JPH0689670A

JPH0689670A - 陰極線管

Info

Publication number: JPH0689670A
Application number: JP23825492A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tanabe; 英夫田辺; Hiroshi Kawasaki; 浩川▲崎▼; Yuichi Kijima; 勇一木島
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1992-09-07
Filing date: 1992-09-07
Publication date: 1994-03-29

Abstract

(57)【要約】【構成】マスクフレーム（ＭＦ）の短辺側の２側面のほ
ぼ中央部には、マスクフレーム（ＭＦ）に固定した一端
部（Ｅ）の電子ビーム照射時の移動方向が、該一端部
（Ｅ）付近の電子ビームの照射方向とほぼ一致する構造
の保持部材（ＳＰＳ）を取り付け、長辺側の２側面のほ
ぼ中央部には、マスクフレーム（ＭＦ）に固定した一端
部（Ｅ）の電子ビーム照射時の移動方向が、該一端部
（Ｅ）付近の電子ビームの照射方向とほぼ一致しない構
造の保持部材（ＳＰＬ）を取り付けた構成。【効果】マスクフレームの変形、保持部材の嵌合ずれの
発生を防ぎ、かつ、電子ビームのＸ軸方向のミスランデ
ィングを抑制することができ、大電流を流す高輝度動作
時においても色ずれの小さい画面を、安価な軽量のマス
クフレームを使用して実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受像管、
端末ディスプレイ装置等に用いられる陰極線管に係り、
特に、張力が印加されたシャドウマスク、このシャドウ
マスクを支持するほぼ矩形のマスクフレーム、およびこ
のマスクフレームを外囲器内で保持するスプリング材か
らなる保持部材とを主構成要素とする張架シャドウマス
ク構体を有する陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー映像表示に用いる陰極線管（以下
カラー陰極線管という）は、映像スクリーンであるパネ
ル部（フェースプレート）、電子銃を収容するネック
部、およびパネル部とネック部を連結するファンネル部
とから構成され、上記ファンネル部分には電子銃から発
射された電子ビームをパネル内面に塗布形成された蛍光
面上を走査させる偏向装置が装着される。

【０００３】上記ネック部内に収容される電子銃は、カ
ソード電極、制御電極、集束電極、加速電極等の各種の
電極を備え、カソード電極からの電子ビームを制御電極
に印加される信号で変調し、集束電極、加速電極を通し
て所要の断面形状とエネルギーを付与して、上記蛍光面
に射突させる。電子ビームは、電子銃から蛍光面に達す
る途上において、ファンネル部に設けた前記偏向装置に
より、水平方向、垂直方向の偏向を受けることで、蛍光
面上に映像を形成するものである（特開昭５９−２１５
６４０号公報)。

【０００４】図３は、ストライプ状のカラー蛍光面、ス
ロットタイプの多数の長孔を有するシャドウマスク、お
よび電子銃を説明するための斜視図である。４は蛍光
面、５はシャドウマスク、１１は電子銃、Ｂは電子ビー
ムである。

【０００５】一般に、スロットおよびスリットなどの長
孔を有するシャドウマスク型のカラーブラウン管は、図
３に示すように、通常、蛍光面４にストライプ状の赤、
青、緑の３原色の蛍光体を配置し、その赤、青、緑に対
応する３本の電子ビームを発射する電子銃１１を有す
る。電子銃１１はブラウン管の管体の中心軸に関して対
称に配置され、電子銃１１と蛍光面４との間に配置され
たシャドウマスク５の孔を通過する各電子ビームＢを発
射する。蛍光面４の赤、青、緑のストライプ状の蛍光体
とシャドウマスク５のスロットタイプの長孔は規則的に
配置され、各電子ビームＢがそれぞれの発光色の蛍光体
のみを衝撃するように配置されている。また、電子銃１
１と蛍光面４との間に配置された偏向コイル（図示省
略）は、蛍光面４上に３本の電子ビームＢを走査させて
カラー画像を形成する。良好な色再現を行なうために
は、シャドウマスク５の多数の孔とそれらに対応する蛍
光面４の赤、青、緑のストライプ状の蛍光体４との相対
的位置関係は所定の整合関係にあり、シャドウマスク５
の孔を通過した電子ビームＢが所定の蛍光体に正確に射
突する必要がある。しかし、通常、電子ビームＢがシャ
ドウマスク５を通過する率は１５〜２５％であり、他の
大部分の電子ビームはシャドウマスク５に射突してシャ
ドウマスク５を加熱膨張させることになる。この加熱膨
張は、特に明るい画面を得るためにビーム電流を増加さ
せたときに大きくなり、その結果、電子ビームＢの蛍光
体へのランディング位置が大きく変動して、色純度の劣
化を引き起こすことになる。

【０００６】シャドウマスクの電子ビームによる加熱膨
張によって色純度が劣化することを防ぐ方法の一つとし
て、シャドウマスクに張力を与える方法が提案されてい
る。さらに、シャドウマスクに張力を与える方法に工夫
をした方法が例えば、特開昭５９−１６７９３６号公報
や特開昭６２−１３３６４５号公報に提案されている。
前者では、シャドウマスク取付け用のマスクフレームを
その側面からマスクフレームの中心に向かって圧縮した
状態で、伸長したシャドウマスクをマスクフレームに取
り付けることを特徴としている。また後者では、シャド
ウマスクとマスクフレームに使用する金属材料が、それ
ぞれ５００℃までの熱膨張曲線に屈曲点を有するもので
あり、シャドウマスクには屈曲点の温度の低い材料を使
用し、マスクフレームには屈曲点の温度の高い材料を使
用することを特徴としている。

