具有改进的颜色选择电极悬挂装置的彩色显示管 本发明涉及一种彩色显示管，其包括具有周边直的边沿和拐角区域的显示窗，具有拐角部分的颜色选择电极，悬挂装置和所述拐角部分相连，所述悬挂装置包括具有扁平部分的弹性元件，所述扁平部分包括一个具有入口的开孔部分，所述颜色选择电极由支撑元件悬挂在拐角区域内，所述每个支撑元件具有至少在3个接触点接合所述开孔部分地自由端部，所述接触点位于接合表面上，所述自由端部具有一个中心，其基本上和通过所述扁平部分的平面一致，所述开孔部分被这样形成，使得至少一个接触点在面向离开所述自由端部的一侧位于扁平部分的平面外部。
本发明还涉及一种用在这种彩色显示管的颜色选择电极中的拐角部分，并涉及具有这种拐角部分的颜色选择电极。
开头一节所述的彩色显示管在美国专利US 4763039中披露了。按照其说明书所述的彩色显示管具有颜色选择电极，所述颜色选择电极被悬挂在显示窗的拐角。在这种拐角悬挂系统中，被连接在显示窗的直边的拐角的支撑元件和颜色选择电极的悬挂装置相连。所述悬挂装置包括一个扁平部分，弹性元件和具有用于接收支撑元件的呈球形弯曲的自由端部分的孔的部分。所述孔具有至少3个用于接合自由端部分的接触点，其中至少一个接触点位于弹性元件的平面外部。此外，含有孔的部分具有一个作为弹簧而作用的部件，用于把球形弯曲的自由端部锁在悬挂装置的孔中。因而，所述孔和所述自由端部作为一个棘爪，把各个悬挂装置锁定在支撑元件上。
颜色选择电极必须被稳定地固定在彩色显示管，以便确保在显示窗显示的图像总是显示正确的颜色。颜色选择电极的不稳定导致照射到不同颜色的荧光体上的电子束的配准不良。这引起图像的颜色失真，因而使图像质量变劣。
在US 4763039中披露的彩色显示管的缺点在于，其具有一种需要大的力才能把悬挂装置夹在支撑元件上的拐角悬挂系统。这是必须的，以便满足一个基本要求，即在制成的彩色显示管中颜色选择电极一定不会和支撑元件分开。然而，在生产处理中，大的夹力由于沿着支撑元件的弹簧元件的刮磨而在彩色显示管中产生松散的颗粒。因为在支撑元件和悬挂装置之间的摩擦力大大增加，大的夹力对在彩色显示管中的颜色选择电极的位置稳定性具有不利影响。
本发明的目的在于提供一种具有颜色选择电极的彩色显示管，其和开头一节所述的那种彩色显示管相比，具有一种改进的悬挂系统，这大大减少了在显示窗上的对准误差，并且使得在工厂中彩色显示管的生产成本降低。
按照本发明，所述目的通过一种彩色显示管实现了，其特征在于，和通过扁平部分的平面一致的接触点的接合表面基本上垂直于所述平面，并且，位于所述平面外部的接触点的接合表面基本上垂直于在接触点和自由端部的中心之间的连线，使得所述自由端部能够自由通过开孔部分的入口。
本发明基于一个这样的观点，即通过具有略大于自由端部的直径的开孔部分的入口，使得颜色选择电极的安装十分容易。所述颜色选择电极通过把悬挂装置压在支撑元件上被固定，借以只克服弹性元件的弹力。含有位于通过扁平部分的平面外部的接触点的接合表面使得确保自由端部被这样固定，使得其中心基本上和扁平部分一致。被施加于彩色显示管上的机械振动可以引起颜色选择电极相对于显示窗的移动，但是接合表面的固定和弹性元件的预加载相结合，可以保证颜色选择元件恢复到其原始位置。结果，彩色显示管将不会发生对准不良，借以改善图像质量。
此外，因为这种结构使得颜色选择电极被非常稳定地定位，像在当前生产的彩色显示管中那样，把悬挂装置焊接到支撑元件上便成为多余的。这使得如果彩色显示管被报废，可以回收颜色选择电极，供生产另一个彩色显示管时使用，这导致生产成本的大大降低。
在优选实施例中，开孔部分被这样形成，使得在开孔部分和自由端部之间的连接对于沿扁平部分的方向施加的力是自锁的。
