JP2004342560A

JP2004342560A - Color cathode-ray tube

Info

Publication number: JP2004342560A
Application number: JP2003140876A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Oda; 裕之織田; Toru Takahashi; 亨高橋; Takuya Mashita; 拓也真下; Takeshi Nakayama; 剛士中山; Tetsuya Masumura; 哲哉増村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color cathode-ray tube in which a shielding amount and a reflection amount of light or electron beam caused by a mask hole-opening are reduced, and a picture quality is improved. <P>SOLUTION: A shadow mask 7 of the color cathode-ray tube is provided with the main mask 14 in which a plurality of electron beam through-holes 12 corresponding to the whole region of fluorescent material screen are formed, and an auxiliary mask 20 fixed in piles to the fluorescent material screen side of the main mask in the region including the short axis. The auxiliary mask has a plurality of electron beam through-holes 42 corresponding to one part of the fluorescent material screen. A spacing P2 along the short axis Y direction between electron beam through-holes next to the short axis Y direction of the auxiliary mask is formed larger than that of a spacing P1 along the short axis Y direction between electron beam through-holes of the corresponding main mask. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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】
この様なカラー陰極線管において、シャドウマスクは蛍光体スクリーンに対向したほぼ矩形状の有効面を有し、この有効面には、電子銃から放出された電子ビームを選別する電子ビーム通過孔として多数の開孔が形成されている。これらの開孔は、有効面の長軸方向を幅方向とするほぼ矩形状に形成されている。また、複数個の開孔が有効面の短軸方向にブリッジを介して直線状に配置され、この直線状に配置された複数個の開孔からなる開孔列が長軸方向に所定の配列ピッチで複数列配置されている。開孔列の間隔は画面長軸方向に対して徐々に大きくなっている。
【０００４】
シャドウマスクの開孔形状には、大別して円形状と矩形状の２種類がある。文字や図形を表示するディスプレイ管では、主として円形状の開孔を有するシャドウマスクが用いられ、一般家庭で用いられる民生用カラー受像管では、主として矩形状の開孔を有したシャドウマスクが用いられている。いずれの場合も、基本的に、各開孔は、シャドウマスクの蛍光体スクリーンと対向する面に開口した大孔と電子銃と対向する面に開口した小孔とが連通した連通孔によって構成されている。
【０００５】
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、垂直方向に偏向するとともに、シャドウマスクの開孔により電子ビームを選別し、蛍光体スクリーンの蛍光体層に入射させることにより、カラー画像を表示する。
【０００６】
近年、カラー陰極線管の高解像度化の要求が高まっており、シャドウマスクの高精細化、すなわち開孔および開孔配列ピッチの微小化が要求されている。この要求を満たそうとした場合、現状のシャドウマスク製造時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。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りマスク曲面が変形してしまう虞がある。
【０００７】
シャドウマスクが変形すると、電子ビーム通過孔の位置とパネル内面との距離関係が変化し、電子ビームが所定の蛍光体層にランディングせず色ずれを引き起こす。また、マスク強度の低下は、シャドウマスクを変形させないまでも、ＴＶセットなどに組みこんだ際、スピーカからの音声などの振動に対してシャドウマスクが共振し易くなる。そして、シャドウマスクが共振した場合、画面上に不要な明暗を映し出してしまう。
【０００８】
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、シャドウマスクは多数の開孔が形成された主マスクを備え、この主マスク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。補助マスクには、主マスクに対応した複数の開孔が形成されている。補助マスクを主マスク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。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１９７９８９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のシャドウマスクにおいて、主マスクの開孔とそれに対応する補助マスクの開孔とが十分に合致していない場合、補助マスクによって主マスクの開孔が遮蔽されてしまう。そのため、カラー陰極線管の製造時、シャドウマスクを用いて形成される蛍光体スクリーンのサイズが不均一となり、また、カラー陰極線管の動作時には輝度の不均一を引き起こしてしまう。従って、主マスクの開孔とそれに対応する補助マスクの開孔とを十分に合致させる必要がある。実際には、製造によるばらつき等を考慮して、補助マスクの開孔はそれに対応する主マスクの開孔よりも大きく形成する必要がある。
【００１１】
一方、カラー陰極線管製造時における露光光源の光やカラー陰極線管動作時における電子ビームは、画面中央部を除き、シャドウマスクの開孔に対して斜め方向から入射する。そのため、上記光や電子ビームの一部はマスク開孔の内面により遮蔽あるいは反射される。そこで、一般に、マスク開孔において、電子銃側に開口した小孔に対し、蛍光体スクリーン側に開口した大孔をシャドウマスクの周辺方向にオフセンターさせることで、この現象を緩和している。
