TW464900B - Tension mask and tension mask and frame assembly for color cathode ray tube - Google Patents
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Description
464900 案號 8910.S5R1 ±____3_ 曰 修正 五、發明說明(1) <發明之範圍> 本發明係關於彩色陰極射線管(CRTs ),尤其關於彩色 CRT的具有彩色選擇作用的拉伸光罩及一拉伸光罩與框架 組合。 <發明之背景> 在彩色CRT中,有三電子束從電子搶發射而經有彩色 選擇作用的遮蔽罩上小孔到達於磷屏幕上,以在盤板内表 面上形成的磷屏幕上激發紅綠藍三鱗線。傳統彩色crt的 盤面’用以形成上揭影像者’其既定内曲率的設計’乃考 慮了電子束的繞射軌線,電子束從電子槍發射後經繞射軌 繞射’遮蔽光罩的曲率亦設計成配合於盤面的曲率。· CRT在運作時,其曲率與面板内部表面曲率具有相等 等級的光罩經電子搶發射的電子束動能轉換成的熱能加熱 因而熱膨脹結果扭曲成為圓頂形狀,此被稱為、、圓頂現 象°圓頂現象使形成於光罩上的小孔移位因此電子束到 達的位置亦偏移。結果激發了不須要的磷線,因而顯像的 色彩純度劣化。 上揭光罩係由鋼箔製成具有的厚度。複 數的小孔以蝕刻法形成於鋼箔上,然後鋼箔模造成預定的 曲率。假如光罩的曲率小於預定的水準,光罩c 過”不免承受永久性的熱變形。因此由於】f構上裝的造缺 陷,光罩無法發揮其正常彩色選擇作用。 同時,具有上述形狀的光罩,在平坦CRT的製造上有 其限制,儘管平坦CRT的需求在增加中。
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五、發明說明 '為了迎合平坦CRT的需求,同時避免光罩的圓頂化, 案號 89103551 美國專利3, 6 38, 06 3號推荐了小孔格狀型光罩。如第工 示,光罩1 0包含有複數的條片工2,即格狀元件,以既 隔配置而以框架11在一方向的張力下支持。格狀結構的^ 罩10设計成CRT運作期間所發生熱應變可經光罩i框 合所施加的張力所抗衡,藉此避免光罩的圓頂化。然而, 光罩10連同條片12乃由〇· imin厚的鋼箔製成而且只以框 11在兩邊緣支持,而相鄰條片間並無任何互聯,因別 條片易於在小小衝擊下振動而造成影像的振鳴現象j 的張力係正比於單一條片的厚度。®此為了使 結構的強度忍受CRT運作時的熱膨脹,框架u的重量不 不加大。 . .于 插楚解決此一問題,美國專利第4,942, 332號揭示一 種第2圖所說明的光罩。如該圖所示’光罩2〇包含一 S = 間隔配置來界定狹縫21 ’及複數的紫條 ^連相鄰的條片。同時光罩的長邊固定於支持構件(未圖 mH20,互連相鄰條片的紫條23可減小起因於外力 衝擊而振動弓丨起的影像振鳴,但對泊松收縮的減小無幫 其當張力在光罩材料的彈性限度内施加於光罩垂直 光罩2G延伸於縱長方向,但收縮於橫方向。由於 棱方向的收縮,光罩20最外侧的狹缝乃 ⑽運作時熱膨脹頂高光物,光物的短側向^ 膨服在 介揭承同時界定狹縫的垂直對水平節距比(p y / p Η )要
