CN1060584C

CN1060584C - 一种荫罩具有抗振动性能的阴极射线管

Info

Publication number: CN1060584C
Application number: CN95105421A
Authority: CN
Inventors: 童华苏
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 1995-05-02
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 2001-01-10
Anticipated expiration: 2015-05-02
Also published as: CN1135090A

Abstract

一种荫罩具有抗振动性能的阴极射线管，利用在荫罩表面涂布一种弹性系数(Young′s modulus)高的阻尼材料，通过该阻尼材料有效吸收荫罩所产生的振动，使阴极射线管所产生的电子束保持在预定的设计位置。该阻尼材料可为一种玻璃材料(glass-based frit)，或钨(tungsten)、钼(molybdenum)等重金属材料。该涂布微粒大小最大约可为1微米。

Description

一种荫罩具有抗振动性能的阴极射线管

本发明涉及一种荫罩具有抗振动性能的阴极射线管。

阴极射线管中荫罩(Shadow mask)的使用，已有数十年历史，荫罩(Shadow mask)在消费市场中之所以被广泛地应用于阴极射线管的设计中，主要是因为它在亮度及对比度方面表现得极为优异，而且在制造技术上已达到极为成熟的阶段。

目前，传统阴极射线管的电子枪，主要包含可产生三色电子束的阴极(Cathode)，用于沿控制极方向产生电子，该控制极并与一屏极组合，用于在电子枪中形成一电子束形成区(BFR)，使这些具有一定能量的电子沿垂直方向直线排列形成三对电子束；该电子枪还包含聚焦电极及阳极等元件，这些元件组合后将形成一高电压聚焦透镜，以使这些电子束透过荫罩聚焦于该阴极射线管显示屏幕的荧光层上，该荧光层根据这三色电子束感光，而于该阴极射线管的显示屏上形成图像。

该显示屏上均匀且规则地涂布由可感应红、绿及蓝三色光的像点组成的荧光层，该荫罩与该显示屏相连接，并与显示屏保持一预定的距离，该荫罩上均匀布设有许多微小的聚焦孔，用于从电子束形成区(BFR)所产生的三色电子束中选择出所需的电子束，令其穿过该荫罩上的聚焦孔，并会聚于荧光层的一个像点上。所以，是否可以准确地将所需的电子束会聚于荧光层的一个像点上，就成为决定该阴极射线管的图像色彩纯度是否达到高水平的基本条件。

一般而言，未准确地将所需电子束会聚于荧光层的一个像点上，主要是因为电子束的不均匀加热或膨胀，造成该荫罩呈圆顶状(doming)变形所致。所以，精确地将所需电子束会聚于荧光层的一个像点上，并予以保持，就成为设计阴极射线管时的一项严格的要求，尤其是在高清晰度电视中，因变形所产生的高张力，将会使聚焦精确度更难维持在高水平上。

此外，未能精确地将荫罩的聚焦孔与荧光层的像点对准，也可能起因于荫罩本身的振动。一般而言，荫罩发生振动的因素有许多，如：对显像荧幕的冲击及立体声音响所产生的高强度声波等，均能使荫罩发生振动，尤其是，在高性能电脑监视器或大尺寸高清晰度电视中，荫罩的曲度(curvature)较小，而且其中的聚焦孔孔距密集(即，电子束通过单位面积荫罩的聚焦孔的数量增加)时，荫罩发生振动的情形特别严重。此外，当荫罩上使用具有较低弹性系数及较高延伸强度的材料时，荫罩将更易产生振动，其中特别是用对低频振动响应较强，及用殷钢(Invar)(镍36％铁64％的合金，其弹性系数极小)制成的荫罩振动最严重。因此，在荫罩上选择使用材料时，对于其阻尼特性的要求特别严格。甚至，当荫罩是用一种具有高弹性系数材料制成时，如：铝镇静钢(Aluminum Killedsteel)，也将产生振动。

另外，由于振动将使荫罩上所涂布的石墨层分离，并以小碎片形态剥落，如果这些剥落的小碎片依附于荫罩上，将对电子束所通过的聚焦孔造成阻塞，进而影响三色电子束在显示屏荧光层上的显像质量。

为解决前述传统阴极射线管中荫罩在设计及制作上所衍生出的诸多问题，特提出本发明。本发明的目的在于有效降低荫罩发生的振动，大幅度改善阴极射线管图像的色彩纯度(Color purity)。

本发明的另一目的，在于通过增加荫罩结构的弹性系数，以弥补传统阴极射线管中荫罩的低弹性系数特性(如：殷钢(Invar)制成的荫罩具有极小的弹性系数)，以减低荫罩发生的振动，尤其在低频时，使荫罩上的聚焦孔能保持在与显示屏幕荧光层上的像点精确对准的关系，以维持高水平的图像质量。

