WO1997033298A1

WO1997033298A1 - Tube cathodique et son procede de fabrication

Info

Publication number: WO1997033298A1
Application number: PCT/JP1997/000630
Authority: WO
Inventors: Shinji Ohama; Norio Shimizu; Shinichiro Nakagawa; Masatsugu Inoue; Kumio Fukuda
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 1996-03-06
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 1997-09-12
Also published as: CN1181838A; KR19990008308A; CN1124636C; MY119123A; EP0828281A4; US6025676A; KR100313829B1; TW341711B; EP0828281A1

Description

明細害

陰極線管およびその製造方法

技術分野

この発明は、ほぼ平坦なフェースパネルを有する陰極線管、およびその製造方法に関する。

背景技術

一般に、カラー陰極線管は、ガラス製のフェースパネルおよびガラス製の漏斗状のファンネルとからなる真空外囲器を有し、フェースパネルの有効領域の内面には、 3 色の蛍光体層からなる蛍光体スクリーンが形成されているとともに、ファンネルのネック内には電子銃が配設されてしゝる。そして、電子銃から射出された 3 電子ビームを、フアンネルの外側に装着された偏向装置によリ発生する磁界によリ偏向し、シャドウマスクを介して、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となっている。

このようなカラー陰極線管のフェースパネルは、一般に、実質的に矩形状の有効領域と、有効領域の周辺部に立設された側壁とを有している。そして、フェースメヽ ° ネルは、真空外囲器に加わる大気圧荷重に耐えられる強度を得るべく有効領域の中央部の肉厚が薄く、周辺部の肉厚が厚くなるように、内面および外面が異なる曲面に形成されている。

一般に、有効領域の外面は、フェースパネルとフアンネルとの間のシール面に対する高さが、有効領域の中央部で最も高く、周辺部ほど低くなるような曲面に形成されている。具体的には、有効領域の外面が球面状の曲面からなるフェースパネル、垂直軸に沿った方向の曲率半径をほぼ無限大とし、水平軸に沿った長軸方向に曲率をもつ円筒状曲面からなる外面を持ったフェースパネル、更には、高次の多項式で表示される曲面からなる外面を有したフェースパネル等が知られてしゝる。

一方、フェースパネルの有効領域の外面形状については、近年、視認性向上のため、平坦化が進められている。上記フェースパネルの有効領域外面の曲面形状によって異なるが、一般に、有効領域の平坦度を表す方法として、 R 表示が知られている。この R 表示は、フェースノ《ネルの中央の高さと、フェースパネル角部の高さとの差（対角部の落込み量）によって決まる対角部平均曲率半径と、有効部対角寸法を 1 . 7 倍した値との比により表す方法である。そして、この R 表示によって表される平坦度が同じであれば、いずれのフェースパネルにおいても、有効領域外面の曲面形状に関係なく、対角部の落込み量は同一となり、その曲面形状によって多少の差はあるが、フェースパネル有効領域のフラット感は、ほぼ同等となる。

しかしながら、フェースパネルの平坦度が増すにつれて、ガラス製真空外囲器の大気圧強度が低下するため、この有効領域外面の平坦度は、大型陰極線管の場合、最大でも 2 . 0 R 程度となってしゝる。

— 方、フエ一スパネルの有効領域の内面形状についても種々の形状がある。しかしこの有効領域の内面形状については、ガラス製真空外囲器の大気圧強度上、有効領域の中央部の肉厚が最も薄く、周辺部になるにしたがって厚くなるように、有効領域外面と同種の曲面とする場合が多い。

近年、ガラス製真空外囲器の大気圧強度は、フェースバネルの設計精度の向上おょビ補強バンドの性能向上などにより向上し - フェースパネルが平坦化しても、所定の強度に保たれるようになつている。し力、し、上記のようにフエースパネルの内外面が同種の曲面で構成されている場合、現在以上にフェースバネルの有効領域を平坦化するためには、真空外囲器の大気圧に対する強度を一層向上させる必要があり、そのためには、ガラス肉厚の大幅な増加、あるいはフ I ースパネルの有効領域外面に補強フイルムを貼着するなどの補強が必要となる。この場合、大幅なコストアップを招くことになる。

また、フェースパネルの平坦化については、既にその有効領域外面をほぼ平面とした陰極線管が提供されている。し力、しな力ら、この陰極線管において、フエ一スノネルの内面形状は、既知のフェースパネルと同様に、曲面の組合わせで構成されている。そのため、真空外囲器の大気圧強度を確保するために、パネル有効領域の肉厚を厚くしたり、あるいはフェースパネルの有効領域外面に補強フィルムを貼着するなどの手段によって真空外囲器が補強されている従って、上記と同様に大幅なコストアップを招く。

一方、カラー陰極線管において、シャドウマスクは、板厚 0 . 1 ~ 0 . 3 m m 程度の実質的に矩形板状のマスク本体と、このマスク本体の周辺部に固定された実質的に矩形状のフレームとで構成されている。マスク本体の有効面は、蛍光体スクリーンと対向して配置されてしゝるとともに、この有効面には、多数の電子ビーム通過孔が形成されている。

一般に、マスク本体の有効面は、フェースバネルの有効領域の内面形状に対応して形成され、少なくとも中央部が蛍光体スクリーン方向に突出した曲面をないしている。その曲面形状としては、従来より、球面、垂直軸方向の曲率半径をほぼ無限大として水平軸方向に沿った曲率を有する円筒状曲面、あるいは、高次の多項式で表わされる曲面が用いられている。

そのいずれの曲面形状を有するシャドウマスクの場合でも、蛍光体 ¾ に対する電子ビームのランディング（ビームランディング）を正確にするために、シャドウマスクの電子ビーム通過孔と.蛍光体層とは特定の相対位置関係が必要であり、陰極線管の動作中、常に、この相対位置関係を一定に保つことが必要である。つまり、シャドウマスクと蛍光体スクリーンとの間隔は、常に一定の許容範囲内になければならない。

しかしな力《ら、シャドウマスクの電子ビーム通過孔を通過して蛍光体スクリーンに達する電子ビームの量は、氅子銃から射出された電子ビーム全体の 1 Z 3 以下であり、残りの電子ビームは、シャドウマスクに衝突する。この衝突した電子ビームは、熱エネルギに変換され、シャドウマスクを加熱、膨張させる。

シャドウマスクの熱膨張は、ビームランディングのずれをもたらし、色純度の劣化を引起こす。シャドウマスクの熱膨張により生ずるミスランディングの大きさは、表示される画像パターンおよび画像パターンの継続時間によリ大きく異なる。特に、局部的に高輝度な画像パターンを表示した埸合、シャドゥマスクの局部的なドーミング現象が生じ、短時間のうちに電子ビームのミスランディングが生じ、そのずれ量も大きくなる。このミスランディングは、シャドウマスク有効面の水平方向長さの約 1 ノ 3 の距離だけ、シャドウマスク有効面の水平方向端部から中心側へずれた位置でシャドウマスククのドーミングが生じた場合に、最も大きく表れる。また、シャドウマスクの曲面の加工方法として、プレス成形により形成する方法とテンションをかけることにより形成する方法とがある。プレス成形方法は、多数の電子ビーム通過孔が形成された金属薄板からなる平板状のマスク原板（フラットマスク）をプレス加工により塑性変形させることにより形成する方法である。この方法は、主として上記球面および高次の多項式で表わされる曲面の成形に利用されてし、る。

第 2 のテンションにより形成する方法は、主として、垂直軸方向の曲率半径をほぼ無限大として水平軸方向に湾曲した円筒状曲面の形成に用いられている。この方法では、垂直軸方向の曲率半径をほぼ無限大とし水平軸方向に湾曲したマスク本体取付け面をもつフレームに、多数の電子ビーム通過孔が形成された金属薄板からなる平板状のマスク原板を沿わせ、このマスク原板をその垂直軸方向にテンシヨンを加えた状態でフレームに固定することで形成される一方、前述したように、フェースノ《ネルの平坦化に伴つて、シャドウマスクの曲面も平坦化され、その曲率曲率が大きくなつてきてしヽる。そして、シャドウマスクの曲率半径が大きくなると、シャドウマスクの曲面保持強度は小さくなる。その結果、カラー陰極線管に衝撃などの外力が加わった場合、シャドウマスク有効面が変形しやすく、また、カラー陰極線管に振動が加わった場合には、シャドウマスクの共振（ハウリング）が生じ易くなる。そして、いずれの場合も、表示される画像の色純度の劣化を招く。

平坦化されたシャドウマスクの曲面保持強度は、シャドゥマスクの板厚を厚くすることにより向上させることができる。しかし、シャドウマスクの板厚を厚くすると、フォトエッチングによる電子ビーム通過孔の形成が困難となり，所望形状、所望寸法の電子ビーム通過孔を形成することができなくなる。更に、シャドウマスクの材料コストが上昇する。

