專利名稱：一種彩色陰極射線管的蔭罩及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色陰極射線管的蔭罩，尤指一種可降低陰極射線管因蔭罩熱膨脹所產(chǎn)生的電子束投射偏移，并藉以改善陰極射線管的亮度、色純及色純調(diào)整余量的蔭罩及其設(shè)計(jì)方法。
在一般傳統(tǒng)彩色陰極射線管10內(nèi)，參閱

圖1所示，位于其顯示屏幕14內(nèi)側(cè)的一預(yù)定距離位置上，均設(shè)有一蔭罩26，該蔭罩26是由一高張力金屬薄板制成，且呈弧面狀的本體，其上設(shè)有多個(gè)呈等間距排列的聚焦孔26a，這些聚焦孔26a恰好可使彩色陰極射線管10的電子槍20所產(chǎn)生的三色電子束22貫穿其中，投射至該顯示屏幕14內(nèi)側(cè)所布設(shè)的對應(yīng)熒光點(diǎn)24上，該蔭罩26相當(dāng)于一色選陰極(color selection cathode)，主要是利用這些聚焦孔26a，使該彩色陰極射線管10的電子槍20所產(chǎn)生的三色電子束22，能穿過各該聚焦孔26a，準(zhǔn)確地投射至該顯示屏幕14內(nèi)側(cè)的對應(yīng)熒光點(diǎn)24上。
參閱圖2所示，一般來說，傳統(tǒng)彩色陰極射線管10內(nèi)的該蔭罩26四周緣形成有一裙部44(skirt)，該裙部44是通過焊接方式固定于一呈長方形的框架52上，再在該框架52的四周邊緣，分別藉一金屬定位元件48a、48b、48c及48d，將其固定于該彩色陰極射線管10的玻璃包封本體46的內(nèi)側(cè)，這些定位元件48a、48b、48c及48d的定位方式，是其一端藉焊接固定于該蔭罩26的框架52上，其另一端則分別與該玻璃包封本體46的內(nèi)側(cè)對應(yīng)位置上所設(shè)的一凸柱50a、50b、50c或50d相卡接固定，使該蔭罩26被定位于該玻璃包封本體46的內(nèi)側(cè)對應(yīng)位置，且與該彩色陰極射線管10的一顯示屏幕14間保持一固定的設(shè)計(jì)距離。
參閱圖3所示，在傳統(tǒng)彩色陰極射線管的蔭罩60上，一般都是利用化學(xué)蝕刻方式，在其上蝕刻出龐大數(shù)量的聚焦孔62，各個(gè)聚焦孔62能使彩色陰極射線管的電子槍所產(chǎn)生的三色電子束穿過其中，準(zhǔn)確地投射至各個(gè)聚焦孔對應(yīng)于該顯示屏幕內(nèi)側(cè)所布設(shè)的熒光點(diǎn)上。參閱圖4所示，各個(gè)聚焦孔62呈長溝狀，且沿其縱向呈等間距垂直排列于該蔭罩60上，其周緣并形成一凹陷部64(圖中未示)，所以，在該蔭罩60上，各該聚焦孔62間所形成的架橋56，即成為支撐該蔭罩60的機(jī)械強(qiáng)度的主要結(jié)構(gòu)。
當(dāng)彩色陰極射線管的三色電子束在進(jìn)行顯像掃描時(shí)，這些架橋56將造成三色電子束通過蔭罩60的障礙，且因三色電子束的撞擊而發(fā)熱，并使蔭罩60發(fā)生熱變形或鼓脹現(xiàn)象，導(dǎo)致其上聚焦孔62偏移，使三色電子束無法準(zhǔn)確地投射至顯示屏幕內(nèi)側(cè)對應(yīng)的熒光點(diǎn)上，大幅降低視訊圖像的亮度及色純效果。此一亮度及色純惡化的問題，將隨著大尺寸彩色陰極射線管的平面化與高解析度化，而變得更為嚴(yán)重。
本發(fā)明的目的是提供一種彩色陰極射線管的蔭罩及其設(shè)計(jì)方法，其能夠克服傳統(tǒng)彩色陰極射線管上蔭罩易發(fā)生變形或鼓脹，嚴(yán)重影響高解析度大尺寸陰極射線管的亮度及色純品質(zhì)的缺陷。
