專利名稱：平面陰極射線管的防爆結(jié)構(gòu)的制作方法
本項(xiàng)發(fā)明涉及平面陰極射線管，更確切的說是涉及平面陰極射線管內(nèi)防止平面陰極射線管發(fā)生爆炸的防爆結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)的陰極射線管的具有平面面板1，從對面板密封表面平滑彎曲到內(nèi)部密封電子槍的頸部3a的錐體3，用燒結(jié)玻璃焊接到面板1上以及密封在頸部的電子槍4，用于向面板發(fā)射紅，綠，藍(lán)電子束。更詳細(xì)的，一片防爆玻璃2緊貼在面板正面，用于增強(qiáng)面板1的防爆特性，熒光層5在面板的內(nèi)表面，用于當(dāng)電子束撞擊熒光層5時發(fā)光。在面板內(nèi)表面上有一個矩形導(dǎo)軌6，蔭罩7裝在導(dǎo)軌6上，蔭罩在面板1的有效面內(nèi)有許多小孔，用于從眾多電子束中選出一種顏色。在導(dǎo)軌的后面安裝有一個內(nèi)內(nèi)屏蔽8，用于防止電子槍發(fā)射并向面板行進(jìn)的電子束受地磁作用，錐體頸部外圓周表面裝有偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)9，用于使電子束在水平或垂直方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在面板1周圍捆扎有帶子11是為了把多個突出部分10固定在面板1的外圓周上，其用途是把平面陰極射線管固定在監(jiān)視器或是電視接收機(jī)的框上。
因此，當(dāng)密封在頸部3a處的電子槍4通電時，電子槍開始發(fā)射熱電子，當(dāng)熱電子連續(xù)通過多個電極時被加速并聚焦，在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)9的偏轉(zhuǎn)作用下發(fā)生垂直或水平方向偏轉(zhuǎn)到達(dá)屏幕的一邊。當(dāng)電子束在通過蔭罩7的小孔時，電子槍4發(fā)射的并射到屏幕上的電子束，包括了顏色的選擇，然后打到熒光層5的發(fā)光材料上。最終，當(dāng)熒光材料中的電子一旦被激發(fā)和泄降達(dá)到基態(tài)時，由于能量差使熒光材料發(fā)光而重現(xiàn)圖像。為了增強(qiáng)電子的發(fā)射，制造陰極射線管時要經(jīng)過一個抽取空氣的過程，以保證陰極射線管內(nèi)部保持在10-6～10-7托范圍的真空下。
現(xiàn)有技術(shù)的平面陰極射線管的抽空過程介紹如下。
一旦具有裝到平面面板1上的錐體3的陰極射線管經(jīng)過抽空過程達(dá)到10-7～10-8托真空范圍內(nèi)，在陰極射線管的內(nèi)部和外部之間至少會有10-6托的壓力差，這是因?yàn)殛帢O射線管的外部是處于760托的大氣壓下的。也就是說，陰極射線管完全是處在1個大氣壓下，即1.01325×105N/m2壓力下。因此，面板和錐體會由于壓力而變形，直至內(nèi)外壓力達(dá)到平衡點(diǎn)，尤其是面板1按圖2的“c”方向向陰極射線管內(nèi)部塌陷。而且，由于將經(jīng)過抽空的陰極射線管安裝在監(jiān)視器或電視接收機(jī)的框上的設(shè)備，如果突出部分10和帶子11的帶子組裝在一張力下繞面板1捆扎，則面板的向內(nèi)塌陷將更為嚴(yán)重。也就是說，如圖2所示，在現(xiàn)有技術(shù)的陰極射線管的防爆結(jié)構(gòu)中，在面板1周圍用張力捆扎帶子11會使從抽空過程就產(chǎn)生的沿球體(面板加錐體)的管子軸線方向的向內(nèi)塌陷變形使得這種變形更為嚴(yán)重。抽空及面板1周圍帶子的捆扎力會造成一個大氣壓差，大氣壓差所產(chǎn)生的恒定應(yīng)力會導(dǎo)致陰極射線管的密封表面附近發(fā)生破裂，因?yàn)槊姘?和錐體3的密封表面附近應(yīng)力更大。因此，面板就易發(fā)生內(nèi)爆，只要有很小的外部沖擊就會造成陰極射線管的內(nèi)爆，而且由于面板正面不平，圖像的質(zhì)量也容易變得很差。
