彩色显像管及其制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN94115842.X

申请日:

1994.08.25

公开号:

CN1103200A

公开日:

1995.05.31

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2000.2.9|||授权|||公开|||

IPC分类号:

H01J29/07; H01J31/20; H01J9/14

主分类号:

H01J29/07; H01J31/20; H01J9/14

申请人:

东芝株式会社;

发明人:

大竹康久; 佐合诚司; 喜多信夫

地址:

日本神奈川县

优先权:

1993.08.25 JP 210021/93; 1993.08.25 JP 210024/93

专利代理机构:

上海专利商标事务所

代理人:

赵国华

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内容摘要

本发明彩色显像管的荫罩电子束孔包括荧光面一侧表面的大孔和在电子枪一侧表面且与上述大孔连通的小孔。荫罩边缘的电子束孔,小孔壁面内相对于中心轴位于荫罩中心另一侧的部分与小孔中心轴所成的夹角大于小孔壁面内相对于中心轴位于荫罩中心的部分与小孔中心轴所成的夹角。做成这种结构,可减少辐射方向外侧部分所反射电子束射向荧光体屏的比例,因而能防止反射电子束产生不需要的荧光体发光,以提高对比度。

权利要求书

1: 一种彩色阴极射线管,其特征在于:包括 内面形成有荧光体屏(24)的面板(20), 与所述荧光体屏(24)相对配置且向荧光体屏发射电子束的电子枪(32), 与荧光体屏(24)相对配置在所述面板(20)与电子枪(32)之间的荫罩(26); 该荫罩具有规则排列让所述电子束通过的多个电子束孔(12),各电子束孔又有在荫罩(26)所述荧光面一侧表面开口的大孔(42),以及在荫罩(26)所述电子枪(32)一侧表面形成开口并与所述大孔(42)连通的小孔(40); 位于所述荫罩(26)边缘的各电子束孔(12)的小孔(40)做成小孔(40)壁面内相对于荫罩(26)中心位于辐射方向外侧的部分与所述小孔(40)的中心轴所成的夹角,比位于荫罩(26)中心一侧的部分与所述小孔中心轴所成的夹角大。
2: 如权利要求1所述的彩色阴极射线管,其特征在于,所述各电子束开孔具有小孔(40)与大孔(42)吻合且构成最小直径部分(43)的交界部分,在所述荫罩(26)的边缘,所述大孔(42)做成在小孔(40)中心轴的辐射方向外侧交界部分与大孔(42)的开口端边缘的连线同小孔中心轴所成的夹角,比相对于小孔中心轴的电子束入射角大。
3: 如权利要求2所述的彩色阴极射线管,其特征在于,沿所述荫罩26的厚度方向从所述小孔(40)的开口边缘至所述交界部分的距离做成约为荫罩(26)厚度的1/3以下。
4: 如权利要求1所述的彩色阴极射线管,其特征在于,在所述 荫罩(26)的边缘,各电子束孔(12)的大孔(42)相对于小孔(40)沿离开荫罩(26)中心的方向偏心设置。
5: 一种彩色阴极射线管,其特征在于:包括 内面形成有荧光体屏(24)的面板(20); 与所述荧光体屏(24)相对配置且向荧光体屏发射电子束的电子枪(32); 与荧光体屏(24)相对配置于所述面板(20)与电子枪(32)之间的荫罩(26); 该荫罩具有规则排列让所述电子束通过的多个电子束孔(12),各电子束开孔又有在荫罩(26)所述荧光面一侧表面开口的大孔(42),在荫罩(26)所述电子枪(32)一侧表面开口,并与所述大孔(42)连通的小孔,以及大孔(42)与小孔(40)的交界部分所确定的最小直径部分(43); 位于所述荫罩(26)边缘的各电子束孔(12)的小孔(40)做成小孔壁面内至少相对于荫罩中心位于辐射方向外侧的部分中,从荫罩26厚度方向中间部分向小孔(40)的开口边缘延伸的壁面部分与小孔(40)中心轴所成的夹角比所述最小直径部分(43)附近的壁面部分与小孔中心轴所成的夹角大。
6: 如权利要求5所述的彩色阴极射线管,其特征在于,所述各电子束孔具有小孔(40)与大孔(42)吻合且构成最小直径部分(43)的交界部分,在所述荫罩(26)的边缘,所述大孔(42)做成在小孔(40)中心轴的辐射方向外侧交界部分与大孔(42)的开口端边缘的连线同小孔中心轴所成的夹角,比相对于小孔中心轴的电子束入射角大。
7: 一种彩色阴极射线管,其特征在于:包括 内面形成有荧光体屏(24)的面板(20), 与所述荧光体屏(24)相对配置且向荧光屏发射电子束的电子枪(32), 与荧光体屏(24)相对于所述面板(20)与电子枪(32)之间的荫罩(26); 该荫罩具有规则排列让所述电子束通过的多个电子束孔(12),各电子束开孔又有在荫罩(26)所述荧光面一侧表面开口的大孔(42),在荫罩(26)所述电子枪(32)一侧表面开口,并与所述大孔(42)连通的小孔,以及大孔(42)与小孔(40)的交界部分所确定的最小直径部分(43); 位于所述荫罩(26)边缘的各电子束孔(12),小孔(40)壁面内至少相对于荫罩(26)中心位于辐射方向外侧的部分具有沿辐射方向的扩张部分。
8: 如权利要求7所述的彩色阴极射线管,其特征在于,位于所述荫罩(26)边缘的各电子束孔(12),小孔壁面不仅相对于小孔(40)中心轴呈辐射状扩张,而且有沿小孔(40)整周延伸的扩张部分。
9: 一种荫罩制造方法,该荫罩包括多个电子束孔(12),所述电子束孔具有在荫罩(26)一侧表面开孔的小孔(40),以及在荫罩(26)另一侧表面开孔且开口面积比小孔(40)的开口面积大的大孔(42),其特征在于所述方法包括以下步骤: 在荫罩材料(60)的表面形成具有印相图案的保护膜(62,64)的工序,所述印相图案包括由对应于形成所述小孔(40)位置设置的不透光的多个点图案所组成的第一图案,至少在位于荫罩材料(60)边缘的各点图案的外侧以规定间隔设置的独立分图案(52,54)所组成的第二图案; 通过所述保护膜(62,64)腐蚀所述荫罩材料(60),形成与第一图案相应的多个小孔(40),以及对应于所述第二图案分别从相应的小孔(40)向外扩张的扩张部分的工序。
10: 如权利要求9所述的方法,其特征在于还包括: 在所述荫罩材料(60)另一侧表面形成一具有对应于所述大孔形 成位置设置的不透光的多个点图案的另一保护膜(62)的工序; 向所述腐蚀形成的所述小孔(40)以及扩张部分充填抗腐蚀材料(68)的工序; 通过所述另一保护膜(62)腐蚀所述荫罩材料(60),形成与所述点图案相对应大孔(42)的工序。
11: 如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述充填方法包含除去所述保护膜(62)的工序,以及除去保护膜之后充填抗腐蚀材料(68)的工序。
12: 如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述第一图案的点图案包含圆形,所述分图案(52,54)包含沿点图案外周延续的圆弧状图案(52)。
13: 如权利要求12所述的方法,其特征在于所述圆弧状分图案沿延续方向分割为多段。

