JP2000067772A - カラー受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温の熱処理中に発生するシャドウマスクの
塑性変形、熱クリープ現象を緩和させるともに、動作時
のシャドウマスクの架張力低下を防止できるカラー受像
管を提供する。 【解決手段】 低温領域では弾性部材９の熱膨脹係数は
シャドウマスク６の熱膨脹係数より大きく、高温領域で
は弾性部材９の熱膨脹係数はシャドウマスク６の熱膨脹
係数より小さい。このため、高温領域ではシャドウマス
ク６の熱膨脹量が弾性部材の熱膨脹量よりも大きくなり
シャドウマスク６の引張力は軽減され、塑性変形、熱ク
リープ現象を緩和するので、常温に戻した際の架張力の
低下を抑えることができる。低温領域では弾性部材９の
熱膨脹量がシャドウマスク６の熱膨脹量よりも大きいの
で、架張力低下を防止でき、カラー受像管動作時のシャ
ドウマスク６の共振やドーミング現象を防止することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン、コ
ンピュータディスプレイ等に用いられるカラー受像管に
関し、より詳しくはシャドウマスクを架張保持した色選
別電極を備えたカラー受像管に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー受像管に用いられる色選別
電極として、例えば特公昭５９−１８８２５号公報、特
公昭５９−１８８２６号公報等で示されるようにアパー
チャグリルと呼ばれるシャドウマスクが架張された色選
別電極が知られている。以下このような従来例を図面を
用いて説明する。図４に、従来例の色選別電極の斜視図
を示している。

【０００３】色選別電極１０１は、所定間隔をもって互
いに平行に配置した一対の支持体１０２及び１０３と、
その一対の支持体１０２と１０３の端部に取り付けられ
た略コの字状をなす弾性支持体１０４及び１０５からな
るフレーム１０６と、一対の支持体１０２および１０３
に所定間隔、所要の張力で架張固定された複数のリボン
状のグリッド素材１０７から形成されている。

【０００４】グリッド素材１０７の架張固定は、例えば
フレーム１０６を加圧変形させた状態で、グリッド素材
１０７を溶接固定し、溶接固定後にフレーム１０６の加
圧を解除することにより行う。グリッド素材１０７の架
張固定が完了後は、表面を黒化処理するために４５０〜
４７０℃程度の高温で熱処理が行われる。

【０００５】さらに、カラー受像管として完成するまで
には、高温の製造工程としてパネルとファンネルをシー
ルするフリットシール工程の熱処理（４４０〜４７０℃
程度）工程、３５０〜３７０℃程度の真空排気工程があ
る。

【０００６】

【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受像管では、グリッド素材１０７を
架張固定完了後、高温領域で黒化処理する際、フレーム
１０６の熱膨張によりグリッド素材１０７が伸ばされる
ことになる。グリッド素材１０７が過度に伸ばされると
塑性変形を起こし、またこのような高温領域では、塑性
変形が進行する熱クリープ現象も発生する。この場合常
温に戻しても、塑性変形部分は伸ばされたままであるの
で、グリッド素材１０７の張力が熱処理前の張力と比較
して低下してしまうという問題があった。

【０００７】また、この熱クリープ現象は、前記のよう
な高温領域での製造工程であるフリットシール工程、真
空排気工程においても発生する可能性がある。このよう
にグリッド素材１０７の架張力が低下すると、カラー受
像管をテレビセットに組み込んで完成させた後、動作さ
せたとき、テレビ音声で色選別電極１０１のグリッド素
材１０７が振動し、画ノイズが発生する。

【０００８】この画ノイズを低減する手段の１つとして
グリッド素材１０７の張力をより高くして保つことが考
えられる。しかし、すでに熱処理前にグリッド素材１０
７の降伏応力に近い領域の張力で架張されているため、
張力を大きく高めることはできなかった。

【０００９】ここで、前記のような従来例のシャドウマ
スクは、リボン状のグリッド素材を多数架張したアパー
チャグリル型であるが、平板に略長方形の電子ビーム通
過孔が多数形成されたスロット型シャドウマスク、及び
平板に丸形の電子ビーム通過孔が多数形成されたドット
型シャドウマスクを用いた色選別電極に関しても同様の
現象が発生する。

【００１０】このような、スロット型やドット型のシャ
ドウマスクでは、シャドウマスクの架張力が低下する
と、動作時に電子ビームの吸収によってシャドウマスク
の熱膨張による電子ビーム通過孔の変移が起き易くな
り、その結果、電子ビーム通過孔を通過する電子ビーム
が蛍光体に正しく当たらなくなり色むらが発生するいわ
ゆるドーミング現象が生じる。

