专利名称：用于阴极射线管的荫罩及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于阴极射线管的荫罩及其制造方法。更具体地说，本发明涉及的荫罩具有改进的拉伸强度，因此防止了回弹现象。
传统的阴极射线管(CRT)包括真空壳，真空壳内包括一视屏，视屏上具有按周期顺序排列的三种不同发射颜色的磷元素阵列；用于产生直接射向屏幕的三个收敛电子束的元件；和色彩选择结构或荫罩，荫罩包括具有多个束孔的金属薄片，它准确地置于屏幕和光束形成元件之间。荫罩遮住屏幕。收敛角的不同允许每个光束的传送部分有选择地激发所需发射颜色的磷元素。
传统的CRT荫罩一般用下列方法制造。首先，在由Invar或铝镇静钢制成的薄金属板上涂上光致抗蚀剂。然后，使板曝光，进行显影和蚀刻，从而在其上形成多个束孔。接着，利用热处理工艺在高温的氢气环境中为形成有束孔的板退火，从而消除残余压力并为板提供了柔韧性。然后板通过压力成形来形成预定的荫罩形状，之后，对板进行清洗，从其表面上除去指印、灰尘和外来物质之类的污物。最后，对成型的板执行黑化处理，以防止其翘曲，从而完成荫罩的制造。
荫罩在从三个电子枪(用于形成三个收敛电子束的元件)发射出的电子束和屏幕上形成的R.G.B磷象素之间起着桥梁作用，保持电子束落到正确的磷象素上。因此，荫罩偏离其原始位置会改变电子束方向，从而使磷象素不正确激发。
荫罩如果受到外部冲击或电视机内扬声器的振动，荫罩会移离它在CRT中的原始位置。结果，穿越偏移的荫罩的电子束落在不正确的磷象素上，从而使颜色纯度变坏。下面将详细介绍这一点。
图1是传统的CRT的局部剖视图。荫罩6固定到面板1的侧壁上。更具体地说，与荫罩6的周边相连的荫罩框5与一弹簧4连接，弹簧4又连接至从面板1的侧壁突出的一销钉3上。当CRT受到外部冲击或振动时，荫罩8被振动而偏离其初始位置至位置7。结果，从电子枪11发射的电子束穿过荫罩6的非预定孔。从而导致不适当的磷象素被激发。这样会使人感觉到显示图像晃动造成色彩纯度降低和其它图像质量问题。
另外，当CRT受到很大的冲击，如坠落时，荫罩6可能会发生变形。图2示出了一个例子，其中示出了变形区域12。不言自明，这会出现伪彩色。
作为解决上述问题的一个方案，对荫罩进行热处理，以改进其拉伸强度和柔韧性。然而，因为荫罩热处理后使其裙座部分的弹性模量增加，在对制造荫罩的金属板压力成形时，由于裙座的回弹现象裙座的弯曲角度不是预想的θ角，而是θ+Δθ角。
本发明力图解决上述问题。
本发明的一个目标是提供一用于CRT的荫罩及其制造方法，其中，仅选择荫罩的束孔部分进行热处理，从而增加其拉伸强度和弹性模量，因此，可以防止荫罩的裙座部分发生反弹现象。
为了实现上述目标，本发明提供了一用于CRT的荫罩及其制造方法。荫罩包括束孔部分，其上形成有多个束孔，束孔部分形成于荫罩的中心部分的一预定区域之上；无束孔部分，它和所述束孔部分相邻，并形成荫罩的周边；束孔部分的拉伸强度比无束孔部分大1.2至3倍，束孔部分的弹性模量比无束孔部分大1.5至3倍。
根据本发明的一个特征，束孔部分的热处理是在一气体环境中执行的，气体环境包括由RX、炳烷、氨气、B2H6和BCl3组成的气体组中的至少一种。
根据本发明的另一特征，荫罩是由低热膨胀系数的材料(最好是铝镇静钢或Invar钢)制成。
该方法包括下列步骤通过将隔离盖固定在无束孔部分上，选择性地仅在荫罩的束孔部分上执行热处理工艺，隔离盖可以防止无束孔部分在热处理过程中与气体接触；和使荫罩压力成形。
根据本发明的一个特征，热处理是在一气体环境中执行的，气体环境包括由RX、炳烷、氨气、B2H6和BCl3组成的气体组中的至少一种。
