CN1135808A - 彩色阴极射线管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在彩色阴极射线管中，形成的面盘有效区(P1)小于荫罩(图8中M)的开孔区的面盘投影区(Pp)。面盘的有效区(P1)具有直轮廓线及直角转角，形成矩形，其各顶点与面盘投影区(Pp)的顶点相重合。为了获得上述矩形有效区(P1)，本发明采用在黑色矩阵(8)曝光时在光源(图7或图8中的S)和面盘之间用以限制曝光范围的装置(图7中的M1或图8中的M2)。黑色矩阵(B)是通过荫罩(M)曝光的，还受到辅助罩的限制。荧光物质(R.G.B)在制造过程中在无辅助罩的情况下予以曝光。

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，具体地说本发明涉及具有新颖结构的彩色阴极射线管以及适合于制造这种彩色阴极射线管的制造方法。
背景技术
彩色阴极射线管是用以显示彩色图象的装置，其中以规定的图形分别配置红、绿、兰(R、G、B)三种荧光物质，形成屏幕，每种荧光物质利用电子束选择性地发光。
参阅图1，其中描绘了彩色阴极射线管屏幕的典型结构。在面盘P的内表面上，除了条状或点状的窗口外涂有用以增强对比度的黑色矩阵B，各种荧光物质R、G、B顺序地涂到黑色矩阵B的窗口中。剩下的标号A表示用以形成镜面的金属背面，I则是中间层。
由于上述屏幕应以细节距形成，所以通常采用如图2所示的光刻方法。
参阅图2，黑色矩阵B的粘结剂或含有光致抗蚀剂的荧光物质R、G、B在面盘P的内表面上涂成薄层。面盘P放置在曝光台上，其内侧上装有荫罩框架MF，作为曝光罩。荫罩框架MF是通过将荫罩M、选色装置支承在框架F上而形成的。从光源射出的光由补偿透镜L进行补偿，使面盘P内表面的涂层依照荫罩M以规定图形曝光，完成后的面盘P经过显影，而形成如同上述图形的功能层。
这些流程为黑色矩阵B各种荧光物质R、G、B重复四次，从而完成如图3中所示的面盘P。在图3中，面盘P的屏幕可以分成只有黑色矩阵B的非有效区Pn和在黑色矩阵B之间有荧光物质R、G、B而形成图象的有效区。
为了补偿从电子束发射中心到中心部分及周边部分的间距差，面盘P形成相对于水平、垂直及对角线轴分别有规定曲率的曲面形状。而且荫罩M也形成曲面，保持与面盘P的屏幕的规定间隙，即Q值。
荫罩M可以分为开孔区和非开孔区，开孔区有选色孔，形成面盘P的有效区Pe，非开孔区对应于面盘P的非有效区Pn而没有孔。
由于荫罩M具有弯曲表面，投影在面盘P的有效区Pe的轮廓线O，即使开孔区的轮廓线是直的情况下也形成外凸曲线。结果，有效区Pe的形状是四条轮廓线O分别外凸，各轮廓线O相交在一起的每个转角部分C因连续性缘故而成为圆形。
现在参阅图4，其中描绘了装在电视机或监视器外壳中的管子，由于外壳的前盖Z的轮廓线O’近乎直的，一部分非有效区Pn就会在转角部分C、C’暴露出来，为了使有效区Pe在前盖Z中过分暴露，就会在屏幕的中间部分由前盖Z的轮廓线O’盖住面盘P的轮廓线O。
结果，完成后的显示器的外形就不美观，屏幕就不能充分利用。此外，会辐射过量的热，及发生严重的拱曲，由于电子束落在整个有效区Pe上，而有效区Pe比实际显示图象的区域大。
这种屏幕结构使数据的精度和可靠性下降，尤其是通过屏幕获得数据的CDP。为了防止这些问题，CDT的荫罩M的轮廓线通常形成内凹，这在形成荫罩M时会引起许多问题。
近来，有人提出了如图5中所示的平方管，这种管子减低面盘P的曲率，成为平的，形成四个近乎直角的转角C，从而使有效面积Pe几乎为矩形。
然而，这种平方管需要与普通管子有区别的新的面盘P及荫罩M，其新面盘P需要全部重新设计及单独制造电子枪组件、偏转装置及补偿装置。此外由于从电子枪发射中心到面盘P的中心部分及周边部分间距差，会聚及其它方面的补偿是非常困难的。
甚至在平方管中，荫罩也用作曝光罩(exposure mark)，因此，不能防止由来自光源的高热使荫罩发生拱曲所引起曝光图形的变化及彩色纯度的总的劣化。
发明内容
因此，本发明的一个目的是通过采用就象一般管子的零件及工序提供具有如同平方管那样的矩形有效区的彩色阴极射线管。
本发明的另一目的是提供制造上述彩色阴极射线管的适当方法，其中的矩形有效区是能通过就如一般阴极射线管的零件及工序而获得的，且能解决曝光过程中荫罩的热变形问题。
为了达到本发明的主要目的，一种彩色阴极射线管的特性在于：
