CN1407584A - 用于阴极射线管内部的提供最佳张力的屏蔽框架组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阴极射线管内的屏蔽框架组件，通过最优化地设置屏蔽框架组件上的压缩位置，它能够最小化颤噪现象和防止荫罩板局部扭曲。本发明提供的一种屏蔽框架组件包括：一个用于选择颜色的荫罩板和一个含有为荫罩板提供张力的一个主框架和用于支撑主框架的一个副框架的框架组件。其中主框架上每一个压缩位置满足：(L/2)×0.38≤X1≤(L/2)×0.52和(L/2)×0.80≤X2≤(L/2)×0.98，其中L为主框架长边的长度，X1和X2是从主框架的中心到两侧压缩点P1和P2间的距离。此外，本发明提供的另一种屏蔽框架组件，其特征是为焊接荫罩板主框架两端都被施加压力，以及主框架两端的压缩位置被设置在主框架与副框架焊接部内侧端部延长线和荫罩板副框架非有效区端部延长线垂线之间。

Description

用于阴极射线管内部的提供最佳张力的屏蔽框架组件

技术领域

本发明涉及一种屏蔽框架组件，特别是一种用于阴极射线管的屏蔽框架组件，它通过合理地设置荫罩框架组件的压缩位置，能够将颤噪现象减到最小并防止荫罩板的局部扭曲。

背景技术

图1所示为一种常规的平面阴极射线管结构的局部剖面图。参考图1，平面阴极射线管是显示设备(如电视的接收器或计算机的显示器)中用于显示图像的主要部件，通常由设置在前端的面板(1)和设置在尾部的漏斗(2)组成。

另外，由面板(1)和漏斗(2)组成的平面阴极射线管内部还包括：红，绿和蓝起发光作用的一个荧光屏(3)，在漏斗(2)瓶颈处内装的用来发射电子束(11)使荧光屏(3)发光的一个电子枪(8)，用于从电子枪(8)发出的电子束(11)中选择颜色的荫罩板(4)，被装于荫罩板(4)周边的用来对荫罩板(4)施加张力并支撑它的一个框架组件(5)，被安装在框架组件(5)周围的用来屏蔽外部地磁场的一个内屏蔽(7)，被设置围绕在面板(1)的一侧的用以抵抗外部冲击力的的一个加强带(10)。

此外，在漏斗(2)瓶颈处的外侧有一个偏转线圈(8)，用于使从电子枪(未被标示出)发射出的电子束(11)形成上下、左右的偏转，以及2、4、6极的磁柱(9)用来纠正电子的运行轨迹，确保发射出来的电子束(11)准确无误地击打在荧光物质上，从而避免彩色纯度的恶化。

图2显示了一种常规的平面阴极射线管的屏蔽框架组件的结构局部剖面图，图3a所示为一张紧型屏蔽框架组件的结构透视图，以及图3b所示为一框架组件的结构透视图。这里，在图3a中的D部位是焊接部位。

参照图2，3a和3b，该框架组件由用于对荫罩板(4)施加张力的一个主框架(5a)和用于支撑主框架(5a)的一个副框架(5b)组成。此外，屏蔽框架组件具有这样一个结构，即荫罩板是被焊接到框架组件上的。屏蔽框架组件通过连接在主框架(5a)和副框架(5b)侧面上的一个弹簧(6)和一个柱头螺栓(1a)被固定在面板(1)的内表面上。

典型地，荫罩板可被归类为：利用模具成型的栅栏式屏蔽和通过对荫罩应用张力并焊接的张紧式屏蔽。

因为传统的布罗恩(BRAUN)管被制成为具有一个预定曲率的弧形表面的形状，所以存在图像扭曲和因外部光反射在屏幕上而造成眩目的缺点，因而导致眼睛的疲劳。为了克服这个问题，这就需要实现一种纯平面的阴极射线管，也就是内外两面都是平面的一种阴极射线管。

为了实现这种纯平的阴极射线管，就需要使面板和屏蔽的曲率更平。但是，现有的栅栏式屏蔽不可能使屏蔽的曲率更平。另外，当屏蔽的曲率变得更平时，下落特性，即Braun管核心质量之一的屏蔽的结构强度特性，就被恶化了。

