(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体スクリーンを有するパネルと、前記パネルに真空状態に封合されたファンネルと、前記ファンネルのネック部に位置し、前記蛍光体スクリーンを発光させる電子ビームを発射する電子銃と、前記ファンネルのヨーク部に位置し、前記電子ビームを偏向させる偏向ヨークと、前記パネル内面の蛍光体スクリーンに対して一定間隔をおいて配置されて色選別の機能を行うシャドウマスクと、前記シャドウマスクに張力を印加し、支持するフレームと、を備え、
前記パネルと前記ファンネルとが封合されるシールラインのなす平面から前記ファンネルのヨークラインのなす平面までの管軸上距離をＬとし、前記シールラインから管軸までの長さをＬ’とし、前記シールラインのなす平面からヨーク部方向に管軸上距離Ｌ×０．６７に位置するファンネルのシール応力調節線から管軸までの長さをＡとし、前記Ｌ’とＡの差をＳとするとき、
0.12×L' < S < 0.27×L'
である相関関係を有することを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】
対角有効面末端と、管軸と基準線との交差点を連結した直線が、前記管軸と５０〜７０°の角度をなすことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項３】
内面に蛍光体スクリーンを有するパネルと、前記パネルに真空状態に封合されたファンネルと、前記ファンネルのネック部に位置し、前記蛍光体スクリーンを発光させる電子ビームを発射する電子銃と、前記ファンネルのヨーク部に位置し、前記電子ビームを偏向させる偏向ヨークと、前記パネル内面の蛍光体スクリーンに対して一定間隔をおいて配置されて色選別の機能を行うシャドウマスクと、前記シャドウマスクに張力を印加し、支持するフレームとを備え、
前記パネルと前記ファンネルとが封合されるシールラインのなす平面から前記ファンネルのヨークラインのなす平面までの管軸上距離をＬとし、前記シールラインから管軸までの長さをＬ’とし、前記シールラインのなす平面からヨーク部方向に管軸上距離Ｌ×０．８６に位置するファンネルのヨーク応力調節線から管軸までの距離をＢとし、前記Ｌ’とＢとの差をＹとするとき、
0.46×L' < Y < 0.57×L'
である相関関係を有することを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項４】
対角有効面末端と、管軸と基準線との交差点を連結した直線が、前記管軸と５０〜７０°の角度をなすことを特徴とする請求項３記載のカラー陰極線管。
【請求項５】
内面に蛍光体スクリーンを有するパネルと、前記パネルに真空状態に封合されたファンネルと、前記ファンネルのネック部に位置し、前記蛍光体スクリーンを発光させる電子ビームを発射する電子銃と、前記ファンネルのヨーク部に位置し、前記電子ビームを偏向させる偏向ヨークと、前記パネル内面の蛍光体スクリーンに対して一定間隔をおいて配置されて色選別の機能を行うシャドウマスクと、前記シャドウマスクに張力を印加し、支持するフレームとを備え、
前記パネルと前記ファンネルとが封合されるシールラインのなす平面から前記ファンネルのヨークラインのなす平面までの管軸上距離をＬとし、前記シールラインから管軸までの長さをＬ’とし、前記シールラインのなす平面からヨーク部方向に管軸上距離Ｌ×０．６７に位置するファンネルのシール応力調節線から管軸までの長さをＡとし、前記シールラインのなす平面からヨーク部方向に管軸上距離Ｌ×０．８６に位置するファンネルのヨーク応力調節線から管軸までの距離をＢとし、前記Ｌ’とＡとの差をＳとし、前記Ｌ’とＢとの差をＹとするとき、
0.12×L' < S < 0.27×L'
および、0.46×L' < Y < 0.57×L'
である相関関係を有することを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項６】
対角有効面末端と、管軸と基準線との交差点を連結した直線が、前記管軸と５０〜７０°の角度をなすことを特徴とする請求項５記載のカラー陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー陰極線管に関し、特に、ファンネルの構造を最適化することによって陰極線管のスリム化を具現し、これによって発生する内部真空圧による応力を低減できるカラー陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、一般のカラー陰極線管の構造を示す部分断面図である。
【０００３】
図１を参照すれば、カラー陰極線管は、テレビジョン受像機またはコンピュータモニターのような映像表示装置で画像が具現される主要構成部であって、大きく、前面に設けられるパネル１と、前記パネル１の後方に設けられるファンネル２とからなる。
【０００４】
