JPH06101309B2 - カラ−受像管 - Google Patents

カラ−受像管

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JPH06101309B2
JPH06101309B2 JP59031356A JP3135684A JPH06101309B2 JP H06101309 B2 JPH06101309 B2 JP H06101309B2 JP 59031356 A JP59031356 A JP 59031356A JP 3135684 A JP3135684 A JP 3135684A JP H06101309 B2 JPH06101309 B2 JP H06101309B2
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/06Screens for shielding; Masks interposed in the electron stream
    • H01J29/07Shadow masks for colour television tubes

Landscapes

  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はカラー受像管に関し、特にそのシャドウマスク
に係るものである。
〔発明の技術的背景と問題点〕 一般にカラー受像管は第1図に示すように、典型的には
硝子で形成された外囲器は実質的に矩形状のパネル
(1)とろうと状のフアンネル(2)とネツク(3)か
ら構成される。そしてパネルの内面には、赤、緑及び青
に夫々発光するストライプ状蛍光体スクリーン(4)が
設けられ、一方ネツク(3)にはパネルの水平軸線に沿
つて一列に配列され赤、緑及び青に対応する3本の電子
ビームを射出するいわゆるインライン型電子銃(6)が
内設されている。之等のスクリーン(4)と電子銃
(6)の間にあつてスクリーン(4)に近接対向して多
数のスリツト孔が垂直方向に配列され、この垂直配列が
水平方向に多数配列されたシヤドウマスク(5)がフレ
ーム(7)を介して支持されている。このようなカラー
受像管において、3本のインライン配列の電子ビームは
フアンネル(2)外部の偏向装置(図示せず)によつて
偏向され、実質的に矩形状のパネル(1)に対応する矩
形状の範囲を走査するように且つシヤドウマスク(5)
のスリツト孔を介して色選別され、ストライプ状蛍光体
に正しく対応射突発光せしめてカラー映像を現出させ
る。ここでシヤドウマスクのスリツト孔の水平方向の配
列ピツチ数はストライプ状蛍光体の1/3のピツチ数とす
る必要がある。
従つて、通常スリツト孔を通過する有効電子ビームは1/
3以下であり、残りの電子ビームはシヤドウマスクに射
突し、シヤドウマスクを時として80℃程度迄加熱させる
ことになる。スリツト孔の穿設されたシヤドウマスク
(5)本体は一般に熱膨張係数の比較的大きい鉄を主成
分する厚さ0.1mm乃至0.3mmの薄板で形成され、厚さ1mm
前後の強固なマスクフレーム(7)によつて周辺部が固
定されている。シヤドウマスク(5)本体に射突した電
子ビームは、シヤドウマスクを加熱膨張させ蛍光面とシ
ヤドウマスクとの間隔(以下q値と称す)を変化させ、
このq値変化が許容値以上となると電子ビームはストラ
イプ状蛍光体に正確に対応せず、いわゆるミスランデイ
ングを生じ色純度を劣化させることになる。これを防止
するために特公昭44−3547号公報に示されているよう
に、マスクフレームをバイメタルを介してパネル側壁に
係止めし、シヤドウマスク全体をスクリーン方向に移動
させてq値変化を実質的に許容し得る範囲内にとどめる
方式が採用されている。しかし乍らシヤドウマスクより
もマスクフレームの熱容量が大であり、加熱過程ではま
ずシヤドウマスクの中央から周辺部及びマスクフレーム
が加熱されるので、バイメタル作用が実効する前に主と
してシヤドウマスクの中央部がドーム状に移動し局部的
なq値変化を発生させる。即ちバイメタル作用が安定化
する迄の色純度劣化が問題となる。
