陰極射線管的製作方法
2023-09-21 11:18:15
專利名稱：陰極射線管的製作方法
技術領域：
本發明涉及彩色顯像管等陰極射線管，具體來說，涉及減小偏轉功率和洩漏磁場的陰極射線管。
對於陰極射線管，例如彩色顯像管，具有真空管殼，該真空管殼具有大致矩形的面屏、圓筒狀的管頸和介於該面屏與管頸之間的玻錐。玻錐大直徑端、小直徑端分別與面屏、管頸連著。
面屏內面形成有按藍、綠、紅髮光的點狀或條狀的三色螢光體層所組成的螢光屏，其內側與該螢光屏相對配置形成有許多電子束通孔的蔭罩。管頸內設置有發射3束電子束的電子槍。玻錐從管頸一側的小直徑部一側起至管頸外側裝著偏轉磁軛。
所述彩色顯像管，靠偏轉磁軛產生的水平、垂直偏轉磁場，使電子槍出射的3束電子束在水平、垂直方向上偏轉，經蔭罩在螢光屏上進行水平、垂直掃描，來顯示彩色圖像。
作為這種彩色顯像管，自會聚一字型彩色顯像管得到廣泛應用，這種顯像管電子槍作成一字形狀，以發射在同一水平面上通過的一列配置的3束電子束，另外，使偏轉磁軛所產生的水平偏轉磁場為枕形，垂直偏轉磁場為桶形。利用這些水平、垂直偏轉磁場，使電子槍出射的一列配置的3束電子束偏轉，以便不需要專門的修正手段，使得3束電子束在螢光屏整個面上會聚。
這種陰極射線管，在節能方面，減小消耗功率是重要課題。因此，陰極射線管中重要的是減小偏轉磁軛消耗功率，並且希望減小偏轉磁軛所洩漏的洩漏磁場。
具體來說，為了提高陰極射線管的屏幕亮度，最終必須提高加速電子束的陽極電壓。而且，為了適應HD(High Definition高清晰度)TV、PC(PersonalComputer個人計算機)等OA(辦公自動化)機器，還必須提高偏轉頻率。但這些都會造成偏轉功率增大。
另一方面，操作員靠近並面對陰極射線管的PC等OA機器，對於偏轉磁軛洩漏至陰極射線管外的洩漏磁場要加強限制，需要採取相應對策。以往，為了減小該偏轉磁軛的洩漏磁場，一般採用增加補償線圈的方法，但增加補償線圈就會增大消耗功率。
一般，為了減小陰極射線管偏轉功率和洩漏磁場，可以減小管頸直徑，減小裝有偏轉磁軛的玻錐小直徑部的外徑，有利於提高偏轉磁場對電子束的作用效率。
但將管頸直徑或玻錐小直徑部外徑做得太小，致使電子束通過時較靠近玻錐小直徑部內表面的話，到達最大偏轉角即屏幕對角部的電子束便可能與玻錐小直徑部的內壁撞擊，因此可能有部分電子束到不了螢光屏角部。電子束持續撞擊玻錐小直徑部內壁的話，該部分溫度便升高直至玻璃熔化，造成向內坍爆的危險。因而，現有的陰極射線管難以通過大幅縮小管頸直徑或玻錐小直徑部的外徑，來減小偏轉功率。
作為解決這種問題的手段，特公昭48-34349號公報揭示了一種構思，考慮到在螢光屏上掃描矩形狀光柵時裝著偏轉磁軛的玻錐小直徑部其內側電子束通過區域也形成為大致矩形形狀，玻錐小直徑部形成為其截面形狀從管頸一側起至面屏方向逐漸變成矩形形狀的角錐狀錐管部。
若玻錐小直徑部形成為角錐狀錐管部，便可以使電子束易撞擊的對角方向的內徑，相對於小直徑部的截面為大致圓形的普通玻錐有所增大，避免電子束的撞擊。同時，能夠減小水平和垂直軸方向的內徑，使偏轉磁軛的水平、垂直偏轉線圈接近電子束軌跡，使電子束高效率地偏轉，可減小偏轉功率。
