专利名称：荫罩式彩色阴极射线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能减少荫罩的拱起现象的荫罩式彩色阴极射线管，特别是涉及这样一种彩色阴极射线管，其中在荫罩的在电子枪一侧的主表面上真空淀积有热导率低的材料。
荫罩式彩色阴极射线管工作时，荫罩受到电子束的轰击。于是荫罩发热而膨胀。在整个荫罩均匀发热和膨胀的情况下，通过适当选择荫罩支撑构件的结构和材料是可以使荫罩与荧光屏之间的位置关系维持不变的。就是说，有可能防止荫罩热膨胀对所显示图象的图象质量的不利影响。
众所周知，荫罩是由薄金属板制成的。因此在荧光屏的局部区域非常明亮(也就是说该局部区域供有大电流)时，不可能通过热传导在短时间内散除对应于该局部区域的荫罩部分所产生的大量热量。即上述部分大幅度地产生热膨胀。于是产生所谓“拱起现象”，从而产生色彩不均衡。另一方面，在荧光屏的一局部区域非常暗(也就是说，只有小量电流供到该局部区域上)时，对应于该局部区域的荫罩部分只产生小量的热膨胀，从而难以产生拱起效应和色彩发暗现象。
为解决上述问题，有人想出了一种方法。该方法，如日本专利公布No57-9，184所介绍的那样，是在荫罩受电子束轰击的表面上，而不是在传输电子束的孔中，形成一热绝缘层，同时在热绝缘层上形成薄薄的金属膜，以便借助于薄金属膜的热辐射作用散除因电子轰击所产生的热量，从而防止荫罩升温。这样就可以防止因荫罩热膨胀而引起的色彩发暗现象。
此外，根据另一种一般的方法，如日本专利公布No60-14，459和No61-6，969所介绍的那样，是在荫罩的在电子枪一侧的表面上形成由高密度(即比重大)元素制成的电子反射层，以防止电子透入荫罩内部，从而防止各电子的动能转变为热能。具体地说，日本专利公布No60-14，459公开了这样的一个方法，即将含原子序数大于70的重金属的溶液喷涂到荫罩的在电子枪一侧的表面上，同时被从荧光屏的一侧吸收，在荫罩的在电子枪一侧的彩色选择电极的表面上形成电子反射层。但在这种情况下，由于溶液是从电子枪的一侧喷涂到荫罩表面上，它会粘附到各电子束传输孔的孔壁上。因此电子反射层在各孔壁上形成，从而使荧光屏上出现光晕。
另外，上述日本专利公布No61-6，969公开了这样的内容，即在彩色选择电极的受电子束照射的表面上形成有厚约10微米、由密度大于制成荫罩的彩色选择电极的物质的密度的元素制成的或由含该元素的化合物制成的电子反射膜。在这种情况下，电子反射层恐怕会使彩色选择电极的各电子束传输孔变形。
再有，上述一般方法都不特别注意制造技术和生产成本，因此要用这些一般方法成批大量生产出合乎要求的彩色阴极射线管是极其困难的。
本发明的一个主要目的是提供一种以简单而花费不大的方法防止了荫罩拱起现象的彩色阴极射线管。
本发明的另一个目的是提供一种能显示出清晰的图象而不产生因荫罩变形而引起的色彩不均衡现象的彩色阴极射线管。
本发明的再一个目的是提供一种只在荫罩的周缘部分形成有一低热导率层以降低彩色阴极射线管的生产成本的彩色阴极射线管。
根据本发明，热导率低的铋淀积在荫罩的在电子枪一侧的表面上，以防止因电子束轰击所产生的热量在很短时间内传递到荫罩上。由于即使在荫罩热膨胀的情况下，通过荫罩中心部分的电子也不会产生色彩发暗现象。因此，只在荫罩的周缘部分淀积上铋，这样不仅可以降低彩色阴极射线管的制造成本，又不致降低显示图象的图象质量。此外，在铋淀积在荫罩的各电子束传输孔的侧壁上且孔的侧壁用电子束加以轰击时，有许多电子从孔侧壁散射掉，而这些散射的电子会降低所显示图象的图象质量。鉴于上述情况，根据本发明，铋淀积在荫罩的接收电子束的表面上，使其不致淀积在各电子束传输孔的面对电子枪的那个侧壁上。
铋在20℃的热导率为0.0192卡/厘米·秒·度。而荫罩通常是铁制成的，铁在室温下的热导率为0.10至0.15卡/厘米·秒·度。这就是说，铋的热导率比铁的热导率的五分之一还小。而且，铋的安全性和可靠性都相当优异，价格又低。因此在荫罩的在电子枪一侧的表面上形成的铋层可用作为热绝缘层，从而防止荫罩的局部区域在极短的时间内大量受热。就是说，可以防止该局部区域的热膨胀。
