专利名称：荫罩式彩色阴极射线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种荫罩式彩色阴极射线管，特别涉及一种具有所谓扁平面从而使屏面面板的形状几乎呈平面的荫罩式彩色阴极射线管。
显示彩色图象用的阴极射线管(以下称彩色阴极射线管)通常是由面板部分、管颈部分和玻锥部分构成。面板部分是个显象屏，管颈部分用来装设电子枪，玻锥部分将面板部分(屏面面板)与管颈部分连接起来，玻锥部分配备有偏转系统，由这个偏转系统偏转电子枪发射出的电子束，使其扫描在面板内表面上形成的荧光屏。
屏面内表面上装有荫罩板。荫罩板是个选色电极，其弯曲部分接近屏面表面弯曲部分的轮廓，以限定从电子枪发射出来的多个电子束冲击到荧光屏上的位置。
装在管颈部分的电子枪有各种电极，例如，阴极电极，控制电极，会聚电极和加速电极，电子枪就用加到控制电极的信号调节来自阴极电极的电子束，通过会聚电极和加速电极使电子束的截面形成所要求的形状并给电子束提供能量，使其冲击荧光屏。设在玻锥部分的偏转系统使电子束在从电子枪到荧光屏的途中在水平方向和垂直方向上偏转，以在荧光屏上形成图象(参看例如日本公开专利215640/1984)。
现代彩色阴极射线管倾向于具有所谓扁平面，即形成图象所在的屏面面板几乎呈平面。
荫罩式彩色阴极射线管屏面面板的扁平度大大受屏面面板周边部分曲率的影响。因此，随着面板周边部分曲率的减小，增加了屏面面板的扁平感觉。然而，为了满足屏面面板的曲率，荫罩也要制成扁平形状，这提高了电子束因荫罩热膨胀而引起的着屏误差(拱起现象)，从而使反映到屏面面板外表面上的图象畸变，难以显示出高质量的图象。
日本公开专利232247/1088公开了一种屏面面板制成扁平、拱起现象有所改善的彩色阴极射线管。
按照上述公报公开的发明，屏面面板内外表面的形状用三维空间方程表示，其中X轴线为长轴线(水平轴线)，Y轴线为短轴线(垂直轴线)，Z轴线为管子的轴线。就是说，X轴线和Y轴线上的曲面形状ZX和ZY大致上可以用ZX＝A1X2+A2X4和ZY＝A3Y2+A4Y4表示，而在屏幕有效界面部分的一个点(X＝X1，Y＝Y1)形成的曲面形状PX和PY大致可以用PX＝A1X21/(A1X21+A2X4)和PY＝A3Y21/(A3Y21+A4Y41)表示，其中屏幕有效界面部分是屏幕有效部分与周围周边部分之间的界面，上述常数A1、A2、A3和A4取得使其满足不等式0.3≤PX(X＝X1)≤0.6和0.95≤PY(Y＝Y1)≤1.0。此外，屏面面板外表面曲率几乎相等的拱形，且当其曲率半径R(毫米)的有效对角线直径为V(英寸)时，能满足关系式1.5(42.5V+45.0)≤R≤2.0(42.5V+45.0)，从而减少荫罩的拱起现象，提高屏面的强度和扁平，改善反射到屏面表面上的图象。
然而，在具有上述曲面形状的普通彩色阴极射线管中，当想进一步使屏面面板变得更扁平，使周边部分的曲率半径处在上述R(毫米)范围之外时，反映在外表面上的图象大大畸变，特别是局部畸变大大增加。此外，由于荫罩拱起，着屏误差增加，严重损害所显示图象的质量。
本发明的目的是解决现有技术的上述问题，提供一种这样的荫罩式彩色阴极射线管，该射线管不仅改善了反映在屏面面板外表面上图象的畸变情况，而且通过减少荫罩的拱起程度能显示出高质量的图象。
