CN1131540C - 荫罩及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种包含铅和ZnO、B2O3、Bi2O3或其混合物的防***组分以及一种涂敷这种组分的荫罩以防止荫罩的机械膨胀，本发明的荫罩将***量降低约30-50%，并且具有制造成本低和加工容易之优点。

Description

荫罩及其制造方法
技术领域
本发明涉及荫罩防***组分，更具体地讲是涉及以下防***组分及其制造方法：1)一种包含诸如氧化铋之类的电子反射材料和沸石组成的混合物的防***组分，用于通过将这种组分涂敷在CRT(阴极射线管)的荫罩上限制温度升高；2)一种包含铅(Pb)和ZnO、B2O3及Bi2O3中的至少一种化合物的防***组分，用于通过将这种组分涂敷在CRT的荫罩上防止荫罩的机械膨胀和限制温度升高；3)一种包含诸如PZT(PbZrTiO3)、PT(PbTiO3)、PZ(PbZrO3)或PLZT[(PbLa)(ZrTi)O3]之类的铁电材料的防***组分，用于通过将这种组分涂敷在CRT的荫罩上使电子束的能量转变为非热能而限制温度升高。
背景技术
在传统的荫罩型CRT中，图形图像是由红、绿和蓝电子束再现的，这些电子束是从电子束产生装置发射的。电子束穿过荫罩上的孔，会聚成一点，并且撞击在面板内表面的荧光屏上形成的红、绿和蓝荧光物质。
彩色CRT中使用的荫罩具有从由电子枪发射的电子束中选择对应于特定颜色的电子束的作用。荫罩通常是采用AK(脱铝)钢制造的，它具有用光刻法形成的十几万个孔。
下面更详细地描述制造荫罩的总体工艺。
为了允许荫罩板具有平整和调节(setting)特性，AK钢要经受使之塑性变形的辊压整平处理。此后，采用光刻法实施在荫罩板中制造孔的工艺。光刻工艺包括顺序进行的以下步骤：涂敷感光胶、曝光、显影和蚀刻荫罩板。根据蚀刻工艺，荫罩板形成许多供电子束穿过的孔。具有孔的荫罩板在高温和氢气中进行热处理(退火工艺)，以给出一定的可塑性，而后进行成型处理，通过压制使荫罩板变为特定的形状。在成型处理之后，荫罩板要经受去油污(degreasing)处理，以去除荫罩板表面附着的杂质。然后，进行黑化处理，以改进荫罩的防***特性。
从电子枪发射的并且到达荫罩的电子束中，大约20％穿过荫罩并导致荧光屏发光。80％的其余电子束在荫罩中被吸收并导致荫罩热膨胀。在这种情况下，荫罩的温度升高至约80-90℃。如上所述，可以将荫罩的热膨胀称为***现象。***现象导致孔在荫罩中的移动，这就导致发光位置的变化，并进一步导致不同色彩的发光。因此，***现象降低了CRT的色纯度。根据防止发光***现象的要求，已经开发了多种防***方法。
日本专利公开昭59-15861、美国专利4665338和4528246公开了制造CRT的方法，这些CRT采用由殷钢制造的荫罩，以防止由于***现象导致的色纯度的降低。殷钢显示出良好的防***特性，因为其热膨胀系数只有AK钢的1/10，即11.7×10-6/K。因此，殷钢通常被用作15英寸以上的荫罩的材料。但是，殷钢存在成本高和加工困难的问题。
韩国专利申请86-1589公开了一种涂敷在电子枪的一侧的电子反射层，这种电子反射层是采用诸如铅(Pb)、铋(Bi)、和钨(W)之类的重金属通过水乳浊液方法形成的，用于减少由电子束产生的热量。但是，这种金属层不容易涂敷，并且防***系数仅仅约30％，而且所公开的方法存在需要调整才能适应实际的批量制造的问题。另外，钨层通常在300℃以上就氧化。因此，这种层存在着在烘烤和封口工艺中达到约450℃温度时严重氧化的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种荫罩防***组分及其制造方法，通过限制温度升高、防止荫罩机械膨胀或者使电子束的能量转变为非热能，该荫罩防***组分具有约30-50％的防***系数。另外，本发明的荫罩具有制造成本低和加工容易之优点。
本发明的其它目的、优点和新特征将在以下的说明中得以描述，并且可以由本领域的普通技术人员在研究以下的说明时得以理解或者可以通过实际应用本发明而得知。本发明的目的和优点可以借助于所附权利要求书中指出的手段和特定组合得以实现和获得。
在以下的详细说明中，仅仅是通过描述发明人理解的实施本发明的最佳方式，描绘了本发明的优选实施例。正如将能理解的，本发明能够在不脱离其主题的情况下在各种显见的方面作出更改。因此，本说明书应当被视为描述性的而不是限制性的。
为了完成本发明的任务，本发明提供一种荫罩，包括：
(a)一个钢板层，其具有多个供电子束穿过的孔；和
(b)一个涂层，其形成在钢板层上，
其中，所述涂层包括载体和混合成分，其中，
(c)该载体选自丁基卡必醇和环氧树脂构成的组，
(d)该混合成分包括沸石和玻璃料。
优选地，所述涂层的混合成分还包括选自氧化铋、铅和氧化钨的材料。
