JP3191970B2 - カラー陰極線管 - Google Patents

カラー陰極線管

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JP3191970B2 JP02651292A JP2651292A JP3191970B2 JP 3191970 B2 JP3191970 B2 JP 3191970B2 JP 02651292 A JP02651292 A JP 02651292A JP 2651292 A JP2651292 A JP 2651292A JP 3191970 B2 JP3191970 B2 JP 3191970B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表示画像の輝度分布が
画面全面にわたって均一になるようにしたカラー陰極線
管に関する。
【0002】
【従来の技術】シャドウマスク方式カラー陰極線管で
は、公知のように、3原色螢光体のドット又は垂直方向
ストライプを所定の順序で繰返し配列した螢光面をパネ
ルのフェースプレート部の裏面に設け、螢光面の電子銃
側に、電子ビーム通過用の開口部を設けたシャドウマス
クを螢光面に対向させて設置し、また3原色それぞれに
専用の電子ビームを同一水平面内に射出する電子銃を設
け、シャドウマスクの特定の開口部を通過した特定原色
用電子ビームは、他の原色用の電子ビームとは異なる角
度でシャドウマスク面と交わるため、シャドウマスクを
通過したのち他の原色用の電子ビームとは異なる軌道を
辿って螢光面の前記特定原色螢光体のドット又はストラ
イプに射突して発光させるようになっている。
【0003】なお、シャドウマスク方式カラー陰極線管
の各原色専用の3本の電子銃(厳密には電子ビーム射出
部を指し、集束用電子レンズなどは3本の電子ビームに
対して大口径のものを共用しても差し支えない)の配列
法は、ごく初期を除いて、管軸を含む水平面内に配列し
たインライン方式が主に実用されている。これは所謂セ
ルフコンバージェンスが期待できるからである。
【0004】上記のように電子銃の配列法が統一されて
いるのに対して、螢光面やシャドウマスクに関しては方
式が分かれている。螢光面には、3原色螢光体のドット
を所定の順序で繰返し配列したものと、垂直方向に連続
した3原色螢光体のストライプを所定の順序で繰返し配
列したものとがある。シャドウマスクにも螢光面の螢光
体がドット状かストライプ状かに対応して、電子ビーム
通過用開口部の形状を円形にしたものと、開口部が縦長
で、垂直方向の複数個所に補強用に横方向結合部を設け
たものや、垂直方向グリッド素体を平行させて水平方向
に並列させたものとが実用化されている。
【0005】表示画像の輝度を最高にした状態すなわち
ビーム電流値を最大にした状態では、電子ビームの直径
はシャドウマスクの複数の電子ビーム通過用開口部を覆
うくらいの大きさになっている。これは電子ビームは電
子銃を離れてからファンネル内の等電位空間を飛行し、
この飛行中に電子同士の斥力が作用するのであるから止
むを得ないことである。しかし、このような状態では、
シャドウマスクの電子ビーム通過用開口部の面積比率が
小さい方式ほど表示画像全体の明るさが低下することに
なる。水平方向に隣接する異なる原色の螢光体素体(ド
ット又はストライプ)間に発光しない黒線が現われるの
は何の方式のシャドウマスクでも同様であるが、螢光体
ドットよりなる画素を用いた方式では垂直方向に隣接す
る画素の間にも黒線が現われ、表示画像全体としての明
るさが比較的低くなる。表示画像全体の明るさを上げる
観点からは、垂直方向グリッド素体を水平方向に並列さ
せたシャドウマスクが最も好ましい。なお、このような
グリッド素体を並列させたシャドウマスクとして関連す
るものには例えば特公昭46−23941号公報、米国
特許第3,638,063号等が挙げられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、垂直方向グリ
ッド素体を水平方向に並列させた従来のシャドウマスク
では、特定の垂直方向グリッド素体の水平方向の幅は、
垂直方向の何処でも同一、したがってグリッド素体間の
電子ビーム通過用開口部の幅も垂直方向の何処でも同一
であった。これに対して、上記のように電子ビームの直
径は飛行距離が長くなるほど大きくなり、電子ビーム内
の電流密度は低下する。そのため、電子ビームが比較的
短い距離を飛行しただけで螢光面に到達する画面中央部
では輝度が高く、電子ビームの飛行距離が長い画像周辺
部では輝度が低くなる傾向が見られた。
【0007】本発明は、上記従来の問題を解決し、表示
画面全体としての明るさが高く、しかも表示画像の全面
