專利名稱：具有改進的陰罩-框組件支撐裝置的彩色顯象管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種彩色顯象管，這種彩色顯象管有一個裝在四周框架上的陰罩，該罩與陰極射線發(fā)光屏成懸垂關系，而發(fā)光屏上含有發(fā)蘭光、綠光和紅光的熒光元素。本發(fā)明具體涉及這種顯象管中支撐陰罩-框組件的一種改進的支撐裝置，使電子槍產(chǎn)生的電子束能轟擊到熒光元素的正確位置上。
在目前流行的大多數(shù)彩色顯象管中，支撐陰罩的四周框架是以直接焊接在框架上或焊在平板上的彈簧而懸垂在一平的面板內(nèi)。其中所述平板則又焊接在框架上。在直接焊接情況下，彈簧通常以雙金屬材料制成;而在平板焊接情況下，這些平板均為雙金屬。彈簧或平板因受到經(jīng)過框架而從陰罩傳來的熱量的加熱而升溫，于是雙金屬有不同程度的膨脹，從而使彈簧或平板彎曲，產(chǎn)生了陰罩-框組件向設置在面板上的熒光屏移動。另外亦知，利用彈簧的幾何形狀，通過膨脹的陰罩-框組件對彈簧產(chǎn)生的力的作用，也能產(chǎn)生同樣的移動。
通?？衫萌蛩膫€彈簧來支撐設在顯象管矩形面板內(nèi)的陰罩-框組件。在三個彈簧的支撐系統(tǒng)中，一個彈簧通常設在陰罩上面的中心位置，另兩個彈簧則沿管的兩側設在陰罩側邊的中心與陰罩下面兩個角之間。在四個彈簧的支撐系統(tǒng)中，通常將其放在陰罩的頂部、底部、左邊、和右邊的中心部位。無論在上述三個或四個的彈簧支撐系統(tǒng)中，陰罩-框組件在顯象管制造和/或工作期間都可能稍許扭轉(zhuǎn)而相對于面板有所移位。已知的為減小陰罩-框組件的這種扭轉(zhuǎn)和移位的方法是在框架的四個角上設置支撐彈簧。
對于平板焊接情況，上述結構的問題在于很難用無損的方法去評估將彈簧焊接到平板上和再將平板焊接到框架上的焊接質(zhì)量。焊接不良的原因可能是熱變化或機械震動，于是在焊接過程中產(chǎn)生焊渣，即從焊接面上因待焊在一起的部分與焊接電極之間接觸不良而滲出的金屬顆粒。這些焊渣顆?？赡茉诿芊夤軆?nèi)游走，造成管表面損害或電氣問題。另一個與焊接有關的問題是，如果待連接的部分不平整，則在其間會形成焊核，從而成為一旋轉(zhuǎn)點，使焊接失敗，或在外力沖擊下造成焊接部分相對于陰罩旋轉(zhuǎn)。這種情況使得陰罩上的小孔與陰極射線發(fā)光屏上的熒光元素不能對齊，于是產(chǎn)生電子束不能轟擊到熒光屏上正確區(qū)域的結果。
按照本發(fā)明對此作出改進的彩色顯象管，包括一個抽空的玻璃外殼，其上有一面板，面板上有一陰極射線熒光屏。該面板包括一個以支撐裝置支撐在其中的彩色選擇電極組件，所述支撐裝置設在面板內(nèi)與其周邊相隔開的位置上。在間隔開的位置每一處所設的支撐裝置均包括一個連在波璃外殼上的柱螺栓、帶有一開孔以便連到柱螺栓上的一個彈簧、以及焊接在彈簧與彩色選擇電極組件之間的一塊平板。其改進之處在于以機械方式將彈簧與平板連接起來，即以一突出物沿兩部分的一邊緣在兩個間隔開的位置上使兩部分互相鎖緊。


圖1為本發(fā)明彩色顯象管的軸向剖面?zhèn)仁緢D;
圖2為本發(fā)明最佳實施例的支撐陰罩組件的面板的后視圖;
圖3為圖2沿3-3線的剖面圖，示出了陰罩組件及其支撐裝置的一部分;
圖4為圖3沿4-4線的剖面圖，示出了支撐裝置的互鎖突出物的細節(jié);
圖5為本發(fā)明另一最佳實施例的面板和陰罩組件的四分之一部分的后視圖;
圖6為圖5所示面板-陰罩組件之一角的局部剖示圖;
圖7為圖5沿7-7線的剖面圖，示出了一個角的支撐裝置。