為了防止面板發(fā)生這樣的內(nèi)爆，例如，現(xiàn)有技術(shù)的平面陰極射線管中的面板中部的厚度設(shè)成比陰極射線管常規(guī)曲率半徑大一些。不過，加厚的面板會帶來以下問題。
在制作陰極射線管的陰極射線管抽空過程中，要將球體加熱到大約340～360℃以抽出吸附在球體內(nèi)表面的空氣。熔爐中的加熱器通過對流加熱球體的外表面產(chǎn)生出熱量，球體外表面的熱量通過傳導(dǎo)傳給球體的內(nèi)表面。玻璃的熱傳導(dǎo)率大約是0.92×10-3(W/mm°K)，導(dǎo)軌是金屬的，其熱傳導(dǎo)率大約是在22.8×10-3(W/mm°K)范圍內(nèi)，即玻璃的熱傳導(dǎo)率比金屬低。熱傳導(dǎo)和面板的厚度是成反比的，球體有可能因球體內(nèi)外表面的溫差造成的熱應(yīng)力而導(dǎo)致破裂，而且平面面板1越厚，溫差越大。另一方面，在抽空前用燒結(jié)玻璃密封面板1和錐體3的密封過程中，當(dāng)燒結(jié)玻璃結(jié)晶以密封面板1和錐體3時，要將球體加熱到大約440℃，這是由燒結(jié)玻璃的結(jié)晶特性決定的。因此，若面板1過厚，球體就可能因其內(nèi)外表面溫差而破裂。為了把破損量減至最低，加熱過程需要延長，緩慢加熱球體以縮小球體內(nèi)外表面的溫差，這樣做會降低產(chǎn)量，延長生產(chǎn)周期，需要更多的能量。在面板1的厚度等于或超過18.0mm的情況下，應(yīng)用光傳導(dǎo)率為75％、厚度為10.16mm的彩色玻璃顯示低于40％的光傳導(dǎo)率，應(yīng)用光傳導(dǎo)率為46％、厚度為10.16mm的黑玻璃顯示低于28％的光傳導(dǎo)率，這不能實(shí)際應(yīng)用。這樣就會給球體的設(shè)計(jì)帶來局限，只有厚度為10.16mm時光傳導(dǎo)率為86％的透明玻璃和厚度為10.16mm時光傳導(dǎo)率為82％的半透明玻璃才可以采用。如果真空造成的恒定應(yīng)力過大，外部的任何沖擊都會使球體破裂，所以可允許的真空壓力是限制在85～120kgf/cm2。
此外是現(xiàn)有技術(shù)防爆結(jié)構(gòu)的另一個例子，由于平面陰極射線管的防爆強(qiáng)度低，用樹脂將防爆玻璃附著在面板的正面以吸收陰極射線管的外部沖擊。可是貼防爆玻璃的迭片過程需要在一個隔離的干凈的房間里進(jìn)行，房間的清潔度足以防止異物或氣孔的產(chǎn)生，制作過程將變得復(fù)雜，從而增加了生產(chǎn)成本。而且，迭片過程產(chǎn)生的氣孔增加了陰極射線管的次品率，降低了生產(chǎn)效率。
因此，本發(fā)明提出一種平面陰極射線管的防爆結(jié)構(gòu)，充分解泱了由于現(xiàn)有技術(shù)不足和缺陷所帶來的一個或多個問題。
本發(fā)明的目的是提供了一種平面陰極射線管中的防爆結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以緩和面板上的應(yīng)力，增強(qiáng)陰極射線管防爆強(qiáng)度并預(yù)防其發(fā)生內(nèi)爆。
本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)會在以下的描述中闡述，一些優(yōu)點(diǎn)可以直接從描述中看出，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用來體現(xiàn)。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)還可以通過說明書中具體指出的結(jié)構(gòu)以及權(quán)利要求書和附圖來實(shí)現(xiàn)。
