JPH0463501B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、開孔のない縁部によつて囲まれた
開孔のアレーを有するシヤドーマスクを持つ陰極
線管に関する。

＜発明の背景＞ カラーテレビジヨン受像機用陰極線管の製造時
には、開孔のアレーを有するシヤドーマスクを、
実質的に長方形のフエースプレート・パネルに隣
接して取付けてパネル構体を形成している。フエ
ースプレート・パネルは、互いに直交しかつパネ
ルの中心を通る長手軸とも直交する長軸及び短軸
を持つている。このフエースプレート・パネル
は、ガラス製であり、長軸及び短軸の双方に沿つ
て湾曲した幾分球形をした即ちドーム状の外形を
なすように形成されている。シヤドーマスク中の
開孔は、一般にはスリツト状に形成され陰極線管
の短軸に実質的に平行な列をなすように配置さ
れ、各列内で互に隣接する開孔はシヤドーマスク
中のブリツジ部即ちウエブによつて互いに離間さ
れている。開孔の形成は、通常はホトリソグラフ
イ技術を利用したエツチングによつて行われる。
開孔のアレーの全体的な形状によつて、陰極線管
のフエースプレート・パネル上の映像の形状が決
定される。

シヤドーマスクには、エツチングされた開孔の
アレーを囲むエツチングされていない部分から成
る開孔のない縁部が設けられている。この縁部
は、開孔のアレーの周辺とマスク・スカートに隣
接する折り曲げ線との間に設けられている。マス
ク・スカートは、実質的に中心軸と平行であり、
この中心軸に対して直交する向きに配置されたシ
ヤドーマスク・フレームによつて支持されてい
る。シヤドーマスク・フレームは、フエースプレ
ート・パネルのガラス側壁から内側に伸延した取
付けスタツドに係合するスプリングによつて支持
されている。シヤドーマスク・フレームと上記支
持されたシヤドーマスクの折り曲げ線との全体的
な形状は、フエースプレート・パネルのガラス側
壁の輪郭と同様な形である。

カラー陰極管は３個の電子銃を持ち、これらの
電子銃から放射された３本の電子ビームは、螢光
原色即ち赤、緑及び青にそれぞれ対応するもの
で、共通の偏向ヨークを通過する。次に３本のビ
ームは開孔を有するシヤドーマスクを通過し、こ
れによつて各ビームは、シヤドーマスクに近接し
てフエースプレート・パネルの内側表面上に設け
られた陰極発光スクリーンの区分された赤、緑及
び青カラー螢光体の１つだけに当たる。電子銃の
１つから発射された電子がスクリーンに当たる箇
所に、カラー螢光体の１つがシヤドーマスクの開
孔の寸法に近い１本の筋状に被着されている。ス
クリーンの他の部分は、この１つの電子銃につい
て見る限り、シヤドーマスクの陰になつている。
従つて、シヤドーマスク中の開孔の位置及び寸法
は、根本的に良好な色純度を得るのに重要であ
る。水平及び垂直方向に偏向される電子ビームに
よつて走査された長方形の領域はラスタと呼ばれ
る。長軸に沿つてシヤドーマスク中の開孔のアレ
ーの周辺を越えるラスタの部分は過走査として知
られている。過走査が大きいほど、ラスタの可成
りの部分が開孔のアレーの外側に外れて失われ、
これによつて失われる映像情報量もそれだけ多く
なる。

陰極線管の初期動作期間中に、シヤドーマスク
は、電子ビームの衝撃によつて加熱され、その電
子ビームの線エネルギの80パーセントも吸収す
る。シヤドーマスクは、比較的薄い金属で作られ
ており、これより厚くてヒート・シンクとして働
く支持フレームよりも速く昇温する。これによつ
て温度差が生じて、シヤドーマスクが支持フレー
ムよりも速く膨張することになる。シヤドーマス
クはその周辺部で支持フレームに溶接されている
ため、シヤドーマスクの上記のようなより急速な
膨張は支持フレームによつて妨げられ、そのため
シヤドーマスクはドーム状に隆起（ドーミング）
する。このマスクドーミングに因つて、シヤドー
マスクを通過した電子ビームはスクリーン上の関
連する螢光体素子に対して位置的不整合（ミスレ
ジスタ）を生じ、その結果色純度が低下する。こ
の変動は、マスク・フレーム構体をシヤドーマス
クの温度上昇に応じてスクリーン側へ移動させて
位置的整合（レジストレーシヨン）を回復するよ
うにする熱応動フレーム支持体の使用によつて大
幅に補償できる。

