专利名称：阴极射线管的框架/遮罩组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有明显为平面屏幕的彩色阴极射线管，具体地说，涉及一种装配这种管子的色彩选择框架/遮罩组件。
本发明可应用于包括色彩选择遮罩的任何类型的管子，并且，更为具体地是，适于具有由冲压形成的遮罩，而且遮罩由与其结合在一起的刚性框架保持在管子内特定位置处的管子。
背景技术：
传统的阴极射线管包括真空玻璃外壳。在外壳内，管子包括位于与管子的玻璃正面相距精确距离处的色彩选择遮罩，其中，在玻璃正面上设置有红、绿、蓝发光体网络，形成屏幕。电子枪设置于沿管子纵向轴方向的后部，其中所述的轴穿过正面的中心，所述电子枪在所述正面方向生成三个电子束。通常位于管子外部并且靠近电子枪的电磁偏转装置具有偏转电子束的功能，从而使电子束在布置有发光体网络的面板表面上扫描。在三束电子束(每一电子束对应于一种确定的原色)的影响下，发光体网络使得能够在屏幕上再现彩色画面，其中的遮罩使每一确定的束只能照射相应色彩的发光体。
在管子工作期间，必须将色彩选择遮罩放置并保持在管子内的特定位置。通常由非常刚硬的矩形金属框架实现遮罩支撑功能，其中将遮罩传统地焊接在框架上。
使用框架上焊接的悬挂装置，并且与组成管子正面的玻璃上插入的挂耳(lug)合作，将框架/遮罩组件安装在正面。
由非常薄的金属片形成色彩选择遮罩，并且所述遮罩包括一个所谓“有效表面”的表面，该表面上刺穿有多个开口，通过化学刻蚀实现所述开口，并且通常排列成垂直的列；有效表面被周边的未刺穿边界包围；周边凸缘(通常由冲压实现)通过在与有效表面明显垂直的方向延伸，形成该组件的边界。通过在周边凸缘的平面上进行点焊，遮罩与框架结合成一体。
通常为矩形的框架有一对长边和一对短边，它的截面通常为L形。如专利US4639230中所述那样，框架必须具有极好的刚度，以便使整个框架/遮罩能够经受阴极射线管制造阶段中发生的许多处理而不会形变。
为了获得这种等级的刚度，现有技术的框架具有厚的截面和大的重量，这具有两个缺点-框架的重量(通常会达到遮罩重量的三倍)使管子的最终重量变大。
-由于框架材料的成本较大，管子的最终成本较大。
此外，已经观察到，通过冲压形成的遮罩对加热(因遮罩拦截大约70％电子枪发射的电子这一事实引起)极其敏感。这种敏感性的原因在于框架与遮罩之间的质量差很大(这意味着对于根据现有技术的组件而言，两部分的热力学行为差别非常大)。
发明内容
除其他优点外，按照本发明的框架减小了用来制造框架/遮罩组件的材料的重量，同时使所述组件的热力学行为得到改进。
为此，按照本发明的管子包括-正面，它的内部布置了发光体屏幕；-漏斗形的后部，它端接圆柱部分，在所述圆柱部分中电子枪沿着所述管子的纵向轴Z的方向延伸，所述轴穿过所述正面的中心；-色彩选择遮罩，它通过冲压形成，并且具有折叠在与所述纵向轴明显平行的方向上的周边凸缘；-框架，它被设计为将所述遮罩保持在离所述屏幕的某一距离处，明显为矩形形状的所述框架具有至少一对截面明显为L形的平行侧边，在所述侧边中，沿着与所述纵向轴平行的方向延伸的侧面侧缘连接到明显与所述纵向轴垂直的凸缘；
所述框架的特征在于，所述L形截面的侧边是所述框架的短边，并且，每条短边的凸缘在侧边中间的宽度小于它两端处的宽度，从而所述凸缘的内边缘确定一条曲线，其凹度朝向所述管子的纵向轴。
从以下参照附图的描述，将更好地理解本发明及其不同优点，其中图1是现有技术彩色阴极射线管的截面视图；图2是现有技术阴极射线管的框架/遮罩组件的局部展开立体视图；图3A、3B、3C表示本发明框架/遮罩组件的正视图和侧视图；图4A和4B比较现有技术与本发明框架/遮罩组件的截面。
具体实施例方式