说明书


本发明涉及彩色显像管,尤其涉及一种备有荫罩的彩色显像管及其制造方法。

    通常,荫罩型彩色显像管具有玻璃制的管壳,它由实质上矩形的面板、与该面板连接的裙部、与面板相对配置的圆筒状的颈部及连接裙部与颈部的漏斗部构成。又,在面板内表面上形成发出红、蓝及绿光的荧光体规则排列的荧光面。另一方面,在颈部内设置电子枪,该电子枪发射与红、蓝及绿相对应的多束电子束。

    又,在与荧光面相隔预定间隔的邻近相对位置上,设置具有规则排列的多个电子束孔的荫罩。该荫罩其周边接合荫罩框架并通过荫罩夹具接合固定至裙部的双头螺栓销。荫罩的电子束孔的剖面形状形成为荧光面侧的表面孔(以下称为大孔)的面积比电子枪侧的表面孔(以下称为小孔)的面积大。由此,在荫罩的周边部,即使电子束相对电子束孔斜向入射时,也能确保有一定量的电子束。

    在这样构成地彩色显像管中,荫罩具有仅让正面轰击与电子束孔存在几何学的一一对应关系的各色荧光体的电子束通过的功能,它是称为色选别电极的重要构成要素。该荫罩的电子束孔,有圆形和矩形两种。且,高精细地显示文字和图形的显示管,通常采用圆形孔;用于电视的民用管,通常采用矩形孔。

    例如,矩形的电子束孔,其长边以同实质上矩形的面板的短边(垂直轴)实质上平行的方向上延伸的方式而形成,并做成把垂直方向具有多个并列孔的纵列在水平方向多列并排。各纵列电子束孔的相邻短边,通过与面板的长边(水平轴)实质上平行的桥部(跨接部)作为中介进行排列。

    又,越趋近荫罩的周边部,电子束的入射角度(即,荫罩法线或开孔中心轴与电子束轨道间形成的角度)越大,入射电子束的一部分在孔的边缘或孔壁上被碰撞的比率高。结果,产生荧光面电子束斑点形状畸变的问题,使辉度及白色均匀性变差。

    近来,根据人类工程学的观点,要求外部光反射少、失真小的图像。由于该要求,面板必须平面化。相应地,与荧光面有相对关系的荫罩也要平面化。在这种平面化的荫罩中,电子束的入射角度必然变大。尤其,荫罩周边部的电子束入射角度的增加变得显著。结果,上述电子束斑点形状的畸变变得显著。

    又,电子束斑点畸变的问题,当荫罩材料的板厚越厚,且为了得到高清晰度,电子束孔的间距做得越小时,越易产生。

    作为防止这种电子束缺陷的手段,在特开昭47-7670号公报、特开昭50-142160号公报、特开昭57-57449号公报中,提出了所谓偏心(オフセンタ-)荫罩的方案,在该方案中,相对于荫罩的电子枪侧的小孔,其中心在电子束通过方向上,错开荧光面侧的大孔的中心。通过制成这种偏心荫罩,能免去担心入射电子束碰撞在孔壁和大孔的孔缘上而产生电子束缺陷。