【０００７】図４（ａ）は、マスクフレームの正面図、
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ′切断線における断
面図である。図で、ＭＦはマスクフレームである。

【０００８】図５は、マスクフレームの変形状態を示す
概略図で、（ａ）は、シャドウマスクをマスクフレーム
に溶接する前、（ｂ）はシャドウマスクをマスクフレー
ムに溶接した後、（ｃ）は動作時の変形状態を示す。

【０００９】シャドウマスクの孔形状が、図３に示した
スロットタイプや、Ｘ軸（横軸）方向にブリッジのない
Ｙ軸（縦軸）方向に連続したスリットをもつグリルタイ
プのシャドウマスクを、張力を印加した状態でマスクフ
レームＭＦに取り付ける前は、図５（ａ）に示すような
矩形状であるが、このようなシャドウマスクを張力を印
加してマスクフレームＭＦに溶接して取り付けた後は、
マスクフレームＭＦは図５（ｂ）、図４（ａ）の破線で
示すように変形する。すなわち、ほぼ矩形のマスクフレ
ームＭＦの長辺はマスクフレームＭＦの内側に向かって
凹み（つまり、ピンクッション形に変形）、短辺は外側
に向かって膨らむ（つまり、バレル型に変形する）。こ
れに対して、孔の形状がドットタイプのシャドウマスク
の場合は、シャドウマスクの強度が概ね等方的なため、
長辺、短辺ともに内側に向かってピンクッション形に変
形することが多いが、スロットタイプやグリルタイプの
長孔を有するシャドウマスクの場合は、Ｘ軸方向に比
べ、Ｙ軸方向の張力が圧倒的に大きいため、マスクフレ
ームＭＦの変形の仕方が異なる。

【００１０】いずれのタイプにおいても、シャドウマス
クをマスクフレームＭＦに溶接した後は、図４（ａ）の
破線に示すように湾曲した状態で釣合いが取れている
が、既に説明したように、動作時にシャドウマスクに電
子ビームが当ってシャドウマスクが熱膨張すると、張力
の釣合いが取れなくなり、スロットタイプやグリッドタ
イプの長孔を有するシャドウマスクの場合、図５（ｂ）
の変形状態から図５（ａ）の元の長方形の状態に戻ろう
として、図５（ｃ）および図４（ａ）に示すように、マ
スクフレームＭＦの長辺は矢印ｂのように外側に向かっ
て動き、短辺は矢印ａのように内側に向かって動く。図
５（ｃ）に示すこのようなマスクフレームＭＦの変形に
よって、シャドウマスクにたるみが生じることにより色
ずれが発生する現象を大幅に抑制することができる（ピ
ュリティシフトの抑制）。しかし、厳密にはマスクフレ
ームＭＦの変形とともに、それに固着されているシャド
ウマスクの孔も変位するため、電子ビームの蛍光体への
ランディング位置が変動して色ずれの原因となる。ここ
で、スロットタイプやグリルタイプのシャドウマスクを
もつストライプ状の蛍光面のカラーブラウン管では、同
一色のストライプ状の蛍光体がＹ軸方向に伸長し、３色
の蛍光体がＸ軸方向に交互に配置形成されているため、
Ｙ軸方向の電子ビームのランディングのずれは色ずれの
原因とはならない。一方、Ｘ軸方向の電子ビームのラン
ディングのずれは直接色ずれの原因となる。すなわち、
マスクフレームＭＦが図５（ｂ）に示す形状から、動作
時、電子ビームの照射によりシャドウマスクが熱膨張し
て図５（ｃ）に示すように変形するとき、マスクフレー
ムＭＦの短辺の内側に向かう変形のみが色ずれの原因と
なる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、カラー
選択用の多数のスロットタイプやグリルタイプの長孔を
有するシャドウマスクが張力を印加されて保持されたマ
スクフレームＭＦを外囲器内で保持するのに、一端部が
マスクフレームＭＦの４辺の各側面にそれぞれ固定さ
れ、他端部が外囲器にそれぞれ固定されたスプリング材
からなる４個の保持部材を用いた陰極線管において、マ
スクフレームＭＦが図５（ｂ）に示す形状から、動作
時、電子ビームの照射によりシャドウマスクが熱膨張し
て図５（ｃ）に示すように変形するときに発生するシャ
ドウマスクの孔の変位による色ずれを抑制することがで
きる陰極線管を提供するものである。

