專利名稱：彩色陰極射線管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具備蔭罩的彩色陰極射線管。
背景技術：
圖12是表示通常的彩色陰極射線管的概略結構的剖面圖。彩色陰極射線管具備由面板1和漏斗狀體2接合形成的管殼3。在面板1的內(nèi)表面形成有蔣紅、綠、藍各色的熒光體條紋狀或點狀地涂敷而成的熒光屏9。蔭罩10與該熒光屏9向對置地被保持在安裝于面板1內(nèi)壁面的框架8上。在漏斗狀體2的頸部2a內(nèi)，內(nèi)置有發(fā)射對應于紅、綠、藍各色的三個電子束5的電子槍4。從外部磁場屏蔽電子束5的磁屏蔽罩7被安裝在框架8上。在以上的彩色陰極射線管的漏斗狀體2的外周面上搭載偏轉線圈6而構成彩色陰極射線管裝置。從電子槍4發(fā)射的三個電子束5，通過偏轉線圈6向水平方向及垂直方向偏轉，依次通過形成于磁屏蔽罩7的內(nèi)部空間和蔭罩10上的電子束通過孔，分別撞擊熒光屏9的各色熒光體進行發(fā)光。這樣，在面板1的有效顯示區(qū)域顯示彩色圖像。
圖13是由蔭罩10和保持它的大致矩形框形狀的框架8構成的蔭罩部件的概略立體圖。大致矩形狀的蔭罩10由金屬薄板形成，具備配設有多個條紋狀或點狀的電子束通過孔21的大致矩形狀的有孔區(qū)域11、在有孔區(qū)域11的外周配置的無孔區(qū)域12、向無孔區(qū)域12彎曲的裙部(未圖示)。裙部的外表面和框架8的內(nèi)壁面重疊，裙部和框架8被焊接。為了說明的方便，如該圖所示，以蔭罩10的中心為原點，將蔭罩10的長邊方向軸設為x軸、短邊方向軸設為y軸、原點的蔭罩10的法線(即，陰極線管的管軸)設為z軸，從蔭罩10向電子槍4的方向為z軸的正方向。
蔭罩10在有孔區(qū)域11內(nèi)具有將y軸方向作為長度方向的多個連接帶15、和連結在x軸方向相鄰的連接帶15的多個橋接；在x軸方向相鄰的連接帶15之間形成了多個電子束通過孔21。
在從電子槍4發(fā)射的電子束5撞擊到熒光屏9上的過程中，電子束5的約80％撞擊到蔭罩10上，電子的動能轉換為熱能，蔭罩10被加熱。因此，根據(jù)電子束5的照射狀態(tài)，蔭罩10的整體或局部熱膨脹。以后，將該現(xiàn)象區(qū)分為“整體拱起”及“局部拱起”，合并兩者總稱為“拱起現(xiàn)象”。通過蔭罩10的熱膨脹，電子束通過孔21對于熒光屏9的各色熒光體的相對位置發(fā)生變化，所以，三個電子束5不能正確地撞擊到對應的熒光體上，產(chǎn)生所謂色差。
為了防止這樣的色差，有(A)減小拱起現(xiàn)象的產(chǎn)生原因、(B)減小拱起現(xiàn)象的影響的兩種方法。關于(A)，通常采取(A1)減小蔭罩10的熱膨脹系數(shù)(例如參照專利文獻1)、(A2)在與蔭罩10的電子槍5對置的面上設置電子反射層來減少電子束5的影響(例如參照專利文獻2)的方法。關于(B)，通常采用(B1)增大蔭罩10的曲率(例如參照專利文獻3)的方法。對于色差來說，蔭罩10的z軸方向的位移產(chǎn)生最大的影響。但是，若增大蔭罩10的曲率大，那么與曲率小(即平坦)時相比，即使蔭罩10熱膨脹，由于z軸方向的位移量較小，所以能夠將色差抑制在較小值。
專利文獻1日本特開昭59-127345號公報專利文獻2日本特開昭59-94325號公報專利文獻3日本特開昭54-49062號公報在上述A1的方法中，作為蔭罩10的材料，例如使用作為低膨脹材料的殷鋼材來代替鐵(Fe)，則熱膨脹系數(shù)成為1/10，所以非常有效，但存在價格高的問題。
在上述A2的方法中，通過在蔭罩10上涂敷例如氧化鉍，可以得到減少20～30％的拱起的效果，但效果還不充分。
根據(jù)上述B1的方法，隨著蔭罩10的曲率的增加，降低拱起效果也確實在增加。但是，當增加蔭罩10的曲率時，蔭罩10的有孔區(qū)域11的中央部和對角部的z軸方向上的落差增加，所以，與其對應地熒光屏9的曲率也增大，從而必須增大中央部和對角部的z軸方向上的落差。另一方面，從商品角度考慮希望面板1的外表面是平面，所以，如果熒光屏9的中央部和對角部的z軸方向的落差增加，在面板1的中央部和對角部厚度差會增加。光的透過率與面板1的厚度成正比地發(fā)生變化，所以，存在圖像在中央部更亮、在對角部更暗的問題。結果，在方法B1中，要在周邊部要確保圖像的亮度，就得不到充分的降低拱起效果。
在目前的成本競爭激烈的環(huán)境下，為了降低成本難以采用方法A1，但僅使用方法A2及B1來抑制色差是有限的。如上所述，現(xiàn)狀是在過去的方法中不能充分得到色差抑制效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種彩色陰極射線管，搭載了使用廉價的鐵材、且抑制了有孔區(qū)域的中央部和對角部的落差增加的蔭罩，并且改善了由拱起現(xiàn)象引起的色差。
本發(fā)明的彩色陰極射線管具備面板；與上述面板接合的漏斗狀體；設在上述漏斗狀體的頸部內(nèi)的電子槍；與上述面板的內(nèi)表面相對著設置的大致矩形狀的蔭罩。
上述蔭罩具有有孔區(qū)域，形成有多個電子束通過孔；無孔區(qū)域，設置在上述有孔區(qū)域的周圍，未形成有上述電子束通過孔；以及裙部，相對于上述無孔區(qū)域向上述電子槍側彎曲。
然后，以上述有孔區(qū)域的中心作為原點，設通過上述原點且與上述蔭罩的長邊平行的軸為x軸、通過上述原點且與上述蔭罩的短邊平行的軸為y軸、上述原點上的上述蔭罩的法線為z軸時，滿足以下三個條件。
