JP3802480B2 - カラー陰極線管用シャドーマスク - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー陰極線管用シャドーマスクに係るもので、詳しくは、前記カラー陰極線管の内部に収納されるシャドーマスクの電子ビーム通過孔の特定の軸方向の径とその軸方向と垂直な方向の径との比を1よりも小さく形成することで、前記シャドーマスクの耐衝撃強度特性を向上し得る、カラー陰極線管用シャドーマスクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、陰極線管は、テレビ受像機またはコンピュータモニタのような映像表示装置で、画像を再現させる主要構成部品として適用されている。
【０００３】
そして、このような従来のカラー陰極線管においては、図1に示したように、前面ガラスのパネル10と、該パネル10に連結して後方に屈曲して形成された後面ガラスのファンネル20とにより高真空に密閉され、その内部空間には、パネル10の内側面に塗布されて発光体として機能する蛍光体40と、該蛍光体40を発光させる電子ビーム60を放出するようにファンネル20の後方端部に装着された電子銃130を含むネック部140と、電子銃130から発生する電子ビーム60を蛍光体40の所定部位に到達するように選別するため、その蛍光体40の後方に覆われたシャドーマスク70と、該シャドーマスク70をファンネル20の内面に固定／支持させるフレーム30と、該フレーム30をパネル10の内周面に結合させるスプリング80及びスタッドピン120と、フレーム30の側面に位置し、陰極線管の動作中に外部地磁気の影響を少なくするようにパネル10側からファンネル20側に延長して係合されたインナーシールド90とを包含して構成していた。
【０００４】
更に、ネック部140には電子ビーム60を発生する電子銃130を装着し、電子銃130から発生した電子ビーム60を所定方向に偏向させる偏向ヨーク50と、電子ビーム60の偏向方向を正確に調整するCPM100（Convergence & Purity Magnet）とを夫々結合していた。
【０００５】
また、パネル10及びファンネル20が大気圧及び外部衝撃に耐えるように、それらパネル10及びファンネル20の外側側面には補強バンド110を装着していた。
【０００６】
一方、ファンネル20のネック部140に内蔵された電子銃130からは、陽極電圧により電子ビーム60が発生し、パネル10の内面に塗布された蛍光体40を照射し、電子ビーム60は、蛍光体40に到達する以前に、ファンネル20の外側にある偏向ヨーク50により上、下、左、右方向に偏向される。
【０００７】
また、CPM100は、電子ビーム60の進行軌道を修正する各マグネットを包含することにより、電子ビーム60は蛍光体40に正確に到達して、色純度不良を防止するようになっていた。
【０００８】
また、シャドーマスク70は、図2に示したように、パネル10の内面と所定間隔を維持したドーム状に形成され、中央部分に複数個の点状の電子ビーム通過孔74が穿孔された有効面部71と、該有効面部71の外周縁に形成された周辺部72と、該周辺部72の縁部から延長して下方向に屈曲して形成されたマスクスカート部73とにより構成され、シャドーマスク70の厚さは約0.1〜0.3mm程度であった。
【０００９】
このように構成されたカラー陰極線管の動作は、電子銃130から放出された電子ビーム60が、偏向ヨーク50により上、下、左、右方向に偏向された後、シャドーマスク70の各通過孔74を通過して、パネル10の内面に形成された蛍光体40に到達して発光することで画像を再現し得るようになっていた。
【００１０】
更に、電子ビーム通過孔74は、図3及び図4に示したように、ファンネル20側にエッチングにより穿孔して形成された円形状の電子ビーム入射側通過孔74aと、エッチングによりパネル10側に電子ビーム入射側通過孔74aの後面に連通して穿孔された円形状の電子ビーム出射側通過孔74bとにより形成され、画面作成時、電子ビーム60の進入角度はシャドーマスク70の位置によって変化するので、パネル10側に形成された電子ビーム出射側通過孔74bの大きさは、電子ビームの散乱を防止するために、シャドーマスク70の有効面部71の端部へ行くほど大きく形成されていた。
【００１１】
