JPH051574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜発明の分野＞ この発明は、映像管の陰極線発光ライン・スク
リーン（陰極線の照射により発光する蛍光体が縞
状に形成されたスクリーン）に接近して取付けら
れた多数のスリツト状開孔を有する有孔シヤド
ウ・マスクを具備したカラー映像管に関するもの
であり、特に改良されたマスクの輪郭形状を得る
ことができるように上記映像管内におけるマスク
のスリツト状開孔の列相互間の距離の改良に関す
るものである。

＜発明の背景＞ 現在製造されている殆んどのカラー映像管はラ
イン・スクリーン−スリツト・マスク形式のもの
である。これらの映像管は、陰極線の照射により
発光する材料（以下、陰極線発光材料と称す）か
らなるライン・スクリーンを持つた外形が球面の
長方形フエースプレートと、スクリーンに隣接し
て設けられた外形がやゝ球面のスリツト開孔シヤ
ドウマスクとを具備している。このような映像管
中のスリツト形式の開孔は管の短軸と実質的に平
行な列に配列されているか、あるいはマスクの中
心から短辺に向けて曲率が段々と大きくなつてい
る。

近年、部分的に修正された幾つかのカラー映像
管が提案されている。このような修正の１つに平
面のように見える効果を持つた新規なフエースプ
レート・パネルの輪郭に関する考え方がある。こ
のような映像管の修正については1983年２月25日
付けの米国特許出願第469772号（特願昭59−
34113号、特開昭59−163737号に対応）および第
469774号（特願昭59−31321号、特開昭59−
163738号に対応）の各明細書中に示されている。
修正された管のフエースプレートの輪郭形状はフ
エースプレート・パネルの長軸および短軸の双方
に沿う曲率を持つているが、球面ではない。長軸
および短軸は、管をその正規の観察位置に配置し
たとき、それぞれ中央の水平軸、中央の垂直軸と
定義されるものである。上記各出願明細書中に示
されている好ましい実施例では、管のスクリーン
の周縁境界線は実質的に平坦で、視覚的には平坦
に見える。この平坦なあるいは実質的に平坦な周
縁境界線を得るためには、フエースプレート・パ
ネルを、その長軸に沿う曲率がパネルの中心部に
おけるよりもパネルの側部においてより大きくな
るように形成する必要がある。フエースプレー
ト・パネルについてのこのような非球面形状はシ
ヤドウ・マスクの輪郭形状を含む問題を生みだ
す。シヤドウ・マスクがその側辺に沿つて短軸と
平行な直線状断面をなすように形成されている
と、マスクの機械的特性が低下し、好ましくない
マイクロホニツクやドーミングの問題が生ずる。
従つて、これらの断面においては、フエースプレ
ート・パネルの輪郭形状によつて示されるよりも
大きな曲率をもつたマスクを形成することが望ま
しい。しかしながら、マスクの輪郭形状をこのよ
うに変更すると、マスクの開孔パターンの変更を
含めて管に他の変更を施こす必要がある。

初期のライン・スクリーン−スリツト・マスク
形式の管では、シヤドウ・マスクは殆んど球面
で、その長軸に沿う隣接開孔列相互間の間隔（水
平方向の分離距離）はマスク全体を通じて一定に
維持されていた。しかしながら、この形式の後に
出てきた管は、1979年１月23日付の米国特許第
4136300号明細書に示されているように、増大し
た曲率を有し、スリツト状開孔の列相互間の距離
が変化した開孔列を有するシヤドウ・マスクを使
用している。このような後年の管では、隣接する
開口列の中心線間距離はマスクの中心から端縁部
に向つて大きくなつている。この増大の割合は大
体において短軸からの距離の平方として長軸に沿
つて変化している。