圖1示出一個矩形彩色顯象管8，其有一玻璃外殼10，該外殼包括一矩形面板12和一個與矩形漏斗16連接在一起的管頸14。面板12包含一觀看面板18和四周突緣即側壁20，與漏斗密封。面板12有兩條正交軸主軸X-X，與其寬度方向(通常呈水平)平行，和副軸Y-Y，與其窄面方向(通常呈垂直)平行。主副軸均與通過管頸14的中心及面板12的中心的顯象管的中央縱軸Z-Z垂直。包含蘭、綠、紅色熒光發(fā)光元素的三色熒光屏22裝在面板18的內(nèi)表面上。熒光屏最好為線式熒光屏，即其上具有基本上沿平行于副軸Y-Y延伸的熒光掃描線的熒光屏。當然，該熒光屏也可以是點式熒光屏。一個多孔的彩色選擇電極即陰罩24以一種改進了的方式按預先確定的與熒光屏22的間隔關系而裝設成可折卸的。電子槍26裝在管頸14內(nèi)的中心部位，以產(chǎn)生和射出三束電子束，使之沿會聚路徑通過陰罩24的一個多孔的彎曲部分25的小孔射到熒光屏22上。
圖1所示顯象管使用了一個外部磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，例如偏轉(zhuǎn)線圈28，裝在漏斗與管頸接合處附近。偏轉(zhuǎn)線圈28通電后，使三束電子束在磁場作用下進行水平和垂直掃描，從而在熒光屏上形成矩形光柵。
陰罩24是陰罩-框組件30的一部分，組件30還包括四周的陰罩框架部分32。由圖1和圖2可看出陰罩-框組件30位于面板12之內(nèi)。該組件以四個改進了的支撐裝置34支撐在面板12上，如圖2、3和4所示。
陰罩24包括一個多孔的彎曲部分25、一個圍繞著多孔部分25的無孔的邊界部分27、和一個裙部29，該裙部29從邊界部分27向后彎曲并背向熒光屏22延伸。陰罩24的裙部29插入框架32內(nèi)并靠在其里邊，再焊在其內(nèi)表面上。
支撐裝置34位于陰罩-框組件30及面板12周圍隔開的位置。每個支撐裝置34包含一柱螺栓44、一彈簧46和一平板48。各柱螺栓為一錐狀金屬件，該金屬件裝在面板側壁20上，例如，沿著對角線尺寸為66厘米的26V顯象管主副軸而裝設的柱螺栓。彈簧46中有一孔60與柱螺栓44的自由端連接。平板48為一雙金屬元件，包括第一金屬層48a和第二金屬層48b，這兩層被分層或者以面對面方式粘接在一起。彈簧46與平板48的第一金屬層48a接觸并附在其上，而第二金屬層48b附在框架32上。平板48的雙金屬材料應選擇成當加熱時使該平板朝框架移動，從而使陰罩-框組件30朝著熒光屏22移位。這樣，緊靠框架的金屬層48b的熱膨脹系數(shù)必須低于附在彈簧上的金屬層48a的熱膨脹系數(shù)。這種溫度補償結構在1974年4月9日授予Morrell的美國專利3803436中曾作過討論。
與已有技術不同，本發(fā)明中彈簧46不是以焊接方式附在平板48上的，而是用突出物使各部件沿面對的表面互鎖，使其按機械方式連接在一起的。在沿連接部件一條邊緣52的兩個間隔開的位置50和51處形成突出物。一個互鎖的突出物的剖面示于圖4上。在這一實施例中，兩突出物的中心相隔約19.05毫米(0.750英寸)，其與連接部件邊緣52的距離約為4.78毫米(0.188英寸)。平板48的其他邊緣用傳統(tǒng)的焊接方式或上述的突出物而附到框架32上。附著接點53、54相距約25.4毫米(1.00英寸)，而與平板48的相對邊緣55相距約4.78毫米(0.188英寸)，如圖3中所示。附著位置50、51與附著接點53、54之間的橫向間隔A約為22.20毫米(0.874英寸)，以使平板48有足夠空間移動從而達到溫度補償。
