专利名称：阴极射线管和显示装置的制作方法
背景技术：
本发明涉及真空管壳使用金属的阴极射线管和使用该阴极射线管的显示装置。
构成阴极射线管的真空管通常是由玻璃制成的，并且具有包括用做显示屏部分的屏盘和管锥的两个部件通过熔接玻璃相互接合的结构。
管壳内部保持真空状态，玻璃管壳通常承受1个大气压的压力。因此，为了使构成阴极射线管的玻璃管壳满足作为真空管壳的特性，要求玻璃管壳满足真空耐压特性和防爆特性所必需的性能。
除了真空耐压特性和防爆特性而言之外，要求阴极射线管的真空管壳还要满足屏盘与管锥之间的接合特性、耐热特性和真空保持特性这些特性。屏盘和管锥通常都使用能够满足这些性能的玻璃。
通常，为了由玻璃制成的真空管壳实现上述性能，采用的方法是使用非常厚的玻璃板，以便保证强度。换言之，为了提高玻璃泡的强度，必须增加玻璃的厚度。增加玻璃厚度也有利于防爆特性。
近年来，电视机的荧光屏尺寸日益增大，荧光屏尺寸的这种增大使得玻璃厚度也增加，以便保证真空管壳的强度，从而导致阴极射线管重量的增加，这已经成为问题。而且，由于近年来使用平面构型的荧光屏，为了保证真空耐压特性和防爆特性，与传统的球面阴极射线管相比，该真空管壳使用的玻璃厚度增大，这是重量增大的一个因素。
例如，在36英寸型电视机的真空管壳中，屏盘和管锥的玻璃总重量在50公斤以上。而且，阴极射线管再增大，玻璃重量也增加，实际上已难以形成重量如此增大的阴极射线管。
从节能、降低成本等观点出发，已经对降低玻璃重量展开了研究，以便解决由于彩色阴极射线管荧光屏尺寸的增大而导致的重量增加的问题。研究针对的是通过加强技术使玻璃的机械强度增大，减小玻璃厚度，降低玻璃重量。
作为另一种措施，已经提出一种方法，由强度系数高的金属材料形成屏盘裙部和锥部，该裙部不同于前表面的显示部分并且其光特性是无关紧要的。
但是，这种方法存在问题，当真空管壳由薄金属片形成时金属部件强度的安全性和玻璃屏盘与金属部件之间的接合强度的安全性存在问题，对于要求高强度的大尺寸阴极射线管，该方法特别难以实现。日本专利申请公开平7-40474提出一种阴极射线管，采用金属制成的管锥，设置有用于增强管锥的肋条。但是，对与肋条的特定形状或者肋条的设置位置有关的降低屏盘玻璃与金属的应力，没有提出对策。而且，由于平面玻璃屏盘与金属管锥相互直接连接，所以难以根据荧光材料条带的形成安装选色机构，因此，需要有与现有方法截然不同的新型制造方法。
发明概述本发明的目的在于提供一种阴极射线管，其中玻璃部件与金属部件之间的接合部位的应力得以降低。
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种阴极射线管，包括玻璃制屏盘；金属制裙部元件，并且安装在屏盘外围边缘；与裙部元件连接的管锥；裙部元件设置有用于增强的肋条或多个肋条。这种阴极射线管可以装配在显示装置中。
在阴极射线管中，由于肋条或多个肋条设置在金属制的裙部元件上，并且介于玻璃制屏盘与管锥之间，所以金属裙部元件被肋条或多个肋条所增强。于是，可以降低屏盘与裙部元件之间接合部位的应力，当阴极射线管处于真空状态时承受的该应力最大。
采用这种阴极射线管，可以实现降低屏盘与裙部元件之间、即玻璃与金属之间接合部位的应力，从而可以实现阴极射线管作为一种真空管壳的强度提高和耐损特性的提高。因此，采用阴极射线管的显示装置可以有效地实现重量降低。
附图的简要说明参考附图并通过说明书可以了解本发明的这些和其它目的。
图1是应用本发明的阴极射线管的示意图。
图2是图1的阴极射线管的部分放大透视图。
图3是管锥使用金属的阴极射线管的剖面示意图。
