专利名称：彩色阴极射线管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有荫罩的彩色阴极射线管及其制造的方法。
背景技术：
一般来说，一个彩色阴极射线管包括一个外壳，该外壳还具有一个玻屏，以及一个设置在外壳内的基本上矩形的荫罩。荧光屏形成在该玻屏的内表面上。荫罩相对于荧光屏。在面对着荧光屏的荫罩有效表面内以一个给定的矩形形成大量孔隙，以作为电子束通过的孔隙来使用。荫罩用作为屏蔽三束电子束，该电子束是由一个电子枪通过孔隙发射出的，并且将这些电子束着落于构成荧光屏的三层彩色荧光层。
最近，平面管正成为流行的彩色射线管，它能够减小外来光线的发射和图像的失真，以提高视觉效果。一种平面管的平面外表面是基本上平的，所具有曲率半径等于或大于10,000mm。一般来说，荫罩所面对荧光屏的有效表面的形状相对应于玻屏的内表面形状。因此，平面管的荫罩也基本上是平的，其具有的曲率小于常规彩色阴极射线管的曲率。
然而，使用小曲率的荫罩会产生以下几个问题。
一般来说，荫罩是由厚度大约为0.22至0.25mm的金属薄片制成。如果它的有效表面的曲率是小的，则采用如此薄的金属薄片所制成的大屏幕使用的荫罩往往会由于它的自身重量或外力而变形，使得它难以保持该曲面的荫罩表面。于是，如果有效表面的曲率减小，则保持力(下文称之为曲面荫罩表面强度)就降低。特别是，曲面荫罩表面强度在接近于有效表面的中心或者屏幕的中心是最低的。
如果曲面荫罩表面强度降低，则在制造或搬运过程中一个非常小的外力都会使荫罩有效表面产生不可表面的变形。如果荫罩发生了变形，则在荫罩的孔隙和屏幕的内表面之间的距离关系就会发生变化。因此，从电子枪发射出的电子束就不能落在给定的荧光层上，从而引起一种色差。
尽管降低曲面荫罩表面强度不会引起荫罩的变形，但是荫罩的有效表面容易受到诸如与电视机组装一起时的声音之类振动所引起的共振，使得在亮度上的一些不希望出现的不规则不可避免地反映在屏幕上。
防止降低曲面荫罩表面强度的最容易方法是增加荫罩的厚度。然而，如果荫罩厚度的增加，就会在制造该荫罩的过程中难以控制荫罩的腐蚀，并且电子束通过孔隙的尺寸会出现变化。因此，在荫罩制造中产品的产量或者彩色阴极射线管的产量都会降低，或者屏幕的质量等级不可避免的下降。
根据在日本专利申请公告No.2002-197989中披露的一种阴极射线管，例如，为了能解决上述问题，在荫罩的短轴附近的层叠了一个子掩模，以便于保持曲面的荫罩表面。采用这样的结构，曲面荫罩表面能够有效地保持着。
一般来说，正如以上所讨论的，荫罩提供了大量的孔隙。为了能够获得这些孔隙的工业化的生产效率，通常是采用腐蚀的方法来制成这些孔隙的。腐蚀可以有许多不同的方法，在制造荫罩中主要有两种腐蚀方法。一种腐蚀方法是称之为双面腐蚀的异步腐蚀方法，另一种腐蚀方法是称之为两步腐蚀的两步腐蚀方法。
两步腐蚀方法只涉及简单的处理且能够低成本地制造荫罩。然而，该方法极易引起孔隙的改变或不规则，且它只能制造相对较大的孔隙。
在两步腐蚀中，孔隙是在两个分离的步骤中完成的，于是，该方法涉及到复杂的处理工艺和非常高的制造成本。另一方面，与双面腐蚀相比较，该腐蚀方法不易引起孔隙的改变或者荫罩孔的不规则。根据这一方法，荫罩能够制造具有相对较小的孔隙。因此，这是较佳的方法，高清晰度彩色阴极射线管是采用两步腐蚀的方法制成的。
以上所讨论的彩色阴极射线管，在该管内，两个荫罩层叠在一起会存在着下列问题。如果子掩模的强度较低，则在结构上就可以使得采用两步腐蚀方法制成的两个荫罩会层叠在一起，整体荫罩的强度就可能出现降低。于是，子掩模自身的强度就必须提高。
