CN1949447A - 彩色阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种彩色阴极射线管，荫罩(10)具有：有孔区域(11)，形成了多个电子束通过孔；无孔区域(12)，位于有孔区域的周围；裙部(13)，相对于无孔区域向电子枪侧弯曲。有孔区域(11)的x轴上及y轴上的曲面是向面板侧凸出的曲面。有孔区域(11)在其周边上具有向面板侧凸出曲面和向电子枪侧凸出的曲面。再者，有孔区域(11)还在被其周边、x轴和y轴包围的区域内，具有向面板侧凸起的曲面和向电子枪侧凸起的曲面。由此，在使用由廉价的铁材料构成、且抑制了有孔区域的中央部和对角部的z轴方向上的落差增加的荫罩的同时，可以改善由拱起现象引起的色差。

Description

彩色阴极射线管

技术领域

本发明涉及具备荫罩的彩色阴极射线管。

背景技术

图12是表示通常的彩色阴极射线管的概略结构的剖面图。彩色阴极射线管具备由面板1和漏斗状体2接合形成的管壳3。在面板1的内表面形成有蒋红、绿、蓝各色的荧光体条纹状或点状地涂敷而成的荧光屏9。荫罩10与该荧光屏9向对置地被保持在安装于面板1内壁面的框架8上。在漏斗状体2的颈部2a内，内置有发射对应于红、绿、蓝各色的三个电子束5的电子枪4。从外部磁场屏蔽电子束5的磁屏蔽罩7被安装在框架8上。在以上的彩色阴极射线管的漏斗状体2的外周面上搭载偏转线圈6而构成彩色阴极射线管装置。从电子枪4发射的三个电子束5，通过偏转线圈6向水平方向及垂直方向偏转，依次通过形成于磁屏蔽罩7的内部空间和荫罩10上的电子束通过孔，分别撞击荧光屏9的各色荧光体进行发光。这样，在面板1的有效显示区域显示彩色图像。

图13是由荫罩10和保持它的大致矩形框形状的框架8构成的荫罩部件的概略立体图。大致矩形状的荫罩10由金属薄板形成，具备：配设有多个条纹状或点状的电子束通过孔21的大致矩形状的有孔区域11、在有孔区域11的外周配置的无孔区域12、向无孔区域12弯曲的裙部(未图示)。裙部的外表面和框架8的内壁面重叠，裙部和框架8被焊接。为了说明的方便，如该图所示，以荫罩10的中心为原点，将荫罩10的长边方向轴设为x轴、短边方向轴设为y轴、原点的荫罩10的法线(即，阴极线管的管轴)设为z轴，从荫罩10向电子枪4的方向为z轴的正方向。

荫罩10在有孔区域11内具有：将y轴方向作为长度方向的多个连接带15、和连结在x轴方向相邻的连接带15的多个桥接；在x轴方向相邻的连接带15之间形成了多个电子束通过孔21。

在从电子枪4发射的电子束5撞击到荧光屏9上的过程中，电子束5的约80％撞击到荫罩10上，电子的动能转换为热能，荫罩10被加热。因此，根据电子束5的照射状态，荫罩10的整体或局部热膨胀。以后，将该现象区分为“整体拱起”及“局部拱起”，合并两者总称为“拱起现象”。通过荫罩10的热膨胀，电子束通过孔21对于荧光屏9的各色荧光体的相对位置发生变化，所以，三个电子束5不能正确地撞击到对应的荧光体上，产生所谓色差。

为了防止这样的色差，有(A)减小拱起现象的产生原因、(B)减小拱起现象的影响的两种方法。关于(A)，通常采取(A1)减小荫罩10的热膨胀系数(例如参照专利文献1)、(A2)在与荫罩10的电子枪5对置的面上设置电子反射层来减少电子束5的影响(例如参照专利文献2)的方法。关于(B)，通常采用(B1)增大荫罩10的曲率(例如参照专利文献3)的方法。对于色差来说，荫罩10的z轴方向的位移产生最大的影响。但是，若增大荫罩10的曲率大，那么与曲率小(即平坦)时相比，即使荫罩10热膨胀，由于z轴方向的位移量较小，所以能够将色差抑制在较小值。

专利文献1：日本特开昭59-127345号公报

专利文献2：日本特开昭59-94325号公报

专利文献3：日本特开昭54-49062号公报

在上述A1的方法中，作为荫罩10的材料，例如使用作为低膨胀材料的殷钢材来代替铁(Fe)，则热膨胀系数成为1/10，所以非常有效，但存在价格高的问题。

在上述A2的方法中，通过在荫罩10上涂敷例如氧化铋，可以得到减少20～30％的拱起的效果，但效果还不充分。

根据上述B1的方法，随着荫罩10的曲率的增加，降低拱起效果也确实在增加。但是，当增加荫罩10的曲率时，荫罩10的有孔区域11的中央部和对角部的z轴方向上的落差增加，所以，与其对应地荧光屏9的曲率也增大，从而必须增大中央部和对角部的z轴方向上的落差。另一方面，从商品角度考虑希望面板1的外表面是平面，所以，如果荧光屏9的中央部和对角部的z轴方向的落差增加，在面板1的中央部和对角部厚度差会增加。光的透过率与面板1的厚度成正比地发生变化，所以，存在图像在中央部更亮、在对角部更暗的问题。结果，在方法B1中，要在周边部要确保图像的亮度，就得不到充分的降低拱起效果。

在目前的成本竞争激烈的环境下，为了降低成本难以采用方法A1，但仅使用方法A2及B1来抑制色差是有限的。如上所述，现状是在过去的方法中不能充分得到色差抑制效果。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种彩色阴极射线管，搭载了使用廉价的铁材、且抑制了有孔区域的中央部和对角部的落差增加的荫罩，并且改善了由拱起现象引起的色差。