【００１２】さらに、本発明は、動作時、電子ビームの
照射によりマスクフレームが変形したり、保持部材と外
囲器内壁に植設されたピンとの嵌合ずれが発生しにくい
陰極線管を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、パネル部およびネック部とこれらの相
互間を連結するファンネル部とからなる排気された外囲
器と、上記パネル部の内表面に設けたストライプ状のカ
ラー蛍光体スクリーンと、上記スクリーンに投射され、
励起発光させる複数の電子ビームを射出する電子銃と、
上記スクリーンに近接対向して配置され、カラー選択用
の多数の長孔を有するシャドウマスクと、上記シャドウ
マスクを張力を印加した状態でその周囲で保持するほぼ
矩形のマスクフレームと、一端部が上記マスクフレーム
の４辺の各側面にそれぞれ固定され、他端部が上記外囲
器にそれぞれ固定され、上記マスクフレームを上記外囲
器内で保持するスプリング材からなる４個の保持部材と
を含んでなり、上記マスクフレームの短辺側と長辺側に
はそれぞれ構造の異なる上記保持部材を取り付け、上記
短辺側の２側面のほぼ中央部には、上記マスクフレーム
に固定した上記一端部の上記電子ビーム照射時の移動方
向が、該一端部付近の電子ビームの照射方向とほぼ一致
する構造の上記保持部材を取り付け、上記長辺側の２側
面のほぼ中央部には、上記マスクフレームに固定した上
記一端部の上記電子ビーム照射時の移動方向が、該一端
部付近の電子ビームの照射方向とほぼ一致しない構造の
上記保持部材を取り付けた陰極線管を提供する。

【００１４】

【作用】上記のような構成の保持部材により、電子ビー
ムの照射時、すなわち、動作時、マスクフレームが図５
（ｂ）の状態から（ｃ）に示すように変形するとき、マ
スクフレームの短辺側の側面が内側に変形すると同時
に、マスクフレームおよびシャドウマスクをパネル部か
ら（図２の矢印ｃ方向に）遠ざけ、Ｘ軸方向の色ずれを
補正する作用をする。一方、長辺側に取り付けた保持部
材は、長辺側の側面が外側に（図４（ａ）の矢印ｂ方向
に）変形しても、変形と同時にマスクフレームおよびシ
ャドウマスクをパネル部に近付けることはなく、そのた
め、短辺と長辺の各側面に逆向きの力（ねじれの力）が
加わることが回避でき、マスクフレームが変形したり、
保持部材と外囲器内壁に植設されたピンとの嵌合ずれが
発生したり、かつ、Ｘ軸方向の色ずれの補正が充分に行
なわれないという問題を抑制することができる。すなわ
ち、Ｘ軸方向の蛍光体とシャドウマスクの孔との変位に
よる色ずれは、短辺側に設けた保持部材によって補正さ
れ、また、長辺側に設けた保持部材により、マスクフレ
ームの外側への変形とは無関係に、短辺側の内側への動
きとバランスが取れ、マスクフレームへのアンバランス
な力が加わるのを防ぐことができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明のカラー陰極線管について実施
例によって具体的に説明する。

【００１６】図６は、本発明の一実施例の陰極線管の断
面図である。１はパネル部（フェースプレート）、２は
ファンネル部、３はネック部、ＶＬはこれらにより構成
される陰極線管の排気された外囲器、４はパネル部１の
内表面に設けたストライプ状のカラー蛍光体スクリーン
（蛍光面あるいは画面とも称す。図３の４参照)、１１
はスクリーン４に投射され、蛍光体を励起発光させる複
数の電子ビームを射出する電子銃、５はスクリーン４に
近接対向して配置され、カラー選択用の多数の長孔を有
するシャドウマスク、ＭＦはシャドウマスク５をその周
囲で保持するほぼ矩形枠状のシャドウマスクフレーム、
６は磁気シールド、７は偏向ヨーク、８はピュリティ調
整マグネット、９はセンタービームスタティックコンバ
ーゼンス調整マグネット、１０はサイドビームスタティ
ックコンバーゼンス調整マグネット、またＢｃはセンタ
ービーム、Ｂｓはサイドビームである。

【００１７】シャドウマスク５は軟鋼板からなり、シャ
ドウマスクフレームＭＦの周囲に溶接固定されており、
局部的な熱変形を抑えるため、張力が加わっている。シ
ャドウマスクフレームＭＦは、シャドウマスク５より熱
膨張率の小さいステンレス材製である。

【００１８】なお、このようなカラー陰極線管のコンバ
ーゼンス調整（スタティックコンバーゼンス）は、まず
２本のサイドビームＢｓ、Ｂｓのコンバーゼンスを取っ
た後、センタービームＢｃと上記サイドビームＢｓのコ
ンバーゼンス点とを集中させるようにしている。

【００１９】また、パネル部１の外表面には、必要によ
り反射、帯電を防止する例えばＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃等を
含む薄膜が一層又は多層に形成されている。さらに図示
しないがファンネル部２の内表面には黒鉛などからなる
内装導電膜が被着されており、導電膜としてはアーク抑
制を目的として黒鉛に加えて二酸化チタン等を含み抵抗
値を制御している。なお、この導電膜は高圧端子（図示
せず）と電子銃１１とを電気的に接続している。

【００２０】図１（ａ）は、電子銃１１設置側（蛍光面
４と反対側。図６参照）から見たシャドウマスクフレー
ムＭＦの一部切欠斜視図である。ＳＰＳはマスクフレー
ムＭＦの短辺側の側面に溶接固定されたスプリング材か
らなる保持部材、ＳＰＬはマスクフレームＭＦの長辺側
の側面に溶接固定されたスプリング材からなる保持部材
である。後で詳細に説明するが、保持部材ＳＰＳとＬＳ
Ｐとは構造、形状が異なる。図１（ｂ）は、マスクフレ
ームＭＦの短辺側の側面に溶接固定された保持部材ＳＰ
Ｓを示す要部断面図、図１（ｃ）は、マスクフレームＭ
Ｆの長辺側の側面に溶接固定された保持部材ＳＰＬを示
す要部断面図である。図２は、陰極線管の外囲器ＶＬ内
における短辺側の保持部材ＳＰＳによるマスクフレーム
ＭＦの保持状態を示す要部断面図である。

