JP2004273133A - Cathode-ray tube - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cathode-ray tube capable of suppressing deterioration of color purity over the whole area of a screen. <P>SOLUTION: A shadow mask unit of the cathode-ray tube has a mask main body disposed opposedly to a phosphor screen. The mask main body has a tube axis Z extending through a central portion, the long axis H extending perpendicularly to the tube axis Z, and the short axis V extending perpendicularly to the tube axis Z and the long axis H, on a shadow mask main surface 291 with an almost rectangular shape having a plurality of electron beam passing holes for passing electron beams emitted from an electron gun structure. The main surface 291 is characterized in that a cross section along the short axis V direction at a short side end portion 291S is formed by a single projected portion projected toward a panel side, a cross section along the short axis V direction between the short axis V and the end portion 291S is formed by a projected portion projected toward the panel side and a recessed portion projected toward an electron gun structure side and has a projected portion at a long side end portion 291L. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、陰極線管に係り、特に、シャドウマスクの熱膨張による電子ビームのミスランディングを抑制した陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラー陰極線管の蛍光体スクリーン上において、色ずれの少ない画像を表示するためには、シャドウマスクのマスク本体に形成された電子ビーム通過孔を通過する３電子ビームがそれぞれ対応する色の蛍光体層に正しくランディングするように選別するようにする必要がある。そのためには、パネルに対してシャドウマスクを所定の関係で配置する、すなわち、パネルの有効部内面とマスク本体の有効面（シャドウマスク主面）との間隔（ｑ値）を所定の許容範囲にすることが必要である。
【０００３】
しかしながら、蛍光体層に到達する電子ビームは、電子銃構体から放出された全電子ビームの一部であり、残りの電子ビームの運動エネルギーは、マスク本体に衝突して熱エネルギーに変換される。このときに発生した熱は、マスク本体を構成する金属材料の熱膨張係数にしたがってシャドウマスクの形状を変形させる。この結果、蛍光体層に対応する電子ビーム通過孔の位置が変化する。この変化量が許容値以上となると、電子ビームは、蛍光体層に正確にランディングせず、隣接する蛍光体層にランディングするなどのいわゆるミスランディングを生じて色純度を劣化させる。
【０００４】
また、電子ビームの衝突によって生ずるマスク本体の熱膨張のなかでも、シャドウマスク主面の一部のみに多量の電子ビームが衝突した場合、いわゆるドーミングが発生して、シャドウマスク主面が局所的にパネル側に突出する変形または電子銃構体側に突出する変形を発生することになる。このようなドーミングにより、局所的に蛍光体層に対応する電子ビーム通過孔の位置ずれが大きく発生する。局所的なｑ値の変化は、画面中央部では大きなミスランディングを招くことはないが、画面周辺部に向かうにしたがって大きなミスランディングを発生し、色純度の劣化を招くことになる。
【０００５】
ところで、近年、カラー陰極線管は、視認性を向上させるため、パネルの有効部外面の曲率半径を大きくして、平面に近づけることが要望されている。この場合、真空外囲器における大気圧強度の確保及び視認性の向上といった点から、パネルの有効部内面の曲率半径を大きくする必要がある。この有効部内面の曲率半径の増大にともなって、適性なビームランディングを得るためには、マスク本体の有効面の曲率半径も大きくすることが必要となる。しかしながら、マスク本体の有効面の曲率半径を大きくすると、電子ビームによる蛍光体層へのビームランディングのずれが大きくなり、色純度の劣化が大きくなる。
【０００６】
また、マスク本体を構成する金属材料として材料単価の安い鉄材を使用した場合、熱膨張係数が相対的に大きいため、電子ビームの衝突によって大きく熱膨張し、電子ビームのミスランディング量はより大きなものとなる。
【０００７】
このシャドウマスクの熱膨張によるミスランディングへの対策として、シャドウマスク主面の中央部及び周辺部のそれぞれの曲率が正及び負のように逆の関係をなすような複数曲率半径からなる曲面に形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、中央部の正の曲率（すなわちパネル側に突出した凸部）と周辺部の負の曲率（すなわち電子銃構体側に突出した凹部）とでドーミングを相殺する効果を見込んでいる。
【０００８】
しかしながら、この特許文献１に基づくシャドウマスク主面の形状では、局所的にかかる熱膨張成分を吸収するためには、中央部及び周辺部でのそれぞれの正及び負の曲率半径を極端に小さいものにする必要がある。このため、パネルの有効部内面とシャドウマスク主面との間隔（ｑ値）が中央部と周辺部とで非常に大きな差を生ずる可能性が有る。つまり、電子ビームのミスランディングを十分に改善することができないおそれがある。
【０００９】
一方、シャドウマスク主面の形状を管軸と交差する中心部を中心とした波型で形成し、且つ波の尾根が管軸を通る貝殻状に形成することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この場合、シャドウマスク主面の短辺端部における形状が波型となり、これに対応する蛍光面形状も波型とする必要がある。したがって、蛍光体スクリーンの形状の劣化を招くこととなる。
【００１０】
【特許文献１】
特公昭５８−５７８５８号公報
【００１１】
【特許文献２】
特公平６−１０１３０９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、カラー陰極線管では、視認性を向上させるためパネルの有効部外面の曲率半径を大きくし、それに伴ってシャドウマスクのマスク本体のシャドウマスク主面の曲率半径を大きくすると、マスク本体の熱膨張による電子ビームのミスランディング量が大きくなり、色純度の劣化が大きくなる。
【００１３】
また、マスク本体を構成する金属材料として、材料単価の安い鉄材を使用した場合、熱膨張係数が大きいため、熱膨張による電子ビームのミスランディング量はより大きなものとなる。
【００１４】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、画面全域に亘り、色純度の劣化を抑制できる陰極線管を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の様態による陰極線管は、
ほぼ矩形状のパネルと、前記パネルに接合されたファンネルと、を有した外囲器と、
前記パネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、
前記外囲器内に配設され、前記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを放出する電子銃構体と、
前記蛍光体スクリーンに対向して配設されたマスク本体と、前記マスク本体の周縁部を支持するマスクフレームと、を有したシャドウマスクと、を備え、
前記マスク本体は、前記電子銃構体から放出された電子ビームを通過する複数の電子ビーム通過孔を有するほぼ矩形状のシャドウマスク主面において、中心部を通って延びる管軸と、この管軸と直交して延びる長軸と、前記管軸及び前記長軸と直交して延びる短軸と、を有し、
前記マスク本体は、前記シャドウマスク主面の短辺端部での短軸方向に沿った断面が前記パネル側に向かって突出した１つの凸部によって形成され、短軸と短辺との間での短軸方向に沿った断面が前記パネル側に向かって突出した凸部と前記電子銃構体側に向かって突出した凹部とで形成され且つ長辺端部に凸部を有することを特徴とする。
【００１６】
上述した陰極線管によれば、シャドウマスク主面の形状を最適化したことにより、動作開始直後から長時間に亘って、マスク本体の熱膨張、特にシャドウマスク主面の局所的なドーミングを抑制することができる。これにより、画面全域に亘って、電子ビームの蛍光体スクリーンへのミスランディングを十分に抑制することができ、画面の色ずれなどの色純度の劣化を防止することができる。
【００１７】
また、短軸方向に沿ったいずれの断面も、シャドウマスク主面における長辺端部において、凸部を有している。この場合、シャドウマスク主面の長辺端部に対応する蛍光体スクリーンの形状も一様な曲率で形成することができ、蛍光体スクリーンの形状の劣化を招くことがない。
【００１８】
さらに、マスク本体を構成する金属材料として熱膨張係数の比較的大きな安価な材料を適用したとしても、材料の熱膨張係数にかかわらず、マスク本体の熱膨張を抑制することができ、低コストで表示品位の良好な陰極線管を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態に係る陰極線管について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１に示すように、カラー陰極線管装置は、ガラスによって形成された真空外囲器１０を備えている。この真空外囲器１０は、実質的に矩形状のフェースパネル２２と、このフェースパネル２２に一体に接合されたファンネル２４とを有している。フェースパネル２２は、略矩形状の有効部２０と、有効部２０の周縁部から管軸Ｚ方向に沿って延出されたスカート部２１を有している。有効部２０の外面は、その曲率半径が１００００ｍｍ以上となるよう略平坦に形成されている。有効部２０の内面は、任意の曲面で構成されている。スカート部２１は、その内部における各コーナ部において内方に向かって突設されたスタッドピン３１を備えている。
【００２１】
