专利名称：彩色映像管曝光台的光源产生装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色映像管曝光台的设计，尤指一种彩色映像管曝光台的光源产生装置及方法，主要用于彩色映像管制程的曝光程序中，令光源所产生的光束可透过荫罩准确地投射至该彩色映像管的面板内则，对其上所涂布的荧光层进行曝光(photo-stenciling)处理，形成荧光点(phosphor dots)，以使该彩色映像管在实际运作时所产生的电子束恰可透过荫罩(shadow mask)，投射在荧光点(pho sph or dots)上，以有效补偿传统制程中所产生的残留着幕误差(residual misreqistration error)，并减少制造程序中对光源及其它相关组件在校正及组装上的容许误差要求。
目前，传统的彩色映像管的电子枪，主要由阴极产生三色电子束，并透过电子枪中所形成一电子束形成区(BFR)、一高电压焦聚透镜及一磁性偏扫轭，电子束透过一荫罩上的投射孔于该彩色映像管的显示面板内侧的荧光层上，该荧光层并根据该三色电子束感光，而于显示面板上形成视讯影像。该显示面板内侧均匀且规侧地涂有感应红、绿及兰三色光的荧光点(或像点)的荧光层，该荫罩与该显示面板相连接，并与其保持一预设的距离，该荫罩上均匀布设有许多微小的投射孔，该投射孔可由电子束形成区(BFR)所产生的三色电子束中筛选出所需的电子束，令其穿过该荫罩，而会聚于荧光层的一像点上，因此是否彩色映像管可精准地将所需的电子束汇聚于荧光层的一荧光点上，即成为决定该彩色映像管的视讯影像色彩纯度是否达到高水准的基本条件。
在传统彩色映像管的制造程序中，一般利用曝光术于其显示面板的内侧形成数量庞大的荧光点，且为改善彩色映像管的对比，可感应三色光的荧光点的周缘一般均围绕着一种黑色不感光材料，电子束瞬间扫描到荧光点时，荧光点可充分感应出其上红绿蓝三原色的色彩。因此，为确保电子束能准确地投射在每一荧光点上，一般彩色映像管于电子束产生源及显示面板的内侧间加设一荫罩，使该彩色映像管所产生的电子束恰可透过该荫罩的投射孔，准确地投射在每一荧光点上。因此，为保证彩色映像管在亮度均匀及影像色纯上的高品质，如何令电子束能准确地透过荫罩的投射孔投射在对应的显示面板内侧荧光点上，即成为彩色映像管设计上的一重要课题。
在一般彩色映像管制程曝光程序中，基本利用水冷式的光源产生光束，令该光束一光学投射孔，经荫罩的投射孔，投射至该彩色映像管的面板内侧，对其上所涂布的荧光层进行曝光处理，以在该彩色映像管的面板内侧形成所需的荧光点，故在曝光程序中，如何更准确地以光源模拟该彩色映像管在受自动汇聚磁性偏扫轭影响时，电子束荫罩的投射轨迹，即可确保该彩色映像管所产生的电子束恰可透过该荫罩，准确地投射在每一荧光点上，此外，如何准确地控制光源，以校正及补偿传统缺点中所产生的残留着幕误差，并降低光源投射至面板内侧时的着幕灵敏度，以减少对光源及其它相关组件在校正及组装上的容许误差要求，亦为彩色映像管设计上的另一课题。
目前用于彩色映像管制造程序的中曝光台10，参见
图1、2所示，主要包括一光源座体14，该座体内设有一圆柱形的光源16，该光源所产生的光束24a、24b透过该座体上所设的灯罩18a、18b间所形成的一光学投射孔20，经由一组透镜22、30及32，再经由一荫罩36的投射孔，投射至该彩色映像管的面板34内侧，仅对其上所涂布的荧光层进行曝光处理，以形成荧光点。此种传统的曝光台10，并无法更近似地模拟该彩色映像管在受自动汇聚磁性偏扫轭影响时，电子束透过荫罩的投射轨迹，故利用该种传统制程所制作的彩色映像管所产生的电子束，透过该荫罩，并无法准确地投在每一荧光点上，且该光源所产生的光束不仅在曝光程序中于面板内侧产生残留着幕误差，并造成较高的着幕灵敏度，故在这种传统制程中，不仅对光源及其它相关组件在校正及组装的容许误差上有较高的要求，且所制作的彩色映像管的显像品质亦不尽理想。
