JP2004164961A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

【課題】外力に対して十分なマスク曲面強度を有したシャドウマスクを備え、画像品位の良好なカラー陰極線管を提供することにある。
【解決手段】シャドウマスク７は、主マスク１４と、補助マスク２０と、を重ねて構成されている。主マスクは、蛍光体スクリーンのほぼ全面と対向しているとともに電子ビーム通過孔が形成された有効部を有したマスク主面４０、およびこのマスク主面の周縁から延出したスカート部１７を有している。補助マスクは、主マスクの有効部の短軸Ｙ近傍領域に重ねて固定され、この短軸を長手方向とした帯状に形成されている。補助マスクは主マスクのスカート部と重なって位置したスカート部を有し、主マスクと補助マスクとが重なった領域において、主マスクおよび補助マスクはマスクフレームに固定されている。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シャドウマスクを備えたカラー陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー陰極線管は、ほぼ矩形状の有効部を有したパネルと、このパネルに連接されたファンネルと、ファンネルの小径部に連接された円筒状のネックとからなる真空外囲器を備えている。パネルの有効部内面には、青、緑、赤に発光するドット状またはストライプ状の３色蛍光体層、および遮光層からなる蛍光体スクリーンが形成されている。また、真空外囲器内には、この蛍光体スクリーンに対向してシャドウマスクが配置され、このシャドウマスクには、電子ビーム通過孔として機能する多数の開孔が形成されている。ネック内には、３電子ビームを放出する電子銃が配設されているとともに、ネック外周からファンネルの外周面にかけて偏向ヨークが装着されている。
【０００３】
上記構成のカラー陰極線管では、電子銃から放出された３電子ビームを偏向ヨークの発生する水平、垂直偏向磁界により水平、垂直方向に偏向し、シャドウマスクを介して蛍光体スクリーンを高周波で水平走査するとともに低周波で垂直走査することにより、カラー画像を表示する。
【０００４】
通常、シャドウマスクは、多数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状のマスク主面と、このマスク主面の周縁からほぼ直角に電子銃側に延びたスカート部と、を有している。また、シャドウマスクは、スカート部を介して矩形状のマスクフレームに溶接固定されている。そして、シャドウマスクは、マスクフレームに取付けられた弾性支持体を、パネルに突設されたスタッドピンと係合させることにより、パネルに対し脱着自在に支持されている。
【０００５】
近年、高解像度ディスプレイの要求が高まっており、シャドウマスクの高精細化、すなわち開孔配列ピッチの低減および開孔の微小化が要求されている。通常、シャドウマスクの開孔はエッチングにより形成されている。上記の要求を満たすためには、現状のエッチング技術では、シャドウマスク板厚を薄くしなければならないことになる。しかし、シャドウマスクの薄板化は、シャドウマスクの曲面保持力を低下させ、製造中及び輸送中に加わる外力によるマスク曲面の変形を生じさせる。その結果、シャドウマスクは、電子銃から放出され電子ビームを正確に選別し蛍光体スクリーンの所定の場所に入射させることが困難となり、色ずれを起こすことになる。
【０００６】
このような問題を解決する手段として補助マスクによるシャドウマスクの曲面保持力向上の試みがなされている。例えば、特許文献１に開示されたカラー陰極線管によれば、シャドウマスク本体の短軸を含む領域に重ねて帯状の補助マスクが設けられている。補助マスクをシャドウマスク本体に固定することにより、高解像度化に伴うシャドウマスク曲面保持力の劣化を防ぐことができる。従って、外力によるマスク曲面の変形を防止し、色ずれを防ぐことができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１９７９８９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外力による色ずれの原因は、シャドウマスク曲面保持力の問題だけではない。例えば、シャドウマスクとマスクフレームとの固定が不充分な場合、外力によってスカート部に歪み、ねじれが生じ、色ずれを起こす。あるいは、マスクフレームに取付けられた弾性支持体とパネルに設けられたスタッドピンとの係合が外れて、色ずれを起こす場合もある。
【０００９】