曲面保持強度を上げる対策として、曲率半径が無限大となる、シャドウマスクの垂直軸方向に沿ったテンションをシャドウマスクに与えた状態で、シャドウマスクを設する方法が考えられる。しカヽしながら、この場合、シャドウマスクに極めて大きな引張リ応力を与える必要があるため，シャドウマスクを保持するフレームを極めて強固なものとする必要がある。従って、カラー陰極線管の製造コストが上昇するとともに、フレームの重量が大幅に陰極線管全体の重量増加を生じてしまう。

発明の開示

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、大幅なコストアップを招くことなく容易にフエースパネルの有効領域の平坦度を向上させ、視認性を向上させることが可能な陰極線管、およびその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明に係る陰極線管は、実質的に矩形状の有効領域を有したフェースパネル、およびファンネルを有する真空外囲器と、上記フェースパネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備えている。そして、上記フェースパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記有効領域の外面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大、上記短軸方向に沿った曲率半径が外面全体に亙って一定の値となる、円筒形状の曲面形状に形成されている。

また、この発明の陰極線管によれば、上記有効領域の外面は、上記短軸方向が曲率半径が、高次の多項式で表される曲面形状を有している。

上記有効領域の上記長軸方向の寸法と短軸方向の寸法との比は 1 6 ： 9 に設定されて Ι る。

この発明に係る陰極線管は、実質的に矩形状の有効領域を有したフェースパネルおよびファンネルを有する真空外囲器と、上記フェースパネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備え、

上記フェースパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記有効領域の外面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大であり、上記短軸方向に沿った曲率半径が上記短軸上と短軸辺近傍部分とで異なる値を有する、曲面形状に形成されている。

上記のように構成された陰極線管によれば、フェースパネルの横寸法と縦寸法との差を利用して、従来と同等の平坦度を有するパネルとしても、真空外囲器の強度を従来よリも向上することが可能となる。また、従来と同等の強度とした場合、より平坦度の向上した陰極線管を構成することができる。

また、この発明に係る他の陰極線管は、実質的に矩形状の有効領域を有したフェースパネルおよびファンネルを有する真空外囲器と、上記フェースパネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて ®子ビームを射出する電子銃と、を備え、

上記フェースパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記有効領域の外面は実質的に平坦に形成され、内面は、上記長軸方向に沿つた曲率半径がほぼ無限大、上記短軸方向に沿つた曲率半径が内面全体に亙って一定の値となる、円筒形状の曲面形状に形成されてしゝる。

上記有効領域の上記長軸方向の寸法と短軸方向の寸法との比は 1 6 ： 9 に設定されている。

また、この発明に係る陰極線管によれば、フェースパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記有効領域の外面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大、上記短軸方向に沿った曲率半径がある値となる、曲面形状に形成され、

上記有効領域の内面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大、上記短軸方向に沿った曲率半径が外面全体に亙って一定の値となる、円筒形状の曲面形状に形成されている。

上記のように構成された陰極線管によれば、フ： L ースパネルを大幅に補強することなく、フェースパネルの有効領域外面の平坦度を向上させて、視認性の優れたカラー陰極線管を構成することができる。

更に、この発明に係る他の陰極線管は、実質的に矩形状の有効領域を有したフェースパネルおよびファンネルを有する真空外囲器と、上記フヱースパネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、上記真空外囲器内で上記蛍光体スクリーンに対向して配設されたほぼ矩形状の有効面および上記有効面に形成された多数の電子ビーム通過孔を有したマスク本体と、上記マスク本体の周縁部を支持したほぼ矩形状のフレームと、を備えたシャドウマスクと、上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備えて Ι る。

上記マスク本体の有効面は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大で、上記短軸方向に沿った曲率半径が有効面全体に亙ってほぼ一定となる、円筒形状の曲面形状に形成されている。

また、この発明に係る陰極線管によれば、マスク本体の有効面は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大で、短軸方向に沿った曲率半径が高次の多項式で表わされる曲面に形成されてし、る。

上記構成の陰極線管によれば、マスク本体の有効面を、長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大で、短軸方向の曲率半径がほぼ一定の円筒状曲面、あるいは高次の多項式で表わされる曲面に形成することにより、シャドウマスクの曲面保持強度を大幅に向上できる。また、従来のシャドウマスクと同等の曲面保持強度を保ったまま、平坦度を向上させ、フェースパネルを容易に平坦化することができる。更に、従来のシャドウマスクと同一平坦度とした場合、シャドウマスクの板厚を薄くすることが可能となる。

また、この発明に係る陰極線管の製造方法によれば、多数の電子ビーム通過孔の形成されたほぼ矩形状のフラットマスクを用意し、上記フラッ卜マスクを、その長軸方向に沿った曲率半径が無限大で、短軸方向に湾曲した円筒状の曲面に塑性変形させてマスク本体を形成し、上記マスク本体の上記短軸方向に沿つた曲率半径が、上記塑性変形時の曲率半径よりも大きくなるように、上記塑性変形されたマスク本体を弾性変形させ、 a n d 上記弾性変形された状態のマスク本体の周縁部をフレームに固定している。

上記製造方法によれば、マスク本体の短軸方向の曲率半径が小さくないる方向の応力がマスク本体に加わつた状態で、このマスク本体をフレームに固定していること力ヽら、高い曲面保持強度を備えたシャドウマスクを得ることができる。

図面の簡単な説明

図 1 ないし図 7 は、この発明の第 1 の実施例に係るカラ一陰極線管を示し、

図 1 は上記カラー陰極線管の断面図、

図 2 は、上記カラー陰極線管の実例 1 に係るフェースパネルの外面形状を模式的に示す斜視図、

図 3 は、上記フェースパネルの X 軸に沿った断面図、図 4 A および 4 B は、 Y 軸および線 I V— I Vにそれぞれ沿つたフエースパネルの断面図、

図 5 は、実例 2 に係るフ：ースパネルの外面形状を模式的に示す斜視図、

図 6 は、実例 3 に係るフェースパネルの Y 軸に沿つた断面図、

図 7 は、実例 4 に係るフェースパネルの一部を示す斜視図；

図 8 ないし図 1 7 B は、この発明の第 2 の実施例に係るカラー陰極線管を示し、

図 8 は上記カラー陰極線管の断面図、図 9 は、上記カラー陰極線管の実例 1 に係るフヱースパネルの形状を模式的に示す斜視図、

図 1 0 は、上記フェースパネルの X 軸に沿った断面図、図 1 1 A および 1 1 B は、 Y 軸および線 X I— X I それぞれ沿つたフエースパネルの断面図、

図 1 2 は、実例 3 に係るフェースパネルの Y 軸に沿つァニ断面図

図 1 3 は、実例 4 に係るフ： L ースパネルの一部を示す斜視図；

図 1 4 は、シャドウマスク全体を模式的に示す斜視図、図 1 5 は、上記シャドウマスクのマスク本体を示す平面図、

図 1 6 は、上記シャドウマスクの長軸方向に沿った断面図、

図 1 7 A は、上記シャドウマスクを短軸上で破断した断面図、

図 1 7 B は、上記シャドウマスクを図 1 4 の線 X VI I— XV I I に：沿って破断した断面図；

図 1 8 A ないし " I 8 D は、それぞれ上記シャドウマスクの製造工程を概略的に示す斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しな力《らこの発明の第 1 の実施例に力ラー陰極線管について詳細に説明する。

図 1 に示すように、カラー陰極線管は真空外囲器 2 0 を備え、この真空外囲器は、ガラス製のほぼ矩形状のフ： L 一スパネル 1 2 と、フェースパネルに接合されたガラス製の漏斗状のファンネル 1 3 とを有してし、る。フエ一スノネル

1 2 は、後述する曲面からなる実質的に矩形状の有効領域 1 o と、有効領域の周縁部に立設されたスカート部 1 1 とを有し、ファンネル 1 3 はスカート部に接合されてしヽる。

フェースパネル 1 2 の有効領域 1 0 の内面には、青、緑、赤に発光する 3 色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン 1 4 が形成されてしゝる。また、真空外囲器 2 0 内には、蛍光体スクリーン 1 4 に対向して、その内側にシャドウマスク 1 5 が配置されてしゝる。シャドウマスク 1 5 は、複数のホルダ 2 0 を介してフェースパネル 1 2 のスカート部 1 1 に支持されている。

ファンネル 1 3 のネック 1 6 内には、 3 電子ビーム 1 フを射出する鴛子銃 1 8 が配設されている。そして、楚子銃 1 8 力、ら射出される 3 電子ビーム 1 7 をファンネル 1 3 の外側に装着された偏向装 1 9 の発生する磁界により偏向し、シャドウマスク 1 5 を介して上記蛍光体スクリーン 1 4 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し、る。