本发明的目的在于提供一种彩色映像管曝光台的光源产生的装置及方法，其具有2-8个反折点的光学投射孔，透过该光学投射孔的光束，可模疑该彩色映像管在受自动汇聚磁性偏扫轭影响时，电子束透过荫罩的投射轨迹，令该彩色映像管所产生的电子束恰可透过荫罩，投射地所形成的萤光上，以补偿传统制程中所产生的残留着幕误差。
本发明的另一目的在于提供一种彩色映像管曝光台的光源产生装置及方法，在该光学投射孔上的反折点可降低光束，投射至该彩色映像管的面板内侧时的着幕灵敏度，故可有效减少对光源及其它相关组件在校正及组装上的容许误差要求。
本发明的目的是这样法实现的一种彩色映像管曝光台的光源产生方法，该方法主要将一圆柱形光源所产生的光束，透过其上所设与其成直交状排列的具有数个反折点的光学投射孔，经一荫罩上均匀分布的投射孔，投射至该彩色映像管的面板内侧，在所投射的位置，对其上所涂布的荧光层进行曝光处理，以形成荧光点，以有效校正及有效补充传统制程中所产生的残留着幕误差，并降低光束投射至彩色映像管的面板内侧时的着幕灵敏度，以减少对光源及其它相关组件在校正及组装上的容许误差要求。
该光学投射孔的光学焦聚邻近于光源，且向两侧延伸具有的个反折点，反折点设于最接近光源的中心点两侧。
反折点的数量可为2～8个。
光学投射孔上可加设一平凸透镜，以有效增加光学投射孔对残留着幕误差的校正能力，使光源所产生的光束得透过该光学投射孔曲率较平坦的端缘，再穿过该平凸透镜及荫罩上的对应投射孔，令所制造的彩色映像管能保持高品质的影像色纯。
一种彩色映像管曝光台的光源产生装置，其特征在于该装置主要包括一曝光台，其顶部设有一开口，容置一彩色映像管，该彩色映像管的面板内侧并装设有一荫罩，该荫罩上均匀设有一数量庞大的投射孔；一光源座体，设于该曝光台底部对应于该彩色映像管的反则的位置，该座体内设有一圆柱形的光源，该光源上设有一灯罩，该灯罩上开设有一光学投射孔，该光学投射孔具有数个反折点，且与该光源成直交状排列。
光学投射孔的光学焦聚邻近于光源，且向两侧延伸具有数个反折点，反折点设于最接近光源的中心点两侧。
反折点的数量可为2～8个。
光学投射孔上方另设有一平凸透镜，有效增加该光学投射孔对残留着幕误差的校正能力本发明的方法和装置可使该彩色映像管在实际运作时所产生的电子束恰可透过荫罩，投射在荧光点上，以有效补偿传统制程中所产生的残留着幕误差，并减少制造程序中对光源及其它相关组件在校正及组装上的容许误差要求。
下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步详细的说明。
图1、2为传统彩色映像管的曝光台的剖面及立体斜视示意图；图3、4为本发明所设计的曝光台剖面立体斜视示意图；图5为显示面板在传统制程中所产生的残留着幕误差的平面示意图图6为本发明的曝光台与传统曝光台的光源投射状态的座标示意图；图8、7为本发明与传统曝光台所形成的曝光点与电子束着幕点间的关系图；图9为本发明加设一平凸透镜时的光源投射状态示意图；图10为本发明未加设及加设一平凸透镜时的光学投射孔的斜率比较图；图11为根据本发明的光学投射孔的实施例图。
如图3、4所示，为本发明所设计的一种彩色映像管的曝光台的一实施例，该曝光台50顶部设有一开口，以容置一彩色映管74，该彩色映像管74的面板内侧并装设有一荫罩76，该荫罩76上预设有一数量庞大的投射孔76a，该曝光台50底部对应于该彩色映像管74的面板内侧位置设有一光源座体54，该座体内设有一圆柱形的光源56(如一水银灯)，该光源所产生的光束64a、64b分别透过该光源上所设的一灯罩59上开设的一光学投射孔60、一平凸透镜62、一修边透镜70及一校正透镜72，经由该荫罩76上的投射孔76a，投射至该彩色映像管74的面板内侧，对其上所涂布的荧光层进行曝光处理，以形成荧光点，令该彩色映像管在实际运作时所产生的电子束，恰可透过荫罩76上的投射孔76a，投射在所形成的荧光点上。