特に、民生用カラー受像管の場合、通常、蛍光体スクリーンの蛍光体は、パネルの長軸方向を幅方向とするストライプ状に形成されている。そのため、パネルの短軸方向に印加される外力に対して色ずれは起こりにくいが、長軸方向に印加される外力に対しては色ずれを起こし易い。更に、近年の高解像度化により、色ずれに対する許容量も小さくなってきているのが現状である。
【００１０】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、外力に対して十分なマスク曲面強度を有したシャドウマスクを備え、画像品位の良好なカラー陰極線管を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の態様に係るカラー陰極線管は、内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、上記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、上記パネルの内側に上記蛍光体スクリーンに対向して配置され、互いに直交しているとともに管軸と直交した長軸および短軸を有したほぼ矩形状のシャドウマスクと、上記シャドウマスクの周辺部を支持したマスクフレームと、を備えている。
【００１２】
上記シャドウマスクは、上記蛍光体スクリーンのほぼ全面と対向しているとともに複数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有効部を有したマスク主面、およびこのマスク主面の周縁部を折り曲げて形成されたスカート部を有した主マスクと、上記短軸を含む領域で上記主マスクの有効部およびスカート部に重ねて固定され、上記蛍光体スクリーンの一部に対応する複数の電子ビーム通過孔を有した補助マスクと、を具備している。
【００１３】
上記マスクフレームは、上記主マスクのスカート部の外側に配置され、上記主マスクと補助マスクとが重なった領域において、上記主マスクおよび補助マスクは上記マスクフレームに固定されている。
【００１４】
上記のように構成されたカラー陰極線管によれば、補助マスクを設けることにより、シャドウマスクの最も変形しやすい画面中央近傍の変形を抑制することが可能となり、結果的にマスク曲面強度を向上させることができる。これにより、シャドウマスクの変形や、振動による画像の劣化を防止し、画像品位の向上を図ることができる。
【００１５】
また、主マスクおよび補助マスクの両方をマスクフレームに固定することにより、主マスクおよび補助マスクとマスクフレームとの連結が強固となる。従って、外力に対して、シャドウマスクの歪み、ねじれを低減し、色ずれの発生を防止することができる。これにより、良好な画面品位を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るカラー陰極線管について詳細に説明する。
図１および図２に示すように、カラー陰極線管はガラスで形成された外囲器９を備え、この外囲器は、周縁部にスカート部２を有した矩形状のパネル１と、パネル１のスカート部２に接合されたファンネル３と、ファンネル３の小径部から伸びたネック４とを有している。パネル１の内面には蛍光体スクリーン５が形成されている。蛍光体スクリーン５は、ドット状あるいはストライプ状の３色の蛍光体層、および遮光層により構成されている。
【００１７】
そして、外囲器９は、パネル１の中心およびネック４の中心を通る管軸Ｚ、管軸と直交して延びた長軸（水平軸）Ｘ、並びに、管軸および長軸と直交して延びた短軸（垂直軸）Ｙを有している。
【００１８】
画面アスペクト比１６対９で画面有効径７６ｃｍの３２インチワイドタイプのカラー陰極線管を一例とした場合、パネル１の外面は、曲率半径が１００，０００ｍｍと実質的に平坦となっている。また、パネル１内面は、Ｘ軸上でＸ軸に沿った曲率半径が約７，０００ｍｍ、Ｙ軸上でＹ軸に沿った曲率半径が約１，５００ｍｍと円筒状になっている。
【００１９】
外囲器９内には、色選別電極であるシャドウマスク構体６が蛍光体スクリーン５に対向して配置されている。このシャドウマスク構体６は、電子ビーム通過孔となる開孔が多数形成されたシャドウマスク７と、シャドウマスク７の周辺部を支持した断面Ｌ字形の矩形枠状のマスクフレーム８と、を有している。このシャドウマスク構体６は、マスクフレーム８の側壁に設けられた弾性支持体３０をパネル１のスカート部２に埋設されたスタッドピン３２に係止することで、パネル１の内側に支持されている。なお、シャドウマスク７に形成された電子ビーム通過孔の開孔形状は、用途に応じて矩形状または円形状に形成される。
【００２０】
ネック４内には長軸Ｘに沿ってインライン配列された３本の電子ビーム９Ｒ、９Ｇ、９Ｂを放出する電子銃１０が配置されている。そして、上記カラー陰極線管では、電子銃１０から放出された電子ビーム９Ｒ、９Ｇ、９Ｂをファンネル３の外側に取付けられた偏向ヨーク１１により偏向し、シャドウマスク構体６を介して、蛍光体スクリーン５を水平、垂直走査することで画像を表示する。
