本发明涉及一种具有荫罩板的彩色阴极射线管。

在彩色阴极射线管中，从电子枪发射出的电子束穿过荫罩板中形成的孔隙，然后轰击在荧光屏上，从而使荧光粉发光。
如图9所示，以在箭头9所示方向(垂直方向，即Y轴方向)上施加张力的方式将荫罩板95焊接在荫罩框96上。荫罩板95上设置有大量的孔隙90，电子束穿过这些孔隙并到达荧光屏。
在这种张力型荫罩板95中，形成在荫罩板95上的孔隙90以下述方式形成和排列。通常，大量基本上形状相同的孔隙90被排列成纵向方向对应Y轴方向的形式，如图10所示。并且建议，为避免损坏荫罩板和提高亮度，将在Y轴方向上具有不同长度的两种孔隙90a和90b组合排列，如图11所示(例如，参见JP63(1998)-43241A)。
由于图10和图11中在Y轴方向上相邻两孔90(或90a，90b)之间隔离的桥91阻挡了电子束，因此由于桥91而在荧光屏上形成了荫影。在阴影部分的荧光粉并不发光，从而阴影部分成为非发光区域。这种非发光区域的出现可减少显示图像的亮度。
从而，为了提高显示图像的亮度，优选增加桥91在Y轴方向上的间距，以便减少桥的数目。
当增加桥91在Y轴方向上的间距时，桥91的阴影在Y轴方向上的间隔也延长了。从而有可能识别出桥的阴影，而整个屏幕上的点状阴影在水平方向上看起来好像是连续的，并被识别为黑色的水平条纹。
另一方面，当电子束照亮荧光条时，已轰击了荫罩板的电子束中大约有20％穿过荫罩板的孔隙，从而剩余80％的电子束轰击荫罩板并使其热膨胀。在图9所示的张力型荫罩板95中，施加在Y轴方向上的张力可吸收Y轴方向上的热膨胀。然而，X轴方向上的热膨胀通过桥91传递，从而荫罩板的孔隙90的位置在X轴方向上移位，出现了所谓的半球现象。由于这种半球现象，穿过孔隙90的电子束无法照亮荧光屏上期望的荧光条，出现所谓的色彩偏移。
为了解决上述问题，只需减少热膨胀在X轴方向上的传递，并考虑这种减少可通过减少引起热膨胀传递的桥91的数目来实现。然而桥91的数目减少意味着桥91在Y轴方向上的间距增加，而这会产生上述的水平条纹图案。
因此，在常规的荫罩板中，很难实现既减少水平条纹图案又避免半球现象引起的色彩偏移。

本发明解决了上述常规问题，其目的是提供一种彩色阴极射线管，其中减少水平条纹图案和半球现象引起的色彩偏移，并提高显示图像的质量。
为实现上述目的，本发明的彩色阴极射线管包括一框架和在该框架上延展的荫罩板，其延展方式使得在垂直方向上对荫罩板施加张力。该荫罩板包括垂直方向上的多个孔隙列。所述孔隙列包括第一孔隙、第二孔隙、第三孔隙、和这些孔隙之间的桥。设定穿过每个桥垂直方向上中心的水平线为水平中心线，并且在垂直方向上分别夹住第一孔隙、第二孔隙、第三孔隙的每对桥的水平中心线之间的垂直间隔依次为PBa，PBb和PBc，并满足以下关系：PBb＝N1×PBa，且PBc＝N2×PBa，(N1，N2为自然数，1＜N1＜N2)，在水平方向上相邻的任意对孔隙列中包括的所有桥的水平中心线之间的垂直间隔基本上是恒定的。
本领域的技术人员在阅读和理解了以下参照附图的详细说明后，本发明的这些和其他方面将变得明显。
附图简述图1是表示本发明彩色阴极射线管的一个实施例的侧截面图。
图2是表示本发明彩色阴极射线管上安装的包含荫罩板和荫罩框的组件实施例的透视图。
图3是图2所示部分III的放大的正视图。
图4A和4B是常规荫罩板中产生水平条纹图案的机构的示意图。
图5是本发明彩色阴极射线管的荫罩槽抑制产生水平条纹图案的机构的示意图。
图6是常规张力型荫罩板中出现半球现象的机构的示意图。
图7是表示常规张力型荫罩板中在桥间的垂直间距和半球现象之间的关系的示意图。
图8是表示本发明的荫罩板能够抑制出现半球现象的机构的示意图。
图9是表示常规彩色阴极射线管上安装的包括荫罩板和荫罩框的组件实施例的透视图。
图10是表示常规彩色阴极射线管中荫罩板上形成的孔隙的局部放大正视图。
图11是表示另一常规彩色阴极射线管中荫罩板上形成的孔隙的局部放大正视图。

