JP2007294133A - カラー受像管 - Google Patents
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Abstract
【課題】シャドウマスクの材料として鉄を95%以上含む材料を使用したカラー受像管において、ドーミング及び外部磁界による色純度の劣化を抑制する。
【解決手段】シャドウマスク4の短辺スカート部43bのY軸方向長さを2Ds、短辺スカート部においてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での短辺スカート部のZ軸方向長さをそれぞれLsc,Lsm、Lsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWs、αs=Ws/Dsとする。長辺スカート部43aのX軸方向長さを2Dl、長辺スカート部においてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での長辺スカート部のZ軸方向長さをそれぞれLlc,Llm、Llm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWl、αl=Wl/Dlとする。このとき、αs≧0.5かつαl≦0.5を満足する。
【選択図】図2
【解決手段】シャドウマスク4の短辺スカート部43bのY軸方向長さを2Ds、短辺スカート部においてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での短辺スカート部のZ軸方向長さをそれぞれLsc,Lsm、Lsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWs、αs=Ws/Dsとする。長辺スカート部43aのX軸方向長さを2Dl、長辺スカート部においてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での長辺スカート部のZ軸方向長さをそれぞれLlc,Llm、Llm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWl、αl=Wl/Dlとする。このとき、αs≧0.5かつαl≦0.5を満足する。
【選択図】図2
Description
本発明はシャドウマスクを備えたカラー受像管に関する。
一般にカラー受像管は、ほぼ矩形状のパネルの内面に設けられた蛍光体スクリーンに対向してほぼ矩形状のシャドウマスクが配置されている。シャドウマスクは、外周部に折り曲げ形成されたスカート部を介して、フレームに固定される。このシャドウマスクの蛍光体スクリーンと対向する有孔部には、多数の開孔(電子ビーム通過孔)が所定の配列で形成されている。電子銃から放出された3電子ビームは、電子ビーム通過孔により選別されて、蛍光体スクリーンを構成する3色蛍光体に入射する。従って、カラー受像管の蛍光体スクリーン上に色ズレのない画像を表示するためには、シャドウマスクの電子ビーム通過孔群と対応する蛍光体群との間にはいわゆるビームランディングを正確にするために特定の相対的位置関係が必要であり、カラー受像管の動作中、常にこの相対的位置関係が一定に保たれねばならない。より具体的にはシャドウマスクと蛍光体スクリーンとの間隔(q値)が常に一定の許容範囲内になければならない。
シャドウマスクの材料として、熱膨張係数の低い、鉄およびニッケルを主成分とする合金、例えば36Niアンバー合金などの鉄−ニッケル系合金が使用される場合がある。この合金の熱膨張係数は0〜100℃で1〜2×10-6であり、ドーミング抑制に対しては有効である反面、高コストであり、更に、鉄−ニッケル系合金は焼鈍後に大きな弾性を有するため、曲面成形加工が難しく、所望の曲面を得るのが難しい。例えば、900℃もの高温で焼鈍しても降伏点強度は28×107N/m2程度であり、一般に成形加工が容易であるとされる降伏点強度である20×107N/m2以下にするためにはかなりの高温処理が必要になる。特に、パネル外面が平坦なカラー受像管においては、シャドウマスクの曲率が小さいため、成型加工はさらに難しい。
一方、シャドウマスクの材料として、高純度の鉄を主成分とする材料が使用される場合がある。この材料は800℃程度の焼鈍で降伏点強度を20×107N/m2以下にすることが出来るため、成型加工は非常に容易である。また、アンバー合金では必須であった成形加工時の金型温度を高温に保つ必要が無く、生産性も良好である。このように、高純度の鉄を主成分とする材料は、成型加工性に優れ、低コストであるという利点がある。
しかし、上記のような高純度の鉄を主成分とする材料は主に次のような2つの問題がある。
1つめはシャドウマスクのドーミングに関する問題である。シャドウマスク型カラー受像管の動作中、シャドウマスクの電子ビーム通過孔を通過して蛍光体スクリーンに到達する電子は、電子銃から放出される全電子の1/3以下であり、残りはシャドウマスクの電子ビーム通過孔以外の部分に衝突して熱エネルギーとなりシャドウマスクを加熱する。その結果、シャドウマスクは熱膨張により蛍光体スクリーン側に膨出するドーミング現象を起こす。このドーミング現象により蛍光体スクリーンとシャドウマスクとの間隔が許容範囲を超えると、蛍光体に対するビームランディング位置がずれ(このずれを「ビームシフト」という)、色純度の劣化が生じる。上記のような高純度の鉄を主成分とする材料の熱膨張係数は0〜100℃で約12×10-6と大きくドーミングに対しては不利であり、特にパネルの有効面の外面がほぼ平坦なカラー受像管に適用した場合には、色純度が著しく劣化し、大きな問題となる。
シャドウマスクのドーミングによる画面上でのビームシフトの大きさは、表示される画像パターンの輝度及びその継続時間などにより大きく異なる。画面にラスターパターンを表示した場合には、表示直後の短時間のうちはシャドウマスクの曲面部の温度がシャドウマスク周辺やフレームの温度に対して相対的に高くなるためドーミングをおこし、ビームシフトが生じる。近年の画面の大型化に伴う高偏向角化並びに画面の平坦化により、このビームシフトは一層深刻となってきている。
