JP2001176422A - カラ−陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カップ状電極の整形加工に伴う整形不良に起因
する筒状部の傾き及び平板部と筒状部頂面の平行度不良
を排除して高精度の電子銃を得る。 【解決手段】カラ−陰極線管に収納する電子銃を構成す
る複数個の電極のうちのカップ状電極を、略矩形状の平
板部及びこの平板部から連続して略垂直に立ち上がり筒
軸と垂直方向の断面が略長円状開口を持つ筒状部とを有
する構造で、このカップ状電極の前記平板部の前記筒状
部より外側に部分的に薄肉部を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラ−陰極線管に
係り、特にその真空外囲器内に収容される電子銃を構成
する複数の電極のうち、カップ状電極の寸法形状を高精
度に確保して、耐電圧特性の向上と高解像度のカラ−表
示を可能にしたカラ−陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】陰極線管の典型例であるカラー受像管や
ディスプレイ管等のカラー陰極線管は、その精細な画像
再現性から、テレビ放送の受信あるいは各種の情報処理
機器のモニターとして広く用いられている。

【０００３】この種のカラー陰極線管は、内面に蛍光体
スクリーンを形成したパネル部と、上記パネル部に連接
するファンネル部と、このファンネル部の端部に上記蛍
光体スクリーンに向けて電子ビームを発射する電子銃構
を収容したネック部で構成した真空外囲器を備えてい
る。そして、上記電子銃として、一水平面上に複数の電
子ビームを平行に出射するインライン型の電子銃を具備
したものが広く用いられている。

【０００４】図５はカラー陰極線管に用いられるインラ
イン型電子銃の一構成例を説明する要部側面図であっ
て、電子ビームのインライン配列方向と平行な方向から
見た側面を示す。

【０００５】図５において、３１は陰極、３２は制御電
極である第１電極、３３は加速電極である第２電極であ
り、これら陰極３１と第１電極３２および第２電極３３
で電子ビーム発生部を構成する。また、３４は第３電
極、３５は第４電極であり、この例では２つのカップ状
電極３５ａと３５ｂとから構成してフォーカス電極を構
成する。３６は第５電極で第４電極のカップ状電極３５
ｂとの間で主レンズを構成する。また、３７はシールド
カップであり、第５電極３６と溶接されている。これら
の各電極は、所定の順序と間隔で絶縁支持体（マルチフ
ォームガラス）３８で固定されている。

【０００６】なお、３９はステムで、このステムを貫通
して植立したステムピン４０を介して表示信号や動作電
圧が供給される。陰極３１と第１０電極３２および第２
電極３３からなる３極部で構成される電子ビーム発生部
で発生された３本の電子ビームは第３電極３４、第４電
極３５および第５電極３６で加速および集束されて第５
電極３６と第４電極３５の電極３５ｂの対向面に形成さ
れる主レンズにより所要の集束がなされ、蛍光体スクリ
ーン方向に指向される。

【０００７】この型式の電子銃では、第１電極３２、第
２電極３３は板状の電極であり、第３電極３４、第４電
極３５及び第５電極３６はカップ状電極単独か或いはカ
ップ状電極と板状電極の複数の電極材を溶接一体化した
複合電極で構成されている。

【０００８】図６は図５におけるカップ状電極の一つで
ある第５電極３６の詳細を説明するための図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図および（ｃ）は図（ａ）のＡ
−Ａ断面図である。

【０００９】図６において、カップ状電極である第５電
極３６は、略矩形状の平板部３６ａ及びこの平板部３６
ａから連続して略垂直に立ち上がる筒状部３６ｂとを有
する。この筒状部３６ｂは筒軸３６ｃに垂直な断面が略
長円状の開口、すなわち、両端部の円弧部３６ｂ１とこ
の円弧部３６ｂ１相互をつなぐ中央部の直線部３６ｂ２
からなる略長円状を呈しており、この略長円状の開口内
を３本の電子ビ−ムが通過する。３６ｄは折返し部で、
筒状部３６ｂの頂面３６ｅから平板部３６ａ側へ折り返
えされて伸びている。この折返し部３６ｄを形成しない
構造のものもある。

【００１０】また、３６ｆはフランジで、このフランジ
３６ｆは前記平板部３６ａの一部を構成しており、前記
筒状部３６ｂの外側で円弧部フランジ３６ｆ１と直線部
フランジ３６ｆ２とから成っている。この様なカップ状
電極の構造は例えば特開昭５５−７４０３６号公報に開
示されている。

