ЦВЕТНОЙ КИНЕСКОП С НАТЯЖНОЙ МАСКОЙ, ИМЕЮЩЕЙ МАЛЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК H01J31/20 H01J29/07 

Область техники

Настоящее изобретение относится к цветным кинескопам с натяжными масками и, в частности, к кинескопу с натяжной маской, выполненной из материала с малым коэффициентом расширения.

Предшествующий уровень техники

Цветной кинескоп содержит электронную пушку, которая генерирует три электронных пучка и направляет их на экран кинескопа. Экран расположен на внутренней поверхности лицевой панели кинескопа и выполнен в виде матрицы элементов, состоящих из люминофоров трех разных цветов. Электрод выбора цвета или теневая маска помещена между пушкой и экраном, благодаря чему каждый электронный пучок попадает лишь на те люминофорные элементы, которые связаны с пучком. Натяжная теневая маска представляет собой тонкий лист металла, например стали, оконтуренный или растянутый в состоянии натяжения до некоторой степени параллельно внутренней поверхности лицевой панели кинескопа.

Проблема кинескопов с натяжными масками состоит в потере натяжения в ходе эксплуатации, которая обусловлена подводом тепла, например, за счет вертикальных блистерных полосок. Вертикальные блистерные полоски представляют собой яркие области на затемненном экране, имеющие около 3 см в ширину и примерно от 15 до 25 см в длину. Ранее эту проблему решали, создавая в вертикальных маскирующих струнах стальной маски натяжение около 45 килофунтов на кв. дюйм. Благодаря столь высоким механическим напряжениям стальные маски оказываются достаточно растянутыми, чтобы компенсировать тепловое расширение, обусловленное блистерной полоской, и сохранять надлежащее натяжение практически в любых условиях эксплуатации. Однако из-за повышенной мощности электронного пучка в современных телевизорах имеющиеся допуски натяжных масок на тепловое расширение в определенных условиях эксплуатации оказываются неприемлемыми. Для того, чтобы создавать в стальной натяжной маске высокое механическое напряжение, нужно прилагать к маске соответствующие силы натяжения, а для этого требуется массивная несущая рама маски. В результате повышаются вес и стоимость маски. Чтобы маска и рама выдерживали высокие механические напряжения, они должны быть выполнены из особых материалов, которые обладают низкой температурной ползучестью, что дополнительно повышает их стоимость. Кроме того, использование стальных натяжных масок также требует применения определенных средств ослабления натяжения в ходе высокотемпературной обработки.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение основано на том, что снижение необходимого натяжения маски позволит использовать в кинескопе с натяжной маской более легкую раму. Один из способов снижения натяжения маски состоит в том, чтобы сделать маску из материала с малым коэффициентом теплового расширения, например инвара.

Настоящее изобретение обеспечивает усовершенствование цветного кинескопа, содержащего натяжную маску, прикрепленную к несущей раме. Усовершенствование состоит в том, что маска выполнена из материала, коэффициент теплового расширения которого значительно меньше, чем коэффициент теплового расширения материала рамы. Рама натягивает маску так, чтобы основная резонансная частота последней составляла 90±20 Гц.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает вид сбоку частично в разрезе по оси цветного кинескопа, отвечающего изобретению;

фиг.2 - плоский вид натяжной теневой маски кинескопа, изображенного на фиг.1;

фиг.3 - вид в перспективе угла узла, состоящего из натяжной теневой маски и рамы, входящего в состав кинескопа, изображенного на фиг.1.

Лучший вариант осуществления изобретения

На фиг.1 показан цветной кинескоп 10, имеющий стеклянный баллон 11, который содержит лицевую панель 12 и трубчатую горловину 14, соединенные между собой прямоугольным конусом 15. Конус 15 имеет внутреннее проводящее покрытие (не показано), которое проходит от анодного вывода 16 до горловины 14. Панель 12 содержит практически плоский визуальный экран 18 и периферический фланец или боковину 20, герметично присоединенную к конусу 15 посредством стеклянной фритты 17. На внутреннюю поверхность лицевой панели 18 нанесен трехцветный люминофорный экран 22. Экран 22 представляет собой линейный экран, в котором люминофорные линии организованы в виде триад, причем каждая триада содержит люминофорную линию каждого из трех цветов. Натяжная маска 24 выбора цвета установлена с возможностью демонтажа на определенном расстоянии от экрана 22. По центру горловины 14 установлена электронная пушка 26, схематически изображенная пунктирными линиями на фиг.1, которая генерирует и направляет три внутрилинейных электронных пучка, а именно центральный пучок и два боковых или внешних пучка, вдоль сходящихся траекторий через маску 24 на экран 22.

