JP2844336B2 - カラー映像管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の分野〉 この発明は、陰極線発光ライン・スクリーンとスリッ
ト型のシャドウ・マスクとを備えたカラー映像管に関
し、特に、その管のシャドウ・マスクにおけるスリット
列の形状の改良に関する。 〈発明の背景〉 現在製造されている殆どのカラー映像管はライン・ス
クリーン−スリット・マスク型である。これらの管は陰
極線発光材料のライン・スクリーンを有する球面状のフ
ェースプレートと、そのスクリーンに隣接する若干球面
状の、すなわち外形がフェースプレートと同様な形に形
成されたスリット孔を有するシャドウ・マスクとを備え
ている。初期のライン・スクリーン−スリット・マスク
型のスクリーン10とシャドウ・マスク12とが第１図およ
び第２図にそれぞれ示されている。この型では、スクリ
ーン10は湾曲した縁14と丸味のついた角16と直線状の垂
直線18とで形成されている。また、シャドウ・マスク12
は直線状の垂直列22に配列されたスリット孔20を含む。
上記スクリーンは、露光用に線光源を使用し且つ写真マ
スタとしてシャドウ・マスクを使用した写真技術を利用
して形成される。シャドウ・マスク12は大体球面状であ
るため、軸から離れたスリット孔は投影期間中線光源に
対して平行にならない。このためスクリーン上に不所望
な鋸歯状の蛍光体線が形成される。 このような鋸歯状のスクリーン線の問題を解決するた
めに使用される１つの技術が第３図と第４図に説明され
ている。スクリーン24が第３図に示すように、湾曲線26
で形成されている。その湾曲は垂直の副軸すなわち短軸
Ｙ−Ｙに対して凹状で、スクリーン線の曲率はその垂直
の副軸Ｙ−Ｙから離れるに従って増加する。これと対応
するシャドウ・マスク28では、孔列30は第４図に示すよ
うに、垂直の副軸Ｙ−Ｙに対して同様に凹状に湾曲して
いる。この孔列30の湾曲のため、スリット孔32の長手方
向の軸は水平の主軸すなわち長軸Ｘ−Ｘおよび副軸Ｙ−
Ｙから離れたところでは、投影期間中線光源に対して一
層平行になる。従って、スクリーン24の湾曲線26は第１
図の場合の線よりも平滑になる。この湾曲したスクリー
ン線と湾曲した列孔については、1975年６月10日付でス
ズキ氏等に付与された米国特許第3,889,145号、1975年1
2月９日付でサイトウ氏に付与された米国特許第3,925,7
00号、および1976年３月30日付でバン・レント氏に付与
された米国特許第3,947,718号の各明細書に説明されて
いる。 近年、カラー映像管において幾つかの変形が提案され
ている。これらの変形の１つでは、共に同様な形に成形
されるフェースプレートとシャドウ・マスク双方の曲率
を減少させ、且つ、観察用スクリーンを四角形にして、
その周辺が直線的になり、その隅がほぼ直線になるよう
にされる。また、別の変形では、フェースプレートとシ
ャドウ・マスクの曲率を変えずに、スクリーンの隅が直
角になるようにスクリーンの周辺が変化される。 これらの変形映像管では、スクリーンのすべての部分
において実質的な直線状のスクリーン線を得ることが望
ましく、特に、スクリーンの端において直線状のスクリ
ーン線が形成されることが望ましい。しかしながら、上
述の管の変形のうちの或るものにおいては、通常の構造
設計と技術とを利用してスクリーンの縁において直線状
のスクリーン線を得ることはできない。この発明は、こ
のような管のシャドウ・マスクに改良された新規の型の
スリット列を用いることによって上述の問題を解決す
る。 〈発明の概要〉 この発明は、実質的に球面の形状を有するライン型蛍
光体スクリーンと、主軸および副軸に沿って異なる曲率
を有する湾曲した外面形状を有し上記蛍光体スクリーン
に近接して配置されたスリット型有孔マスクとを有し、
上記スクリーンの曲率が主軸（Ｘ−Ｘ）に沿う上記マス
クの曲率よりも小である矩形状のカラー映像管の改良に
関するものである。上記のライン型蛍光体スクリーンを
構成する蛍光体線（蛍光体の細条）は、スクリーン面の
一方の軸線に沿って実質的に直線状に伸び且つ互に実質
的に平行である。また、上記マスク中の孔は列をなして
配列されたビーム透過制限部分を有し、各列中のビーム
透過制限部分はウエブによって互いに分離されている。
この改良はマスクの中心部を通る上記列を実質的に直線
状に延びる形とし、この中心部を挟んでその両側におけ
るその列を上記中心部に向かって凸状に曲げ、しかもそ
