彩色陰極射線管及其製造方法
2023-08-05 21:36:31
專利名稱：彩色陰極射線管及其製造方法
技術領域：
本發明涉及彩色陰極射線管，具體地說本發明涉及具有新穎結構的彩色陰極射線管以及適合於製造這種彩色陰極射線管的製造方法。
背景技術：
彩色陰極射線管是用以顯示彩色圖象的裝置，其中以規定的圖形分別配置紅、綠、蘭(R、G、B)三種螢光物質，形成屏幕，每種螢光物質利用電子束選擇性地發光。
參閱
圖1，其中描繪了彩色陰極射線管屏幕的典型結構。在面盤P的內表面上，除了條狀或點狀的窗口外塗有用以增強對比度的黑色矩陣B，各種螢光物質R、G、B順序地塗到黑色矩陣B的窗口中。剩下的標號A表示用以形成鏡面的金屬背面，I則是中間層。
由於上述屏幕應以細節距形成，所以通常採用如圖2所示的光刻方法。
參閱圖2，黑色矩陣B的粘結劑或含有光致抗蝕劑的螢光物質R、G、B在面盤P的內表面上塗成薄層。面盤P放置在曝光臺上，其內側上裝有蔭罩框架MF，作為曝光罩。蔭罩框架MF是通過將蔭罩M、選色裝置支承在框架F上而形成的。從光源射出的光由補償透鏡L進行補償，使面盤P內表面的塗層依照蔭罩M以規定圖形曝光，完成後的面盤P經過顯影，而形成如同上述圖形的功能層。
這些流程為黑色矩陣B各種螢光物質R、G、B重複四次，從而完成如圖3中所示的面盤P。在圖3中，面盤P的屏幕可以分成只有黑色矩陣B的非有效區Pn和在黑色矩陣B之間有螢光物質R、G、B而形成圖象的有效區。
為了補償從電子束髮射中心到中心部分及周邊部分的間距差，面盤P形成相對於水平、垂直及對角線軸分別有規定曲率的曲面形狀。而且蔭罩M也形成曲面，保持與面盤P的屏幕的規定間隙，即Q值。
蔭罩M可以分為開孔區和非開孔區，開孔區有選色孔，形成面盤P的有效區Pe，非開孔區對應於面盤P的非有效區Pn而沒有孔。
由於蔭罩M具有彎曲表面，投影在面盤P的有效區Pe的輪廓線O，即使開孔區的輪廓線是直的情況下也形成外凸曲線。結果，有效區Pe的形狀是四條輪廓線O分別外凸，各輪廓線O相交在一起的每個轉角部分C因連續性緣故而成為圓形。
現在參閱圖4，其中描繪了裝在電視機或監視器外殼中的管子，由於外殼的前蓋Z的輪廓線O』近乎直的，一部分非有效區Pn就會在轉角部分C、C』暴露出來，為了使有效區Pe在前蓋Z中過分暴露，就會在屏幕的中間部分由前蓋Z的輪廓線O』蓋住面盤P的輪廓線O。
結果，完成後的顯示器的外形就不美觀，屏幕就不能充分利用。此外，會輻射過量的熱，及發生嚴重的拱曲，由於電子束落在整個有效區Pe上，而有效區Pe比實際顯示圖象的區域大。
這種屏幕結構使數據的精度和可靠性下降，尤其是通過屏幕獲得數據的CDP。為了防止這些問題，CDT的蔭罩M的輪廓線通常形成內凹，這在形成蔭罩M時會引起許多問題。
近來，有人提出了如圖5中所示的平方管，這種管子減低面盤P的曲率，成為平的，形成四個近乎直角的轉角C，從而使有效面積Pe幾乎為矩形。
然而，這種平方管需要與普通管子有區別的新的面盤P及蔭罩M，其新面盤P需要全部重新設計及單獨製造電子槍組件、偏轉裝置及補償裝置。此外由於從電子槍發射中心到面盤P的中心部分及周邊部分間距差，會聚及其它方面的補償是非常困難的。
