CN1107965C - 彩色阴极射线管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的彩色阴极射线管，在由若干个电子枪发射的电子束，将面板(1)内表面上对着荫罩(10)形成的荧光屏8分割成若干个区R1-R20进行扫描的彩色阴极射线管中，使掩膜片沿水平方向并列配置构成荫罩，将所述各个掩膜片垂直方向上的两端部固定在若干个掩膜框(11)上，同时设置一对立板，该立板的一端固定在掩膜框的内表面上，另一端通过掩膜框的内侧与掩膜片垂直方向上的两端相接触。

Description

彩色阴极射线管及其制造方法

技术领域

本发明涉及彩色阴极射线管，特别是把荧光屏分成几个区进行扫描的彩色阴极射线管，及其制造方法。

背景技术

近年来，作为彩色阴极射线管的例子，在特开平5-36363号公报中公开了使几个独立的阴极射线管荧光屏成一体化结构的阴极射线管。按照具有这种一体化结构的荧光屏的阴极射线管，真空管壳由形成荧光屏的面板、与该面板相对配置的后板、安装在该后板上的若干个漏斗构成。在管壳内，荫罩与荧光屏相对配置。

面板成平坦的形状，利用从各个电子枪发射的电子束对在该面板内形成的一体结构的荧光屏进行分割成几个区的扫描。

在上述结构的彩色阴极射线管内，由于面板成平坦形状，所以与荧光屏相对配置的荫罩必须成平坦形状。因此产生如下的问题。

首先，荫罩的固定方法出现了问题。如果象已有的彩色阴极射线管那样把面板制成球面形状，则荫罩也应制成球面形状。这样，便可把强度高的固定架固定在荫罩的周边部分上，从而可以容易地为荫罩提供符合实用要求的机械强度。因此，使荫罩对着在面板内面上形成的荧光屏也容易按确定的关系配置。

可是，由于在面板为平坦形状的情况下，必须把荫罩制成平坦形，所以使机械强度不足，即使象已往那样通过把荫罩的周边部分固定在固定架上进行加强，也很难使荫罩对着荧光屏配置成确定的关系。

就平坦的荫罩来讲，通过在荫罩上加张力的状态下把荫罩安装在强度高的固定架上，可以提供足够的机械强度，并且通过该固定架可以按与荧光屏确定的关系来配置荫罩。可是，采用这种结构，由于随着画面的大型化必然使荫罩上的必要张力增大，所以要求高强度的固定架，这又会引起彩色阴极射线管的重量增加。而且使通过固定架把荫罩固定在面板上的固定结构复杂。另外，由于设置该固定结构的空间必需足够大等也产生了麻烦。

第二，荫罩的装架精度问题。通常的彩色阴极射线管的荧光屏是把组装在彩色阴极射线管上的阴罩作为曝光用的掩模，利用照相印刷法通过对涂敷形成在面板内面上的荧光材料等形成荧光屏的材料层曝光而形成的。可是，如果阴罩和面板内表面之间的间隔(q值)偏离确定值，则会影响构成荧光屏的荧光层的配置间隔，但这对整个荧光屏的连续性没有影响。

可是，在把一集结构的荧光屏分成多个区进行扫描的彩色阴极射线管内，荫罩上具有与这多个区对应的多个有效部分，有效部分上形成多个供电子束通过的孔。这些有效部分构成通过未形成电子束通过孔的非有效部分相连接的结构。因此，在这种彩色阴极射线管中，荧光屏受到邻接区域间的q值的影响。即q值比确定值大时在相邻区域内荧光层互相有重叠，q值比确定值小时，在邻接区域的荧光层之间形成间隙。

此外，在利用光掩膜通过主掩膜法形成荧光屏时，还必须正确设定q值。只有这样，才能利用主掩膜法形成高精度的具有连续性的荧光屏，可是，如果q值有偏差，则在组装彩色阴极射线管时，由于电子束不能准确轰击到荧光层上而产生所谓错误轰击。并且使相邻区域的图像有时重叠，有时产生间隙。

除了形成荧光屏之外，q值的必要精度还取决于电子束的水平偏转角并与荫罩上供电子束通过的孔的排列间距有关，该间距约为0.01mm。与已往的彩色阴极射线管所要求的应使q值达到0.5mm的精度相比，设定这样高的精度是必要的。因此在对形成在平坦的面板内面上的一体化结构的荧光屏进行分割为若干个区扫描的彩色阴极射线管中，利用公知的手段装设荫罩的精度实际上达不到这个要求。

第三是存在荫罩变形和振动问题，平坦的荫罩变形和振动较小。由于荫罩发生变形，会使q值产生偏差，由此引起错误轰击。而且，荫罩振动时，在振动期间q值会产生偏差，也会引起错误轰击。

第四，存在把荫罩固定在掩膜上时，引起变形的问题。如上所述，为了增加机械强度，而在加张力状态下把平坦荫罩通过焊接固定在掩膜上。可是，在进行这样的焊接时容易在荫罩的焊接位置附近引起变形。这个变形由于在加张力状态下会使变形部分在焊接位置附近产生瞬时的熔融，而使部分应力(张力)得到释放，在冷却后，在该焊接位置与其周围部分之间产生应力差，从而使变形残留在焊接位置附近。

虽然通过均衡焊接条件和焊接位置等可以获得相当的缓和，但是完全消除这个影响是困难的。特别是在对荫罩的平坦度精度和q值要求严格的阴极射线管中，这个变形是致命的缺陷。

第五，存在荫罩与荧光屏的相对位置有关的问题，如第二问题中所述那样，虽然必须首先正确地设定荫罩和荧光屏的间隔(q值)，但是使荫罩面与荧光板面的位置重合也是重要的。也就是说，必须相对荧光屏高精度地设定荫罩的水平轴、垂直轴和旋转方向的位置。这个设定精度，还取决于荫罩上供电子束通过的孔和荧光屏上荧光层的配置间距，这个间距必须在0.01mm左右。