图1通过横截面示出彩色阴极射线管的结构。这种管子10包括框架/遮罩组件20，其中的框架/遮罩组件20包括荫罩21，它的弯曲表面通过冲压钢或殷钢片来实现，将该表面放置在与管子的玻璃正面1上布置的发光体屏幕11相距特定距离之处；由刚性框架22使遮罩保持在适当的位置，其中，所述遮罩通过其周边凸缘23(其被折叠，从而沿着与纵向轴Z明显平行的方向伸入框架内)的平面上进行焊接而结合到框架22。框架本身是矩形的，并且矩形的边至少部分地是L形的截面，它具有沿平行于纵向轴的方向延伸的侧缘以及明显垂直于该侧缘的凸缘25；凸缘25和侧缘24在侧缘上离屏幕最远的内边缘处彼此连接在一起。
管子包括漏斗形状的后部30，这一部分端接圆柱环31，在圆柱环31内具有电子枪40，电子枪在色彩选择遮罩21的方向生成三个电子束41。电子束在磁偏转装置50的影响下扫描屏幕11的表面。
图2示出现有技术框架/遮罩组件的示例，比如专利US6064146中所述。坚固的框架具有连接边缘26以及凸缘25，凸缘25在框架的拐角处的宽度较小，以便减小所述框架的重量而不会改变其刚度。然而，这种类型的结构的框架与遮罩的质量之间存在相当大的差异，它们的质量比通常大于或等于3。
管子工作时，电子枪40发射的大约20～30％电子可以通过面对屏幕的表面上排列的开口穿过遮罩。因此，大量电子被色彩选择遮罩21拦截，并且还与支撑框架22碰撞。结果，框架和遮罩经受热膨胀，并且在以相同材料(比如钢)实现框架和遮罩时，由于这两个元件的质量之间的较大差异，遮罩的膨胀比框架的膨胀更迅速。在其周边由框架维持的遮罩然后将变弯(称作“凸起”现象)，并且从其表面到发光体屏幕的距离将改变，直至组件达到热平衡。遮罩21/屏幕11距离的改变导致所述屏幕上的画面变色，电子束不再正确地照射它们相应的发光体。
已经发现存在两种因素影响这种现象的出现-框架与屏幕之间的质量比，这必须小于2，以便减小框架/遮罩组件达到其热平衡所需的时间，这个时间通常为一个半小时的量级；-表面温度梯度，在现有技术中，所述温度梯度意味着屏幕中心的温度最大，而边缘处的温度最小。温度梯度越小，“凸起”现象越不明显。
遮罩周边的温度受以下条件限制与框架的接触、框架的热惯性、使电子束能击中遮罩的折叠周边凸缘23的框架边缘的形状。
图3A、3B、3C以不同视图表示本发明框架/遮罩组件的一种实施例。
图3A表示本发明框架122的后视图。明显为矩形形状的框架包括两条长边121和两条短边120。框架的侧边具有L形截面，它带有明显垂直于纵向轴Z的凸缘，短边的凸缘是125，长边的凸缘是125′。凸缘由内边缘(短边的内边缘是130，长边的内边缘是127)和外边缘(短边的外边缘是131，长边的外边缘是126)来定界。在框架的侧边中，短边还具有侧缘124，并且长边还具有侧缘124′，它们是明显与纵向轴Z平行的平面侧缘。
短边的凸缘的宽度从中心向两端的变化使得所述凸缘中间的宽度150小于其端部的宽度151。这样，内边缘130表现出向内的凹度，以便使电子束能够与焊接到框架的遮罩的周边凸缘的较大部分表面相交。图4A和4B分别示出在接近短边中间及其端部处的横截面，以及对于根据现有技术(虚线)和根据本发明(实线)的框架，电子束能够到达的凸缘的下限。
在框架侧边的中间，电子束到达短边中间的入射角大于侧边两端处的入射角。因此，当凸缘具有恒定宽度时(虚线)，遮罩的周边凸缘在中间被电子束覆盖的区域小于其两端处；而如果其端部的宽度减小至其中心(实线)，则电子束在沿框架短边上焊接的该凸缘部分整个长度上可以到达周边凸缘上明显为恒定的宽度。结果，遮罩更均匀地加热，并且遮罩不同部分之间的温度梯度较低。于是，凸缘的内边缘130具有向内的凹度，其平均曲率半径低于其外边缘131的平均曲率半径。在本发明的屏幕对角线为60cm的管子设计的实施例中，如图3A、3B、3C所示，16/9格式框架的内边缘130的平均曲率半径大约为1.1米，而外边缘131的曲率半径大约为2.2米。
