蔭罩和彩色陰極射線管的製作方法
2023-06-16 22:03:26
專利名稱：蔭罩和彩色陰極射線管的製作方法
相關申請的交叉引用本申請基於以要求以2000年12月28日提交的在先日本專利申請No.2000-402314為優先權，該申請的全部內容在此引用為參考。
背景技術：
本發明涉及蔭罩、配備該蔭罩的彩色陰極射線管。
一般地，彩色電視機和彩色終端顯示器等上使用的彩色陰極射線管具有包括大致矩形的面板和與該面板一體結合的漏鬥的外圍器。面板內面上形成具有按蘭、綠、紅髮光的3色螢光層的黑矩陣形狀或黑條帶形狀的螢光屏。
外圍器內進行顏色選擇的蔭罩與螢光屏相對設置。蔭罩中形成通過電子束的多個電子束通過孔。蔭罩固定於蔭罩框上，該蔭罩框經套銷安裝於面板的內側面上。蔭罩框上還安裝磁屏蔽板。
而且，漏鬥頸部內配置發射中央束和一對側束構成的電子束的直列型電子槍。彩色陰極射線管中，從電子槍發射的電子束由安裝在漏鬥外側的偏轉線圈產生的磁場偏轉，經蔭罩在水平、垂直方向上掃描螢光屏，從而螢光屏上再現顯示彩色圖像。
蔭罩在大致矩形的金屬薄板上穿設多個電子束而形成。該電子束通過孔大致有圓形的點式和矩形的縫式兩種。主要顯示文字和圖形的顯示管中主要使用具有圓形的點式電子束通過孔的蔭罩。彩色電視機等的民用彩色陰極射線管中主要使用具有矩形的縫式電子束通過孔的蔭罩。
任一種蔭罩中，各電子束通過孔基本上由連通在與蔭罩的螢光屏相對的面一側上形成的大孔和與電子槍相對的相反的面一側上形成的小孔的連通孔構成。並且，通過相互連接大孔和小孔以及底部的結合部的直徑來實際確定作為電子束通過孔的開孔直徑。
蔭罩的有效面的中央部分中，各電子束通過孔的結合部比蔭罩的板厚方向中心偏開電子槍側來布置，或各電子束通過孔的大孔和小孔同軸形成。
從蔭罩有效面的短軸附近在長軸方向上偏離開的有效面周邊部分中，各電子束通過孔的大孔的中心軸相對小孔的中心軸在從有效面的中心遠離開的方向上偏開。因此電子束通過孔的結合部比位於有效面中央部的電子束通過孔的結合部在蔭罩的壁厚方向上更靠電子槍側放置。使用這樣偏開的電子束通過孔，在電子束的偏轉角大的蔭罩的周邊部分中，可避免電子束衝擊到電子束通過孔的內面和大孔的開孔緣。結果，有能夠防止通過電子束通過孔入射到螢光屏的電子束的形狀變形的效果。
另一方面，彩色電視機等民用彩色陰極射線管中，具有畫面大型化並且外部光反射少、圖像失真小的平坦畫面的扁平方形管成為主流。而且，最近面板的外表面為完全扁平的完全扁平管在市場上廣受好評，認為是今後的彩色陰極射線管的主流。
這樣的扁平管中，蔭罩的有效面根據面板的內面形狀而平坦化，與原來使用的面板外面具有曲率的彩色陰極射線管的蔭罩相比，蔭罩曲率減小(曲率半徑增大)。
這樣，蔭罩曲率減小時，蔭罩的曲面保持力(下面叫作罩強度)降低，相對自重或外力難以保持蔭罩曲面。蔭罩的罩強度降低時，製造中及運輸中產生的很小外力引起蔭罩的曲面變形。並且，蔭罩的變形使得電子束通過孔與面板內面的距離關係破壞，其結果是電子束不能著落在規定的螢光體上，引起色偏差。
罩強度低時，蔭罩組裝到電視機等上時，針對來自揚聲器的聲音等的振動，蔭罩曲面易於共振。並且，蔭罩共振時，畫面上映出伴隨亮度變化產生的不需要的明暗變化，圖像品質降低。
