专利名称：彩色阴极射线管的制作方法
彩色Braun管(彩色阴极射线管)玻屏外表面的平化使得有可能改善屏幕上图象的可视性。可是，在荫罩型的Braun管中，必须使其荫罩的有效表面部分具有一定的曲率，以便保持荫罩的机械强度。为此，已知一种使对着荫罩的玻屏内表面有一定曲率、而使所述玻屏外表面平化的方案。如果玻屏周边的玻璃厚度大于玻屏中心部分的厚度，则会出现下面的问题(1)在显示屏的周边部位屏幕的亮度会下降，和(2)玻屏难以制造。因此，在玻屏外表面平化的情况下，不可能明显地增大玻屏内表面的曲率。在这种情况下，不可能使荫罩有足够的曲率，因此荫罩的机械强度成了问题。
作为一种改善小曲率(大的曲率半径)荫罩强度的方法，美国专利No.5,506,466中描述了在荫罩的有效表面区域内形成小珠子(bead)或不规则的弯曲部分的技术。这种相关的技术方案有这样的问题，即荫罩的小珠子(bead)或不规则的弯曲部分被投影在荧光屏上。
美国专利No.4,136,300披露了一个构想，它通过改变荫罩相对于有平的内外表面的玻屏的间距来使荫罩有一定的曲率。可是，该专利没有披露关于含有一字(in-line)型电子枪和点型荧光屏的结构。此外，该文件描述了在玻屏内表面做成平面和荫罩有槽的情况下使荫罩有一定曲率的一种方法，但它没有描述付诸实施的问题以及结构问题。
在国际显示专题讨论会(IDW)1998年文集pp.413-416披露了一种技术，它通过改变电子束间距(spacing)(所谓“S尺寸”)以及偏转角，以便使这种荫罩的曲率大于玻屏内表面的曲率。这技术要求使用一个电磁四极子来使S尺寸与偏转角一起改变。美国专利No.5,479,068披露了一种技术，它在带一字型电子枪组件和点型荧光屏的Braun管中，通过增大荫罩孔的纵向孔距值，来改善色纯度容差和电子束通过率。可是，该文件没有提及荫罩弯曲的表面和与此相关的强度。
本发明涉及这样的彩色显像管，它有平的玻屏外表面，不需要高的分辨率，但很注重有高的屏幕亮度，例如用于电视广播接收机的彩色显象管。具体地说，根据本发明的彩色显像管包括具有其等效曲率半径为10,000mm或更长的玻屏外表面的玻屏和压制成形的荫罩，并且，在所述荫罩中心处荫罩孔的水平孔距为0.6mm或更大。荧光屏的结构不是条形的而是三角形的，并且电子枪成一字形排列。这种结构使得有可能容易地改变Y轴方向上荫罩的孔距，同时利用一字形电子枪自会聚的好处，从而实现所要求的荫罩曲率。
根据本发明，在上述结构中，为了保证所需的着屏容差和所需的荧光屏亮度，要使荫罩孔的三角形排列在垂直方向长，以防止水平着屏容差以外的着屏容差变差。此外，每一个荫罩孔的形状都做成在垂直方向长，以保证所需的亮度。
图1是根据本发明的彩色阴极射线管的示意图；图2是说明玻屏形状定义的图；图3是说明等效曲率半径定义的图；图4是显示Y轴方向上孔距改变的条状荧光屏的一个例子的图；图5是显示Y轴方向上孔距改变的条状玻屏的另一个例子的图；图6是显示用于作为显示器件的Braun管中的一字排列点型荫罩的孔排列的一个例子的图；图7是显示荧光表面的横截面结构的一个例子的图；图8是显示点形荧光体排列的一个例子的图；图9是显示荫罩孔排列的一个例子的图；图10是显示根据本发明的实施例的荧光屏的例子的图；图11是显示对应于条型荧光屏的荫罩的例子的图；图12是显示条型荧光屏的例子的图13是显示根据本发明的实施例的荫罩的例子的图；图14是显示根据本发明的压制成的荫罩的例子的图；图15是显示根据本发明的荫罩孔的排列的例子的图；以及图16是显示根据本发明的荫罩孔的排列的另一个例子的图。
