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CN1196166C - 具有平坦面板面的彩色阴极射线管 - Google Patents

具有平坦面板面的彩色阴极射线管 Download PDF

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CN1196166C
CN1196166C CNB001263188A CN00126318A CN1196166C CN 1196166 C CN1196166 C CN 1196166C CN B001263188 A CNB001263188 A CN B001263188A CN 00126318 A CN00126318 A CN 00126318A CN 1196166 C CN1196166 C CN 1196166C
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Abstract

本发明的彩色阴极射线管包括被抽真空的外壳，该外壳由具有在其内表面上的荧光屏的面板，其中装有电子枪组件的颈部和用于将面板和颈部一体地连接在一起的被称做锥体的锥形部分构成，其中，当由面板形成的显示屏的主扫描方向被定义为X方向，而与主扫描方向成直角的方向作为Y方向时，面板外表面沿X方向的等效曲率半径RXO至少是内表面的等效曲率半径Rxi的2.6倍或更大，同时，在内面板表面上形成由作为其主要成分的颜料构成的内光吸收层。

Description

具有平坦面板面的彩色阴极射线管
技术领域
本发明涉及一种彩色阴极射线管，包括被抽真空的外壳，荧光屏和电子枪，该外壳包括面板部分，颈部和连接所述面板部分和所述颈部的锥体部分，该荧光屏形成在所述面板部分的内表面上，该电子枪装在所述颈部中。
背景技术
近年来，所谓平面型或平坦面板型彩色阴极射线管被广泛用于电视接收机和个人计算机监视器中。从可制造性和制造成本的角度考虑，这种平坦面板型的彩色阴极射线管通常被这样设计，即，通过增大其曲率半径(等效曲率半径)使显示面板的外表面形成为基本上平坦的面，同时在内面板表面上将荧光屏形成为具有相对较小的曲率半径(等效曲率半径)的弯曲的面，该曲率半径在不破坏显示图像的平面度的情况下尽可能小。由于这样的面板设计，这种面板周边部分的厚度大于其中心部分的厚度，这导致在厚的面板周边部分对外部入射光线的多重反射，造成显示图像质量的劣化。
参见图36，该图是用于说明当外部光线在平坦面板彩色阴极射线管的面板处被反射掉时产生的图像质量劣化的示意图。在图36中，参考标号“1”用来表示面板；1a代表面板的显示屏部分；1b表示裙部；1c是防眩目抗静电层；线段Z-Z示出了阴极射线管的管轴；Li是外部入射的光线；Lp是通过面板之后的光线；Lr是在内面板表面处反射的光线；4是荧光屏。如图36所示，外部入射光Li在外面板表面处被反射掉，而与此同时该入射光Li又表现出在内面板面处反射，由此作为反射光Lr从外面板面射出，其结果是可能使画面图像在面板屏幕上被可见地显示时的可见性降低。而且，厚的面板周边部分也会出现与内面反射相关的多重反射，导致多重反射图像分量叠加或重叠到显示图像上，从而进一步降低可见性。应该注意，尽管在忽略了在外面板面上的可能的反射影响的情况下结合图36进行了讨论，但即使当使用防眩目抗静电层1c时这种外面反射也很难被完全排除。
在日本专利申请特许公开昭(Hei)4-345737/1992中披露了在内面板面和荧光屏之间设置有光选择/吸收层的阴极射线管。如该日本文献所指教的，当在外面板面上形成导电材料和粘合剂的混合层，或形成折射率低于玻璃面板的单层反射层，或另一方面形成包括不同折射率的两层或四层多层抗反射膜，或再一方面形成具有混合到该多层抗反射膜中的由ATO或ITO或其他材料制成的导电颗粒的膜时，光选择/吸收层由包括有机或无机颜料或染料材料的两种以上材料的混合物构成，其中这些颜料/染料材料为粒度为1.0微米(μm)或更小，并具有两个或两个以上的最大光谱吸收峰的细小粉末粒子或颗粒的形式。
日本专利申请特许公开昭(Hei)5-182604/1993披露了另一种阴极射线管，其中为使其面板的光透射率均匀，将所选择的着色剂混入硅石粘合剂中，然后将其喷涂在外面板表面上，所得到的涂层密度是变化的，从而使在中心部分密度值高，在周边部分密度值低；然后，将没有着色剂加入其中的导电剂喷涂到其上，以形成凹-凸表面结构，随着被加入到所用涂覆液中的乙二醇量的改变，可调节该结构的光泽度(光泽值)。
美国专利No.4815821披露了一种阴极射线管，其中该阴极射线管包括一个玻璃面板，其内表面上具有折射率高于面板玻璃的第一透明层，黑底(BM)形成在该层上，并且覆盖该黑底的第二透明层具有低于第一透明层的折射率，并且其中第一透明层的折射率被设计成处于1.7到2.0范围内，同时使每个透明层被设定为可见光波长的四分之一。
对于平坦面板彩色阴极射线管，需要将内面板表面的曲率半径降低到这样的程度，即，当人眼看屏上(on-screen)显示图像时可避免平面度的不足，由此提供提高的可制造性，和提高的管壳(被抽真空的外壳)表面平面度。由于目前可获得的彩色阴极射线管一般被以上面讨论的方式设计成使面板的内表面和外面曲率半径显著不同，因而所得到的板厚度变成在周边比在其中心部分大，这又导致在面板周边的那些显示图像比在该面板的中心显示的图像暗的问题出现。
一种先前已知减小面板中心和周边之间亮度或照度强度差别的途径是使用由具有增大的光透射率的某种玻璃材料制造的面板。不幸的是这一途径遇到如下问题：光透射率越高，显示图像的对比度就越低；并且，为衰减在面板内、外表面处的多重反射光线而使玻璃材料本身进行吸收的可操作性同样降低，导致色纯度的降低。
而且，除提高显示图像的质量以外，使彩色阴极射线管符合满足人类工程学设计需要的严格要求也是必须做的事，其中所述的要求包括但不局限于防止外部电磁辐射以及预防外部伴随的光。
发明内容
本发明提供一种平坦面板彩色阴极射线管，该管的面板面平面度和图象对比度以及扩展的彩色再现范围极佳。为此目的，根据本发明的彩色阴极射线管被特别设置成在内面板表面上比光吸收矩阵(黑底)更接近面板的所选部位处采用其中含有无机颜料的内光吸收层，或者相反在光吸收矩阵上或上方(在电子枪组件一侧)提供含有这种无机颜料的内光吸收层，由此抑制内面板表面和外表面上不希望的多重反射的产生，从而校正或补偿可能由于面板中心部分和周边部分之间的板厚度差值的存在而产生的任何可能的光吸收量的差别。本发明的另一重要概念在于在外面板表面上形成基本上由其本身可提供光吸收性能的导电微小颗粒层构成的外光吸收层，以及覆盖该微小颗粒层的低折射率层，该低折射率层的折射率小于微小颗粒层。导电微小颗粒层是这样的，即，粘合剂渗透到在相邻微小颗粒之间确定的间隙中，其中前者的折射率低于后者。预期该外光吸收层同时也起到抗静电防眩目层的作用。
本发明的彩色阴极射线管的再一个原理是形成在内面板表面上的内光吸收层被特别设置成在面板中心该层的厚度较大，而在面板周边部分该层相对较薄。
本发明的彩色阴极射线管的面板是这样的，即沿X方向测量的等效曲率半径的值在沿Y方向的任何位置处保持相同，而同时又令沿X方向的等效曲率半径在沿X方向的任何位置处保持相同。此外，面板外表面或内面的等效曲率半径沿X方向和Y方向的值也可以基本相同。这种面板弯曲形状的使用可以抑制屏上显示图象的畸变，同时提高阴极射线管的防内爆性能。
本发明的彩色阴极射线管的面板被设计成使得沿X方向的外部等效曲率半径Rxo和内部等效曲率半径Rxi相对于外面板表面参考等效曲率半径Rvo和内面板面的参考等效曲率半径Rvi的关系被确定为满足：Rxo≥10Rvo和Rxi≤4Rvi—最好Rxo≥30Rvo并且Rxi≤3Rvi。