図 1 および図 2 に示すように、フェースパネル 1 2 の有効領域 1 0 は、管軸 Z と直行しているとともに水平方向に延びる長軸（ X 軸）と、管軸および長軸と直行しているとともに垂直方向に延びる短軸（ Y 軸）と、を有する横長の矩形状に形成されている。なお、図 2 において、有効領域 1 0 の外面 1 0 a は、その形状が明瞭となるように、マトリックス状の多数の線を付して示されてし、る。

図 2 ないし図 4 B に示すように、有効領域 1 0 の外面 1 0 a は、長軸 X と平行な中心軸を有する円筒状曲面に形成されている。詳細に述べると、有効領域 1 0 の外面 1 O a は、その長軸 X 方向に沿った曲率半径が図 3 に直線 2 1 で示すように、無限大でぁリ、短軸（ Y 軸）方向に沿った曲率力《、図 4 A および 4 B に曲線 2 2 a 、 2 2 b で示すように、短軸 Y 上および短軸と平行な任意の線 IV— IV上の曲率が所定の値となる、曲面に形成されている。

実質的に矩形状の有効領域 1 0 の長さ寸法が、横 > 縦となっているカラー陰極線管では、対角部の落込み量で決まる対角部平均曲率半径が同一であれば、図 2 に示した曲面形状が最も平均曲率の大きい曲面となる。ここで、平均曲率 K は、有効領域外面 1 0 a 上の任意点におけるあらゆる方向の曲率半径のうち、最大の曲率半径を R m a x 、最小の曲率半径を R m i m とした場合、

K = 1 / R m a x + 1 / R m i m ·■· ( 1 ) で定義され、最小曲率（ I Z R m a x ) と、最大曲率（ 1 Z R m i m ) との和を意味している。

真空外囲器 2 0 の大気圧強度は、フェースパネル 1 2 の外面形状および内面形状により決まるが、平均曲率 K が真空外囲器の大気圧強度を決定する重要な要因の一つとなるまた、以下の式（ 2 ) に示す、最小曲率（ 1 R m a x ) の 2 乗と、最大曲率（ I Z R m i m ) の 2 乗との和も、真空外囲器の大気圧強度を決定する一つの指標となる。

( 1 / R m a x ) ² + ( 1 / R m i m ) ² ··■ ( 2 ) 図 2 に示す曲面形状を有する有効領域 1 0 によれば、式 ( 1 ) 、（ 2 ) の値を、しゝずれも、あらゆる曲面形状に対して最大にすることができ、フェースノネル "！ 2 の強度を高めることができる。従って、フェースパネル 1 2 の平坦度を向上させた場合でも、現在一般的に使用されている他のフェースパネルと同等の強度を得ることができる。そのため、フェースパネル 1 2 の肉厚を厚くしたり、フェースパネルの有効領域外面 1 0 a に補強フイルムを貼着して補強する等の対策を施すことなく、フェースパネルの平坦化が可能となる。その平坦化により、高い大気圧強度を有し、かつ、視認性の向上したカラー陰極線管を構成することができる。

以下、若干の実例について説明する。

( 実施 1 )

実施 1 として、近年のカラー陰極線管の主流である横縦の比が 1 6 ： 9 、対角寸法が 6 6 c m の有効領域を有するカラー陰極線管に、上述した曲面形状の外面を有するフエースパネル適用した場合について説明する。

一般に、フェースパネルの平坦度を表す指檁として、対角平均曲率半径と有効領域の対角寸法を 1 . 7 倍した値との比により表した R 表示がある。最近のカラー陰極線管では、平坦化が進み、この R 表示が約 2 . O R 程度となっている。 R 表示が 2 . O R の場合、対角平均曲率半径は、 R 2 2 4 4 となる。このとき、対角部での落込み量は、 2 4 . 4 m m とな < & 。

これに対して、図 2 に示す実例 1 のフェースパネル 1 2 によれば、有効領域 1 0 の外面 1 0 a は、長軸 X 方向に沿つた曲率半径が無限大、短軸 Y 方向に沿った曲率半径が一定とした円筒形状の曲面で構成されている。この有効領域外面 1 0 a の平坦度は 2 . O R となってし、る。

表 1 は、実施 1 のカラ一陰極線管のフェースパネル 1 2 の有効領域外面 1 0 a の曲率半径、平均曲率等の特性を、球面状曲面からなる外面を有するフェースパネル（比較例 1 ) 、および短軸 Y 方向に沿った曲率半径がほぼ無限大で、長軸 X 方向に沿った曲率半径が一定の円筒状曲面からなる外面を備えたフェースパネル（比較例 2 ) と比較して示している。

表 1

上記表 1 から良く分かるように、有効領域 1 0 の外面 1

0 a は、曲面形状により見え方は異なるが、対角平均曲率半径が同じであれば、ほぼ同等の平坦度となる。また、実例 1 は、上述したように有効領域 1 0 の対角平均曲率半径で決まる平坦度を、比較例 1 、 2 と同じ 2 . O R としたものであるが、これら比較例と比較して、平均曲率が大幅に大きく、また曲率の 2 乗和も大きくなつてしゝる。これは、実施 1 のフェースパネル 1 2 が横縦の比が 1 6 ： 9 の横長パネルでめるめである。

このように平均曲率および曲率の 2 乗和の大きいフ： π — ス Λ ネルは、前述したように平均曲率および曲率の 2 乗和が真空外囲器の大気圧強度を決定する指摞となることから比較例 1 、 2 のフエースパネルに比較して、真空外囲器の強度を著しく大きくできることが分かる。

なお、実例 1 では、従来のパネルに対して強度を増強させた場合について説明したが、上記実施例 1 のバネルの肉厚を薄くして、従来のパネルと同程度の強度のパネルとすることは、任意に実施可能である。

( 実例 2 )

実例 2 として、実例 1 と同様に、横縦の比が 1 6 ： 9 . 対角寸法が 6 6 c m の有効領域を有するフェースパネルに上述した外面形状を適用した場合について説明する。但し、実例 2 は、平均曲率半径を比較例 2 と同じにしたものである。

2 は、実例 2 のフェースパネルの曲率半径、平均曲率半径等の特性を上述した比較例 1 および比較例 2 と比較して示してし、る。

表 2

表 2 に示されているように、実例 2 のフェースパネルは、平均曲率半径および曲率の 2 乗和が比較例 2 のそれらと同じになつている。比較例 2 は、長軸方向の曲率半径が R 1 7 0 7 、短軸方向の曲率半径が無限大であるのに対して、実例 2 のフェースノヽ ° ネルにおいては、逆に長軸方向の曲率半径が無限大、短軸方向の曲率半径が R 1 7 0 7 となってしゝる。

このように実例 2 のフェースパネルは、比較例 2 と平均曲率は同じであるが、横縦の比力《 1 6 ： 9 であるため、比較例 2 に比べて、対角部の落込み量が大きく異なり、平坦度も比較例 2 の 2 . O R に対して、 6 . 3 R と大幅に向上している

図 5 は上述した実例 2 に対応するフェースパネル 1 2 の有効領域外面 1 0 a の形状を示している。有効領域 1 0 の外面 1 O a は、比較例 2 の平均曲率半径と同一の平均曲率半径を有しているが、見た目の平坦度は異なり、比較例 2 に比べて平坦度が大幅に向上したものとなっている。また、表 2 に示すように、有効領域外面の平坦度は、平均曲率半径ではなく、対角部の落込み量で決まる対角平均曲率半径でほぼ決定されることが分かる。

一方、カラー陰極線管の真空外囲器は、ガラス製のフエースノネルとガラス製のファンネルとをフリットガラスにより接合した後、内部を真空排気することにより製造されるため、この真空排気により生ずる内外の圧力差により寘空外囲器は変形し、内部応力が発生する。この内部応力を緩和するため、真空外囲器は、金属製の補強バンドで補強される。しかし補強バンドで補強しても、真空外囲器に生じた内部応力を完全に緩和することはできない。

真空外囲器の大気圧強度は、真空外囲器の形状や肉厚などに大きく依存するが、フェースパネルの外面形状とも関係があり、一般に有効領域外面の平均曲率が大きいほど大きくなる。この点、実例 2 のフェースパネルは、平坦度については比較例 2 よりも大幅に向上してし、るが、平均曲率半径については同じであるので、比較例 2 とほぼ同等の大気圧強度が得られる。

( 実例 3 )

実例 3 によれば、フ： r ースパネルの有効領域の外面は、長軸 X 方向の曲率半径がほぼ無限大で、短軸 Y および管軸を含む平面と平行な平面での断面形状が有効領域の位置に拘わらず一定であり、かつ、その断面形状が、上述した実例 1 、 2 のような単一曲率半径を有する円弧状ではなく、高次の多項式で表される曲線となる、曲面に形成されている。