本发明的彩色阴极射线管具备：面板；与上述面板接合的漏斗状体；设在上述漏斗状体的颈部内的电子枪；与上述面板的内表面相对着设置的大致矩形状的荫罩。

上述荫罩具有：有孔区域，形成有多个电子束通过孔；无孔区域，设置在上述有孔区域的周围，未形成有上述电子束通过孔；以及裙部，相对于上述无孔区域向上述电子枪侧弯曲。

然后，以上述有孔区域的中心作为原点，设通过上述原点且与上述荫罩的长边平行的轴为x轴、通过上述原点且与上述荫罩的短边平行的轴为y轴、上述原点上的上述荫罩的法线为z轴时，满足以下三个条件。

第一，上述有孔区域的上述x轴上及上述y轴上的曲面是向上述面板侧凸出的曲面。

第二，上述有孔区域在其周边上具有向上述面板侧凸出的曲面和向上述电子枪侧凸出的曲面。

第三，上述有孔区域在被其周边、上述x轴和上述y轴包围的区域内，具有向上述面板侧凸出的曲面和向上述电子枪侧凸出的曲面。

根据本发明，通过在荫罩的有孔区域提供特殊的凹凸曲面，在向面板侧凸出的区域，曲率比过去增加，所以热膨胀时的z轴方向的位移量减小，降低了拱起现象对色差的影响，在向电子枪侧凸出的区域，热膨胀引起的荫罩的变形本身被应力的平衡抑制。因此，根据这两方的效果，在荫罩的任意部位都可以改善拱起现象所引起的色差。

附图说明

图1是从面板侧看本发明的第一实施方式涉及的彩色阴极射线管的荫罩的立体图。

图2是从面板侧看现有技术的彩色阴极射线管的荫罩的立体图。

图3是从面板侧看第一比较例涉及的彩色阴极射线管的荫罩的立体图。

图4是从面板侧看第二比较例涉及的彩色阴极射线管的荫罩的立体图。

图5是从面板侧看第三比较例涉及的彩色阴极射线管的荫罩的立体图。

图6A～图6F是表示在解析着落移动量时使用的显示图案的正面图。

图7是从面板侧看本发明的第二实施方式涉及的彩色阴极射线管的荫罩的立体图。

图8是在本发明的第二实施方式涉及的彩色阴极射线管的荫罩中，沿着与z轴平行、且相对于裙部的面垂直的面的无孔区域附近的放大剖面图。

图9是在本发明涉及的彩色阴极射线管的荫罩中，沿着与z轴平行、且相对于裙部的面垂直的面的无孔区域附近的放大剖面图。

图10是从面板侧看另一现有技术的彩色阴极射线管的荫罩的立体图。

图11是从面板侧看本发明的第三实施方式涉及的彩色阴极射线管的荫罩的立体图。

图12是表示通常的彩色阴极射线管的概略结构的剖面图。

图13是通常的彩色阴极射线管的荫罩部件的立体图。

具体实施方式

在本发明中，“向面板侧凸出的曲面”是指，向着面板侧膨起的原顶状的曲面。即，指的是如下的曲面：在包含与z轴平行的轴的截面中，不论其截面的朝向如何，有孔区域的表面所形成的曲线始终是向面板侧突出的曲线。

另一方面，“向电子枪侧凸出的曲面”是指如下曲面：在与包含x轴及z轴的面平行的截面、以及与包含y轴及z轴的面平行的截面中的至少一个中，有孔区域的表面所形成的曲线是向电子枪侧突出的曲线。

在本发明的上述第1条件中，上述有孔区域的上述x轴上及上述y轴上的曲面是向上述面板侧凸出的曲面。换句话说，该第1条件指的是，在有孔区域的x轴上及y轴上，即不存在向电子枪侧凸出的曲面，也不存在平面。在此，“有孔区域的x轴(或y轴)上的曲面”指的是，包括有孔区域与包含x轴(或y轴)及z轴的的面交叉而得到的曲线上的点及其附近区域的区域的曲面。

在本发明的上述第2条件中，“有孔区域的周边上的曲面”指的是，包含有孔区域的周边上的点及其附近区域的区域的曲面。

将从上述荫罩向上述电子枪的方向，设为上述z轴的正方向。在上述本发明的彩色阴极射线管中，将具有相同的y坐标且x坐标是x1、x2的上述有孔区域的表面上的两点的z坐标分别设为z1、z2，在x1＜x2时，希望满足z1＜z2的关系。再者，将具有相同的x坐标且y坐标是y3、y4的上述有孔区域的表面上的两点的z坐标分别设为z3、z4，在y3＜y4时，希望满足z3＜z4的关系。由此，有孔区域成为随着从中心(z轴通过的点)离开，z轴坐标单纯增加的曲面。

一般，有孔区域和与其相对置的面板的内表面之间的距离设定为大致恒定，所以，面板的内表面也成为随着从中心离开，z轴坐标单纯增加的曲面。其结果，在面板的内表面可以大致均匀地涂敷荧光体。

再者，优选的是，在表示上述有孔区域的表面上的点的z坐标时，将该点的x坐标作为变量x，在上述x轴上用变量x的m次幂函数表示，在上述有孔区域的长边上用变量x的余弦函数表示，在上述x轴和上述长边之间的区域用至少包含变量x的m次幂函数及变量x的余弦函数的函数表示。

或者，优选的是，在表示上述有孔区域的表面上的点的z坐标时，将该点的y坐标作为变量y，在上述y轴上用变量y的n次幂函数表示，在上述有孔区域的短边上用变量y的余弦函数表示，在上述y轴和上述短边之间的区域用至少包含变量y的n次幂函数及变量y的余弦函数的函数表示。

