WO2000013199A1 - Tube cathodique - Google Patents

Description

明 細 書

陰極線管

技術分野

こ の発明は、 陰極線管に係 り 、 特にパネルの有効領域での 画像の平坦度を高めて視認性を向上させ、 さ らに、 色選別電 極 （シャ ド一マス ク ） を有する陰極線管では、 パネルの有効 領域での画像の平坦度を高めて視認性を向上させ及びまたは 色選別電極 （シャ ドーマ ス ク ） の加工性を向上させた陰極線 管に関する。

背景技術

一般に陰極線管は、 略矩形状のフユ一ス プ レー ト を有する ガラ ス製パネル及びガラ ス製フ ァ ンネルからなる真空外囲器 を有 してレ、る。 この陰極線管では、 そのフ ァ ンネルのネ ッ ク 内に配置された電子銃から放出 される電子 ビームがフ ァ ンネ ルの外側に装着された偏向 ヨ ーク によ り 偏向 されて、 こ の偏 向 された電子 ビーム に よ り フ ェースブ レー 卜 の有効領域内面 に設け られた略矩形状の蛍光体ス ク リ 一ンが水平並びに垂直 に走査され、 画像がそのス ク リ ーンに表示される。 特に、 力 ラー受像管では、 パネルの有効領域の内面に設け られた蛍光 体ス ク リ ー ンが青、 緣、 赤に発光する 3 色蛍光体層で構成さ れ、 単一の電子ビームを発生する電子銃に代えて 3 電子ビ一 ムを放出する電子銃構体がフ ァ ンネルのネ ッ ク に設け られて いる。 こ の電子銃構体から放出 される 3 電子 ビーム が偏向 ョ ーク によ り 偏向 され、 さ らに、 シャ ドウマス ク で選別 されて 対応する蛍光体層に向け られる。 こ の電子 ビームで蛍光体ス ク リ ー ン が水平並びに垂直に走査される こ と によ り 、 カ ラ一 画像がス ク リ ーン上に表示される。

このよ う な陰極線管は、 画像の見易 さの点から、 パネルの 有効領域及び蛍光体ス ク リ ー ンを平坦にする こ と が望ま しい こ のパネルの平坦化について、 すでに数多く の検討がな され ているが、 従来の技術では、 ガラ スからなる真空外囲器の強 度、 さ ら に、 カラー受像管では、 平坦なシャ ドウマス ク の加 ェ性、 平坦なシャ ドーマス ク 上での振動等の問題が大き く 、 平坦度を高めて画像の視認性を向上させて画像特性を良好に する こ と 並びにバネルマ ス ク の機械的特性を保つこ と を両立 させる こ と が困難である問題がある。

特開平 7 — 9 9 0 3 0 号公報には、 パネルの有効領域の内 外面を平面に したカ ラ一受像管が開示されている。 しか し、 パネルの有効領域が平面に形成される と 、 真空外囲器の強度 を補償する ために、 従来用い られている補強バ ン ドによ り パ ネルの側壁部を緊締 して も、 真空外囲器の強度を確保する こ と ができ な く なる。 即ち、 有効領域の少な く と も内面の中央 が外面方向に突出 した凸曲面からなるパネルでは、 側壁部を 補強バ ン ドによ り 締付ける こ と によ り 、 有効領域内面の凸曲 面を保持 して、 大気圧によ り 有効領域の中央部が凹む歪を捕 償でき る。 しか しなが ら、 有効領域の内面が平面であるパネ ルでは、 中央部が凹むために補償作用が得られない問題があ る。 そのため、 この よ う なパネルは、 有効領域の外面にセ一 フティ バネルなどを貼付ける必要があ り 、 ノ、。ネルの肉厚化や コ ス ト ア ッ プを招 く 虞がある。 特に、 パネルを肉厚化する こ と は、 後述する よ う にパネルガラ スにおける光線の屈折によ り 、 画面周辺部で画像が浮上がる現象を生 じ、 平坦度の視認 性が劣化される。 さ らに、 バネルの有効領域の内面に対応 し て、 シャ ドウマス ク の有効面も平面化する必要があるが、 曲 面状のシャ ドウマス ク に比べて、 平面化されたシャ ドウマス ク は、 その加工性が悪化 し、 また、 コ ス ト上昇する問題があ また、 特開平 6 — 3 6 7 1 0 号公報には、 上記パネルガラ ス の屈折によ る周辺部の画像の浮上が り 現象を解決する方法 と して、 パネルの有効領域が凹 レ ンズ構造に形成され、 画面 周辺部において画像の浮上が り を補償する構造に した陰極線 管が開示されている。

しか し、 有効面が曲面に形成される シャ ドウマス ク を適用 でき る限度までパネルの有効領域の内面が曲面に されたパネ ルについて、 上記のよ う に凹 レンズ構造を採用する と 、 その 有効領域の周辺部の肉厚が厚 く な り すぎ、 周辺部での透過率 が劣化 し、 管軸から離れた視点に対する平坦度の視認性が急 激に劣化する問題がある。

また、 特開平 6 — 4 4 9 2 6 号公報には、 外面が略平面、 内面が水平並びに垂直方向にある 曲率を有する 曲面からなる パネルの外面に透明樹脂層を介 してセー フテ ィ パネルが貼付 け られた陰極線管が開示 されている。