このように構成されたカラー陰極線管の品質は、基本的には画像の色純度に重要な影響を与え、該色純度は、シャドーマスク70が変形することに最も影響される。カラー陰極線管自体の落下及び衝撃からも大きく影響され、相対的に重量の重いパネル10が地面に落下した時、シャドーマスク70に最も大きい変形を誘発する。
【００１２】
即ち、シャドーマスク70には所定形状の電子ビーム通過孔74が複数穿孔され、それら電子ビーム通過孔74は、通過する電子ビーム60の散乱を防止するために、シャドーマスク70の各周辺部へ行くほど径が大きく形成されるため、シャドーマスク70は、その周辺部へ行くほど残余面積及び体積が減少し、結果的に、シャドーマスク70の強度及び重量が減少する。
【００１３】
また、このような構造的特性上、カラー陰極線管のパネル側が地面に向かって落下する時、その内部に収納されたシャドーマスク70は落下時に発生する衝撃により上下方向の振動が発生し、この場合、周辺部よりも相対的に大きい強度及び重量を有する中央部は、周辺部よりも大きい振動幅を有するため、シャドーマスク70の中央部に大きい荷重が加えられ、従って、構造強度の強い中央部と強度の弱い周辺部間の境界に変形が発生するようになる。
【００１４】
実際的に、陰極線管の製品サイズが大きくなるほどその内部のシャドーマスクへの衝撃は一層敏感になり、同一衝撃を受けた場合でも、大型陰極線管のシャドーマスクは急激な荷重により一層大きい永久変形が発生することになる。
【００１５】
従来の陰極線管において、電子ビーム通過孔74の特定の軸方向の径をDh、軸に垂直な方向の径をDvとすると、シャドーマスク70に形成される電子ビーム通過孔74は、図2に示したように、シャドーマスク70の中央から外方縁方向へ行くほど、即ち、周辺部へ行くほど次の式を満足するように構成された。
【００１６】
Dv／Dh≒1 …… 式1
即ち、電子ビーム通過孔74を通過する電子ビームの散乱を防止するために、電子ビーム通過孔74の直径がシャドーマスク70の中央部よりも周辺部で一層大きくなるように形成して、シャドーマスク70を色選別電極として機能するように形成されていた。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来シャドーマスクの構造においては、上述したような多様な問題点によりシャドーマスクの構造的強度に制限が加えられ、ハウリング（Howling）現象が発生するという不都合な点があった。
【００１８】
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、シャドーマスクにエッチングにより形成される電子ビーム通過孔の特定の軸方向の径とその軸方向に垂直な方向の径との比を1よりも小さく形成することで、シャドーマスクの耐衝撃強度特性を向上し得る、カラー陰極線管用シャドーマスクを提供することを目的とする。
【００１９】
【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、本発明に係るカラー陰極線管用シャドーマスクにおいては、複数個の電子ビーム通過孔が穿孔される有効面部と、非有効面部から延長し屈曲されて一方が陰極線管のパネルに結合されたフレームに熔接されたマスクスカート部とを包含して形成されたカラー陰極線管用シャドーマスクにおいて、
電子ビーム通過孔の電子ビーム出射側通過孔の最大径をDh、該電子ビーム出射側通過孔の最大径に対して垂直方向の最大径をDvとすると、シャドーマスクの有効面部の周辺部の電子ビーム出射側通過孔は、次の式を満足することを特徴とする。
【００２０】
Dv／Dh＜1
また、前記目的を達成するため、本発明に係るカラー陰極線管用シャドーマスクにおいては、複数個の電子ビーム通過孔が穿孔された有効面部と、非有効面部から延長し屈曲されて一方は陰極線管のパネルに結合されたフレームに熔接されるマスクスカート部とを包含して形成されたカラー陰極線管用シャドーマスクの有効面部の周辺部において、
シャドーマスクの長辺軸方向に形成された出射側通過孔は横長形で、短辺軸方向に形成された出射側通過孔は縦長形に形成されることを特徴とする。
【００２１】
【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。
【００２２】
図1に示したように、従来のシャドーマスクを有するカラー陰極線管においては、外部衝撃がパネルのスタッドピン120を介してスプリング80に1次的に伝達された後、フレーム30を経由して最終的にシャドーマスク70に伝達されることで、該シャドーマスク70の振動及び変形を誘発していた。
【００２３】