施加于彩色显示管上的机械振动在悬挂元件中产生一个力，其方向沿着含有弹性元件的扁平部分的方向。为了阻止颜色选择电极和支撑元件脱开，重要的是沿扁平部分的方向存在自锁作用。为此，开孔部分的接合表面被这样设置，使得如果施加一个沿扁平部分的平面方向的力，则在悬挂装置和支撑元件之间可以发生移动，但是，当这个力消失时，则回到原始位置。在垂直于扁平部分的方向，不需要自锁作用，因为这使得在生产过程中的处理更加困难。在彩色显示管的制造期间，通过光化学曝光处理为显示窗提供一个屏幕，所述屏幕例如包括黑色的基体层和三种颜色的荧光体。为了对它们都进行曝光，颜色选择电极必须被从显示窗中插入和拔出。当沿着垂直于扁平部分的方向进行时，这是最容易实现的，因为在悬挂装置和自由端部之间没有障碍。
在进一步的实施例中，当沿着扁平部分的方向施加一个力时，在位于扁平部分的平面外部的接触点的接合表面和自由端部之间产生摩擦力。
当沿着扁平部分的平面方向施加力时，具有位于该平面内的接触点的接合表面将在它们和自由端部之间没有摩擦力，因为施加的力垂直于这些接合表面。不过，具有位于扁平部分的平面外部的接触点接合表面则不垂直于施加的力，因而引起接合表面和自由端部之间的摩擦。所述摩擦力对于悬挂系统的自锁功能是非常重要的。如果摩擦力较高，则对于施加的较大的力也能保持自锁功能。
还有另一个实施例的特征在于，一个接触点位于扁平部分的平面外面，两个接触点和所述平面一致。
在悬挂装置和自由端部之间的稳定连接需要至少3个接触点。实现这个条件的最容易的方式是正确地使用3个接触点，使得只有其中的一个位于扁平部分的平面外部。
在另一个实施例中，所述自由端部被弯曲基本上呈球形。这种形状的自由端部是优选的，因为它们容易制造，并且能够利用简单的方式确定接合表面的位置。
本发明还涉及用于按照本发明的彩色显示管中的颜色选择电极的拐角部分，以及具有这种拐角部分的颜色选择电极。
通过下面结合附图说明非限制性的例子，可以更加清楚地看出本发明的这些和其它方面。
在附图中：
图1是按照本发明的彩色显示管截面图；
图2是被安装在显示窗中的颜色选择电极的正视图；
图3是图1所示的彩色显示管的一部分的侧视图，表示现有技术的颜色选择电极的悬挂装置；
图4是图3所述的现有技术的悬挂装置的详图；
图5是按照本发明的颜色选择电极的显示窗的拐角区域和拐角部分的透视图；
图6A-6B表示开孔部分、弹性元件、弹簧元件以及悬挂装置的结构；
图7A-7C表示开孔部分，图7A作为整体表示，图7B-7C详细表示。
图8说明自锁功能的原理；
图9是本发明的另一个实施例。
图1所示的彩色显示管包括具有显示窗3的抽空的玻璃壳体2，漏斗形的部分4和颈部5。在显示窗3的内侧上，可以设置具有以不同颜色发光的(例如红，绿，蓝)例如直线的或点状的荧光体的图形的屏幕6。所述荧光体图形由电子枪10发出的3个电子束7，8，9激励。在所述电子束到达屏幕的途中，电子束7，8，9借助于偏转单元11偏转，借以确保电子束7，8，9系统地扫描屏幕6。在电子撞击屏幕6之前，它们通过颜色选择电极12。所述颜色选择电极12包括荫罩13，它是真正的颜色选择部件：它和电子束相交，使得电子只撞击合适颜色的荧光体。荫罩13可以是一个具有圆形或长形孔的护罩或丝罩。此外，颜色选择电极12包括用于支撑所述护罩的框架。在框架14中可以识别的部件是拐角部分16和与拐角部分16互连的隔板部件15。
通过利用支撑元件17，使颜色选择电极12悬挂于显示窗3，所述支撑元件被固定在显示窗3的拐角区域18的直边内。这种在彩色显示管1中悬挂颜色选择电极12的方式也被称为拐角悬挂。
在图2中，示出了在显示窗3中安装的颜色选择电极12的正视图。在此图中的拐角部分16包括两个主要部分，即用于互连隔板部分15的刚性部分19，和用于在显示窗3中从支撑元件17悬挂颜色选择电极12的悬挂元件20。荫罩13和隔板部件15相连。荫罩的部分21，如图2所示，只作为一个例子。在制造期间，颜色选择电极12必须从显示窗3被插入和抽出若干次，特别是在淀积基体和荧光层的过程中。为了满足基体和荧光体图形的所需精度的要求，要求颜色选择电极12被再次插入时其位置可以非常精确地再现。这需要在彩色显示管1中颜色选择电极12具有高的位置稳定性。