图1是34V尺寸宽屏幕TV接收机的Braun管的示意图。玻屏1的外表面做成平的，而内表面做成曲面。管颈2容纳着一个一字型电子枪，并且通过漏斗部分3与玻屏1连接。在荧光屏4上形成呈三角形图案的荧光体，荫罩5有多个孔并由支持框6支持。荫罩5通过弹簧8安装到玻屏1上。荫罩5的有效表面53有大量孔，用于让电子束穿过。该荫罩用压制的方法成形。内磁屏蔽7安装在支持框6上。偏转线圈10偏转中心电子束Bc和两束侧面电子束Bs，而磁组件11调节电子束的会聚和纯度。压紧(tension)带12用来防止真空管内破裂。使玻屏1外表面平面化而同时又让玻屏1内表面有一定曲率，是为了允许荫罩5有一定曲率。玻屏1的中心部分的厚度为16.9mm，由于存在着屏1内表面与外表面之间的曲率半径差，所以玻屏1的周边有较大的玻璃厚度。图2表示玻屏1的弯曲表面的形状。如果玻屏1的弯曲表面不是球面，则如图3所示该曲面的等效曲率半径R可以如下地从周边部分相对于中心部分的降低量来确定R＝(D2+Z2)/(2Z)其中，D代表弯曲表面有效直径的一半的长度，而Z代表玻屏1中心与有效表面边缘部分的差。如果弯曲表面是非球面，则所述等效曲率半径可以借助曲面的X轴，Y轴和对角轴来确定。
与荫罩5强度有关的要点是在Y轴方向上所取的曲率半径。即使在Y轴方向上的曲率半径为10,000mm或更大，本发明也能实现所需的荫罩强度。
在压制成形的荫罩类型的情况下，如果它的有效表面的曲率不够，即如果曲率半径不是足够小，强度就会发生问题。通常，荫罩有接近于玻屏内表面形状的曲面。在玻屏有平的外表面的情况下，难以使玻屏内表面有足够的曲率半径。因此，有平的玻屏外表面的Braun管的一个最大的问题是它的荫罩强度。作为使荫罩比玻屏内表面有更大的曲率半径的方法，有一种使中心部分的荫罩的孔距大于其周边部分的孔距的方法。Morrell的美国专利No.4,136,300描述了这种技术。可是，如Morrell所说的那样，如果荫罩在Y轴方向上有曲率半径，则槽缝列(slot colums)如图4所示那样是弯曲的，从而使得难以在荧光屏上形成条。在图4所示的例子中，在玻屏的两侧荧光条变成不连续的。如果要使荧光条在玻屏的两边成为连续的，则有效表面的外形就呈明显的枕形，如图5所示，这是不实际的。因此，在相关技术的例子中，荫罩在Y轴方向上的水平孔距的数值的变化远小于1％。上面所引述的Morrell的美国专利已经描述了类似技术也可以用于三角形电子枪或点型荧光屏的操作。可是，在Morrell的美国专利中，没有关于一字形电子枪与三角形荧光屏的结合的建议。在计算机监控器用的Braun管的领域中，有一字形电子枪与点形荧光屏结合的例子。可是，在这情况下，如图6所示，荫罩孔这样排列，以便与沿Y轴方向的行没有大的偏离，如在条型荧光屏的缝的情况那样。
