專利名稱：蔭罩式彩色陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的說來涉及一種蔭罩式彩色陰極射線管，更具體地說，涉及一種配備有一矩形屏盤，屏盤屏幕的外表面平坦的蔭罩式彩色陰極射線管。
屏盤屏幕的外表面是球面時，大尺寸彩色陰極射線管的屏幕外表面看起來比小尺寸彩色陰極射線管更象球形，因而大尺寸彩色陰極射線管所重現(xiàn)的圖象看起來不自然，而且入射光在球形外表面上產(chǎn)生的反射還可能降低重現(xiàn)圖象的亮度對比。為了減小大尺寸彩色陰射線管的長度和重量，要求管子采用至少為110°的寬偏轉(zhuǎn)角。
從原理上講，屏盤的有效屏幕具有由有效屏幕的對角線長度所確定的等效曲率半徑。參看圖5，矩形屏盤1有一個包括有效屏幕2在內(nèi)的屏幕。取屏幕中心作為原點O，取通過原點O并垂直于管子軸線的水平軸線作為X軸，取通過原點O并垂直于管子軸線的垂直軸線作為Y軸，這樣就得出了一個正交坐標(biāo)系。采用這種正交坐標(biāo)系時，我們把有效屏幕2的對角線長度命名為D，在Z方向上從原點O直到對角線半長(D/2)的弧矢高度命名為δ。于是屏盤1的有效屏幕2的等效曲率半徑R。可用下式表示Ro= ((D/2)2+δ2)/(2δ) (1)等效曲率半徑約為有效屏幕2的對角線長度D的1.76倍的屏盤通常叫做“1R屏盤”，等效曲率半徑大于1R屏盤等效曲率半徑的屏盤叫做“平面屏盤”。配備有平面屏盤的大偏轉(zhuǎn)角彩色陰極射線管的蔭罩3因熱膨脹而部分向外拱起;圖6中，拱起部分用3a表示。這種現(xiàn)象叫做“局部拱起”現(xiàn)象。如圖6中所示，發(fā)生這種現(xiàn)象時，就使蔭罩3的欄孔3b偏離其應(yīng)有的位置3c。電子束5a通過偏移至“錯”位置的欄孔3b被迫作為“錯的”電子束5b到達熒光體部分4b而不是到達熒光體部分4a。如果沒有局部拱起現(xiàn)象發(fā)生，電子束5a會按設(shè)計通過欄孔3c到達熒光體部分4a。電子束5b的偏移破壞了色純度。
為使大尺寸彩色陰極射線管屏幕的外表面平坦，必須采用厚的玻殼，使其在抽真空之后能經(jīng)受大氣壓，于是射線管的重量增加。
即使屏盤的屏幕表面是球面，但如果使其周邊部分較為平坦，屏幕表面總的看起來還是平坦的。美國專利4，786，840公開的陰極射線管就是利用了這種現(xiàn)象。具體地說，該現(xiàn)有技術(shù)的陰極射線管周邊部分平坦，在有效屏幕從中心到周邊延伸、最易于產(chǎn)生局部拱起現(xiàn)象的部分具有特意增大的曲率。
上述現(xiàn)有技術(shù)陰極射線管的弧矢高度位于中心與周邊部分之間。這使球面在對角線方向上二次微分的符號改變，從而彎曲成類似馬鞍形，這通常叫做“反向彎曲”。從中心至周邊的曲率沿X軸和Y軸的增加和反向彎曲現(xiàn)象共同影響入射光在屏盤有效屏幕上的反射，從而產(chǎn)生不自然的反射。在曲率變化大的部位，影象，特別是運動著的物體，其運動速率使其看起來不自然。
為解決這個問題，日本公開專利公報62-177841(美國專利4，777，401)公開的另一現(xiàn)有技術(shù)提出將周邊部分弄平到1.5R至1.8R(即等效曲率半徑為1R等效曲率半徑的1.5至1.8倍)，且令屏盤的有效屏幕從中心延伸至對角線兩端的部分的等效曲率半徑在1.3R至1.5R的范圍?？偟恼f來，該球面部分實際上是平坦的。
這種方案的好處在于，避免了周邊部分產(chǎn)生反向彎曲，從而確保該部分不呈球面，沒有任何反向彎曲點。另一個好處是可使玻殼變薄，幾乎和一般1R屏盤一樣薄，從而減輕了屏盤的重量。此外，入射光在屏盤有效屏幕上的反射變得自然，而且在有局部拱起現(xiàn)象的情況下電子束的偏移量最小。鑒于這些好處，這種屏盤適用于大尺寸彩色陰極射線管，例如29英寸、33英寸和43英寸陰極射線管。
