1、彩色显像管的制造彩色显像管知识n彩色显像管彩色显像管(Color Picture Tube)是阴极射是阴极射线管线管(Cthode Ray Tube)的一种的一种,它的工作原它的工作原理是基于电子束器件电能转换为光能理是基于电子束器件电能转换为光能,同时还同时还受到选色机制的制约受到选色机制的制约.n彩色显像管是彩色电视机的彩色显像管是彩色电视机的主要组成部分，是彩电的心脏主要组成部分，是彩电的心脏。n彩色显像管占了彩电价格彩色显像管占了彩电价格的的1/2或以上或以上.彩色显像管工作原理 彩色显像管接收到彩色电视信号后，按红红、绿绿、蓝蓝三基色信号大小分别控制红红、绿绿、蓝蓝三个阴极发射强弱不
2、同的电子束电子束射向荧光屏荧光屏。电子束射向荧光屏过程中，受到偏转磁场偏转磁场作用，使电子束从左到右、从上而下扫描，出现一幅幅图象。电子束着屏前要经过荫罩上荫罩上的槽孔使三电子束分别打到各自对应颜色的粉条上。因为粉条细而距离近，所以当我们离屏面一定距离观看时，肉眼看到与三基色比例有关的色调，从而达到彩彩色画面重现色画面重现的效果。彩色显像管主要组件n 荧光屏n 荫罩组件n 内磁屏蔽罩n 电子枪n 玻锥n 防爆组件n 偏转线圈n 色纯会聚磁组件 问题n从各种电视机的广告中从各种电视机的广告中,你认为你认为彩管应是什么样的彩管应是什么样的?n如果您是顾客如果您是顾客,你对电视机有些你对电视机有些什
3、么要求什么要求?彩色显像管的基本特性及其主要影响因素彩色显像管的基本特性及其主要影响因素 基本特性基本特性主要影响因素主要影响因素清晰度清晰度电子枪的聚焦特性电子枪的聚焦特性亮度亮度荫罩透过率荫罩透过率,荧光粉发光效率荧光粉发光效率,电流等电流等对比度对比度屏透过率屏透过率,黑底等黑底等色再现性色再现性色纯色纯,会聚等会聚等寿命寿命阴极及其激活工艺阴极及其激活工艺,消气剂等消气剂等安全性安全性X射线防护射线防护,防爆防爆问题n太阳光是什么颜色太阳光是什么颜色?n彩虹是什么颜色彩虹是什么颜色?n调色板有什么作用调色板有什么作用?三基色原理红红绿绿兰兰橙橙黄黄青青紫紫红红绿绿兰兰黄黄青青紫紫白白三
4、基色混色图三基色混色图太阳光光谱太阳光光谱阳光阳光棱镜棱镜通过红通过红,绿绿,兰三基色可以得出我们生活中的大多数的颜色兰三基色可以得出我们生活中的大多数的颜色,彩色彩色显像就是利用三基色再现彩色显像就是利用三基色再现彩色.前工序制造选色用的荫罩制造选色用的荫罩,同时在曝光台通过透镜同时在曝光台通过透镜的修正作用用光来模拟电子束的运动从而的修正作用用光来模拟电子束的运动从而在玻屏上涂上与三电子枪相对应的三基色在玻屏上涂上与三电子枪相对应的三基色荧光屏荧光屏,为彩色显像管的彩色再现做准备为彩色显像管的彩色再现做准备彩色显像管生产流程屏组件屏组件平板荫罩平板荫罩成型成型黑化黑化 焊接焊接荫罩组件荫罩
