专利名称：荫罩和彩色阴极射线管的制作方法
相关申请的交叉引用本申请基于以要求以2000年12月28日提交的在先日本专利申请No.2000-402314为优先权，该申请的全部内容在此引用为参考。
背景技术：
本发明涉及荫罩、配备该荫罩的彩色阴极射线管。
一般地，彩色电视机和彩色终端显示器等上使用的彩色阴极射线管具有包括大致矩形的面板和与该面板一体结合的漏斗的外围器。面板内面上形成具有按兰、绿、红发光的3色荧光层的黑矩阵形状或黑条带形状的荧光屏。
外围器内进行颜色选择的荫罩与荧光屏相对设置。荫罩中形成通过电子束的多个电子束通过孔。荫罩固定于荫罩框上，该荫罩框经套销安装于面板的内侧面上。荫罩框上还安装磁屏蔽板。
而且，漏斗颈部内配置发射中央束和一对侧束构成的电子束的直列型电子枪。彩色阴极射线管中，从电子枪发射的电子束由安装在漏斗外侧的偏转线圈产生的磁场偏转，经荫罩在水平、垂直方向上扫描荧光屏，从而荧光屏上再现显示彩色图像。
荫罩在大致矩形的金属薄板上穿设多个电子束而形成。该电子束通过孔大致有圆形的点式和矩形的缝式两种。主要显示文字和图形的显示管中主要使用具有圆形的点式电子束通过孔的荫罩。彩色电视机等的民用彩色阴极射线管中主要使用具有矩形的缝式电子束通过孔的荫罩。
任一种荫罩中，各电子束通过孔基本上由连通在与荫罩的荧光屏相对的面一侧上形成的大孔和与电子枪相对的相反的面一侧上形成的小孔的连通孔构成。并且，通过相互连接大孔和小孔以及底部的结合部的直径来实际确定作为电子束通过孔的开孔直径。
荫罩的有效面的中央部分中，各电子束通过孔的结合部比荫罩的板厚方向中心偏开电子枪侧来布置，或各电子束通过孔的大孔和小孔同轴形成。
从荫罩有效面的短轴附近在长轴方向上偏离开的有效面周边部分中，各电子束通过孔的大孔的中心轴相对小孔的中心轴在从有效面的中心远离开的方向上偏开。因此电子束通过孔的结合部比位于有效面中央部的电子束通过孔的结合部在荫罩的壁厚方向上更靠电子枪侧放置。使用这样偏开的电子束通过孔，在电子束的偏转角大的荫罩的周边部分中，可避免电子束冲击到电子束通过孔的内面和大孔的开孔缘。结果，有能够防止通过电子束通过孔入射到荧光屏的电子束的形状变形的效果。
另一方面，彩色电视机等民用彩色阴极射线管中，具有画面大型化并且外部光反射少、图像失真小的平坦画面的扁平方形管成为主流。而且，最近面板的外表面为完全扁平的完全扁平管在市场上广受好评，认为是今后的彩色阴极射线管的主流。
这样的扁平管中，荫罩的有效面根据面板的内面形状而平坦化，与原来使用的面板外面具有曲率的彩色阴极射线管的荫罩相比，荫罩曲率减小(曲率半径增大)。
这样，荫罩曲率减小时，荫罩的曲面保持力(下面叫作罩强度)降低，相对自重或外力难以保持荫罩曲面。荫罩的罩强度降低时，制造中及运输中产生的很小外力引起荫罩的曲面变形。并且，荫罩的变形使得电子束通过孔与面板内面的距离关系破坏，其结果是电子束不能着落在规定的荧光体上，引起色偏差。
罩强度低时，荫罩组装到电视机等上时，针对来自扬声器的声音等的振动，荫罩曲面易于共振。并且，荫罩共振时，画面上映出伴随亮度变化产生的不需要的明暗变化，图像品质降低。
罩强度的降低在有效面中心部分最显著，随着向有效面周边靠近，该强度增高。即，荫罩的整个面上施加给定的荷重时，荫罩的变形量在有效面中心部分大，在有效面周边部分小。荫罩的有效面周边部分设置裙部并且该裙部上熔接固定荫罩，从而有效面周边部分的罩强度增高。
因此，为提高作为荫罩的罩强度，荫罩的有效面中心部分需要提高强度。提高罩强度的最简单的方法是使荫罩板厚加厚。但是，增加荫罩板厚时，荫罩制造时的蚀刻速度控制变得困难，电子束通过孔的孔径的偏差增大。其结果制造荫罩时和制造彩色阴极射线管时成品率降低，并且成为画面上产生亮度和色斑，图像品质恶化的一个原因。
