(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板に形成された多数の開孔と、縦方向に隣接する前記開孔間のブリッジとを有するシャドウマスクを備えた陰極線管であって、
前記シャドウマスクは、縦方向に引張力が加わった状態で、支持体間に架張保持されており、
前記シャドウマスクには、前記開孔の横方向の両端部から前記開孔内に突出した突出部が形成され、
前記突出部が形成された前記開孔の列が、２列以上連続して形成されており、
前記突出部の先端部は、前記突出部の根元部に比べて幅が広いことを特徴とする陰極線管。
【請求項２】
前記突出部は、前記根元部から前記先端部へ行くにつれて徐々に幅が広がっている請求項１に記載の陰極線管。
【請求項３】
前記突出部は、前記先端部が前記根元部に対して縦方向に延出している請求項１に記載の陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ受像機、コンピューター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。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラー陰極線管の一例の断面図を図４に示す。本図に示したカラー陰極線管１は、内面に蛍光体スクリーン面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、ファンネル３のネック部３ａに内蔵された電子銃４と、フェイスパネル２の内部に蛍光体スクリーン面２ａに対向して設けられたシャドウマスク６と、これを固定するマスクフレーム７とを備えている。また、電子ビームを偏向走査するために、ファンネル３の外周面上には偏向ヨーク５が設けられている。
【０００３】
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。シャドウマスク６には、平板に略スロット形の電子ビーム通過孔である開孔がエッチングにより多数形成されている。
【０００４】
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、シャドウマスクの温度上昇による熱膨張を吸収できるような張力（テンション）をあらかじめ加えて、シャドウマスクをマスクフレーム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、シャドウマスクの温度が上昇しても、シャドウマスクの開孔と蛍光体スクリーン面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。
【０００５】
図５に、主に画面垂直方向に張力をかけるシャドウマスクの一例の平面図を示す。図の矢印ｘ方向が画面水平方向で、矢印ｙ方向が画面垂直方向である。開孔８は一定のピッチで形成されている。９で示した各開孔８間の部分がブリッジと呼ばれている。ブリッジ幅は、シャドウマスクの機械的強度に影響し、ブリッジ幅が狭くなると、特に水平方向の引張に弱くなる。機械的強度を向上させるためにブリッジ幅を大きくすると開孔の開口面積が狭くなるため、輝度特性が低下してしまう。
【０００６】
また、前記のように、ブリッジ幅は、機械的強度、輝度特性と関係しているが、ブリッジの縦ピッチは、シャドウマスクのドーミング量とも関係している。シャドウマスクは主に縦方向に引張られており、縦方向への熱膨張は張力によって吸収されるが、横方向への熱膨張はブリッジによって横へ伝わるからである。
【０００７】
図６に、ブリッジの縦ピッチとドーミング量との関係の一例（ここでは、２５インチテレビ用陰極線管の例）を示す。本図から、ブリッジの縦ピッチを大きくするほど、ドーミング量を小さくできることが分かる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来のカラー陰極線管には以下のような問題があった。ブリッジの縦ピッチを大きくすれば、ドーミング量を小さく抑えることができる。しかしこの場合は、一定間隔で並んだ電子ビームの走査線（輝線）と、シャドウマスクの電子ビーム通過孔の規則正しいパターンとの相互干渉縞であるモアレ縞が発生し易く、画質劣化の一因となるという問題があった。
【０００９】
また、ブリッジの縦ピッチを大きくすると、ブリッジ自身が画面上に点在して見えるという問題も生じる。また、ブリッジが積み重なった模様（ブリック状模様）として認識される場合もある。
