专利名称：彩色阴极射线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及彩色阴极射线管，特别地涉及使面板有效部分外表面平面化的彩色阴极射线管。
背景技术：
一般地，在彩色阴极射线管中，为了在荧光屏上显示没有色差的彩色图像，必须使得通过荫罩电子束通孔的3束电子束分别正确地到达荧光屏的对应的3色荧光层。为此，必须相对于面板精确地将荫罩配置在规定位置。即，必须精确、适当地设定面板与荫罩之间的间隔(q值)。
为了适当地设定q值，将3色荧光层的间距即将各色荧光层以规定顺序(例如，红(R)、绿(G)、蓝(B)、红(R)…)排列成条状时同一色荧光层间的间隔作为PHp，理想的情况是使得3条荧光层内的2条荧光层间的间隔为d＝(2/3)PHp。然而，当相对于荧光层间距PHp没能适当地设定q值时，则不能够充分确保黑色非发光层的宽度，当在显示彩色图像的动作中，很容易导致色纯度的劣化。又，若荧光层间距PHp较大，虽能够充分确保黑色非发光层的宽度，但当荧光层间距PHp过大时，会导致清晰度劣化。
又，近年来，为了提高彩色阴极射线管的可观看性，要求面板的外面接近平面而减小曲率(即增大曲率半径)。由于这样，从可观看性方面出发，也要求使得面板内面的曲率减小。而且，当使得电子束精确地到达面板内面的荧光层时，必须要求上述那样适当地设定q值，带有电子束通孔的荫罩本体的曲率也随着面板内面而必须减小。
然而，当减小荫罩本体的曲率时，荫罩本体的机械强度下降，在阴极射线管的制造工序中，会发生荫罩变形等。又，当荫罩本体的曲率变小时，组装了彩色阴极射线管的电视机工作时的声音会引起荫罩的共振(振鸣)。这种荫罩本体的变形以及共振是使得电子束发生着屏偏移的原因。由于该电子束着屏偏移，当电子束超过黑色非发光层而使得本来应发光的荧光色层之外发光时，会导致色纯度的劣化。
又，对于荫罩型彩色阴极射线管，在其动作原理上，通过荫罩的电子束通孔到达荧光屏的电子束是从电子枪射出的全部电子束量的1/3以下。没能到达荧光屏的其他电子束冲击荫罩的电子束通孔以外的部分并变换成热能而加热荫罩。该结果是由于所产生的热膨胀，荫罩向荧光屏侧膨胀出去，即产生隆起。由于该隆起当荧光屏与荫罩的间隔即q值超过允许范围时，相对于荧光层产生电子束的着屏偏移。因此，电子束超过黑色非发光层而使得本来应发光的的荧光色体以外产生发光，导致色纯度劣化。
因荫罩的热膨胀引起的电子束着屏偏移的大小随着图像图案的辉度以及图案的持续时间等而大有不同。特别地，在局部上显示高辉度图像图案时，产生局部上的隆起，短时间内产生局部的电子束着屏偏移。
这种局部上的隆起所引起的电子束着屏偏移当在从画面中心向长轴方向而远离其一对短边间宽度(即长轴方向的全部宽度)的1/3左右的距离的区域中情况最明显。因此，在该区域中对于用于防止着屏偏移的黑色非发光层最好尽量将其宽度设定得较大。
如上所述，为了充分保持荫罩本体的机械强度以及充分确保图像周围部分的黑色非发光层的宽度，使得从画面中央到周围荫罩本体上的电子束通孔列间隔递增。然而，这种情况下，很难维持面板的平面性以及确保荫罩的机械强度并且不能够难以防止局部的隆起带来的色纯度劣化。
本发明为了解决上述问题，提供一种能够减轻由于荫罩的变形或隆起导致的色纯度的劣化并且具有良好可观看性的彩色阴极射线管。
发明内容
本发明的彩色阴极射线管，具备具备包含大致平面的外面及矩形有效部分的面板以及与所述面板接合的玻锥的外壳；位于所述面板内面并且具有荧光层以及黑色非发光层的荧光屏；设置在所述玻锥的颈部内并且向所述荧光屏射出电子束的电子枪；具有与所述荧光屏相对配置并且形成了多个电子束通孔的接近矩形的荫罩本体以及支持所述荫罩本体的边缘部分的罩框的荫罩。
