CN1261970C - 阴极射线管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平面彩色阴极射线管，特别是一种通过改进平面板的结构和使用由铝镇静材料制成的荫罩板的具有良好的穹顶质量的平面彩色阴极射线管。对于所述的阴极射线管，用于此阴极射线管的面板的外表面非常平，而其内表面具有一定的曲率，面板的有效的表面的末端部位与面板的中心部位的透射比的比率是在0.4到0.6的范围之内，面板内表面的对角线曲率(RD)的半径是在1.29R到4.35R的范围之内(其中，1R＝1.767×有效表面的对角线长度)，荫罩板由铝镇静材料制成。体现本发明的原理的阴极射线管在价格方面具有非常大的优势，低于常规阴极射线管的价格的一半，它的面板使用由铝镇静材料制成的荫罩板，能够确保与由不变钢制成的荫罩板相同的穹顶质量。

Description

阴极射线管
技术领域
本发明主要涉及一种平面式彩色阴极射线管，特别是一种通过改进平面板的结构和使用由铝镇静(aluminum-killed)材料制成的荫罩板的具有良好的穹顶质量的平面彩色阴极射线管。
背景技术
图1是一个已知的彩色阴极射线管的结构说明图。
参照图1，传统的彩色阴极射线管包括一个前面的玻璃面板1，和一个后面的玻璃漏斗状管体2，它和面板1结合在一起。面板1和漏斗管2以某种方式密封起来使得它们的内部是真空的，形成一个真空管。
荧光屏13被设置在面板1的内侧，电子枪8安装在漏斗管2的颈部，与荧光屏13相对。
荫罩板3用于区分从电子枪8发射出的三色电子束，与荧光屏13间隔一个特定的距离。荫罩板3被结合到荫罩框架4上，并且由弹簧5弹性地支撑，此外还通过面板1的螺钉5支撑。
荫罩框架4与一个内部防护罩7结合在一起，该防护罩7由磁性材料制成，从而可以减少由外部磁场，特别是来自于阴极射线管(或布劳恩管)后面的磁场所引起的电子束11的运动。
另一方面，一个用于调整红、绿、蓝电子束会聚到一个点的会聚纯磁体(CPM)10，以及一个用于偏转电子束11的偏转线圈9被安装在漏斗管2的颈部。
并且，还包括一个加固带12，用于加固在内部真空状态影响下的前表面的玻璃。
现在来说明这种结构的彩色阴极射线管的工作原理，从电子枪8射出的电子束11经过偏转线圈9在垂直和水平方向上发生偏转，偏转后的电子束11通过荫罩板3上的电子束通过孔，并击打在前面的荧光屏13上，因此而显示出特定的彩色图像。
这里，会聚纯磁体10用来补偿聚焦和红、绿、蓝电子束11的纯度，内部防护罩7阻挡来自阴极射线管后部的磁场的影响。
图2是一个用于说明已知的面板和一个平面面板的示意图。
如图中所示，图2a显示一个面板，它的外表面实质上为扁平的，而它的内表面以一定的曲率弯曲；同时图2b显示一个面板，它的外、内面均以一定的曲率弯曲。
在其上面显现图像的阴极射线管的面板1一直被认为内外表面都应该是弯曲的，以符合阴极射线管内部高真空的要求，并且可以使电子束着陆更容易。
然而，根据入射角的不同，外部光对于面板1***的反射要远远大于面板1的中心部位，结果是使使用者在***部位看到的是非常扭曲的图像，因此，平面式面板1吸引了很多的青睐。事实上，当前正在使用的大部分面板1趋向于平面，如图2a所示。
韩国专利公开号0282536公开了一种面板，它的外表面是平面的，内表面是有一定曲率的曲面。
如图2a所示，作为一个平面彩色阴极射线管，它包括一个具有平的外表面和一个弯曲的内表面的面板；荫罩框架；进一步还提供一个荫罩板作为二色性的手段，接收张力从而使因荫罩板的穹顶现象的缘故发生的图像质量的恶化降低到最小。
为了跟上这种趋势，面板1的荫罩板的曲率，相似于面板的内表面的曲率，也变得更平。面板内表面的弯曲是与图像的二色性的功能相关的，而荫罩板的弯曲是为了更便于电子束的着陆，它决定了通过偏转会聚红、绿和蓝电子束到一个点的会聚，和图像的彩色纯度。
然而，当荫罩板的内表面制作得更平时，穹顶现象，它是由电子束造成的荫罩板的热变形，就会变成一个问题。为了解决这个问题，最近引入了一种由不变钢材料制成、具有相对低的热膨胀系数的荫罩板。
但不幸的是，由不变钢制成的荫罩板过于昂贵，因此增加了总体的生产成本。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种平面彩色阴极射线管，该平面彩色阴极射线管可以确保穹顶质量，其方法是改进平面板的结构和使用由铝镇静材料制成的荫罩板。
本发明的另一个目的是提供一种阴极射线管，它的***的透射比与中心部位的透射比的比率是0.4比0.6，增强了对比度，结果提高了图像质量，并且它的面板内表面的曲率半径被改变到1.29R到4.35R，增强了穹顶特征并且减小了荫罩的曲率半径，并且它的生产材料为铝镇静材料，比起传统的不变钢罩板，它具有相对大得多的热膨胀性。尽管它的很差的穹顶特征，但是它却比传统罩板的价格的一半还要便宜。
