(57)【要約】【課題】陰極線管を用いる表示装置において、管軸方向の外部磁界によるビームずれ量の低減手段として内部磁気シールド上下面中央部の磁気抵抗を小さくすることにより、従来に比べて色ずれを低減し、格段に高画質を実現できる表示装置を提供する。【解決手段】内部磁気シールドの上下面中央部の磁気抵抗を小さくすることにより、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりもキャンセル磁界を大く作ことができる。その結果、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制でき、電子ビームずれを低減できる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを照射する電子銃と、色選別電極を通過して到達した前記電子ビームによって発色する表示パネルと、前記電子ビームを磁気遮蔽する内部磁気シールドとを有する陰極線管とを備えた表示装置であって、管軸方向の外部磁界による画面上下部中央のビームずれ量の低減手段として、前記内部磁気シールドの上下面中央部の磁気抵抗を小さくすることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記内部磁気シールドの上下面中央部の材料を透磁率の高い材料に変更することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記内部磁気シールドの上下面中央部に磁性体を付着させることで磁気抵抗を小さくすることを特徴とする請求項１から２のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項４】
前記内部磁気シールドの上下部に磁性体を付着させる際にスポット溶接で付着させることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記内部磁気シールドの上下面中央部の板厚を厚くすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記内部磁気シールド上下面中央部の磁気抵抗の小さい部分の幅が一定ではないことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記内部磁気シールドの上下面中央部の磁気抵抗が小さい部分を幅５０から１００ｍｍにすることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陰極線管（以下、ＣＲＴという。）を有する表示装置、殊にテレビ等の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にＣＲＴでは、例えば電子銃等の電子ビーム出射手段から発射された電子ビームは、色選別電極の細孔を通過して、蛍光体にランディングして、赤、緑、青の決められたいずれかの色を発光させる。
【０００３】
以下、図８から図１２を参照しながら、従来のＣＲＴを含む表示装置、例えばカラーテレビについて説明する。各図は、カラーテレビの外部磁界による電子ビームの軌道変化に深く関連する構造物のみを示している。図８において従来のカラーテレビは、蛍光面を有する表示パネル１０と電子銃１３との間に、色選別電極２０とフレーム２１とからなる色選別電極構体がある。また、カラーテレビは、該色選別電極構体と内部磁気シールド１２とからなる外部磁界シールド構体１８を備えている。さらに、カラーテレビは、電子銃１３と外部磁界シールド構体１８を覆うように表示パネル１０に接合されるファンネル１４と、防爆バンド１５と、ファンネル１４に配設される消磁コイル１６とを備えている。
【０００４】
図９は、図８に示す従来の表示装置の側面図において、そのＣＲＴ内部に納められていて通常は見ることができない色選別電極２０、アングル２１ａ及び上下の内部磁気シールド１２の側面投影位置を表示装置の側面図中に表して、消磁コイル１６と外部磁界シールド構体１８との位置関係を示す側面説明図である。
図１０に示すように、色選別電極２０とフレーム２１とからなる色選別電極構体には、代表的なものとして、シャドウマスク構体１１ａがある。このシャドウマスク構体１１ａは、多数の細孔が形成された色選別電極２０をプレス加工で所定の形状に曲面加工して溶接によりフレーム２１に固定したものである。ＣＲＴの画面を平坦にしようとするとき、このシャドウマスク（色選別電極）を平坦に近づける必要があるが、電子ビームの衝突による温度上昇のために生じるシャドウマスクの熱膨張による変形量は、シャドウマスクを平坦に近づけるほど増加し、蛍光体との位置関係がずれてその機能を損なう場合がある。
【０００５】
