CN1307354A - 彩色显像管 - Google Patents

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Abstract

一种具有平的外表面和弯曲的内表面的视屏。视屏的外表面上形成有光吸收特性的涂层。涂层的最上面,粘接有光吸收特性和含粘接层的膜。视屏中心部分的涂层的光吸收大而视屏周边部分的光吸收小。视屏整个表面上的膜的光吸收特性基本均匀。由于这种结构,即具有平的外表面的彩色显像管,能实现最小的亮度差和优良的对比度。

Description

彩色显像管
本发明涉及一种彩色显像管，更特别地，涉及一种具有平的外表面、最小的亮度差和优良的对比度的彩色显像管。
为提高荧光屏的发光系数，防止因外部光反射等造成的强光，开发了一种具有平的视屏表面的彩色显像管。从保证有抗气压的机械强度并保持平的外表面的角度出发，必须使视屏周边部分的玻璃厚度比视屏中心部分的玻璃的厚度大。而且，在采用压力成型阴罩的情况下，所采用的曲率必须要保证阴罩的弯曲表面的机械强度。为此目的，必须确定视屏的内部曲率。在该方案中，视屏的四周部分要比其中心部分厚。然而，由于视屏玻璃吸收光，玻璃的厚度差表现出视屏四周部分与其中心部分之间的亮度差，因此，使所显示出的图像的图像质量变坏。
为克服这一缺点，下列的现有技术USP 5,660,876、日本特许公开公报平5-299034/1993和日本特许公开公报平5-182602/1993公开了一种用黑色染料构成的可见光吸收层的结构，视屏中心部分的黑色染料的密度大于视屏周边部分的黑色染料密度，从而使亮度均匀。在该方法中，用黑色染料层来吸收光以提高显示图像的对比度并校正亮度等级。这种方式是用单层膜来增加光吸收，然而这必然会增大膜的光吸收系数，因此，由荧光物质发出的光被吸收层反射(背面反射)，因而出现聚焦变坏和重影现象，使显示出的图像变差。
日本特许公开公报成平11-283531/1999公开了一种有不同密度的彩色膜粘附到视屏表面上的结构，以此来消除视屏玻璃的透光率差。问题是需要为各个彩色阴极射线管制备具有不同透光率级别的彩色膜。日本特许公开公报平11-307016/1999还公开了一种粘附在视屏表面上的能改变透光率的功能膜的结构，以消除视屏玻璃的透光率差。这也有问题，就是要对各个彩色阴极射线管制备具有不同的透光率级别的功能膜。
日本特许公开公报平6-139964/1994公开了一种具有抗反射、抗静电和提高对比度等多种功能的膜。为了提高对比度，该膜中形成中和滤光器或选色滤光器。但是，所公开的文献没能提出消除视屏的中心部分与周边部分之间的亮度差即亮度级别的对策。日本特许公开公报平11-143371/1999公开了一种其粘附层有吸光功能的膜。该已知的例子也没有提出关于亮度级别的对策。
本发明的彩色阴极射线管形成一种能校正视屏玻璃表面上的亮度级别的涂层。由于本发明的涂层的目的是为了校正亮度级别，使视屏周边部分的光吸收最小化。而且，在该涂层上粘附一层膜，使该膜覆盖涂层，使得该膜具有光吸收功能，由此提高显示图像的对比度。覆盖涂层的膜最好是能吸收视屏整个表面上的几乎是不变的光。在本发明中，把视屏外表面上形成的涂层的可见光的光吸收系数设置得小，能使涂层的背面反射最小。另一方面，由于设置膜，得到需要的光吸收量，因此，能够容易地获得需要的对比度。
图1是背面反射说明图；
图2是示出按本发明的彩色显像管的一个实例的剖视图；
图3是曲率的等效半径说明图；
图4是按本发明的彩色阴极射线管的视屏的详细剖视图；
图5是按本发明的彩色阴极射线管的视屏的透光率的说明图；
图6是说明防反射效果的光谱反射率说明图；
图7是光吸收材料的光谱透射率的说明图；
图8是一种荧光物质的发射光谱例子。
图1是背面反射说明图。视屏1的内表面上形成有荧光物质4，而在视屏1的外部形成有阻止反射并提高对比度的膜21、22。这里，数字22是指透光膜，数字21是指光吸收层。按能够将外部光101的反射102抑制到尽可能小的原则来确定膜21、22的材料和厚度。按能够获得需要的对比度的原则把光吸收膜21的光吸收设定为最大。在光吸收膜21的厚度不能做成很厚的情况下，必须增大光吸收膜21的光吸收系数。但在这种情况下，则要增大因光吸收层上的荧光物质4发出的光103的反射而产生光的背面反射104的反射量。这就使聚焦变差，并会出现重影现象。为消除该现象而提出了本发明。
图2是按本发明的彩色显像管的一个实例。尽管视屏1的外表面几乎是平的，视屏1的内表面具有一个半径为1672mm的曲率。对有平的外表面的视屏而言，为使阴罩易制造，就必须使视屏10的外表面的曲率的等效半径为视屏内表面的曲率的等效半径的10倍或更大，最好是前者是后者的20倍或更大。假如视屏外表面的曲率的等效半径设为不小于10000mm，则会有近似平面的感觉。这里，用以下的公式来表示曲率等效半径Rd的大小，其中，将荧屏的有效对角线尺寸的一半长度设为Dd，将中心部分与荧屏有效对角线端处的高度的差设为Zd，如图3所示，则，