【００１２】
しかしながら、補助マスクを用いたカラー陰極線管の場合、補助マスクが主マスクに重畳された重畳部は、主マスクのみからなる非重畳部に比較して補助マスク分だけ厚くなっている。そのため、重畳部においては、開孔内面による遮蔽量や反射量が多くなってしまう。
【００１３】
これに対し、補助マスクの開孔をオフセンターさせることで遮蔽量や反射量を低減できることが予想されるが、シャドウマスク有効部の短軸方向において、ブリッジ部の幅が小さい場合、各開孔をオフセンターさせると隣り合う開孔同士が近接し、場合によっては貫通してしまう虞がある。また、上述したように、補助マスクの開孔は、製造のばらつき等を考慮に入れると、対応する主マスクの開孔よりも大きな径に形成する必要がある。そのため、補助マスクでは、ブリッジ部が主マスクのブリッジ部よりも小さくなり、開孔の充分なオフセンター量を確保することが困難となる。
【００１４】
これらの理由から、補助マスクを用いたカラー陰極線管の場合、シャドウマスクの重畳部では、非重畳部に比較して露光光源の光や電子ビームの遮蔽量あるいは反射量が増加する。その結果、カラー陰極線管製造時における蛍光体スクリーンサイズの不均一やカラー陰極線管動作時における輝度の不均一等を引き起こし、画像品位が損なわれる。従って、補助マスクを備えたカラー陰極線管においても、更なる改良の余地がある。
【００１５】
本発明は上記問題点を解決するためのものであり、その目的は、マスク開孔に起因する光あるいは電子ビームの遮蔽および反射を低減し、画像品位の向上したカラー陰極線管を提供することにある。
【００１６】
【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備えたほぼ矩形状のシャドウマスクと、を備え、
上記シャドウマスクは、上記蛍光体スクリーン全域に対応する複数の電子ビーム通過孔が形成された主マスクと、上記短軸を含む領域で上記主マスクの上記蛍光体スクリーン側に重ねて固定され、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、上記補助マスクの上記短軸方向に隣合う電子ビーム通過孔間の上記短軸方向に沿った間隔は、対応する上記主マスクの上記電子ビーム通過孔間の上記短軸方向に沿った間隔よりも大きいことを特徴としている。
【００１７】
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。
【００１８】
そして、主マスクに補助マスクを重ねることによって強度を向上させながらも、補助マスクによる露光光源の光や電子ビームの遮蔽、反射を低減し、カラー陰極線管製造時における蛍光体スクリーンサイズの不均一やカラー陰極線管動作時における画面輝度の不均一等を改善することができる。それにより、良好な画面品位を有したカラー陰極線管が得られる。
【００１９】
【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、および蛍光体層の間を埋めた遮光層により構成されている。
【００２０】
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。
【００２１】
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１０，０００ｍｍ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。
【００２２】
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して機能す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に立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。
【００２３】
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。
【００２４】
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９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。
【００２５】
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が蛍光体スクリーン５の全域に対応して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。
【００２６】
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、ほぼ直線状に配置された複数の開孔からなる開孔列が、長軸Ｘ方向に所定の配列ピッチＰＨ１で多数列設けられている。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、例えば、板厚０．１８ｍｍに形成されている。
【００２７】
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の蛍光体スクリーン５側の表面上で、有効部１３の全域ではなく短軸Ｙを含む領域に重ねて固定されている。そして、補助マスク２０は、その長手方向が、主マスク１４の短軸Ｙと一致して設けられている。
【００２８】
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、矩形状の有効部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。有効部２１には、電子ビーム通過孔として機能する多数の開孔４２が蛍光体スクリーン５の一部に対応して形成されている。
【００２９】
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溶接されている。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。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。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が固定されている。
【００３０】
補助マスク２０の有効部２１に形成された開孔４２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。すなわち、補助マスク２０の各開孔４２は、有効部２１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４２が有効部２１の短軸Ｙ方向にブリッジ４３を介して直線状に配置され、これら複数の開孔からなる開孔列が、長軸Ｘ方向に所定の配列ピッチＰＨ２で複数列設けられている。後述するように、補助マスク２０の短軸Ｙ方向に沿った開孔４２の配列ピッチＰ２は、主マスク１４の短軸Ｙ方向に沿った開孔１２の配列ピッチＰ１よりも大きく設定されている。
【００３１】
