專利名稱：用于平面陰極射線管的蔭罩的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種平面陰極射線管，特別是涉及一種位于面板內側，用來選擇電子束顏色的蔭罩的曲面結構，從而使電子束能準確地撞擊到相應的熒光物質上。
如
圖1所示，傳統的陰極射線管包括內表面涂有紅、綠、藍熒光物質的面板1；位于面板的后面與面板1相熔合的玻錐2，用于保持陰極射線管內的真空狀態(tài)；位于玻錐2后部的管狀頸部10；安裝在頸部10里的電子槍8，用于發(fā)射電子束11；和一用于偏轉電子束的偏轉線圈9。該陰極射線管還包括一個用來防止真空狀態(tài)爆炸的加強圈12，和一用于固定陰極射線管的凸耳13，該凸耳位于陰極射線管的外表面上。
蔭罩3是固定在一個框架4上的，該框架位于面板1的涂有熒光物質的內表面附近。該蔭罩3選擇從電子槍8發(fā)射出的電子束的顏色?？蚣?通過固定在框架上的支撐簧5固定在面板的內表面上的柱螺栓銷6中。一內屏蔽板7與框架4的一側相結合，從而使朝熒光物質運動的電子束不受外部磁體的影響。
具有一預定曲率的蔭罩3位于面板的內側，并且與面板的內表面相隔一預定距離。蔭罩能使從電子槍8發(fā)射出的電子束11正確地到達紅、綠和藍熒光物質上。將蔭罩的曲率設計成為允許電子束按照色彩選擇特性，相對它們的布局(間隔)具有均勻的分布。蔭罩的曲率是用電子束的集合比率(grouping rate；G/R)來表示的，其決定了圖像的純度。
參照圖2，該集合比率可如下表示。
G/R=(3*S*Q)/(Ph*L)…………(1)其中，S為電子束的中心和偏轉中心之間的距離，它是偏轉線圈偏轉電子束的基本高度，Q為蔭罩和面板內表面之間的距離，Ph為蔭罩的水平間距，即蔭罩的孔之間的距離，并且L為面板內表面和偏轉中心之間的距離。
陰極射線管的特性受到電子束的集合比率的影響，包括純度特性，例如純度裕度和方向改變裕度。純度裕度表示一個偏轉線圈的定位公差，該公差不允許由于偏轉線圈9的定位引起電子束在熒光材料不正確的位置上發(fā)光，這樣從電子槍8射出的電子束11經過蔭罩3能正確地到達紅、綠和藍熒光材料上。純度裕度有助于陰極射線管調節(jié)屏幕的過程。
同時，當陰極射線管的位置轉動時，電子束11的路徑在外部磁場(地球磁場)的影響下會改變。方向改變裕度表示可允許的方向改變角度，該角度防止了不是目標的熒光材料的發(fā)光。
電子束的集合比率以及蔭罩的曲率和水平間距可以根據偏轉線圈9和電子槍8以及面板1的內表面的曲率來確定，從而確保純度裕度和方向改變裕度。將根據集合比率設計的蔭罩安裝在陰極射線管里，從而紅、綠和藍色熒光材料位于面板1的屏幕上，以準確地與電子束的路徑相吻合。
在如上所述構成的陰極射線管中，為了圖像的生成，基本上要將蔭罩的曲率半徑Rm確定為相對面板的內表面的曲率半徑Rp具有一預定的比率。近來，出現了外表面是平面的陰極射線管，由于面板內表面的曲率半徑加大，所以為了變得平坦，蔭罩的曲率半徑也增加了。盡管當現有陰極射線管的面板的有效表面邊緣厚度與其中心厚度之比大于2時蔭罩的強度沒有降低，但是平面陰極射線管的蔭罩強度由于面板的有效區(qū)域厚度與中心厚度之比的下降會急劇降低。