在来自属于电子束反射的荧光表面的不需要光发射的状态中，管内的子掩模与主掩模重叠的重叠部分以及只在主掩模中制成的非重叠部分是不同的。在制造彩色阴极射线管的过程中，如果荧光表面是采用荫罩来曝光的，则荧光层的宽度就在对应于重叠部分的所制成的荧光表面的部分和对应于非重叠部分的部分之间变化。
如果采用上述讨论的彩色阴极射线管来显示图像，则图像显示的状态就会在对应于掩模重叠部分和区域和对应于非重叠部分的区域之间变化。于是，就有可能在区域之间出现带状的边界，从而降低了图像的显示质量。
发明内容
本发明主要考虑上述详情，且发明的目的是提供一个彩色阴极射线管，它可具有好的曲面掩膜表面强度和一个满意的图像质量等级，以及提供了一种制造该彩色阴极射线管的方法。
为了能够达到上述目的，根据本发明的一个方面的彩色阴极射线管包括一个玻屏，在其内表面具有一层荧光屏；一个电子枪，它向荧光屏发射电子束；以及一个荫罩，它基本上是矩形的，位于玻屏的内部荧光屏的另一面，而且还具有沿着相互和与管轴正交角度延伸的一个主轴和一个短轴。
荫罩包括一个主掩模，该主掩模具有一个基本上矩形的多孔部分且面对着荧光屏的几乎整个表面，并且还具有大量的电子束通过的孔隙；以及一个带状的子掩模，它可以固定在包含着主掩模多孔部分短轴的区域上，具有大量的各自对应于主掩模的电子束通过孔隙的电子束通过孔隙，并且子掩模的纵向是在短轴上的。
主掩模的各个电子束通过孔隙是由一个通孔所限定的，在该通孔中，在荧光屏一侧的主掩模表面上的较大孔的开孔是与在电子枪一侧的主掩模表面上的较小孔的开孔内部相连接的。子掩模的各个电子束通过孔隙也是由一个通孔所限定的，在该通孔中，在子掩模的一个表面上的较大孔的开孔是与在子掩模另一面上的较小孔的开孔内部相连接。主掩模的各个较小孔隙的尺寸是从主掩模的电子枪一侧表面向较大孔一侧逐步减小的，并且子掩模的各个较小孔隙具有一个基本固定的尺寸或者该尺寸是从子掩模的另一表面向较大孔一侧逐步增加的。
根据本发明的另一方面，一种制造彩色阴极射线管的方法，它所适用的彩色阴极射线管包括一个玻屏，在其内表面具有一层荧光屏；一个电子枪，它向荧光屏发射电子束；以及一个荫罩，它基本上是矩形的，位于玻屏的内部荧光屏的另一面，而且还具有沿着相互和与管轴正交角度延伸的一个主轴和一个短轴。该荫罩还包括一个主掩模，该主掩模具有一个基本上矩形的多孔部分且面对着荧光屏的几乎整个表面，并且还具有大量的电子束通过的孔隙；以及一个带状的子掩模，它可以固定在包含着主掩模多孔部分短轴的区域上，具有大量的各自对应于主掩模的电子束通过孔隙的电子束通过孔隙，并且子掩模的纵向是在短轴上的。
制造的方法包括制备一个适用于主掩模的平板掩模毛坯和一个适用于子掩模的平板掩模毛坯，采用两步腐蚀方法腐蚀适用于主掩模的掩模毛坯，从而制成由一个通孔所限定的大量电子束通过孔隙，在该通孔中，在主掩模毛坯的一表面上的较大孔的开孔是与主掩模毛坯的另一表面上的较小孔的开孔内部相连通的，采用双面腐蚀方法来腐蚀适用于子掩模的掩模毛坯，从而制成由一个通过所限定的大量电子束通过孔隙，在该通孔中，在掩模毛坯的一个表面上的较大孔的开孔是与在掩模毛坯另一面上的较小孔的开孔内部相连通的，将适用于主掩模的掩模毛坯和适用于子掩模的掩模毛坯固定在一起，且各自都具有电子束通过孔隙，并且将所固定的掩模毛坯模压成一个所需要的形状，从而就制成了荫罩。