すなわち、有効領域の外面は、フェースパネルのスカート部端面（ファンネルとの接合面）を下にして、フェースパネル外面の中心を原点とし、長軸を X 軸、短軸を Y 軸、管軸を Z 軸とする座標系において、 a を係数、 i = 0 ， 1 , 2 · · ■ π とした場合、 Z = ∑ _{a i} Y ² ' で表される曲面となってしゝる。

特に、実施 3 において、有効領域の外面は、 n = 2 として、

Z = a 1 Y ² + a 2 Y ⁴

a 1 = - 2 . 3 5 0 x 1 0 一 ⁴

a 2 = - 2 . 2 4 5 x 1 0 一 ⁹

の形状に形成されている。

このようなフェースパネルは、実例 2 のフェースパネルに対して、有効領域周辺部の曲率をやや大きくし、 2 次成分を 8 0 % 、 4 次成分を 2 0 % とした場合に相当する。このようなフヱースパネルの外面形状は、

Z=- 2. 350 X 0~⁴ Y ²- 2. 245 x 1 0— ⁹Y⁴

となり、短軸 Υ と管軸 Ζ を含む平面で有効領域を破断した場合の断面形状、すなわち、短軸上の断面形状が、図 6 に示す曲線 2 2 a のようになる。また短軸 Y と管軸 Z を含む平面に平行な平面での有効領域を破断した場合の断面形状も、同じ曲面となる。なお、このフ； L — スパネルの対角部の落込み量で決まる対角平均曲率半径は、 6 . 3 R である。

有効領域の外面を上記のような曲面にすると、図 6 から良く分かるように、短軸 Y 方向に沿った曲率半径の内、有効領域の長軸 X 付近の曲率半径を大きくし、有効領域の長辺付近の曲率半径をやや小さくすることができる。これにより、一般的に有効領域央部にくらベて周辺部の方が強度の低い真空外囲器の強度を上げることが可能となる。

(実例 4 )

例 1 、 2 のフエースパネレでは、有効領域の外面形状を、長軸 X 方向の曲率半径が無限大、短軸 Y 方向の曲率半径が一定の円筒状曲面としたが、この実例 4 では、製造上の問題等を考慮して、実例 2 のフエースパネルを微少変更し、図 7 に曲線 2 4 で示すように、長軸 X 方向にわずかな曲率をもつ外面形状としている。また、有効領域外面の短軸方向の曲率半径は、短軸 Y 上を曲線 2 5 a 、有効領域の短辺付近を曲線 2 5 b でそれぞれ示すように、短軸上と短辺付近とで僅かに異なるものとなつてし、る。

よリ具体的には、表 3 に示すように、有効領域外面は、長軸 X 端 2 6 での落込み量 Δ 2 6 が、 Δ 2 6 = 1 m m とるように、長軸 X 方向の曲率半径が R 4 1 3 6 3 となっている。また、短軸 Y 方向の曲率半径は、短軸 Y 上よりも有効領域短辺上の方が僅かに小さくなってしゝる。なお、図 7 において、有効領域外面の中央部を符号 2 7 、対角部を符号 2 8 、対角部の落込み量を Δ 2 8 、短軸丫端での落込み量を厶 2 9 でそれぞれ示している表 3 実例 4 実例 2

R表示 6. 3R 6. 3R

対角平均曲率半径 R7084 R7084 対角部の落込み置 Δ 28 7.69 7.69

長軸方向曲率半径 R41363 ∞

長軸端の落込^置厶 26 1 0

短軸方向曲率半径 R2303 R 1707 短軸端の落込み躉 Δ 29 5.69 7.69

長辺部曲率半径 R20682 ∞ 短辺部曲率半径 R 1960 R1707

中央部曲率半径 4. 58X10— ⁴ 5. 86X10"⁴

対角部曲率半径 5. 96X10— ⁴ 5. 86X10"⁴ フェースパネルの有効領域外面を上記のような曲面にすることによリ、この有効領域外面は円筒状曲面とはならず、中央部 2 7 および対角部 2 8 ともに、平均曲率半径は小さくなる。し力、しながら、基本となる曲面形状は、この発明の曲面形状に適合しており、真空外囲器の大気圧強度についても、上述した各実例とほぼ同等のものとなる。

なお、実例 3 に示したフェースノヽ ° ネルに関して、その有効領域外面の曲面形状に、実例 4 と同様の変更を加えても、同等の効果を有するフェースパネルを得ることができる。

以上、若干の実例について説明したが、この発明における陰極線管のフ： I：ースパネルの有効領域の外面形状は、円筒状曲面や多項式で示される曲面に限らない。例えば、実例 1 と実例 2 との中間の曲率半径を有する曲面からなる外面を備えたフェースパネルとしても、また、実例 2 の曲率半径以上の曲率半径を有する曲面からなる外面を備えたフエースパネルとしても、平坦度が同一であれば、従来の外面形状を有するフェースパネルに対して、大気圧強度の向上を図ることができる。

また、実例 3 においては、高次多項式で表示される曲面として、 4 次関数で示される曲面について説明したが、これに限らず、 4 次以上の次数を含む表示式で、所望の特性に合せて曲面形状を調整することも可能である。

なお、フェースパネルの有効領域の内面形状は、外面形状とは関係なく任意の曲面形状に設定することが可能である。

以下、この発明の第 2 の実施例に係るカラー陰極線管について詳細に説明する。

このカラー陰極線管全体の構成は、前述した第 1 の実施例に係るカラー陰極線管と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。第 2 の実施例においては、フ： — スパネル 1 2 の有効領域 1 0 の外面形状が第 1 の実施例と相違している。以下、フェースパネル 1 2 の構成について詳細に説明する。

図 8 ないし図 1 1 B に示すように、フエ一スノくネル 1 2 はほぼ矩形状の有効領域 1 0 を備え、有効領域の外面 1 0 a は、長軸 X 方向（水平方向）および短軸 Y 方向（垂直方向）の曲率半径がともにほぼ無限大となるほぼ平面に形成されてしゝる。ほぼ平面からなる外面 1 0 a に対して、有効領域 1 ◦ の内面 1 O b は、図 1 0 に X — X 軸断面を示すように、長軸 X 方向に沿った曲率半径がほぼ無限大、図 1 1 A に Y — Y 軸断面を示すように、短軸 Y 方向に沿った曲率を有する円筒状の曲面に形成されてしゝる。

上 ^ した有効領域 1 0 の形状を基本として、有効領域外面 1 0 a を短軸 Y 方向に沿った僅かな曲率を有する曲面にすること、および有効領域内面 1 O b を長軸 X 方向に沿つた僅かな曲率を有する曲面とすることは任意である。

上記のように構成された、有効領域 1 0 の外面 1 0 a がほぼ平面をなし、内面 1 0 b が曲面力、らなるフェースパネル 1 2 は、その内面 1 O b の曲面形状によって有効領域周辺部の厚さが決まる。有効領域 1 0 の長軸 X 方向の長さが短軸 Y 方向の長さよりも長い、横 > 縦のカラー陰極線管では、フ I ースパネル 1 2 内面の対角部の落込み量が同一であり、かつ、その対角部でのフ：ースパネルの厚さが同じであれば、有効領域 1 0 の内面 1 O b を、平均曲率の最も大きな曲面とすることができる。

ここで、平均曲率 K は、有効領域内面 1 O b 上の任意点におけるあらゆる方向の曲率半径のうち、最大の曲率半径を R m a x 、最小の曲率半径を R m i m とした場合、

K = 1 Z R m a x + l Z R m i m ■·■ ( 3 ) で定義され、最小曲率（ "！ Z R m a x ) と、最大曲率（ 1 / R m i m ) との和を意味している。

真空外囲器 2 0 の大気圧強度は、フ： £ ースパネル 1 2 の外面形状および内面形状により決まるが、有効領域 1 0 の外面 1 0 a 力《ほぼ平面であるフエ一スノくネル 1 2 におし、ては、内面 1 O b の平均曲率 K が真空外囲器の大気圧強度を決定する重要な要因の一つとなる。また、以下の式（ 4 ) に示す、最小曲率（ 1 ノ R m a X ) の 2 乗と、最大曲率（ 1 R m i m ) の 2 乗との和も、真空外囲器の大気圧強度を決定する一つの指標となる。

( 1 Z R m a x ) ² + ( 1 ノ F m i m ) ² "' ( 4 ) 図 9 に示す曲面形状を有する有効領域 1 0 によれば、式 ( 3 ) 、（ 4 ) の値を、しヽずれも、あらゆる曲面形状に対して最大にすることができ、フェースパネル 1 2 の強度を高めることができる。従って、フェースパネル 1 2 の平坦度を向上させた場合でも、現在一般的に使用されている他のフェースパネルと同等の強度を得ることができる。そのため、フェースパネル 1 2 の肉厚を厚くしたり、フェースパネルの有効領域外面 1 0 a に補強フィルムを貼着して補強する等の対策を施すことなく、フェースパネルの平坦化が可能となる。その平坦化により、高い大気圧強度を有し、かつ、視認性の向上したカラー陰極線管を構成することができる。

