JP3981254B2 - 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５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２ａが形成された実質的に長方形状のフェイスパネル２を有しており、フェイスパネル２の後方にはファンネル３が接続されている。ファンネル３のネック部３ａには電子銃４が内蔵されており、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】
また、蛍光体スクリーン面２ａに対向してシャドウマスク６が設けられており、支持体８によって保持された一対のマスクフレーム７に、シャドウマスク６が固着されて色選別電極９を形成している。１０は電子ビーム軌跡を示している。
【０００４】
シャドウマスク６は、平板に電子ビーム通過孔である開孔がエッチングにより多数形成されており、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。
【０００５】
カラー陰極線管では、電子ビームの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６の温度上昇による熱膨張を吸収できるような引張力をあらかじめ加えて、シャドウマスク６をマスクフレーム７に架張保持することが行われている。
【０００６】
このような、架張保持によれば、シャドウマスク６の温度が上昇しても、シャドウマスク６の開孔と蛍光体スクリーン面２ａ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６は、図５に示した色選別電極９の斜視図を示している。矢印Ｙ方向に引張力が印加された状態で、シャドウマスク６はマスクフレーム７に架張保持されている。シャドウマスク６は、電子ビーム通過孔である開孔１３が多数形成された有効域１１と、その横方向の両側にデッドスペース１２を有している。有効域１１では、開孔１３はブリッジ１４を介して縦方向（垂直方向）に隣接し、これが列状になっている。また、デッドスペースは、シャドウマスクに適当な張力分布を持たすために、ある程度の幅と端部の曲率を有している。
【０００８】
本図に示したようなシャドウマスク６では、電子ビームの射突によるシャドウマスク６の熱膨張によって、例えば横方向に隣接する開孔１３の列間の領域１５に、矢印ａで示した方向に応力が加わる。このような応力が加わると、領域１５には、しわが発生し、開孔１３は横方向に変位することになる。このようないわゆる局所ドーミング現象が発生すると、電子ビームのミスランディングが生じ、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。
【０００９】
また、デッドスペース１２には、開孔が形成されていないため、開孔１３の形成された有効域１１に比べて熱膨張の割合が大きく、デッドスペース１２に隣接した開孔列は、この熱膨張の差により変位することになる。このため、領域１２に隣接した開孔列では、局所ドーミング現象による開孔列の移動の程度が大きくなる。
【００１０】
このような、局所ドーミング現象は、前記のようなシャドウマスクの架張保持によっても十分に防止できなかった。
【００１１】
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、デッドスペースにスリットを形成することにより、局所ドーミング現象による色電子ビームのミスランディングを防止して、色ずれ、色むら、及び輝度低下を防止した陰極線管を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、電子ビーム通過用の開孔をブリッジを介して複数個有する孔列が複数配列された有効域と、前記有効域の横方向における両外側に形成されたデッドスペースとを有し、縦方向に引張力が印加されて架張保持されているシャドウマスクを備え、前記シャドウマスクが支持体に固着された陰極線管であって、前記シャドウマスクは、前記引張力が印加された縦方向の両端部で、前記支持体に固着されており、前記引張力の印加方向と直交する横方向の両端部に固着されていない開放端があり、前記デッドスペースに、前記開孔の列に沿う方向に延在するスリットが形成されており、前記スリットの横方向幅は、前記デッドスペースと隣接する前記開孔の横方向幅の４５〜１００％の範囲内であることを特徴とする。前記のような陰極線管によれば、熱膨張をスリット部分で吸収することができるので、デッドスペースと隣接する有効域における開孔列への応力の印加を抑えることができる。
