JP2002184322A - 陰極線管 - Google Patents
陰極線管Info
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Abstract
ャドウマスクの全ての開口を所望するほぼ均一形状にす
ることにより、色むらの少ない陰極線管を提供する。 【解決手段】 対向して平行に配置された一対の支持体
13a,13bと、多数の開口が配列形成された色選択
電極として機能するシャドウマスク11とを備え、シャ
ドウマスクが支持体によって張力を付与された状態で架
張保持された陰極線管において、シャドウマスクが架張
される前の状態において、開口の張力付与方向における
中間部の開口幅が、支持体の長手方向と平行な方向にお
いて中央部から両端部に向かって徐々に小さくなるよう
に、開口の形状を変化させる。
Description
特に、一方向に張力が付与されて架張されたシャドウマ
スクを有する陰極線管に関する。
れた電子ビームが、フェイスパネル内面に形成された蛍
光体スクリーンを照射して、所望する画像が表示され
る。蛍光体スクリーンの電子銃側には所定の距離を隔て
て、色選択電極として機能するシャドウマスクが設けら
れる。シャドウマスクには、電子ビームが所定位置の蛍
光体を射突するように、多数の略矩形状の開口(電子ビ
ーム通過孔)が配列形成されている。
と、シャドウマスクは熱膨張する。これにより開口位置
が変化して、開口を通過した電子ビームが所定位置の蛍
光体を正しく射突しなくなり、色むらが発生する。この
ような現象はドーミングと呼ばれている。これを防止す
るために、温度上昇による熱膨張を吸収する方向の張力
をシャドウマスクに予め付与した状態で、シャドウマス
クはマスクフレームに架張保持される。このような架張
保持により、シャドウマスクの温度が上昇しても、シャ
ドウマスクの開口と蛍光体スクリーンに形成された蛍光
体ストライプとの相対的位置ずれを低減することができ
る。
とする略矩形枠状のブラックストライプを配列形成し、
次いでブラックストライプの開口内に赤緑青の各色に対
応する蛍光体を順に形成することで得られる。ブラック
ストライプは、上記のように架張されたシャドウマスク
をフェイスパネルに取り付けた状態で、シャドウマスク
を介した露光工程を経て形成される。
展等に伴って、高精細な画像表示が要求されるようにな
り、表示画素はますますファインピッチ化されつつあ
る。即ち、シャドウマスクの開口幅やブラックストライ
プの配列ピッチはより高精細なものになりつつある。こ
れに伴い、画面全体において表示画像の色むらが発生す
るという問題が生じている。
た結果、それがブラックストライプの開口形状が画面全
体において不均一に形成されているためであることを見
出した。
パネル内面に形成されたブラックストライプを模式的に
示した部分拡大図である。両図の紙面上下方向は陰極線
管の画面の上下方向に一致する。図10(A)は、理想
的なブラックストライプの形成パターンを示す。図10
(A)に示すように、ブラックストライプが均一な多数
の平行なラインからなるライン模様に形成されている場
合には、色むらは発生しない。ところが、上記の色むら
が発生した陰極線管では、図10(B)に示すように、
ラインが周期的に濃淡を有することで、ブラックストラ
イプが市松模様状に形成されていた。
のブラックストライプは、ブラックストライプの形成時
に使用するシャドウマスクの開口が設計形状とは異なる
形状に変形しているためであることが判明した。
ームに架張保持されたシャドウマスクの開口の部分拡大
図である。図11(A)、図11(B)において、矢印
Tはシャドウマスクに付与されている張力を示す。
おいては、マスクフレームに架張する前の状態で矩形状
に形成された開口の幅(張力Tの付与方向と直交する方
向の開口幅)が、マスクフレームにシャドウマスクを張
力Tで架張することにより、張力Tの付与方向の略中間
部で細くなって、いわゆる「糸巻き状」に変形したり
(図11(A))、逆に張力Tの付与方向の略中間部で
