JPH1196931A - カラー受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャドウマスクの機械的強度およびドーミン
グ特性を向上させたカラー受像管を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 一列配置の３電子ビームを放出するカラ
ー受像管において、３電子ビームの配列方向と同方向の
同一色蛍光体ドットのピッチをＰ_H 、トリオを構成する
両側の蛍光体ドット22B.22R の間隔を２σ_D とすると
き、パネル12内面の曲面とシャドウマスク15の曲面との
関係を、画面中心で２σ_D ＝２／３・Ｐ_H 、トリオを構
成する３色蛍光体ドットの配列方向と直交する軸方向中
間部で２σ_D＜２／３・Ｐ_H 、その軸方向周辺部で２σ
_D ≧２／３・Ｐ_H になるように設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シャドウマスク
型カラー受像管に係り、特にシャドウマスクの機械的強
度およびドーミング特性を向上させたカラー受像管に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般にシャドウマスク型カラー受像管
は、曲面からなる有効部の周辺部にスカート部が設けら
れたほぼ矩形状のパネルとこのパネルのスカート部に接
合された漏斗状のファンネルとからなる外囲器を有し、
そのパネルの内側に多数の電子ビーム通過孔が所定の配
列で形成された曲面からなる主面部を有するほぼ矩形状
のシャドウマスクが配置されている。また上記パネルの
曲面からなる有効部の内面に、光吸収層とこの光吸収層
の隙間に埋込まれるように青、緑、赤に発光する３色蛍
光体層が形成された蛍光体スクリーンが設けられてい
る。一方、ファンネルのネック内に３電子ビームを放出
する電子銃が配設されている。そして、この電子銃から
放出される３電子ビームをファンネルの外側に装着され
た偏向ヨークの発生する磁界により偏向し、シャドウマ
スクを介して上記蛍光体スクリーンを水平、垂直走査す
ることによりカラー画像を表示する構造に形成されてい
る。

【０００３】上記シャドウマスクは、電子銃から放出さ
れる３電子ビームを選別して、３色蛍光体層に正しくラ
ンディングさせるためのものであり、上記多数の電子ビ
ーム通過孔が形成された曲面からなる主面部が上記パネ
ルの曲面からなる有効部内面と所定間隔保って対向して
いる。

【０００４】このようなカラー受像管において、特にコ
ンピューターの端末機などに用いられるディスプレイ用
カラー受像管では、蛍光体スクリーンの光吸収層の隙間
が円形状に、３色蛍光体層がドット状に形成され（３色
蛍光体ドット）、一方、電子銃は、同一水平面上を通る
センタービームおよび一対のサイドビームからなる一列
配置の３電子ビームを放出するインライン型に構成され
ている。

【０００５】通常、カラー受像管の蛍光体スクリーン
は、シャドウマスクを光学マスクとする写真印刷法によ
り、シャドウマスクの各電子ビーム通過孔に対応して光
吸収層の３個の隙間と３色蛍光体層のトリオが形成され
る。上記電子銃から放出される３電子ビームが同一水平
面上を通る一列配置の３電子ビームであるディスプレイ
用カラー受像管では、上記トリオを構成する３色蛍光体
層は、３電子ビームの配列方向と同じ水平方向に並列形
成され、水平方向に複数の３色蛍光体層が直線状に並ん
でいる。

【０００６】一般に同一水平面上を通る一列配置の３電
子ビームにより蛍光体スクリーンを走査するインライン
型カラー受像管では、図５に示すように、電子銃１から
放出された一対のサイドビーム２B ，２R がシャドウマ
スクの１つの電子ビーム通過孔３を通って蛍光体スクリ
ーンに到達したときの間隔２σ_B が、水平方向に並列す
る同一色蛍光体層のピッチＰ_H （緑蛍光体ドット４G に
ついて図示）に対して、数４の関係になるように設定さ
れている。