以下、若干の実例について説明する。

(実例 1 )

実例 1 として、最近のカラー陰極線管の主流である横縦の寸法比が 1 6 ： 9 、対角寸法が 6 6 c m のカラー陰極線管に本実施例を適用した場合について説明する。

実例 1 におけるフェースパネルは、図 9 ないし図 1 1 b に示すように、有効領域の外面をほぼ完全な平面とし、有効領域の内面 1 0 b は、長軸 X 方向に沿った曲率半径を無限大、短軸 Y 方向を単一曲率半径とした円筒状の曲面で構成されている。

すなわち、短軸 Y 方向には、図 1 1 A に示したように、有効領域 1 1 の外面 1 2 の曲率半径は無限大で、内面 1 ◦ b のみが一定曲率半径を有する曲面からなり、短軸 Y 端でフェースパネル 1 2 の厚さが最も厚くなつてしゝる。短軸 Y 方向と平行な方向に沿ったフェースパネルの内面 1 0 b の断面は、図 1 1 A に示すように、円弧形状であり、短軸 Y と平行な線 X I— X Iに沿ったフェースパネル内面の断面は、図 1 1 B に示すように、短軸 Y 上と同一の円弧形状をないしてし、る。

一方、長軸 X 方向については、図 1 0 に示したように、有効領域 1 0 の内面、外面 1 O b 、 1 O a の曲率半径はともに無限大であり、フェースパネル 1 2 の厚さはほぼ一定となつている。

表 4 は、実施 1 に係るカラー陰極線管のフヱ一スパネル 1 2 の有効領域内面 1 0 b の曲率半径、平均曲率等の特性を、球面状曲面からなる内面を有するフェースパネル（比較例 1 ) 、および短軸方向の曲率半径を無限大とし、長軸方向に沿つた曲率を有する円筒状曲面らなる内面を備えたフエ一スパネル ( 比較例 2 ) と比較して示している。なお、実例 1 において、有効領域 " I 0 の外面 1 0 a はほぼ完全な平面に形成されているものとする。

これら実例 1 および比較例 1 、 2 は、いずれもフェースパネルの中央部と対角部との厚さの差をフ m m としたものであり ( この差は、パネル内面の対角部での落込み量となる）、実例 1 と比較例 1 、 2 とは内面形状のみが異なる。

表 4

上記表 4 力、ら良く分力、るように、実施 1 に係るフェースパネルによれば、比較例 1 および 2 に比べて、ノ\° ネル内面の対角部での落込み量がこれらの比較例と同じであるにも拘わらず、有効領域内面の平均曲率が大幅に大きく、曲率 2 乗和も大きくなつてしゝる。これは、実例 1 のフエ一スパネルのように横縦の寸法比力《 1 6 ： 9 と、横方向寸法と縦方向寸法との差が大きい場合に顕著となる。

前述したように、真空外囲器の大気圧強度は、フェースパネルの平均曲率および曲率 2 乗和と相関があり、一般にこれらの値が大きいほど、真空外囲器の大気圧強度は大きくなる。従って、実例 1 に係るフエースパネルは、比較例 1 、 2 に比べて真空外囲器の大気圧強度を著しく大きくすることができる。

従来では、有効領域の外面が平坦化されたフェースパネルでも、有効領域内面を上記実例 1 のような曲面にしたものはない。そのため、従来のフエースパネルと比較しても、

Ο

実例 1 に係るカラー陰極線管刀は真空外囲器の大気圧強度を向上する上で有利であり、フエ一スパネルを厚くするなどの補強の程度を軽減して、所望の大気圧強度を有するカラ

ω

一陰極線管を構成することができる。 cn

(実例 2 )

実例 2 として、実例 1 と同様に、横縦の比が "！ 6 ： 9 、対角寸法が 6 6 c m の有効領域を有するフェースパネルに上述した内面形状を適用した場合について説明する。但し、実例 2 は、平均曲率半径を比較例 2 と同じにしたものである。

表 2 は、実例 2 に係るフ： π — スパネルの有効領域内面の曲率半径、平均曲率半径等の特性を上述した実例 1 および比較例 2 と比較して示してし、る。

表 5

実例 2 実例 1 比較例 2

内面 R表示 6. 9R 内面対角平均曲率半径 R24639 R7782 R7782

内面対角部の落込み量 2.2 7 7

最大曲率半径 ∞ ∞ ∞

最小曲率半径 R591 2 R1 873 R591 2 平均曲率半径 1 . 69X1 0— ⁴ 5. 34X1 0— ⁴ 1 . 69X1 0~⁴

曲率 2乗和 2. 86X1 0^{- 8} 2. 85Χ1 0—⁷ 2. 86X1 0一⁸ 上記表 5 力、ら分かるように、実例 2 に係るフ： L — スパネル 1 2 によれば、有効領域内面の平均曲率および曲率の 2 乗和が、比較例 2 のそれらと同じになっている。比較例 2 では、内面の長軸方向に沿った曲率半径力《 R 5 9 1 2 、短軸方向に沿った曲率半径が無限大であるのに対し、実例 2 によれば、逆に内面の長軸方向に沿った曲率半径が無限大、短軸方向に沿った曲率半径が R 5 9 1 2 となってしヽる。そして、実例 2 のフェースパネルは、比較例 2 と平均曲率は同じであるが、有効領域の横縦の寸法比が 1 6 ： 9 であるため、比較例 2 に比べて、内面の対角部の落込み量が大きく異なり、フェースパネルの中央部と周辺部との厚さの差を大幅に減少させることができる。従って、有効領域内外の光透過率の差を小さくでき、表示画像の均一性を向上させることができる。更に、実例 2 のフェースパネルにおいても、有効領域外面を平坦化するために必要なパネルの補強、例えば、パネル厚の増加等を、比較例 2 と同等に抑えることができる。

( 実例 3 )

実例 3 のフ X — スパネルによれば、有効領域の外面はほぼ完全な平面とし、有効領域の内面は、長軸 X 方向の曲率半径がほぼ無限大で、短軸 Y および管軸を含む平面と平行な平面での断面形状が有効領域の位置に拘わらず一定であリ、かつ、その断面形状が、上述した実例 1 、 2 のような単一曲率半径を有する円弧状ではなく、高次の多項式で表される曲線となる、曲面に形成されてしヽる。

すなわち、有効領域の内面は、フェースパネルのスカート部 1 1 端面（ファンネルとの接合面）を下にして、フエースパネル内面の中心を原点とし、長軸を X 軸、短軸を Y 軸、管軸を Z 軸とする座標系において、 a を係数 = 0 ' 1 , 2 - • · η とした場合、 Z = ∑ _{a i} Y ^{2 i} で表される曲面となつてしゝる。

特に、実施 3 において、有効領域の内面は、 n = 2 して、

Z = a 1 + a 2 Υ ⁴

a 1 = - 2 3 9 1 0 — ⁴

a 2 = - 2 9 1 9 X 1 0 — ^{1 0}

の形状に形成されている

このようなフエ一スパネルは、実例 2 のフエ一ネノレに対して、有効領域周辺部の曲率をやや大きくし次成分を 8 0 %、 4 次成分を 2 0 % とした場合に相当

のようなフェースパネルの内面形状は、

Z=-2 1 39 X 1 0— 4 γ 2 _ -2. 91 9 X 1 0~¹⁰Y⁴

となる。図 1 2 は、有効領域 1 0 の内面 1 O b の対角部での落込み S ¾： 7 mm とした場合において、短軸 Y と管軸 z

す、ス

とを含む平面で有効領域を破断した場合の断面形状パ、る 2 すなわち、短軸上の断面形状を示してしゝる。短軸 Y と管軸を含む平面に平行な平面で有効領域を破断した場合の断囬形状も、同じ曲面となる

有効領域 1 0 の内面を上記のような曲面にする図 1 2 から良く分かるよラに、短軸 Y 方向に沿つた曲率半径の内、有効領域の長軸 X 付近の曲率半径を大きくし、有効領域の長辺付近の曲率半径をやや小さくすることができる。これによリ、一般的に有効領域央部にくらベて周辺部の方が強度の低い真空外囲器の強度を上げることが可能となる ( 実例 4 )

実例 1 のフェースパネルでは、有効領域の外面をほぼ完全な平面としたが、この実施 4 のフェースパネルでは、有効領域の内面を実例 1 のフェースノネルと同一とし、有効領域の外面を、短軸方向に沿った僅かな曲率を有する曲面としてしゝる。すなわち、有効領域の外面を、長軸方向に沿つた曲率半径が無限大、短軸方向に沿った曲率半径が R 6 5 4 5 である一定曲率の円筒状曲面としている。有効領域外面における対角部の落込み量は 2 m m となっている。

