JP2001185048A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テンション方式のシャドウマスクにおいて、
開孔内に突出部を形成することにより、ドーミング量の
抑制と、モアレ縞発生の抑制とを両立させた陰極線管を
提供する。 【解決手段】 平板に多数の開孔が形成されたシャドウ
マスクが縦方向に引張力が印加された状態で架張保持さ
れており、シャドウマスクには、開孔２０をつなぐブリ
ッジ２１が形成され、開孔２０は、開孔２０の横方向の
両端部から開孔２０内に突出した一対の突出部２２が形
成され、各突出部２２は先端部２２ｄ同士が互いに対向
し、縦方向の上下辺２２ａと２２ｂとの間が根元部２２
ｃから先端部２２ｄに行くにつれて徐々に広がるテーパ
形状を形成している。このことにより、機械的強度及び
輝度を確保しつつ、ドーミング量の抑制と、モアレ縞発
生の抑制とを両立できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビ受像機、コ
ンピューターディスプレイ等に用いられるシャドウマス
ク型の陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー陰極線管の一例の断面図を
図４に示す。本図に示したカラー陰極線管１は、内面に
蛍光体スクリーン面が形成された実質的に長方形状のフ
ェイスパネル２と、フェイスパネル２の後方に接続され
たファンネル３と、ファンネル３のネック部３ａに内蔵
された電子銃４と、フェイスパネル２の内部に蛍光体ス
クリーン面２ａに対向して設けられたシャドウマスク６
と、これを固定するマスクフレーム７とを備えている。
また、電子ビームを偏向走査するために、ファンネル３
の外周面上には偏向ヨーク５が設けられている。

【０００３】シャドウマスク６は、電子銃４から発射さ
れる３本の電子ビームに対して色選別の役割を果たすも
のである。Ａは、電子ビーム軌跡を示している。シャド
ウマスク６には、平板に略スロット形の電子ビーム通過
孔である開孔がエッチングにより多数形成されている。

【０００４】カラー陰極線管では、電子ビームの射突に
よる熱膨張によって、電子ビーム通過孔が変位して、電
子ビーム通過孔を通過する電子ビームが所定の蛍光体に
正しく当たらなくなり、色むらが発生するというドーミ
ング現象が生じる。このため、シャドウマスクの温度上
昇による熱膨張を吸収できるような張力（テンション）
をあらかじめ加えて、シャドウマスクをマスクフレーム
に架張保持することが行われている。このような、架張
保持によれば、シャドウマスクの温度が上昇しても、シ
ャドウマスクの開孔と蛍光体スクリーン面の蛍光体スト
ライプとの相互位置のずれを低減することができる。

【０００５】図５に、主に画面垂直方向に張力をかける
シャドウマスクの一例の平面図を示す。図の矢印ｘ方向
が画面水平方向で、矢印ｙ方向が画面垂直方向である。
開孔８は一定のピッチで形成されている。９で示した各
開孔８間の部分がブリッジと呼ばれている。ブリッジ幅
は、シャドウマスクの機械的強度に影響し、ブリッジ幅
が狭くなると、特に水平方向の引張に弱くなる。機械的
強度を向上させるためにブリッジ幅を大きくすると開孔
の開口面積が狭くなるため、輝度特性が低下してしま
う。

【０００６】また、前記のように、ブリッジ幅は、機械
的強度、輝度特性と関係しているが、ブリッジの縦ピッ
チは、シャドウマスクのドーミング量とも関係してい
る。シャドウマスクは主に縦方向に引張られており、縦
方向への熱膨張は張力によって吸収されるが、横方向へ
の熱膨張はブリッジによって横へ伝わるからである。