由于在陰極射線管的移動過程中，會有外部強烈沖擊作用在其上，所有蔭罩強度的降低會引起振鳴，該振鳴會造成蔭罩3的曲面的振動以及引起抗沖擊能力的降低，從而導致蔭罩曲面的永久變形。而且，從電子槍8射出的電子束11在通過蔭罩3的時候會變形，導致它們不能撞擊到目標熒光材料上。因此，蔭罩強度的降低會引起閃爍和色彩純度的降低，從而降低了陰極射線管的質量。
為了解決這些問題，如圖3所示，在蔭罩3上設置凹槽用來放入珠子14，從而提高振鳴特征。另外，如圖4所示，將施加了張力的阻尼線15安裝在蔭罩3上用來分散能量，減輕聲音的沖擊、振動或振幅。然而，因為珠子14位于有效區(qū)域上，所以圖3所示的方法在加工過程中在面板的內表面上涂覆熒光材料就困難了。而且，涂覆在面板上的熒光材料局部不均勻的分布會造成圖像的變形，并且使人們在看屏幕時感覺不舒服。
在圖4所示的方法中，當施加張力的蔭罩3被固定在框架4上時，需要防止蔭罩的變形，而且需要阻尼線15能夠向蔭罩的整個表面提供均勻的壓力。這使得生產過程復雜并且增加了生產成本。另外，在有效區(qū)域內設置珠子14以及放上阻尼線15的前述方法，盡管就蔭罩的強度而言它們是有優(yōu)勢的，但是就振鳴特征而論是具有局限性的。
另外，還出現了一種方法，就是將面板1的有效區(qū)域邊緣厚度與中心厚度之比變得相對大些，從而降低蔭罩的曲率半徑，這樣可提高蔭罩的強度。然而，這種方法在熱處理過程中也造成陰極射線管的損壞，增加了面板材料的成本，并且會產生亮度上的差異。結果，它不能滿足目標分辨率和目標色彩純度，并且降低了視覺平面度。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種平面陰極射線管的蔭罩，它能夠滿足目標分辨率同時避免其結構強度的降低。
為了實現本發(fā)明的這個目的，提供了一種用于陰極射線管的蔭罩，它放置在面板的后面，用于選擇入射的電子束的顏色，該面板的外表面是平的而其內表面具有一預定的曲率，其中曲率半徑Rx,Ry,Rxe和Rye是根據它們與曲率半徑Rd的適當比率確定的，而蔭罩的曲率是通過曲率半徑Rx,Ry,Rd,Rxe和Rye的代數運算確定的，其中，Rx是通過蔭罩中心的長軸的曲率半徑，Ry是通過蔭罩中心的短軸的曲率半徑，Rd是通過蔭罩中心的斜軸的曲率半徑，Rxe是蔭罩的短邊側的曲率半徑，Rye是蔭罩的長邊側的曲率半徑。
圖1是現有陰極射線管的含有局部剖面的側視圖；圖2是陰極射線管的組成部分之間布局的局部剖視圖；圖3是現有的使用珠子防止振鳴的結構的透視圖；圖4是現有的使用阻尼線防止振鳴的結構的透視圖，該阻尼線放置在了施加了張力的蔭罩上；圖5概略地示出了面板的內表面和蔭罩的坐標系，用于說明本發(fā)明的蔭罩；圖6概略地示出了本發(fā)明的蔭罩的曲率半徑；圖7A是顯示現有蔭罩的曲率的圖表；并且圖7B是本發(fā)明蔭罩的優(yōu)選曲率的圖表。
下面結合附圖所示的例子對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應該說明的是，在附圖中同樣的部件用同樣的參考數字來標記。