シヤドーマスクの温度上昇によるもう１つの影
響であつてしかも熱応動フレーム支持体で補償で
きないのは、シヤドーマスク自体に温度の勾配が
存在してこれによりシヤドーマスクがドーム状に
隆起するようなある条件下でのシヤドーマスクの
膨張である。このような隆起に因つて、シヤドー
マスクの不整合及びその不整合の変動が比較的低
い過走査状態、代表的には過走査部が走査全体の
３乃至５パーセントの時に生じる。低過走査状態
ではより多量の映像情報を得ることが可能である
から、陰極線管が比較的低い過走査状態で動作す
る際、シヤドーマスクの隆起による不整合及びそ
の不整合の変動を最小限に抑えることが望まれて
いる。

＜発明の概要＞ この発明によれば、陰極線管は、開孔のアレー
を有するシヤドーマスクを持つている。このシヤ
ドーマスクは、実質的に長方形のフエースプレー
ト・パネルに隣接して取付けられており、このパ
ネルは、互いに直交しかつパネルの中心を通る長
手軸とも直交する長軸及び短軸に沿つて湾曲して
いる。シヤドーマスクは、幅が変化した縁部を有
し、この縁部は、開孔のアレーの周辺と、中心軸
に対して直交する向きに配置されたシヤドーマス
ク・フレームによつて支持されかつ中心軸に対し
て実質的に平行な周縁マスク・スカートに接する
折り曲げ線との間に配置されている。縁部の幅
は、長軸上で最も狭く、長軸に沿つて短軸から折
り曲げ線までの距離の５パーセント以下であるこ
とが望ましい。

＜推奨実施例の詳細な説明＞ 第１図には、実質的に長方形のフエースプレー
ト・パネル１４とこれにフアンネル１８によつて
結合された管状ネツク部１６とから成るガラス外
囲器１２を有する従来技術の陰極線管１０が示さ
れている。フエースプレート・パネル１４はフエ
ースプレート２０と外周フランジ即ち側壁２２と
から成り、側壁２２はガラス・フリツト２４によ
つてフアンネル１８に封着されている。フエース
プレート２０は、互いに直交しかつフエースプレ
ート２０の中心を通る中心軸Ｚとも直交する長軸
Ｘ及び短軸Ｙの双方に沿つて湾曲している。

フエースプレート２０の内側表面には、長方形
の３色陰極線発光型の螢光スクリーン２６が設け
られている。スクリーン２６は、螢光体線が陰極
線管１０の短軸Ｙ（第１図の平面に対して垂直）
に対して実質的に平行に伸延する線型スクリーン
であることが望ましい。Ｌ字型フレーム３２に固
定された色選択電極即ちシヤドーマスク３０から
成るマスク・フレーム構体２８が、フエースプレ
ート・パネル１４内にスクリーン２６に対して所
定の離間関係でスプリング３４によつて取外し可
能に取付けられている。シヤドーマスク３０は、
複数のスリツト状の開孔３６とマスク・スカート
４０に接する周縁折り曲げ線３８とを有する。マ
スク・スカート４０は、中心軸Ｚに対して実質的
に平行でありシヤドーマスク・フレーム３２の内
側に固定されている。第１図において破線で略示
したインライン型電子銃４２が、ネツク部１６内
の中心に取付けられており、３本の電子ビームを
発生し、これらを最初同一平面上に在る集中路に
沿いシヤドーマスク３０中の開孔３６を通してス
クリーン２６に向けて投射する。

第１図の陰極線管１０、ネツク部１６とフアネ
ル１８との接合点付近でこれらを囲むように略示
されたヨーク４６のような外部磁気偏向ヨークと
共に使用するように設計されている。ヨーク４６
は、３本の電子ビーム４４に対して垂直及び水平
磁束を作用させて、スクリーン２６上に長方形の
ラスタを描くようにそれぞれ長軸に沿う水平方向
と短軸に沿う垂直方向に走査させる。

第２図には、陰極線管１０のフエースプレー
ト・パネル１４の正面から見た形が示されてい
る。フエースプレート・パネル１４の外周は、各
側辺が外側に僅かに湾曲（凸出）しているが実質
的に長方形である。スクリーン２６の外縁は、長
方形であり第２図では破線４８で示されている。
シヤドーマスク３０中のスリツト状開孔３６は、
実質的に平行な列を成すように並べられ各列内で
ウエブ部分によつて互いに離間されており、第２
図に示されるように輪郭となる周辺５２を有する
アレー５０が形成されている。この開孔のアレー
５０の全体的形状によつて陰極線管１０のフエー
スプレート２０上の映像の形状が決定される。フ
エースプレート２０のスクリーン２６上に長方形
の映像を得るために、一般に第２図に示されるよ
うに開孔のアレー５０の長軸Ｘの方向に沿う周辺
５２は外側に僅かに湾曲し、短軸Ｙの方向に沿う
周辺５２は内側に僅かに湾曲して「糸巻」形にな
つている。