位置50、51處的互鎖突出物可以利用通常的鉗制工具做出，這類工具可從例如美國密執(zhí)安州Marren城的Tech-Line工程公司或該州Marysville市的BTM公司購得。
互鎖突出物較常規(guī)固緊方式(如焊接、鉚接)有其突出優(yōu)點，它能消除焊渣，無損檢查封接質(zhì)量，具有高精度的封接定位，無須預制鉚接孔，以及不用供鉚接使用的一些其他構件。互鎖突出物的缺點在于它只具有相當尺寸的優(yōu)良焊接塊的強度的70%，然而，只要稍微增大一些突出物封接的尺寸，就可達到差不多的封接強度。
內(nèi)鎖突出物的一個意外優(yōu)點是，對于裝有陰罩組件的、利用一種新穎的內(nèi)鎖突出物以將有關的彈簧46與平板48連接在一起的面板，其震動及靜負荷測試結果均良好。震動測試曾在12個測試面板組件上進行，其50和51處帶有內(nèi)鎖突出物。將這些測試組件與8個傳統(tǒng)的(控制)面板組件(即其中彈簧與平板是焊接的)作了對比，對其進行了評估。上述測試組件和控制組件的平板均以焊接方式固定在陰罩組件的框架上。
面板是以常規(guī)的列陣程序制備的，如1977年9月20日授予Nekut的美國專利4049452號中所述。將一種在光照射下熔解度可改變的光阻溶液沉積在面板的內(nèi)表面上，然后使其干燥。在面板內(nèi)放入陰罩組件，使一光源射出的光通過陰罩上的孔照射，從而使光阻上所選定的部分曝光。在一這實例中，光源以與電子束相同的角度照射出光，例如這里我們?nèi)∞Z擊發(fā)綠光的熒光元素的電子束。將陰罩從面板上折下，未曝光的、能更多溶解的光阻部分用清洗的方法除去。然后，將一種光吸收的矩陣材料沉積到面板的裸露區(qū)域及已曝光的光阻的保留區(qū)域。使矩陣溶液干燥，然后用適當?shù)母g劑腐蝕，軟化和除去基底的光阻保留區(qū)域和疊上的矩陣材料，留下面板主區(qū)的光吸收矩陣材料，在原先由下面的光阻保留區(qū)域和上面的矩陣材料占有的位置形成清晰的窗口。
矩陣中的這些窗口提供了一種測量寄存體(register)移位的方法。當重新將陰罩組件插入面板時，用上述形成的窗口，從暴露的光源發(fā)出的光穿過開啟的窗口，于是可用一種稱為矩陣寄存體閱讀機的設備準確地讀出光的位置。然后讓面板經(jīng)受跌落試驗的沖擊，該試驗能使裝有陰罩組件的面板受到35g的沖擊。其中g為重力加速度。在表1中以“Y”表示面板在正常觀看方向時面板組件的震動，而用“FD”表示面板組件面向下時的震動，用“FU”表示面向上時的震動。每次測試用不同的面板。沖擊試驗之前，使面板組件通過一個溫度為450±15℃的穩(wěn)定工作的爐子，以經(jīng)受一定周期的熱應力。對于每一塊面板，熱應力周期循環(huán)重復5次，以提供一個“最惡劣”情況。跌落試驗的結果列于表1中。其中“C”表示具有傳統(tǒng)的焊接彈簧和平板的控制管，“T”表示具有以圖3和圖4所示突出物互鎖的彈簧和平板的測試管。對于每一個面板組件，在七個位置上測量寄存體的移位在中心(CTR);沿每一對角線，距熒光屏邊緣25毫米處(2D、8D、4D和10D);以及沿主軸(3∶00和9∶00)兩個位置。記錄測量是通過使光穿過陰罩組件及窗口投射，然后測量在35g沖擊下產(chǎn)生的移位(即“錯位”)量而完成的，其中投射光源是與用于形成矩陣中的窗口相同的光源。記錄值以微米(μ)表示。移位的絕對值越小，表示寄存體的移位越小。正(+)負(-)號表示一個方向或其他方向的移位。