如上所述，至今还没看到有关把一字形电子枪与三角形荧光屏结合到例如用于TV接收机的Braun管的构思，这种管的分辨率比较低，而要求高的亮度。图7示出彩色Braun管的荧光屏的基本结构。在玻屏1的内表面形成黑阵列41，而黑阵列41的孔42决定了从荧光体43发射的光的透过率。黑阵列41的孔42可以是条状的，但在本实施例中，为了方便，也把它们称为孔。
根据本发明，在有平的玻屏外表面以及分辨率比较低的Braun管中，如在用于TV接收机的Braun管中，一字形电子枪与三角形荧光屏分布彼此结合，以获得足够的荫罩强度。具体地说，荫罩孔的水平孔距在Y轴方向上改变，以便在Y轴方向上有足够的曲率半径。三角形荧光屏有三个成一组的点，每组都由三色荧光点组成红(R)，绿(G)，兰(B)，它们排列成三角形，如图8所示。三角形的形状有变化。三角形的形状决定于荫罩孔的排列。具体地说，如图9所示三角形的形状决定于水平孔距Pmh，垂直孔距Pmv以及荫罩孔的形状。如果荫罩孔的排列成等边三角形，则Pmh＝√3Pmv。
如果孔42中相邻孔的间隔相同，则三角形类型的荧光屏情况下的电子束着屏要比条型荧光屏情况下的着屏困难许多。这是因为在条型荧光屏情况下，只需把注意力放在水平着屏上，而在三角形类型的荧光屏情况下，不但要注意水平着屏，还要注意所有方向的着屏。此外，在考虑电子束着屏的同时，也要考虑荧光屏的亮度，即黑阵列的孔的透过率。如果孔的尺寸减小，则着屏的容差提高，但荧光屏的亮度降低。
图10表示本发明的一个实施例，并且在图10的底部示出条型荧光屏作为比较。本实施例的水平分辨率Phr和条形荧光屏例子的水平分辨率Phr都是660μm。如果它们的水平着屏容差都定为90μm，则与条形荧光屏的例子相比，本发明的实施例能把孔的透过率提高更多，因为本实施例有较大的孔距。在条型荧光屏情况下，可以不必考虑垂直着屏误差。在本发明的实施例中，令水平着屏容差Lm以外的着屏容差Ln大于水平着屏容差Lm，从而使水平着屏容差以外的着屏容差得到基本解决。为了能做到这一点，在本发明的实施例中，如图10所示的那样，令与三种颜色荧光体R-G-B一组相对应的三孔P1-P2-P3一组的配置成为垂直方向长的三角形。只有当三孔一组的配置成为垂直方向长的三角形而孔的形状仍是圆的时，孔的透过率才降低。因此，每个孔的形状也要做成垂直方向长的槽缝形。本实施例的每个孔的形状类似于跑道的形状，其中，两条直线与顶和底弧相接。由于精确地加工出槽缝形状的顶和底，所以有可能提高垂直着屏容差。
在图10所示的实施例中，三角形Q1-Q2-Q3也作成垂直方向长，这三角形通过把排列在三角形中彼此相邻的三个弧的中心连接起来而成。因此，就有可能保证有足够的垂直着屏容差。
同样，在条型荧光屏情况下，如图11所示，荫罩有相继的槽缝51以及桥52，桥52处在各槽缝51中相邻的槽缝之间。图12表示条型荧光屏，而每条虚线表示电子束到达的位置。如图12所示，在荧光屏上，因为没有电子束打到与荫罩的桥52对应的部位Bp，所以部位Bp对玻屏的亮度没有贡献。在图10所示的实施例中，令垂直孔间隔Lv为140μm，以便保证有大的水平着屏容差外的着屏容差。即使保证了大的着屏容差，着屏容差对亮度的影响是140μm/1100μm≈12.7％，这影响小于普通条型情况下桥阴影的比例。根据每个孔的纵横比，这种荫罩的孔的透过率是不同的。如果每个孔的纵横比为1.5或更大些，就有可能使荧光体的光的利用效率大于或等于条型荧光屏的对应值，并保证在垂直方向上的着屏容差。如果每个孔的纵横比为2.0或更大些，就能使光的利用效率大于普通条型荧光屏的对应值。
