JPH0614454B2 - シャドウマスク型カラー受像管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、角型フェースパネルのスクリーン領域外面の
平坦度を一層高めたシャドウマスク型カラー受像管に関
するものである。

従来の技術 大型カラー受像管のフェースパネルのスクリーン領域外
面が球面に近いと、曲面と感じる度合いが小型カラー受
像管におけるそれよりも大きく、再生画像が不自然に見
える。そして、外光反射の影響も大きく、画像のコント
ラストが低下する。一方、大型カラー受像管では、奥行
きおよび重量を抑えるために少なくとも１１０度の広角
偏向が要求される。

一般に、フェースパネルのスクリーン領域外面の等価曲
率半径は、スクリーン領域対角径を基準として設定され
る。これを第５図の参照により説明すると、角型フェー
スパネル１のスクリーン領域外面２の中央を原点Ｏと
し、原点Ｏを通り管軸Ｚに直交した水平軸をＸ軸、原点
Ｏを通り管軸Ｚに直交した垂直軸をＹ軸とする直交座標
系を用い、スクリーン領域対角径をＤ、原点Ｏからスク
リーン領域対角端（Ｄ／２）までの管軸Ｚ方向落差をδ
とすると、このフェースパネルのスクリーン領域外面の
等価曲率半径Ｒ_０は の式で表わされる。そして、等価曲率半径Ｒ_０がスクリ
ーン領域対角径Ｄの約１．７６倍のものを総称して１Ｒ
パネルと呼び、これよりも大きい等価曲率半径のものを
フラットパネルと呼ぶ。

フラットパネルを備えた広角偏向型カラー受像管では、
第６図に示すようにシャドウマスク３の一部分３ａが熱
膨張で膨出しやすい。かかる局部的な熱膨張すなわちド
ーミング現象が生じると、シャドウマスク３のアパーチ
ャ３ｂが所定位置３ｃから大きくずれるので、所定位置
３ｃでのアパーチャを通じて蛍光体部分４ａに至るはず
の電子ビーム５ａが、アパーチャ３ｂを通じて蛍光体部
分４ｂに至る電子ビーム５ｂに転じてしまい、再生画像
の色純度が著しく損なわれる。

また、大型カラー受像管のフラットフェース化を達成す
るためには、排気後のガラス外囲器が大気圧に耐えるよ
うにその肉厚を大きくしなければならず、そうするとガ
ラス外囲器の重量が増す。

フェースパネルのスクリーン領域外面がたとえ球面状で
あっても、スクリーン領域の周辺ペリフェリ部が平坦で
あれば、人間の目にはスクリーン領域外面が平坦に見え
る点に着目し、前記周辺ペリフェリ部を平坦ならしめる
とともに、局部ドーミングの影響が顕著に現れるスクリ
ーン領域中央部から周辺部にいたる範囲での曲率を急激
に大きくする提案がなされている（米国特許第４，７８
６，８４０号明細書）。

この場合、スクリーン領域外面の中央部と周辺部との間
で落差をもたせることになるので、対角方向では曲面の
二次微分の符号が反転し、曲面の鞍状の反り返り、いわ
ゆる逆反りが生じる。また、Ｘ軸上やＹ軸上の中央部か
ら周辺部にかけての曲率を大きくするために、前記逆反
りとの相乗作用により、スクリーン領域外面での外光反
射がきわめて不自然となり、しかも、曲率変化の大きい
部分での映像とくに動画における移動物体の移動速度が
不自然に見える。

そこで、前記周辺ペリフェリ部を適度に平坦化し、すな
わち１．５Ｒ〜１．８Ｒ程度（１Ｒの等価曲率半径に対
し、その１．５〜１．８倍程度の等価曲率半径）の曲面
となし、スクリーン領域外面の中央部から対角端までを
１．３Ｒ〜１．５Ｒ程度の等価曲率半径の曲面となし、
全体として適度に平坦な非球面ならしめる提案もなされ
ている（特開昭６２−１７７８４１号）。