シヤドーマスク３０は、エツチングされた開孔
３６のアレー５０を囲んで、エツチングされてい
ない部分から成る開孔のない縁部５４を持つてい
る。縁部５４は、開孔のアレー５０の周辺５２と
マスク・スカート４０に沿う折り曲げ線３８との
間に位置している。シヤドーマスク・フレーム３
２の全体の形状はフエースプレート・パネル１４
の側壁２２の形状と同様であるから、シヤドーマ
スク３０の折り曲げ線３８も外側に僅かに湾曲し
ている。従つて、縁部５４は第２図の距離Ａで示
されるように長軸Ｘ上で比較的幅広となつてい
る。また、シヤドーマスク３０及びシヤドーマス
ク・フレーム３２は、1986年７月８日付けでラグ
ランド（F.R.Ragland，Jr.）氏に与えられた米
国特許第4599533号明細書に開示されたような、
先端が切取られた角部５６を持つている。

第３図及び第４図には、従来の陰極線管１０に
おける、種々異なつた過走査状態の影響が例示さ
れている。中心軸Ｚと直交する向きに配置された
シヤドーマスク・フレーム３２は、側壁２２から
内側に伸延しかつスプリング３４に係合する取付
けスタツド５８によつて側壁２２に近接して支持
されている。シヤドーマスク３０は、代表的には
0.15mmの厚さの鋼で作られ、第３図及び第４図に
示されるように例えばシヤドーマスク・フレーム
３２の内側に溶接されて、マスク内側フレーム構
体（MIFA）を形成している。第４図には、電子
ビーム４４が、ゼロパーセント過走査、５パーセ
ント過走査及び10パーセント過走査の形でシヤド
ーマスク３０に当つている状態が示されている。
ゼロパーセント過走査の時には、ラスタの縁ある
いは電子ビーム４４の走査領域は、長軸Ｘ上で開
孔のアレー５０の周辺５２と一致する。５パーセ
ント過走査の時には、ラスタの縁は、シヤドーマ
スク３０の折り曲げ線３８の近くに配置された周
辺ビード６０の付近でシヤドーマスク３０に当た
る。10パーセント過走査の時は、ラスタの縁は、
第４図に示されるように長軸Ｘ上でほぼ折り曲げ
線３８と一致する。

比較的低過走査状態、代表的には走査全体の３
乃至５パーセントで、第３図及び第４図の従来技
術の構造では、最初「コールド・リング（cold
ring）」が折り曲げ線３８と周辺ビード６０の付
近との間に出来たと仮定する。電子ビーム４４の
衝撃によつて加熱される縁部５４の部分からの熱
放散は主に放射によるものであるから、この周辺
の「コールド・リング」が熱伝導によつて加熱さ
れるには比較的長い時間がかかる。この結果生ず
る縁部５４における温度差に因つて、シヤドーマ
スク３０の平面に反力が生じ、これに因つて縁部
５４の「コールド・リング」部分が長時間かかつ
て温まる前に過度のドーム状隆起が生じる。

第５図及び第６図には、低過走査時に縁部６４
に生ずるこの不都合な温度差を最小限に抑えるよ
うな縁部６４が設けられたシヤドーマスクを具え
たこの発明の陰極線管の一実施例が示されてい
る。エツチングされていない縁部６４の幅が、隆
起に因る不整合の量とビーム過走査の変化に対す
るこの不整合量の依存性に、重要な影響を及ぼす
ことが判つた。特に、縁部６４の幅は、長軸Ｘ上
で比較的狭く、長軸Ｘに沿つて短軸Ｙから折り曲
げ線６６までの距離の５パーセントを越えない値
にすべきであることが判つた。縁部６４の幅は、
第５図中の距離Ｂで示されるように長軸上で最も
狭くなつていることが望ましい。理想的には、開
孔のアレー７０の周辺６８と折り曲げ線６６との
間に位置するエツチングされていない縁部６４
は、これが低過走査（代表的には走査全体の３乃
至５パーセント）時においてラスタによつて完全
に走査されて、その結果シヤドーマスク６２の外
縁がより均等に加熱されて隆起による不整合が低
減されるように、形成すべきである。第６図に示
されるように、４パーセントの過走査時における
ラスタの縁は、長軸Ｘ上で丁度ビート７２を越え
た直後の、折り曲げ線６６位置とほぼ一致する。
26V／110゜映像管の場合、長軸Ｘに沿つて短軸Ｙ
から折り曲げ線６６までの距離が約251mm（約9.9
インチ）であるのに対して、距離Ｂは約10.2mm
（約0.4インチ）である。

