CN1427444A

CN1427444A - 平板式彩色阴极射线管

Info

Publication number: CN1427444A
Application number: CN02126215A
Authority: CN
Inventors: 金溶根; 朴允山; 洪铉洙
Original assignee: LG Philips Displays Korea Co Ltd
Current assignee: LG Philips Displays Korea Co Ltd
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2003-07-02
Anticipated expiration: 2022-07-15
Also published as: KR100439268B1; US20030117060A1; US6677702B2; EP1321960A2; CN1276462C; EP1321960A3; JP2003197126A; KR20030050880A

Abstract

本发明是一种高质量平板式彩色阴极射线管，它能在改善对比度的同时维持图像的亮度和亮度均匀性，从而确保图像的平直度和视觉区别。这一平板式彩色阴极射线管包括具有基本上平直的外表面和具有预定曲率的内表面的一个面板。面板中心部所拥有的透射率是45％－75％，而面板内表面拥有的对角线轴上的曲率R_D满足的关系是3.5R≤R_D≤8.0R，其中的R是1.767与有效表面沿着对角线轴的对角线长度的乘积。

Description

平板式彩色阴极射线管

发明领域

本发明涉及到一种平板式彩色阴极射线管，本发明特别涉及到一种高质量平板式彩色阴极射线管，它能在改善对比度的同时保证亮度均匀性，从而确保图像的平直度和视觉区别。

技术背景

参见图1，图中示意性表示了一种彩色阴极射线管结构的局部侧视截面图。彩色阴极射线管包括一个限定了阴极射线管正面的面板1、一个在面板1中对发射的电子束11执行颜色选择功能的荫罩板3、紧固和支撑荫罩板3的一个框架4、将框架4固定到面板1上的柱头螺栓6、相互连接柱头螺栓6和框架4的一个弹簧5、连接到面板1的后端用于维持面板1内部在真空压力以下的一个漏斗2、从漏斗2的后端向后延伸的管状颈部10、安装在颈部10中用来发射电子束11的电子枪8、装配在框架4上为发射的电子束11防护外部磁场的一个内部屏蔽7、围绕漏斗2的外圆周面用来偏转电子束11的一个偏转线圈9、用于防止维持在高真空压力下的阴极射线管发生内爆的一个加固带12，以及用于将加固带12紧固到阴极射线管上的一个套管13。

面板1内、外表面的曲率会影响抗内爆特性和显示在面板1上的图像的视觉区别。

特别是面板1内表面的曲率会明显影响图像的平直度和失真，从而影响到视觉区别。面板1内表面的曲率还会影响面板1的透射率和透射成像，从而确保亮度均匀性并且使一幅图像上的明、暗区域容易区别。也就是说，面板1精确的内表面曲率对实现高质量的阴极射线管具有重要作用。

在如上所述构成的阴极射线管中，由电子枪8发射的电子束11被偏转线圈9偏转后通过荫罩板3中限定的孔，被轰击到施加在面板1内表面上的荧光材料上，并且分别对准荫罩板3的孔显示出一幅图像。

此时的图像轮廓是由面板1的内、外表面所确定的。换言之就是取决于面板1内、外表面的曲率，当最初由发射的电子束产生的一幅图像通过面板1落到施加在面板1内表面上的荧光材料上时，图像的轮廓被光的折射改变，而最终产生的图像的曲线轮廓取决于内、外表面的曲率。

值得注意的是，只要能基于透射率以及面板1的曲率确保亮度均匀性并使图像上的明、暗区域容易区别，就能使显示在阴极射线管上的图像获得良好的清晰度。

近来，对大尺寸平板阴极射线管不断增长的需求对面板1提出了更大更平的要求。图2a是一个侧截面图，单独表示出内、外表面上都有曲率的一个曲面面板的轮廓；而图2b是一个侧截面图，单独表示出仅仅在内表面上有曲率的一个平面面板的轮廓。

面板的内表面曲率可以用“楔入比例”来表示，它是面板的中心部和对角线端部之间的厚度比。从图2b中可以看出，仅在内表面上具有曲率的常规平面面板所拥有的楔入比例不会小于200％。如果考虑到内、外表面都具有曲率的常规曲面面板所拥有的楔入比例大约是130％，常规平面面板外围部分的厚度特别是在对角线端部可能会过分增大。因此，随着中心部和外围部在透射率之间的差别增大，当面板上产生一个图像时，中心和外围部的亮度之间就会存在明显的差别，会造成视觉疲劳。