【００１１】この様なカップ状電極は、一般には長尺材
から所定寸法の平板を打ち抜き、これを絞り加工成型、
熱処理、整形等の種々の加工工程を経て製造される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のカ
ップ状電極では、絞り加工成型後に図６（ａ）（ｂ）に
点線６１、６２で示したように、平板部３６ａのフラン
ジ３６ｆの部分に欠陥が生じるという問題があった。

【００１３】すなわち、この種のカップ状電極は前述の
ように絞り加工等の工程を経て製造するが、筒状部３６
ｂは筒軸３６ｃに垂直な断面が略長円状を呈するため、
平板部３６ａから筒状部３６ｂを立ち上げ整形する絞り
加工成型工程で、円弧部３６ｂ１部分は絞り加工、一方
直線部３６ｂ２部分は曲げ加工と、同一工程内でそれぞ
れ部位によって異なる加工作用を受けることになる。こ
の結果、余肉の逃げに差が生じ、図６（ｂ）に点線６１
で示すように、円弧部フランジ３６ｆ１の板厚が直線部
フランジ３６ｆ２に比べて大となる。

【００１４】この形状の状態で熱処理を行ない、その後
平板部３６ａを含む全体を金型を用いて加圧整形する
が、前述のような形状では加圧整形しても、先ず平板部
３６ａの平坦度の確保が困難となると共に、平板部３６
ａと頂面３６ｅとの平行度の確保も困難となり、更には
平板部３６ａに対して筒状部３６ｂが傾く等所望の形
状、寸法が得られず、電子銃組立で耐電圧特性及び解像
度特性の重要な要因となる電極間間隔及び電子ビ−ム通
過開口の同軸度を所定の寸法に設定出来ず、結果的にカ
ラー陰極線管の特性に悪影響を与えるという問題があっ
た。

【００１５】この様な種々の問題の対策として、前記板
厚の厚い円弧部フランジ３６ｆ１部分を整形型に特に強
く当てて整形する特別な手段が考えられるが、これでは
加工工程が複雑に成ることと、円弧部フランジ３６ｆ１
が図６（ａ）に点線６２で示すように局部的に外側に膨
れ、かつ端部がエッジ状となるため耐電圧特性の点で問
題となる。

【００１６】一方、前記局部的な外側への膨れを避ける
為には、金型を用いて加圧整形する際の加圧を低くする
必要があるが、これでは整形が不十分となる恐れが有
り、これらの対策では前記平板部３６ａの平坦度の確保
及び平板部３６ａと頂面３６ｅとの平行度の確保、更に
は平板部３６ａに対して筒状部３６ｂの傾きの解決も困
難であり、結果的にカラー陰極線管の特性に悪影響を与
えるという問題等依然として解決しなければならない種
々の問題が有った。

【００１７】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消して平板部と筒状部を垂直に配置できると共に平板
部の外形寸法変化を抑制でき、更に平板部と筒状部頂面
との平行度を高精度に保持出来る高信頼性の電極を用い
た電子銃を組み込んだカラ−陰極線管を提供することに
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の代表的な構成を記述すれば次の通りであ
る。すなわち、 （１）蛍光体スクリーンを形成したパネル部と、複数の
電極からなる電子銃を収納したネック部と、パネル部と
ネック部とを連接するファンネル部とで構成した真空外
囲器と、ファンネル部とネック部の遷移部分に装着され
た偏向ヨークとを備えたカラー陰極線管であって、前記
電子銃が、略矩形状の平板部及びこの平板部から連続し
て略垂直に立ち上がり筒軸と垂直方向の断面が略長円状
開口を持つ筒状部とを有するカップ状電極を備えてお
り、このカップ状電極の前記平板部の前記筒状部より外
側に部分的に薄肉部を形成した。 （２）前記薄肉部を前記略矩形状の平板部の長手方向の
略中央部に設けた。

【００１９】上記（１）（２）の構成とすることによ
り、整形時の加圧を全体に均一に与えることが可能とな
り、寸法形状共に高精度のカップ状電極を得る事が出来
き、この優れたカップ状電極を用いることにより耐電圧
特性等の優れたカラー陰極線管の提供が可能となる。

【００２０】なお、本発明は上記の構成に限るものでは
なく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変
形が可能である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