このよ う な構造を有する陰極線管では、 真空外囲器の強度 を補償する こ と はでき る。 しか し、 周辺部で透過率が劣化 し、 管軸から離れた視点に対する平坦度の視認性が劣化する問題 は解決されない。

また、 特開平 9 一 2 4 5 6 8 5 号公報には、 外面が略平面、 内面が水平方向に曲面からなる 円筒状と した陰極線管が、 ま た、 特開平 1 0 — 6 4 4 5 1 号公報には、 水平方向の曲率半 径を無限大、 垂直方向を . 曲率半径一定の曲面と したカ ラー 受像管が開示されている。 特に、 特開平 1 0 — 6 4 4 5 1 号 公報には、 パネルガラ スで光線が屈折される こ と を原因 とす る画像の浮上が り を考慮して、 パネルの有効領域の周辺部の 肉厚を中央の 1 . 2 〜 1 . 3 倍程度にする カ ラ一受像管が開 示されている。 しか し、 実際には上記程度の肉厚差では、 捕 強バ ン ドによ る真空外囲器の強度が十分に得られず、 コ ス ト を抑えた陰極線管の実現が難 しい問題がある。 また、 これら 公報の陰極線管は、 パネルの有効領域内面の中央に対する対 角端の落込み量 （管軸方向距離） のみを考慮 した平坦度の視 認性 しか触れられてお らず、 有効領域内面を円筒状と したた めに生 じる 平坦度の視認性については、 考慮されていない- また、 実公平 7 — 2 9 5 6 6 号公報には、 図 7 に示すよ う に、 パネル 1 の肉厚が等 しい点を結ぶ線 2 (等肉厚線） が画 面全体のなかで閉ループと なる よ う に して、 画像の歪を抑制 する陰極線管が示されている。

しカゝ し、 このよ う に構成する と 、 パネル 1 の水平軸端 （ X 軸端） 、 垂直軸端 （ Y軸端） 、 対角軸端 （ D軸端） の肉厚を 等 し く する こ と にな り 、 パネル 1 において光線が屈折する こ と によ る歪を抑制する効果が小さ く なる。 ま た、 ノ、。ネル 1 に は、 対角軸端近傍に峰ができ 、 視点を動か した と き 、 容易に その峰が視認される問題がある。 さ らに、 カ ラー受像管の場 合、 シャ ドウマ ス ク の有効面をパネル 1 の内面に類似 した形 状に成形する際に、 等肉厚線の辺部、 即ち、 水平並びに垂直 軸端近傍の平坦な領域で、 曲面を保持する強度が弱 く なる な どの問題が生ずる。 そのため、 このよ う なカ ラ一受像管は、 実用化が困難である と されている。

上記の よ う に、 陰極線管は、 画像の見易 さの点から、 パネ ルの有効領域の内面及び蛍光体ス ク リ ーンを平坦にする こ と が望ま しい。 しかし、 パネルの有効領域の内面や蛍光体ス ク リ 一ンを平坦にする と 、 ガラ スからなる真空外囲器の強度が 十分でない問題がある。 また、 パネルガ ラ スにおける光線の 屈折率によ り 画面周辺部の画像が浮上がる現象が生 じ、 平坦 度の視認性が悪化する問題がある。 さ ら にカ ラ一受像管では シャ ド ウマ ス ク の加工性も悪化する問題がある。

発明の開示

こ の発明の 目的は、 外面が平面からなるバネ ルの内面を適 切な曲面にする こ と によ り 、 真空外囲器の強度を確保 し、 か つパネルガラスにおいて光線が屈折する こ と によ る平坦度の 視認性の劣化を抑制 し、 カ ラー受像管については、 さ ら に色 選別電極 （シャ ドーマ ス ク ） の加工性を向上させる こ と がで き る陰極線管を提供する こ と にある

( 1 ) 外面が平面、 内面の中央が外面方向に突出 した凸曲 面からなるパネルを有 し、 こ のパネルの内面に水平方向を M 垂直方向を N とするァスぺク ト比が M ： Nの略矩形状の蛍光 体ス ク リ ー ンが形成されてなる陰極線管において、 バネルの 内面を、 この内面の中心から距離 r の位置での蛍光体ス ク リ —ンの水平軸上、 垂直軸上及び対角軸上での内面の中心に対 する落込み量 （管軸に沿っ た差） をそれぞ Δ Η ( r ) 、 Δ V ( r ) 、 Δ D ( r ) とする と き 、

M M

AD(r) > ΔΗ ( r) > ΔΏ ( r)

+ _N2 VM² + N 2

( 1 0 )

·'· ( 1 1 ) を満たす曲面に形成される。

( 2 ) ( 1 ) の陰極線管において 、 パネルの蛍光体ス ク リ ー ンの対角軸での落ち込み量 A D ( r ) が最大落ち込みよ う △ D ( r Max) である と き 、 こ の落ち込み量 A D ( r Max) が 5 rnm〜 2 0 mm の範囲に定め られる。

