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1、彩色显像管的制造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,同时还受同时还受到选色机制的制约到选色机制的制约.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
2、个阴极发射强弱不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从各种从各种电视电视机的广告中机的广告中,你你认为认为彩管彩管应应是什么是什么样样的的?n如果您是如果您是顾顾客客,你你对电视对电
3、视机有些机有些什么要求什么要求?彩色彩色显显像管的基本特性及其主要影响因素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电子子枪枪的聚焦特性的聚焦特性亮度亮度荫荫罩透罩透过过率率,荧荧光粉光粉发发光效率光效率,电电流等流等对对比度比度屏透屏透过过率率,黑底等黑底等色再色再现现性性色色纯纯,会聚等会聚等寿命寿命阴极及其激活工阴极及其激活工艺艺,消气消气剂剂等等安全性安全性X射射线线防防护护,防爆防爆问题n太阳光是什么颜色太阳光是什么颜色?n彩虹是什么彩虹是什么颜颜色色?n调调色板有什么作用色板有什么作用?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
4、黄黄青青紫紫白白三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
5、接焊接荫罩组件荫罩组件玻屏玻屏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荫罩是决定整管罩是决定整管色色纯纯度度的重要部件的重要部件,n荫荫罩网板罩网板,起起选选色作用色作用;n框架框架,对荫对荫罩网板起支撑作用罩网板起支撑作用;n双金属双金属弹弹簧簧片片,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
6、。在生产制作过程中，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框架的作用在于保持荫荫罩在管内的正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
7、与屏上的销钉在一起一起,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为为什么要用双金属什么要用双金属弹弹簧簧片片:管子在工作时,荫罩要吸收被它截获的8
8、0%以上的电子能量,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双金属弹簧片双金属弹簧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
9、后钢板因含氢而具有的脆性有的脆性,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,防止表面防止表面氧化和脱碳氧化和脱碳.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
10、的反射,减小了应力减小了应力,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彩色显显像
11、管像管对荫对荫罩的最罩的最终终要求要求n必必须须保保证荫证荫罩曲面形状符合罩曲面形状符合设计设计要求要求;n必必须须保保证证屏与屏与荫荫罩的距离即罩的距离即Q值值,荫荫罩曲面到罩曲面到弹弹簧簧销钉销钉平面平面应应符合符合设计设计要要求求;n应应有充分的有充分的焊焊接接强强度度;n应应黑化黑化;n外外观观上不允上不允许许有有锈锈斑点等斑点等;n荫荫罩孔不罩孔不应应堵塞堵塞,且各且各处处透透过过率均率均应应符合符合设计设计要求要求;n不允不允许许有局部有局部变变形形;n荫荫罩作罩作为为磁屏蔽材料磁屏蔽材料,必必须须具有容易消磁的特性具有容易消磁的特性,即即矫顽矫顽力要小力要小,磁磁导导率要率要大大
12、注意注意:荫罩是彩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
13、屏的涂覆包括荧光屏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荧光屏的涂覆包括以下三种情况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.荧光粉涂荧光粉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
14、甩胶完了,特别是旋涂工位,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,使涂使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
15、荧光屏上光线的落点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.荧光屏的制作荧荧光粉条的制作光粉条的制作,荧荧光膜光膜经经曝光曝光,显显影后能影后能获获得足得足够够的粘的粘结结力力,从而从而获获得条状屏得条状屏;n曝光工曝光工艺艺:将涂覆了将涂覆了荧荧光膜的光膜的荧荧光屏放到曝光台上光屏放到曝光台上,经过经过紫外光的照射紫外光的照射,与与荫荫罩部分罩部分对应对应的的荧荧光粉曝光了光粉曝光了,从而粘从而粘结结力得到提升力得到提升;被被荫荫罩遮罩遮挡挡的部分在背面曝光中末达到的部分在背面曝
16、光中末达到界限曝光量界限曝光量,可以被可以被显显影洗去影洗去n显显影工影工艺艺:荧荧光屏曝光后光屏曝光后,在膜上在膜上产产生了与生了与荫荫罩罩图图形相反形相反的阴的阴图图形的潜影形的潜影.当用当用显显影液影液喷喷射膜面射膜面,曝光部分因光交曝光部分因光交联联反反应应而固化而固化,末曝光部分仍可被溶解掉末曝光部分仍可被溶解掉,经过经过一段一段时间时间后后,膜面上即可出膜面上即可出现现一个一个显图显图形形-条状条状荧荧光屏光屏.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
17、光照射发生反应,通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
18、的情况下使对对比度比度得到显著的改善.n黑底可以提高管子的色色纯纯余量余量.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,这样才能获获得一个反射良好的得一个反射良好的镜镜面面铝铝膜膜.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使管子的工作区达到等电电位位,使在高使在高电压电压下工作可以使效率下工作可以使效率稳稳定
19、定;n由于由于铝铝膜膜的反射是在的反射是在荧荧光屏的光屏的观视观视方向上方向上,因此可大大因此可大大提高提高荧荧光屏的光光屏的光输输出出;n利用利用铝铝的原子序数的原子序数较较低低,适当适当选择铝选择铝膜的厚度可膜的厚度可选择选择性性透透过电过电子子,阻隔离子的阻隔离子的轰击轰击,电电子子较较易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
20、度对图像的干扰挡住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.蒸蒸铝铝工工艺艺n蒸蒸铝铝:工工艺艺是在蒸是在蒸铝铝小小车车中中,加加热热被蒸被蒸发发物物质质,使其蒸使其蒸发发并沉并沉积积到被到被镀镀工件上工件上,此此处处所所说说的蒸的蒸发发包括包括蒸蒸发发与与沉沉积积.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销钉石墨的涂覆石墨的涂覆:n原因原因:
21、屏的屏的销钉销钉部分一般部分一般都蒸得比都蒸得比较较薄薄,铝膜经多铝膜经多次次焙焙烧烧也会减也会减薄薄,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.焙焙烧烧:焙焙烧烧工序工序 是将是将荧荧光粉涂覆及有机膜光粉涂覆及有机膜涂覆涂覆时时,所用的有机高分子聚合所用的有机高分子聚合物材料物材料进进行加行加热热,分解去除并分解去除并烧烧涂屏涂屏过过程中使用的所有有机物程中使用的所有有机物质质的的过过程程;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,可能会当可能会当电电子束子束轰击时轰击时,会造成真会造成真空度下降空度下降,进进而影响管子的寿命而影响管子的寿命;有机物存留于有机物存留于荧荧光粉粒之光粉粒之间间,影响影响荧荧光粉的光粉的发发光亮度光亮度;有可能造成有可能造成离子离子轰击轰击的不良影响的不良影响.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