根据彩色阴极射线管以及它的制造方法，所采用的制造方式，主掩模的各个较小的孔构成了其尺寸从主掩模的电子枪一侧向较大孔逐渐减小，以及子掩模的各个较小的孔构成了具有一个基本固定的尺寸或者其尺寸从子掩模的另一表面向较大孔逐渐增加，于是，可以保证子掩模的具有一个满意的强度，以及子掩模与主掩模的重叠部分和只有主掩模所制成的非重叠部分能够充分共享来自荧光表面属于电子束反射的不需要光发射的状态。于是，荫罩就可以具有好的曲面掩模表面强度，从而制成能够确保满意图像质量的彩色阴极射线管。
图1是根据本发明一个实施例的彩色阴极射线管且包括其主轴的示意图；图2是彩色阴极射线管且包括其短轴的示意图；图3A是显示一个彩色阴极射线管的荫罩的投影图；图3B是显示荫罩的电子束通过孔隙的放大平面图；图4是荫罩沿着它的主轴的示意图；图5是荫罩沿着它的短轴的示意图；图6是显示荫罩的一个主掩模和一个子掩模的放大示意图；图7A至7F分别显示了适用于主掩模的两步腐蚀过程工艺的示意图；图8A是显示在制造主掩模中所使用的掩模毛坯的平面图；
图8B是显示在制造子掩模中所使用的掩模毛坯的平面图；图9A至9D分别显示适用于子掩模的双面腐蚀过程工艺的示意图；图10A是显示采用两步腐蚀方法所制成的一个孔隙和采用双面腐蚀方法所制成的一个孔隙，且孔隙相互重叠的示意图；图10B是显示采用两步腐蚀方法所制成的一个孔隙和采用双面腐蚀方法所制成的一个孔隙，且孔隙相互重叠的示意图；图11是显示电子束如何通过荫罩和在荫罩上发射的示意图；图12是显示根据本发明另一实施例的彩色阴极射线管的荫罩的示意图；以及，图13是显示根据另一实施例的荫罩的一个孔隙的放大示意图。
具体实施例方式
现在将参考附图详细讨论根据本发明实施例的彩色阴极射线管。
正如图1和图2所示，一个彩色阴极射线管包括一个玻璃外壳，该外壳具有一个矩形的玻屏1，该玻屏在其外围的边缘部分具有一个裙边部分2，一个与裙边部分2相粘接的玻锥3，以及一个从玻锥3的小尺寸部分延伸的管颈4。荧光屏5就制成在玻屏1的内表面上。该外壳具有一个通过玻屏1和管颈4的各自中心的管轴Z，一个沿着与管轴正交角度延伸的主轴(水平轴)X，以及一个沿着与管轴和主轴正交角度延伸的短轴(垂直轴)Y。
如果一个32英寸的宽屏幕彩色阴极射线管所具有的屏幕宽幅比为16∶9且屏幕的有效尺寸为76cm，则该玻屏1的外表面是基本上平坦的，且具有的曲率半径为100,000mm。玻屏1的内表面基本上是圆柱形的，其曲率半径沿着X轴和在X轴上约为7,000mm，而沿着Y轴和在Y轴上约为1,500mm。
在外壳中，一个荫罩结构6具有选色电极的功能，它设置在荧光屏5的对面。该荫罩结构6包括一个荫罩7，它具有大量作为电子束通过孔隙的孔隙，以及一个荫罩框架8，它采用矩形的框架形式，具有一个L形的剖面部分，通过该剖面部分固定着荫罩的外围部分。荫罩结构6支撑在玻屏1的内部，这样使得荫罩框架8的侧壁上的弹性支架(未显示)分别锚挂在嵌入在玻屏1的裙边部分2中的销钉(未显示)上。在荫罩7中的各个电子束通过孔的开孔可根据使用的用途具有矩形和圆孔形状。
电子枪10设置在管颈4内，由电子枪10以沿着主轴X一字形排列的方式发射出三束电子束9R，9G和9B。在以上所讨论的彩色阴极射线管中，从电子枪10发射出的电子束9R，9G和9B籍助于一个固定在玻锥3外部的偏转线圈11来偏转的。利用荫罩7的帮助通过电子束的水平和垂直扫描荧光屏5来显示图像。
现在详细讨论荫罩7的结构。正如图3A、3B、4和5所示，荫罩7具有一个主掩模14和一个固定重叠在部分主掩模14上的子掩模20，并且部分具有一个双结构。