上記のような構成の実例 4 に係るフェースパネルは、パネルの製造上の問題を考慮して、実例 1 のフ — スパネルを微少変更したものであり、実質的に実例 1 のフェースパネルと同等の作用効果を得ることができる。

(実例 5 )

実例 5 のフェースパネルは、実例 3 と実例 4 とを組合わせた形状に構成されている。すなわち、フェースパネルの有効領域の外面を、長軸方向に沿った曲率半径が無限大で、短軸方向に沿った僅かな曲率を有する円筒状曲面とし、有効領域の内面を、高次の多項式で表される曲面としている。

このような構成のフェースパネルによっても、実例 4 のフェースパネルと同等の作用効果を得ることができる。

( 実例 6 )

実例 6 のフェースパネルは、有効領域の外面をほぼ完全な平面とし、有効領域の内面を完全な円筒状曲面ではなく、長軸方； S] に沿った僅かな曲率を有する曲面としている。具体的には、図 1 3 に示すように、内面の長軸 X 端 2 6 での落込み量 Δ 2 6 力《、厶 2 6 = 1 m m となるように、曲率半径力《 R 4 1 3 6 3 となってしゝる。

また、有効領域内面の短軸方向の曲率半径は、短軸 Y 上を曲線 2 5 a 、有効領域の短辺付近を曲線 2 5 b でそれぞれ示すように、短軸上と短辺付近とで僅かに異なるものとなっている。図 1 3 において、有効領域内面の中央部を符号 2 7 、対角部を符号 2 8 、対角部の落込み量を Δ 2 8 、短軸丫端での落込み量を △ 2 9 でそれぞれ示している。

表 6 は、実例 6 に係るフェースパネルの特性を、実例 1 のフェースパネルと比較して示してし、る。

表 6

フェースパネルの有効領域内面を上記のような曲面にすることによリ、この有効領域内面は円筒状曲面とはならず、中央部 2 7 および対角部 2 8 ともに、平均曲率半径は小さくなる。しかしながら、基本となる曲面形状は、この発明の曲面形状に適合しており、真空外囲器の大気圧強度についても、上述した各実例とほぼ同等のものとなる。

なお、実例 3 に示したフェースノネルに関して、その基本曲面形状に、実例 6 と同様の変更を加えても、同等の効果を有するフ： I：ースパネルを得ることができる。

以上、第 2 の実施例において、若干の実例について説明したが、この発明における陰極線管のフヱースパネルの有効領域の内面形状は、円筒状曲面や多項式で示される曲面に限らない。例えば、実例 1 と実例 2 との中間の曲率半径を有する曲面からなる内面を備えたフェースパネルとしても、また、実例 2 の曲率半径以上の曲率半径を有する曲面からなる内面を備えたフェースノ《ネルとしても、有効領域周辺部の厚さが同一であれば、従来の内面形状を有するフエースパネルに対して、大気圧強度の向上を図ることがでさる。

なお、第 2 の実施例では、フェースパネルの有効領域の外面形状を、ほぼ完全な平面である場合と、短軸方向に沿つた僅かな曲率を有する曲面からなる場合とについて説明したが、この外面形状は、この発明の目的である視認性の向上が達成されるものであれば、他の形状でもよい。また、有効領域の外面を、僅かに曲率をもつ曲面とし、かつ、有効領域の内面を、製造上の問題を考慮して完全な円筒状曲面でなく、微調整した曲面とした組合でもよい。

一方、第 2 の実施例において、図 8 、図 1 4 、および図

1 5 【こ示すように、シャドウマスク 1 5 は、フェースパネル 1 2 の有効領域内面に形成された蛍光体スクリーン 1 4 に対向して配置された実質的に横長な矩形状のマスク本体

2 1 と、マスク本体 2 1 の周辺部に取付けられた実質的に横長矩形状のフレーム 2 2 と、を備えている。マスク本体

2 1 には、多数の電子ビーム通過孔 3 2 が所定の配列で形成されている。そして、フレーム 2 2 は、複数のホルダ 2

4 を介してフェースパネル 1 2 のスカート部 1 ¹ に支持されている。

マスク本体 2 1 は矩形状の有効面 2 3 を有し、この有効面は、長軸 X 方向（水平方向）に沿った曲率半径が無限大で、短軸 Y 方向（垂直方向）に沿ってのみ湾曲した曲面に形成されている。

具体的には、図 1 4 、図 1 6 ないし図 1 7 B に示したように、有効面 2 3 は、長軸 X 方向に沿った曲率半径が無限大で、短軸 Y 方向に沿った曲率半径が全面にわたリほぼ一定である単一曲率半径の円筒状曲面、あるいは長軸 X 方向に沿った曲率半径が無限大で、短軸 Y 方向に沿った曲率半径が高次の多項式で表される曲面に形成されている。

上記のように有効面 2 3 が横長矩形状であるシャドウマスク 1 5 において、有効面 2 3 の対角部の落込み量が同一であり、かつ、有効面 2 3 の平坦度が同一でれば、長軸 X 方向に沿った曲率半径が無限大で、短軸 Y 方向に沿ってのみ湾曲した曲面とすることにより、曲率半径が最も大きな曲面を有するシャドウマスクとすることができる。

シャドウマスク 1 5 の曲面保持強度は、マスク本体 2 1 の有効面 2 3 の曲面形状、マスク本体 2 1 の板厚、電子ビーム通過孔 3 2 の形状および寸法、電子ビーム通過孔の配列などにより決まる。また、マスク本体 2 1 の板厚や電子ビーム通過孔 3 2 の形状、寸法、配列などを同一とすると、曲面保持強度は、マスク本体の曲面形状によって決定される。

シャドウマスク 1 5 の曲面保持強度については、以下の式に示す最大曲率 1 R m a x 、小曲 i m の 2 乗和も、その強度を決定する一つの指榡となる。

( 1 / R m a X ) ² + ( 1 / R m i m ) ² 上記のように長軸 X 方向に沿った曲率半径を無限大とし，短軸 Y 方向にのみ湾曲した曲面からなるシャドウマスク 1 5 は、他のあらゆる曲面形状に比較して、 1 Z R m a x と "I ノ R m i m との和で表される平均曲率、およびそれらの 2 乗和の値を両方ともに最大とすることができ、その結果、曲面保持強度を向上させることができる。

また、上記シャドウマスク 1 5 によれば、従来のシャドゥマスクと同等の曲面保持強度を保ったまま、平坦度を向上させ、フ： L ースパネルの平坦化を容易にすることができる。更に、従来のシャドウマスクと同一平坦度として、シャドウマスクの板厚を薄くすることができるなどの効果が得られる。

このようなシャドウマスク 1 5 のマスク本体 2 1 を製造する場合には、図 1 8 A に示すように、通常のシャドウマスクと同様に、フォトエッチング法により多数の電子ビーム通過孔 3 2 が所定の配列で形成された平板状のフラッ卜マスク 2 5 を用意する。続いて、図 1 8 B に示すように、ローラ等を用いてフラットマスク 2 5 を丸め加工することにより、短軸 Y 方向に沿ってのみ湾曲した円筒状のマスク 2 6 に塑性変形させる。

その後、図 1 8 C に示すように、この円筒状のマスク 2 6 を弾性変形させて、その短軸 Y 方向に沿った曲率半径を前述した所望の曲率半径まで大きくする。このように所定の形状に弾性変形されたマスク 2 6 の周縁部を、形成しようとするシャドウマスク 1 5 のマスク本体 2 1 の周辺部形状と同一形状を有するフレーム 2 2 に溶接固定する。

上記の方法によってシャドウマスク 1 5 を製造することにより、マスク本体 2 1 にその曲率半径を小さくする方向の内部応力を残存させることができ、この内部応力によリ、高い曲面保持強度を備えたシャドウマスクとすることがでさる。

このようなシャドウマスクの製造方法は、従来の曲面が球面からなるシャドウマスクには適用不可能であるが、長軸および短軸のいずれか一方の軸方向に沿って湾曲したシャドウマスクの製造には有効である。特に、上記製造方法を、長軸 X 方向に沿った曲率半径を無限大とし、短軸 Y 方向にのみ湾曲した曲面からなる本実施例のシャドウマスク 1 5 の形成に適用した場合、上述したすぐれた作用効果を得ることができる。

次に、シャドウマスク 1 5 の実例について説明する。

( 実例 1 )

実例 1 として、最近のカラー陰極線管の主流である横縦の比力《 1 6 ： 9 、対角寸法力《 6 6 c m のカラー陰極線管に適用するシャドウマスクについて説明する。

このシャドウマスク 1 5 によれば、図 1 4 、図 1 6 ないし図 1 7 B に示したように、マスク本体 2 1 の有効面 2 3 は、長軸 Y 方向に沿った曲率半径が無限大で、短軸 Y 方向に沿った曲率半径が有効面 2 3 の全面に！：つて一定となる円筒状の曲面に形成されてしゝる。

