JP3847040B2 - 陰極線管 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ受像機、コンピューターディスプレイ等に用いられるシャドウマスク型の陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラー陰極線管の一例の断面図を図４に示す。本図に示したカラー陰極線管１は、内面に蛍光体スクリーン面が形成された実質的に長方形状のフェイスパネル２と、フェイスパネル２の後方に接続されたファンネル３と、ファンネル３のネック部３ａに内蔵された電子銃４と、フェイスパネル２の内部に蛍光体スクリーン面２ａに対向して設けられたシャドウマスク６と、これを固定するマスクフレーム７とを備えている。また、電子ビームを偏向走査するために、ファンネル３の外周面上には偏向ヨーク５が設けられている。
【０００３】
シャドウマスク６は、電子銃４から発射される３本の電子ビームに対して色選別の役割を果たすものである。Ａは、電子ビーム軌跡を示している。以下、このシャドウマスク６を、スロット型シャドウマスクとして説明する。スロット型シャドウマスクには、平板に略長方形状の電子ビーム通過孔であるスロット孔がエッチングにより多数形成されている。
【０００４】
カラー陰極線管では、電子ビーム射突による熱膨張によって、電子ビーム通過孔が変位して、電子ビーム通過孔を通過する電子ビームが所定の蛍光体に正しく当たらなくなり、色むらが発生するというドーミング現象が生じる。このため、シャドウマスクの温度上昇による熱膨張を吸収できるような張力（テンション）をあらかじめ加えて、シャドウマスクをマスクフレームに架張保持することが行われている。
【０００５】
図５に、色選別電極の従来の一例の斜視図を示している。マスクフレーム１０は、長方形状の枠体で、長辺フレームである対向する一対の支持体１１に短辺フレームである一対の弾性部材１２が固定されている。シャドウマスク１３は、スロット型で多数の略長方形状の電子ビーム通過孔であるスロット孔１４がエッチングにより形成され、多数の列を形成して配列されている。本図に示したものは、テンション方式が用いられており、シャドウマスク１３は主に矢印Ｙ方向に引張力が加わった状態で、支持体１１間に架張保持されている。
【０００６】
このような、架張保持によれば、シャドウマスクの温度が上昇しても、シャドウマスクのスロット孔と蛍光体スクリーン面の蛍光体ストライプとの相互位置のずれを低減することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来のカラー陰極線管には以下のような問題があった。図５に示したように、シャドウマスク１３は上下端を保持した状態で、Ｙ方向に引張られ、マスクフレーム１０に固着されている。この場合、シャドウマスク１３はＹ方向に引張られると、Ｙ方向に伸びるとともに、ポアソン比に相当する量だけ、Ｙ方向に直交するＸ方向に縮むことになる。
【０００８】
これを、スロット孔の列１５についてみると、シャドウマスク１３の上下端が保持された状態で引張られるので、スロット孔の列１５はＹ方向に伸びつつ、２点鎖線１５ａで示したように、シャドウマスク１３の中央部側に湾曲することになる。
【０００９】
このような状態で、カラー陰極線管を作動させると、電子ビームがシャドウマスク面に当たり、Ｙ方向の引張力が緩み、同時にＸ方向の圧縮力も緩むことになる。このため、スロット孔の列も外側（周辺）方向に戻ることになる。すなわち、前記のような従来のカラー陰極線管によれば、ドーミング現象を防止できるものの、この戻り動作によるスロット孔の移動が、色ずれ、色むら、及び輝度低下の原因となるという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、陰極線管の作動時における画面水平方向のスロット孔の移動量を低減させ、色ずれ、色むら、及び輝度低下を防止することができる陰極線管を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の陰極線管は、枠状に形成されたマスクフレームと、平板にスロット孔の列が多数配列されたシャドウマスクとを備え、前記シャドウマスクの横方向の中心線をＸ軸、縦方向の中心線をＹ軸とすると、前記シャドウマスクはＹ軸方向に引張力が印加された状態で前記マスクフレームに架張保持されており、前記引張力を印加する前の前記シャドウマスクは、Ｘ軸近傍の前記スロット孔の位置が、上下端部の前記スロット孔の位置に対して、Ｙ軸寄りに変位するように配列されたスロット孔の列を少なくとも左右の周辺部に有しており、前記スロット孔は、前記シャドウマスク表面側に形成された凹み部と前記凹み部内に形成された開口部とを有していることを特徴とする。前記のような陰極線管によれば、架張保持のためにシャドウマスクに縦方向の引張力を印加した場合、シャドウマスクの外側方向にも力が加わるので、スロット孔列の水平方向の変位を小さく抑えることができる。このため、陰極線管の作動時における画面水平方向のスロット孔の移動量を低減させることができ、色ずれ、色むら、及び輝度低下を防止することができ、加えて架張保持の際のシャドウマスクのしわの発生も防止できる。また、スロット孔をエッチング法により、容易に形成できる。
