JP2000311629A - カラー陰極線管用のパネル - Google Patents
カラー陰極線管用のパネルInfo
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Abstract
曲率構造を有するカラー陰極線管用のパネルを提供す
る。 【解決手段】 実質的に平らな外面と所定の曲率を有す
る内面とを含むカラー陰極線管用のパネルであって、R
xが前記パネルの内面の長軸方向の曲率半径であり、R
yが前記パネルの内面の短軸方向の曲率半径である時、
前記パネルの内面の曲率構造が、長軸方向の曲率半径R
xと短軸方向の曲率半径Ryとが互いに異なるアーク曲
率を有することを特徴とするカラー陰極線管用のパネル
を提供する。上記本発明によりシャドウマスクの構造強
度が向上し、画像の色再現性の低下する現象が防止され
る。
Description
し、より詳しくは前記陰極線管の前面に装着され、内面
に画像が具現されるカラー陰極線管用のパネルに関す
る。
器やコンピューターのモニタ等の映像表示装置において
画像の具現される主要構成部である。図1はこのカラー
陰極線管を一部断面を含んで示す側面図である。
されたパネル1の内面には赤色、緑色、青色の蛍光体の
塗布してなる蛍光膜1aが形成され、前記パネル1の後
方にはパネル2がフリットガラスにより融着され、前記
パネルのネック部2aの内部には電子銃4が提供され
る。前記パネル1の内面には塗布された蛍光膜1aの近
くにシャドウマスク5がフレーム6に固定された状態で
設けられる。前記シャドウマスク5は電子銃4から発射
された電子ビーム3の色選別作用を果たす。前記フレー
ム6はここに固定された支持スプリング8によりパネル
1の側壁に固定されたスタッドピン1bに嵌入され、こ
れにより前記パネル1の側壁に吊られて固定される。ま
た、前記フレーム6の一側面には、蛍光膜1a側へ移動
する電子ビーム3を外部の地球磁場から保護するための
インナシールド7が固定スプリングにより結合されてい
る。一方、ネック部2aの外周面には、電子ビーム3が
所定の蛍光体を正確に衝突するようにその進行軌道を修
正してやる多数の極を有する偏向ヨーク10が取り付け
られており、陰極線管の外周面には陰極線管の動作時に
外部の衝撃による破損を防止するための補強バンド9が
巻かれている。
前記シャドウマスク5は、所定の曲率を有するように成
形し前記パネル1に対して一定の間隙を有するように配
置してパネルと共にパネルアセンブリーを形成する。こ
れにより、電子銃4から放射された3つの電子ビーム3
はシャドウマスク5を介してパネル1の内面に形成され
た蛍光体を正確に衝突して画像を再現する。従って、画
像を具現するべく前記シャドウマスク5は正確な曲率の
設計を必要とし、このような曲率の設計条件としてパネ
ル1の内面の曲率を優先的に顧慮する。
これを参照して前記パネルの内面の曲率とシャドウマス
クの曲率との関係を説明する。
外面は曲面をなし、パネルの外面の曲率半径Roとパネ
ルの内面の曲率半径RiはRo>Riの関係を満たすよ
うに形成される。このようなパネルの形状はブラウン管
の内部の高真空状態により受ける大気圧に耐えるための
構造である。
率半径Riはシャドウマスク5の曲率を決める最も重要
な要素であり、ここで決定されたシャドウマスク5の曲
率はシャドウマスク5の構造強度および熱変形特性と密
接な関係を有する。このような前記パネル1の内面の曲
率半径Riは、図3に示すように、実線で示したアーク
(arc)曲率と破線で示したスーパーアーク(sup
er arc)曲率とに大別される。前記スーパーアー
ク曲率はアーク曲率に比べてシャドウマスクの高さの変
位を相対的に小さく現し、これによりシャドウマスク5
の熱変形に一層効果的である。従って、従来の陰極線管
では、前記アーク曲率とスーパーアーク曲率とを特別な
区分無しに適用したが、熱変形特性を顧慮してはスーパ
ーアーク曲率をより多く使用する。
ネル1の外面を完全平面又は平面に準するように外面の
曲率半径Roの40,000mm以上に設計する。これ
により、前記パネル1の外面の曲率半径Roにより決定
される内面の曲率半径Riも増加し、前記内面の曲率半
径Riにより決定されるシャドウマスク5の曲率半径も
共に増加する。前記シャドウマスク5の曲率半径は前述
