專利名稱：彩色顯像管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蔭罩型彩色顯像管，尤其涉及這樣的彩色顯像管，該彩色顯像管在長軸方向排列有沿有效面短軸方向分別延伸成列狀的多條電子束通過的孔陣的蔭罩中，使上述長軸方向孔陣的間隔或通孔的傾角合理化，抑制電子束著靶偏差，提高熒光屏品位。
如

圖1所示，彩色顯像管一般具有包含面板2和該面板所接漏斗狀管頸3的外殼，面板2有內(nèi)側(cè)由曲面組成且實際呈矩形的有效部1，該有效部1的內(nèi)表面形成發(fā)蘭、綠、紅三種光的3色熒光體層所組成的熒光屏4，與熒光屏4相對，在其內(nèi)側(cè)配置有實際呈矩形的有效面5由曲面構(gòu)成的并在有效面5上形成許多電子束通孔的蔭罩6。此外，管頸3的頸部7內(nèi)設(shè)置發(fā)射3種電子束8B、8G和8R的電子槍9。電子槍9所發(fā)3種電子束8B、8G、8R由管頸3外側(cè)所裝偏轉(zhuǎn)裝置10偏轉(zhuǎn)后，通過蔭罩6的通孔，對熒光屏4進(jìn)行水平和垂直掃描，從而顯示彩色圖像。
這種彩色顯像管中，尤其是在發(fā)射通過同一平面且排成一列的3種電子束8B、8G、8R的一字形排列式彩色顯像管中，構(gòu)成熒光屏4的3色熒光體層形成垂直方向延伸細(xì)長條狀，因而與此相對應(yīng)，蔭罩6具有多個通孔沿有效面5的短軸方向延伸成列狀的孔陣，而且該孔陣在有效面5的長軸方向多列并排。
原來這種蔭罩6，作為選色電極，具有使以不同角度通過各通孔的3種電子束8B、8G、8R分別著靶于對應(yīng)的3色熒光體層而發(fā)光的功能，為了在熒光屏4上顯示色純度良好的圖像，必須使上述8B、8G、8R三種電子束準(zhǔn)確著靶于對應(yīng)的3色熒光體層。因此，必須使3色熒光體層和蔭罩6的通孔成規(guī)定的匹配關(guān)系，而且彩色顯像管運轉(zhuǎn)中必須保持此匹配關(guān)系。換言之，必須做成使面板2的有效部1內(nèi)側(cè)，即稱為q值的熒光屏4與蔭罩6的有效面5之間隔，經(jīng)常保持在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。
然而，蔭罩型彩色顯像管在工作原理上，通過蔭罩6的通孔到達(dá)熒光屏4的電子束其量為電子槍9所發(fā)電子束總量的1/3以下，其他電子束碰撞蔭罩6的通孔以外的部分而變?yōu)闊崮埽故a罩6發(fā)熱。其結(jié)果是，在以諸如大熱膨脹系數(shù)低碳素鋼為材料的蔭罩上，產(chǎn)生朝熒光屏4方鼓出的彎拱，如圖2中的點劃線所示。這樣一形成彎拱，通孔12的位置就變化，當(dāng)熒光屏4與蔭罩6的間隔超過允許的范圍時，出現(xiàn)對熒光體層11的光束著靶偏差引起的光純度劣化。這種蔭罩6熱膨脹帶來的著靶偏差，其大小因屏幕上所描圖形的輝度及其持續(xù)時間等而異。尤其在顯示局部高輝度圖形時，出現(xiàn)圖2所示局部彎拱，在短時間內(nèi)光束著靶有偏差，而且此偏差量增大。
對這種局部彎拱帶來的著靶偏差，由矩形窗狀圖形信號發(fā)生器在屏幕上描出高輝度的矩形窗狀圖形14(如圖3所示)，并改變此圖形14的形狀和位置，測量光束著靶偏差量。此實驗所得結(jié)果敘述如下。該測量實驗中，在屏幕的短軸方向，即附圖Y軸所對應(yīng)的垂直方向，描出大電流光束的細(xì)長高輝度圖形。根據(jù)此實驗，上述高輝度圖形在偏離屏幕中心的長軸方向(即圖3所示X軸對應(yīng)的水平軸方向)上長軸方向總寬W的1/3左右處顯示時，產(chǎn)生最大著靶偏差，尤其在圖4所示屏幕中部橢圓形區(qū)15，著靶偏差變得最大。
這樣在屏幕中部著靶偏差變大的原因可說明如下。即，在圖3中，高輝度圖形14位于屏幕中央附近時，高輝度圖形14對應(yīng)的蔭罩中央附近即使熱膨脹而變形，通過該中央附近的通孔的子束偏轉(zhuǎn)角小，所以其著靶偏差不大。然而，隨著從屏幕中央在長軸方向移動，蔭罩熱膨脹形變作為電子束著靶偏差出現(xiàn)在屏幕上的程度增大。但是，屏幕長軸方向兩端部所對應(yīng)的蔭罩長軸方向兩端部固定在機械強度大的蔭罩框架上，即使蔭罩熱膨脹，也可減小其變形，從而在屏幕長軸方向兩端部附近，能減小蔭罩熱膨脹形變引起的電子束著靶偏差。因此，這種著靶偏差，在偏離屏幕中央的長軸方向總寬W的1/3左右處顯示高輝度圖形時，變得最大。至于屏幕的短軸方向，矩形窗狀圖形上、下邊所對應(yīng)的蔭罩短軸方向兩端部固定在蔭罩框架上，即使蔭罩熱膨脹，和長軸方向兩端部一樣，也能減小變形。在蔭罩的外圍部分，電子束碰撞產(chǎn)生的熱能由熱容量大的蔭罩框架所吸收，因而蔭罩外圍部分熱膨脹形變也減小。于是，蔭罩局部彎拱帶來的著靶偏差，在圖4所示區(qū)域15最大。此區(qū)域15大致對應(yīng)于長軸方向偏離蔭罩有效面中心約長軸方向總長1/3處為中心，短軸方向偏離有效面短軸方向?qū)挾燃s1/4處為二頂點的區(qū)域。
歷來，提出了種種改善上述蔭罩局部彎拱的方法。其中有一種加大蔭罩有效面曲率的方法，即減小曲率半徑的方法。尤其熟知這種有效面曲率加大法，根據(jù)目前的研究結(jié)果，通過加大短軸方向的曲率，特別能改善彎拱。