    但是,在偏心荫罩的场合,电子束孔的射束通过量,即通过电子束的宽度,取决于小孔开口边缘内、位于荫罩中心轴的端缘的位置及大孔和小孔边界部内位于相对于荫罩中心,辐射方向外侧的端缘的位置。这种场合,入射至电子束孔的电子束的一部分,由规定小孔的侧面内位于与荫罩中心相对、辐射方向外侧的部分所遮蔽,实际通过的电子束宽度比小孔的开口孔径小。在直角平面管的场合,这种程度可能还要变大。又,如果边界部的位置(即由荫罩的小孔表面开口至边界部的距离)变动,通过电子束的宽度也变动,由此,在荧光面上的电子束着屏余量小的彩色显像管中,引起白色均匀性降低。

    再者,在平面化的荫罩中,电子束在规定小孔的侧面内位于与荫罩中心相对、辐射方向外侧的部分被碰撞,反射的比例增加。这是由于通常荫罩电子束孔通过蚀刻穿设,小孔侧面内、电子枪侧端部与小孔中心轴形成的角比小孔侧面内、边界部侧端部与小孔中心轴形成的角小。且,如果小孔和大孔的偏移量取大,电子束穿出侧的边界部变得靠近电子枪侧,电子束碰撞的小孔侧面与电子束孔中心线形成的夹角变小。结果,朝向荧光面中心侧的反射电子束增加。由于这种反射电子束不作任何控制,碰撞至预定的荧光体以外的荧光体并使荧光体发光,画面全体的黑色电平降低,对比度大幅度降低。结果,变得与在白天光照下观看电视画面的情况相同,作为彩色电视的图像其质量低下。

    这样,即使大孔和小孔相互错开必要的距离,使电子束在电子束孔的孔壁和大孔端上碰撞而不发生电子束斑点畸变,在荫罩比较平坦、电子束入射角大的彩色显像管中,也不能避免产生非所需反射电子束,造成对比度降低。

    本发明鉴于上述问题而完成,其目的是提供一种彩色显像管及其制造方法,这种彩色显像管不使电子束斑点产生畸变,仅让所需电子束通过电子束孔,同时,即使在孔壁上电子束被碰撞、反射,反射的电子束也不使不必要的荧光体发光。

    为了达到上述目的,本发明的彩色阴极射线管包括:内面形成有荧光体屏的面板;与所述荧光体屏相对配置,向荧光体屏发射电子束的电子枪;与荧光体屏相对配置在所述面板与电子枪之间的荫罩。该荫罩具有规则排列让所述电子束通过的多个电子束孔,各电子束孔具有在荫罩的上述荧光面一侧表面开口的大孔,以及在荫罩的上述电子枪一侧表面形成开口并与所述大孔连通的小孔。位于所述荫罩边缘的各电子束孔的小孔做成小孔壁面内相对于荫罩中心位于辐射方向外侧的部分与所述小孔中心轴所成的夹角,比位于荫罩中心一侧的部分与所述小孔中心轴所成的夹角大。

    而且,本发明另一彩色阴极射线管包括:内表面形成荧光体屏的面板;与所述荧光体屏相对配置,向荧光体屏发射发电子束的电子枪;与荧光体屏相对配置于所述面板与电子枪之间的荫罩。该荫罩具有规则排列让所述电子束通过的多个电子束孔,各电子束孔具有在荫罩的上述荧光面一侧表面开口的大孔,在荫罩的上述电子枪一侧表面开口并与所述大孔连通的小孔,以及大孔与小孔交界部分所决定的最小直径部分。位于所述荫罩边缘的各电子束孔,在小孔壁面内至少相对于荫罩中心位于辐射方向外侧的部分做成,从荫罩厚度方向中部到小孔开口缘延伸的壁面部分与小孔中心轴所成角度大于上述最小直径部分附近壁面与小孔中心轴所成的角度。

    本发明再一彩色阴极射线管包括:内表面形成荧光体屏的面板;与所述荧光体屏相对配置,向荧光体屏发射电子束的电子枪;与荧光体屏相对配置于所述面板与电子枪之间的荫罩。该荫罩具有规则排列让所述电子束通过的多个电子束孔。各电子束孔具有在荫罩的上述荧光面一侧表面开口的大孔、在荫罩的上述电子枪一侧表面开口并与所述大孔连通的小孔,以及大孔与小孔交界部分决定的最小直径部分。位于所述荫罩边缘的各电子束孔中,在小孔壁面内至少相对荫罩中心位于辐射方向外侧的部分具有向所述辐射方向外侧扩张的扩张部分。

    综上所述,按照本发明,至少对于荫罩边缘的小孔而言,使相对于小孔的开孔中心轴略微对称蚀刻的开孔壁做成,电子束出射一侧靠荫罩边缘侧的壁面与开孔中心轴所成的夹角比荫罩中心侧的壁面与开孔中心轴所成的夹角要大。也就是说,至少是边缘的小孔,其小孔壁面相对于开孔中心轴的倾斜度,荫罩边缘一侧的壁面比荫罩中心一侧的壁面大的话,即使电子束从荫罩中心射到辐射方向子束出射一侧)的小孔壁面,也可以减少反射至荧光面一侧的强度。