但上述方案具有這樣的缺點由于曲率是朝屏幕周邊逐步減小，因而即使想進一步弄平它也是不能容許的。在剛提到的這個方案中，周邊部分可弄平到1.3R至1.5R的程度，但屏盤尺寸增大時，經(jīng)弄平的部分外觀仍然呈球面。
本發(fā)明的蔭罩式彩色陰極射線管克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述和許多其它缺點和不足之處，它有一個矩形屏盤，屏盤的屏面由這樣形成的正交坐標(biāo)系確定取屏面的中心作為坐標(biāo)原點O，取通過原點O并垂直于管軸線Z的水平軸線為X軸，取通過原點O并垂直于管軸線Z的垂直軸線為Y軸，從而使一給定點P的坐標(biāo)(X，Y，Z)中的Z可用一個具有X和Y各自的各次冪的多項式表示，其中二次或二次以下各冪指數(shù)的和為δ1，二次以上各冪指數(shù)的和為δ2，這些和滿足δ1＞δ2的關(guān)系，且有效屏面滿足下列關(guān)系5＜ ((D/2)2+Zc2)/(D·Zc) ＜97＜ (Yc2+(Zc-ZA)2)/(D·(Zc-ZA)) ＜137＜ (Xc2+(Zc-ZB)2)/(D·(Zc-ZB)) ＜13
其中，在屏面周邊部分上、在X軸處的A點的坐標(biāo)為(H/2，0，ZA)，在屏面的周邊部分上、在Y軸處的B點的坐標(biāo)為(0，V/2，ZB)，在屏面的周邊部分上、在對角線上C點的坐標(biāo)為(Xc，Yc，Zc)，而有效屏幕的對角線長度用D表示。
在一最佳實施例中，彩色陰極射線管是個29英寸的彩色陰極射線管。
因此這里所述的發(fā)明能達到提供這樣一種蔭罩式彩色陰極射線管的目的，該陰極射線管(1)雖然玻殼較薄但卻能承受壓力，(2)能改善入射光的反射特性，且(3)能抑制局部拱起現(xiàn)象。
參看下列附圖，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員即可很好地理解本發(fā)明，并清楚了解本發(fā)明的多個目的和優(yōu)點。附圖中

圖1是本發(fā)明的蔭罩式彩色陰極射線管中所采用的屏盤的透視圖;
圖2表明了圖1所示的屏盤與普通屏盤的比較;
圖3是就圖1的屏盤和普通屏盤的歸一化曲率半徑描出的曲線圖;
圖4(a)和4(b)比較了本發(fā)明的彩色陰極射線管和缺了本發(fā)明所要求的條件中的一項的彩色陰極射線管在入射光在屏盤上的反射特性方面的情況;
圖5是普通屏盤的透視圖;
圖6是蔭罩的側(cè)視圖，舉例說明了蔭罩中發(fā)生的拱起現(xiàn)象。
參看圖1，圖中所示的矩形屏盤6是供29英寸彩色陰極射線管用的，其X坐標(biāo)在長軸方向上(X軸線)，其Y坐標(biāo)在短軸方向上(Y軸線)，Z坐標(biāo)則在陰極射線管的軸線方向Z上。在Z方向上以原點(屏盤6的屏面的中心)為起點的弧矢高度為Z，可用下式表示Z＝α1X2+α2Y2+α3X4+α4X2Y2+α5Y4+α6X4Y2+α7X2Y4+α8X4Y4(2)
且 α1＝2.09216×10-4l/毫米α2＝2.97318×10-4l/毫米α3＝7.15356×10-10l/毫米3α4＝-1.71561×10-9l/毫米3α5＝1.80728×10-9l/毫米3α6＝-1.31622×10-14l/毫米5α7＝-1.71957×10-14l/毫米5(3)α8＝-1.85522×10-20l/毫米7根據(jù)(2)和(3)的關(guān)系式可推算出下列數(shù)據(jù)有效屏幕的對角線長度D等于676.0毫米，有效屏幕在X軸向的最小長度H和在Y軸向的最小長度V分別等于540.8毫米和405.6毫米。在Z方向上原點O與有效屏幕對角線端之間的弧矢高度Zc等于24.0589毫米。等效曲率半徑Rc為2386.3毫米。1R等于1.76 D(＝1189.8毫米)。因此歸一化曲率半徑為2R。