另外，荫罩和荧光屏的相对位置的调整最好是在直接观测的同时使它们重合。可是，在实际上例如通过荫罩观测荧光屏是困难的，又由于在荧光屏的背面上形成铝蒸镀膜，而更不能正确地控制荧光层的位置，这使同时直接地观测荫罩和荧光屏变得困难。

为此，在已有技术中，为了使荫罩和荧光屏的相对位置重合而采用下述方法，首先从面板的外侧观测荧光层，把荧光屏的位置设定在组装夹具上并固定面板，同样，通过观测荫罩上供电子束通过的孔，通过在组装夹具上设定通过孔的位置以固定荫罩。可是，由于上述方法会使确定位置的误差累积而不可能实现高精度的位置重合。

如上所述，就对形成在平坦面板内面上的一体化结构的荧光屏进行分割成若干个区扫描的彩色阴极射线管而言，由于还必须使对着荧光屏配置的荫罩平坦，所以会因荫罩的固定方法而引起荫罩的装架精度、荫罩的变形和振动，把荫罩安装在掩膜上时产生的变形、荫罩与荧光体的相对位置关系的设定等问题。特别是在彩色阴极射线管为大型的情况下，很难使荫罩的装设达到高精度。另外，也很难使掩膜框的装架手段简易化、轻量化，还引起荫罩对变形和振动的低抗能力大幅度降低的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是要提供一种既能使荫罩相对荧光屏正确配置又能抵抗变形和振动的阴极射线管及其制造方法。

为了达到上述目的，根据本发明的一种彩色阴极射线管包括：

具有互相正交的第一和第二轴的基本上为矩形的面板、和带有与面板相对的后板的管壳；

形成在上述面板内表面上的荧光屏；

与上述荧光屏相对配置在上述管壳内的荫罩；该荫罩装配有沿上述第1轴并列配置的若干个掩膜片，各个掩膜片具有沿着上述第二轴方向延伸，并且具有形成供电子束通过的多个孔的有效部分；

保持上述各掩膜片的上述第二轴方向端部的若干个掩膜框；以及

设置在上述后板上、通过上述掩膜片的有效部分使电子束照射到上述荧光屏上、利用电子束对荧光屏进行分成若干个分区扫描的电子束发射单元，

其特征在于，把上述掩膜片与上述荧光屏之间的间隔限制在确定值上的若干个立板，立板上具有与上述面板的内表面适当连接的第一端，与上述掩膜片的上述第二轴方向端部和上述掩膜框二者之一适当连接的第二端，保持上述掩膜片的上述掩膜框通过上述立板固定在上述面板的内表面上。

按照上述结构的彩色阴极射线管，其荫罩是由沿第一轴方向并列配置的多个掩膜片而构成，掩膜片上具有形成多个供电子束通过的孔的有效部分，各掩膜片的两端部固定在掩膜框上，因此，可以在第一轴向上缩短与掩膜片个数相应的长度，从而可以减少加在荫罩上的张力。并使掩膜架的结构简单和重量变轻。

通过设置具有与面板内面接触的第一端和与掩膜框或掩膜片接触的第二端的一对立板，借助立板的高度正确地设定荫罩与形成在面板内面上的荧光屏之间的间隔(q值)。由于立板的高度可以通过机械加工高精度的确定，所以可避免因掩膜框的精度、掩膜框上各个掩膜片的安装精度等引起的荫罩与面板内面之间的间隔(q值)的偏差和在把掩膜片焊接在掩膜框上时产生的变形的影响。

此外，通过设置立板，可以调整加在掩膜片上的张力。因此事先减弱了把掩膜片安装在掩膜框上的张力，通过降低把掩膜片焊接在掩膜框上时产生的张力，可以减少掩膜焊接时的变形，而且在将掩膜片连接到立板上时还能施加所要求的张力。

按照本发明的其它的彩色阴极射线管，首先在荧光屏第二轴方向的两端侧的上述面板内表面上对着荧光屏在确定位置上，形成若干个定位标记，在各个掩膜片的第二轴方向的两端部上分别形成与上述定位标记对应的定位开孔，然后在使各定位孔与上述定位标记对准状态下配置各掩膜片。

按照这样构成的彩色阴极射线管，荫罩由沿第一轴向并列配置的多个掩膜片构成，掩膜片上具有形成多个电子束通过孔的有效部分，各个掩膜片的第二轴方向两端部固定在若干个掩膜固定框之一上。因此，与上述彩色阴极射线管同样，可以相应掩膜片的个数缩短荫罩水平方向的长度，并可以减少加在荫罩上的张力。借此可以简化掩膜框的结构和减轻重量。

另外，通过除了在各个掩膜片有效部分外的第二轴方向两端部上设置定位用开孔外，还通过在荧光屏的垂直方向两端部侧设置与掩膜片的定位用开孔相对应的若干个定位用标记，可以使这些定位用开孔与定位用掩膜位置对准，借此使互相隔开确定距离的掩膜片与荧光屏的位置直接准确的对准。

本发明的彩色阴极射线管的制造方法所制造的彩色阴极射线管的结构包括：具有互相垂直的第一和第二轴且基本上为矩形的面板，形成在上述面板内面的荧光屏，与上述荧光屏相对配置的荫罩，该荫罩具有沿着上述第一轴并列配置的若干个掩膜片，各个掩膜片不但沿着上述第二轴方向延伸，而且具有形成多个电子束通过孔的有效部分；该彩色阴极射线管的制造方法包括通过上述掩膜片的有效部分使电子束照射在上述荧光屏上、利用电子束把荧光屏分成若干区进行扫描的发射装置；该方法包括下列步骤：在上述面板内表面上用同一工艺形成上述荧光屏、和在上述荧光屏的上述第二轴方向两端侧上相对荧光屏处于确定位置上的若干个定位标记；在上述各掩膜片上用同一工艺形成上述多个电子束通过孔，位于沿上述第二轴方向的掩膜片两端部所定位置上的定位孔；使上述各掩膜片与和各定位孔对应的上述定位标记成直线对准配置，以及把上述定位掩膜片固定在上述面板上。