本發(fā)明的彩色陰極射線管的蔭罩是這樣實(shí)現(xiàn)的該蔭罩包括一呈弧面狀的金屬薄板，其厚度介于0.12mm～0.18mm之間，其上設(shè)有多個(gè)呈等間距排列的聚焦孔，這些聚焦孔的縱向長度限制在0.90mm～10mm之間，其中任何兩個(gè)相鄰的聚焦孔的孔緣之間沿其縱向的最近距離是架橋長度，該架橋長度對縱向長度的比值限制在0.001～0.11之間，彩色陰極射線管所產(chǎn)生的三色電子束恰好可貫穿其中，投射至該彩色陰極射線管的顯示屏幕內(nèi)側(cè)所布設(shè)的對應(yīng)熒光點(diǎn)上。
其中各個(gè)相鄰的聚焦孔之間的垂直間距介于0.94mm～1.41mm之間。
其中該架橋長度可為0.095mm。
本發(fā)明的彩色陰極射線管的蔭罩的設(shè)計(jì)方法是這樣實(shí)現(xiàn)的該方法是在一彩色陰極射線管的蔭罩上，通過加長該蔭罩上多個(gè)聚焦孔的縱向長度，使其在0.90mm～10mm范圍內(nèi)，并減少該蔭罩上任何兩個(gè)相鄰聚焦孔之間的架橋長度對該聚焦孔的縱向長度的比值，以減少該蔭罩的表面積，進(jìn)而減少該彩色陰極射線管的電子槍所激發(fā)的三色電子束在該蔭罩上的撞擊面積。
其中該蔭罩可為一厚度介于0.12mm～0.18mm之間且呈弧面狀的金屬薄板。
其中各該相鄰的聚焦孔之間的垂直間距介于0.94mm～1.41mm之間。
其中該架橋長度可為0.095mm。
本發(fā)明是通過加長該蔭罩上聚焦孔的長度，減少該蔭罩上相鄰聚焦孔間架橋長度對該聚焦孔長度的比率(ratio)，以減少該蔭罩的表面積，進(jìn)而減少該彩色陰極射線管的電子槍所激發(fā)的三色電子束在該蔭罩上的撞擊面積，有效降低該蔭罩因電子束撞擊所產(chǎn)生的熱能，使蔭罩不易發(fā)生熱變形或鼓脹的現(xiàn)象，確保該蔭罩的聚焦孔能使三色電子束準(zhǔn)確地投射至該彩色陰極射線管的顯示屏幕內(nèi)側(cè)對應(yīng)位置的熒光點(diǎn)上，有效提高視訊影像的亮度、色純及色純調(diào)整余量。
圖1是傳統(tǒng)彩色陰極射線管的縱剖面示意圖；圖2是圖1中蔭罩連接至玻璃包封本體的正視圖；圖3是蔭罩上各聚焦孔的配置關(guān)系的局部示意圖；圖4是蔭罩上各聚焦孔的配置關(guān)系示意圖；圖5是蔭罩上各聚焦孔的橫剖面示意圖；圖6是蔭罩上各架橋的橫剖面示意圖；圖7是本發(fā)明的蔭罩上各聚焦孔的配置關(guān)系示意圖。
在本發(fā)明中，位于彩色陰極射線管的顯示屏幕內(nèi)側(cè)的一預(yù)定位置上，設(shè)有一蔭罩60，參閱圖3所示，該蔭罩60上蝕刻有多個(gè)呈等間距排列的聚焦孔62，各個(gè)聚焦孔62呈長溝狀，且沿其縱向垂直排列于該蔭罩60上，其周緣并形成一凹陷部64，各個(gè)聚焦孔62間并藉架橋56形成該蔭罩60的機(jī)械結(jié)構(gòu)。本發(fā)明主要是應(yīng)用于厚度介于0.12mm～0.18mm之間的槽型蔭罩上，該蔭罩的聚焦孔的縱向長度是限制在0.90mm～10mm之間，其架橋長度對該聚焦孔的縱向長度的比值是限制在0.001～0.11之間。通常，一般傳統(tǒng)的蔭罩的聚焦孔縱向長度則在0.6～0.75毫米之間，其架橋長度對聚焦孔的縱向長度的比值則限制在0.13～0.3之間。再參閱圖3、圖5及圖6所示，該蔭罩60上沿其縱向相鄰的聚焦孔62之間的垂直間距是以PV表示，沿其橫向相鄰的聚焦孔62之間的水平間距是以PH表示，兩個(gè)相鄰聚焦孔62的孔緣間沿其縱向的最近距離是以B表示(即架橋長度)，各個(gè)該聚焦孔62的長度是以PV-B表示，其寬度是以D表示，各個(gè)聚焦孔62的凹陷部64的寬度則以D′表示。