にわたって、垂直方向も含めて、輝度分布を均一にした
カラー陰極線管を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、3原色螢光体の垂直方向ストライ
プを所定の順序で水平方向に繰返し配列した螢光面をパ
ネル裏面に形成させ、この螢光面に対向して垂直方向グ
リッド素体を多数水平方向に並列させたシャドウマスク
構体を配置したカラー陰極線管において、各グリッド素
体をバレル形状とし、グリッド素体に挾まれた電子ビー
ム通過用開口部の形状が垂直方向両端部で広く中央部で
狭くなるようにした。また、同時に、シャドウマスク構
体の垂直方向グリッド素体を、それらの中心線間水平距
離が、水平方向中央部では比較的短く、水平方向両端部
に近付くにつれ比較的長くなるようにバリアブルピッチ
で並列させることにした。
【0009】
【作用】本発明によれば、バレル形状のグリッド素体を
用いることによって表示画像の垂直方向中央部と垂直方
向両端部の輝度分布を均一にすることができ、また垂直
方向グリッド素体を水平方向にバリアブルピッチで並列
することにより表示画像の水平方向中央部と水平方向両
端部の輝度分布を均一にすることができ、表示画面の全
面にわたって均一な輝度分布が得られる。
【0010】
【実施例】図2は本発明によるシャドウマスク方式カラ
ー陰極線管の概略断面図で、図中、1はネック管、2は
ファンネル、3はパネル、4はバルブ、5はパネルのフ
ェースプレート部、6は螢光面、7はシャドウマスク構
体、8は電子銃、9は電子ビームである。螢光面6は3
原色螢光体のストライプが順次所定の順序で繰返し配列
された複雑微細な構造を有し、これら螢光体の特定のス
トライプとシャドウマスク構体の特定の電子ビーム通過
用開口部との相対位置は、非常に正確に保持されている
ことが必要であるため、一般にこの螢光面は、パネルの
フェースプレート部の裏面全体に塗布された特定色螢光
体を含む感光性膜を、対向配置したシャドウマスク開口
部を通過した光で露光して所要部分を固化させパネルの
ガラス面に固着させた後、不要部分を剥離除去するフォ
トリソグラフィ技術により形成される。そのためにパネ
ル3は螢光面の各色螢光体のストライプが所望の如くす
べて形成されるまでは、ファンネル2とは離れていなけ
ればならない。パネル3は画像観察者に面するフェース
プレート部5とその周囲でほぼ直角に折れ曲がったパネ
ルスカート部とよりなり、パネルの少なくともフェース
プレート部の裏面全体に螢光面を上記のように形成させ
たのち、パネルスカート部の端面とファンネル2の端面
とを低融点ガラスで溶着させてバルブ4を完成させる。
電子ビーム9はそれぞれ各原色に対応して管軸を通る水
平面上に配列された3本の特定色専用電子銃から射出さ
れる。このように、それぞれ異なる位置に配列された3
本の特定色専用電子銃から射出された特定色専用の電子
ビームは、シャドウマスクの特定の電子ビーム通過用開
口部を通過する際、シャドウマスクとそれぞれ異なる角
度で交差する。したがって、3本の電子ビームはシャド
ウマスクの特定の電子ビーム通過用開口部を一緒に通過
しても、開口部を通過してそこで絞られて細くなった3
本の電子ビームは、それぞれ異なる軌道上を飛行して、
螢光面を形成しているそれぞれ異なる特定の色の螢光体
のストライプに射突して発光させる。
【0011】図1(a)は本発明一実施例カラー陰極線
管で使用しているシャドウマスク構体を示す斜視図で、
図1(b)は図1(a)中に示すA円内の拡大平面図で
ある。本実施例カラー陰極線管は、20形、90度偏向
のVDT用カラー高精細度表示管である。
【0012】本実施例のシャドウマスクは、板厚0.0
25mmの軟鋼板を素材とし、開口部が水平方向に約1
200個設けられている。図1(b)に示すようなバレ
ル形状の垂直方向グリッド素体11aが水平方向に多数
バリアブルピッチで並列されそれらが垂直方向両端部で
連結されて、シャドウマスク11が構成されている。本
実施例のシャドウマスク11のバレル形グリッド素体1
1aは、シャドウマスク中央部で垂直方向中央の横幅b
=0.225mmを有し、垂直方向両端部での横幅a
は、この0.96倍に狭くなっている。また、シャドウ
マスク中央部での電子ビーム通過用開口部幅は0.07
5mmである。すなわち、シャドウマスク中央部では、
グリッド素体11aがピッチ0.30mmで配列されて
いる。グリッド素体11aは、バリアブルピッチPH
0.30+1.23×10~ 62mmで配列されてい
る。但し、xはシャドウマスク中央から、その位置まで
の水平方向距離をmm単位で表わした数値である。シャ
ドウマスクの水平方向端部ではピッチの実際の値は0.