【０００７】

【数４】 ところで、シャドウマスク型カラー受像管は、電子銃か
ら放出される電子ビームのうち、シャドウマスクの電子
ビーム通過孔を通って蛍光体スクリーンに到達する電子
ビームは、電子銃から放出される電子ビームの約２０％
であり、約８０％の電子ビームは、シャドウマスクに衝
突する。この衝突により、図６に一点鎖線で示したよう
に、シャドウマスク５は、加熱されて熱膨張をおこし、
蛍光体スクリーン６方向に膨出するドーミングをおこ
す。このようなドーミングをおこすと、特に画面周辺部
において、３電子ビーム２（２B ，２G ，２R ）の入射
位置が変化し、３電子ビーム２が所定の蛍光体ドットを
正しくランディングしなくなり、色純度の劣化をおこ
す。

【０００８】特にコンピューターの端末機などに用いら
れるディスプレイ用カラー受像管は、通常のカラー受像
管にくらべて、蛍光体ドットのピッチが小さいため、上
記ドーミングによる色純度の劣化が顕著となる。また近
年主流となってきたウインドウのように背景を白色表示
するものでは、白色にならなくなる。さらにドーミング
の大きさは、シャドウマスクの主面の曲率半径にほぼ比
例するため、パネルの有効面がフラット化し、この有効
面のフラット化にともなって、シャドウマスクの主面が
フラット化すると、その機械的強度が低下する。そのた
め、このようなカラー受像管は、シャドウマスクの機械
的強度の低下とともに、ドーミングの発生が極めて深刻
な問題となる。

【０００９】このシャドウマスクのドーミング対策とし
て、水平方向に並列する同一色蛍光体ドットのピッチＰ
_H を画面中心で小さく、画面周辺部で大きくなるよう
に、シャドウマスクを中心にくらべて周辺部の曲率半径
が小さい非球面形状にし、画面周辺部でのパネルの有効
部内面とシャドウマスクの主面との間隔を大きくする方
法がある。

【００１０】この方法は、画面の水平方向に適用した場
合、極めて有効である。すなわち、この方法は、画面中
心および画面の中心を通る垂直軸上でＰ_H を小さくし、
垂直軸から水平方向に離れるにしたがってＰ_H を大きく
することで、それに比例し、トリオを構成する両側の蛍
光体ドットの間隔２σ_D を大きくさせる設計が可能とな
るため、画面の中心を通る水平軸端部および対角軸端部
でのパネルの有効部内面とシャドウマスクの主面との間
隔を大きくすることができる。それにより、通常パネル
の有効部内面の曲面にほぼ相似した曲面からなるシャド
ウマスクの主面を、水平方向周辺部において、水平方向
曲率半径が小さい非球面形状として、シャドウマスクの
機械的強度およびドーミング特性を向上させることがで
きる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、コンピ
ューターの端末機などに用いられるディスプレイ用カラ
ー受像管は、通常のカラー受像管にくらべて蛍光体層の
ピッチが小さいため、シャドウマスクのドーミングによ
る色純度の劣化が顕著となる。また近年主流となってき
たウインドウのように、背景を白色表示するものでは、
白色にならなくなる。さらにパネルの有効面がフラット
化し、この有効面のフラット化にともなってシャドウマ
スクの主面がフラット化すると、その機械的強度が低下
する。そのため、このようなカラー受像管は、シャドウ
マスクの機械的強度の低下とともに、ドーミングの発生
が極めて深刻な問題となる。

【００１２】その対策として、水平方向に並列する同一
色蛍光体層のピッチＰ_H を画面中央部で小さく、画面周
辺部で大きくなるように、シャドウマスクを中心にくら
べて周辺部の曲率半径が小さい非球面形状にして、画面
周辺部でのパネルの有効部内面とシャドウマスクの主面
との間隔を大きくする方法がある。この方法によれば、
シャドウマスクの主面を水平方向に単一曲率でなく、周
辺部で曲率半径が小さくなる非球面形状として、シャド
ウマスクの機械的強度およびドーミング特性を向上させ
ることができる。

【００１３】しかしこのような方法を垂直方向にも適用
し、水平方向に並列する同一色蛍光体層のピッチＰ_H を
画面中心から垂直方向周辺部になるにしたがい大きくす
ると、水平方向の蛍光体層の配列は、Ｐ_H の積重ねであ
るから、画面水平方向端を画成するラインが円弧状とな
る。そのため、上記方法を垂直方向に適用することは難
しく、水平方向周辺部ばかりでなく、垂直方向周辺部の
曲率半径を小さくして、シャドウマスクの機械的強度お
よびドーミング特性をより向上させることはできない。

