JP3704116B2

JP3704116B2 - 陰極線管のガラス構造

Info

Publication number: JP3704116B2
Application number: JP2002309886A
Authority: JP
Inventors: ジェ−セウンベク; リョ−ヒャンキム
Original assignee: エルジー・フィリップス・ディスプレイズ・コーリア・カンパニイ・リミテッド
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: EP1367627A2; TWI263246B; EP1367627A3; CN1228808C; KR100434409B1; CN1463027A; US20030222568A1; JP2003346688A; US7098585B2; KR20030092337A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陰極線管に係るもので、詳しくは、陰極線管の偏向効率を向上させながらもビームシャドーネック（BSN）現象の発生を抑制し、偏向効率を向上させるための対策時にファンネルに誘発される高応力を效果的に低減し得るガラス構造を有する陰極線管のガラス構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ビームシャドーネック（Beam Shadow Neck、以下、BSNと略称す）とは、偏向された電子ビームがヨーク部の内面に衝突してスクリーンに影を発生させる現象をいう。
【０００３】
従来のカラー陰極線管においては、図13に示したように、内側面に赤色（R）、緑色（G）及び青色（B）の蛍光体40が塗布され、前面部には防爆手段が実施されたパネル10と、該パネル10の後方端に融着されたファンネル20と、ファンネル20の後方端に形成されたネック部13に挿入されて電子ビーム60を放射する電子銃130と、電子ビーム60を偏向させる偏向ヨーク50と、パネル10の内側から所定間隔を有して装着されて、電子ビーム60が通過するように複数の通過孔が形成されたシャドーマスク70と、シャドーマスク70がパネル10の内面と所定間隔を維持し得るようにシャドーマスク70を固定支持するマスクフレーム30と、マスクフレーム30とパネル10とを連結支持するスプリング80と、陰極線管が外部地磁気の影響を少なく受けるように遮蔽するインナーシールド90と、パネル10の外周部に設置されて外部衝撃を防止する補強バンド110と、を包含して構成されていた。
【０００４】
このように構成された従来カラー陰極線管の製作工程は、前工程と後工程とに大別され、前工程は前記パネル10の内面に蛍光体40を塗布する過程で、また、後工程は、次の各工程により構成される。
【０００５】
即ち、蛍光体が塗布されて内部にマスクアセンブリが内蔵されたパネル10と、シーリング面にフリット（frit）が塗布されたファンネル20とを高温の炉工程により接合させるシーリング工程を施した後、封止工程によりファンネル20のネック部12の内面に電子銃130を挿入し、排気工程を施して陰極線管の内部を真空状態にした後、封止する。
【０００６】
このように陰極線管が真空状態になると、パネル10及びファンネル20は高い引張力及び圧縮応力を受けるので、排気工程を行った後、パネル10の前面に集中する高応力を分散させるために補強バンド110を付着する補強工程を行って、陰極線管の製作を終了するようになっていた。
【０００７】
図中、符号11はファンネル本体部、12はファンネルヨーク部、51は偏向コア、52は偏向コイルを夫々示す。
【０００８】
陰極線管は、パネル10の内面に塗布された蛍光体40に電子ビーム60が衝突することにより画面を表示し、電子ビーム60を円滑に移動するために陰極線管の内部を真空状態に保つべきである。
【０００９】