この解決策として、図１１に示すように、色選別電極構体として、多数の細孔が形成された色選別電極２０に画面上下方向にのみ張力を付加した状態でフレーム２１に固定する、いわゆるテンションマスク構体１１ｂを用いる方式が提案されている。この方式によれば、張力が付加された状態のテンションマスク１１ｂが、電子ビームの衝突により生じる熱膨張による伸びを吸収し変形を防止する。
【０００６】
ところが、電子ビームが電子銃１３から表示パネル１０の蛍光面に至る間に、地磁気などの外部磁界を受けると、電子ビームはローレンツ力を受けて、その軌道が変化し、本来のランディング点からずれた点にランディングし、本来発光すべき蛍光体とは異なる蛍光体にビームスポットの一部または全部があたり、いわゆる色ずれを起こす。
【０００７】
この色ずれを抑制するために内部磁気シールド１２を設け、これと色選別電極構体により外部磁界シールド構体１８を構成し、磁気遮蔽し、外部磁界による電子ビームの軌道変化を抑え、色ずれを抑制している。
外部磁界シールド構体は、例えばＦｅ材からなる第１フレームであるアングル２１ａと、例えばＦｅ材からなる第２のフレームであるアーム２１ｂと、例えばＦｅ材からなる色選別電極２０とから構成されるテンションマスク構体１１ｂと、例えばＦｅ材からなる内部磁気シールド１２から構成される。
この内部磁気シールド１２は、通常、厚さ０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の鉄を主成分とする強磁性金属板を使用し、図１２に示すように、四角錐台の漏斗状形状を有し、デガウス操作により電子ビーム通過領域における地磁気を磁気的に遮蔽する。デガウス操作とは、テンションマスク構体１１ｂ等の色選別電極構体を含む外部磁界シールド構体１８を磁気回路と考えた場合に、バイアス磁界である地磁気の存在下で、外部磁界シールド構体１８に減衰交番磁界を印加する操作であり、消磁コイル１６に減衰交番電流を流すことにより行う。消磁コイルの起磁力は１０００〜４０００ＡＴ程度である。
このデガウス操作において、地磁気がバイアス磁界として印加されていることから、デガウス操作後、テンションマスク構体１１ｂを含む外部磁界シールド構体にはバイアス磁界である地磁気の方向に地磁気のみによる場合よりも大きな磁化が発生する。この地磁気の方向に発生した磁化により、外部磁界シールド構体内部には地磁気をキャンセルする磁界が発生する。これによって、磁気遮蔽効果を発揮する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−１０８１００号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなテンションマスクでは、フレーム２１が、色選別電極２０に張力を付加するために、色選別電極２０を支持する第１のフレームであるアングル２１ａと、アングル２１ａを支持する第２のフレームであるアーム２１ｂとから構成され、この構造上、アーム２１ｂの側面方向およびＣＲＴの管軸方向の外部磁界が十分に遮蔽されない。また、デガウス操作で磁気シールド部材に発生する地磁気キャンセル磁化では、管軸磁界が十分遮蔽されず、この管軸磁界による電子ビームの軌道の変化を十分抑えられず、色ずれを十分に抑制できない
そこで、本発明は前記課題に鑑み、管軸方向の外部磁界によるビームずれ量の低減手段として磁気シールド上下面中央部の磁気抵抗を小さくすることにより、従来に比べ色ずれを低減し、格段に高画質を実現できる表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、以下の本発明により解決することができる。
即ち、本発明の表示装置は、電子ビームを照射する電子銃と、色選別電極を通過して到達した電子ビームによって発光する表示パネルと、電子ビームを磁気遮蔽する内部磁気シールドとを有する陰極線管とを備えた表示装置であって、管軸方向の外部磁界による画面上下中央部のビームずれ量の低減手段として内部磁気シールドの上下面中央部の磁気抵抗を小さくことを特徴とする表示装置である。
このように、内部磁気シールドの上下中央部の磁気抵抗を小さくすることで、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりもキャンセル磁界を多く作ることが出来る。このため、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制でき、画面上下部中央の電子ビームずれを低減できる。
【００１１】
また、本発明の表示装置は、内部磁気シールドの上下面中央部の材料を透磁率の高い材料に変更することを特徴とする表示装置である。