罩強度的降低在有效面中心部分最顯著，隨著向有效面周邊靠近，該強度增高。即，蔭罩的整個面上施加給定的荷重時，蔭罩的變形量在有效面中心部分大，在有效面周邊部分小。蔭罩的有效面周邊部分設置裙部並且該裙部上熔接固定蔭罩，從而有效面周邊部分的罩強度增高。
因此，為提高作為蔭罩的罩強度，蔭罩的有效面中心部分需要提高強度。提高罩強度的最簡單的方法是使蔭罩板厚加厚。但是，增加蔭罩板厚時，蔭罩製造時的蝕刻速度控制變得困難，電子束通過孔的孔徑的偏差增大。其結果製造蔭罩時和製造彩色陰極射線管時成品率降低，並且成為畫面上產生亮度和色斑，圖像品質惡化的一個原因。
發明概述本發明鑑於上述問題點作出，其目的是提供一種不增大蔭罩板厚而提高罩強度的蔭罩、以及提高圖像品質的彩色陰極射線管。
為實現上述目的，本發明實施例的蔭罩具有蔭罩主體，該蔭罩主體帶有具有正交的短軸和長軸的大致矩形的有效面；在上述有效面上形成的多個電子束通過孔。各個電子束通過孔由擊穿在上述有效面的一個表面上開口的大孔和在另一表面上開口的小孔的連通孔形成，沿著上述有效面的至少中心部上設置的電子束通過孔的上述大孔和上述小孔的長軸的剖面的結合部位於上述蔭罩主體的厚度方向的中心部上。沿著上述有效面的周邊上設置的電子束通過孔的上述大孔和小孔的長軸的剖面的結合部比上述有效面的中心部上設置的電子束通過孔的結合部更靠近上述有效面的一個表面側布置，並且上述大孔相對小孔在上述長軸方向上偏開。
本發明的實施例的彩色陰極射線管包括備有在內面上設置的螢光屏的大致矩形的矩形面板的外圍器；面對上述螢光屏設置的蔭罩；和經上述蔭罩向上述螢光屏發射電子束的電子槍。
上述蔭罩包括帶有具有正交的短軸和長軸的大致矩形的有效面的蔭罩主體；和在上述有效面上形成的多個電子束通過孔。各個電子束通過孔由擊穿在上述有效面的一個表面上開口的大孔和在另一表面上開口的小孔的連通孔形成，沿著上述有效面的至少中心部上設置的電子束通過孔的上述大孔和上述小孔的長軸的剖面的結合部位於上述蔭罩主體的厚度方向的中心部上。沿著上述有效面的周邊上設置的電子束通過孔的上述大孔和小孔的長軸的剖面的結合部比上述有效面的中心部上設置的電子束通過孔的結合部更靠近上述有效面的一個表面側布置，並且上述大孔相對小孔在上述長軸方向上偏開。
根據上述結構的蔭罩和彩色陰極射線管，與原來的蔭罩相同板厚的情況下，形成電子束通過孔時的蝕刻中，可減少蔭罩的蝕刻量。由此，蝕刻後的蔭罩的體積增大，可提高罩強度。
本發明的另外的目的和優點在後面的說明中提出，並且從說明看局部是明顯的，也可通過實踐本發明來獲知。本發明的目的和優點尤其可通過後面給出的設備和組合來實現和獲得。
附圖簡述組合來並構成說明書的一部分的附圖表示出本發明的當前優選實施例，並且與上面給出的一般性說明和下面給出的對優選實施例的詳細說明一起來解釋本發明的原理。
圖1是本發明的實施例涉及的彩色陰極射線管的剖面圖；圖2是表示上述彩色陰極射線管的蔭罩的平面圖；圖3是上述蔭罩沿著圖2的線III-III的剖面圖；圖4A是放大表示上述蔭罩的中心部的電子束通過孔的剖面圖；圖4B是放大表示上述蔭罩的周邊部的電子束通過孔的剖面圖；圖5A是模式表示上述蔭罩的中心部的電子束通過孔的蝕刻狀態的圖；圖5B是模式表示上述蔭罩的周邊部的電子束通過孔的蝕刻狀態的圖；圖6是表示上述蔭罩的電子束通過孔的結合部位置與蝕刻量的關係的特性圖；圖7是表示上述蔭罩的電子束通過孔和結合部的位置關係的圖。
