專利名稱：具有內(nèi)部中性密度濾光器的crt的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面板上具有內(nèi)部中性密度濾光器的CRT及其制造方法。內(nèi)部中性密度濾光器用于增強(qiáng)CRT的對比度，并減小面板的透光度。
背景技術(shù)：
為了增強(qiáng)CRT的對比度和改善亮度比，制造商開發(fā)出黑色基體且在商業(yè)上將黑色基體用于CRT面板的內(nèi)表面上，如1971年1月26日授予Mayaud的美國專利No.3,558,310中所述?；w通常由印制在面板上的石墨結(jié)構(gòu)組成，從而該結(jié)構(gòu)具有熒光沉積物印刷到其中的開口。在當(dāng)前的娛樂用CRT中，基體結(jié)構(gòu)為光吸收材料制成的垂直條紋，其中該開口為相鄰條紋之間的空間。
在二十世紀(jì)70年代，CRT面板為中心透光度為大約84％、邊緣透光度為大約80％的透明玻璃。邊緣透光度較低的原因是由于與中心區(qū)域相比，邊緣區(qū)域中面板玻璃厚度更大。為了獲得足夠的熱、機(jī)械和真空強(qiáng)度以便能經(jīng)受CRT的后續(xù)處理，在面板邊緣處的面板厚度需要比中心處更大。實質(zhì)上，面板玻璃所需的強(qiáng)度表示中心和邊緣處該面板的厚度，而所需的面板曲率表示所需的玻璃強(qiáng)度。早期，面板具有較大曲率，這是因為面板表面的半徑較小。這些產(chǎn)品稱作1R，其中1R標(biāo)志是指內(nèi)部面板表面的曲率半徑。1R標(biāo)志的標(biāo)準(zhǔn)是內(nèi)部曲率半徑為大約40.7英寸的25V CRT，其中“1”為數(shù)字系數(shù)，對于25V產(chǎn)品來說“R”等于40.7英寸。根據(jù)這種標(biāo)志，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)“R”前面的數(shù)字系數(shù)就可以獲悉25V面板的大致內(nèi)部曲率，例如2R意味著25V面板的半徑為大約81.4英寸。本領(lǐng)域技術(shù)人員還認(rèn)識到，“R”的數(shù)值與屏幕對角線尺寸近似地成線性正比。從而，由于35V產(chǎn)品的對角線比25V產(chǎn)品的高出大約1.4倍，因此人們希望35V產(chǎn)品的“R”值也比25V產(chǎn)品的“R”高出大約1.4倍。
在二十世紀(jì)80年代中期和90年代早期，通過將暗色化合物加入玻璃熔體中，使玻璃透光度減小為正常值的大約52％和42％，其將中心與邊緣玻璃透光度差別增大到1.4-1.5比1的比值。另外在這一時期內(nèi)，CRT市場以改善表面外觀和改善視角為目的；同樣，趨勢為具有更大半徑的面板，如所謂的1.5R和2R產(chǎn)品。實際上，這一趨勢一直延續(xù)到現(xiàn)在，其中將CRT設(shè)計和構(gòu)造成近似平坦的。每一次向更平坦CRT的改進(jìn)都要求面板在邊緣處與中心相比具有相對來說更大的厚度，以獲得足夠大的強(qiáng)度。不過，結(jié)果造成角部或者邊緣玻璃透光比的降低更嚴(yán)重。例如，在中心透光度為大約52％的純平CRT產(chǎn)品中，角部與中心透光度之比為大約0.5∶1。由于CRT的邊緣或角部亮度比中心亮度小得多，因此是不能滿足需要的。有些CRT制造商嘗試著通過減小中心基體開口來補(bǔ)償這一差別。遺憾的是，基體開口的減小使CRT的總亮度、并且在有些情況下的對比率不合需要地減小了。
為了提高亮度和對比率，并防止具有平坦或近似平坦面板外形的CRT中的中心與邊緣透光度的較大不一致，有些制造商改回使用中心透光度為84％的透明玻璃，并在CRT面板的外表面上施加中性密度層壓板。這種方法對于CRT的中心與邊緣亮度比和總亮度性能是適宜的，不過，其非常昂貴。例如，使用這種層壓板使32V CRT的制造成本增加了大約7歐元。從而，CRT業(yè)需要一種更經(jīng)濟(jì)有效的CRT制造方法，該CRT具有平坦或近似平板外形，其具有可接受的總體亮度性能和對比度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種新型陰極射線管(CRT)及其經(jīng)濟(jì)有效的制造方法，其中該CRT包括位于熒光沉積物與面板內(nèi)表面之間的中性密度濾光器。