1984年５月31日付け米国特許出願第615589号
（特願昭60−118685号、特開昭60−262335号に対
応）明細中には、新規な開孔の列相互間距離につ
いて開示されている。この出願明細書中には、隣
接する開孔列相互間距離は、シヤドウ・マスクの
短軸からの距離の約４乗としてシヤドウ・マスク
の中心から側辺へ向つて増大している。この開孔
列相互間距離の変化は、ある係数と距離の４乗と
の積として表わされ、上記の係数は中心水平軸上
における断面に対するよりも中心水平軸と平行で
これから離れたマスクの断面に対して大きくなる
ように変化している。この４乗変化は初期の時代
の実質的に平坦な管のシヤドウ・マスクの輪郭形
状用としては充分であることが証明されている。
このような初期の時代の管は、その長軸に沿うよ
りも短軸に沿つて曲率が実質的に大きくなるシヤ
ドウ・マスクを有している。しかしながら、短軸
に平行な断面におけるマスクの曲率は、マスクの
短軸から側辺へと減少し、マスクの側辺では比較
的平坦になつている。このような平坦性は、処理
中に変形を受け易く、また管の動作中に加熱され
たとき予想できない多少のたわみを受けるので、
シヤドウ・マスクとしては好ましくない。この発
明は、マスクの側辺における曲率をより大きくす
るために、このようなシヤドウ・マスクにおいて
各種の曲率のトレード・オフ（妥協点）を得るこ
とのできるように開孔の列相互間距離を改良した
ものである。

＜発明の概要＞ この発明によるシヤドウ・マスクの概要を後程
説明する図示の実施例に即して言えば、この発明
によるシヤドウ・マスク２４は実質的に長方形の
陰極線により発光するライン・スクリーン２２に
対して間隔を保つて取付けられて使用され、列を
なして配列された複数のスリツト状開孔と、２つ
の対向する長辺と２つの対向する短辺とを持つた
実質的にやや長方形の周辺とを有している。そし
て、上記シヤドウ・マスク２４の長軸Ｘ−Ｘはそ
のシヤドウ・マスクの中心を通り且つ上記短辺の
中心を通つて伸びる軸であり、上記シヤドウ・マ
スクの短軸Ｙ−Ｙはそのシヤドウ・マスクの中心
を通り且つ上記長辺の中心を通つて伸びる軸であ
り、シヤドウ・マスク２４に形成された上記複数
のスリツト状開孔の列は概して上記短軸Ｙ−Ｙ方
向に伸びており、且つ上記長軸Ｘ−Ｘ方向に互い
に所定の開孔列相互間距離A_Hを保つて形成され
ている。シヤドウ・マスクの短軸Ｙ−Ｙ近傍にお
ける開孔列相互間距離は上記シヤドウ・マスクの
長軸Ｘ−Ｘ近傍におけるよりもマスクの長辺近傍
において小さくなつている。また、マスクの短辺
近傍における開孔列相互間距離A_Hは上記長軸Ｘ
−Ｘ近傍におけるよりも上記マスクの隅部近傍に
おいて大きくなつており、さらに上記長軸Ｘ−Ｘ
と平行に該長軸から離れた所定の距離だけ離れた
位置における断面に沿う開孔列相互間距離A_Hは、
ａ、ｂ、ｃを各々長軸からの上記所定の距離の２
乗の関数、ｘを短軸Ｙ−Ｙからの距離とすると、
式A_H＝ａ＋bx²＋cx⁴でほぼ表わされる。