表135g沖擊試驗后的變化試樣N跌落CTR2D3:004D8D9:0010DC2Y17432-4-5C3Y288100-4-4平均=Y17661-4-4C4FU1111312-12-12-11C5FU4252123-6-10-16C6FU1161313-6-8-11平均=FU2171616-8-10-12C7FD2-27-23-19293435C9FD4-20-15-13293429C10FD1-24-24-31313030平均=FD2-23-21-21303231T1Y220161-2T2Y3634941T3Y-132-131-2平均=Y132162-1T4FU-11397-12-16T5FU3131315-14-14-13T6FU21298-8-13-13T7FU111911-11-12-14平均=FU1121010-11-13-14T8FD-2-28-36-40282618T9FD-2-36-40-45352919T10FD1-30-24-22212929T11FD1-22-28-29252425T12FD2-21-25-26272723平均=FD0-27-31-32272722
比較按正常觀看方向(Y)跌落的帶面板組件的控制面板與測試面板的寄存體移位可知，在中心處，測試面板與控制面板有相同的錯位量;但在2D、3∶00、4D、9∶00和10D位置，測試面板的錯位量的絕對值小于控制面板的范圍在2至5μ;而在8D位置，前者的平均值則比后者大5μ。平均說來，對于Y向的沖擊試驗，經(jīng)驗表明，測試面板的錯位量幾乎都小于控制面板有錯位量。以面向上(FU)位置的跌落試驗結果對測試面板也是理想的，其錯位量在中心處和在2D、3∶00及4D位置均較小，只是在8D、9∶00和10D位置才比控制面板的稍大一些。在以面向下(FD)的試驗中，測試面板比控制面板要差，但它們的性能都不佳。
對另外兩個以傳統(tǒng)焊接方式制成的控制管，以及兩個用新穎的互鎖突出物將彈簧裝到平板上的測試管所進行的靜態(tài)負荷試驗，其結果分別列于表2和表3中。
表2試樣C11磅,在2D處2D3:004D8D9:0010D00000005-1112101000131015-20111120-30-302-125-40-312-130-8-1-2-42-435-100-300-740-17-110-1-1145-27-324-2-1850-37-898-2-3155-47-916160-35試樣C12磅,在2D處2D3:004D8D9:0010D0000000510-2000100-2-3-1-211500-2-1-2020-5-1-4-2-2-325-7-1-4-2-1-230-7-1-4-2-3-335-9-2-4-2-2-840-15-3-20-2-1245-25-703-5-2050-35-947-6-2755-49-131717-6-40
表3試樣T13磅,在2D處2D3:004D8D9:0010D00000005-21212310-21002615-32322520-700-13525-11-2-1-22230-15-4-3-31335-21-6-6-4-2-140-22-6-7-5-3-445-27-6-3-2-3-950-34-601-4-1355-43-833-2-19試樣T14磅,在2D處2D3:004D8D9:0010D00000005681075410547856152578562004710672513775430-42775535-100563240-15-1684045-19-1693-450-23-111124-855-37-316173-13在靜態(tài)負荷試驗中，在框架的一個角，如2D(兩點鐘位置處)上施加一推力，然后在各個角(2D、4D、8D和10D)及主軸(3∶00和9∶00)上記錄通過矩陣開口的光源的位移。全部讀數(shù)均是對離熒光屏邊緣約25毫米處作出的。推力以5磅(2.268千克力)的增量值而增大，并相應記錄其位移。
