(57)【要約】【課題】改良画像ディスプレイシステムを取得可能とする。【解決手段】ディスプレイ装置は、少なくとも1つの曲線外部エッジを有するマスク104,201を内蔵している陰極線管101を含んでいる。マスクは、少なくとも絞り装置を用いて、曲線エッジの一部により、CRTの少なくとも一部に対して取り付けられる。絞り装置は、直線状折目302を含む細長い折シートの形の少なくとも1つの絞り部を含む。当該シートは、前記直線状折目から曲線状折目まで延在し、かつ前記曲線状折目から曲線の前記マスクのエッジに取り付けるための前記シート曲線部まで延在している。直線状折目は、折曲げ角が変化しており、かつ曲線状折目は、直線状折目から曲線状折目へ移行し、固有の機械的ストレスを受けない折シートを提供することを可能にする曲線に従うことが、好ましい。【選択図】図３
2004522270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つの曲線外部エッジを有するマスクを内蔵している陰極線管を含んでおり、当該マスクが、少なくとも絞り装置を用いて、曲線エッジの少なくとも一部によって、前記管の少なくとも一部に対して取り付けられているディスプレイ装置において、
当該絞り装置は、平面方向の機械的ストレスのレベルが減少した細長い折シートの形の少なくとも1つの絞り部を含み、当該シートが、
直線状折目と、
前記直線状折目から曲線状折目まで延在している前記シートと、
前記曲線状折目から曲線の前記マスクのエッジに取り付けるための前記シート曲線部まで延在している前記シートとを含むことを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記直線状折目は、折曲げ角αが変化している請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
当該曲線状折目は、円形の曲率半径に従う請求項１又は２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
矩形の座標系での前記直線状折目は、x,y=0, z=0の場合の直線に沿っており、前記曲線状折目が、
y(x) = S0 + R-（sqrt(R2-x2)）
z(x) =（y(x) 2-Δz2）/（2* Δz）
であって、
Δzが、全てのxに対して不変であり、かつsqrt(S02+z02)-z0に等しく、
Rが、前記マスクのエッジのxy-平面での曲率半径であり、かつ
S0=S(x=0)、z0=z(x=0)が、その値がディスプレイ装置に関する外形寸法に依存する寸法定数である
式で示すことができる請求項３に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記絞り装置は、前記マスクの前記曲線エッジに取り付けられる複数の絞り部と、前記各絞り部に取り付けられる複数の浮遊ユニットとを含む請求項1から4の何れかに記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
少なくとも1つの曲線外部エッジを有するマスクを内蔵している陰極線管を含んでおり、当該マスクが、絞り装置を用いて、曲線エッジの少なくとも一部によって、前記管の少なくとも一部に対して取り付けられている前記絞り装置において、
当該絞り装置は、平面方向の機械的ストレスのレベルが減少した細長い折シートの形の少なくとも1つの絞り部を含み、当該シートが、
直線状折目と、
前記直線状折目から曲線状折目まで延在している前記シートと、
前記曲線状折目から曲線の前記マスクのエッジに取り付けるための前記シート曲線部まで延在している前記シートとを含むことを特徴とする絞り装置。
【請求項７】
前記直線状折目は、折曲げ角αが変化している請求項６に記載の絞り装置106。
【請求項８】
当該曲線状折目は、円形の曲率半径に従う請求項６又は７に記載の絞り装置106。
【請求項９】
矩形の座標系での前記直線状折目は、x,y=0, z=0の場合の直線に沿っており、前記曲線状折目が、
y(x) = S0 + R（sqrt(R2-x2)）
z(x) =（y(x) 2-Δz2）/（2* Δz）
であって、
Δzが、全てのxに対して不変であり、かつsqrt(S02+z02)-z0に等しく、
Rが、前記マスクのエッジのxy-平面での曲率半径であり、かつ
S0=S(x=0)、z0=z(x=0)が、その値がディスプレイ装置に関する外形寸法に依存する寸法定数である
式で示すことができる請求項８に記載の絞り装置。
【請求項１０】
