(57)【要約】  【課題】  シャドウマスクの単位体積当りの質量分布を滑らかにして、シャドウマスクの振動を効率的に伝達できる陰極線管を提供する。  【解決手段】  平板に開孔１１の列が配列されたシャドウマスク６を備え、開孔１１の列と直交する方向を横方向とし、横方向における開孔１１の断面形状を見ると、開孔１１は、シャドウマスク６の板厚方向において、最小径部１６を境に、電子ビームの入射側の下側部と、電子ビームの出射側の上側部１１ａとが形成されており、横方向において、上側部１１ａの径寸法が変化していることにより、横方向におけるシャドウマスク６の単位体積当たりの質量分布は、変曲点がない分布である。【選択図】  図５
2005071937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板に開孔の列が配列されたシャドウマスクを備え、前記開孔を通過した電子ビームが蛍光面に当たる陰極線管であって、
前記開孔の列と直交する方向を横方向とし、前記横方向における前記開孔の断面形状を見ると、前記開孔は、前記シャドウマスクの板厚方向において、最小径部を境に、電子ビームの入射側の下側部と、電子ビームの出射側の上側部とが形成されており、
前記横方向において、前記上側部の径寸法が変化していることにより、前記横方向における前記シャドウマスクの単位体積当たりの質量分布は、変曲点がない分布であることを特徴とする陰極線管。
【請求項２】
前記最小径部の内周と前記上側部の内周との間の前記横方向における距離のうち、前記シャドウマスクの前記横方向における中心線から遠い側の距離が、前記最小径部を通過した電子ビームが上側部で遮られることのない最小距離を確保している請求項１に記載の陰極線管。
【請求項３】
前記横方向において、前記シャドウマスクの中央部から端部に向かうにつれて、前記上側部の径寸法が小さくなるように変化しており、前記シャドウマスクの単位体積当たりの質量は、前記シャドウマスクの中央部から両端部に向かうにつれて大きくなっている請求項１に記載の陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビ受像機、コンピュータディスプレイ等に用いられるシャドウマスク型の陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー陰極線管においては、電子銃から発射される３本の電子ビームは、偏向ヨークにより偏向走査されながら、色選別電極であるシャドウマスクの開孔を経て蛍光面に当たることになる。
【０００３】
図７は、従来のシャドウマスクの一例の断面図を示している。シャドウマスク３０は薄板からできており、電子ビームを選別するためのスロット孔３１が配列されている。このスロット孔３１により、３本の電子ビーム３２が選別される。このスロット孔３１は、上方向からのエッチングと下方向からのエッチングとによって形成され、一般には、上方向からのエッチングが大きい。また、上方向からのエッチングによる寸法Ｅ（テーパ量）は、電子ビーム３２を遮らないように、電子ビーム３２の偏向半角から規定される。
【０００４】
ここで、シャドウマスク３０に電子ビーム３２が衝突し、シャドウマスク３０が熱膨張して変形するドーミング現象が生じると、電子ビームの変位が発生する。このため、電子ビーム３２の衝突による熱膨張を吸収させるべく、シャドウマスク３０には弾性限界に近い実用最大限のレベルの張力を加えることが行われている。このような架張保持によれば、シャドウマスク３０の温度が上昇しても、スロット孔３１と蛍光面の蛍光体ドットとの相互位置のずれを防止することができる。
【０００５】
この場合、ドーミング現象による色むらを防止することができるが、スピーカからの振動伝搬等の外部から伝わる振動によるシャドウマスク３０の振動は、シャドウマスク３０に加えた張力のみでは、完全に抑えることができない。
【０００６】