表 7 は、実例 1 に係るシャドウマスクの有効面の曲率半径、平均曲率等の特性を、有効面が球面からなるシャドウマスク（比較例 "！）、および短軸方向の曲率半径を無限大とし、長軸方向にのみ湾曲させたシャドウマスク（比較例 2 ) と比較して示してし、る。

表 7 実例 1 細 1

マスク R?| F ο. 9 6. 9R 6. 9R

マスク平均曲率雜 R7782 R7782 R7782

マスク対角部の落込み量 7 7 7

曲率雜 οο R7782 oo

S小曲率雜 R1873 R7782 R5912

平均曲率半径 5. 34X10— ⁴ 2. 57X10— ⁴ 1. 69X10— ⁴

曲率 2乗和 2. 85X10— ⁷ 3. 30X10— ⁸ 2 86X10— ⁸ 表 7 において、実例 "！および比較例 1 、 2 のシャドウマスクは、板厚 0 . 2 m m の平板状のシャドウマスクを従来おこなわれているプレス成形加工によリ成形したものであリ、いずれも対角部での落込み量が 7 m m の曲面形状に形成されている

このよう【こ、対角部での落込み量が同一で曲面形状の異なる複数のシャドウマスクについて比較すると、実例 1 のシャドウマスクは、比較例 1 、 2 のシャドウマスクよりも平均曲率が大幅に大さ < 、また、曲率の 2 乗和も大きくなつている。前述したように、シャドウマスクの曲面保持強度は、平均曲率や曲率の 2 乗和と相関があリ、一般にこれらの値が大きいほど、曲面保持強度は大きくなる。更に、表 7 に示したシャドゥマスクは、水平方向と垂直方向との寸法差が大きい横縦比 1 6 ： 9 のシャドゥマスクであるため、実例 1 のシャドゥマスクは、比較例 1 、 2 のシャドウマスクにくらぺて、平均曲および曲率の 2 乗和が特に大きく、曲面保持強度が比較例 1 、 2 のシャドウマスクよりも著しく大きくなることが分かる

シャドウマスクの局部的なド一ミング現象については、一般に、シャドウマスクの内、色純度の劣化が大きい領域の曲率を大きくするで抑制でさること力知られし、る。実例 1 のシャドウマスクは、比較例 1 、 2 のシャドウマスクに比較して、上記領域の曲率が大きいため、局部的なド一ミング量も小さくすることができる。

一方、本実施例におけるシャドウマスク 1 5 によれば、図 1 5 に示すように、マスク本体 2 1 に形成された各電子ビーム通過孔 3 2 は、短軸 Y 方向に細長い形状を有している。そして、複数の電子ビーム通過孔 3 2 が短軸 Y 方向に沿ってブリッジ部 3 3 を介して並んで形成され、更に、短軸方向に延びる電子ビーム通過孔の列が、長軸 X 方向に所定の間隔をおいて複数列並列に形成されている。

上記のように配列された電子ビーム通過子 L 3 2 を有するマスク本体 2 1 は、短軸 Y 方向に延びる連続的な直線部を有するのに対し、長軸 X 方向には連続的な直線部が存在しない。そのため、マスク本体 2 1 は、長軸 X 方向の強度よリも短軸 Y 方向の強度の方が高いといる異方性を有している。そして、マスク本体 2 1 の短辺間の距離に対して、長辺間の距離が短いこと、および上記マスク本体が異方性を有してしゝることを考慮した場合、同様の曲率であれば、マスク本体を長軸方向よリも強度の高い短軸方向に湾曲させた方が、より大きなドーミング抑制効果が得られる。従つて、実例 1 のシャドウマスクは、比較例 1 、 2 のシャドウマスクに比べて、局部的なドーミングを抑制する効果が大きい。更に、前述した製造方法によってシャドウマスクを製造することにより、強度の高い短軸方向に沿った曲率半径を小さくする方向の内部応力をマスク本体に残存させ、十分な曲面保持強度を維持することができる。

以上のことから、カラー陰極線管に作用する衝撃や振動に耐え、色純度の劣化を生じにくいカラー陰極線管を得ることができる。 ( 実例 2 )

横縦比が 1 6 ： 9 、対角寸法が 6 6 c m のカラー陰極線管のシャドゥマスクとして、実例 1 では、マスク本体の板厚 0 . 2 m m としたが、実例 2 では、板厚 0 . 1 8 m m と薄い平板状のフラットマスクをプレス成形加工して円筒状曲面力、らなるシャドウマスクを成形した。

このようマスク本体の板厚を薄くすると、フォトエツチング法によリマスク本体 N) に形成される電子ビーム通過孔の形状、大さの均一性を向 O

刀上させ、かつ製造コストを低くすることができる。し力、も、このように板厚を薄くしても、曲面保持強度を表 7 に示した比較例 1 、 2 のシャドウマスクと同等以上にすることができる。

( 実例 3 )

実例 1 および実例 2 と同様に、横縦比が 1 6 ： 9 、対角寸法が 6 6 c m のカラー受像管に適用されるシャドウマスクを、表 7 示した比較例 2 の平均曲率、曲率の 2 乗和と同じにした

以下の表 8 は、実例 3 に係るシャドウマスクの有効面の曲率半径、平均曲率等の特性を、実例 1 および比較例 2 のシャドウマスクと比較して示してしゝる。

表 8 実例 3 実例 1 比較例 2 マスク R表示 6. 9R 6. 9R

マスク対角平均曲率半径 R24639 R7782 R7782

マスク対角部の落込み量 2.2 7 7

最大曲率半径 oo ∞ ∞ 最小曲率半径 R5912 R1873 R5912

平均曲率半径 1. 69X10— ⁴ 5. 34X10— ⁴ 1. 69X10— ⁴ 曲率 2乗和 2. 86X10— ⁸ 2. 85X10"⁷ 2. 86X10一⁸ この実例 3 のシャドウマスクは、フ I ースパネルの有効領域の内面形状を考慮して、平均曲率や曲率の 2 乗和が比較例 2 のそれらと同じになるよう構成されてしゝる。比較例 2 のシャドウマスクは、長軸方向の曲率半径が R 5 9 1 2 、短軸方向の曲率半径が無限大であるのに対し、実例 3 のシャドウマスクは、逆に長軸方向の曲率半径が無限大で、短軸方向の曲率半径が R 5 9 1 2 となっている。

つまり、実例 3 のシャドウマスクは、短軸方向に比較例 2 の長軸方向と同様の曲率をもっているため、上述したように局部的なドーミングを抑制する効果が大きく、カラー陰極線管の色純度の劣化を低減することができる。

また、表 8 に示したように、実例 3 のシャドウマスクの平均曲率は、比較例 2 のシャドウマスクと同じになっているが、横縦比が 1 6 ： 9 であるため、対角部での落込み量が比較例 2 のシャドウマスクの 7 . 0 に対して、 2 . 2 と大きく異なり、その結果、有効面 2 3 が大幅に平坦化されている。従って、シャドウマスクの曲面に対応して、フエースパネルの有効領域を平坦化することができる。

( 実例 4 )

実例 4 は、実例 1 ないし 3 と同様に、横縦比が 1 6 ： 9 、対角寸法が 6 6 c m のカラー受像管に適用するシャドウマスクにおいて、有効面の曲面を、長軸 X 方向に沿った曲率半径をほぼ無限大とし、短軸 Y 方向の湾曲が実例 1 ないし 3 の単一曲率半径の円弧からなる曲面と異なり、高次の多項式で表される曲面としている。また、シャドウマスクの対角部での落込み量を 7 m m とした。

すなわち、シャドウマスク有効面は、フェースパネルの有効領域と対向する面側を上向きにし、有効面の中心を原点とし、長軸を X 軸、短軸を Y 軸、管軸を Z 軸とする座檫系において、 a を係数、 i - 0 ， 1 , 2 · · . _n とした場

Z = ∑ a , Υ ² ' で表される曲面となってしゝる。

特に、実施 4 におし、て、 π = 2 として、

Ζ = a 1 Y ² + a 2 Y ⁴

a 1 = - 2 . 1 3 9 X 1 0 " ⁴

a 2 = - 2 . 9 1 9 X 1 0 " ^{1 σ}

の形状に形成されてしゝる。

このようなシャドウマスクは、上記 4 次の多項式の 2 次成分を 8 0 <½ 、 4 次成分を 2 0 % とした場合であり、実例 3 のシャドウマスクに対して、有効面周縁部の曲率がやや大きくなる。そして、マスク本体の短軸上における短軸方向に沿つた形状は、

