TW588391B - Tension mask for a cathode-ray-tube - Google Patents

Description

588391 ⑴ 藏曰荈明： $明說1應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 本發明係與一彩色陰極射線管之張力罩有關’更明確言 之，係與一種具有一邊界屏板之張力罩有關。 發明之背景說明 傳統之陰罩式彩色陰極射線管，通常均包含一電子鎗， 用以形成並導引三條電子束投射到該陰極射線管之螢光 幕上。該勞幕係位於在該陰極射線管面板之内側表面上， 且係由含有許多三種不同彩色光放射性磷質化合物元件 之一個陣列構成。在此種陰極射線管製造過程中，須將— 陰影式遮罩（以下簡稱「陰罩」）設置於面對該螢光幕之位 置上，用以投印出前述螢幕陣列，並設定該陣列之邊界範 圍。在陰極射線管操作期間，該陰罩於螢幕顯像期間内， 以精密方式在電子鎗和螢幕之間往復運作以重現光源之 位置。該陰罩的功能相當於一個視差屏障，在螢幕上投射 出陰影邰份，但准許電子束之發射信號部份激勵該陰極射 線管螢幕上具有各相關彩色放射性部份之磷質元件。 在傳統式各種陰極射線管中’其陰罩是一種圓頂形薄金 屬片’由-屏罩框架支撐，彳自行保持其和陰極射管内侧 表面之間的相對位置關係。在陰極射線管中通常採用之另 一種屏罩就是各式張力罩。例如繫桿式張力罩及股線式張 力罩。股線式張力罩包含許多細而平行的股線伸展並銲接 至一固定式屏罩框架上。該等絞線之伸展佈設在垂直方向 提供預定的張力，以確保在各條平广 合十仃絞線之間形成之隙孔 之間隨時對準螢幕上之磷質元件。為 τ 為保持孩屏罩上的張力 588391 ⑺ 發擁說·明續買 ，必須將屏罩附加在一相當大的框架上。 在傳統式陰極射線管中，可看到有兩種方式將該等股線 附著在一框架上。其中一項方式包括圍繞於銲接在框架上 之屏罩中央各隙孔周圍設定一個邊界。此一固狀屏罩邊界 之功能相當於用以形成上述螢幕點陣黑色周圍之一圈光 學邊緣，據以設定該陰極射線管螢幕陣列之邊界範圍。該 固狀屏罩邊界之第二個用途係在上述活性掃描區邊緣提 供一電子屏蔽用以於進行垂直全面掃描操作期間減少不 需要的電子散射效應。將上述各平行股線附著在框架上之 第二種方式包括將每條屏罩股線的兩端固著於該屏罩框 架上之方法。根據實際應用經驗，發現有許多採用張力罩 之理由，包括可提供一種外表美觀，表面曲度極底甚或全 無曲度之陰極射線管。 另一實用優點乃是，可採用不同的材料製作該等張力罩 及其框架，以減低所需要的屏罩張力以及張力罩框架組合 件的重量。在一般商用張力罩式陰極射線管中，其屏罩之 固狀邊界係銲接在張力罩框架上。此種將張力罩之固狀邊 界銲接在一框架上的製法，會產生一不利的後果影響，亦 即，如果屏罩本體和其框架因材料之不同而各自具有不同 熱脹係數時，在製作陰極射線管過程中進行熱處理時，將 會在沿著該屏罩和框架二者間之銲接處附近發生該固狀 邊界變形的現象，因而導致該張力罩之活性部份永久變形 的缺點。由於此項變形缺點問題之存在，已使業界設法開 發如何將張力罩上所有平行股線或該張力罩上經過蝕刻 588391 ⑺ 發_鎳_•續買 處理的其他部份以個別處理方式附著在其框架上的方 法，而免除將一固狀張力罩邊界附著在框架上的問題。不 幸的是，此種以個別處理方式附著張力罩各股線的方法也 有問題，因為，在進行銲接處理過程中，由於銲接裝置之 推送動作，易使該等股線發生移位之現象。除有前述將個 別股線附著於張力罩框架上的處理方法問題外，缺少屏罩 固狀邊界的問題也不理想，因為，該等固狀邊界具有光學 邊緣之功能，可藉以形成並界定螢幕顯示陣列周圍之一圈 黑色邊框，並具有阻擋因電子束撞擊該張力罩框架邊緣所 引起之雜散電子的功能。因此，有必要設計一種發明，Γ'既 可執行個別附接張力罩每條股線至張力罩支架上之操作 且不發生變形的現象，又可提供一些具有前述形成顯示點 陣及掃描範圍光學邊緣以及阻擋雜散電子等功能之端接 用屏蔽裝置之優點。 發明之概述 厂 本發明係為一陰極射管提供一種張力罩。該張力罩包括 一框架，在其相對兩侧邊上各設有一懸臂，以及延伸在該 兩侧懸臂之間且彼此分離設置之若干平行股線。沿著該等 框架懸臂每一侧邊設置之各條股線上方裝有一邊界屏 蔽，可供嗣後執行銲接處理時利用。該邊界屏蔽是用以與 各種相對應之股線兩端構成夾握關係，俾可將各條股線按 發嚷魏_續頁 發明揭露之各項技術。 圖1所示係一陰極射線管之剖面圖，包括依據本發明原 理設置之一個張力罩組合件。 圖2所示係依據本發明製成之上述張力罩組合件之透視 圖。 圖3所示係將各條股線銲接在上述張力罩框架及邊界屏 蔽之間的某一部份之平面圖；及 圖4所示係上述張力罩框架組合件某一部份之截面圖， 說明上述邊界屏蔽，上述張力罩各條股線，以及該張力罩 框架上固定懸臂之間的關係位置。 發明之詳細說明 圖1所示係一傳統式陰極射線管1 0，含有一玻璃外罩 12，包括一矩形面板14及一管狀管頸16，由一長方形漏斗 部份1 8將二者相連。在該漏斗部份1 8内部表面上有一導電 性塗層，從一陽極連接鈕2 0向後延伸至一管頸1 6部份内壁 上，另亦向前延伸至面板14的内壁上。該面板14包括一觀 視用面板2 2以及利用一種半熔狀玻璃物質2 6與前述漏斗 狀部份1 8密接在一起之週邊凸緣或侧壁2 4。在該面板2 2 内侧表面上載有三色燐質發冷光之螢光幕28 (圖中未顯 示此一微小結構部份）。該螢光幕2 8是一種線式掃描螢 幕，包括由紅色，綠色及藍色磷光放射條紋R、G、及B， 分別依照三原色條紋或元素彩色組合或圖像元素排列成 圖形，每一三原色元素各包括每一三原色之一種磷光線圖 型。此等麟光線大約與該陰極射線管之一個短軸Y平行。 588391 (5) 發碼讖_續资 理想狀況是至少有一部份該等騎光條紋與一較細小的吸 光矩陣（圖中未顯示）重疊，如業界所悉。 有一張力罩框架組合件3 0係按傳統方法，以一種可拆除 方式安裝在一個與螢幕2 8之間有一預定間隔距離關係之 位置處。如圖2所示，該張力罩組合件3 0包括一張力罩3 2 ’ 固著在一框架34上。該張力罩32可能是一種含有以摩擦方 式連接之若干阻尼線之合股張力式，或合股張力集焦式遮 罩，或業界已知之其他類似結構。依據本發明原理，該張 力罩3 2含有一活性隙孔部份，内含多條平行且有間隔距離 分隔之股線44。在各條股線44之間留有若干延伸之隙孔 4 6，此等隙孔係與該張力罩3 2之短軸Y相互平行。在陰極 射線管操作期間，電子束可通過位於該活性區内之該等隙 孔4 6。每條股線4 4各有一橫向面（或寬度），可在設計時設 定各條股線間之等距間隔或級距，例如，每條股線之寬度 可設定為0.55雜（21.5密爾）。在設計期間也可同時設定各隙 孔4 6之間的等距間隔或級距。例如，每一隙孔的寬度可設 定為0.11糎（或5.5密爾），且使其大致上與陰極射線管之短 轴Y平行。 一電子鎗3 8 (圖1中以虛線標示之部份），設置於頸部1 6 之中央，用以產生三條同軸電子束（圖中未顯示），包括一 中央電子束以及兩條邊侧（或外圍）電子束，沿著所包圍的 路徑通過該張力罩3 2上的各槽溝到達該螢幕2 8上。 陰極射線管1 0原設計目的是與位於上述漏斗部份及管 頸部份接合處附近之一個外設磁性偏掃軛（如圖1中之軛 -10 -