前述のシヤドウマスクの中央部がドーム状に変形する量
は周知の如くシヤドウマスク曲面の曲率が小さい方が大
きい。言い換えれば、シヤドウマスク曲面の断面の曲率
半径(以降マスク−Rと称する)が大きい程、即ちより
平坦なほど変形量(ドーミング量と以下称する)が大き
く、色純度劣化を招きやすい。
従つて、簡便にはシヤドウマスクの曲率を大きくする
(マスク−Rを小さくする)が、色純度の劣化を軽減す
る方向である。
従来、ストライプ状蛍光体スクリーンを有するシヤドウ
マスク型カラー受像管に於いては、ストライプ間隔をス
クリーン中心から水平軸端方向に順次大きくすることに
より、ストライプに相対したシヤドウマスクの水平方向
のスリツト間隔を水平軸端方向に順次大きく、且つ、水
平軸断面に於けるシヤドウマスクの曲率を大きくするこ
とが行なわれている。
しかしながら、スクリーンの水平軸端において、ストラ
イプ間隔を大きくすることは、ストライプ間隔で一義的
に決定される解像度を劣化させることとなり、結果とし
てカラー受像管のスクリーン周辺部の鮮明度の劣化とし
て現われてしまう。従つて従来の技術では、この周辺で
の解像度の劣化とシヤドウマスクのドーミングによる色
純度の劣化量との妥協点で設計せざるを得ない状況であ
つた。
〔発明の目的〕
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、画面全体
にわたり、動作初期から長時間に渡りビームランデイン
グずれを充分抑制し、画像の色ずれ等の色純度劣化を抑
制し、且つストライプ間隔拡大による画面周辺部に於け
る解像度劣化を軽減したカラー受像管を提供することを
目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、カラー受像管のシヤドウマスクの曲面を管軸
を中心とした波型で、且つ波の尾根が管軸を通る貝殻状
とし、カラー受像管の動作初期状態時のシヤドウマスク
のドーミングを抑制し得るカラー受像管である。
〔発明の実施例〕
以下に本発明を実施例に基づき詳細に説明する。尚、本
発明を適用したカラー受像管の全体構成は第1図に示す
ものと同様であるので、全体構成についての説明は省略
し繰り返して説明しない。
まず本発明の実施例について説明するにあたつてその基
本概念について説明する。
第2図(a)に示す如く、略々球面の曲面を有するシヤ
ドウマスクを用いた一般のカラー受像管において、前述
した如く動作初期時の電子ビーム加熱により、シヤドウ
マスク(5)が点線で示すようにパネル内面方向へドー
ミングする。換言すればドーミングしたシヤドウマスク
(8)は常温時のシヤドウマスク(5)が有する曲面凸
方向により大きな曲率を有した略々球面の曲面となる。
ここで重要なことは常温時の動作以前でのシヤドウマス
ク(5)の曲面の方向、この場合は凸方向へシヤドウマ
スクが熱変形することである。
また実験的に第2図(b)に示す如く、電子銃(6)側
方向に凸のシヤドウマスク(9)を配したカラー受像管
においては、電子銃(6)方向にドーミングすることが
確認出来る。
以上の観点から概念的にはシヤドウマスクの曲面に複数
の凹凸面を重畳させればシヤドウマスク全体の熱変形量
を、言い換えればドーミング量をスクリーン側と電子銃
側に分散することが可能であり、シヤドウマスク全体の
ドーミング量を軽減することが出来る。
このような考え方に基づいて特開昭53−52054号公報で
は第3図に示すような提案もなされている。即ち波状を
呈する2辺と他の2辺とに囲まれた平行波状面を有し、
且つ波状を呈する2辺に沿う変曲点となる複数個の点に
取付けられた支持手段によつて部分的に支持されたシヤ
ドウマスクである。しかし乍ら一般のカラー受像管では
スクリーンの蛍光体配列の規則的稠密性が必要であり、
シヤドウマスク開孔のピツチpとq値とは所定の関係を
維持しなければならない。即ちフアンネル形状、電子銃
構造及び偏向装置形態の組合せ条件の基で、このピツチ
とq値の関係はシヤドウマスク及びスクリーン面の任意
の位置において略々比例の関係を有している。換言すれ
ばq値が大きい位置では対応する位置のシヤドウマスク