图13示出与图10所示的荧光屏对应的荫罩孔的排列。在如图10所示的本实施例中，荫罩的孔Pm1-Pm2-Pm3的排列是垂直方向长的三角形。如果荧光屏的每三个孔一组的三个孔排列成等边三角形，则荫罩的孔Pm1-Pm2-Pm3的排列是等边三角形。在这情况下，水平孔距Pmh与垂直孔距Pmv间的关系是 ，但在本实施例中， 。如果水平孔距Pmh是1.0mm或更大，则能使着屏容差和荧光屏孔的光学透过率足够大。此外，如果水平孔距Pmh是0.6mm或更大，就有可能保证着屏容差的同时保持其分辨率高于或等于用于TV接收机的条型的彩色Braun管的对应值。在本实施例中，水平孔距Pmh是1.27mm，而垂直孔距Pmv为1.05mm。每个孔51有跑道的形状，此跑道有顶和底弧。令Av和Ah分别是孔51的垂直和水平尺寸，得到Av＞Ah。如在上述特意针对孔的实施例的情况下，如果Av≥1.5Ah，就有可能使荧光体的光的利用率大于或等于条型荧光屏的对应值，而同时保证在垂直方向上有足够的着屏容差。如果Av≥2.0Ah，光的利用率就有可能大于条型荧光屏的对应值。
本发明使得有可能通过在X轴，Y轴和对角轴中的任何方向上自由地改变荫罩水平孔距，来提高荫罩的强度，而同时又利用了一字形电子枪的优点。虽然对于相关技术的条型荧光屏来说，把荫罩水平孔距提高5％或更多已经近乎不可能，但本发明能很容易地做到这一点尤其在Y轴方向上。图14表示了本实施例的压制成的荫罩。在荫罩的有效表面53上形成多个孔。表1表示如何通过改变荫罩的水平孔距来改变在Y轴方向上荫罩的曲率半径。在此假定，如果荫罩在Y轴方向上的水平孔距是常数，则荫罩的曲率半径等于玻屏内表面的曲率半径。还假定，在中心部分荫罩的水平孔距为0.63mm和q尺寸(荫罩与荧光屏之间的距离)为14.64mm。q尺寸包括沿电子束轨迹所取的q尺寸和沿Braun管管轴所取的q尺寸。在表1中，沿管轴所取的q尺寸被用作比较。在表1中，“有效表面的Y轴边缘部分”这一词指的是一个点，它处在Y轴上离荫罩中心200mm的位置。
表1
如表1所示，如果采用5％可变孔距，则在Y轴方向上的曲率半径可变为94％，而如果采用10％可变孔距，则在Y轴方向上的曲率半径可变为89％。根据本发明，荫罩的水平孔距可以在Y轴，X轴和对角轴中任何方向自由地改变。可是，为了保持孔三角形排列的对称性，最好是从荫罩中心在半径方向上均匀地改变水平孔距。此外，通过在半径方向上均匀地改变水平孔距，就有可能在每个方向上以平衡的方式提高荫罩强度。按照这种结构，水平孔距Pmh向玻屏边缘的渐变，在短轴方向上容易达到20％，在长轴方向上达到35％或更大，在对角轴方向上达到40％或更大。
在本实施例中，有一种情况，在屏幕的对角角落处水平孔距变得过分大。为了对付这种情况，在屏幕中心处令水平孔距非常小，并且在屏幕周边处设定需要的水平孔距。这是因为在屏幕中心处着屏容差可以小。此外，在屏幕有平的外表面的情况下，它的周边玻璃厚度远大于中心处的，而在其周边处玻屏的光学透过率下降。因此，即使令屏幕中心处水平孔距小，从而降低孔的透过率，在整个屏幕上的发光均匀性却改善了。按照这种结构，在对角边缘部分的荫罩水平孔距可以相对于荫罩中心处的提高50％到100％。与此相似，在屏幕短轴或长轴的周边部分的任何地方，如果孔的透过率做得比玻屏中心的大，就有可能保持发光均匀性。附带指出，对角角落部分，短轴周边部分和长轴周边部分指的分别是这样的位置，即任一对角轴末端，短轴末端和长轴末端向内10mm的位置。