根据本发明的彩色阴极射线管，可以提供一种减少由于半球现象引起的水平条纹图案和色彩偏移，并提高显示图像的质量的彩色阴极射线管。
在本发明的彩色阴极射线管中，优选的是，夹住在孔隙列包含的孔隙中在垂直方向上具有最大垂直宽度的孔隙的各对桥的水平中心线之间的垂直间隔为3mm或更小。由此，可以进一步避免产生水平条纹图案。
另外，在本发明的彩色阴极射线管中，优选的是，设定第一孔隙，第二孔隙，第三孔隙的水平宽度分别为Wa，Wb，Wc，并满足关系：Wa＞Wb且Wa＞Wc。另外，优选的是，设定还满足关系：Wa＞Wb＞Wc。这样，首先，在通过曝光方法在荧光屏上形成荧光条的情况下，利用荫罩板作为曝光荫罩，可以很容易地形成具有均匀宽度的荧光条。第二，可以减少整个屏幕上的亮度差异，从而提高显示质量。
另外，在本发明的彩色阴极射线管中，优选的是，在水平方向上相邻的任意对孔隙列中分别包含的桥在水平方向上并非是并排对齐的。由此，可以进一步避免出现半球现象。
另外，本发明的彩色阴极射线管优选包括一个孔隙排列图案，其中包含水平方向上相邻的两个孔隙列的重复单元在水平方向上重复，由此，可以简化荫罩板的孔隙排列图案的设计。
以下，将参照附图说明本发明的彩色阴极射线管。
图1表示本发明的彩色阴极射线管的一个实施例。彩色阴极射线管1具有一个包含玻锥3和面板2的外壳，在面板2的内表面上形成有荧光屏2a。在玻锥3的颈部3a处设置有电子枪4。面对荧光屏2a的荫罩板5由荫罩框6来支撑，该荫罩框6通过弹簧(未示出)被附着在面板2内壁上设置的面板销(未示出)上。另外，在玻锥3的外侧，设置有偏转线圈8，用于偏转和扫描电子枪4发射的三个电子束7。为了便于以下说明，设定XYZ直角坐标轴，其中管轴为Z轴，穿过Z轴的水平轴为X轴，穿过Z轴的垂直轴为Y轴。
图2表示包含荫罩板5和荫罩框6的组件。荫罩框6被设计的形式使得固定作为长边的一对对置支架10和作为短边的一对对置弹性部件11，从而形成框架。将荫罩板5焊接在一对支架10上，以便在箭头9所指的方向(垂直方向，即Y轴方向)上施加有张力。在荫罩板5的水平方向(X轴方向)上，有大量的孔隙列15。每个孔隙列15都包括若干个垂直对齐的孔隙，用于使电子束通过其中。
图3是图2所示部分III的放大的正视图。每个孔隙列15都包括由蚀刻形成的基本为矩形(槽形)的第一孔隙14a，第二孔隙14b，第三孔隙14c，和这些孔隙之间的桥20。孔隙14a，14b，14c的垂直宽度满足以下关系：14a＜14b＜14c。
如图3所示，设定穿过每个桥20垂直方向上的中心的水平线为水平中心线21。并且，设定在垂直方向上分别夹住孔隙14a，14b，14c的每对桥20，20的水平中心线21，21之间的垂直间隔依次为PBa，PBb，PBc。根据本发明，当假定N1和N2为自然数(1＜N1＜N2)时，满足关系：PBb＝N1×PBa，且PBc＝N2×PBa。所有桥20的垂直宽度基本上恒定。
在本发明的彩色阴极射线管中，通过提供形成有上述孔隙的荫罩板，可以减少水平条纹图案和由于半球现象而引起的色彩偏移。下面将对此进行说明。
首先，将说明水平条纹图案的减少。
图4A是表示张力型荫罩板中的桥91的垂直间距很小的情况，其中形成有许多相同大小的孔隙90，如图10所示。图4B是表示桥91的垂直间距很大的情况。在图4A和图4B中，图纸面左侧的视图是放大的正视图，表示孔隙90和桥91的排列情况，图纸面右侧的视图是在对应各孔隙列而获得的沿荧光体的垂直方向上的亮度分布曲线中，通过将对应画面左侧所示的在水平方向上相邻的两列孔隙的两个亮度分布曲线相加，而获得的亮度分布图形，其中穿过沿垂直方向排列的孔隙90的电子束会导致该荧光体发光。将分别对应于两个相邻孔隙列的两种亮度分布曲线相加的原因是：分别对应于两个相邻孔隙列的荧光体发光部分在水平方向上彼此足够接近，从而很难以肉眼分辨出来。