本发明的还有另一个目的是通过采用低价格的铝镇静材料制成的荫罩板，确保价格的竞争力和改进生产率。
为了达到上述目的，这里提供了一种阴极射线管，其中，面板的外表面非常平而该面板的内表面具有一定的曲率；面板的有效表面的末端部位对比面板的中心部位的透射比是在0.4到0.6的范围之间；面板内表面的对角线曲率(RD)是在1.29R到4.35R的范围之间(1R＝1.767×有效表面的对角线长度)；以及荫罩板由铝镇静材料制成。
体现了本发明的原理的阴极射线管具有一个平的外表面，它能够使屏幕的变形降到最小和重新产生出理想的图像，并且具有一个弯曲的内表面，它能够防止由铝镇静材料制成的荫罩的穹顶现象产生的图像质量的恶化。
此外，本发明的阴极射线管比通常的面板的价格的一半还要便宜，使用铝镇静材料制成的荫罩表现出与不变钢制成的荫罩仍然相同的穹顶质量。
最后，本发明所述的阴极射线管在价格竞争力和生产率方面都具有优势，因为它使用了低价位的铝镇静材料制成的荫罩。
附图说明
通过阅读下文中结合附图所作的详细说明，将对本发明的上述目的、特点以及优点有更加清楚的理解。这些附图是：
图1是一个相关技术所述的彩色阴极射线管的示意图；
图2是用来说明相关技术所述的一个通常的面板和一个平面板的图；
图3是用来说明本发明所述的一个阴极射线管的每一部分的厚度、长度和曲率的图；和
图4是用来说明本发明所述的阴极射线管中使用的面板的厚度的图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的一个优选实施方案进行说明。在下述说明中，对已知的功能或结构不再进行详细地说明，因为他们将会使本发明混入不必要的细节。
铝镇静(AK)材料通常是指含有作为主要元素的铁(Fe)和少量其他元素的一种材料，如表1所示。AK材料的热膨胀系数是在8到20×10-6/的范围内，即它的由热产生的变形是不变钢材料的5.3到13.3倍。
不变钢材料和铝镇静材料的比较结果提供在下表1中。
表1
  原料   价格   穹顶   可蚀刻性   可塑性   主要元素   热膨胀系数
  不变钢材料   高价格   好   不好   不好   铁：60-4％镍：35-36％   1.5×10-6
  铝镇静材料   低价格   不好   好   好   铁：99.7-99.0％   8-20×10-6/
如表1所示，AK材料制成的荫罩与不变钢材料制成的荫罩比较，具有相对好的价格，可蚀刻性，和可塑性，但是对比不变钢材料制成的荫罩，在穹顶现象上它比较差，原因是它的大的热膨胀系数。为了试图解决这一问题，一些研究人员尝试减小AK材料制成的荫罩的曲率半径。
但不幸的是，荫罩的曲率与面板的内表面的曲率密切相关，这样，荫罩的曲率半径不可能被无限制地减小。
更特别的是，如果荫罩的曲率半径被减小，则面板的内表面的曲率半径也应该被减小，原因是当面板的***部位厚于面板的中心部位的值超过一固定的限度时，面板的***部位的透射比变小，其结果是降低了该面板的***部位的亮度。
表2说明按照面板的尺寸，角部的透射比和中心的传递***的比率、对角线曲率半径、Td/Tc、Rd/(USD/2)。
表2
  长∶宽   角部/中心透射比   对角线曲率半径   Td/Tc   Rd/(USD/2)
  15-inch   4∶3   0.6   2.30R*   2.10   8.11
  15-inch   4∶3   0.4   1.29R   2.30   4.55
  21-inch   4∶3   0.6   3.27R   2.05   9.79
  21-inch   4∶3   0.4   1.83R   2.45   6.45
  25-inch   4∶3   0.6   3.80R   2.04   9.86
  25-inch   4∶3   0.4   2.12R   2.42   7.48
  29-inch   4∶3   0.6   4.35R   2.09   10.68
  29-inch   4∶3   0.4   2.42R   2.50   8.54
  28-inch   16∶9   0.6   4.25R   2.04   10.10
  28-inch   16∶9   0.4   2.37R   2.45   8.81
  32-inch   16∶9   0.6   4.25R   2.07   9.74
  32-inch   16∶9   0.4   2.25R   2.50   7.27
*1R＝1.767×有效表面的对角线长度
参照表2和图3，Tc是面板的中心部位的厚度，Td是面板的对角线部位的厚度。