按照上述的制造方法，用同一工艺形成各掩膜片的有效部分和定位孔，用同一工艺形成板部的荧光屏和定位用标记，使这些定位孔与定位掩膜同轴地定位，然后使荧光屏和掩膜片位置对准。因此，通常可以使定位孔和定位掩膜对着各个掩膜片的有效部分和荧光屏按确定的关系高精度地形成，通过使这些定位孔和定位标记同轴地定位，可以使荧光屏和掩膜片的位置高精度地对准。

附图说明

图1至图7示出了本发明第一实施例的彩色阴极射线管图，其中：

图1是彩色阴极射线管的斜视图；

图2是沿图1中线II-II的剖视图；

图3是上述彩色阴极射线管的分解斜视图；

图4是把面板和支撑部件放大后的剖视图；

图5是掩膜框的斜视图；

图6是表示把掩膜框和掩膜片固定部分放大后的彩色阴极射线管的剖视图；以及

图7是立板的斜视图。

图8是掩膜框的一个变型例的斜视图。

图9是与图6对应的剖视图，其表示将上述变型例的掩膜框的安装结构放大的视图；

图10是与图6对应的剖视图，其表示将上述变型例的掩膜框的其它结构放大的剖视图。

图11是表示立板变型例的斜视图。

图12是表示立板另一变型例的斜视图。

图13A至16B示出了涉及本发明第二实施例的彩色阴极射线管的主要部分，其中：

图13A是面板的荧光屏和非发光部分的平面图；

图13B是放大的定位标记平面图。

图14是掩膜片的局部放大平面图。

图15是掩膜框的斜视图。

图16A是表示掩膜框和掩膜片安装结构的剖视图，以及

图16B是概略表示定位标记和定位孔的平面图。

图17A至图19B示出了涉及本发明第三实施例的阴极射线管的主要部分，其中：

图17A是表示面板荧光屏和非发光部分的平面图；

图17B是定位标记的放大平面图；

图18A是掩膜片的局部放大平面图；

图18B是定位孔的放大平面图；

图19A是表示掩膜框和掩膜片安装结构的剖视图；

图19B是概略表示定位标记和定位孔的平面图；以及

图20是显示涉及变型例中掩膜框安装结构的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图结合实施例详细说明本发明。

图1至图3示出了涉及本发明一实施例的彩色阴极射线管，这个彩色阴极射线管利用从若干个电子枪发射的电子束将单一的荧光屏分成若干个区进行扫描并把在各个区内获得的分割图像连接起来，在荧光屏上显示合成图像。

彩色阴极射线管包括真空管壳5，该真空管壳包括：具有水平轴(X轴)和垂直轴(Y轴)并由玻璃制成的基本上为矩形形状的面板1，由与该面板1的周边部分接合并相对于面板1基本上垂直延伸的玻璃制成的框架状侧壁2，由与该侧壁2接合并与面板1平行相对的玻璃制成的基本上为矩形的平坦的后板3，接合在该后板3上的若干个漏斗4。在后板3上形成有多个例如20个矩形状的开孔6，排列成矩阵状，例如配置成纵五列、横4行。将若干个漏斗4接合在后板3的外表面上，以便包围住各自对应的开孔6，在此，把水平方向(X方向)5个，垂直方向(Y方向)4个共计20个漏斗4接合到后板3的外表面上。

如图4所示，在面板1的内表面上形成的沿发射青、绿、红光的垂直方向延伸的条状三色荧光层30B、30G、30R和在三色荧光层之间以填充的方式在垂直方向形成的黑色条纹32沿水平方向按规则排列构成一体结构的荧光屏8，荧光屏8整体形成仅比面板稍小的矩形。

如图2和图3所示，在面板1的内表面上例如通过熔合玻璃固定一对细长的板状固定部件9，把荧光屏8夹在固定部件之间并使荧光屏的垂直方向两端部侧定位。两个固定部件9都是用与由玻璃制成的面板的热膨胀系数近似的镍基合金制成的，并沿X方向延伸。

在管壳5内与荧光屏8相对地配置荫罩10。荫罩10由若干个把垂直方向作为长边方向的矩形状平坦掩膜片构成，在本实施例中由5个掩膜片M1-M5构成。

每个掩膜片M1-M5分别保持在把各自的垂直方向作为长边方向的矩形形状的掩膜框11上，而且在水平方向隔开确定距离并列配置。通过把安装在掩膜框垂直方向两端上的固定片12固定在面板1内表面的固定部件9上而将各掩膜框保持在面板1上。另外，在荫罩10的各掩膜片M1-M5和面板1的内表面之间设置一对立板13，立板13使面板1的内表面相对各掩膜片M1至M5有确定的间隔(q值)。一对立板13的一端通过固定片14固定在固定部件9上，另一端通过掩膜框11垂直方向上的两端内侧与对应的掩膜片相接。关于荫罩10、掩膜框11和立板13将在以后进行详细说明。

在若干个漏斗4的颈部15内分别配置朝向荧光屏8发射电子束的电子枪16。在面板1与后板3之间配置用于支撑加在面板1和后板3上的大气压力的若干个平面支撑部件17，支撑部件17由金属圆柱组成。如图4所示，各个平面支撑部件17的前端形成楔状，并与荧光屏8的黑色条纹32接触。把平面支撑部件17的底端例如通过熔融玻璃固定在后板3上。

在上述结构的彩色阴极射线管中，从安装在若干个管颈15内的若干个电子枪16发射出的电子束在安装于各漏斗4外侧的偏转装置44产生的磁场作用下沿水平和垂直方向偏转，并通过荫罩10对荧光屏8上沿水平和垂直方向分割的若干个(在图示的例中水平方向为5个，垂直方向为4个，共计20个区R1-R20)区域进行扫描。然后通过加在电子枪16和偏转装置44上的信号连接由分区扫描在荧光屏8上描绘的分区图像并在荧光屏8上再现没有重叠和间隙的大合成图像。

掩膜片M1-M5是按照对应若干个区域R1-R20在水平方向的分区数分割荫罩构成的。在各个掩膜片M1-M5上沿掩膜片的长边方向排列配置没有电子束通过孔的非有效部分20和有电子束通过孔的多个有效部分19。相对于荧光屏8垂直方向的区域分割数形成4个有效部分19。各个掩膜片M1-M5在其垂直方向的两端部和水平方向的两侧缘部分上也具有非有效部分20，各有效部分19被非有效部分20包围。

