JP2507466B2 - カラ−受像管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はシャドウマスク型カラー受像管に係り、特に
パネルおよびシャドウマスクの曲面形状に関するもので
ある。

（従来の技術） シャドウマスク型カラー受像管に用いられているシャ
ドウマスクは色選別機能を有する重要な部材の一つであ
る。即ち、多色に発光する蛍光体が塗り分けられ、矩形
状をなす曲面状のパネル内面に対して一定の間隔を置い
て、規則的に配列された多数の開口の穿設された矩形状
枠を有する有効曲面部からなるシャドウマスクが配置さ
れている。そして管のネック部に配設された電子銃から
の複数の電子ビームは、集束，加速され且つ偏向作用を
受けて矩形状の領域を走査し、シャドウマスクの透孔を
通過することによって夫々対応する蛍光体を射突発光せ
しめてカラー映像を現出する。従って、シャドウマスク
の透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、受像管の動作中、常にこの相対関係を
一定に保たねばならない。すなわち、シャドウマスクと
蛍光面との間隔（ｑ値）が常に一定の許容範囲内になけ
ればならない。しかしながら、シャドウマスク型カラー
受像管はその動作原理から、シャドウマスクの透孔を通
過する電子ビーム量は1/3以下であり、残りの電子ビー
ムはシャドウマスクの非透孔部に射突する。射突した電
子ビームは熱エネルギーに変換されシャドウマスクを加
熱，膨張させることになる。これをドーミング現象とい
う。この結果、一般に鉄を主成分とする素材からなるシ
ャドウマスクは、熱膨張によりシャドウマスクの位置が
変化し、ｑ値が許容範囲外にまで変化するとビームラン
ディング位置のずれにより色純度の劣化を生じることに
なる。このようなシャドウマスクの熱膨張によって生じ
るミスランディングの大きさは、画面上の画像パターン
及びこのターンの継続する時間によっても大きく異な
る。

このうち、シャドウマスクから熱容量の大なるマスク
フレームまで加熱されて生じるミスランディングは、比
較的長時間を要するが、特公昭44−3547号公報に示され
ているように、マスクフレームに取り付けられたスプリ
ング支持構体にバイメタルを介在させることにより補正
する方法が有効である。しかしながら、比較的短時間に
生じるミスランディング、たとえば局部的な高輝度表示
による局部的ドーミングによるミスランディングについ
ては大きな問題となる。

短時間のうちに起こるミスランディングについて矩形
の窓状のパターンを発生させる信号器を使用し、窓状パ
ターンの形状や位置を変えてミスランディングの大きさ
を測定すると、第５図のようにスクリーン画面（６）の
ほぼ全面にわたって大電流ビームパターン（５）がある
場合は比較的ミスランディングは小さい。しかしなが
ら、第６図に示すように、比較的細長い大電流ビームの
ラスターパターン（５）が画面（６）の輪郭の左右端か
らやや中央よりに偏在した場合に最も大きなミスランデ
ィングを生じる。この実験事実は次の理由から容易に理
解できる。

第１に、テレビジョン受像管は受像管の平均陽極電流
がある一定値を超えないように設計されているので、第
５図のように大きな窓状パターンではシャドウマスクの
単位面積当たりの電流が第６図の場合より小さく、従っ
て温度上昇は小さい。

第２に、パターンが画面の中央にある場合はシャドウ
マスクが熱変形してもミスランディングは生じ難いが、
中央から左右端方向に移動するにつれてシャドウマスク
の熱変形が画面上のミスランディングとして現われる度
合が大きくなる。しかし、画面左右端の近くではシャド
ウマスクはマスクフレームに固定されているので変形そ
のものは小さくなる。従って、第６図に示すような位置
にあるパターンの場合も最も大きなミスランディングを
生じる。