本發明的具體說明下面參考附圖詳細說明本發明的實施例的彩色陰極射線管。
如圖1所示，彩色陰極射線管具有外圍器，該外圍器包括大致矩形的面板11、與該面板11一體結合的漏鬥12。面板11的內面上形成具有按蘭、綠、紅髮光的3色螢光層的螢光屏13。
作為這種螢光屏13，使用具有使用照相印刷法在光吸收層的間隙部分中埋入的點狀或條狀的3色螢光層的黑矩陣形狀或黑條帶形狀的螢光屏。
面板11內對著該螢光屏13配置應訴進行顏色選擇的蔭罩15。該蔭罩15具有形成後述的多個電子束通過孔的蔭罩主體23和支持蔭罩主體的周緣部的蔭罩框16。並且蔭罩15通過將在蔭罩框16上設置的多個彈性支持件18分別緊固於在面板11的內側面上突出設置的套銷17上來安裝在面板11的內側。蔭罩框16上還安裝磁屏蔽板19。蔭罩主體23用例如低膨脹率部件的板厚0.22mm的不脹剛材料(Fe-Ni合金)形成。
漏鬥12的頸部20內配置在水平方向上排成一列的發射電子束14B、14G、14R的直列型電子槍21。彩色陰極射線管中，從電子槍21發射的3個電子束14B、14G、14R由漏鬥12的外側安裝的偏轉線圈22產生的磁場偏轉，經蔭罩15在水平、垂直方向上掃描螢光屏13，從而在螢光屏13上顯示彩色圖像。
偏轉線圈22使用自會聚方式的偏轉線圈。該偏轉線圈形成在水平偏轉線圈中產生的水平偏轉磁場為銷釘墊(pin cushion)形狀、在垂直偏轉線圈中產生的垂直偏轉磁場為桶形狀的不均勻的磁場，自會聚3個電子束14B、14G、14R。
接著，詳細說明蔭罩15。如圖1到圖3所示，蔭罩15具有蔭罩主體23，該主體23具有與螢光屏13相對的大致矩形的有效面A，有效面A中形成多個電子束通過孔24，用於選擇從電子槍21發射併入射到螢光屏13的電子束14B、14G、14R。
蔭罩主體23的有效面A具有與管軸Z正交的長軸X和與管軸和長軸正交的短軸Y。並且，電子束通過孔24形成為以有效面A的長軸X方向為寬方向的大致矩形形狀。電子束通過孔24分別形成包含在有效面A的短軸Y方向上經橋25例如以0.6mm的排列間距排列成直線狀的多個電子束通過孔的多個通過孔列，這些通過孔列在長軸X方向上以規定的排列間距排列多列。例如，電子束通過孔列在長軸X方向的排列間距在短軸Y附近為0.75mm、在長軸方向周邊為0.82mm，按隨著從短軸靠近長軸方向周邊排列間距增大的可變間距來排列。蔭罩主體23彎曲周緣部而形成，具有裙部26，該裙部與蔭罩框16熔接。
如圖4A和4B所示，各電子束通過孔24由在底部彼此連通在蔭罩主體23的螢光屏13側的面上開口的矩形的大孔27和在與蔭罩主體的電子槍21相對的面上開口的大致矩形的小孔28的連通孔形成。大孔27和小孔28分別由蝕刻形成這些大孔27和小孔28的結合部29的形狀和開口直徑確定了電子束通過孔24的形狀和開口直徑。