主掩模14在整体上具有一个基本矩形的荫罩主表面38和一个裙边部分17。荫罩的主表面38是基本上对着荧光屏5的整个表面，并且以一个给定曲面形状制成。裙边部分17以管轴Z的方向从荫罩主表面的外围边缘向电子枪延伸。荫罩住表面38包括以基本矩形框架形式制成的一个矩形多孔的部分13和一个无孔的部分16。所制成的多孔部分13具有大量的孔隙12，可作为电子束通过的孔隙。无孔部分16在多孔部分13的四周且不具有孔隙。主掩模14是由大约0.1至0.25mm厚的金属材料制成的。通常是使用铁合金材料或低膨胀系数镍铁合金材料(Fe-Ni合金)。
主掩模14的各个孔隙12基本上是采用一个矩形的形状来制成的，且它的宽度方向与多孔部分13的主轴X的方向相一致。各个孔隙12的排列基本上是以多孔部分13的短轴Y方向直线来排列的，且在各个孔之间存在着桥15，从而形成了孔隙列。这些孔隙列大量排列着且在主轴X方向上阵列间距PH约为0.4至0.6mm。
正如图6所示，各个孔隙12是由一个通孔来限定的，在该通孔中，一个基本矩形较大的孔开孔在荧光屏一侧的主掩模14的表面上，而一个基本矩形较小的孔开孔在电子枪一侧的表面上，这些孔内部相连接。处于多孔部分13外围边缘的这些孔隙12是与中心的相背离的，在这些孔隙12中，较大孔19a的中心C1与在多孔部分外围边缘的较小孔19b的中心C2偏离Δ。对于这些位置上的孔隙来说，与多孔部分13的中心越远的外围边缘的偏差距离Δ就越大。这是由于在电子束通过较小孔隙19b之后，电子束击中孔隙12的内表面且被其反射，从而可抑止来自屏幕所不需要的光线发射。较大孔19a在主掩模14的短轴Y和主轴X两个方向上与较小孔19b相偏离。
作为一个特殊实例，荫罩可采用厚度为0.22mm的低膨胀系数镍铁合金材料(Fe-Ni合金)制成。多个孔隙12可以荫罩的短轴Y方向以阵列间距0.6mm的直线来排列。孔隙列，可以短轴方向所制成的多个孔隙中的各个孔隙，在对称于主轴方向的外围部分以主轴X方向以阵列间距0.82mm在短轴附近以阵列间距0.75mm来排列。于是，它们可以随着外围部分接近与主轴方向而增加的可变间距来排列。各个孔隙12的较大孔19a的交叉开孔尺寸在短轴Y上为0.46mm，而在对称于主轴X方向上的外围部分为0.50mm。较小孔19b的交叉开孔尺寸在短轴方向上为0.18mm，而在对称于主轴X方向上的外围部分为0.20mm。如果电子束是以46°的偏转角度入射到位于对称于主轴X方向的外围部分中的一个孔隙，则较大孔19a相对于在主轴X方向的外围部分的较小孔19b的偏差Δ为0.06mm。
正如图3至图6所示，子掩模20是一种拉长带的形式，并且固定重叠在主掩模14的电子枪一侧的内表面的区域上，在该区域包含着多孔部分13的短轴Y。子掩模20所处的位置使得它的主轴方向是与主掩模14的短轴Y相一致。于是，荫罩7可具有，在它的包含短轴Y的一个给定宽度的区域中，一个双结构的重叠部分，在该重叠部分中，固定着子掩模20且非重叠部分各个处在重叠部分的另一侧。
子掩模20，类似于主掩模14，是采用铁合金材料或低膨胀系数镍铁合金材料(Fe-Ni合金)制成的，且其厚度约为0.25mm。子掩模在主轴X方向上的宽度LH1小于多孔部分13在主轴方向的长度LH2，并且在短轴Y方向上的长度基本上等于主掩模14在相同方向上的长度。子掩模20在整体上具有一个多孔部分21、一个非多孔部分23，以及一对裙边部分24。非多孔部分23各个处于子掩模的纵向两边端部分，且在多孔部分21的外边。该裙边部分从非多孔部分23分别延伸至两边端点。多孔部分21具有大量的孔隙42，用于对应于主掩模14孔隙12的电子束通过孔隙。
子掩模20 固定在主掩模的电子枪一侧，这样它的多孔部分21、非多孔部分23以及裙边部分24可分别与主掩模的多孔部分13、非多孔部分16以及裙边部分17相重叠。于是，在主掩模14的短轴Y的整个区域都具有一个双结构。