第7頁 464900
大於1 6如此狹缝的橫向位移可在光罩可用圖像範圍之 本發明人等在研究狹縫在光罩邊緣的位移量對光罩垂 直與水平節距比CPV/PH)時實現了下揭數字分析。尤其光 罩的規格與試驗的條件乃光罩寬度(w)為298. 4mm,光罩高 度(H)為312mm,狹缝的水平節距(PH)為〇8mm,單一條片 (W1)的寬度為〇.6mm,光罩的厚度(t)為〇lmin。揚氏係數 (E)為2. 1 xl〇6kgf/mm2,熱膨脹係數(α )為13 χ1〇6 t / 泊 氏比為0‘27 ;所用材料為鋁鎮靜(AK)鋼β 具有如上揭規格的光罩,假定可用圖像範圍有387. 4 X 288mm ,而條片全數為484 〇當溫度昇高到10〇。〇時要維 持張力常數,施加於光罩條片的原始張力,即以^ = α △ Τ表示者,應等於〇.0013(:=13 χ1〇6/1〇〇),其中施加於單 —條^的張力,即以fstrip · e ·(單一條片面積)表示 者,等於6 38kgf。同樣,單一條片的橫向收縮量,即以 △评I 一 ^ e .WI表示者’等於0,211"ιη。於此,由於條 片總數為484,施加張力後,可用圖像領域(AW)的最大横 向收縮變成1 02 /z m。結果可用圖像領域的邊緣向外偏移52 /£ m。 第4圖中做比較說明美國專利第4, 942, 332號發明中狹 縫的榡向偏移量與本發明人等對.狹缝的垂直對水平節距比 (PV/PH)的數字分析。如第4圖所示,根據該揭示,狹縫的 橫向位移在PV/PH為5時為64 //m ; PV/PH為15時為8 /zm,及 PV/PH為3 〇..時為1 5 v m。又與該發明相同條件下所做數字分
案號 89103551__年月
B 修正 五、發明說明(4) 析表示橫向位移在PV/PH為5時為50 /zm及PV/PH為30時為 3 2. 2 /z in。 由上揭結果可知’隨著PV/PH的增加而位移減少的傾 向均出現於該發明的揭示於本數字分析的結杲,然而光罩 的可用圖像領域邊緣的泊松氏收縮對照數字分析而言在該 發明中似被誇大。 詳細的說,依據本發明人等的數字分析,在pv/pH = 3〇時’光罩最外侧的狹縫經張力的施加自原始位置收縮了 33. 7私m,而在CRT的運作期間光罩溫度增加至8〇t:時最外 侧狹缝從原始位置膨脹28· 1 。因此,由於泊松氏收縮 與熱膨脹引起的最外侧狹縫的橫向位移總量成為6丨,8 。 如上揭情形,正如該發明所指出,泊松氏收縮量可多 少被狹縫的PV/PH比的增加所減少。然而不像傳統技術所 做之預測,單靠增加p V / p Η比來減小光罩橫向收縮絕對量 似乎是不夠的。又,假如PV/PH比太高,則由於紮條間隔 太大,條片耦合太鬆而易受振動影響,結果增加對品 質劣化的憂慮。 <發明之總論> 本發明的一目的為提供—種彩色CRT之拉伸光罩以及 Ϊ : ί爻與框架組合,、给予光罩雙軸張力’ -在狹縫的縱 (軸方向),另一在互屬於相鄰條片間紮條的方向 轴方向)如此可以減小在光罩邊緣的狹縫位移量。 本發明的另一目的在提供一種彩gCRT之拉伸光罩以 及拉伸光罩與框架組合,其能減小在光罩縱長方向的泊松
