彩色阴极射线管中的荫罩.pdf

一种彩色阴极射线管中的荫罩，它可提高亮度，预先防止莫尔条纹和拱顶现象，改进开口桥引起的阴影消除效应。在本发明的一个方案中，彩色阴极射线管中的荫罩包括电子束从其通过的多个槽缝，和在高度方向上相邻槽缝之间的桥，其中，去除桥的一部分来合并多个槽缝，使桥的去除的面积占桥面积的1～30％。在本发明的另一方案中，彩色阴极射线管中的荫罩包括电子束从其通过的多个槽缝，和在高度方向上相邻槽缝之间的桥，其中，去除桥的一部分来合并多个槽缝，使桥的开口宽度为槽缝宽度的1～40％。

1.  一种彩色阴极射线管中的荫罩，包括：
电子束从其通过的多个槽缝；和，
在高度方向上相邻槽缝之间的桥，
其中，去除桥的一部分来合并多个槽缝，使桥的开口宽度为槽缝宽度的1～25％。

2.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝的长度为荫罩高度的0.05～50％。

3.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝的垂直节距为荫罩高度的0.1～50％。

4.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝包括1～200个开口桥。

5.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝包括以不同间隔设置的开口桥。

6.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝包括根据函数按某一间隔设置的开口桥。

7.  如权利要求6所述的荫罩，其中，函数逐渐增加开口桥的间隔。

8.  如权利要求6所述的荫罩，其中，函数逐渐减小开口桥的间隔。

9.  如权利要求6所述的荫罩，其中，函数是逐渐增加开口桥的间隔的函数与逐渐减小开口桥的间隔的函数的组合函数。

10.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝为矩形，以减小开口桥与非开口桥之间的亮度差。

11.  如权利要求10所述的荫罩，其中，矩形包括圆形角。

12.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝中的开口桥包括在桥中心部分的开口部分。

13.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝中的开口桥包括桥左边部分中的开口部分。

14.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝中的开口桥包括桥右边部分中的开口部分。

15.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝中的开口桥包括交替地在桥左边部分和右边部分中的开口部分。

16.  如权利要求15所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝中的开口桥包括连续在地多个桥的左边部分的开口部分，和连续地在多个桥的右边部分中的开口部分，以形成一个周期。