所述外壳具有通过所述有效部分的中心以及电子枪的中心而延伸的管轴、与所述管轴垂直而延伸的长轴以及与所述管轴以及所述长轴垂直而延伸的短轴。
对于沿所述荫罩本体的所述长轴方向的电子束通孔间的间隔，比起在所述荫罩本体的中心在长轴端上更大。
当将从沿所述长轴的所述荫罩本体的中心到长轴端的距离作为L时，在从所述荫罩本体的中心到L/4～3L/4的区域中，所述电子束通孔间的间隔越向着长轴端越大并且具有电子束通孔间的间隔的变化率的极大值。
根据上述这样构成的彩色阴极射线管，即使为了提高可观看性而减小面板有效部分外面的曲率时，也能够防止因荫罩本体局部上的隆起引起的电子束着屏偏移以及在制造工序中及外部冲击使得荫罩本体变形引起的电子束着屏偏移而导致的的色纯度的劣化，并且能够提高图像的显示质量。
图1是表示本发明实施形态的彩色阴极射线管的剖视图。
图2是概要性地表示该彩色阴极射线管的荧光屏的平面图。
图3是表示该彩色阴极射线管的荫罩的平面图。
图4表示该阴极射线管的面板有效部分内面长轴上长轴的曲率。
图5表示该荫罩的长轴上长轴方向的曲率。
图6表示该荫罩的长轴上电子束通孔的长轴方向的间隔。
图7表示该荫罩的长轴上电子束通孔的长轴方向的间隔变化率。
图8表示该面板的长轴上荧光屏的黑色非发光层的宽度的变化。
图9表示在本发明第2实施形态的阴极射线管中该荫罩的长轴上电子束通孔长轴方向的间隔。
图10表示在第2实施形态的彩色阴极射线管中该荫罩的长轴上电子束通孔的长轴方向的间隔变化率。
图11表示以往的荫罩的长轴上电子束通孔的长轴方向的间隔变化率。
图12表示比较了荫罩的变化量的结果。
1有效部分(面板)2裙边部分(面板)3面板4玻锥5荧光屏6电子束通孔7荫罩本体8罩框
9荫罩10颈部11 R，G，B3束电子束12电子枪13偏转系统15弹性支持物16栓梢20真空外壳22 R，G，B3色荧光层22K黑色非发光层Z管轴X长轴(水平轴)Y短轴(垂直轴)PHp荧光体间距(同色荧光层间的间距)d3条荧光层中的2条荧光层间的距离L从沿着长轴X的荫罩本体的中心到长轴端的距离D从沿着长轴X的面板有效部分内面中心到长轴端的距离PH电子束通孔列沿长轴方向上的间隔PH’PH的变化率x到长轴X上荫罩中心的距离PHC荫罩本体中央部分的电子束通孔列的间距PHH荫罩本体的长轴端部上电子束通孔列的间距具体实施方式
以下，参照附图对于本发明的彩色阴极射线管的实施形态进行详细地说明。
如图1所示，彩色阴极射线管具备具有面板3及玻锥4的玻璃制的真空外壳20。该面板3具有大致为矩形的有效部分1以及沿着有效部分1的边缘部分而设置的裙边部分2。玻锥4与裙边部分2接合。又，这里，将通过有效部分1的中心以及电子枪12而延伸的轴作为管轴Z、将与管轴Z垂直而延伸的轴作为长轴(水平轴)X、将与管轴以及长轴垂直而延伸的轴作为短轴(垂直轴)Y。
面板3的有效部分1的外面形成大致的平面。荧光屏5设置在面板3的内面。如图2所示，荧光屏5具有分别发出红(R)、绿(G)、蓝(B)光并且沿着与短轴Y平行的方向延伸的条状的3色荧光层22(R、G、B)以及设置在这些荧光层22(R、G、B)之间的条状的黑色非发光层22K。这些3色荧光层22(R、G、B)沿着长轴以规定的顺序排列，例如，以红(R)、绿(G)、蓝(B)、红(R)…的顺序排列。此时，将同色荧光层间的间隔(在图中为绿色荧光层22G间的间隔)作为PHp时，设定3条荧光层内的2条荧光层间的间隔(在图中为红色荧光层22R与蓝色荧光层225的中心间隔)d为d＝(2/3)PHp。