また、前記パネル１とファンネル２によって区画された内部には、所定の発光機能を行う蛍光面４と、前記ファンネル２のネック(neck)部１３に内設されて前記蛍光面４を発光させるための電子ビーム６を発射する電子銃(図示せず)と、前記所定の蛍光面４を発光させるように色を選別するシャドウマスク３と、前記シャドウマスク３に張力を印加するメインフレーム７とこのメインフレームを支持するサブフレーム８とから構成されたフレームと、前記フレームが前記パネル１に結合されるように前記メインフレーム７の側面に設けられているバネ９と、外部地磁界が遮蔽されるように前記サブフレーム８に溶接して固定されているインナシールド１０と、前記パネル１の側面部の周りに設けられて外部衝撃を防ぐ補強バンド１２と、がさらに含まれる。
【０００５】
また、前記ファンネル２のネック部１３外側には電子銃(図示せず)から発射された電子ビーム６を上下および左右に偏向させる偏向ヨーク５と、発射された電子ビーム６が正確に所定の蛍光体に撃たれるようにその進行軌道を修正する２、４、６極のマグネット１１が備えられて色純度の不良を防止する。
【０００６】
一般のカラー陰極線管の製作工程は、大きく前工程と後工程に区分されるが、前記前工程はパネルの内面に蛍光面を塗布する過程であり、後工程はさらに次の諸工程からなる。
【０００７】
つまり、前記後工程では、まず、蛍光面が塗布され、内部にマスクアセンブリの内装されたパネルとシール面にフリットの塗布されたファンネルとが高温の炉工程で接合されるシーリング(Sealing)工程を経、続いて封止工程ではファンネルのネック部の内面に電子銃を挿入し、排気工程を通じて陰極線管内部を真空状態に作った後、封入する。
【０００８】
このとき、陰極線管が真空状態になると、パネルとファンネルは高い引張応力および圧縮応力を受けることになる。
【０００９】
したがって、前記のように排気工程の後にパネル前面にかかる高応力を分散させるための補強バンドが付着される補強工程を行い、これで陰極線管が完成される。
【００１０】
図２は、パネルおよびファンネルガラスの主要部を定義した図。
【００１１】
図２を参照すれば、シールラインとは、パネルとファンネルとが封合される部分のことをいい、ファンネルのヨークラインとは、ファンネルでボディ部とヨーク部(偏向ヨークが位置する部分)が結合される部分であって、電子ビーム偏向のための偏向ヨークが最大限パネルの方向に位置する線のことをいう。
【００１２】
従来のファンネル、特に、全長の短い陰極線管のファンネルでは、パネルとファンネルとが封合される部分であるシールライン(Seal Line)と、ボディ部とヨーク部(偏向ヨークが位置する部分)が結合される部分であるファンネルのヨークラインで高い引張応力を表した。
【００１３】
一方、陰極線管のスリム化は、余裕空間の確保という次元からデジタル化とともにより重要な要素となってきている。
【００１４】
このようにスリム化する場合、既存の陰極線管の構造に比べて体積は小さくなるものの真空程度は同一なため、体積が減少しただけガラスにおいて真空による応力負担は当然大きくなってしまう。
【００１５】
また、スリム化する場合、高応力形成はパネル部よりかえって相対的に厚さの薄いファンネル部で生じる。前述の如く、特に、パネルとファンネルとが接合されるシールライン部は高い引張応力が形成されるため、熱工程で破損されやすい。
【００１６】
陰極線管の全長を縮める方法は、パネルの全長を縮める方法とファンネルボディ(Body)の全長を縮める方法があるが、実際にはファンネルのボディ部を縮めるのが好ましい。
【００１７】
なぜなら、前述したように排気工程でシールライン部には真空によって高い引張応力が形成されるが、このとき、相対的に厚さの薄いファンネルはそのまま置き、パネルの全長のみを縮めるということは好ましくないからである。また、パネルの全長が短くなるとバンドを締め付ける空間が足りなくてなってバンド設計に際してバンド幅が狭くなり得、これにより締め付け張力の不足によるバンド効果低減の恐れがあるからである。
【００１８】
図３は、排気工程の後陰極線管内部が真空状態となるとき、パネルおよびファンネルガラスに加えられる応力の分布を示すものであって、点線は圧縮応力を、実線は引張応力を表す。
【００１９】
ガラスが外部から衝撃を受けると、クラック(crack)が発生してしまうが、この際にガラス表面に印加された引張応力は前記クラックの進行を加速させる以外に、その強度が大きい場合にはガラスを完全に破壊させる恐れもある。したがって、圧縮応力は、クラックがそれ以上進行されないようにする役割を果たす。
【００２０】
即ち、図３に示すように、パネルのセンタ部、スカート中央およびファンネルの中央には圧縮応力が加えられることから比較的衝撃に強いが、パネルのコナー部およびシールライン部には引張応力が加えられるので衝撃に敏感となる。
【００２１】