このように、内部磁気シールド上下中央部を透磁率の高い材料に変更することで、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりもキャンセル磁界を多く作ることが出来る。このため、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制でき、画面上下部中央の電子ビームずれを低減できる。
【００１２】
また、本発明の表示装置は、内部磁気シールドの上下面中央部に磁性体を付着させることで磁気抵抗を小さくすることを特徴とする表示装置である。
このように、内部磁気シールドの上下面中央部に磁性体を付着させることで、上下面中央部の磁気抵抗が小さくなり、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりもキャンセル磁界を多く作ることが出来る。このため、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制でき、画面上下部中央の電子ビームずれを低減できる。
【００１３】
また、本発明の表示装置は、内部磁気シールドの上下部に磁性体を付着させる際にスポット溶接で付着させることを特徴とする表示装置である。
このように、磁性体を付着させる際にスポット溶接で付着させることで、その溶接部分の磁気抵抗が大きくなることはないために、磁性体を付着させた効果を保ちつつ、さらに取り付けを容易にする効果がある。
【００１４】
また、本発明の表示装置は、内部磁気シールドの上下面中央部の板厚を厚くすることを特徴とする表示装置である。
このように、内部磁気シールドの上下面中央部の板厚を厚くすることで、上下面中央部の磁気抵抗が小さくなり、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりもキャンセル磁界を多く作ることが出来る。このため、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制でき、画面上下部中央の電子ビームずれを低減できる。
本発明の表示装置は、内部磁気シールド上下面中央部の磁気抵抗の小さい部分の幅が一定ではないことを特徴とする表示装置である。
このように、内部磁気シールド上下面中央部の磁気抵抗が小さい部分の幅が一定ではなくても、上下面中央部の磁気抵抗が小さいため、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりもキャンセル磁界を多く作ることが出来る。このため、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制でき、画面上下部中央の電子ビームずれを低減できる。
【００１５】
本発明の表示装置は、内部磁気シールドの上下面中央部の磁気抵抗が小さい部分を幅５０ｍｍから９０ｍｍにすることを特徴とする表示装置である。
このように、内部磁気シールド上下面中央部の磁気抵抗が小さい部分の幅を５０ｍｍから９０ｍｍにすることで、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりもキャンセル磁界を多く作ることが出来る。このため、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制でき、画面上下部中央の電子ビームずれを低減できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の理解を容易にするために、以下に実施の形態によって本発明を説明する。各図には実施の形態としてのカラーテレビの外部磁界による電子ビームの軌道変化に関する構造物のみ示している。表示装置としては、ＣＲＴを有するカラーテレビである。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る表示装置であるカラーテレビは、図１の分解斜視図に示すように、蛍光面を有する表示パネル１０と電子ビームを表示パネル１０に向けて出射する電子銃１３との間に、色選別電極構体であるテンションマスク構体１１ｂと内部磁気シールド１２とからなる外部磁界シールド構体１８を備えている。また、電子銃１３と外部磁界シールド構体１８を覆うように表示パネル１０に接合されるファンネル１４と、ネック１９と、ファンネル１４の上下に配設される消磁コイルとを備えている。さらに、このテンションマスク構体１１ｂは、色選別電極２０と、色選別電極２０の端辺を張力が印加された状態で支持するフレーム２１とから構成され、フレーム２１は、色選別電極２０を支持する第１フレーム２１ａと、第１フレーム２１ａを支持する第２フレーム２１ｂとから構成される。また、電子銃１３から発射された電子ビームは、色選別電極２０の細孔を通過して、表示パネル１０の蛍光面にランディングして、赤、緑、青の決められたいずれかの色を発光させる。
【００１７】
