JPS63237333A - カラ−受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、シャドウマスクの局部ドーミングを低減させ
た、とくにフラットフェイスのカラー受像管に関するも
のである。

従来の技術 シャドウマスクは通常、低炭素軟鋼板からなるので、電
子ビームが射突することによる加熱で蛍光体スクリーン
面側へドーム状に膨出しやすい。

かかる熱変形はドーミングと呼ばれ、と（に局部的な熱
変形である局部ドーミングにおける変形量は、かなり大
きいものとなる。これは、テレビジョン受像機における
スクリーン電流が、その平均値の上限で抑えられている
ことに関係し、局部的に明るい画面があると、その部分
での電流密度が他に比して高くなるからである。

第３図は局部ドーミング発生時のシャドウマスク１の熱
変形１０１，１０２と、電子ビームの到達位置との関係
を示したものである。局部ドーミングによってシャドウ
マスク１の透孔ＭｌがＭ　Ｉ’に移動すると、透孔Ｍ＋
を通るべき偏向半角φ１の電子ビームはＭ　＋　’を通
ることになり、この電子ビーム２０１は、電子ビーム２
００の予定到達点Ｐ１からＰＩ’に位置ずれし、ビーム
シフト量はΔＸ！となる。同様に、偏向半角φ１よりも
大きい偏向半角φ２をもち透孔Ｍ２を通るべき電子ビー
ム２０２は、局部ドーミングによって透孔Ｍ２がＭ２’
へ移動することにより、その到達点Ｐ２はＰ２’に位置
ずれし、ビームシフト量はΔｘ２となる（ΔＸＩ＜ΔＸ
２）。このように、熱変形量が同じであっても、ビーム
シフト量は偏向半角φに対しｔａｎφにほぼ比例したも
のとなり、偏向半角が太き（なるスクリーン面周辺部で
のビームシフト量がより太き（なる。したがって、この
局部ドーミングの発生を抑制することが、シャドウマス
ク設計時の一つの大きな課題となる。なお、図中の４は
マスクフレームを示す。

近時、フェイスパネル３を従来よりもフラット化した、
フラットフェイスのカラー受像管が市場に供給されるよ
うになってきた。フェイスパネルの曲面形状とほぼ相似
の関係にあるシャドウマスク曲面は、フェイスパネルの
フラット化に適合させるため、同様にフラット化する必
要がある。一方、前記局部ドーミングの量はシャドウマ
スクの曲率半径にほぼ比例するので、フラットフェイス
のカラー受像管では、局部ドーミングが起こりやすい。

他方、カラー受像管の高解像度化がすすみ、たとえば２
１インチ型のものでは蛍光体の配列ピッチが０．５〜０
．６ｍｍと、従来よりも３０％程度高精細化されたカラ
ー受像管も供給されるようになってきた。このようない
わゆるファインピッチの蛍光体スクリーン面を有するも
のでは、電子ビームのランディング裕度が小さくなるの
で、フラットフェイス化およびファインピッチ化を組み
合せたものでは、肩部ドーミングによる色純度の劣化が
重大な問題となる。　゛ 一般に、シャドウマスクは第４図に示すように赤、緑、
青の蛍光体および電子ビーム射突点が、それぞれ均等の
ピッチ（Ｐｈ＋＝　Ｐｈ２）で配列されるべ（設計され
る。いま、電子銃Ｂ、Ｇ、Ｒから出射した電子ビーム２
の偏向中心からシャドウマスク１までの距離をｐ、偏向
中心におけるビーム間隔をＳｌ、　Ｓ２、シャドウマス
ク１から蛍光体スクリーン面までの距離をｑ、隣接する
２つの透孔Ｍｌ、Ｍ２の配列ピッチをａＨとすると、透
孔Ｍ＋を通って蛍光体スクリーン面に至る３電子ビーム
の射突点Ｒ１，Ｇｌ、　Ｂｌのピッチと、透孔Ｍ２を通
って蛍光体スクリーン面に至る３電子ビームの射突点Ｒ
２，Ｇ２．Ｂ２のピッチとが同一になる条件は、Ｌ＝ｐ
＋ｑ、Ｓ＝　（ＳＩ＋Ｓ２）／２となり、かかる条件が
シャドウマスクの全面にわたって成立し得るように設計
される。また、電子ビームの射突点と蛍光体との整合性
を蛍光体スクリーン面の全域にわたって測定するのは実
用的でないので、実際には第５図に示すように多数の点
で測定し、そのデータをもとにしてシャドウマスクの設
計がなされる。