为达到上述目的，本发明提供的荫罩式彩色阴极射线管包括屏幕有效部分和围绕屏幕有效部分的周边部分，且具有由长轴线和短轴线表征的矩形屏面面板，其中当屏面面板的至少是外表面的曲面形状用三维空间方程表示时(其中X轴线为矩形屏面面板的长轴线，Y轴线为屏面面板的短轴线，Z轴线为管子的轴线)，在长轴线和短轴线上的曲面形状ZX和ZY大致可用下式表示ZX＝A1X2+A2X4+A3X6ZY＝A4Y2+A5Y4+A6Y6而当屏面面板的至少是外表面在屏幕有效界面部分的一个点(X＝X，Y＝Y)处的曲面形状PX和PY可以下式PX＝A1X1/(A1X21+A2X41+A3X61)PY＝A4Y1/(A4Y21+A5Y41+A6Y61)表示时，常数A1、A2、A3、A4、A5和A6应满足下式0.5≤PX(X＝X1)≤0.90.6≤PY(Y＝Y1)≤1.0其中屏幕有效界面部分为屏幕有效部分与周边部分之间的界面。
此外，屏面面板外表面上短边屏幕界面部分和长边屏幕界面部分，此两界面部分的弧形曲率几乎相等，且当屏面面板的有效对角线直径为V英寸时，各弧的曲率半径R(毫米)满足下列关系2.0(42.5V+45.0)≤R≤4.0(42.5V+45.0)通过调定屏面面板内外表面的形状ZX、Z，屏面有效界面上一个点处的曲面形状PX、PY和曲率半径R，使其处在上述范围内，可以减少反映在周边部分表面上图象的畸变程度，改善曲面轮廓与屏面面板的曲面一致的荫罩的抗拱起特性，从而得出扁平的图象显示性能高的彩色阴极射线管。
图1是本发明的荫罩式彩色阴极射线管屏面面板的正视图。
图2是图1所示屏面的剖视图，其中图2(a)是沿X-X线截取的剖视图，图2(b)是沿Y-Y线截取的剖视图。
图3是本发明荫罩式彩色阴极射线管屏面面板的屏幕有效界面部分，其中图3(a)是沿平行长轴线X-X的长边屏幕有效界面部分截取的剖视图，图3(b)是沿平行于短轴线Y-Y的短边屏幕有效界面部分截取的剖视图。
图4是本发明荫罩式彩色阴极射线管的屏面面板和荫罩在屏面对角线方向的剖视图。
图5是用以说明偏转线圈特性与荫罩曲面特性之间的关系的示意图。
图6是用以说明本发明荫罩式阴极射线管的结构的剖视图。
现在通过一个实施例具体说明本发明的荫罩式彩色阴极射线管。
图1是本发明一个实施例的荫罩式彩色阴极射线管屏面面板的正视图。图2(a)是图1沿X-X线截取的剖视图，图2(b)是沿Y-Y线截取的剖视图，其中，编号1表示屏面面板，2表示屏幕有效部分，3表示周边部分，32表示短边周边部分，32表示长边周边部分，4表示屏幕有效界面部分，41表示短边屏幕有效界面部分，42表示长边屏幕有效界面部分，X-X表示长轴线(X轴线)，Y-Y表示短轴线(Y轴线)，V表示对角线长度(英寸)。
图1和2中，屏面面板1几乎呈矩形，以X轴线(X-X)作为长轴线，以Y轴线(Y-Y)作为短轴线，面板的屏幕有效部分2有一个荧光表面，荧光表面的内表面上形成有三色荧光材料，荧光表面的内外表面，形状几乎相等，电子束冲击屏幕有效部分2上时，就有图象显示出来。
周边部分3由短边周边部分31和长边周边部分组成，图象都不显示在这些部分上，周边部分3本身则围绕着屏幕有效部分2，形成接续到边缘部分的表面，该边缘部分则与图中未示出的玻锥部分连接。
本发明屏面面板的外表面总的可用下式表示Z＝A1X2+A2X4+A3X6+A4Y2+A5Y4+A6Y6+A10X2Y4+A11X4Y4+A12X6Y4+A13X2Y6+A14X4Y6+A15X6Y6其中Z表示假设面板中心为零，外表面偏离中心时相对于中心的下降量。如上式所示的那样，曲面Z与15个系数A1至A15有关。系数多达15个意味着有多达15个的可能性;换句话说，为选取最佳的系数，需要经过大量估值过程，从而使阴极射线管的实施难以进行。