第一，上述有孔區(qū)域的上述x軸上及上述y軸上的曲面是向上述面板側凸出的曲面。
第二，上述有孔區(qū)域在其周邊上具有向上述面板側凸出的曲面和向上述電子槍側凸出的曲面。
第三，上述有孔區(qū)域在被其周邊、上述x軸和上述y軸包圍的區(qū)域內(nèi)，具有向上述面板側凸出的曲面和向上述電子槍側凸出的曲面。
根據(jù)本發(fā)明，通過在蔭罩的有孔區(qū)域提供特殊的凹凸曲面，在向面板側凸出的區(qū)域，曲率比過去增加，所以熱膨脹時的z軸方向的位移量減小，降低了拱起現(xiàn)象對色差的影響，在向電子槍側凸出的區(qū)域，熱膨脹引起的蔭罩的變形本身被應力的平衡抑制。因此，根據(jù)這兩方的效果，在蔭罩的任意部位都可以改善拱起現(xiàn)象所引起的色差。
圖1是從面板側看本發(fā)明的第一實施方式涉及的彩色陰極射線管的蔭罩的立體圖。
圖2是從面板側看現(xiàn)有技術的彩色陰極射線管的蔭罩的立體圖。
圖3是從面板側看第一比較例涉及的彩色陰極射線管的蔭罩的立體圖。
圖4是從面板側看第二比較例涉及的彩色陰極射線管的蔭罩的立體圖。
圖5是從面板側看第三比較例涉及的彩色陰極射線管的蔭罩的立體圖。
圖6A～圖6F是表示在解析著落移動量時使用的顯示圖案的正面圖。
圖7是從面板側看本發(fā)明的第二實施方式涉及的彩色陰極射線管的蔭罩的立體圖。
圖8是在本發(fā)明的第二實施方式涉及的彩色陰極射線管的蔭罩中，沿著與z軸平行、且相對于裙部的面垂直的面的無孔區(qū)域附近的放大剖面圖。
圖9是在本發(fā)明涉及的彩色陰極射線管的蔭罩中，沿著與z軸平行、且相對于裙部的面垂直的面的無孔區(qū)域附近的放大剖面圖。
圖10是從面板側看另一現(xiàn)有技術的彩色陰極射線管的蔭罩的立體圖。
圖11是從面板側看本發(fā)明的第三實施方式涉及的彩色陰極射線管的蔭罩的立體圖。
圖12是表示通常的彩色陰極射線管的概略結構的剖面圖。
圖13是通常的彩色陰極射線管的蔭罩部件的立體圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，“向面板側凸出的曲面”是指，向著面板側膨起的原頂狀的曲面。即，指的是如下的曲面在包含與z軸平行的軸的截面中，不論其截面的朝向如何，有孔區(qū)域的表面所形成的曲線始終是向面板側突出的曲線。
另一方面，“向電子槍側凸出的曲面”是指如下曲面在與包含x軸及z軸的面平行的截面、以及與包含y軸及z軸的面平行的截面中的至少一個中，有孔區(qū)域的表面所形成的曲線是向電子槍側突出的曲線。
在本發(fā)明的上述第1條件中，上述有孔區(qū)域的上述x軸上及上述y軸上的曲面是向上述面板側凸出的曲面。換句話說，該第1條件指的是，在有孔區(qū)域的x軸上及y軸上，即不存在向電子槍側凸出的曲面，也不存在平面。在此，“有孔區(qū)域的x軸(或y軸)上的曲面”指的是，包括有孔區(qū)域與包含x軸(或y軸)及z軸的的面交叉而得到的曲線上的點及其附近區(qū)域的區(qū)域的曲面。
在本發(fā)明的上述第2條件中，“有孔區(qū)域的周邊上的曲面”指的是，包含有孔區(qū)域的周邊上的點及其附近區(qū)域的區(qū)域的曲面。
將從上述蔭罩向上述電子槍的方向，設為上述z軸的正方向。在上述本發(fā)明的彩色陰極射線管中，將具有相同的y坐標且x坐標是x1、x2的上述有孔區(qū)域的表面上的兩點的z坐標分別設為z1、z2，在x1＜x2時，希望滿足z1＜z2的關系。再者，將具有相同的x坐標且y坐標是y3、y4的上述有孔區(qū)域的表面上的兩點的z坐標分別設為z3、z4，在y3＜y4時，希望滿足z3＜z4的關系。由此，有孔區(qū)域成為隨著從中心(z軸通過的點)離開，z軸坐標單純增加的曲面。
一般，有孔區(qū)域和與其相對置的面板的內(nèi)表面之間的距離設定為大致恒定，所以，面板的內(nèi)表面也成為隨著從中心離開，z軸坐標單純增加的曲面。其結果，在面板的內(nèi)表面可以大致均勻地涂敷熒光體。
再者，優(yōu)選的是，在表示上述有孔區(qū)域的表面上的點的z坐標時，將該點的x坐標作為變量x，在上述x軸上用變量x的m次冪函數(shù)表示，在上述有孔區(qū)域的長邊上用變量x的余弦函數(shù)表示，在上述x軸和上述長邊之間的區(qū)域用至少包含變量x的m次冪函數(shù)及變量x的余弦函數(shù)的函數(shù)表示。
或者，優(yōu)選的是，在表示上述有孔區(qū)域的表面上的點的z坐標時，將該點的y坐標作為變量y，在上述y軸上用變量y的n次冪函數(shù)表示，在上述有孔區(qū)域的短邊上用變量y的余弦函數(shù)表示，在上述y軸和上述短邊之間的區(qū)域用至少包含變量y的n次冪函數(shù)及變量y的余弦函數(shù)的函數(shù)表示。
再者，更優(yōu)選的是兼具上述優(yōu)選的兩個實施方式。即，更優(yōu)選的是，在表示上述有孔區(qū)域的表面上的點的z坐標時，將該點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y，在上述x軸上用變量x的m次冪函數(shù)表示，在上述y軸上用變量y的n次冪函數(shù)表示，在上述有孔區(qū)域的長邊上用變量x的余弦函數(shù)表示，在上述有孔區(qū)域的短邊上用變量y的余弦函數(shù)表示，在由上述x軸、上述y軸、上述長邊、及上述短邊圍成的區(qū)域，用至少包含變量x的m次冪函數(shù)、變量y的n次冪函數(shù)、變量x的余弦函數(shù)、及變量y的余弦函數(shù)的函數(shù)表示。