在多孔部分21中的各个孔隙是由一个通孔所制成的，在该通孔中，一个基本上是矩形的较大孔25a的开孔在子掩模20的荧光屏一侧或者在主掩模14一侧的表面上，而一个基本上是矩形的较小孔25b的开孔在电子枪一侧的表面上，这些孔内部连通。于是，子掩模20相对于主掩模14固定在具有孔隙42的较大孔25a的主掩模14上。子掩模20的孔隙42类似于主掩模14的孔隙12，形成沿着短轴Y方向延伸的多个孔隙列。这些孔隙例是以主轴X方向以间距约为0.4至0.6mm来排列的。于是，孔隙42的排列与主掩模14的孔隙12相对准。
子掩模20的结构方式是采用与主掩模14紧密接触的方式来固定的。主掩模14和子掩模20可以采用称之为接触键合的扩散键合方式来固定，或者采用激光焊接或电阻焊接的方式来固定。子掩模20至少有几个固定点。
在采用该方式制造彩色引脚射线管的荫罩7的过程中，主掩模14的孔隙20是采用两步腐蚀的方式来制成的，而子掩模20的孔隙42是采用双面腐蚀的方式来制成的。
首先讨论采用两步腐蚀方法制成主掩模14的孔隙12的情况。例如，制备适用于主掩模的掩模毛坯45，该毛坯是由铁合金材料制成的。随后，对应于主掩模14孔隙12图形的光刻薄膜44a和44b分别制成在掩模毛坯45的两面上，正如图7A和7B所示。随之，将一层聚酯树脂或类似的腐蚀保护薄膜46层叠和粘结在一层光刻薄膜44a上，此后，从另一光刻薄膜44b的一面喷涂腐蚀液，以在掩模毛坯45中形成较小孔19b的凹槽，正如图7C所示。
此后，分离光刻薄膜44b，正如图7D所示，以及冲洗和烘干具有凹槽的掩模毛坯45的表面。此后，一种防腐蚀剂，例如，石蜡或漆，涂覆在该表面上，于是，就形成了一层防腐蚀层47，从而填满这些凹槽。分离粘结在掩模毛坯45的另一表面的腐蚀保护薄膜46。
在这种状态下，在掩模毛坯45的另一表面的整个光刻薄膜44a上喷涂腐蚀液，以形成较大的孔19a，且该孔与原先以制成的凹槽相连通，正如图7E所示。此后，喷涂腐蚀性的碱液，分离在另一表面上的防腐蚀层47以及在一表面上的光刻薄膜44a，正如图7F所示。于是，就可获得具有多孔部分13的平面掩模毛坯45，在多孔部分以给定的间距制成了大量的给定尺寸的孔隙12，正如图8A所示。
以下将讨论采用双面腐蚀方法制成子掩模20的孔隙42的情况。例如，制备适用于子掩模的掩模毛坯50，该毛坯是由铁合金材料制成的。随后，对应于子掩模20孔隙42图形的光刻薄膜52a和52b分别制成在掩模毛坯50的两面上，正如图9A和9B所示。随之，从对应于各个孔隙42的较大孔的一层光刻薄膜或光刻薄膜52a的一侧继续腐蚀掩模毛坯50，从而形成孔隙42，正如图9C所示。此后。将光刻薄膜52a和52b从掩模毛坯50中分离出，正如图9D所示。至此，就能够获得适用于图8B所示的子掩模的掩模毛坯50。
在对采用上述方法获得掩模毛坯45和50进行退火之后，这些掩模毛坯就可以在相互重叠的过程中相互精确地定位，并且采用激光焊接的方法将相互固定在一起。随后，粘结在一起掩模毛坯45和50就可籍助于压力机械模压成型，从而就制成了所需形状的荫罩，使得子掩模处于主掩模的电子枪一侧的表面上。
在采用上述方法所构成的荫罩7中，主掩模14和子掩模20具有不同的荫罩剖面形状，正如图10A和10B所示，这主要是由于在腐蚀方法上的差异。图10A是显示主掩模14和子掩模20在重叠的主轴X方向上的各自剖面的视图。虚线表示了采用两步腐蚀方法所制成的主掩模14的孔隙12，而实线则表示了采用双面腐蚀方法所制成的孔隙42。图10B是显示主掩模14和子掩模20在重叠的短轴Y方向上的各自剖面的视图。虚线和实线分别表示了主掩模14的孔隙12和孔隙42。