甚至在平方管中，蔭罩也用作曝光罩(exposure mark)，因此，不能防止由來自光源的高熱使蔭罩發生拱曲所引起曝光圖形的變化及彩色純度的總的劣化。
發明內容
因此，本發明的一個目的是通過採用就象一般管子的零件及工序提供具有如同平方管那樣的矩形有效區的彩色陰極射線管。
本發明的另一目的是提供製造上述彩色陰極射線管的適當方法，其中的矩形有效區是能通過就如一般陰極射線管的零件及工序而獲得的，且能解決曝光過程中蔭罩的熱變形問題。
為了達到本發明的主要目的，一種彩色陰極射線管的特性在於面盤上蔭罩的開孔區的投影區大於面盤的有效區。
根據本發明的一個方面，面盤上開孔區的投影區的轉角部分的頂點與面盤有效區的頂點相重合，有效區幾乎呈矩形形狀。
根據本發明的另一方面，螢光物質塗到面盤上蔭罩的開孔區的投影區上，有效區的輪廓線受黑色矩陣所限制。
在典型的彩色陰極射線管中，蔭罩開孔區的投影區、黑色矩陣的窗口形成部分及螢光物質塗敷部分都互相重合，這是因為面盤的有效區上形成條狀或點狀窗口，螢光物質就塗在這些窗口上。相反，根據本發明，窗口形成部分小於螢光物質塗敷部分，即蔭罩的開孔區的面盤投影區，以限制有效區的尺寸和形狀。
結果，用傳統的彩色陰極射線管的元件就能獲得矩形的有效區。
一種用以製造上述彩色陰極射線管的方法，其特徵在於用限制曝光範圍的限制裝置使黑色矩陣曝光；
移去上述限制裝置後，使螢光物質曝光。
限制裝置可以用配置在蔭罩上的輔助罩、配置在曝光的光路上的限制板、或者在配置在透鏡系統的限制濾光器實施。
根據本發明，能消除蔭罩的熱變形問題，完全照原樣採用一般彩色陰極射線管的傳統工序形成面盤的矩形有效區。
附圖簡單介紹參照附圖，從下面的詳盡描述就能使這些及其它目的和優點顯得更清楚，其中圖1是描繪典型的彩色陰極射線管的螢光屏的結構的剖視圖；圖2是例示用光刻法的生產工序的陰極射線管的剖視圖；圖3是傳統的彩色陰極射線管的螢光屏的正視圖；圖4是表示裝置在外殼中的陰極射線管的局部放大正視圖；圖5是平方管的正視圖；圖6是本發明的彩色陰極射線管的正視圖；圖7是製造本發明的彩色陰極射線管的曝光機構的剖視圖；圖8是說明本發明另一種方法的剖視圖；圖9是用於圖8中所示方法的限制板的平面圖；圖10是說明本發明又一種方法的剖視圖；圖11是表示用於圖10所示方法的限制濾光器的透視圖；以及圖12是表示裝在外殼中的本發明彩色陰極射線管的正視圖。
實施本發明的模式。
參閱圖6，根據本發明，面盤投影區Pp，即通過光源S和補償透鏡L投射蔭罩M所形成的區域呈如同虛線所示的形狀。面盤投影區Pp對應於圖3中所示的傳統彩色陰極射線管的有效區Pe，且具同樣大小和形狀，即同樣輪廓線O及轉角部分。
根據本發明，黑色矩陣B隱蔽了面盤投影區Pp的內緣，形成矩形有效區P1。結果，有效區P1具有直輪廓線O1及直角轉角部分C1。
換言之，黑色矩陣B的窗口不是如傳統的彩色陰極射線管那樣全都是在投射區Pp上，而只是在有效區P1形成的，因而在面盤投影區Pp和有效區P1之間形成新月形的隱蔽部分。
