CN1359131A - 荫罩板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有改进的抗撞击性例如抗振动性和防跌落性的荫罩板,以便保证维持彩色阴极射线管的质量一致性。其目的是通过一种荫罩板实现的,在该荫罩板中形成有通孔,每个通孔2a和2b具有一后侧孔部分4a或4b和一前侧孔部分3a或3b,一电子束进入该后侧孔部分4a或4b而从前侧孔部分3a或3b中射出以便在待照射的表面上形成具有一规定形状的射束点;其中,每个通孔2a和2b具有一脊部8、8b或8e,该脊部8、8b或8e由后侧孔部分4a或4b的锥面10、10b或10e与前侧孔部分3a或3b的锥面6、6b或6e的交叉部分形成;由前侧孔部分3a或3b末端7、7b或7e处的孔宽S与该脊部8、8b或8e处的孔宽Q之差的一半值所代表的该锥度尺寸T在该荫罩板厚度的30～40%范围之内;该脊部形成于距后侧孔部分4a或4b的末端9达35μm的断面高度处。

Description

荫罩板

                           技术领域

本发明涉及一种用于阴极射线管等的荫罩板，尤其涉及具有改进的抗振动性或抗冲击性的荫罩板。

                           背景技术

具有一通常结构的荫罩板51的实例以一个剖视图示于图5中。参见图5，荫罩板51安装在一阴极射线管上，用于在阴极射线管的荧光表面即屏幕上形成一圆形射束点。这样一种荫罩板51上形成有以规定图案分布的通孔52a和52b，每个通孔具有一规定形状。通过蚀刻处理一金属薄片来形成通孔52a和52b。图5中，通孔52a代表荫罩板中央部分处的剖面形状，而通孔52b代表荫罩板周围部分处的剖面形状。

通孔52a和52b每一个都由有一电子束进入的后侧孔部分54a和54b和该电子束射出的前侧孔部分53a和53b构成。前侧孔部分通孔53a和53b形成有一大于后侧孔部分54a和54b的区域。前侧孔部分53a和53b形成有一基本一致的开口尺寸和开口区域，这与荫罩板上的形成位置无关。后侧孔部分54a和54b也形成有一基本一致的开口尺寸和开口区域。在荫罩板周围部分上的通孔52b中，前侧孔部分53b向荫罩板的外周边移动，以使电子束不被前侧孔部分53b锥面的一部分所遮蔽，前侧孔部分53b用作荫罩板51外周边上的锥面。

当如上所述类型的荫罩板用于一种通用的阴极射线管或一种具有曲面显示屏的非工业用电视机的阴极射线管中时，跌落撞击并没有引起严重问题。

但是，当将同样的荫罩板用于具有平面显示屏一侧且荧光表面一侧上曲率半径大于通用阴极射线管的平面阴极射线管时，或者当将具有一更小间距的通孔或更小尺寸独立部件以达到更高精度的荫罩板用于一彩色阴极射线管中时，已肯定跌落撞击在某些情况下能够引起荫罩板的中央部分凹陷(见图4中的虚线)。

在这方面，日本未审查专利公开5-86441公开了利用一金属材料改进荫罩板强度的方法，该金属材料具有一个高的杨式模量。但是，由于金属材料自身的变化在与相关部件的材料品质和弹簧特性之间同性质方面发挥一个重要作用，相关部分例如是用来支撑荫罩板的框架，所以很麻烦的是，相关部件的材料有相当大的变化。

                     发明内容

本发明用以解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有改进的抗撞击性例如抗振动性和防跌落的荫罩板，以便保证彩色阴极射线管的质量一致性。

本发明的第一方面提供一种荫罩板，其中形成有通孔，每个通孔具有一后侧孔部分和一前侧孔部分，一电子束进入该后侧孔部分而从前侧孔部分中射出以便在待照射的表面上形成具有一规定形状的射束点；其中，每个通孔具有一脊部，该脊部由后侧孔部分的锥面与前侧孔部分的锥面的交叉部分形成；由前侧孔部分末端处的孔宽S与该脊部处的孔宽Q之差的一半值所代表的该锥度尺寸T(＝(S-Q)/2)在该荫罩板厚度的30～40％范围之内；该脊部形成于比后侧孔部分的末端低到最高达35μm的断面高度处。