蛍光体スクリーン２７は、フェースパネル２２の有効部２０の内面に形成されている。この蛍光体スクリーン２７は、図２に示すように、赤、緑、青にそれぞれ発光する垂直軸Ｖ方向に伸びたストライプ状の３色蛍光体層６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂと、これらの３色蛍光体層の間を埋める光吸収層（ブラックストライプ）６１と、によって構成されている。
【００２２】
電子銃構体３６は、ファンネル２４の径小部に相当する円筒状のネック３４の内部に配置されている。この電子銃構体３６は、蛍光体スクリーン２７に向けて水平軸Ｈ方向に一列に配列された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂを放出する。また、この電子銃構体３６は、フェースパネル２２の有効部２０の中心を通りフェースパネル２２に対してほぼ垂直に延びた管軸Ｚと略同軸的に配設されている。
【００２３】
色選別機能を有するシャドウマスクユニット２８は、真空外囲器１０の内部において蛍光体スクリーン２７に対向して配置されている。このシャドウマスクユニット２８は、電子銃構体３６から放出された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂが通過するスリット状の複数の電子ビーム通過孔１８を有するシャドウマスク本体２９と、シャドウマスク本体２９の周縁部を保持する略矩形枠状のマスクフレーム３０と、を備えている。シャドウマスク本体２９は、蛍光体スクリーン２７に対向して配設されている。マスクフレーム３０は、支持具３２を介してスタッドピン３１に固定され、支持されている。磁気遮蔽体２３は、電子ビームが最も磁界の影響を受けやすいファンネル２４の内部においてマスクフレーム３０に接合されている。
【００２４】
偏向ヨーク３７は、ファンネル２４の径大部からネックに亘る外面に沿って配置されている。この偏向ヨーク３７は、電子銃構体３６から放出された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂを水平軸Ｈ方向及び垂直軸Ｖ方向に偏向する非斉一な偏向磁界を発生する。この非斉一偏向磁界は、ピンクッション型の水平偏向磁界及びバレル型の垂直偏向磁界によって形成される。
【００２５】
このようなカラー陰極線管装置においては、図２に示すように、電子銃構体３６から放出された３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂは、シャドウマスク本体２９の電子ビーム通過孔１８付近でコンバージェンスしつつ、偏向ヨーク３７から発生された偏向磁界によって偏向される。
【００２６】
これにより、３電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂは、シャドウマスクユニット２８を介して蛍光体スクリーン２７を水平軸Ｈ方向及び垂直軸Ｖ方向に走査する。このとき、各電子ビーム３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂを整形して特定の色の蛍光体層６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂにランディングすることにより、カラー画像が表示される。
【００２７】
上述したシャドウマスクユニット２８のマスク本体２９は、シャドウマスク主面２９１の中心部を通って延びる管軸Ｚと、この管軸Ｚに直交して延びる長軸すなわち水平軸Ｈと、管軸Ｚ及び水平軸Ｈと直交して延びる短軸すなわち垂直軸Ｖとを有する略矩形状に形成されている。
【００２８】
すなわち、シャドウマスク本体２９は、比較的熱膨張係数の小さなアンバー材で形成しても良いが、より安価で比較的熱膨張係数が大きな鉄などの金属材料によって形成されてもよい。このシャドウマスク本体２９は、図３に示すように、多数のスリット状の電子ビーム通過孔１８を有する略矩形状のシャドウマスク主面２９１を備えている。マスク本体２９は、水平軸Ｈに略平行な一対の長辺２９Ｌと、垂直軸Ｖに略平行な一対の短辺２９Ｓと、を有している。
【００２９】
このマスク本体２９は、シャドウマスク主面２９１において、例えば図４に示すような形状を有している。すなわち、マスク本体２９は、シャドウマスク主面２９１の短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面がパネル側に向かって突出した１つの凸部によって形成されている。また、マスク本体２９は、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間での垂直軸Ｖ方向に沿った断面がパネル側に向かって突出した凸部と電子銃構体側に向かって突出した凹部とで形成され、しかも、長辺端部２９１Ｌに凸部を有するように形成されている。
【００３０】
より具体的には、図５の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ１は、１つの凸部４１によって形成されている。また、図５の（ｂ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ２は、複数の凸部４２Ａ乃至４２Ｅと複数の凹部４３Ａ乃至４３Ｄとによって形成されている。さらに、図５の（ｃ）に示すように、短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ３は、１つの凸部４４によって形成されている。
【００３１】
なお、これらの断面を形成する凸部及び凹部は、単一の曲率半径で形成しても良いが、複数の曲率半径を組み合わせて形成しても良い。
【００３２】
また、図５の（ｂ）において、中間部とは、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの中点近傍に相当する。この図５の（ｂ）に示した例では、凸部４１Ａ及び４２Ｅを長辺端部２９１Ｌに配置し、凸部４２Ｃを水平軸Ｈ上に配置している。なお、この中間部における凸部及び凹部の配置位置は、図５の（ｂ）に示した例に限定されるものではなく、種々配置位置を変更可能である。また、この図５の（ｂ）において、凸部を５つ配置し、凹部を４つ配置したが、この数に限定されるものではない。
【００３３】
図４及び図５に示した構造例は、換言すると以下のように説明できる。すなわち、ここでは、シャドウマスク主面２９１において、パネル側に向かって突出する曲率を正とし、電子銃構体側に向かって突出する曲率を負とする。このとき、マスク本体２９は、図５の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ１が正の曲率を有する曲線状に形成されている。
【００３４】
また、マスク本体２９は、図５の（ｂ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間での垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ２が曲率の符号が変わる変曲点を２つ以上有しており、しかも、長辺端部２９１Ｌに正の曲率を有する曲線状に形成されている。図５の（ｂ）に示した例では、変曲点４５Ａ乃至４５Ｈは、８ヶ所存在している。
【００３５】
さらに、マスク本体２９は、図５の（ｃ）に示すように、シャドウマスク主面２９１の短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ３が正の曲率を有する曲線状に形成されている。
【００３６】
このように、マスク本体２９のシャドウマスク主面２９１は、垂直軸Ｖ上及び短辺端部２９１Ｓにおいては全域で正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ形状になっている。一方、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間においては、正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ領域と、負の曲率を有するように電子銃構体側に膨らんだ領域とが混在している。これを曲率の分布で言いかえると、マスクの曲率が無限大となる点が２つ以上存在し、図５の（ｂ）に示した例では、８ヶ所存在している。
【００３７】
ここで、シャドウマスク本体２９の熱変形のうち、最も量的に大きく、画質及び色純度を損ないやすいのは局所的に発生するドーミングである。最も多用されているストライプ状蛍光体スクリーンを有するカラー陰極線管では、縦方向すなわち垂直軸Ｖ方向のランディング変化を無視できる。
【００３８】
実験的に、例えば対角サイズが２１インチのカラー陰極線管の動作条件として高圧２９ｋＶ、カソード電流１３００μＡで、図６に示すような黒色の背景に対して水平軸Ｈの中間部に縦方向に幅７５ｍｍの白色の帯状部を有するパターンＰに対応した信号が入力されたときに、最も色純度が劣化しやすいことが一般的に知られている。
【００３９】
図７は、図６に示したようなパターンに対応した信号が入力されたときに比較例のシャドウマスク本体の熱変形パターンを模式的に示すものである。すなわち図６に示したパターンＰに対応した電子ビームがシャドウマスク本体に照射されることにより、白色帯状部に対応した領域のシャドウマスク本体の温度が上昇し、局部的にドーミングを起こしていることを示す。
【００４０】
図８には、図６に示したようなパターンに対応した信号が本実施形態のシャドウマスク本体を有するカラー陰極線管に入力された場合と、比較例のシャドウマスク本体を有するカラー陰極線管に入力された場合と、の管軸方向に沿ったマスク本体の移動量を計算によって求めた値が示されている。
【００４１】
なお、比較例のシャドウマスク本体は、シャドウマスク主面において、水平軸Ｈ方向に沿った曲率半径が２５００ｍｍ、垂直軸Ｖ方向に沿った曲率半径が２０００ｍｍの一様な曲率半径を有する曲面を採用している。また、本実施形態のシャドウマスク本体は、比較例のシャドウマスク主面の曲面を基準に、水平軸Ｈの中間部において局部的に負の曲率を有する領域（すなわち凹部）を加えた曲面を採用している。この本実施形態のシャドウマスク本体では、凹部は、水平軸Ｈに沿った中間部（すなわち垂直軸と短辺との間の領域）に設けられている。
【００４２】
したがって、シャドウマスク本体２９において、水平軸端（すなわち短辺２９Ｓ上の中央部）、垂直軸端（すなわち長辺２９Ｌ上の中央部）、及び、コーナ部のそれぞれの落ちこみ量（シャドウマスク本体の中心部における管軸方向高さと各位置での管軸方向位置との差）は、比較例と本実施形態とで同程度の値となっている。
【００４３】
また、図８に示した結果は、比較例及び本実施形態ともに、シャドウマスク本体を熱膨張係数が比較的大きな値を有する鉄材によって形成した場合を想定して計算をしている。
【００４４】
図８に示すように、シャドウマスクの中間部におけるドーミング形状を見ると、比較例のものＤ１では水平軸上の位置で最大値をとるアーチ状を成すことに比べ、本実施形態のものＤ２では水平軸上で最大値を取る点は同様であるが、全体には波型の形状を有している。この波の位相は、図５の（ｂ）に示す元の曲面に存在する波型形状と同じものであり、正の曲率を有する凸部では管軸方向に沿って正の方向にドーミングが形成され、同様に、負の曲率を有する凹部では管軸方向に沿って負の方向にそれぞれドーミングが形成されることを意味する。
【００４５】
