专利名称：彩色阴极射线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及阴罩型彩色阴极射线管，更具体的是涉及可以降低诸如穹隆(doming)之类的热变形、增强构成选色电极的阴罩的硬度的高可靠性彩色阴极射线管。
背景技术：
对于当前被用作信息设备的监视器器件或彩色电视接收机显示器装置的彩色阴极射线管，使构成图像显示屏幕的面板变平的平面化(flat facing)技术迅速得到普及。特别地，当采用使有孔表面在水平方向和垂直方向发生弯曲的模压成形阴罩(模压罩)时，这种平面彩色阴极射线管(平面管)的面板具有基本平坦的外部表面和曲率显著大于外部表面曲率的内部表面。
在设计这种平面管时需要完成的一个技术任务是增强阴罩的强度。尽管阴罩的构成方式使得阴罩的曲率接近面板内部表面的曲率，但与内部和外部表面均产生弯曲的圆面管相比，平面管具有较小的面板内部表面曲率，因此平面管的阴罩的曲率也必须较小。
因此，在工作电子束的撞击引起的阴罩温度上升所产生的所谓穹隆现象导致阴罩有孔区域发生部分热变形或整个阴罩发生热变形的情况下，难以使阴罩保持强度。消除这种热变形也是一项艰巨的任务。另外，在阴罩曲率较小(即曲率半径较大)的情况下，如果在制造、运输或使用彩色阴极射线管时阴罩受到跌落、震动等等的影响，则难以使阴罩保持物理强度。
为了防止阴罩热膨胀导致的图像色彩混浊(color slurring)并增强阴罩强度，现有技术通常采用以下手段。
(1)在阴罩基部的电子束发射侧(电子枪侧)形成具有高电子反射能力的重金属层或由所述重金属组成的复合层(例如，日本公布专利公开说明书54814/1993，日本公布专利公开说明书68789/1994，日本公布专利公开说明书34941/1994，日本公布专利公开说明书14519/1995等)。
(2)在阴罩基体的电子束发射侧形成由钽(Ta)、铋(Bi)组成、含有硅酸乙酯(ethyl silicate)等等的复合层(例如，日本公布专利公开说明书182985/1995，日本公布专利公开说明书182986/1995，日本公布专利公开说明书254373/1994等)。
(3)在阴罩基体的电子束发射侧形成由原子量等于或大于40的元素组成的溶胶态金属氧化层(日本公布专利公开说明书40048/1999)。
然而，尽管上述传统手段试图通过反射电子束以抑制阴罩温度上升的方式防止出现穹隆，但电子束的发射导致X射线发射的提高，因此电子束反射能力和防穹隆能力彼此矛盾，使得难以充分保证阴罩自身的硬度。
另外，由于仅在阴罩一侧形成所述的反射层，防热变形能力取决于反射层的厚度。当提高反射层的厚度以增强电子束反射效果时，反射层会发生脱落，或者前表面和后表面之间的硬度和热膨胀系数差异会增大。另外，当减少反射层的厚度以减轻脱落时，防热变形能力下降。
另外，如果提高电子束反射层的厚度，在使用阴罩的荧光屏见光时阴罩电子束过孔的内壁等等上面的光反射也相应提高，从而提出新的任务，该任务具有形成高清晰度荧光屏的难度。
发明内容
通过完成使阴罩变平所提出的任务，本发明可以提供具有能够达到高清晰度的阴罩的平面型彩色阴极射线管。
本发明的典型构造是，在为彩色阴极射线管配置的阴罩的金属基体表面上形成大量微孔或微型不规则体(micro irregularity)，并且提供渗入这些微孔或微型不规则体基底、覆盖金属基体的表面薄膜。
图1是用于说明本发明的彩色阴极射线管的第一实施例、关于构成阴罩结构的阴罩的必要部件的示意剖视图。
图2是用于说明本发明的彩色阴极射线管的第二实施例、关于介于构成阴罩结构的阴罩框和阴罩之间的安装部分的必要部件的示意剖视图。
图3是示出本发明的彩色阴极射线管阴罩结构的整体构造的透视图。
图4A，图4B，图4C，图5D，图5E和图5F是说明阴罩制造方法的一个例子的步骤示意图，所述阴罩构成在本发明的彩色阴极射线管内使用的阴罩结构，其中图5D是接在图4C的步骤示意图之后的步骤示意图。
图6A是说明传统阴罩的示意图，图6B是说明具有较大内部表面曲率的平面板的示意图，图6C是说明在阴罩与面板组合在一起时从面板上实际观察到的图像的示意图。
