彩色陰極射線管的製作方法
2023-10-04 20:26:04 2
專利名稱：彩色陰極射線管的製作方法
技術領域：
本發明涉及彩色陰極射線管，特別地涉及使面板有效部分外表面平面化的彩色陰極射線管。
背景技術：
一般地，在彩色陰極射線管中，為了在螢光屏上顯示沒有色差的彩色圖像，必須使得通過蔭罩電子束通孔的3束電子束分別正確地到達螢光屏的對應的3色螢光層。為此，必須相對於面板精確地將蔭罩配置在規定位置。即，必須精確、適當地設定面板與蔭罩之間的間隔(q值)。
為了適當地設定q值，將3色螢光層的間距即將各色螢光層以規定順序(例如，紅(R)、綠(G)、藍(B)、紅(R)…)排列成條狀時同一色螢光層間的間隔作為PHp，理想的情況是使得3條螢光層內的2條螢光層間的間隔為d＝(2/3)PHp。然而，當相對於螢光層間距PHp沒能適當地設定q值時，則不能夠充分確保黑色非發光層的寬度，當在顯示彩色圖像的動作中，很容易導致色純度的劣化。又，若螢光層間距PHp較大，雖能夠充分確保黑色非發光層的寬度，但當螢光層間距PHp過大時，會導致清晰度劣化。
又，近年來，為了提高彩色陰極射線管的可觀看性，要求面板的外面接近平面而減小曲率(即增大曲率半徑)。由於這樣，從可觀看性方面出發，也要求使得面板內面的曲率減小。而且，當使得電子束精確地到達面板內面的螢光層時，必須要求上述那樣適當地設定q值，帶有電子束通孔的蔭罩本體的曲率也隨著面板內面而必須減小。
然而，當減小蔭罩本體的曲率時，蔭罩本體的機械強度下降，在陰極射線管的製造工序中，會發生蔭罩變形等。又，當蔭罩本體的曲率變小時，組裝了彩色陰極射線管的電視機工作時的聲音會引起蔭罩的共振(振鳴)。這種蔭罩本體的變形以及共振是使得電子束髮生著屏偏移的原因。由於該電子束著屏偏移，當電子束超過黑色非發光層而使得本來應發光的螢光色層之外發光時，會導致色純度的劣化。
又，對於蔭罩型彩色陰極射線管，在其動作原理上，通過蔭罩的電子束通孔到達螢光屏的電子束是從電子槍射出的全部電子束量的1/3以下。沒能到達螢光屏的其他電子束衝擊蔭罩的電子束通孔以外的部分並變換成熱能而加熱蔭罩。該結果是由於所產生的熱膨脹，蔭罩向螢光屏側膨脹出去，即產生隆起。由於該隆起當螢光屏與蔭罩的間隔即q值超過允許範圍時，相對於螢光層產生電子束的著屏偏移。因此，電子束超過黑色非發光層而使得本來應發光的的螢光色體以外產生發光，導致色純度劣化。
因蔭罩的熱膨脹引起的電子束著屏偏移的大小隨著圖像圖案的輝度以及圖案的持續時間等而大有不同。特別地，在局部上顯示高輝度圖像圖案時，產生局部上的隆起，短時間內產生局部的電子束著屏偏移。
這種局部上的隆起所引起的電子束著屏偏移當在從畫面中心向長軸方向而遠離其一對短邊間寬度(即長軸方向的全部寬度)的1/3左右的距離的區域中情況最明顯。因此，在該區域中對於用於防止著屏偏移的黑色非發光層最好儘量將其寬度設定得較大。
如上所述，為了充分保持蔭罩本體的機械強度以及充分確保圖像周圍部分的黑色非發光層的寬度，使得從畫面中央到周圍蔭罩本體上的電子束通孔列間隔遞增。然而，這種情況下，很難維持面板的平面性以及確保蔭罩的機械強度並且不能夠難以防止局部的隆起帶來的色純度劣化。
本發明為了解決上述問題，提供一種能夠減輕由於蔭罩的變形或隆起導致的色純度的劣化並且具有良好可觀看性的彩色陰極射線管。
發明內容
本發明的彩色陰極射線管，具備具備包含大致平面的外面及矩形有效部分的面板以及與所述面板接合的玻錐的外殼；位於所述面板內面並且具有螢光層以及黑色非發光層的螢光屏；設置在所述玻錐的頸部內並且向所述螢光屏射出電子束的電子槍；具有與所述螢光屏相對配置並且形成了多個電子束通孔的接近矩形的蔭罩本體以及支持所述蔭罩本體的邊緣部分的罩框的蔭罩。