この効果によリ、全体的なシャドウマスクの管軸方向に沿った移動量は、一様な曲率を有する比較例のシャドウマスクと同程度の落ちこみ量を有しながら減少させることができる。すなわち、図９に示すように、比較例において、管軸方向移動量の最大値が１２７０ｍｍであったのに対して、本実施形態において、８６１ｍｍとなり、シャドウマスク本体の管軸方向移動量を約６８％に抑えることができた。
【００４６】
また、この熱膨張によるシャドウマスクのドーミングにより、シャドウマスクの電子ビーム通過孔を通過した電子ビームが蛍光体スクリーンの蛍光体層に照射される位置が、蛍光体スクリーンのストライプに対して移動した量を水平軸方向に関してだけ計算し、それをピュリティドリフト量（ＰＤ）として示した。すなわち、図９に示すように、比較例において、ＰＤ量の最大値が５６４μｍであったのに対して、本実施形態において、３３９μｍとなり、電子ビームの水平軸方向に沿ったピュリティドリフト量を約６０％に抑えることができた。
【００４７】
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく種々変更可能である。
【００４８】
すなわち、図４及び図５に示した例では、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部において、垂直軸Ｖ側の垂直軸Ｖ方向に沿った第１断面が第１断面より短辺側の垂直軸Ｖ方向に沿った第２断面と同数の凸部及び凹部で形成されたが、図１０に示すように、第１断面が第２断面とは異なる数の凹部及び凸部によって形成されても良い。
【００４９】
より具体的には、図１１の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ１１は、１つの凸部１４１によって形成されている。また、図１１の（ｂ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における垂直軸Ｖ側の垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ２は、複数の凸部１４２Ａ乃至１４２Ｃと複数の凹部１４３Ａ及び１４３Ｂとによって形成されている。
【００５０】
さらに、図１１の（ｃ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における短辺２９Ｓ側の垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ３は、複数の凸部１４４Ａ乃至１４４Ｅと複数の凹部１４５Ａ乃至１４５Ｄとによって形成されている。また、図１１の（ｄ）に示すように、短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ３は、１つの凸部１４６によって形成されている。
【００５１】
なお、これらの断面を形成する凸部及び凹部は、単一の曲率半径で形成しても良いが、複数の曲率半径を組み合わせて形成しても良い。また、中間部における凸部及び凹部の配置位置は、図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示した例に限定されるものではなく、種々配置位置を変更可能である。また、凸部及び凹部の数は、図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示した例に限定されるものではない。この実施形態では、シャドウマスク主面２９１は、図１１の（ｂ）に示す断面の凹部及び凸部の数は、図１１の（ｃ）に示す断面より少なくなるように形成されている。
【００５２】
図１０及び図１１に示した構造例は、換言すると以下のように説明できる。すなわち、マスク本体２９は、図１１の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ１１が正の曲率を有する曲線状に形成されている。
【００５３】
また、マスク本体２９は、図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ１２及びＳ１３が曲率の符号が変わる変曲点を２つ以上有しており、しかも、長辺端部２９１Ｌに正の曲率を有する曲線状に形成されている。図１１の（ｂ）に示した例では、変曲点１４７Ａ乃至１４７Ｄは、４ヶ所存在している。また、図１１の（ｃ）に示した例では、変曲点１４８Ａ乃至１４８Ｈは、８ヶ所存在している。
【００５４】
さらに、マスク本体２９は、図１１の（ｄ）に示すように、シャドウマスク主面２９１の短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ１４が正の曲率を有する曲線状に形成されている。
【００５５】
このように、マスク本体２９のシャドウマスク主面２９１は、垂直軸Ｖ上及び短辺端部２９１Ｓにおいては全域で正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ形状になっている。一方、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間においては、正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ領域と、負の曲率を有するように電子銃構体側に膨らんだ領域とが混在している。これを曲率の分布で言いかえると、マスクの曲率が無限大となる点が２つ以上存在し、図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示した例では、垂直軸Ｖ近傍において４ヶ所存在するとともに、短辺２９Ｓ付近において８ヶ所存在している。
【００５６】
このような構造のカラー陰極線管によれば、図６に示したパターンＰに対応した信号を入力した際に、シャドウマスク本体の管軸方向移動量は、先に説明した実施形態と同様の抑制効果が得られるとともに、更に水平軸上の曲率半径変化を小さくできることから、シャドウマスク主面における電子ビーム通過孔の間隔の設計難度を軽減することができる。
【００５７】
また他の実施形態として、図４及び図１０に示した例では、垂直軸Ｖに沿った断面が１つの凸部によって形成されたが、図１２に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面が凸部と凹部とによって形成されても良い。
【００５８】
より具体的には、図１３の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ２１は、複数の凸部２４１Ａ乃至２４１Ｃと複数の凹部２４２Ａ及び２４２Ｂによって形成されている。また、図１３の（ｂ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ２２は、複数の凸部２４３Ａ乃至２４３Ｅと複数の凹部２４４Ａ乃至２４４Ｄとによって形成されている。また、図１３の（ｃ）に示すように、短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ３は、１つの凸部２４５によって形成されている。
【００５９】
なお、これらの断面を形成する凸部及び凹部は、単一の曲率半径で形成しても良いが、複数の曲率半径を組み合わせて形成しても良い。また、垂直軸Ｖ上及び中間部における凸部及び凹部の配置位置は、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示した例に限定されるものではなく、種々配置位置を変更可能である。また、凸部及び凹部の数は、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示した例に限定されるものではない。この実施形態では、シャドウマスク主面２９１は、垂直軸Ｖ上における長辺端部２９１Ｌにおいて凸部２４１Ａ及び２４１Ｃを有している。
【００６０】
図１２及び図１３に示した構造例は、換言すると以下のように説明できる。すなわち、マスク本体２９は、図１３の（ａ）に示すように、垂直軸Ｖに沿った断面Ｓ２１が曲率の符号が変わる変曲点を２つ以上有する曲線状に形成され、しかも、長辺端部２９１Ｌに正の曲率を有する曲線状に形成されている。図１３の（ａ）に示した例では、変曲点２４６Ａ乃至２４６Ｄは、４ヶ所存在しており、管軸Ｚと交差するマスク主面２９１の中心部から長辺端部２９１Ｌまでの間に２ヶ所の変曲点が存在している。
【００６１】
また、マスク本体２９は、図１３の（ｂ）に示すように、垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部における垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ２２が曲率の符号が変わる変曲点を２つ以上有しており、しかも、長辺端部２９１Ｌに正の曲率を有する曲線状に形成されている。図１３の（ｂ）に示した例では、変曲点２４７Ａ乃至２４７Ｈは、８ヶ所存在している。
【００６２】
さらに、マスク本体２９は、図１３の（ｃ）に示すように、シャドウマスク主面２９１の短辺端部２９１Ｓでの垂直軸Ｖ方向に沿った断面Ｓ１４が正の曲率を有する曲線状に形成されている。
【００６３】
このように、マスク本体２９のシャドウマスク主面２９１は、短辺端部２９１Ｓにおいては全域で正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ形状になっている。一方、垂直軸Ｖ上及び垂直軸Ｖと短辺２９Ｓとの間の中間部においては、正の曲率を有するようにパネル側に膨らんだ領域と、負の曲率を有するように電子銃構体側に膨らんだ領域とが混在している。これを曲率の分布で言いかえると、マスクの曲率が無限大となる点が２つ以上存在し、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示した例では、垂直軸Ｖ上において４ヶ所存在するとともに、中間部において８ヶ所存在している。
【００６４】
このような構造のカラー陰極線管によれば、垂直軸Ｖ上における変曲点を４ヶ所とした効果は、図６に示したパターンＰを９０°反転した状態に対応した信号を入力した場合に発揮される。このようなパターンに対応した信号が入力されたときの挙動は、シャドウマスク主面の中心部が熱膨張によって管軸方向のパネル側に膨らみ、その影響で中心部から短辺端部２９１Ｓにかけて連続的にドーミングを起こす。このため、中心部においては、水平軸Ｈ方向の移動は無く、ピュリティドリフトによる悪化は見られないが、短辺端部２９１Ｓに近づくほどＰＤ量として大きな値を有してくる。このとき、シャドウマスク主面２９１が図１２に示すような形状を有していると、垂直軸Ｖと水平軸Ｈとが交差する中心部において、管軸方向のパネル側に膨らむドーミングが抑制され、結果として、中心部から短辺端部２９１Ｓにかけてのドーミング量も抑制されてＰＤ量を減少することができる。
【００６５】
以上説明したように、このカラー陰極線管によれば、シャドウマスク主面の形状を最適化したことにより、マスク本体の熱膨張、特にシャドウマスク主面の局所的なドーミングを抑制することができる。これにより、シャドウマスク主面に形成された電子ビーム通過孔の移動に伴う電子ビームの蛍光体スクリーンへのミスランディングを十分に抑制することができ、画面全域に亘って、画面の色ずれなどの色純度の劣化を防止することができる。
【００６６】
また、マスク本体を構成する金属材料として熱膨張係数の比較的大きな安価な材料を適用したとしても、材料の熱膨張係数にかかわらず、マスク本体の熱膨張を抑制することができ、低コストで表示品位の良好な陰極線管を提供することができる。