該濾光器增強(qiáng)了CRT的對比度，而不會損害CRT的中心與邊緣亮度比。本發(fā)明特別適用于基本平坦的CRT，其中制造商需要將面板透光度的降低程度減少25％至75％。濾光器包括非常精細(xì)的粒子，其中該粒子為黑色、灰色或黑色與灰色的混合。該新型CRT的制造方法包括制備良好分散的光吸收粒子的懸浮液，其在水介質(zhì)中為0.05至2微米，并在施加至少一種熒光沉積物之前將該懸浮液涂覆到面板的內(nèi)表面上。該懸浮液也可以包括適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)和無機(jī)粘合劑，以及分散劑和潤濕劑。適當(dāng)?shù)墓馕樟Ｗ訛榘ㄊ暮剂Ｗ?，其?50℃至480℃下是穩(wěn)定的。適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)粘合劑包括丙烯酸樹脂，適當(dāng)?shù)臒o機(jī)粘合劑包括二氧化硅。


下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的彩色陰極射線管(CRT)的部分軸向截面的平面圖；以及圖2為圖1的矩形2中CRT面板的放大剖面圖，表示出該新型CRT的屏幕結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及在陰極射線管(CRT)10的面板12的內(nèi)部使用內(nèi)部中性密度濾光器90，如圖2中一個實施例所示。本發(fā)明提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的CRT10及其制造方法，其中整個熒光屏22上的圖像對比度是可接受的，并且整個屏幕22上的可見光透射性質(zhì)大致是均勻的。
根據(jù)本發(fā)明的實施例無需制造商在高透光度面板的外表面上使用中性層壓板或者使用暗色玻璃板。使用下面描述的實施例，對于提供具有可接受對比度和透光性質(zhì)的CRT10來說，比使用中性密度層壓板要便宜50倍。
另外，在更加平坦的CRT中，由于這種面板要求角部相對于中心具有更大的玻璃厚度，同樣，角部可見光的透光度很低，因此與使用暗色玻璃板相比，本發(fā)明的實施例更合乎需要。這就導(dǎo)致制造商為了獲得可接受的亮度均勻性而減小基體開口，從而使這種CRT中心處的亮度不適宜地變暗。
圖1表示具有屏幕22的CRT10，屏幕22包含位于面板12上的新型內(nèi)部中性密度濾光器90(圖1中未示出)。除了該新型內(nèi)部中性密度濾光器90以外，CRT10包括玻璃殼11，玻璃殼11包括矩形面板12和通過矩形漏斗15連接的管狀頸部14。漏斗15具有從陽極按鈕16延伸到頸部14的內(nèi)部導(dǎo)電涂層(未示出)。面板12包括圓柱形觀察面板18，和通過玻璃粉17密封于漏斗15的外圍側(cè)壁20。屏幕22是具有設(shè)置成三個一組的發(fā)藍(lán)光熒光體B、發(fā)綠光熒光體G和發(fā)紅光熒光體R的線屏，每一組包括通過光吸收基體23的保護(hù)帶而將三種顏色中的每一種分隔開的熒光線，如圖2中所示，其中相鄰保護(hù)帶之間的空間定義為開口23a。
CRT10還包括支撐于框架34上的多孔遮光掩模24。該掩?？刹鸪匕惭b在面板12內(nèi)部，相對于屏幕22具有預(yù)定間隔。還具有用虛線示意表示的電子槍26。電子槍26安裝在頸部14內(nèi)中央處，以產(chǎn)生三個同一直線上的電子束(圖1中所示)并沿著會聚光路通過掩模24將其引導(dǎo)到屏幕22。電子槍26可以為本領(lǐng)域中已知的任何適當(dāng)電子槍26。
CRT10還設(shè)計成使用圖中所示的處于漏斗-頸部連接處附近的外部磁偏轉(zhuǎn)軛鐵30。在受到激勵時，軛鐵30使三個電子束受磁場的影響，使電子束在屏幕部件22上掃描水平和垂直矩形光柵。如本領(lǐng)域中已知的，鋁層23b覆蓋屏幕22，并與之形成電接觸，且作為反射表面將熒光體發(fā)射出的光向外引導(dǎo)通過觀察面板18。
