CN1444247A

CN1444247A - 彩色阴极射线管

Info

Publication number: CN1444247A
Application number: CN02124351A
Authority: CN
Inventors: 白宰承
Original assignee: LG Philips Displays Korea Co Ltd
Current assignee: LG Philips Displays Korea Co Ltd
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2003-09-24
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: US20030168963A1; CN1222009C; KR20030072934A; CN1670894A; US6876138B2; KR100426571B1; TW565870B; EP1343193A2; CN1308997C

Abstract

在彩色阴极射线管中，通过优化角部区域的外曲率半径、内曲率半径、长边厚度、短边厚度、角部区域的厚度、屏面的总长度、漏斗主体的总长度、以及漏斗轭状部分的总长度来确定漏斗轭状部分的截面形状，可以减小集中在轭状部分的应力。此外，随着轭状部分角部区域内曲率半径的增大，电子束撞击现象减少了，而且通过减小出现在真空状态的漏斗上的强大应力可以确保得到抗冲击特性以及在制造过程中提高生产率。

Description

彩色阴极射线管

发明领域

本发明涉及一种彩色阴极射线管，尤其涉及这样一种彩色阴极射线管，其能够通过优化漏斗轭状部分的结构来降低由阴极射线管内部真空压力引起的应力。

背景技术

如图1所示，传统彩色阴极射线管包括：屏面10，在它的内表面上涂覆有R、G、B荧光面40，且在它的前部表面部分固定有防爆装置；漏斗20，其焊接在屏面10的后部；电子枪130，其插入在漏斗20的颈部140并发射电子束60；偏转轭50，其用于偏转电子束60；荫罩70，其以一定的间距安装在屏面10内侧且具有多个孔以便于电子束60通过；主框架30与辅助框架35，用于固定支撑荫罩70，以便使荫罩70与屏面10的内表面保持一定间距；弹簧80，其用于连接支撑框架30与屏面10；内屏蔽90，其用于屏蔽阴极射线管抵制外部地球磁场；以及增强带110，将其安装到屏面10的周边用以防止外部冲击。

此外，为了预防色纯度缺陷还包含有CPM(会聚与色纯度磁环)100，其用于调整电子束60的运动轨迹以便使其准确射到荧光靶上。

传统彩色阴极射线管的通常制造步骤可分为前半步骤与后半步骤，前半步骤是在屏面10的内表面上涂覆荧光表面，而后半步骤由下面的几个步骤组成。

首先，在密封步骤，将涂覆有荧光表面且包含荫罩装置的屏面10连接到漏斗20，其中将玻璃料涂覆到密封表面上。之后，在封装步骤，将电子枪130放入漏斗20的颈部140。以及，在排气步骤，在对阴极射线管内部空间抽真空后密封阴极射线管。

在这里，当阴极射线管处于真空状态时，在屏面10与漏斗20上作用有强大张力与强大压缩应力。

因此，在排气步骤之后，为了分散作用在屏面10前部表面上的强大应力，执行一个用于粘接增强带110的增强步骤。

近来，随着数字化技术的发展，通过减小总长度使阴极射线管的体积变小。

更具体地，屏面10玻璃的总长度越小，阴极射线管的体积也就越小。但是，真空量是一个常数，因此阴极射线管的体积越小，则作用在玻璃上的应力就越大。

此外，当阴极射线管的总长度减小时，由于强大应力作用在漏斗20上，所述漏斗20的厚度比屏面10的薄，特别是由于强大张应力作用在屏面10与漏斗结合处的密封线部分上，则彩色阴极射线管在热处理步骤容易损坏。

更具体地，如图2所示，通过减小屏面10的总长度或通过减小主体部分160的总长度可以减小阴极射线管的总长度。

但是，当屏面10的总长度减小时，因为由排气步骤之后的真空引起的强大张应力作用在密封线部分，且由于结合增强带110的空间减小而使得增强带110的宽度有限，因而降低了应力分散效应。