17.  如权利要求16所述的荫罩，其中，重复所述周期。

18.  如权利要求1所述的荫罩，其中，合并槽缝形成的组合槽缝中的开口桥包括重复的以不同的间隔顺序设置于左边部分中、中心部分中和右边部分中的开口部分。

彩色阴极射线管中的荫罩
本申请是申请日为2001年4月23日、申请号为01117105.7、题为《彩色阴极射线管中的荫罩》的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及阴极射线管，特别涉及彩色阴极射线管中的荫罩。
背景技术
参照图1，彩色阴极射线管一般配有在其内表面上涂敷R、G和B荧光膜的屏盘1，熔接到屏盘1后端上以使彩色阴极射线管内部保持真空的锥体2，密封在锥体的颈部3中用于发射电子束4的电子枪5，使从电子枪发射的电子束偏转的偏转系统6，和选择被偏转系统6偏转的电子束的颜色的荫罩7。除这些部件之外，在彩色阴极射线管中还有支撑荫罩7的框架组件8和把框架组件8固定到屏盘1的弹簧9。
下面说明彩色阴极射线管的图像再现过程。
一旦密封于锥体2的颈部3中的电子枪5接收视频信号，便从电子枪中的阴极(未示出)发射电子束4，并由偏转系统6的磁场控制、加速和会聚、以及改变其垂直和水平方向上的路径，然后通过荫罩7，轰击屏盘1内表面上的荧光膜10，发射光，从而再现图像。
参照图2，详细说明现有技术的荫罩7。
荫罩7按与荧光膜(参见图1中的参考标号10)的一定间隙固定到屏盘1上。薄钢屏蔽板的彩色荫罩7具有多个形成于其表面的槽缝7a，各槽缝具有几乎看不见的非常小的尺寸，这表明通过槽缝7a的电子束的量非常少，从而导致使荧光膜发光的电子束的量非常少，使对彩色阴极射线管的质量有很大影响的亮度弱。尤其是，亮度的重要性日益重要，以致提出了美国专利US4926089和US4942332，由此不断要求提高亮度。
发明内容
因此，本发明涉及基本上可克服因现有技术的局限和缺陷引起的几个问题的彩色阴极射线管中的荫罩。
本发明的一个目的在于提供彩色阴极射线管中的荫罩，它可提高亮度，预先防止莫尔条纹和拱顶现象，改进开口桥(opened bridge)的阴影消除效应。
将在随后的描述中提出本发明的附加特征和优点，并且根据说明可部分明了这些特征和优点，或通过本发明的实施来了解这些特征和优点。通过书面描述和其权利要求以及附图中特别指出的结构，可实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，作为概要和概括的描述，本发明的彩色阴极射线管中的荫罩包括电子束从其通过的多个槽缝，和在高度方向上相邻槽缝之间的桥，其中，去除桥的一部分来合并多个槽缝，使桥的去除的面积占桥面积的1～20％。
在本发明的另一方案中，提供一种彩色阴极射线管中的荫罩，该荫罩包括电子束从其通过的多个槽缝，和在高度方向上相邻槽缝之间的桥，其中，去除桥的一部分来合并多个槽缝，使桥的开口宽度为槽缝宽度的1～25％。
应该理解，上述概括说明和下面的详细描述都是示例和说明性的，试图对本发明提供进一步的解释。
附图说明
附图表示本发明的实施例，用于对本发明提供进一步地理解，并包含于说明书中和构成本说明书的一部分，附图连同说明书一起用于解释本发明的原理。
附图中：
图1表示现有技术的阴极射线管的剖面图；
图2示意性表示现有技术的荫罩的正视图；
图3示意性表示本发明优选实施例的荫罩的正视图；
图4表示图3中“B”部分的放大图，展示开口桥的第一实施例；
图5表示图3中“B”部分的放大图，展示开口桥的第二实施例；
图6表示图2中“A”部分的放大图，展示槽缝的总垂直节距；
图7表示图3中“C”部分的放大图，展示本发明优选实施例的组合槽缝的垂直节距；
图8表示由垂直节距引起的莫尔条纹产生区域的曲线图；
图9表示本发明优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中的开口桥的间隔；
图10A表示本发明第一优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝的形状；
图10B表示本发明第二优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝的形状；
图11A表示本发明第一优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；
图11B表示本发明第二优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；
图11C表示本发明第三优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；
图11D表示本发明第四优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；
图11E表示本发明第五优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；
图11F表示本发明第六优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；