【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、熱処理中に発生するシャドウマスクの
塑性変形、熱クリープ現象を緩和させるともに、動作時
のシャドウマスクの架張力低下を防止できるカラー受像
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、本発明のカラー受像管は、対向する一対の支持体間
にシャドウマスクが架張され、前記支持体間の弾性部材
によって前記支持体が保持されている色選別電極を備え
たカラー受像管であって、低温領域では前記弾性部材の
熱膨脹係数は前記シャドウマスクの熱膨脹係数より大き
く、高温領域では前記弾性部材の熱膨脹係数は前記シャ
ドウマスクの熱膨脹係数より小さいことを特徴とする。

【００１３】前記のようなカラー受像管によれば、高温
領域ではシャドウマスクに加わる引張力は、シャドウマ
スクの熱膨脹量が弾性部材の熱膨脹量よりも大きいため
に、軽減されることになる。このため、例えばフリット
シール工程の４４０〜４７０℃程度の高温熱処理の際に
おいて、シャドウマスクの塑性変形、熱クリープ現象を
緩和させることができ、常温に戻した際のシャドウマス
クの架張力の低下を抑えることができる。また、低温領
域では弾性部材の熱膨脹量がシャドウマスクの熱膨脹量
よりも大きいので、カラー受像管動作時のシャドウマス
ク温度を含む約５０〜１００℃の温度領域では、シャド
ウマスクにかかっている架張力低下を防止でき、カラー
受像管動作時のシャドウマスクの共振やドーミング現象
を防止することができる。

【００１４】前記カラー受像管においては、前記シャド
ウマスクが３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金であることが好まし
い。また、前記弾性部材がＮｉ−Ｆｅ合金及びＮｉ−Ｃ
ｏ−Ｆｅ合金から選ばれる少なくとも一つの合金である
ことが好ましい。

【００１５】また、前記シャドウマスクが３６％Ｎｉ−
Ｆｅ合金で、前記弾性部材が４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金及び
２９％Ｎｉ−１６％Ｃｏ−Ｆｅ合金から選ばれる少なく
とも一つの合金であることが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて具体的に説明する。図１に本発明の一実施形態
のカラー受像管の断面図を示している。カラー受像管１
は、ガラス製のフェイスパネル２と、フェイスパネル２
の後方に接続されたガラス製のファンネル３と、ファン
ネル３のネック部３ａに内蔵され、電子ビームを発射す
るための電子銃４とを備えている。図のＡは電子ビーム
の軌跡を示している。

【００１７】フェイスパネル２には、その内面に３色の
蛍光体ストライプが塗布されており、これにより蛍光体
スクリーン面２ａが形成されている。また、カラー受像
管１のファンネル３の外周面上に、電子銃４から発射さ
れた電子ビームを偏向するための偏向ヨーク５が装着さ
れている。

【００１８】フェイスパネル２の内面（蛍光体スクリー
ン面２ａ）の近傍には、蛍光体スクリーン面２ａと略平
行にシャドウマスク６が配置され、マスクフレーム７に
固定されている。シャドウマスク６は、規則正しく配列
された多数の透孔を有しており、電子銃４から発射され
る電子ビームに対して色選別の役割を果たす。

【００１９】図２は、シャドウマスク６とマスクフレー
ム７との組立体（色選別電極）の斜視図を示している。
マスクフレーム７は長辺フレームと短辺フレームとで形
成された長方形の枠状体である。長辺フレームである断
面Ｌ字状の上下一対の支持体８に、短辺フレームである
左右一対の弾性部材９が溶接により固定されている。

【００２０】シャドウマスク６は、このマスクフレーム
７の支持体８の上面部に溶接により固定されており、上
下方向（矢印Ｙ方向）に引張力が加わった状態で架張保
持されている。また、本図に示したシャドウマスク６は
スロット型シャドウマスクで、本図では一部しか図示し
ていないが、規則正しく配列された電子ビーム通過孔１
０が多数形成されている。

【００２１】シャドウマスク６を架張保持させるのは、
以下の理由による。まず、シャドウマスク面が平坦なも
のに近づくと、シャドウマスクを単にフレームに溶接す
るのみでは、カラー受像管の動作時における外部からの
振動伝搬によるシャドウマスクの共振が大きく、表示画
像の品位低下が激しくなり実用に絶えない。また、カラ
ー受像管の動作時には電子ビームの吸収によってシャド
ウマスクが熱膨張すると、その電子ビーム通過孔が変移
し、その結果電子ビーム通過孔を通過する電子ビームが
蛍光体に正しく当たらなくなり色むらが発生するいわゆ
るドーミング現象が生じる。