＜好ましい実施例の説明＞ 以下、図を参照してこの発明を詳細に説明す
る。

第１図は、長方形のフエースプレート・パネル
１２とフアネル１６によつて接続された管状ネツ
ク１４とからなるガラス外囲器１１を有する長方
形のカラー映像管１０を示す。パネル１２は観察
フエースプレート１８と、ガラス・フリツト１７
によつてフアネル１６に封着された周辺フランジ
すなわち側壁２０とからなる。フエースプレート
１８の内面上には新規な長方形の陰極線によつて
発光する色の蛍光体スクリーン２２が形成されて
いる。スクリーンはライン・スクリーンで、管の
短軸Ｙ−Ｙ（第１図の面に垂直）にほゞ平行に伸
びる螢光体のラインを持つている。螢光体のライ
ンの輪郭形状については以下に詳細に説明する。
フエースプレート・パネル１２内にはスクリーン
２２に対して予め定められた間隔を保つて新規な
多孔色選択電極すなわちシヤドウ・マスク２４が
取外し自在に取付けられている。第１図に点線に
よつて概略的に示すインライン電子銃２６がネツ
ト１４内の中心に設けられており、最初マスク２
４を通つてスクリーン２２へ至る共通平面の集中
路に沿つて３本の電子ビーム２８を発生し、これ
を指向する。

第１図の管１０はネツク１４とフアネル１６と
の結合部の近傍において両者を囲んで概略的に示
すヨーク３０のような外部磁気偏向ヨークと共に
使用するように設計されていて、３本のビーム２
８に対して垂直および水平の磁界を与えて、これ
らのビームをスクリーン２２上の長方形のラスタ
内で長軸Ｘ−Ｘの方向に水平に、且つ短軸Ｙ−Ｙ
の方向に垂直にそれぞれ走査する。

第２図はフエースプレート・パネル１２の正面
を示す図である。パネル１２の周辺は僅かに湾曲
した側辺をもつた長方形に形成されている。スク
リーン２２の境界線は第２図の点線で示されてお
り、このスクリーンの境界線は長方形である。

短軸Ｙ−Ｙと長軸Ｘ−Ｘに沿うフエースプレー
ト・パネル１２の外表面の相対的な輪郭形状の比
較を第３図に示す。フエースプレート・パネル１
２の外表面は長軸および短軸の双方に沿つて湾曲
しており、第３図に示すように、パネル１２の中
心部における短軸Ｙ−Ｙに沿う部分３の曲率は長
軸Ｘ−Ｘに沿う部分４の曲率よりも大である。例
えば、フエースプレートの中心部において、長軸
Ｘ−Ｘに沿う外表面の輪郭の曲率半径と短軸Ｙ−
Ｙに沿う外表面の輪郭の曲率半径の比は1.1より
も大である（10％の差よりも大）。しかしながら
長軸に沿う曲率はフエースプレートの中心部では
小さく、フエースプレートの端縁近くの部分５で
は著しく大きくなつている。この一実施例では、
フエースプレートの端縁近くの部分５における長
軸Ｘ−Ｘに沿う曲率は短軸Ｙ−Ｙに沿う全体的な
曲率よりも大である。この設計によれば、フエー
スプレートの中心部は平坦になり、一方スクリー
ンの端部におけるフエースプレートの外表面上の
点は実質的に同一平面Ｐ内にあり、実質的に長方
形の周辺輪郭線を限定している。対角線に沿う表
面の曲率は長軸と短軸に沿う異なる曲率の間の変
化を滑らかにするように選定されている。フエー
スプレートの中心部では短軸に沿う曲率は長軸に
沿う曲率よりも約4/3大である。

長軸と短軸に沿つて異つた曲率を使用すること
により、スクリーン２２の端縁部に直接対向する
パネルの外表面上の点は実質的に同じ同一平面Ｐ
上に位置するようになる。これらの実質的に同一
平面上の点は第２図に示すようにフエースプレー
ト・パネル１２の正面から見たとき、スクリーン
２２の端部上に重畳された実質的に長方形のパネ
ルの外表面上の輪郭線を形成している。従つて、
管１０をテレビジヨン受像機に挿入したとき、管
の周囲に一様な幅の境界マスクあるいは傾斜した
縁を持つた枠を使用することができる。長方形の
輪郭線において管と接触するこのような縁の端縁
部もまた実質的に同一平面Ｐ内にある。管のスク
リーン上の映像の周辺の境界は平坦に見えるの
で、フエースプレート・パネルが長軸および短軸
の双方に沿つて外側に湾曲しているにも拘らず、
映像が平坦に見える効果が得られる。

