CN1599015A - 彩色阴极射线管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种彩色阴极射线管，更特别地，涉及一种彩色阴极射线管，其中由阴罩的非均匀热膨胀引起的电子束抵达误差被修正，以使得色彩纯度改进。根据本发明的彩色阴极射线管包括在其内表面上形成磷屏的面板；连接至面板的漏斗；生成电子束的电子枪；安装至面板的阴罩，该阴罩具有荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲的外围裙部；以及连接至所述阴罩的框架；其中所述阴罩的荧光屏的至少一个拐角的曲率半径不小于50mm，并且在所述阴罩的荧光屏部分的拐角和所述框架的相应拐角之间提供间隙。

Description

彩色阴极射线管
技术领域
本发明涉及彩色阴极射线管，更特别地，涉及一种彩色阴极射线管，其中由阴罩的非均匀热膨胀引起的电子束抵达误差(landing error)被校正，使得色彩纯度得以提高。
背景技术
图1显示了说明通用彩色阴极射线管的结构的原理图。如图1所示，彩色阴极射线管通常包括一个球形的玻璃外罩，它由荧光屏面板10，管状颈体，以及连接面板10和颈体的漏斗(funnel)20组成。
面板10包括荧光屏部分和外围侧壁部分，后者与漏斗20密封接合。磷屏30形成在荧光屏部分的内表面。磷屏30由R、G、B的磷材料涂覆。以预定的间距将多孔颜色选择电极，即，阴罩40，安装至屏幕。阴罩40由外围框架70支撑。电子枪50安装在颈体内部，以生成电子束60并沿通过阴罩的路径将电子束60引导至屏幕。
阴罩40和框架70构成阴罩-框架部件。阴罩-框架部件利用弹簧80连接至面板10。
阴极射线管进一步包括：内部屏蔽90，用于屏蔽管免受外界的地磁；加固带，附着于面板10的侧壁部分，用于避免阴极射线管遭受外界震动而爆炸；和外部偏转线圈110，其位于漏斗和颈体连接部的附近。
电子枪生成的电子束被偏转线圈110在垂直和水平方向上偏转。阴罩根据颜色选择电子束，并且电子束撞击磷屏，使得磷屏发射不同颜色的光。典型地，来自电子枪50的大约80％的电子没有通过阴罩40的孔。80％的电子撞击阴罩40，产生热并提高阴罩40的温度。
图2显示了一个阴罩的四分之一的透视图，说明了由于电子撞击导致的阴罩表面的热量分布。如图2所示，阴罩不同部分的温度也是不同的。图2中，阴罩中央部分的温度高于拐角部分。拐角部分温度较低的原因在于拐角部分处的热量通过连接至阴罩的框架而消耗。因为框架在拐角附近的裙部连接至阴罩，所以拐角处的热量很容易的通过框架传递到外部。因为阴罩被热膨胀，孔在阴罩的位置相应地偏移期望位置。于是，经过孔的电子束不正确地抵达屏幕。这样，屏幕的色彩纯度降低。这种由不期望的阴罩孔位置偏移造成的纯度退化现象被称为“成拱效应”(doming effect)。
图3a显示了阴罩的横截面图，用于说明阴罩40的孔的位置偏移引起的纯度降低。图3b显示了一图表，用于显示在阴极射线管工作之后，不正确抵达屏幕的电子的位置偏移程度相对于时间的改变。
如图3a所示，由于阴罩的孔的位置偏移，抵达屏幕的电子束偏移。如图3b所示，由于阴罩温度增加，所以阴极射线管工作之后，抵达屏幕的电子的偏移程度立刻增加。然而，随着阴罩处的热量传递至框架，框架被加热并膨胀。相应地，电子抵达的位置偏移减小。随着通过框架的热耗散的继续，电子束的抵达位置改变到相对于阴罩刚开始工作之后的初始偏移的相反方向。
电子束抵达的偏移的改变引起色彩纯度降低。进一步，由于抵达位置依照阴罩工作之后的时间而改变，所以相对于屏幕校正孔位置的工作变得困难。
图4显示了现有的阴罩的透视图。如图4所示，阴罩40的荧光屏的拐角的曲率半径为5mm～20mm。由于拐角的曲率小，所以阴罩难以变形。而且，拐角的小曲率半径起到当阴罩由于温度升高而膨胀时阻止阴罩拐角的热膨胀的作用。拐角相比其它部分的小膨胀导致整体上的非均匀热膨胀。阴罩的非均匀膨胀导致成拱效应，并且相应地导致色彩纯度的降低。
而且，建议改进阴罩所用材料。具有低热膨胀率的不胀钢材料代替AK材料用于阴罩。然而，从材料价格的角度来看，使用不胀钢材料的结果不令人满意。
发明内容
本发明的一个目标在于提供一种彩色阴极射线管，其中防止了引起色彩纯度降低的抵达误差问题。