以往，蔭罩有效面的曲面形狀除面板有效部內(nèi)表面與蔭罩有效面的間隔，即q值，必須合理外，還取決于面板有效部內(nèi)表面的形狀和偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)特性。因此，改變蔭罩有效面的曲面形狀時，面板有效部內(nèi)表面的形狀也必須改變，更加大蔭罩有效面曲率，以抑制彎拱，也要加大面板有效部內(nèi)表面曲率。然而，就最近的大型彩色顯像管和屏幕寬高比為16∶9的寬屏彩色顯像管而言，其趨勢為減小面板有效部外表面曲率，較接近于平面。因此，若加大面板有效部內(nèi)表面曲率，則面板中央部和外圍部的厚度相差大，性能欠佳。
倘若保持面板有效部內(nèi)表面曲率小而加大蔭罩有效面曲率，則得不到合理q值。已知這時產(chǎn)生的q值誤差通過使沿蔭罩短軸方向延伸成列狀的孔陣的相鄰孔陣間隔合理化，可進(jìn)行修正。
作為例子，有的蔭罩通過隨著從其中心沿長軸方向到外圍，逐漸加大相鄰孔陣間隔，使蔭罩有效面曲率變大。然而，這種方法不能使在防止蔭罩彎拱方面有效的短軸方向曲率變大。為了加大短軸方向的曲率，同長軸方向一樣，必須隨著從蔭罩中心沿短軸方向到外圍，使相鄰孔陣間隔逐漸增大。對全部孔陣，若隨著短軸方向到外圍，都逐漸增大孔陣間隔，則蔭罩有效面不能保持矩形，得不到矩形屏幕。
將解決此問題作為一個目的，特公平5-1574號公報和特公平5-42772號公報中，揭示了通過使蔭罩短軸端孔陣間隔小于對角線端孔陣間隔，在大致保持矩屏幕的狀態(tài)下，加大對角線附近的短軸方向曲率。
較具體地說，上述蔭罩中，取X、Y為以蔭罩有效面中心為原點，以有效面長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系的座標(biāo)值，且a、b、c為Y的2次函數(shù)，則孔陣間隔PH可表為PH＝a＋bx2＋cx4然而，這種蔭罩的孔陣間隔PH按長軸的短軸方向距離Y的2次函數(shù)變化，所以只能使短軸方向曲率平均增大。雖然能在某種程度上抑制局部彎拱，但不能充分抑制圖4所示局部彎拱所造成電子束著靶偏差最大區(qū)域15的著靶偏差。為了充分抑制區(qū)域15的著靶偏差，必須加大到達(dá)圖4所示區(qū)域15的電子束通過的蔭罩有效面區(qū)域的短軸方向曲率。然而，為了加大該區(qū)域短軸方向曲率，如圖5所示，必須使PHM2大于M1處孔陣間隔PHM1，此處PHM2為從圖4橢圓形區(qū)域15在屏幕長軸上的中心P1所對應(yīng)蔭罩6有效面在長軸上的位置M1，偏離水平軸距離為區(qū)域15短軸方向頂點P2所對應(yīng)蔭罩6的有效面5在短軸方向的寬度H＇約1/4處M2的孔陣間隔。但是，若這樣使M2處孔陣間隔PHM2大于M1處孔陣間隔PHM1，則此類蔭罩中，孔陣間隔按Y的2次函數(shù)變化，所以圖4所示又在短軸方向偏離的屏幕長邊附近P3處所對應(yīng)蔭罩6在長邊上的位置M3處的孔陣間隔PHM3進(jìn)一步加大(如圖5虛線所示)。因此，為了蔭罩6的有效面5保持矩形，必須使長邊上其他位置的孔陣間隔非常小。此外，若配合M3處的孔陣間隔設(shè)定曲面，則q值太大。結(jié)果是，有效面上產(chǎn)生曲面翻轉(zhuǎn)，很難做成彩色顯像管。
彩色顯像管的熒光屏通常用影印法形成。在面板的內(nèi)表面涂敷以熒光體和感光材料為主的熒光體糊膏，干燥后形成熒光體糊膏層，再將該層通過蔭罩曝光，顯相，形成熒光體層。通過重復(fù)上述過程，形成三種色的熒光體層。上述曝光工序中，采用光學(xué)系統(tǒng)僅曝光光源的光線近似于電子槍所發(fā)電子束的軌跡，在與蔭罩通孔具有規(guī)定關(guān)系的位置上形成熒光體層。對于3色熒光體層間有黑色非發(fā)光物質(zhì)層的熒光屏，用同樣的影印法形成黑色非發(fā)光物質(zhì)層，然后在黑色非發(fā)光物質(zhì)層的間隙形成三色熒光體層。
構(gòu)成熒光屏的3色熒光體層或黑色非發(fā)光物質(zhì)層形成在短軸方細(xì)長的條狀，并與此相對應(yīng)，構(gòu)成由多個縫隙狀通孔在短軸方向延伸為列狀的孔陣的蔭罩。具有這種結(jié)構(gòu)的一字排列式彩色顯像管，通過蔭罩通孔的電子束在熒光體層縱向(即熒光屏的短軸方向)即使有偏差，也不影響選色。因此，在熒光屏的短軸方向，曝光時不必使曝光光源的光線與從電子槍射出的電子束的軌跡嚴(yán)密近似。于是，一字排列式彩色顯像管的熒光屏形成過程中，采用在條狀熒光體層或黑色非發(fā)光物質(zhì)層的縱向(即蔭罩通孔陣縱向)長的長光源。這種長光源的使用，非常有助于縮短曝光時間、改善所形成圖形的鮮明度。
然而，如上文所述那樣采用長光源時，面板內(nèi)表面不僅長軸方向，而且短軸方向，都有曲率。因此，如圖6和圖7所示，發(fā)自長光源Ls兩端AL和BL的光線Ep，通過蔭罩6的通孔，到達(dá)面板2內(nèi)表面的點AP和BP，所以在該內(nèi)表面上，曝光點AP和BP之間在水平方向產(chǎn)生圖中示為ΔI的差距。這是因為長光源Ls的縱向與面板2內(nèi)表面通孔圖形的縱向不在同一平面內(nèi)而產(chǎn)生的。于是，如圖8A所示那樣形成的3色熒光體層16B、16G和16R在面板2中央部形成真正條狀(如圖8B所示)，但在外圍部卻產(chǎn)生稱為“光源扭曲”的蠕動(如圖8C所示)。其結(jié)果是，熒光屏4的外圍部品位尤其低下。