このような問題に対して、従来より、シャドウマスクの電子ビーム通過孔の水平方向におけるピッチの有孔部の中央での値に対する周辺での値の比(以下、「バリ率」という)を大きくし、且つシャドウマスクの有孔部の曲率を出来るだけ大きくするという対策がとられていた。
2つめは外部磁界による影響に関する問題である。シャドウマスクと蛍光体スクリーンとを所定の位置関係に配置した場合でも、カラー受像管の管軸の向きを水平面内において変更した場合、その向きによっては電子ビームが地磁気などの外部磁界の影響を受けビームシフトをおこし、蛍光体スクリーンに正しくランディングしないことがある。そのため、カラー受像管においては、フレームの底面に地磁気などの外部磁界を遮蔽する磁気遮蔽体をとりつけ、磁気遮蔽体、フレーム、及びシャドウマスクで電子ビーム通過領域を取り囲むことで、電子ビームを外部磁界から遮蔽している。磁気遮蔽体は、一般に、フレーム側に大開口部を有し、電子銃側に小開口部を有する中空台形状を有している。外部磁界の磁力線が管軸に平行である場合、磁力線は磁気抵抗の低い磁気遮蔽体に吸い込まれるようにその方向を変えるため、磁力線と電子ビーム軌道とがなす角度が小さくなり、電子ビームが外部磁界より受ける力がキャンセルされ、ビームシフトが抑制される。この時、磁気遮蔽体、フレーム、及びシャドウマスクの透磁率が高いほど、また、磁気遮蔽体、フレーム、及びシャドウマスク間の接触状態が良好であるほど、磁気シールド効果は大きい。
ところが、シャドウマスクに上記の高純度の鉄を主成分とする材料を使用した場合、この透磁率はアンバー合金に対して小さいために磁気シールド効果が小さい。そのうえ、上記のようにシャドウマスクのバリ率を大きくした場合、画面周辺でq値が大きくなるので、シャドウマスクを通過した後の電子ビームに対する地磁気の影響が大きくなるために、ビームシフトが大きくなってしまい、色純度が劣化するという問題があった。
このように、シャドウマスクのバリ率を大きくし過ぎると磁気シールド特性が悪化し、バリ率を小さくし過ぎるとドーミング特性が悪化してしまうという問題がある。
特許文献1には、長辺側のみ又は長辺側及び短辺側の両方において、溶接固定部間のスカートの平均長さを溶接固定部でのスカートの平均長さより短くしたシャドウマスクが開示されている。特許文献2には、主に長辺側においてドーミング現象による色ずれが発生する位置付近でスカート長さを短くし、フレームとの溶接固定部でスカート長さを長くしたシャドウマスクが開示されている。ところが、特許文献1,2のシャドウマスクでは、シャドウマスクとフレームとの間の磁気抵抗が増し磁気シールド特性が悪化してしまうという問題があった。
特許文献3には、スカート部の長さを短辺側より長辺側で長くしたシャドウマスクが開示されている。このようなシャドウマスクでは、短辺側のスカート部において、フレームとシャドウマスクとの溶接固定部がある付近と溶接固定部がない部分とでのスカート部の長さにほとんど差がないために、ドーミングによる色ずれが大きくなるという問題があった。
また、スカート長さが短い領域をスカート部の短辺側及び長辺側のどの位置に配置すればドーミング低減に効果的であるかについては、これまで検討されていない。
特開平4−22048号公報
国際公開番号WO97/31388号パンフレット
韓国特許出願公開第10−2005−0049020号明細書
上述のように、外面が平坦なパネルを使用し、シャドウマスクの材料として成形性やコスト面で有利な鉄材を使用した場合、ドーミング及び外部磁界によるビームシフト量が大きく色純度が劣化するという問題がある。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、スカート部の長さの分布を制御することにより、ドーミング及び外部磁界による色純度の劣化が生じにくいカラー受像管を提供することを目的とする。
本発明のカラー受像管は、内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、前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、前記蛍光体スクリーンに対向して前記パネルの内側に配置されたシャドウマスクとを有する。前記シャドウマスクは鉄を95%以上含む材料からなる。前記シャドウマスクは、複数の電子ビーム通過孔が形成された略矩形状の有孔部と、前記有孔部の周辺に位置し、前記電子ビーム通過孔が形成されていない無孔部と、前記無孔部の周辺に位置し、前記無孔部に対して折り曲げられたスカート部とを有する。管軸をZ軸、前記Z軸と直交し前記有孔部の長辺方向と平行な軸をX軸、前記Z軸と直交し前記有孔部の短辺方向と平行な軸をY軸とし、Z軸と交差するX軸上の点をX軸の原点、Z軸と交差するY軸上の点をY軸の原点とする。前記スカート部のうち、X軸に平行な部分を長辺スカート部、Y軸に平行な部分を短辺スカート部とする。
本発明の第1のカラー受像管は、前記短辺スカート部のY軸方向の長さを2Dsとし、前記短辺スカート部においてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での前記短辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLsc,Lsmとし、Lsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWsとし、αs=Ws/Dsとし、前記長辺スカート部のX軸方向の長さを2Dlとし、前記長辺スカート部においてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での前記長辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLlc,Llmとし、Llm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWlとし、αl=Wl/Dlとしたとき、
