CN1344010A - 屏面为平面的荫罩型彩色阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种彩色阴极射线管,包括一个屏面,该屏面具有一个为平面的外表面和一个为曲面的内表面,并且内表面具有一个约为矩形的有效屏幕,其中图象在该有效屏幕上显示。设定Tc、Td和D分别为其中心的屏面玻璃厚度、对角线有效直径一端的玻璃厚度和对角线有效直径的一半,(Td－Tc)/D≤7.5并且最大偏转角在96°和99°之间。

Description

屏面为平面的荫罩型彩色阴极射线管

彩色阴极射线管显示屏的可视性可通过整平其外屏面而得到改善。但是，在荫罩型彩色阴极射线管中，为了保持荫罩的机械强度，其荫罩的有效面部分必须给定一个曲率。因此，即使外屏面制作成平面，也必须使与荫罩相对的屏面的内表面具有一个曲度。此技术在日本专利待公开No.64451/1998中公开。

现在还要求减小彩色阴极射线管的整个长度以使显示监视器装置的空间紧凑。减小这种彩色阴极射线管的整个长度的通用方法是增加电子束的偏转角。在其外屏面是圆弧形(曲线形)的相关技术的阴极射线管中，所采用的偏转角是90°、100°和110°。偏转角增加所带来的好处是减小了阴极射线管的整个长度并且减小了其主透镜和其荧光屏之间的距离，从而改善了聚焦。但是，在其外屏面为平面的阴极射线管中，偏转角变大所产生的问题是增加了光栅失真，或者是容易产生管颈阴影。因此，现在还没有相关的技术能够获得其外屏面是平面的阴极射线管并且其具有要求的显示性能。

根据本发明的彩色阴极射线管(彩色显象管)具有一个其外表面接近平面的屏面，并且阴极射线管的整个长度可以减小，其屏幕的光栅失真被抑制在一个实际的范围之内，而不管其是否具有足够的管颈阴影容限。

在根据本发明的彩色阴极射线管中，假设D、Tc和Td分别为对角线有效直径的一半、在其中心的屏面玻璃厚度和有效屏幕的对角线端的玻璃厚度，则(Td-Tc)/D设置为7.5％或更小，并且电子束的最大偏转角设置在96°和99°之间。

参考下列附图将详细描述本发明的最佳实施例，其中：

图1表示根据本发明的彩色阴极射线管的示意图；图2是一个屏面的剖面图；图3表示光栅枕形失真的一个例子；图4表示荧光点排列的一个实例；图5表示其对角线方向的内屏面的等效曲率半径和偏转角之间的关系；图6表示本发明枕形失真的一个例子；图7表示枕形失真的一般实例；图8的平面图表示本发明实施例中的荫罩孔形状；图9的示意图以截面表示本实施例中的荫罩形状；图10的剖面图表示本发明实施例中的屏面的构造；图11是屏面敷层的光栅的说明图；图12表示在本发明实施例中的屏面的每个组成部分的光透过率。

图1是一种彩色显象管(CDT)的示意图，其屏面部分的对角线尺寸是19英寸。屏面1的外表面是平面，其内表面是曲面。这种屏面1的对角线外尺寸是492.8±0.6mm。管颈2含有一个具有一列式结构的电子枪9，并且通过锥形部分3与屏面1连接。参考线31和管轴的交点32被定义为偏转中心。由一条连接偏转中心32和电子撞击在内屏面上的点的直线与管轴所形成的角度被定义为偏转角囗。这条参考线31是彩色阴极射线管的设计基础，并且被设置在从管颈2和锥形部分3之间的密封部分面向屏面1的位置上。此处所用的术语“最大偏转角”表示的角度是连接偏转中心32和内屏面有效屏幕的对角线轴的一端的直线和管轴所形成的角度的两倍。

点状磷光体在荧光屏4上形成。荫罩5具有多个圆孔并且由框架6支撑，并且通过弹簧8装配在屏面1上。荫罩5具有一个多孔的有效部分，电子束通过这些孔。内部磁屏蔽7安装在支撑框6上。偏转电子束的偏转线圈10装配在锥形部分3的圆锥部分33上。在本实施例中，偏转线圈10和装配了偏转线圈10的锥形部分3的圆锥部分33中的每一个在垂直于管轴的方向上都具有一个矩形截面。磁组件11调节三个一列式电子束的会聚和纯度。张力板12防止管子的内爆。