    另外,考虑开孔截面电子束通过一侧时,使大孔荧光面一侧端部与大小孔重合点的连线与开孔中心轴所成的夹角比电子束轨迹与开孔中心轴所成的夹角大,因而可以抑制电子束射到大孔壁产生的束斑失真。

    这时,若要使电子枪一侧的小孔壁面整体倾斜度变化,与以往不控制壁面倾斜度的情况相比,有可能变化到射线孔径。大小孔重合部附近,作为最小孔径部分,是决定电子束直径的部分,所以不必使该最小孔径部分附近的壁面倾斜度变化,调整最小孔径部决定部分以外的倾斜度也行。这时,只要使荫罩至少边缘处的小孔,其板厚方向中间部分的壁面与开孔中心轴所成的夹角大于最小孔径附近壁面与开孔中心轴所成的夹角即可。

    又,本发明的荫罩制造方法包括:在荫罩材料的表面形成具有印相图案的保护膜的工序,所述印相图案又包含由对应于形成所述小孔位置设置的不透光多点图案所组成的第一图案,至少在位于荫罩材料边缘的各点图案外侧以规定间隔设置的独立分图案所组成的第二图案;通过所述保护膜腐蚀所述荫罩材料,形成与第一图案相应的多个小孔,以及对应于所述第二图案分别从相应的小孔向外扩张的扩张部分的工序。

    上述第一图案主要用于形成小孔荫罩中心侧壁面与最小孔径部分,上述第二图案用于调整荫罩边缘侧壁面倾斜度。可以由第一与第二图案的间隔和第二图案的尺寸形成规定的壁面倾斜度。

    图1至图4表示本发明第1实施例的彩色阴极射线管;

    图1是该阴极射线管的剖面图;

    图2是该阴极射线管的正面图;

    图3是放大荫罩的中心部及周边部后概略表示的平面图;

    图4是沿图3的Ⅳ-Ⅳ线剖切的剖面图。

    图5至图7表示电子束孔制成矩形的各变换实施例:

    图5是表示荫罩一部分的平面图;

    图6是沿图5的Ⅵ-Ⅵ线剖切的剖面图;

    图7是沿图5的Ⅶ-Ⅶ线剖切的剖面图。

    图8至图12H表示本发明第2实施例的彩色阴极射线管的荫罩及其制造方法;

    图8是表示荫罩一部分的剖面图;

    图9是表示荫罩一部分的平面图;

    图10A是表示用于大孔的保护膜的平面图;

    图10B是表示用于小孔的保护膜的平面图;

    图11A是放大具有圆弧状图案的小孔图案后加以表示的平面图;

    图11B是放大具有分割圆弧状图案的小孔图案后加以表示的平面图;

    图11C是放大具有直线状图案的小孔图案后加以表示的平面图;

    图11D是放大具有分割直线状图案的小孔图案后加以表示的平面图。

    图12A至图12H是各自表示上述荫罩的蚀刻构成的剖面图。

    图13是表示本发明第3实施例的彩色阴极射线管的荫罩的一部分的剖面图。

    图14A是用于上述荫罩小孔的保护膜的平面图。

    图14B是放大小孔图案后加以表示的平面图,

    图14C是表示小孔图案的变换例子的平面图。

    以下,参照图面,详细说明本发明的实施例。

    如图1所示,涉及本实施例的彩色阴极射线管备有玻璃制的管壳22,该管壳由实质上矩形形状的面板20,连结至面板的裙部21、与裙部21一体地接合的漏斗状漏斗部23构成。在面板20的内表面上,形成发出红、绿及蓝光的荧光体规则排列的荧光屏24。另一方面,在漏斗部23的颈部30内,配设发射与红、绿及蓝相对应的3束电子束32R、32G、32B的电子枪32。电子枪32设置在阴极射线管的管轴Z上。

    又,在管壳22内,在与荧光屏24以预定间隔邻近并相对的位置上,配设具有规则排列的多个电子束孔12的、大致矩形的荫罩26。荫罩26,其周缘接合荫罩框架27,并通过嵌合至双头螺栓销29而设置在面板20的内侧,该双头螺栓销把自荫罩框架27延伸的荫罩夹具28固定在裙部21。如图2所示,荫罩26从正面看时,呈矩形状,具有管轴Z通过的中心O,通过该中心的垂直轴Y及水平轴X。

    又,通过装在漏斗部23外侧的偏转线圈34产生的磁场,偏转由电子枪发射的3束电子束32R、32G、32B,通过荫罩26选择电子束并通过水平、垂直扫描荧光屏24在面板20上显示彩色图像。

