专利名称：彩色阴极射线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及彩色阴极射线管，更具体地说，涉及包括具有大量孔的荫罩的彩色阴极射线管。
一般说，彩色阴极射线管包括具有面板的真空外壳；涂在面板内表面上并且包含能发射蓝、绿和红光的三色荧光粉层的荧光屏；与荧光屏相对的荫罩；和装在真空外壳管颈中的电子枪。荫罩包括具有大量供电子束穿过的孔的荫罩体和支持荫罩体四周边缘部分的荫罩框架。在这种彩色阴极射线管中，从电子枪发射的三束电子束穿过荫罩扫描荧光屏，从而显示彩色图象。
配置荫罩以便选择三束电子束分别打在三色荧光粉层的预定位置上，并且这种选择必须正确地实现，使得三束电子束分别正确地打在三色荧光粉层的预定位置上，从而使在荧光屏上显示的彩色图象获得良好的色纯度。因此，荫罩一定要如此配置，使得在彩色阴极射线管工作时相对于荧光屏始终维持预定的位置关系，即，荫罩和荧光屏之间距离(q值)必须始终落在预定的公差范围内。
然而，在荫罩型彩色阴极射线管中从电子枪发射的整个电子束上有1/3或少于1/3到达荧光屏，而其它余下的电子束打在荫罩上。加之，荫罩受打上的电子束加热，朝向荧光粉屏膨胀，即，发生所谓“拱曲”。“拱曲”可以分为二种类型。
一种类型发生在彩色阴极射线管开始工作时。具体地说，在开始工作时主要加热荫罩的荫罩体，并且在荫罩体和设置在荫罩体四周边缘部分的荫罩框架之间产生温度差。由于所述温度差而产生了拱曲。
另一种类型是当局部显示高亮度图象，荫罩体因而局部受热和膨胀时在较短时间内局部地发生的。
一旦荫罩产生拱曲，荫罩相对于荧光屏的位置变化，并且q值超出容许范围。电子束在荧光粉层上的落屏位置就偏离预定位置，因而，所显示图象的色纯度变差。由拱曲引起的落屏错位很大程度地取决于显示图象的图案位置、其亮度和高亮度图象图案的持续时间。
此外，具有高亮度的图象局部显示时由局部拱曲引起的电子束落屏错位倾向于容易发生在荫罩中心和其水平轴端部之间的中央区域。这可能与荫罩拱曲以及电子束偏转角有关。例如，即使当在荫罩垂直轴附近发生拱曲时，在这部分内电子束偏转角小，因此电子束并没受拱曲太大影响，因而由此引起的落屏错位也小。同时，荫罩体边缘部分通过无孔部分受到大热容量的荫罩框架的支持，因此即使荫罩体边缘部分局部受热，荫罩体热量也向荫罩框架传导，在荫罩体边缘部分发生的拱曲程度就很小，只引起小的落屏错位。
相比之下，在荫罩中心和其水平轴每个端部之间的中央区域，电子束有大的偏转角，并且当荫罩在这些中央区域局部受热时发生了高程度的拱曲。因此，落屏错位最易发生在荧光粉层上与荫罩中央区域相对的这些地方。
为了防止荫罩局部受热膨胀，和防止色彩模糊，应该加大荫罩水平截面的曲率。然而，近年来主要趋势是使用扁平面板的彩色阴极射线管，所以这种阴极射线管有平坦的荫罩。因此，只通过加大荫罩水平截面曲率很难限制在较短时间内发生的局部拱曲，和消除落屏错位。
除了上述由于荫罩拱曲引起的落屏错位之外，在装有彩色阴极射线管的电视机中，当电视机工作时来自喇叭的声音引起的振动传递给彩色阴极射线管时，荫罩也就振动(即引起蜂鸣)，并且引起电子束落屏错位。因此，必须限制这种由蜂鸣引起的落屏错位。
因为荫罩体四周边缘部分固定在荫罩框架上，所以，这个部分的振动幅度很小。然而，在上述荫罩体中央区域，振动就大，落屏错位有最大量。
基于上述问题而提出本发明，其目的在于提供能减小荫罩局部拱曲和振动、防止色彩模糊的彩色阴极射线管。
为达到以上目的，本发明的彩色阴极射线管包括面板、荧光屏和荫罩；其中，面板有基本上矩形的有效部分，后者有曲面形的内表面和相互垂直的长轴和短轴；荧光屏形成在面板内表面上，有若干荧光粉层，每层荧光粉层有沿短轴方向延伸的长条形；荫罩与荧光屏相对并具有与荧光屏内表面相对应的曲面形。
荫罩包含备有大量供电子束通过的孔的基本上矩形的有效面，它有与面板长轴和短轴分别相对应的长轴和短轴，由对称于短轴的第一和第二半表面以及位于有效面四周的无孔部分组成。所述孔是这样排列的，以便构成沿长轴方向排列的平行于短轴而延伸的若干孔列，每个孔列包括沿平行于短轴方向排列的若干孔和位于任何相邻孔对之间的桥。