また、スクリーンに画面を表示するためには電子銃130の陰極から放出された電子ビーム60がスクリーンに広く拡散されるように偏向されるべきで、このような役割は、複数のコイル51及びコア52からなる偏向ヨーク50により行われる。
【００１０】
即ち、偏向ヨーク50のコイル52に電流を流すとコア51から磁場が発生し、該磁場によって電子ビーム60がZ軸方向に向って移動するように偏向される。
【００１１】
この時、コイル52に印加される電流の大きさによってコア51から発生する磁場の大きさも変化する。
【００１２】
そして、偏向ヨーク50は、コイル52及びコア51の大きさ、形状及び位置によって電子ビーム60の偏向角度及びその偏向中心が決定される。
【００１３】
また、最近、電子製品の消費電力規制が強化され、陰極線管の場合も消費電力減少は必然的な事項で、このような陰極線管のスリム化及び消費電力減少を達成するためには、偏向ヨーク50に印加される電流を小さくすることが必要である。
【００１４】
ところが、印加電流を小さくすると、コア51から発生する磁場が弱くなって偏向角度を充分に確保することができなくなって画像を形成することができなくなる。
【００１５】
また、偏向ヨーク50のコア51及びコイル52の絶対量を増加させる方法は、材料費を上昇させると共に漏洩磁界の絶対量を増加させるので、信頼性の側面から問題点を誘発して望ましくない。
【００１６】
従って、陰極線管のスリム化及び消費電力の減少は、偏向ヨーク50の偏向効率性向上と深く連関され、以下、このような偏向効率を向上させるための多様な方法について説明する。
【００１７】
第一に、ファンネルヨーク部12及びコイル52の断面形状を円形から四角形状に変化させる方法がある。これは電子ビーム60と偏向ヨーク50間の距離を近くして、小さい偏向磁界によっても電子ビーム60を容易に偏向させることができる。
【００１８】
第二に、偏向ヨーク50のコア51及びコイル52の位置をファンネル20のネック部13側に後進させる方法で、図14に示したように、偏向ヨーク50がファンネル20のネック部13側に後退すると、偏向ヨーク50の内面と電子ビーム60間の距離（D）が変化して、距離（d）に短縮される。従って、電子ビーム60は、オーバーラップされる部分でファンネル20の内面に衝突するようになる。
【００１９】
即ち、偏向中心がネック部13側に移動すると、電子ビーム60と偏向ヨーク50間の距離が短縮されて、電子ビーム60が偏向磁界の影響を一層大きく受けるようになる。
【００２０】
従って、電子ビーム60とファンネル20のヨーク部12の内面との間隔が一層短縮されて、電子ビーム60がファンネル20のヨーク部12の内面に衝突してスクリーンに影を発生させる。
【００２１】
ファンネルヨーク部12は、ネック部13側に行くほどその断面が縮小されるので、電子ビーム60と偏向ヨーク50間の距離を短縮させて偏向効率を向上させることができる。
【００２２】
このような位置移動は、偏向中心をネック部13側に移動させることであり、これは電子ビーム60が磁界により早めに屈曲されることを意味する。
【００２３】
第三に、電子ビーム60の走査方式を水平走査方式から垂直走査方式に変換させる方法がある。
【００２４】
一般に陰極線管は、そのスクリーンの水平：垂直距離が4：3または16：9を有する形状に構成されており、水平走査方式では4、または16の距離を偏向させるべきであるが、垂直走査方式では3、または9だけ偏向させれば良いので、その差だけ偏向電力を減少させることができる。
【００２５】
ここで、垂直走査方式を適用した陰極線管のファンネル20のヨーク部12に発生するBSN現象を説明すると、図15に示したように、BSN現象は、垂直走査方式の電子銃60の配列に起因して、ヨーク部12の長辺部及び対角線部に亘って重点的に現れていることが分かる。
【００２６】
最近では前記三つの方法を組合せることで偏向効率の向上を図っており、よって、陰極線管のスリム化及び消費電力の減少が可能になっている。
【００２７】