在C1至C4和C2至C3的短軸側(cè)，原點O與A1點之間以及原點O與A2點之間的各弧矢高度ZA等于19.1214毫米，以對角線端為起點的弧矢高度δ為4.9375毫米。將δ＝4.9375毫米和γ＝202.8毫米代入(1)式時，短軸側(cè)的等效曲率半徑RA等于4167.3。歸一化曲率半徑約為3.5R。
在C1至C2和C3至C4的長軸側(cè)，原點O與B1點之間以及原點O與B2點之間的各弧矢高度Z等于15.2854毫米，以對角線端為起點的弧矢高度δ為8.7739毫米。將δ＝8.7739毫米和γ＝270.4毫米代入(1)式時，長軸側(cè)的等效曲率半徑RB等于4171.1。歸一化的曲率半徑約為3.5R。沿X軸和Y軸通過原點的曲率半徑分別變?yōu)?.6R和1.1R。顯然曲率半徑的增大為最小，拱起現(xiàn)象受到抑制。
本發(fā)明使用的屏盤10以實線表示，普通陰極射線管用的屏盤11以虛線表示，這樣就可以一目了然地將它們加以比較。圖3中有三組曲線普通1R屏盤12的歸一化曲率(歸一化曲率半徑的倒數(shù))描出的曲線，普通平面屏盤13的歸一化曲率描出的曲線和本發(fā)明的屏盤的歸一化曲率描出的曲線。從這些曲線可知，本發(fā)明屏盤14變得比普通屏盤平坦兩倍左右。
彩色陰極射線管抽真空時，應(yīng)力集中在屏盤周邊部分的中心處。長軸側(cè)最易受應(yīng)力的作用。這個應(yīng)力實質(zhì)上與屏盤的曲率半徑成正比。在本發(fā)明應(yīng)用于29英寸彩色陰極射線管的情況下作了這樣的安排Y軸線上的曲率半徑取1.1R，X軸線上的曲率半徑取1.6R，這幾乎與普通屏盤是一樣的。這樣就把作用到外表面的應(yīng)力減小到1300磅/平方英寸或以下。對本發(fā)明的屏盤進行了靜壓試驗，也就是磨損試驗，方法是用粗度為150紋密的銼刀銼削屏盤的外表面。試驗結(jié)果表明外表面能承受2.8公斤/平方厘米至3.0公斤/平方厘米的壓力。
上述研究結(jié)果證明，若本發(fā)明的屏盤的原點O至C點的等效曲率半徑在1.5R至2.5R的范圍，其周邊部分通過A、B和C點的等效曲率半徑在2R至3.7R的范圍，則它具有實用價值。若平坦程度超過此極限，則玻殼必須制成足夠厚的厚度才可供實用。
在對角線中，存在下列關(guān)系1.5R＝1.5×1.76D＝2.5D2.5R＝2.5×1.76D＝4.5D這里，2.5D＜Ro＜4.5D，δ＝Zc，因此2.5D＜ ((D/2)2+Zc2)/(2Zc) ＜4.5D
5＜ ((D/2)2＋Zc2)/(D·Zc) ＜9 (4)在短軸側(cè)，2R＝2×1.76D＝3.5D3.7R＝3.7×1.76D＝6.5D3.5D＜Ro＜6.5Dδ＝Zc-ZA因此，3.5D＜ (Yc2+(Zc-ZA)2)/(2(Zc-ZA)) ＜6.5D7D＜ (Yc2+(Zc-ZA)2)/(Zc-ZA) ＜13D(5)同樣，在長軸側(cè)7D＜ (Xc2+(Zc-ZB)2)/(Zc-ZB) ＜13D(6)總之，本發(fā)明必須安排得使其同時滿足下列條件5＜ ((D/2)2+Zc2)/(D·Zc) ＜97＜ (Yc2+(Zc-ZA)2)/(D·(Zc-ZA)) ＜13
7＜ (Xc2+(Zc-ZB)2)/(D·(Zc-ZB)) ＜13 (7)在上述安排的情況下，需要研究球面的特性以便提高入射光的反射程度。因此需要安排得使二次冪以上各項弧矢高度的和不超過二次冪或二次冪以下各項弧矢高度的和。