為了實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的目的，正如概括和概要描述的，平面陰極射線管在被抽空時它的面板會受到大氣壓的作用，平面陰極射線管的防爆結(jié)構(gòu)包括在面板附近捆扎或涂覆在錐體的外圓周表面上的防爆裝置。
可以理解，以上概述和以下的詳細(xì)描述是示例性的，說明性的，下面根據(jù)權(quán)利要求進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。
構(gòu)成說明書的一部分的附圖可以幫助理解本發(fā)明，體現(xiàn)了本發(fā)明的一些具體部分，圖和說明書一起揭示了本發(fā)明的原理，附圖中

圖1顯示一現(xiàn)有技術(shù)平面陰極射線管的縱截面；圖2顯示現(xiàn)有技術(shù)平面陰極射線管在抽空時面板的變形示意圖；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明第一最佳實(shí)施例的平面陰極射線管局部切除后的側(cè)視圖；圖4顯示抽空時本發(fā)明第一最佳實(shí)施例的平面陰極射線管中面板變形示意圖5顯示本發(fā)明第二最佳實(shí)施例的平面陰極射線管局部切除后的側(cè)視圖；圖6顯示本發(fā)明第三最佳實(shí)施例的平面陰極射線管的局部側(cè)剖面圖；下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。圖3所示為本發(fā)明第一最佳實(shí)施例的平面陰極射線管的局部切除后的側(cè)視圖。
參照圖3，本發(fā)明的第一最佳實(shí)施例的平面陰極射線管內(nèi)的防爆結(jié)構(gòu)包括捆扎在與面板垂直的錐體的平坦部分周圍的帶子110，用于固定突出部分100，從而將陰極射線管固定在監(jiān)視器或電視接收機(jī)的框上。在這個例子中，帶子110的捆扎張力需要在600kgf～3000kgf范圍內(nèi)。如果張力低于600kgf，真空造成的變形會由于帶子的張力而使向原始狀態(tài)恢復(fù)的恢復(fù)量小于10％，這樣對陰極射線管變形的改善沒有實(shí)質(zhì)作用。與此相反，當(dāng)張力大于3000kgf時給陰極射線管變形的改善幾乎和張力低于3000kgf給陰極射線管變形帶來的改善相同，所以，張力高于3000kgf也不會帶來更好的實(shí)質(zhì)性的改善。也就是說，如果帶子110的張力低于600kgf，由于改善低于10％，改善的效果不明顯，當(dāng)張力大于3000kgf時，和低于3000kgf時相比也沒有帶來更多改善。帶子110固定在錐體30的外圓周表面的平坦部分120上，平坦部分和面板10垂直并且寬度比帶子110要寬，這樣可以防止帶子110從正確的位置滑落，從而確保穩(wěn)固的捆扎。
捆扎帶子110的錐體30的平坦部分120的寬度最好大于16mm，此選擇有以下原因和現(xiàn)有技術(shù)的例子相似，如果面板10和錐體30密封在一起，在經(jīng)歷抽空過程時會產(chǎn)生收縮，面板10的中央部分會向陰極射線管內(nèi)部塌陷。如圖4所示，當(dāng)帶子110以合適的張力綁扎在面板10附近、錐體30的外圓周表面的平坦部分12上，帶子捆扎的張力方向是“a”所示方向。這樣，面板的一邊緣以“b”所指方向位移，面板的中間部分以“c”所指的方向位移。那些位移補(bǔ)償了抽空造成的面板10的位移，使其接近原始狀態(tài)。帶子110的寬度和捆扎張力的關(guān)系以等式(1)來表示W(wǎng)=T/(t×σ)………………………………………………………………………(1)其中，‘W’代表帶子的寬度，‘t’代表帶子的厚度，‘T’代表捆扎張力，‘σ’是帶子的屈服強(qiáng)度。一般來說，在陰極射線管中作帶子的材料的屈服強(qiáng)度大約是32kgf/cm2,‘t’的范圍在1.2mm左右。因此，由式(1)知，由于帶子的捆扎張力要求大于600kgf，帶子110的寬度至少要16mm。據(jù)此，為了保證錐體3外圓周表面的帶子110的可靠固定，和面板10垂直形成的錐體外圓周表面的平坦部分120的寬度至少要16mm。