【００２１】
次に、シャドウマスク７の構成について詳細に説明する。図３ないし図５に示すように、シャドウマスク７は、全体としてほぼ矩形状に形成され、外囲器に対応した長軸Ｘおよび短軸Ｙを有し、管軸Ｚはシャドウマスクの中心を通っている。また、シャドウマスク７は、主マスク１４と、この主マスクの一部に重複して取付けられた補助マスク２０と、を備え、部分的に２重構造に構成されている。
【００２２】
主マスク１４は、パネル１の内面と対向して配置されるとともに所定の曲面形状に形成されたほぼ矩形状のマスク主面４０と、マスク主面の周縁部を管軸Ｚ方向に沿って電子銃側に折り曲げて形成されたスカート部１７と、を一体に備えている。マスク主面４０は、電子ビーム通過孔として機能する多数の開孔１２が形成された矩形状の有効部１３と、有効部を囲んでいるとともに開孔を持たないほぼ矩形枠状の無孔部１６と、を有している。
【００２３】
主マスク１４の各開孔１２は、有効部１３の長軸Ｘ方向を幅方向とするほぼ矩形状に形成されている。そして、複数個の開孔１２が有効部１３の短軸Ｙ方向にブリッジ１５を介して直線状に配置されてなる開孔列が、長軸Ｘ方向に所定の配列ピッチＰＨで多数列設けられている。
【００２４】
図６に示すように、各開孔１２は、有効部１３の蛍光体スクリーン５側の表面に開口したほぼ矩形状の大孔１９ａと、有効部の電子銃１０側の表面に開口したほぼ矩形状の小孔１９ｂと、を連通した連通孔によって構成されている。また、開孔１２は、有効部１３の周辺にいくにしたがって、大孔１９ａの中心位置Ｃ１が小孔１９ｂの中心位置Ｃ２に対して相対的に有効部周辺側にΔだけオフセットして形成され、いわゆるオフセンターマスクを構成している。これは電子ビームが小孔１９ｂを通過した後に、主マスク１４の板厚内の側面で衝突して反射し、画面上に不要発光が生じることを抑制するためであり、大孔は短軸Ｙ方向、長軸Ｘ方向ともにオフセットさせている。
【００２５】
主マスク１４としては、低膨張材として知られるアンバー材（Ｆｅ−３６％Ｎｉ合金）などの金属材料で、板厚０．１〜０．２５ｍｍ程度ものを使用できる。
【００２６】
一方、図３ないし図５に示すように、補助マスク２０は細長い帯状に形成され、主マスク１４の電子銃１０側の表面上で、有効部１３の全域ではなく短軸Ｙ近傍の領域に重ねて固定されている。そして、補助マスク２０は、その長軸方向が、主マスク１４の短軸Ｙと一致して設けられている。
【００２７】
補助マスク２０は、長軸Ｘ方向に沿った幅ＬＨ１が主マスク１４の有効部１３の長軸方向長ＬＨ２よりも小さく、また、短軸Ｙ方向に沿った長さは主マスク１４の同方向長さとほぼ等しく形成されている。補助マスク２０は、電子ビーム通過孔として機能する多数の開孔４２が形成された有効部２１と、有効部２１の外側で補助マスクの長手方向両端部に位置した無孔部２３と、更に、各無孔部２３から両端方向へ延出した一対のスカート部２４と、を一体に備えている。
【００２８】
そして、補助マスク２０は、その有効部２１、無孔部２３、スカート部２４が主マスク１４の有効部１３、無孔部１６およびスカート部１７とそれぞれ重なった状態で主マスクに固定されている。これにより、主マスク１４の短軸Ｙ上の領域は全て２重構造となっている。
【００２９】
補助マスク２０は、主マスク１４と同じくアンバー材から構成され、板厚は０．１〜０．２５ｍｍ程度に形成されている。また、補助マスク２０の長軸Ｘ方向の幅ＬＨ１と、主マスク１４の長軸Ｘ方向の長さＬＨ３との比は、約１対５程度に形成されている。従って、主マスク１４の長軸Ｘ方向の長さの５分の１程度の領域に補助マスク２０が固定され２重構造となっている。
【００３０】
図６に示すように、補助マスク２０と主マスク１４とは、補助マスク２０の小孔２６ｂ側と主マスク１４の大孔１９ａ側とが密着するように接合されている。なお、補助マスク２０の周辺部では、蛍光体スクリーン側の大孔２６ａの中心を電子銃側の小孔２５ｂの中心よりもマスク周辺側にずらす、オフセンターを行うことが好ましい。更に、補助マスク２０の有効部２１に形成された開孔４２の形状および配列間隔は、シャドウマスクとして機能する範囲で適宜設定可能であり、特に問題なければ、主マスク１４と同様に形成される。
【００３１】
図３および図７に示すように、主マスク１４のスカート部１７にはそれぞれ溶接部として機能する複数の舌片部が形成されている。すなわち、短軸Ｙとほぼ平行なスカート部１７の各短辺壁には舌片部３４ａが形成され長軸Ｘ上に位置している。また、長軸Ｘとほぼ平行に延びたスカート部１７の各長辺壁には舌片部３４ｂが形成され短軸Ｙ上に位置している。その他、スカート部１７の各コーナ部にも舌片部３４ｃが形成されている。
【００３２】