( 3 ) 外面が平面、 内面の中央が外面方向に突出 した凸曲 面力 らなるパネルを有 し、 こ のパネルの内面に水平方向を M 垂直方向を N とするァスぺク ト比が （M : Nのほぼ矩形状の 複数色の蛍光体層からなる蛍光体ス ク リ ー ンが形成され、 こ の蛍光体ス ク リ ー ンに対向 して中央が蛍光体ス ク リ ー ン方向 に突出 した凸曲面からな り 、 この凸曲面が水平方向を M、 垂 直方向を N とするァ スぺク ト比が M _: Nの略矩形状の色選別 電極が配置され、 こ の色選別電極によ り 電子銃か ら放出 され る複数 ビームを選別 して蛍光体ス ク リ ーン上にカ ラー画像を 表示する陰極線管において、 色選別電極の凸曲面を、 この凸 曲面の中心から距離 r の位置での色選別電極の水平軸上、 垂 直軸上及び対角軸上での凸曲面の中心に対する落込み量をそ れぞ Δ Η Μ ( r ) - Δ V ( r ) 、 Δ D H ( r ) とする と き 、

M M ADM(r) > ΔΗΜ ( = ' r) > ADM (- -=== . r)

VM² + N² VM² + N²

··· ( 1 2 )

, ₄ N _Λ N

ADM(r) > AVM ( , = . r) > ΔΟΜ ( , = ' r)

M + N M^ + N²

·- ( 1 3 ) を満たす曲面に形成される。

( 4 ) ( 3 ) の陰極線管において、 色選別電極の対角軸上 での落ち込み量 A D M ( r ) が最大落ち込み量 A D M ( r Max) である と き 、 こ の最大落ち込み量 A D M ( r Max) が 5 mm- 2 0 mmの範囲で定め られる。

図面の簡単な説明

図 1 は、 この発明の一実施に係るカ ラ一受像管の構造を概 略的に示す断面図である。

図 2 は、 パネルの有効領域において光線の屈折によって生 じる画像の歪を説明する ための図である。

図 3 Aは、 パネルの有効領域の内面が単一球面からなる場 合における有効領域の中心を中心とする同心円パター ンの屈 折によ る 歪を説明する ための図、

図 3 B は、 有効領域の中心を中心とする同心矩形状パタ ー ンの屈折によ る歪を説明する ための図である。

図 4 は、 有効領域の中心を中心とする矩形状パター ン上の 各点の肉厚を一定と した内面形状に対角端で 2 m弱の ゥ ェ ッ ジを有する球面成分を付加 したパネルの説明図であるつ

図 5 Aは、 図 4 に示 したパネルでの有効領域の中心を中心 とする同心円ノ、。ター ンの屈折によ る歪を説明するための図、 図 5 B は、 有効領域の中心を中心とする同心矩形状バタ一 ンの屈折によ る歪を説明するための図である。

図 6 は、 対角寸法が 1 8 イ ンチのカ ラー受像管のパネルの 有効領域内面の中心に対する各部の落込み量を等高線で示 し た図である。

図 7 は、 従来の改良 されたパネルの形状を示す図である。

発明を実施するための最良の形態 以下、 図面を参照 して こ の発明の一実施に係るカ ラ一受像 管について説明する。

図 1 には、 この発明の一実施例に係る カ ラ一受像管が示さ れている。 こ のカ ラ一受像管は、 有効領域 1 0 の周辺部にス カー ト部 1 1 が設け られたほぼ矩形状のバネ ル 1 2 と 、 漏斗 状のフ ァ ンネル 1 3 と からなる真空外囲器を有 している。 こ の フ ァ ンネル 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、 こ の蛍光体ス ク リ ーン 1 4 に対 して所定間隔離れて、 その内側に蛍光体ス ク リ ー ン 1 4 に対向する 有効面 1 5 に多 数の電子ビ一ム通過孔が設け られた色選別電極 と してのシャ ドウマ ス ク 1 6 が配置されている。 一方、 フ ァ ンネル 1 3 の ネ ッ ク 1 7 内に 3 電子 ビーム 1 8 B， 1 8 G , 1 8 Rを放出 する電子銃 1 9 が配置 されている。 そ して、 こ の電子銃 1 9 力 ら放出 される 3 電子 ビーム 1 8 B 、 1 8 G 、 1 8 Rは、 フ ア ンネル 1 3 の外側に装着された偏向 ヨ ーク 2 0 によ り 偏向 され、 シャ ドウマ ス ク 1 6 を通過 して蛍光体ス ク リ ーン 1 4 に向け られ、 こ の蛍光ス ク リ ー ン 1 4 が電子 ビーム 1 8 B 、 1 8 G 、 1 8 Rによ っ て水平並びに垂直に走査される こ と に よ り 、 蛍光ス ク リ ー ン 1 4 上にカ ラ一画像が表示される。

パネル 1 2 は、 外面が平坦な平面な有効領域 1 0 を有 し、 こ の有効領域 1 0 の内面は、 その中央が外面方向に突出 され た凸曲面に形成されている。 蛍光体ス ク リ ー ン 1 4 は、 こ の 凸曲面か らなる内面の水平方向 （ X軸方向） の長さ を Mと し、 垂直方向 （ Y軸方向） の長 さ を N とする と ァスぺク ト比が M ： Nのほぼ矩形状に形成されている。 また、 こ の蛍光体ス ク リ ーン 1 4 と対向する シャ ドウマス ク 1 6 は、 上記パネル 1 2 の有効領域 1 0 の内面形状に対応する有効面 1 5 であつ て、 その中央が蛍光体ス ク リ ーン 1 4 方向に突出 した凸曲面 に形成されている有効面 1 5 を有 し、 この有効面 1 5 の水平 方向の距離を M、 垂直方向の距離を N とする と 、 ァスぺク ト 比が M ： Nの略矩形状に形成されている。

