專利名稱：用于彩色顯像管的蔭罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的彩色顯像管的蔭罩。
在具有蔭罩(Schattenmaske)的彩色顯像管中，所述罩配置在直接臨近熒光屏的內(nèi)表面處。由于各發(fā)光區(qū)形成在熒光屏的內(nèi)表面上，要求蔭罩的幾何尺寸在彩色顯像管工作時(shí)與所述發(fā)光區(qū)的配置相一致。當(dāng)蔭罩中的孔的幾何尺寸與在運(yùn)行溫度下的熒光屏的內(nèi)表面上的發(fā)光區(qū)的分布相一致時(shí)，能夠達(dá)到電子射線在發(fā)光區(qū)上的最大撞擊精度。然而，由于僅一小部分的發(fā)射電子通過(guò)該罩和撞擊該發(fā)光區(qū)以及大部分電子直接撞擊該罩，因此使該罩被加熱高達(dá)80℃。從而導(dǎo)致該罩幾何尺寸變化，再導(dǎo)致該罩成拱形(成拱效應(yīng))。
蔭罩的孔的幾何尺寸不再與各發(fā)光區(qū)圖形相一致。這導(dǎo)致電子不準(zhǔn)確撞擊。使熒光屏的顏色再現(xiàn)質(zhì)量下降。
對(duì)于高對(duì)比度的圖像，該罩的不同區(qū)域?qū)⒈患訜岬讲煌某潭?，因此?dǎo)致該罩部分成拱形(局部拱形)，當(dāng)超過(guò)允許公差時(shí)還導(dǎo)致圖像失真。
已進(jìn)行各種嘗試來(lái)限制或防止蔭罩這種有害熱狀態(tài)。因此，已建立采取各種措施來(lái)限制該罩的過(guò)熱。
美國(guó)專利3887828號(hào)建議在金屬的蔭罩(Lochmaske)上配置多孔的二氧化錳層以及將金屬鋁的薄層配置在其頂面上。僅在該孔的邊緣金屬鋁層和蔭罩相接觸。其應(yīng)具有導(dǎo)電性和電子吸收性。涂在所述鋁層上的是另一石墨、氧化鎳或者鎳鐵層。
其中提出的氧化錳層的多孔性認(rèn)為主要來(lái)源于單個(gè)分布的顆粒，該層與薄鋁層形成一種夾層式結(jié)構(gòu)。由于所述該層的結(jié)構(gòu)，電子撞擊產(chǎn)生的熱量會(huì)遠(yuǎn)離金屬蔭罩，并且沿相反的方向發(fā)散。
這種解決方案具有各種缺點(diǎn)。已經(jīng)表明，保持產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)離多孔的罩并不能證明是可行的，這是由于大部分熱量并不是產(chǎn)生在鋁層和重疊的石墨層內(nèi)，而是在蔭罩內(nèi)。鋁層的電子反射性、電子吸收性和散熱性能都太低。配置在該蔭罩上的絕熱的夾層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相反的作用熱量可能難于發(fā)散。
DE 3125075 C2中介紹了一種直接涂在蔭罩上的電子反射層。該層包含重金屬，特別是其碳化物、硫化物或者氧化物。在電子束撞擊時(shí)達(dá)30％的電子可能被反射，這意味該蔭罩較少被加熱。然而大部分電子仍然到達(dá)蔭罩，導(dǎo)致其中不應(yīng)有的發(fā)熱，因此產(chǎn)生蔭罩總體和局部的成拱形現(xiàn)象。
美國(guó)專利4671776號(hào)建議利用硼酸鹽玻璃涂覆蔭罩。將玻璃粉末濺射到該罩上，并接著被熔化。玻璃層十分牢固地粘結(jié)到襯底上。在工作狀態(tài)下，其成拱形效應(yīng)由于某些絕熱作用但是大部分是由于在蔭罩中的金屬和涂層的不同的膨脹系數(shù)所引起的該罩內(nèi)的張力所消除。利用這種涂覆層，很難觀察到電子反射效應(yīng)，其電子束的撞擊能量的大部分依然傳輸?shù)皆撜?，?dǎo)致在形成不利的成拱形狀態(tài)。