圖5所示是本發(fā)明第二最佳實(shí)施例的平面陰極射線管局部切除后的側(cè)視圖。第一實(shí)施例中的帶子110在第二實(shí)施例中被導(dǎo)線13所取代。由于在捆扎導(dǎo)線130時，導(dǎo)線130的捆扎張力也需要在600kgf～3000kgf范圍內(nèi)，導(dǎo)線130的條件可以從等式(1)中導(dǎo)出W=T/(t×σ)………………………………………………………………………(1)其中，‘T’代表捆扎張力，‘σ’代表導(dǎo)線13的屈服強(qiáng)度，帶子的截面積W×t可以用π×R2代替，導(dǎo)線半徑‘R’用下面的等式(2)來表示R=T/(π×σ)····················(2)]]>其中，T代表捆扎張力，σ代表導(dǎo)線13的屈服強(qiáng)度，R是導(dǎo)線130的半徑。例如，如果導(dǎo)線130選用屈服強(qiáng)度是41.8kgf/mm2的鉻鋼，當(dāng)捆扎張力大于600kgf時，由等式(2)，導(dǎo)線130的半徑就需要有2.5mm或者更高。
下面將討論根據(jù)本發(fā)明的第二最佳實(shí)施例的具有前述防爆結(jié)構(gòu)的陰極射線管的變形特征。
把錐體焊接在面板上、電子槍密封在錐體里之后，如圖2所示，在抽空過程中，陰極射線管的面板的中間部分向陰極射線管內(nèi)部塌陷，面板邊緣向外擴(kuò)張。在這種情況下，當(dāng)導(dǎo)線130和帶子有相同的截面積時，導(dǎo)線130的接觸面比帶子小，所以它要求的平坦部分的寬度也比帶子窄。如圖4所示，當(dāng)帶子或?qū)Ь€130用張力在前述的平面陰極射線管的錐體及面板焊接區(qū)域附近捆扎在錐體外周表面120周圍時，用的捆扎力的方向?yàn)椤癮”，使得面板邊緣的位移是“b”方向，面板中央部分的位移是“c”方向，抵消了由于抽空造成的變形，使得陰極射線管幾乎恢復(fù)到抽空前的狀態(tài)。由于變形的抵消減少了平面陰極射線管內(nèi)的恒定應(yīng)力，這樣做的平面陰極射線管具有抗爆強(qiáng)度，能保證很好地抵御外部沖擊。
圖6為示意圖，是本發(fā)明的第三最佳實(shí)施例的平面陰極射線管的部分側(cè)剖面圖，其中在面板10和錐體30焊接區(qū)域附近，錐體的前部的外圓周表面使用了一種固化粘合劑140。固化粘合劑140是一種由氧氣、加熱或水固化的材料，具有一定的拉伸力，如陶瓷粘合劑。在抽空時，變形和由此產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力大部分出現(xiàn)在錐體和面板的焊接處，即由大氣壓作用在錐體上的力②導(dǎo)致了在焊接區(qū)域沿錐體和面板的短軸方向的真空壓力最大，這又造成了陰極射線管的變形，如圖6中虛線所示。但是，涂覆在錐體外圓周表面的固化粘合劑14產(chǎn)生的力①和大氣壓產(chǎn)生的使陰極射線管向內(nèi)塌陷的力②方向相反，從而抵制來自大氣壓的力②而達(dá)到平衡，使得平面陰極射線管恢復(fù)到抽空前的狀態(tài)，如圖6中實(shí)線所示。下面詳細(xì)討論。
從固化粘合劑14到陰極射線管面板的力由下式定義，和等式(1)相似W=Ta/(t×σ)………………………………………………………………(1)其中，Ta表示作用于陰極射線管的大氣壓產(chǎn)生的力，由于要求的捆扎張力至少應(yīng)等于Ta，固化粘合劑要求有屈服強(qiáng)度‘σ’，厚度‘t’和寬度‘W’。從固化粘合劑140到錐體外圓周表面的捆扎力可用式(3)表示，T=p×R×W……………………………………………………………………(3)其中，‘T’代表從固化粘合劑140到錐體的捆扎力，‘p’代表固化粘合劑的單位面積壓力，‘R’代表錐體外圓周，‘W’代表固化粘合劑的寬度。