CN1732554A - 带有一个锥体部分的阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一个图片显示设备有一个具有一个显示面板的真空封套，一个圆锥体(或漏斗)部分以及一个颈状部分。所述圆锥体在通过所述管子的所述纵向轴以及所述面板的所述短轴的一个平面内的轮廓是这样的，直到所述圆锥体身体长度的至少一半，所述圆锥体的高度最大降低了12％。这里所述面板以及所述圆锥体部分之间的缩放面处的应力被减少。更特别的，外部轮廓的所述Z以及Y坐标在0.5L＝Z处有0.88H＜Y＜H，在这里H是面板短轴上所述封边的位置，以及，L是所述圆锥体部分的深度。优选的，所述第一以及第二区域在0.5L和0.8L之间显示了一个过渡点P。

Description

带有一个锥体部分的阴极射线管

技术领域

本发明涉及一个图片显示设备，其包含具有一个真空玻璃封套的一个显示管，所述封套沿一个纵向轴包含具有一个短轴以及一个长轴的一个显示面板，以及一个圆锥形部分以及一个颈状部分，所述显示面板在其内侧提供了一个显示屏，所述圆锥形部分被连接到所述显示面板的一个直立壁。

在开头段落中所描述类型的图片显示设备与其它设备仪器被用于电视设备和计算机显示器，且被称为阴极射线管(CRT)。

背景技术

大家都知道在开始的段落中所描述的类型的图片显示设备。一般地，它们有一个110°(最大)偏离角，以及，一个与其对应的总深度。举例来说，一个110°32”WSRF管有一个49.94厘米的深度。

未来的阴极射线管应该有一个减少了的深度以在市场保持竞争力。为了实现一个所谓纤细管带了很多技术困难。当注意力在管的玻璃部件上时，可以观察到，如果应用通常的设计标准，真空负荷导致的所述玻璃封套的应力随着所述深度的减少而增加。

换句话说：越短的管，导致的应力越高。

一个传统的减少真空应力的方法是增加玻璃的厚度，然而这个方法成本效率不合算。CRT玻璃部件应该经受住一个真空负荷，但在组装管部件的时候同样要经历一个热处理。所述热处理的实现引起了玻璃中的热致(温度)应力，这将限制所述处理的时间。厚玻璃中的所谓热致应力更高。换句话说：玻璃越厚，管的热处理就越慢。

接下来我们面临一个基本的问题：实现纤细管意味着更厚的玻璃设计以经受住真空应力。更厚的玻璃设计意味着更慢的处理时间(当组装管的时候)，这导致工厂更低的产出，以及由此导致更高的成本，以及更昂贵的部件。

由此，我们的难题是在不改变玻璃厚度的前提下，找到一个方法以降低一个(纤细)管的应力水平。

发明内容

本发明的一个目标是提供一个使得前述难题得到减轻的图片显示设备。

为了这个目标，根据本发明的所述图片显示设备特征在于，穿过所述纵向轴以及所述面板的所述短轴的一个平面内，所述圆锥形部分的横截面具有一个所述圆锥形部分(4)的第一区域(41)，其与所述显示面板(2)的所述直立壁(15)邻接，所述第一区域(41)过渡为所述圆锥形部分的一个第二区域(42)，所述第二区域与其抛物曲线的末端(圆的末端)处的位置邻接，在所说的平面内，外部轮廓的Z和Y坐标被定义在这：

0.5L＝Z

0.88H＜Y＜H

其中，H为短轴上的封边位置(单位毫米)，以及，L为从所述封边朝着圆的末端位置，沿所述纵向轴方向的圆锥形部分的深度(单位毫米)。

所述封套的两个主要的玻璃部件为：

-所述圆锥体，它是所述管的后部分。

-所述面板，从这里可以观察图片。

这两个部件沿着它们的密封表面组装。

本发明将应用于这两个部件中的一个或者两个以减少管的最关键区域上的应力：南/北位置上的所述封边(面板/圆锥体接口)。

所述圆锥体形状：

如果我们考虑三个纵向的横截面：南/北，东/西以及对角线，所述圆锥体形状可以被简化。本发明将应用于所述南/北截面(短轴横截面)。它包括使得这个横截面上的所述圆锥体轮廓(曲率)更“外凸”，以及，通过按照以上所指出的方式定义所述圆锥体部分的形状而实现，从而，直到所述圆锥体长度L的至少一半，如这以前的定义，所述圆锥体的高度最大降低了12％。(所述轮廓沿着所述面板侧的圆锥体部件的一个非常平坦的路径。)

