CN1385874A - 彩色阴极射线管 - Google Patents

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Abstract

在一种彩色阴极射线管中,矩形屏盘具有稍微中凸,具有较大外曲率半径以几乎为平面的外表面和中凹的内表面,该内表面满足以下条件:0.98<Rh/Rd<1.02,0.95<Rv/Rd<1.04,0.98<Rt/Rh<1.02,以及0.98<Rs/Rv<1.05,其中,Rd是屏幕有效表面区域内的对角剖面曲率半径,Rt是沿长边的周边剖面曲率半径,Rs是沿短边的周边剖面曲率半径,Rh是在穿过屏幕有效表面区域中心并平行于长边的x轴上的剖面曲率半径,而Rv是在穿过屏幕有效表面区域中心并平行于短边的y轴上的剖面曲率半径。于是,通过将屏盘内曲率设置为最佳形状而使图象畸变最小化,并获得较高的图象质量。

Description

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，且更具体地说，涉及一种能够通过使图象的畸变最小化而获得较高图象质量的彩色阴极射线管，这是通过将屏盘(panel)的内曲率设计为最佳形状而实现的。
                        背景技术
一般地，如图1所示，彩色阴极射线管包括其后表面上覆盖具有R、G、B的荧光屏1的屏盘3、连接到屏盘3的后边缘上的锥体4、插入锥体4的颈部5并发射电子束的电子枪7，以及以一定距离安装在屏盘3后面并具有多个孔的荫罩8，该孔作为电子束6的通道。荫罩一般受拉力。
现有技术中，如图2所示，在屏盘3的内曲率中，对角曲率半径Rd大于短边曲率半径Rv并小于长边曲率半径Rh。
更详细地说，在根据现有技术的屏盘3中，Rh/Rd不小于1.1，且Rv/Rd不大于0.8。
当长边曲率、短边曲率和对角曲率之间的半径差较大时，由于在荫罩8角部处的结构刚度格外地下降，荫罩8会由于外部冲击而容易变形，并因此跌落特性急剧下降，并发生图像畸变。
另外，当电子束在水平方向或垂直方向在一般的阴极射线管中发射时，从偏转中心到屏幕有效区域的中心部分、短边部分或长边部分的距离彼此不同，并因此当显示垂直线或水平线时，出现图像畸变现象(即，垂直线或水平线歪曲)。在加大及平面屏幕阴极射线管中图像畸变现象变得更严重。
尤其是，当进行诸如CAD(计算机辅助设计)工作时，直线会歪曲成曲线，或真实的圆会歪曲成椭圆，并因此严重降低了实用性。
                        发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种彩色阴极射线管，其能够增加荫罩的结构刚度，并通过将长边曲率、短边曲率和对角曲率设计为最佳状态而改善抵御外界冲击的可靠性。
为了实现上述目的，提供了一种彩色阴极射线管，其具有几乎平面屏幕的外表面和曲率满足以下条件的内部屏盘：
0.98＜Rh/Rd＜1.02，
0.95＜Rv/Rd＜1.04，
0.98＜Rt/Rh＜1.02，以及
0.98＜Rs/Rv＜1.05
其中，Rd是屏幕有效表面区域内的对角剖面曲率半径，Rt是沿长边的周边剖面曲率半径，Rs是沿短边的周边剖面曲率半径，Rh是在穿过屏幕有效表面区域中心并平行于长边的x轴上的剖面曲率半径，而Rv是在穿过屏幕有效表面区域中心并平行于短边的y轴上的剖面曲率半径。
                        附图说明
图1是示出一般的彩色阴极射线管的纵剖视图；
图2是示出包含在彩色阴极射线管内的屏盘的透视图；
图3是示出基于根据本发明的屏盘内曲率半径的荫罩结构刚度变化的曲线；
图4是示出基于根据本发明的屏盘内曲率半径的跌落特性和落点偏移变化的曲线；
图5是示出基于根据本发明的屏盘内曲率半径的失效率变化曲线；
图6是示出根据本发明的屏盘的纵剖面图；
图7是示出一般屏盘偏转效应的示意性剖视图；
图8是示出基于根据本发明的屏盘内曲率半径和光上升(light rising)代表值的屏幕平面感觉(flat sensitivity)的曲线；以及
图9是示出根据本发明的基于屏盘内曲率半径的结构刚度和最大应力之间的关系的曲线。
                       具体实施方式
以下，将参照附图，描述根据本发明的彩色阴极射线管。
如图2所示，根据本发明的彩色阴极射线管的屏盘被成形为满足0.98＜Rh/Rd＜1.02以及0.95＜Rv/Rd＜1.04的范围，其中Rd是在屏幕有效表面区域内的对角剖面曲率半径，Rt是沿长边的周边剖面曲率半径，Rs是沿短边的周边剖面曲率半径，Rh是沿穿过屏幕有效表面区域中心并平行于长边的x轴的剖面曲率半径，而Rv是沿穿过屏幕有效表面区域中心并平行于短边的y轴的剖面曲率半径。
如图3所示，当屏盘不满足0.98＜Rh/Rd＜1.02以及0.95＜Rv/Rd＜1.04的范围时，荫罩的结构刚度被减小到更小，且荫罩容易被外部冲击变形，并于是出现图像畸变，其中，Rh是沿穿过屏幕有效表面区域中心并平行于长边的x轴的剖面曲率半径，Rv是沿穿过屏幕有效表面区域中心并平行于短边的y轴的剖面曲率半径，而Rd是在屏幕有效表面区域内的对角剖面曲率半径。
下表1示出基于彩色阴极射线管的屏盘内曲率半径的跌落特性试验结果。
表1
    Rh/Rd     质量     Rv/Rd     质量
    0.94   错误着屏     0.91   错误着屏
0.96 另一颜色反射 0.93 另一颜色反射
    0.98   良好     0.95   良好
    1.00   良好     1.00   良好
    1.02   良好     1.04   良好
    1.04   另一颜色反射     1.06   另一颜色反射