の開孔ピツチを拡大する必要がある。またシヤドウマス
クの開孔ピツチと曲面を規定したならば、パネル内面の
曲面もこれに対応してシヤドウマスク曲面に略々一致さ
せq値の略々一定にする必要がある。さらに電子ビーム
は管軸から周辺に向けて単純増加の偏向を受けるため、
この電子ビームの位置を規定するシヤドウマスク及び電
子ビームがランデイングするパネル内面も管軸から周辺
にかけての変化が単純な方が量産工業的に有利なことは
言うまでもない。
従つて第3図に示すようなシヤドウマスク構造では、シ
ヤドウマスクの開孔ピッチはq値に略々比例した非常に
複雑なものとなり、且つ管軸から周辺にかけてのシヤド
ウマスクの形状及びパネルとの間隔が極めて複雑に変化
するため電子ビームと蛍光体スクリーンとの対応合致が
著しく困難なものとなる。また変曲点を支持部とする複
雑な構造は量産的にも不利益である。従つてこのような
構造は理論的には可能であつても具体的な量産品からは
全く好ましくない。
第4図は、以上の基本的観点に基づき設計された本発明
のカラー受像管に適用されるシヤドウマスクの一実施例
を示す概略図である。また第5図は第4図に基づく管軸
方向の等高線のパターン図である。即ち、シヤドウマス
クの曲面は管軸を中心とした尾根と谷からなる波状で、
且つ波の尾根は管軸を通り全体枠の矩形状の対角上に存
在するように対称的に形成されている。
このシヤドウマスクの曲面は、第6図及び第7図に示す
ように、管軸(Z軸)を含み垂直軸(Y軸)より角度θ
の平面での断面が半径Rmの円弧となる曲面であり、代表
的な曲面式は、 Rm(θ)=A+BCos2θ+CCos4θ で表わされる。又、パネル内面の曲面式も上記と同一と
した。比較的スクリーンが平坦な19インチ型90°偏向カ
ラー受像管に適用した例を第1表に示す。
第1表において従来のシヤドウマスクとは、シヤドウマ
スクの開孔の水平方向ピツチが中央部にて0.70mm、周辺
部にて0.84mmのものである。
また実施例のシヤドウマスクの開孔の水平方向ピツチは
中央部にて0.70mmであり、その他のピツチはパネル内面
とシヤドウマスクまでの距離(q値)にて一義的に決定
される。
この実施例ではパネル内面もシヤドウマスク曲面に合わ
せて変えたので、水平方向周辺部のシヤドウマスクの水
平方向ピツチは従来例と略々同じ約0.84mmである。
ここでシヤドウマスク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部ドーミングであ
る。最も多用されているストライプ型スクリーンのカラ
ー受像管では、縦方向のランデイング変化を無視でき
る。従つて実験的に、第8図に示す如く、例えば19イン
チ型カラー受像管の動作条件として、高圧26KV、カソー
ド電流900μA、幅80mmの白色の帯状の信号(11)が黒
色の背景に対して水平軸の中間部に縦に入つた画像の
時、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。第9図はこの時の従来のシヤドウマスクの熱変形
パターンを模式的に示すものである。即ち第9図(a)
は常温時であり、第9図(b)は第8図に対応する高温
度時の熱変形状態を夫々示す。即ち第9図(b)は第8
図に示した画像が白色信号部(11)に相対したシヤドウ
マスク部が約80℃まで温度上昇し、局部的に約800μm
ドーミングを起こしていることを示す。
第10図に第4図に示すシヤドウマスクの1/4の熱変形パ
ターンを示す。画像信号パターンは第8図の画像と同一
である。第10図において、水平軸(X軸)上にて、白色
信号部(11)の中心に相対するシヤドウマスク上の点P
は、蛍光体スクリーンから離れる方向に約200μm熱変
位することを示し、熱変位の最大値の位置Qは白色信号
部(11)に相対したシヤドウマスク上の領域を外れ、白
色信号部(11)と管軸の中間点にあり、その最大熱変位
は、約500μmであり、蛍光体スクリーン方向であるこ
とが実験的及び構造解析計算にて確かめられた。
尚、第10図のP点に於けるシヤドウマスクの熱変位量