優(yōu)選的是，在設上述有孔區(qū)域的一對短邊和上述x軸相交的點的x坐標為±XP、z坐標為ZXP，設上述有孔區(qū)域的一對長邊和上述y軸相交的點的y坐標為±YP、z坐標為ZYP，設上述有孔區(qū)域的周邊和上述有孔區(qū)域的對角軸相交的點的z坐標為ZDP時，上述有孔區(qū)域的表面上的任意點的z坐標用下式1近似表示，其中，將該點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y，式1z(x，y)＝γ[αzx1(x)+{1-α}zx2(x)]+zy1(y)，α=12{1+cos(πYPy)},γ=1+zyS(y)-zy1(y)ZXP,]]>zx1(x)＝axm，a=ZXPXPm,]]>m≥0，zx2(x)=b{1-cos(πXPx)},b=12ZXP,]]>zy1(y)＝cyn，c=ZYPYPn,]]>n≥0，zyS(y)=d{1-cos(πYPy)},d=12(ZDP-ZXP)]]>在此，XP、YP、ZXP、ZYO、ZDP均不是0。
優(yōu)選的是，在上述式1中，Zx2(x)由用余弦級數(shù)替換了余弦函數(shù)的項的下式表示
zx2(x)=b[1-Σλ=1h{R1λcos(λπXPx)}+C1]]]>其中，R1λ是對于各λ的常數(shù)，C1是常數(shù)。由此，局部地微調曲面形狀，可以取得整體的拱起量的平衡。
優(yōu)選的是，在上述式1中，α由用余弦級數(shù)替換了余弦函數(shù)的項的下式表示α=12[1+Σμ=1i{R2μcos(μπYPy)}+C2]]]>其中，R2μ是對于各μ的常數(shù)，C2是常數(shù)。由此，能夠進行曲面形狀的進一步微細調整。
優(yōu)選的是，在上述式1中，ZyS(y)由用余弦級數(shù)替換了余弦函數(shù)的項的下式表示zyS(y)=d[1-Συ=1j{R3υcos(υπYPy)}+C3]]]>其中，R3υ是對于各υ的常數(shù)，C3是常數(shù)。由此，可以微細調整短邊附近的曲面形狀。
優(yōu)選的是，在與上述z軸平行且相對于上述裙部的面垂直的截面中，上述無孔區(qū)域用光滑的曲線連接上述有孔區(qū)域和上述裙部。而且，優(yōu)選的是，上述無孔區(qū)域的曲率半徑在通過上述蔭罩的對角軸端的對角方向上是最大的。在此，“無孔區(qū)域的曲率半徑”是指，在與z軸平行且相對于裙部的面垂直的截面中，無孔區(qū)域的外表面所形成的曲線中的、曲率半徑最小部分的曲率半徑。即，優(yōu)選的是，無孔區(qū)域的曲率半徑隨著從x軸及y軸離開漸漸增大，在對角軸上成為最大。由此，可以減小向上述有孔區(qū)域整體照射上述電子束時的、在上述有孔區(qū)域的對角軸端附近的向上述電子槍側膨脹的拱起現(xiàn)象。
或者，也可以是，在與上述z軸平行且相對于上述裙部的面垂直的截面中，上述無孔區(qū)域具有直線部分。
優(yōu)選，上述蔭罩由以Fe為主成分的材料構成。由此，可以降低材料成本。在此，“以Fe為主成分”是指包含50％以上的Fe。
優(yōu)選，上述蔭罩在與上述電子槍相對的一側的面上具有電子反射膜。由此，蔭罩的電子反射量增大，所以抑制蔭罩的溫度上升，可以降低拱起量。在此，作為電子反射膜，沒有特別限制，通常從電子反射的考慮出發(fā)希望是包含原子量大的物質的氧化物的膜，具體來說，可以例示出將鉛或鉍等的氧化物粒子同水玻璃等粘合劑混合并涂敷形成的膜。
優(yōu)選的是，上述有孔區(qū)域具備將上述y軸方向作為長度方向的多個連接帶(tie-bands)，在上述多個連接帶的表面形成通過半蝕刻形成的凹凸。通過在有孔區(qū)域內(nèi)形成電子束通過孔以外的凹凸，其表面積增加，所以熱輻射量增加。其結果，可以抑制蔭罩的溫度上升，能夠降低拱起現(xiàn)象。
下面，在示出實施方式的同時，進一步詳細說明本發(fā)明。
本發(fā)明的彩色陰極射線管的基本結構，除了蔭罩以外不特別限定，例如，也可以與圖12所示的現(xiàn)有的一般結構相同，因此，省略對于彩色陰極射線管的整體結構的重復說明。
(第一實施方式)圖1是從面板1側看本發(fā)明的第一實施方式涉及的彩色陰極射線管的蔭罩10被焊接在框架8上之前的蔭罩10單體的狀態(tài)的立體圖。大致矩形狀的蔭罩10由金屬薄板形成，具備大致矩形狀的有孔區(qū)域11，配設有多個條紋狀或點狀的電子束通過孔；無孔區(qū)域12，配置在有孔區(qū)域11的周圍；以及裙部13，相對于無孔區(qū)域12大致成直角地向電子槍側彎曲。與圖13所示的以往的蔭罩相同，在有孔區(qū)域11內(nèi)具有將y軸方向作為長度方向的多個連接帶、和連接在x軸方向上相鄰的連接帶的多個橋接，在x軸方向上相鄰的連接帶之間形成有多個電子束通過孔。在圖1中，省略連接帶、橋接、電子束通過孔的詳細結構，而是通過在有孔區(qū)域11內(nèi)描繪格子模樣來表現(xiàn)其曲面形狀。