舌片部３４ａないし３４ｃの各々は、スカート部１７の延出端縁からマスク主面４０に向かって延びた複数、例えば一対のスリット３５によって形成され、弾性変形可能に形成されている。一方、マスクフレーム８は、主マスク１４のスカート部１７を囲むように、スカート部１７の外側に配置されている。そして、各舌片部３４ａないし３４ｃの自由端部近傍をマスクフレーム８の内面に溶接することにより、シャドウマスク７はマスクフレーム８に固定されている。舌片部３４ａないし３４ｃは、弾性変形することによりシャドウマスク７とマスクフレーム８との間の熱膨張率差を吸収する。
【００３３】
前述したように、補助マスク２０の各スカート部２４は、主マスク１４のスカート部１７と重なって設けられている。そして、図７および図８に示すように、各スカート部２４にはそれぞれスリット３５と整列した一対のスリット４４が形成され、これらのスリット間に弾性変形可能な舌片部４１が規定されている。各舌片部４１は短軸Ｙ上に位置し、主マスク１４の舌片部３４ｂと重なっている。
【００３４】
そして、補助マスク２０の各スカート部２４に形成された舌片部４１は、主マスク１４の舌片部３４ｂと一緒にマスクフレーム８に溶接されている。ここで、溶接固定部において、主マスク１４の舌片部３４ｂの溶接点５０と補助マスク２０の舌片部４１の溶接点５２とが同じ位置となるように、舌片部３４ｂ、４１はマスクフレーム８に対して同時に溶接されている。この際、舌片部３４ｂ、４１は、長軸Ｘ方向に離間して２箇所で溶接されている。
【００３５】
以上のように構成されたカラー陰極線管によれば、主マスク１４に補助マスク２０を重ねて固定し２重構造とすることにより、シャドウマスクの最も変形しやすい画面中央近傍の変形を抑制し、マスク曲面強度を向上させることができる。これにより、シャドウマスクの変形や、振動による画像の劣化を防止し、画像品位の向上したカラー陰極線管を得ることができる。
【００３６】
また、主マスク１４のスカート部１７と補助マスク２０のスカート部２４との両方がマスクフレーム８に固定され、シャドウマスク７とマスクフレーム８との固定が強固となっている。そのため、外力により生じるシャドウマスク７の歪み、ねじれが減少し、マスクフレーム８に対するシャドウマスク７の位置ずれが低減する。
【００３７】
加えて、主マスク１４および補助マスク２０を同時に溶接することにより、主マスク１４の溶接位置と補助マスク２０の溶接位置とが同じ位置になり、製造工程の簡略化を図ることできる。仮に、各々別の溶接位置にすると、各々のスカート部形状を相違させなければならず、製造工数が増えるとともに、余計な歪みやねじれが生じてしまう可能性がある。
【００３８】
更に、蛍光体スクリーンの蛍光体層が長軸方向を幅方向としたストライプ状に配列されている場合、本実施の形態は特に効果を発揮する。すなわち、蛍光層が長軸方向を幅方向としたストライプ状の場合、短軸Ｙ方向に印加される外力に対してシャドウマスク７が変位しても色ずれは起こりにくいが、長軸Ｘ方向に印加される外力に対してシャドウマスクが変位すると色ずれを起こし易い。本実施の形態では、シャドウマスク長辺のスカート部１７において、主マスク１４と補助マスク２０とがマスクフレーム８に溶接されているため、シャドウマスク長辺のスカート部が強固となる。これと同時に、各溶接固定部において、長軸Ｘ方向に沿って２箇所溶接されているため、シャドウマスク７の長軸Ｘ方向に印加される外力に対し非常に強固な構造が得られる。
【００３９】
また、舌片部は歪み、ねじれが生じやすい部分であるため、シャドウマスクの変位を防止する上で、舌片部をマスクフレームに溶接することは非常に有効な手段となる。
【００４０】
以上ことから、外力に対するシャドウマスク７の歪み・ねじれ等を低減し、色ずれの発生を防止することができる。それにより、画像品位の向上したカラー陰極線管を得ることができる
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態では、補助マスク２０が主マスク１４の蛍光体スクリーン側に配置された構成について説明したが、補助マスク２０が主マスク１４の電子銃側に配置された構成としても上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
また、補助マスクの１つのスカート部に対して、溶接点を２箇所としたが、これに限らず１箇所としてもよい。但し、本願をより効果的にするには２箇所以上が望ましい。マスクフレームに対するシャドウマスクの固定位置は長軸方向中央領域としたが、これに限らず、色ずれを起こしやすい弱い方向に対して、その方向にあるスカート部を溶接することにより、効果的な結果が得られる。補助マスクは１枚に限らず複数設けてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、主マスクに補助マスクを重ねて固定することによりシャドウマスクのマスク曲面強度を向上することができるとともに、外力に対する画面の色ずれを効果的に防止し、画像品位の良好なカラー陰極線管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るカラー陰極線管の長軸を含む断面図。
