CN1037383C - 一种阴极射线管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍的阴极射线管1包括：带有高导热系数、可见光透明的材料作衬底并在其内表面涂覆荧光体作显示屏2、壳体3、以及连接显示屏和壳体的封接层4和用以发射电子束的电子枪5。同时还介绍了制作本发明阴极射线管时，采用的气密封接工艺。本发明的阴极射线管具有亮度高、分辩率高和体积小、重量轻等优点。可广泛适用于电视机、大屏幕投影机、仪表仪器和广告等的显示器件。

Description

一种阴极射线管及其制造方法

本发明涉及阴极射线管，尤其是涉及到用于显示图象或文字的显示屏板。

已经知道，阴极射线管，它的构成主要包括：带有内、外表面和侧壁部分的荧光显示屏板、壳体、以及连接显示屏板和壳体的封接层，设置在壳体内部的用以发射至少一束电子束的电子枪。为了提高阴极射线管能获得更好的显示效果，人们在显示屏板上作了大量的改进措施。如中国专利93100859X公开的技术，其特点是对屏板外表面的曲面形状进行了最佳化处理。又如，美国专利US4,405,881，为了提高阴极射线管的显示效果，在普通玻璃中掺入稀土氧化物(如Nd₂O₃、Pr₂O₃等)来改善玻璃的光谱透射特性，提高某一光谱范围的透过率，并相对提高输出亮度。通过掺入诸如Cr₂O₃、Er₂O₃等着色剂使玻璃染色，提高对某一范围的吸收系数及相对提高对比度。然而上述介绍的技术显示屏的衬底仍采用的是玻璃材料。由于玻璃材料的热性能和透光性能的限制，用它作为显示器件的显示屏时，在亮度、分辨率方面受到一定的限制。影响亮度的原因之一是玻璃材料的导热性能差造成，因为显示屏的显示，是通过被覆在玻璃衬底上的荧光粉，在电子束的轰击下激发原子状态的变化而发光，在荧光粉不被灼伤的前提下，电子束上屏功率越大，荧光粉发光亮度越高，然而，荧光粉受电子束激发发光效率是有限的，只有其中较小的一部分电子束能量转化为光能，而大部分能量却转化为热能，这些热能主要通过玻璃屏的传导散发出去。如果热量的产生大于热量的传出，就会在玻璃衬底涂覆荧光粉的一面存在热量的积累，导致玻璃屏内、外两面的温度差升高，造成荧光粉发光亮度下降，甚至发生荧光粉灼伤，严重时可能导致玻璃屏炸裂。由于玻璃的导热性能差，影响了显示亮度，为了提高显示亮度，常用增大电子束的束斑直径以增大发光面积。在不增加显示屏显示的面积下，分辨率就会下降。由此可见，用玻璃材料制作的显示屏(玻璃屏)，亮度和分辨率是一对不可克服的矛盾。从另一角度来看，用玻璃屏制作的真空电子器件，为了克服大气压力对器件的作用产生压破现象，在其结构设计中，用增加玻璃屏的厚度来增加它的强度，这又造成由于玻璃厚度的原因引起光点产生较大的晕光斑，导致分辨率下降。同时，由于玻璃的透光率的原因，再用较厚的玻璃屏作衬底，将使显示器件的显示亮度在受到限制的基础上再次受到影响。

本发明的目的是提供另一种材料替换玻璃材料作阴极射线管的显示屏衬底，以解决显示屏亮度和分辨率的矛盾，提高显示效果。

因而，本发明提供的阴极射线管1包括：显示屏板2、壳体3、以及连接显示屏和壳体的封接层4和设置在壳体内部的以发射至少一束电子束的电子枪5，其显示屏板2的衬底采用的是具有导热系数大于0.1×10^-6W·cm^-1·K^-1、至少透过某一波长的可见光的材料，这种材料可以是钇铝石榴石、水晶、金刚石、红宝石或透明的陶瓷。在该衬底屏内涂覆荧光体6。发明者对显示屏板衬底优先选用了工业上易于生产、工艺上易于实现的钇铝石榴石(YAG)材料，因为YAG是一种无色并具有较好的导热性和透光率的材料，经实验证明，采用YAG作衬底做成的显示屏(YAG显示屏)，与玻璃屏相比，在亮度上提高了十多倍，分辨率也有较显著的提高。本发明的阴极射线管，它的壳体3可用陶瓷、或玻璃制成。因此，制作本发明的阴极射线管时，除采用已有的成熟的工艺外，在YAG屏与壳体的连结处还采用了气密封接工艺。当壳体采用陶瓷材料时，在YAG屏与陶瓷之间使用一种过渡层金属，采用辐射加热、或高频加热的方法，同时加压以达到气密封接。当壳体采用玻璃时，在YAG屏与玻璃之间均匀地涂上一层低熔点玻璃粉浆，在烘炉内加热逐渐升温到封接温度达到气密封接。