在以有孔區(qū)域11的中心為原點，將通過原點且與蔭罩10的長邊平行的軸設為x軸、通過原點且與蔭罩10的短邊平行的軸設為y軸、原點處的蔭罩10的法線設為z軸時，蔭罩10的有孔區(qū)域11面上的點的z坐標，在x軸上用變量x的m次冪函數(shù)表示，在y軸上用變量y的n次冪函數(shù)表示，在有孔區(qū)域11的長邊上用x的余弦函數(shù)表示，在有孔區(qū)域11的短邊上用變量y的余弦函數(shù)表示，在被x軸、y軸、長邊、及短邊包圍的區(qū)域，用包含變量x的m次冪函數(shù)、變量y的n次冪函數(shù)、變量x的余弦函數(shù)、變量y的余弦函數(shù)這四個函數(shù)的函數(shù)表示。其結果，有孔區(qū)域11的x軸上及y軸上的曲面是向面板1側凸出的曲面，有孔區(qū)域11在周邊(與無孔區(qū)域12的邊界)上具有向面板1側凸出的曲面和向電子槍4側凸出的曲面，有孔區(qū)域11在被其周邊和x軸、及y軸包圍的區(qū)域內(nèi)，具有向面板1側凸出的曲面和向電子槍4側凸出的曲面。具有這樣的曲面形狀的蔭罩10可以通過使用了金屬模膜的沖壓成型形成。
表示將本發(fā)明適用于對角尺寸為68cm、長寬比為4∶3的TV用彩色陰極射線管時的實施例。
蔭罩10由以厚度T＝0.25mm的Fe為主成分的金屬制板材形成。設有孔區(qū)域11的一對短邊和x軸相交的點(x軸端)的x坐標為±XP、z坐標為ZXP、有孔區(qū)域11的一對長邊和y軸相交的點(y軸端)的y坐標為±YP、z坐標為ZYP、有孔區(qū)域11的周邊和有孔區(qū)域11的對角軸相交的點(對角軸端)的z坐標為ZDP時，XP＝253mm、ZXP＝23.7mm、YP＝190mm、ZYP＝10.3mm、ZDP＝23.7mm。對于該蔭罩10的有孔區(qū)域11的表面上的任意點的z坐標，將該點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y后，用下述的式2表示。
式2
z(x，y)＝γ[αzx1(x)+{1-α}zx2(x)]+zy1(y)α=12{1+cos(πYPy)},γ=1-zy1(y)ZXP,]]>zx1(x)＝ax4，a=ZXPXP4,]]>zx2(x)=b[1-{cos(πXPx)-0.2cos(2πXPx)}-0.2],]]>b=12ZXP,]]>zy1(y)＝cy3，c=ZYPYP3]]>式2是在式1中設ZDP＝ZXP、且用余弦級數(shù)的第1項及第2項來替換Zx2(x)的余弦函數(shù)的項而得到的。
蔭罩10的無孔區(qū)域12具有連接有孔區(qū)域11和裙部13的圓滑的曲面，在其有孔區(qū)域11附近具有將有孔區(qū)域11的曲面延長的曲面。
在計算機上制作基于式2的對角尺寸為68cm的TV用彩色陰極射線管裝置用的蔭罩10的計算模型。將此作為實施例1。
圖2是表示有孔區(qū)域11的曲面形狀的函數(shù)(下面，稱為“曲面函數(shù)”)不包含余弦函數(shù)的以往技術的一例的蔭罩的立體圖。該蔭罩10的有孔區(qū)域11在其整個領域具有向面板1側凸出的曲面形狀，對角軸端的z坐標與實施例1相同，是ZDP＝23.7mm，此時最優(yōu)化了有孔區(qū)域11的曲面形狀，使得后述的著落移動量最小。此時，ZXP＝11.6mm，ZYP＝10.3mm。對于有孔區(qū)域11的表面上的任意點的z坐標，將該點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y后，用作為x、y的多項式的如下所示的式3表示。
式3
z(x，y)＝u1x2+u2x4+u3x6+u4y2+u5x2y2+u6y4+u7y6，u1＝1.17×10-5，u2＝3.43×10-9，u3＝-1.22×10-14，u4＝3.10×10-4，u5＝7.79×10-10，u6＝-1.48×10-9，u7＝2.25×10-14在計算機上制作了基于式3的對角尺寸是68cm的TV用彩色陰極射線管裝置用的蔭罩10的計算模型。將其作為現(xiàn)有例1。
圖3是有孔區(qū)域11的曲面形狀用從實施例1的有孔區(qū)域11的曲面函數(shù)中除去余弦函數(shù)后的函數(shù)表示的蔭罩的立體圖。該蔭罩10的有孔區(qū)域11基本上具有與現(xiàn)有例1相似的形狀。具體地說，有孔區(qū)域11在x軸方向上具有用變量x的4次冪函數(shù)表示的、向面板1側凸出的曲面形狀，在y軸方向上具有用變量y的3次冪函數(shù)表示的、向面板1側凸出的曲面形狀。ZXP＝13.4mm，ZYP＝10.3mm，ZDP＝23.7mm。此時的有孔區(qū)域11的表面上的任意點的z坐標用如下所示的式4表示，其中，將該點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y。
式4z(x，y)＝ax4+cy3，a=ZXPXP4,c=ZYPYP3]]>在計算機上制作了基于式4的對角尺寸是68cm的TV用彩色陰極射線管裝置用的蔭罩10的計算模型。將其作為比較例1。
圖4是在比較例1中變更為ZXP＝23.7mm的蔭罩的立體圖。對于該蔭罩10的有孔區(qū)域11的表面上的任意點的z坐標，在將該點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y后，用如下所示的式5表示。
式5z(x，y)＝γax4+cy3，γ=1-cy3ZXP,a=ZXPXP4,c=ZYPYP3]]>
在計算機上制作了基于式5的對角尺寸是68cm的TV用彩色陰極射線管裝置用的蔭罩10的計算模型。將其作為比較例2。
圖5是有孔區(qū)域11的曲面形狀用從實施例1的有孔區(qū)域11的曲面函數(shù)中除去余弦函數(shù)后的函數(shù)表示的蔭罩的立體圖。ZXP＝23.7mm，ZYP＝10.3mm，ZDP＝23.7mm。對于此時的有孔區(qū)域11的表面上的任意點的z坐標，將該點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y后，用如下所示的式6表示。