αs≧0.5 かつ αl≦0.5
であることを特徴とする。
αs≧0.5 かつ αl≦0.5
であることを特徴とする。
本発明の第2のカラー受像管は、前記短辺スカート部のY軸方向の長さを2Dsとし、前記短辺スカート部においてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での前記短辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLsc,Lsmとし、0≦Y≦Ds/4の範囲においてLsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWs’とし、αs’=Ws’/(Ds/4)とし、前記長辺スカート部のX軸方向の長さを2Dlとし、前記長辺スカート部においてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での前記長辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLlc,Llmとし、Llm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWlとし、αl=Wl/Dlとしたとき、
αs’≧0.5 かつ αl≦0.5
であることを特徴とする。
αs’≧0.5 かつ αl≦0.5
であることを特徴とする。
本発明の第3のカラー受像管は、前記短辺スカート部のY軸方向の長さを2Dsとし、前記短辺スカート部においてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での前記短辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLsc,Lsmとし、0≦Y≦Ds/4の範囲においてLsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWs’とし、αs’=Ws’/(Ds/4)とし、前記長辺スカート部のX軸方向の長さを2Dlとし、前記長辺スカート部においてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での前記長辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLlc,Llmとし、Dl/2≦X≦Dlの範囲においてLlm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWl’とし、αl’=Wl’/(Dl/2)としたとき、
αs’≧0.5 かつ αl’≦0.5
であることを特徴とする。
αs’≧0.5 かつ αl’≦0.5
であることを特徴とする。
本発明によれば、スカート部の長さの分布を制御することにより、ドーミング特性及び磁気シールド特性を向上させることができる。その結果、ビームシフト量を効果的に小さくして色純度の劣化が生じにくいカラー受像管を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明を説明する。
図1に本発明の一実施形態に係るカラー受像管の全体構成の断面図を示す。カラー受像管は、矩形状の有効部1aを有するパネル1、パネル1のスカート部1bに接合された漏斗形状のファンネル2、およびファンネル2から伸びるネック5からなる外囲器9を有している。パネル1の有効部1aの内面には蛍光体スクリーン3が形成されている。また、シャドウマスク構体12がパネル1の内側に配置されている。
シャドウマスク構体12は、多数の電子ビーム通過孔(開孔)が形成された色選別電極であるシャドウマスク4と、このシャドウマスク4を保持する断面がL字型の矩形枠状のフレーム11とからなる。フレーム11の側壁に設けられた弾性支持体(図示せず)をパネル1のスカート部1bの内側面に植設されたスタッドピン(図示せず)に係止することで、シャドウマスク構体12はパネル1の内側面に取り付けられている。
ネック5内にはX軸と平行な一直線上にインライン配列された3本の電子ビーム6R,6G,6Bを放出する電子銃7が配列されている。この電子銃7から放出された3電子ビームは、ファンネル2の外周面上に取り付けられた偏向ヨーク8により偏向され、シャドウマスク4の電子ビーム通過孔を通過して、蛍光体スクリーン3を水平方向及び垂直方向に走査することで画像が表示される。
フレーム11の電子銃側の面(底面)には、地磁気など外部磁界から電子ビームを遮蔽するための磁気遮蔽体10が取り付けられている。磁気遮蔽体10は、フレーム11側に大開口部を有し、電子銃7側に小開口部を有する中空台形状(中空四角錐の頂点を含む一部を除去した形状)を有している。
図2に示すように、シャドウマスク4は、蛍光体スクリーン3と対向し、電子ビームを通過させる多数の開孔(電子ビーム通過孔)が形成された略矩形状の有孔部41と、有孔部41の周囲に位置し、電子ビーム通過孔が形成されていない無孔部42と、無孔部42の周辺に位置し、管軸とほぼ平行になるように無孔部42に対して折り曲げられたスカート部43とを備える。有孔部41と無孔部42とからなる曲面領域を主面部40と呼ぶ。電子ビーム通過孔の端縁形状は、矩形状または円形状であり用途に応じて適宜選択される。スカート部43が略矩形枠状のマスクフレーム11の内側に嵌め込まれて、スカート部43とマスクフレーム11とが溶接固定部13にて溶接されることにより、シャドウマスク4はマスクフレーム11と一体化される。図2において、2点鎖線41aは有孔部41の外周縁の長辺、2点鎖線41bは有孔部41の外周縁の短辺である。スカート部43は、長辺41a方向と平行な一対の長辺スカート部43aと、短辺41b方向と平行な一対の短辺スカート部43bとからなる。このようなシャドウマスク4は、エッチングにより電子ビーム通過孔を形成した金属平板をプレス成型することにより作成される。
以下の説明の便宜のために、カラー受像管の管軸をZ軸、Z軸と直交し有孔部41の長辺41a方向と平行な軸をX軸、Z軸と直交し有孔部41の短辺41b方向と平行な軸をY軸とする。Z軸と交差するX軸上の点をX軸の原点、Z軸と交差するY軸上の点をY軸の原点とする。