在图3和图4中，示出了在US 4763039中披露的现有技术的悬挂装置。支撑元件17被连接在显示窗3的直边，并具有自由端部22，用于借助于悬挂装置20悬挂颜色选择电极12。所述悬挂装置20包括弹性元件26和从弹性元件26中的孔25凸出的开孔部分24。这些悬挂装置20在接触点29接合自由端部，在本实施例中，所述接触点全部位于通过弹性元件26的平面的外部的位置，如虚线所示。开孔部分作为棘爪把悬挂装置20锁定在自由端部22上，所述自由端部的中心23基本上和弹性元件26的平面47一致。直的保持壁27使得开孔部分24的入口28小于自由端部22的直径。当安装颜色选择电极12时，开孔部分必须被夹在自由端部22上。借助于直的保持壁27的弹性作用，颜色选择电极12在所有4个角被锁定在支撑元件17上。
在US4763039中披露的所述系统的缺点是悬挂装置20的结构复杂，并且在所有4个角悬挂装置20被单独地锁定在支撑元件上，这使得颜色选择电极12的处理非常困难，因为在屏幕处理期间，即例如在涂敷黑色基体和荧光体层期间，颜色选择电极12必须被插入和抽出若干次。
图5给出了显示窗3的拐角区域18和颜色选择电极12的拐角部分16的详图。悬挂装置20包括和扁平部分31相连的扁平弹性元件30。所述扁平部分包括开孔部分32，用于接合支撑元件17的自由端部。扁平部分31被在弹性元件30中的斜孔33和扁平部分31的支撑凸缘相对于弹性元件30固定，开孔部分32从所述弹性元件30凸出，所述支撑凸缘34从切口形的孔35凸出。弹性元件30具有线绕弹簧40(见图6)，为了确保颜色选择电极12利用一个足够大的从而在颜色选择电极12和支撑元件17之间产生可靠连接的力被固定在显示窗3中。弹簧40的端部37从弹性元件30的孔36凸出，以便同时保持住扁平部分31，而弹簧40的另一端41和刚性部分19相连。图6A，6B是悬挂装置20即弹性元件30，扁平部分31和线绕弹簧40的透视图，这些元件如上节参照图5所述。图6A，6B给出了更详细的表示，为清楚起见，其中包括位于开孔部分32的支撑元件17。扁平部分31可以相对于弹性元件30移动，这个自由度用于补偿例如在直边18中的支撑元件17的定位中的小的误差。在颜色选择电极12第一次被插入显示窗3之后，扁平部分31被刚性地固定到弹性元件30上，这可以通过焊接来实现。
图7A-7C给出了扁平部分31的细节。图7A表示整个的扁平部分，而图7B和图7C只表示扁平部分31的包括开孔部分32的部分。作为例子，本实施例的开孔部分32具有3个接合表面42，43。在这些接合表面，自由端部22在颜色选择电极12被安装在显示窗3中时和接触点44，45接触。两个接触点45位于扁平部分31的平面内，并且相应的接合表面和所述平面垂直。第三接触点44位于扁平部分31的平面之外，并且使相应的接合表面取向成相对于所述平面倾斜一定角度，使得垂直于接合表面的方向基本上和从接触点44到自由端部22的中心23的方向相同(图中未示出)。
图7C从自由端部22穿入的一侧表示开孔部分32。入口46的尺寸被这样确定，使得给予自由端部22无障碍的通路。位于入口的另一侧上的接合表面42阻止自由端部22，并把自由端部22对着接合表面42，43固定在接触点44，45的位置。这使得颜色选择电极12不用施加夹力便能被固定在支撑元件17上，因而不产生松散颗粒。在支撑元件17和悬挂装置20之间的摩擦被保持为低的程度，从而确保颜色选择电极12的好的固定稳定性。
图8说明该悬挂系统的自锁原理。图8A，8B和8C是从图7A的线VIII取的扁平部分31的截面图。由于开孔部分32略微呈三角形的形状，以便获得3个接触点44，45，所以自由端部22在截面中在对着接触点44的位置不和开孔部分32接触。自锁原理基于这样的事实：例如，只要力保持垂直于接触表面，则在自由端部22和接合表面42，43之间的接触和摩擦无关。
