包括一个张力阴罩的彩色阴极射线管 【发明领域】
本发明涉及一种彩色阴极射线管，包括一个具有张力阴罩和框架的彩色选择电极，该框架包括多个相互连接部分，每个连接部分形成框架一个侧边，由此该张力阴罩被张力拉伸并且在附着点处连接到至少两个所述部分，该框架包括当温度增加时使附着点向一起靠近的装置。
本发明也涉及一种用于如开头段落所述的一种阴极射线管的彩色选择电极。
这种阴极射线管用于例如电视设备和计算机监视器。
现有技术
彩色阴极射线管通常安装有一个彩色选择电极，以遮挡来自安装在颈部电子枪的电子束，以便每个电子束只激励沉积在显示面板内部上荧光材料的一种颜色。该彩色选择通过应用一个彩色选择电极实现，例如在管内距显示面板一定距离的一个阴罩。该阴罩包括大量缝隙，通常设计成为条状或圆点形。常规阴极射线管具有弯曲表面平面，大多数情况下类似球形或圆柱形表面。现在越来越多的彩色阴极射线管具有(几乎)平的表面。结果彩色选择电极不得不变成越来越平。可是(几乎)平的阴罩对于隆起和颤噪声问题非常敏感。已经知道拉紧该阴罩，即对其施加的张力可减少所述问题，使更平的阴罩可以被使用。但是，具有拉紧阴罩的阴极射线管具有严重问题。该阴罩被施加了明显的张力。该张力在工作温度下小于阴罩材料产品的张力，因为反之阴罩将塑性变形。可是在阴极射线管制造期间，温度增加。提升温度，强烈减少了产品张力。则实际有可能发生阴罩塑性变形。在塑性变形之后，阴罩中张力被减少并且通常阴罩中缝隙位置可能改变。US5,111,107公开了一种在框架上具有张力阴罩的阴极射线管(在US5,111,107狭缝式阴罩)。该框架包括两个阴罩所附着的附着侧边并且两个侧边相互连接。相互连接的侧边安装有双金属元件，该元件使相互连接的侧边在温度增加时向内弯曲，胡斯连接区域之间的距离减少并且由此减少张力。为避免塑性变形，该框架包括一个双金属元件，当温度上升时该元件减少相反侧边(可以是焊接缝或几个焊接点)上附着区域或位置之间的距离。距离减少将阴罩中的张力释放或至少减少到比所述提升温度下所产生的张力(非常)低地值。塑性变形由此可防止。这种减少也可以通过双金属元件在附着侧边上建立。根据例如WO98/48439可以了解在彩色选择电极所附着的侧边上安装有双金属元件的一种设计。双金属元件在所理解的该发明原理中包括一组双金属元件或几个元件，其中使用了两种以上的金属。“金属”包括金属合金和金属化合物。
可是，发明人已经发现，即使减少距离，塑性变形和/或相对轻微隆起和/或颤噪声情况仍然在特别是阴罩中心区域中出现。
【发明内容】
本发明的目的是改善具有张力彩色选择电极的阴极射线管的隆起和/颤噪声情况，和/或减少在阴极射线管制造期间由彩色选择电极塑性变形产生的问题。
为此，按照本发明的阴极射线管特征在于：当温度升高时，附着元件包括双金属元件，以将彩色选择电极附着侧边中心上的附着区域之间的距离减少得比所述侧边角落上更多。
本发明是根据这样的理解，即如果侧边之间的距离减少得沿附着侧边基本上等量，张力释放量在侧边中心比在角落少。结果，如果均匀分布的张力通过在每个侧边上等量减少距离而释放，该量导致在角落上张力被减少到基本上为零，而在中心仍然剩余非常明显的张力，该剩余张力导致塑性变形。通过将中心的距离减少得比角落多，可以减少剩余张力。
因此减少了塑性变形的危险。注意到在某些设计中(例如WO98/48439所示的设计中)彩色选择电极被非均匀地拉紧，即在室温下的张力在中心比在角落小得多。在这种设计中塑性变形问题比较小。尽管在高温下中心释放的张力比角落小，开始时中心有比较小的张力。可是，在这种设计中在工作温度下中心的张力远远小于(通常小于一半)可能的最大张力。与这种设计相比，本发明提供在中心增加张力的可能性，这改善了彩色选择电极的隆起和颤噪声特性。
在中心与角落之间距离减少的优选比值是1.3和3。