近年、外光反射を少なくし且つ画像歪を軽減して視認性を高めるためにパネル1の外面をほぼ平面としたカラー受像管(フラット管)が主流となりつつある。そこで、本発明では、パネル1の有効部1aの外面の曲率半径は10,000mm以上であることが望ましい。これにより、視認性が向上し、画面が平坦であると認識することが出来る。ここで、パネル1の有効部1aの外面の曲率半径とは、矩形状の有効部1aの対角軸及びZ軸を含む断面において、有効部1aの外面上の2つの対角軸端と有効部1aの中心とにより定義される円弧の半径を意味する。有効部1aとは、蛍光体スクリーン3が形成されたパネル1の内面上の領域及びこれに対応するパネル1の外面上の領域を意味する。
パネル1の有効部1aの外面の曲率半径を大きくすることに伴い、外囲器9の大気圧に対する強度および視認性の観点から、有効部1aの内面の曲率半径も大きくする必要がある。さらに、適正な電子ビームランディングを得るために、有効部1aの内面の曲率半径を大きくするに伴い、シャドウマスク4の有孔部41の曲率半径も大きくすることが必要となる。
一般に、シャドウマスク4の有孔部41の曲率半径を大きくすると、有孔部41の曲面の形成が困難となる。そこで、本発明では、シャドウマスク4が鉄を95%以上含む材料からなることが望ましい。これにより、低コストで曲面の成型性を大幅に改善することが出来る。
しかし、このような材料は熱膨張係数が大きいために、ラスターパターンを表示したとき、シャドウマスク4に全体的なドーミングが生じ、表示直後のビームシフトが大きくなる。この対策として、シャドウマスク4のバリ率を大きくし、有孔部41の曲率半径を小さくするという対策が通常とられる。しかし、この場合、画面周辺でq値が大きくなるため、外部磁界の影響によるビームシフトが大きくなるという問題が生じる。このように、シャドウマスク4のバリ率を大きくし過ぎると磁気シールド特性が悪化し、バリ率を小さくし過ぎるとドーミング特性が悪化してしまうという問題がある。
そこで、本発明者らはシャドウマスク4のスカート部43の形状に着目し、ドーミングによるビームシフト量(以下、「ΔX_d」と呼ぶ)と外部磁界によるビームシフト量(以下、「ΔX_m」と呼ぶ)に対してスカート部43のZ軸方向の長さの分布が与える影響を詳細に調査した。
図2に示すように、短辺スカート部43bのY軸方向の長さを2Dsとし、短辺スカート部43bにおいてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での短辺スカート部43bのZ軸方向の長さをそれぞれLsc,Lsmとする。そして、Lsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWsとし、αs=Ws/Dsとする。
また、長辺スカート部43aのX軸方向の長さを2Dlとし、長辺スカート部43aにおいてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での長辺スカート部43aのZ軸方向の長さをそれぞれLlc,Llmとする。そして、Llm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWlとし、αl=Wl/Dlとする。
スカート部43とマスクフレーム11との溶接固定部13は、短辺スカート部43b上のY軸座標値が0の地点又はその近傍、長辺スカート部43a上のX軸座標値が0の地点又はその近傍、及びスカート部43の4つのコーナー部に設けられている。
ドーミング特性に対するスカート部43の形状が与える影響を説明する。画面にラスターパターンを表示した場合、表示直後の短時間のうちはシャドウマスク4の有孔部41の温度がスカート部43やフレーム11の温度に対して相対的に高いため、有孔部41にドーミングが生じる。この対策として、スカート部43の形状を次のようにすることでΔX_dを低減させることが出来る。即ち、スカート部43のZ軸方向の長さを、短辺スカート部43bではY=0の地点での長さに比べてこれ以外の地点で短くし、長辺スカート部43aではX=0の地点での長さに比べてこれ以外の地点で短くする。スカート部43の長さをこのようにすることにより、シャドウマスク4とフレーム11との溶接固定部13がある部分でスカート部43の長さを長く保ったままスカート部43の熱容量を小さくして温度上昇を容易にし、且つ、シャドウマスク4の機械的強度を低下させることが出来る。これにより、シャドウマスク4とフレーム11との溶接固定部13を支点にしてスカート部43の主面部40側端がZ軸から離れる方向にスカート部43が傾いて、主面部40のZ軸と直交する方向の寸法が増大するように主面部40が熱膨張しやすくなる。主面部40がこのように熱膨張することによりドーミング量が小さくなるため、ΔX_dを低減させることが出来る。よってΔX_dを低減させるには、αs及びαlを大きくすることが望ましい。
次に、磁気シールド特性に対するスカート部43の形状が与える影響を説明する。外部磁界の磁力線がZ軸に平行である場合、磁力線は磁気抵抗の低い磁気遮蔽体10に吸い込まれるようにその方向を変えるため、磁力線と電子ビーム軌道とがなす角度が小さくなり、電子ビームが外部磁界より受ける力がキャンセルされ、ビームシフトが抑制される。従って、スカート部43の形状を次のようにすることでΔX_mを低減させることが出来る。スカート部43のZ軸方向の長さが長いと、スカート部43とフレーム11との対面面積が増え、両者の接触状態が向上する。従って、シャドウマスク4とフレーム11との間の磁気抵抗が減少するので、磁力線は磁気遮蔽体10側により強く誘導される。その結果、磁力線と電子ビーム軌道とがなす角度がより小さくなるため、ΔX_mを低減させることが出来る。よってΔX_mを低減させるには、αs及びαlを小さくすることが望ましい。
このようにドーミング特性と磁気シールド特性に対するスカート部43の形状の影響は、相反する性質を持っている。