所述外殼具有通過所述有效部分的中心以及電子槍的中心而延伸的管軸、與所述管軸垂直而延伸的長軸以及與所述管軸以及所述長軸垂直而延伸的短軸。
對於沿所述蔭罩本體的所述長軸方向的電子束通孔間的間隔，比起在所述蔭罩本體的中心在長軸端上更大。
當將從沿所述長軸的所述蔭罩本體的中心到長軸端的距離作為L時，在從所述蔭罩本體的中心到L/4～3L/4的區域中，所述電子束通孔間的間隔越向著長軸端越大並且具有電子束通孔間的間隔的變化率的極大值。
根據上述這樣構成的彩色陰極射線管，即使為了提高可觀看性而減小面板有效部分外面的曲率時，也能夠防止因蔭罩本體局部上的隆起引起的電子束著屏偏移以及在製造工序中及外部衝擊使得蔭罩本體變形引起的電子束著屏偏移而導致的的色純度的劣化，並且能夠提高圖像的顯示質量。
圖1是表示本發明實施形態的彩色陰極射線管的剖視圖。
圖2是概要性地表示該彩色陰極射線管的螢光屏的平面圖。
圖3是表示該彩色陰極射線管的蔭罩的平面圖。
圖4表示該陰極射線管的面板有效部分內面長軸上長軸的曲率。
圖5表示該蔭罩的長軸上長軸方向的曲率。
圖6表示該蔭罩的長軸上電子束通孔的長軸方向的間隔。
圖7表示該蔭罩的長軸上電子束通孔的長軸方向的間隔變化率。
圖8表示該面板的長軸上螢光屏的黑色非發光層的寬度的變化。
圖9表示在本發明第2實施形態的陰極射線管中該蔭罩的長軸上電子束通孔長軸方向的間隔。
圖10表示在第2實施形態的彩色陰極射線管中該蔭罩的長軸上電子束通孔的長軸方向的間隔變化率。
圖11表示以往的蔭罩的長軸上電子束通孔的長軸方向的間隔變化率。
圖12表示比較了蔭罩的變化量的結果。
1有效部分(面板)2裙邊部分(面板)3面板4玻錐5螢光屏6電子束通孔7蔭罩本體8罩框
9蔭罩10頸部11 R，G，B3束電子束12電子槍13偏轉系統15彈性支持物16栓梢20真空外殼22 R，G，B3色螢光層22K黑色非發光層Z管軸X長軸(水平軸)Y短軸(垂直軸)PHp螢光體間距(同色螢光層間的間距)d3條螢光層中的2條螢光層間的距離L從沿著長軸X的蔭罩本體的中心到長軸端的距離D從沿著長軸X的面板有效部分內面中心到長軸端的距離PH電子束通孔列沿長軸方向上的間隔PH』PH的變化率x到長軸X上蔭罩中心的距離PHC蔭罩本體中央部分的電子束通孔列的間距PHH蔭罩本體的長軸端部上電子束通孔列的間距具體實施方式
以下，參照附圖對於本發明的彩色陰極射線管的實施形態進行詳細地說明。
如圖1所示，彩色陰極射線管具備具有面板3及玻錐4的玻璃制的真空外殼20。該面板3具有大致為矩形的有效部分1以及沿著有效部分1的邊緣部分而設置的裙邊部分2。玻錐4與裙邊部分2接合。又，這裡，將通過有效部分1的中心以及電子槍12而延伸的軸作為管軸Z、將與管軸Z垂直而延伸的軸作為長軸(水平軸)X、將與管軸以及長軸垂直而延伸的軸作為短軸(垂直軸)Y。
面板3的有效部分1的外面形成大致的平面。螢光屏5設置在面板3的內面。如圖2所示，螢光屏5具有分別發出紅(R)、綠(G)、藍(B)光並且沿著與短軸Y平行的方向延伸的條狀的3色螢光層22(R、G、B)以及設置在這些螢光層22(R、G、B)之間的條狀的黑色非發光層22K。這些3色螢光層22(R、G、B)沿著長軸以規定的順序排列，例如，以紅(R)、綠(G)、藍(B)、紅(R)…的順序排列。此時，將同色螢光層間的間隔(在圖中為綠色螢光層22G間的間隔)作為PHp時，設定3條螢光層內的2條螢光層間的間隔(在圖中為紅色螢光層22R與藍色螢光層225的中心間隔)d為d＝(2/3)PHp。