被指定的参数是所述短轴横截面的外部轮廓应该经过的点的坐标：Z以及Y，它们依赖于H以及L(H以及L是已知的值：H是在南/北轴上的封边位置，以及，L是从所述封边到所谓的圆区域的末端的圆锥体深度(CRT工艺中一般术语))。

优选地，Z以及Y应该是这样的：

0.5L＝Z

H＞Y≥0.9H

更好的

0.5L＝Z

H＞Y≥0.95H

(换句话说：面板侧的圆锥体部件的轮廓越平坦越好，估选地，直到所述圆锥体长度L的一半，如这以前的定义，所述圆锥体的高度最多降低了10％，甚至更好的最多降低了5％。)

较好地，所述圆锥形部分显示了一个平坦部分与一个陡峭部分之间一个过渡点P，所述过渡点的位置超过了0.5L，优选的在0.5L与0.8L之间，以及对于Y值在0.88H与H之间，更好的在0.9H与H之间，最好的在0.95H与H之间。

所述面板MML半径：

在一个面板设计期间用到的一个参数是所述模型匹配线(MML)的位置和轮廓。本发明指定了某一个值，它被用于在南/北位置上的模型匹配线的半径。

这个半径为MR1。

根据一个更进一步的实施例，MR1应该更可能是这样：

8500毫米≤MR1≤11000毫米

超过11000毫米的MR1值，玻璃制造厂商可能在制造产品时遇到问题。

附图说明

图1是包含一个阴极射线管的一个图片显示设备的横截面；

图2是图2中所述阴极射线管的一个零件的透视法正视图，已部分地切去；

图3显示了一个阴极射线管的圆锥形部分的相关轮廓的例子；

图4A以及图4B显示了一个阴极射线管的轮廓的例子，沿着所述对角线，所述长轴以及短轴所测量的一个传统设计的28”CRT(图4A)以及一个根据本发明的28”CRT(图4B)的横截面；

图5A以及图5B显示了第一个纤细32”CRT(图5A)以及根据本发明的第二个纤细32”CRT(图5B)的类似例子；以及

图6示意地呈现了一个传统32”宽屏真正平面管(下面)与那些纤细类型的32”宽屏真正平面管(上面)比较的轮廓。

图7以及图8呈现了一个管的典型的设计阶段图。

图9描述了与本发明一致的一个显示设备的一个阴极射线管的另一个例子。

具体实施方式

上述图完全是示意性的且不是按比例的。为了清楚的缘故，一些尺寸已被非常的夸大。类似的部件被尽可能的用图中相同的附图标记指示出来。

图1是沿着一个图片显示设备的纵向轴Z和面板短轴X的横截面示意图，所述图片显示设备包含一个具有一纵向轴20的阴极射线管(CRT)和一个真空封套1，所述真空封套包含一个显示窗口2，一个圆锥形部分4以及一个颈状部分5。一个显示屏3被提供在所述显示窗口2的内表面上。所述显示屏3包含数目很大的红色的，绿色的和蓝色的发光荧光粉部件。在这个实例中，所述颈状部分5包含三个电子枪6、7和8用来产生三个电子束9、10和11，所述电子束9、10和11通常处于一个平面内，这里是所述图的平面。在它们去所述显示屏3的路上，所述电子束9，10和11在两个互相垂直的方向(一个场和一个线偏离方向)被所述显示屏3对面的所述偏离部件14所偏离，然后经过安置在所述显示窗口2前的一个颜色选择电极13，所述电极通常由一个具有多个孔12的薄板组成，而且在这种情况中所述电极被称为荫罩板。纤细类型的阴极射线管有一个至少115度(标称为120度)的最大偏离角。在悬挂装置16的帮助下，所述颜色选择电极12被悬挂在所述显示窗口2的所述直立壁15的内侧。在所述圆锥形部分4和所述显示窗2的所述直立壁15之间的连接面也被称为“封边”19，在这里有一个(玻璃)烧料，所述烧料用作一个密封装材料。所述三个电子束9，10和11以不同的角度经过所述颜色选择电极13的所述孔12，从而每一个电子束仅撞击到一种颜色的荧光粉部件上。所述圆锥形部分4的内侧通常涂上一个导电层18。所述圆锥体X-Z横截面的轮廓有一个第一区域41和一个第二区域42，所述第一区域41与所述显示面板2的所述直立壁15邻接，所述第二区域42与所述位置44邻接，它的具有一个抛物线曲率的部件43(所述轭状区域)中止在位置44，L指示了从所述封边19到所述位置44的圆锥体长度。所述第一和第二区域被用来指出，直到所述“圆的末端”的所述圆锥形部分的所述第一个半部分和所述第二个半部分。所述位置44在本领域中通常被当作“圆的末端”。这是因为一个传统的圆锥体身体的横截面轮廓遵循依照半径的轨迹。