そこで、スカート部43の長辺スカート部43a及び短辺スカート部43bのそれぞれのΔX_d及びΔX_mに対する寄与度の違いについて検討した。
本発明者らはαs及びαlが異なる7種類のシャドウマスクを作成して、それぞれのドーミング特性及び磁気シールド特性を確認した。これらのシャドウマスクでは、スカート部の長さが短い部分をほぼ等間隔に複数配置し、スカート部の長さが短い部分の幅を異ならせることにより、αs及びαlを異ならせた。
結果を表1、図3、図4、図5に示す。
ΔX_dの値の測定方法は以下の通りである。有効部1aの対角軸方向寸法が68cmのカラー受像管にラスターパターンを表示させ、表示開始後3分経過時のビームランディング位置の有効部1aの中央側への移動量を測定した。測定位置は、有効部1aの中心から、有効部1aの中心と有効部1aのX軸上の端までの距離の2/3だけ離れたX軸上の地点とした。各測定値を、TestAのシャドウマスクを用いたカラー受像管についての測定値を100とした相対値に換算した。
ΔX_mの値の測定方法は以下の通りである。有効部1aの対角軸方向寸法が68cmのカラー受像管を、パネル1を北側、電子銃7を南側とし、管軸が水平方向と平行となるように配置して、有効部1aの対角軸端においてビームランディング位置の反時計回転方向の移動量を測定した。各測定値を、TestAのシャドウマスクを用いたカラー受像管についての測定値を100とした相対値に換算した。
図3はTestAからTestGまでの結果をプロットしたグラフであり、横軸はシャドウマスクの種類、縦軸はビームシフト量(ΔX_d及びΔX_m)である。図4はTestAからTestDまでの結果をプロットしたグラフであり、横軸はαs、縦軸はビームシフト量(ΔX_d及びΔX_m)である。図5はTestDからTestGまでの結果をプロットしたグラフであり、横軸はαl、縦軸はビームシフト量(ΔX_d及びΔX_m)である。
ΔX_dを低減するためには、TestB,Cの結果(図4参照)よりαsを大きくすることが効果的であり、TestD,E,F,Gの結果(図5参照)よりαlを大きくしても効果は小さいことが分かる。これは次の理由による。αs及びαlを大きくすると、スカート部43の主面部40側端がZ軸から離れる方向にスカート部43が傾いて、主面部40のZ軸と直交する方向の寸法が増大するように主面部40が熱膨張しやすくなるので、ドーミング量が小さくなる。ドーミングが発生するとビームランディング位置は画面中央側にシフトするが、ドーミング量が小さくなることによりビームランディング位置の画面中央側へのシフト量が小さくなる。更に、αsを大きくすると、主面部40のX軸方向の寸法が増大するように主面部40が熱膨張するので、ビームランディング位置はX軸方向において画面周辺側にシフトし、ドーミングによるビームランディング位置の画面中央側へのシフトがキャンセルされる。従って、X軸上のビームシフト量であるΔX_dは、αlではなく、αsを大きくすることで小さくするすることができる。よって、蛍光体スクリーン3がY軸方向と平行な多数のストライプ状の蛍光体からなるストライプ管では、ΔX_dが小さくなることにより、色純度の劣化が抑制される。
ΔX_mを低減するためには、TestE,Fの結果(図5参照)よりαlを小さくすることが効果的であり、TestA,B,C,Dの結果(図4参照)よりαsを小さくしても効果は小さいことが分かる。これは次の理由による。αsおよびαlを小さくすると、シャドウマスク4とフレーム11との対面面積が増え、両者の接触状態が良好になる。従って、シャドウマスク4とフレーム11との間の磁気抵抗が減り、外部磁界の遮蔽効果が大きくなる。ここで、カラー受像管の管軸が外部磁界の方向と平行である場合を考えると、磁気遮蔽体10付近を通過する外部磁界は、磁気抵抗の小さい方向に強く誘導される。αlを小さくすると、シャドウマスク4とフレーム11との間の長辺側での磁気抵抗が小さくなるので、外部磁界は垂直方向に強く誘導される。従って、有効部1aの対角軸端においてビームランディング位置を時計方向に回転させる作用が生まれ、ΔX_mが小さくなる。よって、蛍光体スクリーン3がY軸方向と平行な多数のストライプ状の蛍光体からなるストライプ管では、ΔX_mが小さくなることにより、色純度の劣化が抑制される。
このようにΔX_dの低減にはαsを大きくすることが効果的であり、ΔX_mの低減にはαlを小さくすることが効果的である。
そこで本発明の一実施形態では、αs≧0.5かつαl≦0.5である。これにより、ドーミング特性と磁気シールド特性を両立させることが出来、ドーミング及び外部磁界による色純度の劣化が生じにくいカラー受像管を提供することができる。
また、本発明者らはスカート部43の長辺スカート部43a及び短辺スカート部43bのそれぞれにおいて、スカート部43のZ軸方向の長さが短い部分の位置が異なる5種類のシャドウマスクを作成した。そして、短辺スカート部43bにおけるスカート部43の長さが短い部分の位置とドーミング特性との関係、長辺スカート部43aにおけるスカート部43の長さが短い部分の位置と磁気シールド特性との関係を調査した。
短辺スカート部43bにおいてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での短辺スカート部43bのZ軸方向の長さをそれぞれLsc,Lsmとした。iを1から4の整数をとる変数として、TestSiでは(i−1)/4×Ds≦Y≦i/4×Dsの範囲においてLsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWs’とし、αs’=Ws’/(Ds/4)としたとき、αs’を0.50で一定にした。iを1から4まで変えてスカート部43の長さが短い部分(短部)の位置を変えた。
結果を表2及び図6に示す。
ΔX_dの値の測定方法は以下の通りである。有効部1aの対角軸方向寸法が68cmのカラー受像管にラスターパターンを表示させ、表示開始後3分経過時のビームランディング位置の有効部1aの中央側への移動量を測定した。測定位置は、有効部1aの中心から、有効部1aの中心と有効部1aのX軸上の端までの距離の2/3だけ離れたX軸上の地点とした。各測定値を、TestAのシャドウマスクを用いたカラー受像管についての測定値を100とした相対値に換算した。