太くなって、いわゆる「樽状」に変形したり(図11
(B))していた。そして、開口がこのように糸巻き状
又は樽状に変形すると、図10(B)に示した市松模様
のシャドウマスクが形成されてしまうのである。
いずれの状態に変形するかは、陰極線管のサイズ(即
ち、シャドウマスクのサイズ)、付与される張力の大き
さなどにより、また、同じシャドウマスクであっても画
面上の位置(即ち、画面中央部であるか、周辺部である
か)によって異なっていた。
一な矩形状であるべきシャドウマスクの開口形状が、シ
ャドウマスクをマスクフレームに架張することによって
上記のように種々に変形する。シャドウマスクの開口の
形状が画面上の位置によって異なっていると、ブラック
ストライプも画面内において、ある部分では図10
(A)のようなライン模様に形成され、他の部分では図
10(B)のような市松模様に形成される。従って、ブ
ラックストライプの開口内に形成される赤緑青の各蛍光
体の形状が画面内で異なることとなり、例えば画面中央
部と周辺部との間で色むらを生じるという問題が生じて
いたのである。
ャドウマスクを架張した状態において、画面全体の全て
の開口を所望するほぼ均一形状にすることにより、色む
らの少ない陰極線管を提供することを目的とする。
達成するために以下の構成とする。
された一対の支持体と、多数の開口が配列形成された色
選択電極として機能するシャドウマスクとを備え、前記
シャドウマスクが前記支持体によって張力を付与された
状態で前記支持体に架張保持された陰極線管であって、
前記支持体にシャドウマスクが架張される前の状態にお
いて、前記開口の前記張力付与方向における中間部の開
口幅が、前記支持体の長手方向と平行な方向において中
央部から両端部に向かって徐々に小さくなるように、前
記開口の形状を変化させてあることを特徴とする。
張する前の状態において、張力が付与される方向と直交
する方向に、開口形状を変化させたシャドウマスクを用
いているので、架張した状態において全面にわたって均
一な形状の開口を得ることができる。この結果、色むら
の少ない陰極線管を提供することができる。
前の状態において、前記シャドウマスクの前記支持体の
長手方向と平行な方向の幅は、前記張力付与方向の両端
部側で広く、中間部で狭いことが好ましい。また、前記
支持体の長手方向と平行な方向において、中央部での前
記シャドウマスクに付与される張力は、両端部での前記
シャドウマスクに付与される張力より大きいことが好ま
しい。
にシャドウマスクが架張される前の状態において、前記
支持体の長手方向と平行な方向の中央部に形成される前
記開口を前記張力付与方向の中間部が太い樽状とし、前
記支持体の長手方向と平行な方向の両端部に形成される
前記開口を前記張力付与方向の中間部が狭い糸巻き状と
することができる。
を図1に示す。図1に示したカラー陰極線管1は、内面
に矩形状の蛍光体スクリーン2aが形成されたフェイス
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2aに対向して設けられたシャドウマスク11とを備
えている。また、電子銃4から射出された電子ビーム6
を偏向させ蛍光体スクリーン2a上を走査させるため
に、ファンネル3の外周面上に偏向ヨーク5が設けられ
ている。
される3本の電子ビーム6に対して色選別の役割を果た
すものであり、金属平板に電子ビーム通過孔である略ス
ロット形の開孔がエッチングにより多数形成されてい
る。
軸に直交する水平方向軸をX軸、管軸を通り管軸に直交
する上下方向軸をY軸、管軸をZ軸とするXYZ−3次
元直交座標系を設定する。
される、シャドウマスク11とこれを架張保持するマス
クフレームとからなるマスク構体10の概略斜視図であ
る。
の支持体13a,13bと、中空四角柱状の一対の保持
部材14a,14bと、一対の支持体13a,13bに
Y軸方向の張力Tを付与した状態で架張されたシャドウ
マスク11とを有する。所定距離だけ離間してX軸方向
に平行に配置された一対の支持体13a,13bと、略