本发明的另一个目标在于提供一种彩色阴极射线管，其中用于制造阴罩的总成本减少。
根据本发明的一个方面，一种彩色阴极射线管包括：在其内表面上形成磷屏的面板；连接至面板的漏斗；生成电子束的电子枪；安装至面板的阴罩，该阴罩具有荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲的外围裙部；以及连接至所述阴罩的框架；其中所述阴罩的荧光屏的至少一个拐角的曲率半径不小于50mm，并且在所述阴罩的荧光屏部分的拐角和所述框架的相应拐角之间提供间隙。
根据本发明的另一个方面，一种彩色阴极射线管包括：一种彩色阴极射线管包括：在其内表面上形成磷屏的面板；连接至面板的漏斗；生成电子束的电子枪；安装至面板的阴罩，该阴罩具有荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲的外围裙部；以及连接至所述阴罩的框架；其中所述阴罩的荧光屏部分的至少一个拐角包括基本上的直线部分，并且在所述阴罩的荧光屏部分的拐角和所述框架的相应拐角之间提供间隙。
根据本发明的另一个方面，一种彩色阴极射线管包括：一种彩色阴极射线管包括：在其内表面上形成磷屏的面板；连接至面板的漏斗；生成电子束的电子枪；安装至面板的阴罩，该阴罩具有荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲的外围裙部；以及连接至所述阴罩的框架；其中荧光屏部分的至少一个拐角包括凹入部分，并且在所述阴罩的荧光屏部分的拐角和所述框架的相应拐角之间提供间隙。
附图说明
图1表示了原理图，说明了通用彩色阴极射线管的结构。
图2表示了一个阴罩的四分之一的透视图，说明了由于电子撞击造成的阴罩表面的热量分布。
图3a显示了阴罩的横截面图，用于说明阴罩40的孔的位置偏移引起的纯度降低。
图3b显示了一图表，用于显示在阴极射线管工作之后，不正确抵达屏幕的电子的位置偏移程度相对于时间的改变。
图4表示了现有阴罩的透视图。
图5表示了根据本发明的实施例1的阴罩的透视图。
图6显示了从阴罩的荧光屏侧观看，根据本发明的阴罩-框架部件的平面图。
图7显示了用于说明表1的结果的图表。
图8a和8b显示了根据本发明的阴罩的透视图。
图9显示了阴罩-框架部件的侧视图，以说明分别具有相对较长和较短长度的裙部的例子。
图10表示了用于说明表2的结果的图表。
图11显示了根据本发明的实施例1的变型的阴罩的侧视图。
图12显示了根据本发明的实施例2的变型的阴罩的侧视图。
图13显示了根据本发明的实施例3的变型的阴罩的侧视图。
具体实施方式
本发明的优选实施方式将参考附图以更为详细的方式加以描述。
<实施例1>
根据本发明的一个方面，一种彩色阴极射线管包括：在其内表面上形成磷屏的面板；连接至面板的漏斗；生成电子束的电子枪；安装至面板的阴罩，该阴罩具有荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲的外围裙部；以及连接至所述阴罩的框架；其中所述阴罩的荧光屏的至少一个拐角的曲率半径不小于50mm，并且在所述阴罩的荧光屏部分的拐角和所述框架的相应拐角之间提供间隙。
图5表示了根据本发明的实施例1的阴罩的透视图。
如图5所示，根据本发明的实施例1的阴罩包括荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲并且从荧光屏部分向后延伸的外围裙部43。荧光屏部分进一步包括打孔部分42和未打孔边界部分41，在打孔部分42定义了电子束经过的微孔，未打孔边界部分41围绕打孔部分42。
阴罩40由连接至阴罩的裙部的外围框架70支撑。下面，将矩形荧光屏的较长边称为长边，其平行于图5的X轴。另一方面，矩形荧光屏的较小边称为短边，其平行于Y轴。
根据实施例1，设计阴罩的荧光屏的至少一个拐角的曲率半径使其与现有技术相比，具有更大的值。
通过增大阴罩的荧光屏的拐角的曲率半径，有可能在阴罩的荧光屏的拐角和框架的相应拐角之间提供间隙。
发明人对于成拱效应实施了若干实验，在实验中增大阴罩的荧光屏的拐角的曲率半径。
表1是实验的结果，其中对于具有不同曲率半径的拐角的不同阴罩测量抵达误差。图7显示了一图表，用于说明表1的结果。