但為了有效地減小偏轉功率，越使錐管部接近矩形，真空管殼的氣壓耐壓強度就越低，有損安全性。因而，為了實用，必須將錐管部做成帶有適當圓角的形狀，故而難以充分減小偏轉功率。
至於洩漏磁場，偏轉磁軛直徑從管頸一側至屏幕一側慢慢地變大，所以在螢光屏方向上洩漏的磁場影響至遠端。因而，為了減小洩漏磁場，需要縮小偏轉磁軛在螢光屏一側的直徑。具體來說，為了減小偏轉功率和洩漏磁場，需要將錐管部從管頸一側至螢光屏一側充分地形成直角形狀。
但按照應力計算的分析結果，在最為直角化的錐管部螢光屏一側端部附近，水平軸(H軸)端部和垂直軸(V軸)端部附近其截面形狀為近乎平面形狀，所以這些部位加有指向管軸方向的應力，因此，錐管部的對角軸(D軸)端部附近產生輻射方向的應力。在錐管部直角化場合，這種應力稍稍超過通常進行陰極射線管設計時作為參考標準的1200psi，所以應付外部衝擊方面較弱，無法滿足安全方面的規格要求。
採用錐管部直角化的玻錐時，還可以實現偏轉角的廣角化。但如上所述對錐管部進行直角化的話，會產生更大的應力，因而不可以單單採用它。最終，為了採用錐管部直角化的玻錐對大偏轉角管設計，從安全方面考慮，避免將錐管部做成極端的角錐形狀，儘管偏轉功率或洩漏磁場的減小效果有所下降，但需要具有某種程度的圓角，以確保氣壓耐壓強度。
此外，若使錐管部直角化，構成真空管殼、偏轉磁軛的各個部件的成本便隨之升高，若偏轉功率或洩漏磁場達不到某種程度的減小效果，就沒有採用的意義，錐管部直角化的陰極射線管難以實用化。
另一方面，例如特開昭61-19032號公報揭示了這樣一種偏轉磁軛，通過在磁芯內表面形成沿中心軸的多條槽，以便磁芯儘可能地靠近電子束軌跡，並且與垂直軸所成的角度越大的位置，該槽深度形成得越淺，在這些槽中配置垂直偏轉線圈的繞組，從而減小磁芯垂直方向內徑。
例如特開昭63-241843號公報揭示了這樣一種偏轉磁軛，通過沿中心軸形成多條深度大致相同的槽，以便在磁芯內表面垂直軸附近突出，在這些槽中配置垂直偏轉線圈的繞組，從而減小磁芯垂直方向內徑。
例如特開平7-37525號公報揭示了這樣一種偏轉磁軛，通過沿水平偏轉線圈的外表面將垂直偏轉線圈做成橢圓形狀，沿該垂直偏轉線圈的外表面將磁芯內表面做成橢圓形狀，減小磁芯內徑。
但這些偏轉磁軛，不論哪一種都是裝在橫截面為圓形形狀的玻錐小直徑部上的，因而，與現有的普通偏轉磁軛相比，不能充分縮小磁芯內徑，無法期望得到好的效果。而且，這樣的磁芯相對於現有的普通偏轉磁軛磁芯，製作成本高，結果與減小偏轉功率相比，成本升高，難以實用化。
本發明正是要解決上述問題，其目的在於提供一種具有所需的氣壓耐壓強度，並能夠充分減小偏轉功率的陰極射線管。
為了達到上述目的，本發明陰極射線管包括包含大致矩形形狀的面屏、圓筒狀管頸、面屏與管頸之間延續的玻錐在內的真空管殼，上述玻錐包括外形從上述管頸一側端部起向上述面屏方向逐漸擴大的錐管部，以及外形從錐管部上述面屏一側端部起向面屏急劇擴大的玻錐主體；配置在上述管頸內、向上述面屏發射電子束的電子槍；從上述管頸外周起至上述錐管部整個外周安裝的偏轉磁軛，該偏轉磁軛包括中空磁性體磁芯，以及設於上述磁芯內表面一側、使上述電子槍發射的電子束偏轉的水平偏轉線圈和垂直偏轉線圈。