发明概述本发明鉴于上述问题点作出，其目的是提供一种不增大荫罩板厚而提高罩强度的荫罩、以及提高图像品质的彩色阴极射线管。
为实现上述目的，本发明实施例的荫罩具有荫罩主体，该荫罩主体带有具有正交的短轴和长轴的大致矩形的有效面；在上述有效面上形成的多个电子束通过孔。各个电子束通过孔由击穿在上述有效面的一个表面上开口的大孔和在另一表面上开口的小孔的连通孔形成，沿着上述有效面的至少中心部上设置的电子束通过孔的上述大孔和上述小孔的长轴的剖面的结合部位于上述荫罩主体的厚度方向的中心部上。沿着上述有效面的周边上设置的电子束通过孔的上述大孔和小孔的长轴的剖面的结合部比上述有效面的中心部上设置的电子束通过孔的结合部更靠近上述有效面的一个表面侧布置，并且上述大孔相对小孔在上述长轴方向上偏开。
本发明的实施例的彩色阴极射线管包括备有在内面上设置的荧光屏的大致矩形的矩形面板的外围器；面对上述荧光屏设置的荫罩；和经上述荫罩向上述荧光屏发射电子束的电子枪。
上述荫罩包括带有具有正交的短轴和长轴的大致矩形的有效面的荫罩主体；和在上述有效面上形成的多个电子束通过孔。各个电子束通过孔由击穿在上述有效面的一个表面上开口的大孔和在另一表面上开口的小孔的连通孔形成，沿着上述有效面的至少中心部上设置的电子束通过孔的上述大孔和上述小孔的长轴的剖面的结合部位于上述荫罩主体的厚度方向的中心部上。沿着上述有效面的周边上设置的电子束通过孔的上述大孔和小孔的长轴的剖面的结合部比上述有效面的中心部上设置的电子束通过孔的结合部更靠近上述有效面的一个表面侧布置，并且上述大孔相对小孔在上述长轴方向上偏开。
根据上述结构的荫罩和彩色阴极射线管，与原来的荫罩相同板厚的情况下，形成电子束通过孔时的蚀刻中，可减少荫罩的蚀刻量。由此，蚀刻后的荫罩的体积增大，可提高罩强度。
本发明的另外的目的和优点在后面的说明中提出，并且从说明看局部是明显的，也可通过实践本发明来获知。本发明的目的和优点尤其可通过后面给出的设备和组合来实现和获得。
附图简述组合来并构成说明书的一部分的附图表示出本发明的当前优选实施例，并且与上面给出的一般性说明和下面给出的对优选实施例的详细说明一起来解释本发明的原理。
图1是本发明的实施例涉及的彩色阴极射线管的剖面图；图2是表示上述彩色阴极射线管的荫罩的平面图；图3是上述荫罩沿着图2的线III-III的剖面图；图4A是放大表示上述荫罩的中心部的电子束通过孔的剖面图；图4B是放大表示上述荫罩的周边部的电子束通过孔的剖面图；图5A是模式表示上述荫罩的中心部的电子束通过孔的蚀刻状态的图；图5B是模式表示上述荫罩的周边部的电子束通过孔的蚀刻状态的图；图6是表示上述荫罩的电子束通过孔的结合部位置与蚀刻量的关系的特性图；图7是表示上述荫罩的电子束通过孔和结合部的位置关系的图。
本发明的具体说明下面参考附图详细说明本发明的实施例的彩色阴极射线管。
如图1所示，彩色阴极射线管具有外围器，该外围器包括大致矩形的面板11、与该面板11一体结合的漏斗12。面板11的内面上形成具有按兰、绿、红发光的3色荧光层的荧光屏13。
作为这种荧光屏13，使用具有使用照相印刷法在光吸收层的间隙部分中埋入的点状或条状的3色荧光层的黑矩阵形状或黑条带形状的荧光屏。
面板11内对着该荧光屏13配置应诉进行颜色选择的荫罩15。该荫罩15具有形成后述的多个电子束通过孔的荫罩主体23和支持荫罩主体的周缘部的荫罩框16。并且荫罩15通过将在荫罩框16上设置的多个弹性支持件18分别紧固于在面板11的内侧面上突出设置的套销17上来安装在面板11的内侧。荫罩框16上还安装磁屏蔽板19。荫罩主体23用例如低膨胀率部件的板厚0.22mm的不胀刚材料(Fe-Ni合金)形成。