Rd=(Dd2+Zd2)/(2Zd)
虽然图3示出确定的视屏外表面的曲率等效半径Rd的情况，也能以同样的方式确定视屏的内表面的曲率等效半径。
假如视屏外表面是完全平的，内表面的曲率的半径是1672mm，视屏中心部分的玻璃厚度是11mm，则在有效对角线周边(Dd=200mm)处的视屏玻璃厚度为26mm。为了提高对比度，有一种方法采用有大的光吸收系数的玻璃材料。然而，这种情况下，由于视屏的中心部分与周边部分之间的玻璃厚度差别很大，很难增加玻璃的光吸收系数。在本发明中，用透明或半透明材料作玻璃材料。表1示出厚度设定为10.16mm的各种玻璃材料的透光率。表1．玻璃材料的透光率
    玻璃材料     透光率(％)
    透明     86.0
    半透明     80.0
    浅色     57.0
    暗色     46.0
即使当采用具有高透光率的材料时，也很难完全消除中心部分与周边部分之间的亮度差。例如，在采用荧光屏的有效对角线尺寸为41cm的半透明玻璃的视屏时，中心部分的透光率为79％，而周边部分(Dd=200mm)的透光率是68％。这里，用以下方式得出玻璃的透光率。即，假定玻璃透光率为τ，玻璃厚度为t，玻璃的光吸收系数为k，玻璃的表面反射率为r，则玻璃透光率可用下式表示，
τ=(1-r)2exp(-kt)
这里，尽管玻璃的反射率根据涂覆在表面上的材料而改变，该情况下，玻璃反射率近似为0.045，这是表面由空气所构成的情况时的值。假设玻璃的光吸收系数k是0.0129，并将中心部分和周边部分的玻璃厚度代入公式中，则能得出上述的玻璃透光率。
为了消除中心部分与周边部分之间的亮度差，并防止对比度变差，根据本发明的彩色阴极射线管，提供了级别校正涂层2和膜3。在本发明中，限制由涂层2进行的光吸收的程度以校正亮度级别，并且用膜或给膜加粘附层来进行光吸收以增大对比度。这是用来降低上述的背面反射。因此，希望将视屏周边的涂层2的光吸收限制到尽可能小。在本发明中，膜3粘到涂层2上。此结构由图4示出。数字31是指其中散布有吸光颜料的粘接膜。数字32是指采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的膜衬底。膜衬底32上形成能够提高膜的硬度、耐气候性等的硬涂层33。硬涂层33上形成抗静电导电膜34和覆盖在导电膜34上的绝缘膜35。导电膜34是高折射层，而绝缘层35是低折射层，这些膜一起作为防止反射膜。在本发明中，采用ITO制成导电膜，用SiO2膜制成绝缘膜。由于其低光吸收系数，ITO几乎不在背面反射中带来问题。SiO2膜也有几乎不在背面反射上带来问题的优点。图2中，提供导电金属带5，用于使电荷移到视屏，因此，金属带5与接地的接紧带6电连接。金属带5、绝缘膜35和导电膜34构成一个电容器，以使电荷移动。图2中，漏斗8和玻颈9构成一个真空封壳，由电子枪10发射的中心电子束Bc和侧电子束Bs被偏转线圈11偏转并到达荧光屏4。
图5示出各层的透光率。数字41是指表示涂层2的透光率的曲线，从视屏中心部分至周边部分的透光率逐渐增大。数字42是指视屏的透光率，随着从视屏中心部分至周边部分的玻璃厚度增大，透光率相应地下降。数字43是指膜的粘附层的透光率，在荧屏的整个表面的透光率是基本上一致的。将这些透光率组合，用数字44指示所获得的整个视屏表面上基本均匀的透光率。按此实施例，会是这样的情况，即荧光屏的中心部分与周边部分之间的所谓荧光屏黑矩阵透光率被改变。这种情况下，对应于这一改变，涂层2的透光率的级别被改变。根据本实施例，虽然衬底32、硬涂层33、导电膜34和绝缘膜35等的光吸收率可以忽略不计，但为了提高对比度也可以使这些膜分担光吸收。然而，从防止反射的角度考虑分担光吸收作用，最好不包括构成最上层的绝缘膜35。本发明中，由于膜被设置为不具有将光吸收分级的作用，因此，本发明具有优良的大批量生产性能。
图6示出由导电膜34和绝缘膜35构成防止反射膜的情况下的反射特性和不采用这种防止反射膜的另一种情况下的反射特性。在采用防止反射膜时，光反射率不大于0.5％，因此，能得到充分的防止反射效果。
在本发明的结构中，漏电场AEF(Alternating Electric Field交流电场)在VLEF(Very Low Frequency Electric Field很低频电场)设为0.5V/m，在ELEF(Extremely Low Frequency E1ectric Field极低频电场)设定为1V/m。这符合TCO'99的规定。本发明的彩色阴极射线管有抗静电特性，它使彩色阴极射线管通电之后的1分钟之内使表面电位等于或小于1KV。例1