本发明的彩色阴极射线管是这样的，当令形成在面板中的显示屏上的主扫描方向是X方向，同时令与主扫描方向成直角的特定方向为Y方向时，沿X方向的面板外等效曲率半径Rxo为内等效曲率半径Rxi的至少2.6倍，最好是5倍或5倍以上，更好是10倍或更大，其中该管在内面板表面上具有内光吸收层。此外，所述内光吸收层包括作为其主要成分的颜料，其中在所述面板中心在内光吸收层的发光吸收性方面光吸收量被设计成落在10到60百分比(％)范围内，最好在14到45％范围内，更好是在20-30％范围内。在此请注意，这里所使用的术语“发光吸收性”(T)可以是由下面的公式(1)定义的特定值：
T＝(∫T(λ)V(λ)dλ)/(∫V(λ)dλ)         …(1)
其中T(λ)是从380到780纳米(nm)的所选波长(λ)范围内的吸收率，而V(λ)是在从380到780nm波长范围内的相对发光灵敏度。
此外，应理解这里所述的光吸收量含义是由“100-LT”所给出的值，其中LT是光透射率(％)。
对于本发明的彩色阴极射线管，所述透射率在面板中心可以大于或等于70％，最好为80％或更大。
本发明的彩色阴极射线管是这样的，即，至少沿其面板的X方向，外面板表面的等效曲率半径Rxo为内等效曲率半径Rxi的2.6倍或2.6倍以上，最好是5倍或5倍以上，更好是10倍或更大，其中该管具有覆盖内面板表面的内光吸收层，并且还具有在所述外面板面上的外光吸收层，该外光吸收层包括抗反射防眩目层和抗静电层，其中所述外光吸收层在面板中心的光吸收性较大，而在面板周边部分的光吸收性较小，其中，所述外光吸收层由包括至少一个电绝缘层和一个以上的导电层在内的多个层构成，并且其中导电层的表面电阻的值在面板中心比在其周边小。
附图说明
图1-2是各示出根据本发明一个优选实施例的彩色阴极射线管的面板部件的主要部分的横截面视图的图。图3是示出图2中所示面板的放大截面视图的图。图4示出根据本发明另一实施例的彩色阴极射线管的面板主要部分的剖面视图。图5画出了图4的面板的放大的剖面视图。图6是实施本发明的彩色阴极射线管的面板的主要部分的剖面视图。图7是用于说明本发明实施例的内光吸收层结构的面板图示。图8是用于解释本发明彩色阴极射线管的外光吸收层的图示的面板剖面视图。图9(a)是示出外光吸收层的膜厚度分布的图。图9(b)是沿图9(a)的X-X方向的外光吸收层的膜厚度(D)的分布图形的说明图。图9(c)是沿图9(a)的X-X方向的外光吸收层的表面电阻率(R)的分布的说明图。图10是用于说明形成在实施本发明的彩色阴极射线管的内面板表面上的黑底的图示的剖面图。图11是用于说明形成在实施本发明的彩色阴极射线管的内面板表面上的黑底的另一实例的剖面图。图12是用于说明有关面板的外表面和内面的等效曲率半径定义的图。图13到15是各用于说明实施本发明的彩色阴极射线管的面板的等效曲率半径的图。图16到19是各示出本发明的彩色阴极射线管的面板部分的剖面图。图20是示出颜料颗粒尺寸与对比度和彩色再现性之间关系的图。图21是示出颜料层的光吸收比与对比度和内面上的曲率可见性之间关系的图，其中实线代表内光吸收层形成在黑底和与其相关的荧光屏之间的情况，而虚线代表这种内光吸收层形成在黑底和面板玻璃之间的情况。图22是用于说明在制造覆盖外面板面的外光吸收层(抗静电防眩目层)时使用的喷射图形的图。图23是示出在图22中制造的外光吸收层的光透射率分布图形的图。图24是示出距面板中心的距离与发光反射率之间关系的图。图25是示出沿X轴方向距面板中心的距离与外光吸收层的表面电阻率之间关系的图。图26是示出沿Y轴方向距面板中心的距离与所用的喷枪高度之间关系的图。图27是示出距面板对角线中心部分的距离与光透射率之间关系的图。图28是用于说明屏蔽板类型的喷射机构的图。图29是当从喷枪一侧看去时图28中所示装置的图示的平面图。图30是确定所用屏蔽板的孔形状的方法的说明图。图31(a)是示出外光吸收层距面板中心的距离与其表面电阻率之间关系的图。图31(b)是说明用于沿其形成表面电阻梯度(grading)方向的图。图32(a)是示出另一实施例的外光吸收层距面板中心的距离与表面电阻之间关系的图，在该外光吸收层中形成了表面电阻梯度。图32(b)是示出在图32(a)所示实施例中形成的该表面电阻梯度方向的图。图33(a)是在彩色阴极射线管工作期间泄漏电场的产生原理的说明图。图33(b)是图33(a)的等效电路。图34是实施本发明的彩色阴极射线管的等效电路图。图35是示意地以横截面示出平坦面板彩色阴极射线管的图。图36是用于说明由于射到平坦面板彩色阴极射线管上的外部光线在内表面处的反射造成的图像质量劣化的图。
具体实施方式
现在参看图35，其中示出了根据本发明一个优选实施例的平坦面板彩色阴极射线管的剖面视图。在图35中，数字“1”用来表示面板；2代表颈部，3代表锥形部分，该部分也就是已知的漏斗；4是荧光层，称作荧光屏；5是用作彩色选择电极的荫罩；6是荫罩框架；7是悬挂弹簧；8是柱螺栓销；9是内部磁屏蔽；10是阳极钮；11是内部导电膜；12是偏转线圈(DY)单元；13是电子枪组件；14是电子束。此外，荧光屏4被设计成三基色荧光物质以点状形状或者条形形状涂覆在内面板表面上，其中在一个平面即“一字形”平面内延伸的由电子枪组件13发射的三束电子束被偏转线圈12沿水平(X)和垂直(Y)方向偏转，以便在荧光屏4上再现或“复制”图像。
在制造平坦面板彩色阴极射线管时，容易使面板外面的形状接近平面。但是，使面板内表面近似于该平面同时又保持面板的机械强度可能导致在该面板的整个表面区域上板厚度的显著增加，而这可能导致显示图像质量的不希望的降低，并且还会增加重量和制造成本或其它。另一方面，为使荫罩能够保持其单独或“独立”的形状，需要使荫罩表面具有一定的曲率而不是完全平坦的平面。鉴于这样的事实，即当前可行的用压制形成方法制造具有增大的曲率半径的荫罩的技术涉及到技术上的局限，因而可能也需要对荫罩给定一个预定的曲率，而同时又使内面板面具有特定的曲率。
阴极射线管面板的曲率可用等效曲率半径来定义。即使对相同曲率的面板，其形状用人眼来看也随其显示屏幕的尺寸而改变—在某些情况下，它会被看成象一个平坦面；在其他情况下，被看成是一个曲面。在本发明中，由人眼所观察的表面平面度(平面的程度)基于这样的步骤来评价，即定量地精确确定相对于归一化的参考半径(1R)其值有多大，如以下给出的公式(2)和(3)表示出的：
Rvo＝42.5V+45              …(2)
Rvi＝40V+40                    …(3)
其中，Rvo是具有其有效显示屏幕尺寸(也即本领域中公知的可视尺寸)V的外面板表面的参考或“标准”等效曲率半径(mm)，Rvi为内面板表面的参考等效曲率半径(mm)。在具有标称对角线屏幕尺寸19英寸的现有彩色阴极射线管中值V可能一般为十八(18)。
图12是用于说明实施本发明的彩色阴极射线管的外面板表面等效曲率半径定义以及其内面板表面等效曲率半径定义的图，其中观看重点落在用于方便这里的讨论目的的图解上。此外，图13到15是各用于说明采用了本发明原理的19英寸彩色阴极射线管的等效曲率半径的图。图13示出了外面板表面或内面板面的曲面的形状。图14画出了沿X方向的外面板表面或内面板面的曲面的形状，而图15示出了沿Y方向的外面板表面或内面板面的曲面形状。图13-15所示面板的内/外面形状(等效曲率半径)可由后面给出的公式(4)来定义。该面板是这样的，即，在沿Y方向任意位置处的横截面或剖面上沿X方向的等效曲率半径的值相等；类似地，在沿X方向任意位置处的剖面上沿Y方向的等效曲率半径的值保持不变。此外，使外面板表面或内面板面的等效曲率半径沿X方向和Y方向基本相同也是允许的。
Z 0 ( x , y ) = R x - { ( R x - R y + ( R y 2 - y 2 ) 1 / 2 ) 2 - x 2 } 1 / 2 - - - ( 4 )