可以自由地确定荫罩的垂直孔距，因为垂直孔距与荫罩的曲率半径无关。可以根据使由垂直孔距对电子束扫描线干涉所引起的波纹干扰(moire)最小，来选择荫罩的垂直孔距。在整个玻屏上，荫罩的垂直孔距可以基本上是均匀的。可是，如果电子束在玻屏中心与玻屏周边的横截面形状不同，就可以改变在玻屏中心与玻屏周边的垂直孔距。
图15示出荫罩孔排列的例子。其三个一组的形状是这样的，使得在玻屏中心的三个一组有最大的垂直长度，而向着屏周边，三个一组的垂直长度的大小就变小。在本实施例中，甚至处在各对角角落的三个一组也是纵向长的。具体地说，在荫罩中心部分，Pmhc＜ ，而在每个对角角落，Pmhd＜Pmvd。图16表示在荫罩水平孔距的变化非常大的情况下荫罩孔排列的一个例子。在水平孔距非常大的情况下，即使在荫罩中心部分 ，在每个对角角落也会有 。在这情况下，在每个对角角落，令Av和Ah分别为孔51的垂直和水平尺寸，可得到Av≤Ah。其理由是保证在每个对角角落的垂直着屏容差，并且提高荫罩的透过率，从而保证屏幕的亮度。
权利要求
1.一种彩色显像管，它包括玻屏，该玻屏有玻屏外表面和玻屏内表面，所述玻屏外表面在其Y轴方向上所取的等效曲率半径为10,000mm或更大，在其X轴，所述Y轴和其对角轴方向上，所述玻屏内表面的等效曲率半径小于所述玻屏外表面的等效曲率半径；在所述玻屏内表面上形成的三角形排列的荧光体；压制成形的荫罩，它对着所述玻屏内表面，并有以水平孔距Pmh与垂直孔距Pmv排列的多个孔，在所述荫罩有效表面的短轴末端处所述水平孔距比所述荫罩中心处的大5％或更多，所述水平孔距为0.6mm或更大，而 ；和排列成一字形的电子枪。
2.根据权利要求1的彩色显像管，其特征在于在所述荫罩有效表面的所述短轴末端所述水平孔距比所述荫罩中心处的所述水平孔距大10％或更多。
3.根据权利要求1的彩色显像管，其特征在于令Av和Ah分别是在所述荫罩中心处所述Y轴方向所取的孔的尺寸和在所述X轴方向所取的孔的尺寸，Av＞Ah。
4.根据权利要求1的彩色显像管，其特征在于令Av和Ah分别是在所述荫罩中心处所述Y轴方向所取的孔的尺寸和在所述X轴方向所取的孔的尺寸，Av≥1.5Ah。
5.根据权利要求1的彩色显像管，其特征在于在所述荫罩有效表面的所述Y轴末端，所述水平孔距Pmh与所述垂直孔距Pmv之间的关系是
6.根据权利要求1的彩色显像管，其特征在于在所述荫罩有效表面的所述对角轴末端，所述水平孔距Pmh与所述垂直孔距Pmv之间的关系是
7.根据权利要求1的彩色显像管，其特征在于所述荫罩的所述水平孔距Pmh为1.0mm或更大。
8.根据权利要求1的彩色显像管，其特征在于在所述荧光屏的周边处所述荫罩的所述水平孔距Pmh大于所述荧光屏的中心处所述荫罩的所述水平孔距Pmh，并且在半径方向上所述荫罩的所述水平孔距Pmh接近常数。
9.根据权利要求1的彩色显像管，其特征在于在所述荫罩有效表面的短边处，在角落部位的所述水平孔距大于长轴上的所述水平孔距。