図6はTestS1からTestS4及びTestAの結果をプロットしたグラフであり、横軸はシャドウマスクの種類、縦軸はビームシフト量(ΔX_d)である。
この結果より、αsが同じ値であっても短部の位置がドーミング特性に与える影響は大きく異なり、0≦Y≦Ds/4の範囲内に短部を配置すると効果的であることが分かる。
これは次の理由による。0≦Y≦Ds/4の範囲は溶接固定部13に近いので、溶接固定部13付近の短辺スカート部43bの剛性が弱くなる。従って、熱膨張する際に溶接固定部13付近で短辺スカート部43bの主面部40側端がZ軸から離れる方向に短辺スカート部43bが大きく傾き、主面部40のX軸方向の寸法が増大するように主面部40が熱膨張するからである。
そこで本発明の別の実施形態では、短辺スカート部43bにおいてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での短辺スカート部43bのZ軸方向の長さをそれぞれLsc,Lsmとし、0≦Y≦Ds/4の範囲においてLsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWs’とし、αs’=Ws’/(Ds/4)としたとき、αs’≧0.5かつαl≦0.5である。これにより、ドーミング特性と磁気シールド特性とを効果的に両立させることが出来、ドーミング及び外部磁界による色純度の劣化が生じにくいカラー受像管を提供することができる。
また、長辺スカート部43aにおいてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での長辺スカート部43aのZ軸方向の長さをそれぞれLlc,Llmとした。iを1から4の整数をとる変数として、TestLiでは(i−1)/4×Dl≦X≦i/4×Dlの範囲においてLlm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWl’とし、αl’=Wl’/(Dl/4)としたとき、αl’を0.50で一定にした。iを1から4まで変えてスカート部43の長さが短い部分(短部)の位置を変えた。
結果を表3及び図7に示す。
ΔX_mの値の測定方法は以下の通りである。有効部1aの対角軸方向寸法が68cmのカラー受像管を、パネル1を北側、電子銃7を南側とし、管軸が水平方向と平行となるように配置して、有効部1aの対角軸端においてビームランディング位置の反時計回転方向の移動量を測定した。各測定値を、TestAのシャドウマスクを用いたカラー受像管についての測定値を100とした相対値に換算した。
図7はTestL1からTestL4及びTestAの結果をプロットしたグラフであり、横軸はシャドウマスクの種類、縦軸はビームシフト量(ΔX_m)である。
この結果より、αlが同じ値であっても短部の位置が磁気シールド特性に与える影響は大きく異なり、Dl/2≦X≦Dlの範囲内に短部を配置するとΔX_mが大きく劣化してしまうことが分かる。
これは次の理由による。q値は一般的に有効部1aの対角軸端付近で最も大きいため、長辺スカート部43aの長さをこの付近で短くしてしまうと磁気抵抗の増大の影響が大きいからである。
そこで本発明の別の実施形態では、長辺スカート部43aにおいてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での長辺スカート部43aのZ軸方向の長さをそれぞれLlc,Llmとし、Dl/2≦X≦Dlの範囲においてLlm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWl’とし、αl’=Wl’/(Dl/2)としたとき、αs’≧0.5かつαl’≦0.5である。これにより、ドーミング特性と磁気シールド特性とを効果的に両立させることが出来、ドーミング及び外部磁界による色純度の劣化が生じにくいカラー受像管を提供することができる。
本発明において、蛍光体スクリーン3の対角軸方向の寸法をA[mm]としたとき、0.03×A≦Lsc≦0.05×Aかつ0.03×A≦Llc≦0.05×Aであることが望ましい。これにより、ドーミング特性および磁気シールド特性を良好に保つことが出来る。
また、0.85×Lsc<Llc<1.17×Lscであることが望ましい。これにより、ドーミング特性および磁気シールド特性を良好に保つことが出来る。
また、有孔部41の対角軸端での電子ビーム通過孔のX軸方向におけるピッチと、有孔部41の中央での電子ビーム通過孔のX軸方向におけるピッチとの差をΔP[μm]としたとき、0.4≦ΔP/A≦0.7であることが望ましい。これにより、ドーミング特性および磁気シールド特性を良好に保つことが出来る。
本発明の実施例を有効部1aの対角軸方向寸法が68cm、アスペクト比4:3、パネル1の有効部1aの外面の曲率半径が20,000mmであるカラー受像管の場合(以下、「実施例1」という)で説明する。パネル1の外面は上記のように十分に平坦化されており、シャドウマスク4は、熱膨張係数が0〜100℃で12×10-6の高純度の鉄からなるアルミキルド脱炭鋼からなる。従って、安価でありながら、十分な成形性を確保している。
シャドウマスク4の各部の寸法は表4の実施例1の通りとした。短辺スカート部43bにおいてLsm≦0.85×Lscを満たす複数の領域のDsmおよびLsmは表5の通りとした。長辺スカート部43aにおいてLlm≦0.85×Llcを満たす複数の領域のDlmおよびLlmは表6の通りとした。
スカート部43とマスクフレーム11との溶接固定部13は、短辺スカート部43b上のY軸座標値が0の地点、長辺スカート部43a上のX軸座標値が0の地点、及びスカート部43の4つのコーナー部に設けた。