本發(fā)明提供一種具有新型屏幕22的CRT10。圖2表示了一個示例，其中屏幕22除了具有熒光線和基體23以外，還包括位于熒光粒子與面板內(nèi)表面之間的內(nèi)部中性密度濾光器90的小粒子。具有這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，熒光體受到入射電子束轟擊而發(fā)射出的實際磷光僅通過中性密度濾光器90過濾一次，而進(jìn)入面板的環(huán)境光實質(zhì)上被過濾兩次，即第一次是在其進(jìn)入射線管時被內(nèi)部中性密度濾光器90濾光，第二次是在環(huán)境光被熒光體和鋁層23b反射或散射后試圖射出射線管時被中性密度濾光器90濾光。這也與制造商將中性密度層壓板施加到透明玻璃面板的外表面上或者使用暗色玻璃面板時試圖實現(xiàn)的效果相同。
制造CRT10的過程包括，首先制備小粒子的懸浮液，其中小粒子為暗色無機(jī)材料。該懸浮液是水基溶液，并且可包含適當(dāng)?shù)恼澈蟿┖捅砻婊钚詣Ｍㄟ^適當(dāng)改變暗色無機(jī)材料在懸浮液中的固體含量和涂覆周期，可改變懸浮液，以控制(1)有效透光度，(2)將玻璃的管面反射率控制到某一總體所需水平，和(3)在一定限度上，將中心與邊緣有效玻璃透光度之比控制為所需水平。管面反射率測量的是環(huán)境光在從測量中未包括的任一面板表面進(jìn)入具有鏡面部件的射線管之后射出射線管的那部分環(huán)境光。
優(yōu)選實施例包括制備水基懸浮液，該水基懸浮液包含大約0.05至2微米大小的碳或石墨粒子，以及丙烯酸有機(jī)和二氧化硅無機(jī)粘合劑和用于獲得分散、乳化和潤濕性質(zhì)的適當(dāng)表面活性劑。將懸浮液涂覆到干燥旋轉(zhuǎn)面板12上，該面板12上已經(jīng)施加有基體23。然后通過軟流(limp steam)方法涂覆懸浮液。通過隨后將面板以較高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)5到15秒來獲得涂覆均勻性，以獲得所需的中心與邊緣碳固體分布。將內(nèi)部中性密度濾光器90以較慢速度旋轉(zhuǎn)60秒使其干燥。懸浮液中的粘合劑有助于將碳中性密度濾光器90粘接到面板12，并允許充分粘接，以便能經(jīng)受隨后的熒光和薄膜涂覆過程，從而使濾光器密度不發(fā)生顯著改變?？刂茟腋∫褐刑脊腆w的量，從而控制有效透光度的整體減小，和開口23b中屏幕22的總體入射光管面反射率。
要求用于內(nèi)部中性密度濾光器的粒子在450℃至480℃的溫度下是穩(wěn)定的。其原因在于在CRT制造過程中，在屏幕烘烤周期和玻璃料密封周期中內(nèi)部中性密度濾光器將經(jīng)受大約450℃的溫度。
下面為本發(fā)明的多個實施例或示例例1通過以下過程制備水基懸浮液首先將室溫下9335克的去離子水與455克Acheson Electrodag 1530原料配方在室溫下連續(xù)高速攪動20分鐘進(jìn)行混合，其中Acheson Electrodag 1530原料配方具有11％的石墨固體與配料。然后，加入140克的5％Tween 20表面活性劑和70克的Triton X-100表面活性劑，同時在非常低的攪動速度下使混合物混合。Acheson Electrodag 1530原料配方包含有機(jī)丙烯酸粘合劑和無機(jī)二氧化硅粘合劑。如果需要，則可以加入附加的硅石，如Kasil，Ludox等，以便更好地粘接到二氧化硅與石墨具有大約0.05∶1比例的玻璃表面。還可以加入丙烯酸或乳膠族的有機(jī)粘合劑，以便在丙烯酸與石墨為大約0.1∶1的比例下增加粘接或濾光器溶液的粘性?？墒褂镁哂辛己糜H水、分散、乳化和潤濕性的表面活性劑，包括TritonX-45，NP-40和Tamol 731。其他表面活性劑包括Tween 20和TritonX-100。石墨固體濃度為大約0.5％重量比。
在混合后，通過50微米篩過濾懸浮液，并且放入分配罐中，該分配罐具有帶有截流閥的3/8″ID Tygon分配軟管。然后將包含基體23的面板12放置在靜止機(jī)器上，與垂直位置成10度，且在懸浮液軟流到面板12上時以20RPM的速度旋轉(zhuǎn)6到7秒。之后以100RPM的速度將面板12旋轉(zhuǎn)10秒種，以便將內(nèi)部中性密度濾光器90均勻分布在面板12上。然后用輻射將濾光器90加熱60秒使其干燥，并從機(jī)器上將其取下。當(dāng)懸浮液中石墨粒子為0.5％重量比時，如上所述涂覆內(nèi)部中性密度濾光器之后所得到的面板的透光度數(shù)據(jù)如下中心區(qū)域透光度減小 35％邊緣(角部)區(qū)域透光度減小35％例2該方法與例1相同，不過石墨固體從0.5％增加到0.65％。