆筒状的管颈3。面板1具有有效区域1a和设在其周边的侧壁1b，面板1的有效区域1a实质上形成以与管轴(Z轴)垂直的水平轴(X轴)为长轴，，以垂直轴(Y轴)为短轴的矩形。
又，有效区域1a的外表面大致平坦，而内表面形成使长轴方向的平均曲率半径RH、短轴方向的平均曲率半径RV、长边方向的平均曲率半径RL、短边方向的平均曲率半径RS、以及对角轴方向的平均曲率半径RD分别满足上述式(1)～(7)各关系式的、由高次多项式表达的曲面。而且，所谓在本发明中有效区域1a的外表面大致是平坦的，意味着对角轴方向的平均曲率半径大于10000毫米。
而且，面板1的有效区域1a的内表面形成蓝色(B)、绿色(G)、红色(R)的3色荧光体层构成的荧光屏4。又，在该荧光屏4的内侧的规定间隔的距离上配置由荫罩主体5a与安装于该荫罩主体5a周边的实质上为矩形的荫罩框5b构成的荫罩5。荫罩主体5的实质上为矩形的与荧光屏4相对的曲面形状的有效面上形成许多电子束通孔。
另一方面，在玻锥2的管颈3内配设通过同一水平面的、成一列配置的、发射3束电子束6的电子枪7。于是构成能够利用安装于玻锥2外侧的偏转装置8发生的磁场，使该电子枪7发射出的电子束6偏转，通过荫罩5的电子束通孔，对荧光屏74进行水平方向上和垂直方向上的扫描，显示彩色图像的结构。
在本发明的彩色显像管中，使有效区域的内表面为满足下式所示条件，即
RH＞RV    ……(1)
RS≥RV    ……(2)的曲面，是根据下述理由作出的。
首先，有效区域内表面的曲面模式可以考虑在长轴(X轴)方向上呈圆筒状的长轴方向圆筒面、球面、在短轴(Y轴)方向上呈圆筒状的短轴方向圆筒面3种。使在对角轴端的、在管轴(Z轴)方向上的下降量相同，对这些曲面的强度进行比较，则在球面的情况下，全部面的强度都大致相同。长轴方向圆筒面以及短轴方向圆筒面的情况下则在曲面的中心强度相等，而长轴方向的中间部和短轴方向的中间部的强度分别比中心的强度小得多。
另一方面，荫罩的局部热膨胀，从小到大依序为短轴方向圆筒面、球面、长轴方向圆筒面，将其换算为画面上电子束的移动量，则在以短轴方向圆筒面的情况下的量为1时，球面的情况下的量为2，长轴方向圆筒面的情况下的量为4。因此，从荫罩曲面强度的大小和抑制由于其局部热膨胀而引起的色纯度的劣化两者的角度出发，可以预料球面与短轴方向圆筒面的中间曲面是理想的曲面。
还有，在使RH＜RV的情况下，要使RH足够大是困难的。而在RH不大的情况下，从侧面看画面(面板的有效区域)时，画面的相反的一侧被凸起的中央部分遮蔽住看不见，因此不能够说是显示出了平面图像。又，面板有效区域的水平轴(长轴)方向的有效尺寸比其垂直轴方向的有效尺寸大，因此在RH值小到例如1300毫米的程度时，面板水平方向上的周边部分的壁厚增大。其结果是，面板的成型困难，从制造的观点看来，难于提供实用。
而在RH大(例如18000毫米左右)的情况下，如果使RV的值大于此值，则难于得到具有充分的曲面维持强度的荫罩。也就是说，荫罩有效面的形状由于与面板有效区域内表面的形状对应，在RV值大于18000毫米时维持荫罩的曲面的强度不够，效果不理想。
还有，为了加大荫罩的曲面维持强度，防止由热膨胀造成的色纯度劣化，最好是使面板有效区域内表面的短边方向的平均曲率半径RS与短轴方向的平均曲率半径RV相等或比其更大(RS≥RV)。而从提高平面感的观点出发，最好是RS尽可能大，但是从抑制由荫罩的热膨胀造成的色纯度劣化的观点出发，则RS的值小一些好。又已经知道，即使RS值相同，形成短边的中央部向有效区域的中心凸出的形状能够改善平面感(参照日本特愿平10-40583号公报)。下面对面板有效区域内表面的形状及荫罩的曲面维持强度进一步作详细说明。
荫罩方式的彩色显像管，在其工作原理上要求荫罩相当于面板内表面保持一定的距离。因此，为了维持用薄铁板或热膨胀率低的因瓦合金材料构成的荫罩的形状，特别是冲压成型制造的荫罩，其形状必须是曲面。
又，由于从荫罩的中央部到荫罩的周边部，电子束通孔的间距逐渐加大，即使在面板内表面为平面的情况下，也能够把荫罩的有效面做成曲率半径大的曲面，但是电子束通孔的间距对彩色显像管的析像度有影响，所以不希望使间距的变化率大于某一程度。还有，近年来提出了从中央部到周边部通孔间距大致均匀的要求，因此需要采用面板内表面与荫罩具有相同曲率半径的曲面。