为使该彩色映像管在实际运作时，由电子枪所产生的电子束，经自动汇聚磁性偏轭的作用后，得以正确地穿过荫罩投射在荧光点上，本发明于光源上方加装一非球面透镜，以令该光源所产生的光束，可较正确地模拟出该彩色映像管在受自动汇聚磁性偏扫轭影响时，电子束透过荫罩所形成的投射轨迹，以补偿传统制程中所产生的残留着幕误差。
现今技术虽无任一种非球面透镜，可同时令沿座标X轴及Y轴所产生的残留着幕误差完全消除。本发明的曝光台可有效消除沿座标Y轴或X轴所产生的残留着幕误差，且令沿座标X轴或Y轴所产生的残留着幕误差不致影响到影像色纯就亮度均匀，参见图5所示，其中向量代表沿座标X方向所产生的残留误差。
在本发明中，该灯罩59上所开设的光学投射孔60与该圆柱形的光源成直交状排列，参见图3所示，且呈内凹的曲线状，并以最接近于该圆柱形的光源56中心位置的一点C，向两侧延伸，该光学投射孔60的曲线58具有数个反折点，该光学投射孔60的形状可依下列公式设计a(y)i=0n=Σaiyi,10≥n≥4]]>其中n表示项数，ai表示任一常数，i表示任一循环指数。
参见图4所示，在传统的曝光台中沿X轴方向设置一光源84，该光源透过与其直交的一光学投射孔80上的一点A，将所产生的光束，沿一S平面，透过该荫罩85的投射孔85a，投射至该彩色映像管面板内侧的一点p。同样条件下，利用本发明的曝光台，则该光源84透过与其直交的本发明的一光学投射孔82上的一点A’，将沿该S平面产生光束，并透过该荫罩85的投射孔85a，投射至该彩色映像管面板内侧的另一点p’。由此可知，本发明的曝光台可用以模拟该彩色映像管在受自动汇聚磁性偏扫轭影响时，电子束的投射轨迹，以利用光源在彩色映像管的面板内侧正确位置形成荧光点，电子束透过荫罩能准确地投射在每一荧光点上，以有效补充传统制程中所产生的残留着幕误差。
参见图7、8所示，利用传统的曝光台所形成的荧光点42，在该彩色映像管实际运作时，并无法正确地位于电子束在该彩色映像管面板内侧所投射的位置44，而利用本发明的曝光台所形成的荧光点46，则位于电子束在该彩色映像管面板内侧所投射的位置48中央，故可确实有效补充传统曝光制程中沿X轴方向所产生的残留着幕误差。
本发明中该光学投射孔的曲线具有数个反折点，反折点不仅用以可模拟电子束透过荫罩的投射孔投射至该彩色映像管的面板内侧的投射轨迹，令所形成的荧光点可有效补充传统制程中所产生的残留着幕误差，反射点亦可在光源投射至该彩色映像管的面板内侧时，降低光束的着幕灵敏度，故可有效减少对光源及其它相关组件组装及校正上的容许误差要求。该着幕灵敏度在Y轴方向与该光学投射孔的曲线函数A(y)的一次偏微分成正比，该着幕灵敏度在Z轴方向与1/tanφ成正比，其中φ代表该光学投射孔的切线与S平面间的夹角，故在Y轴及Z轴方向的总灵敏度可分别表示为∫A’(y)dy及
由此可知，具有数个反折点的光学投射孔，对光源及其它相关组件在组装及校正上的容许误差，将提供较低的总灵敏度，尤其在该彩色映像管的面板边缘，其效果更为明显。
此外，对于较大且较平面的彩色映像管面板，如高解像度的彩色映像管，该光学投射孔的曲线不仅需具有数个反折点，且需具有较大的斜率(slope)，参见图9中虚线所示的光学投射孔89，该光学投射孔89相当于在一光学投射孔88上加设一平凸透镜92，以有效增加光学投射孔88对残留着幕误差的校正能力，令光源86所产生的光束96a及96b得管过光学投射孔88上曲率较平坦的端缘，再穿过该平凸透镜92及荫罩98上的对应投射孔98a及98b。如图9所示，透光光学投射孔89所产生的未经校正的光束94a及94b，亦可透过一平板玻璃90，同样也穿过荫罩98上的对应投射孔98a及98b。由前述所知，藉由加设一平凸透镜92可令光学投射孔88上的曲率降低，变得较为平坦，而令所制造的彩色映像管能保持高品质的影像色纯。
