JP2003203585A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パネルの光透過率の減少に起因する輝度の低
下、パネル重量の増加、熱処理工程中のパネルの破損率
の増加、及び生産速度の低下の問題を解決するととも
に、内側の幅方向の機械的特性を確保した陰極線管を提
供する。 【解決手段】 パネルの有効画面の対角軸の距離をＳ
ｄ、外面の対角軸の曲率半径をＲｄｏ、外面の垂直軸の
曲率半径をＲｙｏ、内面の水平軸、垂直軸、対角軸の曲
率半径をそれぞれＲｘｉ、Ｒｙｉ、Ｒｄｉ、パネルの中
央部の厚さをＣＦＴ、有効面の対角の端部の厚さをＴ
ｃ、外面曲率の平面化率をＦとするとき、平面化率Ｆ＝
Ｒｄｏ／（Ｓｄ×１．７６７）の式においてＦ＞２１を
満たし、Ｔｃ／ＣＦＴ≦１．３５を満たす一方、パネル
の内面曲率半径の構造がＲｄｉ＞（Ｒｙｉ又はＲｘｉ）
の関係を満たすことを特徴とするカラー陰極線管を提供
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー陰極線管に
関し、更に詳しくはパネルの形状を改善して輝度の低下
並びに内側の幅方向の機械的特性の向上したカラー陰極
線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なマスクストレッチング型のカラ
ー陰極線管の構造を図１に示す。図１に示すように、陰
極線管は、前面に位置した長方形のパネル２０と、前記
パネル２０の後面に位置したファンネル１２と、そのフ
ァンネル１２の後端部から延長されているネック６とか
ら構成された真空容器が形成されており、その内部は電
子の円滑な飛行のために約１０−７Ｔｏｒｒの高真空に
密閉されている。ネック６の内部には赤、緑、青の電子
ビーム２を放射するための電子銃８があり、パネル２０
の内面には赤、緑、青の３色の蛍光体スクリーン１６が
設けられている。そのスクリーンの直前に色選別のため
のテンションマスク(Tension Mask)１８がフレーム１５
により支持されている。電子銃８から放射された電子ビ
ーム２が外部に形成された偏向ヨーク４により制御され
て蛍光体スクリーン１６に適切に照射されることにより
画像が形成される。

【０００３】テンションマスク１８とフレーム１５の組
立体は、図２に示すように、グリル又はストライプ状の
電子ビーム透過孔１８ａが形成されたテンションマスク
１８の両長辺がフレーム１５に溶接固定され、フレーム
１５の圧縮反力によってグリルに平行な方向、すなわち
垂直方向（通常の使用状態で上下方向）に引張力を受け
る。テンションマスク１８はその垂直方向ではほぼ直線
であり、その方向と直角な水平方向ではパネル２０の内
面の曲率に合わせて管軸に対して凸方向に所定の曲率半
径Ｒｍを有する。テンションマスク１８上に形成された
電子ビーム透過孔１８ａは水平方向に所定のピッチＰｈ
を有する。

【０００４】一方、電子ビーム２の円滑な飛行のために
陰極線管の内部を真空に維持するための真空容器１の前
側部分を構成するパネル２０の形状を図３ａ、図３ｂに
各々示す。全体的にはほぼ長方形であるパネル２０は、
長辺部２４と短辺部２６とを備え、その内側に蛍光体ス
クリーン１６の形成される有効面部２２が形成されてい
る。長辺部２４と短辺部２６の交差する箇所、すなわち
また、対角軸の両端部をコーナー部２８と称している。
長辺部２４，短辺部２６，コーナー部２８からは有効面
部２２の縁部から管軸の後方へ折り曲げられた形態のス
カート部２９がそれぞれ形成されている。

【０００５】図４に有効面部２２の形状を示す。有効面
部２２の外面は、肉眼で観察したとき、ほとんど平面と
思える程度の無限大に近い外面曲率半径Ｒｏを有する。
これに対して、内面曲率は通常非球面形態の曲率であ
る。詳細には垂直方向に垂直内面曲率半径Ｒｉｖ、水平
方向に水平内面曲率半径Ｒｉｈ、及び対角方向に対角内
面曲率半径Ｒｉｄの３つの代表的な曲率半径で表現可能
である。従来のマスクストレッチング型の平面カラー陰
極線管用のパネルの前記３つの値は、通常、Ｒｉｖ＞Ｒ
ｉｄ＞Ｒｉｈ又はＲｉｖ≒Ｒｉｄ＞Ｒｉｈの形態であ
る。又、通常、Ｒｉｖ／Ｒｉｄの比は１．００〜１．２
０の範囲、Ｒｉｖ／Ｒｉｈの比は０．３６〜１．５の範
囲を有する。一方、ウェッジ量（パネルの中央部の厚さ
とパネルの有効面の対角端部の厚さの比、すなわちＴｃ
／ＣＦＴ）は通常１．３前後になる。