对于图10A所示的主轴X方向上的剖面来说，在孔隙12和42之间基本上不存在着任何差异。然而，对于图10B所示的短轴Y方向上的剖面来说，孔隙12和42的各自剖面形状就存在着相当大的差异。两步腐蚀对孔隙的形成包括了一个比双面腐蚀方法更宽的腐蚀范围。因此，如果使用双面腐蚀方法的话，就需要减小形成荫罩7材料的余量或容积。于是，采用双面腐蚀方法所制成孔隙的荫罩可以具有较大的强度。
然而，对于主掩模14来说，通过采用两步腐蚀方法来制成孔隙12，因此就要增加它的容积和强度。然而，为了制成适用于高清晰度显示所需的较小孔隙，就需要采用基于两步腐蚀方法的制成方法。因此，实际上，就难以使用双面腐蚀方法来制成主掩模。
为了能够确保与主掩模14的对准，子掩模20就必须构成它的孔隙大于主掩模的孔隙。为了能达到该目的，子掩模20的孔隙42就制得足够大，以应付双面腐蚀方法。
根据本实施例的荫罩7，正如图11所示，具有采用双面腐蚀方法所制成的孔隙42的子掩模20粘结在具有采用两步腐蚀方法所制成的孔隙12的主掩模14的电子枪一侧的表面上。子掩模20处于其孔隙42的较大孔25a面对着在主掩模14的孔隙12的较小孔19b的位置上。
子掩模20的孔隙42的尺寸在主轴X的方向上稍微大于主掩模14的孔隙12的尺寸。这样做能够允许子主掩模14和子掩模20之间的失准。较佳的是，子掩模20的孔隙42所具有的尺寸在短轴Y的方向上应该大于主掩模14的孔隙12。然而，考虑到荧光屏的亮度，主掩模14的桥的宽度可基本限制于适用于制造的最小的可能数值上。因此，子掩模20和主掩模14可以在短轴Y方向上调整到相同的尺寸上。
以下将讨论电子束在采用上述方式构成的荫罩中的反射。正如图11所示，主掩模14的各个孔隙12是采用两步腐蚀方法制成的，因此它具有较大孔19a和较小孔19b。较小孔19b的尺寸是从主掩模14的电子枪一侧向较大孔19a逐渐减小。于是，限定较小孔19b的侧壁表面60形成了一个向电子枪倾斜的曲面表面。
另一方面，在采用双面腐蚀方法所制成的子掩模20各个孔隙42中，较小孔25b具有一个基本上固定的尺寸或者其尺寸是从子掩模的电子枪一侧向较大孔25a逐渐增加的。于是，限定较小孔25b的侧壁表面62形成了一个基本平行于电子束延伸的曲面表面或者有点倾斜于荧光屏而不是倾向于电子枪的曲面表面。
从电子枪向荫罩7发射的各个电子束可以通过子掩模20的各个孔隙42和主掩模14的各个孔隙12，并且着落于荧光屏。当做到这点时，电子束就能通过孔隙42，而几乎不会产生任何二次电子，由于在子掩模20孔隙42的较小孔25b没有面对着电子枪的侧壁表面，即，没有电子束能够击中的任何侧壁表面。
另一方面，通过子掩模20孔隙42的电子枪着落于主掩模14孔隙12，并且它的大部分可以通过孔隙12且到达荧光屏。入射孔隙12的部分电子束会击中在限定较小孔19b的侧壁60上，从而发射处二次电子。一些发射出的二次电子会通过主掩模14的孔隙12并且到达荧光屏。这些二次电子会从荧光屏部分引起不希望的光发射。
正如以上所讨论的，由于孔隙42是采用双面腐蚀方法制成的，实际上它不具有电子束可以击中的较小孔侧壁表面，所以几乎不会产生二次电子。因此，只有主掩模14的侧壁表面60会反射出电子束。这些二次电子束是在适用于主掩模14与子掩模20没有粘结的非重叠部分的相同状态下产生的。虽然会产生来自荧光屏所不希望的光发射，但是可以消除在对应于重叠部分的荫罩7的部分和对应于非重叠部分的荫罩7部分之间的出现的不希望的光发射的差异。于是，就能够获得一个满意的图像，而不会引起在亮度上所希望的差别或者在显示屏幕上出现带状边界。