漏斗12的颈部20内配置在水平方向上排成一列的发射电子束14B、14G、14R的直列型电子枪21。彩色阴极射线管中，从电子枪21发射的3个电子束14B、14G、14R由漏斗12的外侧安装的偏转线圈22产生的磁场偏转，经荫罩15在水平、垂直方向上扫描荧光屏13，从而在荧光屏13上显示彩色图像。
偏转线圈22使用自会聚方式的偏转线圈。该偏转线圈形成在水平偏转线圈中产生的水平偏转磁场为销钉垫(pin cushion)形状、在垂直偏转线圈中产生的垂直偏转磁场为桶形状的不均匀的磁场，自会聚3个电子束14B、14G、14R。
接着，详细说明荫罩15。如图1到图3所示，荫罩15具有荫罩主体23，该主体23具有与荧光屏13相对的大致矩形的有效面A，有效面A中形成多个电子束通过孔24，用于选择从电子枪21发射并入射到荧光屏13的电子束14B、14G、14R。
荫罩主体23的有效面A具有与管轴Z正交的长轴X和与管轴和长轴正交的短轴Y。并且，电子束通过孔24形成为以有效面A的长轴X方向为宽方向的大致矩形形状。电子束通过孔24分别形成包含在有效面A的短轴Y方向上经桥25例如以0.6mm的排列间距排列成直线状的多个电子束通过孔的多个通过孔列，这些通过孔列在长轴X方向上以规定的排列间距排列多列。例如，电子束通过孔列在长轴X方向的排列间距在短轴Y附近为0.75mm、在长轴方向周边为0.82mm，按随着从短轴靠近长轴方向周边排列间距增大的可变间距来排列。荫罩主体23弯曲周缘部而形成，具有裙部26，该裙部与荫罩框16熔接。
如图4A和4B所示，各电子束通过孔24由在底部彼此连通在荫罩主体23的荧光屏13侧的面上开口的矩形的大孔27和在与荫罩主体的电子枪21相对的面上开口的大致矩形的小孔28的连通孔形成。大孔27和小孔28分别由蚀刻形成这些大孔27和小孔28的结合部29的形状和开口直径确定了电子束通过孔24的形状和开口直径。
例如，大孔27形成为大致矩形的缝状，宽方向的开孔尺寸设定成在短轴Y上的大孔处为0.46mm、在长轴X方向的周边的大孔处为0.50mm。小孔28也形成为大致矩形的缝状，宽方向的开孔尺寸设定成在短轴Y上的小孔处为0.18mm、在长轴方向的周边的小孔处为0.20mm。
有效面A的中央部，特别是短轴Y上及其附近，如图4A所示，电子束通过孔24形成为大孔27的中心轴C1和小孔28的中心轴C2一致的同轴孔。各电子束通过孔24的结合部29位于荫罩主体23的板厚方向中央部，并且向着大孔27和小孔28的中心轴C1，C2突出。
有效面A内从短轴Y在长轴X方向上离开的短边附近，即有效面A的周边部分中，如图4B所示，各电子束通过孔24形成为大孔27的中心孔C1相对小孔28的中心孔C2在从有效面A的短轴Y远离开的方向上偏开的偏心孔。各电子束通过孔24的结合部29在荫罩主体23的厚度方向上比中心更靠近电子枪侧的表面来布置。
例如，设计成电子束14以46°的偏转角度入射到长轴X方向周边的电子束通过孔24中时，构成长轴方向周边的电子束通过孔24的大孔27相对小孔28仅偏心0.06mm来形成。
根据如上构成的彩色阴极射线管，如下所述，提高荫罩15的机械强度，提高图像品质。
由于不增加该荫罩15的板厚而提高罩强度而得到与增大荫罩板厚时相同的效果可极大地减少荫罩主体的无用的蚀刻量，蚀刻后的荫罩主体的体积增大。尤其扁平管的情况下，罩强度低的有效面中心部的荫罩主体体积优先增大，则可提高荫罩15整体的罩强度。
通常，电子束通过孔24的有效直径由其最小直径部分确定，因此由大孔27和小孔28的结合部29支配。假定电子束通过孔24的有效直径相同时，电子束通过孔的结合部29设定在荫罩主体23的板厚方向的中心部，则荫罩主体23的体积可最大化。
换言之，通过蚀刻形成的电子束通过孔24内面的倾斜角共用时，大孔27和小孔28的结合部29位于荫罩15的板厚方向中心部，则以最少的蚀刻量来形成电子束通过孔，可使荫罩主体23的体积最大化。