【００２１】図２に示すように、内面にカラー蛍光面４
が形成されたパネル部１の側内壁に植設されたピンＰＩ
に、一端部がマスクフレームＭＦの短辺側の側面に溶接
固定されたスプリング材からなる保持部材ＳＰＳをそれ
に設けた丸孔を介して係合させることにより、マスクフ
レームＭＦがパネル部１に懸架され、外囲器ＶＬ内で保
持されている。なお、シャドウマスク５の全面には、そ
の一部を図３に示すように、例えば、Ｘ軸方向の横ピッ
チ０．３ｍｍ、Ｙ軸方向の縦ピッチ０．９ｍｍ、スロッ
トタイプの長孔の幅０．０７５ｍｍ、ブリッジの幅０．
０９ｍｍで、長孔が規則的に配列されている。

【００２２】相互の間隔が５．５ｍｍでパネル部１の内
面の中心で集中するように、電子銃１１から発射された
３本の電子ビームＢは、偏向コイル７によってカラー蛍
光面４の全面にわたって偏向される。電子ビームＢの大
部分の射突によってシャドウマスク５が加熱されると、
このシャドウマスク５は、温度が上昇して膨張し、電子
ビームＢがシャドウマスク５の孔を通ってカラー蛍光面
４上にランディングする位置が所定の位置から変位す
る、いわゆる、ランディング誤差を生じる。このときの
シャドウマスク５およびマスクフレームＭＦの変位の方
向は、図４（ａ）の矢印ａおよびｂの方向、すなわち、
破線で示した形状が実線で示した元の長方形状に戻る方
向である。したがって、長方形の外周に近い箇所のシャ
ドウマスク５の孔は、それぞれ外側と内側の方向にずれ
ることになり、電子ビームＢもシャドウマスク５の孔を
通してカラー蛍光面４上にランディングする位置がやは
りそれぞれ外側と内側の方向にずれる。そのずれの量
は、長方形の長軸（短辺の中点どうしをつなぐ長い方の
中心線）、短軸（長辺の中点どうしをつなぐ短い方の中
心線）上の外周に近い箇所が一番大きい。

【００２３】このように、図１（ａ）、（ｂ）、および
図２に示すように、マスクフレームＭＦの短辺側の側面
のほぼ中央部に、図示のような構造、形状のスプリング
材からなる保持部材ＳＰＳ（Ｑ寸法を補正するキャンテ
ィレバー）を溶接固定した。すなわち、動作時、電子ビ
ームの照射によりシャドウマスク５が熱膨張するとき
に、保持部材ＳＰＳのマスクフレームＭＦの側面への取
り付け端部Ｅの移動方向が、この端部Ｅ付近の電子ビー
ムＢ′（図２）の方向とほぼ一致するような、図示のよ
うな構造、形状の保持部材ＳＰＳを取り付けた。つま
り、動作時、マスクフレームＭＦの短辺側の側面は、そ
の内側に向かう方向（図４（ａ）および図２の矢印ａの
方向）に動くと同時に、保持部材ＳＰＳの作用により、
マスクフレームＭＦおよびシャドウマスク５をパネル部
１から図２の矢印ｃ方向に遠ざけるので、保持部材ＳＰ
Ｓの端部Ｅの移動方向（図２の矢印ｃ方向）は、この端
部Ｅ付近の電子ビームＢ′の方向とほぼ一致し（ただ
し、向きは逆）、Ｘ軸方向の色ずれを補正する作用を行
なう。

【００２４】一方、マスクフレームＭＦの長辺側の側面
のほぼ中央部には、短辺側の保持部材ＳＰＳと構造、形
状が異なる、図１（ａ）、（ｃ）に示すような、スプリ
ング材からなる保持部材ＳＰＬを溶接固定した。すなわ
ち、動作時、電子ビームの照射によりシャドウマスク５
が熱膨張するときに、保持部材ＳＰＬのマスクフレーム
ＭＦの側面への取り付け端部Ｅの移動方向が、この端部
Ｅ付近の電子ビームの方向と一致しないような（図４の
矢印ｂ方向あるいはその反対方向には動くが、パネル部
１に対して近付いたり、遠ざかったりしない）、図示の
ような構造、形状の保持部材ＳＰＬを取り付けた。つま
り、動作時、マスクフレームＭＦの長辺側の側面は、そ
の外側に向かう方向（図４（ａ）の矢印ｂの方向）に動
くが、保持部材ＳＰＬは図１（ａ）、（ｃ）のような構
造、形状なので、マスクフレームＭＦおよびシャドウマ
スク５をパネル部１から遠ざけたり、近付けたりせず、
保持部材ＳＰＳの端部Ｅの移動方向は、この端部Ｅ付近
の電子ビームの方向とほぼ一致せず、Ｙ軸方向の色ずれ
を補正する作用を行なわない。なお、マスクフレームＭ
Ｆの長辺側の側面のほぼ中央部にも、短辺側に取り付け
たのと同じ構造、形状の保持部材ＳＰＳを取り付けた場
合では、図２を参考にすると、動作時、マスクフレーム
ＭＦの長辺側の側面が外側に向かって動くと、マスクフ
レームＭＦおよびシャドウマスク５をパネル部１に近付
けようとするので、マスクフレームＭＦの短辺側の側面
と長辺側の側面とに逆向きの力（ねじれの力）が加わ
り、マスクフレームＭＦが変形したり、保持部材ＳＰ
Ｓ、ＳＰＬとパネル部１の内側壁に植設されたピンＰＩ
との嵌合ずれが発生し、あるいは、保持部材ＳＰＳによ
るＸ軸方向の色ずれの補正が充分に行なわれないという
問題が発生する。