选择该比值补偿侧边中硬度差别的影响。较硬的侧边所需要的比值较小，本发明所具有的效果也较少。对于非常小的比值(小于1.3)，增加调整双金属元件的正面效果相对小。对于高比值，本发明的修改大，但是同样大的效果更容易通过硬化侧边以首先减少比值而获得。
该框架优选地包括一个在与附着侧边垂直的侧边上的另外双金属元件，以减少整体附着侧边之间的距离。
附着侧边上双金属元件即提供侧边整体距离的减少(可以被看成距离“偏差”减少)，也如中心和角落之间距离的差别的实施例都在本发明原理范围内。可是，优选地通过在垂直与附着侧边的侧边上的双金属元件使附着侧边整体相互靠近，并且通过在附着侧边上的双金属元件实现距离减少之间的差别。
当距离减少的比值(如上定义)在1.5和2.5之间时，这种实施例最为优选。则每个双金属元件实现近似相等的效果。
阴极射线管优选地包括一个低热胀系数材料制造的彩色选择电极，例如NiFe合金。
【附图说明】
参照下面的实施例本发明的这些和其它方面将更清楚。
在附图中：
图1是具有带彩色选择电极的彩色显示设备部分拆开的侧视图。
图2A和2B表示根据US5,111,107所公知的具有框架的彩色选择电极。
图3表示公知设备在低和高温度下张力和向内距离的图。
图4表示按照本发明的阴极射线管中使用的彩色选择电极。
图5表示图4的彩色选择电极一部分的截面图。
图6表示本发明实施例一部分的截面图。
这些图并不按比例绘制。通常，相同的参考号码代表相同零件。
优选实施例说明
图1所示的阴极射线管1包括一个具有颈部4的真空玻壳，一个漏斗状部分6和一个前面板7，该面板可以是弯曲或平的。在显示面板7内侧上可以安装具有例如(例如，红、绿、蓝)发出不同色彩荧光粉的线状或圆点状的图形的显示屏8。一个基本上矩形的框架9在离显示屏8短距离上支撑一个薄阴罩10。该阴罩可以是具有圆形或狭长缝隙的一个缝隙阴罩，或一个导线阴罩。该阴罩可以是铁制或铁合金例如NiFe合金。在射线管工作期间，安装在颈部4中的电子枪系统3产生电子束。这些电子束穿过阴罩10的缝隙以便荧光粉发光。偏转装置5保证电子束对称地扫描显示屏。
图2A和2B表示根据US5,111,107所公知的彩色选择电极。该彩色选择电极包括一个框架9，具有附着侧边9A和9B和垂直与附着侧边9A和9B的侧边9C和9D。在阴罩10安装之前，侧边9A和9B向内推。在下面说明书中，向内推量(与完全没有张力的情况相比)称为“向内偏转”。将侧边上一点向内推标准量所需要的力与在特定点上侧边的硬度有关。当彩色选择电极被附着并且推力被释放时，彩色选择电极受张力。如图2B所示侧边9C和9D安装了金属条11和12，当温度升高时，侧边9C和9D与金属条11和12之间的热膨胀差使侧边9C和9D弯曲，这使侧边9A和9B更靠近在一起。这(至少部分地)释放了施加在阴罩10上的张力。以此方式避免了塑性变形。
图3以绘图方式示意性地表示作为位置函数(水平轴线)的张力T(左侧垂直轴线)和向内变形Δ(右侧垂直轴线)，其中0代表侧边9A和9B的中心处而8代表角落。线31代表室温下张力T均匀分布的情况(即，推力在各处相等并且数值归一化为1)。可是，在这种情况下，向内变形沿侧边9A和9B根本不相同。中心比角落明显更向内变形。侧边9A和9B在中心比在角落更软。利用相同的力，中心例如被向内推进3mm数量，而角落仅仅向内推进1.5mm。线32表示对应的线31张力的向内变形Δ，示意性地图示了这种情况。中心(位置0)的向内变形Δ大大小于角落上(位置8)。当距离被减少并且距离减少在整个侧边上相同时，当角落向内变形减少到非常低数值时中心的向内变形仍然非常明显。线33图示了这种情况。尽管在角落上张力减少到接近零，由于Δ接近零，它在中心仍然明显，典型地有原来张力的百分之几十。例如，如果阴罩在室温下安放时的张力是室温下塑性变形出现时张力的90％，在高温下出现塑性变形的张力是室温下的30％，在中心保留高张力和在高温下材料成品强度降低的结果是在中心出现的塑性变形。通过减少拉紧阴罩的张力能够减少所述效果的出现(在该例子中例如减少到60％)，但是将增加隆起和增加颤噪声。