【００６７】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、画面全域に亘り、色純度の劣化を抑制できる陰極線管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係るカラー陰極線管装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示したカラー陰極線管装置において、電子銃構体から放出された電子ビームの軌道を説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示したカラー陰極線管装置に適用可能なシャドウマスクユニットの構造を概略的に示す正面図である。
【図４】図４は、図３に示したシャドウマスクユニットに適用可能なシャドウマスク主面を有するマスク本体の形状の一例を示す図である。
【図５】図５の（ａ）は、図４に示したシャドウマスク主面における垂直軸上の断面形状を説明するための図であり、図５の（ｂ）は、図４に示したシャドウマスク主面における中間部における断面形状を説明するための図であり、図５の（ｃ）は、図４に示したシャドウマスク主面における短辺端部における断面形状を説明するための図である。
【図６】図６は、ドーミングを発生しやすいパターンの一例を示す図である。
【図７】図７は、図６に示したパターンに対応した信号を入力した際に発生するドーミング現象を説明するための図である。
【図８】図８は、比較例と本実施形態とのマスク本体において、シャドウマスク主面の中間部における熱膨張時の管軸方向移動量の計算結果を示す図である。
【図９】図９は、比較例と本実施形態とのマスク本体において、管軸方向移動量及びＰＤ量それぞれの最大値の計算結果を示す図である。
【図１０】図１０は、図３に示したシャドウマスクユニットに適用可能なシャドウマスク主面を有するマスク本体の形状の他の一例を示す図である。
【図１１】図１１の（ａ）は、図１０に示したシャドウマスク主面における垂直軸上の断面形状を説明するための図であり、図１１の（ｂ）及び（ｃ）は、図１０に示したシャドウマスク主面における中間部における断面形状を説明するための図であり、図１１の（ｄ）は、図１０に示したシャドウマスク主面における短辺端部における断面形状を説明するための図である。
【図１２】図１２は、図３に示したシャドウマスクユニットに適用可能なシャドウマスク主面を有するマスク本体の形状の他の一例を示す図である。
【図１３】図１３の（ａ）は、図１２に示したシャドウマスク主面における垂直軸上の断面形状を説明するための図であり、図１３の（ｂ）は、図１２に示したシャドウマスク主面における中間部における断面形状を説明するための図であり、図１３の（ｃ）は、図１２に示したシャドウマスク主面における短辺端部における断面形状を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…真空外囲器、２２…フェースパネル、２４…ファンネル、２７…蛍光体スクリーン、２８…シャドウマスクユニット、２９…シャドウマスク本体、３０…マスクフレーム。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cathode ray tube, and more particularly to a cathode ray tube that suppresses mislanding of an electron beam due to thermal expansion of a shadow mask.
[0002]
[Prior art]
Generally, in order to display an image with little color shift on a phosphor screen of a color cathode-ray tube, three electron beams passing through electron beam passage holes formed in a mask body of a shadow mask emit fluorescent light of corresponding colors. It is necessary to sort to properly land on the body layer. For this purpose, the shadow mask is arranged in a predetermined relationship with respect to the panel, that is, the distance (q value) between the inner surface of the effective portion of the panel and the effective surface (principal surface of the shadow mask) of the mask body is set within a predetermined allowable range. It is necessary to.
[0003]
However, the electron beam reaching the phosphor layer is a part of the total electron beam emitted from the electron gun structure, and the kinetic energy of the remaining electron beam collides with the mask body and is converted into thermal energy. The heat generated at this time deforms the shape of the shadow mask according to the coefficient of thermal expansion of the metal material forming the mask body. As a result, the position of the electron beam passage hole corresponding to the phosphor layer changes. If the amount of the change exceeds the allowable value, the electron beam does not land on the phosphor layer accurately, but causes so-called mislanding such as landing on an adjacent phosphor layer, thereby deteriorating the color purity.
[0004]
Also, in the thermal expansion of the mask body caused by the collision of the electron beam, when a large amount of the electron beam collides with only a part of the main surface of the shadow mask, so-called doming occurs, and the main surface of the shadow mask is locally formed. A deformation that protrudes toward the panel side or a deformation that protrudes toward the electron gun assembly will occur. Due to such doming, a large displacement occurs locally in the electron beam passage holes corresponding to the phosphor layers. A local change in the q value does not cause a large mislanding at the center of the screen, but causes a large mislanding toward the periphery of the screen, resulting in deterioration of color purity.
[0005]
By the way, in recent years, in order to improve the visibility of the color cathode ray tube, it has been demanded to increase the radius of curvature of the outer surface of the effective portion of the panel so as to be closer to a flat surface. In this case, it is necessary to increase the radius of curvature of the inner surface of the effective portion of the panel from the viewpoint of securing the atmospheric pressure intensity in the vacuum envelope and improving the visibility. With the increase in the radius of curvature of the inner surface of the effective portion, it is necessary to increase the radius of curvature of the effective surface of the mask body in order to obtain an appropriate beam landing. However, when the radius of curvature of the effective surface of the mask body is increased, the deviation of the beam landing on the phosphor layer due to the electron beam increases, and the color purity deteriorates.
[0006]
In addition, when an iron material having a low unit price is used as the metal material constituting the mask body, the thermal expansion coefficient is relatively large, so that the thermal expansion is large due to the collision of the electron beam, and the mislanding amount of the electron beam is larger. It becomes.