シャドウマスクの曲面の表現法の一つとして、方位角ご
とに異なる円弧で描くものがある。シャドウマスクの中
心点を原点ＯとするＸＹＺ直交座標系上で表現するとき
は、Ｘ軸をθ＝Ｏ°にとり、反時計方向を正とする方位
角をθ、原点０からの距離ｒでの原点０からの落差をＺ
として、曲面は次式で表現される。

Ｚ　＝　Ｒ−、反−＝ゴ　　　　　　・・・・・・（２
）Ｒ＝写Ｒｉ　ｃｏｓ　（２ｉ　・θ）・・・・・・（
３）＋−０ Ｘ＝ｒＣＯ５θ、　Ｙ＝ｓｉｎθ　　　　　・・・・・
・（４）しかし、この式で表現される曲面では、第５図
のスクリーン周辺部での点Ｆ１〜Ｆ５における電子ビー
ム射突点と蛍光体との整合性を十分ならしめ得ても、点
Ｆ６〜Ｆ６で示される中間点での整合性が不十分となり
、しかも、シャドウマスクの曲率半径を小さくすると、
（２）式のものよりも曲面落差が大きくなり、ｑが大と
なる。このため、ａＨが大きくなってマスク透孔の投影
により決まるピッチＴＰＨが大となり、高解像度化とい
う他方の目的に反する結果となる。

第５図の全点での整合性を高め得る曲面は次の式で表現
される。

Ｚ＝αビＸ２＋α２・Ｘ４＋α３・Ｙ２＋α４・Ｘ２・
Ｙ２＋α５・Ｘ４・Ｙ２＋α６・Ｙ４＋α７・Ｘ２・Ｙ
４＋α８・Ｘ４・Ｙ４　　　　　　　　　・・・・・・
（９そして、この式の曲面の曲率半径は次のように考え
ることができる。

一般に、滑らかな曲面は、相異なる２つの方向で最大曲
率に＋と最小曲率に２とをもっており、ある点における
任意方向の曲率は、この間に分布する。したがって、曲
面上のある点における曲率半径を定量的に扱うには、両
者の平均曲率に＝　（ＫＩ＋に２）／２を用い、その逆
数が当該点における曲面の曲率半径となる。

発明が解決しようとする問題点 フラットフェイスのカラー受像管では、前述のように局
部ドーミングが起こりやすく、しかも、その量はシャド
ウマスクの中心部と周辺部との中間よりも外周側で大と
なる。したがって、（５）式による曲面での電子ビーム
射突点と蛍光体との整合性を良好ならしめ得ても、局部
ドーミングをよりよく抑制してファンピッチ化する必要
性が生じる。

したがって、本発明の目的とするところは、前述のよう
に相反関係にあるフラットフェイス化とファインピッチ
化とを両立させ得るカラー受像管を提供することにある
。

問題点を解決するための手段 本発明によると、中心点を原点Ｏとする角形シャドウマ
スクの曲面を下記のとおりとなす。すなわち、長径方向
の座標成分をＸ、短径方向の座標成分をＹ、管軸方向の
座標成分をＺとするＸＹＺ直交座標系上において、原点
Ｏからの落差たる前記Ｚが前記ＸまたはＹの６次のＸ乗
項を含む多項式で表される曲面となす。