式6z(x，y)＝γzx2(x)+zy2(y)，γ=1-zy2(y)ZXP,]]>zx2(x)=b[1-{cos(πXPx)-0.2cos(2πXPx)}-0.2],]]>b=12ZXP,]]>zy2(y)=p{1-cos(πYPy)},p=12ZYP]]>在計算機上制作了基于式6的對角尺寸是68cm的TV用彩色陰極射線管裝置用的蔭罩10的計算模型。將其作為比較例3。
對于上述的實施例1、現(xiàn)有例1、及比較例1、2、3的彩色陰極射線管裝置，計算了通過后述的各種加熱模式產(chǎn)生的拱起現(xiàn)象所引起的電子束撞擊熒光屏的位置在x軸方向上偏離的量(以后，將其稱為“著落移動量”)。一般可以使用市場上出售的有限元法的解析軟件(例如ANSYS株式會社制作的“ANSYS”等)對該計算進行來解析。計算條件如下。
圖6A～圖6F是從與面板1相對置的面?zhèn)瓤词a罩10的正面圖。施加了斜線的領域30，表示一邊是126mm的正方形的電子束照射區(qū)域。假象了在室溫25℃的環(huán)境中設置蔭罩10，只對區(qū)域30照射電子束，使區(qū)域30的溫度上升到60℃而發(fā)生了局部拱起的情況，改變區(qū)域30的位置分別計算此時的電子束5的著落移動量。有孔區(qū)域11內(nèi)的(x，y)坐標是，中央(即原點)是(0，0)，x軸端是(±XP，0)，y軸是(0，±YP)。圖6A是表示區(qū)域30的中心位于原點(0，0)的情況的圖。圖6B是表示區(qū)域30的中心位于坐標(0，±2YP/3)的兩個情況中的一個情況的圖。圖6C是表示了區(qū)域30的中心位于坐標(±2XP/3，0)的兩個情況中的一個情況的圖。圖6D是表示區(qū)域30的中心位于坐標(±XP/3，0)的兩個情況中的一個情況的圖。圖6E是表示區(qū)域30的中心位于坐標(±2XP/3，±2YP/3)的四個情況中的一個情況的圖。圖6F是表示區(qū)域30的中心位于坐標(±XP/3，±YP/3)的四個情況中的一個情況的圖。
各電子束照射位置的著落移動量的計算結果的最大值如表1所示。表1中的(A)～(F)依次對應圖6A～圖6F。表1所示的著落移動量是將現(xiàn)有例1的著落移動量的最大值(電子束照射區(qū)域30位于圖6F所示位置時的著落移動量)作為100％時的相對值。而且，著落移動量不考慮沿其x軸的移動方向，用其絕對值表示。由此，希望表1所示的著落移動量的數(shù)值越小越好。而且，希望在表1中的(A)～(F)之間著落移動量的值的偏差越小越好。
從表1可知，即使在(A)～(F)的任一個情況下，實施例1的著落移動量比現(xiàn)有例1小，被抑制在現(xiàn)有例1的最大值的64％以下。這可以考慮為，在實施例1中，通過將有孔區(qū)域11作為用式2表示的曲面形狀，在與現(xiàn)有例1相同地保持有孔區(qū)域11的中央和對角軸端的z軸方向的落差ZDP的同時，可以增大x軸上的y軸方向的曲率，所以(C)及(D)的著落移動量減小，而且，在對角軸端附近具有向電子槍4側凸出的曲面，所以(E)及(F)的著落移動量減小。
下面說明，希望有孔區(qū)域11的表面上的點的z坐標，如式2所示地，在x軸上用變量x的m次冪函數(shù)表示，在y軸上用變量y的n次冪函數(shù)表示，在離開x軸及y軸的區(qū)域用包含余弦函數(shù)的函數(shù)表示，以便成為向電子槍4側凸出的曲面。
首先，比較例1的有孔區(qū)域11具有用從實施例1的曲面函數(shù)中除去余弦函數(shù)后的曲面函數(shù)表示的最簡單的形狀。此時，從表1可知，(A)、(C)、(D)、(F)的著落移動量比現(xiàn)有例1惡化。可以知道，如果從曲面函數(shù)中除去了余弦函數(shù)，那么拱起現(xiàn)象對著落移動量的影響明顯地變化。換言之，可以說現(xiàn)有例1的曲面函數(shù)對于著落移動量是相對最優(yōu)化的。
下面，比較例2的有孔區(qū)域11的曲面形狀，用在比較例1的曲面函數(shù)中將x軸端及y軸端的z坐標ZXP、ZYP的值設成與實施例1相同時的曲面函數(shù)表示。此時，雖然著落移動量比第一比較例有改善，但在(D)中比現(xiàn)有例1是惡化的。由此可知，單純地使x軸端及y軸端的z坐標ZXP、ZYP的值與實施例1一致，也得不到希望的結果。
下面，比較例3的有孔區(qū)域11的曲面形狀，不像實施例1的曲面函數(shù)那樣使用x軸上的變量x的m次冪函數(shù)及y軸上的變量y的n次冪函數(shù)，而僅用余弦函數(shù)表示。此時，只有(A)的著落移動量較大程度地得到改善，但(C)及(E)的著落移動量較大程度地惡化。其理由可以考慮為，在x軸端的x軸方向及y軸方向的曲率都變小的緣故。
如上所述，根據(jù)本第一實施方式，能夠提供改善了因蔭罩10拱起而產(chǎn)生的色差的彩色陰極射線管。
代替式1使用如下所示的式7，也可以表示與上述實施例1相同的曲面。
式7 β=12{1+cos(πXPx)},δ=1+zxS(x)-zx1(x)ZYP]]>zy1(y)＝cyn，c=ZYPYPn,]]>n≥0，zy2(x)=p[1-Ση=1k{R4ηcos(ηπYPy)}+C4],]]>(R4η對于各η的常數(shù)、C4常數(shù))p=12ZYP]]>zx1(x)＝axm，a=ZXPXPm,]]>m≥0，zxS(x)=q{1-cos(πXPx)},q=12(ZDP-ZYP)]]>在式7中，與式1的情況相同，也可以用余弦級數(shù)替換β的余弦函數(shù)的項、或ZXS的余弦函數(shù)的項。