如公式(4)所定义的面板设计方案的一个实例是外面板表面被设置成Rx＝50,000mm，并且Ry＝80,000mm，而内面板表面是Rx＝1,650mm，并且Ry＝1,790mm。根据前述内容，应理解对于实施本发明的彩色阴极射线管的面板来说沿管轴方向(Z-Z)平行于显示屏的垂直轴(Y方向轴)剖切的截面几乎是相同的。使用这种面板曲面形状抑制或减小了显示图像的可能的变形，同时提高了阴极射线管的抗内爆性能。
尽管在这里的描述中将以举例的方式讨论用于X方向的等效曲率半径，但同样的定义可以用于其它等效曲率半径，包括Y方向和对角线方向的等效曲率半径。在图12中，参考字母“L”代表从面板中心到其显示区域的终端的距离；Tc代表在面板中心处的厚度(板厚度)；Te表示在显示区域端部的厚度；Sxo是该外面板表面的中心和周边(显示区域端部)之间的下降量；Sxi是内面板表面的中心和周边(显示区域端部)之间的下降量；Rxo是面板1的外面等效曲率半径；而Rxi是面板1的内面等效曲率半径。参数Rxo、Sxo和L被小心地确定，以满足：
Rxo＝(Sxo 2+L2)/(2Sxo)          …(5)
对标称19英寸的彩色阴极射线管进行目视检查，发现这样的事实，即通过将外面板表面的X方向等效曲率半径Rxo设定为十倍于该外面的参考等效曲率半径Rvo的特定值，可以获得对于人眼来说所预期的显示面板表面的平面度，该特定值由以下公式给出：
Rxo＝10Rvo                     …(6)
根据与批量生产过程有关的那些要求(关于荫罩压制形成的要求)，这样确定此时的内面板表面的X方向等效曲率半径Rxi，使其值四倍于内面参考等效曲率半径Rvi，由以下公式给出：
Rxi＝4Rvi                      …(7)
将19英寸彩色阴极射线管的可视尺寸值(V＝18)代入上述公式(2)-(3)和(6)-(7)，所得的Rxo和Rxi为Rxo＝8100，而Rxi＝3040mm。
现在将对实施本发明的平坦面板做详细说明。对于这样的点状类型的彩色阴极射线管，即其中对于所述外面板表面的所述参考等效曲率半径Rvo和内面板表面的参考等效曲率半径Rvi，X方向的外面等效曲率半径Rxo和内面等效曲率半径Rxi满足：
Rxo≥10Rvo，                   …(8)
Rxi≤4Rvi，                    …(9)
最好，
Rxo≥30Rvo，                   …(10)
Rxi≤3Rvi，                    …(11)
内侧光吸收层和外侧光吸收层适合用于其中，如以下所述那样。
用于视觉评价的19英寸彩色阴极射线管具有所谓半透明类型的面板玻璃，其可见光透射率在面板中心部分约为78％。该彩色阴极射线管具有内面等效曲率半径与外面等效曲率半径的比值(Rxo/Rxi)，该比值被设定为2.6。但是，实验结果表明外面等效曲率半径的增大并不直接导致任何所预期的显示面板表面平面度的实现。可以这样考虑，这是因为存在在其等效曲率半径值较小的面板内面产生的反射光线的影响，如图36中所示。
尽管降低面板玻璃的可见光透射率使得能够抑制这种外部光反射的影响，但使可见光透射率降低可能导致显示屏幕中心部分和周边部分亮度差别的增大。随着外面板表面和内面板面之间的等效曲率半径的差值的增大以及随着周边位置处的玻璃厚度的增大，显示图像亮度的差别变得更严重。一个实例是，甚至是在标称对角线尺寸为19英寸的彩色阴极射线管的内面等效曲率半径被设定为1650mm，并且外面等效曲率半径被设定为8100mm(即X方向的内外面等效曲率半径之比约为5)的情况下也能明显地观察到上述现象。另一个实例是，在借助于内面等效曲率半径为1650mm，并且外面等效曲率半径被设定为50000mm，使面板的X方向内外面等效曲率半径之比为10或更大的情况下，显示图像的亮度差别更加明显。
现在看图1，其中示出了根据本发明一个实施例的平坦面板彩色阴极射线管的主要部分的横截面。在图1中，标号1表示面板；1a代表面板的显示屏部分；1b表示裙部；1c是形成在外面板表面上的外光吸收层(用作抗静电防眩目层)；4代表荧光屏；4c是内光吸收层；Z-Z示出了管轴；Tc是在面板中心(显示屏部分1a的中心部分)处的玻璃厚度；Te是面板周边部分(显示屏部分1a的周边部分)处的玻璃厚度；Li是外部入射的光线；Lp是通过面板之后的透射光线；Lr是在内面板表面处反射掉的光线；Rxo是面板1的外面等效曲率半径；Rxi是面板1的内面等效曲率半径；dc是面板中心处的外光吸收层的厚度；ds是该面板周边处的外光吸收层的厚度；Dc是面板中心处的内光吸收层厚度；Ds是面板周边处的内光吸收层厚度。
如图1所示，面板中心处的玻璃厚度Tc的值小于面板周边(显示屏部分1a的周边部分)处玻璃厚度Te的值。此外，外面板表面的等效曲率半径Rxo远远大于内面板表面的等效曲率半径Rxi，该外面板表面被作成基本上是平坦的(平面的)形状。外光吸收层(防眩目抗静电层)1c形成在外面板表面上，同时内光吸收层4c设置在内面板表面和荧光屏4之间。尽管图1中所示的外光吸收层(抗静电防眩目层)1c是被这样设置的，即在面板1的中心部分较厚(dc)，而在其周边较薄(ds)，但本发明不应仅仅局限于这种设置，而是可以另外以这样的方式修改，即考虑到相对于内光吸收层4c的关系，使外光吸收层(抗静电防眩目层)1c在外面板表面的整个区域上(至少是显示屏部分1a)厚度保持基本相同(dc≈ds)或完全相同(dc＝ds)。
此外，尽管所示出的内光吸收层4c被形成为在面板1的中心部分较厚(Dc)而在其周边较薄(Ds)，但本发明不应仅仅局限于这种设置，而是可以另外以这样的方式修改，即考虑到相对于外光吸收层1c的关系，使内光吸收层在内面板表面的整个区域上(至少是显示屏部分1a)厚度基本相同或完全相同(Dc≈Ds或Dc＝Ds)。
投射在面板1上的外部光Li在进入面板1时在外光吸收层1c处被部分吸收。然后，投射到面板1上的该外部光的一部分被内光吸收层4c吸收，而其另一部分穿过荧光屏4。由于投射在面板1上的外部光在部分地在内光吸收层4c处被吸收的同时被从内光吸收层4c反射掉，因而面板内表面上的反射能力被明显地抑制，使得从外面板表面射出的射向外面的反射光Lr强度变得极弱。
图16到19各是用于说明实施本发明的平坦面板彩色阴极射线管的面板部分的图。在图16到19的各图中，同样的部分或元件由与图35中所用的同样参考符号表示。图16示出了其内光吸收层4c被按均匀厚度形成在面板1的内表面上，并且厚度均匀的外光吸收层1c被形成在面板外表面上的结构。图17示出了其内光吸收层4c被按均匀厚度形成在面板1的内表面上，并且厚度变化的外光吸收层1c被形成在其外表面上的结构，其中外层1c在面板中心较厚，而在面板周边较薄。图18画出了具有形成在面板1的内表面上的内光吸收层4c，并且具有厚度基本均匀的形成在面板外表面上的外光吸收层1c的结构，其中内层4c在面板中心较厚，而在面板周边较薄。图19示出了具有形成在面板1的内表面上的厚度变化的内光吸收层4c，并且具有厚度变化的形成在面板外表面上的外光吸收层1c的结构，其中内层4c在面板中心较厚，而在面板周边较薄，并且其中外层1c同样地在面板中心较厚，而在面板周边较薄。
图2是示出同样是实施本发明的平坦面板彩色阴极射线管的主要部分的横截面的图。图3是图2中所示面板部分的放大的截面图，其中，同样的部分或元件由同样的参考符号代表。这里所示的荧光屏4由黑底(BM)4a构成，该黑底起光吸收矩阵作用，并具有填充在所述矩阵的开口或孔中的三基色—即红(R)、绿(G)和蓝(B)--荧光物质4b。该例示性的实施例除了其内光吸收层4c直接形成在该荧光屏4的内侧即直接形成在面板1的内表面上以外，在排列和功能方面与图1所示的类似。