こ の実施例においては、 パネル 1 2 の有効領域 1 0 の凸曲 面からなる 内面は、 こ の内面の中央から距離 r のある位置で 上記蛍光体ス ク リ ー ン 1 4 の水平軸上、 垂直軸上及び対角軸 上での中央に対する落込み量 （管軸 Z に沿っ た中央と 中央か ら距離 r のある位置における距離の差） をそれぞ△ H ( r ) 、 △ V ( r ) 、 Δ D ( r ) とする と き 、 こ の曲面は、 M M

△D(r) > ΔΗ ( r) > Δϋ ( r)

+ N 2 M +

( 1 4 )

N N

△D(r) > Δν ( r) > Δϋ ( r)

M^ + N² M + N²

·- ( 1 5 ) を満たす曲面に形成 されている。 しかも、 蛍光体ス ク リ 一 ン 1 4 の対角軸端での落ち込み量 A D ( r ) が最大落ち込み 量 A D ( r Max) である と き 、 こ の最大落ち込み量 A D ( r Max ) 、

△ D ( r Max) = 5 tnm〜 2 0 mm の範囲に定め られている。 また、 シャ ドウマ ス ク 1 6 の凸曲面からなる有効面 1 5 は この有効面 1 5 の中央から距離 r のある位置での水平軸上、 垂直軸上及び対角軸上での中央に対する落込み量 （管軸 Z に 沿っ た中央及びその中央から距離 r のある位置間の距離の 差） をそれぞ Δ Η Μ ( r ) 、 Δ V M ( r ) 、 A D ( r ) と する と き 、 こ の有効面 1 5 は、

Μ M

ADM(r) > ΔΗΜ ( r) > ΔΌΜ ( r)

M^ + N²

( 1 6 )

N N

ADM(r) > ΔΥΜ ( r) > ADM ( r)

+ _N2 M^ + N²

· · ( 1 7 ) を満たす曲面に形成されている。 しかも 、 こ の有効面 1 5 の対角軸 ヒでの落ち込み量 A D M ( r ) が最大落ち込み量△ D M ( r Ma x ) である と き 、 この最大落ち込み量 A D M ( r Ma x ) は、

△ D M ( r Ma x ) = 5 mm〜 2 0 mm の範囲で定め られる。

パネル 1 2 及びシャ ドウマス ク 1 6 がこ のよ う な曲面を有 する と 、 蛍光体ス ク リ 一ン 1 4 上に描かれる画像の平坦度の 視認性を良好にする こ と ができ 、 且つ、 真空外囲器の強度及 びシャ ドウマス ク 1 6 の加工性を向上させて十分な強度を付 与する こ と ができ る。

以下、 パネル 1 2 及びシャ ドウマス ク 1 6 力 Sこの よ う な曲 面を有する こ と が好ま しい理由について説明する。

一般に、 画像の平坦度の視認性は、 反射像に生 じる歪と蛍 光体ス ク リ 一ン上に形成される像に生 じる歪に依存される。 その反射像には、 パネルの有効領域外面から反射される反射 像と 、 その内面から反射される反射像と がある。 一般に、 反 射像の歪みについては、 内面からの反射される光線の強度は、 小さいこ と から、 外面から反射される光線によ って生ずる反 射像について考察する ば十分と される。 その外面が曲面から なる陰極線管では、 外面での反射像が歪むために像の平坦度 が劣化された と視認される。 こ の外面での反射像の歪を軽減 するためには、 外面の曲率半径を大き く すればよ く 、 平坦な 平面とする こ と によ り ， 平坦度の視認性の劣化をな く すこ と ができ る。

一方、 蛍光体ス ク リ ーンで生 じ る像の歪は、 パネルの有効 領域で光線が屈折される こ と によ って生 じ、 蛍光体ス ク リ 一 ン上に描かれる画像を見る視点に依存 して変化される。 視点 を定めた場合には、 屈折を原因 とする歪を生 じ させない曲面 が存在する。 しか し、 一般に画像を見る視点は一定でないた め、 特に管軸から左右に離れた視点、 即ち斜め方向から画像 を見る場合は、 管軸に対 して対称な曲面では、 歪は解決され ない。

上記屈折によ る画像の歪を説明するために中心が管軸上で かつ管面に平行な両眼によ る視点の場合、 即ち、 図 2 に示す よ う にパネ ル 1 2 の有効領 1 0 の外面が平坦な平面、 内面が パネル 1 2 の中央か ら距離 r の位置での肉厚が t ( r )を有す る 曲面に形成され、 その距離 r の内面上の点 Aでの蛍光ス ク リ ーン（図示せず）が発光され、 こ の発光がパネル 1 2 の有効 領域 1 0 外面から離れた管軸 （ Z ) 上に中心が位置 し、 管面 の水平軸 （ H軸） に対 し平行なる両眼視点 B L 、 B Rで観察 される場合について説明する。