图4是在特定尺寸条件下的三维应力分析中使用的三维真空管壳模型的透视示意图。
图5是展示图4的三维真空管壳模型的接合部位尺寸的放大剖面示意图。
图6是展示具有肋条的三维真空管壳模型的放大剖面示意图。
图7是展示对各种例子的肋条条件和应力分析结果的图表。
优选实施例的详细说明以下参考附图所示优选实施例详细说明本发明。在本发明的实施例的阴极射线管中，为了提出肋条的形状和设置位置，通过三维应力分析计算进行定量分析，这种肋条能够有效地实现降低玻璃/金属接合部位的应力，而该接合部位与使用玻璃和金属形成的真空管壳最为相关。
首先参见图1和2，图1展示了应用本发明的阴极射线管的示意图，图2展示了图1的阴极射线管的部分放大透视图。该阴极射线管包括由玻璃制屏盘1、金属制裙部3和管锥4组成的真空管壳，屏盘1用做前显示荧光屏，裙部3安装在屏盘1的外围边缘，管锥4与裙部3连接。
玻璃制的或金属制的管锥可以用做后部的管锥4。利用熔接玻璃2，屏盘1和裙部3相互连接，裙部3和管锥4相互连接。裙部3的金属材料采用具有最接近玻璃的热膨胀系数的低热膨胀系数的材料，该材料采用Fe-18Cr钢、Fe-42Ni-6Cr钢、纯Ti，或者其表面形成粘合性高的致密氧化膜的材料。
裙部3可以整体由上述低热膨胀系数的材料形成，或者部分由上述材料形成，仅在其与玻璃的接合部位由低热膨胀系数的材料形成，而其它部位由通常使用的加工钢板等形成。裙部3与屏盘1之间可以使用上述熔接玻璃2来建立连接，或者把裙部3的端部直接嵌入屏盘1的外围边缘。
在图1和2的阴极射线管中，在金属制裙部3的主体部位上设置两个肋条31，每个肋条都是凸缘形式的，以便提高裙部3自身的强度，降低裙部3与玻璃制屏盘1的接合部位的应力。具体地，在裙部3上设置肋条31的位置，裙部3的刚性与屏盘1的刚性之差变小。从而，可以实现降低裙部3与屏盘1之间的接合部位的应力，当由屏盘1和管锥4形成的真空管壳内部处于真空状态时，应力大多集中在上述接合部位。
图3展示了管锥使用金属的阴极射线管。参见图3，屏盘1和裙部3通过熔接玻璃2相互连接，裙部3和管锥4在图3中的箭头A指示的部位相互焊接。而且，管锥4和玻璃锥颈5通过熔接玻璃2相互连接。
在具有上述构型的阴极射线管中，为了发现使裙部3上设置的肋条31的形状和肋条31的设置位置最佳化的条件，通过基于有限元法的三维应力分析，计算对由玻璃和金属形成的三维真空管壳模型施加1个大气压的压力时的应力分布和位移。
图4展示了在几种尺寸条件下的三维应力分析中所用的三维真空管壳模型，图5展示了在三维真空管壳模型中的接合部位的几种尺寸。三维真空管壳模型具有的构型中，管状金属部件30与平面玻璃板10接合。三维真空管壳模型是在金属材料制成的裙部与玻璃制成的屏盘接合的状态下，用于计算的模拟阴极射线管部件的真空管壳。应注意模型的不同部位的尺寸展示于图4和5。
参见图6，模型的真空管壳由平面玻璃板10、和Fe-18Cr钢的管状金属部件30和肋条31组成，沿位于管状金属部件30端部的凸缘面，利用熔接玻璃2使管状金属部件30与平面玻璃板10相互接合。肋条31设置在管状金属部件30的主体部位，随条件而改变这些肋条31的数量、位置和宽度，制造各种例子。图7展示了这些肋条条件和例子的应力分析结果。应注意，图7出现的参考符号对应于代表图6所示不同部位的尺寸的参考符号。
例1是管状金属部件30不设置肋条31的模型。另一方面，例2到6是管状金属部件30设置肋条或多个肋条31的模型。在例2到6中，平行于管状金属部件30与平面玻璃板10的接合面设置每个均为突缘形式的肋条31。