【０００６】次に、前述したような従来のマスクストレ
ッチング型の平面カラー陰極線管用のパネルの内面曲率
半径Ｒｉを決定する背景を考察してみる。図５ａは従来
のフォームマスク型の平面カラー陰極線管の幾何学的な
関係を示し、図５ｂは従来のマスクストレッチング型の
平面カラー陰極線管に対するパネルとマスク及び電子ビ
ームとの幾何学的な関係を図式的に示す。小さな赤丸は
それぞれ３色用のビームを示している。まず、図５ａの
フォームマスク型の平面カラー陰極線管を見ると、電子
ビーム２がフォームマスク１９の透過孔を介してパネル
の内面に到達した後の隣接の電子ビームとの間隙を一定
に配列させる程度を示すビーム配列ＧＲ値を最適の状態
の１の値に維持するためには、パネルの内面曲率Ｒｉ
１、フォームマスク曲率Ｒｍ、電子ビームの間に次のよ
うな幾何学的な関係がある。 ＧＲ∝Ｓ×Ｑ／Ｐｈ×Ｌ ＧＲ：隣接の電子ビーム間のビーム配列、 Ｓ：偏向中心ＤＣ上の中央電子ビームと周辺電子ビーム
間の距離、 Ｑ：電子ビームの経路上のパネルの内面とマスク間の距
離、 Ｐｈ：電子ビームの到達した位置でのマスク透過孔と隣
接の透過孔間の距離、 Ｌ：電子ビームの到達した位置での偏向中心とパネルの
内面間の直線距離。

【０００７】上記関係式において、電子ビームがパネル
の中央に照射されるのを基準とすると、周辺部方向に電
子ビームが照射されるほどＬ値が増加されてＬｏ（パネ
ルの中央での距離）＜Ｌ１（パネルの周辺部での距離）
の形態に変化するので、ＧＲ＝１と維持するためにはＱ
値が周辺部に行くほど増加しなければならず、Ｑｏ（パ
ネルの中央部での距離）＜Ｑ１（パネルの周辺部での距
離）の関係が要求される。フォームマスク型の平面カラ
ー陰極線管では、周辺部で要求するＱ値の増加分を、マ
スクの形状を変形させることにより対応することができ
る。よって、パネルの内面曲率を決定する際、パネル厚
に応ずるイメージ浮上効果並びに真空時の機械的な強度
などだけを考慮して設計可能である。パネルの内面の垂
直、水平、対角方向の曲率半径の構造は通常パネルの真
空応力構造に有利なＲｉｄ＞Ｒｉｈ＞Ｒｉｖの形態にな
っている。

【０００８】一方、図５ｂのマスクストレッチング型の
平面カラー陰極線管では、色選別のマスクが垂直方向に
ストレッチングされるテンションマスク１８方式なの
で、垂直軸を基準としてパネルの中央と周辺（６、１２
時方向）のＱ値がフォームマスク型の平面カラー陰極線
管とは違ってＱｏ（中央）＞Ｑ１（周辺：時計での６、
１２時の方向（使用時）、以下６、１２時は同じ意味）
の形態になり、垂直軸の周辺部（６、１２時）に行くほ
ど上記式においてＧＲ値が１よりも小さくなる。フォー
ムマスク１９とは違って、テンションマスク１８は構造
的に垂直方向の曲率半径が無限大（直線）なので、ＧＲ
＝１を維持するために要求するＱ値の変化に対応するこ
とができないという技術的な困難さがあった。

【０００９】このように、マスクストレッチング型の平
面カラー陰極線管においては、マスクの曲率を利用して
Ｑ値の変化に対応することができないので、図４のパネ
ルの内面の垂直方向曲率半径Ｒｉｖを水平曲率半径Ｒｉ
ｈ及び対角曲率半径Ｒｉｄよりも大きく形成する。すな
わち、Ｒｉｖを一層フラットした方向に増加させて前記
要求されるＱ値の増加分に対応する。ついに、各軸上の
曲率半径構造は通常Ｒｉｖ＞Ｒｉｄ＞Ｒｉｈ又はＲｉｖ
≒Ｒｉｄ＞Ｒｉｈになる。

【００１０】画面品質を最適に維持するために要求する
ＧＲ値は、通常１±０．０３の範囲を満たすべきである
が、マスクストレッチング型の平面カラー陰極線管にお
ける各軸上のパネルの内面曲率半径構造を前述した構造
でなくフォームマスク用のパネルの内面曲率構造、つま
りＲｉｄ＞Ｒｉｈ＞Ｒｉｖの構造に形成すると、ＧＲ値
が約０．８０以下になって陰極線管の基本的な画像表現
ができないほど画像が劣化される。