第9頁 曰 修正 11 案號 89103^1__^ 五、發明說明(5) 氏收縮量至最小水準。 伸光Γίίϊ發明的第一目的,乃提供-彩色CRT的拉 伸忐罩,其具有一部份針墊形狀者, 一们拉 —系列的條片以既定間隔配置 小孔邛包3 …”条,其中鄰近二 既=相鄰條 曲率,及-無孔部其側部構件配置成;:二二=針墊 ,[側部構件亦有既定部份針墊曲率,其::: = 亦施加於拉伸光罩。 條片水千方向的張力 最好假定拉神光罩的最大曲率主A 為:,而拉伸光罩的寬度為W,則可滿足〇:。二光= ,則…水平節距比; 伸光罩與框架组合包括一拉伸光罩的拉 片以既定間隔配置以界定狹縫的孔部,二系列條. 紮條’及-無孔部具有側部構件配Ϊ成鄰條片的 於條另,其中鄰近於該孔部侧的條片及具^既=兩側平行 :用率的侧部構件,及-框架包含-針塾 置^在張力作用於條千I配 一來罔拉伸光罩的曲率,有一張力έ I 先罩,如此 的水平方向,及-對彈性構件固定於支持拉伸光罩 撐支持構件。符構件兩端用來支 上揭本發明的目的與優點可參考所附圖示參閱本發明 第10頁
案號 89103^1 五、發明說明(6) 較佳貫施例之描述即可獲得明暸。 <較佳具體貫施例之詳細描述> 參照第5圖,圖中描述拉伸光罩與框架組合中並 光罩被-框架所支持,丨照本發明,拉伸光罩框架組合勺 含一框架100與一拉伸光罩2 0 0 ^框架1〇〇具有— σ匕 件101與102互相平行保持既定間隔,及―對彈性構丨 =4 =於支持構件101與102。又,拉伸光罩2〇〇以框3 1 0 0支持其上緣與下緣。 ’' 框架100的支持構件101與102可以是平直的或以基於 CRT盤板内部表面曲率的既定曲率彎曲。彈性構件i 與、 104可在中央具有防震構件1〇5以便防止拉伸光罩的振·動, 防震構件1 〇 5接觸於拉伸光罩2 〇 〇的侧部。防震構件丨〇 5可 以由箔片型的金屬帶或耐熱合成樹脂或橡膠形成。任何材 料只要能夠減小拉伸光罩2 〇 〇的振動者均可用以製成防震 構件10 5。 以金屬箔片形成的拉伸光罩2〇〇包含一孔部21〇,及— 無孔部220環繞孔部21 0。孔部21 〇具有一系列的條片2〇 1以 既疋間隔配置來界定狭缝2 〇 2,及複數的紮條2 〇 3互聯相鄰 的條片以既定間隔分割細缝。又,無孔部2 2 〇具有頂部與 底部構件221以支持條片201,及寬度等於或大於單一條片 寬度的侧部構件2 2 2 ’互相間隔配置於孔部21 〇的侧部。 如第6圖所示’拉伸光罩具有部份針墊形狀。針墊形 狀的拉伸光罩20 0的侧部容許條片201至條片201的切線方 向(X軸方向)的張力而拉伸光罩2〇〇上面的侧部構
第11頁 464:9 C; 修正 月 案號 89103PjR1 五、發明說明(7) 件222乃被支持構件1〇ι與1〇2所支撐。拉伸光罩2〇〇的部份 針塾形狀乃因側部構件222與孔部210的側部條片201各具 有既定曲率所造成者。於此部份針墊形狀的拉伸光罩2〇〇 的曲率依序自側部構件222向孔部210的條片201遞減。最 好側部構件222有均勻的寬度。 孔部21 0的曲率度數,尤其侧邊的條片,部份針墊形 拉伸光罩200的曲率,可將拉伸光罩2〇〇的寬度及高度 (H),狹缝的垂直節距PV與單一條片的寬度π等加以考^ 來控制’而使拉伸光罩與框架1〇〇組合完成當時施加於^ 伸光罩200的X軸方向之張力可以變動β然而,假如曲率的 度數太小,狹缝20 2在拉伸光罩2 〇〇侧部的位移無法有-效減 小。