參看圖5，在二維平面三根坐標軸的基礎上示出了面板內表面和蔭罩的幾何結構，即長軸(X軸)、短軸(Y軸)和斜軸(D軸)，這里，斜軸(D軸)是一個任意設置的坐標軸，用來觀察面板內表面和蔭罩的曲率的變化，不同于參考軸(X軸和Y軸)。
參考圖6，通過本發(fā)明蔭罩中心的長軸的曲率半徑用Rx表示，通過本發(fā)明蔭罩中心的短軸的曲率半徑用Ry表示，通過本發(fā)明蔭罩中心的斜軸的曲率半徑用Rd表示，短邊側的曲率半徑用Rxe表示，并且長邊側的曲率半徑用Rye表示。從圖6可知，構成蔭罩的軸線的每一個曲率半徑Rx和Ry以及構成其邊的每一個曲率半徑Rxe和Rye，在它們各自的橫截面里在頂點和兩個端點之間具有一高度差。這樣，通過使這些曲率半徑彼此不同就能夠獲得新的蔭罩曲率半徑。
斜軸的曲率半徑Rd作為決定蔭罩高度的一個因素，可通過由表達式(1)表示的集合比率來確定。盡管為了提高蔭罩的強度控制斜軸Rd的曲率半徑來增加高度差是可能的，但是因為斜軸Rd的曲率半徑必須按照面板和蔭罩的水平間距的相互關系來確定(而這個相互關系影響陰極射線管的分辨率和色彩純度)，所以斜軸Rd的曲率半徑是很難改變的。
因此，本發(fā)明確定斜軸的曲率半徑Rd以滿足目標面板的厚度比和分辨率，并且改變通過蔭罩的中心的長軸的曲率半徑Rx，通過蔭罩的中心的短軸的曲率半徑Ry，短邊側的曲率半徑Rxe，長邊側的曲率半徑Rye，從而設計出蔭罩的一個優(yōu)選的曲率。通過這樣做，為了提高陰極射線管的強度，不用增加面板中心與邊緣的厚度比就能夠獲得蔭罩所希望的強度。
為了實現蔭罩的目標曲率，通過利用五個曲率半徑Rx,Ry,Rd,Rxe和Rye構成五個球面，并且通過最小的方形將五個球面組合起來，從而設計出蔭罩優(yōu)選的曲率。
圖7A是顯示現有蔭罩的曲率的圖表，圖7B是顯示本發(fā)明蔭罩的優(yōu)選曲率的圖表。圖7B所示的本發(fā)明的蔭罩的曲面，由于恰當地設計了五個曲率半徑Rx,Ry,Rd,Rxe和Rye，所以沒有突變的曲率梯度，這就有別于圖7A所示的現有的超弧形表面，在圖7A中曲率的梯度從中心向邊緣變大，并且長邊側的曲率半徑Rye和短邊側的曲率半徑Rxe不能被確定。
也就是說，現有的超弧形曲面是超弧形的，即使對于曲率半徑Rye和Rxe也不例外。并且這種超弧形的曲率造成局部強度弱的曲面。然而，本發(fā)明增加了長邊和短邊的曲率半徑以通過軸線之間的角度來確定曲面的形狀。在這種情況下，曲面的變化能夠從每根軸線的曲率半徑和每個邊的曲率半徑中獲得，并能夠實現新的蔭罩曲面其沒有突變曲率梯度，同時保持良好的強度。
通過兩種實驗方法，能夠將圖7A所示具有超弧形曲面的現有蔭罩的強度與本發(fā)明的具有新型曲面的蔭罩強度進行比較。這兩種方法包括一種方法是基于相同的蔭罩變形臨界加速度值，將本發(fā)明蔭罩的斜軸的曲率半徑和現有蔭罩進行比較；另一種方法是一個測量固有振動模式和固有頻率的實驗，該實驗能夠確定蔭罩強度變弱的一點，并且將現有蔭罩的強度和本發(fā)明的蔭罩強度從數量上進行比較。
