[发明专利]用于彩色阴极射线管的张力荫罩和张力荫罩与框架组件

说明书

本发明涉及彩色阴极射线管(CRTs)，特别是，涉及用于彩色CRT的具有选色功能的张力荫罩和张力荫罩与框架组件。

在彩色CRTs中，从电子枪发射的三束电子束通过具有选色功能的荫罩中的孔着落在荧光屏上以激发形成在屏盘内表面上的荧光屏中的红、绿和蓝荧光粉线。考虑到在从电子枪发射之后被偏转系统偏转的电子束的偏转轨迹，如上所述形成图象的常规彩色CRT的屏盘设计成具有预定内部曲率。其荫罩也设计成具有对应屏盘曲率的曲率。

在CRT的操作中，随着从电子枪发射的电子束的动能被转换成热能，制造成具有与面板的内表面的曲率相同的曲率的荫罩被加热，因此荫罩由于热膨胀而变形为隆起形状，这被称为“隆起现象”。隆起现象使形成在荫罩上的孔的位置移位，因而电子束的着落位置改变。结果，激发了不希望的荧光粉线，从而使显示图象的颜色纯度降低。

上述荫罩是由厚度为0.1-0.25mm的钢箔制成。在钢箔上经过腐蚀形成多个孔，然后将钢箔模制成具有预定曲率。如果荫罩的曲率小于预定水平，在CRT制造过程中荫罩很容易发生永久性热变形。因而，荫罩由于其结构脆弱而不能进行正常选色功能。

而且，具有上述结构的荫罩在平面CRTs的制造中有限制，同时增加了对平面CRTs的需求。

为了满足对平面CRTs的需求并防止荫罩隆起，US专利No.3638063已经建议了一种障栅型荫罩。如图1所示，包括以预定间隔设置的多个条12即格栅元件的荫罩10在一个方向的张力下由框架11支撑。具有格栅结构的荫罩10被设计成使在CRT的操作过程中产生的热应变可以与由荫罩-框架组装施加的张力相对抗，由此防止荫罩隆起。但是，具有条12的荫罩10是由厚度为0.1mm的钢箔制成并只由框架11在其两边缘支撑，而相邻条之间没有任何互连，因此当受到小的冲击时，单个条12容易振动，由此在显示图象中产生颤噪现象。施加于条12的张力与单个条的厚度成正比。这样，为了在CRT操作过程中使结构强度承受热膨胀，不可避免地增加框架11的重量。

考虑到这个问题，US专利No.4942332公开了图2所示的一种荫罩。如图2所示，荫罩20包括以预定间隔设置以确定狭缝21的一系列平行条和互连相邻条的多个连杆。而且，荫罩的长边固定于支撑部件(未示出)。

在荫罩20中，互连相邻条的连杆23可以减小由于荫罩受到外部冲击而振动产生的显示图象的颤噪现象，但是对减小泊松收缩(Poisson contraction)不起作用。特别是，当在荫罩材料的弹性限度内使张力施加于荫罩的垂直方向时，荫罩20在纵向伸展，但在横向收缩。由于横向收缩，荫罩20的最外面的狭缝发生位移。此外，在CRT操作过程中在荫罩20发生热膨胀时，荫罩20的短边向外膨胀。

该公开还确定了大于16的狭缝的垂直-水平间距比(PV/PH)，从而在荫罩的可使用图象区域的一侧产生狭缝的横向位移。

在对荫罩边缘的狭缝位移量的研究过程中，本发明人已经相对于狭缝的垂直-水平间距比(PV/PH)进行了以下数值分析。特别是，荫罩的规格和实验条件如下：荫罩的宽度(W)为298.4mm；荫罩的高度(H)为312mm；狭缝的水平间距(PH)为0.8mm；单个条的宽度(W1)为0.6mm；荫罩的厚度(t)为0.1mm；杨氏模量(Young’s Modulus)(E)为2.1×10^-6kgf/mm²；热膨胀系数(α)为13×10⁶/℃；泊松比为0.27；使用的材料是铝脱氧(AK)钢(aluminumkilled steel)。

在具有上述规格的荫罩中，假设可使用的图象区域的面积为387.4×288mm，并且条的总数量为484。为在温度上升到100℃时保持张力恒定，由ε＝αΔT表示的施加于荫罩的条的初始张力的量等于0.0013(＝13×10^-6/100)，其中由f条＝E·ε·(单个条的面积)表示的施加于单个条的张力等于1.638kgf。而且，由ΔW1＝ν·ε·W1表示的单个条的横向收缩量等于0.211μm。这里，由于条的总数量为484，在施加张力之后，有用的图象区域的最大横向收缩(ΔW)为102μm。结果，有用的图象区域的边缘向外位移了52μm。