また、図２の（a）は、図１に示す第１実施の形態による表示装置について、そのＣＲＴ内部に納められていて通常は見ることができない色選別電極２０とアングル２１ａと上下の内部磁気シールド１２の側面投影位置を表示装置の側面図中に表して、消磁コイル１６と外部磁界シールド構体１８との位置関係を示す。さらに、図２の（b）は、（a）での消磁コイルの配設状態を示す背面図である。次に、上記外部磁界シールド構体について説明する。この外部磁界シールド構体は、テンションマスク構体１１ｂと内部磁気シールド１２とから構成されている。このテンションマスク構体１１ｂは、色選別電極２０に張力を付加して上下方向で支持し、水平方向に延在する第１フレームと、上下の第１フレームを垂直方向で支持する第２フレームとからなる。第１フレームであるアングル２１ａは、例えば厚さ１．４ｍｍのＦｅ材からなる。また第２のフレームであるアーム２１ｂは、例えば厚さ１５ｍｍのＦｅ材からなる。さらに、色選別電極２０は、例えば厚さ０．１ｍｍのＦｅ材からなる。また、内部磁気シールド１２は、例えば厚さ０．１５ｍｍのＦｅ材から構成されている。
また、このテンションマスク構体１１ｂを構成する色選別電極２０について説明する。この表示装置では、画面を平面にするために色選別電極２０を平坦に近づけるように、色選別電極２０の端辺はおよそ８０から１６０ｋｇの張力で支持されており、これによって電子ビームの衝突により増加する熱膨張の伸びが吸収され、色選別電極２０の変形を防止している。しかし、色選別電極２０の比透磁率は、張力を加えられる前におよそ５００あるが、張力を加えられることでおよそ２００まで低下している。このため、張力を加えない状態で支持した場合より色選別電極２０に磁束が流れにくく、地磁気をキャンセルするのに十分磁化しにくい状態となっている。
さらに、防爆バンドは、高透磁率であり、幅が表示パネルの対角寸法の５％から２０％であり、色選別電極を囲んで配設される。２９インチＣＲＴでは対角寸法が６６４ｍｍであり、防爆バンドは、例えば幅５５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ比透磁率約３０００のＦｅ材からなる。
また、図３は、内部磁気シールド１２の上下中央部の磁気抵抗を小さくした部分４１を示している。次に、この表示装置において、内部磁気シールド１２の上下面中央部の磁気抵抗を小さくしたことによる効果の詳細について説明する。内部磁気シールドの上下面中央部の磁気抵抗を小さくすることで、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりも多くのキャンセル磁界を作ることができる。このために、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制することができ、画面上下部中央の電子ビームずれを低減できる。（第２の実施形態）
本発明の第２実施の形態に係る表示装置は、第１実施の形態に係る表示装置と比較すると、図４に示すように、内部磁気シールド１２の上下面中央部の磁気抵抗を小さくするために透磁率が高い材料を用いた点で異なる。
図４は、内部磁気シールド１２の上下中央部の透磁率が高い材料部分４２を示している。次に、この表示装置において、内部磁気シールド１２の上下面中央部の透磁率を高くしたことによる効果の詳細について説明する。内部磁気シールドの上下面中央部の透磁率を高くすることで、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりも多くのキャンセル磁界を作ることができる。このために、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制することができ、画面上下部の電子ビームずれを低減できる。
第３実施の形態
本発明の第３実施の形態に係る表示装置は、第２実施の形態に係る表示装置と比較すると、図５に示すように、内部磁気シールド１２の上下面中央部の磁気抵抗を小さくするために磁性体を付着させた点で異なる。
図５は、内部磁気シールド１２の上下中央部に磁性体を付着させた部分４３を示している。次に、この表示装置において、内部磁気シールド１２の上下面中央部に磁性体を付着させた効果の詳細について説明する。内部磁気シールドの上下面中央部に磁性体を付着させることで、磁気抵抗が小さくなり、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりも多くのキャンセル磁界を作ることができる。このために、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制することができ、画面上下部の電子ビームずれを低減できる。
第４実施の形態