现有技术提供了应付这一问题的一种方法，所形成的面板在中心部具有不低于85％的高透射率。用这种方法，即使面板外围部的厚度增大，由于外围部的透射率没有降低，有可能维持亮度均匀性。

尽管能够维持图像亮度的均匀性，该方法还有一个缺点，由于在图像整个表面上产生的过高的亮度，会增加眼睛的疲劳。另外，由于会导致作为明、暗之间分辨率的对比度恶化的不利现象，如果在明亮环境条件下打开阴极射线管，就会发生视觉疲劳。进而，在这种明亮环境条件下，即使在关闭阴极射线管时也不能提供满意的观看条件。

为了克服这些缺点就应该降低整体图像的亮度。为此在现有技术中提出了在面板上施加涂层来调节透射率，并且给面板贴上一个具有低透射率的薄膜。即便如此，这些技术仍然面临着会招致增加制造面板的工序和制造成本等问题。

另外，如果借助于提高明、暗区域之间的对比度而仅仅在面板中心部降低透射率，由于常规阴极射线管具有200％的楔入比例，它是按照面板的中心部和对角线端部之间的厚度比例计算的，外围部的透射率会降低，这样就无法保证图像的亮度均匀性。

发明内容

本发明就是致力于解决现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种高质量的平板式彩色阴极射线管，它能在改善作为明、暗之间分辨率的对比度的同时维持一定的亮度和亮度均匀性，从而确保图像的平直度和视觉区别。

为了实现上述目的，按照本发明一个方面所提供的一种平板式彩色阴极射线管包括具有基本上平直的外表面和具有预定曲率的内表面的一个矩形面板，该矩形面板设有与内、外表面大致垂直地延伸的一个裙边部、在面板内对发射的电子束执行颜色选择功能的荫罩板、对荫罩板施加张力并支撑荫罩板的一个框架、连接到面板后端用于维持面板内部在真空压力下的一个漏斗、从漏斗的后端向后延伸的管状颈部、安装在颈部中用来发射电子束的电子枪、以及围绕漏斗的外圆周面用来偏转电子束的一个偏转线圈，面板中心部所拥有的透射率是45％-75％，而面板内表面拥有的对角线轴上的曲率R_D满足以下的不等式(1)：

3.5R≤R_D≤8.0R...(1)。

按照本发明另一方面所提供的一种平板式彩色阴极射线管包括：具有基本上平直的外表面和具有预定曲率的内表面的一个矩形面板，面板的内表面拥有的主轴上的曲率R_X，次轴上的曲率R_Y，和对角线轴上的曲率R_D，它们分别满足的关系是4.5R_XO≤R_X≤8.0R_XO，2.5R_YO≤R_Y≤8.0R_YO和3.5R_DO≤R_D≤8.0R_DO。

按照本发明又一方面所提供的一种平板式彩色阴极射线管包括：具有基本上平直的外表面和具有预定曲率的内表面的一个矩形面板，面板中心部所拥有的透射率是45％-75％，该面板还有一个楔入比例，它是面板的中心部和对角线端部之间的厚度比例，它满足关系1.4≤楔入比例≤2.0。