再者，更优选的是兼具上述优选的两个实施方式。即，更优选的是，在表示上述有孔区域的表面上的点的z坐标时，将该点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y，在上述x轴上用变量x的m次幂函数表示，在上述y轴上用变量y的n次幂函数表示，在上述有孔区域的长边上用变量x的余弦函数表示，在上述有孔区域的短边上用变量y的余弦函数表示，在由上述x轴、上述y轴、上述长边、及上述短边围成的区域，用至少包含变量x的m次幂函数、变量y的n次幂函数、变量x的余弦函数、及变量y的余弦函数的函数表示。

优选的是，在设上述有孔区域的一对短边和上述x轴相交的点的x坐标为±X_P、z坐标为Z_XP，设上述有孔区域的一对长边和上述y轴相交的点的y坐标为±Y_P、z坐标为Z_YP，设上述有孔区域的周边和上述有孔区域的对角轴相交的点的z坐标为Z_DP时，上述有孔区域的表面上的任意点的z坐标用下式1近似表示，其中，将该点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y，

式1：

z(x，y)＝γ[αz_x1(x)+{1-α}z_x2(x)]+z_y1(y)，

$\mathrm{\α}=\frac{1}{2}\{1+\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\},\mathrm{\γ}=1+\frac{z_{\mathrm{yS}}\left(y\right)-z_{y1}\left(y\right)}{Z_{\mathrm{XP}}},$

z_x1(x)＝ax^m， $a=\frac{Z_{\mathrm{XP}}}{{X_P}^m},$ m≥0，

$z_{x2}\left(x\right)=b\{1-\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)\},b=\frac{1}{2}{Z}_{\mathrm{XP}},$

z_y1(y)＝cyⁿ， $c=\frac{Z_{\mathrm{YP}}}{{Y_P}^n},$ n≥0，

$z_{\mathrm{yS}}\left(y\right)=d\{1-\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\},d=\frac{1}{2}(Z_{\mathrm{DP}}-Z_{\mathrm{XP}})$

在此，X_P、Y_P、Z_XP、Z_YO、Z_DP均不是0。

优选的是，在上述式1中，Z_x2(x)由用余弦级数替换了余弦函数的项的下式表示：

$z_{x2}\left(x\right)=b[1-\underset{\mathrm{\λ}=1}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}\{{R1}_{\mathrm{\λ}}\cos \left(\mathrm{\λ}\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)\}+C1]$

其中，R1_λ是对于各λ的常数，C1是常数。由此，局部地微调曲面形状，可以取得整体的拱起量的平衡。

优选的是，在上述式1中，α由用余弦级数替换了余弦函数的项的下式表示：

$\mathrm{\α}=\frac{1}{2}[1+\underset{\mathrm{\μ}=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\{{R2}_{\mathrm{\μ}}\cos \left(\mathrm{\μ}\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\}+C2]$

其中，R2_μ是对于各μ的常数，C2是常数。由此，能够进行曲面形状的进一步微细调整。

优选的是，在上述式1中，Z_yS(y)由用余弦级数替换了余弦函数的项的下式表示：

$z_{\mathrm{yS}}\left(y\right)=d[1-\underset{\mathrm{\υ}=1}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\{{R3}_{\mathrm{\υ}}\cos \left(\mathrm{\υ}\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\}+C3]$

其中，R3_υ是对于各υ的常数，C3是常数。由此，可以微细调整短边附近的曲面形状。

优选的是，在与上述z轴平行且相对于上述裙部的面垂直的截面中，上述无孔区域用光滑的曲线连接上述有孔区域和上述裙部。而且，优选的是，上述无孔区域的曲率半径在通过上述荫罩的对角轴端的对角方向上是最大的。在此，“无孔区域的曲率半径”是指，在与z轴平行且相对于裙部的面垂直的截面中，无孔区域的外表面所形成的曲线中的、曲率半径最小部分的曲率半径。即，优选的是，无孔区域的曲率半径随着从x轴及y轴离开渐渐增大，在对角轴上成为最大。由此，可以减小向上述有孔区域整体照射上述电子束时的、在上述有孔区域的对角轴端附近的向上述电子枪侧膨胀的拱起现象。

或者，也可以是，在与上述z轴平行且相对于上述裙部的面垂直的截面中，上述无孔区域具有直线部分。

优选，上述荫罩由以Fe为主成分的材料构成。由此，可以降低材料成本。在此，“以Fe为主成分”是指包含50％以上的Fe。

优选，上述荫罩在与上述电子枪相对的一侧的面上具有电子反射膜。由此，荫罩的电子反射量增大，所以抑制荫罩的温度上升，可以降低拱起量。在此，作为电子反射膜，没有特别限制，通常从电子反射的考虑出发希望是包含原子量大的物质的氧化物的膜，具体来说，可以例示出将铅或铋等的氧化物粒子同水玻璃等粘合剂混合并涂敷形成的膜。

优选的是，上述有孔区域具备将上述y轴方向作为长度方向的多个连接带(tie-bands)，在上述多个连接带的表面形成通过半蚀刻形成的凹凸。通过在有孔区域内形成电子束通过孔以外的凹凸，其表面积增加，所以热辐射量增加。其结果，可以抑制荫罩的温度上升，能够降低拱起现象。

下面，在示出实施方式的同时，进一步详细说明本发明。

本发明的彩色阴极射线管的基本结构，除了荫罩以外不特别限定，例如，也可以与图12所示的现有的一般结构相同，因此，省略对于彩色阴极射线管的整体结构的重复说明。

(第一实施方式)

图1是从面板1侧看本发明的第一实施方式涉及的彩色阴极射线管的荫罩10被焊接在框架8上之前的荫罩10单体的状态的立体图。大致矩形状的荫罩10由金属薄板形成，具备：大致矩形状的有孔区域11，配设有多个条纹状或点状的电子束通过孔；无孔区域12，配置在有孔区域11的周围；以及裙部13，相对于无孔区域12大致成直角地向电子枪侧弯曲。与图13所示的以往的荫罩相同，在有孔区域11内具有将y轴方向作为长度方向的多个连接带、和连接在x轴方向上相邻的连接带的多个桥接，在x轴方向上相邻的连接带之间形成有多个电子束通过孔。在图1中，省略连接带、桥接、电子束通过孔的详细结构，而是通过在有孔区域11内描绘格子模样来表现其曲面形状。