所述圆锥体以所述位置45为末端，它也被称为所述颈部密封位置。

图2是图1中所述阴极射线管的一个部分的被部分切去的透视法正视图，其中有纵向轴20，显示窗口2和直立壁15，圆锥形部分4和颈状部分5。为了清楚的缘故，在这个图中省略了在图1中给出过的一些组件。一般地，三个主要的横截面被考虑，即一个所述圆锥形部分4的横截面(R₃)，其通过所述纵向轴20以及所述显示面板的所述对角线21，一个所述圆锥形部分4的横截面(R₂)，其通过所述纵向轴20以及所述显示面板的所述短轴22，以及一个所述圆锥形部分4的横截面(R₁)，其通过所述纵向轴20以及所述显示面板的所述长轴23。

所述显示面板2呈现了一个模型匹配线(MML)24，它在所述面板的北方和南方位置有一个半径MR1。

图3示意性的显示了上述横截面R₁，R₂和R₃的圆锥体轮廓。对所述短轴横截面R₂，有关本发明的一些参数被指定：H是在所述南北轴线上的所述封边的位置，L是从所述封边(19)到圆位置(44)的末端的所述圆锥体的深度，而Z以及Y是所述圆锥体外部曲线(轮廓)应该经过的点坐标。在这个例子中，一个利用了本发明的32”纤细类型WSRF圆锥体被描述，对它有：

H＝216毫米；L＝122.5毫米，以及对Z＝62.97毫米(稍大于L/2)Y＝202.33毫米(也就是Y＝0.937H)。在这个过渡点P，或多或少平坦的第一区域41变成一个陡峭区域42。可以看见一个非常显著的弯曲。

在如下表格中，一些32”的CRT模型+计算显示了依照本发明的措施的效果。

在所述表格的I列呈现了有关一个传统的32”CRT圆锥体(非纤细类型)的数据。在这种情况中没有如本发明的圆锥体设计的这样一个拐点。在Z/L＝50％，Y/H小于90％，即84％。

II列中呈现了的数据有关一种相似设计的32”CRT圆锥体，但是有一个“较平坦地”模型匹配线(半径MR1＝9300毫米而不是6200毫米)。可以看出，这个尺寸有助于在某个程度上降低应力。(举例来说，封边上的切线应力降低了5％)。厚度没有改变。

III列中呈现的数据有关一个32”纤细型CRT圆锥体。所述数据是通过缩放所述参考管(I列)的尺寸至一个纤细管获得的，厚度也被缩放。可以看出，与I列的参考管相比，应力显著的增加。

IV列中呈现的数据有关一个32”纤细CRT圆锥体，其采用III列中那样的一个相似设计，但是现在对所述圆锥体形状应用本发明的标准。在满足Z/L＝50％的所述Z-位置，在这种情况中Y/H为95％，作为比较，I列和II列的情况中管的Y/H为84％。从III列的设计变到IV列的设计，厚度没有被减少。可以看出，在重要位置上的切线应力被显著降低(与III列中的数据比较)。

最后，V列中呈现的数据有关一个32”纤细CRT圆锥体，其采用IV列中那样的一个相似设计，但是厚度已经被减少。厚度被减少到一个范围以产生与III列可比较的应力级别。所述圆锥体的重量从8.8千克下降到8千克，但更重要的是：面板的重量从25.3千克下降到24.6千克。(面板价格是圆锥体价格的两倍)。