第７図は、第６図に示すようなパターン（５）のある
場合のミスランディングの状態を説明する図である。す
なわち、パネル（124）の内面側壁にスタッドピン（12
5）、スプリング支持構体（135）によりマスクフレーム
（134）を介してシャドウマスク（136）が対向配置され
ている。今、低輝度、すなわち電子密度の小さな状態で
動作している時のシャドウマスク（136）は位置（a₁）
にあり、透孔（137）を通る位置（c₁）の電子ビーム（1
42）は対応する蛍光体（130）に正しくランディングし
ている。この状態から第６図に示すような、局部的に高
輝度なパターンを映出する時は、シャドウマスク（13
6）は局部的に加熱膨張されて位置（a₂）に変位し、透
孔（137）は位置（b₁）から（b₂）へ変位する。その結
果、透孔（137）を通る電子ビーム（142）は位置（c₁）
から（c₂）に変位して所定の蛍光体に正しくランディン
グしなくなる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、最近カラー受像管のフェースプレートパネ
ルを視聴者に平坦であるという幻覚を生じさせることが
出来るといわれる湾曲した形状のものが提案されてい
る。例えば、特開昭59−158056号公報には、第８図に示
すように、フェースプレートの長軸，短軸及び対角軸に
沿う曲率を異ならせてパネル縁（側壁）（10）の高さＡ
を第９図に示すように、パネル（12）の周辺全体におい
て一定にしている。従って、このようなカラー受像管を
テレビ受像機に取り付ける場合には、均一の幅を持った
ベゼル（枠材）をカラー受像管の囲りに使用できる。カ
ラー受像管の上記矩形輪郭線のところでこの管に接する
ようなベゼルもほぼ平面（Ｆ）上にある。このような、
テレビ受像機はカラー受像管スクリーン上の画像の境界
が平面上にあるように見えるため、フェースプレートパ
ネルが長短両軸に沿って湾曲していてもその画像が平坦
であるという幻覚が生じるといわれている。

しかし、このようなフェースプレートパネルのデザイ
ンは、シャドウマスク型カラー受像管として致命的欠陥
を有していることが判明した。

すなわち、第10図の曲線（15）は、このようなフェー
スプレートの短軸に平行な任意の位置の短軸方向断面の
高さすなわち、フェースプレート有効曲面と短軸に平行
なＹ−Ｚ（短軸−管軸）平行平面との交線の長軸上と長
軸より最も離れた有効径端部（長辺部）との管軸方向の
距離（Ｚ方向高さ）を長軸に沿ってグラフ化したもので
ある。比較として従来の球面形状の有効曲面を持った場
合の例を曲線（16）に示す。

このグラフから明らかなように、従来の非球面フェー
スプレートパネルは、短軸上では大きな曲率、すなわ
ち、中央と有効両端部との管軸方向の距離（落差）が約
22mmと大きいが、長軸端におけるこの落差は、約4mmと
非常に平坦になっている。このため、短軸上の長軸（Ｘ
軸）方向曲率半径を夫々みると、短軸有効径端付近にお
いても、4000mm以上と非常に大きくなっている。つま
り、中央付近では曲率半径が小さくて見た目より実際は
丸味を帯び、周辺部が平坦となっているため、意外と外
光や室内証明などの反射が目立ち、また、斜めの位置か
ら見難いなどの問題があった。さらに、フェースプレー
トパネルがこのような球面をしている場合、一般にはシ
ャドウマスクの形状も同様の曲面形状にならざるを得な
い。従って、シャドウマスクの形状が長軸端にそって徐
々に平坦となる。つまり比較的熱変形による色ずれの出
易い周辺付近が平坦となっているためドーミングが起き
やすい構造である。そのため、第６図のようなパターン
（５）を受像した場合は、その熱変形が異状に大きくな
りカラー受像管としての色純度を著しく劣化させる。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明はシャドウマスクまたはパネルの少なくとも一
方の矩形状の有効曲面において、有効曲面の中心軸をＺ
軸，長軸をＸ軸，短軸をＹ軸とするとき、有効曲面のＸ
軸方向曲率半径が中心部より短軸有効径端付近の方が小
さく、かつ長軸上有効径端付近より対角軸端付近を大き
くしようというものである。

（作 用） このようなカラー受像管はフェースプレートパネルが
平坦にも拘らず、シャドウマスクの熱変形を効率的に抑
制することが可能となる。

（実施例） 第１図乃至第４図は、本発明の一実施例を説明するも
のである。第３図においてカラー受像管（20）はガラス
の外囲器（22）を有しており、この外囲器（22）はほぼ
矩形状のパネル（24）、ファンネル（26）及びネック部
（28）からなっている。パネル（24）の内面は、球面に
湾曲した凹面となっており、この内面に３色の蛍光体ス
トライプの規則的に配列された蛍光スクリーン（30）が
設けられている。これら蛍光体スクリーンは、赤，緑，
青発光の各蛍光体を交互に順次配列してなる。通常、ス
トライプの方向は第４図に示す垂直方向すなわち短軸Ｙ
軸方向である。このスクリーン（30）に近接してシャド
ウマスク構体（32）が取り付けられる。シャドウマスク
構体（32）は、矩形状のマスクフレーム（34）と多数の
透孔を設けた曲面状シャドウマスク（36）とからなり、
パネル（24）のスカート部に埋め込まれたスタッドピン
（25）に弾性支持部材（35）によって弾性的に保持され
る。透孔は、蛍光スクリーンのストライプに対応してＹ
軸方向に沿うスリットで形成されたもので、第４図に示
す破線の矩形領域（33）内に形成され、この領域（33）
が画像映出の有効領域となる。

