JPS5893146A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、有孔シャドウマスクを内蔵する型の陰極線
管に、特に、管のウオームアツプ時に、シャドウマスク
が球面状に盛上る現象（以下ドーミングとする）によっ
て生じる管のスクリンの螢光体素子と電子ビームとの重
なり位置の不整合（以下位置すれという）を減少し得る
シャドウマスクの構成に関するものである。

カラー映像を発生するだめのシャドウマスク型スクを通
して、複数の集束された電子ビームが、モザイク状の螢
光スクリンへ投射される。それらノヒームの進路は、マ
スクを通って、各１つのビ。

−ムが、それぞれスクリン上の発色螢光体の１種類だけ
に突き当たり、これを衝撃して励起させるように定めら
れている。一般に、シャドウマスクは、強固な枠に取付
けられ、この枠は映像管め外囲器の中に支持されている
。

カラー陰極線管の動作時に、シャドウマスクは、電子衝
撃を受けて発熱する。シャドウマスクの周縁は少々重量
のある枠にと９つけられ、この枠がヒートシンク（熱愛
入場）として働くから、マスクの中心部分と周辺部分と
の間にはある温度差が発生する。この温度差のせいで、
マスクの周辺部分と中心部分と枠とが異なった割合で膨
張する。

この膨張度の差によって、マスクのいくつかの部分に、
スクリンに向かうドーミングが発生する。

スクリンの中央部分では、マスクとスクリンとの間の間
隔に変化があったとしても、螢光体素子へのドーミング
は、スクリン中央部での電子ビームと螢光体素子との位
置の重なりにほとんど影響を及ぼさない。また、マスク
の周辺部分では、枠に固定されているので、この部分に
はドーミングが生じない。そこで、ドーミングによる最
大の位置ずれは、マスクの中心と、マスクの周縁とのだ
いたい中央付近に現われることになる。ここで「位置ず
れ（ｍ１ｓｒ’ｅｇｉｓｔｅｒ）Ｊは、電子ビームが、
それに対応する螢光体素子から偏心する量と定義する。

上述のドーミングが現われるために、マスクを通゛り抜
けた電子ビームは、スクリンの螢光体素子との間に位置
ずれを生じる。このドーミングによる位置ずれは、管が
動作を始めてから、３から５分でピークに達するが、さ
らに１０から１５分間は、減衰しりがらも、管の性能に
影響を与える。管が安定した温度状態に達すると、マδ
りの膨張によって生じた電子ビームの位置ずれ献金体と
して、マスクとフレーム組立をスクリンに向けて移動さ
せる温度感知性を持つ枠支持手段によって補償される。

このような温度補償支持手段は、モレル（Ｍｏｒｒｅｌ
ｌ）氏の米国特許第３．８０３．４３６号に開示されて
いる。

ドーミングにいくらかの関係のある別の問題として、火
ぶくれ（ｂｌｉｓｔｅｒ）様のマスクの部分的な反シが
あ不。この「火ぶくれ」は、−管の動作中に、ビデオの
バタンたとえばＴＶ映像中の持続的な白色スポットによ
ってマスクの一部に局部的な加熱が与えられることによ
って生じるものである。

この発明の、有孔シャドウマスク型陰極線管は、マスク
中の隣シあった孔の中心間の水平方向間隔と、マスクお
よびスクリン間の間隔の双方が、マスクの中心から周縁
に向かって、比例的に変化するマスクを備えている。こ
の発明によって、マスクのドーミングと「火ぶくれ」現
象が低減され、これらの問題に起因する電子ビ、−ムの
位置ずれも減少する。　　　　ｌ（。

第１図は、従来の長方形映像面を持つカラー映像管を示
し、長方形パネルあるいはキャップ２２と、これに、フ
ァン−ネル部２６を介して結合された管状のネック部２
４とから成る排気されたガラス外囲器２０を備えている
。パネル２２は、フェースプレート２８と、これを囲む
フランジまたは側壁３０を有し、この側壁３０によって
ファンネル部２６に封着されている。フェースプレート
２８の内面には、モザイク状の３色の螢光体から成るス
クリン３２が設けられている。このスクリン３２は、線
スクリンすなわち、管のスクリンの垂直軸に事実上平行
な螢光体線から成る平行螢光体線群あるいは縞から成る
配列を持つものである。隣接する螢光体線と螢光体線の
間は、光吸収性物質で埋められている。このスクリン３
２と所定の間隔関係をもって、多数の孔があけられた色
選択電極板すなわちシャドウマスク３４が、取外し可能
に取付けられている。ネック２４の中にはインライン型
電子銃３６が設けられている。

