彩色显象管以及包括这种彩色显象管的显象装置

摘要

一种包括选色组件的彩色显象管，该选色组件涂有吸气剂层，涂有吸气剂层的表面是粗糙的。在这种方式中热辐射增加了且选色组件的隆起减小了。

说明书

本发明是关于一种彩色显象管，它包括电子枪、吸气器、显象屏和选色组件，该选色组件安装在所说的显象屏前面并有一个背向显象屏的表面。

在开头段落所述类型的彩色显象管包括一个电子枪和一个选色组件。在使用中，由电子枪发射并撞击在选色组件上的电子加热所说的选色组件，选色组件的加热导致其变形，即所谓的“隆起”，它对图象质量有不利的影响。选色组件的背向显象屏的一面可进行处理，以便使选色组件就隆起而言具有有利的性质。该彩色显象管进一步包括吸气器，吸气剂在吸气工序中从吸气器中蒸发出来并沉积在彩色显象管的表面。这样形成的吸气剂层能改善彩色显象管中的真空度。已经发现，所说的吸气剂层影响隆起。吸气剂层引起的隆起增加可以通过采取限制吸气剂层沉积到选色组件的方法预防，例如，在远离选色组件的方向上蒸发吸气剂。虽然，这可对吸气器的位置和/或形状加以限制，并且彩色显象管的部分内表面不被吸气剂覆盖，但是，这对于管内的真空有不利影响。

本发明的目的是提供一种克服了上述缺点的开头段落所述类型的彩色显象管。

为此，按照本发明的彩色显象管的特征在于，所说的表面是粗糙的，并且有一吸气剂层涂敷在所说的表面上。

在这里粗糙的表面应理解为一个有粗糙度的表面，即在该表面上的“凸”与“凹”之间的差距约在0.2至20μm范围内。已经发现，涂敷在光滑表面上的吸气剂层具有低的红外辐射系数，因此选色组件仅有很少的热辐射，这就导致相对高的隆起，当吸气剂层涂敷在粗糙的表面上时，辐射系数较高。

用腐蚀或刻痕的方法可使所说的表面粗糙。

按照本发明的彩色显象管的一个实施例，其中所说的表面是由一个玻璃层形成的，其特征在于，所说的玻璃层包括其它材料的微粒，该玻璃层用简单的方法粗糙化。

应当说明，欧洲专利申请133411号公开了一种具有其上设有吸气剂层的玻璃层的彩色显象管，在所说的申请中，选色组件在背向显象屏的一面上设有铅-硼玻璃的玻璃层。该铅-硼玻璃层降低隆起，吸气剂层涂敷在玻璃层上，该吸气剂层可防止玻璃层电性能改变。在所说的申请中没有指出吸气剂层是否对隆起有影响。然而，玻璃层未经专门加工是平滑的。已经发现，在平滑的玻璃层上的吸气剂层具有低的红外辐射系数。

在玻璃层中的微粒可由熔点高于玻璃层熔点的材料组成，例如Bi₂O₃、Al₂O₃或WC，或者由熔点低于玻璃层熔点的微粒组成，例如金属微粒，诸如锡或铋的微粒。

所使用的材料最好能使玻璃层在约450℃温度下粘结到选色组件上。所说的温度约等于选色电极的退火温度。具有熔点低于玻璃层熔点的杂粒满足这个要求，如Al₂O₃微粒。

按照本发明的彩色显象管的一个实施例，其特征在于，该玻璃层由当被施用时能形成粗糙玻璃层的一种玻璃制成。

这种玻璃的一个实例所包含的几种材料的百分比范围为：52%的PhO、16%的B₂O₃，14%的SiO₂、7%的ZnO、4%的MnO、4%的Fe₂O₃和3%的Al₂O₃，这种玻璃在490℃温度下粘接在选色组件上，但是，它还保持晶粒状并形成粗糙玻璃层。

在本发明的彩色显象管的一个实施例中，吸气剂层涂敷在晶粒状层上，例如，涂敷在包括Al₂O₃晶粒或Bi₂O₃晶粒的层上。

吸气剂层最好是包括一种具有原子序数高于50的元素。在这种情况下，电子反射系数较高。

本发明还涉及包括本发明的彩色显象管的显象装置。

通过本发明的彩色显象管的几个实施例并参考有关的附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是包括本发明的彩色显象管的显象装置的局部透视正视图;

图2是彩色显象管的一个细节的剖视图，该图描绘出选色组件局部受热的效应;

图3是公知的选色组件的剖视图;

图4是适用于按照本发明的彩色显象管的选色组件的剖视图;