一方、三つの方法を適用した場合、偏向効率の向上によって電子ビーム60がファンネル20のヨーク部12の内面に衝突して発生するBSN現象においては、図16に示したように、偏向効率が低下するに従いBSN現象の発生部位はトップオブラウンド（Top of Round、以下、TOPと略称す）側に移動され、また、偏向効率が向上するに従いBSN現象の発生部位はネックシールライン（Neck Seal Line、以下、NSLと略称す）側に移動することが分かる。
【００２８】
従って、偏向効率の向上に伴うレファレンスライン（Reference Line、以下、RLと略称す）及びNSL間におけるBSN現象の発生は必然的であって、陰極線管のスリム化及び消費電力の減少に最も大きい障害物である。
【００２９】
このように偏向効率を向上させるための各方法は、電子ビーム60の偏向によりBSN現象を増加させ、特に、最近の技術、即ち、陰極線管の偏向効率を向上させるためにファンネル20のヨーク部12を断面四角状に形成したファンネルを使用した技術及び電子ビームの走査方向を垂直に変換させる技術は、従来の円形ヨーク部を有するガラス構造及び水平走査方式よりもファンネル20のヨーク部12で一層多くのBSN現象を誘発させている。
【００３０】
なぜならば、ファンネル20のヨーク部12の断面を四角化すると、電子ビーム60とヨーク部12内面間の距離を短縮させ、また、偏向中心のネック部13側への移動は、同一ファンネル20のヨーク部12において電子ビーム60の屈曲角度を大きくし、電子ビーム60をヨーク部12の内面側に一層移動するため、BSN現象を増加して陰極線管の信頼性を低下させる。
【００３１】
また、垂直走査方式の陰極線管において、電子ビーム60を放出する電子銃130の各陰極線は、垂直軸線と平行するように赤色（R）、緑色（G）及び青色（B）の陰極線が位置するべきで、この時、赤色（R）及び青色（B）の陰極線から放出される電子ビームは、緑色（G）の電子ビームに比べて管軸と所定距離だけ垂直方向に離れて位置しているので、管軸と離れた距離だけ偏向磁界と近くなって、電子ビーム60が垂直方向に一層偏向されて、ファンネル20のヨーク部12の長辺の内面に衝突するBSN現象を発生させる。
【００３２】
上述したような現象は、ファンネル20のヨーク部12からRLとNSLの間で著しく発生し、スリム化された陰極線管及び垂直走査方式の陰極線管においては、特に、ファンネルヨーク部12の対角線部付近の長辺の内面で主に発生し、対角線部及び長辺部全体に亘っても発生する。
【００３３】
この時、ファンネルヨーク部12を管軸（Z軸）に垂直の方向、即ち、遠ざかる方向に移動すると、BSN現象は減少するが偏向効率が低下するので、陰極線管のスリム化及び消費電力減少を達成することができない。
【００３４】
一方、現在のディスプレイ市場では、設置空間を確保するために、ディスプレイのスリム化が必須である。例えば、液晶モニタ（LCD）や壁掛け型テレビ（PDP）などが代表的なスリム型ディスプレイで、それらに比べると陰極線管は、重量が重く体積が大きいため、設置時の充分な空間の確保が不可欠で、そのため、陰極線管のスリム化が必要な状況である。
【００３５】
従来の陰極線管をスリム化された陰極線管に構成するためには偏向角を確保することが必須で、このためにヨーク部12の形状を四角形の非円形に変形させると構造的に不安定な形状になるので、陰極線管を構成するパネル10及びファンネル20に高応力が発生するという不都合な点がある。
【００３６】
ファンネル20のヨーク部12に発生する応力分布においては、図17に示すように、陰極線管をスリム化させるためにファンネル20の全長を縮小すると、陰極線管のヨーク部12に応力が発生することが分かる。図中、点線の矢印は圧縮応力、実線の矢印は引張応力、をそれぞれ意味する。従って、脆性材料のガラスにより製作されたファンネル20に対し、上述したような応力の集中分布は致命的な問題点となる。
【００３７】
即ち、ファンネル20のヨーク部12がほぼ四角状の非円形に変形すると、その対角線部外面の引張応力が増加するので、信頼性と直接的に関連するガラスの高応力問題を先行して解決しなければならないという問題点があった。