外屏面是平面而内屏面具有曲率的原因是需要向荫罩5提供一个曲率。屏面1的中心玻璃厚度是11.5mm，并且该屏面周围玻璃的厚度大于中心的厚度，这是由于内屏面和外屏面间的曲率差值引起的。在本实施例中，外屏面的形状Zo(x，y)由下面的定义公式给出：

Zo(x，y)＝Rx-(Rx-Ry+Ry²-y²)²-X²其中Rx＝50,000mm并且Ry＝80,000mm。内屏面的形状Zi(x，y)由下面的定义公式给出：

Zi(x，y)＝Rx-(Rx-Ry+Ry²-y²)²-X²其中Rx＝1,650mm并且Ry＝1,790mm。

表1示出了在本发明实施例的彩色阴极射线管的屏面1的各个轴向的有效直径。

表1

轴	有效直径
		短轴直径	274.3mm
长轴直径	365.8mm
		对角线轴直径	457.2mm

形状如本发明实施例的屏面在其不同位置具有不同的曲率半径。相应地，如图2所示，等效曲率半径R通过与屏面1的中心有关的屏面1的周围的减少量作如下定义：

R＝(D²+Z²)/(2Z)其中D表示作为有效直径一半的值，而Z表示屏面1的中心和屏面1的有效面边缘部分之间的高度差。可以为屏面1的短轴、长轴和对角线轴定义此等效曲率半径。如果在外屏面的对角线轴方向的等效曲线半径是10,000mm或更大，则外屏面看起来接近平面。在本实施例中，内屏面的对角线轴方向的等效曲线半径是1,693mm，外屏面是52,258mm。

分别设定Tc和Td是屏面1的中心玻璃厚度和在有效屏幕对角线端的屏面1的周围玻璃厚度，则楔型量定义为：

W＝(Td-Tc)/D随着楔型量W的增大，外屏面和内屏面间的曲率半径的差值也增加。

荫罩5的曲率接近内屏面的曲率半径。相应地，在外屏面为平面的屏面1中，如果没有提供给内屏面一定的曲率而是提供给屏面1一定程度的楔型量W，那么荫罩就不能给定足够的曲率，这样荫罩的机械强度就会成为一个问题。在冲压成型的荫罩中，屏面1的楔型量W需要为5％或更多，最好是5.5％或更多。但是，如果楔型量W太大，就会出现一些问题；例如，屏面1的中心和周围的玻璃厚度差变大，这样屏幕的中心和周围的光透射比的差值将变大，或者屏面1变得难以制造。因此，可使楔型量W为7.5％或更小，最好是7.0％或更小。本发明实施例的彩色阴极射线管的屏面1的楔形量W是6.6％。

但是，如果以此方式通过减少楔型量W来使内屏面接近平面，则产生的问题是屏幕的光栅形状101变成枕形。这种光栅失真特别在具有水平分辩率为1,600或更高的高分辩率显象管中会成为一个严重的问题。

1,600或更高的水平分辩率意味着由以间距Ph排列的磷光体对组成的1，600或更多的磷光体存在于图4所示的水平方向上。在图4中，符号G表示绿色磷光体，符号B表示兰色磷光体，符号R表示红色磷光体。如果试图通过使用偏转线圈10的特性解决这种光栅失真的问题，那么BSN的值变小并且彩色阴极射线管的批量生产变得困难。实际上，如果彩色阴极射线管是批量生产，则BSN的值需要是3mm或更大。术语BSN(射束撞击管颈(Beam Strike Neck))表示偏转线圈10向电子枪9移动的距离，移动的位置是从直接与锥形部分3接触的位置到产生管颈阴影的位置。

由于最大偏转角增加，此问题就变得更加突出。本发明人已经发现，如果光栅失真和BSN都被考虑的话，则需要在内屏面的曲面和电子束偏转角之间具有某种关系。此关系在图5中示出。如果BSN的实际值确定，则最大偏转角的上限随着对角线轴方向上内屏面的等效曲率半径的变大而变小。在图5中，如果等效曲率半径是1,700mm，则BSN是3.5mm，如果等效曲率半径是1,250mm，则BSN是4.5mm。