优选地，所述荫罩还包括一电子反射材料涂层，该电子反射材料层包括选自氧化铋、铅和氧化钨的材料。
本发明还提供一种荫罩，包括：
(a)一个钢板层，其具有多个供电子束穿过的孔；和
(b)一个涂层，其形成在钢板层上，
其中，所述涂层包括载体和混合成分，其中，
(c)该载体选自丁基卡必醇和环氧树脂构成的组，
(d)该混合成分包括铅和选自ZnO、B2O3和Bi2O3的材料。
本发明还提供一种荫罩，包括：
(a)一个钢板层，其具有多个供电子束穿过的孔；和
(b)一个涂层，其形成在钢板层上，
其中，所述涂层包括载体和混合成分，其中，
(c)该载体选自丁基卡必醇和环氧树脂构成的组，
(d)该混合成分包括玻璃料和选自PZT(PbZrTiO3)、PT(PbTiO3)、PZ(PbZrO3)和PLZT[(PbLa)(ZrTi)O3]的材料。
本发明还提供一种制造荫罩的方法，包括以下步骤：
(a)制备一个钢板层，该钢板层具有多个供电子束穿过的孔；和
(b)涂覆防***组分以在钢板层上形成一个涂层，
其中，所述涂层包括载体和混合成分，
该载体选自丁基卡必醇和环氧树脂构成的组，
该混合成分包括沸石和玻璃料。
优选地，所述涂层的混合成分还包括选自氧化铋、铅和氧化钨的材料。
优选地，上述方法还包括如下步骤：
(c)形成一个电子反射材料层，该电子反射材料层选自由氧化铋、铅和氧化钨构成的组。
本发明还提供一种制造荫罩的方法，包括以下步骤：
(a)制备一个钢板层，该钢板层具有多个供电子束穿过的孔；和
(b)涂覆防***组分以在钢板层上形成一个涂层，
其中，所述涂层包括载体和混合成分，
该载体选自丁基卡必醇和环氧树脂构成的组，
该混合成分包括铅和选自ZnO、B2O3和Bi2O3的材料。
本发明还提供一种制造荫罩的方法，包括以下步骤：
(a)制备一个钢板层，该钢板层具有多个供电子束穿过的孔；和
(b)涂覆防***组分以在钢板层上形成一个涂层，
其中，所述涂层包括载体和混合成分，
该载体选自丁基卡必醇和环氧树脂构成的组，
该混合成分包括玻璃料和选自PZT(PbZrTiO3)、PT(PbTiO3)、PZ(PbZrO3)和PLZT[(PbLa)(ZrTi)O3]的材料。
为实现上述目的，本发明提出了一种包括载体(vehicle)和沸石的荫罩防***组分，还提出了一种包括载体、电子反射材料和沸石的荫罩防***组分，所述电子反射材料选自由氧化铋、铅和氧化钨组成的材料组。本发明提出了一种荫罩，它包括：一个钢板层，它具有多个供电子束穿过的孔；和一个涂层，它采用所述的防***组分形成在钢板层上。优选方式是，所述沸石的量为该组分的总量的10-90重量％，涂层由丝网印刷方法制备并具有3-30μm的厚度。
本发明提出了一种荫罩，它包括：一个钢板层，它具有多个供电子束穿过的孔；第一涂层，它采用包含沸石的防***组分形成在钢板层上；和第二涂层，它采用包含电子反射材料的防***组分形成在第一涂层上，所述电子反射材料选自由氧化铋、铅和氧化钨组成的材料组。优选方式是，第一和第二涂层由丝网印刷方法制备并且具有3-30μm的厚度。
本发明提出了一种制造荫罩防***组分的方法，包括以下步骤：将载体和沸石混合，还提出了一种制造荫罩防***组分的方法，包括以下步骤：将载体、电子反射材料和沸石混合，所述电子反射材料选自由氧化铋、铅和氧化钨组成的材料组。在制造荫罩的方法中，包括制备具有多个供电子束穿过的孔的一个钢板层的步骤和在钢板层上涂敷一种防***组分以形成一个涂层的步骤，本发明的改进在于防***组分包含电子反射材料和/或沸石，所述电子反射材料选自由氧化铋、铅和氧化钨组成的材料组。在制造荫罩的方法中，包括制备具有多个供电子束穿过的孔的一个钢板层的步骤和在钢板层上涂敷一种防***组分以形成一个涂层的步骤，本发明的改进在于：在钢板层上形成由沸石制备的第一涂层；和在第一涂层上形成由电子反射材料制备的第二涂层，所述电子反射材料选自由氧化铋、铅和氧化钨组成的材料组。优选方式是，所述沸石的量为该组分的总量的10-90％重量，相应涂层由丝网印刷方法制备并且具有3-30μm的厚度。
本发明提出了一种荫罩防***组分，包括载体、铅和从由ZnO、B2O3和Bi2O3组成的材料组中选出的至少一种化合物。优选方式是，所述的从由ZnO、B2O3和Bi2O3组成的材料组中选出的化合物的量为该组分的总量的5-50％重量。本发明还提出了一种荫罩，它包括：一个钢板层，它具有多个供电子束穿过的孔；和一个采用上述的防***组分的涂层。优选方式是，涂层由丝网印刷方法制备并且具有3-30μm的厚度。
本发明提出了一种制造荫罩防***组分的方法，包括以下步骤：将载体、铅和从由ZnO、B2O3和Bi2O3组成的材料组中选出的至少一种化合物混合。优选方式是，所述的从由ZnO、B2O3和Bi2O3组成的材料组中选出的化合物的量为该组分的总量的5-50％重量。在制造荫罩的方法中，包括制备具有多个供电子束穿过的孔的一个钢板层的步骤和在钢板层上涂敷一种防***组分以形成一个涂层的步骤，本发明的改进在于防***组分包含从由ZnO、B2O3和Bi2O3组成的材料组中选出的至少一种化合物。优选方式是，涂层由丝网印刷方法制备并且具有3-30μm的厚度。