測試管T13和T14的平板和彈簧之間以新穎的互鎖兩部件的突出物連接。而控制管C11和C12的平板和彈簧之間則是以傳統(tǒng)的焊接方式連接的。測試管和控制管的平板都是焊接到陰罩框上的，如對管子所作的上述沖擊試驗中所述的那樣。測試管T13和T14的平板與彈簧之間以互鎖方式連接比控制管的二者以焊接方式連接表現(xiàn)出對移位(錯位)有更大的阻滯作用。
這一結論是在2D角處將靜態(tài)負荷從40磅增大到55磅的測試中比較一個非接觸角(10D)的最大位移而得出的。如果裝有陰罩-框組件的面板在制造期間處理不當而使陰罩框架碰觸時，就可用45磅的試驗負荷來模擬陰罩-框組件上所受的力。
參看表2，當以40磅的負荷加到控制管的2D角上時，非接觸角處的最大位移出現(xiàn)在控制管的10D角處，這時兩個控制管分別有11μ和12μ的位移量。但是對于測試管，如表3所示，同樣的40磅負荷加在2D角處，在10D角處只分別產(chǎn)生了4μ和0μ的位移。將2D角處的負荷增至55磅時，對于控制管，其10D角處相應的位移為35μ和40μ，如表2所示;而對于測試管，則只分別有19μ和13μ的位移，如表3所示。
如本發(fā)明以上所描述的，支撐裝置是裝在面板的主副軸上和陰罩-框組件上的，但是該支撐裝置也可裝在面板和陰罩-框組件的其他位置。如圖5、6和7所示，支撐裝置34′是裝在陰罩-框組件30′和面板12′的四個角的每一角上的。其中與圖1-4中所示部件相同的部件用相同的標號表示，但加上一撇。各支撐裝置34′都包括一個柱螺栓44′、一個彈簧46′、和一個平板48′。每一平板48′均焊接在框架32′的截頂角一端附近?？梢杂脗鹘y(tǒng)的焊接方式，也可以用一對在點35′和54′處的新穎的突出物將框架32′鎖緊到平板48′上。用50′和51′處的突出物將彈簧46′的兩端之一附裝到平板48′的另一端上，使各部件按圖4對于第一個實施例所示的方式互鎖在一起。彈簧46′的自由端附近開有一個孔60′，以使與柱螺栓44′的錐狀部分連接。
平板48′有層狀雙金屬結構，如圖6所示。面向框架32′的一層金屬層48a′用熱膨脹系數(shù)高的材料制成，另一層面向彈簧46′的金屬層以熱膨脹系數(shù)低的材料制成。彈簧46′和平板48′各自都對陰罩-框組件30′相對于熒光屏的必要移動的補償作用作出貢獻，以補償顯象管工作期間陰罩24′的熱膨脹影響。彈簧和平板這種作用的情況可參見1991年11月5日授予Ragland，Jr.的美國5063325號專利中的說明。
權利要求
1.一種彩色顯像管，包括一個抽空的玻璃外殼，其上有一面板，該面板的內(nèi)表面上配置有陰極射線熒光屏；一個與所述熒光屏間隔開的彩色選擇電極組件，該組件以設在周邊隔開位置上的支撐裝置固定到所述面板上，所述設在周邊每一相隔開位置上的支撐裝置都包含一個附在所述面板上的柱螺栓、一個彈簧和一個平板，所述彈簧附裝在所述平板上，該彈簧上開有一個用以與柱螺栓連接的孔，而所述平板固定在框架上；其特征在于，所述彈簧(46，46′)與所述平板(48，48′)是用突出物機械地連接在一起的，該突出物在沿所述彈簧和所述平板的一個邊緣(52，52′)的兩個相隔開的位置(50，51；50′，51′)上將所述彈簧與所述平板互鎖在一起。
2.如權利要求1所述的顯象管，其特征在于，所述面板(12)呈矩形，所述支撐裝置(34)的周邊相隔開的位置是指沿所述面板側邊相對配置的位置。