根据本发明的另一特征，荫罩是由低热膨胀系数的材料(最好是铝镇静钢或Invar钢)制成。
根据本发明的另一特征，隔离盖是同时固定在荫罩的上部和下部。
根据本发明的另一特征，隔离盖的形状和大小适合于完全覆盖非开孔部分，同时使荫罩的开孔部分露出。
附图作为说明书一部分，示出了本发明的一实施例，它和说明书一起，用于解释本发明的原理。
图1是传统的CRT的局部剖视图，用以描述由于外部冲击而引起的荫罩偏移；图2是传统的CRT的局部剖视图，用以描述由于外部冲击而引起的对荫罩的破坏；和图3是本发明一优选实施例的制造荫罩的热处理工艺中所用隔离盖的平面简图。
本发明的CRT荫罩是由低热膨胀系数材料(如铝镇静钢或Invar钢)制成。荫罩包括束孔部分以及围绕束孔部分的周边部分或无束孔部分。在本发明的荫罩中，仅选择束孔部分进行热处理，从而使束孔部分的拉伸强度比无束孔部分大1.2至3倍，弹性模量比无束孔部分大1.5至3倍。
对束孔部分进行选择性热处理是在气体环境中进行的，在气体环境中至少包括下面的气体之一RX气体；炳烷气体；氨气；含硼气体。制造束孔部分的材料至少包括碳、氮和硼当中的一种元素。至于上述含硼气体，可以使用B2H6或BCl3。
下面将详细介绍一种制造本发明的荫罩的方法。
一预定数量的金属板被叠放到一托板上，在这些金属板的一预定区域内形成有多个束孔，以形成束孔部分。一隔离盖固定在叠层的最上层金属板上，隔离盖做成可暴露金属板的束孔部分，同时覆盖其周边部分；即无束孔部分。在使预加热炉的温度设定在100°到200℃之间以后，上面叠放有金属板的托板被放到预加热炉中。
接着，在反应炉的温度升高至150℃以后，向反应炉中加入RX气体、炳烷气体、氨气、和/或含硼的气体。当使用RX气体时，它包括40％H2；40％N2和20％CO；含硼的气体是如上所述的B2H6或BCl3。然后反应炉中的温度升至400～1000℃之间，将气体环境适当地维持住，之后，将预热炉中的金属板被转送至反应炉。
金属板在反应炉中热处理0.1～5个小时。经过一预定时间以后，反应炉中的温度降至150℃，同时，反应炉中的气体保持当前状态。当达到这个温度以后，停止向反应炉中注射气体。接着，金属板从反应炉中移走，隔离盖从金属板上拿开。然后将金属板压成所需的荫罩形状。
通过上述方法制造的荫罩的束孔和无束孔部分的拉伸强度测量值分别是束孔部分为300～500MPa，无束孔部分为200～300MPa。另外，束孔部分的弹性模量是200～400×100MPa，无束孔部分的弹性模量为100～300×100MPa。经过热处理工艺以后，只有束孔部分的拉伸强度和弹性模量增加，而无束孔部分不受影响。这里，拉伸强度和弹性模量的值仅用来表明，利用本发明的制造方法，在两个测量值当中束孔部分的值较高，而不是指束孔和无束孔部分的特性的区别和限制。
图3示出了上面用于制造荫罩的热处理工艺中所用的隔离盖的平面简图。本发明不局限图3所示的隔离盖21，也可以用其它结构，只要它们在热处理过程中能防止荫罩的无束孔部分不与反应炉中的气体接触，同时使束孔部分暴露。
如图所示，隔离盖21包括一对下部板条21b和21b＇；和一对上部板条21a和21a＇。下部板条21b和21b＇基本相互平行，彼此间隔一定的距离，同样上部板条21a和21a＇也基本相互平行，彼此间隔一定的距离。下部板条21b和21b＇与上部板条21a和21a＇垂直。下部板条21b和21b＇之间以及上部板条21a和21a＇之间的距离以及它们的长、宽尺寸使得形成裙座部分的区域，即无束孔部分被覆盖。