保持各个掩膜片M1-M5的掩膜框11，如图5所示，由下述零部件形成矩形，互相平行配置且断面为L形的一对侧框22，为了分别覆盖住这两个侧框22的两端部而设置的断面为L形的一对端框23、架设在两侧框22中间部分之间的加强板24。把固定片12固定在每个端框23的侧面上。

将每个掩膜片M1-M5长边方向的两端利用例如激光焊接按1mm间距的点焊接在位于掩膜框11长边方向两端部的端框23的上面，这样各掩膜片M1-M5便在沿长边方向有张力作用的状态下固定在掩膜框上。于是，掩膜片只在端框23的板厚部分呈悬浮的状态下被一对侧框22支撑。这种结构在把各个掩膜片M1-M5安装在掩膜框11上时，可以有效地防止因与侧框22接触而引起掩膜片变形。

如图6所示，通过把一对固定片12分别固定在面板1上的一对固定部件9上而将分别安装有掩膜片的各个掩膜框11支撑在面板1上。于是，各个掩膜片的有效部分19分别与后板3上的对应孔6相对。

如图6和图7所示，各个立板13由镍基合金或不锈钢制成的矩形平板构成，并且在掩膜框11的一对侧框22的内侧间隔上具有几乎相等的宽度W。另外，为了使掩膜片相对面板1的内表面配置成确定的间隔(q值)，而把立板13的高度h加工成高精度的确定值。立板13具有固定在其另一侧的L形固定片14。

各个立板13通过把固定片14固定在面板1上的固定部件9上安装在面板1上。将各立板13配置在掩膜框11的一对侧框22之间的端框23附近并对着面板1垂直配置。于是立板13从面板1一侧超过侧框22伸出，立板13的一端与面板1的内表面接触，另一端接触掩膜片。

因此，在每个掩膜片上设置一对立板13，当在后板3一侧对掩膜片的两端部加少许压力使掩膜片的张力达到确定值时，把掩膜片对着面板1的内表面定位在确定间隔上。

具体地讲，这样的彩色阴极射线管的掩膜片M1-M5为纵长的低碳钢板制成，每个板厚为0.15mm，垂直方向的长度约340mm，水平方向的宽度约为80mm，在该低碳钢板上通过非有效部分20在垂直方向形成四个沿垂直方向长度约为60mm，水平方向的宽度约为64mm的有效部分19，在各有效部分19上形成宽度约为0.2mm的窄缝状的电子束通过孔。立板13由板厚0.8mm，高h与面板1的内面和掩膜片之间的间隔基本上相等(约8mm)的镍基合金或不锈钢制成。

上述结构的彩色阴极射线管可以用以下工艺进行组装。

首先利用熔化玻璃把固定部件9固定在面板1的内表面垂直方向上的两个端部上。然后，在安装该固定部件9的面板1的内表面上利用照相印刷的母掩膜法形成荧光屏8。该荧光屏8的形成与通常的黑色条纹状彩色阴极射线管相同，首先用感光剂、黑色涂料形成黑条纹，接着用感光物质悬浮液在上述黑色条纹的间隙上形成条状的三色荧光层。然后通过在这些黑色条纹和三色荧光层的背面蒸镀铝膜形成荧光屏8。

除了形成该荧光屏8之外，与通常的彩色阴极射线管的荫罩相同，用光刻法形成掩膜片M1至M5。接着用组合夹具体各个掩膜片M1至M5在施加比最终的张力还小的张力状态下，利用激光焊接按1mm的点焊固定在掩膜框11两端部的端框23上。并且把电子枪16封装在若干个漏斗4各自管颈15内。

接着，利用组装机架将立板13定位安装在已经安装在面板1内表面上的固定部件9上。在把已经安装在掩膜框11上的各个掩膜片M1至M5配置在与一对立板13接触的位置上，使之与已经形成在面板1内表面上的荧光屏8以确定的位置关系适当定位后，把掩膜框11压到使固定片12接触到固定部分9的位置，再将固定片12焊接到各自的固定部件9上。

接着，利用组合机架，把已经固定有掩膜片M1至M5的面板1，侧壁2，后板3和密封电子枪16的若干个漏斗4按确定的位置关系进行组装，通过熔化玻璃把这些部件接合成一体。然后，与通常的彩色阴极射线管同样，通过排气和其它处理制造出彩色阴极射线管。

作为彩色阴极射线管的制造方法，除上述的方法外，还可以预先把已封装电子枪16的若干个漏斗4接合在后板3上，把已安装有掩膜片M1至M5的面板1、侧壁2和已与若干个漏斗4接合的后板3合成一体，也可以用其它方法制造。

按照上述那样构成的彩色阴极射线管可以获得以下的效果。

(a)通过在面板1与各掩膜片M1-M5之间配置由板状部件构成的立板13，可以高精度地设定面板1与荫罩10之间的间隔。例如在面板1的内表面上形成的条状三色荧光层的水平方向排列间距为0.6mm，黑色条纹的宽度为0.1mm的情况下，为了连续地排列用从若干个电子枪16发射的电子束进行分割扫描的区域R1-R20，必须使在相邻区边界部分的重叠宽度或间隙在黑色条纹宽度的1/5以下。另外，如果各区域R1-R20水平方向的尺寸H为80mm，则面板1与荫罩10之间的间隔(q值)为8mm。

如果设若干个区域的R2-R20各邻接部分的重叠宽度为D，从电子束的偏转中心到荧光屏8的距离为L，各区域R1-R20水平方向的尺寸为H，则偏离确定q值的偏差量Δq由