図６は、内部磁気シールド１２の上下中央部の板厚を厚くした部分４４を示している。次に、この表示装置において、内部磁気シールド１２の上下面中央部の板厚を厚くしたことによる効果の詳細について説明する。内部磁気シールドの上下面中央部の板厚を厚くするで、磁気抵抗が小さくなり、色選別電極の中央部に磁束が多く流れ、従来よりも多くのキャンセル磁界を作ることができる。このために、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制することができ、画面上下部の電子ビームずれを低減できる。
ここで、この表示装置において、内部磁気シールド１２の上下面中央部の板厚を厚くしたことによる効果をさらに明確にするために、内部磁気シールド１２の上下面中央部の板厚を厚くしていない従来例との比較を以下に示す。図１４に示した従来例の内部磁気シールドと図３に示した内部磁気シールドとをそれぞれセットした場合について、デガウス操作後の色選別電極２０におけるビームずれ量について数値解析を行った。なお、上記数値解析は、磁性材料のヒステリシス磁気特性をカーリングモデル理論により考慮して、３次元有限要素法により非線形磁界解析を行い、解析領域を約６０００００の有限要素で分割して行っている。また、図７に示すように、ビームずれ解析ポイントは色選別電極２０の上辺部の中央から端に向けて等間隔に１０点である。内部磁気シールド１２の上下面中央部の磁気抵抗を小さくしない場合に比べて、図４に示すように、平均４μｍビームずれ量が低減している。
また、上記の実施例では、Ｆｅ材からなる内部磁気シールドの場合を例として述べたが、パーマロイ材などの他の磁性体材料からなる内部磁気シールドを用いる表示装置にも適用できる。
また、上記の実施例では、２９インチのカラーテレビを例として述べたが、その他のインチサイズの陰極線管を用いる表示装置にも適用できる。
また、上記の実施例では、カラーテレビを例として述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＣＲＴディスプレイモニター等、その他の陰極線管を用いる表示装置にも適用できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る表示装置によれば、内部磁気シールドの上下面中央部の磁気抵抗を小さくすることによって、管軸方向の外部磁界によるビームずれを低減することができる。本発明では、内部磁気シールドの上下面中央部の磁気抵抗を小さくしている。その結果、色選別電極の中央部に磁束が流れ、従来よりもキャンセル磁界を多く作ることができる。このため、磁気遮蔽効果が高くなり、管軸方向の外部磁界による電子ビーム軌道の変化を抑制することが、電子ビームずれを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る表示装置の構成を示す分解斜視図
【図２】（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係る表示装置の消磁コイルと外部シールド構体との位置関係を示す側面説明図
（ｂ）は、（ａ）の背面図
【図３】本発明の第１実施の形態に係る表示装置における内部磁気シールドの図
【図４】本発明の第２実施の形態に係る表示装置における内部磁気シールドの図
【図５】本発明の第３実施の形態に係る表示装置における内部磁気シールドの図
【図６】本発明の第４実施の形態に係る表示装置における内部磁気シールドの図
【図７】従来の表示装置と本発明の第４実施の形態に係る表示装置について、ビームずれ量の比較を示す図
【図８】従来の表示装置の構成を示す分解斜視図
【図９】従来の表示装置における消磁コイルと外部磁界シールド構体の位置関係を示す側面説明図
【図１０】従来のＣＲＴの外部磁界シールド構体におけるシャドウマスク構体を示す斜視図
【図１１】従来のＣＲＴの外部磁界シールド構体におけるテンションマスク構体を示す斜視図
【図１２】内部磁気シールドの形状を示す斜視図
【符号の説明】
１０  表示パネル
１１ａ  色選別電極構体であるシャドウマスク
１１ｂ  色選別電極構体であるテンションマスク構体
１２  内部磁気シールド
１３  電子銃
１４  ファンネル
１５  防爆バンド
１６  第１の消磁コイル
１７  電子ビーム軌道
１８  外部磁界シールド構体
１９  ネック
２０  色選別電極
２１  フレーム
２１ａ  第１のフレームであるアングル
２１ｂ  第２のフレームであるアーム
４１    磁気抵抗が小さい部分
４２    透磁率が高い材料部分
４３    磁性体を付着させた部分
４４    板厚を厚くした部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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