                   阴罩的拐角的曲率半径(mm)
       时间(sec)        现有技术               本发明
10.0 20.0   实施例150.0   实施例2直线    实施例2-50.0
    0  抵达误差的量    45.3    43.0     36.1     32.2      28.3
    30    61.8    55.4     46.5     42.5      38.1
    60    69.4    62.6     51.0     47.3      43.3
    90    73.2    66.6     53.9     50.8      46.7
   120    75.6    69.2     55.1     51.7      47.3
   150    76.6    69.6     56.5     52.3      48.1
   180    76.3    69.4     55.1     51.8      47.2
   210    76.3    69.6     54.3     50.5      46.5
   240    75.9    68.1     53.1     49.2      45.3
   270    74.3    67.6     51.9     48.1      44.7
   300    74.3    65.6     50.0     46.7      42.6
   360    72.6    64.0     48.5     44.7      40.3
   420    70.3    62.6     45.1     41.8      37.2
   480    67.2    60.1     44.5     40.3      36.3
   540    65.3    58.2     42.1     38.2      34.7
   600    63.3    56.6     40.6     36.8      32.1
   660    61.2    54.6     39.1     35.3      31.3
   720    58.2    53.2     36.9     33.1      29.2
   780    56.3    52.1     35.1     31.8      27.3
   840    55.3    51.0     34.0     30.5      26.7
   900    52.5    47.6     32.1     28.8      24.3
  1200    46.2    41.6     26.7     22.2      18.5
  1500    44.3    38.4     26.1     21.1      18.3
  1800    43.2    37.5     25.3     21.2      18.1
                                  表1
如表1和图7所示，随着荧光屏的拐角的曲率半径增加，拐角对于阴罩的膨胀的影响减小。因此，阴罩的热膨胀的非均匀性减小，并且从而，电子束的抵达误差减小。根据表1和图7所示的实验结果，当至少一个拐角的曲率半径等于或大于50mm时，电子束的抵达误差显著减小。另外，当拐角为直的或者具有负曲率半径时，抵达误差与现有技术相比得到减小。
通过令荧光屏的拐角与现有技术相比缓和或者凹进，有可能令阴罩更均匀地膨胀。优选地，当拐角的曲率半径不小于50mm时，热膨胀变得非常均匀。
即使阴罩由AK材料制成，抵达误差与现有技术相比也显著减小。
图8a和8b显示了根据本发明的阴罩的透视图。如图8a所示，可以在裙部穿洞。有了这些洞，可以进一步减小从阴罩到框架的热传递。相应地，电子束的抵达误差也可以显著减小。洞可以具有不同形状，例如圆形、椭圆形、或矩形。如图8b所示，洞可以从阴罩的正面侧向后方打开。另外，可以在裙部与框架相对的部分穿洞。