【００２５】以上説明したように、マスクフレームＭＦ
の短辺側の側面のほぼ中央部には、マスクフレームＭＦ
の側面の内側への変位により、これをカラー蛍光面４か
ら遠ざける動きをする保持部材ＳＰＳを取り付け、マス
クフレームＭＦの長辺側の側面のほぼ中央部には、マス
クフレームＭＦの側面の外側への変位によっても、これ
をカラー蛍光面４に近付けるような管軸方向の動きをし
ない保持部材ＳＰＬを取り付けた。Ｘ軸方向の蛍光体と
シャドウマスクの孔との変位による色ずれは、短辺側に
設けた保持部材ＳＰＳによって補正され、また、長辺側
に設けた保持部材ＳＰＬにより、マスクフレームＭＦの
外側への変形とは無関係に、短辺側の内側への動きとバ
ランスが取れ、マスクフレームＭＦへのアンバランスな
力が加わるのを防ぐことができる。これにより、短辺と
長辺の側面にねじれの力が加わるのを回避することがで
き、マスクフレームＭＦの変形、保持部材ＳＰＳとパネ
ル部１のピンＰＩとの嵌合ずれの発生を防ぎ、また、ス
トライプ状のカラー蛍光面４をもつカラーブラウン管で
特に大電流を流す高輝度動作時において問題となった電
子ビームのＸ軸方向のミスランディングによる色ずれを
良好に補正することができる。さらに、安価な軽量のマ
スクフレームを使用して実現することができ、高価な重
量のマスクフレームを使用しなくて済み、高輝度化、軽
量化、低コスト化に適する陰極線管を提供することがで
きる。

【００２６】この結果、長辺、短辺ともに、図２に示し
た保持部材ＳＰＳを取り付けた場合、長軸上の外周に近
い箇所でＸ軸方向の電子ビームのミスランディングが約
２０μｍあったものが、本実施例の構造では８μｍに低
減した。

【００２７】図７は前記電子銃１１の例を示すものであ
り、バイポテンシャル型主レンズを構成するＧ３、Ｇ４
電極の水平方向、および垂直方向の断面図である。図に
おいて、１１１はＧ３電極の外周部、１２１はＧ４電極
の外周部、１３はカップ電極である。１１２はＧ３電極
の外周部１１１の内部に設けられた、非点収差修正用の
電極、１２２はＧ４電極の外周部１２１の内部に設けら
れた非点収差修正用の電極である。極板１１２には中央
ビームの通過する開孔１１４と、外側ビームの通過する
開孔１１３、１１３′が、極板１２２には中央ビームの
通過する開孔１２４と、外側ビームの通過する開孔１２
３、１２３′が一列に設けられている。本実施例では、
開孔１１３、１１３′、１１４、１２３、１２３′１２
４は楕円形であり、また、Ｇ３側とＧ４側の互いに対応
する開孔の形状と寸法は同一である。外側の開孔１１
３、１１３′、１２３、１２３′と中央の開孔１１４、
１２４とを同一形状、同一寸法にすると、外側に形成さ
れる主レンズの水平方向に対するレンズ集束作用が強く
なるので、外側開孔の水平方向径を、中央開孔の水平方
向内径よりも大きくし、水平、垂直両方向の集束作用の
強度を等しくする。

【００２８】図８は、第７図に示した実施例において、
外周部１１１、１２１の水平方向径ｈ＝２０.０mm、そ
の垂直方向径ｖ＝９.４mm、中央開孔１１４、１２４の
垂直方向径ａ₁＝８.４mm、極板１１２の後退量ｄ₁＝１.
５mm、離心距離Ｓ＝６.６mm、としたとき、中央開孔１
１４、１２４の水平方向径ｂ₁に対する水平、垂直両方
向のフォーカス距離の比を計算機シミュレーションによ
って求めたものである。

【００２９】ここで、水平、あるいは垂直方向フォーカ
ス距離とは、中心軸上の一点からある出射角度をもって
出射し、中央開孔の水平あるいは垂直方向の対称軸を通
過する電子ビームが主レンズにより集束され、再び中心
軸を横切るまでの距離を、Ｇ３電極のＧ４電極側端面か
ら測ったものである。同端面から蛍光スクリーンまでの
距離を３４０mmとし、出射角が、この３４０mmという値
に一致する出射点をそれぞれ求め、さらに、これらの出
射点の中間の点から、同一出射角で電子ビームを出射さ
せる。図８は、このときの水平、垂直両方向のフォーカ
ス距離の比を示したものである。図から分るように、中
央開孔の水平方向径ｂ₁≒５.５mmとすれば、垂直方向と
水平方向のフォーカス距離が一致し、両方向の集束作用
の強度が等しくなるので非点収差を取り除くことができ
る。