【００１２】
前記陰極線管においては、前記Ｙ軸寄りに変位するように配列されたスロット孔の列は、前記シャドウマスクの有効面のほぼ全体に亘り形成されており、前記スロット孔は前記シャドウマスクの有効面に糸巻き型の縞模様を形成していることが好ましい。
【００１４】
また、前記シャドウマスクの前記開口部を含むＸ軸方向の断面形状のうち、前記凹み部のＸ軸方向の両端間における断面形状の重心位置をＹ軸寄りに変位させて、前記Ｙ軸寄りに変位するように配列されたスロット孔の列を形成していることが好ましい。
【００１５】
また、前記各スロット孔の前記凹み部の前記シャドウマスクの表面における外周部の位置を前記Ｙ軸方向で変位させて、前記Ｙ軸寄りに変位するように配列されたスロット孔の列を形成していることが好ましい。
【００１６】
また、前記Ｙ軸寄りに変位するように配列されたスロット孔の列における前記各開口部の中心を結ぶ線は、前記Ｙ軸と平行であることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。図４を用いて説明したカラー陰極線管の各構成は、本実施形態でも同様であるので、その説明は省略する。
【００１８】
図１（ａ）に、スロット型シャドウマスクの一実施形態の平面図を示している。本図に示したシャドウマスク２０は、Ｙ軸が画面垂直方向の中心線で、Ｘ軸が画面水平方向の中心線である。本図に示したものは、テンション方式に用いるシャドウマスクであり、引張力を印加する前の状態を示している。また、本図はシャドウマスク有効面である有孔部を示しており、シャドウマスク全体では有孔部の全周を囲む無孔部を有している。
【００１９】
列状に配列された多数の線２１は、スロット孔の配列を模式的に示したものである。各線２１は、上下端部の位置に対して、Ｘ軸近傍付近の位置はＹ軸寄りに変位している。シャドウマスク全体としてみれば、線２１はシャドウマスクの有効面に糸巻き型の縞模様を形成している。本図に示したシャドウマスク２０も、図５に示したシャドウマスクと同様に、主にＹ軸方向に引張力が加わった状態で、支持体を有するマスクフレームに架張保持される。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るシャドウマスクの平面図の拡大図である。本図は、スロット孔列の配列を模式的に示しており、本図では、一部しか描いていないが、スロット孔列の配列は、Ｘ軸近傍を境に上下対称に、Ｙ軸近傍を境に左右対称になっている。図３は、図２に示したシャドウマスクのスロット孔におけるＸ軸方向の断面図である。
【００２１】
ここで、図３の断面図に示したように、各スロット孔２２は、凹み部２３と開口部２４とを有している。ａは開口部２４の幅を示している。図２に示した長方形部分２３ａが凹み部２３の外周に相当し、長方形部分２４ａが開口部２４の外周に相当する。
【００２２】
図２（ａ）に示した実施形態では、スロット孔２２の一つの列についてみると、スロット孔２２はＸ軸に近づくにつれて、Ｙ軸寄りに変位した位置に配置されており、この変位量はＸ軸近傍付近で最大となっている。本図に示した例では、開口部２４については、同一列内においては、一直線上に配列されている。すなわち、各開口部２４の中心点２８を結ぶ線２９はＹ軸に平行な直線である。
【００２３】
このことを、より具体的に示したのが、図３（ａ）、（ｂ）である。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図２（ａ）のI−I線、II−II線における断面図である。線２５は、各開口部２４の垂直方向の中心線である。図２（ａ）、図３（ａ）、（ｂ）から分かるように、開口部２４の位置がＹ軸寄りに変位していないのに対して、Ｘ軸近傍においては凹み部２３はＹ軸寄り変位している。
【００２４】