【００１４】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、垂直方向について、シャドウマス
クの機械的強度およびドーミング特性を向上させたカラ
ー受像管を得ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】内面が曲面からなるパネ
ルと、このパネルの内面と対向する曲面に多数の電子ビ
ーム通過孔が形成されたシャドウマスクと、パネルの内
面にシャドウマスクの各電子ビーム通過孔に対応して形
成された３色蛍光体ドットをトリオとする蛍光体スクリ
ーンとを有し、そのトリオを構成する３色蛍光体ドット
が電子銃から放出される一列配置の３電子ビームの配列
方向と同方向に直線状に並んでいるカラー受像管におい
て、３電子ビームの配列方向と同方向に並んでいる同一
色蛍光体ドットのピッチをＰ_H 、上記トリオを構成する
両側の蛍光体ドットの間隔を２σ_D とするとき、パネル
内面の曲面とシャドウマスクの曲面との関係を、画面中
心で数５、トリオを構成する３色蛍光体ドットの配列方
向と直交して画面中心を通る軸方向中間部で数６、この
３色蛍光体ドットの配列方向と直交する軸方向周辺部で
数７になるように設定した。

【００１６】

【数５】

【数６】

【数７】 また、シャドウマスクの曲面の曲率半径が数５、数６、
数７になるようにシャドウマスクの中心から３色蛍光体
ドットの配列方向と直交する軸方向周辺部になるにした
がって小さく形成した。

【００１７】さらに、３電子ビームの配列方向と同方向
に並んでいる同一色蛍光体ドットのピッチＰ_H を、画面
中心よりもトリオを構成する３色蛍光体ドットの配列方
向周辺部の方が大きくなるように設定した。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。

【００１９】図１にその一形態であるカラー受像管を示
す。このカラー受像管は、曲面からなる有効部１０の周
辺部にスカート部１１が設けられたほぼ矩形状のパネル
１２と、このパネル１２のスカート部１１に一体に接合
された漏斗状のファンネル１３とからなる外囲器を有す
る。そのパネル１２の内側には、上記有効部１０内面と
対向する曲面からなる主面部１４に多数の円形状の電子
ビーム通過孔が形成されたシャドウマスク１５が配置さ
れている。また上記パネル１２の曲面からなる有効部１
０の内面に、光吸収層とこの光吸収層の円形状の隙間に
埋込まれるように形成された青、緑、赤に発光するドッ
ト状の３色蛍光体層（３色蛍光体ドット）からなる蛍光
体スクリーン１６が設けられている。一方、ファンネル
１３のネック１７内に、同一平面上を通るセンタービー
ム１８G および一対のサイドビーム１８B ，１８R から
なる一列配置の３電子ビーム１８B ，１８G ，１８R を
放出する電子銃１９が配設されている。そして、この電
子銃１９から放出される３電子ビーム１８B ，１８G ，
１８R をファンネル１３の外側に装着された偏向ヨーク
２０の発生する磁界により偏向し、上記シャドウマスク
１４の電子ビーム通過孔を介して蛍光体スクリーン１６
を水平、垂直走査することにより、カラー画像を表示す
る構造に形成されている。

【００２０】一般にカラー受像管の蛍光体スクリーン
は、シャドウマスクを光学マスクとする写真印刷法によ
り、シャドウマスクの各電子ビーム通過孔に対応して、
光吸収層の３個の隙間と３色蛍光体層のトリオが形成さ
れ、上記同一平面上を通る一列配置の３電子ビーム１８
B ，１８G ，１８R を放出するカラー受像管では、シャ
ドウマスク１４の１つの電子ビーム通過孔に対応して形
成される光吸収層の３個の隙間および３色蛍光体層のト
リオは、３電子ビーム１８B ，１８G ，１８R の配列方
向と同じ水平方向に並列形成され、水平方向に複数の３
色蛍光体層が直線状に並んでいる。