为了克服这样的技术困难，作为一种新概念的荫罩板，张紧式屏蔽被采用，它通过对屏蔽施加张力和确保屏蔽结构强度的方式，可以实现现有的栅栏式屏蔽所不能实现的屏蔽的平的曲率。

在利用张紧式屏蔽的阴极射线管(CRT)中，为了形成张紧型屏蔽框架组件，先将主框架(5a)压缩，再将荫罩屏蔽(4)焊接在压缩状态下的主框架(5a)上。然后，将主框架(5a)的压缩释放以向荫罩屏蔽(4)施加张力。这时，加在主框架(5a)上的张力分布由施加在主框架的压缩位置决定。当张力分布呈一平滑的U形曲线时(见图10)，使荫罩屏蔽产生抖动的颤噪现象就可以被很好地予以处理。

但是，当屏蔽的长度伴随着阴极射线管的尺寸增大趋势而增加时，屏蔽的固有频率则降低，因此荫罩板(4)在位于电视屏幕边的扬声器处于低频段时会剧烈振动。因此，为了使张力的分布适应各种频段以抵消源于外部的噪音，确定主框架上的正确的压缩位置就尤为重要。但是，当压力被置于常规的压缩位置上时，也就是如图4所示，X1＝0(主框架的中心部位)，(L/2)×0.99≤X2≤(L/2)×1.00和(L/2)×0.55≤X3≤(L/2)×0.60，这种张力分布导致了不平滑的U形的，在主框架的中心和角之间的中间区域有变形点的张力分布状态(如图5所示)。在这样的张力分布下，存在屏蔽震动的范围增大的问题，会由于临近变形点区域内的一个具有相同的频段的外部噪音，使得屏蔽剧烈震动。

另外，在栅栏式屏蔽的情况，即使在焊接框架时发生了局部变形，屏蔽上扭曲现象也不会发生。但对于张紧式屏蔽，当主框架被压缩且屏蔽被焊接到主框架后释放主框架压缩，由于主框架的恢复力，从副框架被固定的部位开始产生了不均匀的张力分布。因此，存在一个问题，如图6所示，屏蔽内会发生局部扭曲。另外，在屏蔽焊接时产生的热造成的热变形也会使屏蔽发生扭曲。

为了使框架的恢复力造成的施加到屏蔽的张力的不均衡减到最小，有一种方法可以通过减少框架的压力负荷来减少施加到屏蔽的张力。虽然这种方法对防止屏蔽扭曲有一定的作用，但当张紧式屏蔽内张力变小时，谐振频率也就是屏蔽的震动特性，根据下述表达式，则会降低。 $f=\frac{1}{2\left(L\right)}\sqrt{\frac{P}{\mathrm{\ρ}}}$

其中，f是屏蔽的固有频率，L是屏蔽作用区短轴的长度，P是作用在屏蔽两端上的张力，ρ是单位长度的质量。

当谐振(或固有)频率变低时，屏蔽对外界的震动更加敏感，使得颤噪效应被恶化，导致画面质量的降低。

另外，为了防止因焊接热造成的屏蔽热变形导致的屏蔽扭曲，有一种方法可以通过减少屏蔽焊接时的电流供应或减少焊接时间来减少焊接块的大小。但这种方法仍不能克服框架产生的问题，而且还存在由于焊接强度不够造成的焊点容易脱落的额外问题。

综上所述，仅以现有屏蔽框架组件的压缩位置的结构不可能解决传统的技术问题。

发明内容

因此，在充分考虑了发生在现有技术中的上述问题后，本发明的目的是提供这样一种阴极射线管的屏蔽框架组件，它通过最优化荫罩框架组件的压缩位置，可以最小化颤噪效应和防止荫罩局部变形。