Конструкция кинескопа 10 предусматривает использование внешней магнитной отклоняющей системы, например отклоняющей системы 30, изображенной вблизи места соединения конуса и горловины. Действие отклоняющей системы 30 заключается в том, что три электронных пучка подвергаются воздействию магнитных полей, в результате чего пучки сканируют экран 22 по горизонтали и вертикали, образуя прямоугольный растр.

Натяжная теневая маска 24, показанная на фиг.2 и 3, содержит две длинные стороны 32 и 34 и две короткие стороны 36 и 38. Две длинные стороны 32 и 34 маски параллельны большой центральной оси Х маски, а две короткие стороны 36 и 38 параллельны малой центральной оси Y маски. Натяжная теневая маска 24 содержит активный перфорированный участок 40, состоящий из множества параллельных вертикальных струн 42. Множественные удлиненные отверстия 44, сформированные между струнами 42, параллельны малой оси Y маски. В процессе эксплуатации кинескопа электронные пучки проходят через отверстия 44 активного участка 40. Каждое отверстие 44 проходит непрерывно от граничного участка 46, проходящего вдоль длинной стороны 32 маски, до другого граничного участка 48, проходящего вдоль противоположной длинной стороны 34. Граничные участки 46 и 48 могут содержать, а могут и не содержать перемычки 49, примерный вид которых показан на фиг.3.

Рама 50, предназначенная для использования совместно с натяжной теневой маской 24, частично показана на фиг.3. Рама 50 содержит четыре стороны: две длинные стороны 52, практически параллельные большой оси Х кинескопа, и две короткие стороны 54, параллельные малой оси Y кинескопа. Каждая из двух длинных сторон 52 содержит жесткую секцию 56 и гибкую секцию 58, отходящую в виде консоли от жесткой секции. Жесткие секции 56 представляют собой пустотелые трубки, а гибкие секции 58 представляют собой металлические пластины. Каждая из коротких сторон 54 имеет верхний участок 60 с L-образным поперечным сечением, параллельный плоскому нижнему участку 62, имеющему вид полоски, и отделенный от него. Две длинные стороны 32 и 34 натяжной маски 24 приварены к наиболее удаленным от центра концам гибких секций 58.

Маска 24 выполнена из материала, имеющего относительно низкий коэффициент теплового расширения по сравнению с рамой 50. Предпочтительно, чтобы маска 24 была выполнена из сплава никеля с железом, например инвара, коэффициент теплового расширения которого составляет 0.9×10^-6. Рама 50 натягивает маску 24 таким образом, чтобы основная резонансная частота последней составляла 90±20 Гц, т.е. находилась в пределах от 70 до 110 Гц, причем основная резонансная частота 90±20 Гц должна сохранятся в диапазоне температур натяжной маски от комнатной температуры до температур, достигаемых в ходе эксплуатации кинескопа. Чтобы добиться такой основной резонансной частоты, напряжение при растяжении, деленное на квадрат длины струны, должно составлять примерно от 206 до 321.5 г/см⁴ (18.9-29.5 фунтов на дюйм⁴). Частоту 90 Гц выбирают из тех соображений, чтобы она лежала между частотой полевой развертки, равной 60 Гц, и частотой гармоники полевой развертки, равной 120 Гц. Эта частота существенно меньше частоты, предусмотренной в кинескопах с натяжной маской, согласно уровню техники, которая обычно находится в пределах от 160 до 300 Гц.