為了防止這種熒光屏4的品位降低，以往面板內(nèi)表面不全部同時曝光，配置在面板與曝光光源之間可移動且設(shè)有使面板內(nèi)表面部分曝光的窗孔的快門。與此快門的移動同步地使長光源傾斜，進(jìn)行面板內(nèi)表面曝光，從而使長光源縱向與面板內(nèi)表面通孔圖形縱向在同一平面上。然而，這種曝光方法所用曝光裝置復(fù)雜，而且曝光時間長。因此，最近用得較多的方法是采用光學(xué)透鏡系統(tǒng)使曝光光源不傾斜，而使長光源發(fā)的光線軌跡合理化，面板內(nèi)表面全部同時曝光。不過，這種采用光學(xué)透鏡系統(tǒng)的曝光方法，往往不能充分修正3色熒光體層的蠕動。
特公平5-1572號公報中指示了以防止3色熒光體層蠕動為目的的蔭罩。此公報所揭示的蔭罩中，如圖9A所示，蔭罩6上通過電子束的孔陣18，在有效面5的短邊與短邊之間尺寸(即長軸方向?qū)挾萕)約1/4處的短邊的內(nèi)部區(qū)域中，位于長邊至長邊之間的尺寸(即短軸方向?qū)挾菻)約1/3處長邊內(nèi)側(cè)的長軸的平行線19上，具有負(fù)傾角的KII，如圖9C中曲線所示。此孔隙18在短邊間尺寸W的1/4以內(nèi)的區(qū)域的長邊上，沒有正傾角PI，如圖9B的曲線所示。特公平5-42772號公報所揭示的其他蔭罩，如圖10A、10B和圖10C所示，長邊上和位于長邊至長邊間尺寸的1/3以內(nèi)的長軸的平行線19上，展現(xiàn)趨向于負(fù)的傾角PI、PII。然而，這種蔭罩角部附近的長邊上，傾角不能足夠大，不能充分修正3色熒光層蠕動。
本發(fā)明的目的在于提供一種使蔭罩孔陣間隔合理化，將蔭罩有效面做成可充分抑制局部彎拱的曲面，不發(fā)生電子束著靶偏差，特性良好的彩色顯像管。
本發(fā)明的目的還在于提供一種使蔭罩孔陣各孔傾角合理化，消除熒光屏外圍部顯眼的條狀熒光體層蠕動，提高熒光屏品位，色純度良好的彩色顯像管。
根據(jù)本發(fā)明，在配備具有內(nèi)表面由曲面組成且實際呈矩形的有效部的面板，形成于面板有效部內(nèi)表面上的熒光屏，以及與該熒光屏相對、實際呈矩形的有效面由曲面構(gòu)成的該有效面上形成許多通過電子束通孔的蔭罩，而且該通孔構(gòu)成大致沿有效面短軸方向延伸成列狀的孔陣，該孔陣在有效面長軸方向多列并排的彩色顯像管中，孔陣間隔因其在有效面上的位置而異，設(shè)從通過有效面中心部的孔陣往有效面長軸方向的外圍，第N-1孔陣與第N孔陣的間隔為PH(N)，設(shè)A、B、C分別為以有效面中心為原點，有效面長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系短軸方向座標(biāo)Y的4次函數(shù)，而且C為隨Y絕對值增加一度減少后增加的函數(shù)，則將蔭罩設(shè)定成下式表示的間隔PH(N)＝A＋BN2＋CN4又將蔭罩設(shè)定成通過偏離有效面中心有效面長軸方向直徑W的1/3處的孔陣間隔在有效面短軸方向絕對值增加的同時，在長軸附近增加，用對以有效面中心為原點，長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系的短軸方向座標(biāo)值Y，在有效面有拐點的4次函數(shù)表示間隔。
這樣設(shè)定孔陣間隔時，為了與圖5中孔陣間隔按Y的2次函數(shù)變化的蔭罩孔陣間隔對比表示，可以設(shè)定偏離蔭罩有效面中心為約1/3有效面長軸方向?qū)挾萕的長軸上M1處的孔陣間隔PHM1比短軸方向偏離該M1為約1/4短軸方向?qū)挾菻的M2處的孔陣間隔PHM2小。又，可使短軸方向偏離該M2的長邊上M3處的孔陣間隔PHM3比按Y的2次函數(shù)變化的已知孔陣間隔小。
即，如本例的蔭罩那樣，設(shè)孔陣間隔按Y的4次函數(shù)變化，即使設(shè)定短軸方向偏離約1/4短軸方向?qū)挾菻處的孔陣間隔PHM2大于長軸處的孔陣間隔PHM1，也可以使長邊上的孔陣間隔PHM3不會變得太大。因此，利用這點，局部調(diào)大蔭罩有效面短軸方向曲率，能抑制以往發(fā)生的局部彎拱，可減小該局部彎拱帶來的電子束著靶偏差。
又，根據(jù)本發(fā)明，在具有內(nèi)表面由曲面構(gòu)成且實際矩形的有效部的面板的有效部內(nèi)表面形成熒光屏，并配備與該光屏相對，實際呈矩形的有效面由曲面構(gòu)成且該有效面上形成許多隙縫狀通孔的蔭罩，該蔭罩通孔構(gòu)成大致沿有效面短軸方向延伸成列狀的孔陣，該孔陣在有效面長軸方向多列并排的彩色顯像管中，使上述蔭罩孔陣彎曲成因有效面上的位置而異的形狀，構(gòu)成此孔陣的通孔沿孔陣傾斜，使該通孔有效面長邊上的傾角，在有效面短邊C和1/4短邊至短邊間尺寸內(nèi)的點所夾的區(qū)域中，有效面長邊側(cè)通孔端部比相反側(cè)端部在靠近有效面短軸的正方向上傾斜最大，而且在1/3有效面長邊至長邊間尺寸以內(nèi)，隨著與有效面短軸的距離增大，上述傾角變大，隨著靠近短軸，該傾角變小或反相后具有最小值。
又，在以有效面中心為原點，長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系中，設(shè)組成同一孔陣的通孔的長軸方向位置為x，短軸方向位置為y，則x用y的4次以上偶函數(shù)表示。