是以最好曲率度數在適當的範圍^最妤拉伸光罩2〇q 的最大曲率(5)決定為0.00 027ff/2g 5 g〇.〇1H。式中界蛊 各代表光罩200的寬與高。 ^ η特別是,以AK鋼製成的拉伸光罩,γ軸方向(平行於條 片)的光罩拉力應變為光罩高度11的〇.1%或以上。假定拉伸 由金屬猪片形成而無狹縫’拉伸光罩在Χ袖的拉力 =變=於Υ軸拉力應變(〇. 與泊松氏常數ν( =〇· 27)的乘 以知ί即拉伸光罩在X軸的拉力應變為〇.〇〇27%或更大。是 拉力鹿ί罩曲率度數應有足狗高來抵消拉伸光罩在χ轴的 ^力應變。於此’由於側部構件係對 為互相對稱,拉伸光罜的曲盘、杜7扣早们τ穴條片 T榔耻1甲九罩的曲率(5)等於〇, 〇〇27W/2或更 大’其tw代表拉伸光罩的寬度β 第7圖表示當有-張力施加於側部構件與鄰近側部構
第12頁
464900 ^S_891〇3551 五、發明說明(8) 件的條片時,拉伸光罩側部扭曲的情形。 假如拉伸光罩的曲率度數太大,條片2 〇1與侧部構件 2 22可能扭曲。假定拉伸光罩高度為η而單一條片寬度為 W1 :則扭曲量可以W1 x( Mjj)來代表。經實驗結果,該實 驗係由本發明人等所主導,應用一 2 1吋CRT的拉伸光罩實 施者‘占/ F 一 〇. 〇 1時,條片最大扭曲為6卿。但是,對 通過條片201所界定之狹縫2〇2的電子束並無顯著的效果使 其到達於磷屏幕上。是以應知拉伸光罩的曲率度數(d ) 係小於或等於〇 . 〇 1 Η。 、又,狹缝的垂直對水平節距比(PV/PH)應認為是供應 I光罩垂直方向的張力。參照第8圖,在一用紮條2〇3 -以既 ^間FWJ互聯相鄰條片的光罩中,狹缝的垂直節距係以p y表 不而水平節距則以Ρ Η表示。假如張力在垂直方向以p yy p H 或較小之值施加於拉伸光罩時,應力係加於拉伸光罩 之角落上’而阻止張力作用於拉伸光罩的垂直方向。為了 光罩上有足夠的垂直張力’垂直對水平節距比py/pjj最好 等於或大於2。 最好互聯相鄰條片間的紮條2 〇 3配置成不在X軸方向形 成直線。此乃為了避免CRT在運作時在X轴方向熱膨服的累 積致果。更好的是,紮條20 3在狹縫面積寬μ —定垂直節 跟pv以内任意的交錯方式配置於相鄰的狹缝間。寬度2可 以是狹缝垂直節距PV的10〜40%。 茲在下文中描述本發明中如何施加張力於部份針塾型 拉伸光罩* .及CRT運作期.間本發明的效果。
第13頁 就因為邛伤針墊型拉伸光罩的頂部與底部構件Μ1係 Λ接於框架10〇的支持構件101與102,X與γ軸的張力乃施 力口於拉伸光罩20 0。γ軸張力造成泊松氏收縮於拉伸光罩 ,。又因有Υ軸張力施加於拉伸光罩200,側部構件222與 ,成於接近孔部210側邊的側部條片2〇1,即以既定曲率形 成者,變成平直而施加χ軸張力於拉伸光罩2〇〇上。於此’ t於側部構件222與孔部21〇的個別侧部條片2〇1係 ,互聯]轴張力作用於孔部21。的全面。如上揭 =條 由於紮條203係任意的在狹缝2〇2的垂直節距的〗〇〜4〇%範 圍配置,裊條20 3的反射影像並不致出現於CRT的屏幕上。 