また、前記スリットの横方向幅は、前記デッドスペースと隣接する前記開孔の横方向幅の４５〜１００％の範囲内としたことにより、デッドスペースにおける機械的強度と、有効域における機械的強度との急激な差がなくなるので、デッドスペース近傍におけるブリッジの破れや、シャドウマスクのしわの発生を防止できる。
【００１３】
前記陰極線管においては、前記スリットは傾斜面を有しており、前記傾斜面によって前記デッドスペースに入射する電子ビームの光束が遮光されることが好ましい。
【００１４】
また、前記スリットの縦方向長さは、前記デッドスペースと隣接する前記開孔の縦方向長さと同じ又はそれ以上であることが好ましい。前記のような陰極線管によれば、スリットによる熱膨張の吸収を、より確実にすることができる。
【００１５】
また、前記スリットは、間隙を介して互いに対向する傾斜面を有したスリットを含み、前記傾斜面は、前記デッドスペースに入射する電子ビームの光束を遮光するような傾斜角で形成されていることが好ましい。前記のような陰極線管によれば、スリットの形成部では、電子ビームの光束は遮光されるので、光束の通過に関しては、スリットが形成されていないのと実質的に同じになる。
【００１６】
また、前記デッドスペースへ電子ビームが到達しないように前記電子ビームを遮蔽するエレクトロンシールドがさらに設けられていることが好ましい。前記のような陰極線管によれば、デッドスペースには、直接電子ビームが当たらないので、シャドウマスクの温度上昇を抑えることができる。
【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１に、色選別電極の一実施形態の斜視図を示している。本図に示した色選別電極１５は、長辺フレームである対向する一対の支持体１６に短辺フレームである一対の弾性部材１７が固定された長方形状の枠体に、シャドウマスク１８が溶接等で固着されたものである。シャドウマスク１８のうち、１９で示した領域が有効域で、２０で示した領域がデッドスペースである。
【００１８】
有効域１９には、電子ビーム通過孔である略スロット形の開孔２１がエッチングにより形成されている。縦方向に隣接する開孔２１は、ブリッジ２２でつながっている。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１８は主に矢印Ｙ方向に引張力が加わった状態で、支持体１６間に架張保持されている。
【００１９】
図２は、図１に示したシャドウマスク１８の平面図の一部を示している。本実施形態に係るシャドウマスク１８は、画面対角サイズが６０ｃｍ、画面のアスペクト比（横：縦の比）が４：３である陰極線管用である。各部寸法は、シャドウマスクの板厚を０．１３ｍｍ、有効域の電子ビーム通過孔の縦ピッチＰｖを１０〜１１ｍｍ、ブリッジ幅Ｇを約０．０６ｍｍとしている。
また、電子ビーム通過孔の大きさは、有効域のほぼ中央で、縦径Ａｖを０．５６ｍｍ、横径Ａｈを０．１９ｍｍ、デッドスペース近傍で、縦径Ａｖを０．５５ｍｍ、横径Ａｈを０.２０ｍｍとしている。
【００２０】
デッドスペース２０の横方向端部２４は、Ｒ２５００ｍｍの曲率を有しており、また、デッドスペース２０の縦方向端部における横幅Ｄｈは１３ｍｍとしている。さらに、デッドスペース２０にはスリット２３が３列設けられており、このスリットの幅Ｓｈを０．１０ｍｍ、スリットの長さＳｌを約３０ｍｍとしている。
【００２１】
また、スリットはデッドスペース近傍の電子ビーム通過孔の横ピッチＰｈと、ほぼ同じ間隔で設けられ、ここでは、その間隔を約１ｍｍとしている。
このように、デッドスペース２０にスリット２３を設けたことにより、デッドスペース２０の熱膨張を、各スリット２３で分担して吸収することができる。すなわち、スリット２３を形成したことによって、デッドスペース２０の熱膨張は、デッドスペース２０自体で吸収できるので、デッドスペース全体としての熱膨張量を小さく抑えることができる。このことにより、デッドスペース２０の熱膨張によるデッドスペース２０と隣接する開孔列への応力の印加を抑えることができる。