所以，本发明允许减少应力(从III列到IV列)使热处理速度显著增加，或者在不增加应力级别的情况下减少圆锥体厚度(从III列到V列)使有更低的成本。

                              I                     II                    III                      IV                         V

管类型		32寸基准		32寸平坦MR1		32寸纤细，缩放基准圆锥体		32寸纤细圆锥体，本发明设计1		32寸纤细圆锥体，本发明设计2
												偏离角		106度(一般)		106度(一般)		117度(纤细)		117度(纤细)		117度(纤细)
圆锥体		基准圆锥体		基准圆锥体，改成平坦MR1		基准圆锥体，缩放成纤细		纤细圆锥体，本发明的轮廓		纤细类型，优化厚度
												圆锥体厚度		基准厚度		基准厚度		基准厚度		基准厚度		更薄设计
MR1半径		6.2米		9.3米		6.2米		6.2米		6.2米
												拐点	H	220.0毫米		217.0毫米		220.0毫米		220.0毫米		220.0毫米
L	181.8毫米		181.8毫米		122.5毫米		122.5毫米		122.5毫米
											Z		91.0毫米		91.0毫米		61.5毫米		61.5毫米		61.5毫米
Z/L	50％		50％		50％		50％		50％
											Y		185.8毫米		183.5毫米		185.7毫米		208.9毫米		208.9毫米
Y/H	84％		85％		84％		95％		95％
											重量		面板	25.3千克		25.0千克		25.3千克		25.3千克		24.6千克
圆锥体	10.6千克		10.5千克		8.8千克		8.1千克		8.0千克
												真空应力/Mpa	封边径向	6.9	100.0％	6.7	97.1％	7.3	105.1％	4.4	63.8％	4.3	62.3％
封边切向	6.3	100.0％	6.0	95.2％	10.0	158.7％	8.3	131.7％	9.3	147.6％
											圆锥体外部		6.9	100.0％	6.7	97.1％	12.7	184.1％	10.5	152.2％	12.5	181.2％

为了更进一步验证本发明的适用性，关于两个显影不足的管类型的一项研究被实行了：28”WSRF(非纤细)以及36”WSRF纤细。本发明实现于原始的设计(遵循传统的设计标准)，并且验证了应力的减小。

所述28”WSRF管是一个标称偏离角为110°的宽屏(＝面板高宽比9∶16)真正平面管(＝非纤细类型)。

图4A显示了所述原始设计(参考物)的相关圆锥体轮廓。所述短轴截面的轮廓R₂有如下的“表征数字”：

H＝186毫米；L＝148毫米，在Z/L＝0.50处有Y/H＝0.86。

图4B表示了在本发明被实施之后图4A的相关圆锥体轮廓。现在所述短轴截面的轮廓R₂有如下的“表征数字”：

H＝186毫米；L＝148毫米，在Z/L＝0.50处有Y/H＝0.95。可以在过渡点P看见一个弯曲。

更进一步地，模型匹配线的半径MR1从4000毫米变到9000毫米。

根据对原始管与应用了本发明的管(依照MR1和圆锥体形状)的应力图的比较，观察到在封边上的高应力的一个显著减小。在重要区域(封边)上的应力减小是28％。这意味了，在一个非纤细(110°偏离角度类型)管中应用本发明同样也有一个显著效果。

所述36”WSRF管是一个标称偏离角为120°的宽屏真正平面管(＝纤细类型)。

图5A显示了一个最初设计的相关圆锥体轮廓。所述短轴截面的轮廓R₂有如下的“表征数字”：

H＝246.9毫米；L＝136.0毫米，在Z/L＝0.50处有Y/H＝0.90。

图5B表示了对应本发明一个更加优选的实施例的图5A的相关圆锥体轮廓。现在所述短轴截面的轮廓R₂有如下的“表征数字”：

H＝241.9毫米；L＝136.0毫米，在Z/L＝0.50处有Y/H＝0.95，可以看见一个过渡点P，所述过渡点P的坐标是：Z＝68.0毫米；Y＝229.2毫米。