図 2 において、 光点 Aで生 じる光線は、 パネ ル 1 2 を通過 し て視点 B L 、 B Rに向け られる こ と と なる力；、 光線は、 ノ ネ ル 1 2 の外面で屈折作用を受けるため光点 G L 、 G Rを通過 し 視点 B L 、 B Rに向け られる こ と と なる。 従って、 視点 B L 、 B Rカゝらは、 光点 Aは上方にシフ ト されて （浮き 上がって） 点 C にある かのよ う に見える こ と と なる。 換言すれば、 光点 Aの虚像点がパネル 1 2 の内面と外面と 間の位置 C に生 じ る こ と と なる。

こ こで、 パネル内面中心の浮き 上が り 位置の外面からの距 離を t R と し、 有効領域 1 0 の外面から管軸 Z に沿っ た距離 t R内側に位置する平坦な リ フ ァ レ ンス面 2 2 を仮定 し、 こ の リ フ ァ レ ン ス面 22 上における画像の視認性を考慮する と次の よ う になる。

リ フ ァ レ ン ス面 2 2 上では、 光点 Aがずれ量 Δ r だけずれ て虚像点 Cが見える こ と と な り 、 こ の虚像点は、 リ フ ァ レ ン ス 面 2 2 からの管軸方向に沿っ たずれ量 Δ t だけ下方に生 じ る こ と と なる。 ずれ量 Δ r は、 パネ ル 12 の中央から遠ざかる 方向を正 と し、 ずれ量 A t は、 視点 B L 、 B R方向を正に定 めてレ、る。 リ フ ァ レ ン ス面 2 2 は、 パネ ル 1 2 で光線の屈折 が生 じない と した仮想の平面を意味 し、 この リ フ ァ レ ンス面 2 2 力 らのずれ量 Δ r および Δ t が小さレ、ほ ど、 パネル 1 2 で の屈折によ る歪みは小さ く なる。

上記視点から平板パネル、 即ち、

t (r) = t (0)

である 肉厚一定のパネ ルを見た場合、 大気の屈折率 n a およ びパネ ルの屈折率 _{n g} は、 通常

n g ^ 1 . 5 、 n a ^ 1 . 0

であ り 、 蛍光体ス ク リ ーンの対角寸法が 1 6 〜 2 0 イ ンチ 程度、 パネ ルの有効領域の肉厚 t ( r ) が 1 0 〜 1 2 m m、 有効領域の外面から視点までの距離が Lが 3 0 0 〜 6 0 0 m m、 両眼 B L 、 B R の間隔 es が 6 0 〜 7 O m mの場合を想定 する と 、 対角端でずれ量 Δ Γ 、 Δ ΐ: は、 概ね 0 . 5 〜 1 . 0 m m と なる。 また、 上記視点点から見た場合の屈折によ る歪 みをな く すためには、 パネ ル内面を有効領域の内面の中心に 対する対角端の落ち込み量が 0 . 7 〜 1 . O m m 、 V端の落 ち込み力 0 . 1 〜 0 . 5 m m 、 H端の落ち込みが 0 . 5 〜 0 . 8 程度の概略球面とすればよい。 つま り . パネル内面を上述の よ う な形状とする こ と でパネルの屈折によ る画像の歪みはほ ぼ解決でき る。

しか し、 一般に視点は、 管軸から左右に離れた位置と な り やすいため、 上記単一球面では、 周辺部が浮上がつ て凹面状 にみえる よ う になる。 また、 真空外囲器やシャ ドウマス ク の 強度が低く な り 、 特にシャ ドウマスク については、 有効面を 所定の曲面に成形する こ と が困難になる。

これを解決するためには、 歪を最低限に抑えて周辺都の肉 厚 t ( r ) を厚く する こ と を考えなければな らない。

解析の結果、 周辺部の肉厚 t ( r ) を厚く して も、 ある特 定の画像パターンに対 しては、 屈折によ り 画像パターンが縮 小あるいはシ フ トする も のの、 画像パター ンの形状自 体を変 化させない内面形状を理論的に導き 、 実用性のあるパネル形 状及びシャ ドウマ ス ク 形状を設計する に至っ てレヽる。

つぎに、 下記にその理論的な説明をする。

有効領域の外面を平坦な平面と し、 内面の中心に対する対 角端の落込み量を 1 0 〜 1 5 mmと した単一球面からなるパネ ルにおいて、 管軸上の視点からみた場合の屈折によ る歪が図 3 A及び 3 B に示されている。 図 3 Aには、 有効領域の中心 Oを中心と して同心円状パター ンの歪が示され、 図 3 B には、 有効領域の中心 Oを中心とする 同心矩形状パター ンの歪が示 されてレ、る。 こ こ で、 破線 2 4 は、 歪みのないパタ ーンを示 す。

屈折によ るずれ量△ r は、 矢印 2 5 で示す負方向 （中心方 向） と なる。 有効領域の中心 Oを中心とする 同心円状パター ンでは、 その同一円上の点では、 肉厚 t ( r ) 及び視角 6 が 同 じである ため、 ずれ量 が同一である。 対角軸 （ D軸） 、 水平軸 （ H軸） 、 垂直軸 （ V軸） 上の点でのずれ量 をそ れぞれ A r D Δ r H , A r V とする と 、

Δ rD = Δ rH = Δ rV … （ 1 8 ) と な り 、 画像パターン 2 6 は、 実線で示すよ う に縮小はす るが、 パターン形状は変化 しない。 しかし、 有効領域の中心 を中心と する 同心矩形状パターンでは、 破線で示すパターン 2 4 の対角までの距離を r とする と 、 有効領域の中心から こ のパターン 2 4 の水平軸上の点までの距離は、