面盘上荫罩的开孔区的投影区大于面盘的有效区。
根据本发明的一个方面，面盘上开孔区的投影区的转角部分的顶点与面盘有效区的顶点相重合，有效区几乎呈矩形形状。
根据本发明的另一方面，荧光物质涂到面盘上荫罩的开孔区的投影区上，有效区的轮廓线受黑色矩阵所限制。
在典型的彩色阴极射线管中，荫罩开孔区的投影区、黑色矩阵的窗口形成部分及荧光物质涂敷部分都互相重合，这是因为面盘的有效区上形成条状或点状窗口，荧光物质就涂在这些窗口上。相反，根据本发明，窗口形成部分小于荧光物质涂敷部分，即荫罩的开孔区的面盘投影区，以限制有效区的尺寸和形状。
结果，用传统的彩色阴极射线管的元件就能获得矩形的有效区。
一种用以制造上述彩色阴极射线管的方法，其特征在于：
用限制曝光范围的限制装置使黑色矩阵曝光；
移去上述限制装置后，使荧光物质曝光。
限制装置可以用配置在荫罩上的辅助罩、配置在曝光的光路上的限制板、或者在配置在透镜系统的限制滤光器实施。
根据本发明，能消除荫罩的热变形问题，完全照原样采用一般彩色阴极射线管的传统工序形成面盘的矩形有效区。
附图简单介绍
参照附图，从下面的详尽描述就能使这些及其它目的和优点显得更清楚，其中
图1是描绘典型的彩色阴极射线管的荧光屏的结构的剖视图；
图2是例示用光刻法的生产工序的阴极射线管的剖视图；
图3是传统的彩色阴极射线管的荧光屏的正视图；
图4是表示装置在外壳中的阴极射线管的局部放大正视图；
图5是平方管的正视图；
图6是本发明的彩色阴极射线管的正视图；
图7是制造本发明的彩色阴极射线管的曝光机构的剖视图；
图8是说明本发明另一种方法的剖视图；
图9是用于图8中所示方法的限制板的平面图；
图10是说明本发明又一种方法的剖视图；
图11是表示用于图10所示方法的限制滤光器的透视图；以及
图12是表示装在外壳中的本发明彩色阴极射线管的正视图。
实施本发明的模式。
参阅图6，根据本发明，面盘投影区Pp，即通过光源S和补偿透镜L投射荫罩M所形成的区域呈如同虚线所示的形状。面盘投影区Pp对应于图3中所示的传统彩色阴极射线管的有效区Pe，且具同样大小和形状，即同样轮廓线O及转角部分。
根据本发明，黑色矩阵B隐蔽了面盘投影区Pp的内缘，形成矩形有效区P1。结果，有效区P1具有直轮廓线O1及直角转角部分C1。
换言之，黑色矩阵B的窗口不是如传统的彩色阴极射线管那样全都是在投射区Pp上，而只是在有效区P1形成的，因而在面盘投影区Pp和有效区P1之间形成新月形的隐蔽部分。
在隐蔽部分内，因有效区P1而顺序涂上红、绿、兰各种荧光物质，这构成非有效区P2的一部分，由于它为黑色矩阵B所覆盖。
由于荫罩M的开孔区的面盘投影区Pp的一部分为黑色矩阵所覆盖，所以有效区P1要比面盘投影区Pp小。根据本发明，传统的有效区Pe(等于面盘投影区Pp)的外凸轮廓线O借助黑色矩阵予以修整，形成矩形有效区P1。
最好使面盘投影区Pp的转角部分C的四个顶点与有效面积P1的顶点相重合。当有效区P1的顶点处在面盘投影区Pp的顶点的内侧时，屏幕的面积就减少，在相反情况下，转角部分C1就呈圆形。
本彩色阴极射线管最好是如图7中所示的那样地制造。
在图7中，辅助罩M1是用来限制曝光范围的装置。黑色矩阵B通过与具有限制曝光范围的窗口W的辅助罩M1相耦接的荫罩M而曝光，荧光物质R、G、B则无需辅助罩M1而曝光。
因此，黑色矩阵B的窗口形成于受辅助罩M1的窗口W所限制的部分上，荧光物质R、G、B则涂到与荫罩M的面盘投影区Pp相对应的部分上，其外部为黑色矩阵B所覆盖，以形成矩形有效区P1。
在这幅图中，所画的辅助罩M1形成能投影矩形有效区的框状，且与荫罩框架MF的框架F的后部相耦接。然而，它也能与荫罩MF的前部相耦接，且由放置面盘P的曝光台的面板(未示出)上所设置的透明板所形成。透明板可以是由玻璃或合成树脂所组成的，有效区P1周边外侧有不透明层，用以限制曝光范围，也可以在不透明带粘贴到荫罩M的表面，黑色矩阵B曝光时形成辅助罩M1，在拆去不透明带之后，使荧光物质R、G、B曝光。
用以限制曝光范围的装置可以用各种形式实施，图8和图9中所示的方法采用了装在曝光光路上的限制板M2。
参阅图8，面盘P涂有黑色矩阵且与荫罩框架MF相结合，面盘P放置曝光台上，从光源S产生的曝光光线透过补偿透镜L投射出去。根据本发明，在曝光的光路上装有限制板M2，以限制曝光范围。如图9中所示，限制板M2具有向内凹的枕形窗口W，使来自光源S的光具有与图6中所示的矩形轮廓O1。