【００１１】前述したような従来のマスクストレッチン
グ型の平面カラー陰極線管のパネルの内面構造、すなわ
ちＲｉｖ＞Ｒｉｄ＞Ｒｉｈ又はＲｉｖ≒Ｒｉｄ＞Ｒｉｈ
の構造であって垂直方向の内面曲率が水平又は対角曲率
よりもフラットした構造は、同一のウェッジ量（パネル
の中央部の厚さを基準とするパネルの有効面の対角端部
の厚さの比）を基準とするとき、垂直方向のパネルガラ
ス厚が対角又は水平方向よりも薄くなる。

【００１２】このような構造は、陰極線管の真空容器を
真空排気する際、パネル部の真空応力が増加して安全問
題が深刻になる。詳細に説明すれば、パネル２０とファ
ンネル１２とから形成された真空容器１の内部を真空排
気する場合、特にパネル部２０に強い引張応力が発生す
る。この現象を図６に示す。図６は真空排気による真空
容器の変形を示す。真空排気時に、パネルの有効面部２
２はパネル２０の中央を頂点として内側方向に向かって
変形し、すなわち凹むように変形し、パネルのスカート
部２９は外側方向に向かって変形する。このような変形
により、特に外面が平面であるパネルの有効面部２２の
縁部には強い引張応力がかかり、最大の引張応力部位は
構造力学的にパネルの有効面の垂直方向端部Ｅｖであ
る。このような応力発生の傾向を従来のパネル構造と比
較してみると、要求されるＱ値の増加分に対応するべく
内面曲率半径を増加させることに起因する垂直方向のガ
ラス厚の減少が最大の引張応力部位とかみ合って応力が
極端に増加するため、内側の幅方向の機械的特性の低下
において深刻な安全上の問題をもたらす。

【００１３】例えば、３２Ｖタイプのマスクストレッチ
ング型の平面カラー陰極線管の場合、引張応力がほぼ１
２Ｍｐａ以上に発生して限界許容引張応力１０Ｍｐａを
超過する。この問題点を解決するべく、従来では図５ｂ
に示すようにパネルの外面を一定厚さａだけ増加させる
ことにより有効面部の応力発生を抑制している。しか
し、このような解決方法は、フォームマスク型の平面カ
ラー陰極線管に比べてパネルの中央部の厚さが極端的に
増加する。例えば、３２Ｖタイプの場合、フォームマス
ク型の場合にはパネルの中央部の厚さが１５ｔである反
面、マスクストレッチング型はパネルの中央部の厚さが
２１．５ｔであって約４３％の厚さの増加をもたらすと
いう問題があった。更に、このようなパネル厚の増加に
より、光透過率が低くなって輝度特性が悪くなり、陰極
線管の製造過程の熱処理工程中の破損率が増加し、熱工
程の効率の低下をもたらし、パネルの重量増加による資
材費及び生産費の増加をもたらすという問題点がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、特にガラスパ
ネルの中央と周辺とのガラス厚の差の小さいマスクスト
レッチング型の平面カラー陰極線管において、マスクス
トレッチング型の平面カラー陰極線管用の低ウェッジパ
ネルがフォームマスク型の平面カラー陰極線管用の高ウ
ェッジパネルよりもパネル厚が厚いことにより、パネル
の光透過率の減少による輝度の低下、パネルの重量増
加、陰極線管の製造過程の熱処理工程中でのパネルの破
損率の増加、並びに生産速度の低下の問題を解決すると
ともにパネル内側の幅方向の機械的特性を確保すること
をその目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達するための
本発明は、パネル、ファンネル、ネックを備えて外郭を
形成する真空容器のパネルは、その外面をほとんど平面
とし、その内面は蛍光体スクリーンの形成される有効面
部が管軸に対して凸方向の曲率を有し、パネルの内部に
はパネルの内面に対向してグリル又はストライプ状のマ
スクを備え、マスクは垂直方向に引っ張られている平面
カラー陰極線管であって、パネルの有効画面の対角軸の
距離をＳｄ、外面の対角軸の曲率半径をＲｄｏ、外面の
垂直軸の曲率半径をＲｙｏ、内面の水平軸、垂直軸、そ
して対角軸の曲率半径をそれぞれＲｘｉ、Ｒｙｉ、Ｒｄ
ｉ、パネルの中央部の厚さをＣＦＴ、有効面の対角の端
部の厚さをＴｃ、外面曲率の平面化率をＦとする際、平
面化率Ｆ＝Ｒｄｏ／（Ｓｄ×１．７６７）の式において
Ｆ＞２１を満たし、Ｔｃ／ＣＦＴ≦１．３５を満たす一
方、パネルの内面曲率半径の構造がＲｄｉ＞（Ｒｙｉ又
はＲｘｉ）の関係を満たす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。