如圖1以及圖3所示，在真空外殼20內使得蔭罩9與螢光屏5相對設置。該蔭罩9具備與螢光屏5相對配置並且具備多個電子束通孔6並由曲面形成大致矩形的蔭罩本體7以及支持該蔭罩本體7邊緣部分的矩形罩框8。該蔭罩9通過將安裝在罩框8上的彈性支持物15與設置在面板3的裙邊部分2內面上的栓梢16卡合，它能夠自由脫卸地支持面板。
線型電子槍12設置在玻錐4的頸部10內。該電子槍12向螢光屏5放出穿過同一平面的排列成一列的3束電子束11(R、G、B)。偏轉系統13安裝在玻錐4的外部。該偏轉系統13產生使得從電子槍12放出的3束電子束11(R、G、B)在水平軸X方向以及垂直軸Y方向上進行偏轉的非一致的偏轉磁場。該非一致偏轉磁場由枕型水平偏轉磁場以及桶型垂直偏轉磁場形成。
對於這樣構造的彩色陰極射線管，從電子槍12放出的3束電子束11(R、G、B)由於偏轉系統13產生的非一致偏轉磁場而偏轉，並且通過蔭罩9的電子束通孔6而在水平方向以及垂直方向上掃描螢光屏5。由此，顯示彩色圖像。
其次，對於面板3以及蔭罩9的構造進行詳細地說明。
例如，以有效部分1的對角有效直徑為60cm、寬高比為43、面板的外面的曲率半徑為10m的彩色陰極射線管為示例進行說明。面板3的有效部分1的外面非常平坦，厚度最大的對角部分與面板中央的厚度差為8～15mm的範圍，這裡，例如，設定為11mm。面板3的有效部分1的內面保持充分的平坦，在長軸X上按照從其中心到長軸端的距離，如圖4所示那樣設定曲率。將從沿著長軸X的面板有效部分1的內面的中心(內面中心)到長軸端的距離作為D時，在長軸X上，從內面中心到中間部分即到D/2區域的平均曲率為3.5×10-4(1/mm)以下，例如，形成為2.5×10-4(1/mm)。這裡，作為平均曲率是指內面中心與從長軸X上的中心僅到Xd/2距離的點之間的這2點間長軸X上各點的曲率的平均值。
對應於面板有效部分1的內面，蔭罩本體7根據在長軸X上從其中心到長軸端的距離設定為如圖5所示的曲率。即，將沿著長軸X的蔭罩本體7的中心到長軸端的距離作為L時，在長軸X上，最好將從蔭罩中心到中間部分即到L/2的區域的平均曲率設定為2.5×10-4(1/mm)以上，例如，設定為3.6×10-4(1/mm)。由此，蔭罩本體能夠維持足夠的機械強度。
又，根據在長軸X上從中心到長軸端的距離，如圖6所示那樣設定形成在蔭罩本體7上的電子束通孔6的排列中沿長軸X方向的間隔PH。即，如圖6所示，間隔PH從蔭罩中心向長軸端逐漸增大。
根據長軸X上從其中心到長軸端的距離如圖7所示那樣設定該間隔PH的變化率PH』。即，如圖7所示那樣，設定變化率PH』使得在蔭罩中心與長軸端之間具有極大值。而且，將從沿著長軸X的蔭罩中心到長軸端的距離作為L時，最好使得變化率PH』使得在距蔭罩中心L/4到3L/4的區域中具有極大值。
在距蔭罩中心L/4的區域中，由於面板3與蔭罩9之間的間隔大致恆定，改變電子束通孔列的間隔PH，會改變螢光體層間的間距PHp。由此，最好從蔭罩中心到L/4不要使得間隔PH有大的改變。又，在3L/4到長軸端的區域中，還存在接近固定在罩框8上的區域，可以確保足夠的強度。因此，在3L/4到長軸端的區域中，間距PH的變化對於蔭罩強度影響較小。這裡，在從蔭罩本體7的蔭罩中心到L/4～3L/4中，間隔PH為遞增函數，而設定間隔PH的變化率PH』使得具有極大值。
又，沿著蔭罩本體7的長軸X方向的電子束通孔的間隔PH根據下式進行設定。
