專利名稱：彩色陰極射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彩色陰極射線管，更具體地說，涉及包括具有大量孔的蔭罩的彩色陰極射線管。
一般說，彩色陰極射線管包括具有面板的真空外殼；涂在面板內(nèi)表面上并且包含能發(fā)射藍(lán)、綠和紅光的三色熒光粉層的熒光屏；與熒光屏相對的蔭罩；和裝在真空外殼管頸中的電子槍。蔭罩包括具有大量供電子束穿過的孔的蔭罩體和支持蔭罩體四周邊緣部分的蔭罩框架。在這種彩色陰極射線管中，從電子槍發(fā)射的三束電子束穿過蔭罩掃描熒光屏，從而顯示彩色圖象。
配置蔭罩以便選擇三束電子束分別打在三色熒光粉層的預(yù)定位置上，并且這種選擇必須正確地實現(xiàn)，使得三束電子束分別正確地打在三色熒光粉層的預(yù)定位置上，從而使在熒光屏上顯示的彩色圖象獲得良好的色純度。因此，蔭罩一定要如此配置，使得在彩色陰極射線管工作時相對于熒光屏始終維持預(yù)定的位置關(guān)系，即，蔭罩和熒光屏之間距離(q值)必須始終落在預(yù)定的公差范圍內(nèi)。
然而，在蔭罩型彩色陰極射線管中從電子槍發(fā)射的整個電子束上有1/3或少于1/3到達(dá)熒光屏，而其它余下的電子束打在蔭罩上。加之，蔭罩受打上的電子束加熱，朝向熒光粉屏膨脹，即，發(fā)生所謂“拱曲”?！肮扒笨梢苑譃槎N類型。
一種類型發(fā)生在彩色陰極射線管開始工作時。具體地說，在開始工作時主要加熱蔭罩的蔭罩體，并且在蔭罩體和設(shè)置在蔭罩體四周邊緣部分的蔭罩框架之間產(chǎn)生溫度差。由于所述溫度差而產(chǎn)生了拱曲。
另一種類型是當(dāng)局部顯示高亮度圖象，蔭罩體因而局部受熱和膨脹時在較短時間內(nèi)局部地發(fā)生的。
一旦蔭罩產(chǎn)生拱曲，蔭罩相對于熒光屏的位置變化，并且q值超出容許范圍。電子束在熒光粉層上的落屏位置就偏離預(yù)定位置，因而，所顯示圖象的色純度變差。由拱曲引起的落屏錯位很大程度地取決于顯示圖象的圖案位置、其亮度和高亮度圖象圖案的持續(xù)時間。
此外，具有高亮度的圖象局部顯示時由局部拱曲引起的電子束落屏錯位傾向于容易發(fā)生在蔭罩中心和其水平軸端部之間的中央?yún)^(qū)域。這可能與蔭罩拱曲以及電子束偏轉(zhuǎn)角有關(guān)。例如，即使當(dāng)在蔭罩垂直軸附近發(fā)生拱曲時，在這部分內(nèi)電子束偏轉(zhuǎn)角小，因此電子束并沒受拱曲太大影響，因而由此引起的落屏錯位也小。同時，蔭罩體邊緣部分通過無孔部分受到大熱容量的蔭罩框架的支持，因此即使蔭罩體邊緣部分局部受熱，蔭罩體熱量也向蔭罩框架傳導(dǎo)，在蔭罩體邊緣部分發(fā)生的拱曲程度就很小，只引起小的落屏錯位。
相比之下，在蔭罩中心和其水平軸每個端部之間的中央?yún)^(qū)域，電子束有大的偏轉(zhuǎn)角，并且當(dāng)蔭罩在這些中央?yún)^(qū)域局部受熱時發(fā)生了高程度的拱曲。因此，落屏錯位最易發(fā)生在熒光粉層上與蔭罩中央?yún)^(qū)域相對的這些地方。
為了防止蔭罩局部受熱膨脹，和防止色彩模糊，應(yīng)該加大蔭罩水平截面的曲率。然而，近年來主要趨勢是使用扁平面板的彩色陰極射線管，所以這種陰極射線管有平坦的蔭罩。因此，只通過加大蔭罩水平截面曲率很難限制在較短時間內(nèi)發(fā)生的局部拱曲，和消除落屏錯位。
除了上述由于蔭罩拱曲引起的落屏錯位之外，在裝有彩色陰極射線管的電視機(jī)中，當(dāng)電視機(jī)工作時來自喇叭的聲音引起的振動傳遞給彩色陰極射線管時，蔭罩也就振動(即引起蜂鳴)，并且引起電子束落屏錯位。因此，必須限制這種由蜂鳴引起的落屏錯位。
因為蔭罩體四周邊緣部分固定在蔭罩框架上，所以，這個部分的振動幅度很小。然而，在上述蔭罩體中央?yún)^(qū)域，振動就大，落屏錯位有最大量。