具体实施方式
现在将详细说明其实例展示于附图中的本发明的优选实施例。由于在现有技术中说明了彩色阴极射线管中的荫罩，因而省略对荫罩的说明，与现有技术相同的本发明的部件将用相同的标号表示。
参照图3和4，按照本发明第一优选实施例的彩色阴极射线管中的荫罩包括多个组合的槽缝，通过在高度方向上去除桥(参见图2中的参考标号7b)，合并多个相邻的槽缝(参见图2中的标号7a)，使去除部分的面积S2为桥面积S1的1～30％，来形成所述组合的槽缝。即，在本发明中，去除多个槽缝的桥的一部分，合并这些槽缝形成敞开形式的桥51(称为“开口桥”)，以延长槽缝53，从质量的观点来看，这可提高作为阴极射线管的最重要特性的亮度。由于桥的去除(参见图2中的7b)，增加了通过荫罩的电子束量(参见图1中的10)，而电子束可使荧光膜发光，因而可提高亮度。最终，提高的亮度可在荧光屏上提供更亮的图像，减少用户眼睛的疲劳，和因轰击荧光膜的电子束在荧光屏上形成的色彩是鲜明的，因而还可提高色彩的清晰度。
此外，本发明的约为整个桥面积S1(以下称为“单元桥面积”)的1～30％的开口桥51的去除面积S2(以下称为“开口桥面积”)，提供后面将详细说明的所谓桥阴影去除效应。
通常，在电子束的路径上因荫罩的桥遮蔽电子束，使电子束不能到达荧光膜，在荧光屏上呈现阴影，从而形成桥阴影。也就是说，如果设计开口桥面积S2，使其不为本发明的单元桥面积S1的1～30％，而是为单元桥面积S1的30～100％，那么尽管因去除部分的面积增加可使亮度提高，但因由桥所形成的遮蔽的数量明显减少，有限数量的未开口的桥的阴影被散射显示在荧光屏上，因而用户可觉察到桥的阴影。相反，把开口桥面积S2设计为本发明的单元桥面积S1的1～30％，可预先防止由阴影引起的分辨率降低和阴影的明显可见。根据模拟，本发明的开口桥51可确保最佳亮度，和在荧光屏上形成用户不会觉察的许多桥阴影，实质上允许获得桥阴影去除效应。
参照图5，按照本发明第二优选实施例的彩色阴极射线管中的荫罩，该荫罩具有电子束从其穿过的多个槽缝(参见图2中的7a)和在高度方向上相邻槽缝之间的桥(参见图2中的7b)，去除每一个桥的一部分，合并多个槽缝，使桥的开口部分的宽度W2为槽缝宽度W1的1～40％。按照对槽缝的宽度W1和桥开口部分的宽度W2进行的试验，为了获得亮度和桥阴影消除效应，在本发明的第二优选实施例中，要求桥开口部分的宽度W2为槽缝宽度W1的1～40％。并且，第一或第二实施例的荫罩最好其组合的槽缝53的长度L2为荫罩50的高度L1的0.05～50％，组合的槽缝的垂直节距Pv为荫罩的高度L1的0.1～50％，因未开口的桥，因而该值比组合的槽缝的长度L2与高度L1之比大。
由于下列原因，使组合的槽缝的长度L2和垂直节距Pv固定。
首先，如果组合槽缝的长度大于荫罩长度L1的50％，那么荫罩50只有开口桥51，这会引起强度问题。即，组合槽缝的长度L2与荫罩高度L1之比大于50％，会使组合槽缝53之间的垂直线部分54的强度降低，在荫罩50的制造或封装期间因垂直线缠绕引起变形或损坏。因此，固定组合槽缝的长度L2，在一些部分留下未开口的桥52，可维持垂直线部分54的强度为适当水平。
如果组合槽缝的垂直节距Pv小于荫罩长度L1的0.1％，那么荫罩50只有未开口的桥51，这会引起拱顶问题。即，荫罩将在X轴方向上承受增大的有效弹性模量，降低其临界温度，在电子束通过时产生高于临界温度的热量，容易在X轴方向上引起大的变形，使与红、绿和蓝色均匀阵列的荧光膜(参见图1中的标号10)精确对准的槽缝53位移。结果，电子束不能准确地轰击荧光膜，使色纯度差，这可用下列公式说明。
( E x ) eff = ( σ x ) eff ( ϵ x ) eff = 2 × F x P v × ( P h h ) · · · · · · ( 1 ) ]]>
其中，E_x表示X轴方向的有效弹性模量，F_x表示X轴方向上的张力，P_v表示垂直节距，P_h表示水平节距，和h表示垂直位移。
ϵ p - ϵ t = 0 , ϵ p = p A × E , ]]>和ε_i＝α×ΔT，
∴ ΔT = P αAE · · · · · ( 2 ) ]]>
其中，ε_p表示因张力产生的应力，ε_t表示因热负荷引起的应力，P表示张力负荷，A表示截面积，E表示有效弹性模量，α表示热膨胀系数，和ΔT表示临界温度。
图6表示图2中“A”部分的放大图，展示槽缝的通用垂直节距，图7表示图3中“C”部分的放大图，展示按照本发明的优选实施例的组合槽缝的垂直节距。
利用式(1)和(2)，比较图6中所示具有普通槽缝的荫罩和具有如图7所示组合槽缝的荫罩的X轴弹性模量，获得下列结果。一旦对图6中所示的普通荫罩(以下称为“简单荫罩”)和具有如图7所示的组合槽缝(以下称为“组合荫罩”)施加相同的张力，那么简单荫罩的水平位移小于组合荫罩的水平位移，简单荫罩的垂直位移小于组合荫罩的垂直位移。因此，一旦把位移代入式(1)中，简单荫罩的X轴有效弹性模量就大于组合荫罩的X轴有效弹性模量。并且，一旦把X轴有效弹性模量代入式(2)中，可知简单荫罩的临界温度就低于组合荫罩的临界温度。总之，可知简单荫罩容易受环境影响，因来自电子束的热量而使其温度超过临界温度，其在X轴方向的位移大于具有较高临界温度的组合荫罩。因此，最好使用其组合槽缝的节距大于荫罩高度的0.1％的组合荫罩，以使电子束准确地轰击在荧光膜上，提高色纯度和防止拱顶。