M

r ( 1 9 )

VM² + Ν·^ と な り 、 垂直軸上の点ま での距離は

Ν

( 2 0 )

M + Ν² と な り 、 それに対応 して、 、。ターン 2 4 の対角、 水平軸、 垂直軸の点での肉厚 t ( r ) が小さ く なるため、

Δ rD > Δ rH > Δ rV … ( 2 1 ) と な り 、 画像パター ン 2 6 は、 実線で示すよ う に縮小 し、 か つバ レル形状に歪むこ と と なる。 そ こで、 パネルの有効領域の外面を平坦な平面と し、 内面 を、 図 4 に示すよ う に、 有効領域の中心から距離 r の対角軸 上の点、 水平軸上の数式 （ 1 9 ) の点、 垂直軸上の数式 （ 2 0 ) の点を結ぶ矩形状の ターン 2 4 上の各点の肉厚 t ( r ) を一定と し、 その対角軸方向の肉厚 t ( r ) が r ² に 比例 して増加 （略均一な曲率） する 曲面に、 前述 した蛍光体 ス ク リ 一 ン上の各点の視角 Θ の違いによ る歪を抑制する 曲面

(対角端で 2 mm弱ほ ど、 パネルの肉厚が厚く なる単一球面） を併せた曲面 2 8 とする と 、 図 5 B に示すよ う に、 矩形状パ ターン 2 4 につレ、ては、 屈折によ り 画像ノ タ 一 ン 2 6 は、 縮 小されるが、 その画像パターン 2 6 は、 歪のないパターンと なる。 し力 し、 図 5 Aに示すよ う に、 有効領域の中心 Oを中 心とする 同心円状のノヽ。ターン 2 4 については、 そのノ、。ターン 2 4 上の各点における 肉厚 t ( r ) が位置によ っ て異なるた め、 画像パターン 2 6 は、 縮小 し、 かつ対角軸上に出張 り を 有するパ タ ー ンに歪むこ と と なる。

なお、 図 4 に示 したよ う なパネル形状では、 矩形状画像パ ター ンの歪を抑制でき る反面、 同心円状パタ ー ンの歪が顕著 と なる。 実使用環境では、 頻祭に矩形状画像パターンが用い られるが、 図面な どの表示では、 同心円状の画像パターンも 無視でき ない。 実用的には、 図 4 に示 したパネル形状にも う 少 し球面成分を付加 して、 単一球面と 図 4 に示 した曲面の中 間形状と なる内面形状 とするのが好ま しい。 特に成形タイ プ の シャ ドウマス ク を有する カ ラ一受像管では、 シャ ドウマス ク を図 4 に示 したパネル形状に類似 した形状に成形する と 、 水平並びに垂直軸端部に平坦な領域ができ 、 シャ ド ウマス ク の曲面を保持する強度が劣化する。 しか し、 上記球面成分を 付加する こ と で、 水平並びに垂直軸端部での平坦を緩和でき る。 したがって、 球面成分の付加は、 シャ ド ウマ ス ク の曲面 を保持する強度を向上させる上でも重要である。

具体的には、 パネルの有効領域の内面に、 水平方向を距離 M、 垂直方向を距離 Nとするァスぺク ト比が M _: Nの矩形状 蛍光体ス ク リ 一ンが形成される場合、 その内面の中心から距 離 r の水平軸、 垂直軸及び対角軸上の点での内面の, ,.中心に対 する落込み量 Δ Η ( r ) 、 Δ V ( r ) 、 Δ D ( r ) を、 下記 数式 2 2及び数式 2 3 を満たす内面形状とすればよい。

M Μ

△D(r) > ΔΗ ( r) > ΔΌ ( r)

+ _N2 M +

( 2 2 )

N N

AD(r) > AV (- r) > AD (- r)

VM² + N²

( 2 3 ) 仮に、

Μ

ΔΗ ( r) = AD(r) ( 2 4 )

+ _Ν2 かつ、

N

Δν ( r) = AD(r) ( 2 5 )

+ N 2 と した場合、 同心円状の画像パター ンの歪が大き く なるば か り でな く 、 矩形状画像パターンについて も、 視角差によ る ピンク ッ シ ョ ン形の歪が生 じ、 かつ対角軸上の峰が鋭角 にな る ため、 視点が管軸から離れた場合に、 容易に峰が視認され る よ う な り 、 好ま し く ない。 また、 水平並びに垂直軸端部が 極端に平坦になる ため、 カ ラー受像管では、 シャ ドウマス ク の曲面を保持する強度が低下され、 実用上困難と なる。

このよ う な内面形状のパネルに対して、 前述 した内面形状 が単一球面からなるパネルでは、

Δ D(r) = Δ H(r) = Δ V(r) … ( 2 6 ) であ り 、 前述 したよ う に矩形状の画像パター ンの歪が大き く なる。

つま り 、 パネルの有効領域の内面形状を上記数式 （ 2 2 ) 、 数式 （ 2 3 ) で規定される 曲面と し、 さ らには、 対角軸端

( r = r Max) での落込み量△ D ( r Max) を 5 m〜 2 0 mmと する こ と によ り 、 こ の対角軸端での落込み量を水平軸端、 垂 直軸端での落込み量と 同 じ とする他の曲面よ り も、 平坦度の 視認性のすぐれたパネルとする こ と ができ る。