图7A是示出按照圆柱形状形成的阴罩的示意图，图7B是说明平面板的示意图，所述平面板的内部表面仅在水平方向上具有曲率，图7C是说明在阴罩与面板组合在一起时从面板上实际观察到的图像的示意图。
图8A是示出使用本实施例的阴罩材料形成的阴罩的示意图，图8B是说明平面板的示意图，所述平面板具有较小的内部表面曲率，图8C是说明在阴罩与面板组合在一起时从面板上实际观察到的图像的示意图。
图9是说明本发明的彩色阴极射线管整体构造的一个例子的示意剖视图。
图10是说明本发明的彩色阴极射线管整体构造的另一个例子的示意剖视图。
具体实施例方式
基于本发明的彩色阴极射线管的各种构造中的典型构造如下所述。
(1)彩色阴极射线管包含真空包和阴罩结构，所述真空包包括面板，颈部和斗部，其中在面板的内部表面上涂敷具有多种色彩的荧光体，所述颈部接纳电子枪，而所述斗部连接面板和颈部，所述阴罩结构的位置接近面板内部表面上涂敷的荧光体并且具有大量用于色彩选择的电子束过孔。
阴罩结构包含阴罩和阴罩框，所述阴罩配有外裙部分，所述外裙部分位于形成电子束过孔的有孔区域的外围，所述阴罩框由装配在外裙部分上的金属框构成，并且所述阴罩具有金属基体和表面薄膜，所述金属基体在其表面上具有大量微孔或微型不规则体，所述表面薄膜渗入微孔或微型不规则体，并且还覆盖金属基体。
(2)在构造(1)中，阴罩框包含金属框体和表面薄膜，所述金属框体在其表面上具有大量微孔或微型不规则体，所述表面薄膜渗入微孔或微型不规则体并且覆盖金属框体。
(3)在构造(1)或(2)中，表面薄膜的主要构成材料是陶瓷。
(4)在构造(3)中，表面薄膜包含硅、锆、钛、铟和钐中任何一种的氧化物或这些氧化物的混合物，并且以此为主要成分。
(5)在构造(3)中，表面薄膜包含钛、铁和铬中任何一种的氮化物或这些氮化物的混合物，并且以此为主要成分。
(6)在构造(4)或(5)中，碳化硅、石墨和碳中的任何一种或这些成分的混合物被混入所述主要成分。
(7)在构造(1)到(6)中的任何一种构造中，在阴罩内形成的用于色彩选择的电子束过孔按点阵排列。
(8)在构造(1)到(6)中的任何一种构造中，在阴罩内形成的用于色彩选择的电子束过孔按着沿一个方向连续延伸的珠串形排列。
(9)在构造(1)到(6)中的任何一种构造中，在阴罩内形成的用于色彩选择的电子束过孔按槽形排列，所述槽形具有沿一个方向延伸的主轴。
在上述各个构造中，通过任意改变阴罩金属基体的材料和厚度、阴罩框金属框体的材料和厚度、平面方向上的尺寸/厚度方向上的深度/这些表面上形成的微孔或微型不规则体的分布、渗透表面薄膜的材料成分和薄膜厚度，可以形成具有适当强度，适当热变形抵抗力和对应于阴罩尺寸、阴罩曲率度数、电子束过孔倾斜度等等的适当部分或整体穹隆校正特性的阴罩结构。
通过这种方式，根据本发明的上述典型构造，可以增强阴罩结构的强度，因此可以校正热变形造成的部分或整体穹隆，从而可以得到具有高清晰度的平面型彩色阴极射线管。此外，可以省略阴罩或阴罩框的防锈处理，或用于抑制电子束反射的表面处理，即所谓的黑化(blackening)处理，因而可以简化制造步骤。
显然，本发明不仅限于上述各个构造和此后结合实施例说明的结构，在不偏离本发明的技术概念的前提下，可以作出各种修改。
下面结合描述本发明实施例的附图详细说明这些实施例。
图1是用于说明本发明的彩色阴极射线管的第一实施例、关于构成阴罩结构的阴罩的必要部件的示意剖视图，图2是用于说明本发明的彩色阴极射线管的第二实施例、关于介于构成阴罩结构的阴罩框和阴罩之间的安装部分的必要部件的示意剖视图。
此外，图3是示出本发明的彩色阴极射线管阴罩结构的整体构造的透视图。这里，图1是沿着图3的A-A切线得到的、关于阴罩的必要部件的剖视图，图2是沿着图3的B-B切线得到的、关于阴罩和阴罩框的必要部件的剖视图。
如图3所示，阴罩结构5包含阴罩6和阴罩框7，阴罩6配有外裙部分61，外裙部分61环绕在有孔区域AR的外围，并且在有孔区域AR中形成电子束过孔60，而阴罩框7由装配在外裙部分61上的金属框体构成。通常，阴罩框7在管轴方向具有L-形剖面。在对应于面板的内部表面曲率的弯曲表面上形成具有大量电子束过孔60的有孔区域AR，所述电子束过孔60构成阴罩6的主要部分，所述面板将在以后说明。