したように大きくするほど熱変形に対してはより効果的
であるものの、シャドウマスク5の構造強度はより低下
する。これにより、衝撃又はスピーカー音により画面が
震えるハウリング(howling)現象が生じ、画面
色が部分的に変わる色再現性の不良が生じる。現在、前
記熱変形はシャドウマスク5の曲率でない他の方法、す
なわち電子ビーム3の衝突する面に反射膜(図示せず)
をコーティングして熱電子を反射させる方法で解決して
いるので、前記シャドウマスクの構造強度を向上させ得
る方法を必要とする。
解決するためになされたものであり、その目的はシャド
ウマスクの構造強度を強化可能な内面曲率構造を有する
カラー陰極線管用のパネルを提供することにある。
の本発明は、実質的に平らな外面と所定の曲率を有する
内面とを含むカラー陰極線管用のパネルであって、Rx
が前記パネルの内面の長軸方向の曲率半径であり、Ry
が前記パネルの内面の短軸方向の曲率半径である時、前
記パネルの内面曲率構造が長軸方向の曲率半径Rxと短
軸方向の曲率半径Ryとが互いに異なるアーク曲率を有
することを特徴とするカラー陰極線管用のパネルを提供
する。
さ、Lyeが前記パネルの中心からの短軸方向の有効面
の端部までの距離、そしてZyeが短軸方向の有効面の
端部の高さである時、前記短軸方向の曲率半径Ryに対
する関係式
内に含まれることが好ましい。
導関数F′(r)は散布を顧慮してF′(r)=(a+
b・R+c・R2)・r±(d+e・Le+f・L
e2)と表現でき、前記長軸及び短軸方向の曲率半径R
x、Ryに対する曲率関数の1次導関数F′(r)はそ
れぞれF′(r)=(a+b・Rx+c・Rx2)・r
±(d+e・Lxe+f・Lxe2)、F′(r)=
(a+b・Ry+c・Ry2)・r±(d+e・Lye
+f・Lye2)と表現できる。
次導関数F′(r)2つ共に対してそれぞれ前記定数
a、b、c、d、e、fの値はa=1.17146E−
03、b=−4.11994E−07、c=4.537
28E−11、d=4.82475E−02、e=−
2.36837E−04、f=3.78612E−07
と設定されることが好ましく、前記パネルの内面の曲率
はシャドウマスクの構造強度に対して最適化するように
前記定数a、b、c、d、e、f、曲率半径Rx、R
y、及び距離Lxe、Lyeにより決定される1次導関
数値の散布範囲を満たすことが好ましい。
度が向上し、色再現性の低下する現象が防止される。
能な本発明の好適な実施例を添付図面を参照して説明す
る。従来と同様な構成に対しては同じ名称及び同じ符号
を使用しその説明を省略する。
図で、これを参照して本発明のパネルの内面の基本的な
曲率構造を説明する。
幾何学的な構造は3次元空間上の3つの座標軸、つまり
長軸(X軸)、短軸(Y軸)、高さ軸(Z軸)を基準と
して表現可能である。ここで、前記座標軸の原点は前記
パネル1の内面の中心に設定される。また、Rx、Ry
はそれぞれ前記パネル1の内面の長軸方向及び短軸方向
の曲率半径を示し、Lxe、Lyeは前記パネル1の中
心からの長軸方向及び短軸方向の有効面1cの端部まで
の距離を示す。そして、Tcは前記パネル1の中心部の
厚さを示す。ここで、前記Rx、Ryはこれに相当する
パネル1の内面のある地点の曲率関数に関係する。
管では、パネル1の内面が長軸方向の曲率半径Rxと短
軸方向の曲率半径Ryとが同一である完全球面曲率構造
を有するように設計される。しかし、パネル1の外面が
完全平面或いはこれに近い扁平度を有する最近の陰極線
管では、設計上の問題のためにパネル1の内面の長軸方
向の曲率半径Rxと短軸方向の曲率半径Ryとが互いに
異なる。更に、パネル1の内面の曲率に関係する曲率を
有するシャドウマスク5の構造強度を向上させるべく、
前記パネル1の内面にスーパーアーク曲率でなく相対的
に曲率半径の小さいアーク曲率を使用することが好まし
い。これにより、本発明に係るパネル1の内面には長軸
方向と短軸方向に互いに異なるアーク曲率を適用する。
このように、前記パネル1の内面の曲率にアーク曲率が
適用されるので、同一座標軸上の任意の曲率半径は互い
に同じである。即ち、前記長軸(X軸)上の曲率半径R
xは前記長軸(X軸)上の位置に係わらずに互いに同じ
であり、前記短軸(Y軸)上の曲率半径Ryも同様であ
る。
方向の曲率半径Rx及び短軸方向の曲率半径Ryは陰極