这样，面板的内表面必须是使相对设置的荫罩具有某种程度的曲面维持强度的曲面。而且由于荫罩的局部热膨胀会引起图像色纯度劣化，为了抑制这种色纯度劣化，面板有效区域的内表面必须采取特别是在长轴方向具有某一程度的曲率半径的曲面形状。
如上所述，本发明的彩色显像管中，面板有效区域的外表面是平坦的，而且内表面形成满足上述式(1)及式(2)的曲面，所以真空外壳保持着能够承受大气压的强度，与已有的彩色显像管相比，能够显示视觉性能有提高的有平面感的图像。而且荫罩保持其曲面维持强度，能够防止荫罩的热膨胀引起的色纯度劣化。于是能够实现显示质量高的彩色显像管。
而且在本发明中，最好是使下式所示条件得到满足，即
RL≥RH                ……(3)
在长边方向的平均曲率半径RL比长轴方向的平均曲率半径RH大或相等的情况下，面板有效区域的长边与收看画面时的角度无关，大致为一直线状，因此进一步改善了画面的平面感。
还有，在本发明中，最好是面板的有效区域的内表面是满足下述所示条件，即
2＜RH/RV＜15        ……(4)
1＜RH/RD＜10        ……(5)的曲面，而且更理想的是形成满足下式(6)及式(7)，即
1≤RS/RV＜5         ……(6)
3＜RL/RH            ……(7)的至少两者之一的曲面。
上述式(4)及式(5)所示的理想的范围是抑制由于荫罩的局部热膨胀而引起的图像色纯度劣化，并且使中心部与周边部的面板壁厚差不会太大的充分而且必要的条件。在RH/RV值小于2或RH/RD值小于1的情况下，不能充分防止由于荫罩的局部热膨胀而引起的色纯度劣化。反之，在RH/RV的值超过15或RH/RD的值超过10的情况下，面板短轴方向的端部与长轴方向的端部之间以及长轴方向的端部与对角轴方向的端部之间的壁厚差都过大，不理想。
式(6)(1≤RS/RV＜5)是画面实现平面性要求的条件。也就是说，在从侧面看画面(面板的有效区域)时，要使短边的可视性不损害平面性，根据上述不等式(2)(RS≥RV)，RS/RV≥1是必要的。又，在使RS/RV≥5的情况下，荫罩的局部热膨胀较大，画面的色纯度劣化，不理想。
还有，为了提高平面性，最好是3＜RL/RH。也就是说，为了进一步提高画面的平面感，在面板的有效区域内表面，最好是取RL的值为15000毫米以上，使长边为大致处于同一平面的直线。于是，在内表面是接近球面的曲面的情况下，RH最大为5000毫米，所以为了使长边大致为直线状，RL/RH的值的理想范围是3以上。
附图概述
图1是本发明彩色显像管第1实施例的概略结构的剖面图。
图2表示第1实施例的面板有效区域内表面的形状。
图3是本发明彩色显像管第2实施例的面板有效区域内表面的形状。
图4表示已有的彩色显像管的面板有效区域内表面的形状。
本发明的最佳实施方式
下面对本发明的最佳实施形态进行说明。但是本发明不限于下述实施例。
实施例1
横∶纵＝16∶9，对角线尺寸为76毫米的彩色显像管，其面板有效区域的外表面是大致平坦的面(对角轴方向的平均曲率半径大于10000mm)，内表面是以高次多项式表示的曲面形状。这一曲面的形状如图2所示。为了进行比较，将已有的彩色显像管面板有效区域内表面的形状表示于图4。
在面板有效区域的内表面，以中心C为原点时的长轴(X轴)端H、短端(Y轴)端V及对角轴端D的座标(x、y、z)分别表示于表1，各轴端H、V、D的z值的负号表示各轴端H、V、D相对于中心C在垂直于纸面的方向上偏向下方。
表1
                                坐标(mm)x、y、z)
  中心C   水平轴端(长轴端)H   垂直轴端(短轴端)V   对角轴端D
  (0、0、0)   (330、0、-5)   (0、186、-13)   (330、186、-17)
又，这时长轴方向的平均曲率半径RH、短轴方向的平均曲率半径RV、长边方向的平均曲率半径RL、以及短边方向的平均曲率半径RS分别示于表2。
表2
               平均曲率半径(mm)
  RH   RL   RV   RS
  10893   13656   1337   1448
