專利名稱：具有連接到高膨脹框架上的低膨脹張力陰罩的彩色顯像管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有張力陰罩的彩色顯像管，并且特別涉及一種具有連接張力陰罩的裝置的顯像管，張力陰罩由具有相對(duì)低的熱膨脹系數(shù)的材料制成，以及涉及一種在正常操作溫度下具有顯著高的熱膨脹系數(shù)的支承框架，但是其中陰罩材料在高顯像管處理溫度下具有的熱膨脹系數(shù)接近框架在相同處理溫度下的熱膨脹系數(shù)。
背景技術(shù)：
彩色顯示器具有用于形成和引導(dǎo)三條電子束至顯像管屏幕的電子槍。該屏幕位于顯像管前面板的內(nèi)表面上并由一排發(fā)出三種不同顏色光的磷光體元件組成?？梢允鞘a罩或者聚焦罩的顏色選擇電極介于電子槍和屏幕之間，使得每個(gè)電子束只沖擊與該電子束相關(guān)的磷光體。陰罩是例如鋼的薄片金屬，其通常成形為略微平行于顯像管面板的內(nèi)表面。
一種類型的彩色顯像管具有安裝在其面板板面上的張力陰罩。為了在陰罩內(nèi)保持張力，陰罩必須連接到相對(duì)大的支承框架上。盡管這種顯像管能夠被廣大消費(fèi)者所接受，但還需要進(jìn)一步的改進(jìn)，以便在這種顯像管內(nèi)降低陰罩框架組件的重量和成本。
如果陰罩上所需的張力減小，提出在張力陰罩顯像管內(nèi)使用更輕的框架。一種減小所需陰罩張力的方法是由具有低熱膨脹系數(shù)的材料制成陰罩。但是，由這種材料制成的陰罩需要具有類似熱膨脹系數(shù)材料制成的支承框架，以便防止顯像管制造所需的熱處理期間膨脹的不匹配。由于具有低熱膨脹系數(shù)的金屬材料例如因瓦合金相對(duì)昂貴，由相同或類似的低膨脹材料制成的陰罩和框架的成本相對(duì)高。因此，希望將低膨脹張力陰罩和不太昂貴的高膨脹支承框架相結(jié)合。但是，這種熱膨脹系數(shù)的不匹配需要解決在張力陰罩及其支承框架之間的熱膨脹系數(shù)顯著不匹配時(shí)出現(xiàn)的問題的解決方案。盡管已經(jīng)針對(duì)這種不匹配提出許多解決方案，這些方案不是難以實(shí)現(xiàn)就是成本高。因此，對(duì)于陰罩和框架材料的選擇來說始終需要其他的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種彩色顯像管的改進(jìn)，該彩色顯像管具有通過安裝在顯像管內(nèi)的框架支承的張力陰罩。框架由碳鋼和低合金鋼材料構(gòu)成，并且陰罩由鎳合金材料構(gòu)成，該材料在所述顯像管的正常操作溫度范圍內(nèi)的每單位的膨脹長(zhǎng)度顯著小于框架，并且在顯像管處理期間的更高熱循環(huán)溫度范圍下每單位的膨脹長(zhǎng)度大致與所述框架相同。


附圖中圖1是本發(fā)明彩色顯像管的部分以軸向截面形式的側(cè)視圖；圖2是張力陰罩框架組件的透視圖；圖3是圖2的張力陰罩框架組件的局部透視圖；圖4是表示在正常顯像管操作溫度范圍內(nèi)五種材料熱膨脹的圖表；圖5是表示在顯像管處理溫度范圍內(nèi)的五種持阿拉熱膨脹的圖表；圖6是表示三種不同的鐵-鎳材料的熱應(yīng)力與溫度以及表示鐵鎳合金在鐵鎳合金板的軋制方向的縱向和橫向上的彈性極限的圖表。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了具有玻殼11的彩色顯像管10，該玻殼包括由漏斗部15連接的矩形面板12和管狀頸部14。該漏斗部15具有自陽極按鍵16朝向面板12延伸和延伸至頸部14的內(nèi)導(dǎo)電涂層(未示出)。該面板12包括觀看屏18和用玻璃熔塊17密封至漏斗部5的外圍凸緣或側(cè)壁20。在面板18的內(nèi)表面上載有三色熒光屏22。屏幕22為具有按三個(gè)一組布置的熒光線的線條網(wǎng)屏，三元組中的每一個(gè)包括一條具有三色之一的熒光線。顏色選擇張力蔭罩24相對(duì)于屏幕22以預(yù)定隔開的關(guān)系可拆卸地進(jìn)行安裝。如圖1中虛線示意性示出的電子槍26安裝在頸部14的中央，以產(chǎn)生并沿會(huì)聚路徑引導(dǎo)三條一列式電子束，即一條中央束和兩條邊側(cè)或外束，通過蔭罩24至屏幕22。
顯像管10設(shè)計(jì)成與在漏斗部-頸部連接處附近的外部磁偏轉(zhuǎn)線圈30一起使用。當(dāng)被觸發(fā)時(shí)，該線圈30使三條束處于磁場(chǎng)中，該磁場(chǎng)使這些束在屏幕22上的矩形光柵中水平和垂直地進(jìn)行掃描。