如图1以及图3所示，在真空外壳20内使得荫罩9与荧光屏5相对设置。该荫罩9具备与荧光屏5相对配置并且具备多个电子束通孔6并由曲面形成大致矩形的荫罩本体7以及支持该荫罩本体7边缘部分的矩形罩框8。该荫罩9通过将安装在罩框8上的弹性支持物15与设置在面板3的裙边部分2内面上的栓梢16卡合，它能够自由脱卸地支持面板。
线型电子枪12设置在玻锥4的颈部10内。该电子枪12向荧光屏5放出穿过同一平面的排列成一列的3束电子束11(R、G、B)。偏转系统13安装在玻锥4的外部。该偏转系统13产生使得从电子枪12放出的3束电子束11(R、G、B)在水平轴X方向以及垂直轴Y方向上进行偏转的非一致的偏转磁场。该非一致偏转磁场由枕型水平偏转磁场以及桶型垂直偏转磁场形成。
对于这样构造的彩色阴极射线管，从电子枪12放出的3束电子束11(R、G、B)由于偏转系统13产生的非一致偏转磁场而偏转，并且通过荫罩9的电子束通孔6而在水平方向以及垂直方向上扫描荧光屏5。由此，显示彩色图像。
其次，对于面板3以及荫罩9的构造进行详细地说明。
例如，以有效部分1的对角有效直径为60cm、宽高比为43、面板的外面的曲率半径为10m的彩色阴极射线管为示例进行说明。面板3的有效部分1的外面非常平坦，厚度最大的对角部分与面板中央的厚度差为8～15mm的范围，这里，例如，设定为11mm。面板3的有效部分1的内面保持充分的平坦，在长轴X上按照从其中心到长轴端的距离，如图4所示那样设定曲率。将从沿着长轴X的面板有效部分1的内面的中心(内面中心)到长轴端的距离作为D时，在长轴X上，从内面中心到中间部分即到D/2区域的平均曲率为3.5×10-4(1/mm)以下，例如，形成为2.5×10-4(1/mm)。这里，作为平均曲率是指内面中心与从长轴X上的中心仅到Xd/2距离的点之间的这2点间长轴X上各点的曲率的平均值。
对应于面板有效部分1的内面，荫罩本体7根据在长轴X上从其中心到长轴端的距离设定为如图5所示的曲率。即，将沿着长轴X的荫罩本体7的中心到长轴端的距离作为L时，在长轴X上，最好将从荫罩中心到中间部分即到L/2的区域的平均曲率设定为2.5×10-4(1/mm)以上，例如，设定为3.6×10-4(1/mm)。由此，荫罩本体能够维持足够的机械强度。
又，根据在长轴X上从中心到长轴端的距离，如图6所示那样设定形成在荫罩本体7上的电子束通孔6的排列中沿长轴X方向的间隔PH。即，如图6所示，间隔PH从荫罩中心向长轴端逐渐增大。
根据长轴X上从其中心到长轴端的距离如图7所示那样设定该间隔PH的变化率PH’。即，如图7所示那样，设定变化率PH’使得在荫罩中心与长轴端之间具有极大值。而且，将从沿着长轴X的荫罩中心到长轴端的距离作为L时，最好使得变化率PH’使得在距荫罩中心L/4到3L/4的区域中具有极大值。
在距荫罩中心L/4的区域中，由于面板3与荫罩9之间的间隔大致恒定，改变电子束通孔列的间隔PH，会改变荧光体层间的间距PHp。由此，最好从荫罩中心到L/4不要使得间隔PH有大的改变。又，在3L/4到长轴端的区域中，还存在接近固定在罩框8上的区域，可以确保足够的强度。因此，在3L/4到长轴端的区域中，间距PH的变化对于荫罩强度影响较小。这里，在从荫罩本体7的荫罩中心到L/4～3L/4中，间隔PH为递增函数，而设定间隔PH的变化率PH’使得具有极大值。
又，沿着荫罩本体7的长轴X方向的电子束通孔的间隔PH根据下式进行设定。