附图说明

阅读过以下结合附图的详细说明之后就能理解本发明的上述目的及其他特征和优点，在附图中：

图1示意性表示了一种彩色阴极射线管结构的局部侧截面图；

图2a是一个侧截面图，单独表示出内、外表面上都有曲率的一个曲面面板的轮廓；

图2b是一个侧截面图，单独表示出仅仅在内表面上有曲率的一个平面面板的轮廓；

图3a是用来解释图像漂移效果的一个示意图；

图3b是用来解释阴极射线管中的图像漂移效果的一个示意图；

图3c表示一个平面面板的内、外表面和利用图像漂移效果在平板式阴极射线管中显示的一幅图像；

图3d的示意性曲线表示面板曲率的半径与图像曲率之间的关系；

图4的曲线表示由面板中心部的透射率所决定的对比度；

图5a表示在对角线轴上有效表面一端的典型的曲率半径；而

图5b的局部示意图表示楔入比例和面板中心部的厚度。

具体实施方式

以下要以附图所示为例来解释本发明一个最佳实施例的细节。在可能的情况下，附图和说明中采用统一的相同标号表示相同或相似的部分。

在阴极射线管中，为了避免图像的颜色污染，仅仅在其内表面上具有曲率的常规平面面板拥有的实际楔入比例不小于200％，这一楔入比例是面板的中心部和对角线端部之间的厚度比。按照这一关系，在平面面板具有小于200％的楔入比例的情况下，就难以保证面板的中心部和外围部整体上的亮度均匀性。

为了解决这一问题，现有技术中采用了具有不小于85％的高透射率的面板。在此时如果假设R是反射比，k是吸收率，而t是玻璃的厚度，就能用以下公式计算透射率Tm：

T_m＝(1-R)²Xe^-K*tX100(％)

然而，如果采用具有高透射率的面板，尽管有可能增加图像中心部的亮度，当外部光源的照度达到200勒克斯时，作为明、暗之间分辨率，也就是对比度，图像最亮和最暗部分之间的亮度比例就会恶化。为了应付这个缺陷，尽管可以在面板上施加涂层或是贴敷光学薄膜来降低透射率，也会带来增加制造面板的工序和制造成本的缺点。

因此，为了解决这一问题，本发明的办法是保持图像中心部的透射率不大于75％，有可能在改善明、暗之间分辨率的同时维持足够的亮度。表1给出了这种面板结构中由分辨率决定的对比度。

表1

	中心部透射率	对比度	透射率比例	条件
	中心部透射率	对比度	透射率比例	条件	1234567891011	90％85％80％75％70％65％60％55％50％45％40％	14.014.916.017.118.419.721.122.624.225.927.6	98.7％93.2％87.8％82.3％76.8％71.3％65.9％60.4％54.9％49.4％43.9％	·外部光源的照度：200勒克斯·最亮部分的亮度：30FL

从表1和图4中可以看出，在使用其中心部具有不低于85％的高透射率的面板的情况下，由于对比度变成了不大于15，不容易充分分辨图像的明、暗。因此，如果外部光源的亮度明显，就会使人感到视觉疲劳。

在现有技术中都知道，在阴极射线管中，如果对比度不小于17，在正常的外部照明条件下要充分分辨明、暗就不会有困难。在实际中，如果在尺寸为29英寸的常规阴极射线管中使用透射率不小于85％的面板，为了降低透射率，只要在面板上施加一个涂层就能将对比度维持在不小于17的值。

按照本发明，只要将透射率维持在不大于75％，就能增大对比度，从而提高明、暗之间的分辨率。从图4中还可以看出，当面板中心部的透射率不大于45％时，由于在面板中心部和对角线端部之间的透射率比例小于50％，图像的亮度均匀性不会恶化。

如果透射率不大于75％并且维持面板曲率和现有技术一样，随着面板对角线端部厚度的增大，亮度就会明显下降。

在本发明中，为了在减少面板对角线端部厚度的同时维持透射率不大于75％，并且借此来改善图像的平直度，正如从图5a中可以看到的那样，沿着对角线轴并在面板内表面上的曲率R_D的典型半径被设计成满足以下不等式(1)：

3.5R≤R_D≤8.0R...(1)

其中R是1.767与有效表面沿着对角线轴的对角线长度的乘积。

同时，如图3b和3c中所示，在图像中会发生图像随着面板的折射率和厚度而漂移的图像漂移现象，这是在电子束撞击到施加在面板内表面上的荧光材料时产生的。由于这种图像漂移现象，如图3d所示，如果沿着对角线轴并且在面板内表面上的曲率R_D的典型半径不小于8R，由于面板对角线端部的漂移量I_D，会产生朝反方向弯曲的凹面图像。

另外，如果沿着对角线轴并且在面板内表面上的曲率R_D的典型半径不大于4R，由于外围部分的图像漂移效果与中心部相比有所不足，会造成图像平直度恶化。

在不等式(1)中，为了增大会受到面板内表面曲率影响的荫罩板的强度和颤噪效应，在改进平直度的同时，最好能将沿着对角线轴并在面板内表面上的曲率R_D的典型半径设计成满足以下不等式(2)：