    1.06   错误着屏     1.08   错误着屏
一般，跌落特性可以通过检查屏幕的图象质量予以测量，且具体地说，其可以在从一定高度将阴极射线管跌落到地面上后在角部容易地观察测量到。如图1所示，当屏盘的内曲率在0.98＜Rh/Rd＜1.02以及0.95＜Rv/Rd＜1.04的范围时，可以获得足够的跌落特性。
然而，如表1所示，当Rh/Rd为0.96或1.04，及Rv/Rd为0.93或1.06时，另一颜色发生反射(reflection)，而当Rh/Rd为0.94或1.06，且Rv/Rd为0.91或1.08时，出现错误着屏。
于是，当屏盘的内曲率在0.98＜Rt/Rh＜1.02且0.95＜Rs/Rv＜1.05范围内时，改善了跌落特性，但相反，当屏盘的内曲率不在0.98＜Rh/Rd＜1.02以及0.95＜Rv/Rd＜1.04的范围时，发生另一种颜色偏转，或出现错误着屏，并因而跌落特性显著降低。
以下，屏盘被成形为满足0.98＜Rt/Rh＜1.02且0.95＜Rs/Rv＜1.05的范围，其中Rt是沿长边的周边剖面曲率半径，Rh是沿穿过屏幕有效表面区域中心并平行于长边的x轴的剖面曲率半径，Rs是沿短边的周边剖面曲率半径，而Rv是沿穿过屏幕有效表面区域中心并平行于短边的y轴的剖面曲率半径。
参照图2，当Rt/Rh＞1.02时，由于沿长边的周边剖面曲率半径Rt和Rh(通过中心)曲率半径之间的差异较大，而导致内凹曲率恶化。
更详细地说，与长边周边曲率相比，由于沿屏盘中心部分的曲率剧烈减小，在屏盘内表面出现偏转点(inflection piont)，并因而降低了屏盘和屏幕图像的质量。
另外，如图4所示，当角部曲率相对增大时，由于在偏转线圈产生的电子束偏转上距离差增大，屏幕图像由错误着屏增大而导致质量下降，而错误着屏增大由会聚恶化和枕形畸变而引起。
相反，当Rt/Rh＜0.98时，屏盘内曲率由沿长边的周边剖面曲率半径Rt和通过中心的长边剖面曲率半径Rh之间的差值较大而急剧减小。换句话说，由于中心部分曲率Rh与长边四周部分曲率Rt相比急剧增大，在屏盘内表面出现偏转点，并于是使屏盘和屏幕图像的质量下降。
另外，如图6所示，当沿屏盘长边的曲率相对减小时，屏盘角部的玻璃厚度增加，且标示屏盘中心部分内玻璃厚度(CFT)和屏盘角部玻璃厚度的楔形率增大。在此，当CFT相同而楔形率增大时，玻璃屏盘的重量增加，从而制造成本增大，且在制造阴极射线管所需的热处理中的故障率增大。
换句话说，由于屏盘的中心部分和角部之间的热应力差随着楔形率增加而增大，因而在制造过程中出现较高的屏盘破碎率。
当Rs/Rv＞1.0或Rs/Rv＜0.95时，出现上述问题。
于是，可行的是将屏盘形状设定为满足0.98＜Rh/Rd＜1.02且0.95＜Rv/Rd＜1.04的范围。
接着，在现有技术的阴极射线管中，当屏盘外曲率半径不小于30000mm且屏盘内曲率半径小于屏盘外曲率半径若干倍时，由于屏盘玻璃的折射效应而使屏盘呈现出比其实际曲率更平坦。
如图7所示，当光线穿过屏盘玻璃的弯曲部分时，由于屏盘玻璃的折射效应而发生图像上升效应，并因而，在观察者眼中，图像显现在高于实际图像出现点的位置处。
因此，在实际曲率和由观察者察觉到的具体曲率感觉之间存在差异，并从而设定屏盘以改善观察者的具体曲率感官印象。
图8是示出屏幕平面感觉的曲线，其中沿x轴绘出的Rv/Ye是通过屏盘内截面曲率半径除以屏幕Ye的屏幕有效表面区域纵向尺寸的一半而推导，而光上升代表值R为表示考虑由折射效应引起的图像上升效应时的屏幕平面感觉的值。而随着光上升代表值的增大，而观察者的平面感觉提高。
光上升代表值R可以由以下公式算出：
相对位置＝角部假想图像位置-中心部分假想图像位置
光上升曲率半径＝(相对位置2+Ye2)/(2×相对位置)
光上升代表值R＝光上升曲率半径/(2×Ye×1.767)
在试验中，当光上升代表值R不小于3.5时，观察者可以感觉到平面感觉，这意味着图7中Rv/Ye必须不小于7。例如，当Ye＝200mm时，Rv必须不小于1400mm。
同时，在具有不小于30000mm的屏盘外曲率的阴极射线管中，即，几乎平面的屏盘外表面时，屏盘内表面的内曲率直接影响结构刚度。
更详细地说，在图9的曲线中，Rv×CFT被绘在x轴上，而阴极射线管上的最大应力被绘在y轴上。在此，最大应力由大气压施加到阴极射线管上，而结构刚度随着最大应力的减小而增大。
如图9所示，为了具有稳定的结构刚度，一般地，屏盘必须被设计为承受不超过80～90kgf/cm2，该值作为最大应力。
在图9曲线中沿x轴绘出的值Rv×CFT中，CFT(中心面板厚度)为屏盘中心部分的厚度。CFT增大对屏盘的结构刚度是有利的；然而，当CFT太厚时，其在某些方面，如重量增大、平面感觉减弱以及热特性不良等是不利的；因而，CFT必须适宜地设定。
另外，当短边内曲率半径Rv增大时，平面感觉增加，然而，当短边内曲率半径Rv大于一定值时，荫罩的结构刚度减小。阴极射线管中的内侧是高真空状态，因此，其持续受到大气压影响。于是，Rv值必须设定为可承受大气压。
如图9中x轴的数值，Rv×CFT-2.79是极大影响阴极射线管结构刚度的两个因素Rv和CFT的结合考虑。当Rv×CFT的x轴值大于2.0时，这对结构刚度是不利的。
如上所述，根据本发明的彩色阴极射线管通过将屏盘的内曲率设计为最佳形状而对改善彩色阴极射线管抵抗大气压的耐久性是有利的，同时通过减小电子束由偏转线圈偏转位置的距离差而最小化落点的偏离，从而改善色彩纯度。
另外，根据本发明的彩色阴极射线管优点为通过确保荫罩的足够的结构刚度而对提高彩色阴极射线管抵抗外部冲击的可靠性，通过减小屏盘中心部分和角部之间的热应力分布差而减小热处理中的屏盘破碎率，通过屏盘生产过程中简化加工而降低生产成本，并具有良好的平面感觉。