接着，通过焊接等手段固定外裙部分(外围部分)61，从而构成阴罩结构5，其中通过沿与管轴方向基本平行的方向弯曲阴罩6的外围来形成所述外裙部分。这里，在阴罩框7上装配悬置簧片8以便将阴罩框7装配到柱螺栓销上，其中以直立方式在面板内壁上形成所述柱螺栓销(稍后结合图9等等说明该构造)。
图1中的附图标记62表示构成阴罩6的阴罩基体(金属基体)。这里，阴罩基体62由铝脱氧钢(aluminum killed steel)组成(简称为″AK钢″)。在阴罩基体62的前表面和后表面形成微孔或微型不规则体63，所述微孔或微型不规则体63具有接近0.01μm-0.5μm的开口直径，并且沿阴罩基体62的厚度方向挖入阴罩基体62。包含电子束过孔60的内壁的整个前表面和后表面被覆盖上表面薄膜64。表面薄膜64的各个部分渗入微孔或微型不规则体63，从而与阴罩基体62一起构成整体结构。
在有孔区域AR内形成大量电子束过孔60。如图1所示，电子束过孔60包含在荧光屏一侧开口的大直径部分60A和在电子枪一侧开口的小直径部分60B，其中大直径部分60A和小直径部分60B之间的连接部分限定了电子束过孔的直径。
此外如图2所示，还在阴罩6的外裙部分61内形成与有孔区域AR内的微孔或微型不规则体类似的微孔或微型不规则体63，并且外裙部分61被覆盖上表面薄膜64，使得表面薄膜64渗入微孔或微型不规则体63。因此，阴罩6具有夹层结构，因而与由单独薄片构成的传统阴罩相比，大大增强了整体强度，其中所述夹层结构包括阴罩基体62和在阴罩基体62的前表面和后表面形成的表面薄膜64。
类似地，对于阴罩框7，在金属框体71中形成类似于微孔或微型不规则体63的微孔或微型不规则体72，并且金属框体71被覆盖上表面薄膜73，使得表面薄膜73渗入微孔或微型不规则体72。因此，阴罩框7也具有夹层结构，因而与由单独薄片构成的传统阴罩框相比，大大增强了整体强度，其中所述夹层结构包括金属框体71和在金属框体71的前表面和后表面形成的表面薄膜64。
由于该实施例的这种构造，可以抑制电子束发射造成的热变形(阴罩的部分或整体穹隆)，使得能够得到具有高清晰度的平面型彩色阴极射线管。这里，部分穹隆是这样一种现象，即象在进行窗口显示时那样，由于局部发射电子束，对应于这种发射的一部分阴罩6产生的热膨胀高于其它部分，因此该部分被弯曲成穹隆形状。另一方面，整体穹隆是这样一种现象，即由于向整个表面发射电子束，整个阴罩被弯曲成穹隆形状。
在上述实施例中，在构成阴罩结构5的阴罩6和阴罩框7内形成微孔或微型不规则体63、72和表面薄膜64、73。然而，可以仅在阴罩6的基体62上形成上述微孔或微型不规则体63和表面薄膜64，并且阴罩框7可以由传统阴罩框构成。
下面说明制造本发明的彩色阴极射线管内使用的阴罩结构5的方法的例子。这里，举例说明构成阴罩结构5的阴罩6的制造。
图4A，图4B，图4C，图5D，图5E和图5F是说明阴罩6的制造方法例子的步骤示意图，所述阴罩6构成在本发明的彩色阴极射线管内使用的阴罩结构5，其中图5D是接在图4C的步骤示意图之后的步骤示意图。
首先，以0.01-0.2μm的细小微粒的形式在光致抗蚀剂内散布几乎不溶于水并且具有高蒸汽压力的固体萘，以便在阴罩6内形成电子束过孔60。聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)和重铬酸铵(ammonium dichromate)被用作光致抗蚀剂的主要成分，其中固体萘相对于光致抗蚀剂的固体数量(solid amount)的浓度被设置成30％。
以常见方式将这种散布有萘的光致抗蚀剂涂敷在阴罩基体62(模压成形之前的片体)的两个表面上，并且使之变干。结果如图4A所示，在阴罩基体62的表面上形成混合有细小萘微粒66的光致抗蚀剂薄膜65。光致抗蚀剂薄膜65的薄膜厚度接近1.0μm。