基于上述問題而提出本發(fā)明，其目的在于提供能減小蔭罩局部拱曲和振動、防止色彩模糊的彩色陰極射線管。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的彩色陰極射線管包括面板、熒光屏和蔭罩；其中，面板有基本上矩形的有效部分，后者有曲面形的內(nèi)表面和相互垂直的長軸和短軸；熒光屏形成在面板內(nèi)表面上，有若干熒光粉層，每層熒光粉層有沿短軸方向延伸的長條形；蔭罩與熒光屏相對并具有與熒光屏內(nèi)表面相對應(yīng)的曲面形。
蔭罩包含備有大量供電子束通過的孔的基本上矩形的有效面，它有與面板長軸和短軸分別相對應(yīng)的長軸和短軸，由對稱于短軸的第一和第二半表面以及位于有效面四周的無孔部分組成。所述孔是這樣排列的，以便構(gòu)成沿長軸方向排列的平行于短軸而延伸的若干孔列，每個孔列包括沿平行于短軸方向排列的若干孔和位于任何相鄰孔對之間的橋。
位于第一和第二半表面中的每個半平面的基本上中央?yún)^(qū)域的沿短軸方向的橋?qū)挻笥谖挥谟行嫠闹懿糠盅囟梯S方向的橋?qū)挕?br> 這樣地形成橋，以便滿足下列關(guān)系BMH＞BH,BMH＞BD,和BMH＞BML，其中BO是位于蔭罩有效面中心O的沿短軸方向的橋?qū)挾?，BV是位于短軸每個端部的沿短軸方向的橋?qū)挾?，BH是位于長軸每個端部的沿短軸方向的橋?qū)挾龋珺D是位于有效面對角線端部的沿短軸方向的橋?qū)挾?，BMH是位于第一和第二半表面中每個半表面中央?yún)^(qū)域的沿短軸方向的橋?qū)挾龋约癇ML是位于短軸和所述有效面的平行于短軸的短側(cè)邊之間的中間區(qū)域并靠近所述有效面的與長軸平行的長側(cè)邊的沿短軸方向的橋?qū)挾取?br> 所述有效面上給定坐標(biāo)位置的橋?qū)挾菳(x.y)加工成由下述四階多項式表示的尺寸B=(X,Y)=Σm=02Σm=02c(3n+m)·x(2m)·y(2m)]]>式中蔭罩有效面長軸是X軸，其短軸是Y軸，而C是系數(shù)。
根據(jù)具有如上結(jié)構(gòu)的彩色陰極射線管，位于有效面第一和第二半表面中每個半表面的基本上中央?yún)^(qū)域沿短軸方向的橋?qū)挾却笥谟行嫠闹懿糠盅囟梯S方向的橋?qū)挾?。因此，在蔭罩有效面第一和第二半表面中央?yún)^(qū)域蔭罩的熱容量和剛性大于四周部分的熱容量和剛性。
因此，可以減小在最易產(chǎn)生拱曲的有效面中央部分的拱曲量，可以限制由拱曲引起的色純度變劣。同時，當(dāng)彩色陰極射線管振動時，有效面第一和第二半表面的中央?yún)^(qū)域的振動可以減小，因此由振動引起的色純度變劣可以減小。


圖1至圖5表示本發(fā)明實施例的彩色陰極射線管，其中圖1是彩色陰極射線管的縱截面圖；圖2是顯示彩色陰極射線管的面板內(nèi)側(cè)面的平面圖；圖3是顯示彩色陰極射線管的蔭罩的平面圖；圖4是彩色陰極射線管的蔭罩的放大的平面圖；圖5是沿圖4的線Ⅴ-Ⅴ所取的截面圖；圖6是表示橋?qū)挾群碗x垂直軸距離之間關(guān)系的曲線圖；圖7是表示蔭罩有效面X-Y坐標(biāo)位置的圖。
以下將結(jié)合附圖詳述本發(fā)明實施例的彩色陰極射線管。
如圖1和2所示，彩色陰極射線管有玻璃制的內(nèi)抽真空的外殼10。真空外殼10包括具有基本上矩形的有效部分1和位于有效部分邊緣部分的裙邊部分2的面板3；與裙邊部分連接的錐體4；以及從錐體4伸出的圓柱形管頸7。
