彩色阴极射线管 技术领域
本发明一般涉及彩色CRT(阴极射线管)，特别涉及具有改进的黑底的彩色CRT，通过使周边部分的黑底之间的距离(以下称其为“BM(Black Matrix)宽度”)相对于荧光屏中心部分的BM宽度来说最佳，可克服诸如白色均匀性、亮度均匀性、色纯裕量(clearance)、拱顶部分的裕量等常见问题。
背景技术
图1是展示普通彩色CRT(阴极射线管)结构的图。参照图1，普通CRT包括作为前面玻璃的屏盘1；作为背面玻璃与屏盘1耦接的锥体2；在屏盘1内表面上涂有荧光材料的荧光面4；发射入射到荧光面4上的电子束6的电子枪11；用于选择颜色以使预定的荧光材料辐射的荫罩3；和支撑荫罩3的框架7。
上述CRT包括在其工作期间屏蔽外磁场的内屏蔽9和弹簧8，内屏蔽9固定于框架7上，弹簧8将框架组件耦接到屏盘1上。此外，CRT在高真空状态下被气密密封。
下面说明彩色CRT的工作原理。首先，因施加于CRT的阳极电压，从装入锥体2颈部中地电子枪发射的电子束6轰击屏盘1内表面形成的荧光面。此时，在电子束6到达荧光面4之前，偏转系统5使电子束6水平和垂直地偏转，从而形成画面。
为了使电子束6准确地轰击预定的荧光材料，具有2极、4极和6极的磁体10调整电子束6的行进路径，从而防止色纯劣化。由于CRT为高真空状态，它有因外部冲击而容易爆炸的趋势。因而设计屏盘1使其具有抗大气压力的强度。并且，在屏盘1的裙边部分设置防爆带14，以分散施加于高真空CRT的应力和确保抗冲击。
图2是展示图1的普通彩色CRT所包含的荧光屏的结构图。顺序和重复地将R(红)、G(绿)和B(蓝)色荧光材料涂敷于屏盘1内表面上黑色材料之间的间隔上，黑色材料彼此分隔且分别涂有石墨，从电子枪11发射的电子束6使荧光材料15辐射，从而在荧光屏上显示颜色。
下面说明常规CRT的制造工艺。
制造工艺包括下列步骤：将光刻胶注入屏盘1的内表面；干燥和曝光光刻胶涂层，为后面要占用的包括R、G和B的三颜色留出位置；和显影被曝光的涂层，从而保留曝光部分的光刻胶涂层，而去除非曝光部位的其它部分的光刻胶。随后的步骤是用石墨14涂敷屏盘1内表面的前面，然后干燥、腐蚀和显影该石墨涂层，从而可去除在光刻胶保留的部分上涂敷的石墨，结果形成用于包括R、G和B的三颜色的位置。
以这种方式制备的部位的水平长度被称为BM(黑底)宽度13，上述工艺被称为BM工艺。换言之，BM工艺是制备BM宽度13的工艺。接下来的步骤用R、G和B色荧光材料涂敷其上形成有BM宽度13的所有部位。在工艺的该阶段，用曝光工艺曝光的荧光材料15被固定和粘接到该部位上，而涂敷到其上应粘接其它荧光材料15的位置上的荧光材料15通过显影工艺被去除，以便形成荧光屏。该工艺被称为PH工艺，其中在形成BM宽度13的部位上粘接荧光材料15。
BM宽度13的设置与彩色CRT中包含的荧光屏的质量极相关。普通彩色CRT的BM宽度13具有下列分布。
假定中心部分的BM宽度为100％，从中心部分到短轴方向16的BM宽度的分布中，在短轴方向端部的BM宽度相应于中心部分的85％到99％。BM宽度的分布具有取决于彩色CRT的制造方法的离散，但一般形成为其斜率为-1.193E-4到5.682E-6的线性方程式曲线。如果荧光面中心部分的BM宽度13为140μm，那么沿短轴方向的端部的BM宽度在从119到139μm的范围，其亮度相对于中心部分为78-91％。结果，在短轴方向的端部，荧光屏的节距为660μm，BM宽度13为139μm，BM带变为81μm，和如果束尺寸为220μm，此时在任一方向上的裕量变为30.5μm。可是，需要17μm或以上的裕量以满足旋转30度的裕量。考虑到制造工艺中20μm的操作裕量，保留相应于正好3.5μm的裕量，从而导致操作期间的生产率下降。
由于中心部分的BM宽度13变大，因而可提高亮度。可是，为了确保周边部分的亮度均匀性，不能无限地扩大BM宽度13。
如图3所示，随着短轴方向上的端部(12到6点钟方向)的BM宽度13增加，该端部的亮度成比例地提高。可是，在这种情况下，在短轴方向的端部与中心部分之间的亮度之差变大，从而从中心部分朝向短轴方向16的端部出现较亮的白色带，导致白色均匀性劣化。