該張力蔭罩24如圖2和3所示連接到周邊框架28上，該框架包括兩條長(zhǎng)邊32、34和兩條短邊36、38。該框架的兩條長(zhǎng)邊32、34平行于顯像管的中心長(zhǎng)軸線X，而該兩條短邊36、38平行于顯像管的中心短軸線Y。張力陰罩24包括容納多個(gè)金屬帶39的開口部分，金屬帶其中具有多個(gè)平行于陰罩的短軸線的細(xì)長(zhǎng)裂口41。每個(gè)裂口41在陰罩24的兩個(gè)長(zhǎng)邊32和34之間延伸。
如圖3更加詳細(xì)示出，框架28的兩個(gè)長(zhǎng)邊32和34(未示出)的每個(gè)通過兩個(gè)垂直凸緣40和42來形成，凸緣布置成L形截面。連接有陰罩24的凸緣40從每個(gè)截面的中心到截面端部的縱向高度可以變化，使得陰罩上的張力最好一致。每個(gè)短邊36和38(未示出)具有L形截面的上部。盡管優(yōu)選實(shí)施例的框架表示成具有L形截面，本發(fā)明還可以使用其他框架結(jié)構(gòu)，例如使用管和懸臂和其他結(jié)構(gòu)保持張力陰罩所需的強(qiáng)度。
本發(fā)明關(guān)鍵在于選擇陰罩和框架的材料。這種選擇必須仔細(xì)分析材料相互之間的關(guān)系以便以可接受的成本獲得最佳組合。圖4的圖表表示四種鎳合金和碳鋼在顯像管操作的正常范圖(25℃到120℃)內(nèi)的熱膨脹的對(duì)比。可以看出36％的鎳因瓦合金在該正常操作范圍內(nèi)具有最低的膨脹量，并且與其他兩種鎳合金(32.1％和42％)相比，32.5％的鎳合金具有更接近因瓦合金的膨脹。
圖5的圖表擴(kuò)展了圖4圖表的區(qū)域，以便表示在包括410℃-500℃的典型顯像管處理溫度范圍的更廣的溫度范圍內(nèi)相同的四種鎳合金和碳鋼的熱膨脹的比較?？梢钥闯鲈陲@像管處理溫度范圍內(nèi)兩種32.5％鎳和32.1％鎳合金的膨脹非常接近碳鋼的膨脹，而42％鎳合金和36％因瓦合金的膨脹大大不同于此處理范圍內(nèi)的碳鋼的膨脹。
從此分析中可以發(fā)現(xiàn)32.5％鎳合金的熱膨脹性能幾乎接近正常操作范圍內(nèi)的因瓦合金(36％鎳合金)的最佳性能，因此在此正常操作范圍內(nèi)提供低膨脹。但是，在熱處理范圍的范圍內(nèi)，因瓦陰罩和鋼框架的組合出現(xiàn)大的膨脹不匹配，32.1％鎳合金陰罩的膨脹非常接近碳鋼的膨脹，并且32.5％鎳合金的膨脹非常接近碳鋼的膨脹。從此分析中，對(duì)于使用碳鋼框架的張力陰罩來說，可以確定32.5％鎳合金可以作為最佳的材料，但是在31％鎳到33％鎳的范圍內(nèi)的其他陰罩合金也可在陰罩和鋼框架之間提供充分的一致性，同時(shí)也提供充分的熱膨脹控制。
圖6的圖表表示當(dāng)陰罩框架組件的溫度保持在25℃和500℃之間時(shí)，在具有相同組分范圍的典型冷軋鐵鎳合金的軋制方向的橫向和縱向上，在由36％鎳(因瓦合金)、32.1％鎳和32.5％的鎳制成并連接到剛性鋼框架上的張力陰罩中形成的應(yīng)力比較以及彈性極限。
32.5％鎳合金內(nèi)形成的最大應(yīng)力低于20ksi，出現(xiàn)在大約200℃時(shí)，而32.2％鎳合金內(nèi)形成的最低應(yīng)力是大約10ksi，出現(xiàn)在大約150℃。兩個(gè)最低應(yīng)力級(jí)低于任何溫度下的所述合金的彈性極限，而35％鎳合金(因瓦)在380℃表示50ksi的最大應(yīng)力，該應(yīng)力高于材料在寬溫度范圍內(nèi)的彈性極限。
如果樣品內(nèi)的應(yīng)力超過彈性極限，出現(xiàn)從彈性變形轉(zhuǎn)變成塑性變形的伸長(zhǎng)轉(zhuǎn)變并不能返回到其原始形狀。對(duì)于張力陰罩來說，當(dāng)張力陰罩從高溫處理?xiàng)l件到室溫時(shí)，這將造成堆積或褶皺。優(yōu)選實(shí)施例的某些優(yōu)點(diǎn)是(1)不出現(xiàn)陰罩邊界變形，由此在水平方向上抑制褶皺，以及(2)在束長(zhǎng)度上實(shí)現(xiàn)最小蠕動(dòng)，由此在垂直方向上保持張力。