此外，利用穩(wěn)定的玻璃層剛性固定該罩不能再滿足在多媒體時(shí)代對(duì)于彩色圖像質(zhì)量的更高要求。
明顯限制不希望發(fā)生的成拱形現(xiàn)象的另一種方法是利用高質(zhì)量的金屬合金例如因瓦合金用于蔭罩，因?yàn)檫@種合金具有特別適宜的熱膨脹系數(shù)。然而這種材料成本太貴。
然而，由于彩色顯像管的總成本中該蔭罩的成本份額已經(jīng)相對(duì)較高，使用特殊的金屬合金將導(dǎo)致進(jìn)一步增加成本。
本發(fā)明的目的是很大程度上避免由于電子射線的作用引起的蔭罩成拱現(xiàn)象，其中使用低成本的鋼作為罩的材料。
這一問(wèn)題的解決是遵照權(quán)利要求1中的特征部分而實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明，蔭罩的陰極一側(cè)表面形成有一個(gè)絕熱層，并在所述層上涂有電子反射、電子吸收以及熱輻射層。因此某些電子被反射，而其它電子在覆蓋層中被吸收并轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，其中由于配置根?jù)本發(fā)明的絕熱層所以熱量不直接作用于蔭罩上而是輻射到管的內(nèi)部。由此導(dǎo)致蔭罩局部成拱形的局部溫度差也被消除。這種局部溫度差特別對(duì)于高對(duì)比度的圖像會(huì)發(fā)生。
該絕熱層由置入在粘合劑中的耐熱多孔固體顆粒組成。根據(jù)本發(fā)明，多孔固體顆?？捎酶鞣N氧化物、硫化物、硅酸鹽和/或于鋁磷酸鹽材料或者材料的混合物。其中，硅酸、二氧化鋯和二氧化鈦都是適合于用作氧化物的多孔材料。特別是多孔硅酸鹽材料包含一大族的沸石。特別適宜的是各種分子篩例如各種天然分子篩菱形沸石、發(fā)光沸石、毛沸石、八面沸石、斜發(fā)沸石以及人工沸石A、X、Y、L、β，和/或ZSM型的沸石。有各種各樣的沸石結(jié)構(gòu)，以致這里不能述及所有類型。令人驚奇的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)即使以薄層涂在蔭罩上也能實(shí)現(xiàn)罩的有效的絕熱。同樣地，當(dāng)利用多孔的磷酸鹽的固體顆粒例如通常的鋁磷酸鹽、硅鋁磷酸鹽和金屬鋁磷酸鹽可以得到有益的效果，這些磷酸鹽可以通過(guò)合成制得，并且可以按照小、中、大孔類型進(jìn)行分類。
其他適合的多孔固體顆粒是被添入的粘土礦物、層狀磷酸鹽和硅膠以及各種各樣的已知的鋁硅酸鹽。
特別是與絕熱層組合的電子反射、電子吸收和熱輻射覆蓋層包含各種重金屬化合物，其中特別適宜采用的是氧化鉍和硫化鉍以及氧化鉛和硫化鉛，以及氧化鉭、氧化鈰和鈦酸鋇。
特別是各種結(jié)晶的和玻璃狀的硅酸鹽、磷酸鹽和硼酸鹽可作為用于覆蓋層和絕熱層的粘合劑，其中水玻璃和低熔點(diǎn)的玻璃例如焊接用玻璃以及金屬磷酸鹽已發(fā)現(xiàn)是有用的。上述的各種粘合劑的特點(diǎn)是不僅在該罩的表面上而且在各層之間都具有高的粘合特性。這就產(chǎn)生具有超常的機(jī)械穩(wěn)定性的涂覆層，進(jìn)而進(jìn)一步增加蔭罩尺寸的穩(wěn)定性。
根據(jù)公知的涂覆方法例如濺射到罩的表面可以實(shí)現(xiàn)層的涂覆，因此可以按照低成本實(shí)施。