由于從固化粘合劑140到錐體3外圓周表面的力需要等于或大于從大氣壓到面板的力，為了避免面板變形，等式(1)和(2)的關(guān)系可由以下不等式來表示T≥Ta和p×R≥σ×t………………………………………………………(4)也就是說，由于從大氣壓到陰極射線管的力Ta是常量，在固化粘合劑的屈服強(qiáng)度固定后，厚度‘t’和寬度‘W’由式(1)和(4)確定，即t≥Ta/(σ×W)和W≥Ta/(p×R)。并且，為了可以使固化粘合劑有效地壓縮于平面陰極射線管，要求已經(jīng)固化的固化粘合劑和錐體間的熱膨脹/收縮系數(shù)的差大約是5×10-7/℃，這樣做是為了當(dāng)平面陰極射線管工作中電子束產(chǎn)生熱量時，固化粘合劑和錐體140以相似的比率膨脹和收縮，以保持恒定的收縮率。如果固化粘合劑140的熱膨脹系數(shù)小，在平面陰極射線管工作時，固化粘合劑140膨脹的比錐體小，使得面板過度收縮，會使面板向前突出。如果固化粘合劑140的熱膨脹系數(shù)大，固化粘合劑140膨脹得比錐體大，會使錐體不能有效收縮，面板會向內(nèi)塌陷。
作為一個使用固化粘合劑的例子，計(jì)算出涂覆在17”陰極射線管上的陶瓷粘合劑的寬度和厚度。在這個例子中，大氣壓是0.01034kg/mm2，而17”平面陰極射線管的面板面積是97900mm2，從大氣壓到面板正面的力T是1012kgf。陶瓷粘合劑的屈服強(qiáng)度是25kg/mm2，錐體外圓周長度大約是1260mm，固化粘合劑140的厚度‘t’設(shè)為0.5mm，這是由式(1)t≥Ta/(σ×W)得出的。然后，由等式(4)，陶瓷粘合劑作用在錐體單位面積上的壓力是0.0099kg/mm2。由于陶瓷粘合劑的寬度‘W’是W≥Ta/(P×R)，寬度‘W’應(yīng)大于81mm。
因此，由于平面陰極射線管的抽空過程中發(fā)生的位移可以被錐體周圍的帶子、導(dǎo)線或固化粘合劑的捆扎力恢復(fù)，那么隨著面板防爆能力的增強(qiáng)面板的厚度就可以減小，這又有助于降低在燒結(jié)密封中面板100內(nèi)外圓周表面的溫差，簡化錐體30和面板10的焊接時抽空過程。也就是說，反射率為0.045，光吸收率為0.04626的彩色玻璃或者與彩色玻璃相同的反射率為0.045，光吸收率為0.00578的透明玻璃都可以使用。如果面板由彩色玻璃制成，面板厚度為18.0mm，光傳遞率為40％或更少。最終因本發(fā)明可以使面板厚度減少，那么設(shè)計(jì)平面陰極射線管時限制減少了，不僅可以使用透明玻璃，也可以使用彩色玻璃。另外，面板具有足夠的防爆強(qiáng)度，不需要防爆玻璃。在這種情況下，很顯然對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說就會有多種應(yīng)用，比如固定突出部分的帶子不一定是必需的，而是把固定突出部分的帶子捆扎在面板周圍，也可能用另一個帶子捆在錐體周圍。
如上所述，本發(fā)明的平面陰極射線管內(nèi)的防爆結(jié)構(gòu)可以使陰極射線管恢復(fù)到原始狀態(tài)，通過在錐體周圍捆扎或覆蓋一個帶子、導(dǎo)線或固化粘合劑，減弱由于陰極射線管內(nèi)外壓差造成的內(nèi)部恒定應(yīng)力，從而預(yù)防了陰極射線管的爆炸。通過捆扎或涂覆帶來的陰極射線管防爆能力的增加放松了面板設(shè)計(jì)的限制，即使很薄的面板也能滿足可允許的真空壓力的要求。并且，由于面板的正面不再需要防爆玻璃，簡化了制作過程，提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。