为了实现上述目的，按照本发明的一个优选实施方案，在阴极射线管内用于提供最佳张力的一种屏蔽框架组件包括：一个用于选择颜色的荫罩板、含有一个为荫罩板提供张力的主框架和一个用于支撑主框架的副框架的框架组件，其中主框架上的每一个压缩位置被设置为满足下面的表达式：(L/2)×0.38≤X1≤(L/2)×0.52和(L/2)×0.80≤X2≤(L/2)×0.98，其中L为主框架长边的长度，X1和X2为主框架中心到两侧压缩位置P1和P2的距离。

按照本发明的另一个优选的实施方案，为阴极射线管内提供最佳张力的屏蔽框架组件包括：一个用于选择颜色的荫罩板、含有一个为荫罩板提供张力的主框架和一个用于支撑主框架的副框架的框架组件，其中为了焊接荫罩板主框架的全部末端都被施压，主框架的全部末端的压缩位置被设置在主框架与副框架焊接部分的靠内侧末端的延长线和与荫罩板的副框架非作用区末端延长线相垂直的线之间。

另外，压力负荷的位置被设置在主框架的较低部位。

附图说明

从以下的结合附图的详细说明，本发明的上述和其他目的，特性以及其他优点将会被更清楚地理解。

图1所示为一个常规平面阴极射线管结构的局部剖面图；

图2所示为一个常规平面阴极射线管屏蔽框架组件结构的局部剖面图；

图3是张紧型屏蔽框架组件结构的透视图；

图4是按照传统的主框架上压缩位置结构的框架组件透视图；

图5是当按照传统的主框架上压缩位置结构对框架组件施加压力时，主框架上张力分配状态图；

图6是常规荫罩板上的局部扭曲形状示意图；

图7是依照本发明主框架上压缩位置结构第一种方案的框架组件透视图；

图8是依照本发明主框架上压缩位置结构第二种方案的框架组件透视图；

图9是依照本发明主框架上压缩位置结构第三种方案的框架组件透视图；

图10是当依据本发明第一种方案对框架组件施加压力时，随主框架上测量位置而定的张力分布的曲线表；

图11是当依据本发明第二种方案对框架组件施加压力时，随主框架上测量位置而定的张力分布的曲线表；

图12是当依据本发明第三种方案对框架组件施加压力时，随主框架上测量位置而定的张力分布的曲线表；

图13是被施压时主框架变形的示意图。

图14显示的是依照本发明的其他优选实施方案的实验中，主框架上的模拟压力位置的示意图；

图15a到15c显示的是随压缩位置不同而变化的主框架上的恢复力的工作角的示意图；

图16a到16c显示的是随压缩位置不同而变化的Y变形的示意图；

图17显示的是本发明另外的优选实施方案的压缩位置的示意图。

具体实施方案

下文中，将结合附图详细地说明按照本发明的主框架压缩定位结构的优选实施方案，贯穿于不同附图中被使用的相同的参考编号用来指代相同或相近的部件。

图7为显示依照本发明第一实施例的屏蔽框架组件上的压缩定位结构的透视图。

典型地，为了在荫罩板上得到一个U形的张力分配曲线，压力被施加在主框架上的三个压缩点上。但是，在这种情况下，由于除了主框架的一个中心点和一个角之外，中间部位的张力分布均无法得到控制，故最好设置四个以上的压缩点来向主框架加压。

因此，在按照本发明的第一种方案里，通过对框架组件中的主框架(5a)施加一持续的栽荷，同时对主框架(5a)上的四个压缩点施加压缩栽荷，使施加到荫罩板(4)上的张力分布得到优化。

这里，主框架(5a)上的压缩点被设置为如下所述：

首先，主框架上压缩点的位置范围被设置为满足下列表达式：(L/2)×0.38≤X1≤(L/2)×0.52和(L/2)×0.80≤X2≤(L/2)×0.98，其中L为主框架(5a)的长度，X1和X2分别是从主框架(5a)的中心C到两侧的第一压缩点(P1)和第二压缩点(P2)的距离。

压缩点(P1)和(P2)最好设置为围绕主框架中心C呈对称分布。这些压缩点是经过试验取得的结果。

压缩点中的第二个压缩点(P2)位于主框架(5a)和副框架(5b)之间的焊接点附近。对焊接点附近加压是为了在角部分得到一个期望的U形的张力分配曲线，此角部分是框架组件上硬度最大的点。最理想的是，在距主框架的中心98％的位置上加压，以获得最大角部分的张力分配。