例如，大孔27形成為大致矩形的縫狀，寬方向的開孔尺寸設定成在短軸Y上的大孔處為0.46mm、在長軸X方向的周邊的大孔處為0.50mm。小孔28也形成為大致矩形的縫狀，寬方向的開孔尺寸設定成在短軸Y上的小孔處為0.18mm、在長軸方向的周邊的小孔處為0.20mm。
有效面A的中央部，特別是短軸Y上及其附近，如圖4A所示，電子束通過孔24形成為大孔27的中心軸C1和小孔28的中心軸C2一致的同軸孔。各電子束通過孔24的結合部29位於蔭罩主體23的板厚方向中央部，並且向著大孔27和小孔28的中心軸C1，C2突出。
有效面A內從短軸Y在長軸X方向上離開的短邊附近，即有效面A的周邊部分中，如圖4B所示，各電子束通過孔24形成為大孔27的中心孔C1相對小孔28的中心孔C2在從有效面A的短軸Y遠離開的方向上偏開的偏心孔。各電子束通過孔24的結合部29在蔭罩主體23的厚度方向上比中心更靠近電子槍側的表面來布置。
例如，設計成電子束14以46°的偏轉角度入射到長軸X方向周邊的電子束通過孔24中時，構成長軸方向周邊的電子束通過孔24的大孔27相對小孔28僅偏心0.06mm來形成。
根據如上構成的彩色陰極射線管，如下所述，提高蔭罩15的機械強度，提高圖像品質。
由於不增加該蔭罩15的板厚而提高罩強度而得到與增大蔭罩板厚時相同的效果可極大地減少蔭罩主體的無用的蝕刻量，蝕刻後的蔭罩主體的體積增大。尤其扁平管的情況下，罩強度低的有效面中心部的蔭罩主體體積優先增大，則可提高蔭罩15整體的罩強度。
通常，電子束通過孔24的有效直徑由其最小直徑部分確定，因此由大孔27和小孔28的結合部29支配。假定電子束通過孔24的有效直徑相同時，電子束通過孔的結合部29設定在蔭罩主體23的板厚方向的中心部，則蔭罩主體23的體積可最大化。
換言之，通過蝕刻形成的電子束通過孔24內面的傾斜角共用時，大孔27和小孔28的結合部29位於蔭罩15的板厚方向中心部，則以最少的蝕刻量來形成電子束通過孔，可使蔭罩主體23的體積最大化。
蔭罩主體23的體積最大就是意味著蔭罩材質等效地厚。即，使用與原來相同的板厚的蔭罩時，與使用更厚的蔭罩等效，可實現罩強度提高。
圖5A和5B中，網狀陰影部分表示形成電子束通過孔24時的蝕刻部分30、31。如圖5A所示，結合部29設定在蔭罩主體23的板厚方向中央部的情況下，蝕刻部分30、31從結合部29向蔭罩主體23的兩面側均勻地被蝕刻。如圖5B所示，結合部29在靠近蔭罩主體23的任一表面布置時，一方的蝕刻部分30實現大面積。
結合部29的位置與蔭罩主體23的蝕刻量的關係表示於圖6中。圖6中，橫軸表示用蔭罩主體的板厚規範化從蔭罩主體23的表面到結合部29的距離的數值，縱軸表示蝕刻量。這裡，結合部29的位置為0.5時，表示結合部在蔭罩主體23的板厚方向中心，在為0或1時，表示結合部位於蔭罩主體的電子槍側表面或螢光屏側表面上。
並且，從圖6可知，結合部29為0.5的位置，即位於蔭罩主體23的板厚方向的中心時，蔭罩主體的蝕刻量最少，蔭罩主體的體積最大。相反，結合部29靠近蔭罩主體的任一表面，蝕刻量增大，蔭罩主體的體積減少。
這樣，在蔭罩主體23的有效面A中心部分中，將電子束通過孔24的大孔27和小孔28的結合部29設定在蔭罩主體的板厚方向的中心附近，使得形成電子束通過孔需要的蝕刻量可最小化。因此，蝕刻後的蔭罩主體23的體積最大，提高罩強度。