【００３０】また、このときのレンズ集束作用は、１mm
の間隔でつき合わされた、直径８mmの円筒のバイポテン
シャルレンズと同等の強度をもつ。

【００３１】これは、ｈ＝２０.０mm、Ｓ＝６.６mmとし
たとき、Ｌ＝ｈ−２×Ｓ（Ｌ＝開孔部径の限界値、ｈ＝
開孔の水平方向の径、Ｓ＝開孔部の離心距離）で制約さ
れる電極開孔部に対する限界値６.８mmよりも大きな値
になっている。

【００３２】図９は、図７に示した実施例において、上
記寸法と同一寸法としたとき、外側開孔１１３、１１
３′、１２３、１２３′の水平方向径ｂ₁の値と、外側
電子ビームの蛍光面上での水平方向スポット移動距離の
関係を計算機シミュレーションによって求めたものであ
る。Ｇ３電極には７ｋＶ、Ｇ４電極には２５ｋＶを印加
し、Ｇ３電極のＧ４電極側端部から蛍光面までの距離を
３４０mmとした。外側電子ビームと、中央電子とは、水
平方向に６.６mm離れているので、ＳＴＣをとるために
必要な、スポット移動距離は６.６mmであるが、実際に
は、色純度調整の自由度を残すため、６.１mm程度に設
計する場合が多い。この移動距離を確保するためには、
ｂ₁の値は、５.８mmとなる。

【００３３】図１０は、本発明カラーブラウン管の電子
銃の他の実施例の要部断面図であり、Ｇ３電極の垂直方
向の断面を示す図である。電極１１２に設けられた開孔
４１、４１′、４２は、２つの円弧の端点を平行な二直
線で結んだ形状をしている。開孔が楕円であるものより
も蛍光面でのスポット形状は悪化するが、開孔が円弧と
直線より成るため、容易に、また、精度良く工作できる
という長所をもつ。本実施例においても、開孔の水平方
向径は垂直方向径よりも小さい。

【００３４】図１１及び図１２は、本発明電子銃のさら
に他の実施例の要部断面図であり、それぞれＧ３電極、
Ｇ４電極の垂直方向の断面を示す図である。中央の開孔
５２、６２は垂直方向の対象軸をもつが外側の開孔５
１、５１′、５２、５２′は垂直方向の対象軸をもたな
い。外側開孔５１、５１′、５２、５２′は長径が同一
で、短径の異なる２つの楕円を組み合わせたものであ
り、Ｇ３電極の外側開孔５１、５１′は外側に組み合わ
された楕円の短径よりも小さくなっている。Ｇ３電極の
外側開孔をこの様な形状にすると、図７の１１３、１１
３′の様に開孔が、１つの楕円の場合よりも、電子ビー
ム中央方向へ集中させる力が強くなるので、水平方向の
径をより小さくしても、ＳＴＣをとることができる。

【００３５】逆に、Ｇ４電極では、図１２の６１、６
１′の様に、外側開孔を内側の楕円の短径が外側の楕円
の短径よりも小さい２つの楕円を組み合わせて構成する
と、電子ビームを中央方向へ集中させる力が強くなる。

【００３６】この様に、外側の開孔を垂直方向に対して
非対称にすると、電子ビームに対する集中力が増し、Ｓ
ＴＣがとり易くなる。また、集中力が強すぎる場合は、
図１１の開孔をＧ４電極側に、図１２の開孔をＧ３電極
側に用いれば、集中力を弱めることもできる。

【００３７】本発明によれば、電子銃外形を制約された
中で、同一水平面に赤、緑、青３色に対応する主レンズ
を並列させる際に可能な、最大の径をもつ円筒電極をつ
き合わせた場合よりも、集束作用の弱い主レンズを構成
することができるので、カラーブラウン管のフォーカス
特性を格段に改善できる効果がある。

【００３８】さらに、主レンズを構成するＧ３電極とＧ
４電極に形成される外側開孔の中心軸を偏位させること
なく、極板の後退量、及び該極板に形成される開孔形状
を適正に選ぶことにより、ＳＴＣをとることができるの
で、組立時に、Ｇ３電極、Ｇ４電極に対し、同径、同軸
の治具を用いることができ、組立精度を向上させること
ができる。

【００３９】図１３は本発明電子銃の他の実施例の要部
を示す一部破断斜視図である。極板１３３、１４３は、
中央ビームに対しては図７の極板と同様に楕円の開孔１
３５、１４５をそれぞれ有するが、両側のサイドビーム
に対しては楕円開孔は半分に切断され、左右両端で外周
電極１３１、１４１と接する部分が取り除かれている。
中央ビームの通路は、極板１３３、１４３にそれぞれ形
成された開孔１３５、１４５によって取り囲まれている
が、両側のサイドビームの通路は、極板１３３、１４３
の端部によって部分的に取り囲まれ、残りの部分は外周
電極１３１、１４１によって取り囲まれている。かかる
構成により、サイドビーム用の主レンズ口径として最大
限に大きくとることができ、しかも、極板の面積が小さ
いので、平面度を高くし易く、また、高い精度を要求さ
れる楕円開孔の成形部分が少ないので加工が容易になる
という利点を有する。ｄ₃、ｄ₄は後退量を示し、同一又
は異なる値のいずれすかが採用される。

