JP2001023536A - カラー陰極線管 - Google Patents

カラー陰極線管

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JP2001023536A
JP2001023536A JP11188759A JP18875999A JP2001023536A JP 2001023536 A JP2001023536 A JP 2001023536A JP 11188759 A JP11188759 A JP 11188759A JP 18875999 A JP18875999 A JP 18875999A JP 2001023536 A JP2001023536 A JP 2001023536A
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long side
ray tube
shadow mask
cathode ray
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JP11188759A
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English (en)
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Yoshimitsu Mino
吉満 美濃
Akio Kikuchi
昭夫 菊地
良耿 ▲吉▼田
Riyouko Yoshida
Tatsuaki Watanabe
達昭 渡辺
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、マスクフレームのたわみを防
ぎ、さらにシャドウマスク構体の薄型化が可能なシャド
ウマスク構体の構造を提供する。 【解決手段】 短辺フレーム12、13は、一対の長辺
フレーム10、11間に渡される短辺部14、15と、
短辺部14、15の両端からほぼ垂直方向に折れ曲がっ
た一対の支持部16、17、18、19とからなって、
ほぼコの字の形状を有し、支持部16、17、18、1
9の外側面が長辺フレーム10、11の内側面に接して
おり、外側面の高さは内側面の高さと同等かまたはそれ
より小さく、長辺フレーム10、11の高さ方向の両端
面ではさまれた領域内に支持部16、17、18、19
が位置している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョンやコ
ンピュータディスプレイ等に用いられるカラー陰極線管
に関し、特に平面型シャドウマスク構体のフレーム構造
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のシャドウマスク構体は、図9に示
すように、シャドウマスク7に張力が加わった状態で支
持する一対の長辺フレーム101、102と、これらを
連結する一対の短辺フレーム103、104とから構成
されている。長辺フレーム101、102は長手方向の
断面がL字の形状を有する。短辺フレーム103、10
4は断面が四角の形状を有するとともに、全体としてコ
の字の形状を有し、図10に示すように、短辺フレーム
103(または104)先端部が長辺フレーム101
(または102)の底面のフレーム溶接点91(太線で
示す)に固定されている。シャドウマスク(図示せず)
は、長辺フレーム101のマスク溶接点92に溶接され
ている。
【0003】最近のカラー陰極線管は、大画面化に伴う
全長の増大を抑制しようとする点から、また、外光の映
り込みが少なく見栄えが良いという点から、シャドウマ
スクを架張して平面化し、フェイスパネルを平面化して
いる。このため、陰極線管動作中の電子ビーム吸収に起
因するシャドウマスクの熱膨張、いわゆるドーミング現
象によって電子ビーム通過孔が変位し、その結果、電子
ビーム通過孔を通過する電子ビームが本来の蛍光体面に
正しく当たらなくなり、画像に色むらが発生する。シャ
ドウマスクが大型化、平面化すればするほど、シャドウ
マスクの熱膨張による伸び変形も大きくなり、ドーミン
グ現象による色むらの問題は深刻化する。
【0004】そのため従来は、シャドウマスクをマスク
フレームに張る前にマスクフレームに内側への圧縮力を
加える一方、シャドウマスクにも引張力を加えた状態で
シャドウマスクとマスクフレームとを溶接することによ
り、シャドウマスクに所定の張力が加わった状態でシャ