有效部分1有基本上矩形的形狀，它有相互垂直的水平軸(或長軸)X和垂直軸(或短軸)Y、穿過陰極射線管管軸Z延伸。此外，有效部分1的內(nèi)表面由非球面的凹曲面構(gòu)成。有效部分1內(nèi)表面上涂有熒光屏5，熒光屏5包括分別能發(fā)射藍(lán)，綠，紅光的三色熒光粉層20B,20G,和20R；以及位于熒光粉層之間的遮光層23。熒光粉層20B,20G,和20R涂成長條形、平行于垂直軸Y伸展、沿X軸方向一個接一個地排列。
同時，在真空外殼10中面對熒光屏5設(shè)置具有與熒光屏相對應(yīng)的基本上矩形的蔭罩21。蔭罩21包括有大量孔25的基本上矩形的蔭罩體27和支持蔭罩體邊緣部分的蔭罩框架26。蔭罩21依靠彈性支持件15支撐在面板3上，每個彈性支持件15有基本上楔形形狀、固定在蔭罩框架26側(cè)壁上，這些彈性支持件與從面板3的裙邊部分內(nèi)表面突出的銷釘16嚙合。以這種方式，蔭罩體27位于熒光屏5的對面、而又彼此間隔預(yù)定的距離。
管頸7中有用來發(fā)射在同一平面中行進(jìn)的三束電子束8B,8G,和8R的電子槍9。
在如上所述結(jié)構(gòu)的彩色陰極射線管中，電子槍發(fā)射的三束電子束8B,8G和8R經(jīng)由裝在錐體4外的偏轉(zhuǎn)線圈11產(chǎn)生的水平和垂直磁場偏轉(zhuǎn)通過蔭罩21掃描熒光屏5，從而顯示彩色圖象。
如圖3和4所示，蔭罩體27由厚度0.10至0.30mm薄金屬板加工形成，它包括加工有大量供電子束通過的槽形孔25的矩形有效面30；以及位于有效面四周的沒有孔的無孔部分32。蔭罩體27有管軸Z通過的中心O，及水平(或長)軸X和垂直(或短)軸Y，水平軸X和垂直軸Y相互垂直并且通過中心O。此外，以與有效部分1的內(nèi)表面相對應(yīng)的曲面的形式形成蔭罩體27。有效面30包括相對于Y軸對稱的第一和第二半表面30a和30b。無孔部分32固定在蔭罩框架26上。
大量槽形孔25這樣排列、以便構(gòu)成平行于垂直軸Y伸展的、沿水平軸X方向以預(yù)定間距PH排列的若干孔列R。每個孔列R包括沿垂直軸Y方向以預(yù)定間距PV排列的許多孔25以及插在相鄰孔25之間的橋38。
如圖4和5所示，在蔭罩體上，每個孔25由朝向熒光屏5的面開口的大孔25a和朝向電子槍的面開口的小孔25b之間的界限確定。
在本實施例的蔭罩25中，沿垂直軸Y方向排列的二個相鄰孔之間的橋28的寬度B隨著其在蔭罩體27上的位置而變化。更具體地說，在圖6中，曲線41表示在蔭罩體27水平軸X上排列的孔25附近橋的寬度B和橋離開蔭罩體27的垂直軸Y的距離之間的關(guān)系，而曲線42表示在蔭罩體27每條長側(cè)邊附近排列的橋的寬度B和橋離開垂直軸Y的距離之間的關(guān)系。
如圖7所示，在蔭罩體27有效面30內(nèi)這樣形成若干橋38，從而滿足下列關(guān)系式，其中BO是位于有效面30中心O沿垂直軸Y方向橋38的寬度，BV表示位于垂直軸Y每個端部沿垂直軸Y方向的橋38的寬度，BH表示位于水平軸X每個端部沿垂直軸方向的橋38的寬度，BD是位于對角軸D每個端部沿垂直軸Y方向的橋38的寬度，BMH表示位于第一和第二半表面30a,30b中央?yún)^(qū)域31a(見圖3)、即位于垂直軸Y和有效面30短側(cè)邊之一之間以及有效面一對長側(cè)邊之間的中心區(qū)域沿垂直軸Y方向的橋38的寬度，而BML是在有效面長側(cè)邊上位于垂直軸Y和有效面短側(cè)邊之間中央?yún)^(qū)域沿垂直軸Y方向的橋38的寬度。
BMH＞BHBMH＞BD和BMH＞BML因而，位于第一和第二中央?yún)^(qū)域31a和31b中每個區(qū)域的橋38的寬度BMH大于其他區(qū)域的橋?qū)挾取?br> 按照如上結(jié)構(gòu)的蔭罩21，沿垂直方向排列的孔25間距PV在整個有效面30上是一致的，并且孔25在水平軸X方向有一樣的寬度W。因此每個孔25的面積隨著橋38的寬度B的增加而減小。假如位于中央?yún)^(qū)域31a和31b的橋38加工成有大寬度B，則無論如何、蔭罩有效面30的第一和第二半面30a和30b的中央?yún)^(qū)域31a和31b的熱容量可被增加、從而大于例如有效面30四周部分的其他部分的熱容量。