【００４０】図１３の実施例では、開孔形状を楕円とし
たが、開孔の垂直方向径が、水平方向径よりも大きけれ
ば他の形状でも非点収差を取り除くことができる。

【００４１】また、図１４に示したように極板１３３、
１４３を湾曲させ、極板の後退量を連続的に変化させる
構造によっても、非点収差の除去は可能である。このと
き開孔１３５、１４５の垂直方向径を必ずしも水平方向
径より大きい必要は無い。Ｇ３電極の極板１３３を図示
のようにＧ４電極側に凸とすると、水平方向集束力を強
くすることができ、また、逆にＧ４電極の極板をＧ３電
極側に凸とすると垂直方向集束力を強くすることができ
る。

【００４２】また、図１５に示したように、開孔１３
５、１４５の周辺に突出部１３７、１４７を設け、この
突出部の突出量を調節することにより非点収差を補正す
ることもできる。この場合も、開孔の垂直方向径が水平
方向径より大きい必要は無い。

【００４３】図１４、図１５の実施例とも、開孔を真円
としたままで非点収差を補正することが可能であり、こ
の場合、部品加工、電極組み立てともに、非円形開孔の
場合よりも容易になるという利点を有する。

【００４４】この実施例によれば、サイドビームの内側
方向に発生するハローを除去し、電子銃主レンズの実効
開孔径を十分に拡大することができ、カラー受像管のフ
ォーカス特性を格段に改善できる効果がある。また主レ
ンズの互いに対向する極板の面積が小さいため、加工時
に平面度をとり易く、しかも加工の箇所が比較的に少な
いため成形が容易であるという長所もある。

【００４５】なお、本発明の電子銃は、上述したバイポ
テンシャル型、またはその他の形の主レンズにも適用で
きることは勿論である。また、上述の説明では、主レン
ズを構成する１対の電極の双方に、本発明を適用した例
を述べたが、いずれか一方の電極にのみ適用しても同様
の効果が得られる。

【００４６】図１６は、第１〜６グリッドを有するほか
の実施例の電子銃の正面図（ａ）、側面図（ｂ）、背面
図（ｃ）及び平面図（ｄ）を示す。図中、１１１１は第
１グリッド、１１１２は第２グリッド、１１１３は第３
グリッド、１１１４は第４グリッド、１１１５は第５グ
リッド、１１１６は第６グリッド、１１１９はカソード
である。この電子銃は複数の主レンズを用い、良好なフ
ォーカス特性が得られる。明るく高解像度の画像を得る
ためには、陽極電圧Ｅbの値を高くする必要があり、通
常Ｅbは２５〜３５ｋＶである。フォーカス電圧Ｅc₃は
Ｅbの３０％程度で、第２グリッド１１１２の印加電圧
Ｅc₂は４００〜７００Ｖ程度、第１グリッド１１１１は
接地され、カソード１１１９には各絵素の明るさに対応
した２００Ｖ以下の信号用の電圧Ｅkが印加される。ま
た、１１２７は第３グリッド給電線、１１２８は第５グ
リッド給電線で、第３グリッド給電線１１２７は図１６
（ｂ)、(ｃ）に示す様にその一端１１２７ａを第３グリ
ッド１１１３に固定すると共に中間部１１２７ｂの一部
を管軸と直交する平面とほぼ平行に延びる折曲部１１２
７ｃとし、この折曲部１１２７ｃを第３グリッド１１１
３の管軸方向の全長ｌ内でビードガラス１１２０の背面
とネック管内壁面（図示せず）との中間を通過させ、か
つ他端１１２７ｄは図示しないステムリードと接続して
いる。これによりシールドワイヤと同様な作用を行わせ
る。一方第３グリッド１１１１３と第５グリッド１１１
５とを接続する第５グリッド給電線１１２８は、図１６
（ａ)、(ｂ）に示す様に、一端１１２８ａを第３グリッ
ド１１１３と、また他端１１２８ｄを第５グリッド１１
１５とそれぞれ固定すると共に中間部１１２８の一部を
管軸と直交する平面とほぼ平行に延びる折曲部１１２８
ｃとし、この折曲部１２８ｃを第３グリッド１１１３の
管軸方向の全長ｌ内でかつ前記折曲部１１２７ｃと管軸
をはさんで管軸と直交する同一平面で対称的に配置して
ビードガラス１２０の背面とネック管内壁面（図示せ
ず）との中間を通過させ、シールドワイヤと同様な作用
を行わせる。すなわち、給電線１１２７Ｃ、１１２８Ｃ
を管軸をはさみ、かつ管軸と直交する同一平面内で対称
的に配置したことから、片側のみにシールドワイヤを配
置するものに比べ、ネック管内の全周に亘ってアーク放
電抑制効果等を呈するという優れた特長を有するもので
ある。

【００４７】また、本実施例のように第３グリッドの管
軸方向の全長内でかつ管軸をはさんで対称的に両折曲部
１１２７ｃ、１１２８ｃを配置することにより、アーク
放電発生回数を従来のものに比べ数分の一以下に低減で
きると共に、暗電流値を同じく数百分の一以下に低減す
ることができる。すなわち、ビードガラスおよびネック
管壁を陽極電圧からしゃへいするという点では陽極電圧
が印加される電極に近い位置に折曲部を設けた方が良い
が、給電線の折曲部要局部的電界集中をひき起し、却っ
てアーク放電が発生し易くなってしまうことも起り得
る。一方フォーカス電圧印加用給電線の折曲部が第２グ
リッド電極側に近接し過ぎると、フォーカス電圧は陽極
電圧につぐ高電圧なので、フォーカス電圧印加用給電線
の折曲部と第２グリッド電極等の低電圧印加電極とアー
ク放電を発生する危険が大になる。