Claims (6)

1.一种彩色阴极射线管，其包括具有稍微中凸的、几乎平面外表面的矩形屏盘，其特征在于，屏盘内表面满足以下条件：
0.98＜Rh/Rd＜1.02，
0.95＜Rv/Rd＜1.04，
0.98＜Rt/Rh＜1.02，以及
0.98＜Rs/Rv＜1.05
其中，Rd是屏盘的屏幕有效表面区域内的对角曲率半径，Rt是沿屏盘长边的周边曲率半径，Rs是沿屏盘短边的周边曲率半径，Rh是在穿过屏幕有效表面区域中心并平行于屏盘长边的x轴上的曲率半径，而Rv是在穿过屏幕有效表面区域中心并平行于屏盘短边的y轴上的曲率半径。
2.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，屏盘被成形为满足以下条件：
Rv/Ye＞7
其中，Ye是屏盘短边长度的1/2。
3.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，屏盘被成形为满足以下条件：
Rv×CFT-279＜2.0
其中，CFT(中心面板厚度)为屏盘中心部分的厚度。
4.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，屏盘被成形为满足以下条件：
Rv/Ye＞7，以及
Rv×CFT-2.79＜2.0，
Ye是屏盘短边长度的1/2，而CFT(中心面板厚度)为屏盘中心部分的厚度。
5.一种彩色阴极射线管，包括：
具有稍微中凸、几乎平面外表面及中凹弯曲的内表面的矩形屏盘，该内表面满足以下条件：
0.98＜Rh/Rd＜1.02，及
0.95＜Rv/Rd＜1.04，
其中，Rd是屏盘的屏幕有效表面区域内的对角曲率半径，Rh是在穿过屏幕有效表面区域中心并平行于屏盘长边的x轴上的曲率半径，而Rv是在穿过屏幕有效表面区域中心并平行于屏盘短边的y轴上的曲率半径。
6.一种彩色阴极射线管，包括：
具有稍微中凸、几乎平面外表面及内表面的矩形屏盘，该内表面满足以下条件：
0.98＜Rt/Rh＜1.02，以及
0.98＜Rs/Rv＜1.05
其中，Rh是在穿过屏幕有效表面区域中心并平行于屏盘长边的x轴上的曲率半径，Rt是沿屏盘长边的周边曲率半径，Rv是在穿过屏幕有效表面区域中心并平行于屏盘短边的y轴上的曲率半径，而Rs是沿屏盘短边的周边曲率半径。
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