従って、衝撃による前記シャドーマスク70の変形を防止するためには、伝達される衝撃を遮断／吸収するか、または、周辺部の強度を向上すべきである。
【００２４】
即ち、カラー陰極線管を衝撃を遮断し得る構造に設計して形成するか、または、衝撃を吸収し得る別途の部材を付着することで、シャドーマスク70の変形を防止するか、若しくは、伝達された外部衝撃に耐えるように、シャドーマスク70の構造的特性を変化させて周辺部の強度を増加させることで、シャドーマスク70の変形を防止すべきである。
【００２５】
そこで、本発明に係るカラー陰極線管用シャドーマスク700においては、図5及び図6に示したように、衝撃に耐えられるように、電子ビーム通過孔740を形成する電子ビーム出射側通過孔740bに対する電子ビーム入射側通過孔740aの径を、周辺部へ行くほど1よりも小さくなるように穿孔することでマスク周辺部の強度を増加させ、よって、シャドーマスク700に発生する振動は自体の弾性範囲内で減衰されるため、該シャドーマスク700の変形も防止し得るようになっている。
【００２６】
詳しくは、電子ビーム通過孔740は、図6に示したように、ファンネル20側にエッチングにより形成される円形状の電子ビーム入射側通過孔740aと、パネル10側に、即ち、電子ビーム入射側通過孔740aの後面に連通して形成される楕円形状の電子ビーム出射側通過孔740bとにより構成されている。
【００２７】
即ち、シャドーマスク700の長辺軸方向に形成された電子ビーム出射側通過孔740bは横長形に穿孔され、短辺軸方向に形成された出射側通過孔740bは縦長形に穿孔される。
【００２８】
ここで、本発明に係るカラー陰極線管用シャドーマスク700は、電子ビーム通過孔740の電子ビーム出射側通過孔740bの特定の軸方向の径をDh、軸に垂直な方向の径をDvとすると、シャドーマスク700の長辺軸方向では、長辺軸長の90％となる地点における電子ビーム通過孔740のDv／Dhの比が、0.75〜0.94範囲内になるように構成し、短辺軸方向では、短辺軸長の90％となる地点における電子ビーム通過孔740のDv／Dhの比が、0.75〜0.98範囲内になるように構成し、対角軸方向では、対角軸長の90％となる地点における電子ビーム通過孔740のDv／Dhの比が0.75〜0.98範囲内になるように形成される。
【００２９】
即ち、電子ビーム通過孔740の径の比が適用される地点を、シャドーマスクの長辺軸、短辺軸及び対角軸長の90％となる地点に限定することで、ドロップ強度特性を向上しながらもハウリング特性を満足し得るようにしたものである。
【００３０】
Dv／Dhが0.75であること、即ち、75％以上であることは、実際的にマスクをエッチングする製造工程上の限界値であり、Dv／Dhが0.98であること、即ち、98％以下であることは、マスク周辺部の強度増加効果が微弱であることにより決定された値である。
【００３１】
また、シャドーマスクの対角軸端部ではピュリティ余裕度が低下して色純度が低下する現象が発生するが、その対策としては、図7に示したように、対角軸端部の出射側通過孔中の少なくとも一つ以上をほぼ円形状に形成することで、ピュリティ余裕度を向上させることができる。
【００３２】
従って、本発明に係るシャドーマスク700は、耐衝撃性の向上により変形が防止され、画面再現時の色純度が確保されると同時に、マスク周辺部の体積及び重量は中央部よりも漸次減少される。
【００３３】
以下、表1及び図8を参照して本発明の効果を証明する。
【００３４】
図中、Gとは、落下強度を表す指数であって、衝撃に耐えられる強度／g（重力加速度）、即ち、重力加速度の何倍まで耐えられるかを表す指数である。
【００３５】
表1から分かるように、マスクのエッチング製作技術の限界まで本発明を適用した場合、28Gが示されて従来技術の24Gに比べて17％も上昇した。
【００３６】
このように本発明を適用したモデルでは、従来技術を適用したモデルでは決して得ることのできない25Gという限界値を超えることが分かり、本発明で提示した最小値を適用した場合でも25Gとなって、本発明の適用モデルによる強度の最小値を得られることが分かる。
【００３７】
【表１】

【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るカラー陰極線管用シャドーマスクにおいては、衝撃に耐えられるように電子ビーム通過孔の径比を周辺部へ行くほど1よりも小さくすることでシャドーマスクの周辺部の強度を増加させて、前記シャドーマスクから発生する振動を自身の弾性範囲内で減衰されるようにして永久変形を防止することができるという効果がある。