若用上述結(jié)構(gòu)，特別在蔭罩有效面角部附近，做成傾角最大，能在條狀熒光體層容易產(chǎn)生蠕動的面板有效部外圍，使長光源和面板內(nèi)表面上的通孔圖形位于同一平面上。在有效面1/3長邊至長邊間尺寸以內(nèi)的位置，上述傾角隨離有效面短軸距離的增大而變大，隨靠近短邊而減小或反相，因而在該區(qū)域，相鄰孔陣間隔變大，面板內(nèi)表面與蔭罩的間隔也增大。另一方面，在長軸上，相鄰孔陣間隔相對變小，蔭罩曲率半徑也減小。結(jié)果是，可抑制蔭罩局部熱膨脹帶來的局部彎拱，能做成色純度良好的彩色顯像管。
圖1為概略表示以往彩色顯像管結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2為圖1所示彩色顯像管蔭罩彎拱所造成電子束著靶偏差的說明圖。
圖3為圖1所示彩色顯像管蔭罩局部彎拱發(fā)生狀況的說明圖。
圖4為圖3所示蔭罩局部彎拱所帶來電子束著靶偏差發(fā)生區(qū)域的示意圖。
圖5為說明以往蔭罩和孔陣間隔按偏離長軸的短軸方向距離的2次函數(shù)變化的蔭罩存在問題的示圖。
圖6為熒光屏外圍部條狀熒光體層發(fā)生蠕動的說明圖。
圖7同樣為熒光屏外圍部條狀熒光體層發(fā)生蠕動的說明圖。
圖8A為表示熒光屏的平面圖。
圖8B為圖8A所示熒光屏中央部條狀熒光體層形狀的示意圖。
圖8C為圖8A所示熒光屏外圍部條狀熒光體層形狀的示意圖。
圖9A為公知蔭罩通孔傾角示意圖。
圖9B為圖9A所示蔭罩長邊上通孔的傾角示意圖。
圖9C為圖9A所示蔭罩偏離長邊后1/3短軸方向尺寸以內(nèi)的通孔傾角示意圖。
圖10A為公知蔭罩通孔傾角示意圖。
圖10B為圖10A所示蔭罩長邊上通孔的傾角示意圖。
圖10C為圖10A所示蔭罩偏離長邊后1/3短軸方向尺寸以內(nèi)的通孔傾角示意圖。
圖11為概略表示本發(fā)明一實施例有關(guān)彩色顯像管的剖面圖。
圖12為概略表示圖11所示蔭罩的立體圖。
圖13為圖12所示蔭罩有效面長軸上、中間部和長邊上電子射束通孔陣間隔的示意圖。
圖14為圖12所示蔭罩孔陣排列示意圖。
圖15A、15B、15C分別為圖11所示各面板有效部內(nèi)表面與蔭罩有效面的間隔和蔭罩孔陣間隔與構(gòu)成熒光屏的3色熒光體層之間關(guān)系的說明圖。
圖16為將圖11所示蔭罩的短軸方向曲面與以往蔭罩短軸方向曲面、孔陣間隔按偏離長軸后短軸方向距離的2次函數(shù)變化的蔭罩短軸方向曲面進(jìn)行比較的示意圖。
圖17為本發(fā)明其他實施例有關(guān)彩色顯像管的蔭罩有效面長軸上、中間部和長邊上的孔陣間隔示意圖。
圖18為概略表示采用圖17所示孔陣間隔的蔭罩孔陣排列平面圖。
圖19A、19B為本發(fā)明另一實施例有關(guān)彩色顯像管的蔭罩有效面長軸上、中間部和長邊上的孔隙間隔示意圖。
圖20為概略表示采用圖19所示孔陣間隔的蔭罩孔陣排列的平面圖。
圖21為本發(fā)明再一實施例有關(guān)彩色顯像管的蔭罩有效面長軸上、中間部和長邊上的孔陣間隔示意圖。
圖22為概略表示采用圖21所示孔陣間隔的蔭罩孔陣排列的平面圖。
圖21A為概略表示本發(fā)明又一實施例有關(guān)彩色顯像管蔭罩通孔傾角的平面圖。
圖21B為圖1所示蔭罩的長邊上通孔傾角度化示意圖。
圖21C為圖1所示蔭罩的偏離長邊后1/3短軸方向尺寸以內(nèi)通孔傾角示意圖。
圖22為曝光用長光源與面板內(nèi)表面上圖21A所示蔭罩的通孔圖形的關(guān)系說明圖。
圖23為圖21A所示蔭罩的相鄰孔陣間隔說明圖。
圖24為圖23所示蔭罩的彎拱抑制效果說明圖。
圖25A為本發(fā)明再一實施例有關(guān)彩色顯像管蔭罩通孔傾角示意圖。
圖25B為圖25A所示蔭罩的長邊上通孔傾角示意圖。
圖25C為圖25A所示蔭罩的偏離長邊后1/3短軸方向尺寸以內(nèi)傾角示意圖。
圖26A為用短軸方向位置6次函數(shù)表示通孔有效面長軸方向位置的蔭罩通孔傾角示意圖。
圖26B為圖26A所示蔭罩的長邊上通孔傾角示意圖。
圖26C為圖26A所示蔭罩的偏離長邊后1/3短軸方向尺寸以內(nèi)傾角示意圖。
下面參照附圖，根據(jù)實施例說明本發(fā)明的彩色顯像管。
圖11示出本發(fā)明一實例有關(guān)的彩色顯像管，此彩色顯像管包含具有內(nèi)表面形成曲面實際是矩形的有效部20的面板21以及與該面板21相連且由漏斗狀管頸22組成的外殼，而且面板21的有效部20的內(nèi)表面形成發(fā)蘭、綠、紅三色光的3色熒光體層組成的熒光屏23。該3色熒光體層做成在有效部20短軸方向(即垂直方向)延伸的細(xì)長條狀。與熒光屏23相對，配置蔭罩25，其內(nèi)側(cè)按曲面形成實際呈矩形的有效面24，該有效面24上以后文所述排列形成許多電子束通孔。另一方面，在管頸22的頸部26內(nèi)設(shè)置在水平方向(即x軸方向)排成一列的電子槍28，發(fā)射3種電子束27B、27G和27R。該3種電子束由裝于管頸22外側(cè)的偏轉(zhuǎn)裝置產(chǎn)生的磁場進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，并由通過蔭罩25的通孔的電子束27B、27G和27R對熒光體23作水平、垂直掃描，從而顯示出彩色圖像。