PH＝0.7＋1.131×10-5·x2－1.925×10-10·x4＋1.137×10-15·x6这里，x表示长轴X上距荫罩中心的距离。
又，将荫罩本体7的中央部分上电子束通孔列的间隔作为PHC、长轴端部的电子束通孔列的间隔作为PHH时，对于荫罩本体7，形成电子束通孔6使得满足下述关系，PHH≤1.4PHC根据上述这样构成的彩色阴极射线管，即使当因荫罩本体局部的隆起导致电子束着屏偏移或者因制造工序以及外部冲击引起的荫罩本体的变形产生电子束着屏偏移时，也能够防止电子束超过黑色非发光层22K而使得本来应发光的荧光色层之外的荧光层发光，结果是能够降低色纯度的劣化并且提高图像质量。
在采用具有如图11所示的以往电子束通孔列的间隔PH的变化率PH’的荫罩的情况下与采用上述的本实施形态的荫罩的情况下比较荫罩的变形量。此时，作为荫罩的机械强度的指标，比较施加了1G冲击加速度时的荫罩的变形量。如图12虚线所示，在以往的荫罩中，对于因外部的冲击所产生的变形量，与从中间部分(L/2)到长轴端区域的变形量相比中央附近(荫罩中心附近)的变形较大。因此，在长轴的中间附近，由于该变形量的差产生塑性变形的可能性增大。相对于此，如图12实线所示，可见本实施形态的荫罩当施加冲击时变形量从荫罩中心到长轴端相对平衡，不容易产生变形。
如图12中的实线所示，为了使得变形量保持平衡，由于在荫罩中央部分附近不能够使得曲率足够大并且在长轴端部附近也不能够使得曲率足够大，因此在沿着长轴X从荫罩中心仅距离L/4的位置起到仅距离3L/4的位置的区域中，变化率PH’必须要具有极大值。又，最好在与荫罩中心仅距离L/2的区域中具有极大值。
如上所述，将面板3的有效部分1内面中心起到沿着长轴X的中间部分附近的平均曲率设定为小于3.5×10-4(1/mm)的较小值并且荫罩本体7具有能够保持沿着长轴X的中间附近部分具有充分机械强度的曲率。又，设定电子束通孔列的间隔PH的变化率PH’使得在沿着长轴X距荫罩中心L/4～3L/4的区域中具有极大值。由此，为了获得足够的清晰度，能够设定形成在荫罩本体周围上的电子束通孔其沿着长轴X的间隔。
同时，如图8所示，对于荧光屏5，在因荫罩本体的局部隆起引起的电子束的着屏偏移量最大的区域(沿着长轴X的中间部分附近)能够有效地使得黑色非发光层22K的宽度足够大。因此，即使在局部上产生隆起的情况下，也能够抑制色纯度的劣化。
此时，当使得在从荧光屏5的有效部分中央到长轴端的距离的1/2的点中黑色非发光层22K的占有比例为50％、宽度为150μm、面板有效部分1的中央部分与周围部分的厚度差为2.3mm、面板透过率为47％时，能够确保足够的辉度，对于局部上隆起引起的电子束着屏偏移，能够确保黑色非发光层的余裕。
其次，对于本发明第2实施形态进行说明。
如图9以及图10所示，根据本发明第2实施形态的彩色阴极射线管，随着面板有效部分的更平面化以及高清晰度化，设定形成在荫罩本体上的电子束通孔长轴方向的间隔要比上述第1实施形态的要小。
例如，沿着荫罩本体7的长轴X方向的电子束通孔的间隔PH按照下式进行设定。
PH＝0.6＋3.142×10-6·x2－7.680×10-12·x4－4.534×10-16·x6这里，x表示长轴X上距荫罩中心的距离。
又，从荫罩本体中央部分起沿着长轴X到长轴端，间隔PH以接近恒定的比例增加。相对于荫罩本体中央部分的电子束通孔列的间隔PHC，设定荫罩本体的长轴端部上的电子束通孔列PHH为PHH＝1.1PHC又，在沿着长轴X从仅距离荫罩中心3L/4的位置起到长轴端的区域中为了确保足够的荫罩的强度，电子束通孔列的间隔PH呈现最大值，设定长轴端电子束通孔列的间隔使得小于最大值。