在以有孔区域11的中心为原点，将通过原点且与荫罩10的长边平行的轴设为x轴、通过原点且与荫罩10的短边平行的轴设为y轴、原点处的荫罩10的法线设为z轴时，荫罩10的有孔区域11面上的点的z坐标，在x轴上用变量x的m次幂函数表示，在y轴上用变量y的n次幂函数表示，在有孔区域11的长边上用x的余弦函数表示，在有孔区域11的短边上用变量y的余弦函数表示，在被x轴、y轴、长边、及短边包围的区域，用包含变量x的m次幂函数、变量y的n次幂函数、变量x的余弦函数、变量y的余弦函数这四个函数的函数表示。其结果，有孔区域11的x轴上及y轴上的曲面是向面板1侧凸出的曲面，有孔区域11在周边(与无孔区域12的边界)上具有向面板1侧凸出的曲面和向电子枪4侧凸出的曲面，有孔区域11在被其周边和x轴、及y轴包围的区域内，具有向面板1侧凸出的曲面和向电子枪4侧凸出的曲面。具有这样的曲面形状的荫罩10可以通过使用了金属模膜的冲压成型形成。

表示将本发明适用于对角尺寸为68cm、长宽比为4∶3的TV用彩色阴极射线管时的实施例。

荫罩10由以厚度T＝0.25mm的Fe为主成分的金属制板材形成。设有孔区域11的一对短边和x轴相交的点(x轴端)的x坐标为±X_P、z坐标为Z_XP、有孔区域11的一对长边和y轴相交的点(y轴端)的y坐标为±Y_P、z坐标为Z_YP、有孔区域11的周边和有孔区域11的对角轴相交的点(对角轴端)的z坐标为Z_DP时，X_P＝253mm、Z_XP＝23.7mm、Y_P＝190mm、Z_YP＝10.3mm、Z_DP＝23.7mm。对于该荫罩10的有孔区域11的表面上的任意点的z坐标，将该点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y后，用下述的式2表示。

式2：

z(x，y)＝γ[αz_x1(x)+{1-α}z_x2(x)]+z_y1(y)

$\mathrm{\α}=\frac{1}{2}\{1+\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\},\mathrm{\γ}=1-\frac{z_{y1}\left(y\right)}{Z_{\mathrm{XP}}},$

z_x1(x)＝ax⁴， $a=\frac{Z_{\mathrm{XP}}}{{X_P}^4},$

$z_{x2}\left(x\right)=b[1-\{\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)-0.2\cos \left(2\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)\}-0.2],$

$b=\frac{1}{2}{Z}_{\mathrm{XP}},$

z_y1(y)＝cy³， $c=\frac{Z_{\mathrm{YP}}}{{Y_P}^3}$

式2是在式1中设Z_DP＝Z_XP、且用余弦级数的第1项及第2项来替换Z_x2(x)的余弦函数的项而得到的。

荫罩10的无孔区域12具有连接有孔区域11和裙部13的圆滑的曲面，在其有孔区域11附近具有将有孔区域11的曲面延长的曲面。

在计算机上制作基于式2的对角尺寸为68cm的TV用彩色阴极射线管装置用的荫罩10的计算模型。将此作为实施例1。

图2是表示有孔区域11的曲面形状的函数(下面，称为“曲面函数”)不包含余弦函数的以往技术的一例的荫罩的立体图。该荫罩10的有孔区域11在其整个领域具有向面板1侧凸出的曲面形状，对角轴端的z坐标与实施例1相同，是Z_DP＝23.7mm，此时最优化了有孔区域11的曲面形状，使得后述的着落移动量最小。此时，Z_XP＝11.6mm，Z_YP＝10.3mm。对于有孔区域11的表面上的任意点的z坐标，将该点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y后，用作为x、y的多项式的如下所示的式3表示。

式3：

z(x，y)＝u₁x²+u₂x⁴+u₃x⁶+u₄y²+u₅x²y²+u₆y⁴+u₇y⁶，

u₁＝1.17×10^-5，u₂＝3.43×10^-9，u₃＝-1.22×10^-14，

u₄＝3.10×10^-4，u₅＝7.79×10^-10，u₆＝-1.48×10^-9，

u₇＝2.25×10^-14

在计算机上制作了基于式3的对角尺寸是68cm的TV用彩色阴极射线管装置用的荫罩10的计算模型。将其作为现有例1。

图3是有孔区域11的曲面形状用从实施例1的有孔区域11的曲面函数中除去余弦函数后的函数表示的荫罩的立体图。该荫罩10的有孔区域11基本上具有与现有例1相似的形状。具体地说，有孔区域11在x轴方向上具有用变量x的4次幂函数表示的、向面板1侧凸出的曲面形状，在y轴方向上具有用变量y的3次幂函数表示的、向面板1侧凸出的曲面形状。Z_XP＝13.4mm，Z_YP＝10.3mm，Z_DP＝23.7mm。此时的有孔区域11的表面上的任意点的z坐标用如下所示的式4表示，其中，将该点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y。

式4：

z(x，y)＝ax⁴+cy³，

$a=\frac{Z_{\mathrm{XP}}}{{X_P}^4},c=\frac{Z_{\mathrm{YP}}}{{Y_P}^3}$

在计算机上制作了基于式4的对角尺寸是68cm的TV用彩色阴极射线管装置用的荫罩10的计算模型。将其作为比较例1。

图4是在比较例1中变更为Z_XP＝23.7mm的荫罩的立体图。对于该荫罩10的有孔区域11的表面上的任意点的z坐标，在将该点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y后，用如下所示的式5表示。