の中心部からマスクの両側縁へ向かっての距離が増加す
るほどその曲率を増加させたことにある。この様な構造
によって、前述した様な変形映像管の製造において、線
光源とマスクを介しての写真技術とを使用してスクリー
ンを形成する場合に、スクリーンの外縁に近い部分にお
ける蛍光体線を実質的に直線状に形成することができ
る。 〈実施例の詳細な説明〉 第５図は、矩形のフェースプレート・パネル38と矩形
の漏斗状部42に接続された管状ネック40とを含むガラス
外囲器36を備えた矩形状のカラー映像管34の平面図であ
る。パネル38は観察用フェースプレート44と周囲側壁46
とを含み、その側壁の末端は漏斗状部42に封着されてい
る。３色蛍光体スクリーン48がフェースプレート44の内
面に配置されている。スクリーン48は管の高周波数のラ
スタ線走査に対して実質的に垂直な方向（すなわち、第
５図の面に垂直な方向）に伸延する蛍光体の線を有する
ライン・スクリーンで、フェースプレート内面に沿った
湾曲面を成している。多数の孔が穿設されたカラー選択
電極すなわちシャドウ・マスク50は主軸Ｘ−Ｘおよび副
軸Ｙ−Ｙに沿って異なる曲率を有する湾曲面をなすよう
に成形されており、スクリーン48に対して所定の間隔を
置いて通常の手段によって着脱可能に取付けられてい
る。第５図の点線で概略的に示すように、インライン型
電子銃52がネック40内の中心に取付けられていて、３本
の電子ビーム54が発生してそれが共面集中通路に沿って
マスク50を通ってスクリーン48に指向される。 第５図の管は、ネック40と漏斗状部42との接合部付近
においてこれらのネックと漏斗状部を囲む概略的に示さ
れたヨーク56のような外部磁気偏向ヨークを使用するよ
うに設計されている。このヨーク56は付勢されると、３
本のビーム54に磁界を与えて、そのビームをスクリーン
48上の矩形状ラスタにおいて水平および垂直に走査させ
る。最初の偏向面（零偏向域における）が第５図のヨー
ク56のほぼ中央に線Ｐ−Ｐで示されている。フリンジ磁
界のため、管の偏向領域はヨーク56から銃52の領域へ軸
方向に伸延する。簡単化のため、その偏向領域における
偏向ビーム路の実際の湾曲は第５図には示されていな
い。 管34のスクリーン48は直線状で平行な垂直蛍光体線58
の配列を含み、その選択された一部のものを第６図に示
す。その蛍光体線58は、赤、緑、青の放射蛍光体の３組
に分けられる。各組および３組の蛍光体線は互いに光吸
収材料の領域によって分離されるようにしてもよい。ス
クリーン48の周辺60は直線状の片62と直角の隅64から成
り、ほぼ矩形状である。 管34のシャドウ・マスク50が第７図に示されている。
このマスク50は、細長いスロットあるいはスロット状の
孔66を有し、この孔は電子銃52から投射される３本の電
子ビーム54をスクリーン48に向けて透過させる。これら
の孔66は、通常の技法で、すなわち帯状金属薄板の両面
に写真技術を利用して形成されるホトレジスト・パタン
を利用して、形成される。両パタンは、互いに緊密な関
係を有し、一般に、その一方は電子銃に面して小さな開
孔を画定し、他方はスクリーンに面して大きな開孔を画
定している。このパタンを有する帯状金属板は、上記両
開孔を通して両面からエッチングされるが、このエッチ
ングは両面からのエッチングによる凹みが互いに連接し
てそこに貫通孔が形成されるまで続けられる。両面から
のエッチングによる凹みの連接部は、事実上開孔のビー
ム透過制限部分を画定するもので、それは上記金属薄板
上の上記パタンの小さな開孔に近い側に形成される。孔
66のこのビーム透過制限部分（以下、ビーム透過制限孔
部分という）は多数の列68状に配列され、その各孔はマ
スク50のブリッジあるいはウエブ部70によって互いに垂
直方向に隔てられている。各列68中のビーム透過制限孔
部分は、隣接する列中のビーム透過制限孔部分に対して
垂直方向にずれている。マスク50の中心部の列68は直線
状である。またマスクの中心部の両側の列68はその中心
部に対して凸状に湾曲している。これらの中心から離れ
た列の曲率はマスク50の中心部から各側部へ向かっての
距離が増加すると共に増大する。 スクリーン表面の外形とスクリーン端における最後の
線の所望の形状が決まると、成形されたシャドウ・マス
ク上の最後のビーム透過制限孔部分列の位置と形状がシ
ャドウ・マスク自体の外形とスクリーンに対するシャド
ウ・マスクの相対的な位置によって決定される。そし