3.如權利要求1所述的顯象管，其特征在于，所述面板(12′)呈矩形，所述支撐裝置(34′)的周邊相隔開的位置是指在所述面板的各角的位置。
4.如權利要求1所述的顯象管，其特征在于，所述平板(48，48′)是用突出物以機械方式連接到所述框架(32，32′)上的，該突出物在兩個相隔開的點處(53，54;53′，54′)將所述平板與所述框架互鎖在一起。
5.如權利要求4所述的顯象管，其特征在于，所述相隔開的點(53，54;53′，54′)是分布在沿所述平板(48，48′)的對著附在所述彈簧(46，46′)一邊緣(52，52′)的另一邊緣(55，55′)上的。
6.一種彩色顯象管，包括一個抽空的玻璃外殼，其上有一矩形面板，面板分為觀看部分和與觀看部分相連的四周側壁，所述面板觀看部分的內(nèi)表面上配置有含不同彩色發(fā)光的熒光元素的陰極射線熒光屏;一個與所述熒光屏間隔開的裝在所述面板里面的矩形陰罩組件，該陰罩組件包含一個開孔部分和一個框架，所述開孔部分的這些孔處于對應帶有所述熒光屏的熒光元素的寄存體位置上，所述組件以設在周邊隔開位置上的支撐裝置裝在所述面板上，所述設在每一相隔開位置上的支撐裝置都包含一個附在所述面板側壁上的柱螺栓、一個彈簧、和一個具有第一金屬層及第二金屬層的雙金屬平板，兩金屬層面對面配置，且有不同的熱膨脹系數(shù)，所述彈簧與所述平板的第一金屬層接觸且附裝在其上，該彈簧上開有一個用以與柱螺栓連接的孔，所述平板的第二金屬層固定在所述框架上;其特征在于，所述彈簧(46，46′)與所述平板(48，48′)是用突出物機械地連接在一起的，該突出物在沿所述彈簧和所述平板的一個邊緣(52，52′)的兩個相隔開的位置(50，51;50′，51′)上將所述彈簧與所述平板互鎖在一起，所述突出物從所述平板伸到所述彈簧中，從而使該彈簧與該平板沿其相對表面相接觸;這些互鎖用的突出物使所述彈簧及平板對由扭轉(zhuǎn)所引起的沖擊具有阻滯作用，于是減小了所述陰罩(24，24′)上的孔與所述熒光屏(22)的熒光元素之間的錯位。
7.如權利要求6所述的顯象管，其特征在于，所述支撐裝置(34)的周邊相隔開的位置處在所述面板(12)的相對配置的側邊上。
8.如權利要求6所述的顯象管，其特征在于，所述支撐裝置(34′)的周邊相隔開的位置處在所述面板(12′)的各角上。
9.如權利要求6所述的顯象管，其特征在于，所述平板(48，48′)是用突出物以機械方式連接到所述框架(32，32′)上的，該突出物在兩個相隔開的點處(53，54;53′，54′)將所述平板與所述框架互鎖在一起。
10.如權利要求9所述的顯象管，其特征在于，所述相隔開的點(53，54;53′，54′)是分布在沿所述平板(48，48′)的對著附在所述彈簧(46，46′)一邊緣(52，52′)的另一邊緣(55，55′)上的。
全文摘要
一種彩色顯象管(8)，其外殼(10)面板(12)內(nèi)設有陰罩-框組件(30)，面板四周以支撐裝置(34)支撐，陰罩(24)孔與熒光屏的熒光元素寄存體對應。支撐裝置包含附在外殼上的柱螺栓(44)、開有與螺栓連接的孔(60)的彈簧(46)、和焊接在彈簧與陰罩-框組件間的平板(48)。改進之處在于彈簧與平板是以突出物機械連接的，突出物在沿兩部件二邊緣(52)的兩位置(50，51)上將其互鎖在一起，使之對震動具有阻滯作用，從而減小陰罩孔與熒光元素間的錯位。
文檔編號H01J31/20GK1104803SQ94116100
公開日1995年7月5日 申請日期1994年9月20日 優(yōu)先權日1993年9月21日
發(fā)明者R·E·凱勒, J·J·皮亞辛斯基, N·E·西斯 申請人:湯姆森消費電子有限公司