具有光致抗蚀剂薄膜65的阴罩基体62被加热到150摄氏度以便蒸发萘。由于萘的蒸发，在光致抗蚀剂薄膜65中形成了0.01-0.5μm的开孔65P(图4B)。
接着如图4C所示，通过透光罩(exposure mask)67、68分别对阴罩6的前表面侧(荧光屏侧)和后表面侧(电子枪侧)进行曝光以形成电子束过孔。前表面侧透光罩67包含对应于电子束过孔60的大直径开孔部分60A的光屏蔽部分67S，后表面侧透光罩68包含对应于电子束过孔60的小直径部分60B的光屏蔽部分68S。
在曝光之后，清除非曝光部分上的光致抗蚀剂以便达到如图5D所示的状态，即具有开孔65P，开口65Q和65R的光致抗蚀剂65被涂敷在阴罩基体62上。如图5E的剖视图所示，通过对这种结构进行蚀刻处理，可以得到阴罩基体62，阴罩基体62包含微孔或微型不规则体63和具有开孔60A和开孔60B的开孔60。这里，开孔60′对应于电子束过孔60，开孔60A′对应于大直径部分60A，而开孔60B′对应于小直径部分60B。
与开孔65P的尺寸相对应，微孔或微型不规则体63的平面方向上的尺寸接近0.01-0.5μm，根据蚀刻处理时间控制微孔63的厚度方向上的深度，使得微孔63接近平坦表面的附近。根据指定的阴罩特性确定微孔63的深度，例如根据阴罩基体62的材料和厚度，屏幕对应尺寸等等。此外，由于开孔65P与电子束过孔60的开口65Q、65R相比具有较小的直径，蚀刻的进度较慢，因此限制了厚度方向上的深度。
其中形成对应于电子束过孔60的微孔63和开孔60′的阴罩基体62被浸入具有表格1示出的成分的液体内10-20秒。接着，在阴罩基体62干燥之后按照150摄氏度的温度将阴罩基体62加热10分钟。因此如图5F所示，可以得到渗入陶瓷的阴罩，其中表面薄膜64覆盖阴罩基体62的前表面和后表面，使得表面薄膜64渗入微孔63。表面薄膜64的厚度被设置成接近0.4μm。
表格1
在表格1中，乙氧基硅烷增强阴罩的硬度，同时还抑制阴罩6的热膨胀系数。氧化锆具有诱人的散热性质，并且也增强阴罩6的硬度。此外，掺锡氧化铟被用作向阴罩提供导电性的添加剂。
通过这种方式制造的阴罩6具有夹层结构，其中整体形成阴罩基体62和表面薄膜64以便整体增强阴罩6的强度。如上所述，在阴罩基体62中形成的微孔63的深度影响整个阴罩6的强度，因此配置的深度接近阴罩基体62的表面，并且被限制到根据阴罩6的整体强度所决定的深度。
按照常见方式对通过这种方式制造的阴罩6的板体进行退火处理、模压成形并接着焊接到阴罩框7上。此后，悬置簧片8被装配在阴罩框7的侧壁上，因而完成阴罩结构5的制造。
根据本发明，在制造阴罩6时不必进行传统的黑化处理。因此，黑化步骤变成不必要的步骤，同时可以消除黑化步骤中产生的阴罩6变形，在所述黑化步骤中处理温度被提高到600到700摄氏度。
因此根据该实施例，与由单板构成的传统阴罩相比，可以大大增强阴罩6的强度，并且可以校正热变形造成的部分或整体穹隆，从而可以得到具有高清晰度的平面型彩色阴极射线管。此外，可以省略阴罩6和阴罩框7的防锈表面处理，或抑制电子束反射的表面处理，即所谓的黑化处理，因而可以简化制造步骤。
表格2示出了在本发明的彩色阴极射线管的另一个实施例中使用的阴罩6的表面薄膜64的组成成分。图5E所示的阴罩基体62被浸入具有这种成分的液体中。该实施例也可以得到与上述实施例类似的有利效果。
表格2
表格3示出了在本发明的彩色阴极射线管的一个实施例中使用的阴罩6的表面薄膜64的组成成分。图5E所示的阴罩基体62被浸入具有这种成分的液体中。该实施例也可以得到与上述实施例类似的有利效果。
表3
为了提高与氧化物等等的亲合力，可以加入0.01-0.1％的γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(γ-glycidooxy propyltrimethoxysilane)(硅烷偶联剂)。
尽管在上述实施例中固体萘被用作几乎不溶于水并且具有高蒸汽压力的材料，但是也可以使用蒽醌、水杨酸、对苯二酚和其它具有高蒸汽压力并且便于蒸发的固态物质代替固体萘。