由於作用在繫固於框架100的支持構件1〇1與1〇2的拉 伸光罩200的雙軸張力,可以避免狹縫2〇2,尤其是接近拉 伸光罩200側部者的位置差誤,此差誤可能發生於光罩至 框架組合期間或CRT運作期間的熱膨脹。換言之,由於γ軸 張力引起的泊松氏收縮,及容許部份針塾型 足夠的強度抵禦CRT運作時的熱膨脹,由是接近於孔部 侧邊的狹缝的位置差誤可以抑制」 下揭實驗例的提供可使本發明更透徹與完整。 實驗例 兹觀察當承受Y軸張力的拉伸光罩與框架組合被電子 能加熱時,接近於孔部側邊的狹縫位置差誤對拉伸光罩曲 率度數的關係《於此,所有經使用的拉伸光罩的狹缝垂直 464900
_案號 89103551 车 五、發明說明(10) 對水平節距比(PV/PH)為常數pv/PH =15。其結果如第g 圖。 如第9圖所示,對於沒有曲率(占=〇)的拉伸光罩,狹 缝的位置在室溫下被移至向内(-)43. 1 相對於無張力下 的參考位置’但在光罩與框架組合期間所施加的γ軸張力 除外’當溫度昇高至4 0。(:時,狹缝的位置稍為向外移至相 對於參考位置3. 6 # in處。又,狹缝的位置由於拉伸光罩的 熱膨脹而在80 °C時向外移至50.4 /zm。甴是,γ軸張力引起 的收縮與加熱至80 t:引起的熱膨脹的狹縫全部的位置差誤 成為94 。這樣的狹缝位置差誤在CRT開始運作時造成電 子束的漂移,因此降低顯像的彩色純真度。 _ 對於曲率為1.5#m的拉伸光罩,狹缝位置相對於參考 ^置,=偏移68 //m,甚至在室溫下的γ轴張力時。又,當 血度升尚至8 G eC,狹縫位置從室溫時的位置只是偏移〇. 9 = πι。在此情形下,CRT運作期間由於熱膨脹引起的狹縫位 ^誤減少了,是以電子束的漂移亦減少而使CRT得以在 知期間内顯示穩定的影像。 本發明的拉伸光罩與框架組合中,由於有了抗震 可处^疋於框架的彈性構件的中心來支持拉伸光罩侧邊, :起因於外來撞擊引起的拉伸光罩個別條片的振動亦可 與框^ ί Ϊ情形,本發明的CRT之拉伸光罩以及拉伸光罩 ;則部片:ίϊίΓ:既定曲率予拉伸光罩侧邊與孔部的 " 觀1^•一 份針墊形狀。由是,在光罩至框 月 曰 修正 $ f ”間施加以Y軸張力,拉伸光罩的曲狀側邊之變成 Z 係藉經任意互聯相鄰條片的紮條施加x軸張力於拉伸 =的f個面積而成。結果,由於Y軸張力的泊松氏收縮 —乎元王抵消,致泊松氏收縮造成的狹缝位置差誤幾乎 :完全予以抵消,再由於泊松氏收縮造成的狹缝位置差 疾,CRT運作期間的熱膨脹得以抑制。 - j i ί發月的拉伸光罩係設計成部份針墊形狀,所以面 ΪΚίΠϊί:向可具有既定曲率。是以接近長邊的 ⑽的t以# 使盤板可對***有彈性,而 路0月ϊ ί:Ϊ園乃本發明的較佳實施㈣,並非用來限制本 徵争今=飾,柵盎1Ρ凡依本發明申請專利範圍所做之同等 變更或修#概為本發9月專利範圍所涵蓋。