このため、振動を吸収する手段が、現在までに種々提案されている。例えば下記特許文献１には、シャドウマスクの応力分布を変化させ、シャドウマスク端部の振動を大きくして、シャドウマスク端部に設けた振動減衰子とシャドウマスク端部との摩擦により、振動を減衰させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−０７７００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記のような従来のカラー陰極線管では、振動を効果的に減衰させるためには、シャドウマスクの中央から両端に向かって、振動エネルギを滑らかに伝えることが必要となる。
【０００８】
この場合、単位体積当りの質量の分布が滑らかでなければ、応力分布を変化させた効果を十分に発揮できず、振動をシャドウマスク端部に効率的に伝えることが困難になる。一方、シャドウマスクの単位体積当りの質量は、電子ビームの偏向半角と開孔の配列ピッチにより決定される。
【０００９】
このため、この基準で得られたシャドウマスクは、質量分布が滑らかな変化であるものとは限らず、一律に質量分布が滑らかな変化であるシャドウマスクを得ることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、シャドウマスクの単位体積当りの質量分布を滑らかにして、シャドウマスクの振動を効率的に伝達できる陰極線管を提供することを目的とする。
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の陰極線管は、平板に開孔の列が配列されたシャドウマスクを備え、前記開孔を通過した電子ビームが蛍光面に当たる陰極線管であって、前記開孔の列と直交する方向を横方向とし、前記横方向における前記開孔の断面形状を見ると、前記開孔は、前記シャドウマスクの板厚方向において、最小径部を境に、電子ビームの入射側の下側部と、電子ビームの出射側の上側部とが形成されており、前記横方向において、前記上側部の径寸法が変化していることにより、前記横方向における前記シャドウマスクの単位体積当たりの質量分布は、変曲点がない分布であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シャドウマスクの単位体積当りの質量分布を滑らかにすることができ、シャドウマスクの振動を中央部から端部へと滑らかに伝えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、シャドウマスクの開孔の上側部の径寸法を変化させることにより、横方向におけるシャドウマスクの単位体積当たりの質量分布を滑らかにでき、シャドウマスクの振動を中央部から端部へと滑らかに伝えることができる。このため、シャドウマスクの端部に振動減衰子を設けた場合は、振動減衰子の減衰効果を効率良く発揮できる。
【００１４】
前記本発明の陰極線管においては、前記最小径部の内周と前記上側部の内周との間の前記横方向における距離のうち、前記シャドウマスクの前記横方向における中心線から遠い側の距離が、前記最小径部を通過した電子ビームが上側部で遮られることのない最小距離を確保していることが好ましい。この構成によれば、必要な電子ビームの光量を確保した上で、シャドウマスクの単位体積当たりの質量分布を滑らかにできる。
【００１５】
また、前記横方向において、前記シャドウマスクの中央部から端部に向かうにつれて、前記上側部の径寸法が小さくなるように変化しており、前記シャドウマスクの単位体積当たりの質量は、前記シャドウマスクの中央部から両端部に向かうにつれて大きくなっていることが好ましい。この構成によれば、シャドウマスク全体の振動を効果的に減衰させることができる。
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の断面図を示している。本図に示したカラー陰極線管１は、内面に蛍光面２ａが形成された実質的に長方形状のフェイスパネル２と、フェイスパネル２の後方に接続されたファンネル３とで外囲器が形成されている。ファンネル３のネック部３ａには、３本の電子ビームを射出する電子銃４が内蔵されており、電子銃４から射出した電子ビームは、ファンネル３の外周面上に配置された偏向ヨーク５によって、偏向されて蛍光面２ａに到達する。