【０００７】図６に、ブリッジの縦ピッチとドーミング
量との関係の一例（ここでは、２５インチテレビ用陰極
線管の例）を示す。本図から、ブリッジの縦ピッチを大
きくするほど、ドーミング量を小さくできることが分か
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来のカラー陰極線管には以下のような問題があ
った。ブリッジの縦ピッチを大きくすれば、ドーミング
量を小さく抑えることができる。しかしこの場合は、一
定間隔で並んだ電子ビームの走査線（輝線）と、シャド
ウマスクの電子ビーム通過孔の規則正しいパターンとの
相互干渉縞であるモアレ縞が発生し易く、画質劣化の一
因となるという問題があった。

【０００９】また、ブリッジの縦ピッチを大きくする
と、ブリッジ自身が画面上に点在して見えるという問題
も生じる。また、ブリッジが積み重なった模様（ブリッ
ク状模様）として認識される場合もある。

【００１０】逆に、ブリッジの縦ピッチを小さくすれ
ば、モアレ縞は十分に抑制され、ブリッジ自身が目立つ
こともなくなる。しかし、走査線の遮蔽面積が大きくな
り輝度特性が低下するとともに、ドーミング量も大きく
なる。すなわち、ドーミング量の抑制と、モアレ縞発生
の抑制とを両立させることは、困難であった。

【００１１】本発明は、前記のような従来の問題を解決
するものであり、テンション方式のシャドウマスクにお
いて開孔内に互いに対向する突出部を形成することによ
り、ドーミング量の抑制と、モアレ縞発生の抑制とを両
立させた陰極線管を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の陰極線管は、平板に形成された多数の開孔
と、縦方向に隣接する前記開孔間のブリッジとを有する
シャドウマスクを備えた陰極線管であって、前記シャド
ウマスクには、前記開孔の横方向の両端部から前記開孔
内に突出した突出部が形成され、前記突出部の先端部
は、前記突出部の根元部に比べて幅が広いことを特徴と
する。前記のような陰極線管によれば、先端部が根元部
に比べて幅が広い突出部が形成されているので、ブリッ
ジの縦ピッチを大きくしたままで、ブリッジの縦ピッチ
が小さい場合と同様にモアレ縞発生を抑制することがで
きる。また、対向する一対の突出部の先端間は、分離し
ているので、横方向の熱膨張が突出部同士では伝わら
ず、ドーミングを防止することができる。すなわち、ド
ーミング量の抑制と、モアレ縞発生の抑制とを両立させ
ることができる。

【００１３】前記陰極線管においては、前記突出部は、
前記根元部から前記先端部へ行くにつれて徐々に幅が広
がっていることが好ましい。

【００１４】また、前記突出部は、前記先端部が前記根
元部に対して縦方向に延出していることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を用いて説明する。図４を用いて説明したカラ
ー陰極線管の各構成は、本実施形態でも同様であるの
で、その説明は省略する。

【００１６】図１に、色選別電極の一実施形態の斜視図
を示している。マスクフレーム１０は、長方形状の枠体
で、長辺フレームである対向する一対の支持体１１に短
辺フレームである一対の弾性部材１２が固定されてい
る。シャドウマスク１３は、電子ビーム通過孔である開
孔１４がエッチングにより形成されている。本図の開孔
１４は、後に詳細を説明する突出部の図示は省略してい
る。本図に示したものは、テンション方式が用いられて
おり、シャドウマスク１３は主に矢印Ｙ方向に引張力が
加わった状態で、支持体１１間に架張保持されている。

【００１７】図２（ａ）に、シャドウマスクの一実施形
態の平面図を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の
一部を拡大した図である。図２（ｃ）は、突出部２２の
拡大図である。図の縦方向が画面垂直方向で、横方向が
画面水平方向である。縦方向に隣接する開孔２０は、ブ
リッジ２１でつながっている。開孔２０内には、一対の
突出部２２が複数形成されている。これら一対の突出部
２２は、開孔２０の横方向の両端部から突出しており、
突出部２２の各先端部は対向している。突出部２２の各
先端部同士は分離しているので、これら一対の突出部２
２の形成部分では、開孔２０が狭められた状態になって
いる。