【００１６】ここで、前記パネルの各軸上の内面曲率半
径の間に０．８１≦Ｒｙｉ／Ｒｄｉ≦０．９９のの関係
があり、パネルの各軸上の内面曲率半径の間に０．９９
≦Ｒｙｉ／Ｒｘｉ≦１．３５の関係を設けることが好ま
しい。より好ましくは、パネルの垂直軸の内面曲率半径
Ｒｙｉと対角軸の内面曲率半径Ｒｄｉとの間に０．８２
≦Ｒｙｉ／Ｒｄｉ≦０．９５の関係を持たせるか、或い
は垂直軸の内面曲率半径Ｒｙｉと水平軸の内面曲率半径
Ｒｘｉとの間に１．００≦Ｒｙｉ／Ｒｘｉ≦１．３０の
関係を持たせる。一方、パネルの内面曲率半径の構造は
Ｒｄｉ＞Ｒｙｉ＞Ｒｘｉの関係を満たす。

【００１７】又、垂直軸の外面曲率半径Ｒｙｏと垂直軸
の内面曲率半径Ｒｙｉとの間に０．０８≦Ｒｙｉ／Ｒｙ
ｏ≦０．１１の関係を持たせることが好ましい。上述し
た本発明により、マスクストレッチング型の平面カラー
陰極線管においてパネルによって発生する問題点等を解
決することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、上記目的を実現可能な本発
明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。
本発明の適用されたマスクストレッチング型のカラー陰
極線管の構成は、パネルの構造を除いては一般的なカラ
ー陰極線管の構造と同様なので、同じ構成については同
一の名称及び同一の符号を使用してその説明を省略す
る。図７、図８は本発明のカラー陰極線管のパネルに関
する好ましい実施形態を示す図である。有効面部の外面
の形状は、外面曲率半径Ｒｏが肉眼で観察した時にほと
んど平面と見えるほど十分に大きく、外面曲率半径Ｒｏ
は３つの代表的な水平、垂直、対角軸上の曲率半径で表
現される。すなわち、水平軸上の外面曲率半径Ｒｘｏ、
垂直軸上の外面曲率半径Ｒｙｏ、及び対角軸上の外面曲
率半径Ｒｄｏからなり、Ｒｘｏ、Ｒｙｏ、及びＲｄｏは
同一の単一の曲率半径とするか或いはそれぞれ異なる曲
率半径としてもよい。変えてもそれほど大きな差は設け
ない。又、パネルの外面の対角有効画面の長さＳｄは陰
極線管の大きさに基づいて決定される。外面は平面感を
維持することが望ましい。この平面感Ｆは対角曲率半径
と対角有効画面の長さとの関係のＦ＝Ｒｄｏ／（Ｓｄ×
１．７６７）で表し、Ｆ＞２１の関係を満たすＲｄｏ値
とする。

【００１９】蛍光体スクリーンの形成されるパネルの内
面形状を見ると、前述した外面の曲率と同様な方法で内
面曲率半径Ｒｉは３つの代表的な水平、垂直、対角軸上
の曲率半径で表現される。すなわち、水平軸上の内面曲
率半径Ｒｘｉ、垂直軸上の内面曲率半径Ｒｙｉ、及び対
角軸上の内面曲率半径Ｒｄｉからなる。パネルの外面と
内面はパネルの中央部でパネルの厚さＣＦＴの距離だけ
離れている。パネルの内面が管軸に凸形状に曲率を有す
るため、パネルの有効面の対角端部の厚さをＴｃとする
と、その対角部の厚さＴｃはパネルの中央部の厚さＣＦ
Ｔよりも大きな値を有する。ここで、ＣＦＴとＴｃとの
間にはＴｃ／ＣＦＴ≦１．３５を満たすように構成して
ある。

【００２０】更に、各軸の代表的な内面曲率半径Ｒｘ
ｉ、Ｒｙｉ、及びＲｄｉは次の関係を満たすように構成
してある。Ｒｄｉ＞（Ｒｙｉ又はＲｘｉ）の関係を保っ
て０．８１≦Ｒｙｉ／Ｒｄｉ≦０．９９、そして０．９
９≦Ｒｙｉ／Ｒｘｉ≦１．３５の関係を満たすように構
成するか、或いはＲｄｉ＞Ｒｙｉ＞Ｒｘｉの関係を保っ
て０．８１≦Ｒｙｉ／Ｒｄｉ≦０．９９、そして０．９
９≦Ｒｙｉ／Ｒｘｉ≦１．３５の関係を満たすように構
成する。

【００２１】又、外面の曲率と内面の曲率との間の関係
においては、３軸に対する内面の曲率半径間にＲｄｉ＞
（Ｒｙｉ又はＲｘｉ）の関係を保って、外面の垂直軸上
の外面曲率半径Ｒｙｏと垂直軸上の内面曲率半径Ｒｙｉ
とを０．０８≦Ｒｙｉ／Ｒｙｏ≦０．１１の関係を満た
すように構成する。ここで、Ｒｙｉ／Ｒｙｏの比の値が
大きな値を有すれば有するほど垂直軸のウェッジ率が小
さいことを意味する。