图3说明了作用在屏面10与漏斗20上的应力分布，此时阴极射线管的内部处于排气步骤之后的真空状态，虚线描述的是压缩应力，而张应力描述的是张应力。

当屏面10与漏斗20组合的玻璃件受到外部冲击从而出现裂缝时。于此，作用到玻璃件表面的张应力加速裂缝的产生，在最坏情况下玻璃件将完全破碎。

相反，压缩应力阻止裂缝产生的进程。

更具体地，如图3所示，因为压缩应力作用在屏面10的中心区域11、裙部中心区域12以及漏斗20的中心区域21，所以它们相比较而言抗冲击。但是，因为张应力作用在屏面10角部区域以及密封线部分14，所以它们对冲击很敏感。

此外，如图4所示，压缩应力作用在漏斗轭状部分150的长边151与短边152。相反，张应力作用在角部部分153，很弱的冲击就能将其损坏。

因此，在设计玻璃件时，应当充分考虑张应力，在传统技术中，玻璃的极限应力值不大于12MPa。

在这里，在漏斗主体部分160，通过利用一定比例对其外形进行制造或增加局部厚度可以充分降低应力。但是，在轭状部分150，当其应用图4中所示的通常形状且在其上施加图5中所示15～20Mpa的张应力时，对具有12MPa极限应力值的玻璃件而言是不可能有效减小应力的。此外，因为强大应力的出现，所以在制造过程中存在很多困难。

此外，为了使该玻璃件抗冲击，除了安装增强带110之外还可通过执行一个热处理步骤使得增强的玻璃件在其表面具有提高了的物理强度，或者在屏面10表面涂覆薄膜，等等。

但是，所有上述的方法都是针对屏面10的，在漏斗20中，安装增强带110对其影响很小，而且通常不使用经过热处理步骤的增强的玻璃作为漏斗20的材质。

此外，当漏斗轭状部分150的玻璃厚度增大时，作用在该部分的张应力减小，但是当电子束60打到轭状部分150的内表面上时在涂覆有荧光面40的屏幕上会出现阴影，这是增大玻璃厚度的局限所在。

因此，需要一种能够获取抗冲击且降低漏斗20轭状部分150应力的机械技术。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种彩色阴极射线管，其能够通过优化漏斗轭状部分的结构来有效降低由内部真空压引起的漏斗上的应力。

为了达到上述目的，在彩色阴极射线管中包括：屏面，其具有内部荧光面；漏斗，其位于屏面内侧且真空密封；电子枪，其发射射在荧光面上的电子束；荫罩，其用于使来自电子枪的电子束射在荧光面的一定区域内；框架，其用于固定/支撑荫罩；弹簧，其用于将框架件与屏面结合起来；内屏蔽，其安装到框架的特定一侧且从屏面一侧向漏斗一侧延伸，用以保护阴极射线管在工作时不受地磁的影响；电子枪，其位于漏斗颈部内表面且产生电子束；偏转轭，其位于漏斗颈部外表面且用于朝着一定的方向偏转来自电子枪的电子束；CPM(会聚与色纯度磁环)，其用于精确调整电子束的偏转方向；以及增强带，将其安装到屏面与漏斗结合处的外周边，用以保护屏面与漏斗免受空气气压与外部冲击的影响。其中轭状部分的截面图形是四边形的，其角部区域具有一定的曲率半径，且其满足Rdi/Rdo＞0.775，其中Rdo指位于角部区域的外曲率半径，而Rdi指位于角部区域的内曲率半径。

此外，在彩色阴极射线管中包括：屏面，其具有内部荧光面；漏斗，其位于屏面内侧且真空密封；电子枪，其发射射在荧光面上的电子束；荫罩，其用于使来自电子枪的电子束射在荧光面的一定区域内；框架，其用于固定/支撑荫罩；弹簧，其用于将框架件与屏面结合起来；内屏蔽，其安装到框架的特定一侧且从屏面侧向漏斗侧延伸，用以保护阴极射线管在工作时不受地磁的影响；电子枪，其位于漏斗颈部内表面且产生电子束；偏转轭，其位于漏斗颈部外表面且用于朝着一定的方向偏转来自电子枪的电子束；CPM(会聚与色纯度磁环)，其用于精确调整电子束的偏转方向；以及增强带，将其安装到屏面与漏斗结合处的外周边，用以保护屏面与漏斗免受空气气压与外部冲击的影响。其中轭状部分的截面图形是四边形的，其角部区域具有具有一定的曲率半径，且其满足