式5：

z(x，y)＝γax⁴+cy³，

$\mathrm{\γ}=1-\frac{{\mathrm{cy}}^3}{Z_{\mathrm{XP}}},a=\frac{Z_{\mathrm{XP}}}{{X_P}^4},c=\frac{Z_{\mathrm{YP}}}{{Y_P}^3}$

在计算机上制作了基于式5的对角尺寸是68cm的TV用彩色阴极射线管装置用的荫罩10的计算模型。将其作为比较例2。

图5是有孔区域11的曲面形状用从实施例1的有孔区域11的曲面函数中除去余弦函数后的函数表示的荫罩的立体图。Z_XP＝23.7mm，Z_YP＝10.3mm，Z_DP＝23.7mm。对于此时的有孔区域11的表面上的任意点的z坐标，将该点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y后，用如下所示的式6表示。

式6：

z(x，y)＝γz_x2(x)+z_y2(y)，

$\mathrm{\γ}=1-\frac{z_{y2}\left(y\right)}{Z_{\mathrm{XP}}},$

$z_{x2}\left(x\right)=b[1-\{\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)-0.2\cos \left(2\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)\}-0.2],$

$b=\frac{1}{2}{Z}_{\mathrm{XP}},$

$z_{y2}\left(y\right)=p\{1-\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\},p=\frac{1}{2}{Z}_{\mathrm{YP}}$

在计算机上制作了基于式6的对角尺寸是68cm的TV用彩色阴极射线管装置用的荫罩10的计算模型。将其作为比较例3。

对于上述的实施例1、现有例1、及比较例1、2、3的彩色阴极射线管装置，计算了通过后述的各种加热模式产生的拱起现象所引起的电子束撞击荧光屏的位置在x轴方向上偏离的量(以后，将其称为“着落移动量”)。一般可以使用市场上出售的有限元法的解析软件(例如ANSYS株式会社制作的“ANSYS”等)对该计算进行来解析。计算条件如下。

图6A～图6F是从与面板1相对置的面侧看荫罩10的正面图。施加了斜线的领域30，表示一边是126mm的正方形的电子束照射区域。假象了在室温25℃的环境中设置荫罩10，只对区域30照射电子束，使区域30的温度上升到60℃而发生了局部拱起的情况，改变区域30的位置分别计算此时的电子束5的着落移动量。有孔区域11内的(x，y)坐标是，中央(即原点)是(0，0)，x轴端是(±X_P，0)，y轴是(0，±Y_P)。图6A是表示区域30的中心位于原点(0，0)的情况的图。图6B是表示区域30的中心位于坐标(0，±2Y_P/3)的两个情况中的一个情况的图。图6C是表示了区域30的中心位于坐标(±2X_P/3，0)的两个情况中的一个情况的图。图6D是表示区域30的中心位于坐标(±X_P/3，0)的两个情况中的一个情况的图。图6E是表示区域30的中心位于坐标(±2X_P/3，±2Y_P/3)的四个情况中的一个情况的图。图6F是表示区域30的中心位于坐标(±X_P/3，±Y_P/3)的四个情况中的一个情况的图。

各电子束照射位置的着落移动量的计算结果的最大值如表1所示。表1中的(A)～(F)依次对应图6A～图6F。表1所示的着落移动量是将现有例1的着落移动量的最大值(电子束照射区域30位于图6F所示位置时的着落移动量)作为100％时的相对值。而且，着落移动量不考虑沿其x轴的移动方向，用其绝对值表示。由此，希望表1所示的着落移动量的数值越小越好。而且，希望在表1中的(A)～(F)之间着落移动量的值的偏差越小越好。

[表1]

照射位置	现有例1	实施例1	比较例1	比较例2	比较例3
						(A)中央	56％	61％	92％	79％	17％
(B)上下2/3	50％	20％	37％	33％	89％
						(C)左右2/3	99％	54％	116％	92％	233％
(D)左右1/3	99％	63％	142％	104％	83％
						(E)对角2/3	78％	64％	53％	55％	134％
(F)对角1/3	100％	60％	105％	82％	98％

从表1可知，即使在(A)～(F)的任一个情况下，实施例1的着落移动量比现有例1小，被抑制在现有例1的最大值的64％以下。这可以考虑为，在实施例1中，通过将有孔区域11作为用式2表示的曲面形状，在与现有例1相同地保持有孔区域11的中央和对角轴端的z轴方向的落差Z_DP的同时，可以增大x轴上的y轴方向的曲率，所以(C)及(D)的着落移动量减小，而且，在对角轴端附近具有向电子枪4侧凸出的曲面，所以(E)及(F)的着落移动量减小。

下面说明，希望有孔区域11的表面上的点的z坐标，如式2所示地，在x轴上用变量x的m次幂函数表示，在y轴上用变量y的n次幂函数表示，在离开x轴及y轴的区域用包含余弦函数的函数表示，以便成为向电子枪4侧凸出的曲面。

首先，比较例1的有孔区域11具有用从实施例1的曲面函数中除去余弦函数后的曲面函数表示的最简单的形状。此时，从表1可知，(A)、(C)、(D)、(F)的着落移动量比现有例1恶化。可以知道，如果从曲面函数中除去了余弦函数，那么拱起现象对着落移动量的影响明显地变化。换言之，可以说现有例1的曲面函数对于着落移动量是相对最优化的。

下面，比较例2的有孔区域11的曲面形状，用在比较例1的曲面函数中将x轴端及y轴端的z坐标Z_XP、Z_YP的值设成与实施例1相同时的曲面函数表示。此时，虽然着落移动量比第一比较例有改善，但在(D)中比现有例1是恶化的。由此可知，单纯地使x轴端及y轴端的z坐标Z_XP、Z_YP的值与实施例1一致，也得不到希望的结果。