スクリーン２６上の映像の形状を決定する開孔
のアレー７０の周辺６８は変化しないから、折り
曲げ線６６の形状は、フレーム／ガラス界面にで
はなくて開孔のアレー７０によつて決定される。
即ち、折り曲げ線６６及びマスク・スカート７４
は、フレーム７６の先端が切取られた角部７８の
箇所以外、フレーム７６から内側に離れて配置さ
れている。従つて、低過走査状態で縁部６４がラ
スタによつて完全に走査されるようにしようとす
れば、縁部６４の幅はその過走査されるラスタの
形によつて決定され、その最も重要な位置はラス
タの縁が長軸Ｘと交差するところである。

シヤドーマスク６２の上記のような設計思想を
実現するためには、シヤドーマスク６２の形状が
フレーム７６の形状から可成り逸脱することが出
来るようなマスク−フレーム支持体を用いる必要
がある。この実施例では、第５図及び第６図に示
されるように、外周のマスク・スカート７４は外
側に突出した複数の溶接ポケツト８０を持ち、こ
れらの溶接ポケツト８０はそれぞれフレーム７６
から内側に突出した複数の溶接溝８２に固定され
ている。また、短軸Ｙの方向に沿つて延びるエツ
チングされたアレー７０の周辺６８が内側に僅か
に湾曲して「糸巻」形になつているこの実施例で
は、長軸Ｘと交差する折り曲げ線６６の部分は第
５図に示されるように中心軸Ｚの方へ内側に湾曲
している。この実施例では、開孔のアレー７０の
周辺６８と折り曲げ線６６との間のエツチングさ
れていない縁部６４の幅を小さくするために、こ
の折り曲げ線６６もまたこの「糸巻」形であるこ
とが必要である。

このシヤドーマスク６２によつて、低過走査時
の隆起に因る不整合作用が改善され、ビーム過走
査量の変動に対する隆起不整合量の依存性が低減
される。縁部６４の幅を長軸Ｘ上で比較的狭くす
る目的は、シヤドーマスク６２の中心から縁まで
の温度勾配を最小限に抑えることと、過走査状態
の或る範囲即ち陰極線管の動作中の代表的なビー
ム過走査量の変動に対して温度勾配を一定に維持
することである。この結果、比較的狭い縁部６４
によつて、低過走査時における隆起に因る不整合
が最小限に抑えられ、過走査量の変動に影響され
にくいシヤドーマスク６２が得られる。

この推奨実施例はスリツト型シヤドーマスクに
関して示されているが、この発明は、フレームの
外側に固定されたシヤドーマスクに加えて円形の
開孔を有するものを含む他の型のシヤドーマスク
を持つ陰極線管にも適用できる。また、この発明
は、球面状、バイラジアル（biradial）状あるい
は更に複雑に湾曲したものを含む種々形状のシヤ
ドーマスクを持つ陰極線管にも適用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はフエースプレート・パネルに隣接した
シヤドーマスクを持つ従来の陰極線管の一部軸方
向断面を示す平面図、第２図は第１図の線２−２
に沿つて見たフエースプレート・パネルの前面
図、第３図は第１図の線３−３に沿つて見た部分
的断面図、第４図は第３図の線４−４に沿つて見
た部分的断面図、第５図は第３図に類似したこの
発明の１つの実施例を組入れた陰極線管の部分的
断面図、第６図は第５図の線６−６に沿つて見た
部分的断面図である。 １４……フエースプレート・パネル、６２……
シヤドーマスク、６４……縁部、６６……折り曲
げ線、６８……開孔のアレーの周辺、７０……開
孔、７４……マスク・スカート、７６……シヤド
ーマスク・フレーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に長方形のフエースプレート・パネル
   に隣接して取付けられた、開孔のアレーを持つた
   シヤドーマスクを有する陰極線管であつて； 上記フエースプレート・パネルは、互いに直交
   しかつこのフエースプレート・パネルの中心を通
   る中心軸にも直交する長軸及び短軸に沿つて湾曲
   しており、 上記シヤドーマスクは、上記開孔のアレーの周
   辺と、上記中心軸に対して直交する向きに配置さ
   れたシヤドーマスク・フレームによつて支持され
   かつ上記中心軸に実質的に平行なマスク・スカー
   トに沿う折り曲げ線との間に設けられた、幅に変
   化のある縁部を持ち、 上記縁部の幅が上記長軸上で最も狭く設定され
   ている、陰極線管。