铋粒子在真空中的平均自由程较长，且在广阔的空间中能走直线。就是说，和在空气中喷涂的情况不一样，铋粒子在真空中不作曲折运动。因此在荫罩的中心部分从蒸发源一侧看来是掩藏在一屏蔽部件后面的情况下铋在真空中蒸发时，它会只淀积在荫罩的周缘部分。
图1是应用本发明的荫罩式彩色阴极射线管的局部剖视图。
图2是包括在图1的阴极射线管中的本发明的荫罩的一个实施例的一部分的放大剖视图。
图3是用于在荫罩上淀积铋以形成图2的实施例的蒸发设备的示意图。
图4是用图3的蒸发设备形成有铋层的荫罩部分的示意图。
图5是图4荫罩的C部分的放大视图。
图1是应用本发明的荫罩式彩色阴极射线管的局部剖视示意图。应该指出的是，与本发明无关的那些构件在图1中都没有画出来。图1中，标号1表示玻壳面板，2是玻壳的漏斗形部分，3是阴罩，4则为电子枪。参看图1，从电子枪4发射出来的电子束为偏转系统(图中未示出)所偏转，从而形成在面板1的后表面上的荧光屏(图中未示出)受到电子束的扫描。于是荧光屏上的荧光粉为电子束所激活而发光。除在极短的消隐期之外，在扫描期间电子束是不断地从电子枪中发射出来，同时通过荫罩的电子束传输孔的电子冲击在荧光屏上。于是荧光屏上的荧光粉发光。可是到达荫罩3的电子大约有80%是与荫罩碰撞，因此荫罩受电子轰击的那个部分发热，于是该部分产生热膨胀。在整个荫罩系均匀膨胀的情况下，如前面已谈过的那样，荫罩热膨胀对所显示图象的图象质量的不利影响，可以通过适当选择将荫罩与面板1的边缘部分(即侧壁部分)1a连接起来的部件的结构和材料而加以消除。但在荧光屏的局部区域非常亮，也就是说该局部区域供有大电流情况下，只有对应于该局部区域的荫罩那部分受到电子束强有力的轰击。该部分发热的程度比荫罩的其余部分厉害，因此该部分的热膨胀要比其余部分大得多。于是处在该部分中的各电子束传输孔的位置会偏离正常位置，从而产生色彩不均衡现象。
图2是图1的本发明的荫罩3一个实施例的A部分的放大视图。参看图2。在荫罩3的在电子枪一侧的那个表面上淀积有热导率低的铋层5。因此从电子枪发射出来的电子束不会撞击荫罩3而冲击在铋层5上。于是铋层5发热。应该指出的是，铋的比重是很大的，因此在上述日本专利公布No60-14，459和No61-6，969中用它作为电子反射物质。当铋层5的局部区域发热时，由于铋的热导率低，该局部区域所产生的热量不能在短时间内传递到荫罩3上。因此荫罩局部膨胀的可能性几乎没有。在电视广播中，通常显示的是活动的图象，很少在荧光屏表面的局部区域上长时间固定地显示一极亮的图象。因此需要在一较短的时间抑制拱起现象。就是说，可以通过在荫罩3的在电子枪一侧的表面淀积上一低热导率层来抑制拱起现象。为了即使在图象的高亮度部分长时间地停留在荧光屏的有限的面积上的情况下也能抑制拱起现象，荫罩本身必须由例如因瓦(镍铁合金)制成，这种合金价昂，加工困难，但其热膨胀系数小。
图3示出了用于将铋淀积在荫罩上以实施本实施例的蒸发设备，图4则示出了本实施例的用图3的设备形成有铋层的那些部分。图3中，编号3表示荫罩，10是抽真空到大约为1×10-4乇压强的真空容器，11是钨蒸发皿，各皿中装有铋粒子，并用电阻加热法加热蒸发皿，以此作为蒸发源，12是屏蔽部件。首先让我们考虑屏蔽构件12被卸除时的情况。将大约2克的铋装进各蒸发皿11中，然后将铋加以蒸发，从而使在荫罩3上淀积上一层厚约2微米或以下的铋层。将如此得出的荫罩装进彩色阴极射线管中时，该彩色阴极射线管的拱起现象要比普通彩色阴极射线管的小30%左右。
如已经谈过的那样，因荫罩的拱起现象所引起的色彩不均衡现象在电子束以垂直的方向冲击在荧光屏上的荧光屏的中心部分是几乎不会发生的。因此即使如图4所示的那样，当铋只淀积在荫罩上那些宽度接近等于荫罩在长度方向的宽度的三分之一的周缘部分B和B′时，荫罩的拱起效应也会被抑制。为使铋只淀积在荫罩的B和B′部分上，将屏蔽部件12配置在真空容器10中与荫罩3相距大约5至10厘米的地方。在这种情况下，涂有铋的部分和不涂铋的部分之间的界线就变得模糊了，就是说，铋层5的厚度在涂与不涂铋部分之间的界区逐步变化。这一下就减小了界区中的热应力。