根据实施例1的另一变型，通过令裙部与框架相对的部分尽可能小，将裙部和框架之间的热传递最小化。相应地，阴罩中中央和外围部分之间的热膨胀的非均匀性减小，使得由于膨胀的非均匀性引起的电子束的抵达误差减小。
发明人对于裙部的长度进行了实验，以找出裙部的恰当尺寸，使得裙部与框架相对的部分的面积尽可能小。整个裙部的长度被不同地设计。图9显示了阴罩-框架部件的侧视图，以说明分别具有相对较长和较短长度的裙部的例子。如图9所示，随着裙部的长度减小，裙部与框架相对的部分的长度相应减小。
表2是实验的结果，在实验中对于具有不同长度的裙部的不同阴罩测量抵达误差。图10显示了一图表，用于说明表2的结果。
                      阴罩的裙部的长度(mm)
时间(sec)        现有技术                   本发明
    25     15      12      8       5
   1  抵达误差的量    0.002    0.002     0.002     0.002     0.002
   30    0.034    0.031     0.029     0.026     0.025
   50    0.050    0.045     0.041     0.037     0.035
   80    0.067    0.058     0.053     0.046     0.044
  100    0.077    0.064     0.058     0.050     0.047
  140    0.085    0.069     0.062     0.051     0.048
  180    0.087    0.069     0.060     0.047     0.044
  220    0.084    0.065     0.055     0.040     0.037
  300    0.070    0.051     0.040     0.032     0.021
  600    0.043    0.029     0.017     0.008     -0.001
                     表2
如表2和图10所示，随着裙部的长度减小，裙部与框架相对的部分的长度相应减小。因而，从阴罩到框架的热传递减小，并且因而，电子束的抵达误差减小。根据表2和图10所示的实验结果，当裙部的长度等于或小于12mm时，电子束的抵达误差显著减小。当裙部的长度为12mm或更小时，裙部与框架相对的部分的长度变为10mm或更小。所以，当裙部与框架相对的部分的长度为10mm或更小时，电子束的抵达误差显著减小。
图11显示了根据本发明的实施例1的变型的阴罩的侧视图。如图11所示，裙部可以具有延伸部分801，其具有要焊接至框架的焊点803。这个延伸部分可以在阴罩的4个拐角处作为焊点的替代或补充而提供。具有了延伸部分801，有可能进一步减小裙部与框架相对的部分的长度。另外，有可能防止阴罩的四个拐角处的焊点在阴罩膨胀时变为约束。于是，抵达误差问题被进一步减小。
根据实施例1的另一变型，在阴罩的矩形荧光屏的长边，框架的底线(end line)的中央部分比阴罩的荧光屏部分的一个边的相应中央部分朝向荧光屏方向突出得更多。这是当面板的外表面变得平坦并且因而阴罩的荧光屏部分的一个边比框架的底线的位置更靠后时的情况。
进一步，上面说明的各个实施例可以应用于平板型彩色阴极射线管，其中面板的荧光屏表面基本平坦。于是，本发明的效果对于平板型彩色阴极射线管仍然有效。
<实施例2>
根据本发明的另一个方面，一种彩色阴极射线管包括：在其内表面上形成磷屏的面板；连接至面板的漏斗；生成电子束的电子枪；安装至面板的阴罩，该阴罩具有荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲的外围裙部；以及连接至所述阴罩的框架；其中所述阴罩的荧光屏部分的至少一个拐角包括基本上的直线部分，并且在所述阴罩的荧光屏部分的拐角和所述框架的相应拐角之间提供间隙。