ドウマスクとマスクフレームとが固定されるようにして
いた。シャドウマスクの架張力分布を適正なものとすれ
ば、シャドウマスクの温度が上昇しても、シャドウマス
クの電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーン面の蛍光体ド
ットとの相互位置ずれを防止することができる。
【0005】また、熱変形を防止するための他の技術と
して、特開平9−283043号公報には、断面形状が
直方形状であってそのその長手方向が上側および下側支
持部材の付き当て面に対し垂直に取り付けられる連結部
材を、上側および下側支持部材に配設することにより、
上側支持部材および下側支持部材の熱変形を防止するこ
とが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のシャドウマスク構体の構造では、シャドウマスク
架張時に長辺フレームを内側へ圧縮するときに長辺フレ
ームが内側へたわみやすく、シャドウマスクに所定の架
張力分布を与えるのが容易ではなかった。
【0007】また、陰極線管動作中のシャドウマスク構
体の温度変化により、シャドウマスクの架張力分布が変
化しやすい。特に、シャドウマスクに低熱膨張材である
インバー材を用い、マスクフレームに鉄材を用いた場
合、双方の熱膨張率の違いにより、シャドウマスクに必
要以上の張力が加わるため、次のような問題が発生す
る。図10は、長辺フレーム101(または102)の
長手方向断面図を示す。シャドウマスクに必要以上の張
力が加わると、長辺フレーム101のシャドウマスクと
垂直な面が内側へ傾くいわゆる部材倒れが発生する(変
形後を破線で示す)。蛍光体スクリーン面2aとシャド
ウマスクとの所定寸法Q値がqだけ変化して、色ずれが
発生するという問題があった。
【0008】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、簡単な構造で、マスクフレームのたわみを防
ぎ、さらにシャドウマスク構体の薄型化が可能なシャド
ウマスク構体の構造を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のカラー陰極線管は、一対の長辺フレーム
と、前記一対の長辺フレームを所定の距離を隔てて保持
する一対の短辺フレームとからなるマスクフレームに、
シャドウマスクが前記一対の長辺フレーム間に張力を保
った状態で支持されるシャドウマスク構体を備えたカラ
ー陰極線管であって、前記短辺フレームは、前記一対の
長辺フレーム間に渡される短辺部と、前記短辺部の両端
からほぼ垂直方向に折れ曲がった一対の支持部とからな
って、ほぼコの字の形状を有し、前記支持部の外側面が
前記長辺フレームの内側面に接しており、前記外側面の
高さは前記内側面の高さと同等かまたはそれより小さ
く、前記長辺フレームの高さ方向の両端面ではさまれた
領域内に前記支持部が位置していることを特徴とするも
のである(請求項1)。
【0010】この構成によれば、シャドウマスクの熱膨
張をコの字形の短辺フレームの弾性力が吸収する。ま
た、長辺フレームの高さ方向の両端面ではさまれた領域
内に支持部が位置して、支持部が長辺フレームを内側か
ら支えるので、長辺フレームの部材倒れの発生を抑制す
ることができる。さらに、長辺フレームの厚さ領域内に
短辺フレームが位置するので、シャドウマスク構体を薄
型化することができる。
【0011】また、前記長辺フレームの高さをMとした
とき、前記長辺フレームの、前記シャドウマスク側の縁
からM/2より小さい範囲に溶接点が設けられて、前記
長辺フレームと前記支持部とが溶接されていることが好
ましい(請求項2)。この構成によれば、長辺フレーム
とシャドウマスクとの溶接点の近くに短辺フレームの支
持部を溶接することにより、シャドウマスクの張力変化
に伴う回転モーメントによる部材倒れを抑制することが
できる。溶接点をM/2より下の位置に設けると、溶接
時の熱により長辺フレームと短辺フレームが反り変形し
て両部材間の隙間が大きくなり、部材倒れを抑制する効
果が低下するため好ましくない。
【0012】また、前記長辺フレームと前記支持部とが
所定の角度をなし、前記支持部の先端部において前記長
辺フレームと前記支持部とが固定されていることが好ま
しい(請求項3)。この構成によれば、短辺部と支持部
とがなす角度に応じて、短辺部の長手方向すなわちシャ
ドウマスクを引っ張る方向の弾性力が短辺フレームに生
じるので、シャドウマスクに所定の張力を加えることが