0.6≤PL/BL≤1.6，且

Dt≥3

其中PL指屏面的总长度，BL指屏面与漏斗结合处的密封线和漏斗的轭线之间在管子轴线方向上的距离，YL指从轭线到颈线在管子轴线方向上的距离，Dt指轭状部分角部区域的厚度，Lt指轭状部分长边的厚度，St指轭状部分短边的厚度。

附图简要说明

结合附图提供对本发明的进一步解释，且附图溶入并构成本说明书的一部分，说明本发明的实施例且结合文字用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1是通常阴极射线管的构造图；

图2是定义屏面与漏斗玻璃的主要部分的示意图；

图3是说明处于真空状态的阴极射线管内部应力分布的示意图；

图4是说明传统的漏斗轭状部分上的应力分布的示意图；

图5说明了作用在传统漏斗轭状部分上的最大应力值；

图6说明了依照本发明的漏斗轭状部分的形状；

图7A是说明本发明各主要部分的示意图；

图7B是说明本发明各主要部分的示意图；

图8说明了作用到轭状部分角部区域的张应力与Rdi/Rdo值的关系；

图9A是说明塑性关于Rdi/Rdo值的关系的曲线图；

图9B是说明在热处理步骤中损毁比率与Rdi/Rdo值的曲线图；

图10A是说明张应力随着Rdo与Dt而减小的曲线图；

图10B是说明张应力随着Rdo与Dt而减小的曲线图；

图11说明了依照本发明作用在漏斗轭状部分上的最大应力值。

优选实施例的详细说明

在下文中，将参照附图来描述本发明的优选实施例。

那些与传统技术相同的部分将使用相同的附图标记，节略了关于它们的解释说明。

如上所述，在传统的漏斗中，特别是，在具有较短长度的漏斗20中，强大应力斜对着集中出现在密封线的曲率半径处以及漏斗轭状部分150上，所述密封线是屏面10与漏斗20结合的位置。

对角曲率半径指的是具有大致四边形截面的轭状部分150上的四边形角部区域的，所述截面与管轴相垂直。

轭线指这样一条线，它是用于偏转电子束的偏转轭50朝着屏面10方向最远可安放的位置。

在这里，通过增大漏斗20轭状部分150的玻璃厚度可以有效降低作用在密封线上的应力，当玻璃厚度增大时，该部分的张应力减小了，但是因为电子束60撞击轭状部分150内表面，所以在屏幕上出现阴影。因此，这对玻璃厚度构成了限制。

因此，通过降低作用在轭状部分上的应力，本发明不但可以保证抗冲击而且可以保证制造过程中的生产率。

图6说明了依照本发明的漏斗轭状部分250形状的1/4截面区域，该截面与管轴相垂直。图7A与7B说明了用于描述本发明结构的各个部分与要素。

如图6所示，漏斗轭状部分250具有大致四边形形状，其包括距管轴较远的长边251、距管轴较近的短边252以及形成在长边251与短边252相交处的角部区域253。

而且，如图7A所示，定义L为从屏面10内表面到参考线的距离，L1为从屏面10内表面到漏斗轭线的距离，L2为从屏面10内表面到漏斗颈线的距离，D为屏幕的有效表面对角线长度的1/2。

在图7A中，未解释过的附图标记240是漏斗颈部，250是漏斗轭状部分，而260是漏斗主体部分。

此外，如图7B所示，定义Dt为轭状部分垂直截面的角部区域的厚度，Lt为轭状部分的长边的厚度，St为轭状部分的短边的厚度。

在图7B中，未解释过的附图标记251是轭状部分250的长边，252是轭状部分250的短边，而253是轭状部分250的角部区域。

在本发明中，通过调整漏斗轭状部分250长边251的厚度与短边252的厚度，可以减低作用在轭状部分250的强大应力。

首先，通过在改变轭状部分250角部区域253的外曲率半径(Rdo)与内曲率半径(Rdi)的同时测量作用在轭状部分250角部区域253的应力分布，获取最佳的设计值。

图8说明了在一个具有120°偏转的17英寸阴极射线管中施加到轭状部分250角部区域253的张应力关于Rdi/Rdo值的关系。如图8所示，当Rdi/Rdo＜0.775时，施加到漏斗轭状部分250角部区域253的张应力超过了12MPa应力极限。