【００１８】ここで、図６に示したブリッジの縦ピッチ
とドーミング量との関係図から分かるように、ブリッジ
の縦ピッチを大きくすれば、ドーミング量を小さく抑え
ることが可能になる。また、ブリッジの縦ピッチを大き
くすれば、開孔の開口面積も増加するので、輝度特性も
向上する。しかし、このようにブリッジの縦ピッチを大
きくすると、モアレ縞発生の原因となってしまい、モア
レ縞発生の抑制のためには、ブリッジの縦ピッチを小さ
くする必要がある。

【００１９】また、例えば輝度特性の低下を抑えるため
に、ブリッジの面積を小さくすれば、機械的強度が不足
し、特に縦方向の応力に付随した横方向の応力によって
ブリッジが破れ、シャドウマスクのしわの原因になって
しまう。

【００２０】この問題を解決するのが、本実施形態に係
る一対の突出部２２である。図２（ｂ）（ｃ）に示した
ように、突出部２２の縦方向の上下辺２２ａと２２ｂと
の間の距離は、突出部２２の根元部２２ｃから先端部２
２ｄに行くにつれて徐々に広がってる。したがって、突
出部を点線２４で示したような矩形状に形成した場合と
比べて、対向する突出部の先端同士間の空隙部２３近傍
で電子ビームを遮蔽する面積が広くなる。

【００２１】電子ビームをより多く遮蔽するためには、
単に突出部の幅を全体的に広くすればよいのであるが、
本実施形態では突出部の幅を全体的に広くするのではな
く、先端部で根元部よりも広くしている。このようにす
ることにより、空隙部で電子ビームの遮蔽がなされなく
てもそのすぐ近傍で電子ビームを多く遮蔽する構成とな
るので、突出部による電子ビーム遮蔽効果を確実に得る
ことができ、しかも、このように遮蔽効果を確保しなが
ら、できるだけ輝度低下を小さく抑えることができる。

【００２２】図３（ａ）には、シャドウマスクの別の実
施形態を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）の一部
を拡大した図であり、図３（ｃ）は突出部の拡大図を示
している。図３（ｂ）、（ｃ）に示したように、突出部
２５の先端部２５ｂ側には、根元部２５ａに対して縦方
向に延出した延出部２５ｃが形成されている。

【００２３】図３に示した突出部２５も、図２に示した
突出部２２と同様に、突出部の幅を全体的に広くするの
ではなく、先端部２５ｂで根元部２５ａよりも広くして
おり、すなわち輝度低下をできるだけ抑えながら空隙部
２３近傍で電子ビームを遮蔽する面積を大きくして、電
子ビーム遮蔽効果を確実に得て、モアレ縞発生の抑制を
図っている。

【００２４】このように、図２、３に示したような突出
部を開孔内に形成したことにより、ブリッジの縦ピッチ
を大きくしたままで、ブリッジの縦ピッチを小さくして
ブリッジ数を増やした場合と同様にモアレ縞発生を抑制
することができる。

【００２５】また、前記のような本実施形態の突出部２
２、２５では対向する一対の突出部の先端間は、分離し
ているので、横方向の熱膨張が突出部同士では伝わら
ず、ドーミングを防止することができる。すなわち、本
実施形態によれば、主に縦方向に張力をかけるシャドウ
マスクのドーミング量の抑制と、モアレ縞発生の抑制と
を両立させることができる。