この場合、スクリーン領域外面の周辺部での逆反りを抑
え得、変曲点をもたない非球面ならしめることができ
る。また、ガラス外囲器の肉厚を在来の１Ｒパネルとほ
ぼ同じにできるので重量は増えず、しかも、スクリーン
領域外面での外光反射が自然となり、かつ、局部ドーミ
ング発生時における電子ビームの移動を小さく抑え得る
ことから、２９インチ型や３３インチ型をはじめ、４３
インチ型に至る大型カラー受像管に適用されている。

発明が解決しようとする課題 しかし、スクリーン領域の周辺部へいくに従って曲率が
小さくなるので、さらに平坦化することがむずかしいと
いう課題があった。とくに後者の場合、１．３Ｒ〜１．
５Ｒ程度に平坦化できるとしても、大型化すると曲面感
が依然として残る。

課題を解決するための手段 本発明によると、角型フェースパネルのスクリーン領域
外面の中央を原点Ｏとし、原点Ｏを通り管軸Ｚに直交し
た水平軸をＸ軸、原点Ａを通り管軸Ｚに直交した垂直軸
をＹ軸とする直交座標系を用い、スクリーン領域外面の
任意の１点Ｐの座標（ｘ，ｙ，ｚ）におけるｚがｘ，ｙ
の冪乗多項式で表され、２次以下の冪乗項の総和を
δ_１、２次を越える冪乗項の総和をδ_２とするときδ_１
＞δ_２が成立し、Ｘ軸上のスクリーン領域端Ａ点の座標
を（Ｈ／２，Ｏ，ｚ_Ａ）、Ｙ軸上のスクリーン領域端Ｂ
の座標を（Ｏ，Ｖ／２，ｚ_Ｂ）、対角軸上のスクリーン
領域端Ｃ点の座標を（ｘ_Ｃ，ｙ_Ｃ，ｚ_Ｃ）、スクリーン
領域対角径をＤとするとき の条件を満たすように構成される。

作用 このように構成されたカラー受像管では、スクリーン領
域外面の原点Ｏからスクリーン領域外面対角端までの等
価曲率半径を１．５Ｒ〜２．５Ｒ、水平軸上のスクリー
ン領域端または垂直軸上のスクリーン領域端から対角端
までの等価曲率半径を２Ｒ〜３．７Ｒとなし得るので、
曲面感がきわめて小さいフラットフェースとなり、か
つ、ガラス外囲器の肉厚をほとんど増すことなく真空耐
圧を維持でき、しかも、シャドウマスクの曲率半径を比
較的小さい増加に抑え得ることから、局部ドーミングの
発生を抑制することができる。

実施例 つぎに本発明を図面を示した実施例とともに説明する。

第１図に示す角型フェースパネル６は２９インチ型カラ
ー受像管用のもので、その長径方向（Ｘ軸）の座標成分
をｘ、短径方向（Ｙ軸）の座標成分をｙ、管軸Ｚ方向の
座標成分をｚとし、フェースパネル６のスクリーン領域
外面の中央たる原点Ｏからの管軸Ｚ方向落差ｚ（mm）を ｚ＝α_１ｘ^２＋α_２ｙ^２＋α_３ｘ^４＋α_４ｘ^２ｙ^２ ＋α_５ｙ^４＋α_６ｘ^４ｙ^２＋α_７ｘ^２ｙ^４＋α_８ｘ^４ｙ
^４ ……（２） とし α_１＝２．０９２１６×１０^−４ １／mm α_２＝２．９７３１８×１０^−４ １／mm α_３＝７．１５３５６×１０^−１０ １／mm³ α_４＝１．７１５６１×１０^−９ １／mm³ α_５＝１．８０７２８×１０^−９ １／mm³ α_６＝１．３１６２２×１０^−１４ １／mm⁵ α_７＝１．７１９５７×１０^−１４ １／mm⁵ α_８＝１．８５５２２×１０^−２０ １／mm⁷ ……（３） と設定した場合、スクリーン領域の有効対角径ＤはＤ＝
６７６．０mm、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の各最小有効径
Ｈ，ＶはＨ＝５４０．８mm、Ｖ＝４０５．６mmで、原点
Ｏからスクリーン領域外面の対角端までの管軸Ｚ方向落
差ｚ_Ｃは、ｚ_Ｃ＝２４．０５８９mm、等価曲率半径Ｒ_Ｃ
はＲ_Ｃ＝２３８６．３mmであり、１Ｒは１．７６Ｄ＝１
１８９．８mmで、正規化された曲率半径は２Ｒとなる。