ネック部（28）にはインライン型電子銃（40）が取り
付けられており、３本の電子ビーム（42）を発射し、シ
ャドウマスク（36）の透孔を通して蛍光スクリーン（3
0）に射突させる。これら電子ビーム（42）はファンネ
ル（26）外壁に取り付けた偏向ヨーク（44）によって偏
向されて、シャドウマスク（36）及び蛍光スクリーン
（30）を走査する。シャドウマスク（36）は、管軸すな
わちスクリーン（30）の中心でスクリーンに垂直な方向
の中心軸をＺ軸とすると、このＺ軸がシャドウマスク中
心０を垂直に通る位置に支持される。第４図に示すよう
に、矩形シャドウマスクに水平方向に長軸Ｘ軸を、垂直
方向に短軸Ｙ軸をマスク中心０を基点として設定する。

第１図，第２図は、本発明の実施例をさらに詳細に説
明するものである。第１図の曲線（50）は、第４図のシ
ャドウマスク（36）のＹ軸上付近の断面、すなわちＹ−
Ｚ平面とシャドウマスクの有効曲面との交線付近のＸ軸
方向の曲率半径を示し、第２図の曲線（60）は、第４図
の短辺側有効径端点のP,Q点を含むＹ−Ｚ平面に平行な
平面と、シャドウマスク（36）の有効曲面との交線上の
Ｘ軸方向の曲率半径を示すものである。曲線（50）で
は、Ｘ軸方向曲率半径がマスク中央（０）からＹ軸の有
効径端部（Ｎ）に近づくに従って単調に減少しており、
端部（Ｎ）では、センターの約60％の曲率半径になって
いる。一方、曲線（60）は、Ｘ軸方向曲率半径がＸ軸の
有効径端部（Ｐ）から対角の有効径端部（Ｑ）に近づく
に従って単調に増加しており、対角の端部（Ｑ）ではＸ
軸の端部（Ｐ）に比べて約4.5倍になっている。

このような構造にした場合、シャドウマスク有効曲面
において、センターからＸ軸方向にかけてのＺ方向の落
ち込み量は、Ｙ軸有効径端から対角有効径端方向にかけ
ての落ち込み量より、Ｙ軸付近から中間部では小さくな
る。従って、Ｘ軸上の中間部Ｌと長辺側端部の中間部Ｍ
点とのＺ軸方向距離を大きくとることが可能となる。一
方シャドウマスクの熱変形によるミスランディングはこ
のＸ軸上中間部Ｌ付近が最も大きく、対策として中間部
Ｌ付近のＹ軸方向曲率半径を小さくすることが効果的で
ある。このＹ軸方向曲率半径を小さくするためには上記
中間部ＬとＭ点のＺ軸方向距離を大きくとる構造にする
ことが有効である。上記実施例では、Ｘ軸方向曲率半径
を調整してシャドウマスク中央（Ｏ）よりＹ軸有効径端
（Ｎ）で小さくし、Ｘ軸有効径端（Ｐ）より対角有効径
端（Ｑ）で大きくすることにより、中間点ＬとＭのＺ軸
方向距離を大きくとり、中間点Ｌ付近のＹ軸方向曲率半
径を小さくしシャドウマスクの熱変形によるミスランデ
ィングを効率よく補正することができる。また、短辺側
有効径端付近では、対角付近のＸ軸方向曲率半径を大き
くすることにより、Ｘ軸端部付近と対角端付近とのＺ方
向距離をあまり大きくしない構造にすることができ、曲
面をフラットに保つことができる。さらに、単調にＸ軸
方向の曲率半径を変化させることにより、単純でつくり
やすい構造とすることができる。

一方、パネルシャドウマスクと同様な形状とすること
ができる。すなわち、パネルのＸ軸方向曲率半径がセン
ターからＹ軸の有効径端部に近づくに従って単調に減少
し、かつＸ軸の有効径端部から対角の有効径端部に近づ
くに従って単調に増加する構造となっている。この場
合、パネルの中央部では、さらに平坦になるため、外光
の映り込み角を軽減させ、高コントラストの目の疲労を
少なくすることができる。また、短辺付近の対角端のＸ
軸方向曲率半径を大きくすることにより、センターと対
角端付近とのＺ方向距離を小さくすることがき、この場
合にもフラットな画面を提供することができる。パネル
形状を変化させる場合、ラスター歪も変化するが上記の
ような構造にした場合、歪はバレル方向に変化する。通
常、歪で問題となるのはピンクッション型の歪であるた
め、かえって歪も改良する方向となる。

シャドウマスクとパネルの形状を両方共、本発明の形
状にした方がｑ値を最適にするために良いことは明らか
である。この場合、フェースプレートを平坦にし、かつ
シャドウマスクの熱変形によるミスランディングを効果
的に抑制することができる。