請求項１〜５の何れかに記載のディスプレイ装置に用いられるシートであって、平面方向の機械的ストレスのレベルが減少した細長い前記シートの形の絞り部の製造方法であり、
当該方法が、
直線状折目の生成ステップと、
前記シートが前記直線状折目から曲線状折目まで延在していて、かつ、前記シートが前記曲線状折目から曲線の前記マスクのエッジに取り付けるための前記シート曲線部まで延在している曲線部の生成ステップとを含む方法。
【請求項１１】
前記直線状折目の当該生成が、折曲げ角が変化している折目の作成を意味する請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記曲線状折目の当該生成が、円形の曲率半径に従う折目の作成を意味する請求項10または11に記載の方法。
【請求項１３】
矩形の座標系での前記直線状折目が、x,y=0, z=0の場合の直線に沿って作成されており、前記曲線状折目が、
y(x) = S0 + R（sqrt(R2-x2)）
z(x) =（y(x) 2-Δz2）/（2* Δz）
であって、
Δzは、全てのxに対して不変であり、かつsqrt(S02+z02)-z0に等しく、
Rは、前記マスクのエッジのxy-平面での曲率半径であり、かつ
S0=S(x=0)、z0=z(x=0)が、その値がディスプレイ装置に関する外形寸法に依存する寸法定数である
式で示すことが出来る曲線に沿って作成される請求項12に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、画像ディスプレイシステムの画質を改良するための装置、特に、シャドウマスクに取り付けられる装置およびこの種の装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グローバル視覚メディア視聴者にとって、家庭用テレビにおいて利用されるようなカラーディスプレイシステムの画質の改良が、最も重要で、かつ興味の中心である課題である、ということについては、ほとんど疑いはない。視覚メディアを示す信号を記憶および提供するシステムの画質が改良されるにつれて、それらの信号の再生デバイスについても、それらの再生能力を改良する必要があることは明らかである。典型例としては、過去数十年間使われてきているビデオテープ技術に代えて、DVD（digitalversatile disc）や、他のディジタル画像格納手段が、導入され始めている。
【０００３】
大部分のディスプレイシステムは、様々な改良が信号記憶および処理技術に行われてきているにも関わらず、廃れた陰極線管（CRT）の技術を今なお利用している。この種のシステムは、電子ビーム生成手段、制御回路、および偏向コイルのような多数の電子部品と、シャドウマスクのような機械構造素子を含む。シャドウマスクは、画像が得られるディスプレイ画面の内側にある蛍光層に向かう途中で電子ビームが通過する多数のアパーチャを有する、たとえば、曲線形状の薄い金属シートを含む。
【０００４】
シャドウマスクは、電子ビームが、正確な位置、すなわち、正確な色の蛍光体点に、確実に到達し、その結果、画像が良好なカラー純度を有するように、機械的安定性が保持されなければならない。機械的不安定性は、外部からの振動と、マスクへのおよびマスクからの伝熱に起因して機械的ストレスが形成されかつ解除されることに起因して発生する可能性がある。
【０００５】
機械的安定度をある程度維持しつつ、シャドウマスクをCRTに取り付けることに関し、従来技術の特許文献1は、ステップ・プロファイルの形で四つのフレーム部分に取り付けられているマスクを示している。これらのステップ・プロファイルは、これらのフレーム部分によって形成されるコーナーで接続素子によってフレームが形成されるように、互いに取り付けられている。これらのフレーム部分が、スポット溶接によりシャドウマスクの曲線裾部に取り付けられるという事実により、マスクに、外部振動、衝撃、および熱によって生じる膨張および収縮が与えられると、フレームには、予測出来ない形態で固有の機械的ストレスが生じるであろう。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第5103132号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、引用された特許文献1に例示される従来技術のディスプレイ装置に関する課題を解決することである。一般に、解決すべき課題の1つは、どのようにして改良された画像ディスプレイシステムを得ることを可能にするかである。他の解決すべき課題は、どのようにして熱的変動の影響を受けないように改良されたディスプレイ装置を得ることを可能にするかである。
【０００８】