【００３９】
また、従来技術では不可能であった落下強度を向上し得ることは勿論で、落下強度の向上によりシャドーマスクを外部からの衝撃に耐えられるように形成することで、前記シャドーマスクの永久変形を防止し、カラー陰極線管の色純度を維持し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来カラー陰極線管の構成を示した部分断面図である。
【図２】従来カラー陰極線管に使用されるシャドーマスクを示した斜視図である。
【図３】従来シャドーマスクの電子ビーム通過孔の形状を示した概略図である。
【図４】図3の電子ビーム通過孔を示した縦断面図である。
【図５】本発明に係るカラー陰極線管用シャドーマスクの電子ビーム通過孔の第1実施例を示した概略構成図である。
【図６】図5の電子ビーム通過孔を示した縦断面図である。
【図７】本発明に係るカラー陰極線管用シャドーマスクの電子ビーム通過孔の第2実施例を示した概略図である。
【図８】本発明に係るカラー陰極線管用シャドーマスクが適用時のドロップ強度を従来と比較して示したグラフである。
【符号の説明】
700…シャドーマスク
740…電子ビーム通過孔
740a…電子ビーム入射側通過孔
740b…電子ビーム出射側通過孔

Claims (7)

1. 複数個の電子ビーム通過孔が穿孔された有効面部と、非有効面部から延長し屈曲されて一方が陰極線管のパネルに結合されたフレームに熔接されるマスクスカート部とを包含して構成されるカラー陰極線管用シャドーマスクにおいて、
   前記電子ビーム通過孔の電子ビーム出射側通過孔の最大径をDh、前記電子ビーム出射側通過孔の最大径に対して垂直方向の最大径をDvとすると、前記有効面部の周辺部の前記電子ビーム出射側通過孔を、式
   Dv／Dh＜1
   を満足するように形成する地点を、前記シャドーマスクの長辺軸長、短辺軸長、対角軸長の９０％となる地点のみとすることを特徴とするカラー陰極線管用シャドーマスク。
2. 前記シャドーマスクの長辺軸長の90％地点における前記電子ビーム通過孔の電子ビーム出射側通過孔の長辺軸方向の径をDh、前記長辺軸に垂直な方向の径をDvとすると、前記電子ビームの出射側通過孔は式
   0.75≦Dv／Dh≦0.94
   を満足するように形成されることを特徴とする請求項1に記載のカラー陰極線管用シャドーマスク。
3. 前記シャドーマスクの短辺軸長の90％地点における前記電子ビーム通過孔の電子ビーム出射側通過孔の短辺軸方向の径をDh、前記短辺軸に垂直な方向の径をDvとすると、前記電子ビームの出射側通過孔は式
   0.75≦Dv／Dh≦0.98
   を満足するように形成されることを特徴とする請求項1に記載のカラー陰極線管用シャドーマスク。
4. 前記シャドーマスクの対角軸長の90％地点における前記電子ビーム通過孔の電子ビーム出射側通過孔の対角軸方向の径をDh、前記対角軸方向に垂直な方向の径をDvとすると、前記電子ビームの出射側通過孔は式
   0.75≦Dv／Dh≦0.98
   を満足するように形成されることを特徴とする請求項1に記載のカラー陰極線管用シャドーマスク。
5. 複数個の電子ビーム通過孔が穿孔された有効面部と、非有効面部から延長し屈曲されて一方が陰極線管のパネルに結合されたフレームに熔接されるマスクスカート部とを包含して構成されるカラー陰極線管用シャドーマスクにおいて、
   前記シャドーマスクの長辺軸方向に形成された出射側通過孔を横長形に、短辺軸方向に形成された出射側通過孔を縦長形に形成する地点を、前記シャドーマスクの長辺軸長、短辺軸長、対角軸長の９０％となる地点のみとすることを特徴とするカラー陰極線管用シャドーマスク。
6. 前記シャドーマスクの対角軸方向に形成された出射側通過孔は、式
   Dv／Dh＜1
   を満足するように形成されることを特徴とする請求項5に記載のカラー陰極線管用シャドーマスク。
   上式中、Dhは対角軸方向の径、Dvは対角軸方向に垂直な方向の径をそれぞれ示す。
7. 前記シャドーマスクの対角軸方向の端部に形成された出射側通過孔中の少なくとも一つ以上は、その形状がほぼ円形に形成されることを特徴とする請求項6に記載のカラー陰極線管用シャドーマスク。

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