图5和6是适用于按照本发明的彩色显象管的选色组件的其它实施例的剖视图;

图7显示红外热辐射系数与各种选色电极的吸气剂层厚度之间的函数关系;

图8和9显示选色电极的晶粒状中间层分布的两种方式。

这些附图是示意性图，未按比例绘制。在各个实施例中相应的部分一般用相同的标号表示。

图1是包括按照本发明的彩色显象管的显象装置的剖视图。在一个由显象窗2、玻锥3和管颈4组成的玻壳中，一个一字形电子枪5安装在所说的管颈4中，该电子枪产生三个电子束6、7和8，它们的轴线位于该图的平面中。在未偏转的情况下，中央电子束7的轴线与管子的轴线相重合。具有大量三色荧光粉单元的显象屏10安置在显象窗的内部。所说的单元可以由，例如，线或点组成，在本例中，单元是由三色线组成，每组三色线包括一条具有发绿色光的荧光粉的线、一条具有发兰色光的荧光粉的线和一条具有发红色光的荧光粉的线。这些荧光粉线垂直于附图平面延伸。选色组件11安装在显象屏的前面，在选色组件11中形成有大量的用于通过电子束6、7和8的细长小孔12。这三个共面电子束由偏转线圈系统13所偏转。该彩色显象管还包括一个吸气器14，在使用中吸气剂从吸气器中蒸发出来。

图2是彩色显象管的一个细节的剖视图。作为一个隆起的实例，该图显示出选色组件11局部受热的效应，这个效应称为“局部隆起”。在“冷态”时电子束7入射到显象窗2内表面上的显象屏10的位置15上。选色组件11的局部受热导致其局部凸起，如图2中的凸起11a所示，这种局部受热可能发生在，例如，当所显示的图象呈现大的亮度即黑白图面的差别时。电子束7穿过的选色组件11上的孔偏移，使得电子束7入射到屏10的位置16上。所以，选色组件的局部受热导致电子束在屏上的击射点偏移，从此该效应被称为“局部隆起”。除“局部隆起”之外，例如，在彩色显象管中还发生“整体隆起”。即使整个选色组件11基本上被相同的电流强度照射，选色组件的中央部分和选色组件边缘之间仍会产生温度差别。一般来说，边缘的温度比中央低些，这就造成选色组件的整体隆起，并导致击射点偏移。

图3是一个选色电极的剖视图。在面向电子枪5的面17上，选色组件11具有一玻璃层18，在该玻璃层上涂敷一层吸气剂层19。在本例中吸气剂层是一层钡。

已经发现，吸气剂层19对彩色显象管的“局部隆起”有影响。

表1列出了26吋30A×型管在各种铅-硼玻璃层厚度时在显象屏的两点处的“局部隆起”（μm），其中一点在彩色显象管纵轴上离显象屏中心的距离等于沿纵轴测量的显象屏中心与边缘之间距离的一半（1/2OW），而另一点在纵轴上离显象屏中心的距离等于沿纵轴测量的显象屏中心与边缘之间距离的2/3（2/3OW）。该荫罩由铁制成。

表1：钡吸气剂层对局部隆起的影响

铅－－硼玻璃层厚度μm局部隆起μm有钡吸气剂层无钡吸气剂层1/2OW2/3OW1/2OW2/3OW0.91.11191151561477371106105

很明显，涂敷钡吸气剂层之前的局部隆起小于涂敷该层之后的。由电子产生的热量或者由辐射或者由选色组件的热传导所消散。在辐射的情况下，尤其是具有3μm至80μm之间波长的红外辐射是重要的。在这些实验中，该钡吸气剂层有很低的红外辐射系数（＜0.1），所以，仅有很少的热量能被辐射出去。

图4显示出适用于按照本发明的彩色显象管的一种选色组件，表面20是粗糙的。吸气剂层21涂敷在所说的表面20上。在这里粗糙被理解为该表面相对于辐射热波长是粗糙的。热量是通过具有3到80μm范围波长的红外辐射所辐射的。该表面20具有约0.2到20μm的粗糙度。吸气剂层最好具有小于2μm的厚度，较厚的吸气剂层会使所说的吸气剂层均匀，因而热辐射系数就减小。

如果选色组件包括一个玻璃层，所说的玻璃层最好含有杂粒，这些微粒造成玻璃层表面的粗糙。图5示出一个选色组件，它包括一个具有杂粒23的玻璃层22，在其上设有一个吸气剂层24。