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
つまり、従来の陰極線管をスリム化させる場合は、陰極線管ファンネル20の全長が短くなると共に、ヨーク部12の形状が四角形状の非円形になって該ヨーク部12の応力が増加し、また、電子銃130から蛍光体40に到達するまでの電子ビーム60の偏向角が大きくなって、BSN現象は一層甚だしくなり、そのため、前記蛍光体の周辺部に影が形成されて陰極線管の信頼性を低下させるという不都合な点があった。
【００３９】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、陰極線管の偏向効率を向上させながらもBSN現象の発生を抑制し、前記偏向効率を向上させるための対策時にファンネルに誘発される高応力を效果的に低減し得る陰極線管のガラス構造を提供することを目的とする。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る陰極線管のガラス構造においては、パネル及びファンネルにより構成され、ファンネルヨーク部の垂直断面形状が非円形の内部真空状態の陰極線管において、
レファレンスライン（RL）とネックシールライン（NSL）間の任意の垂直断面における対角線部の厚さをTdとし、同一垂直断面における長辺部の厚さをThとすると、0.5＜Th／Td＜1.01を満足することを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
【００４２】
図1は、本発明に係る陰極線管のガラス構造を説明するための各定義値を示した概略図である。
【００４３】
・TORとは、偏向ヨークが位置するファンネル20のヨーク部22とファンネル20の本体部21とが接する境界線を意味する。
【００４４】
・NSLとは、ファンネル20のヨーク部22と電子銃60が位置するネック部23とが接する境界線を意味する。
【００４５】
・RLとは、ファンネル20の仮想基準線である。ここで、管軸（Z軸）とRLとの交差点からスクリーンの対角有効面の端部17まで直線を引いた場合の管軸との角を偏向角（θ）と定義し、図中の偏向角（θ）は、実際の偏向角の1／2値である。
【００４６】
・有効面とは、実際に陰極線管を作動した時、パネル10のスクリーンに画像が表示される区間を意味し、有効面の端部17は、本発明では画像の対角端部を意味する。
【００４７】
・本発明におけるスリム型陰極線管とは、図1の対角有効面の端部17からレファレンス地点18（製品上には現れない仮想の基準地点）まで線を引いた時、中心軸（Z軸）に対する傾斜角度が片方側に50゜以上70゜未満となる陰極線管であると定義する。
【００４８】
・偏向中心とは、電子ビームが偏向ヨークにより屈曲される地点を意味し、本発明では偏向ヨーク50のコア51の中心を偏向中心とする。
【００４９】
一方、BSN現象の発生量を減少させるためには、ファンネル20のヨーク部22の断面を大きくして電子ビームと偏向ヨーク間の距離を増加させる方法、または、偏向ヨークの中心をパネル10側に移動させることで偏向中心を移動させる方法などを使用して、電子ビームが屈曲される位置をパネル10側に移動させる方法がある。
【００５０】
然し、それらの方法は偏向ヨーク50の効率を低下させるので、陰極線管のスリム化及び消費電力の減少を達成することができない。
【００５１】
従って、偏向ヨーク50の効率を向上させながらBSN現象を減少させるためには、BSN現象が発生する部位の外面は固定させた状態でヨーク部22の内面だけ厚さを減少させるか、または、ヨーク部22の内面形状を最適化させる方法を考案するべきである。
【００５２】