在平均顆粒尺寸處在1到10微米之間時(shí)，絕熱層的層厚在10～50微米之間，而使用的重金屬硫?qū)倩锿ǔＦ浜穸扔?.5～4.5微米。在絕熱層之下，蔭罩可以具有公知的例如由Fe3O4構(gòu)成的黑化灰度。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，明顯的改進(jìn)鐵制罩的成拱狀態(tài)，因此使得能夠在很多情況下不再將貴重的因瓦合金用于該罩。
下面參照附圖和幾個(gè)實(shí)施例更詳細(xì)地介紹本發(fā)明。


圖1以斷面圖表示的彩色顯像管；圖2以俯視圖表示的蔭罩；圖3以斷面圖表示的蔭罩；圖4表示本發(fā)明的層結(jié)構(gòu)的斷面圖。
圖1表示一個(gè)彩色顯像管，其主要部分由帶有熒光屏2的管殼1和配置在管頸5的電子束系統(tǒng)7組成。熒光屏2在其內(nèi)側(cè)面3上具有成圖形的發(fā)光層，正如公知的，當(dāng)電子束撞擊時(shí)產(chǎn)生圖像。管殼1的圓錐部分4在熒光屏2和管頸之間形成漏斗形結(jié)合部。管頸5端接在插座6中。電子束系統(tǒng)7包含多個(gè)陰極和用于產(chǎn)生和控制電子束的其他電極。
利用在圖中未表示的罩的框架，將蔭罩8配置在熒光屏2的內(nèi)側(cè)面3上。
通過(guò)陽(yáng)極接觸件9提供25-30千伏高的工作電壓。
圖2是以俯視圖形式表示蔭罩8的一部分，其中蔭罩由22標(biāo)注。蔭罩22的厚度通常由0.130到0.280毫米，處在一個(gè)窄的公差范圍內(nèi)。利用化學(xué)方法蝕刻出所需的孔圖形。
利用深拉法形成由管的功能所需要的蔭罩8。
為了評(píng)定在工作過(guò)程中處在電子束轟擊之下的顯像管，對(duì)電子束的撞擊行為進(jìn)行研究。為此，利用蔭罩22的最大調(diào)制區(qū)域，該區(qū)域由四個(gè)測(cè)量點(diǎn)25、24、26、27為代表。由于在電子束轟擊之下該罩發(fā)熱所引起的電子束撞擊偏差是關(guān)于顯像管質(zhì)量的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，并且最終是為避免在顯像管中形成拱形所采用的各種措施成功與否的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
圖3和圖4中表示蔭罩22的結(jié)構(gòu)。形成有蝕刻的孔33的多孔的罩22具有Fe3O4-黑化灰度層36。在陰極側(cè)涂覆有絕熱層32。
絕熱層32覆蓋有由重金屬硫?qū)倩飿?gòu)成的覆蓋層34。由于蔭罩8的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，僅一部分電子通過(guò)蔭罩22并到達(dá)發(fā)光體層。電子束中的大部分38撞擊蔭罩22。由于在覆蓋層34中存在的重金屬原子，電子束中較少的部分40(大約30％)被反射，以及其他部分在覆蓋層中失去其能量，因此加熱覆蓋層。絕熱層32防止熱量傳輸?shù)戒撝剖a罩22。熱量向后側(cè)即沿電子束系統(tǒng)7的方向發(fā)散。
覆蓋層34的主要組成部分是粒度小于1微米的重金屬硫?qū)倩铩＠贸Ｒ?guī)的粘合劑使得硫?qū)倩锲奉w粒固著在其下層的絕熱層32上。
