[发明专利]用于彩色显像管的荫罩

说明书

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的彩色显像管的荫罩。

在具有荫罩(Schattenmaske)的彩色显像管中，所述罩配置在直接临近荧光屏的内表面处。由于各发光区形成在荧光屏的内表面上，要求荫罩的几何尺寸在彩色显像管工作时与所述发光区的配置相一致。当荫罩中的孔的几何尺寸与在运行温度下的荧光屏的内表面上的发光区的分布相一致时，能够达到电子射线在发光区上的最大撞击精度。然而，由于仅一小部分的发射电子通过该罩和撞击该发光区以及大部分电子直接撞击该罩，因此使该罩被加热高达80℃。从而导致该罩几何尺寸变化，再导致该罩成拱形(成拱效应)。

荫罩的孔的几何尺寸不再与各发光区图形相一致。这导致电子不准确撞击。使荧光屏的颜色再现质量下降。

对于高对比度的图像，该罩的不同区域将被加热到不同的程度，因此导致该罩部分成拱形(局部拱形)，当超过允许公差时还导致图像失真。

已进行各种尝试来限制或防止荫罩这种有害热状态。因此，已建立采取各种措施来限制该罩的过热。

美国专利3887828号建议在金属的荫罩(Lochmaske)上配置多孔的二氧化锰层以及将金属铝的薄层配置在其顶面上。仅在该孔的边缘金属铝层和荫罩相接触。其应具有导电性和电子吸收性。涂在所述铝层上的是另一石墨、氧化镍或者镍铁层。

其中提出的氧化锰层的多孔性认为主要来源于单个分布的颗粒，该层与薄铝层形成一种夹层式结构。由于所述该层的结构，电子撞击产生的热量会远离金属荫罩，并且沿相反的方向发散。

这种解决方案具有各种缺点。已经表明，保持产生的热量远离多孔的罩并不能证明是可行的，这是由于大部分热量并不是产生在铝层和重叠的石墨层内，而是在荫罩内。铝层的电子反射性、电子吸收性和散热性能都太低。配置在该荫罩上的绝热的夹层结构产生相反的作用：热量可能难于发散。

DE 3125075 C₂中介绍了一种直接涂在荫罩上的电子反射层。该层包含重金属，特别是其碳化物、硫化物或者氧化物。在电子束撞击时达30％的电子可能被反射，这意味该荫罩较少被加热。然而大部分电子仍然到达荫罩，导致其中不应有的发热，因此产生荫罩总体和局部的成拱形现象。

美国专利4671776号建议利用硼酸盐玻璃涂覆荫罩。将玻璃粉末溅射到该罩上，并接着被熔化。玻璃层十分牢固地粘结到衬底上。在工作状态下，其成拱形效应由于某些绝热作用但是大部分是由于在荫罩中的金属和涂层的不同的膨胀系数所引起的该罩内的张力所消除。利用这种涂覆层，很难观察到电子反射效应，其电子束的撞击能量的大部分依然传输到该罩，导致在形成不利的成拱形状态。

此外，利用稳定的玻璃层刚性固定该罩不能再满足在多媒体时代对于彩色图像质量的更高要求。

明显限制不希望发生的成拱形现象的另一种方法是利用高质量的金属合金例如因瓦合金用于荫罩，因为这种合金具有特别适宜的热膨胀系数。然而这种材料成本太贵。

然而，由于彩色显像管的总成本中该荫罩的成本份额已经相对较高，使用特殊的金属合金将导致进一步增加成本。

本发明的目的是很大程度上避免由于电子射线的作用引起的荫罩成拱现象，其中使用低成本的钢作为罩的材料。

这一问题的解决是遵照权利要求1中的特征部分而实现的。

根据本发明，荫罩的阴极一侧表面形成有一个绝热层，并在所述层上涂有电子反射、电子吸收以及热辐射层。因此某些电子被反射，而其它电子在覆盖层中被吸收并转变为热，其中由于配置根据本发明的绝热层所以热量不直接作用于荫罩上而是辐射到管的内部。由此导致荫罩局部成拱形的局部温度差也被消除。这种局部温度差特别对于高对比度的图像会发生。

该绝热层由置入在粘合剂中的耐热多孔固体颗粒组成。根据本发明，多孔固体颗粒可用各种氧化物、硫化物、硅酸盐和/或于铝磷酸盐材料或者材料的混合物。其中，硅酸、二氧化锆和二氧化钛都是适合于用作氧化物的多孔材料。特别是多孔硅酸盐材料包含一大族的沸石。特别适宜的是各种分子筛例如各种天然分子筛：菱形沸石、发光沸石、毛沸石、八面沸石、斜发沸石以及人工沸石A、X、Y、L、β，和/或ZSM型的沸石。有各种各样的沸石结构，以致这里不能述及所有类型。令人惊奇的是，已经发现即使以薄层涂在荫罩上也能实现罩的有效的绝热。同样地，当利用多孔的磷酸盐的固体颗粒例如通常的铝磷酸盐、硅铝磷酸盐和金属铝磷酸盐可以得到有益的效果，这些磷酸盐可以通过合成制得，并且可以按照小、中、大孔类型进行分类。

其他适合的多孔固体颗粒是被添入的粘土矿物、层状磷酸盐和硅胶以及各种各样的已知的铝硅酸盐。