当从该实施例的彩色阴极射线管外侧看去时，不会再出现任何预期的显示表面平面度的不足，与此同时，在不遭受色纯度降低的情况下，避免显示图象对比度的下降，所述色纯度降低在其它情况下会由于在面板的内和/或外表面处外部光或由荧光体发出的光的多次反射的产生而出现。并且，借助于具有抗反射功能的外光吸收层的使用，该实施例的彩色阴极射线管能够抑制任何不希望的外部电磁辐射，而同时又在提高显示图象质量的情况下满足人类工程学设计要求，其中该外光吸收层可能还作为抗静电层起双重作用。
图4示出了根据本发明的另一实施例的平坦面板彩色阴极射线管的面板主要部分的截面图。同时看图5，该图是图4所示面板部分的放大的截面图，其中同样的元件用与图4中所用的同样的参考符号代表。
在图4-5所示的实施例中，起光吸收矩阵作用的黑底(BM)4a直接形成在面板1的内表面上，而同时内光吸收层4c被形成为覆盖该黑底(BM)4a。并且，三基色荧光物质4b被设置成覆盖内光吸收层4c，由此形成荧光屏4。三色荧光物质4b填充到形成在黑底(BM)4a的孔处的内光吸收层4c的凹部。注意余下的设置情况与图1的设置相同。
同样，借助于该实施例的彩色阴极射线管，不再出现任何预期的显示表面平面度的不足，与此同时，在不遭受色纯度降低的情况下，避免显示图象对比度的下降，所述色纯度降低在其它情况下会由于在面板的内和/或外表面处外部入射光或由荧光体发出的光的多次反射的产生而出现。并且，借助于具有抗反射功能的外光吸收层的使用，该实施例的彩色阴极射线管能够抑制任何不希望的外部电磁辐射，而同时又在提高显示图象质量的情况下满足人类工程学设计要求，其中该外光吸收层可能还作为抗静电层起双重作用。
图6示出根据本发明再一个实施例的平坦面板彩色阴极射线管的面板的主要部分的截面图。在图6中，同样的元件由与图1中同样的参考符号来表示。对于该实施例，其内光吸收层4c覆盖荧光屏4。尽管在该实施例中内光吸收层4c没有与面板1的内表面直接接触的部分，但在荧光屏4薄的情况下或者另一方面在荧光屏4的光透射率大的情况下该实施例可以有利地降低或抑制内面上的反射。
图7是示出面板的图示形式的截面图，用于说明图3中所示的所述实施例的内光吸收层结构，其中同样的部分或元件用与图3中使用的同样的参考符号代表。内光吸收层4c由无机颜料40的混合物构成，该无机颜料40基本由红(R)色40R和绿(G)色40G加上蓝(B)40B颜料构成。
图8是用于说明本发明平坦面板彩色阴极射线管的外光吸收层的面板的图示形式。外光吸收层1c由层1cA和硅石层1cB的多层结构构成，前一层中包含导电金属的超细或“微小”颗粒，该导电金属包括但不局限于金、银、钯或其任意结合的混合物。
图9(a)到9(c)是形成在实施本发明的平坦面板彩色阴极射线管的外面板表面上的外光吸收层的膜厚度分布和表面电阻分布的说明图。图9(a)示出了用于表示外光吸收层的膜厚度分布的闭合环的图形。图9(b)是沿图9(a)的X-X方向的该外光吸收层的膜厚度(D)值的分布的说明图，而图9(c)是外光吸收层的表面电阻(R)值的分布的说明图。
如图9(a)和9(b)所示，外光吸收层被特别地形成为其膜厚度在面板中心处值最大，同时允许厚度随着距X-X方向上的周边的距离减小而逐渐减小。外光吸收层的光透射率在面板中心处较小，而在面板周边处较大。应注意，尽管图9(a)中是以用面板中心作为其中心点的横向拉长的同心椭圆(具有沿X方向的长轴的椭圆环)的形式表示厚度分布的，但分布形状不应只局限于该图形，可以另外地通过考虑面板对角线尺寸及高宽比和其他参数而将其修改成同心圆或同心的拉长的圆。
此外，如图9(c)所示，通过以这样的方式控制诸如所述金属颗粒这样的导电颗粒的密度，使电阻值在面板中心低而在周边高，从而小心地确定外光吸收层的表面电阻。借助于这种设置，减少了由于面板中心区域中的静电而可能产生的带电或充电，由此使得能够去除在图象显示区域中主要部分的任何充电。而且，借助于该实施例的外光吸收层1c的使用，还可以排除所谓的外部电磁波(不需要的电磁发射)泄露，这是因为外部电磁波泄露在面板中心处较强而在周边处较弱这一事实。此外，通过使用在面板的被选周边部分处的公知装置，可以将该外光吸收层接地。
图10是形成在本发明平坦面板彩色阴极射线管的内面板表面上的黑底(BM)的图示的截面图。图10与结合图2-3所讨论的前面的实施例的面板结构对应。黑底(BM)4a是由用作光吸收超细粉末粒子的石墨微小颗粒41a和用作光散射粒子的硅石(SiO2)微小颗粒41b的混合物构成的那种。由于石墨微小颗粒41a一般是薄片形状的，就面板1的玻璃板表面来说它们在紧密接触或粘合方面以及在光吸收方面极佳。相反，硅石微小颗粒41b呈现出光散射性能，以使入射光线散开，因此，通过在面板界面处反射光线的散开，可以抑制或尽可能减小任何不希望的反射。最终，通过将硅石微小颗粒的混合比小心地设计成在该混合物的总重量的10到15重量百分比(wt％)范围内，可以成功地抑制在该界面处的光反射。
图11是形成在本发明平坦面板彩色阴极射线管的内面板表面上的黑底(BM)的另一实例的图示截面图。图11对应于前面结合图4-5所讨论的实施例的面板结构。象在图10的结构中那样，黑底(BM)4a是由用作光吸收超细粒子的石墨微小颗粒41a和用作光散射粒子的硅石(SiO2)微小颗粒41b的混合物构成的那种。如在图10所示的黑底(BM)中那样，硅石微小颗粒的混合比可以被设计成在该混合物的总重量的10到15重量百分比(wt％)范围内。
下面将给出采用这里所公开的本发明原理的平坦面板彩色阴极射线管若干实施例的说明。
(1)实施例1
在本实施例中，将对于具有如下设置情况的平坦面板彩色阴极射线管进行讨论：其有效对角线长度为46厘米(cm)；板厚度在面板中心为11.5毫米(mm)，在显示屏区域的周边为25.3mm；内面板表面上的等效曲率半径在X方向为1,650mm，在Y方向为1,790mm；外面板面上的等效曲率半径在X方向为50,000mm，在Y方向为80,000mm；在面板中心部分同颜色荧光物质以0.24mm的水平点间距对准，并且，在面板玻璃板的中心可见光透射率是77％。此外，本实施例的彩色阴极射线管带有压模的荫罩，该荫罩的等效曲率半径在X方向为1,329mm，在Y方向为1,727mm。
该结构的制造方法如下。首先在标准的制造工艺期间在内面板表面上制造黑底。在将面板温度控制在42±1℃范围内的同时，将具有以下的组成No.1的60cm3的无机颜料浆液注入到内面板面中，以便用旋涂装置或设备在以150rpm旋转涂撒的条件下进行三十秒钟，从而进行沉积，由此提供均匀的涂敷膜，该膜然后被加热器干燥，结果制造了具有2微米(μm)均匀膜厚度的所预期的光吸收层。这里，在以下组成No.1中所示出的平均粒子直径或尺寸是已用来自CoulterCorporation的市售的“N型”测量装置测量的值，而内光吸收层的膜厚度或者是用椭球偏光计测量的测量值，或者是已用扫描电子显微镜(SEM)通过观察该层的横截面而测量的值。
[组成No.1]
成分                           含量(wt％)  平均粒度(μm)
(1)蓝色颜料(Al2O3·CoO)      4           0.05
由Dainichiseika Colour &
Chemicals Mfg.Co.，Ltd.获得
的TMB
(2)红色颜料(Fe2O3)           0.5         0.04
由Dainichiseika Colour &
Chemicals Mfg.Co.，Ltd.获得
的TOR
(3)绿色颜料(TiO2，ZnO，CoO，  0.5         0.06
NiO)由Dainichiseika Colour
& Chemicals Mfg.Co.，Ltd.