此外，尽管在上述实施例中铝脱氧钢被用作阴罩基体63的材料，但任何其它可以被用于阴罩6的材料，例如镍铁合金材料、U-镍铁合金材料等等也可以得到相同的有利效果。此外，显然本发明适用于通过层叠成一种分层结构而形成的包覆材料。
与传统阴罩(使用常见的AK钢形成的阴罩)的特性相对比，表格4示出了基于相应实施例的阴罩6(渗入陶瓷的阴罩)的若干特性。表格5中示出了使用这种阴罩的平面型彩色阴极射线管的特性。在表格5中，BU表示亮度的均匀度。
表格4
表格5
如表格4所示，基于实施例的阴罩6与常见阴罩相比可以降低热膨胀系数，并且硬度和杨氏模数大大提高。表格4示出了通过在阴罩基体的前表面和后表面上形成微孔或微型不规则体所占的体积为30％、薄膜厚度为0.4μm的表面薄膜所得到的数据。表格5中的A，B和C分别表示评估等级(极好，良好，可接受)。然而，通过将微孔或微型不规则体所占的体积提高到接近60％可以进一步提高特性值。
根据试验，通过将微孔或微型不规则体63所占的体积提高到上述水平，在不破坏脱落强度的情况下可以将阴罩6的曲率半径提高大约20％。也可以将平面型彩色阴极射线管的面板外围厚度减少20％，其中阴罩型屏幕的对角方向尺寸被设置成51cm。
结果，大大降低了成本，并且可以提高平坦感。此外，由于可以提高面板的内部表面的曲率半径，与使用现有技术的阴罩的情况相比，内部表面上的反射明显减少，因此防止内部表面上的反射的滤层变得不必要。于是可以减去在使用模压工艺形成外裙部分61之后在阴罩6背部形成的簧片，因而可以提高将阴罩6焊接到阴罩框7上的质量。
尽管单纯针对构成阴罩结构5的阴罩6说明了上述实施例，但是也可以对阴罩框7进行类似的处理。如图2所示，通过在阴罩框7的前表面和后表面上形成表面薄膜73，使得表面薄膜73的各个部分以和阴罩6相同的方式部分渗入微孔72，可以提高阴罩框7的硬度(强度)。
随着阴罩框7的硬度、阴极射线管的脱落强度、耐用性的增强，可以抑制在执行相应热处理步骤期间阴罩框7出现的变形。此外，由于纯度容限的增强，可以得到更加良好的白均匀性(white uniformity)。此外，通过向表格1至表格3示出的液体内混入具有较大原子量的金属或所述金属构成的复合物，改进了电子束的反射系数，从而防止了阴罩6温度的上升，因此增强了防穹隆效果。
根据本发明，可以设计出这样的彩色阴极射线管，即从阴罩强度方面考虑，所述彩色阴极射线管可以使通过现有技术不可能变平的区域变平。下面说明使用各种平面型阴罩的彩色阴极射线管的显示特性。
图6A，图6B和图6C是说明在本发明的阴罩和比较例子被合并到具有较大内部表面曲率的平面板上时，在面板上实际观察到的图像的示意图。图6A是说明传统阴罩的示意图，图6B是说明具有较大内部表面曲率的平面板的示意图，图6C是说明在阴罩被合并到面板上时从面板上实际观察到的图像的示意图。
关于具体数值的例子如下所述。图6A示出了阴罩的有孔区域，通过模压成在水平(长轴)方向具有1600mm的平均曲率半径Rx、在垂直(短轴)方向具有1300mm的平均曲率半径Ry的形状以形成所述阴罩。图6B示出了面板的有效屏幕区域，所述面板具有接近平坦的外部表面和曲率较大的内部表面。对于这个有效屏幕区域，角部在管轴方向上的厚度Tr被设置成显著大于中心部分在管轴方向上的厚度Tc(Tr＞＞Tc)。
在这种情况下，假定面板有效屏幕的角部(对角方向末端)和中心之间的壁厚差值(Tr-Tc)为对角楔入值(wedge amount)Wr，楔入值Wr和面板中心的壁厚Tc之间的比率Wr/Tc被设置成不小于1.2。对于图6C所示的通过模压形成的阴罩，阴罩的外形使得屏幕随着阴罩上的位置从面板中心偏移到面板外围而更加凹陷。于是，相对于观看方向，屏幕中心凸出，因而观察到具有少许平坦感的图像。
图7A，图7B和图7C是说明当按照圆柱表面形状形成的阴罩被装配到平面板上时，从面板上实际观察到的阴罩图像的示意图，其中所述平面板仅在水平方向上具有曲率。即，图7A是说明按照圆柱表面形状形成的阴罩的示意图，图7B是说明仅在其内部表面的水平方向上具有曲率的平面板的示意图，图7C是说明当阴罩被装配到面板上时从面板上实际观察到的阴罩图像的示意图。