電子銃３６は、第１図に破線で示されているように、３
本の電子ビーム３８Ｂ、３８Ｒおよび３８Ｇを発生し、
これらの電子ビームが、共通平面にある集中進路に清っ
て、マスク３４を通シ抜け、スクリン３２まで導かれる
。ヨーク４０に適切な電圧が与えられると、これら３本
のビーム３９　Ｂ　、　３８　Ｒおよび３８Ｇは、垂直
および水平の磁場の影響を受けて、スクリン３２の全面
に亘って、長方形のマスクを作るように、水平と垂直方
向の走査を行なう。

第１図では、簡略化のために、偏向領域における偏向さ
れたビームの進路の現実の曲線は示されてない。その代
りに、これらのビームが、偏向面ｐ−−ｐで、突然に折
れ曲っているように示されている。

ここでは、インライン型電子銃を持つ線スクリン型の陰
極線管について、この発明の説明を進めるが、一般的に
言って、この発明の考え方は、デルタ配置の電子銃を持
つドツト螢光体スクリン型陰極線管あるいはその他の型
の陰極線管にも適用可能であるものと理解されたい。

この発明を充分に理解するには、電子ビームの・「位置
ずれ」とは何かを知ることが望ｉしい。第２図、第３図
および第４図に、スクリン３２の一部に突き当たる電子
ビーム３８Ｇが示されている。各螢光体線（４２Ｒ’、
・４２Ｇおよび４２Ｂ）は、隣合うものと互に隔てρれ
、その間隙は光吸収性物質４４で埋められている。ビー
ム３８Ｇの幅は、その対応する螢光体線４２Ｇの幅より
、僅かに広くされている。

このような構成は、一般に、貴公差′マトリックスと呼
ばれ、この発明を実施するのに好ましいスクリン構造で
ある。しかし、この発明は、正公差マトリックス管（光
吸収性物質で隔てられている螢光体線の幅が、対応する
ビーム幅より広いもの）および無マトリックス管にも同
じように適用可能である。第２図で、電子ビーム３８Ｇ
は、対応する螢光体線４２Ｇと、正確に中心が合ってい
る。これが、正確なカラー出力（発色）を得るために望
まれるビーム位置である。管のウオームアツプが始まる
と、シャドウマスクのドーミングが現われて、マスクの
中心部分をスクリンに向けて移動させ、第３図に示され
るように、ビーム３８Ｇと螢光体線４２Ｇとの位置ずれ
が始まる。この例では、緑螢光体線は充分な励起が得ら
れなくなり、緑色出力の強さが落ちる。第４図は、さら
に極端な場合を示し、ここでは、電子ビーム３８Ｇは、
隣の螢光体線４２Ｂをたたく範囲まで位置ずれを生じて
おシ、色純度に係る問題を起こす。

前に指摘した如く、ドーミング現象は、シャドウマスク
構体の不均一な加熱によって生じる。第５図のグラフは
、スクリンの中心部と周縁部との中間にある螢光体線に
対する電子ビームの時間の関数としての位置ずれを示す
。実線で描かれた曲線５０は、従来の管についての位置
ずれを、また破線の曲線は、この発明の１つの実施例を
利用した管での位置ずれを表わしている。曲線５ｏと５
２のピークは、ともに、管が付勢されてから、３から５
分後に現われている。その後、マスクのウオームアツプ
が持続さ九るに伴って位置ずれが減少している。

ドーミングは、マスクの周縁部が固定保持されていると
き、マスクの一部がスクリンに向って移動する現象であ
ることに注目すべきである。この移動の効果が第６図に
偏かれている。シャドウマスクは、加熱され２ず従って
ドーミングを生じてぃ孔の１つを通り抜けるビーム３８
Ｇの境界が破線３９で示され、また、ドーミングを生じ
ているマスク３４′の同じ孔を通り抜けるビームの境界
が鎖線３９′で示されている。第６図での距離１Ｘ″は
、ドーミングのために現われる位置ずれの量を表わす。

ドーミングによる位置ずれの結果は、スクリン上でのビ
ームの到着位置の、スクリン３２の中心に向かう移動と
して現われる。

マスクのウオームアツプの進行に伴なって、マスク内で
の温度勾配が減少するので、ドーミング効果も減少する
。さらに、マスクの加熱によってマスクが膨張して拡が
り、これによって、マスクの孔位置が、元の位置から側
方に、外向きに（すなわち、スクリンに平行に）移動さ
せられる。、この↓うな外向きの移動によって、スクリ
ンの中心から遠ざかる向きの新たな位置ずれが生じる。