5、组件玻屏玻屏PM清洗清洗黑底制作黑底制作热稳定热稳定荧光粉涂覆荧光粉涂覆有机膜涂覆有机膜涂覆焙烧焙烧蒸铝蒸铝屏装配屏装配前工序前工序荫罩组件介绍荫罩是决定整管荫罩是决定整管色纯度色纯度的重要部件的重要部件,n荫罩网板荫罩网板,起选色作用起选色作用;n框架框架,对荫罩网板起支撑作用对荫罩网板起支撑作用;n双金属弹簧双金属弹簧片片,起热补偿作用起热补偿作用;n小垫片小垫片,定位作用定位作用.荫罩的作用荫罩的作用:保证三电子束着屏的准确性，正确地打到对应的粉条上。使荧保证三电子束着屏的准确性，正确地打到对应的粉条上。使荧光屏再现彩色图像，起光屏再现彩色图像，起“选色选色”作用。作用。在生产制作过程中
6、，荫罩作为涂屏曝光的模板使用。在生产制作过程中，荫罩作为涂屏曝光的模板使用。管子工作时，作为高压的连接管子工作时，作为高压的连接荫罩的选色作用三枪电子束三枪电子束荫罩网板荫罩网板玻屏玻屏销钉销钉三色荧光粉三色荧光粉三电子束在偏转场的作三电子束在偏转场的作用下用下,通过荫罩的会聚作通过荫罩的会聚作用从而打到屏上对应的用从而打到屏上对应的荧光粉条上去荧光粉条上去,从而实现从而实现正确的选色正确的选色框架框架的作用在于保持荫罩在管内的正框架的作用在于保持荫罩在管内的正确位置确位置,它与荫罩网它与荫罩网板点焊在一起板点焊在一起,并焊上弹簧片并焊上弹簧片,可装卸地与屏上的销钉在可装卸地与屏上的销钉在一起
7、一起,对框架的要求对框架的要求:n外形尺寸要严格外形尺寸要严格,荫罩装配时荫罩装配时,不能使荫罩受到应力或变不能使荫罩受到应力或变形形;n应有足够的强度应有足够的强度,在焊接荫罩弹簧片和装卸荫罩时在焊接荫罩弹簧片和装卸荫罩时,不会不会发生变形发生变形;n要求表面黑化膜均匀致密要求表面黑化膜均匀致密,不应用锈斑不应用锈斑,污物污物;n要求热膨胀小要求热膨胀小.n对材料的真空性能对材料的真空性能,要求它内部表面不会产生有害气体要求它内部表面不会产生有害气体;n要求磁导率高要求磁导率高.双金属弹簧片n为什么要用双金属弹为什么要用双金属弹簧簧片片:管子在工作时,荫罩要吸收被它截获的80%以上的电子能量
8、,其中一部分被反射反射,一部分转化为X射线射线等其它辐射能,大部分转化为热能热能,使荫罩的温度升高,荫罩与及其框架组件的热膨胀使得槽孔辐射状沿径向外位移,引起束点与荧光粉之间的对准失配,导致色场不纯.双金属弹簧片热补偿的作用热补偿的作用.采用横拼双金属片,用高膨胀的不锈钢和低膨胀的INVAR合金通过电子束焊接拼接而成,当温度升高时,双金属片受热弯曲 将荫罩向屏方向 推进,达到热达到热 补偿的作用补偿的作用.HL双金属弹簧双金属弹簧片片屏侧屏侧电子枪侧电子枪侧荫罩工艺流程n退退火火:消除内部应力消除内部应力,使金属组织粗大化使金属组织粗大化,并除去酸洗后钢板因含氢而具并除去酸洗后钢板因含氢而具有
9、的脆性有的脆性,以改善加工性能以改善加工性能.此外采用在保护气体中的发亮退火此外采用在保护气体中的发亮退火,防止表防止表面氧化和脱碳面氧化和脱碳.n冲压成型冲压成型:将平板荫罩冲压成曲面形状将平板荫罩冲压成曲面形状,从而达到与框架的连接从而达到与框架的连接.n黑化黑化:是在成型荫罩和框架表面形成致密的是在成型荫罩和框架表面形成致密的Fe3O4黑化膜黑化膜,膜厚大约为膜厚大约为2.7微米至微米至3.0微米微米,黑化膜的作用在于防止表面生锈黑化膜的作用在于防止表面生锈,提高辐射系数提高辐射系数,改改善荫罩散热善荫罩散热,减小热膨胀减小热膨胀,减轻荫罩对电子束的反射减轻荫罩对电子束的反射,减小了应力