关于具体数值的例子如下所述。图7A示出了阴罩的有孔区域(所谓珠串形选色电极)，所述有孔区域被构造成在水平(长轴)方向平均曲率半径Rx为2000mm、在垂直(短轴)方向上曲率半径Ry为无穷大值(∞)的形状。图7B示出了面板的有效屏幕区域，所述面板具有接近平坦的外部表面和仅在水平方向具有曲率的内部表面。对于这个有效屏幕区域，角部在管轴方向上的厚度Tr被设置成显著大于中心部分在管轴方向上的厚度Tc(Tr＞＞Tc)。在这种情况下，对角方向的楔入值Wr和面板中心处的壁厚Tc之间的比率Wr/Tc被设置成不小于1.0。
按照圆柱表面形状形成的阴罩构成所谓的张力罩(tension mask)，其中在如图7A所示的垂直方向上对张力罩施加张力。难以制造在张力施加方向上具有曲率的阴罩。因此，对应于阴罩的张力施加方向，面板的内部表面也具有接近无穷大的曲率半径。即面板的内部表面在垂直方向上基本呈线性。因此，如图7C所示，由于构成面板的玻璃材料的折射，所观察到的面板中心部分在垂直方向上被弯曲成凹面形状。
图8A，图8B和图8C是说明当阴罩被装配到具有小曲率内部表面的平面板上时，从面板上实际观察到的、使用本发明这个实施例的阴罩材料形成的阴罩的图像的示意图。即，图8A是说明使用这个实施例的阴罩材料形成的阴罩的示意图，图8B是说明具有小曲率内部表面的平面板的示意图，图8C是说明当阴罩被装配到面板上时从面板上实际观察到的阴罩图像的示意图。
关于具体数值的例子如下所述。图8A示出了阴罩的有孔区域，通过模压成在水平方向(长轴)具有5000mm的平均曲率半径Rx、在垂直方向(短轴)具有4000mm的平均曲率半径Ry的形状以形成所述阴罩。图8B示出了面板的有效屏幕区域，所述面板具有接近平坦的外部表面和曲率小于图6B示出的曲率的内部表面。对于这个有效屏幕区域，角部在管轴方向上的厚度Tr被设置成略微大于中心部分在管轴方向上的厚度Tc(Tr＞Tc)。
利用这个实施例的构造，可以设计出使阴罩在视觉上平坦的阴极射线管。即，这个实施例的阴罩具有较大的物理强度，因此阴罩本身具有减轻穹隆的功能。因此，通过模压可以将阴罩构造成基本平坦的形状，其中水平方向(长轴)上的平均曲率半径Rx和垂直方向(短轴)上的平均曲率半径Ry分别被设置成不小于3000mm。
因此可以减少图8B所示的面板角部的厚度Tr与中心部分的厚度Tc之间的差值(角部楔入值Wr)，使得角部的厚度Tr的光学距离LrTr和中心部分的厚度Tc的光学距离LcTc基本相等。因此如图8C所示，所观察到的图像也基本上平坦。在这种情况下，角部楔入值Wr和面板中心处的壁厚Tc之间的比率Wr/Tc被设置成不大于0.8。
此外，由于可以减少面板外围部分的厚度，图像可以方便地得到较高的亮度，使得能够增强整个屏幕上亮度的均匀度。此外，当这个实施例的阴罩材料被涂敷到图7A所示的张力罩上时，可以形成水平方向曲率半径得到提高的弯曲表面，因此也可以提高面板的内部表面在水平方向上的曲率半径。因此，按照与图8B示出的构造相同的方式，可以减少面板外围部分的厚度，使得能够增强显示器屏幕的亮度特性。
此外，对于图7A示出的张力罩，由于象沿一个方向延伸的珠串那样构造选色孔，可能存在这样的情况，即连接珠串形选色孔的珠串形栅格因受到冲击或其它影响而发生摇摆。因此，为了防止这种摇摆，在张力罩的弯曲表面外部沿长轴(X轴)安装细线。然而，在向张力罩涂敷这个实施例的渗入陶瓷的阴罩材料的情况下，由于这种渗入陶瓷的阴罩材料的材料强度大大高于传统镍铁合金材料的材料强度，所以不必装配这种专门防止摇摆的细线。
如上所述，可以将模压罩制造成基本平坦的形状，使得能够通过把面板的内部表面也制造成基本平坦的形状来实现适当的设计。因此，在不需要诸如内部表面过滤薄膜等等的防反射装置的情况下，可以减少图6B所示的面板的中心部分和外围部分之间的壁厚差值在面板的内部表面上导致的光反射。此外，由于通过将面板的内部表面制造成基本平坦的形状可以使面板的外围部分变薄，所以可以减轻面板的重量并且降低彩色阴极射线管的制造成本。