588391 3 9)配合操作。陰極射線管啟動操作後，該偏掃軛39即可 使上述三條電子束置於其磁場範圍以内，並使各電子束在 螢幕28上一片矩形raster範圍内進行水平及垂直掃描。 圖2所示係用以支撐該張力罩3 2之框架3 4，包括四個側 邊：亦即，··兩個長側邊40，大致上與該陰極射線管之長軸 X平行，以及兩個短側邊4 2，係與該射線管之短軸γ平行。 每一長侧邊40各包括〆個固定在短側邊42遠端尾部上之 懸臂5 2。雖照本說明書中所舉之具體實例係採用圖示之框 架3 4，但讀者應瞭解，本發明也可採用許多其他種張力罩 框架。 如圖2及圖3所示，所有各條股線4 4都是延伸於上述活性 部份和上述兩片懸臂5 2之間，並利用各銲接點5 8將該等股 線44設置在上述邊界屏蔽5 6和兩侧懸臂5 2之間。有一串列 鲜接點5 8，可利用轉輪式電阻熔接處理或其他（例如雷射 '落接）熔接處理方法構成一銲接線6 2。邊界屏蔽5 6係沿著 上述框架懸臂5 2每一侧邊銲接在各股線的上方，且與各相 對應之條股線兩端之間建立握持關係，從而可按照預定的 間隔距離關係將各條股線4 4固定在兩邊的懸臂5 2上。 在本具體實例中，兩片懸臂5 2和兩片邊界屏蔽5 6係以一 種具有高熱膨脹係數（CTE)的材料製成（例如一種低碳合 金鋼，或其他可用之傳統式鋼材）。相對地，張力罩之各 條股線44則係以一種具有低熱膨脹係數的材料製成。任何 鐵鎳合金，例如INVAR® (商標註冊號碼：63,970)或任何其 他具有低熱膨脹係數之類似材料均可採用。如果將一低熱 -11 - 588391