【００１０】
逆に、ブリッジの縦ピッチを小さくすれば、モアレ縞は十分に抑制され、ブリッジ自身が目立つこともなくなる。しかし、走査線の遮蔽面積が大きくなり輝度特性が低下するとともに、ドーミング量も大きくなる。すなわち、ドーミング量の抑制と、モアレ縞発生の抑制とを両立させることは、困難であった。
【００１１】
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、テンション方式のシャドウマスクにおいて開孔内に互いに対向する突出部を形成することにより、ドーミング量の抑制と、モアレ縞発生の抑制とを両立させた陰極線管を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の陰極線管は、平板に形成された多数の開孔と、縦方向に隣接する前記開孔間のブリッジとを有するシャドウマスクを備えた陰極線管であって、前記シャドウマスクは、縦方向に引張力が加わった状態で、支持体間に架張保持されており、前記シャドウマスクには、前記開孔の横方向の両端部から前記開孔内に突出した突出部が形成され、前記突出部が形成された前記開孔の列が、２列以上連続して形成されており、前記突出部の先端部は、前記突出部の根元部に比べて幅が広いことを特徴とする。前記のような陰極線管によれば、先端部が根元部に比べて幅が広い突出部が形成されているので、ブリッジの縦ピッチを大きくしたままで、ブリッジの縦ピッチが小さい場合と同様にモアレ縞発生を抑制することができる。また、対向する一対の突出部の先端間は、分離しているので、横方向の熱膨張が突出部同士では伝わらず、ドーミングを防止することができる。すなわち、ドーミング量の抑制と、モアレ縞発生の抑制とを両立させることができる。
【００１３】
前記陰極線管においては、前記突出部は、前記根元部から前記先端部へ行くにつれて徐々に幅が広がっていることが好ましい。
【００１４】
また、前記突出部は、前記先端部が前記根元部に対して縦方向に延出していることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。図４を用いて説明したカラー陰極線管の各構成は、本実施形態でも同様であるので、その説明は省略する。
【００１６】
図１に、色選別電極の一実施形態の斜視図を示している。マスクフレーム１０は、長方形状の枠体で、長辺フレームである対向する一対の支持体１１に短辺フレームである一対の弾性部材１２が固定されている。シャドウマスク１３は、電子ビーム通過孔である開孔１４がエッチングにより形成されている。本図の開孔１４は、後に詳細を説明する突出部の図示は省略している。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１３は主に矢印Ｙ方向に引張力が加わった状態で、支持体１１間に架張保持されている。
【００１７】
図２（ａ）に、シャドウマスクの一実施形態の平面図を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大した図である。図２（ｃ）は、突出部２２の拡大図である。図の縦方向が画面垂直方向で、横方向が画面水平方向である。縦方向に隣接する開孔２０は、ブリッジ２１でつながっている。開孔２０内には、一対の突出部２２が複数形成されている。これら一対の突出部２２は、開孔２０の横方向の両端部から突出しており、突出部２２の各先端部は対向している。突出部２２の各先端部同士は分離しているので、これら一対の突出部２２の形成部分では、開孔２０が狭められた状態になっている。
【００１８】
ここで、図６に示したブリッジの縦ピッチとドーミング量との関係図から分かるように、ブリッジの縦ピッチを大きくすれば、ドーミング量を小さく抑えることが可能になる。また、ブリッジの縦ピッチを大きくすれば、開孔の開口面積も増加するので、輝度特性も向上する。しかし、このようにブリッジの縦ピッチを大きくすると、モアレ縞発生の原因となってしまい、モアレ縞発生の抑制のためには、ブリッジの縦ピッチを小さくする必要がある。
【００１９】
また、例えば輝度特性の低下を抑えるために、ブリッジの面積を小さくすれば、機械的強度が不足し、特に縦方向の応力に付随した横方向の応力によってブリッジが破れ、シャドウマスクのしわの原因になってしまう。
【００２０】