如圖12所示，蔭罩25的通孔組成大致沿有效面24的短軸方向(即相當(dāng)于附圖中Y軸的垂直軸方向)將多個通孔31排成列狀延伸的孔陣32。該孔陣32在長軸方向(即相當(dāng)于附圖中X軸的水平軸方向)多列并排。更具體地說，設(shè)從通過蔭罩25的有效面24的中心0的孔陣32往長軸方向外圍排的第N-1孔陣32與第N孔陣32的間隔為PH(N)，系數(shù)A、B、C分別為以有效面中心0為原點，以有效面長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系的短軸方向的座標(biāo)值Y的4次函數(shù)，而且C為隨Y的絕對值增加一度減少后增加的函數(shù)，則通孔31的布局為在長軸方向按下式所示間隔，配置多列短軸方向延伸成列狀的孔陣32。式中系數(shù)A、B分別配合系數(shù)C變化，使有效面的形狀大致為矩形。
PH(N)＝A＋BN2＋CN4作為上述所設(shè)定通孔布局的蔭罩的一個例子，對從有效面24的中心0在長軸方向的一側(cè)排列250個孔陣的情況，圖13畫出長軸上、短軸方向(即Y軸方向)偏離長軸為1/4有效面短軸方向?qū)挾菻＇的中間部和有效面外側(cè)長邊上等三種位置的N與PH(N)的關(guān)系。曲線33、34和35分別表示長軸上、中間部和長邊上的N與PH(N)的關(guān)系。
由圖13可知，N與PH(N)的關(guān)系為隨著Y的增大，N4的系數(shù)C也變化，從而如曲線33～35所示那樣不同地變化。現(xiàn)比較長軸上的曲線33和中間部的曲線34，則隨著Y的增大，N4的系數(shù)C減小，因而與往長軸端部偏離屏幕中心為約1/3屏幕長軸方向?qū)挾萕處(即圖4的P1處)到達(dá)的電子束通過的位置M1的第190孔陣和其前面一個第189孔陣的間隔pN(190M1)相比，短軸方向偏離上述P1處為約1/4屏幕有效部短軸方向?qū)挾菻的中間部(即圖4的P2處)到達(dá)的通過的中間部位置M2的相鄰孔陣間隔PH(190M2)較大。然后，此相鄰孔間隔PH(190M2)隨著Y的加大，其N4的系數(shù)增大，因而如曲線35所示，屏幕長邊上(即圖4的P3處)到達(dá)的電子束通過的長邊上M3位置的相鄰孔陣間隔PH(190M3)小于位置M2的相鄰孔陣間隔PH(190M2)。
即，圖13所示蔭罩例中，歷來發(fā)生局部彎拱最大的長軸方向偏離有效面中心為約1/3長軸方向?qū)挾鹊膮^(qū)域的相鄰孔陣間隔PH隨長邊方向偏離長軸而具有下列關(guān)系PH(190M2)＞PH(190M3)＞PH(190M1)圖14對通過有效面24的中心0的正交軸(X-Y軸)將蔭罩25劃分為4的第1象限，示出該蔭罩孔陣32的排列模式圖。各孔陣32大致在有效面24的短軸方向按Y的4次函數(shù)曲線延伸為列狀，而且在長軸端部(即蔭罩25的短邊部)大致成直線。這意味著即使如上文所述那樣排列孔陣32，也能將有效面24做成實際呈矩形。如參照圖4所作說明那樣，著眼于歷來局部彎拱所帶來電子束著靶偏差最大發(fā)生區(qū)域到達(dá)的電子束通過的第190孔陣32和其前一號第189孔陣32的間隔PH，則該PH隨Y的變化，按4次函數(shù)變化，從而隨短軸方向偏離長軸上的位置M1，PH逐漸增大，然后隨靠近長邊，PH變小。
下面說明使用這種蔭罩后，對彩色顯像管局部彎拱所帶來著靶偏差的抑制。如上所述，彩色顯像管為了防止熒光屏上所示圖像的色偏差，必須使3電子束準(zhǔn)確著靶于3色熒光體層。因此，面板上熒光屏所形成有效部內(nèi)表面與蔭罩有效面的間隔(q值)和蔭罩孔陣間隔PH之間，必須建立合理關(guān)系。在q值與孔陣間隔PH之間關(guān)系合理時，如圖15A所示，其例子是就紅熒光體層37R和藍(lán)熒光體層37B表示的相鄰熒光體層間隔d為就綠熒光體層37G表示的同色熒光體間隔PHP的2/3。然而，q值小于合理值，則d＜2/3·PHP，如圖15B所示。這時，通過加大q值，或減小蔭罩孔陣間隔PH，可調(diào)為合理狀態(tài)。若q大于合理值，則d＞2/3·PHP，如圖15C所示。這時，通過減小q值或加大孔陣間隔PH，可調(diào)為合理狀態(tài)。
圖15A、15B和15C中的38為介于各熒光體層37B、37G和37R之間的光吸收層。
關(guān)于上述q值，孔陣間隔PH和相鄰熒光體層間隔d的關(guān)系，上述例的蔭罩中將第189孔陣與第190孔陣的間隔PH調(diào)為中間部的間隔PH(190M2)大于長軸上的間隔PH(190M1)，所以即使q值加大，也能將q值與孔陣間隔PH的關(guān)系保持正常。即，在以往彩色顯像管中蔭罩那樣，各孔陣間隔在短軸向恒定的情況下，如圖16所示，設(shè)通過蔭罩有效面上點M1的短軸方向截面(即Y-Z截面)為曲線39所示曲面，則使要抑制局部彎拱的孔陣間隔按Y的2次函數(shù)增加的以往蔭罩，其點M1所通過的短軸方向截面為曲線36所示曲面。此蔭罩與孔陣間隔在短軸方向恒定的蔭罩(曲線39)相反，在短軸方向的中間M2和長邊上M3處，可使q值加大，所以可加大短軸方向的曲率，能在某種程度上抑制局部彎拱。然而，這種使孔陣間隔按Y的2次函數(shù)增加的蔭罩，若加大中間部的間隔，則長邊上的M3處變成大于該值，所以要想M3處的間隔PH也保持合理狀態(tài)，則有效面上出現(xiàn)曲面的翻轉(zhuǎn)部分。因此，在可做成的中間部M2的間隔大小方面有限制，以免發(fā)生上述不便。