在从荧光屏中心部分向长轴的方向17和对角线轴的方向18的BM宽度13的分布中，假定中心部分的BM宽度为100％，那么在从荧光屏中心部分到长轴端部和对角线轴端部的距离的半点到三分之二点的拱顶部分的BM宽度为中心部分的95-98％。在长轴方向或对角线轴方向的端部的BM宽度13的分布相对于中心部分来说低于100％。一旦荧光面中心部分的BM宽度13为140μm，那么在拱顶部分的节距为710μm。如果拱顶部分的BM宽度13为138μm，则各BM14保证99μm。如果在该阶段束尺寸为237μm，那么BM14的裕量在BM宽度13的左或右侧分别为49μm。
由于荫罩、框架和弹簧的热膨胀，BM宽度13改变从电子枪发射的电子束6的路径，产生与荧光屏的不匹配。如果为了提高亮度而不考虑不匹配，将BM宽度13设置得较大，那么将使CRT启动时初始荧光屏的白色条件劣化。当彩色CRT的拱顶量为30μm时，如果着屏误差大于19μm，那么发生其它颜色的撞击。
此外，为了克服外部冲击和荫罩3振动引起的通过电子束移动而辐射其它颜色的振鸣现象，考虑到产生振鸣时，电子束的最小移动量约为20μm，因而在按照荫罩平面度的荫罩3的弱点(weak point)，需要大于50μm的BM裕量。因此，应考虑上述因素来设置拱顶部分的BM宽度。
在长轴方向17的端部和对角线轴方向18的端部的BM宽度与在中心部分的BM宽度13的情况下相同，其满足普通彩色CRT中维持的亮度均匀性45％的水平。但是没达到购买者要求的50％。为了提高制造工艺的裕量，使角部的BM宽度减小。在这种情况下，即使生产率提高，但由于扩大BM宽度与提高亮度均匀性的要求相冲突，因而荧光屏的质量即亮度均匀性将降低。因此，期望在不使操作效率剧烈降低的情况下获得亮度均匀性。
并且，应该考虑到亮度均匀性和色纯裕量等来设置角部的BM宽度13。如果试图保证亮度均匀性而使BM宽度13大得多，那么这会引起色纯裕量也就是说在制造工艺中的操作裕量成比例地减小，从而引起生产方面的问题。另一方面，如果试图提高色纯裕量而使BM宽度变得较小，那么这将使亮度均匀性劣化。因此，设置BM宽度13时，亮度均匀性和色纯裕量都是要考虑的重要因素，以便获得令人满意的荧光屏质量。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有改进的黑底的彩色CRT(阴极射线管)，通过使周边部分的BM(黑底)宽度相对于荧光屏中心部分的BM宽度最佳，可克服诸如白色均匀性、亮度均匀性、色纯裕量、拱顶部分裕量等的通用问题。
为了实现上述目的，提供一种CRT，它包括屏盘，在屏盘的内表面上形成有荧光屏，荧光屏配有条形的R(红)、G(绿)和B(蓝)色荧光材料和设置于R、G和B色的条形荧光材料之间的BM，其中从荧光屏中心部分到短轴方向的端部的BM宽度的变化率(a)满足下列公式：
-1.932E-4≤a≤-1.420E-4。
按照另一个实施例，本发明提供一种CRT，它包括屏盘，在屏盘的内表面上形成有荧光屏，荧光屏配有条形的R、G和B色荧光材料和设置于R、G和B色的条形荧光材料之间的BM，其中，从荧光屏中心部分到短轴方向的端部的荧光屏的BM宽度满足下列公式：y＝ax+b，其中y表示短轴方向上的BM宽度，x表示从荧光屏中心部分到短轴方向的端部的距离，‘a’由公式-1.932E-4≤a≤-1.420E-4限定，和‘b’表示荧光屏中心部分的BM宽度。
按照再一个实施例，本发明提供一种CRT，包括屏盘，在屏盘的内表面上形成有荧光屏，荧光屏配有条形的R、G和B色荧光材料；以及设置于R、G和B色的条形荧光材料之间的BM，其中，从荧光屏中心部分到长轴方向的端部的BM宽度满足下列公式：B＜b＜C，其中‘b’表示荧光屏中心部分的BM宽度，‘B’表示从荧光屏中心部分到长轴方向的端部的半点与三分之二点之间的BM宽度，和‘C’表示长轴方向的端部的BM宽度。