如果主框架上的压缩点被设置在偏离了上面提到的范围的位置，当主框架被压缩时，一旦角附近的频率等于或小于中心点附近的频率，张力的分布就会产生变形点。其结果是造成屏蔽的震动范围增大，这样的屏蔽被动震动是由于外界噪音和屏蔽具有相同频段。

图8是按照本发明的第二实施例的屏蔽框架组件上的压缩定位结构透视图。

本发明的第二种方案是通过对主框架(5a)上的5个压缩点施压来优化荫罩板(4)的张力分配。在第二种方案中，压力点(P0)被设置在主框架的中心(C)，另外4个压力点(P1)和(P2)的设置同方案一。

按照第二种方案的屏蔽框架组件具有能够直接控制中心点的张力的优点，不同于只设置4个压缩点时张力分布的情况。这使得被施加到荫罩板(4)上的张力分布与设计要求一致并更易于实施。

图9所示为第三实施例，其中压缩载荷被施加到主框架(5a)上的6个压缩点。

在第三实施例中，四个压缩点(P1和P2)被设置在如图8内所示的一样的点位，另外两个压缩点(P3)被设置在距主框架中心C为X3的点上。这里，另外的压缩点(P3)被设置的位置范围满足：(L/2)×0.66≤X3≤(L/2)×0.80。

同样地，在这种情况下，最好设置时使两侧压缩点围绕主框架中心C呈对称分布。

根据第三实施例，由于有两个第三压缩点(P3)被设置在两个第一压缩点(P1)与两个第二压缩点(P2)之间，使可控制张力分布的变量个数比只有4或5个压缩点时更多了。这就使被施加到荫罩板上的从中心到角之间的张力分布与设计要求一致并更易于实施。

图10是当压缩载荷被施加到按照本发明的第一实施例设置的压缩点(P1和P2)时，荫罩板(4)的张力分布图。

参照图10，可以看到张力分布曲线为没有任何变形点的一个平滑的U型曲线。

图11是当压缩载荷被施加到按照本发明的第二种方案设置的压缩点(P0，P1和P2)时，荫罩板(4)的张力分布图。

参照图11，可以看到张力分布曲线为没有任何变形点的一个平滑的U型曲线。

图12是当压缩载荷被施加到按照本发明的第三实施例设置的压缩点(P1，P2和P3)时，荫罩板(4)的张力分布图。

参照图12，可以看到张力分布曲线为没有任何变形点的一个平滑的U型曲线。

图10至图12中1到25测量点中被标出的13个点是从主框架的左端到右端频率被测量的点。也就是频率在主框架的长边上的13个点上被测量。

主框架中心位置的频率值在第13个点上(频率为最低点)，而两角上的频率值分别在第1和第25点上。

图13显示的是当被压缩时，主框架产生的变形方向示意图。

如图13所示，当屏蔽被焊接到主框架上时因压缩载荷会发生变形，之后施加到主框架上的压缩载荷被释放，则恢复力就会施加在与由压缩载荷产生的变形方向相反的方向上。此时，恢复力方向与垂直轴之间产生的夹角被称为恢复力的“作用角”，压缩时产生的垂直轴方向的变形度数称为“Y变形”。

恢复力的作用角是造成屏蔽扭曲的原因，扭曲程度取决于恢复力的大小和断续性。此时，将作用角沿主框架垂直方向改变得尽可能的小是十分有利的，而且作用在主框架上的恢复力的作用角应该具有连续性。如果出现不连续的点，屏蔽将发生扭曲，原因是当屏蔽在沿主框架恢复力方向上不连续的点处被张紧时，张力的方向是扭曲的。即使屏蔽扭曲在焊接后没有马上发生，屏蔽扭曲也会在加热的过程中发生，因为屏蔽具有应力。