并且，Rd是面板的内表面的对角线曲率半径，USD是面板的对角线的长度。
参照表2，对于具有一个平的外表面和一个有一个曲率的弯曲的内表面、且使用AK材料制成的荫罩的平面布劳恩管，如果角部/中心透射比低于0.4，则***部位的亮度就会低到不能够将适当的图像再现，而且面板的***部位变得非常厚，它的重量因此降低生产率和提高价格。
另一方面，如果角部/中心透射比高于0.6，则它使得曲率不能应付由于使用AK材料制成的荫罩造成的穹顶现象，同时，荫罩变得非常脆弱，产生象颤噪现象或全面质量下降的问题。
另外，如果对角线曲率半径大于4.35R，则不能形成使用AK材料制成的荫罩的足够的曲率，从而由于穹顶现象使图像质量恶化，并且为了保证高真空时的强度而增厚的面板的中心部位改为降低了亮度。
同时，如果对角线曲率的半径小于1.29R，则它使面板的角部太厚，而作为其结果，生产率降低，价格上升，并且在制造过程中内部路径非常容易被损坏。
因此，最好使角部/中心透射比在0.4和0.6之间，以及对角线曲率的半径在1.29R和4.35R之间。
接着，如果Td/Tc小于2.04，则不能形成使用AK材料制成的荫罩的足够的曲率，从而由于穹顶现象使图像质量恶化，并且由于在面板和荫罩之间的过大的间隙使着陆和彩色纯度全面降低。
同时，如果Td/Tc大于2.50，因为面板的对角线端部太厚，在平面布劳恩管上的图像就会变得严重扭曲，***部分变黑。
虽然，通过使用一个其中心部位的透射比高于80％的清晰的面板可以克服这些问题，但是，为了获得更好的图像亮度，面板的外表面应该被覆盖涂层，导致额外的成本费用。
另外，最好使Td/Tc在2.04到2.50的范围内。
再者，如果Rd/(USD/2)小于4.55，尽管图像质量不会因穹顶现象而恶化，但面板的对角线的端部变得很厚，从而使面板的可塑性降低，并使图像的扭曲恶化。另外，增加的重量降低了生产率，并且也增加了制造成本。
另一方面，如果Rd/(USD/2)大于10.68，面板的中心部位由于高真空而变厚以保证强度，但是它使得亮度降低。
因此，最好使Rd/(USD/2)在4.55到10.68的范围内。
最后，假设面板的中心部位的透射比是40-75％。如果在此种情况下的对角线曲率半径大于4.35R，则结果的曲率不足够用于使用AK材料制成的荫罩，最终由于穹顶现象降低了图像质量。并且，由于高真空，为获得强度而增厚的面板中心部位使亮度降低。
然而，如果对角线曲率半径小于1.29R(再一次，面板的中心部位的透射比是40-75％)，则它使得面板的角部太厚。作为其结果，生产率降低和价格升高，以及在制造过程中内部路径非常容易被损坏。
简而言之，如果面板的中心部位的透射比是40-75％，则最好使对角线曲率半径在1.29R到4.35R的范围内。
下表3说明应用21-inch布劳恩管的一个实施例。
表3
  属性   AK+3.4R   AK+2.8R   AK+2.3R   AK+1.5R
  局部穹顶   90μm   84μm   70μm   60μm
  穹顶   95μm   67μm   57μm   45μm
  掉落   23G   27G   33G   40G
如表3中所示，通过使用AK材料制成的荫罩和带有从3.4R到1.5R改变面板的对角线曲率的半径，局部穹顶、穹顶和掉落特征都得到了极大改善。
表4给出了面向每一个方向的厚度的比率。
表4
  Tv/Td   Th/Td   Th/Tc   Tv/Tc
  15-inch   0.47   0.47   1.40   1.40
  15-inch   0.90   0.90   1.90   1.90
  21-inch   0.65   0.65   1.82   1.82
  21-inch   1.00   1.00   2.00   2.00
  25-inch   0.69   0.69   1.82   1.82
  25-inch   1.04   1.04   2.00   2.00
  29-inch   0.77   0.77   2.00   2.00
  29-inch   1.13   1.13   2.21   2.21
  28-inch   0.71   0.71   1.70   1.70
  28-inch   1.06   1.06   1.93   1.93
  32-inch   0.71   0.71   1.64   1.64
  32-inch   1.06   1.06   1.86   1.86
参照表4、图3和图4说明，Tv是垂直轴端部的厚度；Th是水平轴端部的厚度；Td是面板的对角线部位的厚度；Tc是面板的中心部位的厚度。这里，如果Tv/Td小于0.47，Th/Td 小于0.47，Th/Tc小于1.40，和Tv/Tc小于1.40，则荫罩板的曲率太小，以至于荫罩板不能保持足够的强度。