【００２２】
一般に、各開孔列にブリッジを有しているシャドウマスクでは、応力がブリッジを介して横方向に伝わり、電子ビームのずれを生じ易い。しかしながら、本実施形態のように、デッドスペース２０のスリット２３によって、開孔列への応力の印加を抑えることにより、電子ビーム通過孔の位置ずれによる色ずれを抑えることができる。
【００２３】
また、本実施形態のように、デッドスペース２０にスリット２３を形成することで、有効域の機械的強度とデッドスペースの機械的強度との急激な差をなくすことができる。一般にブリッジを有するシャドウマスクでは、縦方向にのみ張力を印加しても実際は横方向にも付加的な張力が発生し、デッドスペースと有効域とで急激な強度差が発生すると、デッドスペース近傍において、ブリッジの破れやシャドウマスクのしわが発生してしまう。本実施形態のようにデッドスペース２０にスリット２３を形成することで、有効域とデッドスペースとの機械的強度の急激な差をなくすことができるので、このような破れやしわの発生を防止することができる。
【００２４】
なお、スリット２３の幅は、最適な機械的強度とするためには、隣接する電子ビーム通過孔の横径に対して、４５〜１００％の範囲内とするのが好ましい。
【００２５】
また、スリットの縦方向長さは、短かすぎるとスリットが熱膨張を吸収する作用が不足するので、有効領域の電子ビーム通過孔の縦径と同等か、又はそれ以上であることが望ましい。また、スリットの縦方向長さが、シャドウマスクの有孔領域の縦方向幅と同じであるような長いスリットであってもよい。
ただし、スリットは張力分布によってその幅が大きく広がって変形してしまうことがないことが重要である。このためには、例えば、湾曲しているデッドスペース端部の曲率を緩めにするとよい。端部の曲率半径Ｒは、画面対角サイズ５６ｃｍの場合は３２００ｍｍ程度、また画面対角サイズ８０ｃｍの場合は、１００００ｍｍ程度とする。
【００２６】
また、スリット列は、本実施形態では３列としているが、１列であってもよい。だだし、最も効果的なのは、デッドスペースに形成可能な限りの最大列数とすることである。
【００２７】
また、縦方向におけるデッドスペースのスリットの形成範囲は、有効領域（開孔の形成されている領域）の縦方向の範囲内であることが好ましい。このことにより、シャドウマスクと長辺フレーム（支持体１６）との溶接箇所近傍の機械的強度を損ねることがないので、所望の張力分布を確保することができる。
【００２８】
図３は、図２のＩ−Ｉ線における断面図を示している。本図に示したように、デッドスペース２０に形成されているスリット２３は、間隙２５を介して互いに対向する傾斜面２６を有している。傾斜面２６の傾斜の方向は、シャドウマスク１８の裏面１８ａから表面１８ｂに行くにつれて、有効域１９とデッドスペース２０との境界線２７側に傾斜する方向である。
【００２９】
なお、本図では図示していないが、もう一方のデッドスペース２０においても、間隙を介して互いに対向する傾斜面を有したスリットが形成されており、傾斜面の傾斜の方向は、シャドウマスク１８の裏面１８ａから表面１８ｂに行くにつれて、有効域１９とデッドスペース２０との境界線側に傾斜する方向である。
【００３０】
本図に示したように、電子ビームの光束２８、２９は、矢印ｂ方向に進む。この場合、有効域１９の光束２８は開孔２１を通過するが、デッドスペース２０の光束２９はスリット２３の傾斜面２６によって、遮光されることになる。このことは、もう一方のデッドスペース２０においても同様である。
【００３１】
すなわち、本実施形態では、デッドスペース２０にスリット２３が形成されているが、スリット２３の形成部では、電子ビームの光束は遮光されるので、光束の通過に関しては、スリットの形成されていないシャドウマスクと実質的に同じになる。したがって、電子ビームがスリットを通過して、蛍光面又はそれ以外の箇所を不要に照射することを防止できる。
【００３２】
なお、図３は、スリット２３は、シャドウマスクの表面から裏面にかけて完全に貫通している場合で説明したが、対向する傾斜面との間の間隙に微小なつながり部分があってもよい。このような場合であっても、応力の吸収効果を発揮することができ、遮光が確実になる。
【００３３】