図３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。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。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。
【００３４】
次に、主マスク１４および補助マスク２０における開孔１２、４２の構成および配置関係について詳細に説明する。図３および図６（ａ）、６（ｂ）に示すように、主マスク１４の各開孔１２は、電子銃側の表面に開口した小孔１２ａおよび蛍光体スクリーン側の表面に開口した大孔１２ｂを連通した連通孔により構成されている。同様に、補助マスク２０の各開孔４２は、電子銃側の表面に開口した小孔４２ａおよび蛍光体スクリーン側の表面に開口した大孔４２ｂを連通した連通孔により構成されている。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、画面の中央部に対応するシャドウマスク中央部において、露光光源の光や電子銃から放出された電子ビームは矢印のようにマスク平面に対しほぼ垂直に入射する。そのため、シャドウマスクの中央部において、主マスク１４の各開孔１２を構成した小孔１２ａおよび大孔１２ｂは、互いにオフセットすることなくほぼ同芯的に形成されている。
【００３６】
図６（ｂ）に示すように、シャドウマスクの短軸Ｙ方向周辺部において、露光光源の光や電子ビームは、矢印のようにマスク平面に対し斜め方向から入射する。そこで、主マスク１４の各開孔１２において、大孔１２ｂは小孔１２ａに対し、短軸Ｙ方向に沿ってシャドウマスクの周辺側へＣｍだけオフセットして形成されている。同様に、補助マスク２０の各開孔４２において、大孔４２ｂは小孔４２ａに対し、短軸Ｙ方向に沿ってシャドウマスクの周辺側へＣｓだけオフセットして形成されている。これにより、開孔１２および４２の内面による露光光源の光や電子ビームの遮蔽、反射を低減している。
【００３７】
更に、補助マスク２０の短軸Ｙ方向に沿った開孔４２の配列ピッチＰ２は、主マスク１４の短軸Ｙ方向に沿った開孔１２の配列ピッチＰ１よりも大きく設定されている。すなわち、補助マスク２０の短軸Ｙ方向に隣合う開孔４２間の短軸方向に沿った間隔Ｐ２は、対応する主マスク１４の開孔１２間の短軸Ｙ方向に沿った間隔Ｐ１よりも大きく形成されている。また、補助マスク２０の開孔４２の短軸方向に沿った間隔Ｐ２と、主マスク１４の対応する開孔１２の短軸Ｙ方向に沿った間隔Ｐ１との差Ｃは、補助マスクの中心部から短軸方向周辺側に向かって徐々に増加するように形成されている。
【００３８】
補助マスク２０の開孔４２の短軸Ｙ方向に沿った間隔Ｐ２と、主マスク１４の対応する開孔１２の短軸Ｙ方向に沿った間隔との差をＣ、補助マスクの中心部から短軸Ｙ方向に離間した位置までの距離をｙとし、ａを正の定数とすると、開孔１２および４２は、Ｃ＝ａ×ｙの関係を満たすように配列されている。ここで、定数ａは例えば１０^−３ないし１０^−４程度に設定されている。
【００３９】
間隔Ｐ１、Ｐ２の差Ｃが大きい場合、補助マスク２０のブリッジ４３が主マスク１４の開孔１２内へ突出し、光あるいは電子ビームの遮蔽量が増大する。そのため、上記差Ｃは、露光光源の光や電子ビームの遮蔽、反射量を考慮して最適に設計されている。
【００４０】
そして、上記のように間隔Ｐ１、Ｐ２に差Ｃを持たせることにより、主マスク１４における開孔１２のオフセンター量Ｃｍ、および補助マスク２０の開孔４２におけるオフセンター量Ｃｓの不足分を補うことができる。そのため、補助マスク２０の開孔４２内面による光や電子ビームの遮蔽、反射を防止し、カラー陰極線管製造時、蛍光体スクリーンを均一なサイズに形成することができるとともに、カラー受像管の動作時、表示画像の輝度の画面全域に渡って均一にすることが可能となる。
【００４１】
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。
【００４２】
また、シャドウマスク有効部１３の短軸方向においては、主マスク１４の開孔間隔に対し、補助マスク２０の開孔間隔を大きくすることで、カラー陰極線管製造時に生じる蛍光体スクリーンサイズの不均一や、カラー陰極線管動作時における外面輝度の不均一等を防止することができ、一層良好な画面品位を得ることができる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、シャドウマスクの開孔は矩形状に限らず、円形としても有効に活用することができる。また、補助マスク２０はスカート部のない構造としてもよい。上述した実施の形態において、補助マスクは、主マスクの長軸方向中央領域に設ける構成としたが、これに限らず、長軸方向中間部、周辺部に設けた場合でも上記と同様の作用効果が得られる。また、補助マスクは１枚に限らず、２枚以上設けることも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、外力に対して十分なマスク曲面強度が高いとともに、マスク開孔に起因する光あるいは電子ビームの遮蔽量および反射量を低減することができ、画像品位の向上した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中央部および短軸方向周辺部をそれぞれ示す短軸方向に沿った断面図。
【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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color cathode ray tube having a shadow mask.
[0002]
[Prior art]
Generally, a color cathode ray tube includes a vacuum envelope comprising a panel having a substantially rectangular effective portion, a funnel connected to the panel, and a cylindrical neck connected to a small diameter portion of the funnel. I have. On the inner surface of the effective portion of the panel, a phosphor screen composed of a three-color phosphor layer in the form of a dot or stripe that emits blue, green, and red light and a light-shielding layer is formed. Further, a shadow mask is arranged in the vacuum envelope so as to face the phosphor screen. An electron gun that emits three electron beams is provided in the neck, and a deflection yoke is mounted from the outer periphery of the neck to the outer peripheral surface of the funnel.