由此，即使在面板周围也能够维持足够的清晰度并且在荫罩本体的长轴中间部分上使得电子束通孔的间隔变化率PH’具有极大值。因此，与上述第1实施形态相周地，在荧光屏的长轴的中间部分上能够确保黑色非发光层足够的宽度，能够抑制由于电子束着屏偏移所产生的色纯度的劣化。
又，本发明不仅限于上述的2个实施形态，在发明的范围内可以进行种种变形。例如，不仅限于宽高比为43的彩色阴极射线管，也可以适用宽高比为169的彩色阴极射线管。
如上所述，根据本发明，可以提供一种能够防止由于荫罩的变形以及隆起使得电子束发生着屏偏移而导致的色纯度的劣化并且能够提高图像显示质量的彩色阴极射线管。
权利要求
1.一种彩色阴极射线管，具备具备包含大致为平面的外面及矩形有效部分的面板以及与所述面板接合的玻锥的外壳；位于所述面板内面并且具有荧光层以及黑色非发光层的荧光屏；设置在所述玻锥的颈部内并且向所述荧光屏射出电子束的电子枪；具有与所述荧光屏相对配置并且形成了多个电子束通孔的接近矩形的荫罩本体以及支持所述荫罩本体的边缘部分的罩框的荫罩，所述外壳具有通过所述有效部分的中心以及电子枪的中心而延伸的管轴、与所述管轴垂直而延伸的长轴以及与所述管轴和所述长轴垂直而延伸的短轴，其特征在于，对于沿所述荫罩本体的所述长轴方向的电子束通孔间的间隔，比起在所述荫罩本体的中心在长轴端上更大，当将从沿所述长轴的所述荫罩本体的中心到长轴端的距离作为L时，在从所述荫罩本体的中心到L/4～3L/4的区域中，所述电子束通孔间的间隔越向着长轴端越大并且具有电子束通孔间的间隔的变化率的极大值。
2.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，沿所述长轴方向的电子束通孔间的间隔变化率在距所述荫罩本体的中心的L/2附近具有极大值。
3.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，在从3L/4到长轴端的区域中电子束通孔间的间隔具有最大值并且长轴端的电子束通孔间的间隔小于所述最大值。
4.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，当将从沿所述长轴的所述面板内面中心到长轴端的距离作为D时，在所述长轴上，从所述面板内面的中心到D/2的区域的平均曲率形成为小于3.5×10-4(1/mm)，将沿所述长轴的所述荫罩本体的中心到长轴端的距离作为L时，将从所述荫罩本体中心到L/2的区域的平均曲率设定为2.5×10-4(1/mm)以上。
5.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，将所述荫罩本体中央部分的沿所述长轴方向的电子束通孔间的间隔PHC以及长轴端部的沿所述长轴方向的电子束通孔间的间隔PHH设定为PHH≤1.4PHC的关系。
全文摘要
本发明彩色阴极射线管的面板具备具有了接近平面的外面的大致为矩形的有效部分,在有效部分内面形成荧光屏。相对该荧光屏而配置的荫罩具有形成了多个电子束通孔的接近矩形的荫罩本体以及支持荫罩本体边缘的罩框。沿着荫罩本体的长轴X方向的电子束通孔间的间隔越向长轴端越大,该电子束通孔间的间隔的变化率在荫罩本体的中心与长轴端之间具有极大值。
文档编号H01J29/07GK1331482SQ0112236
公开日2002年1月16日 申请日期2001年7月3日 优先权日2000年7月4日
发明者清水纪雄, 井上雅及 申请人:东芝株式会社