/j 0 ^ ______.寒號89103551_年 — 月 日___修正 薗式簡單說明 第1圖為傳統彩色CRT拉伸光罩與框架组合之概; 第2圖為另一傳統光罩的平面圖; 第3圖為傳統黑白CRT之光罩與框架組合之部份截斷視 圖’’ 第4圖為依據傳統技術及本數字分析所做光罩 狹縫之位移對狹縫垂直對水平節距比(pv/pH)比 . 油線; 权说明之 拉/光畢與輕架組合之分解概觀圖,· ,6圖為第5_圖之拉伸光罩與框架組合之平面圖. ^ 7圖為表示拉伸光箪的側部條片與侧部構件承受 力時條片扭曲情形的部份截斷概觀圖; 霉件承又張 配置:8::放表大示平本面發:拉及伸光罩的狹縫垂直節距與紮條 第9圖為說明; ^ ^ 拉伸先罩攻大曲率與拉伸光罩側部的狹 缝位移之關係曲線圖β 100 :框架 200 :拉伸光罩 1 0 1 ’ 1 0 2 :支持構件 10 3’ 104 :彈性構件 1.0 5 :防震構件. 210 :孔部 220 :無孔部 201 :.條片 第17頁 4 6 4 9 0 案號 89103551 圖式簡單說明 202 狹缝 203 紮條 22 1 頂部與底部構件 222 侧部構件
Claims (1)
- 8910.^1 θ 修正 ύ6 Δ Q {, 六·、申請專利範圍 1. 一種彩色CRT的拉伸光罩,具有一部份針墊形狀, 包括有: 一孔部包含一系列條片以既定間隔配置來界定狹縫, ,互聯相鄰條片的紮條,其t接近該等孔部側邊的條片且 有一既定的部份針墊面率;及 /、 一無孔部具有側部構件在該孔部兩側平行於條片配 置’側部構件同樣有一既定部份針墊曲率, 其中當有一張力由該等條片與該等側部構件的垂 向施加於該拉伸弁置脖,t古一餘楚1 u 施加於該拉伸罩時亦#峨片水平方向的張力 伸来Hi?專利範圍第1項之拉伸光罩,其中假定該拉 光罩的官声曲率為6 ,該拉伸光罩的高度為㈣該拉伸 先罩的=為W時,滿足〇,〇〇〇27w/2u ^_〇iH的關係。 . 味專利範圍第1項之拉伸光罩,盆中該爐 件的垂直方向寬度為恒I 皁"f ^請顿 4‘如申請專利範圍第i項之拉伸光 其 狹縫的垂直節距為PV而該等狹缝的 、=疋即垂夺 對水平節距比PV/PH大於或等於2。^距為PH即垂直 由今圍第1項之拉伸光罩’其曲率係依序 由4 #側部構件向該孔部中心遞減。 ^ 6」如申請專利範圍第i項 的垂直節距為常數而哕笪咎〜/τ艽皁再肀該寺狹缝 圍内任音以^ / Α以冶條係在1 0〜4 Ο 90的垂直節距範 圍内任意以父錯形態配置於相鄰狹缝間。 7’ -種彩色CRT的拉伸光罩與框架紐合,包括:4 δ ^ν 案號8910HM 六、申請專利範圍 拉伸光罩包含有一孔部甘rb— ^ 隔配置來界定狹缝’與互聯扣鄰:^:m定間 其r的側部構件在該孔部兩二二i孔部 中鄰近該等孔部侧邊的條片 条月酉置,其 份針塾曲率,& 片及該等侧部構件具有-既定部 ,等二匚:^::對支持構件互相平行配置用來支持承a 平方向…對彈紮條作用於該拉伸光罩的水 樓該等支持構件。 &於該等支持構件的兩端來支 8.如申請專利範圍第7項之 等彈性構件所支持。,有曲羊的該拉伸先罩’且為該 範圍第7項之拉伸光罩與框架組合,其 Η及該拉伸光罩的寬产Aw #為5,該拉伸光罩的高度為 。·㈣之關係度為W,則滿足°._2助… 請專利範圍第7項之拉伸光軍與框架組合,其 PH又^ ί Ϊ縫的垂直節5巨為PV及該等狹缝的*平節距為· P j垂直對水平節距比PV/PH為大於或等於2。 “d如申請專利範園第7項之拉伸光罩與框架組合.,其 a伸光罩的曲率依序由該等侧部構件向該孔部中心 遞滅。 — 第20頁
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