如上所述涂覆內(nèi)部中性密度濾光器90后所得到的面板12的透光度數(shù)據(jù)如下中心區(qū)域透光度減小 46％邊緣(角部)區(qū)域透光度減小46％例3該方法與例1相同，不過石墨固體增加到0.75％。如上所述涂覆內(nèi)部中性密度濾光器90后所得到的面板12的透光度數(shù)據(jù)如下中心區(qū)域透光度減小 54％邊緣(角部)區(qū)域透光度減小53％例4該方法與例1相同，不過在分配中性密度濾光器溶液之后以120RPM的速度將面板12旋轉(zhuǎn)6秒。如上所述涂覆內(nèi)部中性密度濾光器90后所得到的面板12的透光度數(shù)據(jù)如下中心區(qū)域透光度減小 40％邊緣(角部)區(qū)域透光度減小37％例5該方法與例1相同，不過在分配中性密度濾光器溶液后，以140RPM的速度將面板12旋轉(zhuǎn)14秒。如上所述涂覆內(nèi)部中性密度濾光器90后所得到的面板12的透光度數(shù)據(jù)如下中心區(qū)域透光度減小 30％邊緣(角部)區(qū)域透光度減小32％
下表表示適當(dāng)?shù)陌瞪行悦芏炔牧系牧斜?。不過，本發(fā)明的范圍不限于這些材料。
材料名稱制造商材料中的粘合劑粒子大小Electrodag 1530 Acheson Colloids丙烯酸&二氧化硅0.5微米Hitasol 542 Hitachi Chemicals 丙烯酸&二氧化硅0.4微米Hitasol 66M Hitachi Chemicals 丙烯酸和二氧化硅 0.25微米Gray Glass粉末 TV Glass Makers 沒有(添加) 1微米通常，為了獲得更小的反射率優(yōu)選較暗或較黑的濾光器材料。此外，為了應(yīng)用中性密度濾光及其透明度，優(yōu)選尺寸分布較窄的較小粒子尺寸材料。最優(yōu)選的粒子尺寸為0.2微米至0.3微米。
盡管上面給出了本發(fā)明的詳細(xì)描述和實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式，不過本發(fā)明并非僅限于說明書和實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員鑒于該描述可想到的變型或功能等效方式也處于本發(fā)明范圍內(nèi)。其他示例，其中包括將本發(fā)明用于點(diǎn)屏結(jié)構(gòu)中、用于所謂的“陽光”屏結(jié)構(gòu)中，以及在基體23之前施加濾光器90的情形。
權(quán)利要求
1.一種制造CRT(10)的方法，該CRT(10)包括具有初始透光度的面板(12)、內(nèi)表面，所述表面上具有中性密度濾光器(90)粒子，至少一種熒光沉積物位于所述中性密度濾光器粒子的頂部，所述方法包括以下步驟制備所述中性密度濾光器粒子的懸浮液，所述粒子良好地分散于水介質(zhì)中，所述粒子在所述懸浮液中的濃度足夠大，以便能將所述面板的透光度減小到初始透光度的25％至75％的水平；在施加所述至少一種熒光沉積物之前，將所述懸浮液涂覆在所述內(nèi)表面上；并且施加所述至少一種熒光沉積物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述內(nèi)部中性密度濾光器粒子包括從碳、石墨、無機(jī)暗色材料和暗色粉末玻璃中選出的非常精細(xì)的粒子。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述內(nèi)部中性密度濾光器粒子包括0.05微米到2微米的尺寸。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述內(nèi)部中性密度濾光器粒子可以經(jīng)受隨后的涉及450℃以上溫度的處理步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在施加干燥的黑色基體之后并且在印刷所有熒光沉積物之前，涂覆內(nèi)部中性密度濾光器粒子。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中制造CRT的所述制備步驟包括所述懸浮液中的無機(jī)粘合劑。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述無機(jī)粘合劑包括二氧化硅。