第４図は新規なシヤドウ・マスク２４の前面を
示す。点線３２はマスク２４の開孔が存在する部
分の境界を示す。マスク２４の長軸Ｘ−Ｘ、短軸
Ｙ−Ｙ、および対角線に沿う表面の輪郭形状は第
５図の曲線５ａ，５ｂ，５ｃによつてそれぞれ示
されている。マスク２４の長軸Ｘ−Ｘに沿う曲率
は短軸Ｙ−Ｙに沿う曲率と異つている。曲率５ａ
で示されるマスク２４の長軸Ｘ−Ｘに沿う輪郭に
ついて見ると、マスク２４の中心部では曲率は非
常に小さく、マスク２４の側辺部では曲率が非常
に大きくなつていることが判る。このようなシヤ
ドウ・マスクの輪郭は、大体において長軸の中心
部分を中心として大きな半径の円を有し、長軸の
残りの部分（側辺部分）全体にわたつて小さな半
径の円を有する長軸Ｘ−Ｘの曲率を描くことによ
つて得ることができる。しかし、さらに詳しく言
えば、長軸に沿うサジタル高さは短軸Ｙ−Ｙから
の距離のほぼ４乗の関数で変化している。第５図
に示すように、サジタル高さとはマスク表面の中
心に対する接線である。仮想面Psからの距離ｔ
である。曲線５ｂで示される短軸Ｙ−Ｙに平行な
曲率は必要なマスクの周辺に対する長軸の曲率に
滑らかに適合するように形成されており、長軸に
沿つて使用されるのと同じ曲率変化を含むことが
できる。このようなマスクの輪郭形状は、長軸端
における曲率が大きくなるので、熱膨張特性が多
少改善される。曲率が大きくなることによつて熱
膨張係数が改善されることについては前述の米国
特許第4136300号明細書中に示されている。

第６図はシヤドウ・マスク２４のある１つの象
限内における開孔列相互間距離A_Hを実線の曲線
と符号Ｈで示し、前述の米国特許出願第615589号
明細書に示されているように構成されたシヤド
ウ・マスクのその象限内の開孔列相互間距離A_H
を点線と符号Ｆで示したグラフである。グラフの
縦座標は長軸からの距離を示す。横座標は第７図
に示すようにある開孔列の中心線と隣接する開孔
列の中心線との間で測定した開孔列相互間距離
A_Hを示す。各曲線には短軸からの距離を表わす
数値が付されている。例えば200と付された各曲
線は200番目と201番目の開孔列相互間の距離A_H
を表わしている。

点線によつて示す従来のマスクでは、開孔列相
互間距離は、直線“Ｆ”−１および“Ｆ”−150に
よつて示すように短軸に沿つて、および短軸の近
くでは一様である。“Ｆ”−200と付された直線状
の曲線は、短軸から200番目の開孔列と201番目の
開孔列との間の距離を表わし、その距離は長軸か
らの距離と共に僅かに増大している。実質的に弓
状に湾曲した曲線“Ｆ”−300と“Ｆ”−306は長軸
からの距離の増加と共に開孔列相互間の距離が相
当に大きくなつていることを示している。

改良された新規なシヤドウ・マスクの開孔列相
互間距離は短軸の近くでは従来のマスクの開孔列
相互間距離とは相当に異つている。第６図に実線
で示すように、短軸近くにおける開孔列相互間距
離A_Hは、曲線“Ｈ”−１、“Ｈ”−50、“Ｈ”−100
によつて示すように長軸からの距離の増加と共に
減少している。150番目の間隔の近くで、開孔列
相互間距離A_Hは、僅かに弓状の曲線“Ｈ”−150
によつて示すように長軸からの距離の増加と共に
僅かに増加しはじめている。開孔列相互間距離を
示すこの曲線の弓状の曲がりの程度は、曲線
“Ｈ”−200および“Ｈ”−300によつて示すように
長軸からの距離の増加と共に増加するが、曲線
“Ｈ”−305と曲線“Ｈ”−300を比較すれば判るよ
うに、マスクの側辺では僅かに減少している。