本発明は、第1の態様によれば、少なくとも1つの曲線外部エッジを有するマスクを内蔵しているCRTを含んでいるディスプレイ装置を提供することにより、これらの課題の解決策を提供する。このマスクは、少なくとも絞り装置を用いて、曲線エッジの一部によって、CRTの少なくとも一部に対して取り付けられる。
【０００９】
絞り装置は、平面方向の機械的ストレスのレベルを減少させた細長い折シートの形の絞り部を少なくとも1つ含む。シートは、直線状折目を含み、直線状折目から曲線状折目まで延在している。シートは、曲線状折目から、曲線のマスクのエッジに取り付けるためのシートの曲線部分まで、更に延在している。
【００１０】
本発明は、更に、この種のディスプレイ装置に用いられる絞り装置を提供するという点で、既述の課題の解決策を提供する。
【００１１】
本発明の、さらに他の態様は、平面方向の機械的ストレスのレベルが減少されている、この種のディスプレイ装置に用いられる細長いシートの形の絞り部の製造方法を提供する。この方法は、直線状折目を生成するステップと、シートが直線状折目から曲線状折目まで延在し、かつシートが曲線状折目から曲線のマスクのエッジに取り付けるためのシートの曲線部分に延在するような曲線状折目を生成するステップとを含む。
【００１２】
直線状折目は、折曲げ角が変化しており、曲線状折目は、固有の機械的ストレスを受けない折シートを提供するために、直線状折目から曲線状折目への移行が可能な曲線に従うことが、好ましい。各折目自体は、特定レベルのごくわずかな固有のストレスを受けるが、折目間に延在しているシートはストレスを受けない。
【００１３】
絞り装置は、例えば、マスクの外形に従う曲線部分、フレームとして機能する矩形部分、および曲線部分と矩形部分との間の遷移部分という、3つの異なる部分を含んでいる装置としてみることができる。遷移部分の機能は、曲線部分と矩形部分との間の橋渡しとして作用する。
【００１４】
本発明の利点は、シャドウマスクを保持するための、ストレスを受けない絞りを提供することである。その寸法の正確さによって、マスクおよび絞り部が互いに、より正確に合致し、そして、低温と高温との間の熱サイクルに対し変形しにくくなると言うと言うことが、ディスプレイシステムの機能に対する影響となる。これは、マスクおよび絞りの組立体の変形が最小となり、これにより、マイクロフォニー(microphony)減衰が改良され、ランディング(landing)スプレッドが減少することも意味する。
【００１５】
本発明による装置は、シャドウマスクを保持するための、ストレスを受けない絞りを提供することとは別に、相当自由な設計を可能にするという効果も有する。マスクおよびフレーム、すなわち、絞りの外形寸法は、マスクを、絞りよりも小さくする、大きくするの何れかになるように、かなり異ならせることが出来る。マスクは、実際上、如何なる大きさの曲率半径を有することも可能であるが、それは依然として絞り部の単純な設計を可能とする。
【００１６】
本発明の他の利点は、簡単な製造方法で、かつ予測可能な最終結果を提供する、確固とした製造方法を可能にするということである。折るステップで、所望の幾何配置とすることは、容易である。製造部分の幾何配置内で結果的に得られるスプレッドは、従来技術の方法に比較し、小さく、かつ折工具で使用される圧力に依存しない。特に、本発明の方法は、シート自体に変形ストレスまたは変形がないという事実により、従来技術の方法に比較して、これらの部分を折るために必要とされる圧力をかなり減少させることを可能にする。このことは、折工具が、劣化しにくく、それゆえ、メンテナンスや修理の必要性が低く、かつ当該工具を硬化させる必要が無く、かつ工具が劣化する前に大量の部品を製造することを可能にすることも意味する。このことは、結局、折工具の容易な製造と再設計を可能にする。これは、プロトタイプ生産工程のスピードを、硬化させた工具を使われなければならない従来の方法に比較して、顕著にかつより少ないコストで増加させることが出来ることを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図1は、例えば、テレビ装置に用いるディスプレイ管101の概略的な横断面図を示す。ディスプレイ管101は、電子ビーム103を生成する電極システム102を含む。電子ビーム103は、ディスプレイ管のフロントエンドの発光スクリーン108に向かう途中で、偏向コイル105によって偏向される。ビーム103は、スクリーン108に向かう途中で、曲線のシャドウマスク104を通過する。マスク104は、周知のように、また更に後述するように、多数の図示しないアパーチャを含んでおり、曲線のエッジを有している。