在图4A和4B中，示出了垂直方向上的范围97中的高亮度级别BH，该范围97对应于两个相邻孔隙列中任一个孔隙列中设置孔隙90的范围。另一方面，示出了垂直方向上的范围98中的低亮度级别BL，该范围98对应于两个相邻孔隙列中任一个孔隙列中设置桥91的范围。在范围98中亮度级别很低的原因是，由于桥91的遮蔽使荧光粉并不发光。
表示低亮度级别BL的垂直间距PL在图4B中大于图4A。人眼能够识别亮度差异的分辨率是有限的。当低亮度级别BL的垂直间距P1小于如图4A所示时，就不能识别出显示低亮度级别BL的部分。然而，当低亮度级别BL的垂直间距PL大于如图4B所示时，就能够识别出显示低亮度级别B1的部分。当桥91的垂直间距按图4B所示方式增加时，由于垂直位置彼此匹配的桥91以水平方向上固定的间隔排列，因此显示低亮度级别BL的部分将被识别为黑色的水平条纹。在荫罩板和荧光屏之间的距离很小，因此垂直间距PL基本上与桥排列的基本间隔Pc相匹配(将在以后说明)。
下面，将描述根据本发明的孔隙的排列作用。附图5图纸面上的左侧视图示出孔隙14a、14b和14c以及桥20的排列情况的放大的正视图。图纸面的右侧视图示出在对应各孔隙列15而获得的沿荧光体的垂直方向上的亮度分布曲线中，通过将对应图纸面左侧所示的在水平方向上相邻的两列孔隙的两个亮度分布曲线相加，而获得的亮度分布图形，其中穿过沿垂直方向排列的孔隙14a、14b和14c的电子束会导致该荧光体发光。将分别对应两个相邻孔隙列的两个亮度分布曲线相加起来的理由是：分别对应两个相邻孔隙列的荧光体发光部分彼此在水平方向上足够靠近，使得肉眼很难将它们区分开来。
在本发明的荫罩板中，每一孔隙列15包括具有不同垂直宽度的三种孔隙14a、14b和14c。在垂直方向上分别夹住孔隙14a、14b和14c的多对桥20，20的水平中心线21，21之间的垂直间距PBa、PBb和PBc满足以下关系：PBb＝N1×PBa和PBc＝N2×PBa，假设N1和N2为自然数(1＜N1＜N2)。因此，如图5右侧中的亮度分布图所示，很容易减小表现显示低亮度级BL的部分的垂直间距PL。从而，可以抑制水平条纹图案的产生。
在本实施例中，已经描述了荫罩板，它具有不同垂直宽度的三种孔隙(第一孔隙14a、第二孔隙14b和第三孔隙14c)。但是，本发明并不局限于此。例如，该荫罩板可以具有除以上三种孔隙以外的其它类型孔隙(第四孔隙、第五孔隙，…)。即使在这种情况下，其它类型的孔隙也具有不同的垂直宽度，在垂直方向上夹住各孔隙的一对桥之间的垂直间距PBN被设定为自然数乘以垂直间距PBa，该垂直间距PBa是在垂直方向上夹住各第一孔隙的一对桥之间的间隔。对于孔隙的种类，需要至少三种；但是为了防止孔隙的排列过于复杂，太多种孔隙并不是优选的。
另外，如图5所示，在水平方向上相邻的任意一对孔隙列15中包括的所有桥20的水平中心线21，在垂直方向上的间隔基本不变(该间隔被称为“桥排列基本间隔PC”)。换句话说，在水平方向上相邻的任意一对孔隙列15中所包括的所有桥20基本上沿多个水平中心线21中的任何一个排列，这些水平中心线以等间隔(间隔PC)排列在荫罩板5上。由于图5右侧所示的桥20的排列，在整个荫罩板上所有低亮度级BL的垂直间距PL都基本不变。由于荫罩板和荧光屏之间的距离很小，因此垂直间距PL基本与间隔PC匹配，并且基本上与垂直间距PBa匹配，该垂直间距PBa为分别夹住具有最小垂直宽度的第一孔隙14a的桥对20，20的水平中心线21，21之间的垂直间隔。这样，就可以进一步抑制水平条纹图案的产生。为了实现这一目的，例如可以设定PBb＝2×PBa和PBc＝3×PBa。
孔隙列15可以具有除了上述三种孔隙14a、14b和14c以外的其他尺寸的孔隙。即使在这种情况下，在孔隙列15中所包括的孔隙中，分别夹住在垂直方向上具有最大垂直宽度的孔隙的桥对20，20的水平中心线21，21之间的垂直间隔优选为3mm或更小。特别是，孔隙列15仅包括上述三种类型的孔隙14a、14b和14c，对应第三孔隙14c的垂直间距PBc为3mm或更小。因此，可以抑制低亮度级BL的垂直间距PL的增加，从而进一步防止水平条纹图案的产生。