10、减小了应力,而且而且Fe3O4的机械强度比的机械强度比FeO和和Fe2O3都大都大n焊接焊接:1)荫罩与框架的焊接荫罩与框架的焊接,将黑化了的成形荫罩与框架组件点焊在一起将黑化了的成形荫罩与框架组件点焊在一起,总共大约总共大约16到到30个焊点个焊点;2)弹簧片与框架的焊接弹簧片与框架的焊接,将四个弹簧片点焊到将四个弹簧片点焊到黑化了的框架上黑化了的框架上3)第四个小垫片的焊接第四个小垫片的焊接:将荫罩装入屏内的状态下将荫罩装入屏内的状态下,把小把小垫片点焊到双金属弹簧片上垫片点焊到双金属弹簧片上,以配合原来的其它三个弹簧片的定位以配合原来的其它三个弹簧片的定位彩色显像管对荫罩的最终要求彩色显
11、像管对荫罩的最终要求n必须保证荫罩曲面形状符合设计要求必须保证荫罩曲面形状符合设计要求;n必须保证屏与荫罩的距离即必须保证屏与荫罩的距离即Q值值,荫罩曲面到弹簧销钉平面应符合设计荫罩曲面到弹簧销钉平面应符合设计要求要求;n应有充分的焊接强度应有充分的焊接强度;n应黑化应黑化;n外观上不允许有锈斑点等外观上不允许有锈斑点等;n荫罩孔不应堵塞荫罩孔不应堵塞,且各处透过率均应符合设计要求且各处透过率均应符合设计要求;n不允许有局部变形不允许有局部变形;n荫罩作为磁屏蔽材料荫罩作为磁屏蔽材料,必须具有容易消磁的特性必须具有容易消磁的特性,即矫顽力要小即矫顽力要小,磁导率要磁导率要大大注意注意:荫罩是彩
12、色显像管荧光屏光学曝光法涂屏的模板荫罩是彩色显像管荧光屏光学曝光法涂屏的模板,所所以荫罩必须能从屏组件上方便地装卸以荫罩必须能从屏组件上方便地装卸,重复装卸误差一般重复装卸误差一般不得大于不得大于5微米微米涂屏n涂屏工艺是彩色显像管制造工艺中最关键的工艺之一,彩色显像管的主要参数如:亮度,对比度,色纯与会聚等性能都同涂屏工艺有关.n我们公司采用的是条状屏,自左自右呈R,G,B排列.荧光屏n包括玻屏、黑底石墨、三色荧光粉、铝膜。n在玻屏内表面涂复了按红、绿、蓝顺序排列的三色荧光粉条后再蒸上铝层而成。n是电子接收器，并把电能转换为光能，起“显色”作用。荧光屏的涂覆包括荧光屏的荧光屏的涂覆包括荧光屏
13、的涂覆工艺涂覆工艺和和曝光显影后的形成工序曝光显影后的形成工序荧光屏的涂覆荧光屏的涂覆包括以下三种情况荧光屏的涂覆包括以下三种情况n黑底的涂覆:nR,G,B三色荧光粉的涂覆n有机膜的涂覆注入注入旋涂旋涂甩胶甩胶干燥干燥吹风吹风荧光屏的涂覆荧光屏的涂覆涂覆的过程n目前所用的是旋转涂覆法,n原理:旋转涂覆法主要是利用粉浆的重力,旋转时的离心力,对屏的附着力,粉浆本身的内聚力等,随着涂覆过程水分蒸发,粘度上升,涂层逐渐干燥,最后固结形成固态薄膜.荧光粉荧光粉涂涂膜厚度及其均匀性对于光刻膜厚度及其均匀性对于光刻精细图形是非常重要的精细图形是非常重要的影响膜厚均匀性的因素n从粉浆注入到甩胶完了,特别是旋