根据本发明，由前侧孔部分末端处的孔宽S与该脊部处的孔宽Q之差的一半值所代表的锥度尺寸T限制在荫罩板厚度的30～40％范围之内。因此，可以减小对形成有大面积的前侧孔部分进行的蚀刻量，由此增大了未蚀刻的金属部分。因此，可以实现具有改进的抗冲撞性例如抗振动性或防跌落的荫罩板。此外，本发明中，脊部形成于比后侧孔部分的末端低到最高达35μm的断面高度处。在具有改进的抗冲撞性例如抗振动性或防跌落的荫罩板中，可以防止晕影并且防止超过必需的水平的电子束光屏蔽。

根据本发明的第二方面，在本发明第一方面的荫罩板中，该荫罩板周围部分中的锥度尺寸T在荫罩板厚度的30～40％范围之内。

根据其中荫罩板周围部分中的锥度尺寸T在荫罩板厚度的30～40％范围之内的本发明，可以在具有改进的抗冲撞性例如抗振动性或防跌落的荫罩板中不遮蔽超过必需量的发射电子束。

                    附图说明

图1给出了多个剖视图，它们示出本发明的荫罩板中形成的通孔典型断面形状：(a)示出形成于该荫罩板中央部分中的通孔断面形状，(b)示出形成于该荫罩板周围部分中的通孔断面形状。

图2是示出图1所示各部分处通孔典型形状的正视图；

图3是示出荫罩板上位置关系的示意性正视图；

图4是示出一个实施例的说明性视图，在该实施例中，荫罩板安装在一平面型阴极射线管上；

图5是示出一说明通常荫罩板典型断面形状的视图。

                        具体实施方式

现参照附图描述本发明的实施例。

图1给出了多个剖视图，它们示出本发明的荫罩板中形成的通孔2a和2b典型断面形状：(a)示出形成于该荫罩板中央部分中的通孔2a断面形状，(b)示出形成于该荫罩板周围部分中的通孔断面形状；图2是示出图1所示各部分处通孔2a和2b典型形状的正视图；图3是示出荫罩板1各部分处形成的通孔位置关系的示意性正视图。

在本发明的荫罩板1中，通过蚀刻一金属片，以一规定图案形成规定形状的通孔。该图案通常基于基本上在一最接近封装结构或近似于它的结构中的通孔分布。具有如上所述形状的荫罩板1安装到一个阴极射线管上，用来在该阴极射线管的荧光表面上形成一规定形状的射束点。该射束点的形状可以为圆形或者基本上是长方形槽的形状。本发明的技术思想可以用于任何情况。在槽的形状情况下，本发明的技术思想可以用于该槽较短一侧(即，X轴方向)上的宽度尺寸。在以下描述中，将说明有圆形射束点形成于其上的荫罩板。

首先描述通孔的正面形状。

如图1和2所示，通孔2a和2b包括后侧孔部分4a和4b与前侧孔部分3a和3b，一电子束进入该后侧孔部分4a和4b而从前侧孔部分3a和3b中射出。前侧孔部分3a和3b形成有比后侧孔部分4a和4b区域大的区域。这些通孔2a和2b可以借助后侧孔部分4a和4b的末端9或锥面10来部分遮蔽该电子束，在该阴极射线管的荧光表面上一规定位置处形成一规定尺寸的圆形射束点。

构成通孔2a和2b的前侧孔部分3a和3b与后侧孔部分4a和4b之间位置关系不同于图3所示荫罩板1的周围部分21与中央部分22之间的位置关系。例如，在荫罩板1的中央部分22中，其中电子束基本上正直照向荫罩板1，后侧孔部分4a的中央部分几乎与前侧孔部分3a的中央部分相一致。另一方面，在荫罩板1的周围部分21中，电子束以对角线方向照射荫罩板1。当通孔2b形成时，将通孔2b的前侧孔部分3b形成得相对于位置A到H处的后侧孔部分4b朝向荫罩板的外周边移动(见图3)。此外，随着通孔2b的形成位置从中央部分22到周围部分21移动，通孔2b的前侧孔部分3b相对于后侧孔部分4b逐渐向荫罩板的外周边移动。