参见图10所示，本发明中光学投射孔上方仅配设平板玻璃，而未配设平凸透镜时的曲线0，及同时配设有平板玻璃与平凸透镜时的曲线P的比较图，由该图可知，配设有平凸透镜者可有效降低其光学投射孔的曲线斜率。
参见图11所示，本发明中该光学投射孔的曲线斜率的实施例，该光学投射孔的光学焦聚110邻近于光源112，且向两侧延伸具有数个反折点，反折点设于最接近光源112的中心点114两侧，反折点的数量可为2-8个，如图11所示标号116a、116b、118a、118b、120a、120b、122a及122b所示。
权利要求
1.一种彩色映像管曝光台的光源产生方法，其特征在于该方法主要将一圆柱形光源所产生的光束，透过其上所设与其成直交状排列的具有数个反折点的光学投射孔，经一荫罩上均匀分布的投射孔，投射至该彩色映像管的面板内侧，在所投射的位置，对其上所涂布的荧光层进行曝光处理，以形成荧光点，以有效校正及有效补充传统制程中所产生的残留着幕误差，并降低光束投射至彩色映像管的面板内侧时的着幕灵敏度，以减少对光源及其它相关组件在校正及组装上的容许误差要求。
2.如权利要求1所述的彩色映像管曝光台的光源产生方法，其特征在于该光学投射孔的光学焦聚邻近于光源，且向两侧延伸具有的个反折点，反折点设于最接近光源的中心点两侧。
3.如权利要求1所述的彩色映像管曝光台的光源产生方法，其特征在于反折点的数量可为2～8个。
4.如权利要求1所述的彩色映像管曝光台的光源产生方法，其特征在于该光学投射孔上可加设一平凸透镜，以有效增加光学投射孔对残留着幕误差的校正能力，使光源所产生的光束得透过该光学投射孔曲率较平坦的端缘，再穿过该平凸透镜及荫罩上的对应投射孔，令所制造的彩色映像管能保持高品质的影像色纯。
5.一种彩色映像管曝光台的光源产生装置，其特征在于该装置主要包括一曝光台，其顶部设有一开口，容置一彩色映像管，该彩色映像管的面板内侧并装设有一荫罩，该荫罩上均匀设有一数量庞大的投射孔；一光源座体，设于该曝光台底部对应于该彩色映像管的反则的位置，该座体内设有一圆柱形的光源，该光源上设有一灯罩，该灯罩上开设有一光学投射孔，该光学投射孔具有数个反折点，且与该光源成直交状排列。
6.如权利要求5所述的彩色映像管曝光台的光源产生装置，其特征在于光学投射孔的光学焦聚邻近于光源，且向两侧延伸具有数个反折点，反折点设于最接近光源的中心点两侧。
7.如权利要求5所述的彩色映像管曝光台的光源产生装置，其特征在于反折点的数量可为2～8个。
8.如权利要求5所述的彩色映像管曝光台的光源产生装置，其特征在于光学投射孔上方另设有一平凸透镜，有效增加该光学投射孔对残留着幕误差的校正能力。
全文摘要
一种彩色映像管曝光台的光源产生方法,该方法主要将一圆柱形光源所产生的光束,透过其上所设与其成直交状排列的具有数个反折点的光学投射孔,经一荫罩上均匀分布的投射孔,投射至该彩色映像管的面板内侧,在所投射的位置,对其上所涂布的荧光层进行曝光处理,以形成荧光点,以有效校正及有效补充传统制程中所产生的残留着幕误差,并降低光束投射至彩色映像管的面板内侧时的着幕灵敏度,以减少对光源及其它相关组件在校正及组装上的容许误差要求。
文档编号H01J31/12GK1231497SQ9810124
公开日1999年10月13日 申请日期1998年4月3日 优先权日1998年4月3日
发明者赵志健, 颜俊雄, 庄英鸿, 苏克强 申请人:中华映管股份有限公司