【００２１】従来のカラー受像管においては、画面全面
にわたり、シャドウマスクの１つの電子ビーム通過孔を
通って蛍光体スクリーンに到達したときの一対のサイド
ビームの間隔２σ_B が水平方向に並列する同一色蛍光体
層のピッチＰH の２／３倍となるように（２σ_B ＝２／
３・ＰH ）、パネルの有効部内面とシャドウマスクとの
主面部との間隔が決められ、シャドウマスクの主面部の
垂直方向の曲率が、パネルの有効部内面の垂直方向の曲
率と同様の単一曲面となっており（図５参照）、水平方
向に並列する３色蛍光体層のトリオを構成する両側の蛍
光体層の間隔２σ_D も、ＰH の２／３倍になっている
（２σ_D ＝２／３・ＰH ）。

【００２２】これに対し、この実施の形態のカラー受像
管においては、上記水平方向に並列する３色蛍光体層の
トリオを構成する両側の蛍光体層の間隔２σ_D が、画面
中心で数８、画面垂直軸方向（トリオを構成する３色蛍
光体層の水平方向の配列と直交して画面中心を通る軸方
向）中間部で数９、上記画面垂直軸方向周辺部で数１０
になるように設定され、

【数８】

【数９】

【数１０】 図２（ａ）にトリオを構成する垂直軸（Ｙ軸）上の３色
蛍光体層２２B ，２２G，２２R について示すように、
２σ_D が画面中心で小さく、画面垂直軸方向中間部で画
面中心よりも小さく、画面垂直軸方向周辺部で面中心と
同じかまたは大きくなるように、パネルの有効部内面と
シャドウマスクの主面部との間隔が設定されている。

【００２３】このように構成すると、図２（ｂ）にシャ
ドウマスク１５の中心での主面部１４の垂直方向曲率半
径をＲ1 、画面垂直軸方向周辺部での曲率半径をＲ2 と
して示したように、シャドウマスク１５の主面部１４の
垂直軸方向の曲率半径を画面中心から垂直軸方向周辺部
になるにしたがい小さくすることができ、シャドウマス
ク１５の機械的強度およびドーミング特性を向上させる
ことができる。

【００２４】すなわち、パネルの有効部内面とシャドウ
マスクとの主面部との間隔は、２σ_D とほぼ比例関係に
あり、上記数９乃至数１０のようにシャドウマスクを構
成すると、シャドウマスクの垂直軸方向の曲率半径は、
中心にくらべて垂直方向周辺部で急俊に小さい非球面形
状となる。それによりシャドウマスクの機械的強度およ
びドーミング特性を向上させることができる。

【００２５】なお、この場合、図３（ａ）に画面中心、
図３（ｂ）に画面垂直軸方向中間部、図３（ｃ）に画面
垂直軸方向周辺部での３色蛍光体層２２B ，２２G ，２
２Rと３電子ビーム１８B ，１８G ，１８R の関係を示
したように、任意１色の蛍光体層をランディングする電
子ビームとその蛍光体層に隣接する他色蛍光体層との間
隔で表されるビームランディングの余裕度Δｌは、画面
垂直方向中間部では若干小さくなる。

【００２６】つぎに、上記実施の形態とは異なる形態に
ついて説明する。

【００２７】図４に水平方向に並列する３色蛍光体層の
トリオを構成する両側の蛍光体層の間隔２σ_D が、シャ
ドウマスクの１つの電子ビーム通過孔を通って蛍光体ス
クリーンに到達したときの一対のサイドビームの間隔２
σ_B に対して、 ２σ_D ＜２σ_B とした場合を示す。

【００２８】この場合、２σ_B を従来のカラー受像管と
同様に数１１とすると、

【数１１】 図４（ａ）に画面中心について示すように、画面全面に
わたりビームランディングの余裕度Δｌは小さくなる。
しかしこのようなカラー受像管の場合、画面中心から垂
直方向周辺部になるにしたがい、パネルの有効部内面と
シャドウマスクとの主面部との間隔が大きくなるように
し、画面垂直方向周辺部において、数１２としても、同
（ｂ）に示すように、画面垂直方向周辺部でのビームラ
ンディングの余裕度Δｌをほとんど変化しないようにす
ることができ、前記実施の形態のカラー受像管と同様
に、シャドウマスクの機械的強度およびドーミング特性
を向上させることができる。