位于第一和第二半表面中的每个半平面的基本上中央区域的沿短轴方向的桥宽大于位于有效面四周部分沿短轴方向的桥宽。
这样地形成桥，以便满足下列关系BMH＞BH,BMH＞BD,和BMH＞BML，其中BO是位于荫罩有效面中心O的沿短轴方向的桥宽度，BV是位于短轴每个端部的沿短轴方向的桥宽度，BH是位于长轴每个端部的沿短轴方向的桥宽度，BD是位于有效面对角线端部的沿短轴方向的桥宽度，BMH是位于第一和第二半表面中每个半表面中央区域的沿短轴方向的桥宽度，以及BML是位于短轴和所述有效面的平行于短轴的短侧边之间的中间区域并靠近所述有效面的与长轴平行的长侧边的沿短轴方向的桥宽度。
所述有效面上给定坐标位置的桥宽度B(x.y)加工成由下述四阶多项式表示的尺寸B=(X,Y)=Σm=02Σm=02c(3n+m)·x(2m)·y(2m)]]>式中荫罩有效面长轴是X轴，其短轴是Y轴，而C是系数。
根据具有如上结构的彩色阴极射线管，位于有效面第一和第二半表面中每个半表面的基本上中央区域沿短轴方向的桥宽度大于有效面四周部分沿短轴方向的桥宽度。因此，在荫罩有效面第一和第二半表面中央区域荫罩的热容量和刚性大于四周部分的热容量和刚性。
因此，可以减小在最易产生拱曲的有效面中央部分的拱曲量，可以限制由拱曲引起的色纯度变劣。同时，当彩色阴极射线管振动时，有效面第一和第二半表面的中央区域的振动可以减小，因此由振动引起的色纯度变劣可以减小。
图1至图5表示本发明实施例的彩色阴极射线管，其中图1是彩色阴极射线管的纵截面图；图2是显示彩色阴极射线管的面板内侧面的平面图；图3是显示彩色阴极射线管的荫罩的平面图；图4是彩色阴极射线管的荫罩的放大的平面图；图5是沿图4的线Ⅴ-Ⅴ所取的截面图；图6是表示桥宽度和离垂直轴距离之间关系的曲线图；图7是表示荫罩有效面X-Y坐标位置的图。
以下将结合附图详述本发明实施例的彩色阴极射线管。
如图1和2所示，彩色阴极射线管有玻璃制的内抽真空的外壳10。真空外壳10包括具有基本上矩形的有效部分1和位于有效部分边缘部分的裙边部分2的面板3；与裙边部分连接的锥体4；以及从锥体4伸出的圆柱形管颈7。
有效部分1有基本上矩形的形状，它有相互垂直的水平轴(或长轴)X和垂直轴(或短轴)Y、穿过阴极射线管管轴Z延伸。此外，有效部分1的内表面由非球面的凹曲面构成。有效部分1内表面上涂有荧光屏5，荧光屏5包括分别能发射蓝，绿，红光的三色荧光粉层20B,20G,和20R；以及位于荧光粉层之间的遮光层23。荧光粉层20B,20G,和20R涂成长条形、平行于垂直轴Y伸展、沿X轴方向一个接一个地排列。
同时，在真空外壳10中面对荧光屏5设置具有与荧光屏相对应的基本上矩形的荫罩21。荫罩21包括有大量孔25的基本上矩形的荫罩体27和支持荫罩体边缘部分的荫罩框架26。荫罩21依靠弹性支持件15支撑在面板3上，每个弹性支持件15有基本上楔形形状、固定在荫罩框架26侧壁上，这些弹性支持件与从面板3的裙边部分内表面突出的销钉16啮合。以这种方式，荫罩体27位于荧光屏5的对面、而又彼此间隔预定的距离。
管颈7中有用来发射在同一平面中行进的三束电子束8B,8G,和8R的电子枪9。
在如上所述结构的彩色阴极射线管中，电子枪发射的三束电子束8B,8G和8R经由装在锥体4外的偏转线圈11产生的水平和垂直磁场偏转通过荫罩21扫描荧光屏5，从而显示彩色图象。
如图3和4所示，荫罩体27由厚度0.10至0.30mm薄金属板加工形成，它包括加工有大量供电子束通过的槽形孔25的矩形有效面30；以及位于有效面四周的没有孔的无孔部分32。荫罩体27有管轴Z通过的中心O，及水平(或长)轴X和垂直(或短)轴Y，水平轴X和垂直轴Y相互垂直并且通过中心O。此外，以与有效部分1的内表面相对应的曲面的形式形成荫罩体27。有效面30包括相对于Y轴对称的第一和第二半表面30a和30b。无孔部分32固定在荫罩框架26上。
大量槽形孔25这样排列、以便构成平行于垂直轴Y伸展的、沿水平轴X方向以预定间距PH排列的若干孔列R。每个孔列R包括沿垂直轴Y方向以预定间距PV排列的许多孔25以及插在相邻孔25之间的桥38。