[0003]
In such a color cathode ray tube, the shadow mask has a substantially rectangular effective surface facing the phosphor screen, and the effective surface has a large number of electron beam passage holes for selecting the electron beam emitted from the electron gun. Are formed. These openings are formed in a substantially rectangular shape with the width direction being the major axis direction of the effective surface. Further, a plurality of apertures are linearly arranged via a bridge in the short axis direction of the effective surface, and a row of apertures formed of the plurality of linearly arranged apertures has a predetermined arrangement in the long axis direction. A plurality of rows are arranged at a pitch. The interval between the rows of apertures gradually increases in the longitudinal direction of the screen.
[0004]
The aperture shape of the shadow mask is roughly classified into two types: a circular shape and a rectangular shape. In a display tube for displaying characters and figures, a shadow mask having a circular opening is mainly used, and in a consumer color picture tube used in ordinary households, a shadow mask having a rectangular opening is mainly used. ing. In each case, each opening is basically constituted by a communicating hole in which a large hole opened on the surface of the shadow mask facing the phosphor screen and a small hole opened on the surface facing the electron gun communicate with each other. ing.
[0005]
In the color cathode ray tube having the above structure, the three electron beams emitted from the electron gun are horizontally and vertically deflected by the horizontal and vertical deflection magnetic fields generated by the deflection yoke, and the electron beams are selected by the apertures of the shadow mask. A color image is displayed by making the light incident on the phosphor layer of the phosphor screen.
[0006]
In recent years, there has been an increasing demand for higher resolution of color cathode ray tubes, and there has been a demand for higher definition of shadow masks, that is, finer apertures and aperture arrangement pitches. In order to satisfy this requirement, the thickness of the shadow mask must be reduced by the current etching technology at the time of manufacturing the shadow mask. However, the thinning of the shadow mask reduces the curved surface holding force of the shadow mask, and the curved surface of the mask may be deformed by an external force applied during manufacturing and transportation.
[0007]
When the shadow mask is deformed, the distance relationship between the position of the electron beam passage hole and the inner surface of the panel changes, and the electron beam does not land on a predetermined phosphor layer, causing a color shift. In addition, the reduction in the mask strength causes the shadow mask to easily resonate with vibrations such as sound from a speaker when incorporated into a TV set or the like, even if the shadow mask is not deformed. When the shadow mask resonates, unnecessary light and shade are projected on the screen.
[0008]
As a means for solving such a problem, an attempt has been made to improve the curved surface holding force of a shadow mask by an auxiliary mask. For example, according to the color cathode ray tube disclosed in Patent Literature 1, the shadow mask includes a main mask having a large number of apertures, and a band-shaped auxiliary mask is provided so as to overlap a region including the short axis of the main mask. Have been. A plurality of openings corresponding to the main mask are formed in the auxiliary mask. By fixing the auxiliary mask to the main mask, it is possible to prevent the deterioration of the shadow mask curved surface holding power due to the high resolution. Therefore, deformation of the mask curved surface due to external force can be prevented, and color shift can be prevented.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-197989
[Problems to be solved by the invention]
In the shadow mask having the above configuration, when the opening of the main mask does not sufficiently match the opening of the corresponding auxiliary mask, the opening of the main mask is blocked by the auxiliary mask. Therefore, the size of the phosphor screen formed by using the shadow mask becomes non-uniform during the manufacture of the color cathode-ray tube, and the brightness becomes non-uniform during the operation of the color cathode-ray tube. Therefore, it is necessary to sufficiently match the opening of the main mask with the opening of the corresponding auxiliary mask. In practice, the openings of the auxiliary mask need to be formed larger than the corresponding openings of the main mask in consideration of manufacturing variations and the like.
[0011]
On the other hand, the light of the exposure light source during the production of the color cathode ray tube and the electron beam during the operation of the color cathode ray tube enter the opening of the shadow mask obliquely except for the center of the screen. Therefore, part of the light or the electron beam is shielded or reflected by the inner surface of the mask opening. Therefore, in general, this phenomenon is mitigated by off-centering the large hole opened on the phosphor screen side in the peripheral direction of the shadow mask with respect to the small hole opened on the electron gun side in the mask opening.
[0012]
However, in the case of a color cathode ray tube using an auxiliary mask, a superimposed portion in which the auxiliary mask is superimposed on the main mask is thicker by the auxiliary mask than a non-superimposed portion including only the main mask. Therefore, in the overlapping portion, the amount of shielding and the amount of reflection by the inner surface of the opening increases.
