JP2550044B2 - 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の塗り分けられた矩形
状枠を有する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つ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の特定の相対的位置
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。より具体的にはシャドウマ
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（ドーミング現象）。
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、熱膨張によりお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
及びこのパ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シャドウマスクを支持
する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６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７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図に、テレビジョン受像機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６図のように大きな窓状パターンではシャドウマスク
の単位面積当りの電流が第７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７図に示すような位置
にあるパターンの場合に最も大きなミスランディングを
生じる。

第８図は、第７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）に対応する蛍光体（130）に正しくランディングし
ている。この状態から第７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９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10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11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断面の高さすなわち、長軸と
長軸より最も離れた有効径端部との管軸に沿った距離を
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。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、意外と外光や室内照明などの反射
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７図のようなパターン（５）を受像した場合
は、その熱変形が異常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とＹ軸（短軸）−Ｚ軸（管軸）平
行平面との交線におけるＸ軸（長軸）上付近とＹ軸方向
両端部付近のＺ軸方向の距離が、前記有効曲面のＸ軸方
向中間部が最大で、かつＹ軸上とＸ軸方向両端部が同等
若しくはＹ軸上が小さいことを特徴とするカラー受像管
である。

前記有効曲面のＸ軸の中心から端部までの距離をＬと
した場合、前記中間部の領域を、0.5L〜0.9Lの範囲とす
るのが好ましい。

（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果的に制
御することが可能となる。

（実施例） 第１図乃至第５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。これら蛍光体ストライプは、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Ｘ軸がシャドウマスク中
心Ｏを垂直に通る位置に支持される。第４図及び第５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Ｏを基点として
設定する。

第１図は、本発明の実施例をさらに詳細に説明するも
ので、曲線（50）は、第５図のＹ−Ｚ軸平行平面と矩形
状パネルの有効曲面との交線（Y₁）の、Ｘ−Ｚ軸平面上
の頂点（Ｍ）と長手側の有効部両端における点（Ｎ）ま
たは（Ｎ′）との管軸（Ｚ軸）方向の距離、換言すれば
パネルの短軸Ｙ軸に平行な方向の曲面（線）の周辺部を
基準とする中央部の凹み量と、Ｘ軸との関係を示すもの
である。曲線（50）は、パネルのＹ軸に平行な平面とパ
ネルの有効曲面との交線の凹み量が、Ｙ軸上（Ｘ＝Ｏ）
からＸ軸の端部（Ｐ）に近づくに従って最初は徐々に大
きくなって、中間点（Ｍ）で最大となり、それから徐々
に小さくなっている。有効端部（Ｐ）では、Ｙ軸上に比
べるとやや大きくなっている。すなわち、パネルの中央
部は従来よりさらに平坦となるため、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。

このようなパネルに対し、シャドウマスクも同様の形
状とする場合は第２図に示すような構造となる。すなわ
ち、第２図において曲線（150）は第５図のＹ−Ｚ軸平
行平面とシャドウマスクの有効曲面との交線（Y₂）の、
Ｘ−Ｚ軸平面上の頂点と長辺側有効端部における点
（N₁）または（N₁′）とのＺ軸方向距離、換言すればシ
ャドウマスクの短軸Ｙ軸に平行な断面の高さと、Ｘ軸と
の関係を示すものである。曲線（150）は、シャドウマ
スクのＹ軸に平行な断面の高さが、Ｙ軸上（Ｘ＝Ｏ）か
らＸ軸の有効端部Ｐに近づくに従って、最初は徐々に大
きくなって中間点（M₁）で最大となり、それから徐々に
小さくなっている。Ｘ軸の有効端部（Ｐ）ではＹ軸上に
に比べるとやや大きくなっている。このような構造にし
た場合、Ｘ軸上の中間点（M₁）でシャドウマスクのＹ軸
に平行な断面の高さを最も大きくとることができるた
め、Ｙ軸方向の曲率が大きくなりこの領域におけるシャ
ドウマスクの熱変形によるミスランディングを最も効率
よく補正することができる。なお、Ｙ軸上とＸ軸の有効
端付近を同等としてもマスク熱変形によるミスランディ
ングを軽減させることができる。そして、シャドウマス
ク中心と有効端（Ｐ）との距離をＬとした場合、マスク
中央から0.5L〜0.9Lの領域、特に0.6L〜0.8Lの領域にお
いてシャドウマスクの熱変形によるミスランディングが
最も大きくなるため、中間点（M₁）は、この領域に配置
することが好ましい、また、このようにシャドウマスク
の熱変形によるミスランディングが大きい領域はマスク
中央と有効端（Ｐ）との半分の距離か、やや有効端寄り
にあるため、Ｙ軸上のＺ軸方向距離よりも有効端（Ｐ）
におけるＺ軸方向距離を大きくとるか、あるいは略同等
にすることがミスランディングを補正するために有効で
ある。以上のようにすればフェースプレートを平坦にし
た場合においても、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２図の場合は、28型110°偏向管の例
で、曲線（150）が本発明によるシャドウマスク形状、
曲線（151）が、従来の形状によるシャドウマスク形状
を示すが、曲線（150）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。

また、パネル内面とシャドウマスク間々隔ｑ値を最適
にするためには、もちろんパネル内面もシャドウマスク
と同じように、短軸に平行な平面で切断した場合の断面
のＺ軸方向距離をパネル内面の中間部で最大とし、パネ
ル内面中央はＸ軸方向の有効端よりも小さいか略同等に
した方が良い。この場合、ラスター歪にやや変化が生じ
るが、たとえば、上記28型の例では小さい。また、通常
歪はピンクッション型の歪が問題となるが、上記のよう
にした場合、歪はバレル方向に変化するためかえって従
来問題となっていたピンクッション歪を改良する方向で
あり、特に問題とはならない。

また、パネル外面もパネルのガラスの肉厚を適正化す
るためには、同様な形状にすることが好しい。この場
合、パネル外面の中央付近は、従来より平坦化されるた
め、ディスプレイ装置としてはより平坦な画像を再生す
ることが可能となる。

〔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図は本発明によるパネルの短軸に平行な平面とパネ
ル有効曲面との交差の凹み量をＸ軸に沿って示す曲線
図、第２図は同じくシャドウマスクの短軸に平行な断面
の高さをＸ軸に沿って示す曲線図、第３図は本発明の一
実施例の縦断面図、第４図は第２図のパネル側から見た
シャドウマスクの平面図、第５図は第４図のシャドウマ
スク形状とパネル形状を説明するもので有効曲面領域の
1/2平面を示す斜視図、第６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７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８図は第７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10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11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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−165341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−88427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−123641（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−111456（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(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
   面をも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、前記有効曲面とＹ軸（短軸）−Ｚ軸（管軸）
   平行平面との交線におけるＸ軸（長軸）上付近とＹ軸方
   向両端部付近のＺ軸方向の距離が、前記有効曲面のＸ軸
   方向中間部が最大で、かつＹ軸上とＸ軸方向両端部が同
   等若しくはＹ軸上が小さいことを特徴とするカラー受像
   管。
2. 【請求項２】有効曲面がパネル内面である特許請求の範
   囲第１項記載のカラー受像管。
3. 【請求項３】有効曲面がシャドウマスク有効面である特
   許請求の範囲第１項記載のカラー受像管。
4. 【請求項４】前記有効曲面のＸ軸の中心から端部までの
   距離をＬとした場合、前記中間部の領域が、0.5〜0.9L
   の範囲にある特許請求の範囲第１項記載のカラー受像
   管。