一例として第1,2図の場合は、28型110゜偏向管の例
で、従来はＸ軸方向曲率半径がセンターからＹ軸有効径
端部へ、及びＸ軸有効径端部から対角の有効径端部へ
は、それぞれほぼ同一であったものが、本発明のように
した場合、約20％シャドウマスクの熱変形によるミスラ
ンディングを改良できた。

尚、センターとＹ軸端付近、及びＸ軸端付近と対角端
付近のＸ軸方向曲率半径をある程度変化させないと、本
発明の効果でない。それぞれセンター,X軸端を基準にす
れば10％以上は変化させた方が良い。

但し、Ｙ軸有効径端付近のＸ軸方向曲率半径が、あま
り大きい場合は、Ｙ軸端付近からＸ軸方向へのＺ方向の
落ち込み量が小さくなり本発明の効果は、あまりでな
い。Ｃ−CRTの対角有効径をSmmとした場合、Ｙ軸有効径
端付近のＸ軸方向曲率半径を2.5Smm以下にした方が良
い。

そして、Ｙ軸有効径端付近と、対角有効径端付近のＸ
軸方向曲率半径を比較すると、少なくとも、同等か対角
有効径端付近を大きくした方が、本発明の効果がさらに
増大することは、前述の説明から明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、平坦なフェー
スプレートをもつカラー受像管においても、シャドウマ
スクやパネルの構造を大幅に変更することなく、曲面形
状を部分的に変更するのみで、シャドウマスクの局部的
な熱変形による色純度の劣化を効果的に抑制することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明によるシャドウマスクのＸ軸方
向曲率半径をそれぞれＹ軸，短辺側有効径端部に沿って
示す曲線図、第３図は本発明の一実施例を示す縦断面
図、第４図は第１図，第２図のパネル側から見たシャド
ウマスクの平面図、第５図はカラー受像管のスクリーン
上の映出パターン例を示す略平面図、第６図はカラー受
像管のスクリーン上の他の映出パターン例を示す略平面
図、第７図は第６図のパターンを映出したときに生じる
シャドウマスクの局部的熱変形を説明するための略図、
第９図は従来の非球面フェースプレートパネルの例を示
し、（ａ）は短軸，（ｂ）は長軸，（ｃ）は対角軸を示
す断面図、第８図は第９図（ａ），（ｂ），（ｃ）の断
面図におけるそれぞれのフェースプレートパネルの外側
表面の形状を総合して示す図、第10図は従来の非球面フ
ェースプレートの短軸に平行な断面の高さをＸ軸に沿っ
て示す曲線図である。 （５）……映出パターン、（６）……スクリーン （10）……パネル縁、（12）……パネル （22）……外囲器、（24），（124）……パネル （26）……ファンネル、（28）……ネック部 （30）……蛍光スクリーン （32）……シャドウマスク構体 （33）……シャドウマスクの有効領域 （34），（134）……マスクフレーム （35），（135）……弾性部材 （36），（136）……シャドウマスク （40）……電子銃、（42）……電子ビーム

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に矩形状の有効曲面を有するパネル
   と、このパネルの内面に形成される蛍光スクリーンと、
   電子ビームを通過させる多数の透孔が形成された有効曲
   面を持つ曲面状シャドウマスクを具備するカラー受像管
   において、前記パネル内面または前記シャドウマスクの
   少なくとも一方の有効曲面の中心を基点にして、長軸を
   Ｘ軸、短軸をＹ軸、中心軸をＺ軸とするとき、前記有効
   曲面の中心部付近におけるＸ軸方向曲率半径より、短軸
   有効径端付近におけるＸ軸方向曲率半径が小さく、かつ
   長軸有効径端付近のＸ軸方向曲率半径より、対角有効径
   端付近のＸ軸方向曲率が大きいことを特徴とするカラー
   受像管。
2. 【請求項２】前記有効曲面の中心から短軸有効径端付近
   へ、かつ長軸有効径端付近から対角有効径端付近へＸ軸
   方向曲率半径が単調に変化することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のカラー受像管。
3. 【請求項３】Ｘ軸方向曲率半径が有効曲面の中心及び、
   長軸有効径端付近をそれぞれ基準にすると、短軸有効径
   端付近及び、対角有効径端付近では、それぞれ10％以上
   変化することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   カラー受像管。
4. 【請求項４】短軸有効径端付近におけるＸ軸方向曲率半
   径が対角有効径をSmmとしたとき2.5Smm以下であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー受像
   管。
5. 【請求項５】対角有効径端付近におけるＸ軸方向曲率半
   径が短軸有効径端付近におけるＸ軸方向曲率半径と少な
   くとも同等か大きいことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のカラー受像管。