長軸に沿う開孔列相互間距離は、短軸からの距
離のほゞ４乗の関数として増大している。第６図
に示す特定の実施例では、短軸からｘの距離にお
ける長軸に沿う開孔列相互間の距離A_Hミルの単
位で示せばほゞA_H＝30＋0.00185x⁴（ミクロンの単
位で示せばA_H＝762＋0.00185x⁴）になる。しかし
ながら、長軸から離れると、開孔列相互間距離の
変化はより複雑になり、開孔列相互間距離A_Hは
大略式A_H＝ａ＋bx²＋cx⁴によつて示される。
こゝで、ａ、ｂ、ｃは長軸からの距離の２乗の異
なる関数であり、ｘは短軸からの距離である。

第１１図は本発明によつてシヤドウ・マスク２
４の開孔の配列を誇張して模型的に示した図で、
６，６…は開孔７，７…の配列の様子を示す。上
記のように、長軸Ｘ−Ｘの近くでは、開孔列相互
間距離A_Hは次の(1)で表わされる。

A_H＝α＋βx⁴ (1) 但し、α、βは定数 ｘは短軸Ｙ−Ｙからの距離 長軸Ｘ−Ｘから離れた位置X₁−X₁では、開口
列相互間距離A_Hは次の(2)式で表わされる。

A_H＝ａ＋bx²＋CX⁴ (2) 但し、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ長軸Ｘ−Ｘからの
距離の２乗の関数で表わされる値、 ｘは短軸Ｙ−Ｙからの距離 管１０のスクリーン２２は、写真用マスタとし
てシヤドウ・マスク２４を使用する周知の写真処
理で構成される。写真処理の露光工程で直線光源
を使用するときに問題が生ずる。この問題を直線
光源の映像と螢光体ラインの中心線との不整列に
よるものである。この不整列はまた“スキユー・
エラー”と称されるもので、螢光体ラインを印刷
するために使用される光強度の分布が広くなり、
それによつて光の露光に対する螢光体の幅の感光
度が大きくなり、ラインの幅の制御が一層困難に
なる。従来技術では、例えば1975年６月10日付け
の米国特許第3888673号明細書に示されているよ
うな個個のスクリーン領域を順次に露光する露光
と直線光源の傾きとを同期させる領域露光技術、
および1975年６月10日付けの米国特許第3889145
号明細書に示されているような開光列と螢光体ラ
インを弓状に曲げる技術等の各種の方法によつて
上記のスキユー・エラーの補償を行つていた。新
規な映像管１０では、スキユーの問題は短軸から
と長軸からの距離の双方の関数としての開孔の列
相互間の距離を変えることによつて解決してい
る。その結果、螢光体ラインのパターンは、スキ
ユー・エラーが最大になるスクリーンの領域では
弓状に湾曲した線になり、この管のスキユー・エ
ラーが最小になるスクリーンの側辺では直線にな
つている。このようなパターンが第８図に示され
ている。同図で、実線４０乃至４５は選択された
間隔の螢光体ラインを表わし、点線４６は短軸に
平行な直線を表わす。図から明らかなように、螢
光体のライン曲率はライン４２からライン４３の
近傍における最大の曲率まで短軸からの距離の増
加と共に大きくなり、それから後は直線の最終ラ
イン４５まで曲率は減少している。