[0007]
As a countermeasure against mislanding due to the thermal expansion of the shadow mask, the shadow mask is formed on a curved surface having a plurality of radii of curvature such that the respective curvatures of the central portion and the peripheral portion of the main surface of the shadow mask have opposite relationships such as positive and negative. (For example, see Patent Document 1). In this case, the effect of canceling doming is expected by the positive curvature at the center (that is, the convex portion protruding toward the panel) and the negative curvature at the peripheral portion (that is, the concave portion that protrudes toward the electron gun assembly).
[0008]
However, in the shape of the main surface of the shadow mask according to Patent Document 1, the positive and negative radii of curvature at the central portion and the peripheral portion are extremely small in order to locally absorb the thermal expansion component. Need to be Therefore, the distance (q value) between the inner surface of the effective portion of the panel and the principal surface of the shadow mask may have a very large difference between the central portion and the peripheral portion. That is, there is a possibility that the mislanding of the electron beam cannot be sufficiently improved.
[0009]
On the other hand, it has been proposed that the shape of the main surface of the shadow mask is formed in a wave shape centered on a central portion intersecting with the tube axis, and the ridge of the wave is formed in a shell shape passing through the tube axis (for example, see Patents). Reference 2). In this case, the shape of the short side end of the shadow mask main surface is corrugated, and the corresponding phosphor screen shape also needs to be corrugated. Therefore, the shape of the phosphor screen is deteriorated.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 58-58858
[0011]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 6-101309
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the color cathode ray tube, when the radius of curvature of the outer surface of the effective portion of the panel is increased in order to improve the visibility, and the radius of curvature of the shadow mask main surface of the mask body of the shadow mask is increased accordingly, the As a result, the amount of mislanding of the electron beam due to thermal expansion increases, and the deterioration of color purity increases.
[0013]
In addition, when an iron material having a low unit price is used as a metal material forming the mask body, the coefficient of thermal expansion is large, so that the amount of mislanding of the electron beam due to thermal expansion becomes larger.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a cathode ray tube capable of suppressing deterioration of color purity over the entire screen.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A cathode ray tube according to an embodiment of the present invention includes:
An envelope having a substantially rectangular panel, and a funnel joined to the panel;
A phosphor screen formed on the inner surface of the panel,
An electron gun assembly disposed in the envelope and emitting an electron beam toward the phosphor screen;
A shadow mask having a mask body disposed to face the phosphor screen and a mask frame supporting a peripheral portion of the mask body,
The mask main body has a tube axis extending through a center portion on a substantially rectangular shadow mask main surface having a plurality of electron beam passage holes through which an electron beam emitted from the electron gun assembly passes. Having a long axis extending orthogonally, and a short axis extending orthogonally to the tube axis and the long axis,
The mask body has a cross section along a short axis direction at a short side end portion of the shadow mask main surface formed by one protrusion protruding toward the panel side. The cross section along the short axis direction is formed by a convex portion protruding toward the panel side and a concave portion protruding toward the electron gun assembly side, and has a convex portion at a long side end. .
[0016]
According to the cathode ray tube described above, by optimizing the shape of the main surface of the shadow mask, thermal expansion of the mask body, particularly local doming of the main surface of the shadow mask is suppressed for a long time immediately after the operation is started. be able to. As a result, mislanding of the electron beam onto the phosphor screen can be sufficiently suppressed over the entire screen, and deterioration of color purity such as color shift of the screen can be prevented.
[0017]
In addition, any of the cross sections along the minor axis direction has a convex portion at an end of a long side of the main surface of the shadow mask. In this case, the shape of the phosphor screen corresponding to the long side end of the main surface of the shadow mask can also be formed with a uniform curvature, and the shape of the phosphor screen does not deteriorate.
[0018]
Furthermore, even if an inexpensive material having a relatively large coefficient of thermal expansion is applied as a metal material constituting the mask body, the thermal expansion of the mask body can be suppressed regardless of the coefficient of thermal expansion of the material. A cathode ray tube with good display quality can be provided.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a cathode ray tube according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
As shown in FIG. 1, the color cathode ray tube device includes a vacuum envelope 10 formed of glass. The vacuum envelope 10 has a substantially rectangular face panel 22 and a funnel 24 integrally joined to the face panel 22. The face panel 22 has a substantially rectangular effective portion 20 and a skirt portion 21 extending from the periphery of the effective portion 20 along the tube axis Z direction. The outer surface of the effective portion 20 is formed substantially flat so that its radius of curvature is 10,000 mm or more. The inner surface of the effective portion 20 is formed of an arbitrary curved surface. The skirt portion 21 includes a stud pin 31 protruding inward at each corner portion inside the skirt portion 21.
[0021]
The phosphor screen 27 is formed on the inner surface of the effective portion 20 of the face panel 22. As shown in FIG. 2, the phosphor screen 27 has striped three-color phosphor layers 62R, 62G, and 62B extending in the vertical axis V direction that emit red, green, and blue light, respectively, and these three-color phosphor layers. And a light absorbing layer (black stripe) 61 filling the space between the body layers.
[0022]
The electron gun assembly 36 is disposed inside a cylindrical neck 34 corresponding to a small diameter portion of the funnel 24. The electron gun assembly 36 emits three electron beams 35R, 35G, and 35B arranged in a line in the horizontal axis H direction toward the phosphor screen 27. The electron gun assembly 36 is disposed substantially coaxially with a tube axis Z that extends substantially perpendicularly to the face panel 22 through the center of the effective portion 20 of the face panel 22.
[0023]
The shadow mask unit 28 having a color selection function is disposed inside the vacuum envelope 10 so as to face the phosphor screen 27. The shadow mask unit 28 includes a shadow mask body 29 having a plurality of slit-shaped electron beam passage holes 18 through which three electron beams 35R, 35G, and 35B emitted from the electron gun assembly 36 pass, and a peripheral edge of the shadow mask body 29. And a substantially rectangular frame-shaped mask frame 30 for holding the portion. The shadow mask main body 29 is disposed to face the phosphor screen 27. The mask frame 30 is fixed to and supported by the stud pin 31 via a support tool 32. The magnetic shield 23 is joined to the mask frame 30 inside the funnel 24 in which the electron beam is most susceptible to the magnetic field.
[0024]
The deflection yoke 37 is arranged along the outer surface from the large diameter portion of the funnel 24 to the neck. The deflection yoke 37 generates a non-uniform deflection magnetic field for deflecting the three electron beams 35R, 35G, and 35B emitted from the electron gun assembly 36 in the horizontal axis H direction and the vertical axis V direction. This non-uniform deflection magnetic field is formed by a pincushion type horizontal deflection magnetic field and a barrel type vertical deflection magnetic field.
[0025]
In such a color cathode ray tube device, as shown in FIG. 2, the three electron beams 35R, 35G, and 35B emitted from the electron gun assembly 36 converge near the electron beam passage hole 18 of the shadow mask body 29. Is deflected by the deflection magnetic field generated from the deflection yoke 37.
[0026]
Thereby, the three electron beams 35R, 35G, and 35B scan the phosphor screen 27 in the horizontal axis H direction and the vertical axis V direction via the shadow mask unit 28. At this time, a color image is displayed by shaping the electron beams 35R, 35G, and 35B and landing on the phosphor layers 62R, 62G, and 62B of specific colors.
[0027]
The mask main body 29 of the above-described shadow mask unit 28 has a tube axis Z extending through the center of the shadow mask main surface 291, a long axis extending perpendicular to the tube axis Z, that is, a horizontal axis H, a tube axis Z, It is formed in a substantially rectangular shape having a short axis extending perpendicularly to the horizontal axis H, that is, a vertical axis V.
[0028]
That is, the shadow mask main body 29 may be formed of an invar material having a relatively small thermal expansion coefficient, or may be formed of a less expensive metal material such as iron having a relatively large thermal expansion coefficient. As shown in FIG. 3, the shadow mask main body 29 has a substantially rectangular shadow mask main surface 291 having a number of slit-like electron beam passage holes 18. The mask main body 29 has a pair of long sides 29L substantially parallel to the horizontal axis H and a pair of short sides 29S substantially parallel to the vertical axis V.