另外，在每个板条21a,21a＇,21b和21b＇的端部开有连接孔23，当隔离盖21放置在叠层金属板上之后，通过连接孔将其连接至托板上。因此，将隔离盖21固定在金属板的无束孔部分之后，金属板的无束孔部分不与气体接触，所以该区域不受热处理工艺的影响，结果，金属板的无束孔或裙座部分的弹性模量保持不变，所以，在压制成型过程中裙座部分被弯曲后不会回弹。气体环境中可以包括RX气体；炳烷气体；氨气和含硼气体。含硼气体可以是B2H6或BCl3。
使用如图3所示的本发明的隔离盖，可防止在热处理过程中所用的气体原子与用来制造荫罩的金属板的无束孔部分发生物理接触。因此，荫罩的裙座部分或无束孔部分在热处理工艺后其弹性模量保持不变，从而防止该区域的回弹现象。
实例1一预定数量的金属板叠放在一托板上，在其预定区域上形成有多个束孔，以形成束孔部分。本发明的隔离盖固定在金属板叠层的顶部。接着，将预热炉设置并保持在150℃，之后，将叠放有金属板的托板放入预热炉内。
接着，在反应炉的温度增加至150℃以上以后，向反应炉内馈入RX气体、炳烷气体、氨气、和/或含硼气体。其中RX气体包括40％H2；40％N2和20％Co。然后，反应炉的温度升至600℃，并将其内气体环境适当地保持住，此后，将预热炉内的金属板转送至反应炉。
金属板在加热反应炉中放置1个小时。一个小时以后，将反应炉中的温度降至150℃，同时，使其内的气体保持在当前状态。当达到这个温度时，停止向反应炉中注射气体。然后将，金属板被从反应炉移走，并将隔离盖从金属板上卸下。然后，将金属板压制成形为所需的形状。
在使用本发明方法制造的荫罩中，因为在热处理过程中只有束孔部分暴露在气体中，无束孔部分或裙座部分与气体的接触被阻断，束孔的拉伸强度和弹性模量增加，而裙座却不受影响。结果，当压力成形时，可以防止裙座部分回弹。
尽管上面已详细描述了本发明，该领域的技术人员应当理解，在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内，本发明可有多种变形和修改。
权利要求
1．一种用于CRT的荫罩，包括束孔部分，其上形成有多个束孔，束孔部分形成于荫罩的中心部分的一预定区域之上；无束孔部分，它和所述束孔部分相邻，并形成荫罩的周边；其特征在于，束孔部分的拉伸强度比无束孔部分大1.2至3倍，束孔部分的弹性模量比无束孔部分大1.5至3倍。
2．一种制造具有束孔部分和无束孔部分的荫罩的方法，包括通过将隔离盖固定在无束孔部分上，有选择性地仅对荫罩的束孔部分执行热处理工艺，隔离盖可以防止无束孔部分在热处理过程中与气体接触；和使荫罩压力成形。
3．如权利要求2所述的方法，其特征在于，热处理工艺是在气体环境中执行，该气体至少包括RX，炳烷、氨气、B2H6和BCl6中的一种。
4．如权利要求2所述的方法，其特征在于，荫罩是由低热膨胀系数的材料制成。
5．如权利要求4所述的方法，其特征在于，荫罩是由铝镇静钢或Invar钢制成。
6．如权利要求2所述的方法，其特征在于，隔离盖同时固定在荫罩的顶部和底部上。
7．如权利要求2所述的方法，其特征在于，将隔离盖做成适当的形状和尺寸，以完全覆盖无束孔部分，同时使荫罩的束孔部分暴露。
全文摘要
一荫罩,包括:束孔部分,其上形成有多个束孔,束孔部分形成于荫罩的中心部分的预定区域之上;无束孔部分,它和所述束孔部分相邻,并形成荫罩的周边,束孔部分的拉伸强度比无束孔部分的大1.2至3倍,弹性模量比无束孔部分大1.5至3倍。制造包括束孔部分和无束孔部分的荫罩的方法,包括:通过将隔离盖固定在无束孔部分上,有选择性地仅在荫罩的束孔部分上执行热处理工艺,隔离盖可防止无束孔部分在热处理时与气体接触;使荫罩压力成形。
文档编号H01J29/07GK1224917SQ9910098
公开日1999年8月4日 申请日期1999年1月22日 优先权日1999年1月22日
发明者韩东熙, 文圣晥, 韩承权 申请人:三星电管株式会社