本发明提出了一种制造荫罩防***组分，包括载体和从由PZT(PbZrTiO3)、PT(PbTiO3)、PZ(PbZrO3)和PLZT[(PbLa)(ZrTi)O3]组成的材料组中选出的至少一种化合物。优选方式是，所述的从由PZT、PT、PZ和PLZT组成的材料组中选出的化合物的量为该组分的总量的30％重量或更多。本发明还提出了一种荫罩，它包括：一个钢板层，它具有多个供电子束穿过的孔；和一个上述的防***组分的涂层。优选方式是，涂层由丝网印刷方法制备并且具有3-30μm的厚度。
本发明提出了一种制造荫罩防***组分的方法，包括以下步骤：将载体和从由PZT、PT、PZ和PLZT组成的材料组中选出的至少一种化合物混合。优选方式是，所述的从由PZT、PT、PZ和PLZT组成的材料组中选出的化合物的量为该组分的总量的30％重量或更多。在制造荫罩的方法中，包括制备具有多个供电子束穿过的孔的一个钢板层的步骤和在钢板层上涂敷一种防***组分以形成一个涂层的步骤，本发明的改进在于防***组分包含从由PZT、PT、PZ和PLZT组成的材料组中选出的至少一种化合物。优选方式是，涂层由丝网印刷方法制备并且具有3-30μm的厚度。
采用电子反射材料和沸石来制备防***组分。
将诸如氧化铋、铅或者氧化钨之类的电子反射材料与沸石混合，制成一种混合物。将基于环氧树脂的载体(epoxy based vehicle)添加至此混合物中，制成一种膏状的荫罩防***组分。为防止在黑化(blacking)和烘烤工艺后颗粒***，在此组分中添加适量的低熔点玻璃料。具有化学式Na12[(AlO2)12(SiO2)12]·XH2O的沸石是一种应用广泛的粘土矿石。沸石具有微孔，因此它被用作吸收剂、酶载体、隔热材料等。在本发明中，沸石用作隔热材料，用于防止由电子碰撞产生的热量传递给荫罩。通过在电子束碰撞荫罩之前反射由电子枪发射的许多电子束、氧化铋具有限制温度升高的作用，因为它具有高的电子反射系数。采用丝网印刷方法，将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过调整黑化工艺，带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
采用铅、ZnO、B2O3和Bi2O3来制备防***组分。
将ZnO、B2O3和Bi2O3与铅混合，制成一种混合物。将基于环氧树脂的载体添加至此混合物中，制成一种膏状的荫罩防***组分。通过在电子束碰撞荫罩之前反射由电子枪发射的许多电子束，铅具有限制温度升高的作用，因为它具有高的电子反射系数。并且，ZnO、B2O3和Bi2O3具有控制荫罩热膨胀的作用，因为它们具有低的膨胀系数。采用丝网印刷方法，将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过调整黑化工艺，该带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。根据上述工艺，铅被熔化并包覆ZnO、B2O3和Bi2O3颗粒，因此防止了在后面的工艺中颗粒的***。
采用PZT、PT、PZ和PLZT来制备防***组分。
将基于环氧树脂的载体添加至PZT、PT、PZ、PLZT或其混合物中，制成一种膏状的荫罩防***组分。为防止在黑化和烘烤工艺后颗粒***，在此组分中添加适量的低熔点玻璃料。通过将电子束的能量转变为非热能，具有压电和热电效应的PZT、PT、PZ、PLZT或其混合物能够起到限制荫罩温度升高的作用。采用丝网印刷方法，将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过调整黑化工艺，带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。根据上述工艺，玻璃料被熔化并包覆PZT、PT、PZ、PLZT颗粒，因此防止了在后面的工艺中颗粒的***。
具体实施方式
下面描述优选实施例和参考例。这些例子仅仅是示例性的，本发明不局限于这些例子的范围。
实施例1
将16g丁基卡必醇(butyl carbitol)和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将20g沸石添加至40g氧化铋颗粒中，然后添加20g玻璃料，制成混合颗粒。将混合颗粒添加至载体中，制成本发明的荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按20μm厚的涂层将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