如图4和5所示，在荫罩体上，每个孔25由朝向荧光屏5的面开口的大孔25a和朝向电子枪的面开口的小孔25b之间的界限确定。
在本实施例的荫罩25中，沿垂直轴Y方向排列的二个相邻孔之间的桥28的宽度B随着其在荫罩体27上的位置而变化。更具体地说，在图6中，曲线41表示在荫罩体27水平轴X上排列的孔25附近桥的宽度B和桥离开荫罩体27的垂直轴Y的距离之间的关系，而曲线42表示在荫罩体27每条长侧边附近排列的桥的宽度B和桥离开垂直轴Y的距离之间的关系。
如图7所示，在荫罩体27有效面30内这样形成若干桥38，从而满足下列关系式，其中BO是位于有效面30中心O沿垂直轴Y方向桥38的宽度，BV表示位于垂直轴Y每个端部沿垂直轴Y方向的桥38的宽度，BH表示位于水平轴X每个端部沿垂直轴方向的桥38的宽度，BD是位于对角轴D每个端部沿垂直轴Y方向的桥38的宽度，BMH表示位于第一和第二半表面30a,30b中央区域31a(见图3)、即位于垂直轴Y和有效面30短侧边之一之间以及有效面一对长侧边之间的中心区域沿垂直轴Y方向的桥38的宽度，而BML是在有效面长侧边上位于垂直轴Y和有效面短侧边之间中央区域沿垂直轴Y方向的桥38的宽度。
BMH＞BHBMH＞BD和BMH＞BML因而，位于第一和第二中央区域31a和31b中每个区域的桥38的宽度BMH大于其他区域的桥宽度。
按照如上结构的荫罩21，沿垂直方向排列的孔25间距PV在整个有效面30上是一致的，并且孔25在水平轴X方向有一样的宽度W。因此每个孔25的面积随着桥38的宽度B的增加而减小。假如位于中央区域31a和31b的桥38加工成有大宽度B，则无论如何、荫罩有效面30的第一和第二半面30a和30b的中央区域31a和31b的热容量可被增加、从而大于例如有效面30四周部分的其他部分的热容量。
因此，根据如上所述的荫罩21，即使当高电流密度的电子束打在极易产生拱曲的荫罩有效面30的中央区域31a和31b，并且中央区域31a和31b因而变热时，在这些区域产生的温度升高可以因为中央区域31a和31b有大热容量而减小。此外，即使当热量从中央区域31a和31b传递到有效面30四周部分时，四周部分面积有小热容量，并且引起大的温度升高，结果，可以减小每个中央区域和有效面30四周部分之间温度差峰值。因此，可以减小较短时间内产生的荫罩体27局部拱曲，并且可以减小由这种局部拱曲引起的落屏错位。因此，可以减小由落屏错位引起的色纯度变劣，从而实现最佳图象显示。
荫罩21的所述桥宽度可以容易地借助于下述多项式来实现。具体地说，在有效面上给定坐标(x,y)的沿孔列方向的桥宽度B(x,y)可以用如下述的与x和y有关的四阶多项式来表示，式中C是由通过有效面30中心的两个相互垂直的轴水平轴X和垂直轴Y所确定的X-Y坐标系中的系数。B(X,Y)=Σm=02Σm=02c(3n+m)·x(2m)·y(2m)]]>由上述多项式求出的桥38的宽度B在例如28英寸彩色阴极射线管荫罩的情况在下面列出。
在荫罩中心O处桥宽度BO:
BO=0.160mm在水平轴中央部分，桥宽度BMH:
BMH=0.160mm在水平轴X端部，桥宽度BH:
BH=0.130mm在垂直轴Y端部，桥宽度BV:
BH=0.140mm在长侧边中央部分，桥宽度BML:
BML=0.125mm
在对角轴D端部，桥宽度BD:
BMH=O.140mm系数C已选择如下c0=1.600000×10-01c1=4.175079×10-07c2=-1.181269×10-11c3=-6.110379×10-07c4=-6.407131×10-11c5=1.082887×10-15c6=-1.219065×10-11c7=3.618716×10-16c8=-1.471625×10-21因此，在第一和第二中央区域槽形孔25的面积要比在荫罩体四周部分的孔25面积小10％，并且第一和第二中央区域热容量可以比四周部分热容量大相应的量。因此，当显示有局部高亮度的图象时，可以减小在最易产生局部拱曲的第一和第二中央区域的拱曲。同时，可以减小彩色阴极射线管开始工作时荫罩体与其四周部分的荫罩框架之间温度差引起的拱曲、使得荫罩和荧光屏之间的距离(Q值)可以保持在预定的范围内。因此，可以减小电子束相对于三色荧光粉层的落屏错位引起的色纯度变劣。尤其是，在有扁平面板、并且荫罩有效面因此而平坦的彩色阴极射线管中可以获得显著的优点，使得在面板外表面上的投影形成具有自然外观的图象。