按照再一个实施例，本发明提供一种CRT，包括屏盘，在屏盘的内表面上形成有荧光屏，荧光屏配有条形的R、G和B色荧光材料；以及设置于R、G和B色的条形荧光材料之间的BM，其中，从荧光屏中心部分到对角线轴方向的端部的BM宽度满足下列公式：D＜b＜E，其中‘b’表示荧光屏中心部分的BM宽度，‘D’表示从荧光屏中心部分到对角线轴方向的端部的半点与三分之二点之间的BM宽度，和‘E’表示对角线轴方向的端部的BM宽度。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，将更充分地理解本发明的进一步的目的和优点，其中：
图1是展示普通CRT(阴极射线管)的剖面图；
图2是展示荧光屏结构的局部剖面图；
图3是展示当长边方向的端部的BM(黑底)宽度更大时亮度分布的图；
图4是展示本发明的BM宽度的分布的图；
图5是展示本发明的有关方向的术语的位置图；
图6是展示长轴方向上BM宽度的位置图；
图7是展示对角线轴方向上BM宽度的位置图；和
图8是展示本发明的亮度分布的图。
具体实施方式
以下，参照附图结合优选实施例来说明本发明。
在本发明的彩色CRT(阴极射线管)中，执行下列步骤：将光刻胶注入屏盘1的内表面，使其干燥为后面要占用的包括R(红)、G(绿)和B(蓝)色的荧光材料15留出位置，用石墨14涂敷屏盘1内表面的前面，和腐蚀该涂层，去除三色荧光材料要占用的部位的石墨。以这种方式形成的部位分别被称为BM宽度13，上述工艺被称为BM工艺。
接下来的步骤是：用R、G和B色的荧光材料15涂敷已形成BM宽度13的部位，和使其曝光以固定和粘接在该部位上，从而形成荧光屏。
如上所述，根据BM工艺来确定荧光材料占用的部位，CRT的质量取决于BM宽度13。
一般地，有关亮度的公式确定如下：
亮度＝发光效率补偿系数×罩透射率×玻璃透射率×束利用率
其中：束利用率＝BM宽度/束尺寸。
如上述公式所述，一旦确定了罩透射率，亮度便与BM宽度13成比例的增加。
至于与本发明彩色CRT的方向有关的定义，最好如图5所示，从彩色CRT包含的荧光屏的有效区域的中心朝向12点钟或6点钟一侧的方向被称为短轴方向16，并且在该方向的端部被称为短轴方向的端部。同时，从中心朝向3点钟或9点钟侧的方向被称为长轴方向17，并且在该方向的端部被称为长轴方向的端部。从中心朝向2点钟侧的方向还被称为对角线轴方向18，并且在该方向的端部被称为对角线轴方向的端部。
本发明BM宽度13的分布如图4所示。
在从荧光屏中心部分到短轴方向端部的区域内，BM宽度的变化率满足下列公式：-1.932E-4≤a≤-1.420E-4。此外，期望在从荧光屏中心部分到短轴方向16的端部的区域内，BM宽度13的分布按照下列线性方程式曲线：y＝ax+b。其中，‘y’表示短轴方向BM的宽度，‘x’表示从荧光屏中心部分到短轴方向的端部的距离，和‘a’由公式-1.932E-4≤a≤-1.420E-4确定，和‘b’表示荧光屏中心部分的BM宽度。
根据本发明的短轴方向的BM宽度13表示线性方程式曲线分布，并且具有这样的斜率，使得端部的亮度相对于中心部分为69-75％，从而如图8所示在整个荧光屏上获得圆形的亮度分布。
在短轴方向端部的BM宽度13的分布由下列公式确定：
0.76×b≤短轴方向端部的BM宽度≤0.82×b。
其中：‘b’表示荧光屏中心部分的BM宽度。
考虑到方向旋转中电子束6的移动量，短轴方向端部的BM宽度应该设置为相对于中心部分的76-82％，以便可满足左或右旋转30度的裕量和实现相对于中心部分的从69-75％的亮度范围。
参照图6，在从荧光屏中心部分到长轴方向17端部的区域内BM宽度的分布满足下列公式：B＜b＜C。其中，‘b’表示荧光屏中心部分的BM宽度，‘B’表示从荧光屏中心部分到长轴方向端部的半点和三分之二点之间的BM宽度，和‘C’表示长轴方向端部的BM宽度。
参照图7，在从荧光屏中心部分到对角线轴方向18端部的BM宽度的分布满足下列公式：D＜b＜E。其中，‘b’表示荧光屏中心部分的BM宽度，‘D’表示从荧光屏中心部分到对角线轴方向端部的半点和三分之二点之间的BM宽度，和‘E’表示对角线轴方向端部的BM宽度。