このようにガラスに発生する高い引張応力を低減するか、或いはそれに対応する方法として、パネルにおいては補強バンドを装着するとか、ガラスを熱処理して表面の物理的強度を高めた強化ガラスを使用するとか、パネル表面にフィルムを付着するとかの方法などが使用されてきた。しかし、ファンネルにおいては補強バンドの装着に対する効果が微弱であることは勿論、強化熱処理を施した強化ガラスを使用した例もない。
【００２２】
したがって、ファンネルの耐衝撃性を確保し、応力を低減できる技術的対策が必要な現状と言える。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ファンネルの構造を最適化することによって陰極線管のスリム化を具現し、これによって発生する内部真空圧による応力を有効に低減できるカラー陰極線管を提供することをその目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の好ましい実施例によれば、カラー陰極線管の前面に置かれるパネルは内面に蛍光体スクリーンを有し、ファンネルは前記パネルに真空状態に封合され、前記ファンネルのネック部には前記蛍光体スクリーンを発光させる電子ビームを発射する電子銃が位置し、前記ファンネルのヨーク部には前記電子ビームを偏向させる偏向ヨークが位置し、前記電子ビームの色を選別するシャドウマスクは前記パネル内面の蛍光体スクリーンに対して一定間隔をおいて配置され、前記シャドウマスクに張力を印加し、支持するフレームが前記シャドウマスクの後方に位置し、前記パネルと前記ファンネルとが封合されるシールラインのなす平面から前記ファンネルのヨークラインのなす平面までの管軸上距離をＬで、前記シールラインから管軸までの長さをＬ’で、前記シールラインのなす平面からヨーク部方向にＬ×０．６７の位置におけるシール応力調節線から管軸までの長さをＡで、前記シールラインのなす平面からＬ×０．８６の位置におけるヨーク応力調節線から管軸までの長さをＢで、前記Ｌ’とＡとの差をＳで、前記Ｌ’とＢとの差をＹで表すとき、下記の相関関係を有することを特徴とする。
【００２５】
0003844722.tif 000002
また、対角有効面末端と管軸上のガラス設計の基準点を連結した直線が管軸となす角度が５０〜７０°であることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面に参照しつつ詳細に説明する。
【００２７】
図４の（ａ）と（ｂ）は、仮想のファンネル形状を示す図であって、ファンネルボディ部の極端的な外郭曲率の二つの形態を示す図である。
【００２８】
図４（ａ）は、チューブが真空状態の場合、シールライン部の真空応力は大きくなるもののヨークライン部の真空応力が低くなる形状(以下、‘比較形状１’と称する)を表し、図４（ｂ）は、シールライン部の真空応力は低くなるもののヨークライン部の真空応力が大きくなる形状(以下、‘比較形状２’と称する)を表している。
【００２９】
特に、やや誇張して言えば、比較形状１はシールライン末端とヨークライン末端を直線に連結した断面の曲率として考えられ、比較形状２はシールライン末端とヨークライン末端を膨らんだ曲線で連結した断面曲率として考えられる。
【００３０】
また、図５は、図４（ａ）および図４（ｂ）の各比較形状の主要部に対する応力値をシミュレーションしたものである。
【００３１】
通常、ガラス設計時には真空による引張応力を十分に考慮しなくてはならないが、従来はガラスの限界応力値を１２MPa以下に設計した。
【００３２】
しかし、比較形状１の場合はシールライン部で１５．３MPaの応力が加えられたし、比較形状２の場合はヨークライン部で２１．１MPaの応力が加えられたため、１２MPaの限界応力値を有する従来のガラスでは応力を効果的に低減できないことは勿論、このように高い応力が発生すると、製造工程上においても多くの難しさが起こってしまう。
【００３３】
したがって、陰極線管のスリム化の設計に当って前記比較形状のようなファンネルボディ部形状の比率を適用すると、応力低減を効果的に実現できない問題点がある。
【００３４】
図６は、本発明のファンネル形状を示すものである。
【００３５】
図６を参照すれば、本発明のボディ部曲率は結果的に比較形状１と比較形状２の両曲率との間に形成されることがわかる。
【００３６】
本発明のファンネル形状についてさらに具体的に説明すれば次のようである。
【００３７】
図７は、本発明のファンネル形状を具体的に説明するための要素を示すものである。
【００３８】
図７に示すように、シールラインからヨークラインまでの管軸上の長さをＬで、前記シールラインから管軸までの長さをＬ’で表す。
【００３９】
また、前記シールラインのなす平面からヨーク部方向に管軸上の距離Ｌ×０．６７に位置するファンネルの部分をシール応力調節線といい、前記シールラインのなす平面からヨーク部方向に管軸上の距離Ｌ×０．８６に位置するファンネルの部分をヨーク応力調節線といい、前記シール応力調節線およびヨーク応力調節線から管軸までの長さをそれぞれＡ、Ｂで、Ｌ’とＡとの差をＳで、Ｌ’とＢとの差をＹで表す。