更进一步地，MR1从7600毫米变到10800毫米。本发明的好处允许减少应力以及从而减小厚度。通过调整设计厚度，总的玻璃重量能够减少1、2千克，而且所述封边应力还减少了5％。

图6在图的下部分呈现了一个传统设计的32”宽屏真正平面管(总深度499.4毫米)的“3轮廓”草图，以及，在图的上部分呈现了依照本发明设计的一个32”宽屏真正平面“纤细“管(总深度416毫米)的“3轮廓”草图。在第一种情况中，面板部分高度为112.4毫米，以及，前面厚度为14毫米。在第二种情况中，面板部分高度为109.5毫米，以及，前面厚度为12.1毫米。

可以清楚的看出，本发明中的圆锥体(或者漏斗)身体的垂直截面轮廓R₂ ¹有一个明显的“过渡”点P，作为比较，传统设计的圆锥体身体的轮廓R₂基本沿着一条有一个固定半径的路线(弧)。后者在管的制造中更加有利。当使用一个有一个固定半径的传统实体，在1/2L处Y的值能被粗略的计算为H-0.5²(H-圆末端处的Y值)。典型地，圆的末端处Y值近似为0.4H，由此给出一个Y值：H-0.25×0.6H＝0.85H。在表中可以看出，所有基准圆锥体的真实值非常接近这个估计(对所有圆锥体，Z＝L/2处Y＝0.845H)。在所述圆锥形部分的半长度处，传统设计的圆锥体高度降低15％。所述圆锥体部分在横截面上基本上是弧状的。

在本发明的设计中，Z＝L/2处Y值增加，这给出了圆锥体的一个更平坦的第一区域41(直到圆锥体长度的一半，其高度降低不超过12％，优选的不超过10％，甚至更好的不超过5％)，而且因为圆的末端处(也就是L处)的高度保持不变，因此有一个更陡峭的第二区域42。这给予了圆锥体一个更“盒子状的外观”，以及，一个明显的在盒子顶部(第一区域，其曲率半径主要指向下方)和盒子侧面(第二区域，其曲率半径主要指向侧面)间的过渡点P。过渡点P处，曲率半径的大概方向变化非常剧烈。在圆锥体部分的边缘测量的、“盒子”顶部和侧面间的过渡点P的Z值可以恰好是或者非常接近L/2，然而，Z值也可以稍微超过L/2，所述过渡点在0.5L和0.8L之间较好，最好在0.5L和0.6L之间。所述过渡点P是平坦的上部分变成陡峭的侧面部分时的那个点。所述设计的顶部越平坦(也就是L/2处下降的高度越小)，就有越明显的盒子状的外观，而且形成了所述过渡点。可以把另外的词语用于所述过渡点P，例如“拐”点(inflection)，它来自于形容词“内折的”(inflexed)，意思是突然向内转或者向内弯曲，参看例如1996版Webster的广义字典。在图3，图4B，图5B以及图6中显示的每一个设计中，在轮廓中有一个非常陡峭的弯曲。

通过如权利要求1中定义的本发明可以获得减少封边上应力的改进，通过将本发明的标准不仅应用在所述短横截面的轮廓R₂，而且应用在所述长横截面的轮廓R₃，可以稍稍扩大所述改进。

上述例子涉及宽屏(16∶9)管。但是，本发明标准也可以被应用到4∶3的管，如果这些需要做的浅一点。由于那种情况中所述短横截面轮廓R₂的改变有一个比较不强的作用，所以同时改变R₂和R₃轮廓可以获得“差别”。