在隱蔽部分內，因有效區P1而順序塗上紅、綠、蘭各種螢光物質，這構成非有效區P2的一部分，由於它為黑色矩陣B所覆蓋。
由於蔭罩M的開孔區的面盤投影區Pp的一部分為黑色矩陣所覆蓋，所以有效區P1要比面盤投影區Pp小。根據本發明，傳統的有效區Pe(等於面盤投影區Pp)的外凸輪廓線O藉助黑色矩陣予以修整，形成矩形有效區P1。
最好使面盤投影區Pp的轉角部分C的四個頂點與有效面積P1的頂點相重合。當有效區P1的頂點處在面盤投影區Pp的頂點的內側時，屏幕的面積就減少，在相反情況下，轉角部分C1就呈圓形。
本彩色陰極射線管最好是如圖7中所示的那樣地製造。
在圖7中，輔助罩M1是用來限制曝光範圍的裝置。黑色矩陣B通過與具有限制曝光範圍的窗口W的輔助罩M1相耦接的蔭罩M而曝光，螢光物質R、G、B則無需輔助罩M1而曝光。
因此，黑色矩陣B的窗口形成於受輔助罩M1的窗口W所限制的部分上，螢光物質R、G、B則塗到與蔭罩M的面盤投影區Pp相對應的部分上，其外部為黑色矩陣B所覆蓋，以形成矩形有效區P1。
在這幅圖中，所畫的輔助罩M1形成能投影矩形有效區的框狀，且與蔭罩框架MF的框架F的後部相耦接。然而，它也能與蔭罩MF的前部相耦接，且由放置面盤P的曝光臺的面板(未示出)上所設置的透明板所形成。透明板可以是由玻璃或合成樹脂所組成的，有效區P1周邊外側有不透明層，用以限制曝光範圍，也可以在不透明帶粘貼到蔭罩M的表面，黑色矩陣B曝光時形成輔助罩M1，在拆去不透明帶之後，使螢光物質R、G、B曝光。
用以限制曝光範圍的裝置可以用各種形式實施，圖8和圖9中所示的方法採用了裝在曝光光路上的限制板M2。
參閱圖8，面盤P塗有黑色矩陣且與蔭罩框架MF相結合，面盤P放置曝光臺上，從光源S產生的曝光光線透過補償透鏡L投射出去。根據本發明，在曝光的光路上裝有限制板M2，以限制曝光範圍。如圖9中所示，限制板M2具有向內凹的枕形窗口W，使來自光源S的光具有與圖6中所示的矩形輪廓O1。
在用上述限制板M2形成黑色矩陣之後，在沒有限制板M2的情況下形成螢光物質，最後獲得如圖6中所示的螢光屏。
在圖10和11所示的方法中，裝在透鏡系統L上的限制濾光器M3用作限制曝光範圍的裝置。
參閱圖10，面盤P塗有黑色矩陣且與蔭罩框架MF相結合，面盤P放置曝光臺上，從光源S產生的曝光光線透過補償透鏡L經過其圖形補償後投射出去。根據本發明在透鏡系統L中，裝有用以限制曝光範圍的限制濾光器M3。限制濾光器M3有一個內凹的枕形窗口W，把從光源投射的光線限制成具有如圖6中所示的矩形輪廓01。限制濾光器M3是通過在玻璃襯底上局部塗上不透明層F所組成的，而且可以用切有窗口W的金屬片所組成。
在有限制濾光器M3的情況下形成黑色矩陣之後，在沒有濾光器M3的情況下使螢光物質曝光，形成如圖6中所示的螢光屏。通常，黑色矩陣和螢光物質的曝光是在單獨的曝光臺上獨立完成的，因此，上述方法意味著只在黑色矩陣的曝光臺上配置曝光範圍限制裝置M1-M3。
在圖12中，例示了按上述方法製造的、裝在外殼中的本發明的彩色陰極射線管。在這幅圖中，有效區P1的輪廓線O1是以與前蓋Z的輪廓線O』平行的直線所組成的，其直角轉角部分C1對應於前蓋Z的轉角部分C』。