【００２２】このため、シャドウマスクの温度上昇によ
る熱膨張力を吸収できるような張力をかけて、シャドウ
マスクをマスクフレームに溶接により保持する架張保持
を行っている。このことにより、外部からの振動伝搬に
よる画像品位の低下を低減するとともに、シャドウマス
クの温度が上昇してもシャドウマスクの電子ビーム通過
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
置のずれを防止することができる。

【００２３】しかし、前記のように熱クリープ現象等に
より架張力が低下してしまうと、シャドウマスクの共振
やドーミング現象を防止できなくなる。この問題を解決
するため、本発明ではシャドウマスク６とマスクフレー
ム７の材料の組み合わせに特徴を有し、低温領域では弾
性部材９の熱膨脹係数はシャドウマスク６の熱膨脹係数
より大きく、高温領域では弾性部材９の熱膨脹係数はシ
ャドウマスク６の熱膨脹係数より小さい。すなわち、低
温領域から高温領域へと温度が上昇する過程において、
シャドウマスク６と弾性部材９との熱膨脹係数の大きさ
の関係が逆転することになる。

【００２４】ここで、低温領域とは２００℃以下の温度
領域で、例えば約５０〜１００℃の温度領域である。カ
ラー受像管をテレビジョンに用い動作させると、シャド
ウマスク６に電子ビームが当たり温度上昇することにな
るが、このときの温度が約１００℃である。また高温領
域とは３００℃以上の温度領域で、例えば約４４０〜４
７０℃の温度領域である。この約４４０〜４７０℃の温
度領域は、フリットシール工程の熱処理温度に相当す
る。

【００２５】以下、実施例を用いてより具体的に説明す
る。図３は、シャドウマスク６、弾性部材９に用いた材
料の温度と熱膨脹率との関係を示している。温度上昇前
の材料の長さをＬ、△Ｔの温度上昇後の材料の膨脹量を
△Ｌ、上昇温度における熱膨脹係数をαとすると、熱膨
脹率は△Ｌ／Ｌであり、△Ｌ／Ｌ＝α△Ｔとなる。した
がって、同一長さの二つの材料では、△Ｔの温度上昇後
の膨脹量は、熱膨脹係数αが大きい材料のほうが大きい
ことになる。

【００２６】線１１は３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金、線１２は
４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金、線１３は２９％Ｎｉ−１６％Ｃ
ｏ−Ｆｅ合金の場合を表しており、元素記号の前の数字
は成分の重量％を示している。

【００２７】まず、シャドウマスク６に３６％Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金（線１１）を用い、弾性部材９に４２％Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金（線１２）を用いた場合について説明する。図３
から分かるように、２００℃以下の低温領域では、弾性
部材９（線１２）の熱膨脹率はシャドウマスク６（線１
１）の熱膨脹率より大きく、３００℃以上の高温領域で
は、弾性部材９（線１２）の熱膨脹率はシャドウマスク
６（線１１）の熱膨脹率より小さい。すなわち、両材料
の熱膨脹率の大きさの関係は、低温領域と高温領域との
間（図３より約２７０℃）で逆転していることになる。

【００２８】また、この関係は、シャドウマスク６に３
６％Ｎｉ−Ｆｅ合金（線１１）を用い、弾性部材９に２
９％Ｎｉ−１６％Ｃｏ−Ｆｅ合金（線１３）を用いた場
合も同様である。この場合は、両材料の熱膨脹率の大き
さの関係は、図３より約２９５℃で逆転している。この
他弾性部材に、４０％Ｎｉ−Ｆｅ合金、３８％Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金等、Ｎｉが３６％ではないＮｉ−Ｆｅ合金を用い
ても、同様の効果を得ることができる。

【００２９】このため、シャドウマスク６と弾性部材９
が固定されているマスクフレーム７とが分離している状
態を仮定すると、シャドウマスク６と弾性部材９とは、
ほぼ同一長さであるので、高温領域で温度上昇すると、
シャドウマスク６の架張方向（図２のＹ方向）の膨脹量
は、弾性部材９の長手方向の膨脹量よりも大きいことに
なる。実際にはシャドウマスク６と弾性部材９とは支持
体８を介して溶接により接合されているので、弾性部材
９にはシャドウマスク６による引張力が加わった状態
で、逆にシャドウマスク６には弾性部材９による圧縮力
が加わった状態で、つり合うことになる。

【００３０】すなわち、温度上昇によってシャドウマス
ク６には引張力が加わることになるが、高温領域内で
は、シャドウマスク６に加わる引張力は、弾性部材９に
よって加えられる圧縮力によって、軽減されることにな
る。このため、例えばフリットシール工程の４４０〜４
７０℃程度の高温熱処理の際の、シャドウマスク６の塑
性変形、熱クリープ現象を緩和させることができ、常温
に戻した際のシャドウマスクの架張力の低下を抑えるこ
とができる。