实施例2
将16g丁基卡必醇和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将10g沸石添加至50g铅颗粒中，然后添加20g玻璃料，制成混合颗粒。将混合颗粒添加至载体中，制成本发明的荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按20μm厚的涂层将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
实施例3
将16g丁基卡必醇和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将10g沸石添加至60g氧化钨颗粒中，然后添加10g玻璃料，制成混合颗粒。将混合颗粒添加至载体中，制成本发明的荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按15μm厚的涂层将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
实施例4
将16g丁基卡必醇和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将40g玻璃料添加至40g沸石中，制成混合颗粒。将16g玻璃料添加至64g氧化铋颗粒中，制成另一种混合颗粒。将两种混合颗粒分别添加至载体中，制成本发明的两种荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按10μm厚的第一涂层将具有沸石的涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。采用相同的方法，将具有氧化铋的涂敷组分涂敷于第一涂层上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有这两种防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
实施例5
将16g丁基卡必醇和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将40g玻璃料添加至40g沸石中，制成混合颗粒。将20g玻璃料添加至64g铅颗粒中，制成另一种混合颗粒。将两种混合颗粒分别添加至载体中，制成本发明的两种荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按10μm厚的涂层将具有沸石的涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。采用相同的方法，将具有铅的涂敷组分涂敷于第一涂层上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有这两种防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
实施例6
将16g丁基卡必醇和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将40g玻璃料添加至40g沸石中，制成混合颗粒。将30g玻璃料添加至50g氧化钨颗粒中，制成另一种混合颗粒。将两种混合颗粒分别添加至载体中，制成本发明的两种荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按10μm厚的第一涂层将具有沸石涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。采用相同的方法，将具有氧化钨的涂敷组分涂敷于第一涂层上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有两种防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
实施例7
将16g丁基卡必醇和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将40g玻璃料添加至40g沸石中，制成混合颗粒。将混合颗粒添加至载体中，制成本发明的荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按10μm厚的涂层将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
实施例8
将16g丁基卡必醇和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将40g ZnO添加至40g铅颗粒中，制成混合颗粒。将混合颗粒添加至载体中，制成本发明的荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按20μm厚的涂层将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
