JP2000011925A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フェースプレートを支える支持部材を所定位置
に精度よく配置可能な画像表示装置を提供することにあ
る。 【解決手段】真空外囲器のフェースプレート１とリアプ
レート３との間には、大気圧を支える複数の支持部材３
０が設けられている。各支持部材の先端面は蛍光体スク
リーン７を介してフェースプレートの内面に当接し、基
端は、リアプレートに接合された固定板２２に固定され
ている。固定板を構成する金属材料の熱膨張特性曲線
と、リアプレートを構成する材料の熱膨張特性曲線と
は、室温ないし封着作業温度の範囲中の連続した７０％
以上の区間で、熱膨張係数の差が５×１０^-7〜１５×１
０^-7／℃であり、この区間内において、両熱膨張特性曲
線の大小関係は入れ替わることなく一定の状態で推移す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フェースプレー
トの内面に形成された蛍光体スクリーンに、複数の電子
放出部から電子ビームを放出して画像を形成する陰極線
管に関し、特に、フェースプレートおよびリアプレー卜
に加わる大気圧を支える支持部材を備えた画像表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高品位放送用あるいはこれに伴う
大画面をもつ高解像度の画像表示装置が望まれており、
そのスクリーン表示性能については一段と厳しい性能が
要望されている。これらの要望を達成するためには、ス
クリーン面の平坦化、高解像度化が必須であり、同時に
軽量、薄型化も図る必要がある。

【０００３】上記要望を達成する画像表示装置として、
特開平５−３６３６３号公報には、フェースプレートを
平坦にしこのフェースプレートの内面に形成された一体
構造の蛍光体スクリーンを設け、複数個の電子銃から射
出される電子ビームを複数個の偏向装置によって偏向す
ることにより蛍光体スクリーンを複数個の領域に分割し
て走査するようにした陰極線管が示されている。

【０００４】この陰極線管では、側壁を介して対向配置
された平坦なフェースプレートおよび平坦なリアプレー
トと、リアプレートに形成された複数個の開孔のまわり
に接合された複数個のファンネルと、を有する真空外囲
器を備えている。フェースプレートの内面には一体化構
造の蛍光体スクリーンが形成されている。また、各ファ
ンネルの外側には偏向装置が装着されているとともに、
各ファンネルのネック内には電子銃が配設されている。

【０００５】上記構成の陰極線管によれば、それぞれの
電子銃から放出される電子ビームを対応するそれぞれの
偏向装置の発生する磁界により偏向し、蛍光体スクリー
ンを対応する複数個の領域に分割して走査する。この分
割走査により蛍光体スクリーン上に描かれる画像は、電
子銃や偏向装置に印加される信号により繋がり、蛍光体
スクリーンの全面に切れ目や重複のない１つの大きな画
像を再生する。

【０００６】上記構成の陰極線管によれば、軽量、薄型
化、スクリーン面の平坦化が達成できる。また、薄型化
により電子銃から蛍光体スクリーンまでの距離が短縮さ
れ、電子レンズの倍率を小さくすることができる。その
結果、蛍光体スクリーン上の電子ビームのスポット径が
小さくなり、高解像度化を図ることができる。

【０００７】また、上記陰極線管では、真空外囲器に加
わる大気庄荷重を支えるため、フェースプレートとリア
プレートとの間に複数個の支持部材が配置されている。
各支持部材の基端は、フリットガラスによる封着やレー
ザー溶接などの方法を用いてリアプレートに固定され、
また、先端は楔状に加工されて蛍光体スクリーンの黒色
光吸収層に当接している。

【０００８】すなわち、カラー陰極線管において、蛍光
体スクリーンは、青、緑、赤に発光する垂直方向に細長
いストライプ状の３色蛍光体層と、３色蛍光体層の隙間
を埋めるブラックストライプとで構成されている。各支
持部材は、その楔状先端部の長さ方向がブラックストラ
イプの長手方向と一致するようにその中心線上に位置
し、少なくともブラックストライプの幅方向にはみ出さ
ないように蛍光体スクリーンの分割領域の境界部に配置
されている。

【０００９】例えば、３色蛍光体層の配列ピッチが０．
６ｍｍ、ブラックストライプの面積率を５０％とする
と、ブラックストライプの幅は０．１ｍｍとなり、支持
部材の先端部の幅は０．０１ｍｍ以下に形成することが
望まれる。支持部材の楔状先端部を０．０１ｍｍ以下に
研磨加工することは可能であるが、支持部材を外囲器の
内側に配置するためには、フェースプレート、側壁、リ
アプレートなどを接合して外囲器を形成する前に配置し
なければならず、しかもブラックストライプに対して±
０．０３ｍｍ程度の高い精度で配置する必要がある。