なお、 パネルの有効領域の中心から対角軸方向距離 r と 肉 厚 t ( r ) の関係については、 視点が管軸から左右に離れた 位置と なる場合が多いこ と を考慮 して、 t ( r ) 力 S r 2 に比 例 して増加する ほぼ均一な曲率にする と よい- また、 バネルの有効領域の内面形状を上記曲面にする と 、 シャ ドウマス ク の設計に関 して も好ま しい。 即ち、 有効領域 の内面を上記数式 （ 2 2 ) 、 数式 （ 2 3 ) で規定される 曲面 にする と 、 対角軸端での落込み量 A D ( r Max) を同 じに した 場合、 水平軸端、 垂直軸端での落込み量 Δ Η ( r Max) ， Δ V ( r Max) を、 それぞれ単一球面からなるパネルのそれら よ り も大き く する こ と ができ る。 それによ り 、 有効領域の内面形 状に対応 し た形状に形成される シャ ドウマ ス ク の有効面の水 平軸、 垂直軸方向の曲率を大き く でき 、 シャ ド ウ マ ス ク の有 効面の成形に必要な伸率や張 り 強度、 さ らには、 電子 ビーム の衝突によ り 生ずる有効面の熱変形な どを緩和する こ と がで き る o

以下、 対角寸法が 1 8 イ ンチのカ ラ一受像管について実施 した上記パネルの有効領域の内面及びシャ ドウマス ク の有効 面の曲面形状の具体例を、 実施例によ り 説明する。 (実施例）

図 6 に対角寸法が 1 8 イ ンチのカ ラ一受像管のパネルの有 効領域内面の中心に対する各部の落込み量を等高線で、 また 表 1 にその等高線で示された各領域 z l 〜 z 1 0 の落込み量 を示す。 さ らに、 表 2 - 1 、 表 2 - 2 に水平並びに垂直座標に よ る各部の落込み量を、 表 3 - 1 、 表 3 - 2 にその各部の水平 方向の曲率半径 R x 、 表 4 - 1 、 表 4 - 2 に垂直方向の曲率半 径 R y を示す。 表 1

領域 落 り ιΔみ ( mm)

z 1 0 〜 1

z 2 1 〜 2

z 3 2 〜 3

z 4 3 〜 4

z 5 4 〜 5

z 6 5 〜 6

z 7 6 〜 7

z 8 7 〜 8

z 9 8 〜 9

z 1 0 9 〜 1 0 表 2— 1

o

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z\zz SZZ ςεζ Ll Z £L^Z 09SZ 909 οε ζτζζ £9ZZ οτεζ l^ZZ 88£Z ei z Z9 Z ZL^Z 9L^Z 02 wzz O^ZZ £ ΖΖ £l Z 6££Z 09£Z LLZZ L6£Z 6S£Z 0T

9^ZZ 00£3 ZZ£Z τ ε ZL£Z ^LZZ 0

06 08 L 09 OS οε 02 0T 0

(UIUl) W ^χ i - ε

ZZ

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.lZ,fO/66df/X3d 66lCI/00 O ζ£ττ Z9L 6T9 299 SIS 8TS ん 69S ο τ

Ζ9ζτ 50Z. T8S Ζ.85 909 8ε9 οετ 乙 86 TT8 ZL 289 ん 99 0Ζ.9 689 IZL οζι

06ST L£ll 6 ε 8 ^SL £LL し L 06ん 0 8 οττ

56Ζ.Τ ιζζτ 9011 C66 906 Τ06 εΐ6 8£6 ΟΟΤ

Ζ£ΟΖ IZI 58ΤΙ 2TTT ΐ9οτ τ Τ80Ι 06 κ 0£Ζ ΖΖ81 08ST εείΊ ε ετ 063T Ι92Τ 0S2T

08

9Τ9Ζ 936T 85Ζ.Ι 895ΐ 6LVI 0L

Τ96Ζ LLZZ 06ΤΖ οζ 969Τ 09

§

< Z9l£ 996 60 ΙΖ.6Τ ος

81 Lt ΖΖ £ ε9ζε 9863 XZLZ Z8 Z ίΖΖ Οΐ'

OS 9 we 乙 69£ ^LZZ 006ζ οε e6TS L ^ ες ££8£ 963ε

009 8TZ.9 8 9 6乙 9 506S んん OS 69Ζ^ Τ65ε 950ε οτ 乙 9 08乙 9 £989 9 乙 ε τοΔε 0

08T O IT 09Τ οςτ ΟίΊ οετ οζι οττ ΟΟΤ

(UIUI) X

Ζ-

上記図 6及び表 2 - 1 、 表 2 - 2 、 表 3 - 1 、 表 3 - 2 の値は 有効領域の内面の中心に対する落込み量を Z と して、

Z = ∑ A; ； · Υ²¹· X²J ··· ( 2 7 ) で与えたものである。 こ こで、 i ， j は整数 0 〜 2 ， a は 表 5 に示した係数である。