本例的情况是用喷涂法形成视屏涂层2。完成强化步骤和外部石墨涂敷步骤之后，将彩色阴极射线管的视屏表面进行抛光和擦净，使表面清洁。视屏表面在40℃温度加热后，用BINKS制造的161型喷枪喷涂具有表2所示组分的颜料悬浮液。表2．颜料悬浮液组分
    颜料悬浮液组分     比例(重量％)
    碳黑     0.3
    阴离子型表面活性剂     0.01
    纯水(离子交换水)     平衡量
本例中的喷涂条件规定为，气流速率是160升/分钟，液体流速是30毫升/分钟，涂敷时间约30秒。本例中，如图4所示，在视屏玻璃透光率很高的地方颜料悬浮液涂得厚，以减少喷涂膜的透光率，相反，在视屏玻璃透光率小的部分颜料悬浮液涂得薄。涂层2的平均膜厚等于或小于0.1μm。本实施例中，喷涂层2的透光率定为在中心部分为85％，在周边部分为100％。由于这种设置，使视屏1和喷涂层2的组合透光率在视屏的整个表面上可以定为67％-68％。通过调节喷枪的扫描速率或视屏与喷咀之间的距离能控制喷涂膜的厚度的差别。尽管采用碳黑作颜料，但表3中所示的具有同等特性的黑色颜料也能用。表3．黑色颜料
    黑色颜料名     制造商
钛黑13R(titan black 13R)     Mitsubishi Metals
钛黑13M(titan black 13M)     Mitsubishi Metals
石印精黑A(chromo fine black A)     Dainichiseika
然后，膜3粘到喷涂膜2上。在其整个表面上膜3的透光率几乎不变，其值约为68％。粘接层中还散布有用作光吸收的黑色颜料(碳黑)。由于粘接层的厚度等于或大于1μm，能减小吸收系数，因此，背面反射可以基本上忽略不计。结果，根据本实施例的彩色阴极射线管，视屏1、涂层2和膜3构成的组合体的总透光率为46％，因此，得到良好的对比度和亮度分布。
例2
涂层2的形成方法与例1相同。本例是在膜3的粘接层31中散布有光吸收物质。本例中，一种情况是只采用黑色颜料作为光吸收物质，另一种情况是采用三种颜色的混合颜料(黑+红+绿)作为光吸收物质。图7示出将透光率调到68％时的光谱透光率。在此，碳黑用作黑色颜料，而将碳黑、奎吖啶酮红和酞著绿按重量比为1∶1∶1的比例制成混合物散布在粘接层中。
图7中，数字61所指的曲线是只采用黑色颜料(碳黑)的情形，数字62所指的曲线是采用三种颜色的混合物颜料的情形。如图7所示，在只采用黑色颜料(碳黑)的情况下，可用对光的波长的起作用的中和方式使透光率下降，还能表现出天然的黑色。相反，采用三种颜色的混合颜料时，颜料会有取决于光的波长的波长选择吸收特性，因此，能够有效吸收落入偏离图8所示的荧光物质发出的光的最大的波长范围内的光，因此，阴极射线管的对比度会增大，而不会减小其亮度。因此，采用三种颜色的混合颜料时，作为亮度和对比度指标的BCP(亮度对比度性能)比只采用黑色颜料时的情况要增大10％。即，彩色显像管的亮度和对比度要增大10％。例3
本例示出用旋涂法形成视屏涂层2的情形。用例1的方法抛光并擦净彩色阴极射线管的表面，使表面清洁。然后使彩色阴极射线管通过加热炉，调节炉内温度，使中心部分的温度为35℃，周边部分的温度为45℃，将具有表4所示组分的50毫升颜料悬浮液注到视屏表面并以150rpm的旋转速率旋涂30秒。表4．用于旋涂的颜料悬浮液组分
    组分     比例(重量％)
    碳黑     0.3
    表面活性剂     0.02
    乙醇     50.0
    1.2-亚乙基二醇     0.2
    纯水(离子交换水)     平衡量
乙醇和纯水(离子交换水)的混合溶剂中，当乙醇为40-50％重量时，粘度表现出最大的温度依赖性。注到视屏表面上的上述悬浮液由于视屏的温度差而加大了粘度差。因此，在温度高的视屏周边处，涂液的粘度低，而在温度低的视屏中心部分，涂液的粘度高。结果，随着视屏转动视屏中心部分所保有的涂液量比视屏周边部分所保有的涂液量多。另一方面，由于1.2-亚乙基二醇混在涂敷液中，涂敷液的干燥速率能控制在一恒定值。因而，粘度差能直接反映出膜厚分布。本例中，视屏涂层2的透光率在中心部分定为85％，在视屏周边部分定为93％。视屏中心部分与周边部分的透光率之比是1∶0.9。结果，视屏玻璃与涂层组合体的透光率在周边部分为0.94，在中心部分为1。其它结构与例1相同。例4