    如图3和图4所示,荫罩26由0.13mm板厚的金属薄板形成,在该金属薄板上,以0.3mm的孔间距规则地形成圆形的电子束孔12。各电子束孔12具有在荫罩26的电子枪32侧表面26a上开口的小孔40和在荫罩的荧光屏24侧的表面26b上开口且与小孔40连通的大孔42。小孔40是在具有开口直径0.14mm、大致圆弧状的凹处构成的,大孔42是在具有开口直径0.28mm、大致圆弧状的凹处构成的,在这些凹处的底部互相连通。又,通过小孔40和大孔42的边界部43,规定了确定电子束孔12的孔径的电子束孔最小孔径部分。

    由图4显然可见,在荫罩26的中心部中,由于由电子枪32发射的电子束,相对荫罩表面几乎垂直地入射,所述各电子束孔12的小孔40及大孔42相互同轴地形成。与此相反,在荫罩26的周边部中,电子束相对荫罩表面及相对电子束孔12,倾斜入射。因此,在周缘部中,各电子束孔12的大孔42,相对于小孔40形成偏心,其中心偏向荫罩中心O的辐射方向的外侧。

    即,在各电子束孔12中,当把边界部43和大孔42开口边缘间沿水平方向的距离,在由小孔40中心轴40c向荫罩中心O的相反方向上表示为△1,由小孔40的中心轴40c向荫罩中心O的方向上表示为△2时,做成荫罩中央附近的电子束孔△1与△2相等,反之,越是在荫罩的周边部的电子束孔,△1比△2越大。

    又,各电子束孔12的小孔40的壁面倾斜状态如下。即,小孔40的壁面做成使通过小孔40的开口端缘和边界部43而延伸的直线与小孔的中心轴40c在与荫罩表面26a相对的荧光屏24侧相交,换言之,小孔40的壁面,自小孔的开口边缘向边界部43逐渐收敛。

    再者,关于位于荫罩26周边部的电子束孔12,小孔40的壁面内,相对中心轴40c而言位于与荫罩中心O相对侧(图4中右侧)的部分(辐射方向外侧部分)40a与小孔中心轴40c构成的角θ1比小孔壁面内,相对中心轴40c而言位于荫罩中心O侧(图4左侧)部分(荫罩中心部分)40b与小孔中心轴40c构成的角θ2大。

    根据以往的荫罩,由于小孔壁面的倾斜状态相对小孔中心轴是大致对称的,如果电子束在小孔壁面的辐射方向外侧部分上碰撞,该部分反射的电子束偏向荧光屏中心的可能性高。与此相反,在本实施例中,由于小孔壁面的辐射方向外侧部分40a,相对于小孔中心轴40c,比荫罩中心部分40b形成更大角度的倾斜,能够减少在辐射方向外侧部分反射的电子束偏向荧光屏侧的比例。结果,能够防止由反射电子束引起的不必要的荧光体发光,从而谋求提高对比度。

    又,如要制成电子枪侧开口的小孔40的全体壁面缓慢倾斜,则有可能电子束孔口径本身变化。因此,如果孔径制成为保持原来的程度,则小孔壁面的辐射方向外侧部分与小孔中心轴构成的角度不可能作大,反射电子束偏向荧光屏侧。与此相反,在本实施例中,由于使小孔壁面的倾斜局部变化,对电子束孔口径的影响小,孔径能维持在规定的值。

    另一方面,根据本实施例,设相对小孔中心轴40c的电子束44的入射角为β,中心轴40c的辐射方向外侧部分的边界部43和大孔42的开口端缘的连接线46与中心轴40c形成的角度为γ时,大孔42形成使角度γ比角度β大。

    于是,即使在荫罩26周边部,入射至电子束孔12且由该孔12的最小直径部分(即,边界部43)隔开的电子束不被大孔42的开口缘遮蔽而入射至荧光屏。因此,能防止在荧光屏上形成的电子束斑点上产生缺陷,能得到通过最小直径部规定希望形状的,不失真的电子束斑点。

    又,如图4所示,从荫罩强度方面看,由小孔40至边界部43的距离t,以大为好。但是,如果从通过蚀刻进行电子束孔穿设方面来看,为了使距离t大,必须增加自小孔40侧的荫罩蚀刻量。因为此蚀刻量增加,水平方向的蚀刻量也必然增加,必须仅使该部分印相图案尺寸小,这造成图案不匀,品位低下。

    又,为了增加小孔40的蚀刻量,必须增加供经小孔的蚀刻液的量。通常,作蚀刻工序时,小孔侧表面位于水平传送的荫罩材料的上侧,但即使摇动喷嘴,保持荫罩材料上的蚀刻液和液的接触状态均匀,随着液量的增加,也产生不均匀的液体滞留,引起蚀刻不匀。因此,距离t大小,从能较容易地保持均匀蚀刻的观点出发,最好为荫罩板厚的1/3以下。

    再者,在上述实施例中,虽然对圆形的电子束孔进行说明,但即使对图5至图7所示的矩形的电子束孔,上述构成也能适用。即,在矩形的电子束开孔的场合,通过使位于荫罩周缘部的各电子束孔12做得使其小孔40的壁面的辐射方向外侧部分40a与小孔中心轴40c形成的倾斜角度θ1比小孔壁面的中心部分与小孔中心轴40c形成的倾斜角θ2大,也能取得与上述实施例同样的效果。又,在图5至图7中,与上述实施例同一构成部分,附加同一符号。