本发明是以这样的发现为基础的，即曲面方程在X轴线和Y轴线上的系数以及周边部分的等效曲率，在使屏面面板表面扁平和减少拱起上起重要作用，而且得出这样的论据只要适当选取X轴线和Y轴线上的各系数以及周边部分的等效曲率，即可减少拱起现象，使面板扁平。
按本发明，当有效对角线直径为V(英寸)时，屏面面板外表面的短边和长边屏幕有效界面部分的曲率半径R(毫米)可以取2.0(42.5V+45.0)≤R≤4.0(42.5V+45.0)范围内的值。这里，ZX和ZY表示面板1沿长轴线X-X和短轴线Y-Y用三维空间方程表示的曲面形状，即ZX＝A1X2+A2X4+A3X6，ZY＝A4Y2+A5Y4+A6Y6。
这里，R可确定如下。即，图3(a)中的长边R可用R＝(dx2+x21)/2dx求出，图3(b)中的短边R可用R＝(dy2+y21)/2dy求出。
假设屏幕有效界面部分4几乎平行于长轴线X-X和短轴线Y-Y的曲面形状用三维空间方程PX和P来表示。采用上面提过的同一个曲率和有效对角线直径，曲面形状PX、PY可用PX＝A1X21/(A1X21+A2X41+A3X61)，PY＝A4Y21/(A4Y21+A5Y41+A6Y61)求出，其中常数A1、A2、A3、A4、A5和A6可在0.5≤PX(X＝X1)≤0.9和0.6≤PY(Y＝Y1)≤1.0的范围内在屏幕有效界面部分4的一个点(X＝X1，Y＝Y1)选取。在常数A1至A6在满足上述条件的情况下，即使周边部分等效曲率半径取得大，也可以避免拱起特性变坏，并避免反映出的图象严重畸变。
图3是图1的屏幕有效界面部分的剖视图，其中图3(a)是沿几乎平行于长轴线(X-X)长边屏幕有效界面部分42的剖视图，图3(b)是沿几乎平行于短轴线(Y-Y)的短边屏幕有效界面部分41的剖视图。
图3中，几乎平行于轴线X-X的屏幕有效界面部分42有一个与短边周部分31接续的曲面，几乎平行于轴线Y-Y的屏幕有效界面部分41有一个与长边周边部分32接续的曲面。
因此，含有几乎平行于轴线X-X的屏幕有效界面部分42的曲面和含有几乎平行于轴线Y-Y的屏幕有效界面部分41，它们的曲率R1和R2几乎相等，这样可以使长边(轴线X-X边)和短边(轴线Y-Y边)扁平，而且补救反映到表面上的图象的畸变。还可以减少安装在屏面面板中的荫罩的拱起现象，并减少着屏误差。
另一方面，当面板的各曲面按上述取值时，面板在对角线方向的截面产生所谓反翘起(inverse-warping)现象，如图4所示，其中外表面曲面的二次微分符号改变一次。但若将荫罩制成反翘起的形状，则由多孔薄金属板制成且强度小的荫罩就会因电视接收机的音响而改变，而且产生所谓彩色失调的啸声现象(howlingphenomenon)。因此在本发明中，重要的一点是，即使面板外表面二次微分的符号不变。这里之所以把范围限定在至少在多孔的部分是因为非多孔的周边部分是由强度较大的金属板制成，且受足啸声的影响不大。但最好当然是整个荫罩上的二次微分符号都不变。
图4示出了本发明的一个实施例，也是本发明的阴极射线管在对角线方向的剖视图。当然，即使为了提高荫罩的强度而沿其周边部分形成肋条时，肋条的各曲面也不应改变。