实施例9
将16g丁基卡必醇和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将20g ZnO添加至60g铅颗粒中，制成混合颗粒。将混合颗粒添加至载体中，制成本发明的荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按20μm厚的涂层将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
实施例10
将16g丁基卡必醇和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将16g玻璃料添加至64g PZT颗粒中，制成混合颗粒。将混合颗粒添加至载体中，制成本发明的荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按20μm厚的涂层将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
实施例11
将16g丁基卡必醇和4g环氧树脂混合，制成一种载体。将8g玻璃料添加至72g PZT颗粒中，制成混合颗粒。将混合颗粒分别添加至载体中，制成本发明的荫罩防***组分。采用丝网印刷方法，按25μm厚的涂层将上述涂敷组分涂敷于通过退火处理的荫罩上。通过以570℃的温度调整黑化工艺，带有防止发生***现象的涂层的荫罩能够具有更好的防***特性。
参考例1
除了不形成涂敷层外，以与实施例1相同的方法制造一个荫罩。
***量(doming ratio)一般是通过测量未加热束位置(beam position)与被加热并呈现***现象的束位置之间的最大距离确定的。在下面的表1中列出的是涂敷有实施例的组分和参考例的25英寸AK钢荫罩的***量。
                          表1
  最大***量(μm)    ***降低率(％)
  实施例1   40    33.3
  实施例2   42    30.0
  实施例3   35    41.7
  实施例4   35    41.7
  实施例5   38    36.7
  实施例6   30    50.0
  实施例7   40    33.3
  实施例8   35    41.7
  实施例9   40    33.3
  实施例10   38    36.7
  实施例11   36    40.0
  参考例1   60    -
作为按照实施例制备防***组分和涂敷这些组分的荫罩和按照参考例制备的荫罩的结果，实施例1-7的荫罩与参考例的荫罩相比，***量降低了约30-50％，因为实施例1-7的荫罩通过由电子反射材料产生的电子反射效应和由沸石产生的隔热效应限制了温度升高。另外，采用实施例1-7的工艺制造的荫罩具有制造成本低和加工容易之优点。在实施例中使用的是4A型沸石，但是，采用与4A型沸石具有相同的分子结构和不同的微孔尺寸的3A、5A和X型沸石，也能得到相同的结果。
通过限制温度升高，实施例8和9的荫罩与参考例的荫罩相比，***量降低了约30-40％或者更多。采用实施例8和9的工艺制造的荫罩也具有制造成本低和加工容易之优点。
通过限制温度升高，实施例10和11的荫罩与参考例的荫罩相比，***量降低了约30-40％。采用实施例10和11的工艺制造的荫罩也具有制造成本低和加工容易之优点。
在该说明书中，仅仅对本发明的优选实施例作了描述，但是，如上所述，应当理解的是，本发明能够应用于多种其它组合和环境中，并且能够在这里所阐述的本发明的概念范围内进行更改或变换。

Claims (2)

1.一种荫罩，包括：
(a)一个钢板层，其具有多个供电子束穿过的孔；和
(b)一个涂层，其形成在钢板层上，
其特征在于，所述涂层包括载体和混合成分，其中，
(c)该载体选自丁基卡必醇和环氧树脂构成的组，
(d)该混合成分包括铅和选自ZnO、B2O3和Bi2O3的材料。
2.一种制造荫罩的方法，包括以下步骤：
(a)制备一个钢板层，该钢板层具有多个供电子束穿过的孔；和
(b)涂覆防***组分以在钢板层上形成一个涂层，
其中，所述涂层包括载体和混合成分，
该载体选自丁基卡必醇和环氧树脂构成的组，
该混合成分包括铅和选自ZnO、B2O3和Bi2O3的材料。
CN97117502A 1996-10-31 1997-08-27 荫罩及其制造方法 Expired - Fee Related CN1131540C (zh)

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