【００２２】前述したような本発明のストレッチング型
のカラー陰極線管用のパネル構造の幾何学的な意味及び
決定の背景を説明する。構造的に見るとき、マスクスト
レッチング型のカラー陰極線管がフォームマスク型の陰
極線管と最も大きく異なる点は、マスクの垂直方向曲率
半径が無限大、すなわちほとんど曲率がないという点で
ある。これによりパネルの中央部の厚さＣＦＴとパネル
の有効面の周辺部の厚さＴｃ間の厚さ差の比を示すウェ
ッジ比のＴｃ／ＣＦＴ値が１．３前後となり、フォーム
マスク型の２．０前後に比べて小さいという点である。
このようなウェッジ比の差は、従来の技術で既述したよ
うに、マスクの垂直方向曲率半径が無限大、つまり直線
であることに起因する、パネルの中央部とパネルの垂直
方向の周辺部（６時、１２時の地点）間の電子ビームの
配列差を小さくするようにパネルの垂直方向内面曲率を
従来のフォームマスク用のパネルに比して曲率半径を増
加（平面化）させたことによって生じた結果である。

【００２３】パネルにおいて、垂直方向の周辺部は力学
的に最も弱い部分であって設計し難い。この解決方案と
して既存の単純外面厚の増加（ＣＦＴの増加）は２次的
な問題をもたらすため、本発明では要求されるビーム配
列に対応できる範囲でパネルの力学的な応力特性を確保
可能なようにパネルの内面垂直曲率半径を減少させる方
法を展開した。

【００２４】図９は本発明のパネルを適用時にパネルと
テンションマスク及び電子ビーム間の幾何学的な関係を
示す。図面の上段部は垂直方向の偏向を、下段部は水平
方向の偏向を示す。まず、電子ビームがパネルの中央部
を照射する場合、偏向装置の偏向中心ＤＣでの中央部の
電子ビームと周辺の電子ビーム、すなわち両側のビーム
との間の距離をＳｏ、同様に中央電子ビームと垂直方向
の周辺電子ビームとの間の距離をＳｙとし、偏向中心Ｄ
Ｃからパネルの内面の中央までの距離をＬｏ、ＤＣから
パネルの垂直方向の周辺までの距離をＬｙとし、パネル
の中央部とテンションマスク間の距離をＱｏ、パネルの
垂直方向の周辺とテンションマスク間の距離をＱｙ、パ
ネルの水平方向の周辺とテンションマスク間の距離をＱ
ｘとし、テンションマスクのホールと隣接のホール間の
ピッチがＰｈとする時、テンションマスクを通過してパ
ネルの中央部（又はパネルの垂直方向の周辺）に到達し
た電子ビームのビーム配列ＧＲ（又はＧＲｙ）は、 ＧＲ∝Ｓｏ×Ｑｏ／Ｐｈ×Ｌｏ、ＧＲｙ∝Ｓｙ×Ｑｙ／Ｐｈ×Ｌｙ （１） と表現され、幾何学的に偏向中心ＤＣからパネルまでの
距離は中央でのＬｏと、垂直方向の周辺でのＬｙがＬｏ
＜Ｌｙの関係を有する。従って、式（１）のＧＲ及びＧ
Ｒｙが１になるためにはパネルとテンションマスクとの
間の距離がＱｏ＜Ｑｙの関係になる必要があるが、本発
明のパネルの内面の垂直軸曲率半径Ｒｙｉが従来のマス
クフォーミング型の陰極線管用のパネルの曲率半径に比
べて大きいため、垂直軸の周辺部でのＱｙ値がＱｏより
も小さい値を有する。この場合、上記式（１）のＧＲｙ
が１よりも小さくなるが、これを補償するため、偏向装
置が垂直方向の周辺部を偏向する際、偏向中心ＤＣでの
Ｓｙ値がＳｏよりも大きく形成されるようにする。

【００２５】このような偏向装置は、偏向装置の内部の
磁界をバレル状磁界にすることで可能である。現在、偏
向装置の技術発達でＳｙ値を従来に比べて約１０％前後
まで拡大可能である。この場合、上記式（１）において
分母項のＬ値の中央対周辺比の増加分Ｌｙ−Ｌｏに対し
て分子項のＱ値の増加要求分Ｑｙ−Ｑｏを、偏向装置に
よって１０％前後に増加させせてＳ値を補償するので、
全体的にパネルの垂直方向の周辺部でのＧＲｙ値を中央
部のＧＲ値と同様に１と維持することが可能である。理
論的に１０％のＳ値の増加は１０％のＱ値の減少効果を
有するが、これによりパネルの内面を１０％のＱ値の減
少分だけテンションマスク側に曲げるようにすることが
できる。従って、パネルの内面の垂直方向曲率半径Ｒｙ
ｉの決定時には力学的な応力及びガラスの屈折率に基づ
く光源浮上効果、すなわち画像の歪み現象とともに偏向
装置によるパネルの垂直方向の周辺部でのＳ値の増加分
を考慮して決定する必要がある。