図２（ｂ）は、スロット孔の配列の別の実施形態を示している。線３３は、各スロット孔２２の点３２を結んだ線である。点３２は、各スロット孔２２について開口部２４を含むＸ軸方向の断面形状における重心を平面方向からみた位置を示している。ここでいう重心は、図３（ａ）〜（ｄ）の例では、各凹み部２３の断面形状においてＸ軸方向の両端間における重心のことである。線３１は、各スロット孔２２の中心点３０を結んだ線である。
【００２５】
図２（ｂ）に示した実施形態についても、図２（ａ）に示した実施形態と同様に、スロット孔２２の一つの列についてみると、線３３からも分かるように、スロット孔２２はＸ軸に近づくにつれて、Ｙ軸寄りに変位した位置に配置されており、この変位量はＸ軸近傍付近で最大となっている。
【００２６】
また、本図に示した実施形態では、スロット孔２２内の開口部２４についても、線３１から分かるように、Ｘ軸に近づくにつれて、Ｙ軸寄りに変位した位置に配置されている。すなわち、本図の例では、各スロット孔２２では、凹み部２３と開口部２４との位置関係は同じであり、凹み部２３、及び開口部２４の双方が、Ｘ軸に近づくにつれて、Ｙ軸寄りに変位した位置に配置されている。
【００２７】
このことを、より具体的に示したのが、図３（ｃ）、（ｄ）である。図３（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ図２（ｂ）のIII−III線、IV−IV線における断面図である。線２６、２７は、図３（ｃ）、（ｄ）における各開口部２４の垂直方向の中心線を示している。図３（ｃ）と（ｄ）とを比較すれば、凹み部２３、及び開口部２４のＸ軸近傍における位置は、Ｙ軸寄りに変位していることが分かる。
【００２８】
このような、スロット孔配列のシャドウマスクに、架張保持のために上下端部を保持してＹ軸方向に引張力を加えた場合、シャドウマスク全体についてみると、シャドウマスクはＹ軸方向に伸びるとともに、ポアソン比に相当する量だけＸ軸方向に縮むことになる。
【００２９】
ここで、スロット孔２２を列単位でみると、スロット孔２２の一つ分のＹ軸方向の長さが５００〜６００μｍであるのに対して、Ｙ軸方向に隣接する２つのスロット孔２２をつなぐブリッジ３４の部分はＹ軸方向の長さが５０μｍ程度と小さい。このため、スロット孔２２の列は、シャドウマスクの上端から下端に至る１本の長い縦孔であり、隣接するスロット孔２２の列間の部分は長い帯状部分と近似的に考えることができる。
【００３０】
前記のようにスロット２２の列のＸ軸近傍における位置は、シャドウマスクの上下端部における位置に対して、Ｙ軸寄りに変位するように配列されている。したがって、隣接するスロット孔２２の列間の長い帯状部分もＹ軸寄りに変位した湾曲形状となっている。架張保持の際の引張力印加時には、シャドウマスクの上下端が固定された状態で引張力が加わるので、上下端が固定された長い帯状部分は、湾曲形状から直線形状に近づくように変形する。これに伴って、図１（ａ）に示したようなスロット孔の列を示す線２１は周辺方向である矢印ａ方向に変位することになる。
【００３１】
したがって、シャドウマスク全体についてみると、Ｘ軸方向に縮むことになるが、スロット孔２２の各列には、シャドウマスク周辺方向への変位も発生する。このため、スロット孔列が直線である場合と比べて、各スロット孔２２のＹ軸に近づく変位は小さく抑えることができる。
【００３２】
このように、架張保持された状態でカラー陰極線管を作動させると、電子ビームがシャドウマスク面に当たり、温度上昇によりＹ軸方向の引張力が緩み、同時にＸ軸方向の圧縮力も緩むことになる。本実施形態では、架張保持の際のスロット孔列の変位が抑えられているので、Ｘ軸方向の圧縮力が緩むことによるスロット孔列の挙動変化も小さくなる。
【００３３】
このため、本実施形態によれば、カラー陰極線管作動時におけるスロット孔の戻り動作による挙動変化を小さく抑えることができるので、色ずれ、色むら、及び輝度低下を防止することができる。
【００３４】
引張力印加の際には、シャドウマスクの上下端を保持した状態で引張力が加わるので、Ｘ軸方向の縮み量はＸ軸に近づくにつれて大きくなる。また、このＸ軸方向の縮み量は、Ｙ軸に近づくにつれて小さくなる。このため、スロット孔列が直線状に配列されたスロット孔列では、Ｙ軸近傍のスロット孔列の変位量に比べ、左右の周辺部分におけるスロット孔列の変位量の方が大きくなる。したがって、本実施形態に示したような、Ｘ軸方向の変位量を小さくできるスロット孔列は、左右の周辺部分において、特に大きな効果を発揮できる。
【００３５】
このため、Ｘ軸方向の変位量を小さくできるスロット孔列は、必ずしもシャドウマスク有効面の全面に亘り形成されている必要はなく、少なくとも左右の周辺部に形成されていればよい。