【００２２】図１は本発明の一実施例を示すシャドウマ
スク形カラ−陰極線管の全体構造例を説明するための断
面図である。図１において、符号１はパネル部、２はネ
ック部、３はファンネル部、４はスクリーンを構成する
蛍光膜、５は多数の電子ビーム通過孔を有する色選択電
極であるシャドウマスクで、このシャドウマスク５は前
記蛍光膜４と同軸で、かつ所定の間隔を隔てて配置され
ている。また、符号６はマスクフレームで、後述する構
造でシャドウマスク５等を固定保持している。そして、
７はスプリング、８はパネルピン、９は磁気シールド、
１０はアノ−ドボタン、１１は内装導電膜、１２は電子
ビームを水平と垂直に偏向する偏向ヨーク、１３は３本
の電子ビーム１４（センター電子ビーム及び２本のサイ
ド電子ビーム）を発射する電子銃である。この電子銃１
３は後述する精密に形成されたカップ状電極を備えてお
り、電極間間隔も電極間相互の電子ビ−ム通過開口の同
軸度も高精度に確保されている。

【００２３】蛍光膜４を内面に有するパネル部１とファ
ンネル部３とは、パネル部１とファンネル部３で形成さ
れるバルブ内部にシャドウマスク５および磁気シールド
９等を固定したマスクフレーム６をスプリング７でパネ
ルピン８に装架し、パネル部１とファンネル部３とをフ
リットガラスで溶着固定してネック部２に電子銃１３を
封入して真空封止する。

【００２４】電子銃１３から発射された電子ビーム１４
は、ネック部２とファンネル部３の遷移部分に装着され
た偏向ヨーク１２で水平と垂直の２方向に偏向を受け、
色選択電極であるシャドウマスク５の電子ビーム通過孔
を通して蛍光膜４に射突することで画像を形成する。

【００２５】最近フラット画面タイプのカラーテレビや
カラーディスプレイモニターの普及に伴い、これらに使
用されるカラー陰極線管においても、フェースプレート
（パネルガラス）がフラット化される傾向にある。

【００２６】上記図１に示した本発明の一実施例は、フ
ラットタイプのシャドウマスク形カラー陰極線管を示し
ている。図１において、パネル部１は、その外面が略平
坦であり、内面は凹面状に湾曲している。シャドウマス
ク５は、シャドウマスク原板がプレス成形によって所定
の局面に整形されたもので、パネル部１の内面に合わせ
て湾曲している。

【００２７】このように、パネル部１の外面が略平坦で
あるにもかかわらず、パネル部１の内面及びシャドウマ
スク５を湾曲させているのは、プレス成形技術によるシ
ャドウマスク５の製作方法が簡単かつ低コストであるた
めである。

【００２８】このシャドウマスク５は、多数の電子ビー
ム通過孔が形成された有孔領域を含む主面が略長方形で
あり、長軸沿い、短軸沿いおよび対角線沿いで各々曲率
半径が異なっている。これは、カラー陰極線管としての
画面のフラット感と整形されたシャドウマスクの機械的
強度維持の両立を図るためである。

【００２９】本実施例におけるシャドウマスク５の曲面
形状は、曲率半径が長軸沿い、短軸沿いおよび対角線沿
いの各々で主面の中央から周辺に向かって徐々に減少し
た非球面である。長軸沿いの曲率半径Ｒｘは１４５０ｍ
ｍから１２５０ｍｍの間で、短軸沿いの曲率半径Ｒｙは
２０００ｍｍから１３００ｍｍの間で、対角線沿いの曲
率半径Ｒｄは１６００ｍｍから１２５０ｍｍの範囲で変
化している。

【００３０】この非球面形状のシャドウマスクの曲率
は、等価曲率半径Ｒｅとして次のように定義することが
できる。

【００３１】Ｒｅ＝（ｚ^２＋ｅ^２）／２ｚ 但し、ｅ：シャドウマスク主面の中央から任意の周辺位
置までの管軸に垂直な方向の距離（ｍｍ） ｚ：上記任意の周辺位置におけるシャドウマスク主面の
中央から管軸方向の落ち込み量（ｍｍ） 上述のように、長軸沿いについては、短軸に比べて多少
曲率半径が小さくてもフラット感が損なわれることがな
く、等価曲率半径として１２５０ｍｍ以上であれば良
い。

【００３２】この図１に示すカラー陰極線管によれば、
従来のカラー陰極線管に比べてその電子銃のカップ状電
極が精密に形成され、かつ電極間間隔も電極間相互の電
子ビ−ム通過開口の同軸度も高精度に確保されているた
め、耐電圧特性に優れ、高解像度のカラー画像を表示す
ることができる。