[0013]
On the other hand, it is expected that the shielding amount and the reflection amount can be reduced by off-centering the opening of the auxiliary mask. However, when the width of the bridge portion is small in the short axis direction of the shadow mask effective portion, each opening is reduced. When the center is off-centered, adjacent openings may be close to each other, and in some cases, may penetrate. In addition, as described above, the aperture of the auxiliary mask needs to be formed to have a diameter larger than that of the corresponding main mask in consideration of manufacturing variations and the like. For this reason, in the auxiliary mask, the bridge portion is smaller than the bridge portion of the main mask, and it is difficult to secure a sufficient off-center amount of the opening.
[0014]
For these reasons, in the case of a color cathode ray tube using an auxiliary mask, the amount of shielding or reflection of the light of the exposure light source or the electron beam is increased in the superimposed portion of the shadow mask as compared with the non-superimposed portion. As a result, unevenness in the phosphor screen size during the manufacture of the color cathode-ray tube, uneven brightness during the operation of the color cathode-ray tube, and the like are caused, and the image quality is impaired. Therefore, there is room for further improvement in a color cathode ray tube having an auxiliary mask.
[0015]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a color cathode ray tube having improved image quality by reducing shielding and reflection of light or an electron beam caused by a mask opening. is there.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a color cathode ray tube according to an aspect of the present invention includes a panel having a phosphor screen provided on an inner surface thereof, an electron gun for emitting an electron beam toward the phosphor screen, and an inner side of the panel. A substantially rectangular shadow mask having a major axis and a minor axis orthogonal to each other and orthogonal to the tube axis, and arranged to face the phosphor screen,
The shadow mask is a main mask in which a plurality of electron beam passage holes corresponding to the entire area of the phosphor screen are formed, and is fixed on the phosphor screen side of the main mask in an area including the short axis, An auxiliary mask having a plurality of electron beam passage holes corresponding to a part of the phosphor screen, wherein the auxiliary mask extends along the short axis direction between the electron beam passage holes adjacent in the short axis direction of the auxiliary mask. The interval is larger than the interval along the short axis direction between the electron beam passage holes of the corresponding main mask.
[0017]
According to the color cathode ray tube configured as described above, by providing the auxiliary mask, it is possible to suppress the deformation of the shadow mask near the center of the screen where deformation is most likely to occur, and as a result, to improve the mask curved surface strength. be able to. As a result, the deformation of the shadow mask and the deterioration of the image due to the vibration can be prevented, and the image quality can be improved.
[0018]
And, while improving the strength by overlaying the auxiliary mask on the main mask, the auxiliary mask reduces the shielding and reflection of the light and electron beam of the exposure light source and reduces the unevenness of the phosphor screen size during the production of a color cathode ray tube. It is possible to improve non-uniformity of screen brightness during operation of the color cathode ray tube. Thereby, a color cathode ray tube having a good screen quality can be obtained.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a color cathode ray tube according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the color cathode ray tube includes an envelope 9 formed of glass, and the envelope has a rectangular panel 1 having a skirt portion 2 at a peripheral portion, and a panel 1 having a skirt portion 2. And a neck 4 extending from a small-diameter portion of the funnel 3. A phosphor screen 5 is formed on the inner surface of the panel 1. The phosphor screen 5 is composed of phosphor layers of three colors of a dot shape or a stripe shape, and a light-shielding layer filled between the phosphor layers.
[0020]
The envelope 9 extends through the center of the panel 1 and the center of the neck 4, a tube axis Z, a long axis (horizontal axis) X extending perpendicular to the tube axis, and extending perpendicular to the tube axis and the long axis. It has a short axis (vertical axis) Y.
[0021]
When a 32-inch wide type color cathode ray tube having a screen aspect ratio of 16: 9 and a screen effective diameter of 76 cm is taken as an example, the outer surface of the panel 1 has a substantially flat radius of curvature of 10,000 mm. The inner surface of the panel 1 has a cylindrical shape with a radius of curvature of about 7,000 mm on the X axis and along the X axis and a radius of curvature of about 1,500 mm on the Y axis along the Y axis.
[0022]
In the envelope 9, a shadow mask structure 6, which is a color selection electrode, is disposed so as to face the phosphor screen 5. The shadow mask structure 6 has a shadow mask 7 in which a large number of openings functioning as electron beam passage holes are formed, and a rectangular frame-shaped mask frame 8 that supports a peripheral portion of the shadow mask 7. The shadow mask structure 6 is supported inside the panel 1 by engaging an elastic support 30 provided on a side wall of the mask frame 8 with a stud pin 32 erected on the skirt portion 2 of the panel 1. I have. The opening shape of the electron beam passage hole formed in the shadow mask 7 is formed in a rectangular shape or a circular shape depending on the use.
[0023]
An electron gun 10 that emits three electron beams 9R, 9G, and 9B arranged in-line along the major axis X is disposed in the neck 4. In the color cathode ray tube, the electron beams 9R, 9G, and 9B emitted from the electron gun 10 are deflected by a deflection yoke 11 attached to the outside of the funnel 3, and the phosphor screen 5 is passed through a shadow mask structure 6. The image is displayed by scanning horizontally and vertically.