制造方法与例1的相似。本例中，如图4所示，为了提高涂层2与视屏玻璃的粘接力，用SiO2作粘接剂。因而，包含硅酸乙酯的喷涂颜料悬浮液的组分如表5所示。表5．颜料悬浮液组分
    颜料悬浮液组分     比例(重量％)
    碳黑     0.3
    阴离子型表面活性剂     0.01
    硅酸乙酯     0.1
    盐酸(HCl)     0.001
    纯水(离子交换水)     平衡量
表5中，盐酸起催化剂作用，促进硅酸乙酯的水解。硅酸乙酯经水解和聚合反应形成二氧化硅(SiO2)。
例5
本例彩色阴极射线管的制造方法与例3的相似。本例中，如图4所示，为增大涂层2与视屏玻璃的粘接力，用SiO2作粘接剂。因而，涂敷和转动有表6所示组分的颜料悬浮液。表6．旋涂颜料悬浮液的组分
用于旋涂的颜料悬浮液的组分     比例(重量％)
    碳黑     0.3
    表面活性剂     0.02
    硅酸乙酯     0.1
    盐酸(HCl)     0.001
    乙醇     50.0
    1.2亚乙基二醇     0.2
    纯水(离子交换水)     平衡量
表6中，盐酸起催化剂作用，它促进硅酸乙酯的水解。硅酸乙酯经水解和聚合反应生成二氧化硅(SiO2)。

Claims (20)

1．一种彩色显像管，其特征在于，视屏玻璃包括形成图象的屏面部分和连接到漏斗部分的玻颈部分，使屏面部分的外表面曲率半径大于屏面部分的内表面曲率半径，以相对着的方式面向屏面内表面的阴罩有一个曲率，一个涂层形成在所述屏面部分的外表面上，一个能吸光并包含一个粘接层的膜粘接到所述涂层上面，并使所述屏面部分的中心部分与周边部分之间的透光率之差与只有视屏玻璃时的情况相比为小。
2．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述视屏中心部分的涂层的透光率小于所述视屏周边部分的涂层的透光率。
3．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，具有所述粘接层的膜的透光率在所述视屏的整个表面上是基本均匀的。
4．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述屏面部分的外表面的曲率的等效半径为所述屏面部分的内表面的曲率的等效半径的10倍或更大。
5．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述屏面部分的外表面的曲率的等效半径为所述屏面部分的内表面的曲率的等效半径的20倍或更大。
6．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述涂层用喷涂法形成。
7．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述涂层用旋涂法形成。
8．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，在包含所述粘接层的膜中，所述粘接层具有光吸收特性。
9．根据权利要求3所述的彩色显像管，其特征在于，在包含所述粘接层的膜中，所述粘接层具有光吸收。
10．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述涂层包含碳黑。
11．根据权利要求9所述的彩色显像管，其特征在于，碳黑散布在所述膜的粘接层中。
12．根据权利要求9所述的彩色显像管，其特征在于，多种颜料散布在所述膜的粘接层中。
13．根据权利要求12所述的彩色显像管，其特征在于，所述多种颜料吸收具有不是由荧光物质所发射的光的波长的波长的光的较大份量。
14．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述视屏玻璃由半透明材料制成。
15．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述视屏玻璃由透明材料制成。
16．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述膜包含一个导电层和一个覆盖所述导电层的绝缘层。
17．根据权利要求16所述的彩色显像管，其特征在于，所述导电层包含ITO。
18．根据权利要求16所述的彩色显像管，其特征在于，所述导电层包含SiO2。
19．根据权利要求16所述的彩色显像管，其特征在于，所述绝缘层是SiO2。
20．根据权利要求1所述的彩色显像管，其特征在于，所述涂层包含碳黑和SiO2。
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