在上述實施例1的曲面函數(shù)即式2中，使用z＝ax4表現(xiàn)了x軸上的曲面，使用z＝cy3表現(xiàn)了y軸上的曲面，但本發(fā)明不限定于此，也可以使用任意次冪的多項式?；蛘撸灰趚軸上及y軸上成為向面板1側凸出的曲面，就也可以使用其它函數(shù)。
而且，在實施例1的曲面函數(shù)即式2中，用包含余弦函數(shù)的函數(shù)表現(xiàn)離開x軸及y軸的區(qū)域的曲面形狀，但是，只要在離開x軸及y軸的區(qū)域(即包含對角軸端及其附近的區(qū)域)成為向電子槍側凸出的曲面，也可以采用其它函數(shù)。
(第二實施方式)圖7是從與面板1相對的一側看本發(fā)明的第二實施方式涉及的彩色陰極射線管的蔭罩10的立體圖。圖8是沿著與z軸平行且相對于裙部13的面垂直的面的、無孔區(qū)域12附近的放大剖面圖。與第一實施方式相同，在本第二實施方式的蔭罩10中，無孔區(qū)域12具有圓滑地連接有孔區(qū)域11和裙部13的曲面，在其有孔區(qū)域11附近的區(qū)域具有將有孔區(qū)域11的曲面延長的曲面，由此，在裙部13側的區(qū)域具有著與有孔區(qū)域11獨立的曲面。在此，“獨立”是指，表示某一區(qū)域的曲面形狀的函數(shù)，與表示同該區(qū)域鄰接的區(qū)域的曲面形狀的函數(shù)不同。
表示對應本第二實施方式的實施例。在蔭罩10中，無孔區(qū)域12的形狀不直接影響著落移動量。因此，在上述實施例1中，無孔區(qū)域12的表面形狀是如下曲面通過x軸端的x軸方向的曲率半徑為14mm，通過y軸端的y方向的曲率半徑為10mm，通過對角軸端的對角方向的曲率半徑為15mm，在它們之間的區(qū)域用曲率半徑徐徐變化的圓滑的曲面連接。在此，“曲率半徑”是指，在圖8中無孔區(qū)域12的外表面形成的曲線中的、曲率半徑最小的部分的曲率半徑R。在計算機上制作了具有此形狀的對角尺寸為68cm的TV用彩色陰極射線管裝置用的蔭罩10的計算模型。將其作為實施例2。而且，在上述實施例1中，無孔區(qū)域12的表面形狀是如下的曲面通過x軸端的x軸方向的曲率半徑、通過y軸端的y方向的曲率半徑、通過對角軸端的對角方向的曲率半徑、及它們之間區(qū)域的曲率半徑都是0.25mm。
表2是與表1相同地示出了現(xiàn)有例1、實施例1、實施例2的著落移動量的計算結果最大值。
其中，在表2中，除了圖6A～圖6F的電子束照射區(qū)域30的各著落移動量的計算結果以外，在(G)欄示出了有孔區(qū)域11整體溫度上升到60℃而產(chǎn)生了整體拱起時的著落移動量的計算結果。(G)的值如下所述地求出。將電子束對熒光屏的撞擊位置的、由拱起現(xiàn)象產(chǎn)生的x軸方向的偏移量，在接近有孔區(qū)域11的中心(原點)時設為負(一)、遠離時設為正(+)，在熒光屏的整個區(qū)域計算。然后，把正的最大值和負的最大值的絕對值之和，用將現(xiàn)有例1的(F)的著落移動量作為100％時的相對值來表示。
表2的(G)的著落移動量在實施例1是87％，同現(xiàn)有例1的79％相比增加了。(G)的著落移動量是由整體拱起引起的，基本上可以通過用于在面板1上安裝框架8的、被固定在框架8上的彈簧(未圖示)在一定程度上修正，所以在現(xiàn)實中還沒有成為問題。但是，結構上不希望該修正量增加。對此，在實施例2中，(G)的著落移動量是69％，比現(xiàn)有例1有改善。而且，在實施例2中，(A)～(F)的著落移動量與實施例1大致相同。因此，可以知道，若考慮由整體拱起產(chǎn)生的色差，實施例2更具有對于由拱起現(xiàn)象引起的色差取得了平衡的良好特性。
在上述第一實施方式、第二實施方式中，示出了無孔區(qū)域12具有圓滑地連接有孔區(qū)域11和裙部13的曲面的情況，但本發(fā)明不限定于此。例如，如圖9所示，在與z軸平行且相對于裙部13的面垂直的截面中，無孔區(qū)域12也可以具有直線部分18。在上述實施例1中，在計算機上制作了對角尺寸為68cm的TV用彩色陰極射線管裝置用的蔭罩10的計算模型，在該計算模型中，將無孔區(qū)域12的曲面形狀變更為沿圖9所示的XY面(與z軸正交的面)方向的尺寸L1是7mm、z軸方向的尺寸L2是7mm且在整個周邊具有直線部分18的形狀。對于該蔭罩10的、整個有孔區(qū)域11溫度上升到60℃而產(chǎn)生的整體拱起時的著落移動量(相當于表2的(G)的值)的計算結果是70％，與
(第三實施方式)在第一實施方式、第二實施方式中，使用將蔭罩10的有孔區(qū)域11的對角軸端的z坐標ZDP全部統(tǒng)一為23.7mm的實施例、現(xiàn)有例、及比較例，說明了本發(fā)明的效果。
圖10是有孔區(qū)域11的曲面函數(shù)不包含余弦函數(shù)的以往技術的另一例的蔭罩的立體圖。該蔭罩是使有孔區(qū)域11的對角軸端的z坐標ZDP比上述的現(xiàn)有例1大的例子。如果增大對角軸端的z坐標ZDP，則像背景技術中記載的那樣降低拱起效果增加，但存在畫面周邊部的圖像變暗的缺點。在即使多少犧牲亮度的均勻性也希望降低拱起現(xiàn)象時，采用了這樣的設計。具體地說，ZXP＝17.4mm，ZYP＝13.0mm，ZDP＝31.2mm，關于有孔區(qū)域11的表面上的任意點的z坐標，將該點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y后，用如下所示的式8表示。