従来技術のファンネルの設計概念は、前記ヨーク部22の形状の最適化及び厚さの減少を図るために、ファンネル20のRL付近を基準にして、その厚さ及び形状を所定割合で増加または減少させていたが、このような従来の設計概念では陰極線管のスリム化及び消費電力を減少し得るような偏向効率の向上を達成することができなかった。よって、本発明では、ファンネルヨーク部のRL〜NSL付近におけるBSN現象の発生を減少させ、このようなBSN現象に対する余裕（以下BSN余裕と略す）に基づいて陰極線管のスリム化及び消費電力の減少を達成し、かつ充分な偏向効率の向上を確保できるように、次のようなファンネル20のヨーク部22の構造を提示する。
【００５３】
先ず、図2は、ファンネルヨーク部の任意の地点で、管軸線（Z軸）に対して垂直に切断した断面形状を示したもので、ここで、管軸線（Z軸）は、ネック部の中心とパネルの中心とを結んだ直線である。
【００５４】
そして、断面における対角線部210の厚さをTd、長辺部220の厚さをThとすると、次の式
0.5＜Th／Td＜1.01 …… （１）
を満足するようにファンネルのヨーク部22の内面を形成する。
【００５５】
これは、ファンネルヨーク部22の長辺部の厚さThが、対角線部210の厚さTdよりも薄いことを意味する。
【００５６】
一般に、ファンネルヨーク部22は、NSL側からTOR側へ行くほどその断面形状が円形から非円形に形成されるので、全ての領域で円形であった従来の陰極線管に比べて長辺方向のヨーク部の内面と電子ビーム間の距離が短縮されて、BSN現象に一層脆い構造を有し、更に、非円形化された形状による最大引張応力値がTOR側へ行くほど高くなって、陰極線管の構造強度を弱化させる。
【００５７】
従って、ファンネルヨーク部22の内面形状を最適化するためには、長辺部220及び対角線部210の厚さを上式のように形成して、偏向効率の向上及びBSN余裕を向上させるべきである。
【００５８】
また、陰極線管のヨーク部22の対角線部210に発生する引張応力を低下させるためには、対角線部210の厚さTdを増加させて陰極線管の構造強度を向上させることが必要である。
【００５９】
従って、偏向角100゜以上のスリム型陰極線管の構造強度をより確保するためには、0.8＜Th／Td＜1.01の範囲を満足させることが好ましい。
【００６０】
図3は、偏向効率の向上によってNSL〜RL領域で発生するBSN現象問題を解決するためのファンネルヨーク部22のX軸に垂直方向に切断した断面形状を示したもので、図中、NSL〜RLの領域で最も肉厚の薄い部分をTmin、最も肉厚の厚い部分をTmaxとすると、次の式
1.1＜T_max／T_min＜2.2 …… （２）
を満足するファンネルヨーク部22の内面を形成する。
【００６１】
上式では、外面の形状を偏向効率が向上される最適値に固定させるが、その代わりに内面の形状を変更させることでBSN余裕を確保し得るようになっている。
【００６２】
図中、符号100は従来ヨーク部12の内面、200は本発明のヨーク部22の内面を夫々意味するものである。
【００６３】
【表１】

【００６４】
前記表1及び図4は、非円形のヨーク部断面を有する17インチ120°偏向陰極線管のTh／TdによるBSN余裕及び最大引張応力値を示したものである。
【００６５】
一般の陰極線管の限界許容応力は12Mpaであるため、図4ではTh／Tdの値が限界線1の右側に位置するべきである。
【００６６】
許容限界応力以上の引張応力状態では、構造強度が弱化されるので小さい衝撃を受けても破損されやすく、製造時の熱工程における破損率が高くなって生産収率の減少を誘発させる。
【００６７】
また、スリム化された陰極線管の場合、特に真空排気工程における爆竹現象の増加によって生産収率の減少と同時に、安全と関連した信頼性に悪影響を与えるようになる。
【００６８】
そして、電子ビームがヨーク部の内面に衝突してスクリーンに影を発生させるBSN現象は、陰極線管の品質特性中最も重要な項目であって、その余裕を最小限3.0mm以上に維持しないとその安全性を保障することができない。従って、図4では、限界線2の左側に位置するべきである。
【００６９】
一方、Th／Tdの値が限界線2の右側に位置すると、BSN余裕が3.0mm以下となるので次のような多様な問題点が発生する。