【００１８】
如何なる曲線形状も実施可能であるが、説明を簡潔にするために、以下においては、円の曲率半径により定義される曲線形状を、使用する。
【００１９】
マスク104は、ある程度の剛性をマスクに提供し、かつ絞り装置106にマスクを取り付けるための手段を提供するように機能する裾部109も有する。絞り装置106は、マスク104に取り付けられており、裾部109に沿ってマスク104を取り囲んでいる。
【００２０】
図1に示されるように、絞り106は、絞り106とディスプレイ管101の内部に取り付けられている吊下げ(suspension)素子107によって、マスクをディスプレイ管101内に保持している。
【００２１】
図2は、裾部204を有するマスク201の斜視図を示す。マスク201は、4つの絞り部202（図2ではそのうち2つを見えるようにしている）を含んでいる絞り装置に取り付けられている。図1とともに上述したように、吊下げ素子203は、絞り部202に取り付けられていて、かつ、マスク201と絞り装置とをディスプレイ管から吊下げるための手段となっている。
【００２２】
マスク201および絞り部202の材料は、導電材料であり、かつその材料に、金属の薄いシートが選択されることは、明らかである。
【００２３】
図3は、例えば、図2に示される絞り部202のような絞り部300をより詳細に示す。図3は、座標軸（x, y, z）によって示された矩形の座標軸系に沿って位置合わせされている絞り部300の斜視図である。
【００２４】
金属のシートは、折られていて、かつ第1の平坦部301および第1の直線状折目302を含む。第1の平坦部301は、絞りに対して剛性を提供していて、かつ電子ビーム（図1）との相互作用の点で、他の影響を及ぼすことも出来る。しかしながら、第1の平坦部301の機能は、本発明の範囲外であるので、これ以上の議論はしない。
【００２５】
シートは、第1の曲線部303内で、第1の直線状折目302から曲線状折目304まで延在している。第1の曲線部303の曲率は、第1の直線状折目の折り角度がｘ軸方向に変化しているという事実に起因する。
【００２６】
曲線状折目304は、図1、図2に示されるように、その形状が、マスクの裾部の曲線部に取り付けられるように適合化されている第2の曲線部305に延在している。
【００２７】
次に、第1の直線状折目と曲線状折目304との間の相互関係に関する詳細を、図4a-4dを参照して述べる。図4a-4dでは、同じ参照番号および符号は、折られた絞り部の全く同一の特徴を指す。
【００２８】
論議のために、非制限的な例と、使用する材料に機械的ストレスを加えることなしに曲線状折目を作るための数学的方法とが、使用される。
【００２９】
図4a-4dは、全く同一の折シートを示している。図4aは平面図、すなわちｚ軸に沿って見たxy-平面図、図4bは斜視図、図4cおよび図４dは、それぞれx=0およびx=x1という2つの異なるx座標での、yz-平面の各断面図を示す。
【００３０】
絞り部は、平坦部401、直線状折目402、第1の曲線部403、曲線状折目404および第2の曲線部405を含む。
【００３１】
以下の実施例では、曲線状折目404の数式の導出は、多くの式および図4a-4dで使用されている数学的表現により示されている。導出される式は、シャドウマスクのxy-平面での曲率半径Rに合致する曲線状折目を定義している特定曲線を、2つのパラメータ、S0およびZ0を選択することによって計算することが出来る様々な曲線を記述する。
【００３２】
図4aを参照すると、以下の数式を得ることができる。
【００３３】
y(x) = S0 +Δ y(x)  ・・・(1)
Δy(x) = R-sqrt(R2-x2)  ・・・(2)
ゆえに、
y(x) = S0 + R-（sqrt(R2-x2)）  ・・・(3)
となる。図4b-4d（図4cおよび4dが、それぞれ、座標x=0およびx=x1での折シートのyz-平面での断面図）を参照して、代入により、
Δz=不変（全てのxに対して）  ・・・(4)
が、得られ、かつ、S0=y(x=0)とすると、x=0でのΔzに対して、
Δz= sqrt(S02+z02)-z0  ・・・(5)
となり、かつ、xでのΔzに対して、
Δz= sqrt(y(x) 2+z(x) 2)-z(x)  ・・・(6)
となり、かつ、Δzが不変であるので、
z(x) =（y(x) 2-Δz2）/（2* Δz）  ・・・(7)
が、得られる。
【００３４】
R、S0およびZ0に対する所定の値について、xの関数としてのyおよびzに対する式(3)および(7)を用いれば、曲線状折目の曲率および直線状折目の折り角度αを、計算することができる。この種の計算例は、マスク半径R=8620mm、S0=6.04 mmおよびz0=3.63 mmに対しては下記の表で与えられる。