如上所述，通過照原樣採用傳統彩色陰極射線管的元件及工序而無需單獨設計和加工，就能獲得矩形屏幕。這就提供了一種外觀精緻、能精確處理數據及無需過高的附加生產成本的彩色陰極射線管。
此外，黑色矩陣的塗敷區比電子束掃描區相對大，這樣熱量就能暢順地排放，防止在工作時發生拱曲。在曝光工序期間也能抑制蔭罩的熱變形，以提高螢光屏的質量。
權利要求
1.一種彩色陰極管，具有利用彩色選擇蔭罩作為曝光罩通過連續光刻黑色矩陣和各螢光物質而在面盤的內表面上的形成螢光屏，其特徵在於所述面盤的有效區小於所述蔭罩的開孔區朝所述面盤投影的投影區。
2.根據權利要求1的彩色陰極射線管，其特徵在於，所述有效區的轉角部分的各頂點與所述面盤投影區的各轉角部分的頂點重合。
3.根據權利要求1的彩色陰極射線管，其特徵在於，所述有效區呈矩形。
4.根據權利要求1的彩色陰極射線管，其特徵在於，所述螢光物質塗在所述面盤投影區上；所述黑色矩陣覆蓋所述面盤投影區的一部分，以形成規定形狀的所述有效區。
5.一種用以製造彩色陰極射線管的方法，其中利用彩色選擇蔭罩作為曝光罩通過連續光刻黑色矩陣和各螢光物質而在面盤的內表面上形成螢光屏，其特徵在於用限制曝光範圍的限制裝置使所述黑色矩陣曝光；以及在移去所述限制裝置後，使各螢光材料曝光。
6.根據權利要求5的方法，其特徵在於，所述限制裝置是裝在所述蔭罩上的輔助罩。
7.根據權利要求6的方法，其特徵在於，所述輔助罩加工成框狀，安裝在所述蔭罩的後面或前面。
8.根據權利要求6的方法，其特徵在於，所述輔助罩形成於透明板上，在用以限制所述曝光範圍的部分上有不透明層。
9.根據權利要求6的方法，其特徵在於，所述輔助罩由可粘貼到所述蔭罩上或從所述蔭罩上拆去的不透明帶所組成。
10.根據權利要求5的方法，其特徵在於，所述限制裝置是配置在曝光光路上的限制板。
11.根據權利要求10的方法，其特徵在於，所述限制板具有內凹的枕形窗口。
12.根據權利要求5的方法，其特徵在於，所述限制裝置是配置在曝光的透鏡系統上的限制濾光器。
13.根據權利要求12的方法，其特徵在於，所述限制濾光器是通過在透明襯底上除了內凹枕形窗口之外的部分塗敷不透明層而形成的。
14.根據權利要求12的方法，其特徵在於，所述限制濾光器是通過從金屬板上切出內凹枕形窗口而形成的。
全文摘要
在彩色陰極射線管中，形成的面盤有效區(P1)小於蔭罩(圖8中M)的開孔區的面盤投影區(Pp)。面盤的有效區(P1)具有直輪廓線及直角轉角，形成矩形，其各頂點與面盤投影區(Pp)的頂點相重合。為了獲得上述矩形有效區(P1)，本發明採用在黑色矩陣(8)曝光時在光源(圖7或圖8中的S)和面盤之間用以限制曝光範圍的裝置(圖7中的M1或圖8中的M2)。黑色矩陣(B)是通過蔭罩(M)曝光的，還受到輔助罩的限制。螢光物質(R.G.B)在製造過程中在無輔助罩的情況下予以曝光。
文檔編號H01J9/227GK1135808SQ95190888
公開日1996年11月13日 申請日期1995年7月29日 優先權日1994年7月30日
發明者樸英鎬 申請人:奧萊昂電氣株式會社