      Δq＝D·(L-q)/(H/2)+D表示。

因此，本实施例中阴极射线管的q值的必要精度为0.02mm，决定这个q值的立板13利用一般的方法就可以制造出，从而降低了成本。

(b)立板13配置在面板1的内表面与荫罩10之间，通过设定这个间隔对保持各掩膜片M1-M5的掩膜框11的加工精度没有更高的要求。而且，由于荫罩10分割成若干个掩膜片例如在本实施例中由五个掩膜片M1-M5组成的情况下，加在各掩膜片M1-M5上的张力仅为在由单一连续的荫罩10构成荫罩情况下所加张力的1/5，从而使制作支持该张力的掩膜框11的结构简单。即使把厚度为0.1mm的钢板弯成L形也能获得足够的强度，与已往的彩色阴极射线管的荫罩相比具有重量轻、成本低的优点。

(c)在面板1的内表面与荫罩10之间配置立板13，通过使立板的一端部预先与已固定在掩膜框上的掩膜片M1-M5接触并在掩膜片上施加确定的张力，可以防止由于把各个掩膜片焊在掩膜框上时引起掩膜片的起皱等变形波及到有效部分19。

(d)另外，由于是利用立板13提高加在掩膜片M1-M5上的张力的结构，所以可以在把掩膜片M1-M5焊接在掩膜框上时将各个掩膜片的张力设定得低一些。并且通过立板13最终提高加在掩膜片M1-M5上的张力，从而可以调节加在各个片M1-M5上的张力。

(e)通过由在水平方向上间隔排列的若干个掩膜片构成荫罩10，可以防止由于荫罩热膨胀引起的纯位移。即，即使各个掩膜片由于电子束的冲击而加热，这个热量也不能在水平方向传输到相邻的掩膜片上。而在垂直方向上虽然因有热传输而发生热膨胀，但是由于荧光屏是由沿垂直方向的细长条状三色荧光层构成的，所以由热膨胀引起的位置偏差不会成为问题，从而防止了由于荫罩热膨胀引起的纯位移。

虽然在上述的实施例中，掩膜框11是用断面为L形的棒材构成的，但不限于此，也可以象图8所示那样，利用断面为矩形的细长结实的金属角材构成。

即，按照该实施例，掩膜框11具有互相平行的一对侧框22，每个侧框的两端部在同一方向基本上弯曲成直角，侧框22各端部彼此之间通过由断面为矩形的板材形成的端框23连接。然后将掩膜片的两端部分别固定在端框23的端边缘上。

在把掩膜片M固定到上述结构的掩膜框11上的情况下，不是在使掩膜片本身受到强张力作用状态下固定在掩膜框上，而是使掩膜框11的侧框22在靠近一对端框23的方向上发生弹性弯曲的状态下把掩膜片固定在端框上。于是通过侧框22的弹性恢复力把一定的张力加在掩膜片上。

在利用上述结构的掩膜框11构成前述的彩色阴极射线管的情况下，可以通过掩膜框11的侧框22的弹力减轻荫罩10的热膨胀，从而可以使在要求高辉度显示的彩色阴极射线管中的彩色纯度下降的少一些。

另外，在采用沿荧光屏的水平方向将荫罩分割成多个区的情况下，由于可以减少加在各个掩膜片上的张力，所以使作用在各掩膜框11上的张力比较小。因此，即使掩膜框11的结构比较简单，也可以使掩膜片维持在足够的张力作用状态下，并且可以降低制造成本和使彩色阴极射线管轻量化。

图9示出把已安装在上述结构的掩膜框11上的掩膜片M安装到面板1上的状态。掩膜框11的各端框23通过固定片12固定在面板1上的固定部件9上。另外，掩膜片M通过固定在固定部件9上的立板13，在张力继续增加的同时定位在确定的位置上。

在上述结构中，可以将掩膜框11的侧框22配置在掩膜片M与后板3之间。这种结构在荫罩10与荧光屏8之间的间隙(q值)窄小的彩色阴极射线管中是有效的。

另外，在采用图8所示结构的掩膜框11的情况下，如图10所示，也可以在使掩膜框上的掩膜片安装面(即各端框23的端缘)与立板13相对的状态下把掩膜框11安装在面板1上。

即，上述结构的掩膜框11往往利用通常的焊接组装，但焊接后端框23上的掩膜安装面的精度，特别是平行度较差，因此，在焊接后需通过研磨等机械加工提高掩膜安装面的加工精度。在把掩膜片M安装在上述那样的高精度安装面上的情况下，没有必要利用立板13维持和校正掩膜片M的平坦度。

如图10所示，在把立板13设置在与掩膜框11的掩膜安装面即端框23的端面相接触状态下，还可以只以高精度设定荫罩10与荧光屏8之间的间隔为目的。可以改变立板13的配置位置，来达到上述目的，例如也可以在使掩膜框11与掩膜安装面具有同样精度的基准面的情况下，把立板13设置在与其基准面适当连接的位置上。

图11和图12分别示出立板13的变形例。按照图13所示的变型例，虽然将该立板13与上述的实施例相同加工成矩形板状，但是，在与面板1相对的两端面上分别形成有突起13a。

按照这样的立板13，只有突起13a的端部与面板1接触，使立板13与面板的接触面积大幅度地减少。因此，可以防止由于在立板13与面板1之间侵入荧光物质等沉积物尘埃而引起立板向上浮动等问题。

按照图12所示的变型例，在采用图8所示结构的掩膜框11的情况下，立板13由一对杆状部件构成，这两根杆状部件分别直接安装在端框23上。即，在该变型例中，既可以防止立板上浮，又可以使立板13的安装容易，组装方便。

立板13不限于镍基合金或不锈钢，可以选用任何适合的材料。例如在荫罩20由铁制成的情况下，最好采用由铁制的立板。在利用由殷钢材料制的荫罩10的情况下，最好用与殷钢的热膨胀特性近似的镍基合金制造。此外，在存在磁特性问题的情况下，最好用非磁性材料制造立板。

图13A至图16示出了涉及本发明第二实施例的彩色阴极射线管。涉及第二实施例的彩色阴极射线管也是利用从若干个电子枪发射的电子束将一体化结构的荧光屏分成若干个区并对其进行扫描，然后把各区内获得的分割图像连接起来、从而在上述荧光屏上显示合成图像的彩色阴极射线管；其整个构造与上述第一实施例相同，因此对同一部分使用了相同的参考符号并省略其详细说明，下面仅就与第一实施例不同的荧光屏部分、荫罩和掩膜框等进行详细说明。