    上述实施例,虽然改变相对于小孔中心线40c,在荫罩中心侧及其相反的周边侧上小孔壁面的倾斜,即,改变小孔40的开孔端缘和边界部43的连结直线与中心线形成的角度,但因为边界部,作为最小直径部,是决定电子束直径的部分,所以在该最小直径部附近部分中,小孔壁面的倾斜状态作成与现有技术的相同为好。为了使小孔壁面的倾斜变化,虽然可以考虑使小孔侧印相图案点直径变化,但这样的场合,大小孔重合位置变化,开孔孔径变得不稳定。

    因此,根据示于图8及图9的本发明的第2实施例,隔开电子束的最小直径部分附近的小孔壁面状态维持原样,通过使由小孔侧壁面的垂直方向中间部分至小孔开口的倾斜发生变化,能抑制反射电子束到达荧光屏。

    即,如图8所示,在荫罩26的周边部,考虑电子束孔12的小孔40的壁面内位于辐射方向外侧的部分40a,即,考虑相对于小孔中心轴40c,位于与荫罩中心O相对侧的部分时,使从小孔壁面的垂直方向中间部至小孔开口的壁面部分40d与中心轴40c形成的夹角度λ2比最小孔径部附近的壁面部分与小孔中心轴40c形成的夹角λ1大。如图9所示,从电子枪侧看荫罩时,至少位于荫罩周边部的电子束孔12的小孔40,除最小直径部43附近部分外,小孔壁面内,至少相对于荫罩中心O为辐射方向外侧的部分(即电子束穿出电子束孔方向的部分)成为扩张至辐射方向的形状。通过使小孔40成为这种形状,最小直径部43具有作为确定电子束直径部分的功能,扩张部40c则控制小孔壁面的倾斜,防止反射电子束达到荧光屏。

    因此,根据第2实施例,能够不变化形成最小直径部43的荫罩板厚方向的高度,开口孔径等,而减少反射电子到达荧光屏。又,第2实施例,也适用于具有矩形电子束孔的荫罩。

    以下,以圆形电子束孔为例参照附图说明第二实施例荫罩的制造方法。本实施例的荫罩可以在蚀刻加工荫罩时通过加工图案方便地形成,现按以下工艺流程加以说明。

    首先,大致矩形的所需板厚荫罩板材由碱性溶液脱脂洗净后,在荫罩板材两面被覆形成保护膜。之后,在形成了保护膜的荫罩板材两面分别贴置目标大孔图案以及小孔图案,再由紫外线在保护膜上形成开孔图案潜像。开孔图案的制作采用美国加伯公司(ガ-バ-社)制的光绘图机进行。

    电子束对荫罩的入射角,边缘部分比荫罩中央部分要大。因此,随荫罩的种类不同,有时也如图4所示,为了选取需要的距离△1,各大孔以及小孔吻合的状态随着扫描到边缘部分而有偏差。有的荫罩还因开孔间距减小,大孔直径也小,能取的△1也小,所以大孔与小孔间的偏差量必须选取得较大。有的荫罩又随其板厚加大,所需的距离△1变大,所以偏差量必须选取得较大。为制作这些荫罩而采用的荫罩开孔图案,按图案各位置小孔图案对所需大孔图案偏离,或对照小孔图案使大孔图案吻合时,大孔、小孔彼此的中心轴处于偏离状态。当然,随荫罩的不同,有的也可以整个荫罩大小孔重合都不产生偏差。

    制造这种结构的荫罩开孔所用的印相用图案,对照欲贯穿的荫罩开孔形状,排列多个圆形点图案。而且,印相用图案大孔、小孔都需要,其形态则大小孔各不同。

    图10A和图10B分别示出了大孔用和小孔用图案。如图10A所示,大孔图案由不透光点图案50形成,各点直径基本上在荫罩整个面上相同。虽然荫罩规格为蚀刻所形成的荫罩孔径均匀,但荫罩规格为经蚀刻带有坡度和带坡度荫罩时,大孔图案的点直径还是需要随荫罩的场合进行适当的变化。

    另一方面,图10B概略地示出了位于图2第一象限荫罩中央部分以及各轴端部位置的小孔图案状态。在边缘部分,小孔图案具有直径比大孔要小,具有包含与大孔相同形态且不透光的多个圆点图案51的第一图案,以及包含电子束发射一侧形成扩张部分用的独立的多个圆弧图案52(分图案)的第二图案。

    这里,小孔一侧圆点图案51的各点中心大致与大孔一侧圆点图案的各点中心相对应,或者根据需要偏离。另外,在从荫罩中央到任意位置的区域内,至荫罩孔的电子束入射角较小,为了避免在小孔开口端发生电子束被阻,所需的△1值较小,因而小孔仅按与大孔相同形态的不透光圆点图案51形成。