【００３６】
さらに、架張保持の際にＸ軸方向の縮み量が大きくなると、シャドウマスクにしわが発生し易くなるが、前記のように本実施形態では、架張保持の際にはＸ軸方向におけるスロット孔列の変位を抑えることができるので、しわの発生防止という効果も得られる。
【００３７】
図２（ａ）に示したような、開口部２４の列がＹ軸に平行な実施形態でも、図２（ｂ）に示したような、開口部２４の列がＹ軸寄りに変位した実施形態であっっても、前記のような効果は同等である。
【００３８】
また、図３（ａ）〜（ｄ）で示したようなスロット孔断面形状は、エッチング法により形成することができ、例えば表面からエッチングで貫通していない大きな凹みを形成し、裏面からエッチングで小さな凹みを形成して表裏を貫通させて形成する。表面、裏面のエッチングの位置を変えることにより、凹み内の貫通孔の位置を変えることができる。
【００３９】
なお、図１（ａ）に示したシャドウマスク２０は、Ｘ軸方向の外縁２辺がＹ軸と平行なものを前提として説明したが、図１（ｂ）に示したシャドウマスク２０ａのように、外縁２辺についてもスロット孔列２１と同様にＹ軸寄りに湾曲した形状とすればより効果がある。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の陰極線管によれば、Ｘ軸近傍のスロット孔の位置が、上下端部のスロット孔の位置に対して、Ｙ軸寄りに変位するように配列されたスロット孔の列を有することにより、架張保持のためにシャドウマスクに縦方向の引張力を印加した場合、スロット孔の列には、シャドウマスクの外側方向にも力が加わるので、スロット孔列の水平方向の変位を小さく抑えることができる。このため、陰極線管の作動時における画面水平方向のスロット孔の移動量を低減させることができ、色ずれ、色むら、及び輝度低下を防止することができ、加えて架張保持の際のシャドウマスクのしわの発生も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの一実施形態の平面図
【図２】（ａ）本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの拡大図
（ｂ）本発明の別の実施形態に係るシャドウマスクの拡大図
【図３】（ａ）図２（ａ）のI‐I線における断面図
（ｂ）図２（ａ）のII‐II線における断面図
（ｃ）図２（ｂ）のIII‐III線における断面図
（ｄ）図２（ｂ）のIV‐IV線における断面図
【図４】従来のカラー陰極線管の一例の断面図
【図５】本発明の一実施形態に係る色選別電極の斜視図
【符号の説明】
２０ シャドウマスク
２２ スロット孔
２１ スロット孔の列を示す線
２３ 凹み部
２３ａ 凹み部の外周部
２４ 開口部
２４ａ 開口部の外周部
２５，２６，２７ 開口部垂直方向の中心線
２８，３０ 開口部の中心点
２９，３１ 開口部の中心点を結ぶ線
３２ スロット孔断面における重心点の平面方向からみた位置を示す点
３３ 点３２を結ぶ線

Claims (4)

1. 枠状に形成されたマスクフレームと、平板にスロット孔の列が多数配列されたシャドウマスクとを備え、
   前記シャドウマスクの横方向の中心線をＸ軸、縦方向の中心線をＹ軸とすると、
   前記シャドウマスクはＹ軸方向に引張力が印加された状態で前記マスクフレームに架張保持されており、
   前記引張力を印加する前の前記シャドウマスクは、Ｘ軸近傍の前記スロット孔の位置が、上下端部の前記スロット孔の位置に対して、Ｙ軸寄りに変位するように配列されたスロット孔の列を少なくとも左右の周辺部に有しており、
   前記スロット孔は、前記シャドウマスク表面側に形成された凹み部と前記凹み部内に形成された開口部とを有していることを特徴とする陰極線管。
2. 前記シャドウマスクの前記開口部を含むＸ軸方向の断面形状のうち、前記凹み部のＸ軸方向の両端間における断面形状の重心位置をＹ軸寄りに変位させて、前記Ｙ軸寄りに変位するように配列されたスロット孔の列を形成している請求項１に記載の陰極線管。
3. 前記各スロット孔の前記凹み部の前記シャドウマスクの表面における外周部の位置を前記Ｙ軸方向で変位させて、前記Ｙ軸寄りに変位するように配列されたスロット孔の列を形成している請求項１に記載の陰極線管。
4. 前記Ｙ軸寄りに変位するように配列されたスロット孔の列における前記各開口部の中心を結ぶ線は、前記Ｙ軸と平行である請求項１に記載の陰極線管。

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