(約200μm)は、従来のシヤドウマスク(約800μm)
の25%であり、本発明のシヤドウマスクの最大変位量約
500μmは従来のシヤドウマスクの65%以下であり、且
つ本発明のシヤドウマスクの最大変位点Qは、白色信号
部(11)の領域からマスク変位量に対するミスランデイ
ング量が一般に小さいシヤドウマスク中央部の方向へず
れる。
従つて第8図に示すような受信画像の色純度の劣化は大
幅に改善することができる。その他の画像、例えば全面
白色画像信号による動作初期時の色純度の劣化も大幅に
改善することができることは言うまでもない。
又、シヤドウマスクのピツチは、パネル内面とシヤドウ
マスク曲面を、管軸を中心とした波型とすることにより
従来と略々同一のパターンとすることが出来、シヤドウ
マスクの製造も比較的に容易である。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、パネル内面とシヤドウマ
スクの曲面において、管軸を尾根が通る波型とすること
により、従来対策が非常に困難とされていたシヤドウマ
スクの熱変形によつて生じるミスランデイングを大幅に
抑制することができ、動作初期から長時間にわたり色ず
れや色むら等の色純度の劣化を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はシヤドウマスク型カラー受像管の概略構成を示
す断面図、第2図(a)及び第2図(b)はシヤドウマ
スクのドーミングを説明するための概略図、第3図はシ
ヤドウマスクの一例を示す概略構成図、第4図は本発明
の一実施例に適用されるシヤドウマスクの曲面を示すパ
ターン図、第5図は第4図の等高線を表わすパターン
図、第6図及び第7図は第4図に示すシヤドウマスクの
断面形状を説明する為の模式図、第8図は信号パターン
を説明するための模式図、第9図(a)及び第9図
(b)はシヤドウマスクの熱変形を説明するためのパタ
ーン図、第10図は第4図のシヤドウマスクの熱変形を説
明するための1/4パターン図である。 (1)…パネル、(2)…フアンネル (3)…ネツク、(4)…蛍光体スクリーン (5)…シヤドウマスク、(6)…電子銃 (7)…マスクフレーム

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】実質的に矩形状のパネルと、漏斗状ファン
    ネルとネックとが連接された外囲器の前記パネル内面に
    形成された蛍光体スクリーンと前記ネックに内接され前
    記スクリーンを励起発光せしめる複数の電子ビームを射
    出する電子銃と前記スクリーンと前記電子銃の間にあっ
    て前記スクリーンに近接対向して配置され多数の開孔が
    配列されてなるシャドウマスクとを備えたカラー受像管
    において、前記矩形状のパネルは垂直軸、水平軸及び対
    角軸を有し、前記パネル内面及びシャドウマスクの曲面
    の内、少なくとも前記シャドウマスクの曲面が管軸を中
    心とした尾根と谷からなる波型であることを特徴とする
    カラー受像管。
  2. 【請求項2】前記シャドウマスクの波の尾根が管軸を中
    心とした円周方向に周期的に存在することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のカラー受像管。
  3. 【請求項3】前記パネル内面及びまたはシャドウマスク
    曲面の前記波型の尾根の管軸を中心とした円周方向の周
    期が前記垂直軸及び前記水平軸に対して対称的に等しい
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項及び第2項記載
    のカラー受像管。
  4. 【請求項4】前記波型の尾根又は谷が少なくとも前記垂
    直軸、前記水平軸及び前記対角軸の1つ以上にあること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のカラー受像
    管。
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