[0024]
Next, the configuration of the shadow mask 7 will be described in detail. As shown in FIGS. 3 to 5, the shadow mask 7 is formed in a substantially rectangular shape as a whole, has a long axis X and a short axis Y corresponding to the envelope 9, and the tube axis Z is at the center of the shadow mask. Pass through. In addition, the shadow mask 7 includes a main mask 14 and an auxiliary mask 20 that is attached to a part of the main mask so as to be partially overlapped.
[0025]
The main mask 14 is arranged to face the inner surface of the panel 1 and has a substantially rectangular mask main surface 40 formed in a predetermined curved surface shape, and a peripheral portion of the mask main surface along the tube axis Z direction. And a skirt portion 17 formed by bending to the gun side. The mask main surface 40 surrounds the rectangular effective portion 13 in which a large number of openings 12 functioning as electron beam passage holes are formed corresponding to the entire area of the phosphor screen 5, and surrounds the effective portion. And a substantially rectangular frame-shaped non-porous portion 16 that is not provided.
[0026]
Each opening 12 of the main mask 14 is formed in a substantially rectangular shape whose width direction is the long axis X direction of the effective portion 13. A plurality of apertures 12 are linearly arranged in the short axis Y direction of the effective portion 13 via the bridge 15, and a row of substantially linearly arranged apertures is formed on the long axis X. Many rows are provided in the direction at a predetermined arrangement pitch PH1. The main mask 14 is made of a metal material such as an amber material (Fe-36% Ni alloy) known as a low expansion material, and is formed to a thickness of about 0.1 to 0.25 mm, for example, 0.18 mm. I have.
[0027]
As shown in FIGS. 3 to 5, the auxiliary mask 20 is formed in an elongated band shape, and is superimposed on the surface of the main mask 14 on the phosphor screen 5 side, not on the entire area of the effective portion 13 but on the area including the short axis Y. Fixed. The auxiliary mask 20 is provided so that its longitudinal direction coincides with the minor axis Y of the main mask 14.
[0028]
The auxiliary mask 20 has a width LH1 along the major axis X direction smaller than the major axis direction length LH2 of the effective portion 13 of the main mask 14, and has a length along the minor axis Y direction in the same direction as the main mask 14. It is formed almost equal in length. The auxiliary mask 20 includes a rectangular effective portion 21, non-porous portions 23 located outside the effective portion 21 at both ends in the longitudinal direction of the auxiliary mask, and a pair of extending portions extending from both non-porous portions 23 in both end directions. And a skirt portion 24 of the same. A large number of openings 42 functioning as electron beam passage holes are formed in the effective portion 21 so as to correspond to a part of the phosphor screen 5.
[0029]
The auxiliary mask 20 is welded to the main mask with its effective portion 21, non-porous portion 23, and skirt portion 24 overlapping the effective portion 13, non-porous portion 16, and skirt portion 17 of the main mask 14, respectively. As a result, the region on the minor axis Y of the main mask 14 has a double structure. The auxiliary mask 20 is made of an invar material like the main mask 14, and has a thickness of about 0.1 to 0.25 mm. The ratio of the width LH1 of the auxiliary mask 20 in the major axis X direction to the length LH3 of the main mask 14 in the major axis X direction is about 1: 5. Therefore, the auxiliary mask 20 is fixed to a region of about one fifth of the length of the main mask 14 in the major axis X direction.
[0030]
The opening 42 formed in the effective portion 21 of the auxiliary mask 20 can be appropriately set within a range that functions as a shadow mask, and is formed similarly to the main mask 14 if there is no particular problem. That is, each opening 42 of the auxiliary mask 20 is formed in a substantially rectangular shape whose width direction is the long axis X direction of the effective portion 21. A plurality of apertures 42 are linearly arranged in the short axis Y direction of the effective portion 21 via the bridge 43, and a row of the plurality of apertures is arranged at a predetermined pitch in the long axis X direction. A plurality of rows are provided at PH2. As will be described later, the arrangement pitch P2 of the openings 42 along the short axis Y direction of the auxiliary mask 20 is set to be larger than the arrangement pitch P1 of the openings 12 along the short axis Y direction of the main mask 14. .
[0031]
As shown in FIG. 3, the skirt portion 17 of the main mask 14 is formed with a plurality of tongue pieces that function as welds. That is, a tongue piece 34a is formed on each short side wall of the skirt 17 substantially parallel to the short axis Y, and is located on the long axis X. A tongue portion 34b is formed on each long side wall of the skirt portion 17 extending substantially parallel to the long axis X, and is located on the short axis Y. In addition, a tongue piece 34c is also formed at each corner of the skirt 17.