また、短辺Ｃ_１−Ｃ_４および短辺Ｃ_２−Ｃ_３では、原点
Ｏと点Ａ_１、点Ａ_２との各落差ｚ_Ａがｚ_Ａ＝１９．１２
１４mmとなり、対角端との落差が４．９３７５mmとなる
ので、短辺のもつ等価曲率半径Ｒ_Ａは（１）式において
δ＝４．９３７５mm、ｒ＝２０２．８mmとしてＲ_Ａ＝４
１６７．３であり、正規化された曲率半径は約３．５Ｒ
となる。

同様に、長孔Ｃ_１−Ｃ_２および長辺Ｃ_３−Ｃ_４では、長
辺の等価曲率半径Ｒ_Ｂが原点Ｏと点Ｂ_１、点Ｂ_２との各
落差ｚ_Ｂがｚ_Ｂ＝１５．２８５４mmであるので、対角端
との落差δはδ＝８．７７３９mmとなり、ｒ＝２７０．
４mmとして（１）式からＲ_Ｂ＝４１７１．１となり、曲
率半径は約３．５Ｒとなる。そして、原点Ｏを通るＸ軸
上での曲率半径は１．６Ｒ、Ｙ軸上での曲率半径は１．
１Ｒとなり、曲率半径の増加が少なく、ドーミングの発
生を抑制できる。

本発明実施のフラットパネル１０（実線で表示）と在来
のフラットパネル１１（点線で表示）とを比較したもの
である。また、第３図は在来の１Ｒのフェースパネル１
２と在来のフラットパネル１３と本発明を実施したフラ
ットパネル１４との各正規化曲率（正規化等価曲率半径
の逆数）をプロットしたものである。これより明らかな
ように、本発明実施のフェースパネル１４は在来のフェ
ースパネルに比し、２倍程度フラット化されたものとな
る。

ところで、カラー受像管を真空に排気したとき、大気圧
を受けて生じる真空応力は、角型カラー受像管の場合、
その辺中央部に集中し、とくに長辺部の応力が大きくな
る。そして、この応力はフェースパネルと曲率半径にほ
ぼ比例する。本発明を実施した２９インチ型カラー受像
管の場合、Ｙ軸上で１．１Ｒ、Ｘ軸上で１．６Ｒと、在
来のフェースパネルに近い曲率半径としたので、フェー
ス面のガラス板厚を約１mm程度厚目にするだけで、フェ
ース面に発生する応力を１３００ＰＳＩ以下に抑えるこ
とができる。また、１５０番粗さのやすりで傷をつけ、
静水圧によるテストすなわちアブレージョンテストを行
っても２．８Kg／cm²〜３Kg／cm²の耐圧を有しているこ
とが確認できた。

以上のような検討を重ねた結果、原点ＯからＣ点までの
等価曲率半径を１．５Ｒから２．５Ｒとし、Ａ，Ｂ，Ｃ
の３点を通るスクリーン領域周辺端上の等価曲率半径を
２Ｒから３．７Ｒの範囲に設定すれば実用上十分である
ことが分かった。なお、この範囲を越えて平坦化すると
きは、ガラス肉厚をかなり大きくせねばならず、実用に
供し難くなる。

すなわち、対角軸上では １．５Ｒ＝１．５×１．７６Ｄ≒２．５Ｄ ２．５Ｒ＝２．５×１．７６Ｄ≒４．５Ｄ （１）式のＲ_０が ２．５Ｄ＜Ｒ_０＜４．５Ｄ 同じく δ＝Ｚ_Ｃ 従って また、短辺周端では ２Ｒ＝２×１．７６Ｄ≒３．５Ｄ ３．７Ｒ＝３．７×１．７６Ｄ≒６．５Ｄ ３．５Ｄ＜Ｒ_０＜６．５Ｄ δ＝ｚ_Ｃ−ｚ_Ａ 従って 同様にして、長辺周端では 以上をまとめると、本発明では下記の３式が同時に満た
されるように構成する。