10.一种彩色显像管，它包括玻屏，该玻屏有玻屏外表面和玻屏内表面，所述玻屏外表面在其Y轴方向上所取的等效曲率半径为10,000mm或更大，在其X轴，所述Y轴和其对角轴方向上，所述玻屏内表面的等效曲率半径小于所述玻屏外表面的等效曲率半径；在所述玻屏内表面形成的黑阵列的三角形排列的孔，在所述各个孔处形成荧光体，而且所述各孔中相邻孔间的距离在水平方向上最小；压制成形的荫罩，它对着所述玻屏内表面并有多个孔，在所述荫罩的周边处所述孔的所述水平孔距大于所述荫罩中心处的对应值，在所述荫罩中心处的所述水平孔距为0.6mm或更大；和排列成一字形的电子枪。
11.根据权利要求10的彩色显像管，其特征在于令Sv和Sh分别是所述孔的垂直和水平尺寸，Sv＞Sh。
12.根据权利要求10的彩色显像管，其特征在于令Sv和Sh分别是所述孔的垂直和水平尺寸，Sv≥1.5Sh。
13.根据权利要求10的彩色显像管，其特征在于令Lv和Lm分别是排列成三角形图案的所述各孔中相邻孔之间的垂直间隔和所述相邻孔的之间水平间隔，Lv＞Lm。
14.根据权利要求11的彩色显像管，其特征在于令Lv和Lm分别是排列成三角形图案的所述各孔中相邻孔之间的垂直间隔和所述相邻孔之间的水平间隔，Lv＞Lm。
15.根据权利要求10的彩色显像管，其特征在于在荧光屏的对角角落部分的孔的透过率比所述荧光屏中心处的大。
16.根据权利要求10的彩色显像管，其特征在于在荧光屏的长轴周边部分处的孔的透过率比所述荧光屏中心处的大。
17.根据权利要求10的彩色显像管，其特征在于在荧光屏的短轴周边部分处的孔的透过率比所述荧光屏中心处的大。
18.一种彩色显像管，它包括玻屏，该玻屏有玻屏外表面和玻屏内表面，所述玻屏外表面在其Y轴方向上所取的等效曲率半径为10,000mm或更大，在其X轴，所述Y轴和其对角轴方向上，所述玻屏内表面的等效曲率半径小于所述玻屏外表面的等效曲率半径；在所述玻屏内表面上形成的三角形排列的荧光体；和压制成形的荫罩，它对着所述玻屏内表面，并有多个孔，这些孔有水平孔距和垂直孔距，所述荫罩中心处的所述水平孔距为0.6mm或更大，令Pmhc与Pmhd分别是所述荫罩中心处的所述水平孔距和所述荫罩有效表面的每一个对角轴末端部分的所述水平孔距，Pmhd≥1.5Pmhc；和排列成一字形的电子枪。
19.根据权利要求18的彩色显像管，其特征在于Pmhd≥2.0Pmhc
20.根据权利要求18的彩色显像管，其特征在于令Pmvc是所述荫罩中心处的所述垂直孔距Pmhc<3Pmvc.]]>
21.根据权利要求18的彩色显像管，其特征在于令Pmvd是所述荫罩有效表面的每个对角轴末端部分的所述垂直孔距，Pmhd<3Pmvd.]]>
全文摘要
一种用于TV接收机或类似用途的Braun管,它的屏幕不需要高的分辨率,但屏幕亮度很重要。Braun管有平的玻屏外表面,成一字形排列的电子枪和荧光屏,荧光屏的荧光体呈三角形排列,并且荫罩的水平孔距可以在Y轴方向上改变。通过使荫罩在荧光屏垂直轴方向上的曲率大于玻屏内表面的曲率来改进荫罩的机械强度。
文档编号H01J29/07GK1344012SQ0012707
公开日2002年4月10日 申请日期2000年9月14日 优先权日2000年6月12日
发明者井上勇一, 田村胜义 申请人:株式会社日立制作所