【００２６】上記の考慮すべき点に基づいて次のパネル
構造及び各軸の内面曲率半径間の関係を導出した。図８
ａ、図８ｂは本発明のパネルの内面曲率の基本的な構造
を示し、図８ａはパネルの対角軸、短軸、長軸の内面曲
率半径がＲｄｉ＞Ｒｙｉ＞Ｒｘｉ、図８ｂはＲｄｉ＞
（Ｒｙｉ又はＲｘｉ）の構造である。これは、Ｒｙｉの
曲率半径を従来に比べて減少させた構造であり、各々の
形態は全てビーム配列の維持のために対角軸の内面曲率
半径に対する垂直軸の内面曲率半径の比が０．８１≦Ｒ
ｙｉ／Ｒｄｉ≦０．９９を満たし、かつ、水平軸の内面
曲率半径に対する垂直軸の内面曲率半径の比が０．９９
≦Ｒｙｉ／Ｒｘｉ≦１．３５の範囲を有しなければなら
ない。又、外面曲率と内面曲率間の関係においては、力
学的に弱い地点のパネルの垂直方向の周辺部の応力を考
慮して、３軸に対する内面曲率半径の間にＲｄｉ＞（Ｒ
ｙｉ又はＲｘｉ）の関係を維持して、外面の垂直軸の外
面曲率半径Ｒｙｏと垂直軸の内面曲率半径Ｒｙｉとの間
に０．０８≦Ｒｙｉ／Ｒｙｏ≦０．１１の関係を持つよ
うに構成すべきである。

【００２７】上記した各内面曲率半径の比及び外面曲率
半径の比の範囲の設定背景を考察してみる。対角軸の内
面曲率半径に対する垂直軸の内面曲率半径の比Ｒｙｉ／
Ｒｄｉは、その比が１以上であると、曲率半径が同一か
或いは垂直軸の内面曲率半径が大きな値を有するため、
パネル厚で考えると、有効面の垂直軸端部のパネル厚が
対角軸のパネル厚よりも著しく薄くなる。すなわち既存
のパネル形態となる。真空容器の真空排気時に垂直軸の
有効面の端部に応力が集中するので、１以下に制限すべ
きである。又、Ｒｙｉ／Ｒｄｉの比の下限値も制限すべ
きであるが、これは偏向装置が垂直方向の周辺部を偏向
する際、偏向中心ＤＣでのＳｙ値が既存の偏向装置と比
較したときの増加分に基づいて決定されなければなら
ず、その最大増加分を１０％とするとき、Ｒｙｉ／Ｒｄ
ｉの比が０．８０％以下になる場合にパネル上の電子ビ
ーム配列の不一致が発生する。それによりＧＲｙ値が１
よりも小さくなるグルーピング(grooping)現象が発生す
るので、０．８１以上に維持すべきである。

【００２８】以下、水平軸内面曲率半径Ｒｘｉに対する
垂直軸内面曲率半径Ｒｙｉの比Ｒｙｉ／Ｒｘｉを説明す
る。曲率半径比は、結論的に真空応力及びパネル重量を
考慮して決定する値である。パネルの対角軸曲率半径及
びパネルのウェッジ比を考慮して対角軸内面曲率半径Ｒ
ｄｉを設定した後、垂直軸端部の真空応力及び電子ビー
ムの配列を前述したＲｙｉ／Ｒｄｉの範囲に基づいて決
定し、この後に、水平軸内面曲率半径を決定する。水平
軸内面曲率半径を決定する時には、真空応力の水準と水
平方向の周辺部へのパネル重量の増加を考慮して水平軸
内面曲率半径Ｒｘｉを決定しなければならない。その
際、垂直軸曲率半径の決定はテンションマスクの水平軸
曲率Ｒｘｍを考慮すべきであるが、その詳細な説明は省
略する。又、従来のストレッチング型の陰極線管用のパ
ネルにおけるＲｙｉ／Ｒｘｉの比を検討してみると、
１．４を上回る水準である。これは、垂直軸内面曲率半
径Ｒｙｉが極端的に大きい値を有するためである。