表2列出几种选色电极涂敷钡吸气剂层之后测出的红外（＝热）辐射系数，这些选色电极由殷钢制成（殷钢是一种商标，它指一种具有很低热膨胀系数的Fe-Ni组合物），并包括一个混有杂粒的（铅-硼）玻璃层。已经发现，热辐射系数比在光滑的钡吸气剂层的情况下要高些。

表2：具有含硼玻璃层的选色电极的红外辐射系数

A.硼玻璃层混合有材料熔点高于硼玻璃熔点的微粒，杂粒与硼玻璃之比为：1∶1（重量）

材料热辐射系数铅一硼玻璃型号WCBi₂O₃Al₂O₃Al₂O₃0.800.800.820.94A106A106B179C295

B.硼玻璃层混合有材料熔点低于硼玻璃熔点的微粒，例如锡和铋的微粒（A型硼玻璃）

杂粒与硼玻璃之比热辐射系数0.5Sn:11.5Sn:10.5Bi:11.5Bi:10.800.880.750.85

最好在大约等于或低于显象屏和玻锥彼此间安全装配的温度下，使含硼的玻璃层与选色组件承受面之间获得合适的粘结。如果杂粒被玻璃浸润，则可获得合适的粘结，这大约在450℃温度下得到（该温度取决于显象管所用的玻璃型号）。在这种情况下，选色组件的单独高温处理可以省去。已经发现，含有Bi₂O₃微粒和WC微粒的层可在约600℃（在空气中）获得合适的粘结。从这方面看，含有Al₂O₃微粒的层是较好的，因为它在较低的温度下可获得合适的粘结。具有熔点低于这些实施例中硼玻璃熔点的材料的层在约450℃全部很合适地粘结到选色组件上。

另外，可提供这样的选色组件，它所具有的玻璃层是某种玻璃，这种玻璃在粘结温度下与选色组件粘结时呈晶粒形式。

这种玻璃的一个例子是包含约有52%的PbO、16%的B₂O₃、14%的SiO₂、7%的ZnO、4%的MnO、4%的Fe₂O₃和3%的Al₂O₃的玻璃，这种玻璃在490℃温度下与选色组件粘结时呈晶粒形式。在本发明的该实施例中，本发明的主要目标是达到的，即其上设有吸气剂层的表面是粗糙的，使得在表面上设置吸气剂层之后可获得较高的热辐射系数（＞0.5，且最好＞0.7）。

在一个实施例中，在其上设置吸气剂层的表面是一个晶粒状层。

图6示出一种包括带有涂敷在选色组件上的微粒的粗糙层25的选色电极，钡吸气剂层涂在上面。该钡层可存在于晶粒层之上和/或扩散到晶粒层中。正如图中所示，所说的钡吸气剂层不是个平面。表3是51FS（平面方角）彩色显象管的局部隆起结果比较。在表3中Bi₂O₃和Al₂O₃的量表示为克/选色组件。在Bi₂O₃的情况下，51FS屏的1克/选色组件相应为平均层厚约1.1μm。在Al₂O₃的情况下，51FS屏的1克/选色组件相应为平均层厚约2.6μm。因此，平均层厚度的范围约为0.2至1μm。在表3中2/3D点是表示局部隆起在对角线上离屏中心的距离等于显象屏中心与显象屏角之间距离的2/3。

在无粗糙层的殷钢选色组件情况下（见表3B），钡吸气层的涂敷使得局部隆起有改善，殷钢有低的热辐射系数（约0.25）和低的电子反射系数（约0.22）。光滑的钡吸气剂层有大约相等的高辐射系数和高电子反射系数，所以，局部隆起被减小了。

表3：几种选色组件的局部隆起

A：铁选色组件

在选色组件上的材料（克／选色组件）局部隆起有钡吸气剂层无钡吸气剂层2／3D2／30W1／20W2／3D2／30W1／20W无Al₂O₃(0.09)Bi₂O₃(0.20)9285831141051028983798480105998277

B：殷钢选色组件

在选色组件上的材料（克／选色组件）局部隆起有钡吸气剂层无钡吸气剂层2／3D2／30W1／20W2／3D2／30W1／20W无Al₂O₃(0.21)Al₂O₃(0.45)Al₂O₃(0.40)613841356443463944303423655851597661496052363339