傳統(tǒng)彩色陰極射線管上蔭罩的各個(gè)聚焦孔62的長度PV-B一般均是在0.6～0.75mm之間，且以傳統(tǒng)20英寸彩色陰極射線管為例，其寬度D一般約為0.105mm，其架橋長度B約為0.095mm，其水平間距PH約為0.37mm，其垂直間距PV約為0.47mm，其電子束的穿透率可以公式(1)表示如下(PV-B-D)D+πD2/4(PH PV)………(1)]]>在本發(fā)明的兩個(gè)最佳實(shí)施例中，參閱圖7所示，該兩個(gè)實(shí)施例的蔭罩70及72上分別蝕刻有多個(gè)呈等間距排列的聚焦孔74及76，各個(gè)該聚焦孔74、76均呈長溝狀，且沿其縱向垂直排列于各個(gè)該蔭罩70及72上，其周緣也形成一凹陷部(圖中未示)，各個(gè)該聚焦孔74及76之間并藉架橋，形成各個(gè)該蔭罩70及72的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
在該兩個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明首先藉由增加各個(gè)該聚焦孔的垂直間距PV，使其由0.47毫米PV0)增加至0.94毫米PVn)，如此，由公式(1)可知，其電子束的穿透率可因此提高至少約17％。如果，再將該垂直間距PV增加至1.41mm，形成如圖7所示的蔭罩72上的聚焦孔76，則其電子束的穿透率將提高至少約22％。以一20英寸彩色陰極射線管為例，當(dāng)其電子束的穿透率提高10％時(shí)，將減少三色電子束投射至顯示屏幕內(nèi)側(cè)對應(yīng)位置的熒光點(diǎn)上的偏移量約13μm。因此，增加蔭罩的電子束穿透率將可大幅度減少三色電子束在顯示屏幕內(nèi)側(cè)熒光層上落點(diǎn)的偏移，若電子束穿透率提高17％時(shí)，可減少三色電子束在顯示屏幕內(nèi)側(cè)熒光層上落點(diǎn)的偏移量約20μm。
另外，在彩色陰極射線管的亮度上，以20英寸彩色陰極射線管為例，其蔭罩所制作出的黑條紋(black matrix aperture)寬度是以S0表示，其值約為80μm，該黑條紋寬度相對于該蔭罩的聚焦孔的放大系數(shù)(magnification factor)是以λ表示，則該彩色陰極射線管的亮度值可以公式(2)表示如下λ×S0(PVn-B)-λ×S0(PV0/PV0)(PV0-B)λ×S0(PVn/PV0)(PV0-B)……(2)]]>如上所述，本發(fā)明通過增加各個(gè)該聚焦孔的垂直間距PV，使其由0.47mm(PV0)增加至0.94mm(PVn)時(shí)，由公式(2)可知，其亮度值約可提高13％，假如再將該垂直間距PV增加至1.41mm，則其亮度值將提高至約17％。此外，根據(jù)下列公式(3)可知，亮度值的提高也可有效改善其色純調(diào)整余量(colorpurity adjustment margin)Sn=S0(PVn/PV0)(PV0-B)PVn-B………(3)]]>其中Sn是本發(fā)明的蔭罩所制作出的黑條紋寬度，由于其亮度增加，色純調(diào)整余量自然隨之改善，若再以該20英寸彩色陰極射線管為例，由公式(3)可知，當(dāng)各個(gè)聚焦孔的垂直間距PV由0.47mm增加為1.41mm，其色純調(diào)整余量可增加10μm以上。