应该指出：在从中心部分到长轴方向17端部和对角线轴方向18端部的BM宽度的分布中，在从荧光屏中心部分到长轴或对角线轴方向端部的半点和三分之二点之间的BM宽度13最小。考虑到粘附于屏盘1内表面的元件热变形所引起的拱顶量来进行该分布，以便可确保白色均匀性，和使产生振鸣现象的部位的BM宽度最小来改善振鸣特性。
在长轴和对角线轴方向端部的BM宽度13的分布确保相对于荧光屏中心部分的50％的最小亮度均匀性，还确保色纯裕量即制造工艺期间的操作裕量小于1mm。
因此，如果满足下列公式，将满足前述的特定性能：
0.90×b≤B，D≤0.93×b，
1.05×b≤C，E≤1.12×b，
其中，‘b’表示荧光屏中心部分的BM宽度，B表示从荧光屏中心部分到长轴方向端部的半点和三分之二点之间的BM宽度，‘C’表示长轴方向端部的BM宽度，和‘D’表示从荧光屏中心部分到对角线轴方向端部的半点和三分之二点之间的BM宽度，以及‘E’表示对角线轴方向端部的BM宽度。
进行实验来观察按照本发明优选实施例的BM宽度13应用于32″平面型CRT时，BM宽度13和相对于中心部分的周边部分的亮度的变化。下表中列出其结果。
[表] 位置BM宽度(μm)宽度变化率 亮度(FL) 亮度变化率中心部分 140 100％ 42.8 100％短轴方向的端部 115 82％ 32.2 75％拱顶部分 130 93％ 34 79％长轴方向的端部 155 111％ 24.6 57％角部 155 111％ 22.5 53％
由图8明显可知，按照本发明BM宽度13的整个亮度分布在所有区域的中心部分为沿垂直方向延伸的形状，和当其朝向靠外的部分时，为沿垂直和水平方向延伸的形状，由此整个形成为圆形。
沿短轴方向BM宽度13的分布呈现如下的线性方程式曲线：y＝(-1.420E-4)×x+0.14。在其旋转期间当短轴方向端部的BM宽度13以东为基础沿北或南方向旋转到90度时，电子束6的移动量约为50μm。同时当短轴方向端部的BM宽度13沿南或北方向左可右旋转到30度时，计算电子束6的移动量为17μm。此时，由于荧光屏的节距为660μm，BM宽度13为115μm和各BM14为105μm，如果束尺寸为220μm，那么在基于BM宽度13的左和右侧可确保52μm的裕量。
一旦为了确保旋转30度的裕量而确保17μm的裕量，那么产生35μm的裕量。结果，即使考虑到制造工艺期间的离散(约20μm)，也可确保15μm的裕量。
由于拱顶部分的荧光屏节距为710μm和BM宽度13为130μm，因而各BM可确保107μm。如果此时的束尺寸为237μm，那么在BM宽度13的左右两侧分别产生BM14的53μm的裕量。因此，如果着屏误差为0，和拱顶部分的拱顶量为最大53μm或以下，那么即使在拱顶引起的电子束6的移动期间，也不产生与其它颜色的撞击，从而确保白色均匀性。
并且，角部可充分保证条型CRT中所要求的50％或以上的目标亮度均匀性。结果，荧光屏的节距为920μm，各BM14约为151μm。如果束尺寸为307μm，各BM14的裕量在BM宽度13的左右两侧约为75％。其中，由于DY(偏转系统)偏移1mm时电子束6的移动量为70μm，因而即使考虑到如误着屏，在R、G和B色荧光材料之间的基于BM宽度13的BM14之差等工艺离散，也可保证最小1mm或以上的色纯裕量。
如上所述，通过使荧光屏整个区域上的亮度分布为圆形，本发明具有防止荧光屏亮度差所引起的白色均匀性劣化和还可防止中心部分与周边部分之间亮度差引起的亮度均匀性劣化的优点。本发明还具有保证色纯裕量和提高彩色CRT制造工艺中生产率以及克服振鸣的优点，其中由于BM宽度在拱顶部分被设计得较小，当罩受到外部冲击时，因振动迫使电子束移动。
尽管已参照某一优选实施例来展示和说明了本发明，但应该理解，在不脱离权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员还可在形式和细节上进行各种改变。