荫罩主体23的体积最大就是意味着荫罩材质等效地厚。即，使用与原来相同的板厚的荫罩时，与使用更厚的荫罩等效，可实现罩强度提高。
图5A和5B中，网状阴影部分表示形成电子束通过孔24时的蚀刻部分30、31。如图5A所示，结合部29设定在荫罩主体23的板厚方向中央部的情况下，蚀刻部分30、31从结合部29向荫罩主体23的两面侧均匀地被蚀刻。如图5B所示，结合部29在靠近荫罩主体23的任一表面布置时，一方的蚀刻部分30实现大面积。
结合部29的位置与荫罩主体23的蚀刻量的关系表示于图6中。图6中，横轴表示用荫罩主体的板厚规范化从荫罩主体23的表面到结合部29的距离的数值，纵轴表示蚀刻量。这里，结合部29的位置为0.5时，表示结合部在荫罩主体23的板厚方向中心，在为0或1时，表示结合部位于荫罩主体的电子枪侧表面或荧光屏侧表面上。
并且，从图6可知，结合部29为0.5的位置，即位于荫罩主体23的板厚方向的中心时，荫罩主体的蚀刻量最少，荫罩主体的体积最大。相反，结合部29靠近荫罩主体的任一表面，蚀刻量增大，荫罩主体的体积减少。
这样，在荫罩主体23的有效面A中心部分中，将电子束通过孔24的大孔27和小孔28的结合部29设定在荫罩主体的板厚方向的中心附近，使得形成电子束通过孔需要的蚀刻量可最小化。因此，蚀刻后的荫罩主体23的体积最大，提高罩强度。
有效面A的周边部分上设置的电子束通过孔24的结合部29也配置在荫罩主体23的板厚方向中心部，使得荫罩周边部分的罩强度也可提高。但是，如上所述，荫罩主体23的周边部分通过裙部26和荫罩框16熔接可具有更高强度。因此，荫罩周边部分也未必需要将结合部29设置在荫罩主体的板厚方向中心部。
相反，荫罩主体23周边部的罩强度过高时，与有效面A的中心部分有强度失衡，其结果有效面A中心部分的强度相对弱，结果，增大荫罩变形量。
为防止这样的荫罩主体23的强度失衡恶化，如图7所示，在有效面A的中心部分将电子束通过孔24的结合部29作为荫罩主体23的板厚方向中心部分，在荫罩主体的短边侧附近，即有效面A的周边部分，比有效面A的中心部分的电子束通过孔的结合部29接近表面侧。从强度平衡和电子束14的入射角的角度看，将电子束通过孔24的结合部29设定成比荫罩主体的板厚方向中心部靠近电子枪21侧的表面。
这里，板厚方向中心部在荫罩主体23的板厚为1、板厚方向中心为0.5时，表示0.5±1/6的范围。以从荫罩主体23的短轴Y到有效面A的短边的长度为L时，至少位于从短轴Y到2L/3的区域中的电子束通过孔24为其结合部29设置在上述的板厚方向中心部为好。
通过设定成这样的平衡，有效面A中心部分和周边部分的强度差减小，罩强度最低的中心部分的变形量减少。此时，荫罩主体23的周边部分中，电子束通过孔24的小孔28侧与大孔27侧的孔位置偏离，因此有即使在同一孔内在荫罩主体中心侧和周边侧其结合部29的位置也不同的情况。此时，同一孔内的两侧上布置的结合部的平均位置可控制。
从以上可知，电子束通过孔形成时，荫罩主体23的蚀刻量可最小化，可增大实际的荫罩主体的体积。该荫罩主体的体积增大视为与荫罩主体的板厚增大等效，结果，可提高荫罩强度。可使荫罩主体23的中心部和周边部的机械强度良好平衡。因此，抑制荫罩的变形和振动，得到图像品质提高的彩色阴极射线管。
本领域技术人员容易发现其他优点和可作修改。因此，本发明在其广义方面不限于特定细节和所示的代表性实施例以及这里的说明。因此，在不背离后附权利要求及其等价物所限定的一般性的发明概念的精神和范围的情况下，可进行各种改进。
例如，对于带有小孔的开口直径可比大孔和小孔的结合部小的电子束通过孔的荫罩，各电子束通过孔在荫罩主体的板厚内具有向电子束通过孔的中心方向突出的结合部，因此可采用本发明。以该结合部为基准，则可得到与上述实施例同样的效果。