而且，上述錐管部外表面和上述磁芯內表面，其同上述玻錐中心軸正交的橫截面，分別至少有一部分形成為非圓形狀，上述錐管部外表面和上述磁芯內表面之間形成有間隙不均勻的部分。
按照本發明陰極射線管，上述磁芯內表面，其同上述玻錐中心軸正交的橫截面形成為凹凸狀，上述橫截面上上述錐管部外表面同上述磁芯內表面凹部和凸部中至少之一部位之間，具有間隙不均勻的部分。
按照本發明陰極射線管，上述非圓形狀部分的上述錐管部外表面和上述磁芯內表面，其同上述玻錐中心軸正交的橫截面，具有通過上述玻錐中心軸且互相正交的長軸和短軸，上述錐管部外表面和上述磁芯內表面的上述橫截面分別按中心位於上述長軸上的第一圓弧、中心位於上述短軸上的第二圓弧、和連接這些第一、第二圓弧的第三圓弧成型，經過上述長軸和短軸的交點與上述錐管部外表面所成型的上述第三圓弧其中心的直線與上述長軸所成的角度，同經過上述長軸和短軸交點與上述磁芯內表面所成型的上述第三圓弧其中心的直線與上述長軸所成的角度有所不同。
按照本發明陰極射線管，上述面屏具有通過上述面屏中心軸且互相正交的長軸和短軸，上述磁芯內表面，其與上述玻錐中心軸正交的橫截面形成為非圓形狀，在上述管頸一側端部在上述面屏長軸平行方向上具有最大直徑，而在上述面屏一側端部則在上述面屏對角軸平行方向上具有最大直徑。
綜上所述，若由非圓形狀錐管部構成玻錐小直徑部，並使該錐管部安裝的非圓形狀的偏轉磁軛如上所述構成的話，該錐管部即便形成為足以確保真空管殼氣壓耐壓強度所需的形狀，也能夠充分減小偏轉功率和洩漏磁場。所以，可以實現偏轉特性的改善足以抵消甚至超過偏轉磁軛做成非圓形狀所造成的成本升高，對於大偏轉角射線管也可以構成可按實用偏轉頻率偏轉的陰極射線管。
圖1至圖5表示本發明實施例彩色陰極射線管。
圖1是上述彩色陰極射線管的剖面圖。
圖2是上述彩色陰極射線管背面一側的斜視圖。
圖3是沿圖1線III-III的剖面圖。
圖4是說明上述彩色陰極射線管構成錐管部外表面和磁芯內表面的圓弧所用的概略圖。
圖5是概略示意上述彩色陰極射線管電子束軌跡的剖面圖。
圖6是示意本發明另一實施例彩色陰極射線管、與圖3對應的剖面圖。
圖7是示意本發明又一實施例彩色陰極射線管偏轉磁軛其管頸一側端部的端面圖。
以下參照附圖詳細說明本發明實施例彩色陰極射線管。
如圖1所示，彩色陰極射線管包括真空管殼10，該真空管殼10具有大致矩形形狀的面屏30、圓筒狀管頸31和介於該面屏30和管頸31之間的玻錐32。面屏30一體地具有矩形形狀的有效部29和沿有效部29周邊部分垂直設置的裙邊部28，形成一個整體。有效部29具有通過與玻錐32中心軸相對應管軸Z的長軸(水平軸)H，和通過管軸並與長軸正交的短軸(垂直軸)V。玻錐32其大直徑端與面屏30裙邊部28連接，小直徑端通過管頸密封部與管頸31連接。
面屏30的有效部29內表面形成有按藍、綠、紅髮光的3色螢光體層組成的螢光屏33。面屏30的內側與螢光屏33相對配置有具有許多電子束通孔34a的蔭罩34。該蔭罩34分別通過支持件26安裝在面屏30裙邊部28豎立設置的多個銷釘27上。
