[发明专利]用于阴极射线管的玻璃管锥及阴极射线管

说明书

本发明涉及主要接收电视广播或其它目的用阴极射线管的玻璃管锥(funnel)，以及其中利用该玻璃管锥的阴极射线管。

如图5所示，待用于接收电视广播或其它目的的阴极射线管1主要包括具有基本上为盒状的供显示图像用矩形正面的面板(panel)部分3以及管锥部分(玻璃管锥)2。在由焊接玻璃或类似材料制成的密封部分7处把面板部分3和玻璃管锥(以下，把这两部分叫做玻璃泡)密封在一起。管锥部分具有待与面板部分相密封的基本上为矩形的开口端部分。管锥部分2包括安装偏转轭(yoke)线圈用的轭状部分4、安放一组电子枪17用的管颈(neck)部分5以及连接轭状部分和开口端部分的主体部分6。

在图5中，标号8代表面板的裙边部分，标号9代表显示图像用的面板正面部分，标号10代表提供所需强度用的防爆加强带，标号12代表通过照射电子束来发出荧光的荧光物质层，标号13代表向前反射荧光物质层是发射用的铝层，标号14代表荫罩，而标号15则代表固定荫罩14于面板裙边部分8的内表面用的螺栓(stud pin)。符号A代表通过管颈部分5的中心轴和面板部分3的中心的管轴。由在面板部分的内表面上形成的荧光物质层所提供的荧光屏基本上形成矩形，从而使该荧光屏由基本上与垂直于管轴的长轴和短轴平行的四条边来限定。

在利用基本上为盒状的面板部分和玻璃管锥的阴极射线管中，由于以不对称的形状而不是以球状来形成阴极射线管，所以在图6所示面板正面上长轴和短轴的边缘处以及面板部分和靠近密封部分的玻璃管锥的外表面上相对宽的范围内施加有阴极射线管内外之间一个大气压的压差于具有大拉伸应力(以“+”号表示)的诸区域和具有大压缩应力(以“-”号表示)的诸区域。在图6中示出应力分布，其中虚线代表沿纸张方向所加的应力，实线代表沿垂直于纸张方向所加的应力。沿应力分布所附的数字代表相应各点处的应力值(单位：kg/cm²)。

从图6中可清楚地看出，在玻璃泡上形成这样的两维应力分布，而由真空引起的拉伸应力(以下称为真空应力)在面板正面部分图像显示表面的长轴或短轴边缘处或者靠近密封部分的位置处达到最大。如果拉伸应力很大，且玻璃泡没有足够的结构强度，则大气压使玻璃泡经受静态疲劳失效(fatigue failure)而阻止阴极射线管起作用。

在阴极射线管的制造工艺中，在阴极射线管中产生热应力，特别是当在保持大约380℃的高温下进行抽空时尤其如此。在最坏的情况下，如果把热应力加到抽空所产生的真空应力中，则由于空气的瞬间进入并与其反应而有可能引起严重的爆裂，而导致破坏周围环境。

为了保证玻璃泡不爆裂，通过把压力加到玻璃泡来进行外部加压试验，其中考虑到在玻璃泡和阴极射线管的装配工艺中在玻璃表面所引起损伤的大小、阴极射线管的实际使用寿命和其它因素，已用#150砂纸对玻璃泡进行均匀研磨。进行该试验以找出当玻璃泡发生破裂时所造成的玻璃泡的内部压力与玻璃泡外面的外部压力之间的压差。玻璃泡如此加以制造以便即使在不超过3个大气压的压差下也能正常承受。

考虑到由真空应力产生的应力所引起的疲劳失效，极有可能发生爆裂，该爆裂的起始点位于存在拉伸真空应力的最大值σVmax的区域中。换句话说，最好把σVmax限制到尽可能小，这是因为玻璃泡失效的结构强度与源于玻璃泡的形状并存在于玻璃泡外表面上的两维拉伸真空应力有关。

然而，考虑到要把玻璃泡的壁厚限制在合理的范围内和阴极射线管所需的使用寿命，通常已把玻璃泡的壁厚和形状加以确定，以使σVmax在6MPa-9MPa的范围内。如此设计面板的裙边部分、玻璃管锥的主体部分和密封部分的壁厚和形状，从而把σVmax限制在最大约为7MPa左右，这是因为所使用焊接玻璃的密封部分强度较低。

如图4所示，在进行常规玻璃泡的设计时，玻璃管锥的主体部分6的形状平滑地变化，从而使相对于玻璃管锥部分的开口端部分17的管轴A周围的轮廓线16在靠近于密封部分与面板部分的位置处形成类似于基本上为矩形的开口端的矩形，而在靠近轭状部分位置得形成类似于轭状部分4的圆锥或角锥的形状。这样，轮廓线在主体部分的整个区域上具有向外凸的曲率。

为了应付近几年阴极射线管的扩大，面板正面部分的曲率半径不断增加而变平，从而保证荧光屏的可视能力。为了限制大尺寸阴极射线管的体积，扩大电子束的偏转角，以缩短玻璃泡。使面板部分变平并缩短玻璃管锥增加了最大拉伸真空应力。除了增加最大拉伸真空应力以外，在玻璃管锥的主体部分处产生最大拉伸真空应力的位置接近较靠近密封部分的位置，这使得应力集中在靠近密封部分的位置，从而进一步增加最大拉伸真空应力。