[0029]
The mask main body 29 has a shape as shown in FIG. 4 on the shadow mask main surface 291, for example. That is, the mask main body 29 is formed by a single convex portion whose cross section along the vertical axis V direction at the short side end 291S of the shadow mask main surface 291 protrudes toward the panel side. Further, the mask body 29 has a convex portion whose cross section along the vertical axis V direction between the vertical axis V and the short side 29S protrudes toward the panel side and a concave portion protrudes toward the electron gun assembly side. It is formed so as to have a projection at the long side end 291L.
[0030]
More specifically, as shown in FIG. 5A, a cross section S1 along the vertical axis V is formed by one convex portion 41. As shown in FIG. 5B, a cross section S2 along the direction of the vertical axis V at an intermediate portion between the vertical axis V and the short side 29S has a plurality of convex portions 42A to 42E and a plurality of concave portions 43A. To 43D. Further, as shown in FIG. 5C, the cross section S3 along the direction of the vertical axis V at the short side end 291S is formed by one convex portion 44.
[0031]
The projections and depressions forming these cross sections may be formed with a single radius of curvature, or may be formed by combining a plurality of radii of curvature.
[0032]
In FIG. 5B, the middle portion corresponds to the vicinity of the midpoint between the vertical axis V and the short side 29S. In the example shown in FIG. 5B, the protrusions 41A and 42E are arranged on the long side end 291L, and the protrusion 42C is arranged on the horizontal axis H. The arrangement positions of the convex portions and the concave portions in the intermediate portion are not limited to the example shown in FIG. 5B, and various arrangement positions can be changed. In FIG. 5B, five convex portions are arranged and four concave portions are arranged, but the number is not limited to this.
[0033]
The structure examples shown in FIGS. 4 and 5 can be described in other words as follows. That is, here, on the shadow mask main surface 291, the curvature protruding toward the panel side is positive, and the curvature protruding toward the electron gun assembly side is negative. At this time, as shown in FIG. 5A, the mask body 29 has a cross section S1 along the vertical axis V formed in a curved shape having a positive curvature.
[0034]
As shown in FIG. 5B, the cross section S2 along the vertical axis V direction between the vertical axis V and the short side 29S has two inflection points where the sign of the curvature changes, as shown in FIG. The long side end 291L is formed in a curved shape having a positive curvature. In the example shown in FIG. 5B, there are eight inflection points 45A to 45H.
[0035]
Further, as shown in FIG. 5C, the cross section S3 of the mask main body 29 along the direction of the vertical axis V at the short side end 291S of the main surface 291 of the shadow mask is formed in a curved shape having a positive curvature. Have been.
[0036]
As described above, the shadow mask main surface 291 of the mask main body 29 has a shape that bulges toward the panel side so as to have a positive curvature over the entire vertical axis V and the short side end 291S. On the other hand, between the vertical axis V and the short side 29S, a region bulging toward the panel side having a positive curvature and a region bulging toward the electron gun body side having a negative curvature are mixed. I have. In other words, there are two or more points at which the curvature of the mask becomes infinite, and there are eight points in the example shown in FIG. 5B.
[0037]
Here, among the thermal deformations of the shadow mask main body 29, the one that is the largest in quantity and easily deteriorates the image quality and color purity is the doming that occurs locally. In a color cathode ray tube having a stripe phosphor screen which is most frequently used, a landing change in a vertical direction, that is, a vertical axis V direction can be ignored.
[0038]
Experimentally, for example, operating conditions of a color cathode ray tube having a diagonal size of 21 inches are a high voltage of 29 kV, a cathode current of 1300 μA, and a width in the vertical direction at an intermediate portion of the horizontal axis H against a black background as shown in FIG. It is generally known that when a signal corresponding to a pattern P having a white band of 75 mm is input, the color purity is most likely to deteriorate.
[0039]
FIG. 7 schematically shows a thermal deformation pattern of the shadow mask body of the comparative example when a signal corresponding to the pattern shown in FIG. 6 is input. That is, when the electron beam corresponding to the pattern P shown in FIG. 6 is applied to the shadow mask main body, the temperature of the shadow mask main body in the region corresponding to the white band-like portion rises, and local doming occurs. Is shown.
[0040]
FIG. 8 shows a case where a signal corresponding to the pattern as shown in FIG. 6 is inputted to the color cathode ray tube having the shadow mask body of the present embodiment and a case where a signal is inputted to the color cathode ray tube having the shadow mask body of the comparative example. The values obtained by calculation and the amount of movement of the mask body along the tube axis direction are shown.
[0041]
The shadow mask main body of the comparative example employs a curved surface having a uniform radius of curvature of 2500 mm in the horizontal axis H direction and 2000 mm in the vertical axis V direction on the main surface of the shadow mask. are doing. Further, the shadow mask body of the present embodiment employs a curved surface obtained by adding an area having a locally negative curvature (that is, a concave portion) at an intermediate portion of the horizontal axis H with respect to the curved surface of the shadow mask main surface of the comparative example. are doing. In the shadow mask main body of the present embodiment, the concave portion is provided at an intermediate portion along the horizontal axis H (that is, a region between the vertical axis and the short side).
[0042]
Therefore, in the shadow mask main body 29, the horizontal axis end (that is, the central part on the short side 29S), the vertical axis end (that is, the central part on the long side 29L), and the recessed amount of the corner (the shadow mask main body). The difference between the height in the tube axis direction at the center and the position in the tube axis direction at each position is substantially the same between the comparative example and the present embodiment.
[0043]
Further, the results shown in FIG. 8 are calculated in both the comparative example and the present embodiment, assuming that the shadow mask body is formed of an iron material having a relatively large coefficient of thermal expansion.
[0044]
As shown in FIG. 8, looking at the doming shape in the middle part of the shadow mask, the comparative example D1 has an arch shape which takes the maximum value at a position on the horizontal axis, whereas the comparative example D2 has a dominant shape. The point that the maximum value is obtained on the horizontal axis is the same, but has a wavy shape as a whole. The phase of this wave is the same as the wave shape existing on the original curved surface shown in FIG. 5 (b), and in the convex portion having a positive curvature, doming is formed in the positive direction along the tube axis direction. Similarly, in a concave portion having a negative curvature, it means that doming is formed in the negative direction along the tube axis direction.
[0045]
According to this effect, the entire amount of movement of the shadow mask along the tube axis direction can be reduced while having the same amount of depression as the shadow mask of the comparative example having a uniform curvature. That is, as shown in FIG. 9, in the comparative example, the maximum value of the movement amount in the tube axis direction was 1270 mm, whereas in the present embodiment, it was 861 mm, and the movement amount of the shadow mask body in the tube axis direction was about It was suppressed to 68%.
[0046]
Also, due to the doping of the shadow mask due to this thermal expansion, the position where the electron beam passing through the electron beam passage hole of the shadow mask is irradiated on the phosphor layer of the phosphor screen is shifted by the amount moved with respect to the stripe of the phosphor screen. Was calculated only in the horizontal axis direction, and it was shown as the purity drift amount (PD). That is, as shown in FIG. 9, while the maximum value of the PD amount was 564 μm in the comparative example, it was 339 μm in the present embodiment, and the purity drift amount along the horizontal axis direction of the electron beam was about It could be reduced to 60%.
[0047]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified.
[0048]
That is, in the example shown in FIGS. 4 and 5, in the intermediate portion between the vertical axis V and the short side 29S, the first section along the vertical axis V direction on the vertical axis V side is shorter than the first section. 10, the first cross section is formed by a different number of concave portions and convex portions than the second cross section, as shown in FIG. May be.
[0049]
More specifically, as shown in FIG. 11A, a cross section S11 along the vertical axis V is formed by one convex portion 141. Also, as shown in FIG. 11B, a cross section S2 along the vertical axis V direction on the vertical axis V side at an intermediate portion between the vertical axis V and the short side 29S has a plurality of protrusions 142A to 142C. And a plurality of recesses 143A and 143B.