【００２６】また、モアレ縞発生の抑制のためには、横
方向に隣接する開孔列の間でブリッジ及び突出部を、横
方向に位置をずらすことが好ましい。このような位置の
ずらしにより、走査線と開孔パターンとの相互干渉を抑
制できるので、モアレ縞発生の抑制に、より効果的であ
る。隣接するブリッジの位置のずれ量ｄ（図２、３）
は、小さいほど、同一水平線上において隣接するブリッ
ジ間の距離が長くなるので、水平方向のモアレ縞発生の
抑制には有効である。ただし、位置のずれ量は小さくな
り過ぎると、斜め方向のモアレ縞が目立つようになる。
このため、位置のずれ量ｄは開孔２０の縦ピッチＰ（ブ
リッジ２１の縦ピッチ）の１／２から１／５の範囲内が
好ましい。

【００２７】また、突出部２２、２５の縦ピッチｅは１
ｍｍ以下で、開孔２０の縦ピッチＰは、１．５〜３０ｍ
ｍの範囲内であることが好ましい。この理由は、以下の
通りである。

【００２８】開孔内に突出部を有しない陰極線管におい
て、モアレ波長をλ、ブリッジの縦ピッチをａ、走査線
間隔をｓ、モアレモード次数をｎとすると、 λ＝１／（ｎ／２ｓ−ｓ／ａ）の関係がある。

【００２９】複数放送方式の場合、各放送形式に対し
て、モアレ縞発生の抑制を一つのシャドウマスク構造で
まかなうためには、ｓ／ａの値は、ＮＴＳＣでは９／
８、ＰＡＬでは１１／８が妥協値である。このため、ブ
リッジの縦ピッチａが１ｍｍ以下であれば、複数放送方
式の場合であっても、一つのシャドウマスク構造でモア
レ縞発生を抑制するための解を見出すことができる。

【００３０】すなわち、ブリッジの縦ピッチａを、本発
明の突出部２２、２５の縦ピッチｅに置き換えてみれ
ば、モアレ縞発生の抑制のためには、縦ピッチｅは１ｍ
ｍ以下が好ましいことになる。

【００３１】また、開孔２０の縦ピッチＰについては、
前記のような範囲であれば、図６に示したように、ドー
ミング量を９０μｍ程度より小さくすることができる。
さらに、一定の輝度特性及び機械的強度を確保しつつ、
シャドウマスクの振動を実用範囲内に抑えることができ
る。

【００３２】すなわち、縦ピッチＰが小さ過ぎるとドー
ミング量が大きく、輝度特性も確保できず、逆に大き過
ぎるとドーミング量は小さくなるが、機械的強度が不足
し振動も大きくなってしまう。前記のような範囲内であ
れば、振動については、プレス成形による従来のプレス
マスク程度に抑えることができる。

【００３３】さらに、突出部２２、２５の一対分の面積
は、ブリッジ２１の１個分の面積の２０〜１２０％の範
囲内であることが好ましい。このような範囲が好ましい
のは、突出部の面積がブリッジに対して小さ過ぎると、
モアレ縞発生の抑制が十分でなく、逆に大き過ぎると、
輝度特性が低下するからである。

【００３４】本実施形態では、一対の突出部は分離して
形成され、先端部が互いに対向した配置となっており、
このことは前記のような効果が得られることに加えて、
地磁気特性が向上するという別の効果が得られる。

【００３５】この地磁気特性の向上について、以下に説
明する。陰極線管は、地磁気のような外部からの磁気に
よって、電子ビームが本来の軌道から大きくそれること
のないよう、磁気シールド等の部品を用いて外部からの
磁気を遮断している。一般に、電子ビームが地磁気によ
って作用されて色ずれが生ずることを地磁気特性とい
う。色選別を行なうシャドウマスクもこの外部からの磁
気を遮断して地磁気特性を向上させる役割を持ってお
り、特に、陰極線管のパネルにほぼ鉛直に向かう地磁気
を、シャドウマスクを伝わって沿面方向に流すことで、
電子ビームに直接作用させないようにしている。