作用 このように構成されたカラー受像管においては、ドーミ
ングが発生しやすいシャドウマスク部分の曲率半径が比
較的小さくなり、局部ドーミングの発生を抑制しつつ全
体的なシャドウマスク曲面をフラット化できる。そのう
え、全曲面のいずれの点をとっても急峻な曲率変化がな
いので、シャドウマスクの成形や蛍光体配列に支障をき
たすことがない。

実施例 つぎに、本発明を実施例とともに詳しく説明する。

いま、角型フェイスパネルに内装される角型シャドウ、
マスクの長径（Ｘ軸）方向の座標成分をＸ、短径（Ｙ軸
）方向の座標成分をＹ、管軸（２軸）方向の座標成分を
Ｚ、シャドウマスクのＸ軸上での外径を２Ｈとし、マス
ク中心点く原点０）からのマスク曲面の落差たるＺを Ｚ＝αビＸ２＋α２・Ｘ４＋α３・Ｙ２＋α４・Ｘ２・
Ｙ２＋α５・Ｘ４・Ｙ２＋α６・Ｙ４＋αフ・Ｘ２・Ｙ
４＋αＢ・Ｘ４・Ｙ４＋α９・Ｘ６　　　　　・・・・
・・（６）とすると、この式は（９式の右辺にＣ３・Ｘ
６項が付加されてなる点に特徴がある。

角型シャドウマスクを備えたカラー受像管では、前述の
ようにシャドウマスクの中心点から距離Ｈ／２の位置よ
りも外周側で、しかもＸ軸近傍の領域で局部ドーミング
を起こしやすいので、この領域にＣ９・Ｘ６項が付加さ
れてなる曲面のシャドウマスクは、その曲率半径が小さ
くなることから、局部ドーミングの発生が抑制される。

Ｘ／Ｈ＝ｘ、Ｙ／Ｈ＝ｙ、Ｚ／Ｈ＝ｚとすると、（６）
式は、 Ｚ＝ａｌＩＸ２＋ａ２°Ｘ２＋ａ３°ｙ２＋ａ４．Ｘ２
°ｙ２＋ａ５°ｘ４°ｙ２＋ａ６°ｙ２＋ａ７−ｘ２°
ｙ４＋ａ９’Ｘ’°ｙ２＋ａ５・ｘ　Ｂ−−Ｃ７）で表
現できる。

Ｈ＝２０３．２ｍｍの２１インチ型カラー受像管におい
ては、 ａ＋＝０．１１３１．　ａｇ＝０．０３３６．　ａｓ＝
０．１２５１゜ａ　４　＝Ｏ，１２４０，ａ　ｓ　＝０
．７７３２．　ａ　ａ　＝０．０２０４　。

ａ７＝０．０７８７．　ａａ＝−２，６ｘｌＯ−’、　
ａｓ＝０．０１８５となすことができる。

第１図はマスク中心点ＯからのＸ軸上距離ｒを横軸にと
り、マスク中心点ＯからＸ軸上位置でのマスク曲面落差
を縦軸にとった特性図で、本発明を実施した（７）式に
よるマスク曲面５が、従来の（２）式による球面状マス
ク曲面６と対比して描がれている。また、第２図はマス
クの中心点ＯがらのＸ軸上距離ｒを横軸にとり、Ｘ軸上
におけるマスク平均曲率半径を縦軸にとった特性図で、
本発明を実施した（７）式によるマスク曲面５が、従来
の（２，）式によるマスク曲面６および（５）式による
マスク曲面７と対比して描かれている。

曲面５は球面状の曲面６に対して、Ｈ／２＜ｒ≦Ｈの領
域で急激な変化を示す落差および曲率を示すことになり
、第２図からもわがるように、α、ＸＳの項が付加され
たことにより、平均曲率半径を小さくすることができる
。