获得的TMG
(4)聚乙烯醇                    0.5
由Kuraray Co.，Ltd.获得的
P224
(5)表面活性剂                  0.05
由Kao Corp.获得的Demole N
(6)水                         余量
此后，采用已知制造步骤形成荧光点，并进行排气和老化，从而完成所需要的阴极射线管。对该阴极射线管的特性进行测试，以证明在与没有使用这样的内光吸收层的那些阴极射线管比较时，它在对比度和发光彩色再现范围(也即本发明所涉及的本领域中已知的“色域”或“彩色范围”)方面都提供了改进的结果这一事实，如以下将在表1中示出的。
                                表1
   No.       设置   对比度  彩色再现范围        备注
    1   没有内光吸收层     100     100   --
    2   使用内光吸收层(A)     125     105   (A)：在制造BM之后形成内光吸收层
    3   使用内光吸收层(B)     127     105   (B)在制造内光吸收层后形成BM
这里请注意，如表1中所示的那样，在具有在制造内光吸收层之后形成的其黑底(BM)的彩色阴极射线管的情况下，对比度也提高到127，而同时彩色再现范围高达105。
同时注意内光吸收层的发光透射率(LT)为80％，该发光透射率(luminous transmissivity)的值可以用380到780纳米(nm)波长范围内的光透射率(optical transmissivity)LT(λ)以及同样波长下的相对发光度V(λ)由公式(12)获得：
LT＝(∫LT(λ)V(λ)dλ)/(∫V(λ)dλ)         …(12)
图20是示出在内光吸收层中使用的颜料颗粒的直径与显示图象对比度及彩色再现范围之间关系的图。图20的横轴代表颜料颗粒直径或粒度(μm)，而纵轴在其左侧代表对比度(相对值)，同时在其右侧代表彩色再现范围(相对值)。
①对于颜料粒度的值在小于或等于0.1μm最好是0.07μm或更小的范围，所得到的可见光线的散射或散开变得较小，从而使光能够到达颜料颗粒的内部，由此保证避免这种颜料的可见光吸收特性的任何可能的劣化。
②在颜料粒度处于0.1到0.3μm范围内的情况下，在存在颗粒时光可以散射，导致到达颜料颗粒内部的光量减少(crease)，这进而又导致这种颜料表观的或“事实上的”光吸收性也降低。
③在颜料粒度为0.3μm或更大的范围内，由于颜料颗粒引起的光线散射降低。此外，在颜料粒度为0.3μm或高于0.3μm的情况下，只使用颜料颗粒可导致相对于面板玻璃面的粘合能力的降低；幸运的是，这可以通过将粘合材料混合到光吸收层中来补偿，从而获得足够的粘合强度。
因此，颜料的最佳颗粒直径范围按以下方式确定：(a)考虑到颜料颗粒相对于面板玻璃面的粘合强度，将平均粒度设定在0.1μm或低于0.1μm；(b)如果对于这种粘合强度不作任何考虑，则平均粒度处于0.1到0.3μm范围之外，--即小于或等于0.1μm以及大于或等于0.3μm。此外，有机颜料材料的使用不是优选的，因为这些材料在阴极射线管的制造中的标准热处理阶段中质量容易退化。
图21示出了内光吸收层的光吸收比(即光吸收程度，它是由-log10(LT/100)获得的值，其中LT是单位为％的发光透射率)与对比度和内面板表面的曲率可见性之间的关系。在图21中，实线代表内光吸收层形成在其相关的黑底和荧光屏之间的情况，而虚线示出了该内光吸收层形成在黑底和与其相关的面板玻璃板之间。如图21所示，对比度表现出随光吸收性的增加而增加。另一方面，内面上的曲率是这样的，即尽管其在光吸收性小于或等于0.2的同时变得较难以观察到，但当吸收性超过0.2时它不利地变得较容易观察到。如图21中所示的内面曲率的这种可见性的变化被认为是由于以下原因。由于随着光吸收性的增加和/或减小内光吸收层的光密度是变化的，因此玻璃或黑底材料(石墨)的光密度和内光吸收层本身的光密度之间的差值显然也要改变。当内光吸收层具有处于从0.05到0.2范围内的其光吸收比时，所获得的光密度的差值变得较小，造成反射也降低，这导致内面板面曲率的可见性逐渐减小的趋势。相反，在所述光吸收性增加到超出0.2的值的范围以外时，所述光密度差值表现出因此而增加，这导致反射增加，由此使内面曲率逐渐变得对于人眼是可观察到的。这里所使用的光密度可以是可由(n-ik’)×d’确定的值，其中n是折射率，k’是光吸收系数，d’是膜厚度，而i是虚数单位。此外，具有形成在其中的内光吸收层的面板的光透射率和光吸收比的关系如下面的表2所示。
                               表2
面板透射率     40％     60％     80％     90％
光吸收比     0.398     0.222     0.097     0.046
(2)实施例No.2
制备如前述实施例No.1中的具有其有效对角线长度46cm的平坦面面板(在该面板的中心相同颜色荧光物质的水平点间距为0.24mm)，将其清洁并干燥；然后，将3％的聚乙烯醇(PVA)水溶液注入到要处理的内面板表面上，该水溶液具有相对于PVA的以重量百分比为单位8wt％的重铬酸铵(ADC)；显影后，使用旋涂设备在以180rpm旋转涂撒的条件下进行涂敷处理二十秒以便提供一个涂敷膜，然后将其干燥。
建立曝光条件，以保证被干燥的膜在面板中心部分与在面板周边部分的曝光量之比设定在5∶10；例如，使用其波长为365nm的光以3W/m2的曝光强度在周边进行40秒的曝光，之后使用40℃的纯水进行30秒的显影。之后，将具有上述组成1的颜料浆液注入到其上，并然后进行干燥，由此以与实施例No.1类似的方式形成内光吸收层。
这样形成的内光吸收层的光透射率在面板中心或附近为80％，在面板周边为85％。注意光透射率是使用可见光分光计测量的。这里，令光吸收层的光透射率在面板周边为1，则在中心光透射率可被确定为在从0.8到0.95的范围。
用上述的方法可控制光透射率的原因如下。由于在曝光量被保持较少的面板中心处缺乏彻底的硬化处理的情况下，预计所述PVA和ADC具有“软”膜结构，因而颜料材料显示出增大的渗透性，而与此同时又试图阻止先前涂敷的浆液流动，导致其流动的平滑性的降低，这进而又引起内光吸收层的膜厚度增加。相反，在面板周边PVA/ADC膜被充分硬化，从而使内光吸收层膜厚度由于与上述情况相反的作用而降低。使用该实施例中所示的方法使得可以使所预期的在面板中心部分和周边之间具有预定光透射率差值的内光吸收层的制造容易，同时通过使用前述的方案又能够使内面板表面的光透射率在其上的任何给定位置处变化或改变高达7到8％的范围，或变化更多或更少。
(3)实施例No.3
首先，将三基色的基本颜料(由Fe2O3构成的红色颜料，由TiO2、TzO、CoO和/或NiO构成的绿色颜料，和Al2O3·CoO构成的蓝颜料)和在标准阴极射线管中使用的所谓“P22”型荧光物质(由Y2O3:Eu，Sn制成的红色荧光物质，ZnS:Cu，Al制成的绿色荧光物质，ZnS:Ag制成的蓝色荧光物质)结合使用来制造与实施例No.1类似的彩色阴极射线管，用于评价标准白色色度(CIE色度坐标为x/y是0.283/0.298)的白色亮度和标准白色显示所需的电流比(Ik比)二者，以及在对其附加通过内光吸收层的光几乎为消色差颜色的特定条件时对颜料混合比的进一步评价。此外，由于内光吸收层的设置而引起的有关白场亮度下降的设计值被设定在20％。
评价的结果表明，在Ik比在0.7到1.4范围内而白场亮度下降为22％以内的条件下，内光吸收层的颜料混合比几乎可以依蓝色和红色颜料的混合比而确定，此时绿色颜料的混合比的成分较少。当除蓝色和红色颜料外混合绿色颜料以增加该绿颜料的比率时，已发现白场亮度的消减因此而增大。这提示出当蓝(B)颜料与红(R)颜料的重量比在7∶1到17∶1之间时可获得优选的混合范围。在这种情况下对比度在从120到127的范围，而彩色再现范围为102到105之间。至于内面板表面的曲率，与那些在内面板面上没有使用任何颜料层(内光吸收层)的相比其对于人眼来说是很难看见的。
(4)实施例No.4
与在前述实施例No.1中一样，对具有46cm的有效对角线长度的平坦面板彩色阴极射线管进行评价。以与实施例1类似的方式在面板的内表面上制造黑底。然后，将具有后面描述中将给出的组成No.2的60cm3无绿色颜料的无机浆液注入到内面板面上；接着，在用旋涂机构在以150rpm旋转涂撒的条件下进行三十秒钟的涂敷后，用加热器对所获得的涂敷膜进行干燥，由此制造具有约为1.8μm均匀厚度的内光吸收层。这里，用与前面讨论的实施例1相同的方法测量所用颜料的平均粒度和内光吸收层的膜厚度。
[组成No.2]
成分                            含量(wt％)    平均粒度(μm)
(1)蓝色颜料(Al2O3·CoO)       5              0.04
由Dainichiseika Colour &
Chemicals Mfg.Co.，Ltd.