【００２９】上記内容に基づいてみる時、本発明のＲｙ
ｉ／Ｒｘｉは従来に比べて小さい値を維持しなければな
らない。これは垂直曲率半径Ｒｙｉが減少したためであ
り、従来のように１．４を上回る場合には水平軸方向の
パネル厚が減少して水平軸の周辺部の強度が弱くなる。
よって、その垂直軸の周辺部の応力及び水平軸の周辺部
の真空応力を比較した結果、１．３５以下に維持する必
要がある。一方、Ｒｙｉ／Ｒｘｉの比が１以下の小さな
値を有する場合には、水平軸方向の周辺部でのパネル厚
が増加してパネル重量の増加の原因となる。よって、不
要なパネル重量を防止するべく、Ｒｙｉ／Ｒｘｉの比は
水平軸曲率半径と垂直軸曲率半径が同一水準である０．
９９以上に形成させる必要がある。

【００３０】外面の垂直軸の外面曲率半径Ｒｙｏと垂直
軸の内面曲率半径Ｒｙｉとの間の比Ｒｙｉ／Ｒｙｏはパ
ネルの中央部の厚さＣＦＴとともにパネルの垂直軸方向
の厚さを決定する要素であり、理論的にパネルの外面の
平面感を考慮して決定した最小の外面の垂直軸曲率半径
Ｒｙｏと電子ビーム配列等を考慮して決定した最小の内
面曲率半径Ｒｙｉ間の比を０．０８≦Ｒｙｉ／Ｒｙｏ≦
０．１１に維持することが強度及び重量の側面で効率的
であることが分かる。

【００３１】以上前述したようなパネル構造を採択する
場合、パネルの力学的に最も弱い部分の垂直方向の周辺
部に対して局部的に補完可能なので、従来のようにパネ
ルの外面の全体厚さを増加させるに比べてパネル重量の
増加の抑制、パネル厚の増加による陰極線管の輝度特性
の低下の抑制など、平面型の陰極線管の究極的な研究方
向に合致する。

【００３２】３２Ｖ−４：３タイプのマスクストレッチ
ング型のカラー陰極線管用のパネルに対して本発明を適
用した際、パネルの形状を次のように改善することがで
きる。表１にその結果を示す。パネルの外面の垂直軸の
外面曲率半径Ｒｙｏは平面感の確保のために既存と同様
に１００，０００ｍｍを維持し、垂直軸の内面曲率半径
Ｒｙｉは既存の１２，０００ｍｍから８，７００ｍｍに
約２８％減少させた。内面の水平方向曲率半径はテンシ
ョンマスクのピッチとの符合のために既存のものに比べ
て５％を増加させた。これにより、全体的な曲率半径構
造はＲｄｉ（対角）＞Ｒｙｉ（垂直）＞Ｒｘｉ（水平）
の形態を有する。

【００３３】

【表１】

【００３４】前述したような構造を採択した結果の特性
を表２に示す。パネルの内面の垂直軸の外面曲率半径Ｒ
ｙｏを約２８％減少させることにより、パネルの力学的
に最も弱い部分の垂直方向の周辺部に対して局部的に補
完する効果を得ることができる。これにより、既存のも
のに比べてパネルの中央部の厚さの２．５ｍｍ（１１．
６％）、対角の有効面端部の厚さＴｃの３．５ｍｍ（１
２．５％）を減少させて全体的にパネル重量を１３％低
減させることができた。陰極線管の輝度特性に関連した
パネル透過率もパネル厚の低減に基づいて１２．３％向
上する。以上のように改善しながらも、パネルの真空時
の引張応力を、力学的に要求される限界引張応力の１０
Ｍｐａ以下の９．６Ｍｐａに低減させることができる。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【発明の効果】上述した本発明の効果は次の通りであ
る。 １．パネル厚、つまりパネルの中央部の厚さＣＦＴを含
む有効面全面の厚さを低減させることができる。 ２．パネル厚の低減により陰極線管、特に平面型の陰極
線管の重量を減少させることができる。 ４．パネル厚の低減により陰極線管の製造工程で最高４
５０度前後に達する熱処理工程中のパネルを含めて陰極
線管容器の破損率を低くすることができる。ガラスパネ
ルの熱工程中の破損はパネルの厚さ方向の中央部と表面
部、又は陰極線管容器の外面と内面の温度差による熱応
力によって破損される。従って、ガラスパネルの厚さが
薄くなると、前記温度差が減少して熱応力発生が減少す
る。 ４．熱工程は、最大維持温度の約４５０度を基準として
温度勾配が３〜５℃／分程度の上昇区間と５〜８分程度
の下降区間とで構成されるが、温度勾配が大きい場合に
はガラスパネルの中央と外側間の温度差が大きくなり、
発生応力が増加して破損率が増加する。パネル厚を減少
させる場合、前記温度差が減少するので熱工程速度を増
加させることができる。 ５．平面陰極線管用のパネルは曲率を有する陰極線管に
比べてパネルの平面化に起因して基本的にパネル厚の増
加が発生する。特に、ウェッジ比の低いストレッチング
型の平面陰極線管は厚さの増加量が３０％以上になるた
め、パネルの光透過率の低下による輝度の低下が難題で
ある。従って、パネル厚の減少の要求が大きくなってい
るので、本発明の技術の適用時の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の一般的な平面型のカラー陰極線管の構
造を概略的に示す切開断面図、