て、これらのシャドウ・マスク自体の外形とスクリーン
に対するシャドウ・マスクの相対的な位置とは、スクリ
ーン解像度の要求に基いて選択された隣接するビーム透
過制限孔部分列の隔りと特定のマスク孔に対応する赤、
緑、青の電子ビーム・スポット間の相対的な間隔との関
数である。更に、その間隔は使用される特定の偏向磁界
の勾配の関数である。更に、ビーム透過制限孔部分列の
形状と位置に対するマスク成形過程における影響も未成
形の有孔マスクに対する孔列を決める時に考慮されなけ
ればならない。 未成形の平坦なマスクにおいて望ましいビーム透過制
限孔部分列の位置と形状を決定するために使用される技
術を以下に述べる。最初に、所望の最後の線上の点に対
応するスクリーン上のx,y位置の数を規定する。次に、
その系に対する偏向の適切な中心を規定する。それか
ら、上記偏向中心と上記規定されたスクリーン点とを結
ぶ各線について、成形されたマスク表面との交点を計算
して求める。次にシャドウ・マスク上の各点に対して上
述のようにして求められたx,yの位置を、マスクの成形
作業期間中に予期されるx,yの変化を差引くことによっ
て修正する。この結果、１組のx,y位置が定まり、この
位置を雲形自在定規あるいはその他の数学的平滑手段に
よって円滑に接続すると、未成形マスクにおいて所望の
最後のビーム透過制限孔部分に対する曲線が定まる。こ
の曲線は、この発明の実施例では、マスクの中心部に向
ってに凸状である。この凸状の湾曲のため、ビーム透過
制限孔部分列同士の間隔（ピッチ）、いわゆるａ間隔は
通常、主軸Ｘ−Ｘからの距離が増加すると共に増加す
る。 表Ｉ、II、IIIは改良されたカラー映像管に使用され
る新規なシャドウ・マスクの構造を示すデータである。
これらのデータのすべては外形を作る前の平坦なマスク
用のものである。それ故、成形されたマスクにおける最
終的な値は成形工程中に生ずる多くの可能な変化に依存
して或る程度変わる。次の各表はマスクの第１象限に位
置する４分の１に関する情報である。その左列は主軸Ｘ
−Ｘから副軸Ｙ−Ｙに沿った距離をcm（但し、（ ）内
はインチ）で表わしたものである。また底部の行は副軸
Ｙ−Ｙから主軸Ｘ−Ｘに沿った距離をcm（但し、（ ）
内はインチ）で表わしたものである。頂部の行はビーム
透過制限孔部分列の端におけるＹ軸方向の距離をcm（但
し、（ ）内はインチ）で表わしたものである。右列は
最後のビーム透過制限孔部分列のＸ軸方向の距離をcm
（但し、（ ）内はインチ）で表わしたものである。 表Ｉは、マスク50の第１象限に位置する４分の１にお
ける孔のビーム透過部の幅をmm（但し、（ ）内はミ
ル）で表わしたものである。表IIは同じくマスク50の第
１象限に位置する４分の１における同じ孔列内の垂直方
向に隣接するスリット孔間のタイバーすなわちウエブの
垂直方向幅をmm（但し、（ ）内はミル）で表わしたも
のである。表IIIは隣接するビーム透過制限孔部分列の
中心線間の水平方向の距離（ａ間隔）をmm（但し、
（ ）内はミル）で表わしたものである。特に表IIIは
特許請求の範囲で特定された本願発明の特徴を表わして
おり、ビーム透過制限孔部分列はマスクの中心部（副軸
Ｙ−Ｙ）に向って凸状に曲がり、且つその列の曲がりの
曲率は上記副軸から側部へ向って距離が増加すると共に
増大していることがわかる。 これらの各表から明らかなように、マスク50の中心
（０、０）では、孔のビーム透過部の幅は0.1806mm（7.
11ミル）（表Ｉの最左下）、ダイバーの垂直方向の幅は
0.1270（5.00ミル）（表IIの最左下）、ａ間隔は0.7620
mm（30.00ミル）（表IIIの最左下）であり、マスク50の
対角線方向の隅部（＠Ｘ＝24.491cm（9.642インチ）、
＠Ｙ＝18.222cm（7.174インチ）では、孔のビーム透過
部の幅は0.1941mm（7.64ミル）（表Ｉの最右上）、ダイ
バーの垂直方向の幅は0.1547mm（6.09ミル）（表IIの最
右上）、ａ間隔は0.9401mm（37.01ミル）（表IIIの最右
上）であることを表わしている。 前述のように、表IIIは本発明のマスクの特徴、特に
マスクの孔の配列の形状を表わしており、最外側（右
端）のａ間隔は、主軸Ｘ−Ｘ上では、0.9050mm（35.63
ミル）であり、主軸Ｘ−Ｘから上方に離れるに従ってａ
間隔は0.9053mm（35.64ミル）、9.065mm（35.69ミ
ル）、・・・・0.9368mm（36.88ミル）、0.9401mm（37.