表 5

A i ， j 数値

A 0 , 0 0

A 0 , 1 0 . 0 0 0 2 1 1

A 0 , 2 3 . 2 3 X 1 0 -10

A 1 . 0 0 . 0 0 0 3 3 4

A 1 ， 1 一 2 . 2 1 X 1 0 一 10

A 1 , 2 4 . 6 5 X 1 0 - 13

A 2 . 0 3 . 5 8 X 1 0 -10

A 2 . 1 8 . 1 9 X 1 0 -10

A 2 , 2 一 2 . 2 9 X 1 0 - 17

また、 水平、 垂. 直方向の曲率半径 R x R y は、

Rx = {1 + (― z)²}³/² I ( ~ - z) ( 2 8 )

ox. δ

y = {1 + z)²}³/² I (― z) ( 2 9 )

oy 力 ら求めたものである。

このよ う に有効領域の内面形状を定める と 、 表 2 に示した よ う に、 ずれ量 A D ( r Max) 、 Δ Η ( r Max) 、 Δ V ( r Max) に対応する対角軸端、 水平軸端及び垂直軸端での落込み 量 Z D ( r = 2 2 8 ram) 、 Z H ( r = 1 8 0 mm ) ， Z V ( r = 1 4 0 mm) は、 それぞれ約 1 0 . 4 mm、 7 . 2 mm、 6 . 7 mm と なる。 また、 上記のよ う に有効領域の内面形状を定める と 、 こ の 内面形状に対応して定め られる シャ ドウマス ク の有効面は、 成形時に水平並びに垂直方向の伸びを十分に と る こ とができ る。 また、 水平並びに垂直方向のいずれか一方の曲率半径を 2 0 0 O mm程度と 小さ く して、 張 り 強度や電子ビームの衝突 による熱変形を緩和する こ と ができ る。

なお、 上記実施の形態では、 カラー受像管について説明 し たが、 こ の発明は、 カ ラー受像管以外の陰極線管にも適用で き る

産業上の利用可能性

上述の よ う に、 パネルの外面を平面と し、 内面の中心に対 する落込み量を規定する と 、 真空外囲器の強度を確保し、 そ の内面に形成される蛍光体ス ク リ ーン上に表示される画像の 平坦度の視認性を良好にする こ と ができ る。 さ らに、 カ ラー 受像管については、 シャ ドウマス ク の加工性を向上させて強 度の低下を避ける こ とができ る。

Claims

請 求 の 範 囲 ( 1 ) 外面が平面、 内面の中央が上記外面方向に突出 し た凸曲面か らなるパネルを有 し、 こ のパネルの内面に水平方 向の距離を M、 垂直方向の距離を N とするァスぺク ト比が M ： Nの略矩形状の蛍光体ス ク リ ーンが形成されてなる陰極 線管において、 上記パネルの内面がこ のパネルの内面の中心から距離 r の 位置での上記蛍光体ス ク リ ーンの水平軸上、 垂直軸上及び対 角軸上での上記内面の中心に対する落込み量をそれぞ Δ Η ( r ) 、 Δ V ( r ) 、 Δ D ( r ) とする と き 、 M MAD(r) > ΔΗ ( r) > ΔΌ ( r) M^ + N2 M^ + N2

( 1 )

N N

AD(r) > ΔΥ ( r) > AD ( r)

M^ + N²

· · ( 2 ) を満たす曲面に形成されている こ と を特微とする陰極線管。

( 2 ) パネルの蛍光体ス ク リ ーン対角軸での落ち込み量 △ D ( r ) を最大落ち込み量 A D ( r Max) とする と き、 こ の 最大落ち込み量 A D ( r Max) が 5 mti！〜 2 0 mmの範囲内で定め られる請求項 1 に記載の陰極線管。

( 3 ) 外面が平面、 内面の中央が上記外面方向に突出 し た凸曲面からなるパネルを有 し、 こ のパネルの内面に水平方 向の距離を VI、 垂直方向の距離を N とするァスぺク ト比が

M ： Nのほぼ矩形状の複数色の蛍光体層からなる蛍光体ス ク リ ーンが形成され、 こ の蛍光体ス ク リ ーンに対向 して中央が 上記パネル方向に突出 した凸曲面からな り 、 こ の凸曲面が水 平方向の距離を M、 垂直方向の距離を Nとするァスぺク ト比 が M ： Nのほぼ矩形状の色選別電極が配置され、 こ の色選別 電極によ り 電子銃から放出される複数ビームを選別 して上記 蛍光体スク リ ーン上にカラ—画像を表示する陰極線管におい て、

上記色選別電極の凸曲面がこ の凸曲面の中心から距離 r の 位置での上記色選別電極の水平軸上、 垂直軸上及び対角軸上 での上記凸曲面の中心に対する落込み量をそれぞ A HM

( r ) 、 Δ V M ( r ) 、 A D M ( r ) とする と き、

M M ADM(r) > ΔΗΜ ( , = · r) > ADM ( = · r)

M² + N² VM² + N²

… （ 3 ) , N , N

ADM(r) > AVM ( , = · r) > ADM ( · r)

VM² + N² VM² + N²

... ( 4 ) を満たす曲面に形成されている陰極線管。

( 4 ) 色選別電極の対角軸上での落ち込み量 A DM ( r ) を最大落ち込み量 Z\ D M ( r Max) とする と き、 こ の落 ち込み量 A DM ( r Max) が 5 mn！〜 2 0 mmの範囲で定め られ ている こ と請求項 3 に記載の陰極線管。