通过采用如上所述的位置关系，可以在阴极射线管的荧光表面上的规定位置形成一规定尺寸的圆形射束点。如图3所示，术语“荫罩板1的中央部分22”这里用来表示包括荫罩板1中央的部分。荫罩板1的周围部分21是含通常由A至H代表的外周边部分的部分，表示包括从最外边通孔向内到约20mm的部分。

现描述通孔的断面形状。

本发明中，在形成于荫罩板中的通孔2a和2b中，由前侧孔部分3a和3b末端7，7b，…，7e处的孔宽S与脊部8，8b，…，8e处的孔宽Q之差的一半值所代表的锥度尺寸T(＝(S-Q)/2)限制在荫罩板厚度t的30～40％范围之内，脊部8，8b，…，8e形成有距后侧孔部分4a和4b的末端9高达35μm的断面高度k，h，由此实现了所计划的目的。这里所用的术语“脊部”表示一交叉部分，该交叉部分通过后侧孔部分4a和4b的锥面10，10b，…，10e与前侧孔部分3a和3b的锥面6，6b，…，6e相交形成，术语“孔宽Q”表示通常由脊部所包围的孔的直径。

锥度尺寸T表示为前侧孔部分3a和3b的锥面6，6b，…，6e各部分值的一个平均值。更具体地说，由于脊部8形成于图1(a)和2(a)所示中央部分22中的通孔2a中央，所以前侧孔部分3a的锥面6代表的锥度尺寸T对锥面6的所有部分来说都是相同的。但是，在图1(b)和2(b)所示周围部分21的通孔2b中，脊部8形成于从通孔中央移动的一个位置。前侧孔部分3b的锥面6，6b，…，6e代表的锥度尺寸T对于该锥面的各部分来说并不相同。

本发明中，通过将锥度尺寸T限制在荫罩板厚度t的30～40％范围内，可以改善荫罩板抗振动或撞击的强度。其原因在于，将锥度尺寸限制在前述范围内使得前侧孔部分3a和3b中金属成分增加，带来更高的强度。

对于厚度t的30％以下的锥度尺寸T来说，前侧孔部分3a和3b的开口区域变得更小，这很难使电子束通过，并且令具有如此锥度尺寸T的通孔自身的制造变得困难。另一方面，对于厚度t的40％以上的锥度尺寸T来说，前侧孔部分的开口区域变得更大，导致前侧孔部分3a和3b的开口区域增大，很难使荫罩板实现有足够的强度。

此外，本发明中，脊部8，8b，…，8e形成有距后侧孔部分4a和4b的末端9高达35μm的断面高度k，h。这能够禁止电子束在后侧孔部分4a和4b的锥面10，10b，…，10e上反射，并且防止晕影。另外，由于可以避免遮蔽超出必要水平程度的电子束，所以可以使一期望形状的射束点落在阴极射线管的荧光表面上。

对于超过35μm的断面高度k，h来说，电子束可以在后侧孔部分4b直到脊部8e的锥面10e上得到反射，尤其是在荫罩板的周围部分21中。在制造过程中，前侧孔部分3a和3b尺寸上的减小很难使电子束通过。电子束趋于易由后侧孔部分4a和4b的锥面10e遮蔽，这可以导致射束点形状变形。考虑到制造的光滑性，距脊部8，8b，…，8e的断面高度k，h较低限应当优选为10μm。

应当优选完成形成工作，以使其周围部分21中荫罩板的锥度尺寸T在荫罩板厚度t的30～40％范围内。形成具有如此锥度尺寸T的通孔应当优选包括至少形成在最外周边上形成的通孔位置向内20mm位置处的通孔。这使得排除了前侧孔部分3a和3b一侧上影响电子束通过的各因素。所得到的荫罩板在抗撞击性方面极好，没有晕影，并且可以使得期望的电子束点落在荧光表面上。