下面，比较例3的有孔区域11的曲面形状，不像实施例1的曲面函数那样使用x轴上的变量x的m次幂函数及y轴上的变量y的n次幂函数，而仅用余弦函数表示。此时，只有(A)的着落移动量较大程度地得到改善，但(C)及(E)的着落移动量较大程度地恶化。其理由可以考虑为，在x轴端的x轴方向及y轴方向的曲率都变小的缘故。

如上所述，根据本第一实施方式，能够提供改善了因荫罩10拱起而产生的色差的彩色阴极射线管。

代替式1使用如下所示的式7，也可以表示与上述实施例1相同的曲面。

式7：

$\mathrm{\β}=\frac{1}{2}\{1+\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)\},\mathrm{\δ}=1+\frac{z_{\mathrm{xS}}\left(x\right)-z_{x1}\left(x\right)}{Z_{\mathrm{YP}}}$

z_y1(y)＝cyⁿ， $c=\frac{Z_{\mathrm{YP}}}{{Y_P}^n},$ n≥0，

$z_{y2}\left(x\right)=p[1-\underset{\mathrm{\η}=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\{{R4}_{\mathrm{\η}}\cos \left(\mathrm{\η}\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\}+C4],$

(R4_η：对于各η的常数、C4：常数)

$p=\frac{1}{2}{Z}_{\mathrm{YP}}$

z_x1(x)＝ax^m， $a=\frac{Z_{\mathrm{XP}}}{{X_P}^m},$ m≥0，

$z_{\mathrm{xS}}\left(x\right)=q\{1-\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)\},q=\frac{1}{2}(Z_{\mathrm{DP}}-Z_{\mathrm{YP}})$

在式7中，与式1的情况相同，也可以用余弦级数替换β的余弦函数的项、或Z_XS的余弦函数的项。

在上述实施例1的曲面函数即式2中，使用z＝ax⁴表现了x轴上的曲面，使用z＝cy³表现了y轴上的曲面，但本发明不限定于此，也可以使用任意次幂的多项式。或者，只要在x轴上及y轴上成为向面板1侧凸出的曲面，就也可以使用其它函数。

而且，在实施例1的曲面函数即式2中，用包含余弦函数的函数表现离开x轴及y轴的区域的曲面形状，但是，只要在离开x轴及y轴的区域(即包含对角轴端及其附近的区域)成为向电子枪侧凸出的曲面，也可以采用其它函数。

(第二实施方式)

图7是从与面板1相对的一侧看本发明的第二实施方式涉及的彩色阴极射线管的荫罩10的立体图。图8是沿着与z轴平行且相对于裙部13的面垂直的面的、无孔区域12附近的放大剖面图。与第一实施方式相同，在本第二实施方式的荫罩10中，无孔区域12具有圆滑地连接有孔区域11和裙部13的曲面，在其有孔区域11附近的区域具有将有孔区域11的曲面延长的曲面，由此，在裙部13侧的区域具有着与有孔区域11独立的曲面。在此，“独立”是指，表示某一区域的曲面形状的函数，与表示同该区域邻接的区域的曲面形状的函数不同。

表示对应本第二实施方式的实施例。在荫罩10中，无孔区域12的形状不直接影响着落移动量。因此，在上述实施例1中，无孔区域12的表面形状是如下曲面：通过x轴端的x轴方向的曲率半径为14mm，通过y轴端的y方向的曲率半径为10mm，通过对角轴端的对角方向的曲率半径为15mm，在它们之间的区域用曲率半径徐徐变化的圆滑的曲面连接。在此，“曲率半径”是指，在图8中无孔区域12的外表面形成的曲线中的、曲率半径最小的部分的曲率半径R。在计算机上制作了具有此形状的对角尺寸为68cm的TV用彩色阴极射线管装置用的荫罩10的计算模型。将其作为实施例2。而且，在上述实施例1中，无孔区域12的表面形状是如下的曲面：通过x轴端的x轴方向的曲率半径、通过y轴端的y方向的曲率半径、通过对角轴端的对角方向的曲率半径、及它们之间区域的曲率半径都是0.25mm。

表2是与表1相同地示出了现有例1、实施例1、实施例2的着落移动量的计算结果最大值。

[表2]

照射位置	现有例1	实施例1	实施例2
				(A)中央	56％	61％	61％
(B)上下2/3	50％	20％	19％
				(C)左右2/3	99％	54％	58％
(D)左右1/3	99％	63％	63％
				(E)对角2/3	78％	64％	67％
(F)对角1/3	100％	60％	59％
				(G)整体	79％	87％	69％

其中，在表2中，除了图6A～图6F的电子束照射区域30的各着落移动量的计算结果以外，在(G)栏示出了有孔区域11整体温度上升到60℃而产生了整体拱起时的着落移动量的计算结果。(G)的值如下所述地求出。将电子束对荧光屏的撞击位置的、由拱起现象产生的x轴方向的偏移量，在接近有孔区域11的中心(原点)时设为负(一)、远离时设为正(+)，在荧光屏的整个区域计算。然后，把正的最大值和负的最大值的绝对值之和，用将现有例1的(F)的着落移动量作为100％时的相对值来表示。

表2的(G)的着落移动量在实施例1是87％，同现有例1的79％相比增加了。(G)的着落移动量是由整体拱起引起的，基本上可以通过用于在面板1上安装框架8的、被固定在框架8上的弹簧(未图示)在一定程度上修正，所以在现实中还没有成为问题。但是，结构上不希望该修正量增加。对此，在实施例2中，(G)的着落移动量是69％，比现有例1有改善。而且，在实施例2中，(A)～(F)的着落移动量与实施例1大致相同。因此，可以知道，若考虑由整体拱起产生的色差，实施例2更具有对于由拱起现象引起的色差取得了平衡的良好特性。