また、スリットの傾斜角は、図３に示したものに限るものではなく、応力を吸収し、電子ビームを遮光できる範囲で適宜決定すればよい。例えば、垂直面同士が対向して形成されたスリットでもよい。
【００３４】
図４は、本実施形態に係るカラー陰極線管の断面図の一部を示した図である。フェイスパネル２、蛍光体スクリーン面２ａ、及びファンネル３は、図６に示しものと同様の構成である。
【００３５】
本図に示した陰極線管は、図１に示した色選別電極１５を備えており、さらにエレクトロンシールド３０を備えている。線３１で示したように、電子ビームは、有効域１９とデッドスペース２０との境界線２７までは到達するが、線３２で示したように、電子ビームはエレクトロンシールド３０により遮られて、デッドスペース２０へは到達しない。このため、デッドスペース２０には、直接電子ビームが当たらないので、デッドスペース２０の温度上昇を抑えることができる。
【００３６】
このように、エレクトロンシールド３０により、デッドスペース２０へは、電子ビームが直接当たらないが、有効域１９に当たり乱反射した電子ビームの一部は、デッドスペース２０へ当たることになる。この場合であっても、シャドウマスク１８は、前記のようにデッドスペース２０にスリットを形成しているので、温度上昇時におけるデッドスペース２０の熱膨張を小さくすることができ、局所ドーミング現象の発生も抑えることができる。
【００３７】
なお、電子ビーム通過孔は、本実施形態ではスロット形状である例を示したが、これに限らず、長円や楕円、又はスロット形状の開孔の長辺から内部に突き出した突起が複数形成されているような形状であってもよい。また、ピッチや大きさも前記の数値に限らず、陰極線管の画面対角サイズや解像度等に応じて適宜変更すればよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の陰極線管によれば、シャドウマスクのデッドスペースの熱膨張による電子ビーム通過孔の開孔列への応力印加を抑えることができ、局所ドーミングの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る色選別電極の斜視図
【図２】本発明の一実施形態にシャドウマスクの平面図
【図３】本発明の一実施形態にシャドウマスクの断面図
【図４】本発明の一実施形態に係る陰極線管の一部の断面図
【図５】カラー陰極線管の一例の断面図
【図６】従来の色選別電極の一例の斜視図
【符号の説明】
１５ 色選別電極
１８ シャドウマスク
１９ 有効域
２０ デッドスペース
２３ スリット
２４ 外縁
２５ 間隙
２６ 傾斜部
３０ エレクトロンシールド

Claims (5)

1. 電子ビーム通過用の開孔をブリッジを介して複数個有する孔列が複数配列された有効域と、前記有効域の横方向における両外側に形成されたデッドスペースとを有し、縦方向に引張力が印加されて架張保持されているシャドウマスクを備え、前記シャドウマスクが支持体に固着された陰極線管であって、
   前記シャドウマスクは、前記引張力が印加された縦方向の両端部で、前記支持体に固着されており、前記引張力の印加方向と直交する横方向の両端部に固着されていない開放端があり、
   前記デッドスペースに、前記開孔の列に沿う方向に延在するスリットが形成されており、
   前記スリットの横方向幅は、前記デッドスペースと隣接する前記開孔の横方向幅の４５〜１００％の範囲内であることを特徴とする陰極線管。
2. 前記スリットは傾斜面を有しており、前記傾斜面によって前記デッドスペースに入射する電子ビームの光束が遮光される請求項１に記載の陰極線管。
3. 前記スリットの縦方向長さは、前記デッドスペースと隣接する前記開孔の縦方向長さと同じ又はそれ以上である請求項１又は２に記載の陰極線管。
4. 前記スリットは、間隙を介して互いに対向する傾斜面を有したスリットを含み、前記傾斜面は、前記デッドスペースに入射する電子ビームの光束を遮光するような傾斜角で形成されている請求項１から３のいずれかに記載の陰極線管。
5. 前記デッドスペースへ電子ビームが到達しないように前記電子ビームを遮蔽するエレクトロンシールドがさらに設けられている請求項１から４のいずれかに記載の陰極線管。

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