另一方面，组合槽缝(参见图4中标号53)最好具有1～200个开口桥(参见图4中标号51)。正如前面的描述，可同时解决拱顶、强度和莫尔条纹的问题。即，如果没有组合槽缝中的开口桥51，那么可减小垂直节距(参见图3中的Pv)，从而降低临界温度，如果组合槽缝中的开口桥的数量多于200个，那么其强度弱，在制造、封装和运输过程中垂直线部分(参见图4中的标号54)缠绕。结果，根据模拟可知，提供1～200个开口桥可防止拱顶和增加强度。
图8是表示垂直节距引起的莫尔条纹产生范围的曲线图，其中可知除0.6mm～1.5mm的范围之外，垂直节距Pv可预先防止莫尔条纹。莫尔条纹是由槽缝引起的电子束波与电子束波本身之间的干扰，在荧光屏上重复形成某一宽度移动的波。
图9表示按照本发明优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的间隔，其中为了增强荫罩的强度，间隔‘a’、‘b’和‘c’可以不同，可以按函数改变，可以逐渐变大或变小，或者两者的结合。
图10A表示本发明第一优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝的形状，和图10B表示本发明第二优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝的形状。如图10A所示，槽缝可以是矩形，以减小开口桥与非开口桥之间的亮度差，或者矩形的角可以是圆形的。如图9～10B所示，可以对桥的中心部分开口，形成开口桥。
有许多不同形状的组合槽缝和开口桥，以下将参照附图说明。图11A表示本发明第一优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；图11B表示本发明第二优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；图11C表示本发明第三优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；图11D表示本发明第四优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；图11E表示本发明第五优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；图11F表示本发明第六优选实施例的关键部分的放大图，展示组合槽缝中开口桥的结构；
参照图11A，可以对桥的左边部分开口来形成开口桥。如图11B所示，可以对桥的右边部分开口来形成开口桥。参照图11C，可以交替地对桥的左边部分和右边部分开口来形成开口桥。如图11D所示，可以连续对多个桥的左边部分开口，然后又连续对多个桥的右边部分开口，从而形成开口桥，或如图11E所示，也可周期地重复图11D中的上述循环。或如图11F所示，可以重复地以不同的间隔顺序设置具有左边开口部分、中心部分开口和右边开口部分的开口桥。尽管没有在这里指出，但在第一和第二实施例的范围内的不同的组合槽缝和开口桥都可用于本发明的荫罩中，如果采用不同的组合槽缝和开口桥，那么也会有许多形状的荫罩。
同时，再参照图4，如下那样制造本发明的荫罩：去除高度方向上相邻槽缝(参见图2中标号7a)之间的桥的中心部分(参见图2中标号7b)，合并多个槽缝，其中，最好使去除面积S2为桥面积S1的1～20％，因为中心部分的去除增加了光的衍射。即，如本发明第一优选实施例中所述，如果从中心部分去除的面积超过桥面积的20％，那么通过中心部分左边和右边的附加的去除区域的光的衍射额外增加，可提高亮度，但是上述桥阴影消除效应差。因此，如果去除桥的中心部分，那么去除面积S2最好小于第一实施例，使去除面积S2为桥面积S1的1～20％。或者，如下那样制造本发明的荫罩：去除高度方向上相邻槽缝(参见图2中标号7a)之间的桥的中心部分(参见图2中标号7b)，合并多个槽缝，其中，最好使桥的开口宽度W2为槽缝宽度W1的1～25％，因为按上述原因，中心部分的去除增加了光的衍射。因此，如果去除桥的中心部分，那么最好使开口宽度小于第二实施例，使开口宽度W2为槽缝宽度W1的1～25％。
本发明的彩色阴极射线管中的荫罩具有下列优点。
首先，可提高作为彩色阴极射线管的重要特性的彩色阴极射线管的亮度。
其次，可有效地消除作为光干扰图形的莫尔条纹。
第三，可预先防止因热引起的拱顶。
第四，可提供桥阴影去除效应，其中用户可觉察到桥的阴影。
第五，因可使用不同的组合槽缝和开口桥，因而对于组合槽缝和开口桥的各种组合，分别具有其单独的优点。
显然，本领域的技术人员可对本发明的彩色阴极射线管中的荫罩进行各种改进和变更，而不会脱离本发明的精神或范围。因此，本发明将覆盖落入权利要求和其等同物范围内的本发明的各种改变和变更。