01ミル）と拡大している。同様にＸが22.86cm（9.0イン
チ）の位置におけるａ間隔は、主軸Ｘ−Ｘ上における0.
8885mm（34.98ミル）から、主軸Ｘ−Ｘから上方に離れ
るに従って拡大しており、最上部では0.9159mm（36.06
ミル）になっている。これらのことから、本発明による
マスク50では、孔の列は中心部（副軸Ｙ−Ｙ上）の両側
では、上記中心部に向って凸状に曲がり、しかもその曲
率は上記中心部からマスクの側縁に向っての距離が増加
するに従って増大していることがわかる。 前述の表に従って作成された平坦なマスクは約82.6cm
（32.5インチ）の主軸半径と約108.2cm（42.6インチ）
の副軸半径を有する。この外形のマスクは、約107.7cm
（42.4インチ）のフェースプレート外側半径と約103.4c
m（40.7インチ）のフェースプレート内径半径とを持つ6
6.04cm（26インチ）の対角線の観察用スクリーンを備え
た管に使用される。 表IVは、対角線が62.5cm（25インチ）の観察用スクリ
ーンを備えた管に使用される通常のスリット有孔シャド
ウ・マスクと前述の各表に規定されている新規なシャド
ウ・マスクとの特に最後のビーム透過制限孔部分列同士
の比較を示している。表IV中の各数値はcmまたはmmで、
（ ）内はインチまたはミルで表わす。 表IVの第２列からわかるように、通常のマスクの最後
のビーム透過制限孔部分列は主軸上の位置（Ｙ＝０）に
おいては約24.498cm（9.645インチ）で始まり、その主
軸からの距離が増加するに従って次第に内側に曲がり、
Ｙ＝17.78cm（７インチ）において約22.807cm（8.979イ
ンチ）に等しくなる。このことは、マスクの両側縁のビ
ーム透過制限孔部分列が外方向に凸状に湾曲することを
表わしている。 しかしながら、新規なマスクでは、最後の列は主軸上
の位置において約24.219cm（9.535インチ）で始まり、
その主軸からの距離が増加するに従って副軸Ｙ−Ｙから
の距離が次第に増加して、Ｙ＝17.78cm（７インチ）に
おいて約24.481cm（9.638インチ）に等しくなる。この
ことは、表IIIで説明したように、新規なマスクの両側
縁のビーム透過制限孔部分列は中心部に向って凸状に湾
曲していることを表わしている。 通常のマスクの両側縁における相隣接する最後のビー
ム透過制限孔部分列同士のａ間隔の変化は主軸上の位置
において約1.004mm（39.52ミル）で始まり、次第に集中
してＹ＝17.78cm（７インチ）の位置で約0.937mm（36.8
9ミル）の間隔になる。新規なマスクのａ間隔は主軸上
の位置で0.9050mm（35.63ミル）で始まり、主軸からの
距離が増加するに従って増加してＹ＝17.78cm（７イン
チ）の位置で約0.9368mm（36.88ミル）になる。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の観察用スクリーンの部分的な正面図であ
る。 第２図は第１図のスクリーンに関連した従来のシャドウ
・マスクの部分的な正面図である。 第３図は他の従来の観察用スクリーンの部分的な正面図
である。 第４図は第３図のスクリーンに関連した従来のシャドウ
・マスクの部分的な正面図である。 第５図はこの発明を実施したシャドウ・マスク型カラー
映像管を、その一部を軸を含む部分の断面で示した平面
図である。 第６図は第５図の管の観察用スクリーンの蛍光体線の或
るものを拡大して示す部分的な正面図である。 第７図は第５図の管のシャドウ・マスクの孔の或るもの
を拡大して示す部分的な正面図である。 34……カラー映像管、50……シャドウ・マスク、66……
スリッコ孔、68……列、70……ウエブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドリユー グツド アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 リ ームスタウン キーラー・アベニユ ７ (56)参考文献 特開 昭52−31661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−58357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−102443（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−7224（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 29/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．実質的に球面の形状を有するライン型蛍光体スクリ
   ーンと、主軸および副軸に沿って異なる曲率を有する湾
   曲した外面形状を有し、上記スクリーンに近接配置され
   たスリット型有孔マスクとを具備し、 上記スクリーンの曲率は、主軸に沿う上記マスクの曲率
   よりも小さく、 上記スクリーンを構成する蛍光体線は実質的に直線状で
   あると共に実質的に相互に平行であり、また上記マスク
   の孔は列をなして配列されたビーム透過制限部分を有
   し、このマスクの中心部を通るその列は実質的に直線を
   なし、この中心部の両側における上記の列は上記中心部
   に向って凸状に曲がり且つこの中心部からマスクの各側
   縁へ向かっての距離が増加するに従ってその曲率が増大
   するように構成されている、矩形状のカラー映像管。