PH＝0.7＋1.131×10-5·x2－1.925×10-10·x4＋1.137×10-15·x6這裡，x表示長軸X上距蔭罩中心的距離。
又，將蔭罩本體7的中央部分上電子束通孔列的間隔作為PHC、長軸端部的電子束通孔列的間隔作為PHH時，對於蔭罩本體7，形成電子束通孔6使得滿足下述關係，PHH≤1.4PHC根據上述這樣構成的彩色陰極射線管，即使當因蔭罩本體局部的隆起導致電子束著屏偏移或者因製造工序以及外部衝擊引起的蔭罩本體的變形產生電子束著屏偏移時，也能夠防止電子束超過黑色非發光層22K而使得本來應發光的螢光色層之外的螢光層發光，結果是能夠降低色純度的劣化並且提高圖像質量。
在採用具有如圖11所示的以往電子束通孔列的間隔PH的變化率PH』的蔭罩的情況下與採用上述的本實施形態的蔭罩的情況下比較蔭罩的變形量。此時，作為蔭罩的機械強度的指標，比較施加了1G衝擊加速度時的蔭罩的變形量。如圖12虛線所示，在以往的蔭罩中，對於因外部的衝擊所產生的變形量，與從中間部分(L/2)到長軸端區域的變形量相比中央附近(蔭罩中心附近)的變形較大。因此，在長軸的中間附近，由於該變形量的差產生塑性變形的可能性增大。相對於此，如圖12實線所示，可見本實施形態的蔭罩當施加衝擊時變形量從蔭罩中心到長軸端相對平衡，不容易產生變形。
如圖12中的實線所示，為了使得變形量保持平衡，由於在蔭罩中央部分附近不能夠使得曲率足夠大並且在長軸端部附近也不能夠使得曲率足夠大，因此在沿著長軸X從蔭罩中心僅距離L/4的位置起到僅距離3L/4的位置的區域中，變化率PH』必須要具有極大值。又，最好在與蔭罩中心僅距離L/2的區域中具有極大值。
如上所述，將面板3的有效部分1內面中心起到沿著長軸X的中間部分附近的平均曲率設定為小於3.5×10-4(1/mm)的較小值並且蔭罩本體7具有能夠保持沿著長軸X的中間附近部分具有充分機械強度的曲率。又，設定電子束通孔列的間隔PH的變化率PH』使得在沿著長軸X距蔭罩中心L/4～3L/4的區域中具有極大值。由此，為了獲得足夠的清晰度，能夠設定形成在蔭罩本體周圍上的電子束通孔其沿著長軸X的間隔。
同時，如圖8所示，對於螢光屏5，在因蔭罩本體的局部隆起引起的電子束的著屏偏移量最大的區域(沿著長軸X的中間部分附近)能夠有效地使得黑色非發光層22K的寬度足夠大。因此，即使在局部上產生隆起的情況下，也能夠抑制色純度的劣化。
此時，當使得在從螢光屏5的有效部分中央到長軸端的距離的1/2的點中黑色非發光層22K的佔有比例為50％、寬度為150μm、面板有效部分1的中央部分與周圍部分的厚度差為2.3mm、面板透過率為47％時，能夠確保足夠的輝度，對於局部上隆起引起的電子束著屏偏移，能夠確保黑色非發光層的餘裕。
其次，對於本發明第2實施形態進行說明。
如圖9以及圖10所示，根據本發明第2實施形態的彩色陰極射線管，隨著面板有效部分的更平面化以及高清晰度化，設定形成在蔭罩本體上的電子束通孔長軸方向的間隔要比上述第1實施形態的要小。
例如，沿著蔭罩本體7的長軸X方向的電子束通孔的間隔PH按照下式進行設定。
PH＝0.6＋3.142×10-6·x2－7.680×10-12·x4－4.534×10-16·x6這裡，x表示長軸X上距蔭罩中心的距離。
又，從蔭罩本體中央部分起沿著長軸X到長軸端，間隔PH以接近恆定的比例增加。相對於蔭罩本體中央部分的電子束通孔列的間隔PHC，設定蔭罩本體的長軸端部上的電子束通孔列PHH為PHH＝1.1PHC又，在沿著長軸X從僅距離蔭罩中心3L/4的位置起到長軸端的區域中為了確保足夠的蔭罩的強度，電子束通孔列的間隔PH呈現最大值，設定長軸端電子束通孔列的間隔使得小於最大值。