【００１０】支持部材の取付方法として、支持部材の基
端をフリットガラスにより直接リアプレートに固定する
ことが考えられる。しかし、この場合、フリットガラス
を溶着して固定するためには、位置決め治具により位置
決めした各部材を数１００℃の高温に加熱する必要があ
り、その際、温度分布のばらつきが生じ、複数の支持部
材を所望の精度に配置できない恐れがある。

【００１１】そこで上記問題を解決する方法として、特
開平５−２４２８２６号に開示されている方法では、リ
アプレートおよびフリットガラスと熱膨張特性曲線を合
わせた固定部材を予めリアプレート内面に接合し、この
固定部材に支持部材を固定している。この場合、例え
ば、レーザー溶接により、低温度で、つまり、熱膨張や
熱収縮を無視できる低い温度で、支持部材を固定部材に
固定できるため、従来フリットガラスの溶融時の温度の
バラツキのために生じた支持部材の固定精度の低下を防
止しすることが可能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、固定部
材を用いた場合、支持部材の固定精度向上を図ることが
できるが、支持部材周辺部のリアプレートとの接地面積
が増加するため、固定部材をリアプレートに固定する際
や、外囲器全体が後工程で加熱された場合、固定部が受
ける熱履歴による熱歪みの影響も大きくなる。

【００１３】すなわち、固定部材とリアプレートとの熱
膨張特性曲線の相違により、製造工程時、固定部材とリ
アプレートとの接合部で熱履歴による熱歪みの影響が大
きくなり、固定部材の剥がれや、リアプレートの割れが
発生してしまう。そして、このような状態では、各支持
部材を所望の精度でリアプレートに固定することも困難
となる。

【００１４】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、フェースプレートの内面に形成された
蛍光体スクリーンを複数の領域に分割して走査する方式
の画像表示装置において、フェースプレートを支える支
持部材を所定位置に精度よく配置可能な画像表示装置を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る画像表示装置は、実質的に矩形状の
フェースプレートと、上記フェースプレートに対向して
設けられた実質的に矩形状のリアプレートと、上記フェ
ースプレートの内面に形成された蛍光体スクリーンと、
を有する真空外囲器と、上記リアプレートに設けられ、
上記蛍光体スクリーンに向けて電子を放出する複数の電
子放出部と、上記フェースプレートと上記リアプレート
との間に配置され上記フェースプレートおよび上記リア
プレートに加わる大気圧を支える複数の支持手段と、を
備えている。

【００１６】そして、上記支持手段は、上記リアプレー
トに接触して設けられているとともに金属材料で形成さ
れた接触部を有し、上記金属材料の熱膨張特性曲線と、
上記真空外囲器を構成する材料の熱膨張特性曲線と、
は、室温ないし封着作業温度の範囲中の連続した７０％
以上の区間で、熱膨張係数の差が５×１０^-7〜１５×１
０^-7／℃であることを特徴としている。

【００１７】また、この発明の画像表示装置によれば、
上記金属材料の熱膨張特性曲線および上記真空外囲器を
構成する材料の熱膨張特性曲は、上記区間内において、
互いの大小関係を一定に保持した状態で推移することを
特徴としている。

【００１８】更に、この発明の画像表示装置によれば、
上記真空外囲器を構成する材料は、ガラス又はセラミッ
クであり、上記金属材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−
Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ系合金のいずれかであることを特徴としている。

【００１９】上記のように構成された画像表示装置によ
れば、支持手段の接触部を構成する金属材料の熱膨張特
性曲線と、真空外囲器を構成する材料の熱膨張特性曲線
と、を上述した関係に設定することにより、支持手段の
接触部と真空外囲器との間に生じる、後工程で受ける熱
履歴による熱歪みの影響が軽減し、接触部の剥がれや真
空外囲器の割れを防止することができる。これにより、
各支持手段を所定位置に精度よく配置および固定するこ
とができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の画像表示装置をカラー陰極線管に適用した実施の
形態について詳細に説明する。図１および図３に示すよ
うに、カラー陰極線管は真空外囲器１０を備えている。
この真空外囲器１０は、ガラスからなる実質的に矩形状
の平坦なフェースプレート１と、フェースプレート１の
周辺部にフリットガラスにより接合されフェースプレー
トに対してほぼ垂直に延在したガラスからなる枠状の側
壁２と、フリットガラスにより側壁２に接合されフェー
スプレート１と平行に対向したガラスからなる実質的に
矩形状の平坦なリアプレート３と、リアプレート３に形
成された複数個の開孔４のまわりにフリットガラスによ
り接合されたガラスからなる複数個のファンネル５と、
を備えている。図示例ではリアプレート３には水平方向
に５個、垂直方向に４個、合計２０個の開孔４がマトリ
ックス状に並んで形成され、各開孔４のまわりにファン
ネル５が接合されている。