Ζ =- 2. 1 39 X 1 0— ⁴ Υ ²— 2. 91 9 x 1 0^-10 Υ

のように 4 次関数で表される。マスク本体の任意の点における短軸と平行な方向の曲面形状も、上記と同一形状となる。

シャドウマスクの有効面を上記のような曲面に形成することにより、短軸方向に沿った曲率の内、長軸付近の曲率を小さく、マスク本体の長辺付近の曲率をやや大きくでき、特に、マスク本体周辺部の曲面保持強度を大きくして、シャドウマスクの有効面の曲面保持強度を適度にバランスさせることができる。

なお、この発明は上述した実施例に限定されることなく，この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上述した実施例においては、フエースパネルの有効領域外面形状 . 内面形状、およびシャドウマスク有効面の形状についてそ W

3 9

れぞれ別々に説明したが、上述した形状の有効領域内面、有効領域外面、およびシャドウマスク形状を 1 つの陰極線管に組み合わせて用いてもよい。

Claims

請求の範囲

1 . 実質的に矩形状の有効領域を有したフ I ースパネル、およびファンネルを備えた真空外囲器と、

上記フェースパネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、

上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備え、上記フヱ一スパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記有効領域の外面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大、上記短軸方向に沿った曲率半径が外面全体に亙って同一となる、円筒形状の曲面形状に形成されていることを特徴とする陰極線管。

2 . 上記有効領域の外面は、上記短軸方向に沿った曲率半径が、高次の多項式で表される曲面形状を有していることを特徴とする請求項 1 に記載の陰極線管。

3 . 上記有効領域の上記長軸方向の寸法と短軸方向の寸法との比は 1 6 ： 9 であることを特徴とする請求項 1 に記載の陰極線管。

4 . 実贅的に矩形状の有効領域を有したフェースパネル、およびファンネルを備えた真空外囲器と、

上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備え、上記フ I ースパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記有効領域の外面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大であり、上記短軸方向に沿った曲率半径が上記短軸上と短辺近傍部分とで異なる値を有する、曲面形状に形成されていることを特徴とする陰極線管。

5 . 上記有効領域の上記長軸方向の寸法と短軸方向の寸法との比は 1 6 ： 9 であることを特徴とする請求項 4 に記載の陰極線管。

6 . 実質的に矩形状の有効領域を有したフェースパネル、およびファンネルを備えた真空外囲器と、

上記フ： c ースパネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、

上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備え、上記フ：!：ースパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記有効領域の外面は実質的に平坦に形成され、有効領域の内面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大、上記短軸方向に沿つた曲率半径が内面全体に亙って一定の値となる、円筒形状の曲面形状に形成されていることを特徴とする陰極線管。

7 . 上記有効領域の内面は、上記短軸方向に沿った曲率半径が、高次の多項式で表される曲面形状を有していることを特徴とする請求項 6 に記載の陰極線管。

8 . 上記有効領域の上記長軸方向の寸法と短軸方向の寸法との比は 1 6 ： 9 であることを特徴とする請求項 6 に記載の陰極線管。

9 . 実質的に矩形状の有効領域を有したフ：！：ースパネル、およびファンネルを備えた真空外囲器と、

上記フェースパネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備え、上記フ — スパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、

上記有効領域の外面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大、上記短軸方向に沿った曲率半径がある値となる、曲面形状に形成され、

上記有効領域の内面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大、上記短軸方向に沿った曲率半径が外面全体に互って一定の値となる、円筒形状の曲面形状に形成されていることを特徴とする陰極線管。

1 0 . 上記有効領域の外面は、上記短軸方向が曲率半径が、高次の多項式で表される曲面形状を有していることを特徴とする請求項 9 に記載の陰極線管。

1 1 . 上記有効領域の上記長軸方向の寸法と短軸方向の寸法との比は 1 6 ： 9 であることを特徴とする請求項 9 に記載の陰極線管。

1 2 . 実質的に矩形状の有効領域を有したフェースパネル、およびファンネルを備えた真空外囲器と、

上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備え、上記フェースパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記有効領域の外面は実質的に平坦に形成され、内面は、上記長軸方向に沿つた曲率半径がある値を有し、上記短軸方向に沿った曲率半径が上記短軸上と上記短軸近傍部分とで異なる値を有する曲面形状に形成されていることを特徴とする陰極線管。

1 3 . 実質的に矩形状の有効領域を有したフェースパネル、およびファンネルを備えた真空外囲器と、

上記真空外囲器内で上記蛍光体スクリーンに対向して配設されたほぼ矩形状の有効面および上記有効面に形成された多数の電子ビーム通過孔を有するマスク本体と、上記マスク本体の周縁部を支持したほぼ矩形状のフレームと、を備えたシャドウマスクと、

上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリ — ンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備え、上記マスク本体の有効面は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大で、上記短軸方向に沿つた曲率半径が有効面全体に亙ってほぼ一定となる、円筒形状の曲面形状に形成されていることを特徴とする陰極線管。

1 . 上記マスク本体は、上記短軸方向に沿った曲率半径を小さくする方向の応力が加わった状態で上記フレームに固定されていることを特徴とする請求項 1 3 に記載の陰極線管。

1 5 . 上記多数の電子ビーム通過孔はそれぞれ上記マスク本体の短軸方向に延びた細長い形状を有し、上記電子ビーム通過孔は、マスク本体の短軸方向にプリッジを介して一列に並んで複数個配 s され、上記電子ビーム通過孔の列が、上記マスク本体の長軸方向に複数列並列に並んで設けられていることを特徴とする請求項 1 3 に記載の陰極線管。

1 6 . 上記マスク本体の有効面は、長軸方向の寸法と短軸方向の寸法の比が 1 6 ： 9 に形成されていることを特徴とする請求項 1 3 に記載の陰極線管。

1 7 . 上記フヱ一スパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記有効領域の外面は実質的に平坦に形成され、有効領域の内面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大、上記短軸方向に沿った曲率半径が内面全体に亙って一定の値となる、円筒形状の曲面形状に形成されていることを特徴とする請求項 1 3 に記載の陰極線管。

1 8 . 上記有効領域の内面は、上記短軸方向に沿った曲率半径が、高次の多項式で表される曲面形状を有していることを特徴とする請求項 1 7 に記載の陰極線管。

1 9 . 上記フ： I：ースパネルの有効領域は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、

上記有効領域の内面は、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大、上記短軸方向に沿った曲率半径が外面全体に亙って一定の値となる、円筒形状の曲面形状に形成されていることを特徴とする請求項 1 3 に記載の陰極線管。

2 0 . 上記有効領域の外面および内面は、上記短軸方向に沿った曲率半径が、高次の多項式で表される曲面形状を有していることを特徴とする請求項 1 9 に記載の陰極線管。

2 1 . 実質的に矩形状の有効領域を有したフ X — スパネル、およびファンネルを備えた真空外囲器と、上記フェースパネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、

上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備え、上記マスク本体の有効面は、水平方向に延びる長軸と垂直方向に延びる短軸とを有し、上記長軸方向に沿った曲率半径がほぼ無限大で、短軸方向に沿った曲率半径が高次の多項式で表わされる曲面に形成されてしゝることを特徴とする陰極線管。

2 2 . 上記マスク本体は、上記短軸方向に沿った曲率半径を小さくする方向の応力が加わった状態で上記フレームに固定されてしゝることを特徴とする請求項 2 1 に記載の陰極線管。

2 3 . 上記多数の電子ビーム通過孔はそれぞれ上記マスク本体の短軸方向に延びた細長い形状を有し、上記電子ビーム通過孔は、マスク本体の短軸方向にブリッジを介して一列に並んで複数個配麗され、上記電子ビーム通過孔の列が、上記マスク本体の長軸方向に複数列並列に並んで設けられていることを特徴とする請求項 2 1 に記載の陰極線管。

2 4 . 上記マスク本体の有効面は、長軸方向の寸法と短軸方向の寸法の比が 1 6 ： 9 に形成されていることを特徴とする請求項 2 1 に記載の陰極線管。

2 5 . 実質的に矩形状の有効領域を有したフェースパネルおよびファンネルを有する真空外囲器と、

上記真空外囲器内で上記蛍光体スクリーンに対向して配設されたほぼ矩形状の有効面および上記有効面に形成された多数の電子ビーム通過孔を有したマスク本体と、上記マスク本体の周縁部を支持したほぼ矩形状のフレームと、を備えたシャドウマスクと、

上記ファンネルのネック内に配設され上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを射出する電子銃と、を備えた陰極線管の製造方法において、

多数の電子ビーム通過孔の形成されたほぼ矩形状のフラッ卜マスクを用意し、

上記フラットマスクを、その長軸方向に沿った曲率半径が無限大で、短軸方向に湾曲した円筒状の曲面に塑性変形させてマスク本体を形成し、

上記マスク本体の上記短軸方向に沿った曲率半径が、上記塑性変形時の曲率半径よりも大きくなるように、上記塑性変形されたマスク本体を弾性変形させ、

上記弾性変形されたマスク本体の周縁部をフレームに固定することを特徴とする陰極線管の製造方法。