【００１７】
フェイスパネル２の内部には、蛍光面２ａに対向して設けられた色選別電極であるシャドウマスク６が配置されている。シャドウマスク６は、電子銃４から発射される３本の電子ビームに対して色選別の役割を果たすものである。Ａは、電子ビーム軌跡を示している。本実施形態に係るシャドウマスク６には、平板に電子ビーム通過孔である略スロット形の開孔がエッチングにより多数形成されている。また、支持体であるフレーム７には、シャドウマスク６が固定されており、シャドウマスク６及びフレーム７により、色選別電極構体１０が形成されている。この色選別電極構体１０は、フレーム７に設けられたスプリング材８によってフェイスパネル２のパネルピン９に掛止されている。
【００１８】
カラー陰極線管では、電子ビームの射突による熱膨張によって、電子ビーム通過孔が変位して、電子ビーム通過孔を通過する電子ビームが所定の蛍光体に正しく当たらなくなり、色むらが発生するというドーミング現象が生じる。このため、シャドウマスク６の温度上昇による熱膨張を吸収できるような張力をあらかじめ加えて、シャドウマスク６をフレーム７に架張保持することが行われている。このような、架張保持によれば、シャドウマスク６の温度が上昇しても、シャドウマスク６の開孔と蛍光面２ａの蛍光体ストライプとの相互位置のずれを低減することができる。
【００１９】
図２に、図１の色選別電極構体１０の斜視図を示している。フレーム７は、長方形状の枠体で、対向する一対の支持体７ｂに一対の弾性部材７ａが固定されている。シャドウマスク６は、支持体７ｂ間に保持されている。シャドウマスク６には、電子ビーム通過孔である開孔１１がエッチングにより形成されている。本図に示したものは、テンション方式が用いられており、シャドウマスク６は主に矢印Ｙ方向に引張力が加わった状態で、支持体７ｂ間に架張保持されている。
【００２０】
シャドウマスク６の縦方向（画面垂直方向）に、開孔１１が順次配列されて、開孔列を形成しており、開孔列において隣接する開孔１１は、ブリッジ１２でつながっている。
【００２１】
シャドウマスク６の開孔１１の列と直交する方向である横方向（画面水平方向）の端部には、振動減衰子であるリング１３が取り付けられている。リング１３はシャドウマスク６の端部に設けられた孔１４を挿通し遊動可能になっている。シャドウマスク６の端部に伝わった振動エネルギは、リング１３と孔１４との摺動による摩擦により消費され、消滅することになる。
【００２２】
振動減衰子はリング状のものに限らず、棒状体を略コの字型に形成し、これを１個当たり２つの孔に挿通させ遊動可能にしたものでもよい。また、孔を挿通させた遊動体に限らず、シャドウマスク６の端面に、板状体を当接させたものでもよい。この構成によれば、シャドウマスク６の端部に伝わった振動エネルギは、シャドウマスク６の端面と板状体との摺動による摩擦により消費され、消滅することになる。
【００２３】
図３は、シャドウマスクの横方向における断面図である。シャドウマスク６の表面６ａは、蛍光面２ａ（図１）側の面、裏面６ｂは電子銃４（図１）側の面である。１５は、シャドウマスク６の横方向における中心線を示している。
【００２４】
開孔１１は、シャドウマスク６の両面から板厚方向の内部に向かうにつれて、内径が小さくなっており、最小寸法はＣである。最小寸法Ｃを形成している最小径部１６を境に、開孔２は表面６ａ側の上側部１１ａと、裏面６ｂ側の下側部１１ｂとに分かれている。上側部１１ａは上方向からのエッチングにより、下側部１１ｂは下方向からのエッチングにより形成できる。下側部１１ｂから入射した電子ビーム１７は、最小径部１６を通過し、上側部１１ａを経て蛍光面２ａに向けて出射することになる。
【００２５】
図４は、図３に示した開孔１１の拡大図である。電子ビーム１７が蛍光面に当って所定の輝度を確保するには、開孔１１には所定の形状が必要になる。このため、最小寸法Ｃ、上側部１１ａのテーパ量を規定する寸法Ｅを確保する必要がある。寸法Ｅは、最小径部１６の内周と上側部１１ａの内周との間の横方向における距離のうち、中心線１５から遠い側の距離であり、最小径部１６を通過した電子ビーム１７が上側部１１ａで遮られることのない最小寸法である。この寸法Ｅは、電子ビーム１７の偏向半角から規定される。