获得的TMB
(2)红色颜料(Fe2O3)            0.3            0.03
由Dainichiseika Colour &
Chemicals Mfg.Co.，Ltd.获得的
TOR
(3)聚乙烯醇                     0.5
由Kuraray Co.，Ltd.获得的P224
(4)表面活性剂                   0.05
由Kao Corp.获得的Demole N
(5)水                           余量
此后，采用已知制造步骤形成荧光点，并进行排气和老化，从而完成所需要的阴极射线管。对该阴极射线管的特性进行测试，以证明在与没有使用这样的内光吸收层的那些阴极射线管比较时，它在对比度和发光彩色再现范围(本领域中称作“色域”或“彩色范围”)方面都提供了良好的结果这一事实。
(5)实施例No.5
象在实施例No.4中那样，制备具有46cm有效对角线长度的平坦面板彩色阴极射线管，该管具有带有其被清洁和干燥的内表面的面板。通过混合在该内面板表面上制造的是无机颜料浆液，该浆液的构成成分和混合比/量与上述组成2的相同，其中，在浆液中含有基本上由平均直径为0.07μm的红色和蓝色超细颗粒构成的几种颜料的微小颗粒，它们已分别被球磨机由0.1到0.5μm平均粒度的蓝颜料(Al2O3·CoO，由Dainichiseika Colour & Chemicals Mfg.Co.，Ltd.制造的TMB)和0.1到0.5μm平均粒度的红颜料(Fe2O3，由上面标明的日本公司制造的TOR)研磨成。然后所获得的无机浆液被用于在内面板表面上制造膜厚度为3μm的内光吸收层，从而以与实施例4类似的方式完成彩色阴极射线管。该实施例的该彩色阴极射线管在与那些没有使用这种内光吸收层的阴极射线管相比时，也提供了提高的对比度特性和提高的发光彩色再现范围(本领域中称作“色域”或“彩色范围”)。
(6)实施例No.6
象在实施例No.1中一样制备具有46cm有效对角线长度的平坦面板彩色阴极射线管，该管具有带有其被清洁和干燥的内表面的面板。在内面板表面上涂敷厚度约0.7μm的所选光致抗蚀剂材料，该材料可以是1％重量百分比聚丙烯酰胺-乙酰丙酮-丙烯酰胺(分子量约70万)的聚合物溶液，该溶液带有添加到其中的0.1-wt％双叠氮化物(bis-azide)。在已干燥该光致抗蚀剂后，将荫罩固定到面板上以将那些与红(R)和绿(G)以及蓝(B)色荧光物质对应的位置曝光。然后，使用热水让该光致抗蚀剂经受显影，以除去存在于除各荧光物质位置以外的所选位置处的特定部分。接着，用被充分搅拌的涂敷液涂敷内面板表面，该涂敷液由如市售的来自Hitachi PowderedMetals Co.，Ltd.的石墨分散剂液(No.G72B类型)，和可由ShokubaiKasei Kabushiki Kaisha获得的平均直径为0.5μm的硅石(SiO2)微小颗粒(No.SI-550P-E类型)构成，后者被以相对于石墨的重量百分比(wt％)为5％的比例混合到前者中。
在已干燥该涂敷液后，将其浸入含0.1-wt％过氧化氢和0.02-wt％磺胺酸的水溶液中40秒。之后，用热水进行显影；于是在内面板表面上形成黑底(BM)。接着，以与实施例1类似的方式在该面板上制造由颜料层制成的内光吸收层，从而以标准的方法完成所预期的彩色阴极射线管。
然后对所获得的平坦面板彩色阴极射线管进行其表面平面度方面的视觉评价，从而揭示出当与那些没有这种内光吸收层的阴极射线管相比时平面度提高这一事实。其原因是，由于与前面结合图10所讨论的同样的方式，薄片石墨粉末紧密粘结到面板内玻璃面上，并且还由于这种石墨的增加的光密度，使得面板玻璃和石墨之间界面处的不希望的反射减少。而且，除此之外，面板面平面度的提高也是由于在内玻璃表面和黑底中含有的SiO2微小颗粒的某些接触点上，光线表现出直接到达微小颗粒的内部而没有反射，并然后在该微小颗粒内反复反射的作用之后衰减这样一个事实。如果这些SiO2微小颗粒的平均直径基本与可见光的波长范围(380到780nm)相同，则所期望的反射抑制能力会增加或者为最大。
尽管在本实施例中内光吸收层是由无机颜料制成的，但用其他颜料仍能够获得同样的效果，例如那些能够承受阴极射线管制造期间制造高温的应用的那些颗粒，包括但不局限于可吸收可见光的超细金属颗粒和黑颜料(例如Mn基的颜料)。
(7)实施例No.7
制备具有46cm有效对角线长度的平坦面板彩色阴极射线管，该管包括以与实施例No.1类似的方式制造的内光吸收层。在用微小颗粒抛光材料如氧化铈或其他材料对其外面板表面进行抛光后，将该表面清洁以除去所用的磨蚀剂，之后进行对该面板面使用纯水洗涤和干燥的处理步骤。在保持该面板表面温度在50℃的同时，以图22中所示的喷射图形用具有以下给出的组成No.3的涂敷液进行喷涂。
[组成No.3]
成分                         含量(wt％)    平均粒度(nm)
(1)Au/Ag/Pd微小颗粒          0.6            20
(2)乙醇                      40
(3)甲醇                      50
(4)纯水                      余量
图22是在外面板表面上制造外光吸收层(防眩目抗静电层)期间使用的喷射图形的说明图。在图22中，数字1代表该外面板表面，而各箭头代表喷射的行进路线。以这样的方式进行喷射，即，在按图22中所示的图形、使Y方向速度在V1到V4的范围内变化的同时—更具体地说，使该速度变化从而在面板周边部分速度增大而在其中心部分降低的同时，对外面板表面进行涂敷液的喷射。
喷涂处理是这样的，即，使由Binks制造的喷枪(喷嘴)“Model-61”，按3000cm3/h的溶液流量，0.2m3/min的空气流量，以及在外面板面和喷枪末端之间200mm的间隔的设置参数，喷射具有上述组成No.3的溶液三个往返笔划。此外，V1被设定在600mm/s；V2为400mm/s，V3为300mm/s，而V4为200mm/s。在完成这一喷射后，在使面板温度保持在35℃的同时，向外面板表面注入由其中含有1％的水解的硅酸乙酯、75％的甲醇加上20wt％的乙醇以及0.001wt％的硝酸的纯水构成的涂敷液50-cm3；然后，在旋转涂撒的条件下在面板上按150rpm的转速进行旋涂20秒，之后进行干燥和在160℃下烘烤30分钟的步骤。
看图23。该图示出了在本实施例中这样制造的外光吸收层在X方向的发光透射率的分布。同样见图24，该图是示出在面板X方向上外光吸收层的发光反射率与距该面板的中心的距离之间关系的图，其中，那些值是在面板中心处距法线10度的角度处测量的。这里，使用380到780nm波长(λ)范围内的反射系数R(λ)和在380到780nm波长(λ)范围内的相对发光度V(λ)加上光源的光谱S(λ)，由公式(13)定义发光反射率(RV)：
RV＝(∫R(λ)S(λ)V(λ)dλ)/(∫S(λ)V(λ)dλ)    …(13)
此外，图25是示出在面板X方向上外光吸收层的表面电阻(表面电阻率)与距面板中心的距离之间关系的图，其中在中心处表面电阻为400Ω/cm2，在面板周边处为1.8kΩ/cm2。表面电阻值已在将测量探针插入层中使其末端穿透介质层的最外部到达下面的导电层时，由可从Dia Instrument获得的测量设备“Loresta IP”测量。
(8)实施例No.8
使用与实施例1中同样的方法制备在其内表面上具有内光吸收层的平坦面板彩色阴极射线管，其中使涂敷液组成和喷嘴(喷枪)以及喷射条件与前述实施例7中的相同。为使外光吸收层(抗静电防眩目层)的光透射率可在面板Y轴方向变化，在喷枪沿图22的Y轴方向扫过期间，随着从外面板表面到喷枪的高度按图26中所示那样改变，在喷射光吸收导电粒子或颗粒(金，银，钯)的溶液的同时，使行进速度V(V1-V4)象在实施例7中那样变化，之后以与实施例7类似的方式，进行干燥所获得的层的步骤，和然后用含有水解的硅酸乙酯(Si(OC2H5)4)的有机溶液对其进行涂敷的步骤。接着，使这样涂敷的所获得的溶液被烘烤，由此形成所预期的外光吸收层。该外光吸收层呈现出如图27中所示的在面板对角线方向上的光透射率。
实验结果证明，本实施例的彩色阴极射线管在发光反射率和表面电阻率方面都与实施例7中基本相同。尽管设定本实施例采用金、银和钯的混合的超细颗粒，但即使这些金属微小颗粒的组成比率改变，或者另一方面当使用那些由银、钯或其他种类的类似金属制成的具有光吸收性的颗粒时，也能获得类似的结果。此外，使用某些光密度高的颗粒使得与以前相比可以进一步降低发光反射率。