图12显示了根据本发明的实施例2的阴罩的透视图。如图12所示，根据本发明的实施例2的阴罩包括荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲并且从荧光屏部分向后延伸的外围裙部43。荧光屏部分进一步包括打孔部分42和未打孔边界部分41，在打孔部分42定义了电子束经过的微孔，未打孔边界部分41围绕打孔部分42。
根据实施例2，荧光屏的至少一个拐角包括基本上的直线部分。
如表1和图7所示，由于荧光屏的拐角包括基本上的直线部分，拐角对于阴罩的膨胀的影响减小。结果，阴罩的热膨胀的非均匀性减小，并且因此，电子束的抵达误差减小。根据表1和图7所示的实验结果，当荧光屏的拐角包括基本上的直线部分时，电子束的抵达误差显著减小。
通过令荧光屏的拐角与现有技术相比缓和或凹进，有可能令阴罩更均匀地膨胀。
优选地，当荧光屏的较大边或较小边与荧光屏的拐角的直线部分之间的角度在30°～60°的范围内时，热膨胀变得非常均匀。
对于实施例2，也可以应用上述对于实施例1的修改。这种修改包括：在裙部处提供洞；弯曲裙部的底线；限制裙部与框架相对的部分的面积；提供一些延伸部分。这种修改的详细说明参见实施例1中的相应描述。
实施例2可以进一步包括如下修改，如对于阴罩使用AK材料；框架的底线的位置；以及使面板的正面基本平坦。
<实施例3>
根据本发明的另一个方面，一种彩色阴极射线管包括：一种彩色阴极射线管包括：在其内表面上形成磷屏的面板；连接至面板的漏斗；生成电子束的电子枪；安装至面板的阴罩，该阴罩具有荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲的外围裙部；以及连接至所述阴罩的框架；其中荧光屏部分的至少一个拐角包括凹入部分，并且在所述阴罩的荧光屏部分的拐角和所述框架的相应拐角之间提供间隙。
图13显示了根据本发明的实施例3的阴罩的透视图。
如图13所示，根据本发明的实施例2的阴罩包括荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲并且从荧光屏部分向后延伸的外围裙部43。荧光屏部分进一步包括打孔部分42和未打孔边界部分41，在打孔部分42定义了电子束经过的微孔，未打孔边界部分41围绕打孔部分42。
根据实施例3，阴罩的荧光屏的至少一个拐角包括凹入部分。
如表1和图7所示，由于荧光屏的拐角包括凹入部分，拐角对于阴罩的膨胀的影响减小。结果，阴罩的热膨胀的非均匀性减小，并且，因此，电子束的抵达误差减小。根据表1和图6所示的实验结果，当荧光屏的拐角包括凹入部分时，电子束的抵达误差显著减小。
通过令荧光屏的拐角与现有技术相比缓和或凹进，有可能令阴罩更均匀地膨胀。
对于实施例3，也可以应用上述对于实施例1的修改。这种修改包括：在裙部处提供洞；弯曲裙部的底线；限制裙部与框架相对的部分的面积；提供一些延伸部分。这种修改的详细说明参见实施例1中的相应描述。
实施例3可以进一步包括如下修改，如对于阴罩使用AK材料；框架的底线的位置；以及使面板的正面基本平坦。
工业实用性
如上所述，本发明实现了减小电子束抵达误差的效果，该抵达误差是由阴罩的非均匀热膨胀造成的。
进一步，根据本发明，AK材料可以被用于代替不胀钢材料。因为AK材料相比不胀钢材料不是那么昂贵，则制造阴罩的整个成本被减少了。

Claims (25)

1.一种彩色阴极射线管，包括：
面板，在其内表面上形成磷屏；
漏斗，其连接至面板；
电子枪，其生成电子束；
阴罩，其安装至面板，该阴罩具有荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲的外围裙部；以及
框架，其连接至所述阴罩；其中
所述阴罩的荧光屏部分的至少一个拐角的曲率半径不小于50mm，并且
在所述阴罩的荧光屏部分的拐角和所述框架的相应拐角之间提供间隙。
2.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中
AK材料用于所述阴罩。
3.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中
在所述裙部穿多个洞。
4.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中
所述裙部的一部分与所述框架相对，并且
与所述框架相对的部分的高度为10mm或更低。