[0032]
Each of the tongue pieces 34a to 34c is formed by a plurality of, for example, a pair of slits 35 extending from the extending edge of the skirt 17 toward the mask main surface 40, and is formed to be elastically deformable. On the other hand, the mask frame 8 is arranged outside the skirt 17 so as to surround the skirt 17 of the main mask 14. The shadow mask 7 is fixed to the mask frame 8 by welding the vicinity of the free ends of the tongue pieces 34a to 34c to the inner surface of the mask frame 8. The tongue pieces 34a to 34c absorb the difference in the coefficient of thermal expansion between the shadow mask 7 and the mask frame 8 by being elastically deformed.
[0033]
As described above, each skirt 24 of the auxiliary mask 20 is provided so as to overlap with the skirt 17 of the main mask 14. Each skirt portion 24 is formed with a pair of slits aligned with the slits 35, and a resiliently deformable tongue portion 41 is defined between these slits. Each tongue piece 41 is located on the short axis Y and overlaps with the tongue piece 34b of the main mask 14. The tongue piece 41 formed on each skirt 24 of the auxiliary mask 20 is welded to the mask frame 8 together with the tongue piece 34b of the main mask 14.
[0034]
Next, the configuration and arrangement of the openings 12 and 42 in the main mask 14 and the auxiliary mask 20 will be described in detail. As shown in FIG. 3 and FIGS. 6A and 6B, each opening 12 of the main mask 14 has a small hole 12a opened on the surface on the electron gun side and a large hole 12a opened on the surface on the phosphor screen side. It is constituted by a communication hole communicating with the hole 12b. Similarly, each opening 42 of the auxiliary mask 20 is constituted by a communication hole communicating a small hole 42a opened on the surface on the electron gun side and a large hole 42b opened on the surface on the phosphor screen side.
[0035]
As shown in FIG. 6A, at the center of the shadow mask corresponding to the center of the screen, the light of the exposure light source and the electron beam emitted from the electron gun are incident almost perpendicularly to the mask plane as shown by the arrows. . Therefore, in the central portion of the shadow mask, the small holes 12a and the large holes 12b that form the respective openings 12 of the main mask 14 are formed substantially concentrically without offsetting each other.
[0036]
As shown in FIG. 6B, light and an electron beam from an exposure light source enter the mask plane obliquely, as indicated by arrows, in the vicinity of the short axis Y direction of the shadow mask. Therefore, in each opening 12 of the main mask 14, the large hole 12b is formed to be offset from the small hole 12a by Cm toward the peripheral side of the shadow mask along the short axis Y direction. Similarly, in each opening 42 of the auxiliary mask 20, the large hole 42b is formed to be offset from the small hole 42a by Cs toward the peripheral side of the shadow mask along the short axis Y direction. Thereby, the shielding and reflection of the light of the exposure light source and the electron beam by the inner surfaces of the openings 12 and 42 are reduced.
[0037]
Further, the arrangement pitch P2 of the openings 42 along the short axis Y direction of the auxiliary mask 20 is set to be larger than the arrangement pitch P1 of the openings 12 along the short axis Y direction of the main mask 14. That is, the interval P2 along the minor axis between the openings 42 adjacent to each other in the minor axis Y direction of the auxiliary mask 20 is larger than the interval P1 along the minor axis Y between the corresponding openings 12 of the main mask 14. It is formed large. The difference C between the interval P2 of the opening 42 of the auxiliary mask 20 along the short axis direction and the interval P1 of the corresponding opening 12 of the main mask 14 along the short axis Y direction is the central portion of the auxiliary mask. , And gradually increases toward the peripheral side in the short axis direction.
[0038]
The difference between the interval P2 of the opening 42 of the auxiliary mask 20 along the short axis Y direction and the interval of the corresponding opening 12 of the main mask 14 along the short axis Y direction is C, which is shorter than the center of the auxiliary mask. Assuming that the distance to the position separated in the direction of the axis Y is y and a is a positive constant, the apertures 12 and 42 are arranged so as to satisfy the relationship of C = a × y. Here, the constant a is set to, for example, about 10 ⁻³ to 10 ⁻⁴ .
[0039]
When the difference C between the intervals P1 and P2 is large, the bridge 43 of the auxiliary mask 20 protrudes into the opening 12 of the main mask 14, and the light or electron beam shielding amount increases. For this reason, the difference C is optimally designed in consideration of the amount of light from the exposure light source and the amount of shielding and reflection of the electron beam.
[0040]
By providing the difference C between the intervals P1 and P2 as described above, the shortage of the off-center amount Cm of the opening 12 in the main mask 14 and the off-center amount Cs in the opening 42 of the auxiliary mask 20 are compensated for. be able to. Therefore, it is possible to prevent light and electron beams from being shielded and reflected by the inner surface of the opening 42 of the auxiliary mask 20 and to form the phosphor screen into a uniform size at the time of manufacturing a color cathode ray tube and to operate the color picture tube at the time of operation. In addition, it is possible to make the brightness of the display image uniform over the entire screen.