图6表示在偏转角为98.2°且楔型量为6.6％的情况下的屏幕上的偏转失真状态。此时，BSN是3.5mm。图6仅仅示出了在屏幕上显示的所谓的网状光栅的最外面的上线和下线以及中间线。在本实施例中，最外面的上线和下线接近直线，并且中间线假定为轻微地枕形。这被称作是内部枕形失真。在本实施例中，内部枕形失真的值在允许的范围内是0.7m或更小。

图7示出了一般的网状光栅。在图7中，最外面的水平线假定为轻微的桶形，但中间线假定为枕形。设A和B分别为偏离最外直线的量和中间枕形失真的量，则内部枕形失真INP被定义为INP＝B-A/2。在最外面的水平线假定为枕形的情况下，A具有一个正值，而在最外面的水平线假定为桶形的情况下，A具有一个负值。需要这个求值的原因是屏幕上的外部和内部失真同样重要。甚至在诸如图7所示的一般情况下，内部枕形失真INP也需要是INP≤0.7mm。

在本发明的彩色阴极射线管的外部尺寸是19英寸的情况下，如果偏转角是96°，与偏转角是90°的彩色阴极射线管比较，可以减小彩色阴极射线管的整个长度20mm或更多。另一方面，如果偏转角超过99°，则变得难以把光栅失真抑制在CDT的实际范围之内，同时保证要求的BSN。因而最好把最大偏转角减小到98.5°或更小。

在本实施例中，偏转线圈给定了一个矩形截面，从而防止因偏转角的增加而增加偏转功率。当然，本实施例锥形部分3的圆锥形也给定了一个矩形截面以适用于该偏转线圈。通过使用矩形偏转线圈，与圆形偏转线圈相比较，水平偏转灵敏度可提高26％并且垂直偏转灵敏度可提高12％。因此，彩色阴极射线管的枕形失真和BSN得到改善。

由于本发明应用于具有平面外屏面和小楔形量的彩色阴极射线管，因而荫罩的等效曲率半径变大，并且荫罩的机械强度和拱起成为一个问题。为了解决这个问题，荫罩的材料使用U-INVAR(32％Ni-4％Co-Fe)。因使用这种材料所获得的强度和拱起特性的改善在表2中列出。在下表中，杨氏模量与荫罩的机械强度有关，热膨胀系数与拱起特性有关。

表2

	U-INVAR	INVAR
			杨氏模量(Kgw/mm2)	14100	12200
热膨胀系数	0.5×10-6	1.5×10-6

在本实施例中，荫罩边缘部分的孔具有一种特定的形状，这样荫罩的强度被进一步提高。图8以平面图的形式表示这种孔的形状。图8所示大孔51为椭圆形的原因在于孔51的径向尺寸变大可以防止电子束发射到荫罩的侧壁53上，并且孔51在径向和垂直方向上都变小可以使荫罩的平均厚度变大。

图9表示沿着图8的线A-A的剖面图。在图9中，符号Hm表示在其外侧上的小孔52的值。假设Tm是荫罩的厚度，则Hm/Tm是0.20或更大，最好是0.25。在本实施例中，Hm/Tm的值增加以保证荫罩强度并且防止光晕。其原因在于随着偏转角的增加，光晕变成了一个更为严重的问题。

由于本发明应用到具有平面外屏面和曲面内屏面的一种屏面中，所以该屏面的中心厚度和周围厚度彼此大大不同。例如，该屏面的中心厚度是11.5mm，而该屏面的周围厚度是26.5mm。如果此方式下的屏面玻璃厚度不同，那么在使用光透射率低的玻璃材料的情况下，中心亮度和周围亮度间的比率变大。在本实施例中，具有较大光透射率的半透明玻璃作为屏面玻璃使用，这样屏面玻璃的中心和周围的光透射率的差值变小。

因屏面玻璃光透射率的增加而增加的对比度通过图10所示的内表面滤波器4f得到补偿。内表面滤波器4f在黑色矩阵4b和磷光体4p之间形成，并且包含于内表面滤波器4f中的一种颜料主要对光吸特性负责。兰口红颜料的混合颜料用作该颜料，这样其光谱吸收特性尽可能地均匀一致。包含于内表面滤波器4f中的颜料的平均粒子大小是0.2μm或更小。内表面滤波器4f具有降低从内屏面的外部反射的效果，并且还具有使内屏面的曲面难以察觉的效果。在省去使用内表面滤波器在屏面上只形成磷光体的屏面的情况下，外部光的反射比约为4.5％，但是如果内表面滤波器也用于这种屏面中，则反射比可降低至1-1.5％。在本实施例中形成的内表面滤波器的光透射率在整个荧光屏的79％-85％中接近均匀。