如表2所示，实施例1的彩色显像管的面板，其有效区域的内表面是完全满足下述各式、即
RH＞RV        ……(1)
RL＞RH    ……(2)
RS＞RV    ……(3)的曲面，与平坦的外表面相结合，更提高了视觉性能，能够显示平面感良好的图像。而且荫罩的曲面维持强度足够大，能够防止由于热膨胀而造成的色纯度劣化，因此能够显示质量良好的图像。
实施例2
与实施例1一样，在横纵比为16∶9，对角线尺寸为76cm的彩色显像管中，面板的有效区域的外表面大致为平坦的表面，内表面采取高次多项式所表示的、如图3所示的曲线形状。
在该面板的有效区域的内表面，以中心C为原点时的长轴端H、短轴端V及对角轴端D的座标(x、y、z)示于表3。
表3
                                   坐标(mm)(x、y、z)
  中心C   水平轴端H   垂直轴端V   对角轴端D
  (0、0、0)   (330、0、-3)   (0、186、-16)   (330、186、-17)
又，这时的长轴方向的平均曲率半径RH、短轴方向的平均曲率半径RV、长边方向的平均曲率半径RL、以及短边方向的平均曲率半径RS分别表示于表4。
表4
              平均曲率半径(mm)
  RH   RL   RV   RS
  18152   54616   1089   1243
如表4所示，实施例2的彩色显像管，其有效区域的内表面是完全满足上述式(1)～(3)的曲面。特别是在本实施例中，有效区域的内表面是长边上有1毫米的楔形(壁厚差)的形状。
还有，如果长边上的管轴方向的坐标差是2毫米左右，则可以说长边是大致在同一平面上，本实施例的面板，如表3所示，短轴端V与对角轴端D的管轴方向的坐标差是1毫米(17毫米～16毫米)，因此长边大致在同一平面上形成直线。顺便说一下，长轴端H与对角轴端D在管轴方向上的坐标差较大，为14毫米(17毫米～3毫米)，短边不是在同一平面上。
这样，实施例2的彩色显像管，其面板的有效区域的内表面形成前面所述的曲面形状，长边大致在同一平面上，因此平面程度更高，视觉性能更好。又，与实施例1的彩色显像管相比，可以使荫罩形成曲面维持强度更大的曲面，防止荫罩热膨胀引起的色纯度劣化。
实施例3
与实施例1一样，在横纵比为16∶9、对角尺寸为76cm的彩色显像管中，面板有效区域的外表面大致平坦，内表面形成用高次多项式表示的曲面形状。
在这种面板的有效区域内表面，以中心C为原点时长轴端H、短轴端V及对角轴端D的坐标(x、y、z)分别表示于表5。
表5
                                   坐标(mm)(x、y、z)
  中心C   水平轴端H   垂直轴端V   对角轴端D
  (0、0、0)   (331、0、-8)   (0、186、-12)   (331、186、-13)
又，分别求出这些长轴方向的平均曲率半径RH、短轴方向的平均曲率半径RV、长边方向的平均曲率半径RL、短边方向的平均曲率半径RS、以及对角轴方向的平均曲率半径RD。还分别计算出各平均曲率半径的比(RH/RV、RH/RD、RL/RH以及RS/RV的值。这些结果分别示于表6
表6
                     平均曲率半径(mm)
  RH   RL   RV   RS   RD
  6852   54781   1448   3462   5551
                      平均曲率半径比
  RH/RV   RH/RD   RL/RH   RS/RV
  4.7   1.2   8.0   2.4
如表6所示，实施例3的彩色显像管的面板，其有效区域的内表面是完全满足下述各式、即
2＜RH/RV＜15            ……(4)
1＜RH/RD＜10        ……(5)
1≤RS/RV＜5         ……(6)
3＜RL/RH            ……(7)的曲面，因此与平坦的外表面相结合，更提高了视觉性能，能够显示平面感良好的图像。又，荫罩的曲面维持强度能够保持足够大，能防止热膨胀引起的色纯度的劣化，所以能够显示质量良好的图像。而且，这种彩色显像管的面板在从45度倾斜的方向看画面时短边形成向有效区域的外侧凸出，曲率半径十分大(曲率半径R约18700毫米)的曲线，因此可以得到能够满足的平面感。