比較のために、実施例1とシャドウマスクのスカート部の形状においてのみ相違する従来例1および従来例2に係るカラー受像管を作成した。従来例1及び従来例2のシャドウマスク4の各部の寸法は表4の従来例1および従来例2の通りとした。短辺スカート部43bにおいてLsm≦0.85×Lscを満たす複数の領域のDsmおよびLsmは、従来例1は表7に示す通りであり、従来例2は表9に示す通りとした。長辺スカート部43aにおいてLlm≦0.85×Llcを満たす複数の領域のDlmおよびLlmは、従来例1は表8に示す通りであり、従来例2は表10に示す通りとした。
図8(A)に実施例1に係るシャドウマスク4の長辺スカート部43a側から見た側面図を、図8(B)にその短辺スカート部43b側から見た側面図を示す。図9(A)に従来例1に係るシャドウマスク4の長辺スカート部43a側から見た側面図を、図9(B)にその短辺スカート部43b側から見た側面図を示す。図10(A)に従来例2に係るシャドウマスク4の長辺スカート部43a側から見た側面図を、図10(B)にその短辺スカート部43b側から見た側面図を示す。
実施例1及び従来例1,2のドーミング特性および磁気シールド特性を測定した結果を表11及び図11〜図13に示す。
ΔX_dの値の測定方法は以下の通りである。カラー受像管にラスターパターンを表示させ、表示開始後3分経過時のビームランディング位置の有効部1aの中央側への移動量を測定した。測定位置は、有効部1aの中心から、有効部1aの中心と有効部1aのX軸上の端までの距離の2/3だけ離れたX軸上の地点とした。各測定値を、従来例1のカラー受像管についての測定値を100とした相対値に換算した。
ΔX_mの値の測定方法は以下の通りである。カラー受像管を、パネル1を北側、電子銃7を南側とし、管軸が水平方向と平行となるように配置して、有効部1aの対角軸端においてビームランディング位置の反時計回転方向の移動量を測定した。各測定値を、従来例1のカラー受像管についての測定値を100とした相対値に換算した。
図11はΔX_dの結果をプロットした結果を示し、図12はΔX_mの結果をプロットした結果を示し、図13はΔX_dとΔX_mとの平均値をプロットした結果を示す。
実施例1は、αs≧0.5かつαl≦0.5を満たしているので、ドーミング特性および磁気シールド特性を良好に保つことが出来、ΔX_dとΔX_mとの平均値は最も小さい。
また、実施例1は、αs’≧0.5およびαl’≦0.5も満たしているので、ドーミング特性および磁気シールド特性を効果的に良好に保つことが出来る。
本発明の利用分野は特に制限はなく、ビームシフト量が小さく、画像品位の良いカラー受像管として広く利用することができる。
1:パネル
1a:パネル有効部
1b:パネルスカート部
2:ファンネル
3:蛍光体スクリーン
4:シャドウマスク
40:主面部
41:有孔部
41a:有孔部の外周縁の長辺
41b:有孔部の外周縁の短辺
42:無孔部
43:スカート部
43a:長辺スカート部
43b:短辺スカート部
5:ネック
6B,6G,6R:電子ビーム
7:電子銃
8:偏向ヨーク
9:外囲器
10:磁気遮蔽体
11:フレーム
12:シャドウマスク構体
13:溶接固定部
1a:パネル有効部
1b:パネルスカート部
2:ファンネル
3:蛍光体スクリーン
4:シャドウマスク
40:主面部
41:有孔部
41a:有孔部の外周縁の長辺
41b:有孔部の外周縁の短辺
42:無孔部
43:スカート部
43a:長辺スカート部
43b:短辺スカート部
5:ネック
6B,6G,6R:電子ビーム
7:電子銃
8:偏向ヨーク
9:外囲器
10:磁気遮蔽体
11:フレーム
12:シャドウマスク構体
13:溶接固定部
Claims (7)
- 内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、前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、前記蛍光体スクリーンに対向して前記パネルの内側に配置されたシャドウマスクとを有するカラー受像管であって、
前記シャドウマスクは鉄を95%以上含む材料からなり、
前記シャドウマスクは、複数の電子ビーム通過孔が形成された略矩形状の有孔部と、前記有孔部の周辺に位置し、前記電子ビーム通過孔が形成されていない無孔部と、前記無孔部の周辺に位置し、前記無孔部に対して折り曲げられたスカート部とを有し、
管軸をZ軸、前記Z軸と直交し前記有孔部の長辺方向と平行な軸をX軸、前記Z軸と直交し前記有孔部の短辺方向と平行な軸をY軸とし、Z軸と交差するX軸上の点をX軸の原点、Z軸と交差するY軸上の点をY軸の原点とし、
前記スカート部のうち、X軸に平行な部分を長辺スカート部、Y軸に平行な部分を短辺スカート部とし、
前記短辺スカート部のY軸方向の長さを2Dsとし、前記短辺スカート部においてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での前記短辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLsc,Lsmとし、Lsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWsとし、αs=Ws/Dsとし、
前記長辺スカート部のX軸方向の長さを2Dlとし、前記長辺スカート部においてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での前記長辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLlc,Llmとし、Llm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWlとし、αl=Wl/Dlとしたとき、
αs≧0.5 かつ αl≦0.5
であることを特徴とするカラー受像管。 - 内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、前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、前記蛍光体スクリーンに対向して前記パネルの内側に配置されたシャドウマスクとを有するカラー受像管であって、