膨脹係數並設有一固狀邊界之遮罩附著在一且有合為 ν、，阿熱膨 脹係數框架上時，對該陰極射線管進行熱處理期間内，由 於溫度可能高達攝氏4 5 0度，就會導致該遮罩在該固狀、 界範圍内發生毫無彈性的伸展現象，以致冷卻後合卢^邊 、 又曰在孩遮 罩發生起皺現象。如未設有一固狀邊界遮罩，二 上迷兩侧設 置之邊界屏蔽5 6就會比一低膨脹係數且含有 二 Μ狀邊界附 件之遮罩3 2吸收更多的咼膨脹框架3 4之膨脹力。而、 於該遮罩其一邊界永久變形所導致之各條股線44顯著=

動位置之後果。如果邊界屏蔽5 6之材料，其熱膨 ^^胀係數與 該框架材料的熱膨脹係數相同，即可避免在鼽# w 1 一 ~理過程中 發生起皺現象。因此’將個別遮罩股線44固定/姑加 仕框架3 4 之懸臂5 2上，該張力罩3 2的橫向膨脹係由該框架u p丄 木j 4输向膨

脹之控制。在其一具體實例中，其張力罩框架3 4以及邊界 屏蔽56係以低碳合金鋼（可視為高CTE材料，其熱膨服係 數（CTE)在120至160 X 10-7/C。範圍以内。在此種情況下，即 使該張力罩係以一種低CTE材料（例如：鐵鎳合金材料， 其CTE在9至30 X 10-7/C。範圍内）製成，也不會發生起敏現 象。 如圖3及4所示，該張力罩3 2含有以鐵鎳合金薄片經 、、江* 名虫 刻處理後所形成的若干股線4 4。此等股線係在懸臂5 9上、山 按照既定間隔距離，彼此平行分立方式排列。可 < 柯田將懸 臂52壓向張力罩32中心的方式威業界所知之任何其他方 法使該等股線44伸展，進而在該等臊線44上建立—預定強 度的張力。將一邊界屏蔽56裝設在該框架34每—端部並覆 -12 - 588391 ⑻ mm. 蓋在該等股線44上方，對準該懸臂5 2之外側邊緣。使邊緣 5 6與所有股線4 4接觸，並伸向張力罩3 2中心地帶，以使邊 界屏蔽5 6的邊緣5 4突出在該懸臂5 2的内側邊緣5 7上方。將 琢等邊界屏蔽5 6放置在各股線44上方之後，即可利用一銲 接裝置沿著邊界屏蔽5 6上端表面掃描，經由各銲點5 8將該 邊界屏蔽56及各條股線44銲接在懸臂52上，完成該張力罩 ^ 2 <製作程序。在銲接過程中，該邊界屏蔽5 6可保護各條 月又線44 ’以減低因銲接裝置之推移動作（例如，利用一種 滚輪式電阻銲接裝置或任何類似裝置時之推移動作）所引 起但屬不期望之股線位移效應。在本發明某一具體實例 中先將各该邊界屏蔽56和張力罩各條股線44形成一預設 、组口件’其中之各邊界屏蔽5 6係在進行銲接處理之前利用 種黏著劍與各條股線精密地附接起來，如此乃可進一步 $ <呆&條股線44保持它們精準調定的位置，並且各條股線 4 4 pF] 士、、 * θ 接動作之影響發生位移現象。壓克力，或環氧 ’ 或石夕砂結合料均為有效可用的黏著劑。 在陰極射線管最後組合過程中，完成面板1 4其張力罩3 2 白勺接合控1 ’ P可將該張力罩32安裝在由該面板14伸出之各 柱栓上（匿1 + _ θ甲禾顯示）。電子鎗38產生一電子束，該電子束 的偏轉中、、余 “焉際上係與其後相隨並用以在螢光幕28上產 峰 酉己著 . 條鱗光條紋位置之光源的傳送路徑相吻合。利 用業界已知# ^ 土 的矩陣和篩選處理，該等邊界屏蔽5 6可設定該 去巨陣彳乍業、 <周邊範圍，並設定那些磷光條紋之垂直方向上 之終端位址。 -13 -