实施例4
在横∶纵＝4∶3、对角线尺寸为68cm的彩色显像管中，使面板有效区域的外表面为大致平坦的面、而使内表面为由高次多项式表达的曲面形状。
在该面板的有效区域内表面，以中心C为原点的时长轴端H、短轴端V及对角轴端D的坐标(x、y、z)分别表示于表7。
表7
                                  坐标(mm)(x、y、z)
  中心C   水平轴端H   垂直轴端V   对角轴端D
  (0、0、0)   (272、0、-8)   (0、204、-13)   (204、186、-14)
又，分别求出这时的长轴方向的平均曲率半径RH、短轴方向的平均曲率半径RV、长边方向的平均曲率半径RL、短边方向的平均曲度半径RS、以及对角轴方向的平均曲率半径RD。又分别计算出各平均曲率半径的比(RH/RV、RH/RD、RL/RH以及RS/RV)的值。这些结果分别示于表8。
表8
                     平均曲率半径(mm)
  RH   RL   RV   RS   RD
  6628   36978   1607   3471   4136
                     平均曲率半径比
  RH/RV   RH/RD   RL/RH   RS/RV
  2.88   1.12   7.99   2.16
如表8所示，实施例4的彩色显像管的面板，其有效区域的内表面与实施例3一样，形成完全满足前述式(4)到式(7)的曲面，因此，与平坦的外表面相结合，使视觉性能进一步提高。又使荫罩保持足够大的曲面维持强度，可以防止由于热膨胀而造成色纯度劣化，因此能够显示出质量良好的图像。而且，该彩色显像管的面板中，从45度倾斜的方向观看画面时短边形成向有效区域外侧凸出的、曲率半径十分大(曲率半径R约18500毫米)的曲线，因此能够得到可以满足的平面感。
如上所述，采用本发明，则面板有效区域的内表面形成满足下述不等式、即
RH＞RV，并且RS≥RV，或
RH＞RV，并且RS≥RV，而且RL≥RH的曲面，因此不但真空外壳充分保持能耐受大气压的强度，而且也提高了视觉性能，能够显示具有平面感的图像。又，由于荫罩保持着曲面维持强度，能够防止荫罩的热膨胀引起的色纯度劣化，可以得到显示质量良好的图像的彩色显像管。
还有，在本发明中，将面板有效区域内表面的平均曲率半径的比限定于
2＜RH/RV＜15，并且1＜RH/RD＜10的范围内，特别是从倾斜方向观看的情况下可以进一步提高画面的平面性。

Claims (4)

1.一种彩色显像管，具备其外表面平坦，内表面由曲面构成的平面形状的，有为矩形的有效区域的透明的面板，以及在该面板的所述有效区域的内表面配设的荧光屏，其特征在于，
所述有效区域的内表面是满足下式所示条件，即
RH＞RV    ……(1)
RS≥RV    ……(2)
2＜RH/RV＜15    ……(4)
1＜RH/RD＜10    ……(5)
1≤RS/RV＜5     ……(6)的曲面，其中RH为通过所述有效区域内表面中心与长轴上的端部的圆弧的半径、即长轴方向的平均曲率半径；RV为通过所述中心与短轴上的端部的圆弧的半径、即短轴方向的平均曲率半径；RS为通过所述长轴上的端部与对角轴上的端部的圆弧的半径、即短边方向的平均曲率半径，RD为通过所述中心与所述对角轴上的端部的圆弧的半径、即对角轴方向的平均曲率半径。
2.根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，
所述有效区域的内表面是满足下式所示条件，即
RL≥RH    ……(3)的曲面，其中RL为通过所述短轴上的端部与所述对角轴上的端部的圆弧的半径、即长边方向的平均曲率半径。
3.根据权利要求1或2所述的彩色显像管，其特征在于，在所述有效区域的内表面，通过所述短轴上的端部与所述对角轴上的端部的长边在一个平面上。
4.根据权利要求2所述的彩色显像管，其特征在于，
所述有效区域的内表面是满足下式所示条件，即
3＜RL/RH    ……(7)的曲面。
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