通过使侧边9A和9B恒定向内变形也可以避免出现这种效果。这种情况由线35表示(恒定变形Δ)。当温度升高时，中心以及角落的张力减少。在中心的减少小于在角落的减少，但是因为中心上的张力小于(在室温下)角落的张力，在高温下整个阴罩的张力被释放。避免了塑性变形，但是是有代价，因为在室温下彩色选择电极中心的张力远远小于(通常为一半到三分之一)可能的最大张力。这增加了隆起的危险和讨厌的颤噪声性能。
在所述两个公知结构中，室温下张力小于最佳值以避免在高温下的塑性变形。
在按照本发明的阴极射线管中，框架安装了一个双金属元件(或大量双金属元件)，该元件在温度增加影响侧边9A和9B上向内弯曲(即阴罩所附着的侧边)，这种弯曲使得所述侧边中心的向内变形超过所述侧边角落的向内变形。例如在从室温到摄氏450度，这是在阴极射线管制造期间的典型温度增加，中心上的向内变形例如大于角落上1.5到3倍。这使更高张力可以利用。如同图3可见，当在室温下侧边9A和9B以相同的高张力拉紧时(线31)，中心上(点0)向内变形Δ(线32)比角落(点8)大约高两倍。通过将中心的向内变形Δ减少角落上的两倍，高张力(图31)可以减少到甚至比高温下分布的张力(线36)更低或更小。
图4表示了用于按照本发明的阴极射线管中的彩色选择电极。侧边9C和9D安装了具有比所述侧边其它部分更高热膨胀系数的金属元件11和12。结果，当温度升高时，侧边9C和9D将膨胀(在图4由侧边9D下弯曲箭头示意性地表示)使侧边9A和9B的角落点I、II、III和IV，和中心点V和VI到一起。侧边9A和9B向外面对用金属元件14和15安装的表面，这些金属元件具有比零件16和7更低的热膨胀系数。这些金属元件14、15具有不所述侧边9A和9B内部零件16、17更小的热膨胀。结果，当温度升高时侧边9A和9D向内膨胀(在图4中由侧边9A前面的弯曲箭头示意性表示)。因此减少了中心点V和VI之间的距离而不是角落点I和II发表与III和IV之间的距离。侧边9A和9B也可以在所述侧边内部侧面上安装金属元件，如果这种元件具有更高的热膨胀系数。侧边9C、9D上的金属元件11和12提供“偏置”向内变形，低热膨胀元件14和15与零件16、17合作提供向内膨胀，在中心(点V和VI之间)的膨胀比在侧边9A和9B角落大。
在优选实施例中，侧边9C和9D的下部分(即，元件11和12)通过大量桥型元件20、21附着在上部分。在优选实施例中侧边16和17通过接头23依靠着垂直边缘。
在优选实施例中，侧边9A和9B的板14、15用具有相对低的热膨胀的材料制造，而板16、17用具有相对高热膨胀系数的材料制造。图5表示了侧边9B的详细截面图。零件16被制造成为(截面)三角形和用铁制造，NiFe合金板15利用接头23通过点焊附着在内部侧边25上，板14和15也焊接在底部(点26)。零件16的三角形通过接头24完成。图6表示了零件14、16的替代形状。在该例子中，零件14向外侧边上的接头24被省略而零件14在焊点上被焊接在零件16上，焊点由点示意性地表示。当温度升高时，零件24、14和15的热膨胀不同使零件24和14向内变形。三角形和接头23保证这种弯曲有可能出现或不受三角形零件其它部分限制太多。
应当清楚在本发明原理范围内可以有许多改变。
简而言之，本发明可以描述为：一个阴极射线管，包括一个具有固定在框架上并且施加张力的阴罩的彩色选择电极。该框架包括一个双金属元件(或多个双金属元件)，该元件被构成得当温度升高时通过减少阴罩所附着的框架侧边之间的距离释放张力。侧边中心上距离的减少优选地超过所述侧边角落距离减少约1.5到3倍。