【００４８】フォーカス電圧印加用給電線の上記折曲部
の位置については、種々の実験を基にアーク放電発生抑
制効果、暗電流抑制効果および電極組立作業性等の面か
ら検討した結果折曲部は第３グリッドの管軸方向の全長
ｌ内で側面に対向する位置に設けることが最適である。

【００４９】この実施例によれば、給電線の両端が電極
等に固定されているため、迷走電子の発生源となる恐れ
もなく、アーク放電発生防止、暗電流抑制の効果があ
る。

【００５０】以上本発明を実施例に基づいて具体的に説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。例えば、上記実施例では、図１
（ａ）〜（ｃ）に示すような構造、形状の保持部材を使
用したが、これに限定されず、上述の機能を果たすもの
であれば他の構造、形状のものを使用してもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の陰極線管
によれば、マスクフレームの変形、保持部材の嵌合ずれ
の発生を防ぎ、かつ、ストライプ状のカラー蛍光体スク
リーンをもつカラー陰極線管において問題となる、電子
ビームのＸ軸方向のミスランディングを抑制することが
でき、大電流を流す高輝度動作時においても色ずれの小
さい画面を、安価な軽量のマスクフレームを使用して実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、電子銃設置側から見たシャドウマス
クフレームの一部切欠斜視図、（ｂ）は、マスクフレー
ムの短辺側の側面に固定された保持部材を示す要部断面
図、（ｃ）は、マスクフレームの長辺側の側面に固定さ
れた保持部材を示す要部断面図である。

【図２】陰極線管の外囲器内における短辺側の保持部材
によるマスクフレームの保持状態を示す要部断面図であ
る。

【図３】ストライプ状のカラー蛍光面、スロットタイプ
の多数の長孔を有するシャドウマスク、および電子銃を
説明するための斜視図である。

【図４】（ａ）は、マスクフレームの正面図、（ｂ）
は、（ａ）のＡ−Ａ′切断線における断面図である。

【図５】マスクフレームの変形状態を示す概略図で、
（ａ）は、シャドウマスクをマスクフレームに溶接する
前、（ｂ）はシャドウマスクをマスクフレームに溶接し
た後、（ｃ）は動作時の変形状態を示す。

【図６】本発明のカラー陰極線管の一実施例を示す断面
図である。

【図７】本発明の電子銃の要望を示す断面図である。

【図８】図７に示す電子銃の特性図である。

【図９】図７に示す電子銃の特性図である。

【図１０】本発明の電子銃の他の例の要望断面図であ
る。

【図１１】本発明の電子銃の更に他の例の要望断面図で
ある。

【図１２】本発明の電子銃の更に他の例の要望断面図で
ある。

【図１３】本発明の電子銃の更に他の例の要望の一部切
欠斜視図である。

【図１４】本発明の電子銃の更に他の例の要望の一部切
欠斜視図である。

【図１５】本発明の電子銃の更に他の例の要望の一部切
欠斜視図である。

【図１６】本発明の電子銃の更に他の例の正面図、側面
図、背面図及び平面図である。

【符号の説明】

ＭＦ…マスクフレーム、ＳＰＳ…マスクフレームの短辺
側の側面に固定した保持部材、ＳＰＬ…マスクフレーム
の長辺側の側面に固定した保持部材、Ｅ…保持部材のマ
スクフレームの側面への取り付け端部、１…パネル部、
２…ファンネル部、３…ネック部、４…蛍光面、５…シ
ャドウマスク、７…偏向ヨーク、８…ピュリティ調整マ
グネット、１１…電子銃、ＶＬ…外囲器、Ｂ、Ｂ′…電
子ビーム、ＰＩ…ピン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木島勇一千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所茂原工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パネル部およびネック部とこれらの相互間
を連結するファンネル部とからなる排気された外囲器
と、上記パネル部の内表面に設けたストライプ状のカラ
ー蛍光体スクリーンと、上記スクリーンに投射され、励
起発光させる複数の電子ビームを射出する電子銃と、上
記スクリーンに近接対向して配置され、カラー選択用の
多数の長孔を有するシャドウマスクと、上記シャドウマ
スクを張力を印加した状態でその周囲で保持するほぼ矩
形のマスクフレームと、一端部が上記マスクフレームの
４辺の各側面にそれぞれ固定され、他端部が上記外囲器
にそれぞれ固定され、上記マスクフレームを上記外囲器
内で保持するスプリング材からなる４個の保持部材とを
含んでなり、上記マスクフレームの短辺側と長辺側には
それぞれ構造の異なる上記保持部材を取り付け、上記短
辺側の２側面のほぼ中央部には、上記マスクフレームに
固定した上記一端部の上記電子ビーム照射時の移動方向
が、該一端部付近の電子ビームの照射方向とほぼ一致す
る構造の上記保持部材を取り付け、上記長辺側の２側面
のほぼ中央部には、上記マスクフレームに固定した上記
一端部の上記電子ビーム照射時の移動方向が、該一端部
付近の電子ビームの照射方向とほぼ一致しない構造の上
記保持部材を取り付けたことを特徴とする陰極線管。