5.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中
所述裙部具有一延伸部分，并且
该延伸部分的一部分连接至所述框架。
6.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中
所述框架的底线的中央部分比所述阴罩的荧光屏部分的一个边的相应中央部分朝向荧光屏方向突出得更多。
7.如权利要求6所述的彩色阴极射线管，其中
所述框架的长边的底线的中央部分比所述阴罩的荧光屏部分的一个边的相应中央部分朝向荧光屏方向突出得更多。
8.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中
所述面板的正面表面基本平坦。
9.一种彩色阴极射线管，包括：
面板，在其内表面上形成磷屏；
漏斗，其连接至面板；
电子枪，其生成电子束；
阴罩，其安装至面板，该阴罩具有荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲的外围裙部；以及
框架，其连接至所述阴罩；其中
所述阴罩的荧光屏部分的至少一个拐角包括基本上的直线部分，并且
在所述阴罩的荧光屏部分的拐角和所述框架的相应拐角之间提供间隙。
10.如权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中
荧光屏部分的一个边和荧光屏部分的拐角的基本上的直线部分之间的角度在30°～60°的范围内。
11.如权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中
AK材料用于所述阴罩。
12.如权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中
在所述裙部穿多个洞。
13.如权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中
所述裙部的一部分与所述框架相对，并且
与所述框架相对的部分的高度为10mm或更低。
14.如权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中
所述裙部具有一延伸部分，并且
该延伸部分的一部分连接至所述框架。
15.如权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中
所述框架的底线的中央部分比所述阴罩的荧光屏部分的一个边的相应中央部分朝向荧光屏方向突出得更多。
16.如权利要求15所述的彩色阴极射线管，其中
所述框架的长边的底线的中央部分比所述阴罩的荧光屏部分的一个边的相应中央部分朝向荧光屏方向突出得更多。
17.如权利要求9所述的彩色阴极射线管，其中
所述面板的正面表面基本平坦。
18.一种彩色阴极射线管，包括：
面板，在其内表面上形成磷屏；
漏斗，其连接至面板；
电子枪，其生成电子束；
阴罩，其安装至面板，该阴罩具有荧光屏部分和从该荧光屏部分向后弯曲的外围裙部；以及
框架，其连接至所述阴罩；其中
荧光屏的至少一个拐角包括凹入部分，并且
在所述阴罩的荧光屏部分的拐角和所述框架的相应拐角之间提供间隙。
19.如权利要求18所述的彩色阴极射线管，其中
AK材料用于所述阴罩。
20.如权利要求18所述的彩色阴极射线管，其中
在所述裙部穿多个洞。
21.如权利要求18所述的彩色阴极射线管，其中
所述裙部的一部分与所述框架相对，并且
与所述框架相对的部分的高度为10mm或更低。
22.如权利要求18所述的彩色阴极射线管，其中
所述裙部具有一延伸部分，并且
该延伸部分的一部分连接至所述框架。
23.如权利要求18所述的彩色阴极射线管，其中
所述框架的底线的中央部分比所述阴罩的荧光屏部分的一个边的相应中央部分朝向荧光屏方向突出得更多。
24.如权利要求23所述的彩色阴极射线管，其中
所述框架的长边的底线的中央部分比所述阴罩的荧光屏部分的一个边的相应中央部分朝向荧光屏方向突出得更多。
25.如权利要求18所述的彩色阴极射线管，其中
所述面板的外表面基本平坦。
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