式8z(x，y)＝u1x2+u2x4+u3x6+u4y2+u5x2y2+u6y4+u7y6u1＝9.60×10-6，u2＝6.31×10-9，u3＝-3.46×10-14，u4＝3.95×10-4，u5＝3.67×10-10，u6＝-1.44×10-9，u7＝1.23×10-14在計算機上制作了基于式8的對角尺寸是68cm的TV用彩色陰極射線管裝置用的蔭罩10的計算模型。將其作為現(xiàn)有例2。
圖11是與現(xiàn)有例2相同地使有孔區(qū)域11的對角軸端的z坐標成為ZDP＝31.2mm，同時適用了本發(fā)明的第三實施方式涉及的蔭罩的立體圖。表示對應本第三實施方式的實施例。ZXP＝17.4mm，ZYP＝13.0mm，ZDP＝31.2mm。x軸端的z坐標ZXP也是與現(xiàn)有例2相同的值，但與上述實施例1、實施例2不同，成為Zxp≠Zdp。由此，還能同時確認有孔區(qū)域11的短邊不是直線時的效果。關于有孔區(qū)域11的表面上的任意點的z坐標，將此點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y后，用如下所示的式9表示。式9是在式1中將d替換為在余弦函數(shù)的項上追加了余弦級數(shù)的第三項的式子。
式9z(x，y)＝γ[αzx1(x)+{1-α}zx2(x)]+zy1(y)，α=12[1+{1.05cos(πYPy)-0.05cos(3πYPy)}],]]>γ=1+zyS(y)-zy1(y)ZXP,]]>zx1(x)＝ax3，a=ZXPXP3,]]>zx2(x)=b{1-cos(πXPx)},b=12ZXP,]]>zy1(y)＝cy3，c=ZXPYP3,]]>zyS(y)=d{1-cos(πYPy)},d=12(ZDP-ZXP)]]>再者，與實施例2相同地，將無孔區(qū)域12的表面形狀做成如下曲面通過x軸端的x軸方向的曲率半徑是14mm，通過y軸端的y方向的曲率半徑是10mm，通過對角軸端的對角方向的曲率半徑是15mm，在它們之間的區(qū)域用曲率半徑徐徐變化的圓滑的曲面連接。在計算機上制作了基于式9的對角尺寸是68cm的TV用彩色陰極射線管裝置用的蔭罩10的計算模型。將其作為現(xiàn)有例3。
表3是與表2相同地表示了關于現(xiàn)有例1、現(xiàn)有例2、實施例3的著落移動量的計算結果的最大值。
從表3可知，在現(xiàn)有例2中，通過加大ZDP，同現(xiàn)有例1相比，(A)～(G)中的任一個的著落移動量都如預想那樣降低了。再者，在實施例3中，還發(fā)揮了本發(fā)明的效果，成為問題的(C)～(F)的著落移動量同現(xiàn)有例2相比降低到只有20％～30％的低水平。由此可知，即使在本發(fā)明的ZDP與第一實施方式、第二實施方式不同的情況下，也可以充分改善由拱起現(xiàn)象產(chǎn)生的色差。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的利用領域沒有特殊限制，可以防止因使用了低價鐵材料的蔭罩的局部升溫度而產(chǎn)生的色差，所以，可以作為低成本且能夠進行良好的彩色顯示的彩色陰極射線管等廣泛利用。
權利要求
1.一種彩色陰極射線管，具備面板；與上述面板接合的漏斗狀體；設在上述漏斗狀體的頸部內(nèi)的電子槍；與上述面板的內(nèi)表面相對著設置的大致矩形狀的蔭罩，其特征在于，上述蔭罩具有有孔區(qū)域，形成有多個電子束通過孔；無孔區(qū)域，設置在上述有孔區(qū)域的周圍，未形成有上述電子束通過孔；以及裙部，相對于上述無孔區(qū)域向上述電子槍側彎曲；以上述有孔區(qū)域的中心作為原點，設通過上述原點且與上述蔭罩的長邊平行的軸為x軸、通過上述原點且與上述蔭罩的短邊平行的軸為y軸、上述原點上的上述蔭罩的法線為z軸時，上述有孔區(qū)域的上述x軸上及上述y軸上的曲面是向上述面板側凸出的曲面，并且，上述有孔區(qū)域在其周邊上具有向上述面板側凸出的曲面和向上述電子槍側凸出的曲面，并且，上述有孔區(qū)域在被其周邊、上述x軸和上述y軸包圍的區(qū)域內(nèi)，具有向上述面板側凸出的曲面和向上述電子槍側凸出的曲面。
2.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，從上述蔭罩向上述電子槍的方向作為上述z軸的正方向，在將具有相同的y坐標且x坐標是x1、x2的上述有孔區(qū)域的表面上的兩點的z坐標分別設為z1、z2，且x1＜x2時，滿足z1＜z2的關系；并且，在將具有相同的x坐標且y坐標是y3、y4的上述有孔區(qū)域的表面上的兩點的z坐標分別設為z3、z4，且y3＜y4時，滿足z3＜z4的關系。
3.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，在表示上述有孔區(qū)域的表面上的點的z坐標時，將該點的x坐標作為變量x，在上述x軸上用變量x的m次冪函數(shù)表示，在上述有孔區(qū)域的長邊上用變量x的余弦函數(shù)表示，在上述x軸和上述長邊之間的區(qū)域用至少包含變量x的m次冪函數(shù)及變量x的余弦函數(shù)的函數(shù)表示。