有效面A的周邊部分上設置的電子束通過孔24的結合部29也配置在蔭罩主體23的板厚方向中心部，使得蔭罩周邊部分的罩強度也可提高。但是，如上所述，蔭罩主體23的周邊部分通過裙部26和蔭罩框16熔接可具有更高強度。因此，蔭罩周邊部分也未必需要將結合部29設置在蔭罩主體的板厚方向中心部。
相反，蔭罩主體23周邊部的罩強度過高時，與有效面A的中心部分有強度失衡，其結果有效面A中心部分的強度相對弱，結果，增大蔭罩變形量。
為防止這樣的蔭罩主體23的強度失衡惡化，如圖7所示，在有效面A的中心部分將電子束通過孔24的結合部29作為蔭罩主體23的板厚方向中心部分，在蔭罩主體的短邊側附近，即有效面A的周邊部分，比有效面A的中心部分的電子束通過孔的結合部29接近表面側。從強度平衡和電子束14的入射角的角度看，將電子束通過孔24的結合部29設定成比蔭罩主體的板厚方向中心部靠近電子槍21側的表面。
這裡，板厚方向中心部在蔭罩主體23的板厚為1、板厚方向中心為0.5時，表示0.5±1/6的範圍。以從蔭罩主體23的短軸Y到有效面A的短邊的長度為L時，至少位於從短軸Y到2L/3的區域中的電子束通過孔24為其結合部29設置在上述的板厚方向中心部為好。
通過設定成這樣的平衡，有效面A中心部分和周邊部分的強度差減小，罩強度最低的中心部分的變形量減少。此時，蔭罩主體23的周邊部分中，電子束通過孔24的小孔28側與大孔27側的孔位置偏離，因此有即使在同一孔內在蔭罩主體中心側和周邊側其結合部29的位置也不同的情況。此時，同一孔內的兩側上布置的結合部的平均位置可控制。
從以上可知，電子束通過孔形成時，蔭罩主體23的蝕刻量可最小化，可增大實際的蔭罩主體的體積。該蔭罩主體的體積增大視為與蔭罩主體的板厚增大等效，結果，可提高蔭罩強度。可使蔭罩主體23的中心部和周邊部的機械強度良好平衡。因此，抑制蔭罩的變形和振動，得到圖像品質提高的彩色陰極射線管。
本領域技術人員容易發現其他優點和可作修改。因此，本發明在其廣義方面不限於特定細節和所示的代表性實施例以及這裡的說明。因此，在不背離後附權利要求及其等價物所限定的一般性的發明概念的精神和範圍的情況下，可進行各種改進。
例如，對於帶有小孔的開口直徑可比大孔和小孔的結合部小的電子束通過孔的蔭罩，各電子束通過孔在蔭罩主體的板厚內具有向電子束通過孔的中心方向突出的結合部，因此可採用本發明。以該結合部為基準，則可得到與上述實施例同樣的效果。
上述實施例中，就結合部的位置隨著從有效面A的中心部離開而朝向長軸方向周邊部，平緩地從蔭罩主體的板厚方向中心附近靠近蔭罩主體的表面側的結構作了說明，但也可以是通過將蔭罩主體劃分到規定區域來蝕刻，在長軸方向上分階段地改變結合部的形成位置的結構。
權利要求
1.一種蔭罩，具有蔭罩主體，該蔭罩主體帶有具有正交的短軸和長軸的大致矩形的有效面；在上述有效面上形成的多個電子束通過孔，各個電子束通過孔由擊穿在上述有效面的一個表面上開口的大孔和在另一表面上開口的小孔的連通孔形成，沿著上述有效面的至少中心部上設置的電子束通過孔的上述大孔和上述小孔的長軸的剖面的結合部位於上述蔭罩主體的厚度方向的中心部上，沿著上述有效面的周邊上設置的電子束通過孔的上述大孔和小孔的長軸的剖面的結合部比上述有效面的中心部上設置的電子束通過孔的結合部更靠近上述有效面的一個表面側布置，並且上述大孔相對小孔在上述長軸方向上偏開。