「コ」字状に変形された一対の保持部材14a,14b
とが、略矩形の枠状に組み合わされ、各接合部で溶接さ
れて、マスクフレームを構成する。
形状を有し、その長辺側端部が支持体13a,13bの
自由端側端部に溶接される。このとき、一対の支持体1
3a,13bの自由端側端部に相互に接近する方向の外
力を付与しながら、かつ、シャドウマスク11のY軸方
向の端部を把持し、Y軸方向に張力を付与しながら、シ
ャドウマスク11を一対の支持体13a,13bに溶接
固定することで、シャドウマスク11には図示したよう
に短辺と平行なY軸方向の張力Tが付与された状態で架
張される。シャドウマスク11には多数の電子ビーム通
過孔である開口12がエッチングにより形成されてい
る。
13bの外周面には板状のスプリング取付部材15が固
着され、スプリング取付部材15に板バネ状のスプリン
グ部材16が固定されている。同様に、一対の保持部材
14a,14bには板状のスプリング取付部材17が固
着され、スプリング取付部材17に板バネ状のスプリン
グ部材18が固着されている。
定ピン7が埋め込まれている。この4つの固定ピン7
を、スプリング部材16,18に設けられた孔に嵌入す
ることで、マスク構体10はフェイスパネル2内に設置
される。
開口12は、張力Tでマスク構体10に架張保持された
状態で所望する均一な矩形状となるように、架張前に所
定の形状に形成されている。
9インチの陰極線管に使用される本実施の形態1のシャ
ドウマスクの、架張前の状態を示した正面図である。本
実施の形態のシャドウマスクは、X軸方向の両端部が円
弧状に窪んだ(即ち、シャドウマスクのX軸方向の幅
は、Y軸方向の両端部で広く、中間部で狭い)、いわゆ
る糸巻き形状を有する。2点鎖線21a,21bはシャ
ドウマスクをマスクフレームに架張する際にシャドウマ
スクに所定の張力を付与する架張機の把持部分を示す。
把持部分21a,21b内の部分は、マスクフレームに
架張された後に切り落とされる。図3において、Y軸方
向端部におけるX軸方向の長さLh=541mm、シャ
ドウマスクを架張するマスクフレームの一対の支持体
(図2の支持体13a,13b)の間隔Wv=410m
m、Y軸方向の長さLv=550mm、X軸方向の両端
部の円弧の曲率半径R=5000mmである。円弧の中
心はX軸上に設けられている。
2のようにマスクフレームに架張したときに、シャドウ
マスクに付与される張力のX軸方向の分布の概略を示し
た図である。図4において、横軸はX軸方向位置を示
し、画面中央部(X軸と管軸との交点)をX=0(m
m)とし、X軸の正の方向を画面に向かって右方向とし
て表示している。また、縦軸はX軸上の各地点での張力
を示す。図示したように、シャドウマスクに付与される
張力は、X軸方向において均一ではなく、画面中央部の
方が両側端部より大きい。
うなX軸方向の張力分布に対応して、架張前の状態にお
ける開口形状をX軸方向において以下のように変化させ
ている。
図3のX軸方向の中央部5A及び端部5Bにおける開口
の形状の詳細をそれぞれ図5(A)及び図5(B)に示
す。図示したように、本実施の形態では、X軸方向中央
部の領域5Aの開口を、Y軸方向中間部において幅(X
軸方向の開口幅)を太くした樽状に形成し、X軸方向両
端部の領域5Bの開口を、Y軸方向中間部において幅
(X軸方向の開口幅)を細くした糸巻き状に形成し、中
央部5Aから端部5Bに至るまでの開口の形状を樽状か
ら糸巻き状に徐々に変化させて形成してある。
おいて目標とする開口の形成状態を示した拡大正面図で
ある。本実施の形態の29インチ陰極線管用のシャドウ
マスクにおいては、開口はほぼ正確な矩形状であって、
そのX軸方向の開口幅W=0.2mm、Y軸方向の開口
幅H=10mm、X軸方向の配列ピッチPh=0.8m
m、Y軸方向の配列ピッチPv=11mmである。
た樽状の開口のX軸方向の最大開口幅、及び図5(B)
に示した糸巻き状の開口のX軸方向の最小開口幅をいず
れもW0としたとき、X軸方向の開口幅の補正率C