如此形成的荫罩板1在其周围部分21有一相对增加的金属成分，产生更高的强度。由此，荫罩板的中央部分22由变得相对更重和更强的周围部分21所支撑。因此，甚至在安装到一阴极射线管上之后受到如跌落或撞击应力，也不会在荫罩板1中引起变形如凹陷。

适用前述关系与荫罩板规格如荫罩板的尺寸和通孔的尺寸和形状无关。上述范围更适用于在17～21英寸范围内的阴极射线管的荫罩板。除非另有说明，下文所用的术语“断面高度”应表示从后侧孔部分4a和4b的末端9到脊部8，8b，…，8e的高度。对于荫罩板的周围部分21中的通孔2b来说，它由“断面高度h”代表，而对于荫罩板的中央部分22中的通孔2a来说，它由“断面高度k”代表。

现描述上述的荫罩板的典型制造方法。无需说明的是，本发明的荫罩板并不限于以下的制造方法。

荫罩板1可以通过一种传统的公知方法形成。该荫罩板通过光刻的步骤形成，并且通过一个连续的一列(inline)设备制造。例如，将一种水溶性胶状光敏抗蚀剂涂敷在一厚度约为0.13mm的殷钢材料(铁-镍合金材料)的两面上，将其烘干。接着，令具有如上所述前侧孔部分3a和3b的形状图案的光掩模紧密接触所涂敷的表面，而令具有如上所述后侧孔部分4a和4b的形状图案的光掩模紧密接触其背后的表面。通过诸如高压汞灯之类的手段将所得部件在紫外线下曝光，并用水显影。相应于前侧孔部分3a和3b与后侧孔部分4a和4b之间的位置关系及其尺寸，设计和安排其上形成有前侧孔部分3a和3b的光掩模与其上形成有后侧孔部分4a和4b的光掩模的位置关系和形状。以各部分之间侵蚀速度的不同为基础，在其周围部分覆盖有一层抗蚀膜的所曝光的金属部分形成如上所述的各个形状。蚀刻通常由两级蚀刻完成，包括第一蚀刻步骤和第二蚀刻步骤，第一蚀刻步骤用来通过在加热处理之后从两侧喷射氯化铁溶液进行半蚀刻，第二蚀刻步骤用来填充两侧半蚀刻孔一侧上的孔，然后再次蚀刻另一侧上的孔，由此形成通孔。随后，通过连续执行这些步骤之后的步骤如用水冲洗和剥取来制造该荫罩板。

尤其在本发明中，在考虑包括前侧孔部分3a和3b末端处的孔宽S、脊部处的孔宽Q、脊部的断面高度k，h、金属片的材料和厚度t的前述尺寸时，通过改变蚀刻掩模图案和蚀刻条件，可以使这些尺寸调整到具有上述优选范围。通过任意设置第一蚀刻条件和第二蚀刻条件能调整这些尺寸。更具体地说，蚀刻条件包括蚀刻溶液温度、其黏性、喷射压力、在填充侧上的选择等等。

通过压成一规定形状，然后使其受到光表面黑化处理来加工所制造的荫罩板。该光表面黑化用于防止二次电子、热辐射或铁锈产物的出现，尤其对改善抗蚀性很有效。

现描述其中本发明的荫罩板安装在一阴极射线管上的实施例。图4是示出一个实施例的说明性视图，在该实施例中，荫罩板安装在一平面型阴极射线管63上。图4中，实线代表施加跌落撞击等之后的本发明荫罩板61，虚线代表通过施加跌落撞击等凹陷出现之后的传统类型荫罩板62。

本发明的荫罩板61可以适用于一种平面型阴极射线管63，其前侧比一通常的阴极射线管中的更平，而其荧光表面具有更大的曲率半径。甚至在一跌落撞击等之后，也不会出现变形如荫罩板61的中央部分凹陷。实例

以下提出一个实例和对比例，用以进一步详细描述本发明。

(实例1)