34mmに延びている。シャドウマスクは一般にエッチ
ング法で電子ビーム開口部を形成させるので、素材の板
厚は薄い方が、短時間で製作でき、しかも開口部の形状
を正確に形成させることができるから、本実施例ではシ
ャドウマスク素材の板厚を0.025mmという薄いも
のにしたのである。このようなシャドウマスクは、電子
ビーム通過用開口部が円形をなすシャドウマスクの場合
とは異なって、垂直方向には充分高い張力をかけられる
が、水平方向に張力をかけると、電子ビーム通過用開口
部が変形してしまう恐れがある。本発明で使用するシャ
ドウマスクは垂直方向グリッド素体を多数水平方向に並
列させたものなので、このシャドウマスク構体7では、
シャドウマスクに垂直方向にだけ張力をかけた状態でマ
スクフレームに固着させている。図1(a)に示すよう
に、マスクフレーム10は、1対の水平方向枠辺10
a、10bと、これらを対向させて保持する垂直方向腕
部10c、10dとで構成されている。シャドウマスク
が色選別電極として裕度をもって充分に機能するため
に、既述の数値のように、垂直方向グリッド素体の水平
方向の幅寸法は電子ビーム通過用開口部の水平方向幅よ
りもかなり大きくなっている。そのために、電子ビーム
中の電子のかなり多くの部分が開口部を通過できずにグ
リッド素体に衝突して運動を阻止され、衝突した個所に
運動のエネルギーを与えて其処の温度を上昇させる。し
たがって、シャドウマスクをマスクフレームに張力をか
けて固着させる作業に際しては、シャドウマスクが上記
のように使用時に温度上昇して熱膨張しても、なお充分
な張力が印加されているようにしなければならない。そ
のためシャドウマスク11のマスクフレーム10への固
着取付け作業は、まず水平方向枠辺10aと10bの間
の垂直方向距離が垂直方向腕部10c、10dの弾性変
形によって所定量縮むようにマスクフレーム10に外部
から圧力を加えた状態でシャドウマスク11の上下周辺
部をマスクフレームの水平方向枠辺10a、10bにシ
ーム溶接したのち、上記圧力を除去してシャドウマスク
11にマスクフレーム10の弾性的復元力によって垂直
方向に張力がかかるようにしてある。なお、垂直方向グ
リッド素体11aに、垂直方向に張力をかけてマスクフ
レーム10に取付けただけでは、実際に使用する際に、
陰極線管の外部から衝撃や振動をうけたときに、グリッ
ド素体に継続的な振動が生じ、表示画面に混色、色ずれ
が現われる恐れがあるので、通常、グリッド素体に充分
な圧力で接触し、振動のエネルギーを吸収するように、
細いタングステン線などを用いたダンパー線を張力をか
けてシャドウマスク上に張ることが行われている。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子ビームが螢光面に到達したときの電流密度は、画像中
央部と周辺部では、電子ビームの飛行距離が異なるため
に、かなり相違するにもかかわらず、シャドウマスクの
電子ビーム通過用開口部の幅を、画面の垂直方向に対し
ても、水平方向に対しても、上記電子ビーム電流密度の
螢光面到達位置による相違を補償するようにしてあるの
で、表示画像の輝度分布を画面全面にわたって均一にす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明一実施例のカラー陰極線管
で使用しているシャドウマスク構体を示す斜視図で、図
1(b)は図1(a)中に示すA円内の拡大平面図であ
る。
【図2】本発明によるシャドウマスク方式カラー陰極線
管の概略断面図である。
【符号の説明】
1…ネック管、 2…ファンネル、 3…パネル、 4
…バルブ、 5…パネルのフェースプレート部、 6…
螢光面、 7…シャドウマスク構体、 8…電子銃、
9…電子ビーム、 10…マスクフレーム、 10a、
10b…水平方向枠辺、 10c、10d…垂直方向腕
部、 11…シャドウマスク、 11a…グリッド素
体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田辺 英夫 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 (72)発明者 篠田 正樹 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 (72)発明者 川崎 浩 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイ スエンジニアリング株式会社 (56)参考文献 特公 昭46−32306(JP,B1) 特公 昭48−12548(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 29/07

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3原色螢光体の垂直方向ストライプを所定
    の順序で水平方向に繰返し配列した螢光面をパネル裏面
    に形成させ、この螢光面に対向して垂直方向グリッド素
    体を多数水平方向に並列させたシャドウマスク構体を配
    置したカラー陰極線管において、シャドウマスク構体の
    各グリッド素体をバレル形状とし、グリッド素体に挾ま
    れた電子ビーム通過用開口部の形状を垂直方向両端部で
    広く中央部で狭くしたことを特徴とするカラー陰極線
    管。
  2. 【請求項2】前記シャドウマスク構体の垂直方向グリッ
    ド素体を、それらの中心線間水平距離が、水平方向中央
    部では比較的短く、水平方向両端部に近付くにつれ比較
    的長くなるように並列させたことを特徴とする請求項1
    記載のカラー陰極線管。
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