根據(jù)本發(fā)明，絕熱層32由多孔固體顆粒組成，在這種情況下，多孔的材料基本上由人工合成沸石M2/nO*Al2O3*xSiO2*yH2O組成，這種沸石是一種含堿金屬的鋁硅酸鹽(M=金屬離子)。例如結(jié)構(gòu)類型為A的沸石具有的模數(shù)值x=2以及含2份SiO2和1份Al2O3。在沸石4A中孔徑為0.4納米以及孔的體積約占23％。
使用Degussa公司銷售的商標(biāo)名稱為WESSALITH P的沸石取得了成功。沸石粉末的粒度在平均粒度D50為3.5微米時(shí)處在0.5～9微米之間。經(jīng)過(guò)研磨該粒度進(jìn)一步減小。
利用水玻璃膠將多孔固體顆粒固著在襯底上。通過(guò)利用水玻璃作為粘合劑可以實(shí)現(xiàn)絕熱層30和覆蓋層34的很好的粘合，并且通過(guò)利用添加劑例如表面活性劑和水，在涂覆之前可以調(diào)節(jié)懸浮液浸潤(rùn)性。
為了涂覆絕熱層32和涂覆覆蓋層34，已證明濺射方法是一種有用的方法。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行對(duì)顯像管使用壽命的測(cè)量表明和沒(méi)有A/D層的顯像管相比較的特性。將具有未涂覆的鐵質(zhì)罩的顯像管的純偏差和根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行涂覆的顯像管的純偏差進(jìn)行比較，結(jié)果表明對(duì)于經(jīng)涂覆的罩能夠明顯的降低純偏差。因此將未涂覆的罩的純偏差數(shù)值降低到50％。這還明顯優(yōu)於僅涂有B2O3(30％)的罩的純偏差。
在各測(cè)量中，在顯像管關(guān)鍵區(qū)利用270微安和24千伏下的電子束掃描10×10平方厘米的區(qū)域，熒光屏的其余部分不被電子束激發(fā)。
實(shí)施例1利用兩步連續(xù)的濺射操作在主要由鐵金屬構(gòu)成的和在兩面均具有Fe3O4黑化灰度層的蔭罩上的陰極側(cè)涂覆絕熱層和覆蓋層。
第一絕熱層直接位于在該罩之上，厚度為20微米，該層是通過(guò)濺射一種懸浮液形成的，被懸浮液是由20份沸石4A,Na12[(AlO2)12(SiO2)12]·12H2O(平均粒度為2微米)、5份硅酸鈉溶液(5.8M；Na/Si=0.61；0.1)、30份水以及0.001份表面活性劑組成。
絕熱層在熱空氣的氣流中干燥之后，通過(guò)在絕熱層上濺射一種懸浮液形成厚度為3微米的覆蓋層，該懸浮液由2份氧化鉍、Bi2O3(平均粒度0.9微米)、10份硅酸鈉溶液(5.8M；Na/Si=0.61∶1.0)、75份水以及0.001份表面活性劑組成。
在濺射涂敷該涂覆層之后，在300℃的溫度下烘烤該罩。
實(shí)施例2除通過(guò)濺射下列組成的懸浮液以形成絕熱層之外，與實(shí)施例1中相同，該懸浮液組成如下20份間隙孔的二氧化鋯，ZrO2(平均粒度為2.5微米)、4份四丙醇鋯Zr(OH2Cr)4、4份四乙氧硅烷(C2H5O)4Si(經(jīng)堿預(yù)水解)、20份丙醇C3H7OH、以及0.2份水。
實(shí)施例3除通過(guò)濺射下列組成的懸浮液形成絕熱層以外，與實(shí)施例1中相同，該懸浮液組成如下20份微孔的α磷酸二氫鋯、α-Zr(HPO4)2(利用氧化鋁Al2O3加強(qiáng)熱穩(wěn)定)、2份80％磷酸H3PO4，以及40份水。
參考標(biāo)號(hào)表1管殼 22蔭罩2熒光屏24測(cè)量點(diǎn)3內(nèi)側(cè)面25測(cè)量點(diǎn)4圓錐體26測(cè)量點(diǎn)5管頸 27測(cè)量點(diǎn)6插座 32絕熱層7電子束系統(tǒng)34覆蓋層8蔭罩 36Fe3O4黑化灰度層9陽(yáng)極接觸件38主要部分40較小部分