采用厚度为0.13mm的殷钢材料(铁-镍合金)。在用1％的氢氧化钠水溶液去掉该片材两侧的油污之后，将一种含一重铬酸铵酪素水溶液的光敏抗蚀材料涂敷在两个表面上达7μm厚，烘干。令包括107μm的前侧孔径、72.5μm的后侧孔径和0.23mm的通孔间距的用于曝光的玻璃图案与其相紧密接触，并且在紫外线下曝光。这用30℃的水显影之后，热烧至200℃。

用两级蚀刻过程刺穿通孔。执行第一蚀刻步骤以对该片两表面进行半蚀刻。通过在一规定喷射压力下(对前侧孔部分为0.54MPa，对后侧孔部分为0.25MPa)喷射74℃的47波美氯化铁溶液完成第一蚀刻步骤。然后，将前侧孔部分一侧上的半蚀刻孔填充一种具有抗蚀刻溶液性的热熔材料，之后，执行第二蚀刻步骤以形成通孔。通过在0.34MPa的喷射压力下从后侧孔部分一侧喷射65℃的49波美氯化铁溶液完成第二蚀刻步骤。

之后，剥去光敏抗蚀材料和热熔材料并用一种氢氧化钠水溶液溶解它们，用水清洗并烘干，由此制造实例1的荫罩板。

所得到的荫罩板通孔的尺寸包括前侧孔部分3a和3b末端处的196μm孔宽S、脊部处的107μm孔宽Q、34μm的断面高度k，h和代表34.2％厚度t的44.5μm锥度尺寸T(＝(S-Q)/2)。单独荫罩板的重量为79.6g。

(对比例1)

对比例1的荫罩板以与前述实例1相同的方式制造。在对比例1中，第一蚀刻条件和第二蚀刻条件如下改变。通过在一规定喷射压力下(对前侧孔部分为0.39MPa，对后侧孔部分为0.49MPa)喷射70℃的49波美氯化铁溶液完成第一蚀刻步骤。通过在0.34MPa的喷射压力下从前侧孔部分一侧喷射62℃的47波美氯化铁溶液完成第二蚀刻步骤。

所得到的荫罩板通孔的尺寸包括前侧孔部分3a和3b末端处的216μm孔宽S、脊部处的109μm孔宽Q、34μm的断面高度k，h和代表41.2％厚度t的53.5μm锥度尺寸T(＝(S-Q)/2)。单独荫罩板的重量为74.6g。

将在实例1和对比例1中得到的每一个荫罩板都压制成形并安装在一阴极射线管上。在该阴极射线管上进行抗跌落试验以观察荫罩板的变形。当实例1的荫罩板没有表现出变形时，对比例1中得到的荫罩板表现出变形。

如上所述，根据本发明的荫罩板，通过形成具有规定锥度尺寸T的通孔，形成有一大区域的前侧孔部分的蚀刻量减小，以增大金属成分。因此，可以得到具有一改进抗撞击性如抗振动性、抗跌落性等的荫罩板。在本发明中，荫罩板在抗撞击性方面很好，并且通过将距脊部的断面高度和荫罩板周围部分处的锥度尺寸T限制在规定范围内，得到期望的在荧光表面上电子束落点。

配备有该荫罩板的阴极射线管甚至在运输和分销这些产品的过程中受到振动或撞击也可以保持较高的画面品质。

Claims (2)

1.一种荫罩板，其中形成有通孔，每个所述通孔具有一后侧孔部分和一前侧孔部分，一电子束进入该后侧孔部分而从前侧孔部分中射出以便在待照射的表面上形成具有一规定形状的射束点；

其中，每个所述通孔具有一脊部，该脊部由所述后侧孔部分的锥面与所述前侧孔部分的锥面的交叉部分形成；

由所述前侧孔部分末端处的孔宽S与所述脊部处的孔宽Q之差的一半值所代表的锥度尺寸T(＝(S-Q)/2)在所述荫罩板厚度的30～40％范围之内；

所述脊部形成于距所述后侧孔部分的末端达35μm的断面高度处。

2.根据权利要求1的荫罩板，其中所述荫罩板周围部分中的锥度尺寸T在所述荫罩板厚度的30～40％范围之内。

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