即使是使用光透射率高的半透明屏面玻璃，也不可能完全解决因屏面中心和周围的玻璃厚度差引起的亮度差。为了使屏面中心和周围的亮度差更小，如图11所示，屏面中心和周围的屏面敷层1s的厚度不同。屏面敷层1s包括在玻璃屏面1上形成的导电层1sc和在导电层1sc上形成的透明SiO₂层1ss。导电层1sc由超细金属粒子形成并且具有光吸收特性。形成的这个导电层1sc的屏面1的周围厚度大于中心的厚度，因而屏面1中心的光透射率小于其周围的透射率。因此，屏面1的中心和周围之间的亮度差变小。

图12表示在本实施例中的每层的光透射率的比例。在图12中，符号1F表示内表面滤波器的光吸收比例，符号1表示屏面玻璃的光吸收比例，并且符号1ss表示屏面敷层的光吸收比例。根据此结构，由于因偏转角的增加而使光栅失真得到改善，所以可以提供一种彩色阴极射线管，即使其楔形量变大，它的对比度、亮度和均匀性也优越。

Claims (15)

1.一中彩色阴极射线管，包括：

一个屏面，具有一个为平面的外表面和一个具有向该外表面凸起的曲面的内表面，该内表面具有一个约为矩形的有效屏幕，其中图象在该有效屏幕上显示，

设定Tc、Td和D分别为其中心的屏面玻璃厚度、有效屏幕的对角线端的玻璃厚度和有效屏幕的对角线直径的一半，

(Td-Tc)/D≤7.5％

一个管颈部分，其内部具有一个电子枪；以及

一个连接管颈部分和屏面的锥形部分，在连接管颈部分的周围部分，该锥形部分具有一个圆锥部分，偏转线圈装在该圆锥部分上，并且还具有一条参考线，它位于从管颈和锥形部分之间的密封部分向荧光屏的位置上，

设定参考线和管轴的交点是偏转中心，并且最大偏转角是连接偏转中心和有效屏幕的对角线端的直线与管轴形成的角度的两倍，最大偏转角在96°和99°之间。

2.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中在对角线轴方向上的外屏面的等效曲率半径是10,000mm或更大。

3.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中5.0％≤(Td-Tc)/D。

4.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中5.5％＝(Td-Tc)/D≤7.0％。

5.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中最大偏转角是98.5°或更小。

6.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中荫罩是冲压成型类型的。

7.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中锥形部分的锥部呈矩形。

8.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中屏幕的水平分辩率是1，600或更高。

9.一种彩色阴极射线管，包括：

一个屏面，具有一个在对角线轴方向上的等效曲率半径是10,000mm或更大的外表面，并且具有一个向该外表面凸起的曲面的内表面，该内表面具有一个约为矩形的有效屏幕，其中图象在该有效屏幕上显示，

设定Tc、Td和D分别为其中心的屏面玻璃厚度、有效屏幕的对角线端的玻璃厚度和有效屏幕的对角线直径的一半，

(Td-Tc)/D≤7.5％

一个管颈部分，其内部具有一个电子枪；以及

一个连接管颈部分和屏面的锥形部分，在连接管颈部分的周围部分，该锥形部分具有一个圆锥部分，偏转线圈装在该圆锥部分上，并且还具有一条参考线，它位于从管颈和锥形部分之间的密封部分向荧光屏的位置上，

设定参考线和管轴的交点是偏转中心，并且最大偏转角是连接偏转中心和有效屏幕的对角线端的直线与管轴形成的角度的两倍，最大偏转角是96°或更大，

设定B为网状光栅最上面的水平线对一条直线的偏移量，其中该网状光栅在有效屏幕上显示，并且设定A为一条水平线对一条直线的偏移量，该水平线最接近屏幕长轴和最上面的水平线之间的中间部分，

B-A/2是0.7mm或更小。

10.根据权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中5.0％≤(Td-Tc)/D。

11.根据权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中5.5％≤(Td-Tc)/D＝7.0％。

12.根据权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中最大偏转角是98.5°或更小。

13.根据权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中荫罩是冲压成型类型的。

14.根据权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中锥形部分的锥部呈矩形。

15.根据权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中屏幕的水平分辩率是1，600或更高。

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