一个圆锥体(或漏斗)身体的设计是一个反复的过程。图7以及图8表现了设计的几个阶段。

一般设计顺序

阶段1：所述长轴，短轴以及对角线截面上外部垂直线的建立。这影响漏斗上的静态应力分布。

阶段2：所述长轴，短轴以及对角线截面上内部垂直线的建立。在这个过程中，一个优选的漏斗上的玻璃厚度分布被定义。

阶段3：通过使用一个程序进行水平面设计，借此所述漏斗被定义成一个3维的表面模型。

阶段4：所述屏幕+漏斗构建的强度计算。

根据阶段4的结果，可能不得不重复阶段1，阶段2或者阶段3。在获得一个最优的漏斗体设计之前，平均需要重复大约10次。

垂直线设计

在图7中，所谓的漏斗体垂直线被呈现。

针对所述漏斗身体的设计过程以外部三个主截面的定义开始。举例来说，这个描述可以按如下实行：

-一个圆(传统的)的截面，或者

-板条(通过测量点)。

所述垂直线最好按如下的顺序设计：

1)短(横)截面

2)对角线(横)截面

3)长(横)截面

短截面的形状(轮廓)：

传统的这是通过用一个单一半径(单一弧)来描述的。在本发明的较佳实施例中，一个拐点P被定义。在定义这个点后进行更进一步的设计。

对一个给定的水平截面，根据图8(3r轮廓的定义)实行了一个3r轮廓的建造方法。

开始点：

R_d＝选择的对角线半径；

L＝从管轴线到长截面上点的距离；

S＝从管轴线到短截面上点的距离；

D＝从管轴线到对角线截面上点的距离；

DA＝对角线角度；

CA＝构造角度。

图9说明了本发明的一个更进一步的实施例。在这个实施例中，Z＝43.40毫米处，也就是Z＝L/2处，这里L＝86.80毫米，Y值为194.40毫米，其为0.89H。

总结来说，本发明涉及具有一个真空封套的一个显示管，所述真空封套包含一个显示面板，一个圆锥体(或者漏斗)部分以及一个颈状部分。所述圆锥体部分有一个圆锥体实体部分以及一个像抛物线的部分。在一个通过管纵向轴以及面板短轴的平面内，所述圆锥体实体部分的轮廓有一个拐点，这样，直到圆锥体实体长度的至少一半，圆锥体高度降低最多12％，优选的小于10％，更好的小于5％。据此，在面板和圆锥体部分之间的封边处的应力减少了。更多的，特别所述过渡点的Z和Y坐标是这样的：

0.5L＝Z以及0.88H≤Y＜H，

其中，H为面板短轴上的封边位置(单位毫米)，以及，L为圆锥体部分的深度(单位毫米)。优选的，一个拐点P被呈现，在那里，外部轮廓显示了一个弯曲。

Claims (8)

1.一个图片显示设备，所述图片显示设备包含具有一个真空封套(1)的一个显示管，所述封套包含沿一个纵向轴(20)排列的包含有一个短轴以及一个长轴的一个显示面板(2)、一个圆锥形部分(4)以及一个颈状部分(5)，所述显示面板(2)在其内侧具有一个显示屏(3)，所述圆锥形部分(4)被连接到所述显示面板(2)的一个直立壁(15)，所述图片显示设备特征在于，在通过所述纵向轴以及所述面板的所述短轴的一个平面内，所述圆锥形部分的横截面包含所述圆锥形部分(4)的一个第一区域(41)，所述第一区域(41)与所述显示面板(2)的所述直立壁(15)邻接，所述第一区域(41)过渡为所述圆锥形部分(4)的一个第二区域(42)，所述第二区域与其抛物曲线的末端(圆的末端)处的位置邻接，在所说的平面内，外部轮廓的Z和Y坐标被定义为：

0.5L＝Z

0.88H＜Y＜H

其中，H为短轴上的封边位置(单位毫米)，以及，L为从所述封边朝着圆的末端位置，沿所述纵向轴方向的圆锥形部分的深度(单位毫米)。

2.如在权利要求1中所要求的一个图片显示设备，在其中：

0.5L＝Z

0.9H＜Y＜H

3.如在权利要求2中所要求的一个图片显示设备，在其中：

0.5L＝Z

0.95H＜Y＜H

4.如在权利要求1中所要求的一个图片显示设备，在其中，所述MR1半径，如在这里定义的，被如下公式定义：

8500毫米≤MR1≤11000毫米

5.如在任何一个前述权利要求中所要求的一个图片显示设备，在其中，所述第一以及第二区域在所说平面内的一个过渡点(P)处互相过渡，其中

0.5≤P≤0.8L

6.如在任何一个前述权利要求中所要求的一个图片显示设备，在其中，所述最大偏离角度至少有115度。

7.如在任何一个前述权利要求中所要求的一个图片显示设备，在其中，所述显示面板有一个16∶9的高宽比。

8.如在任何一个前述权利要求中所要求的一个图片显示设备，在其中，所述显示面板是一个真正平面类型的。

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