【図２】上記カラー陰極線管の短軸を含む断面図。
【図３】上記カラー陰極線管におけるシャドウマスクを示す斜視図および電子ビーム通過孔を示す平面図。
【図４】図３に示すシャドウマスクの長軸方向に沿った断面図。
【図５】図３に示すシャドウマスクの短軸方向に沿った断面図。
【図６】上記シャドウマスクの主マスクおよび補助マスクを拡大して示す断面図。
【図７】上記短軸上におけるシャドウマスクとマスクフレームとの固定部を示す分解斜視図。
【図８】上記シャドウマスクとマスクフレームとの固定部を示す断面図。
【符号の説明】
１…パネル
５…蛍光体スクリーン
６…シャドウマスク構体
７…シャドウマスク
８…マスクフレーム
９Ｂ、９Ｇ、９Ｒ…電子ビーム
１０…電子銃
１４…主マスク
２０…補助マスク
１２、４２…開孔
１３、２１…有効部
１７、２４…スカート部
３４ａ〜３４ｃ、４１…舌片部
５０、５２…溶接点

Claims (8)

1. 内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、
   上記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、
   上記パネルの内側に上記蛍光体スクリーンに対向して配置され、互いに直交しているとともに管軸と直交した長軸および短軸を備えたほぼ矩形状のシャドウマスクと、
   上記シャドウマスクの周辺部を支持したマスクフレームと、を備え、
   上記シャドウマスクは、
   上記蛍光体スクリーンのほぼ全面と対向しているとともに複数の電子ビーム通過孔が形成されたほぼ矩形状の有効部を有したマスク主面、およびこのマスク主面の周縁部を折り曲げて形成されたスカート部を有した主マスクと、
   上記短軸を含む領域で上記主マスクの有効部およびスカート部に重ねて固定され、上記蛍光体スクリーンの一部に対応する複数の電子ビーム通過孔を有した補助マスクと、を具備し、
   上記マスクフレームは、上記主マスクのスカート部の外側に配置され、
   上記主マスクと補助マスクとが重なった領域において、上記主マスクおよび補助マスクは上記マスクフレームに固定されていることを特徴とするカラー陰極線管。
2. 上記主マスクおよび補助マスクは、上記長軸とほぼ平行に延びたシャドウマスクの長辺部において、上記マスクフレームに固定されてい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. 上記補助マスクは、上記短軸を長手方向とした帯状に形成され、上記電子ビーム通過孔が形成された有効部と、上記短軸方向に沿って上記有効部の両側に延出した一対のスカート部とを有し、上記補助マスクの各スカート部は、上記主マスクのスカート部とそれぞれ重畳するように折り曲げられ、
   上記主マスクと補助マスクとが重なった領域において、上記主マスクのスカート部および補助マスクのスカート部が上記マスクフレームに固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー陰極線管。
4. 上記主マスクのスカート部および上記補助マスクのスカート部は、それぞれ上記管軸方向に沿って延びているとともに互いに重なった舌片部を備え、上記主マスクおよび補助マスクは上記舌片部において上記マスクレームに固定されていることを特徴とする請求項３に記載のカラー陰極線管。
5. 上記主マスクおよび補助マスクは、同一の位置で上記マスクフレームに固定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカラー陰極線管。
6. 上記主マスクおよび補助マスクは、２箇所以上の位置で上記マスクフレームに固定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラー陰極線管。
7. 上記主マスクおよび上記補助マスクは、上記マスクフレームに溶接されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のカラー陰極線管。
8. 上記パネルは、曲率半径が１０，０００ｍｍ以上の外面を有していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のカラー陰極線管。

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