表1給出通過比較本發(fā)明蔭罩和現有的超弧形曲面蔭罩的斜軸的曲率半徑Rd獲得的結果，當陰極射線管面板的對角曲率半徑是Rp時，它們具有同樣的變形臨界加速度。該實驗結果顯示對于同樣的變形臨界加速度來講，本發(fā)明蔭罩的斜軸的曲率半徑Rd比現有的要大。另外，根據本發(fā)明蔭罩的斜軸的曲率半徑Rd與面板的內表面的斜軸的曲率半徑Rp的適當的比值，基于實驗結果確定用于目標抗沖擊能力的相互關系是可能的。
表2給出通過測量現有的超弧形曲面和本發(fā)明曲面的第一級到第十級的固有頻率獲得的結果。第一級和第二級的固有頻率與抗沖擊特性有關系。頻率越高抗沖擊性越好。上面所述第三級的頻率與振鳴有關系，并且隨著頻率增高和頻率之間的間隔增大，該振鳴特性越令人滿意。表2顯示出本發(fā)明曲面的頻率比現有超弧形曲面的頻率要高。
因此，蔭罩的長、短和斜軸的曲率半徑Rx,Ry和Rd，長邊和短邊側的曲率半徑Rye和Rxe以及面板的斜軸的曲率半徑Rp之間的關系，根據實驗結果和分析結果可通過下面的表達式(2)-(5)表達，這些半徑構成了使抗振性和振鳴特性最佳化的曲面的形狀。
·Rx和Rd之間的關系0.95Rd≤Rx≤1.0Rd ……………(2)·Ry和Rd之間的關系1.0*Rd≤Ry≤1.05*Rd ……………(3)·Rxe和Rd之間的關系1.1*Rd≤Rxe≤1.0*Rd ……………(4)·Rye和Rd之間的關系0.95*Rd≤Rye≤1.0*Rd ……………(5)
如表達式(2)到(5)所示，Rx,Ry,Rye和Rxe的范圍能夠在確定斜軸的曲率半徑Rd之后進行設計，從而能夠獲得目標分辨率和厚度比。另外，為了獲得優(yōu)選的曲面，在這些范圍內就每一個曲率半徑而論，可以確定出一個恰當的值。
而且，通過獲得表1的結果的實驗，在蔭罩的斜軸的曲率半徑Rd和面板內表面的斜軸的曲率半徑Rp之間獲得一種關系是可能的，該關系如下面的表達式(6)所示。
2/3Rp≤Rd≤4/5Rp……………(6)如上所述，可以確定長邊和短邊側的曲率半徑Rye和Rxe，從而曲面的形狀通過軸線之間的角度能夠確定下來。在這種情況下，相對于蔭罩的每根軸線的曲率半徑和每個邊的曲率半徑，實現各種曲面形狀是可能的。如上所述構成的曲面與現有的超弧形曲面相比，具有良好的抗振性和振鳴特性。
特別是，當外部振動作用在陰極射線管上時，通過與面板相連的一根彈簧，外部能量被傳到蔭罩上。該振動非特定地作用到蔭罩上，并且集中地使一個局部易損壞的區(qū)域變形。因為這個特性，在一個抗振能力實驗中檢驗所有方向的振動。此處，要求在任何方向上都不出現變形。
然而，在現有的超弧形曲面的情況下，當外部振動僅僅是作用在陰極射線管的軸線方向上時，盡管在曲面的邊緣保持了強度，但是其中心變得比較弱。而且，對于未指定方向作用在其上的振動，現有的超弧形曲面是易損壞的。因此，僅僅當曲率具有足夠的裕度時，才能獲得與具有凸出外表面的現有陰極射線管相類似的抗振能力，也就是，為了應付未指定方向的振動，在蔭罩的中心和四角之間必須保證具有一特定的高度差。
基于本發(fā)明的曲率值構成的曲面能夠在整個蔭罩的表面上獲得均勻的強度，并且對于作用在其上的未指定方向的振動保持同樣的特性。而且，外表面是平面的陰極射線管，在其上裝有本發(fā)明的蔭罩曲面，不需要在蔭罩的中心和四角之間具有高度差。因此，不需增加面板厚度比和水平間距，因而分辨率不會降低。