4.0R≤R_D≤5.0R...(2)

在具有带平面外表面和弯曲内表面的一个面板的阴极射线管中，对角线轴上的曲率被认为是决定整个内表面曲率的最重要因素。另外，为了确定与对角线轴上的曲率所确定的轮廓基本吻合的一个轮廓，必须要产生主轴上的曲率和次轴上的曲率，以免图像发生畸变。

在常规的平板式彩色阴极射线管中，如果次轴上的曲率具有异常缩小的尺寸，由于图像的上、下部不是平直而是弯曲的，图像的整体平直度就会趋于恶化。

因此，为了改善图像质量并且防止图像的平直度发生恶化，主轴上的曲率R_X，次轴上的曲率R_Y，和对角线轴上的曲率R_D必须分别满足以下的不等式(3)，(4)和(5)：

4.5R_XO≤R_X≤8.0R_XO...(3)

2.5R_YO≤R_Y≤8.0R_YO...(4)

3.5R_DO≤R_D≤8.0R_DO...(5)

这其中R_XO，R_YO和R_DO分别是1.767与面板有效表面的主轴上的，次轴上的和对角线轴上的长度的乘积。

在不等式(3)，(4)和(5)中，为了增大会受到面板内表面曲率影响的荫罩板的强度和颤噪现象，在改进平直度的同时，最好能使主轴上的曲率R_X，次轴上的曲率R_Y，和对角线轴上的曲率R_D分别满足以下不等式(6)，(7)和(8)：

5.0R_XO≤R_X≤7.0R_XO...(6)

2.5R_YO≤R_Y≤3.5R_YO...(7)

4.0R_DO≤R_D≤5.0R_DO...(8)。

平板式阴极射线管的另一个重要因素是图像的亮度均匀性。

一般来说，在阴极射线管中，当对角线端部亮度与中心部亮度之间的比例不小于50％时，用来提供视觉舒适感的图像亮度均匀性就被认为是合适的。

在其中心部具有不小于85％的高透射率的阴极射线管常规面板中，尽管因面板对角线端部的厚度增大能够保证亮度均匀性不小于50％，但明、暗之间的分辨率会恶化。

参考图4，为了改善明、暗之间的分辨率并且在同时保证亮度均匀性，将面板对角线端部的透射率相对于面板中心部的透射率的比例维持在不大于80％的范围内是恰当的。

另外，在作为明、暗之间分辨率的对比度被改善的状态下，为了保证将面板对角线端部的透射率相对于面板中心部的透射率的比例被维持在不大于80％的范围内，必须要缩小面板外围部分的厚度。

结果，由于阴极射线管的抗内爆特性会随之变差，阴极射线管会出现安全方面的问题。

如果面板的中心部和对角线端部之间的透射率比例超过80％，随着对角线端部厚度的增加，内表面的曲率半径就会增大。这样，荫罩板的曲率也会随之增大，荫罩板用来承受外部振动的强度会下降。结果，由于荫罩板的颤噪现象恶化，阴极射线管的质量当然也就会恶化。

因此，如上所述，将面板的中心部和对角线端部之间的透射率比例维持在不大于80％的范围内是合适的。

当面板中心部的透射率被维持在45％-75％的范围内时，作为面板中心部和对角线端部之间的厚度比例的楔入比例可以满足以下的不等式(9)：

1.4≤楔入比例≤2.0...(9)。

面板中心部和对角线端部之间的透射率比例取决于面板的楔入比例和中心面厚度(CFTs)，如表2所示。

表2

楔入比例	CFT	中心部和对角线端部之间的透射率比例
楔入比例	CFT	中心部和对角线端部之间的透射率比例	1.1	12.013.515.0	96.1～94.6％95.6～94.0％95.1～93.3％
1.4	12.013.515.0	85.2～80.1％83.5～77.9％81.8～75.8％	1.1	12.013.515.0	96.1～94.6％95.6～94.0％95.1～93.3％
1.4	12.013.515.0	85.2～80.1％83.5～77.9％81.8～75.8％	1.7	12.013.515.0	75.5～67.8％72.9～64.6％70.4～61.5％
2.0	12.013.515.0	67.0～57.4％63.7～53.6％60.6～50.0％	1.7	12.013.515.0	75.5～67.8％72.9～64.6％70.4～61.5％
2.0	12.013.515.0	67.0～57.4％63.7～53.6％60.6～50.0％	2.3	12.013.515.0	59.4～48.6％55.6～44.4％52.1～40.6％