上述实施例中，就结合部的位置随着从有效面A的中心部离开而朝向长轴方向周边部，平缓地从荫罩主体的板厚方向中心附近靠近荫罩主体的表面侧的结构作了说明，但也可以是通过将荫罩主体划分到规定区域来蚀刻，在长轴方向上分阶段地改变结合部的形成位置的结构。
权利要求
1.一种荫罩，具有荫罩主体，该荫罩主体带有具有正交的短轴和长轴的大致矩形的有效面；在上述有效面上形成的多个电子束通过孔，各个电子束通过孔由击穿在上述有效面的一个表面上开口的大孔和在另一表面上开口的小孔的连通孔形成，沿着上述有效面的至少中心部上设置的电子束通过孔的上述大孔和上述小孔的长轴的剖面的结合部位于上述荫罩主体的厚度方向的中心部上，沿着上述有效面的周边上设置的电子束通过孔的上述大孔和小孔的长轴的剖面的结合部比上述有效面的中心部上设置的电子束通过孔的结合部更靠近上述有效面的一个表面侧布置，并且上述大孔相对小孔在上述长轴方向上偏开。
2.根据权利要求1所述的荫罩，其中上述荫罩主体的厚度为1时，上述有效面的至少中心部上设置的电子束通过孔的上述大孔和小孔的结合部位于上述荫罩主体的厚度方向上0.5±1/6的范围内。
3.根据权利要求2所述的荫罩，其中从上述有效面的上述短轴到长轴方向端的长度为L时，上述有效面的短轴和从该短轴开始在长轴方向上离开2L/3的位置之间的区域中设置的电子束通过孔的上述结合部在上述荫罩主体的厚度方向上0.5±1/6的范围内，从上述有效面的上述短轴开始在长轴方向上离开2L/3以上的位置的区域中设置的电子束通过孔的上述结合部在上述荫罩主体的厚度方向上0.5±1/6的范围内。
4.一种彩色阴极射线管，包括备有在内面上设置的荧光屏的大致矩形的矩形面板的外围器；面对上述荧光屏设置的荫罩；和经上述荫罩向上述荧光屏发射电子束的电子枪，上述荫罩包括带有具有正交的短轴和长轴的大致矩形的有效面的荫罩主体；和在上述有效面上形成的多个电子束通过孔，各个电子束通过孔由击穿在上述有效面的一个表面上开口的大孔和在另一表面上开口的小孔的连通孔形成，沿着上述有效面的至少中心部上设置的电子束通过孔的上述大孔和上述小孔的长轴的剖面的结合部位于上述荫罩主体的厚度方向的中心部上，沿着上述有效面的周边上设置的电子束通过孔的上述大孔和小孔的长轴的剖面的结合部比上述有效面的中心部上设置的电子束通过孔的结合部更靠近上述有效面的一个表面侧布置，并且上述大孔相对小孔在上述长轴方向上偏开。
5.根据权利要求4所述的彩色阴极射线管，其中上述荫罩主体的厚度为1时，上述有效面的至少中心部上设置的电子束通过孔的上述大孔和小孔的结合部位于上述荫罩主体的厚度方向上0.5±1/6的范围内。
6.根据权利要求5所述的彩色阴极射线管，其中从上述有效面的上述短轴到长轴方向端的长度为L时，上述有效面的短轴和从该短轴开始在长轴方向上离开2L/3的位置之间的区域中设置的电子束通过孔的上述结合部在上述荫罩主体的厚度方向上0.5±1/6的范围内，从上述有效面的上述短轴开始在长轴方向上离开2L/3以上的位置的区域中设置的电子束通过孔的上述结合部在上述荫罩主体的厚度方向上0.5±1/6的范围内。
全文摘要
面对荧光屏设置的荫罩具有荫罩主体23,该荫罩主体23带有具有正交的短轴和长轴的大致矩形的有效面。有效面上形成的多个电子束通过孔24的每一个由击穿在有效面的一个表面上开口的大孔27和在另一表面上开口的小孔28的连通孔形成。有效面的至少中心部上设置的电子束通过孔的大孔和小孔的结合部29位于荫罩主体的厚度方向的中心部上。有效面的周边上设置的电子束通过孔的大孔和小孔的结合部比荫罩主体的厚度方向的中心部更靠近有效面的一个表面侧布置,并且大孔相对小孔在长轴方向上偏开。
文档编号H01J29/07GK1373493SQ0114546
公开日2002年10月9日 申请日期2001年12月28日 优先权日2000年12月28日
发明者高桥亨, 井上雅及 申请人:株式会社东芝