(9)实施例No.9
象在实施例1中那样，制造具有内光吸收层的平坦面板彩色阴极射线管，其中在适当调节温度调节炉和热屏蔽板的布设位置从而保证面板中心部分被设定在35℃，而其周边在45℃的同时，该管在其面板的外面上受到清洁和干燥处理。
使用具有以下的组成No.4的所选涂敷液，该涂敷液显示出被适当调节的干燥速度，从而在涂敷温度下建立所希望的粘滞效果。将具有组成No.4并且其体积为60cm3的该涂敷液注入到外面板表面上，然后使其在按150rpm旋转的旋转涂撒的条件下经受旋转涂敷30秒。在干燥所获得的层之后，如实施例7中那样，含有作为其主要成分的水解的硅酸乙酯(Si(OC2H5)4)的溶液被涂敷到其上，之后其被烘烤，由此制造了所希望的外光吸收层。该外光吸收层是这样的，使得从面板中心直到周边的沿对角线方向所测量的其光透射率的值是可变的，从而象在实施例7中那样透射率在中心较小，并在中心较大。
[组成No.4]
成分                           含量(wt％)
(1)Au/Ag/Pd微小颗粒            0.6
(2)乙醇                        50
(3)乙二醇                      0.2
(4)纯水                        余量
应注意，在乙醇含量为40到50wt％的特定范围内，具有上述组成No.4的乙醇/水混合溶液的粘度不随乙醇的密度而定。另一方面，该混合溶液却呈现出明显的温度依赖性，从而在30℃的粘度约为在50℃粘度的两倍。此外，由于具有组成No.4的涂敷液被设计成含有乙二醇，因而在加到其上的一定温度分布的情况下面板表面的干燥速度被保持为恒定。在其通过流出而去除后，粘度高的较大量的涂敷液存在于被保持在低温度的面板中心，而较少量的粘度低的涂敷液存在于被保持在高温度的面板周边。由于面板温差的存在而造成的涂敷液的这种粘度差别导致了涂敷液数量差的产生，而这进而又直接使得通过干燥处理而制造的膜的厚度也有差别。
(10)实施例No.10
制备具有46cm的有效对角线尺寸的平坦面板彩色阴极射线管，该管具有按与实施例1类似的方式形成的内光吸收层。使用如氧化铈这样的微小粒子磨蚀剂对其面板的外光吸收层进行抛光。在通过使用所选择的清洁剂去除磨蚀剂之后，用纯水清洗面板面，然后干燥。在将该彩色阴极射线管的面板的表面温度保持在50℃的同时，使用带有屏蔽板的喷涂设备在外面板表面上制造光透射率按同心圆环形状的图形变化的外光吸收层(防眩目抗静电层)。
图28是屏蔽板类型的喷涂设备的说明图。这里所示的该喷涂器在彩色阴极射线管的面板和喷枪16之间具有覆盖面板的可旋转屏蔽板15。同时见图29，该图是当从其喷枪一侧看去时图28的喷涂器的平面图的图示形式。屏蔽板15具有其形状如用阴影所表示的那样的开口15A，并被驱动以沿例如箭头B所指示的方向旋转。此外，数字1代表图28中面板的表面。如前面已结合图22所讨论的那样，喷枪16被驱动以沿X方向和Y方向移动，画出由箭头“A”所示的喷射图形。屏蔽板15以与这种喷射的运动或移动同步的方式旋转，由此形成外光吸收层(防眩目抗静电层)，该层具有按照同心圆环形图形、沿着从面板1的中心部分到其周边部分的方向变化的光透射率值。此外，开口15A的形状象数字“8”，其相对于与屏蔽板直径对应的线段D-D线性对称。
在该实施例中喷枪16沿X方向的行进速度Vx被设定为400mm/s，而其沿Y方向的行进速率Vy为600mm/s，同时从开始点S到结束点E的重复次数为8个循环。这里请注意，在图29中，一个循环被定义为喷枪从点S开始、到达点E，并然后返回点S的往复移动操作的过程。
现在看图30，其中示出了用于说明确定屏蔽板开口形状的方法的图。在图30中，“r0”被用于表示面板中心(喷射中心)。令屏蔽板15在距面板1的中心距离为ri处的开口角度(即在中心r0和在距离ri处的屏蔽板15的开口端部之间进行连接的线段与开口15A的中心线形成的角度)由αi表示；对面板喷射的涂敷液的量与开口角度αi成比例。令所需要的喷射量为mi，则，mi＝kαi。这一喷射量mi与光透射率(Ti)的关系由下式给出：-Ln(Ti)＝k’mi，其中Ln是自然对数。因此，我们得到了Ln(Ti)＝kk’αi，其中k是预置的常数，而k’是光吸收系数。
由上述内容显然可见，通过在内面板表面上制造具有增大的光吸收性能的无机颜料层(内光吸收层)，同时在外面板表面上形成其中含有本身具有光吸收性能的所选微小颗粒(或者另外称为超细颗粒)的双层防眩目抗静电层(外光吸收层)，提供了其内和外面板表面被制成基本上平坦同时又提高了抗反射/抗静电性能的改进的平坦面板彩色阴极射线管。
此外，已经确认，即使当用内光吸收层和由TiN-Si3N4-SiO2制成的光透射率部分可控制的、例如可由AGC Corp获得的如近年来已应用于批量生产技术中的直接溅射层的结合，或者另一方面，用可由USVirate获得的ITO-TiO2-SiO2多层透明溅射膜和具有加到其上的光透射率分布的内光吸收层的结合代替实施本发明的上述外光吸收层时，或者再一方面，在采用透明导电微小颗粒代替导电光吸收微小颗粒的同时，用与这种具有加到其上的光透射率分布的内光吸收层结合来代替实施本发明的上述外光吸收层时，也能获得类似的结果。
下面将对在平行于实施本发明的彩色阴极射线管的面板表面而延伸的平面上均匀衰减漏电场的性能进行解释，该管具有变化的面上电阻率，该面上电阻率的值在面板中心低于面板周边。
本发明的彩色阴极射线管具有其表面电阻(表面电阻率)可变从而在面板中心部分为2×103Ω/cm2或更小，而在其周边部分为5×103Ω/cm2或更低的外光吸收层。图31(a)和31(b)是用于说明在所制造的外光吸收层的表面电阻率意义上的变化(本领域普通技术人员所公知的梯度)的图。图31(a)示出了沿短或“副”轴(Y)以及长或“主”轴(X)方向以及对角线轴方向测量的各表面电阻率的梯度；图31(b)示出了在外面板表面上的梯度形成方向。在图31(a)和31(b)所示的实施例中，沿面板的X方向形成了200到2050Ω/cm2的梯度。
图32(a)和32(b)是用于说明实施本发明的彩色阴极射线管的外光吸收层的该表面电阻率梯度的另一实施例的图。图32(a)示出了沿付轴(Y)以及主轴(X)方向以及对角线轴方向测量的各表面电阻率的梯度；图32(b)示出了面板的几个梯度形成方向。在该实施例中，从面板中心向周边放射状地形成了200到2000Ω/cm2的梯度。
图33(a)和33(b)是用于说明在彩色阴极射线管工作期间产生漏电场的原理的图。图33(a)是图示形式的，其中这里使用的参考符号“A”代表金属背衬。图33(b)是等效电路图。尽管在形成在玻璃表面上的外光吸收层为双层结构的情况下电容器将由低电平的导电膜和覆盖它的介质膜再加上该介质膜上的电极形成，但这一电容器在图33(b)中并未画出。在彩色阴极射线管中，由可能的从管壁接线端(对应于在图35中用数字10示出的阳极钮)施加的高电压的电位变化或施加到偏转线圈(DY)单元的脉动电流而引起的电场试图通过内导电膜(诸如在图35中用数字11表示的膜)和内面板表面以及外面板表面泄漏到彩色阴极射线管外。所幸可以通过调节面板使其电阻率在外表面上为接近的值来抑制这种外部辐射电场泄漏。
现有技术的彩色阴极射线管是这样的，即在面板中心和其周边之间板厚度的差值约为面板中心处内部厚度的10到30％，这导致在面板中心和周边之间每单位面积上静电电容差值的降低。令面板单位面积为S，面板玻璃的介质常数为εG，并且面板板厚度为d，则静电电容C可以由C＝(εG·S)/d给出。采用本发明原理的彩色阴极射线管是这样的，即在面板周边(角边缘)板厚度是在中心处的200％或以上，结果在该周边处厚度增大。这样，所获得的每单位面积在周边的静电电容为在中心所测量的静电电容的一半或更少。
图34是示出实施本发明的彩色阴极射线管的等效电路的图。在图34中，参考符号Cs代表面板周边处的静电电容；Cc代表面板中心处的静电电容；Rs是周边处的表面电阻；以及Rc是中心处的表面电阻。使用ω＝27πf(这里f是频率)，则在面板中心和周边分布参数电路的阻抗Z由下式给出：
Z＝(R2+(1/ω2C2))1/2      …(14)
该发明的彩色阴极射线管在其面板周边处的内部厚度d增大，由此使所获得的静电电容Cs同样地降低，导致表面电阻Rs增大，从而阻抗Z的值也因此而增大。另一方面，在面板中心，其板厚度d保持较小，使得静电电容Cc增大，同时使表面电阻Rc变小，这导致阻抗Z降低。至于由阴极射线管引起的电磁波，其强度在面板中心较强而在周边较弱，从而保证即使当阻抗Z在周边处值较大时也表现出没有电场泄漏。任选地，在面板周边表面电阻率可以为在中心处的五倍，或者更大或更小。