在上述第一实施方式、第二实施方式中，示出了无孔区域12具有圆滑地连接有孔区域11和裙部13的曲面的情况，但本发明不限定于此。例如，如图9所示，在与z轴平行且相对于裙部13的面垂直的截面中，无孔区域12也可以具有直线部分18。在上述实施例1中，在计算机上制作了对角尺寸为68cm的TV用彩色阴极射线管装置用的荫罩10的计算模型，在该计算模型中，将无孔区域12的曲面形状变更为沿图9所示的XY面(与z轴正交的面)方向的尺寸L₁是7mm、z轴方向的尺寸L₂是7mm且在整个周边具有直线部分18的形状。对于该荫罩10的、整个有孔区域11温度上升到60℃而产生的整体拱起时的着落移动量(相当于表2的(G)的值)的计算结果是70％，与

实施例2大致相等。

(第三实施方式)

在第一实施方式、第二实施方式中，使用将荫罩10的有孔区域11的对角轴端的z坐标Z_DP全部统一为23.7mm的实施例、现有例、及比较例，说明了本发明的效果。

图10是有孔区域11的曲面函数不包含余弦函数的以往技术的另一例的荫罩的立体图。该荫罩是使有孔区域11的对角轴端的z坐标Z_DP比上述的现有例1大的例子。如果增大对角轴端的z坐标Z_DP，则像背景技术中记载的那样降低拱起效果增加，但存在画面周边部的图像变暗的缺点。在即使多少牺牲亮度的均匀性也希望降低拱起现象时，采用了这样的设计。具体地说，Z_XP＝17.4mm，Z_YP＝13.0mm，Z_DP＝31.2mm，关于有孔区域11的表面上的任意点的z坐标，将该点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y后，用如下所示的式8表示。

式8：

z(x，y)＝u₁x²+u₂x⁴+u₃x⁶+u₄y²+u₅x²y²+u₆y⁴+u₇y⁶

u₁＝9.60×10^-6，u₂＝6.31×10^-9，u₃＝-3.46×10^-14，

u₄＝3.95×10^-4，u₅＝3.67×10^-10，u₆＝-1.44×10^-9，

u₇＝1.23×10^-14

在计算机上制作了基于式8的对角尺寸是68cm的TV用彩色阴极射线管装置用的荫罩10的计算模型。将其作为现有例2。

图11是与现有例2相同地使有孔区域11的对角轴端的z坐标成为Z_DP＝31.2mm，同时适用了本发明的第三实施方式涉及的荫罩的立体图。表示对应本第三实施方式的实施例。Z_XP＝17.4mm，Z_YP＝13.0mm，Z_DP＝31.2mm。x轴端的z坐标Z_XP也是与现有例2相同的值，但与上述实施例1、实施例2不同，成为Z_xp≠Z_dp。由此，还能同时确认有孔区域11的短边不是直线时的效果。关于有孔区域11的表面上的任意点的z坐标，将此点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y后，用如下所示的式9表示。式9是在式1中将d替换为在余弦函数的项上追加了余弦级数的第三项的式子。

式9：

z(x，y)＝γ[αz_x1(x)+{1-α}z_x2(x)]+z_y1(y)，

$\mathrm{\α}=\frac{1}{2}[1+\{1.05\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)-0.05\cos \left(3\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\left\}\right],$

$\mathrm{\γ}=1+\frac{z_{\mathrm{yS}}\left(y\right)-z_{y1}\left(y\right)}{Z_{\mathrm{XP}}},$

z_x1(x)＝ax³， $a=\frac{Z_{\mathrm{XP}}}{{X_P}^3},$

$z_{x2}\left(x\right)=b\{1-\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)\},b=\frac{1}{2}{Z}_{\mathrm{XP}},$

z_y1(y)＝cy³， $c=\frac{Z_{\mathrm{XP}}}{{Y_P}^3},$

$z_{\mathrm{yS}}\left(y\right)=d\{1-\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\},d=\frac{1}{2}(Z_{\mathrm{DP}}-Z_{\mathrm{XP}})$

再者，与实施例2相同地，将无孔区域12的表面形状做成如下曲面：通过x轴端的x轴方向的曲率半径是14mm，通过y轴端的y方向的曲率半径是10mm，通过对角轴端的对角方向的曲率半径是15mm，在它们之间的区域用曲率半径徐徐变化的圆滑的曲面连接。在计算机上制作了基于式9的对角尺寸是68cm的TV用彩色阴极射线管装置用的荫罩10的计算模型。将其作为现有例3。

表3是与表2相同地表示了关于现有例1、现有例2、实施例3的着落移动量的计算结果的最大值。

[表3]

照射位置	现有例1	现有例2	实施例3
				(A)中央	56％	40％	42％
(B)上下2/3	50％	41％	11％
				(C)左右2/3	99％	74％	51％
(D)左右1/3	99％	67％	55％
				(E)对角2/3	78％	59％	42％
(F)对角1/3	100％	68％	56％
				(G)全体	79％	59％	53％

从表3可知，在现有例2中，通过加大Z_DP，同现有例1相比，(A)～(G)中的任一个的着落移动量都如预想那样降低了。再者，在实施例3中，还发挥了本发明的效果，成为问题的(C)～(F)的着落移动量同现有例2相比降低到只有20％～30％的低水平。由此可知，即使在本发明的Z_DP与第一实施方式、第二实施方式不同的情况下，也可以充分改善由拱起现象产生的色差。

产业上的利用可能性

本发明的利用领域没有特殊限制，可以防止因使用了低价铁材料的荫罩的局部升温度而产生的色差，所以，可以作为低成本且能够进行良好的彩色显示的彩色阴极射线管等广泛利用。

Claims (14)