[0050]
Further, as shown in FIG. 11C, a cross section S3 along the direction of the vertical axis V on the side of the short side 29S at an intermediate portion between the vertical axis V and the short side 29S has a plurality of protrusions 144A to 144E. And a plurality of recesses 145A to 145D. Also, as shown in FIG. 11D, a cross section S3 along the direction of the vertical axis V at the short side end 291S is formed by one projection 146.
[0051]
The projections and depressions forming these cross sections may be formed with a single radius of curvature, or may be formed by combining a plurality of radii of curvature. In addition, the arrangement positions of the convex portions and the concave portions in the intermediate portion are not limited to the examples shown in FIGS. 11B and 11C, and various arrangement positions can be changed. Further, the numbers of the convex portions and the concave portions are not limited to the examples shown in (b) and (c) of FIG. In this embodiment, the shadow mask main surface 291 is formed such that the number of concave portions and convex portions in the cross section shown in FIG. 11B is smaller than that in the cross section shown in FIG.
[0052]
The structure examples shown in FIGS. 10 and 11 can be described as follows. That is, as shown in FIG. 11A, the cross section S11 of the mask body 29 along the vertical axis V is formed in a curved shape having a positive curvature.
[0053]
Further, as shown in FIGS. 11B and 11C, the cross section S12 and S13 of the mask body 29 along the direction of the vertical axis V at an intermediate portion between the vertical axis V and the short side 29S have a curvature. It has two or more inflection points whose signs change, and is formed in a curved shape having a positive curvature at the long side end 291L. In the example shown in FIG. 11B, there are four inflection points 147A to 147D. In the example shown in FIG. 11C, eight inflection points 148A to 148H exist.
[0054]
Further, as shown in FIG. 11D, the cross section S14 of the mask main body 29 along the vertical axis V direction at the short side end 291S of the shadow mask main surface 291 is formed in a curved shape having a positive curvature. Have been.
[0055]
As described above, the shadow mask main surface 291 of the mask main body 29 has a shape bulging toward the panel side so as to have a positive curvature over the entire vertical axis V and the short side end 291S. On the other hand, between the vertical axis V and the short side 29S, a region bulging to the panel side to have a positive curvature and a region bulging to the electron gun structure side to have a negative curvature are mixed. I have. In other words, there are two or more points where the curvature of the mask becomes infinite, and in the examples shown in FIGS. 11B and 11C, there are four points near the vertical axis V. In addition, there are eight locations near the short side 29S.
[0056]
According to the color cathode ray tube having such a structure, when a signal corresponding to the pattern P shown in FIG. 6 is input, the movement amount of the shadow mask body in the tube axis direction is suppressed in the same manner as in the above-described embodiment. The effect can be obtained and the change in the radius of curvature on the horizontal axis can be further reduced, so that the difficulty in designing the interval between the electron beam passage holes on the main surface of the shadow mask can be reduced.
[0057]
As another embodiment, in the examples illustrated in FIGS. 4 and 10, the cross section along the vertical axis V is formed by one protrusion, but as illustrated in FIG. 12, the cross section along the vertical axis V May be formed by a convex portion and a concave portion.
[0058]
More specifically, as shown in FIG. 13A, a cross section S21 along the vertical axis V is formed by a plurality of convex portions 241A to 241C and a plurality of concave portions 242A and 242B. Further, as shown in FIG. 13B, a cross section S22 along the direction of the vertical axis V at an intermediate portion between the vertical axis V and the short side 29S has a plurality of convex portions 243A to 243E and a plurality of concave portions 244A. To 244D. Further, as shown in FIG. 13C, a cross section S3 along the vertical axis V direction at the short side end 291S is formed by one convex portion 245.
[0059]
The projections and depressions forming these cross sections may be formed with a single radius of curvature, or may be formed by combining a plurality of radii of curvature. Further, the arrangement positions of the convex portions and the concave portions on the vertical axis V and the intermediate portion are not limited to the examples shown in FIGS. 13A and 13B, and various arrangement positions can be changed. Further, the numbers of the convex portions and the concave portions are not limited to the examples shown in FIGS. In this embodiment, the shadow mask main surface 291 has protrusions 241A and 241C at the long side end 291L on the vertical axis V.
[0060]
The structure examples shown in FIGS. 12 and 13 can be described as follows. That is, as shown in FIG. 13A, the cross section S21 along the vertical axis V of the mask main body 29 is formed in a curved shape having two or more inflection points where the sign of the curvature changes, and the long side of the mask body 29 is long. The end 291L is formed in a curved shape having a positive curvature. In the example shown in FIG. 13A, there are four inflection points 246A to 246D, and the inflection points 246A to 246D extend from the center of the mask main surface 291 intersecting with the tube axis Z to the long side end 291L. There are two inflection points.
[0061]
In addition, as shown in FIG. 13B, the mask body 29 has an inflection point where the cross section S22 along the vertical axis V direction at the intermediate portion between the vertical axis V and the short side 29S changes the sign of the curvature. , And is formed in a curved shape having a positive curvature at the long side end 291L. In the example shown in FIG. 13B, eight inflection points 247A to 247H exist.
[0062]
Further, as shown in FIG. 13C, the cross section S14 of the mask main body 29 along the vertical axis V direction at the short side end 291S of the shadow mask main surface 291 is formed in a curved shape having a positive curvature. Have been.
[0063]
As described above, the shadow mask main surface 291 of the mask main body 29 has a shape that bulges toward the panel at the short side end 291S so as to have a positive curvature over the entire area. On the other hand, on the vertical axis V and in an intermediate portion between the vertical axis V and the short side 29S, a region bulging to the panel side to have a positive curvature and a region swelling to the panel side so as to have a negative curvature. The swollen region is mixed. In other words, there are two or more points where the curvature of the mask is infinite, and in the examples shown in FIGS. 13A and 13B, there are four points on the vertical axis V. In addition, there are eight places in the middle part.
[0064]
According to the color cathode ray tube having such a structure, the effect of having four inflection points on the vertical axis V is that when a signal corresponding to a state where the pattern P shown in FIG. Be demonstrated. The behavior when a signal corresponding to such a pattern is input is such that the central portion of the main surface of the shadow mask expands toward the panel side in the tube axis direction due to thermal expansion, and the central portion extends continuously from the central portion to the short side end portion 291S. Cause doming. Therefore, in the central portion, there is no movement in the direction of the horizontal axis H, and no deterioration due to the purity drift is observed. However, the closer to the short side end 291S, the larger the PD amount. At this time, if the shadow mask main surface 291 has a shape as shown in FIG. 12, at the center where the vertical axis V and the horizontal axis H intersect, doming swelling toward the panel side in the tube axis direction is suppressed. As a result, the doming amount from the center to the short side end 291S is also suppressed, and the PD amount can be reduced.
[0065]
As described above, according to this color cathode ray tube, by optimizing the shape of the main surface of the shadow mask, it is possible to suppress thermal expansion of the mask body, particularly local doming of the main surface of the shadow mask. As a result, mislanding of the electron beam on the phosphor screen due to the movement of the electron beam passage hole formed on the main surface of the shadow mask can be sufficiently suppressed, and color shift of the screen and the like can be suppressed over the entire screen. Deterioration of color purity can be prevented.
[0066]
In addition, even if an inexpensive material having a relatively large coefficient of thermal expansion is used as the metal material constituting the mask body, the thermal expansion of the mask body can be suppressed regardless of the coefficient of thermal expansion of the material. A cathode ray tube with good display quality can be provided.
[0067]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made at the stage of implementation without departing from the scope of the invention. In addition, the embodiments may be implemented in appropriate combinations as much as possible, and in that case, the effect of the combination is obtained.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a cathode ray tube capable of suppressing deterioration of color purity over the entire screen.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a color cathode ray tube device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the trajectory of an electron beam emitted from an electron gun assembly in the color cathode ray tube device shown in FIG.
FIG. 3 is a front view schematically showing a structure of a shadow mask unit applicable to the color cathode ray tube device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a shape of a mask main body having a shadow mask main surface applicable to the shadow mask unit illustrated in FIG. 3;
5A is a diagram for explaining a cross-sectional shape on a vertical axis of the main surface of the shadow mask shown in FIG. 4, and FIG. 5B is a diagram showing the cross-sectional shape shown in FIG. FIG. 5C is a diagram for explaining a cross-sectional shape at an intermediate portion of the shadow mask main surface, and FIG. 5C is a diagram for explaining a cross-sectional shape at a short side end portion of the shadow mask main surface shown in FIG. It is.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a pattern in which doming is likely to occur.