圖4(a)示出了入射光在29英寸彩色陰極射線管屏盤的屏面上的反射特性的一個例子。圖4(b)示出了入射光在普通29英寸彩色陰極射線管屏盤外表面上的反射特性的一個例子，其中，使得沿對角線的等效曲率半徑和沿周邊部分的曲率半徑與本發(fā)明相同(用與(2)式同樣的式子確定)，使二次冪項的弧矢高度與四次冪項的弧矢高度相等。圖4(a)和4(b)的柵狀條紋示出了從各屏盤對安置在各屏盤前2米處、間距為30厘米的柵條板反射回來的影象。
在圖4(a)所示的實施例中，(4)和(5)式中的四次冪項小于二次冪項。入射光經(jīng)反射后易于從屏幕的中心至對角線兩端逐漸畸變，特別是在屏幕有效區(qū)的85%以外的部位更是如此，但它對反射條紋的影響可以忽略不計。相反，在圖4(b)所示的例子中，入射光經(jīng)反射后在四次冪項弧矢高度的影響下在從屏幕中心至周邊部分距離的2/3以外的地方畸變得厲害。
從以上所述，顯然可知，按照本發(fā)明可以給彩色陰極射線管配備比普通平面屏盤平坦兩倍以上的屏盤而不致降低玻殼對外部壓力的抗壓能力，而且還提高了入射光的反射特性，也改善了局部拱起特性。
當(dāng)然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不難對上述實施例作其它種種修改而并未脫離本發(fā)明的范圍和精神實質(zhì)。因此本說明書所附的權(quán)利要求書的范圍不應(yīng)受到本說明書敘述內(nèi)容的限制，而是應(yīng)把權(quán)利要求書理解為包括了包含在本發(fā)明中的具有專利性的新穎性的所有特點，也包括本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員認(rèn)為是與本發(fā)明等效的所有特點在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種蔭罩式陰極射線管，其特征在于，它有一個矩形屏盤，屏盤的屏面由這樣形成的正交坐標(biāo)系確定取屏面的中心作為坐標(biāo)原點0，取通過原點0并垂直于管軸線Z的水平軸線為X軸，取通過原點0并垂直于管軸線Z的垂直軸線為y軸，從而使一給定點P的坐標(biāo)(x，y，z)中的Z可用一個具有x和y各自的各次冪的多項式表示，其中二次或二次以下各冪指數(shù)的和為δ1，二次以上各冪指數(shù)的和為δ2，這些和滿足δ1＞δ2的的關(guān)系，且屏面滿足下列關(guān)系 5＜ ((D/2)2+Zc2)/(D·Zc) ＜9 7＜ (Yc2+(Zc-ZA)2)/(D·(Zc-ZA)) ＜13 7＜ (Xc2+(Zc-ZB)2)/(D·(Zc-ZB)) ＜13 其中，在有效屏面周邊部分上、在X軸處的A點的坐標(biāo)為(H/2，O，Z)，在屏面的外表面周邊部分上、在Y軸處的B點的坐標(biāo)為(O，V/2，Z)，在有效屏幕周邊部分上、在對角線上C點的坐標(biāo)為(Xc，Yc，Zc)，而有效屏幕區(qū)的對角線長度用D表示。
2.如權(quán)利要求1所述的蔭罩式彩色陰極射線管，其特征在于，所述彩色陰極射線管是29英寸的彩色陰極射線管。
全文摘要
一種蔭罩式彩色陰極射線管，其屏盤的屏面比普通平面屏盤平坦兩倍，雖然其玻殼較薄，但并不因此降低玻殼耐受外部壓力的能力，而且還提高了入射光的反射特性，以及使局部拱起特性得到改善。
文檔編號H01J29/86GK1055081SQ9110190
公開日1991年10月2日 申請日期1991年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月22日
發(fā)明者若園弘美, 足立收, 鴻巢理, 蘆崎重也 申請人:松下電子工業(yè)株式會社