【００３６】ここで、シャドウマスクのブリッジの縦ピ
ッチが大きい場合に、開孔内に突出部を有さないシャド
ウマスクでは、地磁気はシャドウマスクの垂直方向に
は、流れ易いが、ブリッジが少ないため、水平方向には
流れにくい。このため、特にフレームとシャドウマスク
とが近づく周辺部などでは、シャドウマスクに溜まった
地磁気が管内方向へ浮遊する場合が生じたり、また、開
孔の面積が大きいため地磁気が直接孔を通り抜けること
も多く、これらによって電子ビームの軌道が変化して色
ずれが生じ易い。

【００３７】これに対し、本実施形態では、開孔に互い
に近づいて対向する突出部を備えることによって、対向
し合う突出部同士が地磁気を渡す役割を果たすため、垂
直方向の地磁気の流れに加え、水平方向へはブリッジ部
分のみならず突出部でも地磁気が流れる。このため、地
磁気が浮遊することがなくなり、また、開孔を通り抜け
ようとする地磁気をこの突出部で拾う効果もあるため、
電子ビームが地磁気により受ける悪影響が少ない。した
がって、地磁気による色ずれの少ない陰極線管を得るこ
とができる。

【００３８】図２に示した本実施形態の寸法の数値例と
しては、例えば、突出部２２の縦ピッチｅ＝０．６ｍ
ｍ、開孔２０の縦ピッチｐ＝３ｍｍ、ブリッジ２１の縦
方向の幅ｗ＝４０μｍ、開孔２０の横方向の幅ｓ＝２０
０μｍ、突出部２２の先端部２２ｂの幅ｂ２＝８０μ
ｍ、根元部２２ｃの幅ｂ１＝４０μｍである。

【００３９】なお、図２、３では、開孔２０の形状は矩
形状の例を示しているが、これに限らず、コーナ部が丸
みを帯びた形状でもよい。突出部２２の先端部２２ｄの
両端部はエッジ形状のものを図示しているが、この両端
部が丸みを帯びた形状でもよい。また、突出部２５の幅
広部２５ｄは矩形状の例を示しているが、これに限ら
ず、コーナ部が丸みを帯びた形状でもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明の陰極線管によれ
ば、幅広部を有した突出部が形成されているので、ブリ
ッジの縦ピッチを大きくしたままで、ブリッジの縦ピッ
チが小さい場合と同様にモアレ縞発生を抑制することが
できる。また、対向する一対の突出部の先端間は、分離
しているので、横方向の熱膨張が突出部同士では伝わら
ず、ドーミングを防止することができる。このため、ド
ーミング量の抑制と、モアレ縞発生の抑制とを両立させ
ることができ、さらに地磁気特性も向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る色選別電極の斜視図

【図２】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの平
面図

【図３】本発明の別の実施形態に係るシャドウマスクの
平面図

【図４】カラー陰極線管の一例の断面図

【図５】従来のシャドウマスクの一例の平面図

【図６】ブリッジの縦ピッチとドーミング量との関係の
一例を示す図

【符号の説明】

１０ マスクフレーム １１ 支持体 １２ 弾性部材 １３ シャドウマスク １４，２０，２５ 開孔 ２１ ブリッジ ２２，２５ 突出部

フロントページの続き (72)発明者 尾崎 正義 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 横枕 光則 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 Ｆターム(参考） 5C031 EE02 EF05 EH03 EH04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板に形成された多数の開孔と、縦方向
   に隣接する前記開孔間のブリッジとを有するシャドウマ
   スクを備えた陰極線管であって、前記シャドウマスクに
   は、前記開孔の横方向の両端部から前記開孔内に突出し
   た突出部が形成され、前記突出部の先端部は、前記突出
   部の根元部に比べて幅が広いことを特徴とする陰極線
   管。
2. 【請求項２】 前記突出部は、前記根元部から前記先端
   部へ行くにつれて徐々に幅が広がっている請求項１に記
   載の陰極線管。
3. 【請求項３】 前記突出部は、前記先端部が前記根元部
   に対して縦方向に延出している請求項１に記載の陰極線
   管。