FIG. 7 is a diagram for explaining a doming phenomenon that occurs when a signal corresponding to the pattern shown in FIG. 6 is input.
FIG. 8 is a diagram showing a calculation result of a moving amount in a tube axis direction at the time of thermal expansion in an intermediate portion of a main surface of a shadow mask in mask bodies of a comparative example and the present embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating calculation results of the maximum values of the movement amount in the tube axis direction and the PD amount in the mask bodies of the comparative example and the present embodiment.
FIG. 10 is a view showing another example of the shape of a mask main body having a shadow mask main surface applicable to the shadow mask unit shown in FIG. 3;
11A is a diagram for explaining a cross-sectional shape on the vertical axis of the main surface of the shadow mask shown in FIG. 10, and FIGS. 11B and 11C are diagrams for explaining the cross-sectional shape. FIG. 11D is a diagram for explaining a cross-sectional shape at an intermediate portion of the main surface of the shadow mask shown in FIG. 10, and FIG. 11D illustrates a cross-sectional shape at a short side end portion of the main surface of the shadow mask shown in FIG. FIG.
FIG. 12 is a view showing another example of the shape of a mask main body having a shadow mask main surface applicable to the shadow mask unit shown in FIG. 3;
13A is a diagram for explaining a cross-sectional shape on a vertical axis of the main surface of the shadow mask shown in FIG. 12, and FIG. 13B is a diagram for illustrating the cross-sectional shape shown in FIG. FIG. 13C is a diagram for explaining a cross-sectional shape at an intermediate portion of the shadow mask main surface, and FIG. 13C is a diagram for explaining a cross-sectional shape at a short side end of the shadow mask main surface shown in FIG. It is.
[Explanation of symbols]
10 vacuum envelope, 22 face panel, 24 funnel, 27 phosphor screen, 28 shadow mask unit, 29 shadow mask body, 30 mask frame.

Claims (9)

ほぼ矩形状のパネルと、前記パネルに接合されたファンネルと、を有した外囲器と、
前記パネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、
前記外囲器内に配設され、前記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを放出する電子銃構体と、
前記蛍光体スクリーンに対向して配設されたマスク本体と、前記マスク本体の周縁部を支持するマスクフレームと、を有したシャドウマスクと、を備え、
前記マスク本体は、前記電子銃構体から放出された電子ビームを通過する複数の電子ビーム通過孔を有するほぼ矩形状のシャドウマスク主面において、中心部を通って延びる管軸と、この管軸と直交して延びる長軸と、前記管軸及び前記長軸と直交して延びる短軸と、を有し、
前記マスク本体は、前記シャドウマスク主面の短辺端部での短軸方向に沿った断面が前記パネル側に向かって突出した１つの凸部によって形成され、短軸と短辺との間での短軸方向に沿った断面が前記パネル側に向かって突出した凸部と前記電子銃構体側に向かって突出した凹部とで形成され且つ長辺端部に凸部を有することを特徴とする陰極線管。An envelope having a substantially rectangular panel, and a funnel joined to the panel;
A phosphor screen formed on the inner surface of the panel,
An electron gun assembly disposed in the envelope and emitting an electron beam toward the phosphor screen;
A shadow mask having a mask body disposed to face the phosphor screen and a mask frame supporting a peripheral portion of the mask body,
The mask main body has a tube axis extending through a center portion on a substantially rectangular shadow mask main surface having a plurality of electron beam passage holes through which an electron beam emitted from the electron gun assembly passes. Having a long axis extending orthogonally, and a short axis extending orthogonally to the tube axis and the long axis,
The mask body has a cross section along a short axis direction at a short side end portion of the shadow mask main surface formed by one protrusion protruding toward the panel side. The cross section along the short axis direction is formed by a convex portion protruding toward the panel side and a concave portion protruding toward the electron gun assembly side, and has a convex portion at a long side end. Cathode ray tube. 短軸に沿った断面が１つの凸部によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。2. The cathode ray tube according to claim 1, wherein the cross section along the short axis is formed by one projection. 短軸と短辺との間において、短軸側の短軸方向に沿った第１断面が凸部と凹部とで形成され、前記第１断面より短辺側の短軸方向に沿った第２断面が前記第１断面と同数の凹部と凸部とで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。Between the short axis and the short side, a first cross section along the short axis direction on the short axis side is formed by a convex portion and a concave portion, and a second section along the short axis direction on the short side side from the first cross section is formed. The cathode ray tube according to claim 1, wherein a cross section is formed by the same number of concave portions and convex portions as the first cross section. 短軸と短辺との間において、短軸側の短軸方向に沿った第１断面が凸部と凹部とで形成され、前記第１断面より短辺側の短軸方向に沿った第２断面が前記第１断面とは異なる数の凹部と凸部とで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。Between the short axis and the short side, a first cross section along the short axis direction on the short axis side is formed by a convex portion and a concave portion, and a second section along the short axis direction on the short side side from the first cross section is formed. The cathode ray tube according to claim 1, wherein a cross section is formed by a different number of concave portions and convex portions from the first cross section. 前記第１断面の凹部及び凸部の数は、前記第２断面より少ないことを特徴とする請求項４に記載の陰極線管。The cathode ray tube according to claim 4, wherein the number of the concave portions and the convex portions in the first cross section is smaller than that in the second cross section. 短軸に沿った断面が凸部と凹部とで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。2. The cathode ray tube according to claim 1, wherein a cross section along a short axis is formed by a convex portion and a concave portion. 前記短軸上における長辺端部において凸部を有することを特徴とする請求項６に記載の陰極線管。The cathode ray tube according to claim 6, wherein the cathode ray tube has a protruding portion at an end of a long side on the short axis. 前記マスク本体は、鉄材で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。The cathode ray tube according to claim 1, wherein the mask body is formed of an iron material. ほぼ矩形状のパネルと、前記パネルに接合されたファンネルと、を有した外囲器と、
前記パネルの内面に形成された蛍光体スクリーンと、
前記外囲器内に配設され、前記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを放出する電子銃構体と、
前記蛍光体スクリーンに対向して配設されたマスク本体と、前記マスク本体の周縁部を支持するマスクフレームと、を有したシャドウマスクと、を備え、
前記マスク本体は、前記電子銃構体から放出された電子ビームを通過する複数の電子ビーム通過孔を有するほぼ矩形状のシャドウマスク主面において、中心部を通って延びる管軸と、この管軸と直交して延びる長軸と、前記管軸及び前記長軸と直交して延びる短軸と、を有し、
前記マスク本体は、前記パネル側に向かって突出する曲率を正とし、前記電子銃構体側に向かって突出する曲率を負としたとき、前記シャドウマスク主面の短辺端部での短軸方向に沿った断面が正の曲率を有する曲線状に形成され、短軸と短辺との間での短軸方向に沿った断面が曲率の符号が変わる変曲点を２つ以上有し且つ長辺端部に正の曲率を有する曲線状に形成されたことを特徴とする陰極線管。An envelope having a substantially rectangular panel, and a funnel joined to the panel;
A phosphor screen formed on the inner surface of the panel,
An electron gun assembly disposed in the envelope and emitting an electron beam toward the phosphor screen;
A shadow mask having a mask body disposed to face the phosphor screen and a mask frame supporting a peripheral portion of the mask body,
The mask main body has a tube axis extending through a center portion on a substantially rectangular shadow mask main surface having a plurality of electron beam passage holes through which an electron beam emitted from the electron gun assembly passes. Having a long axis extending orthogonally, and a short axis extending orthogonally to the tube axis and the long axis,
When the curvature protruding toward the panel side is positive and the curvature protruding toward the electron gun assembly side is negative, a short-axis direction at a short side end of the shadow mask main surface is provided. Is formed in a curved shape having a positive curvature, and the cross section along the short axis direction between the short axis and the short side has two or more inflection points where the sign of the curvature changes and is long. A cathode ray tube formed in a curved shape having a positive curvature at an edge.

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