通常優(yōu)選的是使用由在第一溫度下具有第一平均熱膨脹系數(shù)以及在第二溫度下具有第二平均熱膨脹系數(shù)的第一材料制成的框架。第二溫度顯著高于第一溫度。采用這樣的框架，陰罩由第二材料制成，第二材料在第一溫度下具有顯著低于第一平均熱膨脹系數(shù)(例如大約小于20％到50％)的第三平均熱膨脹系數(shù)。第二材料在第二溫度下具有相對(duì)接近第一材料第二平均系數(shù)(例如在大約95％到105％)的第四平均熱膨脹系數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一平均熱膨脹系數(shù)大約是12×10-6m/m/K，第二平均熱膨脹系數(shù)是大約14×10-6m/m/K，第三平均熱膨脹系數(shù)大約是3到6×10-6m/m/K，并且第四平均熱膨脹系數(shù)大約是14×10-6m/m/K。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，框架的四邊具有L形截面，最好是具有0.175厘米厚度的4130鋼。4130鋼是合金鋼。這里使用的合金鋼包括合金含量小于或等于8％的低合金鋼以及作為低合金鋼變型的高合金鋼。碳鋼是除了通常接受數(shù)量的鎂、硅、銅以及只含有附加含量的其他元素之外不含有特定最小數(shù)量的任何合金元素的鋼。盡管所示框架邊具有L形截面，還可以使用C形、三角形或矩形截面。在優(yōu)選實(shí)施例中的陰罩是32.5％鎳鐵合金，例如來自Carpenter Technology Corporation的CarpenterTemperature Compensator“32”，其具有以下組分0.12％的碳、0.60％的鎂、0.25％的硅、32.5％的鎳以及余量的鐵。
權(quán)利要求
1.一種彩色顯像管(10)，具有通過安裝在所述顯像管內(nèi)的支承框架支承的張力陰罩(24)，其包括所述框架(28)由碳鋼或合金鋼制成；以及所述陰罩由鎳合金制成，該合金在所述顯像管的正常操作溫度范圍內(nèi)的每單位的膨脹長(zhǎng)度顯著小于框架，并且在顯像管處理期間的更高熱循環(huán)溫度范圍下每單位的膨脹長(zhǎng)度大致與所述框架相同。
2.如權(quán)利要求1所述的顯像管，其特征在于，所述鎳合金具有32.5％±0.5％的鎳含量。
3.如權(quán)利要求1所述的顯像管，其特征在于，所述顯像管的正常操作溫度是25℃-120℃的攝氏度，并且所述顯像管處理期間的熱循環(huán)溫度范圍是410℃-500℃。
4.一種彩色顯像管(10)，具有通過安裝在所述顯像管內(nèi)的支承框架支承的張力陰罩(24)，其包括所述框架(28)由第一材料制成，第一材料在第一溫度下具有第一平均熱膨脹系數(shù)以及在第二溫度下具有第二平均熱膨脹系數(shù)，所述第二溫度顯著高于所述第一溫度所述陰罩由第二材料制成，第二材料在所述第一溫度下具有顯著低于所述第一材料的所述第一平均熱膨脹系數(shù)的第三平均熱膨脹系數(shù)，并且所述第二材料在所述第二溫度下具有相對(duì)接近所述第一材料的所述第二平均系數(shù)的第四平均熱膨脹系數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的顯像管，其特征在于，所述第三平均系數(shù)大約是第一平均系數(shù)的25-50％，并且所述第四平均系數(shù)是所述第二平均系數(shù)的95-105％。
6.如權(quán)利要求4所述的顯像管，其特征在于，所述第一平均熱膨脹系數(shù)大約是12×10-6m/m/K，所述第二平均熱膨脹系數(shù)是大約14×10-6m/m/K，所述第三平均熱膨脹系數(shù)大約是3到6×10-6m/m/K，并且所述第四平均熱膨脹系數(shù)大約是14×10-6m/m/K。
7.一種彩色顯像管(10)，具有通過安裝在所述顯像管內(nèi)的支承框架支承的張力陰罩(24)，其包括所述框架由碳鋼或合金鋼制成；以及所述陰罩由鎳合金制成，其中鎳的含量為大約32％-大約33％。
8.如權(quán)利要求7所述的顯像管，其特征在于，陰罩材料鎳含量是大約32.5％。
全文摘要
一種彩色顯像管(10)，具有通過安裝在所述顯像管內(nèi)的支承框架支承的張力陰罩(24)?？蚣苡商间摶蚝辖痄撝瞥桑⑶谊幷钟涉嚭辖鹬瞥?，該合金在所述顯像管的正常操作溫度范圍內(nèi)的每單位的膨脹長(zhǎng)度顯著小于框架，并且在顯像管處理期間的更高熱循環(huán)溫度范圍下每單位的膨脹長(zhǎng)度大致與所述框架相同。
文檔編號(hào)H01J29/07GK1643638SQ03805900
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月13日
發(fā)明者R·R·穆特索, E·R·小加里蒂, C·L·弗倫克 申請(qǐng)人:湯姆森許可公司