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中制造CRT的所述制備步驟包括所述懸浮液中的有機(jī)粘合劑。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述有機(jī)粘合劑為丙烯酸或乳膠材料。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中制造CRT的所述制備步驟包括所述懸浮液中的表面活性劑。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述表面活性劑為Tween20，Triton X-100，Triton X-45，NP-40或Tamol 731。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述面板具有基本平坦的外表面。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的中性密度濾光器粒子本質(zhì)上為一種類型的粒子。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述面板為透明玻璃。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述制備步驟包括將大約8650至9350克去離子水與具有大約11％石墨固體的大約455至750克原料配方混合，同時連續(xù)高速攪動，從而產(chǎn)生中間混合物；并且將140克大約5％的Tween 20表面活性劑和大約70克的TritonX-100表面活性劑加入所述中間混合物中，同時在非常低的攪動速度下攪動所述混合物，從而產(chǎn)生石墨濃度為大約0.5％至0.75％重量比的所述懸浮液。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中施加所述懸浮液的步驟包括將所述面板放置在靜止機(jī)器上，與垂直位置大約成10度；在懸浮液軟流到所述面板上時以大約20RPM的速度旋轉(zhuǎn)所述面板大約6到7秒；以大約100RPM到140RPM的速度將所述面板旋轉(zhuǎn)大約6到14秒種，以便均勻分布濕膜；用輻射將所述濕膜加熱大約60秒使其干燥，從而將所述濕膜轉(zhuǎn)變?yōu)樗鰞?nèi)部中性密度濾光器。
17.一種包括面板(12)的CRT(10)，該面板具有內(nèi)部表面，所述表面上有中性密度濾光器(90)粒子，所述中性密度濾光器粒子使所述面板的透光度降低25％到75％，并且至少一種熒光沉積物位于所述中性密度濾光器粒子的頂部，由此該中性密度濾光器提高了CRT的對比度。
18.如權(quán)利要求17所述的CRT，其中所述面板具有基本平坦的外部表面。
19.如權(quán)利要求17所述的CRT，其中所述的中性密度濾光器粒子本質(zhì)上為一種類型的粒子。
20.如權(quán)利要求17所述的CRT，其中所述面板是透明玻璃。
21.如權(quán)利要求17所述的CRT，其中所述中性密度濾光器粒子的尺寸為0.05微米到2微米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型CRT(10)及制造該CRT的方法。CRT包括位于熒光沉積物與面板(12)的內(nèi)表面之間的內(nèi)部中性密度濾光器(90)。該濾光器增強(qiáng)CRT的對比度，同時不會損害CRT的中心與邊緣亮度比。濾光器包括非常精細(xì)的粒子，其中所述粒子是黑色、灰色或者黑色與灰色的混合。濾光器將面板的吸收率減小25％至75％。本發(fā)明特別適用于大致平坦的CRT。制造該新型CRT的方法包括制備可吸收光的含碳粒子的良好分散懸浮液的步驟，其中該含碳粒子在水介質(zhì)中為0.05至2微米，以及在施加至少一種熒光沉積物之前將懸浮液涂覆到面板內(nèi)表面上的步驟。所述懸浮液還可以包括適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)和無機(jī)粘合劑，以及分散和潤濕劑。
文檔編號H01J9/227GK1675733SQ03819648
公開日2005年9月28日 申請日期2003年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月19日
發(fā)明者H·M·帕特爾 申請人:湯姆森許可公司