かかる構成においてフェースパネル外面での外光反射特
性を良好ならしめるためには、曲面の特性を十分に吟味
する必要がある。そこで本発明では、２次を越える冪乗
項の落差分の和が、２次以下の冪乗項の落差成分の和を
越えないように構成する。

第４図（ａ）は本発明を実施した２９インチ型カラー受
像管のフェースパネル外面での外光反射特性を例示した
ものである。そして、第４図（ｂ）は対角方向の等価曲
率半径およびペリフェリ曲率半径を本発明と同等となし
（（２）式と同等の曲面式で定義され）、２次の冪乗項
の落差成分と４次の冪乗項の落差成分とを等しくした２
９インチ型カラー受像管のフェースパネル外面での外光
反射特性を例示したものである。なお、第４図（ａ），
（ｂ）に示される湾曲した格子状のパターンは、それぞ
れフェース面の前方２ｍの位置に置いた１辺３０cmの格
子状パターンのフェースパネル外面での反射像である。

第４図（ａ）に示す本発明実施のものでは、（４）式お
よび（５）式における４次の冪乗項が２次の冪乗項より
も小さいので、その反射パターンはフェースパネルの外
面中央から対角方向へいくに従い、スクリーン有効領域
の８５％よりも外側の領域で外光反射が若干歪んでいる
もの、実用上の支障はない。これに対して第４図（ｂ）
に示すものでは、スクリーン有効領域の中央から周辺部
へいくに従い、２／３の距離までは違和感がないもの
の、その外側領域では４次冪乗項の落差成分の影響が顕
著に現れ、外光反射のパターン歪みが大きく違和感を感
じるので実用的でない。

発明の効果 以上のように本発明によると、ガラス外囲器の真空耐圧
を十分に保ちながら、在来のフラットパネルに比し２倍
以上にフラット化されたフェースパネルを備えたカラー
受像管が得られ、しかも、良好な外光反射特性を得るこ
とができ、また、局部ドーミング特性も良好ならしめる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したカラー受像管の正規化された
フェースパネルの斜視図、第２図は同フェースパネルと
在来のフラットパネルとを比較する斜視図、第３図は本
発明を実施したカラー受像管のフェースパネルと在来の
フェースパネルとの各正規化曲率を比較する特性図、第
４図の（ａ），（ｂ）は本発明を実施したカラー受像管
と本発明の一要件を欠いたカラー受像管との各フェース
パネルの外面上における光反射特性を比較するための特
性図、第５図はフェースパネルの斜視図、第６図はシャ
ドウマスクのドーミング現象を説明するための側断面図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】角型フェースパネルのスクリーン領域外面
   の中央を原点Ｏとし、原点Ｏを通り管軸Ｚに直交した水
   平軸をＸ軸、原点Ｏを通り管軸Ｚに直交した垂直軸をＹ
   軸とする直交座標系を用い、スクリーン領域外面の任意
   の１点Ｐの座標（ｘ，ｙ，ｚ）におけるｚがｘ，ｙの冪
   乗多項式で表され、２次以下の冪乗項の総和をδ_１、２
   次を越える冪乗項の総和をδ_２とするときδ_１＞δ_２が
   成立し、Ｘ軸上のスクリーン領域端Ａ点の座標を（Ｈ／
   ２，Ｏ，ｚ_Ａ）、Ｙ軸上のスクリーン領域端Ｂの座標を
   （Ｏ，Ｖ／２，ｚ_Ｂ）、対角軸上のスクリーン領域端Ｃ
   点の座標を（ｘ_Ｃ，ｙ_Ｃ，Ｚ_Ｃ）、スクリーン領域対角
   径をＤとするとき の条件を満たすことを特徴とするシャドウマスク型カラ
   ー受像管。