本发明的又一目的，在于通过增加金属荫罩结构的弹性系数，而不致降低荫罩对通过荫罩聚焦孔的电子束进行选色的工作质量。

为实现上述目的，本发明中的阴极射线管设有一面板，该面板的内侧表面上涂布有荧光层，该荧光层包括多个彼此间隔的可发光的荧光涂布区，该阴极射线管另设有一荫罩，该荫罩用于限制阴极射线管所产生的多束电子束，使通过该荫罩的电子束恰好对应聚焦于该荧光涂布区的一个像点上，其特征在于，所述荫罩包括：一薄质金属片，该金属片具有相对的第一及第二表面，其上均匀布设有多个彼此间隔的聚焦孔，且金属片弹性系数为E₁；刚性阻尼涂布层，该涂布层至少涂布于该金属片的一侧面，该涂布层的弹性系数为E₂，且E₂＞E₁，通过阻尼涂布层来减小荫罩的振动。

图1是本发明一种阴极射线管的零件装配纵剖面示意图；

图1a，1b及1c是本发明实施例中荫罩结构的局部剖面示意图；

图2是本发明中的荫罩结构与传统荫罩结构的弹性系数(Young′s系数)曲线比较图；

图3是根据本发明所设计的荫罩结构另一实施例的平面示意图。

以下根据附图，对本发明进行详细说明。

图1所示，是本发明一个实施例的阴极射线管的荫罩，该阴极射线管10主要包括一密封玻璃管体26，该管体26设有一前面板，或称显示屏12，一管颈部16及一中间漏斗部14，该玻璃面板12内侧表面涂布有荧光层18，该荧光层18包括多个分别可发出荧光的荧光像点，当彩色电子束聚焦于该玻璃面板12内侧表面上的荧光像点时，该单元将发出有色光，以在该显示屏12上显示图像。该阴极射线管10的密封玻璃管体26的管颈部16中，设有多个呈线形排列的电子枪22，以产生多个聚焦于该玻璃面板12的荧光层18上的电子束24，该电子束24经偏转线圈(magnetic deflection yoke)后，将沿水平及垂直方向偏折，并聚焦于该荧光层18上。此外，在该阴极射线管10中，距离该荧光层18的一适当位置处，另设有一荫罩(Shadowmask)28，使该电子束22通过该荫罩28上的聚焦孔(aperture)28a及通过环绕该荫罩28的周缘的裙部(Skirt portion)28b，该荫罩28的裙部(Skirt portion)28b是固定于其周缘的固定座34上，该固定座34则固定连接于该阴极射线管10的密封玻璃管体26的内侧表面。

在本发明的一个实施例中，参阅图1a所示，该荫罩28包括一内侧阻尼涂布层30、一外侧阻尼涂布层32及一设置于该二阻尼涂布层间的薄质荫罩金属片36，该薄质荫罩金属片36可由一般传统材料制成，如前述的殷钢(Invar)或铝镇静钢(Aluminum killed steel)等，该内及外侧阻尼涂布层30、32则是由包含一种弹性系数比该薄质荫罩金属片36高的材料制成。当该薄质荫罩金属片36由殷钢(Invar)制成时，该薄质荫罩金属片36具有一相当低的弹性系数及较高的变形强度，这样，该薄质荫罩金属片36将对振动非常敏感，尤其当它被安装于一面板平坦的阴极射线管，且单位面积中电子束通过的聚焦孔较密集时，特别明显。所以，此时对该薄质荫罩金属片36产生阻尼作用的主要目的，在于使该荫罩的聚焦孔28a能与荧光层18上的像点保持在精确对准的状态。该内及外侧阻尼涂布层30、32中所包含的材料，是一种弹性系数比该薄质荫罩金属片36高的材料，在本发明的一较佳实施例中，该材料可为一种玻璃基质材料(glass-based frit)，或钨(tungsten)、钼(molybdenum)等重金属材料，该内及外侧阻尼涂布层30、32可通过喷嘴或真空涂布方式，将该材料涂布到该薄质荫罩金属片36的整个内、外侧面上，只有上面的聚焦孔28a仍必需保持在开放(open)状态，使该内及外侧阻尼涂布层30、32能有效吸收该薄质荫罩金属片36表面上所发生的振动，尤其是低频振动。此外，为避免在涂布该材料到该荫罩36侧面时，其微粒阻塞该荫罩36上的聚焦孔，该涂布微粒的大小最大约可为1微米。