除了面板内曲面的形状之外，偏转线圈的特性在确定荫罩曲面的形状方面起重要作用。图5示出了这一点，其中符号DP表示偏转线圈的偏转平面。荫罩与面板内表面之间的最佳距离由S值确定，这个S值则主要由电子枪的距离给定。然而，有效的S值随偏转线圈的特性而变化。因此，通过选定偏转线圈的特性可以改变荫罩的各曲面。
图6是本发明荫罩式彩色阴极射线管结构的剖视图，其中编号1表示屏面面板，2表示屏幕有效部分，3表示周边部分，5表示面板边缘部分，6表示荧光表面，7表示荫罩，8表示管颈部分，9表示玻锥部分，10表示磁屏蔽，11表示偏转线圈，12表示电子枪，13表示色纯度调节磁铁，14表示调节中心电子束静会聚用的磁铁，15表示调节侧面电子束静会聚用的磁铁，16表示电子束。
如上所述，屏面面板1的外表面和内表面制成曲面，必要时为防止反射和带电，在屏面面板1的外表面上形成一层或多层含SnO2和InO3的薄层。此外，玻锥9的内表面上淀积一层由石墨、二氧化钛等组成的导电薄膜。
荫罩7制成其轮廓与屏面面板1的曲面形状一致的形状，即其曲面与屏面面板1的曲面相同。就是说，荫罩7周边部分的曲率比现有技术的相应部分的大，刚度提高了，受压时回弹减小，工作时拱起现象减少。
这里，磁屏蔽10主要起屏蔽地磁的作用。
按照上述，本发明提供了这样的一种荫罩式彩色阴极射线管，该射线管功能优异，能使其屏面面板扁平，减少了主要因周边部分的曲面引起的反映到表面上的图象畸变，也减少了荫罩的拱起现象，从而显示高质量的图象。
权利要求
1.一种荫罩式彩色阴极射线管，包括屏幕有效部分和围绕着屏幕有效部分的周边部分，且具有由轴线和短轴线表征的矩形屏面面板，其特征在于，当所述屏面面板的至少是外表面的曲面形状用三维空间方程表示时，如X轴线为所述矩形屏面面板的长轴线，Y轴线为所述矩形屏面面板的短轴线，则在线和短轴线上的曲面形状ZX和Z大致可用下式表示ZX=A1X2+A2X4+A3X6ZY=A4Y2+A5Y4+A6Y6且当屏面面板的至少是外表面在屏幕有效界面部分的一个点(X=X1，Y=Y1)处的曲面形状Px和Pr由下式求出时，PX=A1X21/(A1X21+A2X41+A3X61)PY=A4Y21/(A4Y21+A5Y41+A6Y61)其中该屏幕有效界面部分为所述屏幕有效部分与周边部分之间的界面，常数A1、A2、A3、A4、A5和A6应满足下式0.5≤PX(X=X1)≤0.90.6≤PX(X=Y1)≤1.0
2.根据权利要求1所述的荫罩式彩色阻极射线管，其特征在于，所述屏面面板外表面上短边屏幕有效界面部分的曲面和长边屏幕有效界面部分的曲面这两曲面的弧形曲率几乎彼此相等，且当所述屏面面板的有效对角线直径为V(英寸)时，所述弧形的曲率半径R(毫米)，当所述屏面面板的有效对角线直径为V(英寸)时，满足下列关系2.0(42.5V+45.0)≤R≤4.0(42.5V+45.0)
3.根据权利要求2所述的荫罩式彩色阴极射线管，其特征在于，荫罩曲面在其对角线方向截面的方程，在其至少有效部分中的二次微分的符号不变。
4.根据权利要求2所述的荫罩式彩色阴极射线管，其特征在于，荫罩曲面在其对角线方向截面的方程在其周边的范围内二次微分的符号不变。
全文摘要
沿面板的至少是外表面的长轴线和短轴线的曲面形状Z
文档编号H01J29/86GK1070768SQ9210901
公开日1993年4月7日 申请日期1992年7月30日 优先权日1991年7月30日
发明者平井良治, 井上勇一 申请人:株式会社日立制作所