本发明中，主框架上压缩载荷的位置，已通过模拟被证实，能有效减少屏蔽扭曲。

图14显示的是压缩模拟位置的示意图，图15和图16显示的是模拟的结果。图15a为对主框架加压时随压缩位置的不同而变化的恢复力作用角度的最大值曲线图。另外，图15b和15c分别显示的是在压缩时随压缩前从主框架中心到角的距离的不同而变化的恢复力的作用角度和作用角度的变化量。这里，图上标注的2M，1M，0M，20，10，00，等数值用于区别各压缩点，所有数值用于指示图14中模拟的压缩点。另外，在图1 4中所示的2M，1M，0M，20，10，00，等中的第一个数值，即2，1和0，表示模拟的压缩高度。同时，水平轴代表从主框架中心到角的距离，参照点0是主框架的中心，300以上的部位是主框架的端部，垂直轴分别是作用角度和作用角度的变化量。

另外，参照图14，0代表主框架的最下部区域的压缩，从1到2的数值的增加代表主框架的上部区域的压缩。第二个字母M或数值表示主框架上从副框架焊接区内侧端部的延长线(图17的A部分)内的一个点到主框架的外侧的连续间隔上的压缩。从0到4数值越大，表示的是主框架的越外侧。

首先，如图14所示，考虑当压缩载荷被作用在副框架焊接区内面端部延长线(图17的A部分)内侧上的2M，1M，和0M点时的模拟结果。此时，如图15a和15b所示，恢复力作用角度在2M，1M，0M点时为最大，并且越靠主框架的外侧，恢复力的作用角度越减小。

从上述结果可以看到，当压缩点由副框架焊接区内面延长线(如图1 7的A部分)内侧的2M，1M，0M点，向副框架焊接部位更外侧端部移动时，更有效地防止了屏蔽扭曲。

但是，参照图15c可以看出，首先恢复力作用角度的变化量随压缩点不同而逐渐增加，之后，当位于主框架的更外侧端部的24，24，04点被压缩时，此变化量开始减小。

因此，当位于主框架外侧端部的24，14，04点如上所述被压缩时，在一个变形点上，恢复力作用角度先增加，然后减少，在变形点上会发生屏蔽扭曲。

图16a显示了主框架压缩时，随压缩位置不同而变化的Y变形的最大值。

另外，图16b和图16c分别显示了在压缩时随压缩前从主框架中心到角的距离的不同而变化的Y变形和Y变形变化量。这里标注在图上的2M，1M，0M，20，10，00，等是用于区别压缩点的，并且与图15a到图15c中的具有相同的含义相同。同时，水平轴代表了从主框架中心到角的距离，水平轴的参照点0是主框架的中心，300以上的区域是主框架的端部，与图15b和15c类似。但是，垂直轴分别是每一位置的Y变形和每一位置的Y变形变化量。

另外，Y变形是指在垂直轴上的变形，它在压缩时随着作用角一起发生。同作用角相似，Y变形也是造成屏蔽扭曲的原因，扭曲程度取决于它的大小和不连续性。Y变形越小，表示作用在屏蔽上的压力就越小。同样，如果某些点上的Y变形发生不连续，屏蔽就会出现扭曲。

如图14所示，Y变形显示了随压缩位置的不同而变化的与恢复力作用角相同的结果。换言之，Y变形在趋近主框架中心时较大，在趋近主框架角部时较小。

从上述结果可以看出，当压缩点由副框架焊接区内面延长线(如图1 7的A部分)内侧的2M，1M，0M点，向副框架焊接部位更外侧端部移动时，更有效地防止了屏蔽扭曲。

但是，参照图16c，当主框架外侧端部的24，14，04点受到压缩时，会产生一个变形点。Y变形变化量在变形点处随压缩点变换先增加，然后减小。屏蔽会在变形点发生扭曲。