反之，如本例那樣使孔隙間隔PH按Y的4次函變化，則如曲線40所示，即使加大中間部M2處的孔陣間隔PH(190M2)，也就使長邊上M3處的間隔PH(190M3)和上述按Y的2次函數(shù)增加的蔭罩程度相同地減小，從而可避免按Y的2次函數(shù)增加的蔭罩中有效面的曲面翻轉(zhuǎn)問題。即，可將長邊附近的q值保持為與按Y的2次函數(shù)增加的蔭罩程度相同，而且加大中間部的q值。其結(jié)果是，以往局部彎拱所引起電子束著靶偏差大出現(xiàn)區(qū)域到達(dá)電子通過部分的有效面曲率可足夠大，因而能大幅度抑制局部彎拱帶來的電子束著靶偏差。
表1列出這種蔭罩有效面的短軸方向曲率半徑Ry的較具體實例，該表中對“以往例1”所列以往蔭罩、“以往例2”所列孔陣間隔按Y的2次函數(shù)增加的蔭罩和本發(fā)明相關(guān)蔭罩進(jìn)行比較。
表1
由表1可知，本實施例的蔭罩在長軸上的短軸方向曲率半徑Ry比以往例1減小23％，比以往例2減小13％。在長邊上，比以往例1和例2的短軸方向曲率半徑Ry大，但該長邊附近固定于機械強度大的蔭罩框架上，而且即使電子束碰撞發(fā)熱，也由熱容量大的蔭罩框架吸收，原來局部彎拱就小，所以即使曲率半徑變大，電子束著靶偏差也不大，不會特別有問題。其結(jié)果是，已證實實際裝入本蔭罩的彩色顯像管，其電子束著靶偏差比裝入以往例2蔭罩的彩色顯像管減小約14％。
下面說明其他實施例有關(guān)的彩色顯像管。
參照圖14和圖15A、15B、15C，在上述實施例說明的蔭罩各孔陣，有效面長軸(即X軸)上的位置和長邊上的位置未必在同一軸上，但圖18所示蔭罩，其各孔陣間隔PH以下式表達(dá)，令式中各系數(shù)A、B、C與上一實施例的不同PH(N)＝A＋BN2＋CN4圖17的曲線33、34和35分別表示長軸上、在短軸方向偏離長軸(即X軸)為1/4有效面短軸方向?qū)挾鹊闹虚g部、有效面長邊上等三個部位的孔陣間隔。此蔭罩中，呈現(xiàn)曲線33和35一致，長軸上的孔陣間隔與長邊上的孔陣間隔在整個有效面均相同。即，如圖18中就用通過有效面24中心0的正交軸將該有效面分為4后的第1象限，所示的模式圖那樣，各孔陣32的長軸上位置和長邊上的位置，如虛線連接所示，位于與短軸平行的同一軸上，且間隔相等。然而，圖4中所示局部電子束著靶偏差發(fā)生區(qū)域中心上到達(dá)的電子束所通過蔭罩有效面的長軸上M1處，其孔陣32的間隔卻小于短軸方向偏離該M1處為1/4短軸方向?qū)挾鹊闹虚g部M2處的孔陣32的間隔。
這樣設(shè)定蔭罩孔陣32的間隔，也能做成與上實施例具有同樣效果的蔭罩。
圖19A所示蔭罩同樣以下式所示PH作為孔陣間隔，并令式中各系數(shù)A、B、C與上述各實施例中不同PH(N)＝A＋BN2＋CN4圖19的曲線33、34和35分別表示長軸上、短軸方向偏離長軸為1/4有效面短軸方向?qū)挾鹊闹虚g部、有效面長邊上等三種部位的孔陣間隔。此蔭罩中，曲線34與35一致，中間部的孔陣間隔與長邊上的孔陣間隔在整個有效面均一致。即如圖20中就以通過有效面24中的正交軸將該有效面劃分為4后的第1象限，所示的模式圖那樣，各孔陣22的中間部位置和長邊上位置，如虛線連接所示，位于與短軸平行的同一軸上，而且間隔相等。然而，圖4所示局部電子束著靶偏差發(fā)生區(qū)域中心P1上到達(dá)的電子束所通過蔭罩有效面，其長軸上M1處的孔陣32的間隔卻小于短軸方向偏離該M1處為1/4有效面短軸方向?qū)挾鹊闹虚g部的孔陣32的間隔。
這樣設(shè)定蔭罩孔陣32的間隔，也能做得具有與上述實施例同樣效果的蔭罩。
圖19B所示蔭罩也以下式所示PH為孔陣間隔，并令式中各系數(shù)A、B、C與上述各實施例中不同PH(N)＝A＋BN2＋CN4圖19B的曲線33、34和35分別表示長軸上、短軸方向偏離長軸為1/4有效面短軸方向?qū)挾鹊闹虚g部、有效面長邊上等三種部位的孔陣間隔。此蔭罩尤其是中間部的孔陣間隔，如曲線34所示，隨短邊方向偏離有效面中心而一度增加，經(jīng)最大值后減小。如圖20就以通過有效面24中心0的正交軸將該有效面分為4后的第1象限，所示模圖那樣，此蔭罩的中間部孔陣間隔通過將上述孔陣間隔表達(dá)式中N4的系數(shù)C取為負(fù)即可得。
這樣設(shè)定蔭罩孔陣32的間隔，則所得蔭罩能更大地改善圖4所示電子束著靶偏差發(fā)生區(qū)域中到達(dá)的電子束所通過部分的局部彎拱。