權(quán)利要求
1一種用于彩色顯像管的蔭罩，其主要由含鐵金屬的蔭罩組成，該罩以框架固定，并且配置在形成的熒光屏前，其特征在于，蔭罩的陰極側(cè)表面具有至少一層絕熱層和至少一層含重金屬的覆蓋層，該絕熱層配置在該蔭罩和覆蓋層之間，并且由熱穩(wěn)定的多孔固體顆粒組成，并且各層均含有粘合劑。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的蔭罩，其特征在于，多孔固體顆粒是氧化物和/或含硅酸鹽和/或磷酸鹽的固體顆粒以及固體顆粒的混合物。
3根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蔭罩，其特征在于，該氧化物固體顆粒是多孔金屬氧化物顆粒例如二氧化鈦、二氧化鋯、二氧化硅、二氧化錳、和氧化鋁，以及其他副族元素氧化物。
4根據(jù)權(quán)利要求1-3中之一所述的蔭罩，其特征在于，含硅酸鹽固體顆粒是沸石、柱狀的粘土和/或硅膠。
5根據(jù)權(quán)利要求1～4中之一所述的蔭罩，其特征在于，磷酸鹽固體顆粒是鋁磷酸鹽、硅鋁磷酸鹽和金屬鋁磷酸鹽以及金屬磷酸鹽例如磷酸鋯。
6根據(jù)權(quán)利要求1-5中之一所述的蔭罩，其特征在于，該覆蓋層由重金屬化合物和粘合劑組成。
7根據(jù)權(quán)利要求1-6中之一所述的蔭罩，其特征在于，該重金屬化合物是重金屬硫?qū)倩?、重金屬氮化物?或重金屬碳化物。
8根據(jù)權(quán)利要求1至7中之一所述的蔭罩，其特征在于，覆蓋層的重金屬硫?qū)倩锸茄趸锖?或硫化物。
9根據(jù)權(quán)利要求1至8中之一所述的蔭罩，其特征在于，在重金屬化合物是重金屬的黑色化合物或者重金屬混合物。
10根據(jù)權(quán)利要求1至9中之一所述的蔭罩，其特征在于，將黑色的和非黑色的重金屬化合物組合。
11根據(jù)權(quán)利要求1至10中之一所述的蔭罩，其特征在于，覆蓋層的表面被涂黑。
12根據(jù)權(quán)利要求1至11中之一所述的蔭罩，其特征在于，該重金屬化合物是鋇-、鉛-、鈦-、鉍-、鈰-、或鎢化合物。
13根據(jù)權(quán)利要求1至12中之一所述的蔭罩，其特征在于，該粘合劑是含硅酸鹽和/或磷酸鹽材料。
14根據(jù)權(quán)利要求1至13中之一所述的蔭罩，其特征在于，該粘合劑是結(jié)晶的和/或玻璃狀的金屬硅酸鹽、金屬磷酸鹽、金屬硼酸鹽和/或各種玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于彩色顯像管的蔭罩。本發(fā)明的目的是很大程度上避免由于電子射線的作用引起蔭罩的成拱現(xiàn)象,其中使用低成本的鋼作為罩的材料。本發(fā)明蔭罩的特征在于蔭罩的陰極側(cè)表面具有至少一層絕熱層和至少一層含重金屬的覆蓋層,熱絕緣層位于蔭罩和覆蓋層之間,并由熱穩(wěn)定的多孔固體顆粒組成,并且各層均有粘合劑。
文檔編號(hào)H01J29/07GK1232573SQ97198495
公開(kāi)日1999年10月20日 申請(qǐng)日期1997年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月5日
發(fā)明者G·海涅, B·肖內(nèi)爾特, P·紐曼, U·許爾克 申請(qǐng)人:三星電管株式會(huì)社