图7示出红外热辐射系数ε与吸气剂层厚度δ之间的函数关系。曲线71表示具有薄（约0.1μm）氧化物层而无晶粒层的殷钢选色组件的ε。曲线72表示无晶粒层的铁选色组件的ε。这里有一个吸气剂层对热辐射系数的明显且强烈的负影响。曲线73表示曲线71的殷钢选色组件的ε，但现在设有0.6克的Bi₂O₃晶粒（它相当于约0.33毫克Bi₂O₃/Cm²）。曲线74表示曲线72的铁选色组件的ε，但现在设有0.6克的Bi₂O₃。曲线75和76分别表示设有1.0克Bi₂O₃的殷钢的和铁的选色组件的ε。最后，曲线77表示具有薄（约3μm）氧化物层和设有0.73克Bi₂O₃的殷钢选色组件的ε。在这个Bi₂O₃实例中，能明显地看到晶粒状中间层的正影响。曲线71、72、74、76和77的ε与层厚度是减小的函数的关系。明显且意外的是，对于未涂敷的表面具有低辐射系数的选色组件来说，当它用晶粒状层覆盖时，在这个实施例中是具有含Bi₂O₃的层的殷钢选色组件，ε与层厚度的函数关系在厚度约100nm处显示出一个极值。正如曲线73和75所示。本发明特别是对于这种类型的选色电极组件是重要的。

还已发现，晶粒尺寸的分布是重要的。包括具有平均晶粒尺寸约为0.25μm的晶粒状中间层的选色组件显示出比使用了具有平均晶粒尺寸为0.75μm的晶粒状中间层的选色组件少7%的局部隆起。一个最佳实施例的特征在于，该微粒具有小于0.5μm的平均晶粒尺寸。该平均晶粒尺寸是晶粒尺寸的某一数值，对于该值来说有50%的微粒较小而另外50%的微粒较大。最后，平均微粒尺寸最好大于0.05μm。如果微粒太小，很可能，具有低ε的反射吸气剂层在中间层上形成。

进一步发现，涂敷于选色电极上的晶粒状中间层的分布对隆起有影响。这样的层可用简单和快速的喷涂工艺制备。在喷涂工艺中含有晶粒状微粒的溶液喷涂在选色电极上。

图8和9示出在选色电极上分布晶粒层的两种方式。大约1克的Bi₂O₃喷涂在两个选色电极上。示于曲线上的数值表示以10^-4克/cm²计的Bi₂O₃的量。在图8中每单位面积的Bi₂O₃的量的变化沿纵轴是约50%而在点2/3O与2/3W之间是约25%。在图9中这个变化沿纵轴是小于25%，在这个实施例中是约20%，在点2/3O与2/3W之间小于12.5%，在这个实施例中是约10%。

已经发现，如图9所示的这种分布使得局部隆起相对于图8所示的分布减小约7%。在选色电极宽度方向上Bi₂O₃的喷涂量差别很小。因此，显象管的一个最佳实施例的特征在于，用某种方法提供的晶粒层，例如喷涂法，每单位面积量的变化沿纵轴小于25%，在点2/3O与2/3W之间最好小于12.5%。

在表4中，具有铁选色组件的26吋30AX管中的局部隆起与具有光滑铅-硼层选色组件的;无涂敷选色组件的;包括Bi₂O₃晶粒层选色组件的，Bi₂O₃微粒尽可能均匀分布在选色组件的整个表面上;和Bi₂O₃微粒经烧结而凝结在表面的选色组件的局部隆起进行比较。在每个选色组件上设有1克铅-硼玻璃和0.8克Bi₂O₃。从上面的表中可得出，隆起的减小取决于其上有粗糙钡吸气剂层的表面。

表4：钡吸气剂层对局部隆起的影响

A：铁选色组件

选色组件包括局部隆起μm有钡吸气剂层无钡吸气剂层1/2OW    2／3OW1／20W    2／3OW铅一硼玻璃无涂敷Bi₂O₃单原子层烧结的Bi₂O₃1171057671151135111101721038277104134113107

微粒也可由其它材料组成（如金属碳化物或金属氮化物）。Al₂O₃是一种合适的材料，因为它是廉价的并能制成许多尺寸的微粒。最好是用具有低原子序数的金属作为组分，因为除了高原子序数的金属比低原子序数的金属一般较稀少并因此而昂贵这个事实之外，重金属的使用可能对周围有不利影响。

显而易见，在本发明范围内，本领域的技术人员可能做出许多变化，彩色显象管的形状应认为是不受限制的，例如它可以是扁平的;电子枪的类型是不受限制的，例如它可以是所谓的三角形电子枪，或者显象管包括多于一个电子枪。在这里电子枪应理解为产生一个或多个电子束的系统。在上述的这些实施例中示出了钡吸气剂层，这应是不受限制的。吸气剂层可由不同的材料制成，例如钯或钛。