因此，根據(jù)如上所述的蔭罩21，即使當(dāng)高電流密度的電子束打在極易產(chǎn)生拱曲的蔭罩有效面30的中央?yún)^(qū)域31a和31b，并且中央?yún)^(qū)域31a和31b因而變熱時，在這些區(qū)域產(chǎn)生的溫度升高可以因為中央?yún)^(qū)域31a和31b有大熱容量而減小。此外，即使當(dāng)熱量從中央?yún)^(qū)域31a和31b傳遞到有效面30四周部分時，四周部分面積有小熱容量，并且引起大的溫度升高，結(jié)果，可以減小每個中央?yún)^(qū)域和有效面30四周部分之間溫度差峰值。因此，可以減小較短時間內(nèi)產(chǎn)生的蔭罩體27局部拱曲，并且可以減小由這種局部拱曲引起的落屏錯位。因此，可以減小由落屏錯位引起的色純度變劣，從而實現(xiàn)最佳圖象顯示。
蔭罩21的所述橋?qū)挾瓤梢匀菀椎亟柚谙率龆囗検絹韺崿F(xiàn)。具體地說，在有效面上給定坐標(biāo)(x,y)的沿孔列方向的橋?qū)挾菳(x,y)可以用如下述的與x和y有關(guān)的四階多項式來表示，式中C是由通過有效面30中心的兩個相互垂直的軸水平軸X和垂直軸Y所確定的X-Y坐標(biāo)系中的系數(shù)。B(X,Y)=Σm=02Σm=02c(3n+m)·x(2m)·y(2m)]]>由上述多項式求出的橋38的寬度B在例如28英寸彩色陰極射線管蔭罩的情況在下面列出。
在蔭罩中心O處橋?qū)挾菳O:
BO=0.160mm在水平軸中央部分，橋?qū)挾菳MH:
BMH=0.160mm在水平軸X端部，橋?qū)挾菳H:
BH=0.130mm在垂直軸Y端部，橋?qū)挾菳V:
BH=0.140mm在長側(cè)邊中央部分，橋?qū)挾菳ML:
BML=0.125mm
在對角軸D端部，橋?qū)挾菳D:
BMH=O.140mm系數(shù)C已選擇如下c0=1.600000×10-01c1=4.175079×10-07c2=-1.181269×10-11c3=-6.110379×10-07c4=-6.407131×10-11c5=1.082887×10-15c6=-1.219065×10-11c7=3.618716×10-16c8=-1.471625×10-21因此，在第一和第二中央?yún)^(qū)域槽形孔25的面積要比在蔭罩體四周部分的孔25面積小10％，并且第一和第二中央?yún)^(qū)域熱容量可以比四周部分熱容量大相應(yīng)的量。因此，當(dāng)顯示有局部高亮度的圖象時，可以減小在最易產(chǎn)生局部拱曲的第一和第二中央?yún)^(qū)域的拱曲。同時，可以減小彩色陰極射線管開始工作時蔭罩體與其四周部分的蔭罩框架之間溫度差引起的拱曲、使得蔭罩和熒光屏之間的距離(Q值)可以保持在預(yù)定的范圍內(nèi)。因此，可以減小電子束相對于三色熒光粉層的落屏錯位引起的色純度變劣。尤其是，在有扁平面板、并且蔭罩有效面因此而平坦的彩色陰極射線管中可以獲得顯著的優(yōu)點，使得在面板外表面上的投影形成具有自然外觀的圖象。
此外，增加了橋的寬度，改善了蔭罩體曲面的剛性。因此，通過設(shè)定蔭罩體第一和第二中央?yún)^(qū)域的橋?qū)挾却笥谑a罩體四周部分的橋?qū)挾龋軌蚴故a罩體第一和第二中央?yún)^(qū)域的剛性比蔭罩四周部分的剛性高些。因此，即使電視機(jī)喇叭發(fā)聲而使彩色陰極射線管有振動，在蔭罩中央?yún)^(qū)域振動的幅度也被減小了。而且，蔭罩有效面的四周部分與無孔部分或高剛性的蔭罩框架相接觸，因此振動往往很小。其結(jié)果是改善了整個蔭罩的抗振動特性，因此可以減小由蔭罩振動引起的圖象質(zhì)量下降。