另外，假设第一孔隙14a、第二孔隙14b和第三孔隙14c在水平方向上的孔隙宽度分别为Wa、Wb和Wc，则它们优选满足下面的关系：Wa＞Wb且Wa＞Wc。因此，通过将具有较小垂直宽度的孔隙的水平宽度设定为较大，可以实现下面的效果。
第一个效果如下。作为在荧光屏2a上形成荧光条的方法，通常使用曝光方法，其中通过利用荫罩板作为障板，通过曝光形成荧光条。在该曝光方法中，当光的照明强度改变时，将要形成的荧光条的宽度也会改变。在所有孔隙的水平宽度都不变的情况下，穿过具有较小桥间隔的孔隙的光的照明强度变得小于穿过具有较大桥间隔的孔隙的光的照明强度。如上所述，随着孔隙的垂直宽度变小，通过将其水平宽度设定大，可以减小由于垂直宽度差异而导致的照明强度差异，从而可以形成具有均匀宽度的荧光条。
第二个效果如下。在所有孔隙的水平宽度不变的情况下，穿过具有较小桥间隔的孔隙的光的照明强度变得小于穿过具有较大桥间隔的孔隙的光的照明强度。因此，将导致荧光体的发光亮度的差异。特别是，将导致亮度级BH变化。如上所述，随着孔隙的垂直宽度变小，通过将其水平宽度设定大，可以减小由于垂直宽度差异而导致的发光亮度的差异，从而降低整个屏幕上的亮度差，从而提高显示质量。
下面将说明半球现象的减小。
图6示出在常规的张力型荫罩板中出现半球现象的机构，其中如图10所示，形成具有相同大小的许多孔隙90。如上所述，在张力型荫罩板中，利用所施加的张力可以基本上吸收在张力方向(垂直方向)上的热膨胀。因此，尤其是水平方向上的热膨胀就成了问题。该水平方向上的热膨胀通过桥传递。例如，假设水平方向上的位移Sa由于热膨胀被传递到桥91a。该位移Sa通过孔隙列93a和93b之间的区域94a、94b传递到桥91b、91c，因此在桥91b和91c中导致了水平方向上的位移Sb、Sc。因此，由于桥位置在水平方向上的位移，由各桥夹住的各孔隙也会在水平方向上位移。因此出现半球现象并导致色彩偏移。
从图6中可以理解，为了防止出现半球现象，首先在水平方向上彼此相邻的任意对孔隙列中分别包括的若干个桥优选在水平方向上并非并排对齐。另外，第二，在水平方向上彼此相邻的任意对孔隙列中分别包括的若干个桥优选在垂直方向上彼此分隔。下面将参照图7说明第二条件。
图7示出在常规张力型荫罩板的各孔隙列中、桥91的垂直孔隙PB与荫罩板在X轴上的水平端部在水平方向上的移动量之间的关系，其中在该常规张力型荫罩板中形成具有相同尺寸的大量孔隙90，而且该移动量是由于暴露在电子束的辐射下由荫罩板的热膨胀而引起的。从图7应当理解，当桥91的垂直间距PB增加时，由于荫罩板的热膨胀而导致端部的水平移动量(半球现象)会减小。这意味着如上所述，可以通过桥91传递荫罩板在水平方向上的热膨胀。为了抑制由于半球现象而导致的色彩偏移，应当理解，可以有效增加桥的垂直间距PB。换句话说，在图6中，假设穿过桥91a、91b和91c在垂直方向上的中心的水平线为水平中心线92a、92b和92c，则可以有效地扩大其垂直间隔(桥排列基本间距)PC(本发明例子中PC＝PB/2)。当桥的垂直间距PB和桥排列基本间隔PC扩大时，桥的排列密度降低，且荫罩板的开孔比率也增加了，这对于提高所显示图像的亮度也很有效。
但是，在图10所示的常规荫罩板中，当垂直间距PB和间隔PC增加时，会出现低亮度级BL的垂直间距PL也增加的问题，这样如参照图4A和4B的描述，可以识别出黑色水平条纹。
下面将参照图8说明本发明可以同时减小半球现象和水平条纹图案的机构。(A)到(C)示出在两个相邻的孔隙列中的多个孔隙的排列图案。(A)和(B)为对应本发明的示例性实施例，(C)对应于图10所示的常规荫罩板。在(B)中，在各孔隙列中，第一孔隙14a、第二孔隙14b和第三孔隙14c按照这一顺序重复排列。在(A)中，在各孔隙列中，第一孔隙14a、第二孔隙14b和第三孔隙14c按照随机顺序排列。为了便于比较，在(A)到(C)中，将对应于在两个相邻孔隙列中所包括的所有桥的水平中心线21之间的间隔PC设定为相同。因此，在(A)到(C)中，低亮度级BL的垂直间距PL都相同，且水平条纹图案看起来也基本相同。