(%)を、C=(W0−W)/W×100で定義する。
このとき、図5(A)の樽状の開口(図3の中央部5
A)及び図5(B)の糸巻き状の開口(図3の端部5
B)の各補正率Cは、それぞれ+3%、−5%である。
そして、中央部5Aから端部5Bの間の開口の補正率を
+3%から−5%まで徐々に変化させてある。なお、Y
軸方向端部の開口幅はほぼ一定(中央部5Aに対して端
部5Bは1%狭い)である。
クを、図4に示す張力を付与しながら架張して、図2に
示すマスク構体10を構成することにより、全面にわた
って設計通りの均一な矩形状の開口となることを確認し
た。更に、このマスク構体10を内蔵した図1の陰極線
管10を製造したところ、画面全面にわたって色むらが
ほとんど認められなかった。
5インチの陰極線管に使用される本実施の形態2のシャ
ドウマスクの、架張前の状態を示した正面図である。本
実施の形態のシャドウマスクは、X軸方向の両端部が円
弧状に窪んだ(即ち、シャドウマスクのX軸方向の幅
は、Y軸方向の両端部で広く、中間部で狭い)、いわゆ
る糸巻き形状を有する。2点鎖線21a,21bはシャ
ドウマスクをマスクフレームに架張する際にシャドウマ
スクに所定の張力を付与する架張機の把持部分を示す。
把持部分21a,21b内の部分は、マスクフレームに
架張された後に切り落とされる。図7において、Y軸方
向端部におけるX軸方向の長さLh=487mm、シャ
ドウマスクを架張するマスクフレームの一対の支持体
(図2の支持体13a,13b)の間隔Wv=360m
m、Y軸方向の長さLv=550mm、X軸方向の両端
部の円弧の曲率半径R=2500mmである。円弧の中
心はX軸上に設けられている。
2のようにマスクフレームに架張したときに、シャドウ
マスクに付与される張力のX軸方向の分布の概略を、図
4と同様の方法で示した図である。図示したように、シ
ャドウマスクに付与される張力は、X軸方向において均
一ではなく、画面中央部の方が両側端部より大きい。
うなX軸方向の張力分布に対応して、架張前の状態にお
ける開口形状をX軸方向において以下のように変化させ
ている。
図7のX軸方向の中央部9A及び端部9Bにおける開口
の形状の詳細をそれぞれ図9(A)及び図9(B)に示
す。図示したように、本実施の形態では、X軸方向の中
央部の領域9A及び両端部の領域9Bのいずれの開口
も、Y軸方向中間部において幅(X軸方向の開口幅)を
細くした糸巻き状に形成してある。
標とする矩形状の開口の配列状態を示した図6におい
て、開口のX軸方向の開口幅W=0.2mm、Y軸方向
の開口幅H=10.5mm、X軸方向の配列ピッチPh
=0.8mm、Y軸方向の配列ピッチPv=11mmで
ある。
9(B)に示した糸巻き状の開口のX軸方向の最小開口
幅をいずれもW0としたとき、X軸方向の開口幅の補正
率C(%)を、C=(W0−W)/W×100で定義す
る。このとき、図9(A)の糸巻き状の開口(図7の中
央部9A)及び図9(B)の糸巻き状の開口(図7の端
部9B)の各補正率Cは、それぞれ−5%、−7%であ
る。そして、中央部9Aから端部9Bの間の開口の補正
率を−5%から−7%まで徐々に変化させてある。な
お、Y軸方向端部の開口幅はほぼ一定(中央部9Aに対
して端部9Bは1%狭い)である。
クを、図8に示す張力を付与しながら架張して、図2に
示すマスク構体10を構成することにより、全面にわた
って設計通りの均一な矩形状の開口となることを確認し
た。更に、このマスク構体10を内蔵した図1の陰極線
管10を製造したところ、画面全面にわたって色むらが
ほとんど認められなかった。
本発明を説明するための例であって、本発明はこのよう
な数値例に限定されない。本発明者らの検討によれば、
図4、図8に示すような分布を有する張力がY軸方向に
付与されるシャドウマスクにおいては、架張前の状態
で、Y軸方向中間部の開口幅が、X軸方向において中央
部から両端部に向かって徐々に小さくなるように(即
ち、上記の補正率CがX軸方向において中央部から両端
部に向かって徐々に小さくなるように)開口を形成する