此外，对于使用在一个方向(通常为垂直方向)上施加张力的所谓张力罩的彩色阴极射线管，可以提高内部表面在与应用本发明的面板的一个方向垂直的方向(通常为水平方向)上的曲率半径，因此可以使面板外围部分的壁厚变薄，从而可以抑制面板内部表面的光反射，减轻面板的重量，并且降低彩色阴极射线管的制造成本。
此外，通过把图8A示出的实施例的模压罩而不是张力罩在短轴(Y轴)上的平均曲率半径Ry设置成不小于10000mm，这个实施例的模压罩可以被加在面板上，所述面板具有如图7B所示按照圆柱表面形状形成的内部表面，并且提高了其内部表面在长轴(X轴)方向上的曲率半径。
此外，这个实施例的阴罩由渗入陶瓷的板构成。这允许通过按照以下方式调节阴罩一侧表面和另一侧表面的物理特性来实现这样的设计，即同样能够适当校正阴罩弯曲表面的部分穹隆，例如窗口模式的显示造成的局部热变形的设计，所述方式是，调节被混入阴罩一侧表面和另一侧表面上的抗蚀剂的蒸发材料的量值，以改变微孔的尺寸和分布。
传统阴罩结构使用阴罩框上安装的悬置簧片校正电子束撞击导致的阴罩弯曲表面穹隆和环境温度上升导致的阴罩框热膨胀。在这个实施例中，由于阴罩框也采用渗入陶瓷的结构，所以可以抑制阴罩框本身的热变形。
因此可以通过省略悬置簧片的复杂设计使悬置簧片具有简单结构，从而能够增强整个阴罩结构的设计的耐受性。结果，可以提供具有高亮度和高清晰度、在通常不可能进行穹隆校正的高电流区域也可以工作的彩色阴极射线管。
图9是说明本发明的彩色阴极射线管整体构造的一个例子的示意剖视图。这种彩色阴极射线管包含真空包，所述真空包包括在其内部表面上涂敷具有多种色彩的荧光体的面板1，接纳电子枪11的颈部2和近似于斗形、连接面板1和颈部2的斗部3。
三色荧光体4被涂敷在面板1的内部表面上，而具有大量选色孔的阴罩6被安装在接近荧光体4的位置上。附图标记5表示阴罩结构。构成阴罩结构5的阴罩6包含上述渗入陶瓷的阴罩，并且通过焊接被固定到经过类似处理的阴罩框7或传统阴罩框上。
阴罩6被弯曲成在水平方向和垂直方向上具有较大的曲率半径。假定与阴罩6上近似矩形的有孔区域的短轴(Y轴图例中箭头Y的方向)垂直、穿过有孔区域的中心Om的轴为Z轴(管轴)，并且在Z轴方向上从有孔区域的中心Om到阴罩6的有孔区域内任意点(x，y)的下落数值(falling amount)为Zm，通常可以根据以下等式定义阴罩6的弯曲形状。
Zm＝A1x2+A2x4+A3v2+A4v4+A5x2y2+A6x2y4+A7X4y2+A8x4y4(A1到A8系数)接着，通过确定等式中的系数A1到A8可以得到期望的弯曲形状。尽管这里以阴罩6为例定义上述弯曲形状，但也可以通过相同的方式定义面板1的有效屏幕区域的弯曲形状。
通过上述定义等式描述的弯曲表面在许多情况下是非球面形状，因此在弯曲表面的不同位置上有不同的曲率半径。因此，通过将这种曲率假定成图8A所示的平均曲率半径，可以使用以下等式定义阴罩的曲率(曲率半径)。
Ry＝(Zv2+V2)/2Zv其中Ry表示有孔区域的短轴(Y轴)上的平均曲率半径(mm)，V表示在与Z轴垂直的方向上从有孔区域的中心Om到Y轴上的末端部分的距离(mm)，Zv表示在Z轴方向上从有孔区域的中心Om到Y轴上的末端部分的下落数值(mm)。尽管这里的例子在阴罩的有孔区域的短轴上定义上述平均曲率半径，但也可以按照相同的方式在长轴(X轴)或对角线上定义平均曲率半径。此外，可以按照相同方式针对面板1的有效屏幕区域定义平均曲率半径。
磁护罩10被固定到阴罩框7的电子枪一侧，阴罩框7被柱螺栓销9悬置并抓持住，其中以凸出方式通过悬置簧片8将柱螺栓销9装配在面板1的外裙部分的内壁上。偏转磁轭13被装配在斗部3的颈侧外部，并且在水平方向和垂直方向(图例中箭头Y的方向)上偏转从电子枪11发射的三种电子束B，以便在荧光屏4上形成图像。在图例中，附图标记12表示用于纯度校正、聚焦校正等等的磁校正器件，附图标记14表示防爆带。
利用具有这种构造的彩色阴极射线管，可以得到具有高亮度和高清晰度、能够抑制阴罩弯曲表面的穹隆导致的色彩混浊的彩色图像显示器。