據(jù)上所述，本發(fā)明是藉減少該蔭罩上相鄰聚焦孔(aperture)間架橋(bridge)長度對該聚焦孔長度的比率(ratio)，以減少該蔭罩的表面積，進(jìn)而減少該彩色陰極射線管的電子槍所激發(fā)的三色電子束在該蔭罩上的撞擊面積，有效降低該蔭罩因電子束撞擊所產(chǎn)生的熱能，使蔭罩不易發(fā)生熱變形或鼓脹的現(xiàn)象，確保該蔭罩的聚焦孔能使三色電子束準(zhǔn)確地投射至顯示屏幕內(nèi)側(cè)對應(yīng)位置的熒光點(diǎn)上，有效提高視訊影像的亮度、色純及色純調(diào)整余量。
權(quán)利要求
1.一種彩色陰極射線管的蔭罩，其特征在于該蔭罩包括一呈弧面狀的金屬薄板，其厚度介于0.12mm～0.18mm之間，其上設(shè)有多個(gè)呈等間距排列的聚焦孔，這些聚焦孔的縱向長度限制在0.90mm～10mm之間，其中任何兩個(gè)相鄰的聚焦孔的孔緣之間沿其縱向的最近距離是架橋長度，該架橋長度對縱向長度的比值限制在0.001～0.11間，彩色陰極射線管所產(chǎn)生的三色電子束恰可貫穿其中，投射至彩色陰極射線管的顯示屏幕內(nèi)側(cè)所布設(shè)的對應(yīng)熒光點(diǎn)上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種彩色陰極射線管的蔭罩，其特征在于其中各個(gè)相鄰的聚焦孔之間的垂直間距介于0.94mm～1.41mm之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種彩色陰極射線管的蔭罩，其特征在于其中該架橋長度可為0.095mm。
4.一種彩色陰極射線管的蔭罩設(shè)計(jì)方法，其特征在于該方法是在一彩色陰極射線管的蔭罩上，通過加長該蔭罩上多個(gè)聚焦孔的縱向長度，使其在0.90mm～10mm范圍內(nèi)，并減少該蔭罩上任何兩個(gè)相鄰聚焦孔之間的架橋長度對該聚焦孔的縱向長度的比值，以減少該蔭罩的表面積，進(jìn)而減少該彩色陰極射線管的電子槍所激發(fā)的三色電子束在該蔭罩上的撞擊面積。
5.如權(quán)利要求4所述的一種彩色陰極射線管的蔭罩設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該蔭罩可為一厚度介于0.12mm～0.18mm之間且呈弧面狀的金屬薄板。
6.如權(quán)利要求4或5所述的一種彩色陰極射線管的蔭罩設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中各該相鄰的聚焦孔之間的垂直間距介于0.94mm～1.41mm之間。
7.如權(quán)利要求4或5所述的一種彩色陰極射線管的蔭罩設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該架橋長度可為0.095mm。
全文摘要
一種彩色陰極射線管的蔭罩及其設(shè)計(jì)方法,主要是在一種彩色陰極射線管的蔭罩上,藉加長蔭罩上聚焦孔的長度,減少蔭罩上相鄰聚焦孔間架橋長度對聚焦孔長度的比值,以減少蔭罩的表面積,進(jìn)而減少彩色陰極射線管的電子槍所激發(fā)的三色電子束在蔭罩上的撞擊面積,有效降低蔭罩因電子束撞擊所產(chǎn)生的熱能,使蔭罩不易發(fā)生熱變形或鼓脹的現(xiàn)象,確保蔭罩的聚焦孔能使三色電子束準(zhǔn)確地投射至彩色陰極射線管的顯示屏幕內(nèi)側(cè)對應(yīng)位置的熒光點(diǎn)上,有效提高視訊圖像的亮度、色純及色純調(diào)整余量。
文檔編號(hào)H01J9/14GK1297242SQ99123729
公開日2001年5月30日 申請日期1999年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月17日
發(fā)明者胡渝欣, 曾慶祥, 陳國政 申請人:中華映管股份有限公司