[0041]
According to the color cathode ray tube configured as described above, the auxiliary mask 20 is overlaid and fixed on the main mask 14 to form a double structure, thereby suppressing deformation of the shadow mask in the vicinity of the center of the screen where deformation is most likely to occur. The strength of the mask curved surface can be improved. Thereby, it is possible to prevent the deformation of the shadow mask and the deterioration of the image due to the vibration, and to obtain a color cathode ray tube with improved image quality.
[0042]
In the short-axis direction of the shadow mask effective portion 13, by increasing the opening interval of the auxiliary mask 20 with respect to the opening interval of the main mask 14, the unevenness of the phosphor screen size generated at the time of manufacturing a color cathode ray tube is obtained. In addition, it is possible to prevent unevenness of the outer surface luminance during the operation of the color cathode ray tube, and it is possible to obtain a better screen quality.
[0043]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements in an implementation stage without departing from the scope of the invention. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Further, components of different embodiments may be appropriately combined. For example, the opening of the shadow mask is not limited to a rectangular shape, but can be effectively used as a circular shape. The auxiliary mask 20 may have a structure without a skirt. In the above-described embodiment, the auxiliary mask is provided in the central region in the long axis direction of the main mask. However, the present invention is not limited to this. Is obtained. The number of auxiliary masks is not limited to one, and two or more auxiliary masks can be provided.
[0044]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, a sufficient mask curved surface strength against an external force can be obtained, and the amount of light or electron beam shielding and reflection caused by the mask opening can be reduced. A color cathode ray tube with improved quality can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view including a major axis of a color cathode ray tube according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view including a short axis of the color cathode ray tube.
FIG. 3 is a perspective view showing a shadow mask and a plan view showing electron beam passage holes in the color cathode ray tube.
FIG. 4 is a cross-sectional view along the major axis direction of the shadow mask shown in FIG.
FIG. 5 is a sectional view of the shadow mask shown in FIG. 3 along the minor axis direction.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along a short axis direction showing a central portion and a peripheral portion in the short axis direction of the shadow mask.
[Explanation of symbols]
1 ... panel, 5 ... phosphor screen, 6 ... shadow mask structure,
7: shadow mask, 8: mask frame,
9B, 9G, 9R: electron beam, 10: electron gun, 14: main mask,
20, auxiliary mask, 12, 42, aperture, 13, 21, effective part,
17, 24 ... Skirt part

Claims

A panel provided with a phosphor screen on the inner surface,
An electron gun that emits an electron beam toward the phosphor screen,
A substantially rectangular shadow mask having a major axis and a minor axis orthogonal to each other and orthogonal to the tube axis is disposed inside the panel so as to face the phosphor screen,
The shadow mask is a main mask in which a plurality of electron beam passage holes corresponding to the entire area of the phosphor screen are formed, and is fixed on the phosphor screen side of the main mask in an area including the short axis, An auxiliary mask having a plurality of electron beam passage holes corresponding to a part of the phosphor screen,
The interval along the short axis direction between the electron beam passing holes adjacent in the short axis direction of the auxiliary mask is longer than the interval along the short axis direction between the electron beam passing holes of the corresponding main mask. A color cathode ray tube characterized by being large.

The difference between the interval along the short axis direction of the electron beam passage hole of the auxiliary mask and the interval along the short axis direction of the corresponding electron beam passage hole of the main mask is from the center of the auxiliary mask. 2. The color cathode ray tube according to claim 1, wherein the color cathode ray tube gradually increases toward the periphery of the short axis.

The difference between the space along the short axis of the electron beam passage hole of the auxiliary mask and the space along the short axis of the corresponding electron beam passage hole of the main mask is C, the center of the auxiliary mask. If y is the distance from to the position separated in the short axis direction, and a is a positive constant,
C = a × y
The color cathode ray tube according to claim 1 or 2, wherein the following relationship is satisfied.

Each electron beam passage hole of the main mask is configured to communicate a large hole opened on the phosphor screen side and a small hole opened on the electron gun side, and each electron beam passage hole of the auxiliary mask is The large hole opened on the phosphor screen side and the small hole opened on the electron gun side are configured to communicate with each other,
In the short-axis direction peripheral portion of the shadow mask, a large hole constituting the electron beam passage hole of the main mask is provided to be offset toward the short-axis direction peripheral side with respect to the small hole, and the electron beam passage of the auxiliary mask is provided. 4. The color cathode ray tube according to claim 1, wherein the large hole forming the hole is offset from the small hole toward the peripheral side in the short axis direction.

The color cathode ray tube according to any one of claims 1 to 4, wherein the panel has an outer surface having a radius of curvature of 10,000 mm or more.