【００３３】図２は図１に一実施例を示すような本発明
のカラー陰極線管に用いられるカップ状電極の一実施例
を説明するための図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面
図および（ｃ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【００３４】図２において、カップ状電極１６は、略矩
形状の平板部１６ａ及びこの平板部１６ａから連続して
略垂直に立ち上がる筒状部１６ｂとを有する。この筒状
部１６ｂは筒軸１６ｃに垂直な断面が略長円状の開口、
すなわち、両端部の円弧部１６ｂ１とこの円弧部１６ｂ
１相互をつなぐ中央部の直線部１６ｂ２からなる略長円
状を呈しており、この略長円状の開口内を３本の電子ビ
−ムが通過する。１６ｄは折返し部で、筒状部１６ｂの
頂面１６ｅから平板部１６ａ側へ折り返えされて伸びて
いる。この折返し部１６ｄを形成しない構造のものもあ
る。

【００３５】また、１６ｆはフランジで、このフランジ
１６ｆは前記平板部１６ａの一部を構成しており、前記
筒状部１６ｂの外側で円弧部フランジ１６ｆ１と直線部
フランジ１６ｆ２とから成っている。１６ｇは薄肉部
で、この薄肉部１６ｇは前記直線部フランジ１６ｆ２の
略全体に亘って板厚ｔ１、長さＬ１として形成されてお
り、この板厚ｔ１は前記円弧部フランジ１６ｆ１の板厚
ｔ２に比べて薄肉と成っている。

【００３６】この板厚ｔ１と板厚ｔ２との差は、前記平
板部１６ａの大きさ、前記筒状部１６ｂの高さ等により
種々の寸法が採られる。また長さＬ１は、直線部フラン
ジ１６ｆ２の略全長に亘って設けたが、この長さも板厚
と同様に種々の寸法が採られる。

【００３７】上記寸法の一具体例を示すと次のとおりで
ある。平板部１６ａの長さＬ：２２ｍｍ、幅Ｗ：１５．
９ｍｍ、筒状部１６ｂの高さＨ：７ｍｍ、長さＬ２：２
１．２ｍｍ、幅Ｗ１：１１．１２ｍｍ、板厚ｔ１：０．
３３ｍｍ、板厚ｔ２：０．３５ｍｍ、Ｌ１：１１ｍｍ。

【００３８】図３は本発明に用いられる図２に示すよう
なカップ状電極を形成する際の工程の一例を説明するた
めの整形状態を示す一部切欠正面図である。

【００３９】以下、図３により加圧整形工程の一例を説
明する。尚、図２と同一機能部分は同一呼称として説明
する。図３において、１７は被加工部品で、この被加工
部品１７はカップ状に絞り成型した後、熱処理を行なっ
た状態で整形加工される。１８は第一のサイジングダ
イ、１９は第二のサイジングダイで、これら第一、第二
のサイジングダイは例えばボルトで固定されて上型２０
を構成している。２１はサイジングポンチ、２２はガイ
ドで、このガイド２２はその天頂面２２ａに、深さｄで
幅が前記被加工部品１７の両円弧部フランジ１７ｆ１に
相当する寸法の溝２２ｂを有している。

【００４０】この深さｄは、一例としてｄ：０．０２ｍ
ｍ程度の物があるが、前述した板厚ｔ１と板厚ｔ２との
差を考慮して決定される。また幅も一例として８ｍｍ程
度に設定されたものもある。２３はノックアウト、２４
はスプリングで前記ノックアウト２３に接触してこれを
支えている。２５は下型で、この下型２５は前記サイジ
ングポンチ２１、ガイド２２等を含んでいる。

【００４１】整形工程は次のとおりである。先ず絞り成
型後、水素雰囲気中で高温の熱処理を行なった被加工部
品１７を下型２５上に載置する。この場合ノックアウト
２３の天頂面２３ａは、ガイド２２の溝２２ｂの底面と
面一の位置まで上昇して停止している。一方、上型２０
は下降して前記第一のサイジングダイ１８の筒部１８ａ
と前記ノックアウト２３とで被加工部品１７を挾み込
み、其の儘さらに下降してガイド２２内に被加工部品１
７を押し込んで行く。この操作でサイジングポンチ２１
が被加工部品１７の内側に挿入されて行き、更に上型２
０が下降を続け最終的に図３に示す下限状態と成って整
形が完了する。

【００４２】この整形でカップ状電極の円弧部フランジ
と直線部フランジとで板厚差を生じさせることができ
る。

【００４３】図４は図１の実施例を示すような本発明の
カラー陰極線管に用いられるカップ状電極の他の実施例
を説明するための図で（ａ）は平面図、（ｂ）は一部切
欠正面図および（ｃ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。