因此，当主框架在图17的A和B之间被压缩时，屏蔽的扭曲就可以被最有效的阻止。

另外，由于高压载荷造成的屏蔽上的局部变形，使得主框架越靠上的部位越容易发生屏蔽扭曲。因此，当压载位置被下移到主框架较低部位，可以减少屏蔽扭曲。

这里，A是副框架焊接部位靠内侧端部的延长线，B是荫罩板副框架非有效区(一个围绕有效区的部位，在那里没用形成电子束的通孔)延长线的垂线。

另外，当张力作用在张紧型屏蔽时，最大的张力作用在屏蔽的非有效区，这会造成非有效区旋转。这样会通过影响外围的电子束导致图像质量的失真。

因此，为了防止上述问题的发生，如果主框架上压载的位置被设置在有效区(形成电子束通孔的部分)和非有效区的边界线的垂线(图17的C部分)与荫罩板副框架的非有效区端部延长线的垂线之间(图17的B部分)，这样均衡的张力就会作用载非有效区，从而避免非有效区旋转和屏蔽扭曲。

另外，由于高压载荷造成的屏蔽上的局部变形，使得主框架越靠上的部位越容易发生屏蔽扭曲。因此，当压载位置被下移到主框架较低部位，可以减少屏蔽扭曲。

如上所述，按照本发明，即使改变阴极射线管的尺寸，可以为荫罩板提供对应变化的最佳张力分布的压缩点也能被设定。另外，可以最小化因外部各种频段的噪音引起的荫罩板振动的范围，从而防止引起屏幕图像晃动的颤噪现象的发生。

另外，依据本发明，当为焊接荫罩板而压缩主框架的两端时，通过将主框架两端的压缩位置设置在主框架与副框架焊接区靠内侧端部的延长线(图17中的A部分)和荫罩板非有效区端部延长线的垂线(图17中的B部分)之间，可以避免屏蔽产生局部扭曲。

特别是，通过将主框架两端的压缩位置设置在有效区与非有效区边界线延长线的垂线(图17的C部分)和荫罩板副框架的非有效区端部延长线的垂线(图17的B部分)之间，可以避免最外侧的电子束打到错误的位置，从而防止图像质量的降低。

尽管本发明的各种优选方案为说明的目的已予公开，在不偏离所附权利要求书中已阐明的发明领域和实质的前提下，技术人员会保留一些进行修改、增添和替换的余地。

Claims (9)

1.一种用于阴极射线管内提供最佳张力的屏蔽框架组件，包括一个用于选择颜色的荫罩板和一个含有为荫罩板提供张力的一个主框架和用于支撑主框架的一个副框架的框架组件，

其特征是，主框架上的每一个压缩点被设置为满足下列表达式：

(L/2)×0.38≤X1≤(L/2)×0.52，和

(L/2)×0.8 0≤X2≤(L/2)×0.98

其中L为主框架长边的长度，X1和X2为主框架中心到两侧压缩点P1和P2的距离。

2、如权利要求1所述的屏蔽框架组件，其特征是，另外的一个压缩点被设置在主框架的中心。

3、如权利要求1所述的屏蔽框架组件，其特征是，当另外的一个压缩点被设置在主框架的中心时，从主框架的中心到此另外的一个压缩点的距离X3被设置为满足下面的表达式：

(L/2)×0.66≤X3≤(L/2)×0.80.

4、如权利要求1所述的屏蔽框架组件，其特征是，主框架的压缩点围绕主框架的中心对称设置。

5、如权利要求3所述的屏蔽框架组件，其特征是，主框架的压缩点围绕主框架的中心对称设置。

6、一种用于阴极射线管内提供最佳张力的屏蔽框架组件，包括一个用于选择颜色的荫罩板和一个含有为荫罩板提供张力的一个主框架和用于支撑主框架的一个副框架的框架组件，

其特征是，为了焊接荫罩板，主框架两端都被施加压力，并且主框架两端的压缩位置被设置在主框架与副框架焊接部分的靠内侧端部的延长线和荫罩板副框架非有效区端部延长线的垂线之间。

7、如权利要求6所述的屏蔽框架组件，其特征是，压载的位置被设置在主框架上较低的部位。

8、如权利要求6所述的屏蔽框架组件，其特征是，当为焊接荫罩板主框架两端都被施加压力，主框架两端的压缩位置被设置在有效区与非有效区的边界线的延长线的垂线和荫罩板副框架非有效区端部的延长线的垂线之间。

9、如权利要求8所述的屏蔽框架组件，其特征是，压载的位置被设置在主框架的较低部位。

Images