同时，如果Tv/Td大于1.13，Th/Td大于1.13，Th/Tc大于2.21，和Tv/Tc大于2.21，则扫描扭曲问题变得更严重，特别是当电子束被偏转时。另外，增厚的面板最终使生产率降低并使价格提升。
因此，最好使0.47≤Tv/Td≤1.13，0.47≤Th/Td≤1.13，1.40≤Th/Tc≤2.21，和1.40≤Tv/Tc≤2.21。
假设从面板中心到实际的裙边部位的距离是OAH。那么，如表4所示，通过缩短从面板的中心厚度(CFT)和面板中心到实际的裙边部位(OAH)的距离，可以降低在常规平面彩色阴极射线管中的面板的重量。
因此，由于改进了在面板工业中的生产率和亮的玻璃，面板的价格可以被降低。并且，阴极射线管的总长度也比常规的平面布劳恩管相对要短。
另外，缩短的裙部使削减镶边和框架成为可能，并且内部路径的热损坏能被极大的改进。
然而，如果OAH/(USD/2)小于0.18，则诸如能源消耗增加和恶化的图像质量的问题的发生归咎于光学角度偏差。并且，如果OAH/(USD/2)大于0.29，则比常规的平面布劳恩管几乎没有优势。
因此，最好使0.18≤OAH/(USD/2)≤0.29。
总之，本发明的阴极射线管的很大的优势在于：面板的平的外表面使图像扭曲最小化，再现理想的图像，并且面板的以一定曲率弯曲的内表面可以防止任何由于AK材料制成的荫罩的穹顶现象造成的图像质量的恶化。
再者，本发明的阴极射线管的价格比常规的阴极射线管的价格的一半还要低，它的面板还对AK材料制成的荫罩有用，该AK材料制成的荫罩板与不变钢材料制成的荫罩板具有相同的质量。
最后，通过使用低价格的AK材料制成的荫罩，本发明的阴极射线管得到稳定的价格竞争力和改善的生产率。
尽管结合各种实施例对本发明已经进行了说明，但它们仅仅是说明性的。因此，对于本领域的技术人员，根据前述详细的说明，许多种选择、修改和变化将是显然的。前述说明的意图是包含所有这些选择和变化会落入所附权利要求的精神和宽阔的范围之内。

Claims (8)

1.一个阴极射线管，包括：
一个在前面的玻璃面板；
一个在后面的玻璃漏斗管；
一个设于面板内侧的荧光屏；
一个与荧光屏保持一个特定空间间隔的荫罩；和
一个置于漏斗管颈部的电子枪，与荧光屏相对，
其特征在于，所述面板的外表面非常平，而所述面板的内表面具有一定的曲率，所述面板的有效的表面的末端部位与所述面板的中心部位的透射比的比率是在0.4到0.6的范围之内，所述面板内表面的对角线曲率的半径Rd是在1.29R到4.35R的范围之内，其中，1R＝1.767×有效表面的对角线长度，荫罩由铝镇静材料制成，并且从所述面板的中心到实际的裙边部位的距离OAH和所述面板的对角线长度的一半USD/2的比率具有的关系为：0.18≤OAH/(USD/2)≤0.29。
2.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述面板的中心部位厚度Tc和所述面板的对角线部位厚度Td具有的关系为：2.04≤Td/Tc≤2.50。
3.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述面板的中心部位的透射比是在40％到75％的范围内。
4.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述面板的内表面的对角线曲率半径Rd和所述面板的对角线长度的一半USD/2的比率具有的关系为：4.55≤Rd/(USD/2)≤10.68。
5.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述面板的中心部位的厚度Tc和所述面板的垂直轴的末端的厚度Tv的比率具有1.40≤Tv/Tc≤2.21的关系。
6.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述面板的中心部位的厚度Tc和所述面板的水平轴的末端的厚度Th的比率具有1.40≤Th/Tc≤2.21的关系。
7.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述面板的对角线部位的厚度Td和垂直轴的末端的厚度Tv的比率具有0.47≤Tv/Td≤1.13的关系。
8.如权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述面板的对角线部位的厚度Td和水平轴的末端的厚度Th的比率具有0.47≤Th/Td≤1.13的关系。
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