【００４４】図４において、カップ状電極２６は、略矩
形状の平板部２６ａ及びこの平板部２６ａから連続して
略垂直に立ち上がる筒状部２６ｂとを有する。この筒状
部２６ｂは筒軸２６ｃに垂直な断面が略長円状の開口、
すなわち、両端部の円弧部２６ｂ１とこの円弧部２６ｂ
１相互をつなぐ中央部の直線部２６ｂ２からなる略長円
状を呈しており、この略長円状の開口内を３本の電子ビ
−ムが通過する。

【００４５】２６ｆはフランジで、このフランジ２６ｆ
は前記平板部２６ａの一部を構成しており、前記筒状部
２６ｂの外側で円弧部フランジ２６ｆ１と直線部フラン
ジ２６ｆ２とから成っている。２６ｇは薄肉部で、この
薄肉部２６ｇは前記直線部フランジ２６ｆ２の略全体に
亘って板厚ｔ１、長さＬ１として形成されており、この
板厚ｔ１は前記円弧部フランジ２６ｆ１の板厚ｔ２に比
べて薄肉と成っている。

【００４６】この例では、図２と異なる点は筒状部２６
ｂの頂面２６ｅから平板部２６ａ側への折返し部が存在
しないことと、薄肉部２６ｇの形状が前記筒状部２６ｂ
の立上り方向とは反対側の面の直線部フランジ２６ｆ２
の中央が凹状に整形されていることである。

【００４７】この様に、筒状部２６ｂの立上り方向とは
反対側の面の直線部フランジ２６ｆ２の中央が凹状に整
形されていることで、部品寸法測定の基準面となる反対
側の面と測定機との接触面積が減少し、測定精度が一層
向上する利点が更に付加される。

【００４８】なお、本発明は、上記したようなカラー陰
極線管に限るものではなく、その他のインライン３ビ−
ム電子銃を有するカラ−陰極線管にも同様に適用できる
ことは言うまでもない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子銃を構成する複数の電極のうちのカップ状電極を高
精度に形成でき、かつこのようなカップ状電極を用いる
ことで電子銃の電極間間隔も電極間相互の電子ビ−ム通
過開口の同軸度も高精度に確保出来るため、電子銃自体
の信頼性も大幅に向上でき、この様な優れた電子銃を組
み込んだことにより、耐電圧特性に優れ、高解像度のカ
ラー画像を表示することができ、信頼性の高い高品質か
つ長寿命のカラ−陰極線管を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシャドウマスク形カラ
−陰極線管の全体構造例を説明するための管軸に沿った
断面図である。

【図２】本発明のカラー陰極線管に用いられるカップ状
電極の一実施例を説明するための図で、（ａ）は平面
図、（ｂ）は正面図および（ｃ）は図（ａ）のＡ−Ａ断
面図である。

【図３】本発明に用いられるカップ状電極を形成するた
めの工程を説明するための整形状態を示す一部切欠正面
図である。

【図４】本発明のカラー陰極線管に用いられるカップ状
電極の他の実施例を説明するための図で（ａ）は平面
図、（ｂ）は一部切欠正面図および（ｃ）は図（ａ）の
Ａ−Ａ断面図である。

【図５】カラー陰極線管に用いられるインライン型電子
銃の一構成例を説明する要部側面図である。

【図６】図５におけるカップ状電極の詳細を説明するた
めの図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図および
（ｃ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１３ 電子銃 １６、２６ カップ状電極 １６ａ、２６ａ 平板部 １６ｂ、２６ｂ 筒状部 １６ｃ、２６ｃ 筒軸 １６ｅ、２６ｅ 頂面 １６ｆ、２６ｆ フランジ １６ｇ、２６ｇ 薄肉部 ２２ ガイド。 ２２ｂ 溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米良 武 千葉県茂原市早野3350番地 日立エレクト ロニックデバイシズ株式会社内 Ｆターム(参考） 5C041 AA03 AB07 AC02 AD05 AD07 AE01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蛍光体スクリーンを形成したパネル部と、
   複数の電極からなる電子銃を収納したネック部と、パネ
   ル部とネック部とを連接するファンネル部とで構成した
   真空外囲器と、ファンネル部とネック部の遷移部分に装
   着された偏向ヨークとを備えたカラー陰極線管であっ
   て、 前記電子銃は、略矩形状の平板部及びこの平板部から連
   続して略垂直に立ち上がり筒軸と垂直方向の断面が略長
   円状開口を持つ筒状部とを有するカップ状電極を備え、
   このカップ状電極の前記平板部の前記筒状部より外側に
   部分的に薄肉部を有することを特徴とするカラ−陰極線
   管。
2. 【請求項２】前記薄肉部を、前記略矩形状の平板部の長
   手方向の略中央部に設けたことを特徴とする請求項１の
   カラ−陰極線管。