从表2中可以看出，为了改善明、暗之间的分辨率(对比度)，在面板中心部的透射率被设置在45-75％的状态下，如果楔入比例的值不小于2.0，由于面板的中心部和对角线端部之间的透射率比例值不大于50％，亮度均匀性会恶化，从而造成视觉疲劳。

另外，面板的中心部和对角线端部之间的厚度比例增大得越多，由于相应的厚度差，在面板所经历的热处理过程中就会越多地引起热应力，因而在制造面板时会增加次品比例。

如果作为面板的中心部和对角线端部之间的厚度比例的楔入比例不大于1.4，由于荫罩板的曲率半径会随着面板的内表面曲率而增大，荫罩板的强度和颤噪现象会下降。

为了改善明、暗之间分辨率的对比度，当面板中心部的透射率被维持在45-75％的范围内时，适当的楔入比例就满足上述不等式(9)，并且从图5中可以看出，由楔入比例决定的面板中心部厚度t中心必须满足以下不等式(10)：

12mm≤t_中心≤15mm...(10)。

此时应该注意到面板中心部的厚度关系到抗内爆特性和成品阴极射线管的安全性。如果面板中心部的厚度小于12mm，尽管可以在同一楔入比例下增大面板对角线端部的透射率来改善图像的亮度均匀性，由于抗内爆特性恶化，阴极射线管在冲击测试中发生内爆的可能性会增大，因而会产生有关安全的问题。另一方面，如果考虑到安全使面板中心部的厚度大于15mm，尽管为改善抗内爆特性而改进了抗冲击性能，很遗憾，从图2中可见，由于外围部分的透射率具有低值，并且面板的中心部和对角线端部之间的透射率比例下降，难以恰当地维持整个图像的亮度均匀性。

因此，当面板中心部的透射率处在45-75％的范围内并且楔入比例满足上述不等式(9)时，面板中心部的厚度必须满足不等式(10)。

从上文中可以看出，本发明的平板式彩色阴极射线管包括具有平直的外表面和弯曲的内表面的面板，所提供的优点在于，由于面板中心部的透射率被维持在45-75％的范围内，作为决定图像质量的一个主要特性的明、暗之间的分辨率(对比度)得以改善。

另外，由于内表面的典型曲率被维持在预定范围内，有可能防止亮度均匀性发生恶化，而这是具有不低于85％的高透射率的阴极射线管的另外一个特征。

进而还有可能在不降低受面板曲率影响的荫罩板抗振动特性的同时改善图像的平直度。另外，通过适当放松对面板的中心部和对角线端部之间厚度比例的限制，有可能尽量降低阴极射线管制造过程中的次品比例。

另外还能在不增加加工和制造成本的同时互补地改善对比度和亮度均匀性，这样就能提高所产生的图像的平直度和视觉区别。

在附图和说明书中已经公开了本发明的最佳实施例，尽管采用了特定的术语，仍然具有普遍的意义，且仅仅是为了说明而并非限制的目的，本发明的范围由以下的权利要求书来界定。

Claims

1.一种平板式彩色阴极射线管包括具有基本上平直的外表面和具有预定曲率的内表面的一个矩形面板，该矩形面板设有与内、外表面大致垂直地延伸的一个裙边部、在面板内对发射的电子束执行颜色选择功能的一个荫罩板、对荫罩板施加张力并支撑荫罩板的一个框架、连接到面板后端用于维持面板内部在真空压力以下的一个漏斗、从漏斗的后端向后延伸的一个管状颈部、安装在颈部中用来发射电子束的一电子枪、以及围绕漏斗的外圆周面用来偏转电子束的一个偏转线圈，其特征是，