以上說明了若干實施例，但本發(fā)明不限于這些實施例，通過適當(dāng)改變面板曲面和下列孔陣間隔表達(dá)式的系數(shù)A、B和C，可得最佳抑制局部彎拱的蔭罩PH(N)＝A＋BN2＋CN4綜上所述，根據(jù)本發(fā)明，在具有與有效實際呈矩形而該部內(nèi)表面由曲面組成的面板的有效部內(nèi)表面上所形成熒屏相對，實際呈矩形的有效面由曲面組成，該有效面上形成許多通孔的蔭罩，而且上述通孔構(gòu)成大致沿有效面短軸方向延伸成列狀的孔陣，該孔陣在有效面長軸方向多列并排的彩色顯像管中，孔陣間隔因有效面上的位置而異，設(shè)從通過有效面中心部的孔陣往有效面長軸方向的外圍排的第N-1孔陣第N孔陣的間隔為PH(N)，A、B、C分別為以有效面中心為原點上的短軸方向座標(biāo)值Y的4次函數(shù)，而且C為隨Y的絕對值增加的同時一度減小后增加的函數(shù)，則上述蔭罩設(shè)定成下式所表的間隔PH(N)＝A＋BN2＋CN4例如，偏離有效面中心為1/3有效面長軸方向直徑W處通過的孔陣的間隔隨有效面短軸方向絕對值的增加，在長軸附近增加，若該間隔設(shè)定成對以有效面中心為原點，長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系的短軸方向座標(biāo)值Y，表為有效面內(nèi)有拐點的Y的4次函數(shù)，則尤其通過面板有效部內(nèi)表面上曲率不變，而使蔭罩孔陣間隔合理化，可將蔭罩有效面設(shè)定成減小局部彎拱的曲面，能抑制局部彎拱造成的電子束著靶偏差，組成色純度良好的彩色顯像管。
下面參照圖21～26說明本發(fā)明再一些實施例有關(guān)的彩色顯像管。
圖21A表示再一實施例有關(guān)的彩色顯像管中，蔭罩25上所形成電子束通孔的排列。如該圖所示，通孔做成縫隙狀，多個這種通孔41構(gòu)成大致沿有效面24短軸(即相當(dāng)于Y軸的垂直軸)方向排成列狀延伸的孔陣42，孔陣42又在長軸(即相當(dāng)于X軸的水平軸)方向上多列并排。上述各孔陣42彎曲成因有效面24上的位置而異的形狀，通孔41則分別沿孔陣42，對與短軸平行的線傾斜。
此通孔41的傾角θ若有效面24的長邊側(cè)的通孔端部比相反側(cè)端部更靠近短軸時為正傾角，則如圖21B中曲線43所示，有效面短邊與1/4短邊至短邊間尺寸W以內(nèi)處所夾的區(qū)域中，以最大正傾角θ傾斜。而且，此通孔42的傾角θ在有效面24的1/3長邊至長邊尺寸H以內(nèi)處的直線44上，如圖21C中曲線45所示，隨著偏離短軸(即Y軸)的距離增大而變大，隨著靠近短邊而減小或反相，具有最小值。據(jù)此，孔陣42在長邊上通孔41具有最大正傾角θ，從長軸與長邊的中間部附近到長軸，具有負(fù)傾角θ。
這樣設(shè)定通孔41的傾角，則可在長邊上使該傾角變大，因而如圖22所示，在3色熒光體層47(47B、47G、47R)容易產(chǎn)生蠕動的熒光屏23外圍部，可使用影印法形成熒光屏23時的長光源的縱向與面板21內(nèi)表面上通孔41的圖形在同一平面上，能消除3色熒光體層47的蠕動。
又，如圖23所示，在通過蔭罩25的有效面24長邊間尺寸H的中部的長軸平行線49上，隨著偏離短軸的距離更大，通孔傾角θ增大，隨著靠近短邊，該傾角θ反相，所以直線49上的點P2的相鄰孔陣42的間隔比長軸上點P1的該間隔和長邊上的點P3的該間隔大。因此，如圖24所示，面板21的有效部20內(nèi)表面與蔭罩25的有效面24的間隔(q值)在上述通過有效面24中間部的長軸平行線上的點P2處變大，在長軸上的點P1處相對減小。這樣的有效面24的形狀，使點P1處有效面24的曲率半徑減小，具有抑制蔭罩25局部彎拱的效果。
下面說明另一實施例有關(guān)的彩色顯像管的蔭罩。
圖25A所示蔭罩，其通孔41如圖25B所示，在有效面24的長邊上，隨著偏離短軸(即Y軸)的距離增大，其負(fù)傾角θ變大，隨著靠近短邊，傾角反相為正傾角θ，而且該傾角θ逐漸增大。如圖25c.所示，通孔41在通過有效面24中間部的直線上，隨著偏離短軸(即Y軸)的距離變大，其正傾角θ增大，隨著靠近短邊，傾角反相成負(fù)傾角θ，而且該傾角逐漸增大。
這樣組成蔭罩，比上述實施例，可進(jìn)一步加大通孔41往消除熒光屏3色熒光體層無蠕動的方向傾斜。至于蔭罩的彎拱，比上述實施例也可加大通過有效面中間部的長軸平行線上點P2(參閱圖4)的通孔41的傾斜，減小圖24所示長軸上點P1的有效面曲率半徑Ry，所以能進(jìn)一步增大抑制蔭罩局部彎拱的效果。
這種蔭罩的孔陣42可在以有效面24的中心為原點，以長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系中，將通孔41的中心的長軸方向位置X作為短軸方向位置y的函數(shù)表示，對于有效面24對長軸上下對稱的蔭罩，可通過作為偶函數(shù)表示，將x作為y的4次以上的函數(shù)，來進(jìn)行設(shè)定。作為這方面的一個例子，圖26A中示出x作為y的6次函數(shù)表示時的孔陣排列。這時，孔陣42因具有多個拐點而蠕動，但同圖25B和25C一樣，如圖26B和26C所示，通孔的傾角變化，可得具有與上述其他實施例相同效果的蔭罩。再將x和y的高次函數(shù)，也可得同樣的結(jié)果。