そこで、このドーミングの減少とマスクの加熱の組合せ
によって、マスク′の孔が、対応する螢光体線と一致す
る向きに戻ることになる。しかし、マスクの膨張は、ス
クリンの周辺部において、さらにきびしい位置ずれの問
題を生じる。この、スクリンの周縁部での位置ずれを修
正するために、マスク・枠構体を熱感知支持体上に支え
、このマスク・枠構体をスクリンに向けて移動させ、マ
スクの膨張による位置ずれを除去し、あるいは少なくと
も減少することが一般に行なわれる。この方法で得られ
る補償は、支持体中のマスクの各部分の間に温度勾配が
存在しない場合にのみ正しいので、中間の点では、第５
図の曲線で示されるような、いくらかの残留ずれが存在
する。また、マスクは、その周縁すなわち枠に、大きな
ヒートシンクを持つ形をしているから、管の動作中、マ
スクには常にいくらかの熱の移動と温度変化が存在し、
従って、いくらかのドーミングが常に存在する。

第７図にあるシャドウマスク管の各部の幾何学的関係が
示されている。線Ｐ−Ｐは、第１図と同様に偏向面（零
個向での）を表わす。平面Ｐ−Ｐトスクリン３２との間
の距離は”Ｌ”で、また、シャドウマスク３４とスクリ
ン３２との間の間隔（軸線Ａ−Ａに平行に測って）は”
ｑｌで示されている。

さらに、距離６Ｓ＠は、中心軸線Ａ−Ａから軸外れ位置
にある電子ビームの中心５４までの偏向面Ｐ−Ｐにおけ
る距離を、また、′″ａＩｌは、マスク３４の２つの孔
の中心−中心間隔を表わすものとする。

以上に述べた寸法は、だいたい次の式で表示されるよう
な関係を持っている゛。

ａ ｑ＝□ Ｓ この発明では、−ドーミングの１効果を減少する目的で
、シャドウマスク５６に対して、従来の、同様構造の管
で見られるより大きい曲率を与えてｌ１ｑ１１により大
きい変化を与えている。同時に、“ａ“の値もｑ“に比
例して変更される。このことは、マスク全体に亘ってａ
″の値が一様とされ、１ｑ“が、１Ｌ１および１８″だ
けの変化に伴なって変化できるようになっている、従来
の線スクリン型陰極線管とは異なっている。

いる。このマスクの１゛ａ″の値と、スリット（縦長の
孔）の幅は、闘単位で表わされている。マスクの中心部
６０、嘴吻惰嘲沖周辺部６２および中心と周辺との中間
の部分６４における“ａｌの値は定数０．７７　ｆｌで
あることが示されている。スリット幅は、マスク３４の
中心部６０から周辺部６２へ向って、次第に寸法が短く
なるように変化させられている。

第９図、第９Ａ図、第９Ｂ図および第９Ｃ図に示された
、この発明に関連した例である曲率半径８５０闘のシャ
ドウマスク５６では、孔（この場合スリット）の中心間
距離１ａ″は中心部６６で０．７７順、中間点６８で０
．８８５　ｆｌ、周辺部７０でｉ、ｏｏｏ鵡という具合
に次第に大きくなっている。第８図の、従来のマスク３
４で用いられたものと同一のスリット幅が、第９図のマ
スク５６でも用いられるならば、マスクの透過率が所望
レベルよりも減少されよう。

従って、マスクの所望の透過率を維持するために、この
スリット幅は従：凍のマスクのスリット幅に比べて大き
くされそいる。実際に、ａ１の値が、マスク中心部の０
．７７　ｔａｒから周辺部の１．１４ｆｆまで変化させ
られるなら、スリット幅は、所定の透過率を得るために
は、マスク全体に亘って一定値０．１５１Ｈｍに保って
もよい。スリット幅の増大は、これによってマスクの製
作が容易になるので、大いに望ましいことである。

２つの従来の管と、２つの、この発明に従って製作され
た管について、マスクからスクリンまでの距離（ｑ−管
の主軸線に平行に測った）の比が、表Ａに示されている
。第１の列は、マスクの中心部でのｑに対する、マスク
面の長軸上での縁辺部におけるｑの比を示す。また、第
２列は、マスク面の対角線上における同じ比を示す。