このように、９つの項数からなる（７）式によってシャ
ドウマスク曲面の曲率半径を小さくすることができたが
、各項の次数をより高いものにしたり、項数を増すこと
が考えられる。しかし、ＸまたはＹの次数を７次以上に
すると、その係数の選び方によってマスク周辺部での曲
率を大きくできても、曲率の変化がより激しくなるため
、蛍光体の配列ピッチが、フェイスパネル周辺部でのあ
る狭い領域で急峻に変化し、あたかも配列ピッチがステ
ップ状に変化したようになる。すなわち、当該領域で解
像度が急激に低下したように見えるので、画質上好まし
くない。また、項数が１０を越えると複雑化し、実用上
のとり扱いが面倒になる。

σ）式においては、ａ８≠０として１ａｓｔ＜０．３と
すると十分である。１ａ９１≧０．３になると、曲率の
変化が太き（なり過ぎて、画像の不均一さが目立って（
る。

係数８９に関しては、−０，３＜ａｓ＜Ｏの場合、ｘ６
項以外の８つの項によって得られる曲面に対し、ａ９・
ｘ６の項が、その曲面の変化を逆に緩和させる方向に作
用する。すなわち、カラー受像管の品種によっては、Ｘ
またはＹの４次成分によって大きく変化した曲面を周辺
部で補正し、周辺部での配列ピッチの増大を抑えて、解
像度低下を抑える機能を果たさせることもでき、シャド
ウマスク曲面の設計およびカラー受像管の設計における
選択性の範囲を広げうる利点がある。

発明の効果 本発明によると、ドーミングが発生しやすいマスク領域
の曲率半径を小さくしつつ、マスク全体をよりフラット
にすることができ、しかも、マスク全面のいずれの点を
とっても急峻な曲率変化がなく、シャドウマスクの成形
や蛍光体配列を良好に保ちつつ、フラットフェイスにし
て高解度特性を有するカラー受像管を提供することがで
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シャドウマス
クの曲面落差特性を、従来の同特性と対比して示す図、
第２図は同シャドウマスクの平均曲率半径特性を、従来
の同特性と対比して示す図、第３図は局部ドーミングを
起こしたシャドウマスクと電子ビームとの関係を説明す
るための図、第４図はシャドウマスク設計時の一般的基
準を説明するための図、第５図はビーム射突点と蛍光体
との整合性の測定点を説明するための図である。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第１図 中ＩＣから０）Ｎ１１１　　ｒ（ｒｊｒｍ）第２図 ΦにＤｌらの距離ｒ　　（ｍａｎ） 第　３　図 第４図 第５図 Ｙｈ 手続補正書 昭和６２年１１月　１３日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）蛍光体スクリーン面に近接して配設された角型シ
   ャドウマスクが、その中心点を原点０とする曲面を有し
   、この曲面は、長径方向の座標成分をＸ、短径方向の座
   標成分をＹ、管軸方向の座標成分をＺとするＸＹＺ直交
   座標系上で、原点０からの落差たる前記Ｚが、前記Ｘま
   たはＹの６次の羃乗項を含む多項式で表されるものであ
   ることを特徴とするカラー受像管。
2. （２）ＺがＸ＾６の項を有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項に記載のカラー受像管。
3. （３）シャドウマスクのＸ軸上の外径を２Ｈとし、Ｘ／
   Ｈ＝ｘ、Ｙ／Ｈ＝ｙ、Ｚ／Ｈ＝ｚとするとき、落差ｚが ｚ＝ａ＿１・ｘ＾２＋ａ＿２・ｘ＾４＋ａ＿３・ｙ＾２
   ＋ａ＿４・ｘ・ｙ＾２＋ａ＿５・ｘ＾４・ｙ＾２＋ａ＿
   ６・ｙ＾４＋ａ＿７・ｘ＾２・ｙ＾４＋ａ＿８・ｘ＾４
   ・ｙ＾４＋ａ＿９・ｘ＾６ で表されるものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項に記載のカラー受像管。
4. （４）ｘ＾６項の係数ａ＿９が、ａ＿９≠０で、かつ、
   ｜ａ＿９｜＜０．３であることを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載のカラー受像管。