不设置肋条31的例1与设置有肋条或多个肋条31的例2-6之间的对比表明，由于设置肋条或多个肋条31而使不同部位的应力降低的效果在以下全部情形中可以得到证实。
在使用金属和玻璃的真空管壳中，金属/玻璃接合部位不是最坚固的部位，因为①这是杨氏模量出现间断的地方，②这是使用诸如熔接玻璃这种强度相对较低的材料的地方。因此，可以有效地降低每个接合部位的熔接玻璃处产生的应力所用的肋条的数量和位置提供了本发明的优选实施例。
采用图7所示的例6可以最有效地实现应力的降低。具体地，可以最有效地实现应力的降低的是，肋条31的数量相当地多，肋条31的定位如下，肋条A设置在距管状金属部件30的中心(由图6中基本平行于平面玻璃板的长短交替划线所示)10mm之处，而肋条B设置在距管状金属部件30的中心15mm的另一处。
为了实现接合部位的应力足够的降低，从计算结果可知，肋条A和B应设置在平面玻璃板10的与接合端和管状金属部件30的中心分别隔开的位置，隔开距离应大于从接合端到接合端与中心之间的中心的长度的40％。而且，每个肋条的宽度W可以尽可能地大。
在呈现最佳肋条条件的例6中，当与不设置肋条的例1相比时，熔接玻璃部位的应力可以降低4.4％，在管状金属部件的应力可以降低20.0％，屏盘玻璃部位的应力可以降低7.9％。
按上述条件形成了肋条的阴极射线管用于显示装置，装置的重量可以降低。特别是当显示部分尺寸显著增大时，可以抑制装置重量的增加。
而且，由于金属制的裙部3安装在屏盘1的外围边缘，所以当荧光条等形成在屏盘1的内面时，可以把选色机构安装在裙部3，进行照相平版印刷。这样，即使在使用金属和玻璃的阴极射线管的制造中，也可以通过传统的制造工艺来处理屏盘1的内面结构。
而且，形成阴极射线管的真空管壳的金属部件还用做现有技术中所用的磁屏蔽部件，此时可以取消上述磁屏蔽部件，从而可以进一步降低重量。除此之外，金属部件可以提高磁屏蔽性能，抑制因磁性引起的阴极射线管(显示装置)上的色差，从而改善图象质量。
虽然采用特定条件对本发明优选实施例进行了说明，但是这种说明仅是用于示例性目的的，应该了解，在不脱离权利要求书的精神或范围的条件下，可以做出许多变化和变形。
权利要求
1.一种阴极射线管，包括玻璃制屏盘；金属制裙部元件，并且安装在所述屏盘外围边缘；与所述裙部元件连接的管锥；所述裙部元件设置有用于增强的肋条或多个肋条。
2.根据权利要求1的阴极射线管，其中，所述屏盘基本呈平面地延伸。
3.根据权利要求1的阴极射线管，其中，所述管锥由金属制成。
4.根据权利要求1的阴极射线管，其中，所述裙部元件上设置有至少两个肋条。
5.根据权利要求1的阴极射线管，其中，在所述裙部元件接合于所述屏盘的接合端与所述裙部元件中心之间，所述裙部元件上设置有两个肋条，所述两个肋条位于各自与接合端和所述裙部元件的中心相互隔开的位置，隔开的距离大于从接合端到所述裙部元件中心的长度的40％。
6.一种显示装置，包括阴极射线管，包括玻璃制屏盘；金属制裙部元件，并且安装在所述屏盘外围边缘；与所述裙部元件连接的管锥；所述裙部元件设置有用于增强的肋条或多个肋条。
全文摘要
公开了一种阴极射线管，其中玻璃部件与金属部件之间的接合部位的应力得以降低。该阴极射线管包括，玻璃制屏盘；金属制裙部元件，并且安装在屏盘外围边缘；与裙部元件连接的管锥。裙部元件设置有用于增强的肋条或多个肋条。这种阴极射线管可以装配在显示装置中。
文档编号H01J29/86GK1395280SQ0212754
公开日2003年2月5日 申请日期2002年6月27日 优先权日2001年6月27日
发明者浅木玲生, 桥本光生, 三德正孝, 冈田正道 申请人:索尼公司