1.一种彩色阴极射线管，具备：面板；与上述面板接合的漏斗状体；设在上述漏斗状体的颈部内的电子枪；与上述面板的内表面相对着设置的大致矩形状的荫罩，其特征在于，

上述荫罩具有：有孔区域，形成有多个电子束通过孔；无孔区域，设置在上述有孔区域的周围，未形成有上述电子束通过孔；以及裙部，相对于上述无孔区域向上述电子枪侧弯曲；

以上述有孔区域的中心作为原点，设通过上述原点且与上述荫罩的长边平行的轴为x轴、通过上述原点且与上述荫罩的短边平行的轴为y轴、上述原点上的上述荫罩的法线为z轴时，上述有孔区域的上述x轴上及上述y轴上的曲面是向上述面板侧凸出的曲面，并且，上述有孔区域在其周边上具有向上述面板侧凸出的曲面和向上述电子枪侧凸出的曲面，并且，上述有孔区域在被其周边、上述x轴和上述y轴包围的区域内，具有向上述面板侧凸出的曲面和向上述电子枪侧凸出的曲面。

2.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

从上述荫罩向上述电子枪的方向作为上述z轴的正方向，

在将具有相同的y坐标且x坐标是x1、x2的上述有孔区域的表面上的两点的z坐标分别设为z1、z2，且x1＜x2时，满足z1＜z2的关系；并且，

在将具有相同的x坐标且y坐标是y3、y4的上述有孔区域的表面上的两点的z坐标分别设为z3、z4，且y3＜y4时，满足z3＜z4的关系。

3.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

在表示上述有孔区域的表面上的点的z坐标时，将该点的x坐标作为变量x，在上述x轴上用变量x的m次幂函数表示，在上述有孔区域的长边上用变量x的余弦函数表示，在上述x轴和上述长边之间的区域用至少包含变量x的m次幂函数及变量x的余弦函数的函数表示。

4.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

在表示上述有孔区域的表面上的点的z坐标时，将该点的y坐标作为变量y，在上述y轴上用变量y的n次幂函数表示，在上述有孔区域的短边上用变量y的余弦函数表示，在上述y轴和上述短边之间的区域用至少包含变量y的n次幂函数及变量y的余弦函数的函数表示。

5.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

在表示上述有孔区域的表面上的点的z坐标时，将该点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y，在上述x轴上用变量x的m次幂函数表示，在上述y轴上用变量y的n次幂函数表示，在上述有孔区域的长边上用变量x的余弦函数表示，在上述有孔区域的短边上用变量y的余弦函数表示，在由上述x轴、上述y轴、上述长边、及上述短边围成的区域，用至少包含变量x的m次幂函数、变量y的n次幂函数、变量x的余弦函数、及变量y的余弦函数的函数表示。

6.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

在设上述有孔区域的一对短边和上述x轴相交的点的x坐标为±X_P、z坐标为Z_XP，设上述有孔区域的一对长边和上述y轴相交的点的y坐标为±Y_P、z坐标为Z_YP，设上述有孔区域的周边和上述有孔区域的对角轴相交的点的z坐标为Z_DP时，上述有孔区域的表面上的任意点的z坐标用下式1近似，其中，将该点的x坐标及y坐标作为变量x及变量y，

式1：

z(x，y)＝γ[αz_x1(x)+{1-α}z_x2(x)]+z_y1(y)，

$\mathrm{\α}=\frac{1}{2}\{1+\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\},$ $\mathrm{\γ}=1+\frac{z_{\mathrm{yS}}\left(y\right)-z_{y1}\left(y\right)}{Z_{\mathrm{XP}}},$

z_x1(x)＝ax^m， $a=\frac{Z_{\mathrm{XP}}}{{X_P}^m},$ m≥0，

$z_{x2}\left(x\right)=b\{1-\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)\},$ $b=\frac{1}{2}{Z}_{\mathrm{XP}},$

z_y1(y)＝cyⁿ， $c=\frac{Z_{\mathrm{YP}}}{{Y_P}^n},$ n≥0，

$z_{\mathrm{yS}}\left(y\right)=d\{1-\cos \left(\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\},$ $d=\frac{1}{2}(Z_{\mathrm{DP}}-Z_{\mathrm{XP}})$

在此，X_P、Y_P、Z_XP、Z_YP、Z_DP均不是0。

7.如权利要求6所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

在上述式1中，Z_x2(x)由用余弦级数替换了余弦函数的项的下式表示：

$z_{x2}\left(x\right)=b[1-\underset{\mathrm{\λ}=1}{\overset{h}{\mathrm{\Σ}}}\{{R1}_{\mathrm{\λ}}\cos \left(\mathrm{\λ}\frac{\mathrm{\π}}{X_P}x\right)\}+C1]$

其中，R1_λ是对于各λ的常数，C1是常数。

8.如权利要求6所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

在上述式1中，α由用余弦级数替换了余弦函数的项的下式表示：

$\mathrm{\α}=\frac{1}{2}[1+\underset{\mathrm{\μ}=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\{{R2}_{\mathrm{\μ}}\cos \left(\mathrm{\μ}\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\}+C2]$

其中，R2_μ是对于各μ的常数，C2是常数。

9.如权利要求6所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

在上述式1中，Z_yS(y)由用余弦级数替换了余弦函数的项的下式表示：

$z_{\mathrm{yS}}\left(y\right)=d[1-\underset{\mathrm{\υ}=1}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\{{R3}_{\mathrm{\υ}}\cos \left(\mathrm{\υ}\frac{\mathrm{\π}}{Y_P}y\right)\}+C3]$

其中，R3_υ是对于各υ的常数，C3是常数。

10.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

在与上述z轴平行且相对于上述裙部的面垂直的截面中，上述无孔区域用光滑的曲线连接上述有孔区域和上述裙部，并且，上述无孔区域的曲率半径在通过上述荫罩的对角轴端的对角方向上是最大的。

11.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

在与上述z轴平行且相对于上述裙部的面垂直的截面中，上述无孔区域具有直线部分。

12.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

上述荫罩由以Fe为主成分的材料形成。

13.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

上述荫罩在与上述电子枪相对的一侧的面上具有电子反射膜。

14.如权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，

上述有孔区域具备将上述y轴方向作为长度方向的多个连接带，在上述多个连接带的表面形成通过半蚀刻形成的凹凸。

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