因此，本发明中应用的Rdi与Rdo必须满足下述公式1。

Rdi/Rdo＞0.775 ---------------------公式1

此外，内外曲率半径之间的差值越大，在热处理步骤中的毁损率也就越大。考虑到在热处理步骤的毁损率以及漏斗20的形状，优选地应满足下述公式2。

0.9＜Rdi/Rdo＜1.1 ---------------------公式2

图9A与9B分别说明了塑性和热处理步骤的毁损率关于Rdi/Rdo值的关系。

此外，内曲率半径(Rdi)增加得越大，就越容易减少由电子束60撞击漏斗轭状部分250引起的屏幕出现阴影现象，且越容易减小施加到漏斗轭状部分250角部区域253的张应力，因而可以提高热处理以及抗冲击的特性，并且可以提高塑性。

但是，因为内曲率半径不能无限制地增大，最优选地是内曲率半径(Rdi)等于外曲率半径(Rdo)，即Rdi/Rdo＝1。

类似于内曲率半径(Rdi)，外曲率半径(Rdo)增加得越大，作用在漏斗轭状部分250角部区域253的张应力就越容易减小，因此可以提高热处理、抗冲击的特性以及塑性。但是，外曲率半径(Rdo)增加得越大，偏转轭50的灵敏度降低的就越多，因此优选地满足7＜Rdo＜13范围。

此外，参考线是设计漏斗20的基准线，是不可视的。

通常，在偏转轭50引起电子束偏转过程中，将参考线上的一点定义为偏转中心，围绕着漏斗轭状部分250的管轴中心灵活地确定偏转中心。

因此，当漏斗轭状部分250的总长度是100时，将参考线的一点设定在漏斗轭状部分250中心±5的范围内。

更具体地，在管轴上的从屏面10内表面到参考线的长度L满足下述公式3，而由L与D之间关系确定的偏转角θ满足下述公式4。

L1+(L2-L1)×0.45≤L≤L1+(L2-L1)×0.55 --------公式3

θ＝Tan^-1(D/L)＞1.1 ---------公式4

尤其是，在公式4中，优选地Tan^-1(D/L)＞1.15。

此外，在图2中，漏斗主体总长度(BL)与屏面总长度(PL)之间关系满足下述公式5，而在图7B中漏斗轭状部分250角部区域253的厚度Dt满足下述公式6。

0.6≤PL/BL≤1.6 --------公式5

Dt≥3 --------公式6

优选地满足Dt≤St，Dt≤Lt，St＞4，Dt＞4以及BL≤YL。

此外，当漏斗主体总长度(BL)与屏面总长度(PL)之间关系满足下述公式7时，可以更加有效地减小应力。

0.8≤PL/BL≤1.3 ---------公式7

在这期间，在表1、图10A以及10B中，张应力随着外曲率半径(Rdo)以及漏斗轭状部分250角部区域253的厚度Dt的增大而减小。

[表1] 单位： MPa

如图10A所示，漏斗轭状部分250角部区域253的厚度(Dt)越小，张应力随着外曲率半径(Rdo)而减小的速率就越大。

更具体地，漏斗轭状部分250角部区域253的厚度(Dt)越小，外曲率半径(Rdo)对张应力减小的影响就越大。

此外，如图10B所示，当漏斗轭状部分250角部区域253的厚度(Dt)不大于4mm时，不管外曲率半径如何其可有效减小张应力的比率，当漏斗轭状部分250角部区域253的厚度(Dt)不小于4mm时，不管外曲率半径如何张应力减小的比率是近似的。

而且，当将本发明的模拟结果与传统技术的模拟结果相比时，在传统技术中如图5所示，在漏斗轭状部分150上的最大应力是18.3MPa，超出了玻璃的极限应力值12Mpa。但是，在本发明中如图11所示，在漏斗轭状部分250上的最大应力是11.2MPa，与传统技术相比降低了39％，集中在处于真空状态的漏斗轭状部分250角部区域253外表面上的应力向左右两边分散了。

该实验是用这样一个阴极射线管做的，其具有相对于管轴为50～70°的角，其中直线连接起始于对角有效表面的边缘直到参考线在管轴上的交点，但是本发明也可以应用到没有包含在这个范围内的其它阴极射线管。