【００２６】
最小寸法Ｃが小さくなると、光量は低下する。また、破線１８で示したように、上側部１１ａの形状が中心線１５側に変位、すなわち寸法Ｅが小さくなっても、電子ビーム１７の一部が遮られ、所定の光量が確保できなくなる。
【００２７】
一方、破線１９で示したように、上側部１１ａが中心線１５から遠ざかる方向に変位した場合は、電子ビーム１７が遮られることがなく、光量が減少することもない。また、破線２０で示したように、上側部１１ａの内壁面のうち、中心線１５に近い部分が、中心線１５から遠ざかる方向に変位しても、電子ビーム１７が遮られることはなく、光量が減少することもない。このことにより、破線１９のような形状にすれば、開孔１１近傍の質量を減少させることができ、破線２０のような形状にすれば、開孔１１近傍の質量を増加させることができる。
【００２８】
図５は、開孔形状の一例を示す断面図である。図５Ａに示した例では、開孔１１の上側部１１ａの表面６ａ上の径寸法Ｄは、シャドウマスク６の中央部から端部に向かうにつれて、小さくなっている。これは、上側部１１ａの内壁面のうち、中心線１５から遠い側の内壁面２１の位置を変化させて、開孔１１が中心線１５から遠ざかるにつれて、寸法ｄ１を小さくした例である。
【００２９】
寸法ｄ１は、最小寸法部１６の内周と上側部１１ａの表面６ａ上の内周との間の横方向における距離のうち、中心線１５から遠い側の距離である。寸法ｄ１を小さくしても、図４に示した寸法Ｅが確保されていれば、最小径部１６を通過した電子ビーム１７は、上側部１１ａで遮られることはなく、光量が減少することもない。
【００３０】
図５Ｂに示した例においても同様に、径寸法Ｄは、シャドウマスク６の中央部から端部に向かうにつれて、小さくなっている。これは、上側部１１ａの内壁面のうち、中心線１５に近い側の内壁面２２の位置を変化させて、開孔１１が中心線１５から遠ざかるにつれて、寸法ｄ２を小さくした例である。
【００３１】
寸法ｄ２は、最小径部１６の内周と上側部１１ａの表面６上の内周との間の横方向における距離のうち、中心線１５に近い側の距離である。寸法ｄ２を小さくしても、図４に示したように、最小径部１６を通過した電子ビーム１７が上側部１１ａで遮られることはなく、光量が減少することもない。このことは、寸法ｄ２がゼロになっても同様である。
【００３２】
図５Ａ、Ｂに示した例は、いずれもシャドウマスク６の中央部から端部に向かうにつれて、単位体積当たりの質量が徐々に大きくなっている。また、内壁面２１、内壁面２２の双方を変化させて、シャドウマスク６の単位体積当たりの質量を変化させることもできる。
【００３３】
すなわち、開孔１１の上側部１１ａの径寸法であるＤ寸法を変化させることにより、シャドウマスクの単位体積当たりの質量を変化させることができる。この場合、Ｄ寸法を大きくすれば、シャドウマスクの単位体積当たりの質量を小さくでき、Ｄ寸法を小さくすれば、単位体積当たりの質量を大きくすることができる。また、このようにＤ寸法を変化させたシャドウマスクは、シャドウマスクのエッチングの際のマスク形状を調整すれば、作製可能である。
【００３４】
図６は、シャドウマスク６の中央部を基準とした横方向における距離Ｌと、単位体積当たりの質量Ｍ／Ｖとの関係を示したグラフである。単位体積当たりの質量Ｍ／Ｖは、例えば図２のＷで示したように、開孔１１の列３つ分を含む部分を一単位として測定して求めることができる。
【００３５】
図６において、破線で示した線２３は、比較例における距離ＬとＭ／Ｖとの関係を示したグラフである。実線で示した線２４は、本実施の形態における距離ＬとＭ／Ｖとの関係を示したグラフである。比較例に係る線２３では、徐々に増加したＭ／Ｖがいったん減少し、再び増加するような変曲点がある。このような変曲点があると、振動エネルギが中央部側に反射する現象が生じ、振動エネルギは端部へと効率良く伝わらないことになる。この場合は、振動減衰子の減衰効果も低下することになる。