由此，即使在面板周圍也能夠維持足夠的清晰度並且在蔭罩本體的長軸中間部分上使得電子束通孔的間隔變化率PH』具有極大值。因此，與上述第1實施形態相周地，在螢光屏的長軸的中間部分上能夠確保黑色非發光層足夠的寬度，能夠抑制由於電子束著屏偏移所產生的色純度的劣化。
又，本發明不僅限於上述的2個實施形態，在發明的範圍內可以進行種種變形。例如，不僅限於寬高比為43的彩色陰極射線管，也可以適用寬高比為169的彩色陰極射線管。
如上所述，根據本發明，可以提供一種能夠防止由於蔭罩的變形以及隆起使得電子束髮生著屏偏移而導致的色純度的劣化並且能夠提高圖像顯示質量的彩色陰極射線管。
權利要求
1.一種彩色陰極射線管，具備具備包含大致為平面的外面及矩形有效部分的面板以及與所述面板接合的玻錐的外殼；位於所述面板內面並且具有螢光層以及黑色非發光層的螢光屏；設置在所述玻錐的頸部內並且向所述螢光屏射出電子束的電子槍；具有與所述螢光屏相對配置並且形成了多個電子束通孔的接近矩形的蔭罩本體以及支持所述蔭罩本體的邊緣部分的罩框的蔭罩，所述外殼具有通過所述有效部分的中心以及電子槍的中心而延伸的管軸、與所述管軸垂直而延伸的長軸以及與所述管軸和所述長軸垂直而延伸的短軸，其特徵在於，對於沿所述蔭罩本體的所述長軸方向的電子束通孔間的間隔，比起在所述蔭罩本體的中心在長軸端上更大，當將從沿所述長軸的所述蔭罩本體的中心到長軸端的距離作為L時，在從所述蔭罩本體的中心到L/4～3L/4的區域中，所述電子束通孔間的間隔越向著長軸端越大並且具有電子束通孔間的間隔的變化率的極大值。
2.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特徵在於，沿所述長軸方向的電子束通孔間的間隔變化率在距所述蔭罩本體的中心的L/2附近具有極大值。
3.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特徵在於，在從3L/4到長軸端的區域中電子束通孔間的間隔具有最大值並且長軸端的電子束通孔間的間隔小於所述最大值。
4.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特徵在於，當將從沿所述長軸的所述面板內面中心到長軸端的距離作為D時，在所述長軸上，從所述面板內面的中心到D/2的區域的平均曲率形成為小於3.5×10-4(1/mm)，將沿所述長軸的所述蔭罩本體的中心到長軸端的距離作為L時，將從所述蔭罩本體中心到L/2的區域的平均曲率設定為2.5×10-4(1/mm)以上。
5.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特徵在於，將所述蔭罩本體中央部分的沿所述長軸方向的電子束通孔間的間隔PHC以及長軸端部的沿所述長軸方向的電子束通孔間的間隔PHH設定為PHH≤1.4PHC的關係。
全文摘要
本發明彩色陰極射線管的面板具備具有了接近平面的外面的大致為矩形的有效部分,在有效部分內面形成螢光屏。相對該螢光屏而配置的蔭罩具有形成了多個電子束通孔的接近矩形的蔭罩本體以及支持蔭罩本體邊緣的罩框。沿著蔭罩本體的長軸X方向的電子束通孔間的間隔越向長軸端越大,該電子束通孔間的間隔的變化率在蔭罩本體的中心與長軸端之間具有極大值。
文檔編號H01J29/07GK1331482SQ0112236
公開日2002年1月16日 申請日期2001年7月3日 優先權日2000年7月4日
發明者清水紀雄, 井上雅及 申請人:東芝株式會社