管頸31內配置有發射3束電子束35B、35G、35R的電子槍36。從管頸31外側起至玻錐32小直徑部外側裝著偏轉磁軛37。
上述陰極射線管靠偏轉磁軛37產生的水平、垂直偏轉磁場使電子槍36出射的3束電子束35B、35G、35R偏轉，通過蔭罩34對螢光屏33進行水平、垂直掃描，顯示彩色圖像。
更為具體地來說，玻錐32如圖1和圖2所示包括以下構成外形從管頸31一側端部起至面屏30方向慢慢擴大的角錐狀錐管部40，以及外形從該錐管部40面屏30一側端部起急劇擴大的玻錐主體41。角錐狀錐管部40，其與管軸Z垂直的橫截面形狀以水平軸為長軸H，垂直軸為短軸V，呈具有適當圓角的大致矩形形狀，成為足以確保真空管殼10氣壓耐壓強度的形狀。
偏轉磁軛37如圖3所示，與玻錐32相對，包括產生水平偏轉磁場使電子槍36出射的3束電子束35B、35G、35R在水平方向上偏轉的水平偏轉線圈43H，產生垂直偏轉磁場使之在垂直方向上偏轉的垂直偏轉線圈43V，以及中空磁性體磁芯44，並且裝在從管頸31外側直至錐管部40外側。
水平偏轉線圈43H以長軸H為中心卷繞，在長軸H兩端沿錐管部40外表面配置。而垂直偏轉線圈43V則以垂直軸(V軸)為中心卷繞，沿錐管部40外表面，並覆蓋水平偏轉線圈43H，在錐管部40幾乎整個外周配置。磁芯44配置於其外側，包圍水平、垂直偏轉線圈43H、43V，其外形為大致角錐形狀。
具體來說，偏轉磁軛37與錐管部40外形相對應，磁芯44也形成為角錐筒狀，水平、垂直偏轉線圈43H、43V裝在磁芯內表面一側。磁芯44與錐管部40之間的間隙不均勻，沿長軸H方向的間隙如ΔH所示，沿短軸V方向的間隙如ΔV所示，短軸V方向間隙比長軸H方向間隙ΔH窄，垂直方向比水平方向窄(ΔH＞ΔV)。
這時，錐管部40的外表面和磁芯44的內表面如圖4所示，對於分別在水平方向上延續的表面來說，分別由中心位於長軸H上的第一圓弧50a、50b構成，對於在垂直方向上延續的表面來說，由中心位於短軸V上的第二圓弧51a、51b構成。第一圓弧50a、50b和第二圓弧51a、51b分別由第三圓弧52a、52b圓滑地連接。經過第三圓弧52a中心和長軸、短軸交點的直線53a與長軸H所成的角度θa，以及經過第三圓弧52b中心和長軸、短軸交點的直線53b與長軸H所成的角度θb設定為θa＞θb。由此，將磁芯44內表面和錐管部40外表面之間的間隙做成不均勻，與長軸方向相比，垂直方向較窄。
象這樣玻錐32小直徑部採取角錐狀錐管部40，錐管部40安裝的偏轉磁軛37的磁芯44與錐管部40之間的間隙做成不均勻結構的話，就可以將磁芯44的內徑縮得相當小，可以大幅減小偏轉磁軛37偏轉功率和洩漏磁場。
具體來說，一般確定偏轉磁軛的繞組分布是使得屏幕上3束電子束會聚特性為最佳。仔細研究偏轉磁軛的特性，結果發現，在玻錐32小直徑部採取角錐狀錐管部40，其截面形狀做成水平軸為長軸、垂直軸為短軸的大致矩形場合，尤其可使短軸方向的尺寸相對於該截面對角方向尺寸縮短。因此，對於短軸來說，每一繞組對電子束的影響較大，以往水平偏轉線圈按更為靠近水平軸附近一側配置，靠近垂直軸附近一側的垂直偏轉線圈則趨向整個外周分布。於是，磁芯與錐管部之間的間隙在整個圓周上設定為均勻(ΔH=ΔV)。因此，現有陰極射線管中垂直偏轉線圈與錐管部之間出現無法配置線圈的空隙。