如图13A、13B所示，在面板1的内表面上形成由在发射青、绿、红光的垂直方向上的细长条状三色荧光层和以充填在三色荧光层之间的方式形成的沿垂直方向的细长黑色条纹层构成的一体化结构的荧光屏8，为了包围住该荧光屏8而在其周边部分上形成用与黑色条纹层相同材料构成的一定宽度的非发光部分28。

在非发光部分28内，在位于荧光屏8垂直方向两端侧的水平部分上分别设置若干个定位标记29。这些定位标记29是为确定荧光屏8和荫罩10的相对位置而设定的标记，其最外面圆的直径为2mm，由线宽为0.05mm的五个同心圆构成。与在水平方向并列配置的5个掩膜片M1-M5相对应，将这些定位标记29设置在非发光部分28的水平部分上，且将五个连在一起设置。

在该彩色阴极射线管内，把用于安装荫罩和立板等的一对固定部件9与非发光部分28相邻接配置在非发光部分的外侧。

即使在该彩色阴极射线管内，荫罩10也是与由若干个电子枪发射的电子束进行分割扫描的荧光屏8上水平方向的若干个区域分割数相对应并由在水平方向以一定间隔距离并列配置的若干个(例如5个)掩膜片构成。

如图14所示，各个掩膜片都以垂直方向Y为长边方向，与荧光屏范围的垂直方向分割数相对应的若干个有效部分19通过没有形成电子束通过孔的非有效部分20沿垂直方向并列形成。在位于掩膜片垂直方向两端各个非有效部分20上与其两端的有效部分19相邻配置与面板1的定位标记29对应的定位开孔34，在该定位开孔34垂直方向的外侧还配置有用于确定与后述的掩膜框位置相对的基准孔35。定位开孔34与最外圆直径为2mm的定位标记相对应，构成1边长为2mm的正方形孔，而基准孔35为直径1mm的圆孔。

如图15所示，各个掩膜框11与前述的第一实施例相同，由以下部件构成，其包括断面为L形的一对侧框22，覆盖在这两个侧框两端且断面为L形的一对端框23和加强杆24，这些部件形成矩形形状，将固定片12安装在各个端框23的侧面上。按照第二实施例，在各端框23的上面与掩膜片的基准孔35相对应地设置基准孔36。该基准孔36的形状和大小与基准孔35相同。

具有上述结构的荧光屏部分，荫罩和掩膜框的彩色阴极射线管按照以下的工艺组装。

首先，利用熔化玻璃将一对固定部件9固定在面板1内表面垂直方向的两端部上。接着，在已安固定部件9的面板1内表面上利用照相印刷中的母掩膜法形成屏部分。即与通常的黑色条纹彩色阴极射线管相同，先用感光剂、黑色涂料等形成荧光屏8的黑色条纹，包围荧光屏8周边部分的非发光部分28和荧光屏8垂直方向上两端部的非发光部分28中的定位标记29。接着用感光性荧光体悬浮液在这些黑色条纹的间隙内形成条状的三色荧光层。然后在这些黑色条纹和三色荧光体背面上蒸镀铝膜后形成荧光屏。

除了形成荧光屏8之外，利用与通常的彩色阴极射线管的荫罩相同的光刻法形成掩膜片。接着按图16A所示那样，利用组合机架使形成在掩膜片M上的基准孔35与形成在掩膜框11上的基准孔36直线对准将掩膜片M定位，并且在加在掩膜片上的张力比加在掩膜片M的张力小的状态下，最后利用激光焊接按1mm间距的点焊接将掩膜片的两个端部固定在掩膜框11的端框33上。并且将电子枪密封在若干个漏斗4的各个管颈内。

接着，利用组合机架把立板13定位在安装于面板1内表面上的固定部件9上，并通过固定片14固定。然后把安装有立板13的面板1固定在组合机架上，并将安装在掩膜框11上的掩膜片M配置在与立板13相接触的位置上。另外，如图16A和16B所示，使形成在面板1内表面上的定位标记29与形成在掩膜片M上的定位开孔34的位置相对准，在该状态下把已安装在掩膜框11上的固定片12焊接在固定部件9上。

在使定位标记29与定位开孔34对准时，这些定位标记29与定位开孔31的位置互相离开。为此，可采用备有能观察不同焦点位置象合成平面的双重焦点光学系统的测定装置进行位置对准。在这种情况下，双重焦点光学系统把焦点重合在定位标记29上的透镜系统作为固定系统使用，而把焦点对准在掩膜片M的定位开孔34上的透镜系统作为焦点位置可变的系统使用。

如上所述，把屏部分的定位标记29与掩膜片M的定位开孔34对准后，将掩膜框11慢慢压向面板1一侧，直到固定在掩膜框11上的固定片12与固定在面板1上的固定件9相接触为止，同时通过立板13提高掩膜片M的张力，校正掩膜片M的平坦度。

在这种状态下，使采用上述双重焦点光学系统的测定装置的焦点与屏部分的定位标记29和掩膜片M的定位开孔34对准，同时观察标记29和开孔34。确认这些定位标记29与定位开孔31没有位置偏移，即确认在定位开孔31内定位标记应没有漏出地对准。这时，如果位置发生偏移，则重新使位置对中，使定位标记29和定位开孔34达到对中状态，然后将固定片12焊接在固定部件9上。

接着，利用组合机架把安装有掩膜片M的面板1、侧壁2、后板3和已封装电子枪的漏斗按确定的位置关系组装，把它们用熔化玻璃接合成一体。然后与通常的彩色阴极射线管相同，通过排气和其它处理制造上述结构的彩色阴极射线管。

有关彩色阴极射线管的制造方法，除上述预先把已封装电子枪的若干个漏斗接合在后板上，然后可以使已安装掩膜片M的面板1、侧壁和已接合若干个漏斗的后板接合成一体之外，也可以用其它方法制造。

图17A至图19B示出了用于使荫罩与荧光屏8位置对准的第三实施例。如图17A、17B所示那样，按照该实施例设置在面板1上的非发光部分28上的各定位标记29由沿垂直方向延伸的狭缝形成，其宽度设定为200μm。