のが好ましい。このとき、開口のY軸方向の両端部にお
ける開口幅は、X軸方向においてほぼ一定である。従っ
て、具体的な態様としては、上記の実施の形態1、2の
他に、X軸方向中央部及び両端部の開口をいずれも樽状
とし、その最大開口幅をX軸方向において中央部から両
端部に向かって徐々に小さくなるように形成した態様で
あっても良い。いずれの態様とするかは、シャドウマス
クの各部のサイズ、付与される張力の大きさ及び分布な
どを考慮して選択すればよい。
付与方向の中間部の幅を狭くした、糸巻き状の外形形状
を有するシャドウマスクとすることにより、図4及び図
8と同様の、張力付与方向と直交する方向において、中
央部で最大となり、両端部に向かって徐々に小さくなる
張力分布となる。
辺方向に張力を付与する場合を説明したが、長辺方向に
張力を付与する場合にも本発明を適用することができ
る。この場合には、短辺方向の中央部と両端部との間で
開口形状を上記のように徐々に変化させればよい。この
場合、走査線方向は短辺方向となり、シャドウマスクの
開口の長軸方向は長辺方向となることは言うまでもな
い。
ウマスクを架張する前の状態において、張力が付与され
る方向と直交する方向に、開口形状を変化させたシャド
ウマスクを用いているので、架張した状態において全面
にわたって均一な形状の開口を得ることができる。この
結果、色むらの少ない陰極線管を提供することができ
る。
図である。
構体の概略斜視図である。
れる本発明の実施の形態1のシャドウマスクの架張前の
状態を示した正面図である。
与される張力のX軸方向の分布を示した図である。
の形態1のシャドウマスクを架張する前の状態におい
て、X軸方向の中央部及びX軸方向の端部における開口
の形状を示した拡大図である。
とする開口の形成状態を示した拡大正面図である。
れる本発明の実施の形態2のシャドウマスクの架張前の
状態を示した正面図である。
与される張力のX軸方向の分布を示した図である。
の形態2のシャドウマスクを架張する前の状態におい
て、X軸方向の中央部及びX軸方向の端部における開口
の形状を示した拡大図である。
ックストライプの形成パターンを示した拡大図、図10
(B)は市松模様のブラックストライプの形成パターン
を示した拡大図である。
の開口の変形状態を示した拡大正面図であり、図11
(A)は糸巻き状に変形した開口を、図11(B)は樽
状に変形した開口をそれぞれ示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 対向して平行に配置された一対の支持体
と、多数の開口が配列形成された色選択電極として機能
するシャドウマスクとを備え、前記シャドウマスクが前
記支持体によって張力を付与された状態で前記支持体に
架張保持された陰極線管であって、 前記支持体にシャドウマスクが架張される前の状態にお
いて、前記開口の前記張力付与方向における中間部の開
口幅が、前記支持体の長手方向と平行な方向において中
央部から両端部に向かって徐々に小さくなるように、前
記開口の形状を変化させてあることを特徴とする陰極線
管。 - 【請求項2】 前記支持体にシャドウマスクが架張され
る前の状態において、前記シャドウマスクの前記支持体
の長手方向と平行な方向の幅は、前記張力付与方向の両
端部側で広く、中間部で狭い請求項1に記載の陰極線
管。 - 【請求項3】 前記支持体の長手方向と平行な方向にお
いて、中央部での前記シャドウマスクに付与される張力
は、両端部での前記シャドウマスクに付与される張力よ
り大きい請求項1に記載の陰極線管。 - 【請求項4】 前記支持体にシャドウマスクが架張され
る前の状態において、前記支持体の長手方向と平行な方
向の中央部に形成される前記開口は前記張力付与方向の
中間部が太い樽状であり、前記支持体の長手方向と平行
な方向の両端部に形成される前記開口は前記張力付与方
向の中間部が細い糸巻き状である請求項1に記載の陰極
線管。
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