中心ｑ　　中心ｑ １９型９０度偏向従来管　　　１．１３　　　１．１２
２５型１１０度偏向−／／−１，１０１，０９２５型管
＆１この発明に　　１．４７　　　１．４５関連した管 この発明に関連した管では、周辺対中心ｑ間隔比が、従
来管での同じ比より可成り大きいこと７５；わかる。ま
た、この発明に関連した管の２ｆ１１について、周辺対
中心ｑ間隔比の値はすべて１．１５より大きいこともわ
かる。

シャドしマスクの曲率を、半径１０００　ｆｌ力・ら半
径８５０調まで大きくすると、ドーミングと「火ぶ・く
れ」ひずみと、これらに基づく位置ずれがそれぞれ少な
くなる。曲率を増加させると強度力；増力口する。そこ
で、マスクのひずみ（１反り）を減少させることが可能
である。さらに、管が動作しマスクが加熱されるときの
各部分の間の幾何学的関係のせいで、一定のマスクの膨
張に対して、ｒより大きい曲率を持つマスク上の１点は
、より小さい曲率を持つマスクの、同様の位置にある点
に比べて、スクリンに向けて移動する距離が短い。以上
で示したマスクの曲率について、ドーミングあるいはマ
スクの一部分やスクリ／に向かっての移動は、１ｏｏｏ
　ｗｓの曲率−半一径を持つマスクでのす４８ミクロ′
ｙから、８５０Ｈの曲率半径を持つマスクで約３０ミク
ロンと小さくなる。＠　ａ　Ｎの増加によって、中心を
はずれだ位置にある螢光体線の位置ずれ公差を増すこと
が可能になる。再び、前に述べた如く、スクリン上での
線間隔は、あまジ大きくできない、これが大きすぎれば
、画面の粗さが目立つようになる。従って、選ばれる間
隔は、３本組をなす線状螢光体として許し得る粗さと、
可能な公差の増大との間の妥協点ということになる。ス
クリンの中心部分ではａ１を小さな値に維持しながら、
周辺部分に近いところでは、′ａ″を大きくすることに
よつ°て、スクリンに見える画面の様相は、微細な画素
の配列を持つものと感じられるようになる。

表Ｂに、従来の管と、従来の管のマスクより大きい曲率
（半径８５０鱈対１０００ｆｌ　）を持つシャドウマス
クを備えるこの発明に関連した管について、スクリンの
中心部と周辺部との中間の点における公差とドーミング
による位置ずれめ測定結果が示されている。これらの値
は、すべて鱈単位である。

表Ｂ ドーミングに 公　差　　よる位置ずゎ　　差　引 従来の管　　、０５３　　　．０７９　　−．０２にの
発明に関連した管での公差の増大は、間隔ｍａｍの増大
によるものであシ、位置ずれの減少は、シャドウマスク
の曲率の増加によるものである。従って、マスクの曲率
と間隔“ａｌを増すことによって、スクリン上の、ドー
ミングによる影響が最も大きく１現われる位置における
位置ずれが著しく減少する（たとえば、表Ｂの０．０２
７ｆｆだけ）ことになる。

以上の説明では、発明の理解を助けるために、曲面を持
つフェースプレートを対象として、曲率が増大されかつ
間隔ｗ、ａｍが変化させられたマス・　　　　１ｉ１ りについて述べだが、この発明は、平面状のフェースプ
レートに対して適用されるものである。これまで、線ス
クリンに組合わせて用いられるシャドウマスクは、フェ
ースプレートの曲率と正確に同じ曲率を持つものではな
かったにしても、それらマスクとフェースプレートはほ
ぼ平行であったと言うことができる。平坦なフェースプ
レートが好ましいのは、画面の一部にひずみを伴なわな
いで、より大きい視角を持つことができるからである。

第１０図に、曲面状のシャドウマスク７４と平面的なフ
ェースプレート７６を備える陰極線管７２が示されてい
る。この管では、間隔″　１はマスクの中心から周縁で
進むに従って事実上増大し、また、マスク孔の間隔ＩＩ
　ａ″も、スクリン上に、満足すべき螢光体線パターン
を維持できるように同様に増大されている。