【００７０】
第一に、BSN余裕の不足により偏向効率の向上を達成することができない。これは偏向効率がBSN余裕と反比例関係にあることを意味する。
【００７１】
即ち、偏向効率の増加はBSN余裕を減少させ、偏向効率の減少はBSN余裕を増加させる。
【００７２】
第二に、Th／Tdが限界線2の右側へ行くほどBSN余裕が減少され、よって、偏向ヨークの調整時間が増加して生産時間を増加させる。
【００７３】
従って、図4の限界線1と限界線2間にTh／Tdの値が位置してこそ、陰極線管が許容限界応力以下にありながらもBSN余裕及び偏向効率の向上を一緒に達成することができる。
【００７４】
図5及び図6は、従来の断面非円形のヨーク部12を有する陰極線管と、本発明の断面非円形のヨーク部22を有する陰極線管とにおけるTh／Td値を管軸線方向の高さによって示したものである。
【００７５】
図5に示した断面非円形状の従来の陰極線管は、15mm〜NSL間でTh／Tdの値が1.1以上であって単調増加しているが、図6に示した断面非円形の本発明に係る陰極線管は、15mm〜NSL間でTh／Tdの値が1.1以下であり、単調減少後増加している。
【００７６】
図4では、Th／Tdの値が減少すると、BSN余裕が増加している。
【００７７】
一方、従来技術の問題点として、陰極線管のスリム化及び消費電力の減少を達成するために偏向効率を向上させると、BSN現象の発生位置がRL〜TORからRL〜NSL側に移動し、特に、RL〜NSL間の中でもNSL〜15mm地点でBSN現象の発生が一層甚だしいことを指摘したが、その問題点を解決するためには、NSL〜15mm地点におけるBSN余裕を増加させるようにヨーク部の内面及び厚さを形成することが重要である。
【００７８】
【表２】

【００７９】
表2及び図7は、陰極線管のRL〜NSL区間におけるヨーク部22の最大厚さをTmax、最小厚さをTminとしたときの、Tmax／Tminの値によるBSN余裕と引張応力の関係を示したものである。
【００８０】
図7に示したように、Tmax／Tminの値が限界線1の左側に位置する時、陰極線管の最大引張応力値が12MPa以下の値を有するようになり、Tmax／Tminの値が限界線2の右側に位置する時、BSN余裕は3.0mm以上となる。
【００８１】
従って、限界線1と限界線2間の領域にTmax／Tminの値が位置してこそ、陰極線管の構造強度の確保、BSN余裕及び偏向効率の向上による陰極線管のスリム化及び消費電力の減少を達成することができる。
【００８２】
以上の実施例から分かるように、陰極線管のスリム化及び消費電力の減少を達成するためには偏向効率の向上が必須であるが、このような偏向効率の向上は必然的にBSN余裕の減少を誘発して、結局、陰極線管の品質に悪影響を及ぼすと共に、生産時間の増加及び生産性の減少を惹起させる。
【００８３】
即ち、BSN余裕を増加させるために偏向効率を限りなく向上させることはできないので、前記陰極線管のスリム化及び消費電力の減少という目的を具現することは容易でない。
【００８４】
然し、本発明に係るヨーク部22の構造を有すると、偏向効率の向上及びBSN余裕を同時に向上させることができるので、陰極線管のスリム化及び消費電力の減少を達成しながらも陰極線管の品質及び生産性の向上を達成することができる。
【００８５】
また、スリム化による構造強度の弱化により惹起される衝撃による破損及び熱工程内における破損率を低減させ、真空排気による爆竹現象を防止することができる。
【００８６】
以下、ファンネル20のTOR付近に形成される高い引張応力を低減するだけでなく、RL付近で発生するBSN現象を緩和させることで、耐衝撃性の確保、熱工程における破損率の減少、真空排気時の爆竹現象の減少及び製品の品質信頼性に関連するBSN余裕を確保し得る他の実施例について説明する。
【００８７】
先ず、図8、図9に示したように、TOR地点の対角線部の厚さをDt’、RL地点の対角線部の厚さをDtと定義する。
【００８８】