不需要的光发射(省略对其的讨论)也会以类似方式在短轴Y方向上产生。从具有采用双面腐蚀方法所制成的孔隙42的子掩模20发射的二次电子比主掩模14少。于是，就可以防止属于由荧光屏所不需要的光发射所产生的亮度差异和边界。
例如，在彩色阴极射线管的制造过程中，使用荫罩7的曝光所制成的条状荧光层，使得不需要光的发射的产生可以在采用上述方法所制成的整个区域上是均匀的。因此，荧光屏的荧光层的宽度可以在对应于重叠部分的区域和对应于非重叠部分的区域中基本上都是均匀的。结果，能够获得确保改善显示图像质量等级的彩色阴极射线管。
根据采用该方法所构成的彩色阴极射线管，子掩模20与主掩模14相重叠。因此，在屏幕中心附近限制了变形，在屏幕的中心附近是荫罩7最易于变形的。结果，就可以改善掩模曲面表面的强度。特别是，通过采用双面腐蚀方法来制成子掩模的孔隙，可以确保适用于制成孔隙之后的掩模材料的具有一个满意的容积，从而可以保持掩模的强度。此外，子掩模的孔隙是采用双面腐蚀方法制成的，并且构成了各个孔隙不具有倾斜于电子枪一侧的侧壁表面或者倾斜于电子枪一侧的侧壁表面小于倾斜于主掩模一侧的侧壁表面。于是，就可以获得一个满意的图像，而不会在亮度上引起属于不需要光发射以及在荫罩的重叠部分和非重叠部件之间荧光屏的差异所产生不希望出现的差异。
本发明屏不限制于以上所讨论的实施例，并且各种变化都可以具有不背离本发明范围的效果。在以上所讨论的实施例中，例如，子掩模20是处于主掩模14的电子枪一侧。然而，正如图12和13所示，子掩模20也可以处于主掩模14的外表面一侧，即，处于荧光屏5的表面一侧。在这种情况下，子掩模20可与主掩模14固定在一起，使得各个孔隙42的较小孔25b面对着主掩模14。采用这样方式所构成的荫罩，也可以获得以上所讨论的相同功能和效果。本实施例可以共享上述实施例的其它结构，从而类似的标号用于指定类同的部分，并且省略了这些部分的详细讨论。
子掩模并不在数量上限制于一个，也可以采用多个子掩模。此外，荫罩的各个孔隙并不限制于矩形，并且如果圆形是有效的也可以有效地采用。
工业应用根据本发明，正如本文所详细讨论的，提供了一种彩色阴极射线管，它具有一个好的曲面掩模表面强度和一个满意的图像质量，以及提供一种制造该彩色阴极射线管的方法。
权利要求
1.一种彩色阴极射线管，它包括一个玻屏，在玻屏的一个内表面上具有一个荧光屏；一个电子枪，它向荧光屏发射出电子束；以及一个基本矩形的荫罩，它处于玻屏内的荧光屏对面且具有以相互以及与管轴的正交角度延伸的一个主轴和一个短轴，该荫罩包括一个主掩模，它具有一个基本上面对着荧光屏整个表面的基本矩形的多孔部分且具有大量电子束通过孔隙；以及，一个带状的子掩模，它固定在一个包含主掩模多孔部分的短轴的区域上，且具有大量分别对应于主掩模电子束通过孔隙的电子束通过孔隙，以及子掩模的纵向方向是短轴方向，主掩模的各个电子束通过孔隙是由一个通孔限定的，在该通孔中，一个在荧光屏一侧的主掩模一个表面上的较大孔的开孔是与一个在电子枪一侧的主掩模的一个表面上的较小孔的开孔内部相连通，子掩模的各个电子束通过孔隙是由一个通孔限定的，在该通孔中，一个在子掩模一个表面上的较大孔的开孔是与一个在子掩模的一个表面上的较小孔的开孔内部相连通，主掩模的各个较小孔的尺寸是从主掩模的电子枪一侧表面向较大孔逐渐减小，而子掩模的各个较小孔的尺寸是基本固定或者是从子掩模的另一表面向较大孔逐渐增加。