面板中心部所拥有的透射率是45％-75％，而面板内表面拥有的对角线轴上的曲率R_D满足以下的不等式(1)：

3.5R≤R_D≤8.0R...(1)。

2.按照权利要求1的平板式彩色阴极射线管，其特征是，面板内表面所拥有的主轴上的曲率是R_X，次轴上的曲率是R_Y，而对角线轴上的曲率是R_D，它们分别满足以下的不等式(3)，(4)和(5)：

4.5R_XO≤R_X≤8.0R_XO ...(3)

2.5R_YO≤R_Y≤8.0R_YO ...(4)

3.5R_DO≤R_D≤8.0R_DO ...(5)。

3.一种平板式彩色阴极射线管包括具有基本上平直的外表面和具有预定曲率的内表面的一个矩形面板，该矩形面板设有与内、外表面大致垂直地延伸的一个裙边部、在面板内对发射的电子束执行颜色选择功能的一个荫罩板、对荫罩板施加张力并支撑荫罩板的一个框架、连接到面板后端用于维持面板内部在真空压力以下的一个漏斗、从漏斗的后端向后延伸的一个管状颈部、安装在颈部中用来发射电子束的一电子枪，以及围绕漏斗的外圆周面用来偏转电子束的一个偏转线圈，其特征是，

面板中心部所拥有的透射率是45％-75％，而面板内表面拥有的对角线轴上的曲率R_D满足以下的不等式(2)：

4.0R≤R_D≤5.0R...(2)。

4.按照权利要求3的平板式彩色阴极射线管，其特征是，面板内表面所拥有的主轴上的曲率是R_X，次轴上的曲率是R_Y，而对角线轴上的曲率是R_D，它们分别满足以下的不等式(6)，(7)和(8)：

5.0R_XO≤R_X≤7.0R_XO...(6)

2.5R_YO≤R_Y≤3.5R_YO...(7)

4.0R_DO≤R_D≤5.0R_DO...(8)。

5.按照权利要求1或3的平板式彩色阴极射线管，其特征是面板中心部与对角线端部之间的透射率比例是50％-80％。

6.一种平板式彩色阴极射线管包括具有基本上平直的外表面和具有预定曲率的内表面的一个矩形面板，该矩形面板设有与内、外表面大致垂直地延伸的一个裙边部、在面板内对发射的电子束执行颜色选择功能的一个荫罩板、对荫罩板施加张力并支撑荫罩板的一个框架、连接到面板后端用于维持面板内部在真空压力以下的一个漏斗、从漏斗的后端向后延伸的一个管状颈部、安装在颈部中用来发射电子束的一电子枪，以及围绕漏斗的外圆周面用来偏转电子束的一个偏转线圈，其特征是，

面板中心部所拥有的透射率是45％-75％，且面板还有一个楔入比例，它是面板的中心部和对角线端部之间的厚度比例，并满足以下的不等式(9)：

1.4≤楔入比例≤2.0...(9)。

7.按照权利要求6的平板式彩色阴极射线管，其特征是面板中心部与对角线端部之间的透射率比例是50％-80％。

8.按照权利要求6的平板式彩色阴极射线管，其特征是面板中心部的厚度t_中心满足以下不等式(10)：

12mm≤t_中心≤15mm...(10)。

9.按照权利要求6的平板式彩色阴极射线管，其特征是面板内表面拥有的对角线轴上的曲率R_D满足以下的不等式(1)：

3.5R≤R_D≤8.0R...(1)。

10.按照权利要求6的平板式彩色阴极射线管，其特征是面板内表面拥有的对角线轴上的曲率R_D满足以下的不等式(2)：

4.0R≤R_D≤5.0R...(2)。

11.按照权利要求9的平板式彩色阴极射线管，其特征是面板内表面所拥有的主轴上的曲率是R_X，而次轴上的曲率是R_Y，它们分别满足以下的不等式(3)和(4)：

4.5R_XO≤R_X≤8.0R_XO ...(3)

2.5R_YO≤R_Y≤8.0R_YO ...(4)。

12.按照权利要求10的平板式彩色阴极射线管，其特征是面板内表面所拥有的主轴上的曲率R_X，和次轴上的曲率R_Y，它们分别满足以下的不等式(6)和(7)：

5.0R_XO≤R_X≤7.0R_XO ...(6)

2.5R_YO≤R_Y≤3.5R_YO ...(7)。