綜上所述，在具有與有效部實際呈矩形而該部內(nèi)表面形成曲面的面板的有效部內(nèi)表面所形成熒光屏相對，實際呈矩形的有效面由曲面組成，該有效面上形成許多縫隙狀通孔的蔭罩，而且所述通孔構(gòu)成大致沿有效面短軸方向延伸為列狀的孔陣，該孔陣在有效面長軸方向多列并排的彩色顯像管中，該蔭罩的孔陣彎曲成因有效面上的位置而異的形狀，組成該孔陣的通孔沿孔陣傾斜，此通孔在有效面長邊上的傾斜做成，在有效面短邊與1/4短邊至短邊間尺寸以內(nèi)處所夾區(qū)域中，有效面長邊側(cè)的通孔端部比相反側(cè)通孔端部更靠近短軸的正方向上傾斜最大，而且在偏離有效面長邊為1/3長邊間尺寸處以內(nèi)，隨著偏離短軸的距離加大，上述傾斜變大，隨著靠近短邊，上述傾斜減小或反射后具有最小值，這樣設(shè)定上述傾斜，則在條狀熒光體層容易產(chǎn)生蠕動的面板有效部外圍，形成熒光屏?xí)r的長光源與面板內(nèi)表面上的通孔圖形可在同一平面上，能消除條狀熒光體層的蠕動。在1/3有效面長邊至長邊尺寸處以內(nèi)，上述傾斜隨偏離有效面短軸的距離增大而變大，隨著靠近短邊而減小或反向，因而在此區(qū)域，相鄰孔陣間隔增大，面板內(nèi)表面與蔭罩的間隔也增大。在長軸上，相鄰孔陣間隔相對減小，蔭罩曲率半徑也減小。其結(jié)果是，能抑制蔭罩局部熱膨脹造成的局部彎拱，組成色純度良好的彩色顯像管。
權(quán)利要求
1.一種彩色顯像管，該管包括一字排開地生成電子束的手段(28)、具有內(nèi)表面由曲面組成且實際呈矩形的有效部(20)的面板(21)、形成于該面板(21)有效部(20)內(nèi)表面且電子束著靶后發(fā)紅、綠、蘭光的熒光屏(23)，以及與該熒光屏(23)相對，實際呈矩形的有效面(24)做成曲面，該有效面上形成許多電子束通孔(31)的蔭罩(25)；其特征在于若規(guī)定以上述有效面的中心為原點，以長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系，則定有通孔(31)沿短軸方向排成列狀的孔陣(32)，該孔陣(32)在長軸方向多列并排；該蔭罩(25)，上述孔陣的間隔因上述有效面(24)上的位置而異，設(shè)從通過上述有效面(24)中心部的孔陣(32)往上述有效面(24)長軸方向的外圍排的第N-1孔陣(32)與第N孔陣(32)的間隔為PH(N)，變數(shù)A、B、C分別為正交座標(biāo)系短軸方向相當(dāng)座標(biāo)值Y的4次函數(shù)，而且C為隨Y的絕對值增加一度減小后增加的函數(shù)，則上述蔭罩設(shè)定成下式所表示的間隔PH(N)＝A＋BN2＋CN4
2.如權(quán)利要求1所述的彩色顯像管，其特征在于上述有效面(24)具有與長軸實際平行的長邊和與短軸實際平行的短邊，規(guī)定長軸上的孔陣(32)間距(S)等于長邊上的孔陣(32)間距(S)。
3.如權(quán)利要求1所述的彩色顯像管，其特征在于所述蔭罩(25)通過偏離上述有效面(24)中心為1/3上述有效面(24)長軸方向直徑W處的孔陣(32)，其間隔隨著上述有效面短軸方向絕對值的增加，在上述長軸附近增加，對以上述有效面(24)中心為原點，上述長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系的短軸方向座標(biāo)值Y，上述蔭罩設(shè)定成上述有效面(24)內(nèi)有拐點的Y的4次函數(shù)。
4.一種彩色顯像管，該管包括一字排開地生成電子束的手段(28)、具有內(nèi)表面由曲面組成且實際呈矩形的有效部(20)的面板(21)、形成于該面板(21)有效部(20)內(nèi)表面且電子束著靶后發(fā)紅、綠、藍(lán)光的熒光屏(23)，以及與該熒光屏(23)相對，實際呈矩形的有效面(24)做成曲面，該有效面上形成許多電子束通孔(41)的蔭罩(25)；其特征在于若規(guī)定以上述有效面中心為原點，以長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系，則定有通孔(41)沿短軸方向排成列狀的孔陣42，該孔陣在長軸方向多列并排；蔭罩(25)的上述孔陣(42)按上述有效面(24)上的位置以不同的形狀彎曲，組成該孔陣(42)的通孔(41)沿孔陣傾斜，該通孔(41)在上述有效面(24)長邊上的傾斜為在上述有效面短邊與1/4短邊至短邊間尺寸以內(nèi)處所夾的區(qū)域中，上述長邊側(cè)的通孔端部比相反側(cè)的通孔端部更靠近有效面短軸方向的正方向上傾斜最大，而且在偏離上述長邊1/3短邊間尺寸處以內(nèi)的區(qū)域中，上述傾斜隨偏離上述有效面短軸的距離加大而增大，隨靠近上述短邊而減小或反向后有最小值。
5.如權(quán)利要求4所述的彩色顯像管，其特征在于在以有效面(24)的中心為原點，以長、短軸為座標(biāo)軸的正交座標(biāo)系中，設(shè)組成同一孔陣(42)的電子束通孔的上述長軸方向位置為x，上述短軸方向位置為y，則x用y的4次以上偶函數(shù)表示。
全文摘要
一種彩色顯像管，其中包含與熒光屏相對，實際呈矩形的有效面作成曲面的蔭罩，該有效面的通孔大致沿有效面短軸方向按列狀排成孔陣，并在長軸方向?qū)⒖钻嚩嗔胁⑴??？钻嚢从行嫔系奈恢脧澢刹煌螤?，其間隔也不同。通孔沿其孔陣傾斜地配置，這種傾斜在長軸方面的中間部變化，利用這些措施，消除條狀熒光體層的蠕動，提高熒光屏品位，可提供色純度良好的彩色顯像管。
文檔編號H01J29/07GK1135092SQ9510839
公開日1996年11月6日 申請日期1995年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月14日
發(fā)明者大濱真二, 清水紀(jì)雄, 村井敬, 早乙女一郎, 井上雅及, 福田久美雄 申請人:東芝株式會社