用电子束轰击铋层时，有许多电子从铋层散射出来，当这些散射的电子撞击在荧光屏上时，显示图象的轮廓恐怕会因光晕的出现而模糊。这个问题可通过下述方法加以解决。
图5是图4的周缘部分B的C部分的放大图。参看图5。当电子束13扫描周缘部分B的电子束传输孔14时，电子束13冲击在各孔14的右侧壁D上。因此用图3的蒸发设备在荫罩3上形成铋层5时，应调节屏蔽部件12和蒸发源11的位置，使铋不致淀积在各电子束传输孔14的右侧壁上。更详细地说，铋层5应在荫罩3的周缘部分B上这样形成，即使得铋不致淀积在各电子束输传输孔14的右侧壁D上，但可以淀积在各孔的左侧壁E上。另一方面，图4的周缘部分B′受到电子束的轰击，如图5中的标号13′所示。图此铋层5应在周缘部分B′上这样形成，即使得铋不致淀积在各孔的左侧上，但可以淀积在各孔的右侧壁上。
此外，在用在真空中电阻加热的方法蒸发铋的情况下，可能会产生碰撞现象，其理由如下。即由于象钨蒸发皿之类的加热容器用铋加以润湿的湿润度，因而铋不能顺利地进行蒸发，于是就产生撞击现象。这个问题可以这样解决，即往铋中加铝，使铝的含量以重量计约为铋含量的十分之一，因为铝对钨蒸发皿加热器具有良好的可润湿性。
在某些情况下，由于铋的熔点在270℃左右，因而在荫罩3上形成的铋层5，在制造阴极射线管的过程中会熔化，形成球体。这个问题可以这样解决，即除铋层外还形成一镍层。该镍层可用四种方法形成;(1)在用作为荫罩3的铁板上淀积镍层作为底涂层，(2)用铋镍合金层代替铋层和镍层，(3)将镍层淀积在铋层上，和(4)组合使用上述方法。在这些方法中，最有效的是第三种方法(即将镍层淀积在铋层上的方法)。
在本实施例中，铋是用电阻加热的方法在真空中蒸发，形成铋层5。但往荫罩上淀积铋并不局限于电阻加热法，电子束加热法、溅射法等其它方法也可将铋淀积在荫罩上。
前面已经谈过，按照本发明，铋可用简单的方法淀积在荫罩上，从而可以完全防止荫罩的拱起现象所引起的色彩不均衡现象。
此外，按照本发明，低热导率的材料只淀积在荫罩的周缘部分上，从而降低了彩色阴极射线管的制造成本。
权利要求
1.一种荫罩式彩色阴极射线管，其特征在于，该阴极射线管包括一涂有低热导率材料的荫罩，该材料系真空淀积在荫罩的在电子枪的一侧的主表面上。
2.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述低热导率的材料是铋。
3.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述低热导率材料主要淀积在荫罩的周缘部分上。
4.根据权利要求3所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述周缘部分的宽度约为荫罩宽度的三分之一。
5.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述低热导率材料被防止淀积在荫罩的各电子束传输孔的面对电子枪的侧壁上。
6.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，荫罩由热膨胀系数小的材料制成。
7.根据权利要求6所述的彩色阴极射线管，其特征在于，热膨胀系数小的材料是因瓦合金。
8.根据权利要求2所述的彩色阴极射线管，其特征在于，铋淀积在荫罩的主表面上达2微米或以下的厚度。
9.根据权利要求2所述的彩色阴极射线管，其特征在于，除铋之外，还淀积有镍。
全文摘要
一种能减少因荫罩的拱起现象而引起的色彩不均衡现象的荫罩式彩色阴极射线管，其中在荫罩的在电子枪的一侧的主表面上真空淀积有低热导率材料，以防止因电子轰击所产生的热在短时间内传递到荫罩上，且防止该材料被淀积在荫罩的各电子束传输孔的面对电子枪的侧壁上，以抑制在该侧壁上产生散射电子。这样，上述彩色阴极射线管既避免了因荫罩的热膨胀而产生的色彩不均衡现象又无需担心因电晖而降低显示图象的图象质量。
文档编号H01J29/07GK1041242SQ8910738
公开日1990年4月11日 申请日期1989年9月9日 优先权日1988年9月9日
发明者平泽重实 申请人:株式会社日立制作所