對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，很顯然在不離開本發(fā)明范圍或精神的情況下，可以對陰極射線管內(nèi)的防爆結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種修改和變型。因此，也就意味著本發(fā)明涵蓋了對本發(fā)明的修改和變化，保證了對發(fā)明的修改和變化也在權(quán)利要求及其等同范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種平面陰極射線管內(nèi)的防爆結(jié)構(gòu)，該平面陰極射線管具有當(dāng)陰極射線管被抽空時受到大氣壓作用的面板，該平面陰極射線管防爆結(jié)構(gòu)包含在面板附近捆扎或者涂覆在錐體外圓周表面上的防爆裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的防爆結(jié)構(gòu)，其中防爆裝置中有在600～3000kgf范圍內(nèi)的捆扎張力。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的防爆結(jié)構(gòu)，其中上面捆扎或者涂覆防爆裝置的錐體的外圓周表面包括與面板垂直的平坦部分。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2的防爆結(jié)構(gòu)，其中防爆裝置是具有要求的屈服強(qiáng)度的帶子。
5．根據(jù)權(quán)利要求3的防爆結(jié)構(gòu)，其中和面板垂直的錐體外圓周表面寬度比帶子，即防爆裝置的寬度要寬。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的防爆結(jié)構(gòu)，其中上面捆扎帶子的錐體的平坦部分的寬度設(shè)置為等于或大于16mm。
7．根據(jù)權(quán)利要求1或2的防爆結(jié)構(gòu)，其中防爆裝置是具有要求的屈服強(qiáng)度的導(dǎo)線。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的防爆結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)線的半徑大于2.5mm。
9．根據(jù)權(quán)利要求1或2的防爆結(jié)構(gòu)，其中防爆裝置是一層固化后具有要求屈服強(qiáng)度的固化粘合劑。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的防爆結(jié)構(gòu)，其中固化粘合劑的厚度t≥Ta/(σ×W)。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的防爆結(jié)構(gòu)，其中固化粘合劑的寬度為W≥Ta/(p×R)。
12．根據(jù)權(quán)利要求9的防爆結(jié)構(gòu)，其中固化粘合劑由在固化后的固化粘合劑和錐體之間的熱膨脹/收縮系數(shù)的差大約在5*10-7/℃以下的材料形成。
13．根據(jù)權(quán)利要求9的防爆結(jié)構(gòu)，其中固化粘合劑由陶瓷形成。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的防爆結(jié)構(gòu)，其中陶瓷粘合劑具有固化后陶瓷粘合劑和錐體之間的熱膨脹/收縮系數(shù)差大約在正負(fù)5*10-7/℃以下。
全文摘要
一種平面陰極射線管內(nèi)的防爆結(jié)構(gòu),當(dāng)陰極射線管被抽空時它的面板會受到大氣壓作用,具有這樣面板的平面陰極射線管防爆結(jié)構(gòu)包含在面板附近捆扎或者涂覆在錐體外圓周表面上的防爆裝置,從而增強(qiáng)平面陰極射線管的防爆強(qiáng)度。
文檔編號H01J29/87GK1301037SQ0012679
公開日2001年6月27日 申請日期2000年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月10日
發(fā)明者樸相潤, 金寅主 申請人:Lg電子株式會社