按照本发明采用YAG显示屏制作的阴极射线管，由于YAG作屏衬底时，YAG片很薄，亮度透过YAG屏几乎无任何损失，分辨率也未受到影响。YAG的这种良好导热性能、透光性和力学特性，可使显示亮度大大提高。同时，分辨率也能得到保证。与传统的玻璃屏相比，在其它参数相同的情况下，显示屏可做得很小，所以，用YAG显示屏制作的阴极射线管具有亮度高、分辨率高和体积小、重量轻等优点。它可用于电视机、大屏幕投影机、仪器仪表、广告等的显示。

为了更容易理解本发明，结合附图通过实施例进一步来描述本发明。

图1为本发明的结构示意图

图2为YAG屏与壳体为陶瓷时气密封接示意图

图3为YAG屏与壳体为玻璃时气密封接示意图

图中序号表示：

1-阴极射线管；2-显示屏衬底；3-壳体；4-封接层；5-电子枪；6-荧光体；7-陶瓷管；8-金属环；9-玻璃壳；10-低熔点玻璃粉。

实施例1制作全陶瓷管壳的YAG阴极射线管

阴极射线管显示屏衬底用YAG材料、壳体用陶瓷(95％Al₂O₃)，在壳体内有电子枪，其制作方法与现有的制作阴极射线管过程相同，区别点是YAG屏与陶瓷的气密封接，其封接的方法如下：

(1)将YAG片端面磨平作为显示屏衬底2；

(2)选用纯金属铝(纯度≥98％)制成铝环作为封接过渡金属8；

(3)将YAG片、铝环、陶瓷管壳按图2所示置于真空环境中(真空度优于1×10^-2Pa)；

(4)采用辐射加热、或高频加热方式，使封接面处于逐渐加热到600℃～660℃，升温速度在5～50℃/min；

(5)加热同时，对YAG屏、铝环、陶瓷在垂直于封接面上均匀施加压力、压强范围为75～150Kg/cm²；

(6)当封接温度达到600℃～660℃范围时，保温2分种以上，再逐渐断降温。

按照上述步骤，实现YAG屏与陶瓷之间的气密封接。

在带有YAG屏的封接件内，以YAG片为衬底屏采用现已成熟的各种涂覆荧光粉的工艺，即在YAG衬底屏上制作出荧光体。进而制成以YAG片为衬底屏的阴极射线管。

实施例2制作全玻璃管壳YAG屏的阴极射线管

阴极射线管显示屏衬底2用YAG材料、壳体3用玻璃，在壳体内有电子枪，其制作方法与现有的制作阴极射线管过程相同、区别点是YAG屏与玻璃的气密封接，其封接方法如下：

(1)将YAG片端面磨平作为显示屏衬底2；

(2)在YAG片与玻璃壳体相连接的端面均匀涂上低熔点的玻璃粉浆10；

(3)将封接件置于烘炉内，逐渐升温，升温速度为5～50℃/min，当封接温度升到450℃～550℃时，保温3～40分钟；

(4)保温时间达到后，以5～50℃/min的速率进行降温。

按照上述步骤，实现YAG屏与玻璃之间的气密封接。

在带有YAG屏的封接件内，以YAG片为衬底屏采用现已成熟的各种涂覆荧光粉的工艺，在YAG衬底屏上制作出荧光体。进而制成以YAG片为衬底屏的阴极射线管。

Claims (8)

1、一种阴极射线管(1)包括：内表面涂有荧光粉的显示屏板(2)、壳体(3)、以及联接显示屏和壳体的封接层(4)和设置在壳体内部的以发射至少一束电子束的电子枪(5)，其特征在于，显示屏板的衬底采用的是具有导热系数大于0.1×10^-6W·cm^-1·K^-1、至少对某一波长可见光透明的材料。

2、根据权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，显示屏衬底用的材料为钇铝石榴石(YAG)。

3、根据权利要求1所述的阴极射线管，其特征在于，壳体(3)用的材料为陶瓷、或玻璃。

4、一种如权利要求1所述的阴极射线管的制作方法，其特征在于，在显示屏与壳体之间采用了气密封接工艺，在屏与壳体之间有便于实现气密封接的过渡层(4)。

5、如权利要求4所述的阴极射线管的制作方法，其特征在于，当壳体为陶瓷时，YAG屏与陶瓷之间的过渡层为金属，通过辐射加热、或高频加热，同时进行加压以达到气密封接。

6、根据权利要求5所述的阴极射线管的制作方法，其特征在于，显示屏衬底用YAG时，过渡金属为纯铝时，该封接温度为600℃～660℃，升温速度为5～50℃/min，压力为75～150Kg/cm²。

7、如权利要求4所述的阴极射线管的制作方法，其特征在于，当锥体壳体为玻璃时，YAG屏与玻璃之间的过渡层为低熔点玻璃粉浆，在烘炉内加热以达到气密封接。

8、根据权利要求7所述的阴极射线管的制作方法，其特征在于，显示屏衬底用YAG，过渡层为低熔点玻璃粉浆时，在烘炉中加热时，其升温速率为5～50℃/min，加热温度为450℃～550℃，保温3分钟～30分钟，降温速率为5～50℃/min。

Images