一般地说，当彩色显示管1的显示窗3向下取向时，彩色显示管1对震动最敏感。虽然这当然不是观看状态，但是这种状态应当考虑，因为其在生产和运输当中发生。在这种情况下，当彩色显示管1静止时，只有重力作用在其上。在图8A中，所述重力由Fg表示。在自锁结构中，如图6和图7所示的例子，其中在弹性元件30的平面47内具有两个接触点45，在平面47外具有一个接触点44，这样，只有接触点44的作用取决于自由端部22和接合表面42之间的摩擦。在接触点45上的力的取向在弹性元件30的平面47内，因而不能导致悬挂装置20相对于垂直于平面47的自由端部22的位移。为了确保在静止位置颜色选择电极12不会和支撑元件脱开，摩擦力必须大于重力。这个条件当摩擦系数μ大于tan(α)时可以实现，其中α如图8A所示。
在彩色显示管1遭受外来震动载荷的情况下，一个附加的力作用在弹性元件30上，所述力的取向在通过弹性元件30的平面47内。所述附加的力由图8A的F表示。如果这个力足够大，它将超过在接触点44的在自由端部22和接合表面42之间的摩擦力，因而接合表面42将不再锁住自由端部22。结果，悬挂装置20将和自由端部脱开，直到所述移动被入口46的竖直壁中的接合表面48(图7C)停止；这种情况在图8B中给出了。在这个位置，在自由端部22和接合表面48之间的接触和它们之间的摩擦力无关。由弹性元件20和弹簧40产生的加于悬挂装置20上的预载荷现在确保悬挂装置相对于自由端部22被再次固定，从而处于原始状态，如图8C所示。
如图8所示的这种自锁作用可以概括为“滑动”(图8A)，“锁住”(图8B)和“再固定”(图8C)。
借助于利用自锁悬挂装置20，颜色选择电极12的悬挂满足了关于具有好的定位稳定性的要求，因为在自由端部22和悬挂装置20之间没有夹持力，使得在它们之间的摩擦力保持为一个低的值。此外，借助于所述的自锁系统，可以免除例如通过焊接把悬挂装置刚性地固定于自由端部22上。这使得在彩色显示管1故障的情况下能够回收颜色选择电极12并重新使用，这导致制造成本的降低。
显然，对于本领域技术人员，本发明不限于此处给出的例子。用于产生自锁悬挂系统的其它的方式和实施例也能够实现相同的目的。图9给出一个其它实施例的例子。图9表示悬挂装置20的一部分。具有开孔部分32的扁平部分31用衬垫板60代替，由图9B，9C可见，接合表面43的功能被转移给衬垫板60的边沿62，接合表面42的功能由衬垫板60的边沿61实现。图9B表示静止位置，在沿弹性元件30的方向施加力F之后，发生图9C所示的情况，其中自由端部22被锁定在弹性元件的边沿63上。弹性元件30和弹簧40的预载荷将使悬挂装置20回到其原始位置。这种结构略逊于优选的结构，因为在图9B的“锁定位置”在弹性元件30的平面47和通过接触点63并通过自由端部22的中心23的直线之间具有一个角度β，这使得自锁作用略小。
此外，本发明不限于具有包括拐角部分16和隔板部件15的拐角悬挂系统的颜色选择电极12。例如，本发明也适用于包括环形框架的拐角悬挂系统，其中具有和所述框架相连的悬挂元件。
本发明根据自由端部22和支撑元件17相连并且自锁结构是悬挂装置20的一部分的悬挂系统进行了说明。显然，本发明也适用于具有和支撑装置相连的自锁系统以及和悬挂装置相连的自由端部的悬挂系统。
总之，本发明披露了一种包括改进的颜色选择电极12的悬挂系统的彩色显示管1。所述彩色显示管包括被构成使得能够自锁的悬挂装置。所述悬挂装置20具有附加的扁平部分31。所述板具有孔32，所述孔的形状使得其具有对于支撑元件17的自由端部22的至少3个接合表面42，43，所述支撑元件17被连接在显示窗3的直边18的内侧。当彩色显示管遭受冲击载荷时，所述扁平部分31的结构能够吸收所述冲击，从而不会使颜色选择电极12从支撑元件17脱开。其中的原理基于接合表面42和自由端部22之间的摩擦力。当在弹性元件30的平面47内施加一个力时，悬挂装置20从其静止位置滑动，并被接合表面48锁住，借以使由弹性元件30和弹簧40产生的预载荷使悬挂装置20回到其原始位置。用这种方式，可以获得具有好的颜色选择电极12的定位稳定性的彩色显示管1。此外，在彩色显示管1报废的情况下，颜色选择电极12可以回收，因为不再需要把悬挂装置20焊到自由端部22上。