この新規な開孔列相互間距離を使用したことに
より、これを使用しない場合に比して短軸に平行
なマスクの側辺近くの断面においてより大きな曲
率のシヤドウ・マスクを使用することが出来ると
いう利点がある。実質的に平坦な端縁部を有する
フエースプレート・パネルの輪郭形状は、第９図
の縁５０によつて示されるようなマスクの輪郭形
状を示している。線５０は等しいサジタル高さの
マスク５２上の輪郭線を示している。図から明ら
かなように、線５０はマスクの左右両端において
実質的に直線である。この直線性によつてマスク
の形成、処理に大きな問題が生ずる。例えば、マ
スクに僅かに触れるだけで、通常の処理期間中に
このマスクを内側に湾曲させる。従つて、このよ
うな問題が生じるのを防止するために、マスクを
その両側辺部の曲率が大きくなるように設計する
ことが望ましい。新規な開孔列相互間距離を使用
すると、第１０図の線５４によつて示すような改
良されたマスク輪郭形状が得られる。この線５４
はマスク５６上の等しいサジタル高さの輪郭線を
示す。この場合、線５４はマスクの左右側辺部に
おいて相当に湾曲しており、それにより短軸に平
行により大きな曲率を与えることができ、従つて
より大きな強度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるシヤドウ・
マスク映像管の大部分を断面で示した平面図、第
２図は第１図の２−２線方向に見たカラー映像管
のフエースプレートの前面を示す正面図、第３図
は第２図の長軸３ａ−３ａにおけるフエースプレ
ート・パネルの表面輪郭形状と短軸３ｂ−３ｂに
おけるにおけるフエースプレート・パネルの表面
輪郭形状を重ねて示した図、第４図は第１図のカ
ラー映像管のシヤドウ・マスクの正面図、第５図
は第４図のシヤドウ・マスクの長軸５ａ−５ａ、
短軸５ｂ−５ｂ、および対角線５ｃ−５ｃにおけ
る断面の表面輪郭形状を重ねて示した図、第６図
はこの発明によるカラー映像管のマスクの開孔列
相互間距離を実線で、従来のマスクの開孔相互間
距離を点線で示すグラフを示す図、第７図は第４
図の円７で囲む部分のシヤドウ・マスクの拡大
図、第８図はカラー映像管の選択されたスクリー
ン・ラインのグラフを示す図、第９図はフエース
プレートの曲率によつて示された一定のサジタル
高さの輪郭形状線を示すシヤドウ・マスクの正面
図、第１０図は一定サジタル高さの輪郭形状線を
示す改良されたシヤドウ・マスクの正面図、第１
１図はこの発明によるシヤドウ・マスクの開孔列
の配列状態を誇張して模型的に示した正面図であ
る。 １０……カラー映像管、２２……スクリーン、
２４……シヤドウ・マスク、Ｘ−Ｘ……長軸、Ｙ
−Ｙ……短軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陰極線により発光するライン・スクリーンに
   隣接して取付けられたシヤドウ・マスクを有し、 上記シヤドウ・マスクは列をなして配列された
   複数のスリツト状開孔と、２つの対向する長辺と
   ２つの対向する短辺とを持つた実質的にやや長方
   形の周辺とを有し、 上記マスクの長軸はそのマスクの中心を通り且
   つ上記短辺の中心を通つて伸びる軸であり、上記
   マスクの短軸はそのマスクの中心を通り且つ上記
   長辺の中心を通つて伸びる軸であり、 上記複数のスリツト状開孔の列は概して上記短
   軸方向に伸びており且つ上記長軸方向に互いに所
   定の開孔列相互間距離を保つて形成されており、
   上記マスクの短軸近傍における開孔列相互間距離
   は上記マスクの長軸近傍におけるよりもマスクの
   長辺近傍において小さくなつており、また、マス
   クの短辺近傍における開孔列相互間距離は上記長
   軸近傍におけるよりも上記マスクの隅部近傍にお
   いて大きくなつており、さらに上記長軸と平行に
   該長軸から所定の距離だけ離れた位置における断
   面に沿う開孔列相互間距離A_Hは、ａ、ｂ、ｃを
   各々長軸からの上記所定の距離の２乗の関数、ｘ
   を短軸からの距離とすると、式A_H＝ａ＋bx²＋
   cx⁴で表わされる、カラー映像管。