如上所述，通过调整漏斗轭状部分角部区域的弯曲部分的半径与厚度，可以防止应力集中在轭状部分。

此外，随着轭状部分角部区域内曲率半径的增大，电子束碰撞现象减小了，而且通过降低作用在处于真空状态的漏斗上的强大应力可以确保抗冲击性能以及制造过程中的生产率。

只要不背离本发明的精神或基本特征，本发明可以具体实施为各种不同的形式，还可以这样理解，不局限于上述实施例的前述任意细节，除非另有说明，但确应当概括地在其如附加的权利要求书中所述的精神与范围之内进行解释，且因此落入权利要求范围内的所有改变与修改，或这个范围的等价物都应包含在附加的权利要求中。

Claims

1、一种彩色阴极射线管，其包括：屏面，其具有内部荧光面；漏斗，其位于屏面内侧且真空密封；电子枪，其发射电子束射在荧光面上；荫罩，其用于使来自电子枪的电子束射在荧光面的一定区域内；框架，其用于固定/支撑荫罩；弹簧，其用于将框架件与屏面结合起来；内屏蔽，其安装到框架的特定一侧且从屏面侧向漏斗侧延伸，用以保护阴极射线管在工作时不受地磁的影响；电子枪，其位于漏斗颈部内表面且产生电子束；偏转轭，其位于漏斗颈部外表面且用于朝着一定的方向偏转来自电子枪的电子束；CPM(会聚与色纯度磁环)，其用于精确调整电子束的偏转方向；以及增强带，将其安装到屏面与漏斗结合处的外周边，用以保护屏面与漏斗免受空气气压与外部冲击的影响，

其中轭部分的截面图形是四边形，其角部区域具有一定的曲率半径，且其满足Rdi/Rdo＞0.775，其中Rdo指位于角部区域的外曲率半径，而Rdi指位于角部区域的内曲率半径。

2、如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中连接对角有效表面边缘与参考线在管轴上交点的直线相对于管轴的角是50～70°。

3、如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中Rdi与Rdo之间的关系满足0.9＜Rdi/Rdo＜1.1。

4、如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中彩色阴极射线管满足7＜Rdo＜13。

5、如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中彩色阴极射线管满足

L1+(L2-L1)×0.45≤L≤L1+(L2-L1)×0.55，

Tan^-1(D/L)＞1

其中L为从屏面10内表面到参考线在管轴上的距离，L1为从屏面内表面到漏斗轭线的距离，L2为从屏面内表面到漏斗颈线的距离，而D为屏幕对角线长度的1/2。

6、如权利要求5所述的彩色阴极射线管，其中彩色阴极射线管满足Tan^-1(D/L)＞1.15。

7、如权利要求3所述的彩色阴极射线管，其中Rdi/Rdo＝1。

8、一种彩色阴极射线管，其包括：屏面，其具有内部荧光面；漏斗，其位于屏面内侧且真空密封；电子枪，其发射电子束射在荧光面上；荫罩，其用于使来自电子枪的电子束射在荧光面的一定区域内；框架，其用于固定/支撑荫罩；弹簧，其用于将框架件与屏面结合起来；内屏蔽，其安装到框架的特定一侧且从屏面一侧向漏斗一侧延伸，用以保护阴极射线管在工作时不受地磁的影响；电子枪，其位于漏斗颈部内表面且产生电子束；偏转轭，其位于漏斗颈部外表面且用于朝着一定的方向偏转来自电子枪的电子束；CPM(会聚与色纯度磁环)，其用于精确调整电子束的偏转方向；以及增强带，将其安装到屏面与漏斗结合处的外周边，用以保护屏面与漏斗免受空气气压与外部冲击的影响，

其中轭部分的截面图形是四边形的，其角部区域具有一定的曲率半径，且其满足

0.6≤PL/BL≤1.6，且

Dt≥3

9、如权利要求8所述的彩色阴极射线管，其中连接对角有效表面边缘与参考线在管轴上交点的直线相对于管轴的角是50～70°。

10、如权利要求8所述的彩色阴极射线管，其中彩色阴极射线管满足Dt≤St和Dt≤Lt。

11、如权利要求8所述的彩色阴极射线管，其中彩色阴极射线管满足St＞4和Dt＞4。

12、如权利要求8所述的彩色阴极射线管，其中彩色阴极射线管满足0.8≤PL/BL≤1.3。

13、如权利要求8所述的彩色阴极射线管，其中彩色阴极射线管满足RL≤YL。