この問題を解決するのが、本実施形態に係る一対の突出部２２である。図２（ｂ）（ｃ）に示したように、突出部２２の縦方向の上下辺２２ａと２２ｂとの間の距離は、突出部２２の根元部２２ｃから先端部２２ｄに行くにつれて徐々に広がってる。したがって、突出部を点線２４で示したような矩形状に形成した場合と比べて、対向する突出部の先端同士間の空隙部２３近傍で電子ビームを遮蔽する面積が広くなる。
【００２１】
電子ビームをより多く遮蔽するためには、単に突出部の幅を全体的に広くすればよいのであるが、本実施形態では突出部の幅を全体的に広くするのではなく、先端部で根元部よりも広くしている。このようにすることにより、空隙部で電子ビームの遮蔽がなされなくてもそのすぐ近傍で電子ビームを多く遮蔽する構成となるので、突出部による電子ビーム遮蔽効果を確実に得ることができ、しかも、このように遮蔽効果を確保しながら、できるだけ輝度低下を小さく抑えることができる。
【００２２】
図３（ａ）には、シャドウマスクの別の実施形態を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）の一部を拡大した図であり、図３（ｃ）は突出部の拡大図を示している。図３（ｂ）、（ｃ）に示したように、突出部２５の先端部２５ｂ側には、根元部２５ａに対して縦方向に延出した延出部２５ｃが形成されている。
【００２３】
図３に示した突出部２５も、図２に示した突出部２２と同様に、突出部の幅を全体的に広くするのではなく、先端部２５ｂで根元部２５ａよりも広くしており、すなわち輝度低下をできるだけ抑えながら空隙部２３近傍で電子ビームを遮蔽する面積を大きくして、電子ビーム遮蔽効果を確実に得て、モアレ縞発生の抑制を図っている。
【００２４】
このように、図２、３に示したような突出部を開孔内に形成したことにより、ブリッジの縦ピッチを大きくしたままで、ブリッジの縦ピッチを小さくしてブリッジ数を増やした場合と同様にモアレ縞発生を抑制することができる。
【００２５】
また、前記のような本実施形態の突出部２２、２５では対向する一対の突出部の先端間は、分離しているので、横方向の熱膨張が突出部同士では伝わらず、ドーミングを防止することができる。すなわち、本実施形態によれば、主に縦方向に張力をかけるシャドウマスクのドーミング量の抑制と、モアレ縞発生の抑制とを両立させることができる。
【００２６】
また、モアレ縞発生の抑制のためには、横方向に隣接する開孔列の間でブリッジ及び突出部を、横方向に位置をずらすことが好ましい。このような位置のずらしにより、走査線と開孔パターンとの相互干渉を抑制できるので、モアレ縞発生の抑制に、より効果的である。隣接するブリッジの位置のずれ量ｄ（図２、３）は、小さいほど、同一水平線上において隣接するブリッジ間の距離が長くなるので、水平方向のモアレ縞発生の抑制には有効である。ただし、位置のずれ量は小さくなり過ぎると、斜め方向のモアレ縞が目立つようになる。このため、位置のずれ量ｄは開孔２０の縦ピッチＰ（ブリッジ２１の縦ピッチ）の１／２から１／５の範囲内が好ましい。
【００２７】
また、突出部２２、２５の縦ピッチｅは１ｍｍ以下で、開孔２０の縦ピッチＰは、１．５〜３０ｍｍの範囲内であることが好ましい。この理由は、以下の通りである。
【００２８】
開孔内に突出部を有しない陰極線管において、モアレ波長をλ、ブリッジの縦ピッチをａ、走査線間隔をｓ、モアレモード次数をｎとすると、
λ＝１／（ｎ／２ｓ−ｓ／ａ）
の関係がある。
【００２９】
複数放送方式の場合、各放送形式に対して、モアレ縞発生の抑制を一つのシャドウマスク構造でまかなうためには、ｓ／ａの値は、ＮＴＳＣでは９／８、ＰＡＬでは１１／８が妥協値である。このため、ブリッジの縦ピッチａが１ｍｍ以下であれば、複数放送方式の場合であっても、一つのシャドウマスク構造でモアレ縞発生を抑制するための解を見出すことができる。
【００３０】
すなわち、ブリッジの縦ピッチａを、本発明の突出部２２、２５の縦ピッチｅに置き換えてみれば、モアレ縞発生の抑制のためには、縦ピッチｅは１ｍｍ以下が好ましいことになる。
【００３１】
また、開孔２０の縦ピッチＰについては、前記のような範囲であれば、図６に示したように、ドーミング量を９０μｍ程度より小さくすることができる。さらに、一定の輝度特性及び機械的強度を確保しつつ、シャドウマスクの振動を実用範囲内に抑えることができる。
【００３２】
すなわち、縦ピッチＰが小さ過ぎるとドーミング量が大きく、輝度特性も確保できず、逆に大き過ぎるとドーミング量は小さくなるが、機械的強度が不足し振動も大きくなってしまう。前記のような範囲内であれば、振動については、プレス成形による従来のプレスマスク程度に抑えることができる。