従来の管で行なわれた以上に、マスクの曲率を増加して
、マスクを強化し、ドーミングを減少するという考え方
は、必ずしも、球面形の、あるいは事実上球面形のマス
クに限定されるものではない。この発明の陰極線管は、
例えば、第１１図に示されるように、平らなフェースプ
レートを持つ陰極線管８０に用いられるマスク７８に、
マスクを強化する目的で、逆の曲面の曲率を持たせて構
成されている。この場合は、マスクの中心から周縁へ進
むに従って、間隔“ｑｌが、一旦増加したのち減少して
いる。そこで　＠ａ＠の値も、間隔＠　ｑ　＠の変化に
比例して変更され、従って、′ａ“の値も、マスクの中
心部から周縁へ進むとともに、一旦大きくされ、次に小
さくされる。

この発明の構成の基本的な考え方は、シャドウマスクの
曲率を増大することと、管の中心部から外へ進むに従っ
て、間隔″ａＩＩを変化させることとの組合せにある。

在来管のあるものでは、マスクとスクリンの間隔ｌｌｑ
″が、マスクの中心部よ多周縁で大きくされている。そ
のような管に、この発明を適用する場合には、マスク−
スクリン間隔に、より大きい変更が与えられる。しかし
、周縁部での１９１が中心部での“ｑｌより小さい従来
の管構造にも１．この発明を適用することは可能である
。そのような管構造に、この発明を適用する場合には、
間隔１ｑ“が、在来の他の点で同様な管におけるよシ広
範囲に変更されることになる。

しかし、このような変更によって、現実に、管が、中心
部の１ｑ“より大きい１ｑ１を周縁部で持つことに限ら
れるわけでなく、中心部の１ｑ１よ）僅かではあるが小
さい１ｑ＠を持つ周縁部を持つ管、あるいは、一様なｎ
Ｃを持つ管も得られよう。すなわち、この発明は、１つ
の管の周辺での″９１対中心でのｌ　ｑ″の相対的大き
さを問題とするのではなく、他の点では同様の従来の管
での１９＠に比べて、中心と周縁でのｑ”の相対的大き
さと、その変更とに関係する。また、同じ考え方が、１
ｑ１の変化に比例して変化させられる上に螢光体素子群
を正しくモザイク状に組込むことができる。ここで［モ
ザイク状に組込む（ｎｅｓ−ｔ　ｉ　ｎｇ）Ｊは、３つ
組（トリオ）を作る螢光体素子間の関係を表わし、１つ
の３つ組内でのドツトまたは線間の間隔が、別の３つ組
に属する隣のドツトまたは線との間の間隔と等しくなる
ようにすることを言う。

【図面の簡単な説明】

第１図′は、一部を主軸に沿って断面とした、従来のシ
ャドウマスク型陰極線管の平面図、第２図から第４図ま
では、線状螢光体素子を持つスクリンの一部と、そこに
入射する電子ビームとを示す拡大図、 第５図は、シャドウマスクの中心と周縁との中間の位置
に生じる電子ビームの位置すれか、時間の経過とともに
変化する状態を示すグラフ、第６図は、第１図で符号６
で示される部分におけるマスクとスクリンを示す拡大図
、 第７図は、電子ビームとマスクとスクリンとの間の幾何
学的関係を示す線図、 第８図は、従来のシャドウマスクを内蔵する管のフェー
スプレートの、一部を取除いた、背面図、第８Ａ図、第
８Ｂ図、第８Ｃ図は、マスクの第８図に符号で示弯れた
位置に対応する部分の拡大図、　　　　　　　　′１′ 第９図は、この発明に関連した例であるシャドウマスク
を持つ陰極線管についての、第８図と同様の図、 第９Ａ図、第９Ｂ図、第９Ｃ図は、第９図の陰極線管に
ついての、第８Ａ図、第８Ｂ図、第８Ｃ図に相当する拡
大図、 第１０図は、平坦なフェースプレートを持つ陰極線管の
、一部を除いた、平面図、 第１１図は、この発明の一実施例である、平坦なフェー
スプレートを持つ陰極線管の、一部を除いた、平面図で
ある。 ３２・・・スクリン、７８・・・シャドウマスク、ａ・
・・マスクの孔の中心間隔、ｑ・・・マスクとスクリン
との間の間隔。 ％許出願。八　　アールシーニー　コーポレーション代
理人　清水　哲ほか２名 −１９７Ｌ ｆｆ８　　目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　スクリンの螢光体素子上に電子ビームを位置
   　−合せするために有孔シャドウマスクを利用する陰極
   線管であって、 上記マスクと上記スクリンとの間隔の変化率が