在用上述限制板M2形成黑色矩阵之后，在没有限制板M2的情况下形成荧光物质，最后获得如图6中所示的荧光屏。
在图10和11所示的方法中，装在透镜系统L上的限制滤光器M3用作限制曝光范围的装置。
参阅图10，面盘P涂有黑色矩阵且与荫罩框架MF相结合，面盘P放置曝光台上，从光源S产生的曝光光线透过补偿透镜L经过其图形补偿后投射出去。根据本发明在透镜系统L中，装有用以限制曝光范围的限制滤光器M3。限制滤光器M3有一个内凹的枕形窗口W，把从光源投射的光线限制成具有如图6中所示的矩形轮廓01。限制滤光器M3是通过在玻璃衬底上局部涂上不透明层F所组成的，而且可以用切有窗口W的金属片所组成。
在有限制滤光器M3的情况下形成黑色矩阵之后，在没有滤光器M3的情况下使荧光物质曝光，形成如图6中所示的荧光屏。通常，黑色矩阵和荧光物质的曝光是在单独的曝光台上独立完成的，因此，上述方法意味着只在黑色矩阵的曝光台上配置曝光范围限制装置M1-M3。
在图12中，例示了按上述方法制造的、装在外壳中的本发明的彩色阴极射线管。在这幅图中，有效区P1的轮廓线O1是以与前盖Z的轮廓线O’平行的直线所组成的，其直角转角部分C1对应于前盖Z的转角部分C’。
如上所述，通过照原样采用传统彩色阴极射线管的元件及工序而无需单独设计和加工，就能获得矩形屏幕。这就提供了一种外观精致、能精确处理数据及无需过高的附加生产成本的彩色阴极射线管。
此外，黑色矩阵的涂敷区比电子束扫描区相对大，这样热量就能畅顺地排放，防止在工作时发生拱曲。在曝光工序期间也能抑制荫罩的热变形，以提高荧光屏的质量。

Claims (14)

1.一种彩色阴极管，具有利用彩色选择荫罩作为曝光罩通过连续光刻黑色矩阵和各荧光物质而在面盘的内表面上的形成荧光屏，其特征在于：
所述面盘的有效区小于所述荫罩的开孔区朝所述面盘投影的投影区。
2.根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于，所述有效区的转角部分的各顶点与所述面盘投影区的各转角部分的顶点重合。
3.根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于，所述有效区呈矩形。
4.根据权利要求1的彩色阴极射线管，其特征在于，所述荧光物质涂在所述面盘投影区上；所述黑色矩阵覆盖所述面盘投影区的一部分，以形成规定形状的所述有效区。
5.一种用以制造彩色阴极射线管的方法，其中利用彩色选择荫罩作为曝光罩通过连续光刻黑色矩阵和各荧光物质而在面盘的内表面上形成荧光屏，其特征在于：
用限制曝光范围的限制装置使所述黑色矩阵曝光；以及
在移去所述限制装置后，使各荧光材料曝光。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述限制装置是装在所述荫罩上的辅助罩。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述辅助罩加工成框状，安装在所述荫罩的后面或前面。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述辅助罩形成于透明板上，在用以限制所述曝光范围的部分上有不透明层。
9.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述辅助罩由可粘贴到所述荫罩上或从所述荫罩上拆去的不透明带所组成。
10.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述限制装置是配置在曝光光路上的限制板。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述限制板具有内凹的枕形窗口。
12.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述限制装置是配置在曝光的透镜系统上的限制滤光器。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述限制滤光器是通过在透明衬底上除了内凹枕形窗口之外的部分涂敷不透明层而形成的。
14.根据权利要求12的方法，其特征在于，所述限制滤光器是通过从金属板上切出内凹枕形窗口而形成的。
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