凸缘的弓形形状向框架赋予了大的机械刚度，这使得能够减小用于生产所述框架的金属的量。通过将短边的弓形凸缘与长边的凸缘结合在一起，可以改进框架/遮罩组件的刚度，其中，所述长边具有相反的凸缘其中间的宽度160大于其端部的宽度161。在图3A、3B、3C的实施例中，凸缘的内边缘127具有从框架向外的凹度，并且外边缘126具有向内的凹度。外边缘和内边缘的曲率半径分别是大约7m和7.3m。
虽然本发明的框架结构的类型可以适于具有框架/遮罩组件的管子中所有类型的悬挂装置，但是所述组件在插入管子之后，布置在拐角处的悬挂装置能改进其刚度。因此，悬挂弹簧可以布置在框架的拐角140处，以便与管子的正面部分1的玻璃周边凸缘中插入的挂耳协作。这样，既可以减小用来生产框架的材料数量，又可以使用钢的框架/遮罩组件，这种材料比殷钢便宜。
在根据图3A至3C的实施例中，注意，只要遮罩重量与框架重量之间的比大于0.5并且优选地趋于1，就能改进框架/遮罩组件的热力学行为。因此，对于16/9形状的屏幕对角线为60cm的管子，所选择的遮罩由0.25mm厚的钢制成，而以相同材料制成的框架的厚度为0.5mm；结果，遮罩重量大约是340g，并且框架重量大约是450g，这给出大约0.75的质量比。
权利要求
1.阴极射线管，包括-正面(1)，它的内部布置了发光体屏幕(11)；-漏斗形的后部(30)，其端接圆柱部分(31)，在该圆柱部分中电子枪(40)沿着所述管子的纵向轴Z的方向延伸，所述轴穿过所述正面的中心；-色彩选择遮罩(21)，它通过冲压形成，并且具有折叠在与所述纵向轴明显平行的方向上的周边凸缘；-框架(122)，它被设计为将所述遮罩保持在离所述屏幕一定距离处，明显为矩形形状的所述框架具有至少一对截面明显为L形的平行侧边(120)，在所述侧边中，沿着与所述纵向轴平行的方向延伸的侧面侧缘连接到明显与所述纵向轴垂直的凸缘(125)；所述框架的特征在于，所述L形截面的侧边是所述框架的短边，并且每条短边的凸缘在侧边中间的宽度小于在其两端处的宽度，从而所述凸缘的内边缘(130)确定一条曲线，其凹度朝向所述管子的纵向轴。
2.根据权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述框架的长边包括L形截面，并且每条长边的凸缘(125′)在所述侧边的中间的宽度大于在其两端处的宽度。
3.根据权利要求2所述的阴极射线管，其特征在于，所述凸缘的内边缘(127)确定一条曲线，其凹度从框架向外。
4.根据权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，所述遮罩由钢制成。
5.根据权利要求2所述的阴极射线管，其特征在于，所述框架的重量小于两倍遮罩的重量。
6.根据权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，凸缘(125)与侧面侧缘的连接边缘(131)确定一条曲线，其凹度朝向所述管子的纵向轴。
7.根据权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，由所述框架拐角(140)处的支撑装置将所述框架/遮罩组件保持在所述管子内。
全文摘要
带色彩选择遮罩的阴极射线管包括框架(122)，所述框架被设计成将所述遮罩保持在离屏幕一定距离处，明显为矩形形状的框架具有至少一对截面明显为L形的短平行侧边(120)，在所述侧边中，沿与纵向轴平行的方向延伸的侧面侧缘(124)连接到明显与所述纵向轴垂直的凸缘(125)，每条短侧边的凸缘的侧边中间宽度小于两端处的宽度，从而凸缘的内边缘(130)确定一条凹度朝向管子纵向轴的曲线。所述框架结构改进了框架/遮罩组件的热力学行为，并减少生产框架用的材料的重量，同时保持足够的机械刚度。
文档编号H01J29/07GK1813330SQ200480018271
公开日2006年8月2日 申请日期2004年7月9日 优先权日2003年7月18日
发明者佩德罗·科斯马, 卡洛·图利, 保罗·吉内斯蒂 申请人:汤姆森许可贸易公司