如图18A、18B所示那样，在各掩膜片M上形成的若干个有效部分19内，分别位于掩膜片的长边方向两端部的有效部分19是由掩膜片的端部向垂直方向延长约10mm而形成。在本实施例中，各有效部分19设有供电子束通过且沿垂直方向的多个狭缝。在有效部分19的伸出部分上水平方向的中央设置定位开孔34。

该定位开孔34由把位于中心的狭缝19a的宽度变狭的部分构成。各狭缝19a的宽度为200μm，把定位开孔34的宽度加工成50μm。

另外，上述以外的结构与前述的第二实施例相同，在相同部分上用相同的符号标注并省略其详细说明。

在上述第三实施例中，如图19A、19B所示，在把已经安装掩膜片M的掩膜框11固定在面板1上时，与第二实施例相同，利用具有双重焦点光学系统的测定装置，同时观察定位标记29和定位开孔34，使掩膜片M相对荧光屏8定位。这时如图19B所示，为了使掩膜片M的定位孔34与定位标记29完全对准而使掩膜片M定位。然后用与上述第二实施例相同的方法，将掩膜框11固定在面板1上。

按照上述的结构，与第二实施例相比，因为掩膜片M的定位开孔34与有效部分19的狭缝19a具有近似的形状，所以在对掩膜片M加张力时，可以防止由于定位开孔34而使作用在掩膜片上的张力变为不平衡，也可以防止掩膜片变形。

按照上述结构的第二和第三实施例，除了具有涉及上述第一实施例的彩色阴极射线管的作用效果(a)至(e)外，还可以获得以下的作用效果。

(f)由于是在面板1的内表面上形成荧光屏8的同时形成定位标记29，而使定位标记29相对于构成荧光屏8的三色荧光层经常保持没有位置偏差的确定关系。而且在荫罩上形成掩膜片的有效部分19，同时形成定位孔34，定位孔34相对于有效部分19上的电子束通过孔保持没有位置偏差的关系。于是，通过使荧光屏部分的定位标记29与掩膜片M的定位开孔34的位置对准就可以保证荧光屏8与荫罩高精度地定位对准。

(g)在掩膜片M上形成定位开孔34并通过该定位开孔31可以看到荧光屏部分的定位标记29，由于采用这样的结构，而用简单的光学系统就可以获得它们的合成像，从而可以使荧光屏8和荫罩的位置容易对准。

(b)由于通过使屏部的定位标记29与掩膜片M的定位开孔34位置对准，使荧光屏8与荫罩高精度地定位，所以没有必要额外要求提高掩膜片M安装到掩膜框11上的精度，所以通过只使形成在掩膜框11上的基准孔36与形成在掩膜片M上的基准孔35的位置对准的简单手段，便可以将掩膜片M安装在掩膜框11上。借此，可以获得容易批量生产和实用性高的彩色阴极射线管。

另外，本发明不限于上述的实施例，在本发明的范围内还可以进行各种改变。例如，在上述实施例中，虽然是把屏部分的定位标记加工成同心圆，把掩膜片的定位开孔开为方孔，但是这些定位标记和定位开孔也可以加工成其它形状，也可以采用以十字线代替同心圆的位置对准结构。

在上述实施例中，虽然定位标记最外面的圆的直径与定位开孔的方孔的边长是相等的，但是，定位标记与定位开孔的大小也可以不同。另外，在上述实施例中，虽然说明了荫罩上具有形成多个电子束通过孔的有效部分和没有形成电子束通过孔的非有效部分的情况，但是本发明也适用在只有一部分非效部分或完全没有非有效部分的情况。

另外，在上述实施例中，虽然采用了具有双重焦点光学系统的测定装置同时观察屏部分的定位标记和掩膜片的定位开孔而使荧光屏和荫罩位置对准的结构，但是，使荧光屏和荫罩位置对准的方法，也可以用其它的方法，例如，把定位标记作为基准定位固定面板，再把定位开孔作为基准来定位掩膜片，使这个定位标记与定位开孔在机械上对准，从而可以使荧光屏与荫罩的位置对准。

在上述的实施例中，组装时在掩膜片与立板适当连接的状态下再利用组合机架向面板侧加压任意量后，通过固定片12将掩膜框11固定在面板1上的固定部件9上。因此，构成压入量可自由设定、作用在掩膜片上的张力可以自由调整的结构。如图20所示，掩膜框11在其端框23上也可以具有向面板1侧延伸出确定长度的板状限定部分53的结构，这时掩膜框的加压量可以通过限制部分53限定，使加压量可以正确地设定。另外，因为限定部分53还作为掩膜框11的支持部分起作用，所以通过固定片12只需把端框23的中央部分固定在面板1上便可以使掩膜框保持稳定。

Claims (17)

1.一种彩色阴极射线管，包括：

具有互相正交的第一和第二轴的基本上为矩形的面板(1)、和带有与面板(1)相对的后板(3)的管壳(5)；

形成在上述面板(1)内表面上的荧光屏(8)；

与上述荧光屏(8)相对配置在上述管壳内的荫罩(10)；该荫罩(10)装配有沿上述第1轴并列配置的若干个掩膜片(M1-M5)，各个掩膜片具有沿着上述第二轴方向延伸，并且具有形成供电子束通过的多个孔的有效部分(19)；

保持上述各掩膜片的上述第二轴方向端部的若干个掩膜框(11)；以及

设置在上述后板上、通过上述掩膜片的有效部分使电子束照射到上述荧光屏上、利用电子束对荧光屏进行分成若干个分区扫描的电子束发射单元(16)，

其特征在于，把上述掩膜片(M1-M5)与上述荧光屏(8)之间的间隔限制在确定值上的若干个立板(13)，立板上具有与上述面板(1)的内表面适当连接的第一端，与上述掩膜片的上述第二轴方向端部和上述掩膜框(11)二者之一适当连接的第二端，保持上述掩膜片的上述掩膜框(11)通过上述立板固定在上述面板(1)的内表面上。