同時，振鳴現象通常是出現在邊緣而不是中心。因為振鳴通常集中出現在蔭罩內的局部易損壞點，所以在曲面設計時消除曲面的易損壞點是重要的。而且，通過揚聲器傳播的聲波的頻帶是50-1000赫茲，因此當蔭罩的固有頻率分布在特定頻帶里時，振鳴出現的可能性會增加。本發(fā)明曲面的上述第三級的固有頻率的帶寬分布得比現有的超弧形曲面的帶寬要寬，因此本發(fā)明的蔭罩能降低振鳴發(fā)生的可能性。這樣，本發(fā)明的曲面具有良好的振鳴特性。
同時，在Rp=2160mm時進行的振動實驗里，按照本發(fā)明產生蔭罩變形的臨界加速度值是25G而在現有技術中是20G。這就意味著按照本發(fā)明在臨界加速度上大約有5G的提高。另外，就外界聲波而言，按照本發(fā)明的曲面同現有的相比提高大于一級的色彩純度。
如上所述，按照本發(fā)明的蔭罩曲面的曲率結構，能夠通過長軸、短軸和斜軸的曲率半徑Rx、Ry和Rd和長邊和短側的曲率半徑Rye和Rxe來確定，而且為了構成最優(yōu)的蔭罩曲面，每個曲率半徑是不同的，因此在陰極射線管中，能使面板中心與邊緣的厚度比最小化。而且，陰極射線管的蔭罩的抗振能力和振鳴特性能在不降低陰極射線管質量下得以提高。
盡管已結合具體的實施例對本發(fā)明進行了詳細描述，但是本領域的熟練技術人員能理解，不偏離權利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的各種變化都是能夠實施的。
權利要求
1．一種彩色陰極射線管，包括外表面近似于平面并且內表面具有特定曲率的面板；設置在該面板后面的玻錐；設置在頸部內的電子槍，該頸部位于玻錐的后部；以及位于面板的內側并與面板的內表面相隔一預定距離的矩形蔭罩，用來選擇從電子槍發(fā)射出的電子束的顏色，其特征在于，當通過蔭罩中心的長軸的曲率半徑是Rx，通過蔭罩中心的短軸的曲率半徑是Ry，以及通過蔭罩中心的斜軸的曲率半徑是Rd時，滿足下面的表達式0.95*Rd≤Rx≤1.0*Rd1.0*Rd≤Ry≤1.05*Rd。
2．根據權利要求1所述的陰極射線管，其特征在于，當蔭罩的短邊側的曲率半徑是Rxe，而蔭罩的長邊側的曲率半徑是Rye時，滿足下面的表達式1.1*Rd≤Rxe≤1.0*Rd0.95*Rd≤Rye≤1.0*Rd。
3．根據權利要求1所述的陰極射線管，其特征在于，當面板的對角曲率半徑定義為Rp時，蔭罩對角軸的曲率半徑Rd大于或等于2/3Rp，并且小于或等于4/5Rp。
全文摘要
一種用于陰極射線管的蔭罩，用來提高抗振性能和振鳴特性。一種彩色陰極射線管，包括面板，設置在該面板后面的玻錐；設置在一個頸部里的電子槍；以及矩形蔭罩，該蔭罩用來選擇從電子槍發(fā)射出的電子束的顏色。當將蔭罩的長軸的曲率半徑是Rx，短軸的曲率半徑是Ry，以及斜軸的曲率半徑是Rd時，為了提高蔭罩的強度，能夠恰當地設計這些曲率半徑。
文檔編號H01J29/07GK1317820SQ01110460
公開日2001年10月17日 申請日期2001年4月11日 優(yōu)先權日2000年4月11日
發(fā)明者鄭鎮(zhèn)旭 申請人:Lg電子株式會社