588391 (9)

Kit電子束 邊界廣蔽5 6沿著框架3 4兩端延伸，也可在該法择 ，電子 掃描區域邊緣處提供一種電子隔離屏蔽，如此即巧在 'r yT" ^ 束垂直超越掃描情況下減少由懸臂52處逸出俜炎小 的電子散射現象。在一可取之具體實例中，該邊界房敵 的厚度應低於〇. 1吋，且自懸臂52處向外伸向該張力罩中 心方向的長度應至少長於〇· 1忖。 ^ 八，认W〜升厂月豆肖 W…

本發明〈評細說明，但熟諳本技術領域者在不偏離本發 ::::則下也可設計出含有本發明各項技術之許多 σ々/、體實施例。其 材科製作各條股緩44，允 例包括··（1)使用高c」 以及邊界屏二_ 、使用低CTE材料製作各懸臂52 各懸臂52,二6; (2)使用高CTE材料製作各條股線44 製从 及各邊界屏蔽56 ;以；5 mu丨 作各條股綠44,各縣臂 （3)利用低CTE材々 圖式代表符號說明 以及各邊界厚蔽％。 元件符號+ 10或編號中文

12 U 陰極射線管 玻璃外罩

1 6 1 8 2〇 22 面板 管狀管續 長方形漏斗部份 陽極接叙 觀視用面板 週邊凸緣或側壁 ' 14. 24 588391 (ίο) 26 半熔狀玻璃物質 28 三色磷光放射螢幕 30 張力罩框架組合件 32 張力罩 34 框架 36，46 隙空 3 8 電子鎗 40 長邊部份 42 短邊部份 44 各條股線 52 懸臂 56 邊界屏蔽 57 内侧邊緣 58 銲接點 _

-15 -

Claims (1)

1. 588391

   第091123690號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(93年3月） 拾、申請專利範圍 1. 一種可用於含有一顯示面板之設有可發光之陰極射線 管之張力罩，包括： 一有兩側相對侧邊之張力罩框架； 一附著於該框架每一相對側邊上之懸臂； 一附接在該兩個懸臂上一遮罩，該遮罩含有許多彼 此之間以既定之間隔距離分隔且彼此相互平行的股 線，相鄰股線之間留有長形隙孔，於陰極射線管操作 期間電子束可通過該等隙孔；及 一沿著每一懸臂設置在各該股線上方的邊界屏蔽。 2. 如申請專利範圍第1項之張力罩，其中該懸臂及該邊界 屏蔽係利用具有第一熱膨脹係數之材料製成，而其中 之各條股線則係利用具有第二熱膨脹係數之材料製 成。 3. 如申請專利範圍第1項之張力罩，其中之各懸臂，各邊 界屏蔽，以及各條股線係利用一種相同材料製成。 4. 如申請專利範圍第2項之張力罩，其中之第一熱膨脹係 數大於第二熱膨脹係數。 5. 如申請專利範圍第2項之張力罩，其中之第一熱膨脹係 數小於第二熱膨脹係數。 6. —種陰極射線管，在管内裝設有一遮罩框架組合件， 包括： 一大體上呈矩形之遮罩框架組合件，其上有兩個相 對而設之懸臂，

   588391 一張力罩，其上有一由許多條彼此分隔垂直設置之 股線，每條股線均橫跨在兩個相對而立之懸臂之間；及 在股線上方設有一邊界屏蔽，固定在兩側邊之懸臂 上，並使所有股線得藉以固接於該兩個懸臂上，該張 力罩之熱膨脹係數低於該張力罩框架，各該懸臂以及 兩個邊界屏蔽之熱膨脹係數。 7. 如申請專利範圍第6項之陰極射線管，其中該等兩個邊 界屏蔽係伸向該張力罩上之活性隙孔部份。 8. 如申請專利範圍第6項之陰極射線管，其中之張力罩係 以不變鋼（或稱：恒範鋼）材料製成，而其中該框架，懸 臂，以及該邊界屏蔽則使用一般鋼材製成。 9. 如申請專利範圍第6項之陰極射線管，其中該邊界屏蔽 是於接受銲接處理之前，先利用黏著劑以精確方式與 各條股線黏著在一起，俾可藉以防止各條股線於銲接 處理過程中發生任何位移現象。 10. 如申請專利範圍第9項之陰極射線管，其中所使用之黏 著劑為一種環氧基樹脂，壓克力樹脂，或任何矽砂結 合劑。