【００４０】
シール応力調節線で定義される‘Ｓ’の設計値を最適化することによってシールラインの高応力を低減し、また、その位置を制御することができる。前記シール応力調節線の長さを変化させながらシールラインに印加される高応力を測定した結果を表１に表す。
【００４１】
【表１】
0003844722.tif 000003
【００４２】
また、表１による結果をグラフ化すると、図８のようになる。
【００４３】
また、ヨーク応力調節線で定義される‘Ｙ’の設計値を最適化することによってヨークライン周囲の高応力を低減することができる。前記ヨーク応力調節線の長さを変化させながらヨークラインに印加される高応力を測定した結果を表２に表す。
【００４４】
【表２】
0003844722.tif 000004
【００４５】
また、表２による結果をグラフ化すると、図９のようになる。
【００４６】
特に、本発明はシールラインおよびヨークラインに印加される高応力を低減するために、シールライン部の許容応力は最大１１．５MPa以下を基準とし、ヨークライン部の許容応力は最大１０MPa以下を基準とした。
【００４７】
つまり、下記のような相関関係を有するように最適設計した。
【００４８】
0003844722.tif 000005
式中、Ｓは、Ｌ’とＡとの差であってシール応力調節線上に位置し、Ｙは、Ｌ’とＢとの差であってヨーク応力調節線上に位置する。
【００４９】
すなわち、ＳがＬ’の１２〜２７％の範囲内にあり、ＹがＬ’の４６〜５７％の範囲内にあると、シールラインおよびヨークラインに印加される高応力を低減できるのである。
【００５０】
図１０は、本発明のファンネル形状に対する応力値のシミュレーション結果を示すものである。ここで、青色は圧縮応力を、赤色は引張応力を表す。
【００５１】
図１０を参照すれば、本発明では真空のとき発生するシールラインの高応力が従来よりシールライン下端のボディ部に移動したことがわかる。
【００５２】
ここで、スリム化された陰極線管に図４（ａ）および図４（ｂ）の各比較形状と本発明のファンネル形状を適用し、それらの応力値を比べた結果を表すと下記の表３のようになる。
【００５３】
【表３】
0003844722.tif 000006
【００５４】
したがって、本発明は、比較形状１に比べて(15.3‐11.5)/15.3=0.25、つまり２５％の応力減少効果が得られた。
【００５５】
また、比較形状２に比べては(21.1‐10.0)/21.1=0.53、つまり５３％の応力減少効果が得られた。
【００５６】
本発明は、図２で対角有効面末端と、管軸と基準線との交差点（基準点）を連結した直線が、前記管軸となす角度θが５０〜７０°である陰極線管を対象として実験したものであるが、前記範囲を外れる陰極線管にも本発明のファンネルを適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
上述の如く、本発明は、シール応力調節線およびヨーク応力調節線の長さを調節することによって従来の応力が集中していたシールラインおよびヨークライン付近での応力を低減できる効果がある。
【００５８】
また、真空によるファンネルでの高応力発生を低減することによって耐衝撃性を確保し、且つ工程上の歩留まりも上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般のカラー陰極線管の構造を示す部分断面図である。
【図２】パネルおよびファンネルガラスの主要部を定義した図である。
【図３】真空のとき応力が加えられることを示す図である。
【図４】本発明の比較例であって、仮想のファンネル形状を各々示す図である。
【図５】仮想のファンネル形状の主要部に対する応力値を示す図である。
【図６】本発明のファンネル形状を示す図である。
【図７】本発明の要素を定義した図である。
【図８】Ｓの比率にしたがってシールラインに印加される応力値を示すグラフである。
【図９】Ｙの比率にしたがってヨークラインに印加される応力値を示すグラフである。
【図１０】本発明の応力分布を示す図である。
【符号の説明】
１…パネル
２…ファンネル
３…シャドウマスク
４…蛍光面
５…偏向ヨーク
７…メインフレーム
【図１】
0003844722.tif 000007
【図２】
0003844722.tif 000008
【図３】
0003844722.tif 000009
【図４】
0003844722.tif 000010
【図５】
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【図６】
0003844722.tif 000012
【図７】
0003844722.tif 000013
【図８】
0003844722.tif 000014
【図９】
0003844722.tif 000015
【図１０】
0003844722.tif 000016