图10是说明本发明的彩色阴极射线管整体构造的另一个实施例的示意剖视图。在该图例中，与图9中使用的附图标记相同的附图标记对应于相同的功能部件。这种彩色阴极射线管包含真空包，所述真空包包括具有涂敷了多种色彩的荧光体的内部表面的面板1，接纳电子枪11的颈部2和近似于斗形、连接面板1和颈部2的斗部3。然而在这个实施例中，面板1的内部表面在水平方向上具有较大的曲率半径，并且在垂直方向(图例中箭头Y的方向)上具有无穷大的曲率半径。
构成被安装在彩色阴极射线管上的选色电极的阴罩6在水平方向上具有较大的曲率半径，并且在垂直方向上具有显著大于水平方向上的曲率半径或无穷大的曲率半径。阴罩6被固定到阴罩框7上，并且被施加张力。然而阴罩6能够以这样的状态被固定到阴罩框7上，即在没有被施加张力的情况下阴罩6依靠自身保持其形状。
即使在阴罩6能够以这样的状态被固定到阴罩框7上，即在没有被施加张力的情况下阴罩6依靠自身保持其形状，也可以通过阴罩的热变形校正功能校正部分热变形和穹隆，并且也可以降低色彩混浊等等，从而可以得到具有高亮度和高清晰度的彩色图像显示器。
如上所述，根据本发明的典型构造，通过将包含陶瓷的阴罩用作构成选色电极的阴罩，与使用由镍铁合金材料构成的单独薄片的现有技术相比，本发明的阴罩不需要黑化处理。因此可以简化制造步骤。此外，可以大大提高阴罩的强度，因此可以减少部分热变形和穹隆的出现，从而可以提供具有高亮度和高清晰度、保证薄面板的安全性的彩色阴极射线管。
权利要求
1.彩色阴极射线管，包括真空包和阴罩结构，所述真空包包含面板，颈部和斗部，其中面板具有在其内部表面上涂敷、具有多种色彩的荧光体，所述颈部接纳电子枪，而所述斗部连接面板和颈部，所述阴罩结构的位置接近面板内部表面上涂敷的荧光体并且具有大量用于色彩选择的电子束过孔，其中阴罩结构包含阴罩和阴罩框，所述阴罩在有孔区域的外围配有外裙部分，在所述有孔区域中形成电子束过孔，所述阴罩框由被装配在外裙部分上的金属框构成，并且阴罩具有金属基体和表面薄膜，所述金属基体在其表面上具有大量微孔或微型不规则体，而所述表面薄膜渗入微孔或微型不规则体并且还覆盖金属基体。
2.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其中表面薄膜的主要构成材料是陶瓷。
3.如权利要求2所述的彩色阴极射线管，其中表面薄膜包含硅、锆、钛、铟和钐中任何一种的氧化物或这些氧化物的混合物，并且以此为主要成分。
4.如权利要求2所述的彩色阴极射线管，其中表面薄膜包含钛、铁和铬中任何一种的氮化物或这些氮化物的混合物，并且以此为主要成分。
5.如权利要求3所述的彩色阴极射线管，其中碳化硅、石墨和碳中的任何一种或这些成分的混合物被混入所述主要成分中。
6.如权利要求4所述的彩色阴极射线管，其中碳化硅、石墨和碳中的任何一种或这些成分的混合物被混入所述主要成分中。
7.彩色阴极射线管，包括真空包和阴罩结构，所述真空包包含面板，颈部和斗部，其中面板具有在其内部表面上涂敷、具有多种色彩的荧光体，所述颈部接纳电子枪，而所述斗部连接面板和颈部，所述阴罩结构的位置接近面板内部表面上涂敷的荧光体并且具有大量用于色彩选择的电子束过孔，其中阴罩结构包含阴罩和阴罩框，所述阴罩在有孔区域的外围配有外裙部分，在所述有孔区域中形成电子束过孔，所述阴罩框由被装配在外裙部分上的金属框构成，并且阴罩框具有金属框体和表面薄膜，所述金属框体在其表面上具有大量微孔或微型不规则体，而所述表面薄膜渗入微孔或微型不规则体并且还覆盖金属框体。
8.如权利要求7所述的彩色阴极射线管，其中表面薄膜的主要构成材料是陶瓷。
全文摘要
在为彩色阴极射线管配置的阴罩的金属基体表面上形成大量微孔或微型不规则体，并且形成表面薄膜，使得表面薄膜渗入这些微孔或微型不规则体基底并且覆盖金属基体。由于这种构造，可以实现具有大曲率半径模压罩、可以降低诸如穹隆的热变形的彩色阴极射线管。
文档编号H01J29/07GK1407586SQ0214193
公开日2003年4月2日 申请日期2002年8月27日 优先权日2001年8月28日
发明者西泽昌紘, 谷口真纪, 松馆法治 申请人:株式会社日立制作所