前記シャドウマスクは鉄を95%以上含む材料からなり、
前記シャドウマスクは、複数の電子ビーム通過孔が形成された略矩形状の有孔部と、前記有孔部の周辺に位置し、前記電子ビーム通過孔が形成されていない無孔部と、前記無孔部の周辺に位置し、前記無孔部に対して折り曲げられたスカート部とを有し、
管軸をZ軸、前記Z軸と直交し前記有孔部の長辺方向と平行な軸をX軸、前記Z軸と直交し前記有孔部の短辺方向と平行な軸をY軸とし、Z軸と交差するX軸上の点をX軸の原点、Z軸と交差するY軸上の点をY軸の原点とし、
前記スカート部のうち、X軸に平行な部分を長辺スカート部、Y軸に平行な部分を短辺スカート部とし、
前記短辺スカート部のY軸方向の長さを2Dsとし、前記短辺スカート部においてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での前記短辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLsc,Lsmとし、0≦Y≦Ds/4の範囲においてLsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWs’とし、αs’=Ws’/(Ds/4)とし、
前記長辺スカート部のX軸方向の長さを2Dlとし、前記長辺スカート部においてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での前記長辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLlc,Llmとし、Llm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWlとし、αl=Wl/Dlとしたとき、
αs’≧0.5 かつ αl≦0.5
であることを特徴とするカラー受像管。 - 内面に蛍光体スクリーンが設けられたパネルと、前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、前記蛍光体スクリーンに対向して前記パネルの内側に配置されたシャドウマスクとを有するカラー受像管であって、
前記シャドウマスクは鉄を95%以上含む材料からなり、
前記シャドウマスクは、複数の電子ビーム通過孔が形成された略矩形状の有孔部と、前記有孔部の周辺に位置し、前記電子ビーム通過孔が形成されていない無孔部と、前記無孔部の周辺に位置し、前記無孔部に対して折り曲げられたスカート部とを有し、
管軸をZ軸、前記Z軸と直交し前記有孔部の長辺方向と平行な軸をX軸、前記Z軸と直交し前記有孔部の短辺方向と平行な軸をY軸とし、Z軸と交差するX軸上の点をX軸の原点、Z軸と交差するY軸上の点をY軸の原点とし、
前記スカート部のうち、X軸に平行な部分を長辺スカート部、Y軸に平行な部分を短辺スカート部とし、
前記短辺スカート部のY軸方向の長さを2Dsとし、前記短辺スカート部においてY軸座標値が0及びDsmである任意の点での前記短辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLsc,Lsmとし、0≦Y≦Ds/4の範囲においてLsm≦0.85×Lscである領域のY軸方向の幅の総和をWs’とし、αs’=Ws’/(Ds/4)とし、
前記長辺スカート部のX軸方向の長さを2Dlとし、前記長辺スカート部においてX軸座標値が0及びDlmである任意の点での前記長辺スカート部のZ軸方向の長さをそれぞれLlc,Llmとし、Dl/2≦X≦Dlの範囲においてLlm≦0.85×Llcである領域のX軸方向の幅の総和をWl’とし、αl’=Wl’/(Dl/2)としたとき、
αs’≧0.5 かつ αl’≦0.5
であることを特徴とするカラー受像管。 - 前記蛍光体スクリーンの対角軸方向の寸法をA[mm]としたとき、
0.03×A≦Lsc≦0.05×A かつ 0.03×A≦Llc≦0.05×A
である請求項1〜3のいずれかに記載のカラー受像管。 - 0.85×Lsc<Llc<1.17×Lsc
である請求項1〜3のいずれかに記載のカラー受像管。 - 前記有孔部の対角軸端での前記電子ビーム通過孔のX軸方向におけるピッチと、前記有孔部の中央での前記電子ビーム通過孔のX軸方向におけるピッチとの差をΔP[μm]とし、前記蛍光体スクリーンの対角軸方向の寸法をA[mm]としたとき、
0.4≦ΔP/A≦0.7
である請求項1〜3のいずれかに記載のカラー受像管。 - 前記パネルの外面の有効部の曲率半径が10,000mm以上である請求項1〜3のいずれかに記載のカラー受像管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006117849A JP2007294133A (ja) | 2006-04-21 | 2006-04-21 | カラー受像管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006117849A JP2007294133A (ja) | 2006-04-21 | 2006-04-21 | カラー受像管 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007294133A true JP2007294133A (ja) | 2007-11-08 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2006117849A Withdrawn JP2007294133A (ja) | 2006-04-21 | 2006-04-21 | カラー受像管 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007294133A (ja) |
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2006
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