與此不同，按照本實施例，通過使磁芯44與錐管部40之間間隙沿錐管部外周方向不均勻，尤其滿足ΔH＞ΔV，可以做到垂直偏轉線圈43V與錐管部40外表面無空隙，縮小磁芯44短軸V方向尺寸。由此可以減小偏轉磁軛37偏轉功率和洩漏磁場。
而且，偏轉磁軛37的磁芯44用的是以往角錐形狀的磁芯，因而磁芯44與錐管部40之間間隙形成得不均勻所造成的風險，所獲得的特性改善效果足以抵消甚至超過成本升高。
在如上所述錐管部40採取角錐狀，該錐管部40裝有角錐狀偏轉磁軛37的場合，向螢光屏角部偏轉的電子束軌跡46如圖5所示，其延長線(虛線)與管軸Z的交點即實際的偏轉中心C與玻錐的圓錐筒狀小直徑部安裝圓錐狀偏轉磁軛的普通陰極射線管偏轉中心C』相比，在螢光屏方向上更加靠前。這意味著，角錐狀錐管部40裝著角錐狀偏轉磁軛37的場合，與上述普通陰極射線管相比，偏轉磁軛37接近電子束軌跡，可以使電子束急劇地偏轉。這種偏轉中心C，通過磁芯44管頸一側橫截面形狀採取沿偏轉磁軛的非圓形狀，使磁芯管頸一側內徑儘可能縮小，加強偏轉磁軛後部的偏轉力，從而可移動至後方。
具體來說，磁芯44內表面的橫截面形狀，形成使得管頸31一側長軸H方向的尺寸為最大，而面屏30一側則是沿面屏對角軸方向的尺寸為最大，從而可獲得所需偏轉磁軛37。
以下說明第二實施例。按照本實施例，角錐狀錐管部40安裝的角錐狀偏轉磁軛37的磁芯44如圖6所示，具有形成於其內面的多條槽48。這些槽48沿磁芯44中心軸即Z軸延伸。
磁芯44內側以長軸H為中心沿角錐狀錐管部40外表面配置水平偏轉線圈43H，而且垂直偏轉線圈43V在其繞組嵌埋於磁芯44內表面槽48中的狀態下配置。磁芯44內表面的凸部、凹部(槽48的底部)至少之一部位與錐管部40外表面之間的間隙不均勻，短軸V方向的比長軸H方向的窄。
這樣構成的實施例，也可以獲得與前述實施例偏轉磁軛具有相同效果的偏轉磁軛。
圖7示出的是裝在角錐狀錐管部40上的角錐狀偏轉磁軛37管頸一側端部，磁芯44的內表面以沿長軸H的方向為最大直徑，形成為沿垂直偏轉線圈43V的形狀。與此不同，磁芯44面屏一側端部是沿對角軸方向為最大直徑的大致矩形。
這樣構成也可以做成與前述實施例偏轉磁軛具有相同效果的偏轉磁軛。
圖7所示的偏轉磁軛37中，磁芯44構成為具有平滑的內表面，但也可以該磁芯內表面沿玻錐中心軸形成多條槽，將垂直偏轉線圈繞組配置在這些槽內，做成具有相同效果的偏轉磁軛。
另外，本發明不限於彩色陰極射線管，也可適用於其他陰極射線管。
權利要求