14、涂工位,屏朝上的时间长短;n甩胶时的转速;n横向离心干燥工位的转速;n旋涂与甩胶时的倾斜角度;红外线加热的优点红外线加热的优点:红外线辐射加热具有较高的热效率红外线辐射加热具有较高的热效率,红外线辐射中的一部分能透过物体红外线辐射中的一部分能透过物体,使使涂涂覆内层受热覆内层受热,以达到涂膜内外受热均匀以达到涂膜内外受热均匀.曝光nCPT制造与设计的主要问题在于如何保证管子正确的选色功能,荫罩式CPT的荧光屏是用光学曝光法制造的:n用与实际管子相同的荫罩做为曝光的掩膜板,n以曝光中心位置模拟电子束截面,n以光源中心了发出的光线轨迹模拟实际管子从偏转中心射出的电子束轨迹.n即用荧光屏上光线的落点
15、来模拟真实管子工作时电子束的着屏,重点重点:使光线的落点与电子束的着屏很好地吻使光线的落点与电子束的着屏很好地吻合合,才能达到正确的选色才能达到正确的选色.荧光屏的制作荧光粉条的制作荧光粉条的制作,荧光膜经曝光荧光膜经曝光,显影后能获得足显影后能获得足够的粘结力够的粘结力,从而获得条状屏从而获得条状屏;n曝光工艺曝光工艺:将涂覆了荧光膜的荧光屏放到曝光台上将涂覆了荧光膜的荧光屏放到曝光台上,经过经过紫外光的照射紫外光的照射,与荫罩部分对应的荧光粉曝光了与荫罩部分对应的荧光粉曝光了,从而粘从而粘结力得到提升结力得到提升;被荫罩遮挡的部分在背面曝光中末达到被荫罩遮挡的部分在背面曝光中末达到界限曝光
16、量界限曝光量,可以被显影洗去可以被显影洗去n显影工艺显影工艺:荧光屏曝光后荧光屏曝光后,在膜上产生了与荫罩图形相反在膜上产生了与荫罩图形相反的阴图形的潜影的阴图形的潜影.当用显影液喷射膜面当用显影液喷射膜面,曝光部分因光交曝光部分因光交联反应而固化联反应而固化,末曝光部分仍可被溶解掉末曝光部分仍可被溶解掉,经过一段时间经过一段时间后后,膜面上即可出现一个显图形膜面上即可出现一个显图形-条状荧光屏条状荧光屏.黑底的曝光与显影曝光台的模拟光束曝光台的模拟光束荫罩网板荫罩网板玻屏玻屏销钉销钉三色荧光粉三色荧光粉n使与某枪对应部分的黑底使与某枪对应部分的黑底石墨被光照射发生反应石墨被光照射发生反应,通
17、通过显影将反应部分黑底石墨过显影将反应部分黑底石墨去掉去掉,末发生反应的黑底石末发生反应的黑底石墨留下来墨留下来,从而形成一条条从而形成一条条的黑底石墨条的黑底石墨条荧光粉的曝光与显影三枪电子束三枪电子束荫罩网板荫罩网板玻屏玻屏销钉销钉三色荧光粉三色荧光粉n使与某枪对应部分的荧光使与某枪对应部分的荧光粉条被光照射发生反应粉条被光照射发生反应,通通过显影将反应部分的荧光粉过显影将反应部分的荧光粉留下来留下来,从而得到相应的荧从而得到相应的荧光粉光粉黑底的作用黑底的作用:n对于彩色显像管图像最有影响的是对比度,它也关系到视觉上的清晰度,黑底荧光屏应用于CPT,可以在不降低管子亮度的情况下使对比度对