【００３６】
これに対して、本実施の形態に係る線２４は、距離Ｌが増加するにつれて、Ｍ／Ｖは滑らかに増加している。このようにＭ／Ｖが滑らかに変化し変曲点がなければ、シャドウマスク６の振動も中央部から端部へと滑らかに伝わることになる。線２４の例としては、２次曲線が挙げられる。
【００３７】
線２４で示したようなＭ／Ｖの分布のシャドウマスクについて、図２に示したように、シャドウマスク６の端部に振動減衰子１３を設けていれば、シャドウマスク６の端部に伝わった振動を効率良く減衰させることができる。
【００３８】
ここで、距離Ｌが増加するにつれて、Ｍ／Ｖが減少する構成とした場合は、シャドウマスク６の端部の板厚が薄くなり過ぎて、端部の振動が他の部分の振動に比べ顕著に大きい振動分布になる場合がある。この場合は、端部に設けた振動減衰子の減衰効果は端部のみに止まり、シャドウマスク６全体の振動を減衰させるには不利になってしまう。図６に示した構成では、Ｍ／Ｖは距離Ｌの増加に伴いＭ／Ｖが増加するようにしているので、シャドウマスク６全体の振動を効果的に減衰させることができる。
【００３９】
なお、図５、６を用いてシャドウマスク６の片側半分の例で説明したが、もう一方の片側半分についても同様である。また、シャドウマスク６の横方向において径寸法Ｄを変化させた例を説明したが、隣接する開孔列の径寸法Ｄが変化しているものに限らず、複数の開孔列単位で径寸法Ｄが変化しているものでもよい。
【００４０】
また、前記実施の形態では、シャドウマスクを架張保持することを前提に説明したが、架張保持を行なわない場合であっても、シャドウマスクの振動を中央部から端部へと滑らかに伝える効果は得られる。したがって、プレス成形により曲面を形成した架張保持を行なわないシャドウマスクについても本実施の形態は有効である。
【００４１】
また、前記のように、振動を効率良く減衰させるには、振動減衰子を設けるのが好ましいが、振動減衰子を設けない構成であってもよい。例えば、前記のような架張保持を行なわないプレス成形のシャドウマスクでは、Ｍ／Ｖを滑らかに変化させたこと自体でシャドウマスク全体の振動を実用上問題の程度にまで抑えられる場合がある。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明によれば、横方向におけるシャドウマスクの単位体積当たりの質量分布を滑らかにでき、シャドウマスクの振動を中央部から端部へと滑らかに伝えることができ、振動減衰子の減衰効果を効率的に発揮できるので、本発明は、例えばテレビ受像機、コンピュータディスプレイに用いられるシャドウマスク型の陰極線管に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の断面図
【図２】本発明の一実施形態に係る色選別構体の斜視図
【図３】シャドウマスクの開孔形状を説明するためのシャドウマスクの断面図
【図４】図３に示した開孔形状の拡大図
【図５】Ａ  本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの断面図  Ｂ  本発明の別の実施形態に係るシャドウマスクの断面図
【図６】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの横方向における距離Ｌと、単位体積当たりの質量Ｍ／Ｖとの関係を示したグラフ
【図７】従来のシャドウマスクの一例の断面図
【符号の説明】
【００４４】
１  陰極線管
２ａ  蛍光面
６  シャドウマスク
１１  開孔
１１ａ  上側部
１１ｂ  下側部
１２  ブリッジ
１４  リング
１５  中心線
１６  最小径部
１７  電子ビーム
【図１】
2005071937.tif 000003
【図２】
2005071937.tif 000004
【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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