下面将给出对彩色阴极射线管实施例的内光吸收层和面板以及外光吸收层的光透射率相对于包括平面度和对比度等在内的几个特性的关系的说明。具有形成在其中的这种内光吸收层和外光吸收层的面板显示出由下式给出的总透射率TT(％)：
TT＝(TI/100)×(TP/100)×(TO/100)×100        …(15)
其中，TI是内光吸收层的光透射率，TP是面板的透射率，而TO是外光吸收层的透射率。当实际操作时，总光透射率TT的值可以按照对彩色阴极射线管要求的照度和对比度的值来确定，落在35到55％的范围内。
下面说明面板玻璃材料与由Electronic IndustriesAssociation of Japan(EIAJ)协会定义的光透射率之间的关系。
(1)EIAJ码No.9001
已知具有该EIAJ码的面板玻璃材料在玻璃板厚度d＝10.16mm时显示出透射率TP＝90％。在采用该玻璃材料的情况下，不再需要由于面板中心和周边之间的板厚度差值的存在而出现的对屏上显示图象亮度/照度进行的校正或补偿，这是因为面板材料本身的光透射率高这一事实。在此情况下需要考虑的唯一问题是由于外和内光吸收层的光透射率造成的影响。当外光吸收层起吸收光线的作用时，光透射率越低，则在该外光吸收层和面板玻璃之间的界面处反射越大。外光吸收层的光透射率与面板玻璃界面处的反射之间的一般关系如下面的表3所示。
                                   表3
    外光吸收层的透射率     60％     70％     80％     90％
    面板玻璃界面处的反射     9％     7％     5.5％     4.5％
当外光吸收层和面板玻璃之间界面处的反射超过7％时，在内面板玻璃表面和外面板玻璃表面之间出现的多重反射增大了对显示图象的平面度和对比度等的不利影响。
(2)EIAJ码No.H8602 & H8603
已知具有EIAJ码No.H8602和H8603的面板玻璃材料在玻璃板厚度d＝10.16mm时分别具有透射率TP＝85.5％和86％。在使用这些玻璃材料的情况下，玻璃面板中心和其周边之间光透射率的差值约为6.5％。
(3)EIAJ码No.H8001
已知具有EIAJ码#H8001的面板玻璃材料在玻璃板厚度d＝10.16mm时具有透射率TP＝80％。在使用该面板材料的情况下，玻璃面板中心和其周边之间光透射率的差值约为8％。
(4)EIAJ码No.H7302
已知具有EIAJ码#H7302的面板玻璃材料在玻璃板厚度d＝10.16mm时具有透射率TP＝73％。在使用该面板材料的情况下，玻璃面板中心和其周边之间光透射率的差值约为18％。
(5)EIAJ码No.H5702
已知具有EIAJ码#H5702的面板玻璃材料在玻璃板厚度d＝10.16mm时具有透射率TP＝56.8％。在使用该面板材料的情况下，所获得的光透射率的值是变化的，使在面板中心其为53.6％，而在周边为28.3％，这表明在面板周边光透射率小于理想的值，即35％。
在其他特性被保持为优选的情况下，通过使用可得达到的平面度范围和水平，与此同时将上述段落(1)到(5)中指示的结果与上述内光吸收层的适当光透射率值为55到85％，以及外光吸收层的适当光透射率值为70到90％这一事实结合考虑，由此限定总光透射率，所得到的在面板中心测量的内和外光吸收层的光透射率如下表4所示。
                             表4
  EIAJ码#                    光透射率(％)
  面板TP      TT      TI      TO
  H9001     90     35-55     43-68     90
  H8602/H8603     85     35-55     55-72     70-90
  H8001     77     35-55     61-80     70-90
  H7302     71     35-55     66-86     70-90
使内光吸收层的光透射率TI降低，而同时增大外光吸收层的光透射率TO是优选的，由此获得希望的总光透射率TT。提供落在以上定义的面板中心光透射率范围内的值的设置，以使面板周边和面板中心的总光透射率彼此相等，或者另一方面使面板周边提供约增加10％的光透射率，从而使得可以实现表面平面度极好而同时具有提高的对比度特性和扩展的彩色再现范围的所预期的平坦面板彩色阴极射线管。

Claims (14)

1.一种彩色阴极射线管，包括被抽真空的外壳，荧光屏和电子枪，该外壳包括面板部分，颈部和连接所述面板部分和所述颈部的锥体部分，该荧光屏形成在所述面板部分的内表面上，该电子枪装在所述颈部中，其特征在于，当令由所述面板形成的显示屏的主扫描方向是X方向，以及与主扫描方向成直角的方向为Y方向时，至少沿X方向的所述面板外表面的等效曲率半径为内面板表面的等效曲率半径的2.6倍或2.6倍以上，并且所述面板具有在其内表面上的内光吸收层和在所述面板外表面上的外光吸收层，该外光吸收层包括防反射膜和抗静电膜，并且所述外光吸收层的光吸收在所述面板的中心部分较大，而在周边部分较小。
2.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述外光吸收层由多个层形成，所述多个层包括电绝缘层和一个以上的导电层，并且在所述导电层的中心部分处表面电阻率小于在周边部分处的表面电阻率。
3.如权利要求2所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述导电层中含有导电颗粒。
4.如权利要求3所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述导电颗粒的密度是这样的，即在所述面板的中心部分处密度大于在其周边部分处的密度。
5.如权利要求4所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述导电颗粒是金属颗粒。
6.如权利要求4所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述导电颗粒是具有光吸收性的金属颗粒。
7.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述外光吸收层包括多个薄片层，该多个薄片层包括，通过在使喷嘴沿所述面板的所述X方向和Y方向做两维移动时喷射光吸收液而制造的喷射形成层，和通过在旋转所述面板时使用撒布器泄降光吸收液而形成的旋涂形成层。
8.如权利要求7所述的彩色阴极射线管，其特征在于，当令所述喷射形成层和所述旋涂形成层结合成一对时，所述喷射形成层的位置比所述旋涂形成层更靠近外面板表面。
9.如权利要求7所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述喷射形成层的光吸收性在所述面板的中心部分较大，并且在其周边部分较小。
10.如权利要求7所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述喷射形成层具有导电性。
11.如权利要求10所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述喷射形成层在所述面板的中心部分处的表面电阻率小于在其周边部分处的表面电阻率。
12.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，构成外光吸收层的形成在所述外面板表面上的抗静电膜，其表面电阻率在所述面板的中心部分小于或等于2kΩ/cm2。
13.如权利要求7所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述喷射形成层是，借助于位于所述面板的外表面和所述喷嘴之间、并部分地具有一个以上开口的旋转屏蔽板，从而使所述光吸收性在所述面板的中心部分较大。
14.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述外光吸收层是一个阴影翼形喷射形成层，该层是在使喷嘴以恒定的速度沿所述面板的X方向和Y方向做两维移动、并且还使部分地具有一个或多个开口的旋转屏蔽板放置在所述面板的外表面和所述喷嘴之间时，通过喷射光吸收液而制造。
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