線管の真空強度及びシャドウマスク5の構造強度を向上
させるべく最適化すべきである。このパネル1の内面の
長軸方向及び短軸方向の曲率半径Rx、Ryを最適化さ
せるための設計条件を以下に説明する。
の内面の曲率構造は次の式のように表現される。
(Z軸)方向の前記パネル1の内面中心での厚さTcに
対する有効面1cの端部でのパネル1の内面の厚さの増
加比を示す。Zyeが短軸方向の有効面1cの端部での
高さである時、前記短軸方向の曲率半径Ryは次の式の
ように表現される。
ル1の周辺部の厚さが相対的に薄くなるため、陰極線管
の内部真空に対する強度が弱くなる。逆に、上記関係式
(1)の値が2.5以上では、パネル1の周辺部の厚さ
が余りに厚くなるため、熱伝導度が落ちる。これによ
り、前記パネル1の外面及び内面の温度差に起因する熱
応力が発生するため、製造工程中又は作動中に破損しや
すい。従って、上記関係式(1)の値は1.5よりは大
きく2.5よりは小さい範囲内に含まれることが好まし
い。
向の曲率半径Ryに対して一定の比を有するよう設定す
べきである。ここで、前記比率Rx/Ryが2.2未満
になると、パネル1の強度が低下する。同様に、シャド
ウマスク5の曲率もパネル1の内面の曲率と同じ形態に
設計されるのでシャドウマスク5の構造強度も低下す
る。前記比率Rx/Ryが2.8以上になると、パネル
1の内面の長軸方向の曲率半径が短軸方向に比べて相対
的に大きくなるため、シャドウマスク5の長軸方向の強
度が外部の衝撃に脆弱になる。従って、前記パネル1の
内面の短軸方向の曲率半径Ryに対する長軸方向の曲率
半径Rxの比Rx/Ryは2.2〜2.8の範囲内に含
まれることが好ましい。
るパネル1の内面の曲率関数に関係するので、前記パネ
ル1の内面の曲率関数Fも前記最適化した曲率半径R
x、Ryに基づいて設定されることが好ましい。このよ
うなパネル1の内面の曲率関数は大抵高次項からなり、
これらの1次導関数は前記曲率関数Fの最適化のための
一層容易なアプローチ方法を提供し、これのためにパネ
ル1の中心からの距離に対するスーパーアーク曲率関数
及びアーク曲率関数の1次導関数F′を図5に示してい
る。
ーク曲率に対する1次導関数F′は1次関数の形態で示
される。rがパネル1の内面の任意地点の座標で、αが
所定の比例定数である時、前記1次導関数F′は前記座
標rに対する1次関数として表現できる。
ヨークによる散布を有し、βが前記散布を顧慮した定数
である時、前記1次導関数F′(r)は次の式のように
定義される。
1次導関数F′(r)の比例定数αは前記曲率半径に関
係する関数として定義可能である。a、b、cが任意の
定数であり、Rがパネル1の内面の任意地点での曲率半
径であるとき、次のように表現される。
F′(r)の定数βは前記距離Leに関係する関数とし
て定義可能である。d、e、fが任意の定数であり、L
eが前記パネル1の中心からの任意方向の有効面1cの
端部までの距離である時、次のように表現される。
数F′(r)は F′(r)=(a+b・R+c・R2)・r±(d+e・Le+f・Le2) ………(7) と表現される。
び短軸(Y軸)上に位置する際、前記長軸方向及び短軸
方向の曲率半径Rx、Ryに対する曲率関数の1次導関
数F′(r)はそれぞれ次の式(8)(9)のように示
される。
た設計条件により範囲が設定された曲率半径Rx、Ry
及び距離Lxe、Lyeに適するように前記定数a、
b、c、d、e、fが設定されなければならない。従っ
て、前記長軸及び短軸の曲率関数の1次導関数F′
(r)2つ共に対して前記定数a、b、c、d、e、f
の値が、a=1.17146E−03、b=−4.11
994E−07、c=4.53728E−11、d=
4.82475E−02、e=−2.36837E−0
4、f=3.78612E−07と設定されることが好
ましい。そして、前記パネル1の内面の曲率は最終的に
前記定数a、b、c、d、e、f、曲率半径Rx、R
y、及び距離Lxe、Lyeにより決定される1次導関
数値の散布範囲を満たすことが好ましい。
の関係式により最適化されたアーク曲率を有する内面曲
率構造からなるので、これに関係する曲率構造を有する
シャドウマスク5の構造強度を向上させる。結果的に、
前記構造強度の向上したシャドウマスク5によりハウリ