【００２１】図２および図３に示すように、フェースプ
レート１の内面には、全体として矩形状をなす蛍光体ス
クリーン７が形成されている。この蛍光体スクリーン７
は、水平方向Ｘに所定間隔離れて並列配置されたストラ
イプ状の黒色光吸収層（ブラックストライプ）８と、こ
れらの黒色光吸収層の間に設けられ垂直方向Ｙに延びて
いるとともに赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色に発光する多数の
ストライプ状の蛍光体層と、を有している。

【００２２】真空外囲器１０内には、蛍光体スクリーン
７と対向して、多数の電子ビーム通過孔が形成されたシ
ャドウマスク９が配設されている。シャドウマスク９
は、後述する蛍光体スクリーン７の複数個の分割領域に
対応して、水平方向に５等分に分割されている。そし
て、各分割マスクは、垂直方向Ｙに張力が付与された状
態で、複数のマスク架設部材１２を介してリアプレート
３内面に固定されている。

【００２３】また、複数個のファンネル５の外側にはそ
れぞれ偏向装置１４が装着されているとともに、各ファ
ンネル５のネック１５内には、蛍光体スクリーン７に向
けて電子ビームを放出する電子放出部として機能する電
子銃１６が配設されている。

【００２４】このような構成のカラー陰極線管では、複
数の電子銃１６から放出される電子ビームをそれぞれ対
応する偏向装置１４の発生する磁界により偏向し、シャ
ドウマスク９を介して蛍光体スクリーン７を対応する複
数個の領域、図示例では水平方向に５個、垂直方向には
４個、計２０個の領域Ｒ１〜Ｒ２０に分割して走査す
る。この分割走査によって蛍光体スクリーン７上に描か
れる画像は、電子銃１６や偏向装置１４に印加される信
号により繋がり、蛍光体スクリーン７の前面に切れ目や
重複のない１つの大きな画像を再生する。

【００２５】また、図３ないし図５に示すように、上述
したカラー陰極線管では、真空外囲器１０に加わる大気
圧荷重を支えるため、フェースプレート１とリアプレー
ト３との間に複数個の金属製の支持部材３０が配置され
ている。各支持部材３０は角柱形状に形成され、その先
端部は楔状に形成されている。支持部材３０の先端面１
８は、細長い矩形状に形成され垂直方向Ｙに延びている
とともに、蛍光体スクリーン７の黒色光吸収層８に当接
している。

【００２６】また、各支持部材３０は、その基端がリア
プレート３に固定され、リアプレートに対して垂直に立
設されている。そして、複数の支持部材３０は、リアプ
レート３の内、蛍光体スクリーン７の分割領域Ｒ１〜Ｒ
２０の境界の角部と対向する位置に立設されている。

【００２７】上記構成のカラー陰極線管を組み立てる場
合、支持部材３０は以下の工程により真空外囲器１０に
取付けられる。まず、図４および図５に示すように、支
持部材３０の基端部を挿通する矩形状の開孔２１を備え
た固定板２２を、フリットガラス２３によってリアプレ
ート３の所定位置に封着する。その際、封着は、例え
ば、４９０℃程度で行う。

【００２８】次に、支持部材３０の基端部外周に環状の
連結部材２４を嵌合し、これを図示しない位置合わせ治
具を用いて、支持部材３０の先端面１８を蛍光体スクリ
ーン７の黒色光吸収層８と対向する所定位置に位置決め
するとともに、支持部材の基端部を固定板２２の開孔２
１に挿通させる。この状態で、固定板２２の上面と連結
部材２４との間、および支持部材３０の基端部外周面と
連結部材２４との間を溶接固定する。これにより、支持
部材３０は、その基端面がリアプレート３の内面に密接
した状態で固定され、リアプレート３内面に対して垂直
に立設される。