【００３５】
【表１】
2004522270.tif 000003
【００３６】
式(3)および(7)に従ってシートを折って、曲線状折目404に対する座標と直線状折目402に対する折り角度αが上記の表に従うという結果を得るためには、折工具を、製造しかつ使用しなければならない。
【００３７】
例えば図3に示されるような一般的な形状を有する絞り部分の製造方法は、多くのステップを必要とする。
【００３８】
これらのステップには、一定の折り角度α0を有する直線状折目302の生成が含まれる。この生成には、式（3）および（7）に従って直線状折目から曲線状折目304に延在するシートを折り、直線状折目302と曲線状折目304との間に曲線部303が生成されるというステップが続く。
【００３９】
絞り装置は、マスクの外形に従う曲線部分と、フレームとして機能する矩形部分と、曲線部分と矩形部分との間の遷移部分という3つの異なる部分を含む。簡単に言うと、遷移部分の機能は、曲線部分と矩形部分との間の橋渡しとして作用することである。
【００４０】
上記例で示したように、直線状折目は折曲げ角が変化しており、かつ曲線状折目は、直線状折目から曲線状折目へ遷移し、固有の機械的ストレスを受けない折シートを提供することを可能にする曲線に従う。
【００４１】
本願明細書に記載されている本発明の実施例は、1つの直線状折目と1つの曲線状折目を有するが、もちろん複数の折目を有している絞り部分を製造することも可能である。各々の折目が、方程式(4)のデザインルールに従う限り、いかなる数の直線状折目および曲線状折目、またはそれらの組合せも提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のディスプレイ装置の横断面図を線図的に示す。
【図２】本発明の絞り装置に取り付けられるマスクの斜視図を線図的に示す。
【図３】本発明の絞り部の斜視図を線図的に示す。
【図４ａ】本発明の絞り部の側面図を線図的に示す。
【図４ｂ】図4aの絞り部の斜視図を線図的に示す。
【図４ｃ】図4a図4bの絞り部の横断面図を線図的に示す。
【図４ｄ】図4a図4bの絞り部の横断面図を線図的に示す。
【符号の説明】
【００４３】
101  ディスプレイ管
102  電極システム
103  電子ビーム
104,201  シャドウマスク
105  偏向コイル
106  絞り装置
107,203  吊下げ素子
108  発光スクリーン
109,204  裾部
202,300  絞り部
301  第1の平坦部
302  第1の直線状折目
303  第1の曲線部
304  曲線状折目
305  第2の曲線部
401  平坦部
402  直線状折目
403  第1の曲線部
404  曲線状折目
405  第2の曲線部
【図１】
2004522270.tif 000004
【図２】
2004522270.tif 000005
【図３】
2004522270.tif 000006
【図４ａ】
2004522270.tif 000007
【図４ｂ】
2004522270.tif 000008
【図４ｃ】
2004522270.tif 000009
【図４ｄ】
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【国際公開パンフレット】
2004522270.tif 000011
2004522270.tif 000012
2004522270.tif 000013
2004522270.tif 000014
2004522270.tif 000015
2004522270.tif 000016
2004522270.tif 000017
2004522270.tif 000018
2004522270.tif 000019
2004522270.tif 000020
2004522270.tif 000021
2004522270.tif 000022
2004522270.tif 000023
2004522270.tif 000024
2004522270.tif 000025
2004522270.tif 000026
2004522270.tif 000027
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004522270.tif 000028
【国際調査報告】
2004522270.tif 000029
2004522270.tif 000030
2004522270.tif 000031