【００３３】
さらに、突出部２２、２５の一対分の面積は、ブリッジ２１の１個分の面積の２０〜１２０％の範囲内であることが好ましい。このような範囲が好ましいのは、突出部の面積がブリッジに対して小さ過ぎると、モアレ縞発生の抑制が十分でなく、逆に大き過ぎると、輝度特性が低下するからである。
【００３４】
本実施形態では、一対の突出部は分離して形成され、先端部が互いに対向した配置となっており、このことは前記のような効果が得られることに加えて、地磁気特性が向上するという別の効果が得られる。
【００３５】
この地磁気特性の向上について、以下に説明する。陰極線管は、地磁気のような外部からの磁気によって、電子ビームが本来の軌道から大きくそれることのないよう、磁気シールド等の部品を用いて外部からの磁気を遮断している。一般に、電子ビームが地磁気によって作用されて色ずれが生ずることを地磁気特性という。色選別を行なうシャドウマスクもこの外部からの磁気を遮断して地磁気特性を向上させる役割を持っており、特に、陰極線管のパネルにほぼ鉛直に向かう地磁気を、シャドウマスクを伝わって沿面方向に流すことで、電子ビームに直接作用させないようにしている。
【００３６】
ここで、シャドウマスクのブリッジの縦ピッチが大きい場合に、開孔内に突出部を有さないシャドウマスクでは、地磁気はシャドウマスクの垂直方向には、流れ易いが、ブリッジが少ないため、水平方向には流れにくい。このため、特にフレームとシャドウマスクとが近づく周辺部などでは、シャドウマスクに溜まった地磁気が管内方向へ浮遊する場合が生じたり、また、開孔の面積が大きいため地磁気が直接孔を通り抜けることも多く、これらによって電子ビームの軌道が変化して色ずれが生じ易い。
【００３７】
これに対し、本実施形態では、開孔に互いに近づいて対向する突出部を備えることによって、対向し合う突出部同士が地磁気を渡す役割を果たすため、垂直方向の地磁気の流れに加え、水平方向へはブリッジ部分のみならず突出部でも地磁気が流れる。このため、地磁気が浮遊することがなくなり、また、開孔を通り抜けようとする地磁気をこの突出部で拾う効果もあるため、電子ビームが地磁気により受ける悪影響が少ない。したがって、地磁気による色ずれの少ない陰極線管を得ることができる。
【００３８】
図２に示した本実施形態の寸法の数値例としては、例えば、突出部２２の縦ピッチｅ＝０．６ｍｍ、開孔２０の縦ピッチｐ＝３ｍｍ、ブリッジ２１の縦方向の幅ｗ＝４０μｍ、開孔２０の横方向の幅ｓ＝２００μｍ、突出部２２の先端部２２ｂの幅ｂ２＝８０μｍ、根元部２２ｃの幅ｂ１＝４０μｍである。
【００３９】
なお、図２、３では、開孔２０の形状は矩形状の例を示しているが、これに限らず、コーナ部が丸みを帯びた形状でもよい。突出部２２の先端部２２ｄの両端部はエッジ形状のものを図示しているが、この両端部が丸みを帯びた形状でもよい。また、突出部２５の幅広部２５ｄは矩形状の例を示しているが、これに限らず、コーナ部が丸みを帯びた形状でもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の陰極線管によれば、幅広部を有した突出部が形成されているので、ブリッジの縦ピッチを大きくしたままで、ブリッジの縦ピッチが小さい場合と同様にモアレ縞発生を抑制することができる。また、対向する一対の突出部の先端間は、分離しているので、横方向の熱膨張が突出部同士では伝わらず、ドーミングを防止することができる。このため、ドーミング量の抑制と、モアレ縞発生の抑制とを両立させることができ、さらに地磁気特性も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る色選別電極の斜視図
【図２】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクの平面図
【図３】本発明の別の実施形態に係るシャドウマスクの平面図
【図４】カラー陰極線管の一例の断面図
【図５】従来のシャドウマスクの一例の平面図
【図６】ブリッジの縦ピッチとドーミング量との関係の一例を示す図
【符号の説明】
１０  マスクフレーム
１１  支持体
１２  弾性部材
１３  シャドウマスク
１４，２０，２５  開孔
２１  ブリッジ
２２，２５  突出部
【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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