【００２９】上述した固定部材２２および連結部材２４
は金属材料で形成され、支持部材３０と共に支持手段を
構成している。また、固定部材２２はリアプレート３に
接触する接触部を構成している。

【００３０】このような構造とした場合、固定板２２と
リアプレート３との熱膨張特性曲線の相違により、後工
程で生じる熱履歴による熱歪みの影響が固定板２２とリ
アプレート３との接合部で大きくなり、固定板の剥がれ
やリアプレートの割れなどが生じる。そのため、支持部
材３０を所定位置に精度よく固定できなくなってしま
う。

【００３１】そこで、本実施の形態によれば、固定板２
２を形成する金属材料の熱膨張特性曲線と、真空外囲器
１０を構成するガラス材料の熱膨張特性曲線との関係
が、室温ないし封着作業温度（４９０℃）の範囲内の連
続した７０％以上の温度区間で、両熱膨張係数の差が５
×１０^-7〜１５×１０^-7／℃となり、しかも、両熱膨張
特性曲線が互いに大小関係を一定に保持したままで推移
する材料の組合わせを選択して用いている。

【００３２】より詳細に述べると、本実施の形態によれ
ば、リアプレート３には、光学ガラス（ショット（ＣＨ
ＯＴＴ）社製Ｂ２７０）を、固定板２２には、Ｎｉの含
有率が５０．５〜５２．５重量％のＦｅ−Ｎｉ合金をそ
れぞれ使用している。

【００３３】図６に、上記光学ガラス、および５２重量
％ＮｉのＦｅ−Ｎｉ合金の熱膨張特性曲線の関係を、ま
た、図７に、比較例として、他の金属材料、上記光学ガ
ラス、および建材用ガラス（旭硝子社製ソーダライム）
の熱膨張特性曲線の関係を示している。更に、図８に、
ガラス材料と種々の金属材料とを組合わせた場合の特性
関係を、図９に、リアプレート材料および金属材料の熱
膨張差が所定範囲内となる温度の連続範囲と、接合状態
との関係をそれぞれ示している。

【００３４】図８において、残留応力とは、固定した後
の熱歪み値を表現したものであり、絶対値が大きいほど
歪みも大きいことを意味し、（−）は引張応力、（＋）
は圧縮応力を示している。熱膨張係数差は絶対値で示し
ている。また、図８および図９において、金属合金名に
おける数値は、この数値に続く元素の含有重量％値を示
している。ガラス１は、上述したショット（ＣＨＯＴ
Ｔ）社製Ｂ２７０、ガラス２は、旭硝子社製ソーダライ
ムであり、測定は３０〜５００℃で行った。

【００３５】図６、 図７、および図８から明らかなよう
に、固定板２２の金属材料とリアプレート３のガラス材
料との熱膨張係数の差が、５×１０^-7〜１５×１０^-7／
℃の範囲にある場合、また、金属材料の熱膨張特性曲線
とガラス材料の熱膨張特性曲との大小関係が、互いに入
れ替わることなく一定に保持された状態で推移する場
合、固定板とリアプレートとの良好な接合状態が得られ
る。

【００３６】また、図６、図７、および図９から明らか
なように、選択したガラス材料と金属材料との熱膨張差
が所定値をとる範囲、つまり、室温〜封着作業温度の間
で上記所定値範囲が連続する割合に着目した場合の実験
結果では、連続する範囲が７０％未満では接合部に割れ
が発生してしまい使用に耐えない。従って、熱膨張差が
連続する割合は、室温〜封着作業温度の範囲の７０％以
上であることが望ましく、さらに好ましくは、８０％以
上の範囲である。

【００３７】上記実施の形態のように、リアプレート３
のガラス材料としてガラス１を用いた場合、固定板２２
の金属材料として、５１〜５２重量％ＮｉのＦｅ−Ｎｉ
合金を組合わせると良好な結果が得られる。また、リア
プレート３のガラス材料としてガラス２を用いた場合、
固定板２２の金属材料として、４９．５〜５０．５重量
％ＮｉのＦｅ−Ｎｉ合金を組合わせると良好な結果が得
られる。

【００３８】上記のように、前述した条件を満たす材料
を選択して用いることにより、固定板２２とリアプレー
ト３との接合部において、陰極線管製造の後工程で生じ
る熱履歴による熱歪みの影響が低減し、固定板の剥がれ
やリアプレートの割れなどが大幅に低減する。そのた
め、支持部材３０を所定位置に精度よく固定でき、カラ
ー陰極線管の画像品位の向上を図ることができる。