2.根據權利要求1所述的蔭罩，其中上述蔭罩主體的厚度為1時，上述有效面的至少中心部上設置的電子束通過孔的上述大孔和小孔的結合部位於上述蔭罩主體的厚度方向上0.5±1/6的範圍內。
3.根據權利要求2所述的蔭罩，其中從上述有效面的上述短軸到長軸方向端的長度為L時，上述有效面的短軸和從該短軸開始在長軸方向上離開2L/3的位置之間的區域中設置的電子束通過孔的上述結合部在上述蔭罩主體的厚度方向上0.5±1/6的範圍內，從上述有效面的上述短軸開始在長軸方向上離開2L/3以上的位置的區域中設置的電子束通過孔的上述結合部在上述蔭罩主體的厚度方向上0.5±1/6的範圍內。
4.一種彩色陰極射線管，包括備有在內面上設置的螢光屏的大致矩形的矩形面板的外圍器；面對上述螢光屏設置的蔭罩；和經上述蔭罩向上述螢光屏發射電子束的電子槍，上述蔭罩包括帶有具有正交的短軸和長軸的大致矩形的有效面的蔭罩主體；和在上述有效面上形成的多個電子束通過孔，各個電子束通過孔由擊穿在上述有效面的一個表面上開口的大孔和在另一表面上開口的小孔的連通孔形成，沿著上述有效面的至少中心部上設置的電子束通過孔的上述大孔和上述小孔的長軸的剖面的結合部位於上述蔭罩主體的厚度方向的中心部上，沿著上述有效面的周邊上設置的電子束通過孔的上述大孔和小孔的長軸的剖面的結合部比上述有效面的中心部上設置的電子束通過孔的結合部更靠近上述有效面的一個表面側布置，並且上述大孔相對小孔在上述長軸方向上偏開。
5.根據權利要求4所述的彩色陰極射線管，其中上述蔭罩主體的厚度為1時，上述有效面的至少中心部上設置的電子束通過孔的上述大孔和小孔的結合部位於上述蔭罩主體的厚度方向上0.5±1/6的範圍內。
6.根據權利要求5所述的彩色陰極射線管，其中從上述有效面的上述短軸到長軸方向端的長度為L時，上述有效面的短軸和從該短軸開始在長軸方向上離開2L/3的位置之間的區域中設置的電子束通過孔的上述結合部在上述蔭罩主體的厚度方向上0.5±1/6的範圍內，從上述有效面的上述短軸開始在長軸方向上離開2L/3以上的位置的區域中設置的電子束通過孔的上述結合部在上述蔭罩主體的厚度方向上0.5±1/6的範圍內。
全文摘要
面對螢光屏設置的蔭罩具有蔭罩主體23,該蔭罩主體23帶有具有正交的短軸和長軸的大致矩形的有效面。有效面上形成的多個電子束通過孔24的每一個由擊穿在有效面的一個表面上開口的大孔27和在另一表面上開口的小孔28的連通孔形成。有效面的至少中心部上設置的電子束通過孔的大孔和小孔的結合部29位於蔭罩主體的厚度方向的中心部上。有效面的周邊上設置的電子束通過孔的大孔和小孔的結合部比蔭罩主體的厚度方向的中心部更靠近有效面的一個表面側布置,並且大孔相對小孔在長軸方向上偏開。
文檔編號H01J29/07GK1373493SQ0114546
公開日2002年10月9日 申請日期2001年12月28日 優先權日2000年12月28日
發明者高橋亨, 井上雅及 申請人:株式會社東芝