1．一種陰極射線管，其特徵在於包括包含大致矩形形狀的面屏、圓筒狀管頸、面屏與管頸之間延續的玻錐在內的真空管殼，所述玻錐包括外形從所述管頸一側端部起向所述面屏方向逐漸擴大的錐管部，以及外形從錐管部所述面屏一側端部起向面屏急劇擴大的玻錐主體；配置在所述管頸內、向所述面屏發射電子束的電子槍；從所述管頸外周起至所述錐管部整個外周安裝的偏轉磁軛，該偏轉磁軛包括中空磁性體磁芯，以及設於所述磁芯內表面一側、使所述電子槍發射的電子束偏轉的水平偏轉線圈和垂直偏轉線圈；所述錐管部外表面和所述磁芯內表面，其同所述玻錐中心軸正交的橫截面，分別至少有一部分形成為非圓形狀，所述錐管部外表面和所述磁芯內表面之間形成有間隙不均的部分。
2．如權利要求1所述的陰極射線管，其特徵在於，所述磁芯內表面，其同所述玻錐中心軸正交的橫截面形成為凹凸狀，所述橫截面上所述錐管部外表面同所述磁芯內表面凹部和凸部中至少之一部位之間，具有間隙不均勻的部分。
3．如權利要求1所述的陰極射線管，其特徵在於，所述磁芯其內表面具有沿所述玻錐中心軸形成的多條槽，所述垂直和水平偏轉線圈中的某一個配置於所述槽內。
4．如權利要求1所述的陰極射線管，其特徵在於，所述非圓形狀部分的所述錐管部外表面和所述磁芯內表面，其同所述玻錐中心軸正交的橫截面，具有通過所述玻錐中心軸且互相正交的長軸和短軸，所述錐管部外表面和所述磁芯內表面的所述橫截面分別按中心位於所述長軸上的第一圓弧、中心位於所述短軸上的第二圓弧、和連接這些第一、第二圓弧的第三圓弧成型，經過所述長軸和短軸的交點與所述錐管部外表面所成型的所述第三圓弧其中心的直線與所述長軸所成的角度，同經過所述長軸和短軸交點與所述磁芯內表面所成型的所述第三圓弧其中心的直線與所述長軸所成的角度有所不同。
5．如權利要求1所述的陰極射線管，其特徵在於，所述面屏具有通過所述面屏中心軸且互相正交的長軸和短軸，所述磁芯內表面，其與所述玻錐中心軸正交的橫截面形成為非圓形狀，在所述管頸一側端部在所述面屏長軸平行方向上具有最大直徑，而在所述面屏一側端部則在所述面屏對角軸平行方向上具有最大直徑。
6．如權利要求1所述的陰極射線管，其特徵在於，所述錐管部與所述玻錐中心軸正交的橫截面，為大致矩形形狀，具有通過所述中心軸且互相正交的長軸和短軸，位於所述錐管部外側所述偏轉磁軛與所述玻錐中心軸正交的橫截面，為具有所述長軸和短軸的大致矩形形狀，沿所述短軸方向的所述錐管部外表面與磁芯內表面的間隙比沿所述長軸方向的所述錐管部外表面與磁芯內表面的間隙小。
7．如權利要求6所述的陰極射線管，其特徵在於，所述偏轉磁軛包括以所述長軸為中心，沿所述玻錐外表面配置的一對所述水平偏轉線圈；以所述短軸為中心，覆蓋所述水平偏轉線圈，沿所述玻錐外表面配置的一對所述垂直偏轉線圈。
全文摘要
本發明目的在於提供一種具有足夠的氣壓耐壓強度,並能夠充分減小偏轉功率的陰極射線管。該陰極射線管包括:玻錐由外形從管頸一側起至面屏方向慢慢擴大的錐管部和外形從該錐管部面屏一側端部起急劇擴大的玻錐主體所組成的真空管殼;以及從該管頸外側起至錐管部外側安裝的偏轉磁軛37,其中,錐管部40外表面和磁芯44內表面至少有一部分形成為非圓形狀,該錐管部外表面與磁芯內表面之間設有間隙不均勻的部分。
文檔編號H01J29/86GK1205542SQ9811499
公開日1999年1月20日 申請日期1998年6月19日 優先權日1997年6月20日
發明者佐野雄一, 橫田昌廣 申請人:東芝株式會社