18、比度得到显著的改善.n黑底可以提高管子的色色纯余量纯余量.荧光屏的正面荧光屏的正面荧光屏的反面荧光屏的反面有机膜的作用n由于涂覆了三色荧光粉的屏表面起伏度大约为3um-7um,直接在屏表面蒸铝,铝分子会渗透到荧光粉颗粒的间隙中,造成光的损失,非但不能得到良好反射率的镜面铝膜,反而会降低荧光面的发光效率,因此必须在荧光膜一与铝膜之间先上一层光亮的中间膜,然后在中间膜上蒸铝,这样才能获得一个反射良好的镜面铝膜获得一个反射良好的镜面铝膜.蒸铝的作用n起起导电导电的作用的作用,使管子的工作区达到等电位使管子的工作区达到等电位,使在高电压使在高电压下工作可以使效率稳定下工作可以使效率稳定;n由于由于铝膜
19、铝膜的反射是在荧光屏的观视方向上的反射是在荧光屏的观视方向上,因此可大大因此可大大提高荧光屏的光输出提高荧光屏的光输出;n利用铝的原子序数较低利用铝的原子序数较低,适当选择铝膜的厚度可选择性适当选择铝膜的厚度可选择性透过电子透过电子,阻隔离子的轰击阻隔离子的轰击,电子较易电子较易穿透铝膜激发荧光穿透铝膜激发荧光粉粉,只损失很少的能量只损失很少的能量,质量很重的负离子可被铝膜捕获质量很重的负离子可被铝膜捕获,因而可以减少荧光屏的灼伤因而可以减少荧光屏的灼伤,防止离子斑防止离子斑的出现的出现,使荧光使荧光膜有较长的寿命膜有较长的寿命.;n由于铝膜的阻隔由于铝膜的阻隔,挡住了灯丝亮度对图像的干扰挡住
20、了灯丝亮度对图像的干扰,提高了提高了对比度对比度;n可以保护荧光屏可以保护荧光屏免受蒸发的外来金属的污染免受蒸发的外来金属的污染.蒸铝工艺蒸铝工艺n蒸铝蒸铝:工艺是在蒸铝小车中工艺是在蒸铝小车中,加热被蒸发加热被蒸发物质物质,使其蒸发并沉积到被镀工件上使其蒸发并沉积到被镀工件上,此处此处所说的蒸发包括所说的蒸发包括蒸发蒸发与与沉积沉积.蒸铝示意图影响铝膜反射率的诸影响铝膜反射率的诸因素因素:n有机膜的影响有机膜的影响;n铝膜厚度的影响铝膜厚度的影响;n蒸铝真空度的影响蒸铝真空度的影响;n蒸散速率的影响蒸散速率的影响焙烧与销钉石墨的涂覆销钉石墨的涂覆销钉石墨的涂覆:n原因原因:屏的销钉部分一般屏
21、的销钉部分一般都蒸得比较都蒸得比较薄薄,铝膜经多铝膜经多次次焙烧也会减焙烧也会减薄薄,可能造可能造成对荫罩成对荫罩,屏表面的高压屏表面的高压导通不良导通不良.n作用作用:荫罩通过接触弹簧荫罩通过接触弹簧片与锥体石墨相连片与锥体石墨相连,实现实现阴极高压对屏与荫罩的阴极高压对屏与荫罩的电气导通电气导通.焙烧焙烧:焙烧工序焙烧工序 是将荧光粉涂覆及有机膜是将荧光粉涂覆及有机膜涂覆时涂覆时,所用的有机高分子聚合所用的有机高分子聚合物材料进行加热物材料进行加热,分解去除并烧分解去除并烧涂屏过程中使用的所有有机物质涂屏过程中使用的所有有机物质的过程的过程;原因原因:如果涂屏中所用的有机物如果涂屏中所用的有机物,在在管子封口管子封口,排气之前末充分分解排气之前末充分分解,可能会当电子束轰击时可能会当电子束轰击时,会造成会造成真空度下降真空度下降,进而影响管子的寿进而影响管子的寿命命;有机物存留于荧光粉粒之间有机物存留于荧光粉粒之间,影影响荧光粉的发光亮度响荧光粉的发光亮度;有可能造有可能造成离子轰击的不良影响成离子轰击的不良影响.防爆带防爆带荧光屏荧光屏消气剂消气剂电子束电子束荫罩框架荫罩框架电子枪电子枪IMS销钉销钉 荫罩荫罩玻锥玻锥外涂石墨外涂石墨外石墨外石墨低封低封阳极帽阳极帽彩管结构图彩管结构图