【００３１】低温領域では、高温領域とは逆の現象が生
じる。すなわち、シャドウマスク６と弾性部材９が固定
されているマスクフレーム７とが分離している状態を仮
定すると、低温領域内での温度上昇であれば、弾性部材
９の長手方向の膨脹量は、シャドウマスク６の架張方向
の膨脹量よりも大きいことになる。実際にはシャドウマ
スク６と弾性部材９とは支持体８を介して溶接により接
合されているので、シャドウマスク６には、弾性部材９
による引張力が加わった状態で、逆に弾性部材９にはシ
ャドウマスク６による圧縮力が加わった状態でつり合う
ことになる。

【００３２】このように、低温領域内での温度上昇であ
れば、シャドウマスク６には弾性部材９によって引張力
が加わるので、例えば動作時の温度を含む約５０〜１０
０℃の温度領域では、架張力低下を抑えることができ、
熱膨脹によるシャドウマスクのたるみを防止でき、カラ
ー受像管動作時のドーミング現象を防止することができ
る。

【００３３】なお、前記実施形態では、シャドウマスク
６がスロット型のものについて説明したが、ドット型で
もアパーチャグリル型でも同様の効果が得られる。ま
た、本発明はシャドウマスクが完全平面のものに限ら
ず、その長辺方向が湾曲するシリンドリカル状のものに
も適用でき、カラー受像管のフェイスパネルもその内外
面がともに平面のものや、外面のみ平面のもの、さらに
は内面又は内外面が前記シリンドリカル状のもの等であ
ってもよい。

【００３４】また、シャドウマスクの振動を防止する技
術を適用し、シャドウマスクに加えられる張力を低減し
てシャドウマスク構体の軽量化を図る技術を適用したも
のについても、適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明のカラー受像管によ
れば、低温領域では弾性部材の熱膨脹係数はシャドウマ
スクの熱膨脹係数より大きく、高温領域では弾性部材の
熱膨脹係数はシャドウマスクの熱膨脹係数より小さいこ
とにより、高温領域ではシャドウマスクに加わる引張力
は、シャドウマスクの熱膨脹量が弾性部材の熱膨脹量よ
りも大きいために、軽減されることになる。このため、
例えばフリットシール工程の４４０〜４７０℃程度の高
温熱処理の際において、シャドウマスクの塑性変形、熱
クリープ現象を緩和させることができ、常温に戻した際
のシャドウマスクの架張力の低下を抑えることができ
る。また、低温領域では弾性部材の熱膨脹量がシャドウ
マスクの熱膨脹量よりも大きいので、カラー受像管動作
時のシャドウマスク温度を含む約５０〜１００℃の温度
領域では、シャドウマスクにかかっている架張力低下を
防止でき、カラー受像管動作時のシャドウマスクの共振
やドーミング現象を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のカラー受像管の断面図

【図２】本発明の一実施形態に係る色選別電極の斜視図

【図３】本発明の一実施形態に係るシャドウマスクと弾
性部材との材料の温度と熱膨脹率との関係を示すグラフ

【図４】従来の色選別電極の一例の斜視図

【符号の説明】

１ カラー受像管 ２ フェイスパネル ３ ファンネル ４ 電子銃 ５ 偏向ヨーク ６ シャドウマスク ７ マスクフレーム ８ 支持体 ９ 弾性部材 １０ 電子ビーム通過孔

フロントページの続き (72)発明者 渡邉 達昭 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 Ｆターム(参考） 5C031 EE01 EE08 EE11 EH04 EH06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対の支持体間にシャドウマス
   クが架張され、前記支持体間の弾性部材によって前記支
   持体が保持されている色選別電極を備えたカラー受像管
   であって、低温領域では前記弾性部材の熱膨脹係数は前
   記シャドウマスクの熱膨脹係数より大きく、高温領域で
   は前記弾性部材の熱膨脹係数は前記シャドウマスクの熱
   膨脹係数より小さいことを特徴とするカラー受像管。
2. 【請求項２】 前記シャドウマスクが３６％Ｎｉ−Ｆｅ
   合金である請求項１に記載のカラー受像管。
3. 【請求項３】 前記弾性部材がＮｉ−Ｆｅ合金及びＮｉ
   −Ｃｏ−Ｆｅ合金から選ばれる少なくとも一つの合金で
   ある請求項１に記載のカラー受像管。
4. 【請求項４】 前記シャドウマスクが３６％Ｎｉ−Ｆｅ
   合金で、前記弾性部材が４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金及び２９
   ％Ｎｉ−１６％Ｃｏ−Ｆｅ合金から選ばれる少なくとも
   一つの合金である請求項１に記載のカラー受像管。