表3において、項目「17Round」及び「17RAC」は90°偏向している従来の陰極線管で、項目「＃1、＃2、＃3」はスリム化するために非円形のヨーク部を有して120°偏向している各陰極線管等である。
【００８９】
【表３】

【００９０】
表3に示したように、項目「17Round」及び「17RAC」の場合、Dt’／Dtの比は1.1〜1.3間の値を有する。
【００９１】
一般に、陰極線管は、BSNは3mm程度の余裕を有するべきで、Max引張応力は12MPa以下であるべきである。
【００９２】
一方、項目「＃1」の場合は、既存の90°偏向と同様の1.1〜1.3ほどのDt’／Dt比であって、ファンネル20の対角線部厚さDt及びDt’を設定するときの最大引張応力及びBSN余裕を示したものである。
【００９３】
然し、許容限界引張応力の12MPaを確保するためにDt及びDt’の厚さを3mmほどに確保した結果、最大引張応力は満足するが、画面に影が発生するBSN余裕は1.5mmであって既存余裕の3.0mmを満足しない。
【００９４】
そして、項目「＃2」の場合は、反対に、BSN余裕を3mm以上に維持するためにDt及びDt’の厚さを2mmほどに設定したが、最大引張応力が22MPaであって許容限界応力を大いに超過した。
【００９５】
また、項目「＃3」の場合は、既存よりもDt’／Dt比を大きくすることで、BSN余裕及びMax引張応力を満足している。
【００９６】
スリム化されたブラウン管において、表3に記載されたようなBSN余裕を確保するためには、Dtを2.46とした時にBSN余裕が3.0mm程度となることが分かるが、3.0mmのBSN余裕を確保した中で（Dt＝2.46に固定）Dt’を変化させ、この時のヨーク部に生じる最大引張応力の変化を図11に示した。
【００９７】
図11に示したように、Dt’が増加するほど最大限界応力は次第に減少する。限界応力が12MPaであることを考慮すると、許容限界応力以下の値を有するためにはDt’を3.5mm以上に維持するべきで、この時、陰極線管は構造的な強度を確保できるようになる。
【００９８】
図12は、BSN余裕とDtとの関係を示したもので、Dtが大きくなるとBSN余裕が低下している。上述したように、一般にBSN余裕は2.7〜3.0mm程度となるべきであるため、Dt’は2.7mm以下とするべきである。
【００９９】
従って、図11及び図12に示したように、引張応力及びBSN余裕を同時に確保するためには、Dt’＝3.5mm以上、Dt＝2.7mm以下にするべきである。
【０１００】
【表４】

【０１０１】
前記表4の上段部はDt’を3.5mmに固定させた時、下段部はDtを2.7mmに固定させた時におけるDt’／Dtの変化を夫々示している。
【０１０２】
先ず、Dt’／Dtの比が1.30未満である時は、Dt’を限界値に固定させた時、Dtは2.92mmであって、図12でBSN余裕が2.7mm以下になってスクリーンの周辺部で影が発生するはずである。
【０１０３】
反面、Dtを限界値に固定した時、Dt’は3.24mmであって、図11で引張応力が12MPa以上になって陰極線管の安定性に問題が発生する。
【０１０４】
また、Dt’とDtとの比が1.80以上であるときは、BSN余裕及び引張応力には問題がないが、DtとDt’との厚さ比が2mm以上大きく発生して、熱工程内におけるガラスの温度冷却時、表面と内部との冷却速度の不均衡が大きくなって、ガラス破損の問題が発生する。
【０１０５】
従って、ガラスの引張応力減少による安全性の確保及びスクリーン品質のためのBSN余裕を確保すると同時に、ガラスの不均一冷却による破損を避けるためには、上記の比（Dt’／Dt）は次の式を満足するべきである。
1.3≦Dt’／Dt＜1.80 …… （３）
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の陰極線管のガラス構造においては、偏向効率及びBSN余裕を同時に向上することができるので、陰極線管のスリム化及び消費電力の減少を達成しながらも、陰極線管の品質及び生産性の向上を図り得るという効果がある。