图1b所示，是本发明另一实施例，其中荫罩40仅于其外侧表面涂布一阻尼涂布层44，该阻尼涂布层44可通过喷嘴或真空涂布方式涂布到薄质荫罩金属片42整个外侧面上，而且必需使其上面的聚焦孔42a保持在开放状态，使该外侧阻尼涂布层44能有效吸收该薄质荫罩金属片42表面上所发生的振动。图1c所示，是本发明的又一实施例，其中荫罩48则是在其薄质荫罩金属片50的内侧表面涂布一阻尼涂布层52，而其上面的聚焦孔48a也必需保持在开放状态。

图2所示，是根据本发明中的荫罩结构与传统荫罩结构弹性系数(Young′s系数)曲线比较图，其中第一条曲线54中呈线性分布部分为一传统荫罩结构的弹性系数(Young′s系数)，当该传统荫罩结构是用殷钢(Inuar)制成时，其弹性系数为21×10⁶ psi(pounds perinch)，当该传统荫罩结构是用铝镇静钢制成时，其弹性系数则为31×10⁶ psi(pounds per inch)，由此可知，通过增加该曲线的曲度，即可使这些传统荫罩结构的弹性系数加大；图2中所示的点状曲线56，则为本发明在荫罩表面涂布阻尼涂布层的荫罩结构的弹性系数(Young′s系数)曲线，该涂布于荫罩表面的阻尼涂布层将增加整个荫罩的弹性系数，进而有效吸收及衰减该荫罩上所发生的振动。

图3所示，是本发明的又一实施例，其中荫罩58包括一薄质荫罩金属片60，该薄质荫罩金属片60的整个表面均匀布设有许多呈等间距排列的聚焦孔62，该荫罩58上还包括第一上阻尼带体64及第二下阻尼带体66，该第一上阻尼带体64及第二下阻尼带体66是设置于该薄质荫罩金属片60的任一侧面或两侧面，且延伸至整个面宽，并使该金属片60上的聚焦孔62仍保持在开放状态，使电子束得以通过；该第一上阻尼带体64及第二下阻尼带体66所包含的材料，是一种弹性系数比该薄质荫罩金属片36高的材料，可为一种玻璃材料(glass-based frit)，或钨(tungsten)、钼(molybdenum)等重金属材料。

如图3所示，其中虚线部分是第三及第四侧阻尼带体68、70，该第三及第四侧阻尼带体68、70可与前述第一上阻尼带体64及第二下阻尼带体66相互结合使用，也可以取而代之，该第三及第四侧阻尼带体68、70是平行相邻地设置于该荫罩60上，且延伸至整个面上，而所包含的材料，可为一种弹性系数比该薄质荫罩金属片36高的材料，可为一种玻璃材料(glass-based frit)，或钨(tungsten)、钼(molybdenum)等重金属材料。

由图3所示的该二实施例可知，这些彼此平行相邻排列的阻尼带体可用以衰减该荫罩60上所发生的振动，使其上聚焦孔62能与荧光层18上的像点保持在精确对准的状态。此外，这些彼此平行相邻排列的阻尼带体在某些实施例中，其宽度可为1／2英寸，且从该荫罩60的边缘彼此间隔约1英寸排列。

以上所述，仅是本发明的优选实施例，本发明所提出的权利要求范围，并不局限于此。凡熟悉该技术领域的人，依据本发明所披露的技术内容，可轻易想到的其它等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims

1．一种荫罩具有抗振动性能的阴极射线管，该阴极射线管设有一面板，该面板的内侧表面上涂布有荧光层，该荧光层包括多个彼此间隔的可发光的荧光涂布区，该阴极射线管另设有一荫罩，该荫罩用于限制阴极射线管所产生的多束电子束，使通过该荫罩的电子束恰好对应聚焦于该荧光涂布区的一个像点上，所述荫罩包括：一薄质金属片，该金属片具有相对的第一及第二表面，其上均匀布设有多个彼此间隔的聚焦孔，且金属片的弹性系数为E1；刚性涂布层，该涂布层至少涂布于该金属片的一个侧面，该涂布层的弹性系数为E2，且E2＞E1；其特征在于，所述刚性涂布层可以是多个呈长条状彼此间隔排列且均匀设置在该薄质金属片整个表面上的阻尼带体。

2．根据权利要求1所述的一种荫罩具有抗振性能的阴极射线管，其特征在于，所述刚性涂布层所包含的材料可以是玻璃材料。

3．根据权利要求1所述的一种荫罩具有抗振性能的阴极射线管，其特征在于，所述刚性涂布层所包含的材料可以是钨或钼等重金属材料。

4．根据权利要求1所述的一种荫罩具有抗振性能的阴极射线管，其特征在于，所述刚性涂布层的微粒大小最大约可为1微米。