Согласно одному из вариантов осуществления рамы, жесткие секции 56 длинных сторон 52 представляют собой пустотелые трубки квадратного сечения, выполненные из стали 4130, с толщиной стенок 0.175 см. Толщину гибких секций 58 определяют с учетом толщины маски, гибкости узла маска-рама в целом и искомых пределов цветной окантовки за счет коробления. Согласно более предпочтительному варианту осуществления, гибкие секции 58 могут также представлять собой биметаллические пластины, например нержавеющая сталь/нержавеющая сталь или нержавеющая сталь/инвар. Два верхних участка 60 предпочтительно выполнены из стали CRS-1018 и имеют толщину 0.318 см. Два нижних участка 62 предпочтительно выполнены из нержавеющей стали 300 Series, коэффициент теплового расширения которой отличается от такового для стали CRS-1018, из которой изготовлены верхние участки 60. При нагревании рамы 50 нижние участки 62 расширяются в большей степени, чем верхние участки 60. Благодаря гибким соединениям между прямолинейными и искривленными элементами, относительное расширение между нижними участками 62 и верхними участками 60 ослабляет напряжение в гибких участках 58 и натяжение маски 24 в ходе высокотемпературной обработки.

Хотя жесткие секции 56 изображены в виде пустотелых трубок квадратного сечения, возможны также другие предпочтительные конфигурации, имеющие в частности L-образное, С-образное или треугольное сечение. Кроме того, хотя верхние участки 60 изображены в виде элементов L-образного сечения, возможны также другие предпочтительные конфигурации, имеющие, в частности, С-образное, треугольное или прямоугольное сечение.

Пониженный коэффициент теплового расширения инвара по сравнению со сталью (1:9) на рабочих температурах дает возможность снизить начальное натяжение и тем самым снизить требования к натяжению при том же подводе тепла. Снижение требований к натяжению позволяет использовать рамы значительно меньшей массы, стоимости и сложности по сравнению с рамами, используемыми для натяжных стальных масок согласно уровню техники. Более низкий модуль упругости инвара по сравнению со сталью (2:3) позволяет дополнительно снизить первоначальное натяжение, поскольку более низкое натяжение приводит к тому же механическому удлинению. Кроме того, характеристики температурной ползучести инвара выше, чем у ранее использовавшихся материалов, что позволяет дополнительно снизить первоначальное натяжение маски. Кроме того, низкое натяжение, необходимое в натяжной маске из инвара, устраняет необходимость в каких-либо средствах снижения натяжения в ходе высокотемпературной обработки.

Кроме того, натяжная маска, построенная в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает надлежащее натяжение при подводе тепла, например, за счет блистерных полос.

Изобретение относится к цветным кинескопам с натяжными масками. Технический результат - усовершенствование цветного кинескопа за счет снижения необходимого натяжения маски, позволяющего использовать более легкую раму, к которой прикреплена маска. Достигается тем, что в цветном кинескопе (10), содержащем натяжную маску (24), прикрепленную к несущей раме (50), маска выполнена из материала, коэффициент теплового расширения которого существенно меньше, чем коэффициент теплового расширения материала рамы. Рама натягивает маску таким образом, чтобы ее основная резонансная частота составляла 90±20 Гц. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Цветной кинескоп (10), содержащий натяжную маску (24), прикрепленную к двум сторонам (32) и (34) несущей рамы (50), отличающийся тем, что натяжная маска выполнена из материала с более низким коэффициентом теплового расширения по сравнению с материалом рамы, в натяжной маске поддерживается одноосное натяжение, натяжная маска натянута так, что ее основная резонансная частота составляет 90 Гц±20 Гц, причем указанная основная резонансная частота 90 Гц±20 Гц поддерживается в диапазоне температур натяжной маски от комнатной температуры до температур, достигаемых в ходе эксплуатации кинескопа.2. Цветной кинескоп (10) по п.1, отличающийся тем, что натяжная маска (24) содержит совокупность параллельных струн (42), выполненных из материала, коэффициент теплового расширения которого ниже коэффициента теплового расширения материала рамы (50), при этом напряжение при растяжении в струне, деленное на квадрат длины струны, составляет примерно от 206 до 321,5 г/см⁴ (18,9 до 29,5 фунтов на дюйм⁴).3. Цветной кинескоп (10) по п.1 или 2, отличающийся тем, что маска (24) выполнена из сплава никеля с железом.4. Цветной кинескоп (10) по п.3, отличающийся тем, что маска (24) выполнена из инвара.5. Цветной кинескоп (10) по п.4, отличающийся тем, что рама (50) выполнена из стали.