【０１０７】
また、スリム化による構造強度の弱化に起因する衝撃による破損及び熱工程内における破損率を低減させ、真空排気による爆竹現象を防止し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る陰極線管のガラス構造を説明するための各定義値を示した概略図である。
【図２】本発明に係る陰極線管のガラス構造が適用されたファンネルのヨーク部を示したZ軸に垂直に切断した断面図である。
【図３】ファンネルのヨーク部をX軸に垂直に切断した拡大断面図である。
【図４】本発明に係る陰極線管のガラス構造において、ファンネルヨーク部の断面の厚さの比を決定するために示したグラフである。
【図５】従来の技術において、ファンネルヨーク部の高さによって変化する厚さの比を示したグラフである。
【図６】本発明に係る陰極線管のガラス構造において、ファンネルヨーク部の高さによって変化する厚さの比を示したグラフである。
【図７】本発明に係る陰極線管のガラス構造において、ファンネルヨーク部の断面の厚さを決定するために示したグラフである。
【図８】本発明に係る陰極線管のガラス構造において、ファンネルヨーク部のTOR地点における断面厚さを示した断面図である。
【図９】本発明に係る陰極線管のガラス構造において、ファンネルヨーク部のRL地点における断面厚さを示した断面図である。
【図１０】図8、図9のファンネルヨーク部の対角線部厚さを示した断面概略図である。
【図１１】本発明に係る陰極線管のガラス構造において、ファンネルヨーク部の対角線部厚さと応力との関係を示したグラフである。
【図１２】本発明に係る陰極線管のガラス構造において、ファンネルヨーク部の対角線部厚さとBSN余裕との関係を示したグラフである。
【図１３】従来の陰極線管を示した1／2断面図である。
【図１４】従来陰極線管において、偏向中心の移動によるBSN現象の発生状態を示した概略図である。
【図１５】従来陰極線管において、垂直走査方式により発生するBSN現象を示した概略図である。
【図１６】従来陰極線管において、偏向効率の増加によって発生するBSN現象を示した概略図である。
【図１７】従来陰極線管において、陰極線管の内部が真空になることで発生する応力分布を示した概略図である。
【符号の説明】
10…パネル
11…ファンネル本体部
12…ファンネルヨーク部
13…ファンネルネック部
17…有効面端部
18…偏向中心
20…ファンネル
NSL…ネックシールライン
RL…レファレンスライン
TOR…トップオブラウンド

Claims

パネル及びファンネルを包含して、ファンネルヨーク部の管軸線に対して垂直に切断した第1垂直断面の形状が非円形の陰極線管において、
レファレンスライン（RL）とネックシールライン（NSL）間（ただしその両端を除く）の任意の非円形の前記第1垂直断面における対角線部の厚さをTd、同一垂直断面における長辺部の厚さをThとし、また前記レファレンスラインと前記ネックシールライン間において前記第1垂直断面に直交する第2垂直断面における厚さの最大値をT_max、最小値をT_minとすると、次の式
0.5＜Th／Td＜1.01、及び1.1＜T_max／T_min＜2.2
を満足することを特徴とする陰極線管。
前記レファレンスラインと前記ネックシールライン間におけるファンネルヨーク部の長辺方向または対角線方向の厚さを単調増加及び単調減少関数で形状を変化し、前記関数の極大及び極小が少なくとも一つ以上存在するようにファンネルヨーク部の内面を形成することを特徴とする請求項1記載の陰極線管。
前記のTh／Tdは、次の式
0.8＜Th／Td＜1.01
を満足することを特徴とする請求項1記載の陰極線管。
前記の同一垂直断面における短辺部の厚さをTvとすると、次の式
Th＜Tv
を満足することを特徴とする請求項1記載の陰極線管。
電子ビームの偏向角が100゜以上であることを特徴とする請求項1または2記載の陰極線管。