【図２】 従来のテンションマスクとフレームの組立体
を示す斜視図、

【図３】 従来のパネル構造を示す平面図及び断面図、

【図４】 従来のパネルの有効面部の構造を示す斜視
図、

【図５Ａ】 従来のフォームマスク型の平面カラー陰極
線管のパネルとマスク及び電子ビームとの幾何学的な関
係を示す概念図、

【図５Ｂ】 従来のマスクストレッチング型の平面カラ
ー陰極線管のパネルとマスク及び電子ビームとの幾何学
的な関係を示す概念図、

【図６】 従来の真空排気後の陰極線管の変形及び応力
構造を示す断面図、

【図７】 本発明によるマスクストレッチング型のカラ
ー陰極線管のパネルの有効面部を示す斜視図、

【図８】 本発明の適用した平面型のパネルの垂直断面
を示す断面図、

【図９】 本発明のマスクストレッチング型の平面カラ
ー陰極線管のパネルとマスク及び電子ビームとの幾何学
的な関係を示す概念図。

【符号の説明】

２ 電子ビーム、４ 偏向ヨーク、６ ネック、８ 電
子銃、１２ ファンネル、１５ フレーム、１６ 蛍光
スクリーン、１８ テンションマスク、２０パネル。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パネル、ファンネル、ネックで外郭を形
   成する真空容器のパネルは、その外面がほとんど平面で
   あり、その内面は蛍光体スクリーンが形成される有効面
   部が管軸に対して凸方向に曲率を有し、パネルの内部に
   はパネルの内面に対向してグリル又はストライプ状のマ
   スクを備え、前記マスクは垂直方向に引っ張られている
   平面カラー陰極線管であって、 前記パネルの有効画面の対角軸の距離をＳｄ、外面の対
   角軸の曲率半径をＲｄｏ、外面の垂直軸の曲率半径をＲ
   ｙｏ、内面の水平軸、垂直軸、そして対角軸の曲率半径
   をそれぞれＲｘｉ、Ｒｙｉ、Ｒｄｉ、パネルの中央部の
   厚さをＣＦＴ、有効面の対角の端部の厚さをＴｃ、外面
   曲率の平面化率をＦとするとき、 平面化率Ｆ＝Ｒｄｏ／（Ｓｄ×１．７６７）の式におい
   てＦ＞２１を満たし、Ｔｃ／ＣＦＴ≦１．３５を満たす
   一方、パネルの内面曲率半径の構造がＲｄｉ＞（Ｒｙｉ
   又はＲｘｉ）の関係を満たすことを特徴とするカラー陰
   極線管。
2. 【請求項２】 前記パネルの各軸上の内面曲率半径の間
   に０．８１≦Ｒｙｉ／Ｒｄｉ≦０．９９の関係があるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のカラー陰極線管。
3. 【請求項３】 前記パネルの各軸上の内面曲率半径の間
   に０．９９≦Ｒｙｉ／Ｒｘｉ≦１．３５の関係があるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のカラー陰極線管。
4. 【請求項４】 前記パネルの内面曲率半径の構造がＲｄ
   ｉ＞Ｒｙｉ＞Ｒｘｉの関係を満たすことを特徴とする請
   求項１に記載のカラー陰極線管。
5. 【請求項５】 前記パネルの各軸上の内面曲率半径の間
   に０．８１≦Ｒｙｉ／Ｒｄｉ≦０．９９、そして０．９
   ９≦Ｒｙｉ／Ｒｘｉ≦１．３５の関係があることを特徴
   とする請求項１に記載のカラー陰極線管。
6. 【請求項６】 垂直軸の外面曲率半径Ｒｙｏと垂直軸の
   内面曲率半径Ｒｙｉとの間に０．０８≦Ｒｙｉ／Ｒｙｏ
   ≦０．１１の関係があることを特徴とする請求項１〜請
   求項５のうち何れか１項に記載のカラー陰極線管。
7. 【請求項７】 前記パネルの垂直軸の内面曲率半径Ｒｙ
   ｉと対角軸の内面曲率半径Ｒｄｉとの間の関係が０．８
   ２≦Ｒｙｉ／Ｒｄｉ≦０．９５を満たすか、或いは前記
   垂直軸の内面曲率半径Ｒｙｉと水平軸の内面曲率半径Ｒ
   ｘｉとの間の関係が１．００≦Ｒｙｉ／Ｒｘｉ≦１．３
   ０を満たすことを特徴とする請求項２又は請求項３に記
   載のカラー陰極線管。