    以下,参照图11A至图11D详细说明荫罩水平方向边缘部分所用的小孔图案。

    尽管大孔图案点径Ds一定,但小孔点图案51的点经Dn变化时,蚀刻得到的荫罩孔尺寸d(参照图9)变化。因而,小孔图案点径Dn基本上在荫罩整个面上均匀。另一方面如图11A所示,与小孔点图案51独立配置于电子束发射侧(即点图案51的辐射方向外侧)的圆弧图案52,在偏离荫罩中心某一距离的部位形成。至于圆弧图案52半径方向的宽度a、圆周方向的长度b,以及与点图案51的间隙g各个尺寸,根据荫罩的位置,有的从圆弧图案52开始形成的位置以辐射状至最外边都相同,有的则逐渐变化。圆弧52的尺寸对于电子束开孔的最小直径部分无影响,而且还可以适当设定以便小孔壁面可以达到一定的倾斜。另外,第二图案不限于圆弧状,也可以如图11所示,做成直线状图案54。

    此外,在蚀刻工序中,图11A的阴影部分被腐蚀,点图案51与圆弧图案52之间存在的保护膜容易浮起来。随荫罩种类,因喷射的蚀刻液的冲击力有可能很容易将这部分保护膜从荫罩材料上剥离,蚀刻液中剥离的保护膜也有可能堵塞喷嘴。在这种情况下,如图11B所示,以适当间隔使圆弧图案52割断,做成分段圆弧图案为好,或如图11D所示,做成分段直线状图案为好。但是,分段圆弧或分段直线图案的分段间隔需要设定在不致于对作为目标的扩充部分的形成产生影响的范围内。

    点图案51与圆弧图案52的间隙g太小的话,随着蚀刻工序中侧蚀刻的进行,短时间内就与小孔点部分相联,不仅没有形成所需的扩张部分,而且有可能产生开孔变形。另一方面,间隙g过大的话,圆弧图案与小孔点图案难以相联,无法做成形成有作为目标的扩张部分的开孔形状。因而,需要将小孔点图案以及圆弧图案的侧蚀刻量和两者相联后相联部分深度方向的蚀刻量考虑进去,来设计间隙g。

    圆弧图案52的径向宽度a的变化趋势为此宽度越大,侧蚀刻量以及深度方向的蚀刻量就增加。也就是说,该宽度选取得过大的话,电子束孔形状就容易沿扩张部分的形成方向变形,不能够形成作为目标的扩张部分。

    通过抑制扩张部分深度方向的蚀刻量可以调整荫罩小孔壁面倾斜度,因而该圆弧图案52的径向宽度a宁可较细为好。可是,实际在保护膜上印相的宽度依赖于荫罩材料表面的光洁度,保护膜的解像度以及保护膜厚度。因而,保护膜材料采用普通的酪朊与重铬酸铵时,宽度a希望在10至30μm范围内选择。

    以上所说明的荫罩印相用图案的制作是采用光绘图机自动绘制的。首先,使高解像度玻璃干板其乳剂面朝上吸着固定于绘图机上。然后,记录于磁记录数据中的图案绘制数据通过计算机送到绘图机,由绘图机根据该数据将光照射到乳剂面上形成图案潜像。

    绘制完后,顺序经过显像、水洗、静置、定影、水洗、干燥等工序,制成作为目标的荫罩印相用图案。另外,实际在荫罩制造工序中采用的工作图案,并非那种由光绘图机绘制的图案,是使绘制图案反转与玻璃干板密接形成负像,经修正欠缺处再成为荫罩图案的。接下来,使该荫罩图案再次反转后贴在玻璃干板上,将这样制成的图案作为工作图案。若准备好荫罩图案,就可以通过进行所需片数的转贴方便地制成所需个数的工作图案。大孔圆弧图案采用直线插补形成圆弧的绘制手段也行。

    接下来,向如上所述形成规定图案的保护膜喷射约40℃的温水使未曝光部分的保护膜溶解除去,通过其后的蚀刻使应形成开孔部分的荫罩材料露出。上述显像结束后,为提高保护膜耐蚀刻性能,以约200℃的温度进行热处理。此后,若荫罩材料以铁为主要成份,则通过喷射高温亚铁盐溶液,来腐蚀不存保护膜的荫罩材料相应开孔部位,以贯通具有目标尺寸以及截面形状的电子束孔。腐蚀结束后,除去保护膜,再洗净干燥,就可获得目标荫罩。

    对于用来将大孔、小孔的壁面形状,以及这些大孔与小孔的边界部分(即最小直径部分)的形状做成目标形状的蚀刻方法而言,最重要的是,从大孔以及小孔的开口端一侧开始进行腐蚀,大孔以及小孔贯通之后,要避免将蚀刻液吹到贯通的开孔内。现参照图12A至图12H说明该方法。

    第一方法如图12A所示,形成大孔保护膜62以及小孔保护膜64,为了避免腐蚀大孔一侧表面,在保护层覆盖的状态下,一边水平输送大孔一侧朝上小孔一侧朝下的荫罩材料60,一边仅从小孔一侧进行所需程度的蚀刻。在此工序中,从小孔一侧保护膜64制图形成的小孔点图案51及其外周的圆弧状图案52开始,由蚀刻溶液进行荫罩材料60的小孔以及圆弧状图案相应部分的腐蚀。接着,如图12B所示,小孔以及圆弧状图案相应部分沿深度方向以及横向(侧蚀刻)进行蚀刻,以免相连。再接下来进行蚀刻时,如图12c所示,通过侧蚀刻的进行,小孔以及圆弧状图案相应部分互相连通。通过这种连通,形成在从侧面中间部分至开口端之间具有扩张部分40d的小孔40。