4.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，在表示上述有孔區(qū)域的表面上的點的z坐標時，將該點的y坐標作為變量y，在上述y軸上用變量y的n次冪函數(shù)表示，在上述有孔區(qū)域的短邊上用變量y的余弦函數(shù)表示，在上述y軸和上述短邊之間的區(qū)域用至少包含變量y的n次冪函數(shù)及變量y的余弦函數(shù)的函數(shù)表示。
5.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，在表示上述有孔區(qū)域的表面上的點的z坐標時，將該點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y，在上述x軸上用變量x的m次冪函數(shù)表示，在上述y軸上用變量y的n次冪函數(shù)表示，在上述有孔區(qū)域的長邊上用變量x的余弦函數(shù)表示，在上述有孔區(qū)域的短邊上用變量y的余弦函數(shù)表示，在由上述x軸、上述y軸、上述長邊、及上述短邊圍成的區(qū)域，用至少包含變量x的m次冪函數(shù)、變量y的n次冪函數(shù)、變量x的余弦函數(shù)、及變量y的余弦函數(shù)的函數(shù)表示。
6.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，在設上述有孔區(qū)域的一對短邊和上述x軸相交的點的x坐標為±XP、z坐標為ZXP，設上述有孔區(qū)域的一對長邊和上述y軸相交的點的y坐標為±YP、z坐標為ZYP，設上述有孔區(qū)域的周邊和上述有孔區(qū)域的對角軸相交的點的z坐標為ZDP時，上述有孔區(qū)域的表面上的任意點的z坐標用下式1近似，其中，將該點的x坐標及y坐標作為變量x及變量y，式1z(x，y)＝γ[αzx1(x)+{1-α}zx2(x)]+zy1(y)，α=12{1+cos(πYPy)},]]>γ=1+zyS(y)-zy1(y)ZXP,]]>zx1(x)＝axm，a=ZXPXPm,]]>m≥0，zx2(x)=b{1-cos(πXPx)},]]>b=12ZXP,]]>zy1(y)＝cyn，c=ZYPYPn,]]>n≥0，zyS(y)=d{1-cos(πYPy)},]]>d=12(ZDP-ZXP)]]>在此，XP、YP、ZXP、ZYP、ZDP均不是0。
7.如權利要求6所述的彩色陰極射線管，其特征在于，在上述式1中，Zx2(x)由用余弦級數(shù)替換了余弦函數(shù)的項的下式表示zx2(x)=b[1-Σλ=1h{R1λcos(λπXPx)}+C1]]]>其中，R1λ是對于各λ的常數(shù)，C1是常數(shù)。
8.如權利要求6所述的彩色陰極射線管，其特征在于，在上述式1中，α由用余弦級數(shù)替換了余弦函數(shù)的項的下式表示α=12[1+Σμ=1i{R2μcos(μπYPy)}+C2]]]>其中，R2μ是對于各μ的常數(shù)，C2是常數(shù)。
9.如權利要求6所述的彩色陰極射線管，其特征在于，在上述式1中，ZyS(y)由用余弦級數(shù)替換了余弦函數(shù)的項的下式表示zyS(y)=d[1-Συ=1j{R3υcos(υπYPy)}+C3]]]>其中，R3υ是對于各υ的常數(shù)，C3是常數(shù)。
10.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，在與上述z軸平行且相對于上述裙部的面垂直的截面中，上述無孔區(qū)域用光滑的曲線連接上述有孔區(qū)域和上述裙部，并且，上述無孔區(qū)域的曲率半徑在通過上述蔭罩的對角軸端的對角方向上是最大的。
11.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，在與上述z軸平行且相對于上述裙部的面垂直的截面中，上述無孔區(qū)域具有直線部分。
12.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，上述蔭罩由以Fe為主成分的材料形成。
13.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，上述蔭罩在與上述電子槍相對的一側的面上具有電子反射膜。
14.如權利要求1所述的彩色陰極射線管，其特征在于，上述有孔區(qū)域具備將上述y軸方向作為長度方向的多個連接帶，在上述多個連接帶的表面形成通過半蝕刻形成的凹凸。
全文摘要
一種彩色陰極射線管，蔭罩(10)具有有孔區(qū)域(11)，形成了多個電子束通過孔；無孔區(qū)域(12)，位于有孔區(qū)域的周圍；裙部(13)，相對于無孔區(qū)域向電子槍側彎曲。有孔區(qū)域(11)的x軸上及y軸上的曲面是向面板側凸出的曲面。有孔區(qū)域(11)在其周邊上具有向面板側凸出曲面和向電子槍側凸出的曲面。再者，有孔區(qū)域(11)還在被其周邊、x軸和y軸包圍的區(qū)域內(nèi)，具有向面板側凸起的曲面和向電子槍側凸起的曲面。由此，在使用由廉價的鐵材料構成、且抑制了有孔區(qū)域的中央部和對角部的z軸方向上的落差增加的蔭罩的同時，可以改善由拱起現(xiàn)象引起的色差。
文檔編號H01J29/07GK1949447SQ200610137350
公開日2007年4月18日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權日2005年10月13日
發(fā)明者櫻井浩, 有田進一 申請人:松下東芝映象顯示株式會社