2.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于：上述各掩膜框(11)具有沿上述第二轴方向延伸的互相平行的一对侧框(22)和连接上述侧框的第二轴方向端部之间的一对端框(23)，这些部件形成为矩形，上述各端框具有固定上述各掩膜片(M1-M5)端部的掩膜安装部分。

3.如权利要求3所述的彩色阴极射线管，其特征在于：上述各掩膜框(11)的一对端框(23)固定在上述面板(1)的内表面上，

上述各立板(13)的第一端与上述掩膜片(M1-M5)的上述第二轴方向端部适当接触，并且为了在上述掩膜片上施加沿上述第二轴方向的张力而使立板超出上述端框的掩膜安装部分延伸到后板(3)侧。

4.如权利要求3所述的彩色阴极射线管，其特征在于：上述各掩膜框(11)配备有设置在上述各端框(23)和面板(1)内表面之间用于限制上述各端框和面板内表面之间间隔的限制部件(53)。

5.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于：将上述立板(13)加工成矩形板，其具有构成上述第一和第二端的平行的侧边缘。

6.如权利要求5所述的彩色阴极射线管，其特征在于：上述各立板(13)具有从上述第一端突出并与上述面板(1)适当连接的多个突起13a，上述突起沿上述第一方向互相分离。

7.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于：上述各立板(13)在上述第一端与上述端框(23)的掩膜安装部分适当连接的状态下配置在上述端框与面板(1)之间，

上述各掩膜框(11)具有把上述端框固定在上述面板内表面上的固定部件(12)。

8.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于：

在形成上述荧光屏(8)的上述第二轴方向两端侧的上述面板(1)的内表面上并且对着上述荧光屏配置在确定位置上的若干个定位标记(29)；

掩膜片(M1-M5)具有分别在沿上述第二轴方向的掩膜片两端部的确定位置上形成的定位开孔(34)，各定位开孔与对应的上述定位标记对准配置。

9.如权利要求8所述的彩色阴极射线管，其特征在于：

上述定位标记(29)成具有确定直径的圆形，上述定位开孔(34)具有边长与上述确定直径基本上相等的方形的开孔。

10.如权利要求8所述的彩色阴极射线管，其特征在于：

上述定位标记(29)具有与上述第二轴平行延伸的狭缝，上述定位开孔(34)形成为与上述第二轴平行延伸的狭缝形状。

11.如权利要求8所述的彩色阴极射线管，其特征在于：还包括：保持上述各掩膜片(M1-M5)的上述第二轴方向两端部并分别固定在上述面板(1)上的若干个掩膜框(11)。

12.如权利要求11所述的彩色阴极射线管，其特征在于：上述各掩膜框(11)包括：沿着上述第二轴方向延伸的互相平行的一对侧框(22)、使上述侧框的第二轴方向的端彼此连接，并分别固定在上述定位标记(29)外侧的上述面板(1)的内表面上的一对端框(23)，上述各端框具有固定上述各掩膜片端部的掩膜安装部分。

13.如权利要求12所述的彩色阴极射线管，其特征在于：上述各端框(23)具有设置在确定位置上的第一定位孔(36)，上述各掩膜片(M1-M5)具有分别形成在第二轴方向两端部上的第二定位孔(35)，并在上述第二定位孔分别与第一定位孔直线对准的状态下将掩膜固定在上述端框上。

14.如权利要求11所述的彩色阴极射线管，其特征在于；还包括：相对上述各掩膜(M1-M5)设置一对使上述掩膜片与上述荧光屏(8)之间的间隔限定为确定值的若干个立板(13)，各立板包括与上述面板(1)的内表面适当连接的第一端、与上述掩膜片的上述第二轴方向的端部和上述掩膜框(11)两者之一适当连接的第二端，并将立板固定在上述面板(1)上。

15.一种制造彩色阴极射线管的方法，该彩色阴极射线管包括：

具有互相正交的第一和第二轴且基本上为矩形的面板(1)；

形成在上述面板内表面上的荧光屏(8)；

与上述荧光屏(8)相对配置的荫罩(10)，该荫罩装配有沿第一轴并列配置的若干个掩膜片(M1-M5)，各掩膜片沿着上述第二轴方向延伸并且具有形成供电子束通过的多个开孔的有效部分(19)，

保持上述掩膜片的上述第二轴方向的两端部，并被固定于上述面板(1)的内表面上的多个掩膜框(11)；

固定于上述面板，把上述掩膜片与上述荧光屏之间的间隔限制在确定值上，并且具有与上述面板的内表面接触的第一端，和与上述掩膜片的上述第二轴方向端部和上述掩膜框二者之一接触的第二端的多个立板；

通过上述掩膜片的有效部分使电子束照射在上述荧光屏上，利用电子束对荧光屏进行分成若干区扫描的电子束发射单元(16)，

所说方法包括下述步骤：

用同一工艺在上述面板(1)的内表面上形成上述荧光屏(8)、在上述荧光屏的上述第二轴方向两端部上对着上述荧光屏确定在确定位置上的若干个定位标记(29)；

用同一工艺在上述各掩膜片(M1-M5)上形成上述多个电子束通过孔，在沿上述第二轴方向的掩膜片两端的确定位置上形成定位开孔(34)；

将上述各掩膜片定位，使各定位开孔与对应该定位开孔的上述定位标记对中；和

把上述已定位的掩膜片安装在上述面板(1)上。

16.如权利要求15的制造方法，其特征在于：通过上述掩膜片(M1-M5)的定位开孔(34)观察上述定位标记(29)、使定位开孔与定位掩膜对准的工艺。

17.按照权利要求15的制造方法，其特征在于，还包括下列步骤

把上述各掩膜片(M1-M5)安装在掩膜框(11)上，

将具有与上述面板(1)的内表面接触的第一端和从面板的内表面突出的第二端的若干个立板(13)固定在上述面板的内表面上；

使固定在上述掩膜框上的掩膜片的上述第二轴方向两端部分别压在上述立板的第二端上，使上述第二轴方向的张力作用在掩板膜片上，以及

在使张力作用在上述掩膜片上的状态下把上述掩膜框固定在上述面板的内表面上。

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