    接着,剥除大孔一侧保护层66,洗净干燥后,如图12D所示,再在小孔40的穿通部充填抗腐蚀材料68,加以干燥。然后,仅从大孔一侧进行腐蚀,直到获得作为目标的电子束孔为止。这时,尽管靠大孔的蚀刻贯通形成开孔,但小孔40仍被抗腐蚀材料68充填着,因而如图12F所示,蚀刻液不通过开孔部分。大孔以及小孔吻合后,大孔再继续扩张,而小孔40则维持所需的形状,因而所形成的开孔就具有目标截面形状。然后,如图12G所示,除去保护膜62、64以及抗腐蚀材料68,再洗净并且干燥荫罩材料26,电子束孔的蚀刻就结束了。

    另外,随蚀刻的进行而发生侧蚀刻,因这种侧蚀刻,开孔端部的保护膜上就产生遮蔽部分。而且,就遮蔽部有可能阻碍抗腐蚀材料68向小孔40的腐蚀部充填。因此,希望减少小孔部的蚀刻量和蚀刻时间。万一小孔40蚀刻进行过长,而无法获得目标小孔截面形状时,还可以在图12c所示工序与图12D所示工序之间,如图12H所示在大孔一侧仍张贴保护层膜66的状态下,通过将剥离液吹到小孔一侧保护膜64,将该保护膜除去,然后将抗腐蚀材料68充填到小孔40。这时,图12D至图12F中只要假设已除去保护膜64,工艺流程本身是相同的。而且,所形成的孔尺寸接近于保护膜图案开孔尺寸的,由于尺寸变动小,因而适宜使用蚀刻液对荫罩材料的冲击力较大的那种喷嘴。

    第二方法,是一边保护小孔一侧朝上、大孔一侧朝下来水平输送荫罩材料,一边从两侧同时进行规定时间的蚀刻。通过这种蚀刻使小孔呈目标形状,但为了与第一方法同样地减少侧蚀刻量,适宜采用蚀刻液冲击力较大的喷嘴。接下来荫罩材料洗净干燥后,包含小孔部分的腐蚀穿通部在内,充填抗腐蚀材料。此后,与第一方法相同,靠大孔部分进行腐蚀,获得目标开孔截面形状。

    以上蚀刻办法即所谓的两阶段蚀刻办法,实际确定电子束孔尺寸的小孔尺寸由第一阶段的蚀刻来确定并固定,因而与通常从两面进行蚀刻,大孔与小孔贯通后还通过贯通部喷射蚀刻液的方法相比,开孔尺寸的变动非常小,适合于高精细荫罩的制造。

    另外,上述第二实施例中,小孔壁面内的构成为,在相对于荫罩中心辐射方向的外侧设有扩张部分,但也可以如图13所示,遍及小孔整周设置扩张部分。也就是说,在荫罩26的边缘,电子束孔12的小孔40的壁面,沿其整周使小孔垂直方向的中间至小孔开口的壁面部分与中心线40c所成的夹角λ2部大于最小直径部分43附近的壁面部分与小孔中心轴40c所成的夹角λ1。这样构成,最小直径部分43仍起到确定电子束直径的作用,扩张部分40e仍控制小孔壁面的倾斜防止反射电子束到达荧光体屏。

    由蚀刻形成上述结构的小孔时,如图14A以及图14B所示,保护膜64所形成的小孔图案具有由多个圆形点图案51组成的第一图案,以及位于各圆形点图案的外周与之同轴形成的多个环状图案70所组成的第二图案。环状图案70的宽度a,环状图案与圆形点图案之间的间隙g设定得与上述第二实施例相同。而且,用这种结构的保护膜以及上面所述的蚀刻方法,来形成图13所示的电子束孔,就可以获得与实施例2相同的效果。

    另外,环状图案70也可以如图14c所示,形成为分割成规定段数的形状。

    还有,上述实施例主要是对电子束孔开状呈圆形的情况加以说明的,但即便是矩形电子束孔也能用。

    综上所述,按照本发明,入射到荫罩子电子束孔的电子束不会因射到孔壁面发生电子束欠缺,而且即使在孔内发生反射电子束也到不了荧光面。因此,采用这种荫罩的彩色显像管能提供黑色深沉,白色均匀的优质画面。而且,荫罩电子束孔的尺寸变动极小,从而可以制成均匀性好,荧光面品质提高的彩色显像管。

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本发明彩色显像管的荫罩电子束孔包括荧光面一侧表面的大孔和在电子枪一侧表面且与上述大孔连通的小孔。荫罩边缘的电子束孔,小孔壁面内相对于中心轴位于荫罩中心另一侧的部分与小孔中心轴所成的夹角大于小孔壁面内相对于中心轴位于荫罩中心的部分与小孔中心轴所成的夹角。做成这种结构,可减少辐射方向外侧部分所反射电子束射向荧光体屏的比例,因而能防止反射电子束产生不需要的荧光体发光,以提高对比度。 。

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