ング特性が向上し、陰極線管の作動途中の衝撃及びスピ
ーカー音による色再現性の低下が防止される。
けを説明しているが、本発明はその詳細な説明に限られ
ず該技術分野に通常の知識を有する者によって添付の請
求項の範疇及びその同等の範囲内で変更可能である。
す側面図。
面図。
較して示す概略図。
ク曲率関数並びにアーク曲率関数の1次導関数をそれぞ
れ示すグラフ。
Claims (12)
- 【請求項1】 実質的に平らな外面と所定の曲率を有す
る内面とを含むカラー陰極線管用のパネルであって、 Rxが前記パネルの内面の長軸方向の曲率半径であり、 Ryが前記パネルの内面の短軸方向の曲率半径である
時、 前記パネルの内面の曲率構造が、長軸方向の曲率半径R
xと短軸方向の曲率半径Ryとが互いに異なるアーク曲
率を有することを特徴とするカラー陰極線管用のパネ
ル。 - 【請求項2】 Tcが前記パネルの中心部の厚さであ
り、 Lyeが前記パネルの中心からの短軸方向の有効面の端
部までの距離であり、そしてZyeが短軸方向の有効面
の端部の高さである時、 前記短軸方向の曲率半径Ryに対する関係式 【数1】 の値が1.5〜2.5の範囲内に含まれ、 ここで、 【数2】 であることを特徴とする請求項1記載のカラー陰極線管
用のパネル。 - 【請求項3】 Rx/Ryは2.2〜2.8の範囲内に
含まれることを特徴とする請求項2記載のカラー陰極線
管用のパネル。 - 【請求項4】 rがパネルの内面の任意地点の座標であ
り、 αが所定の比例定数である時、 前記パネルの内面の曲率関数Fの1次導関数F′は前記
座標rに対する1次関数であり、これによりF′(r)
=α・rと表現されることを特徴とする請求項3記載の
カラー陰極線管用のパネル。 - 【請求項5】 βが製造工程及び偏向ヨークによる散布
を顧慮した定数である時、前記1次導関数F′(r)は
F′(r)=α・r±βと表現されることを特徴とする
請求項4記載のカラー陰極線管用のパネル。 - 【請求項6】 a、b、cが任意の定数であり、 Rがパネルの内面の任意地点での曲率半径である時、 前記比例定数αは前記曲率半径Rに関係する関数であ
り、これによりα=a+b・R+c・R2と表現される
ことを特徴とする請求項5記載のカラー陰極線管用のパ
ネル。 - 【請求項7】 d、e、fが任意の定数であり、 Leが前記パネルの中心からの任意方向の有効面の端部
までの距離である時、 前記定数βは前記距離Leに関係する関数であり、これ
によりβ=d+e・Le+f・Le2と表現されること
を特徴とする請求項5記載のカラー陰極線管用のパネ
ル。 - 【請求項8】 前記関数α、βにより前記曲率関数の1
次導関数F′(r)が、F′(r)=(a+b・R+c
・R2)・r±(d+e・Le+f・Le2)と表現さ
れることを特徴とする請求項5記載のカラー陰極線管用
のパネル。 - 【請求項9】 前記任意地点rが長軸(X軸)上に位置
する時、 前記長軸方向の曲率半径Rxに対する曲率関数の1次導
関数F′(r)が、F′(r)=(a+b・Rx+c・
Rx2)・r±(d+e・Lxe+f・Lxe 2)と表
現されることを特徴とする請求項8記載のカラー陰極線
管用のパネル。 - 【請求項10】 前記任意地点rが短軸(Y軸)上に位
置する時、 前記短軸方向の曲率半径Ryに対する曲率関数の1次導
関数F′(r)が、F′(r)=(a+b・Ry+c・
Ry2)・r±(d+e・Lye+f・Lye 2)と表
現されることを特徴とする請求項8記載のカラー陰極線
管用のパネル。 - 【請求項11】 前記長軸及び短軸の曲率関数の1次導
関数F′(r)共に対してそれぞれ前記定数a、b、
c、d、e、fの値は、 a=1.17146E−03、 b=−4.11994E−07、 c=4.53728E−11、 d=4.82475E−02、 e=−2.36837E−04、そして f=3.78612E−07 であることを特徴とする請求項9又は10記載のカラー
陰極線管用のパネル。 - 【請求項12】 前記パネルの内面の曲率は前記定数
a、b、c、d、e、f、曲率半径Rx、Ry、及び距
離Lxe、Lyeにより決定される1次導関数F′
(r)の値の散布範囲を満たすことを特徴とする請求項
11記載のカラー陰極線管用のパネル。
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