此外，增加了桥的宽度，改善了荫罩体曲面的刚性。因此，通过设定荫罩体第一和第二中央区域的桥宽度大于荫罩体四周部分的桥宽度，能够使荫罩体第一和第二中央区域的刚性比荫罩四周部分的刚性高些。因此，即使电视机喇叭发声而使彩色阴极射线管有振动，在荫罩中央区域振动的幅度也被减小了。而且，荫罩有效面的四周部分与无孔部分或高刚性的荫罩框架相接触，因此振动往往很小。其结果是改善了整个荫罩的抗振动特性，因此可以减小由荫罩振动引起的图象质量下降。
如上所述，通过改变桥的宽度而改变了槽形孔面积，并且因此而使三色荧光粉层发光面积随着槽形孔面积而改变，从而影响屏亮度。然而，面板的有效面在四周部分要比在中央部分厚些。尤其是用于改善对比度的暗色型面板往往在屏四周部分亮度较低。因此，假如把荫罩有效面第一和第二中央区域的桥宽度设定为大一些，则屏四周部分的亮度相对地增加了、因而整个屏区域上亮度变得均匀就不会有任何问题。
权利要求
1．一种彩色阴极射线管包括面板，它包括基本上矩形的有效部分，后者有曲面形的内表面和相互垂直的长轴和短轴；涂在面板的所述内表面上的荧光屏，它有若干荧光粉层，每层荧光粉层有平行于短轴方向延伸的长条形状；和与所述荧光屏相对并具有与所述荧光屏内表面对应的曲面形的荫罩，所述荫罩包括具有许多供电子束通过的孔的基本上矩形的有效面，后者有与所述面板长轴和短轴分别相对应的长轴和短轴；对称于所述短轴的第一和第二半表面；以及位于所述有效面四周的无孔部分；所述孔是这样排列的，以便构成沿长轴方向排列的平行于短轴延伸的若干孔列，每个孔列包括沿平行短轴方向排列的若干孔和位于任何相邻孔对之间的桥，并且位于所述第一和第二半表面中的每个表面的基本上中央区域的沿短轴方向的桥宽度大于位于有效面四周部分沿短轴方向的桥宽度。
2．根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于所述桥是这样形成的，以便满足下列关系BMH＞BH,BMH＞BD，和BMH＞BML式中BO是位于所述有效面中心O沿所述短轴方向的桥宽度，BV是位于所述短轴每个端部沿所述短轴方向的桥宽度，BH是位于所述长轴每个端部沿所述短轴方向的桥宽度，BD是位于所述有效面的对角轴每个端部的桥宽度，BMH是位于所述第一和第二半表面的每个中央区域沿短轴方向的桥宽度，而BML是位于所述短轴和所述有效面短侧边之间的中间区域并靠近与所述长轴平行的所述有效面的长侧边沿短轴方向的桥宽度。
3．根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于把在所述有效面上给定坐标位置的桥宽度B(x,y)加工成具有由下述四阶多项式表示的尺寸B(X,Y)=Σm=02Σm=02c(3n+m)·x(2m)·y(2m)]]>式中所述荫罩的所述有效面的所述长轴是X轴，其短轴是Y轴，而C是系数。
4．根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于每个所述孔列中的许多孔以预定的间距排列。
5．根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于每个所述孔有沿短轴方向伸展的槽形。
全文摘要
与荧光屏相对的荫罩有加工有槽形孔的基本上矩形的有效面(30)。所述孔这样排列,以便构成沿长轴方向排列的平行于有效面短轴延伸的若干孔列。每个孔列包括许多孔和位于任何相邻孔对之间的桥(30)。位于有效面短轴和其短侧边之间中央的沿孔列纵向的桥宽度B大于位于有效面四周部分的桥宽度。
文档编号H01J29/07GK1211339SQ9719235
公开日1999年3月17日 申请日期1997年12月18日 优先权日1996年12月18日
发明者村井敬, 早乙女一郎, 谷宗亲 申请人:株式会社东芝