如上所述，通過改變橋的寬度而改變了槽形孔面積，并且因此而使三色熒光粉層發(fā)光面積隨著槽形孔面積而改變，從而影響屏亮度。然而，面板的有效面在四周部分要比在中央部分厚些。尤其是用于改善對比度的暗色型面板往往在屏四周部分亮度較低。因此，假如把蔭罩有效面第一和第二中央?yún)^(qū)域的橋?qū)挾仍O(shè)定為大一些，則屏四周部分的亮度相對地增加了、因而整個屏區(qū)域上亮度變得均勻就不會有任何問題。
權(quán)利要求
1．一種彩色陰極射線管包括面板，它包括基本上矩形的有效部分，后者有曲面形的內(nèi)表面和相互垂直的長軸和短軸；涂在面板的所述內(nèi)表面上的熒光屏，它有若干熒光粉層，每層熒光粉層有平行于短軸方向延伸的長條形狀；和與所述熒光屏相對并具有與所述熒光屏內(nèi)表面對應(yīng)的曲面形的蔭罩，所述蔭罩包括具有許多供電子束通過的孔的基本上矩形的有效面，后者有與所述面板長軸和短軸分別相對應(yīng)的長軸和短軸；對稱于所述短軸的第一和第二半表面；以及位于所述有效面四周的無孔部分；所述孔是這樣排列的，以便構(gòu)成沿長軸方向排列的平行于短軸延伸的若干孔列，每個孔列包括沿平行短軸方向排列的若干孔和位于任何相鄰孔對之間的橋，并且位于所述第一和第二半表面中的每個表面的基本上中央?yún)^(qū)域的沿短軸方向的橋?qū)挾却笥谖挥谟行嫠闹懿糠盅囟梯S方向的橋?qū)挾取?br> 2．根據(jù)權(quán)利要求1的彩色陰極射線管，其特征在于所述橋是這樣形成的，以便滿足下列關(guān)系BMH＞BH,BMH＞BD，和BMH＞BML式中BO是位于所述有效面中心O沿所述短軸方向的橋?qū)挾?，BV是位于所述短軸每個端部沿所述短軸方向的橋?qū)挾龋珺H是位于所述長軸每個端部沿所述短軸方向的橋?qū)挾?，BD是位于所述有效面的對角軸每個端部的橋?qū)挾?，BMH是位于所述第一和第二半表面的每個中央?yún)^(qū)域沿短軸方向的橋?qū)挾龋鳥ML是位于所述短軸和所述有效面短側(cè)邊之間的中間區(qū)域并靠近與所述長軸平行的所述有效面的長側(cè)邊沿短軸方向的橋?qū)挾取?br> 3．根據(jù)權(quán)利要求1的彩色陰極射線管，其特征在于把在所述有效面上給定坐標(biāo)位置的橋?qū)挾菳(x,y)加工成具有由下述四階多項式表示的尺寸B(X,Y)=Σm=02Σm=02c(3n+m)·x(2m)·y(2m)]]>式中所述蔭罩的所述有效面的所述長軸是X軸，其短軸是Y軸，而C是系數(shù)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的彩色陰極射線管，其特征在于每個所述孔列中的許多孔以預(yù)定的間距排列。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的彩色陰極射線管，其特征在于每個所述孔有沿短軸方向伸展的槽形。
全文摘要
與熒光屏相對的蔭罩有加工有槽形孔的基本上矩形的有效面(30)。所述孔這樣排列,以便構(gòu)成沿長軸方向排列的平行于有效面短軸延伸的若干孔列。每個孔列包括許多孔和位于任何相鄰孔對之間的橋(30)。位于有效面短軸和其短側(cè)邊之間中央的沿孔列縱向的橋?qū)挾菳大于位于有效面四周部分的橋?qū)挾取?br> 文檔編號H01J29/07GK1211339SQ9719235
公開日1999年3月17日 申請日期1997年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月18日
發(fā)明者村井敬, 早乙女一郎, 谷宗親 申請人:株式會社東芝