【００３９】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、上記実施の形態では、カラー方式の画像
表示装置について記述したが、本発明はこれに限らず、
モノクロ陰極線管、インデックス方式の画像表示装置、
マイクロカソード方式の画像表示装置等、他の種々の画
像表示装置に適用することできる。

【００４０】また、支持手段を構成する金属材料、真空
外囲器を形成するガラス材料は、上述した条件を満たす
組合わせであれば、必要に応じて種々変更可能である。
例えば、金属材料として、Ｆｅ−Ｎｉ合金の他、 Ｆｅ−
Ｃｒ系合金、Ｆｅ−ＮｉーＣｒ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ系合金等を使用可能であるとともに、真空外囲器の形
成材料としてセラミック等も選択可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、支持手段を形成する材料および真空外囲器を形成す
る材料として、それらの熱膨張特性曲線が互いに適合す
る材料を組合わせて用いることにより、支持手段と真空
外囲器との接合部に生じる熱歪みの影響を軽減し、支持
手段の剥がれや真空外囲器の割れを防止でき、支持手段
を精度よく所定位置に配置可能な画像表示装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係るカラー陰極線管を
示す斜視図。

【図２】上記カラー陰極線管の蛍光体スクリーンの一部
を拡大して示す斜視図。

【図３】図１の線Ａ−Ａに沿った断面図。

【図４】上記カラー陰極線管における支持部材の取付け
工程を説明するための分解斜視図。

【図５】上記カラー陰極線管の上記支持部材部分におけ
る断面図。

【図６】上記カラー陰極線管における真空外囲器を形成
する光学ガラス、および固定板を形成するＮｉ−Ｆｅ合
金の熱膨張特性曲線を示すグラフ。

【図７】上記真空外囲器を形成する他の材料、および固
定板を形成する他の金属材料の熱膨張特性曲線を示すグ
ラフ。

【図８】上記真空外囲器のリアプレートを形成する材料
と固定板用の金属材料との組合わせによる特性関係を示
す図。

【図９】上記真空外囲器のリアプレートを形成する材料
と固定板用の金属材料との組合わせにおいて、一定熱膨
張係数となる割合と接合状態との関係を示す図。

【符号の説明】

１…フェースプレート、 ２…側壁 ３…リアプレート ５…ファンネル ７…蛍光体スクリーン ８…黒色光吸収層 ９…シャドウマスク １０…真空外囲器 １４…偏向装置 １５…ネック １６…電子銃 ２２…固定板 ２３…フリットガラス ２４…連結部材 ３０…支持部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に矩形状のフェースプレートと、上
   記フェースプレートに対向して設けられた実質的に矩形
   状のリアプレートと、上記フェースプレートの内面に形
   成された蛍光体スクリーンと、を有する真空外囲器と、 上記リアプレートに設けられ、上記蛍光体スクリーンに
   向けて電子を放出する複数の電子放出部と、 上記フェースプレートと上記リアプレートとの間に配置
   され上記フェースプレートおよび上記リアプレートに加
   わる大気圧を支える複数の支持手段と、を備え、 上記支持手段は、上記リアプレートに接触して設けられ
   ているとともに金属材料で形成された接触部を有し、 上記金属材料の熱膨張特性曲線と、上記真空外囲器を構
   成する材料の熱膨張特性曲線と、は、室温ないし封着作
   業温度の範囲中の連続した７０％以上の区間で、熱膨張
   係数の差が５×１０^-7〜１５×１０^-7／℃であることを
   特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】上記金属材料の熱膨張特性曲線および上記
   真空外囲器を構成する材料の熱膨張特性曲は、上記区間
   内において、互いの大小関係を一定に保持した状態で推
   移することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装
   置。
3. 【請求項３】上記真空外囲器を構成する材料は、ガラス
   又はセラミックであり、上記金属材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系
   合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−ＮｉーＣｒ系合金、Ｆ
   ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金のいずれかであることを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 【請求項４】上記各支持手段は、上記リアプレートに接
   合されているとともに開口を有する固定板と、上記開口
   を通して上記リアプレートに当接した基端と上記蛍光体
   スクリーンに当接した先端とを有する支持部材と、上記
   固定板および支持部材に溶接固定された連結部材と、を
   備え、 上記固定板は上記金属材料により形成され上記接触部を
   構成していることを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れか１項に記載の画像表示装置。