2.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述主掩模具有一个限定了各个较小孔的侧壁表面，它倾斜于电子枪且会被电子束击中，以及子掩模具有一个侧壁表面，它限定了各个较小孔且沿着基本平行于电子束的方向延伸或者倾斜于荧光屏。
3.根据权利要求1或2所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述主掩模的电子束通过孔隙是采用两步腐蚀方法制成的，而子掩模的电子束通过孔隙是采用双面腐蚀方法制成的。
4.根据权利要求1或2所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述子掩模层叠在所住主掩模的电子枪一侧的表面上。
5.根据权利要求1或2所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述子掩模的较大孔一侧表面是与所述主掩模的较小孔一侧表面相连接的。
6.根据权利要求1或2所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述子掩模是层叠在所述主掩模的荧光屏一侧表面上。
7.一种制造彩色阴极射线管的方法，该彩色阴极射线管包括一个玻屏，在玻屏的一个内表面上具有一个荧光屏；一个电子枪，它向荧光屏发射出电子束；以及一个基本矩形的荫罩，它处于玻屏内的荧光屏对面且具有以相互以及与管轴的正交角度延伸的一个主轴和一个短轴，该荫罩包括一个主掩模，它具有一个基本上面对着荧光屏整个表面的基本矩形的多孔部分且具有大量电子束通过孔隙；和，一个带状的子掩模，它固定在一个包含主掩模多孔部分的短轴的区域上，且具有大量分别对应于主掩模电子束通过孔隙的电子束通过孔隙，以及子掩模的纵向方向是短轴方向，该制造方法包括制备一个适用于主掩模的平面掩模毛坯和一个适用于子掩模的剖面掩模毛坯；采用两步腐蚀方法腐蚀适用于主掩模的掩模毛坯，从而制成多个由一个通孔所限定的电子束通过孔隙，在该通孔中，一个在掩模毛坯一个表面上的较大孔的开孔是与一个在掩模毛坯的另一个表面上的较小孔的开孔内部相连通；采用双面腐蚀方法腐蚀适用于子掩模的掩模毛坯，从而制成各自由一个通孔所限定的多个电子束通过孔隙，在该通孔中，一个在掩模毛坯一个表面上的较大孔的开孔是与一个在掩模毛坯的另一个表面上的较小孔的开孔内部相连通；将适用于主掩模的掩模毛坯和适用于子掩模的掩模毛坯固定在一起，具有各自的电子束通过孔隙；以及，将固定在一起的掩模毛坯模压成一个所需的形状，从而制成荫罩。
8.根据权利要求7所述的制造彩色阴极射线管的方法，其特征在于，所述掩模毛坯可采用激光焊接的方法来固定，采用该方法，可使得适用于子掩模的掩模毛坯的较大孔一侧表面与适用于主掩模的掩模毛坯的较小孔一侧表面相连接，并且将所述掩模毛坯模压成形，使得所述子掩模处于所述主掩模的电子枪一侧。
全文摘要
一种荫罩(7)包括相互重叠的一个主掩模(14)和一个子掩模(20)。在主掩模(14)中开孔的各个较小孔(19b)的尺寸向各个较大孔(19a)逐渐地减小，以及在子掩模(20)中开孔的各个较小孔(25b)的尺寸基本上是固定或者向各个较大孔(25a)逐渐增加。在该结构中，电子束不会击中子掩模(20)的较小孔一侧表面的任何部分，从而只有主掩模(14)的侧壁表面(60)会反射电子束。于是，就能够获得一个令人满意的屏幕，而不会在显示屏幕上引起所不希望出现的亮度差异或者带状边界。
文档编号H01J29/07GK1578999SQ0380143
公开日2005年2月9日 申请日期2003年7月16日 优先权日2002年8月6日
发明者高桥亨, 真下拓也, 织田裕之, 中山刚士 申请人:株式会社东芝