【００２９】

【数１２】 なお、上記実施の形態では、シャドウマスクの主面部の
垂直方向曲率半径のみをシャドウマスクの中心から垂直
方向周辺部になるにしたがって小さくしたが、このよう
に垂直方向にその垂直方向曲率半径を変化させるととも
に、３電子ビームの配列方向と同方向に並列する同一色
蛍光体層のピッチＰH を画面中心からトリオを構成する
３色蛍光体層の配列方向周辺部になるにしたがって大き
くなるように、シャドウマスクの主面部の水平方向曲率
半径をシャドウマスクの中心よりも水平方向周辺部で小
さくすると、前記実施の形態にくらべて、よりシャドウ
マスクの機械的強度およびドーミング特性を向上させる
ことができる。

【００３０】

【発明の効果】上述のように、同一平面上を通る一列配
置の３電子ビームを放出するカラー受像管のパネル内面
の曲面とシャドウマスクの曲面との関係を設定すると、
シャドウマスクの機械的強度およびドーミング特性を向
上させることができ、色純度など、画像特性の良好なカ
ラー受像管を構成することができ，特にコンピューター
の端末機などに用いられる蛍光体ドットのピッチの小さ
いディスプレイ用カラー受像管、さらにはパネルのフラ
ット化にともなってシャドウマスクがフラット化するカ
ラー受像管に適用して、大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態であるカラー受像管の
構成を示す図である。

【図２】図２（ａ）は上記カラー受像管の蛍光体スクリ
ーンの構成を説明するための図、図２（ｂ）はパネルの
有効部内面の曲面とシャドウマスクの主面部の曲面との
関係を示す図である。

【図３】図３（ａ）は画面中心での３色蛍光体層と３電
子ビームとの関係を示す図、図３（ｂ）は画面垂直方向
中間部での３色蛍光体層と３電子ビームとの関係を示す
図、図３（ｃ）は画面垂直方向周辺部での３色蛍光体層
と３電子ビームとの関係を示す図である。

【図４】図４（ａ）は異なる実施の形態における画面中
心での３色蛍光体層と３電子ビームとの関係を示す図、
図４（ｂ）は同じく画面垂直方向周辺部での３色蛍光体
層と３電子ビームとの関係を示す図である。

【図５】シャドウマスクの電子ビーム通過孔と３色蛍光
体層と電子銃から放出される３電子ビームとの関係を説
明するための図である。

【図６】シャドウマスクのドーミングによる３色蛍光体
層に対する電子ビームのランディングずれを説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１２…パネル １５…シャドウマスク １８B ，１８G ，１８R …３電子ビーム ２２B ，２２G ，２２R …３色蛍光体層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面が曲面からなるパネルと、このパネ
   ルの内面と対向する曲面に多数の電子ビーム通過孔が形
   成されたシャドウマスクと、上記パネルの内面に上記シ
   ャドウマスクの各電子ビーム通過孔に対応して形成され
   た３色蛍光体ドットをトリオとする蛍光体スクリーンと
   を有し、上記トリオを構成する３色蛍光体ドットが電子
   銃から放出される一列配置の３電子ビームの配列方向と
   同方向に直線状に並んでいるカラー受像管において、 上記３電子ビームの配列方向と同方向に並んでいる同一
   色蛍光体ドットのピッチをＰ_H 、上記トリオを構成する
   両側の蛍光体ドットの間隔を２σ_D とするとき、上記パ
   ネル内面の曲面と上記シャドウマスクの曲面との関係が
   画面中心で数１、上記トリオを構成する３色蛍光体ドッ
   トの配列方向と直交して上記画面中心を通る軸方向中間
   部で数２、この３色蛍光体ドットの配列方向と直交する
   軸方向周辺部で数３になるように、 【数１】 【数２】 【数３】 設定されていることを特徴とするカラー受像管。
2. 【請求項２】 シャドウマスクの曲面の曲率半径が数
   １、数２、数３になるように上記シャドウマスクの中心
   から３色蛍光体ドットの配列方向と直交する軸方向周辺
   部になるにしたがって小さく形成されていることを特徴
   とする請求項１記載のカラー受像管。
3. 【請求項３】 ３電子ビームの配列方向と同方向に並ん
   でいる同一色蛍光体ドットのピッチＰ_H が画面中心より
   もトリオを構成する３色蛍光体ドットの配列方向周辺部
   の方が大きくなるように設定されていることを特徴とす
   る請求項１記載のカラー受像管。