(A)到(C)中的矩形区域24示出用于在一个孔隙列的多个桥和另一孔隙列的多个桥之间的水平位移传递的那些(偏移传递区域)，它们对应于参照图6所描述的区域94a、94b。如图8所示，通过水平中心线21将两个相邻孔隙列之间的部分分为13个区域。在(C)中，所有的13个区域都是偏移传递区域24(13/13×100＝100％)。相反，在(A)中，这13个区域中的8个区域1，3，4，6，8，9，11和13(8/13×100＝62％)为偏移传递区域24。另外，在(B)中，这13个区域中的9个区域1，3，4，5，7，9，10，11和13(9/13×100＝69％)都为偏移传递区域24。特别是，与(C)中相比，在(A)和(B)中，两个相邻孔隙列之间的部分对应的偏移传递区域24的面积比很小，因此可以减少半球现象的出现。
在如(C)中所示的常规孔隙排列的情况下，为了防止出现半球现象，需要延长桥排列基本间隔Pc。但是，当该间隔Pc被延长后，会产生水平条纹图案的问题。相反，根据如(A)和(B)中所示的本发明的孔隙排列，偏移传递区域24的面积比很小，因此即使当桥排列基本间隔Pc没有延长，也可防止出现半球现象。另外，由于不需要延长Pc，因此不会产生水平条纹图案。因此，根据本发明，可以同时抑制半球现象和水平条纹图案。因此，可以提供具有改善的显示图像质量的彩色阴极射线管。
例子下面将描述将本发明应用于屏幕对角尺寸为76cm的宽型彩色阴极射线管的例子。
产生分别具有孔隙排列的荫罩板，其中在水平方向上重复图8中(A)、(B)和(C)所示的两个孔隙列(假设按照该顺序为例子1，例子2和比较例1)。在例子1和2的荫罩板中，将分别在垂直方向上夹住孔隙14a、14b和14c的多个桥对20，20的水平中心线21，21之间的垂直间距PBa、PBb和PBc设定为0.71mm，1.42mm和2.13mm。将孔隙14a、14b和14c的水平宽度Wa，Wb和Wc设定为0.125mm，0.123mm和0.120mm。在比较例1的荫罩板中，将分别在垂直方向上夹住孔隙90的桥对91，91的水平中心线92，92之间的垂直间距PB设定为1.42mm，将孔隙90的水平宽度设定为0.120mm。在(A)到(C)中将孔隙列的水平间隔设定为0.49mm。在(A)到(C)中，将桥排列基本间隔Pc设定为相同(即，0.71mm)。
利用上述三种荫罩板制造出相似的彩色阴极射线管，它们之间只有荫罩板的孔隙排列不同。
在例子1，2和比较例1的彩色阴极射线管的任何一个中，不会看出由于桥的阴影而导致的黑色水平条纹图案。根据对涉及具有76cm对角屏幕尺寸的宽型彩色阴极射线管的本发明的研究，可以确认的是，只要参照图4A和4B所述的低亮度级别BL的垂直间距PL(≈Pc)为0.9mm或更小，就不会看出水平条纹图案。
另一方面，对于半球现象，在例子1和2中测量得到荫罩板X轴上的端部处的孔隙的水平移动量大约为50um，而比较例1中测量则为大约90um。
在比较例1中，为了将上述孔隙的水平移动量设定为与例子1和2的水平移动量相同(即大约50um)，需要分别将桥的垂直间距PB延长到3.00mm，将桥排列基本间隔PC延长为1.50mm。在这种情况下，可以确认间隔PC超过了0.9mm，该0.9mm为不产生水平条纹图案的上限。
因此，在例子1和2中，发现可以同时减小水平条纹图案和半球现象。
在不脱离本发明精神和实质特征的情况下，可以将本发明实现为其它形式。本申请中所述的实施例在各方面应被视为示例性的而不是限定性的。本发明的范围由附加权利要求限定而不由前述说明书限定，且所有落入权利要求含义和等效范围内的变化都应落入本发明的保护范围。