できる。また、シャドウマスクが熱膨張しても支持部の
角度が変化して、シャドウマスクに加わる張力を一定に
保つことができる。
【0013】このとき、前記長辺フレームと前記支持部
とがなす角度が0°を越え、20°以下であることが好
ましい(請求項4)。この角度が0°では短辺部と支持
部との間に弾性力が生じず、一方、20°を越えると、
短辺部材がTV画像エリア内に入ってしまうため好まし
くない。
【0014】また、前記長辺フレームの長さをLとする
と、前記長辺フレームの両端からL/5〜L/3の範囲
内に溶接点が設けられて前記長辺フレームと前記支持部
とが溶接されていることが好ましい(請求項6)。この
構成によれば、シャドウマスクに均一な張力を加えて長
辺フレームに架張する場合において、長辺フレームの長
手方向のたわみまたはうねりをなくすことができる。
【0015】また、前記長辺フレームの長手方向の断面
形状がI字形であることが好ましい(請求項7)。この
構成によれば、部材の軽量化とコストダウンが図られ、
特に36〔cm〕(14インチ)以下の小型のカラー陰
極線管に有効である。
【0016】また、前記長辺フレームの長手方向の断面
形状がL字形であることが好ましい(請求項8)。この
構成によれば、部材剛性が高くなるので、長辺フレーム
の長い大型のシャドウマスクの場合にも、長辺フレーム
の長手方向のたわみ変形を低減することができる。
【0017】また、前記短辺フレームの断面形状がL字
形であることが好ましい(請求項9)。この構成によれ
ば、部材剛性が高まる。また、スクリーン端部に電子ビ
ームが偏向されるときに短辺フレームが電子ビーム経路
の障害になりにくいため、所定の電子ビーム入射角を確
保しやすい。
【0018】また、前記短辺フレームの断面形状が、前
記支持部においてL字形であり、前記短辺部においてコ
の字形であることが好ましい(請求項10)。この構成
によれば、フレームの軽量化と高剛性化が図れる。
【0019】また、前記短辺フレームの断面形状が四角
形であり、その四面のうちの少なくとも一面が前記長辺
フレームに固定されていることが好ましい(請求項1
1)。この構成によれば、短辺フレームの剛性が高ま
り、また、短辺フレームの曲げ加工が容易になる。
【0020】また、前記短辺フレームの断面形状が、前
記支持部において三角形であり、前記短辺部において四
角形であり、前記支持部の三面のうちの少なくとも一面
が前記長辺フレームに固定されていることが好ましい
(請求項12)。この構成によれば、短辺フレームの支
持部において大きな電子ビーム入射角を確保できるとと
もに、短辺部の剛性が高まる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を用いて説明する。
【0022】図1は、本発明のカラー陰極線管の断面図
を示す。カラー陰極線管1は、内面に蛍光体スクリーン
面2a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
5と、フェイスパネル2の内部に蛍光体スクリーン面2
aに対向して設けられたシャドウマスク7と、これを保
持するマスクフレーム8とを備えている。このような陰
極線管1には、電子ビーム4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6が設けられてい
る。シャドウマスク7は、規則正しく配列された多数の
電子ビーム通過孔を有しており、電子銃5から発射され
る3本の電子ビーム4に対して色選別電極としての役割
を果たしている。マスクフレーム8は、フェイスパネル
内のスタッドピン9にスプリングを介して固定されてい
る。
【0023】図2は本発明のカラー陰極線管が備えるシ
ャドウマスク構体21を、図3はマスクフレーム8をそ
れぞれ示す。図2および図3に示すように、本発明に係
るシャドウマスク構体21は、断面形状がL字形である
一対の長辺フレーム10、11と、一対の長辺フレーム
10、11を所定の距離を隔てて保持する一対の短辺フ
レーム12、13とからなるマスクフレーム8に、平面
のシャドウマスク7が一対の長辺フレーム10、11間
に張力を保った状態で溶接されて支持されているもので
ある。短辺フレーム12、13は、一対の長辺フレーム
10、11間に渡される短辺部14、15と、短辺部1
4、15の両端からほぼ垂直方向に折れ曲がった一対の
支持部16、17、18、19とからなって、コの字の
形状を有している。短辺部14、15の断面形状はコの
字形であり、支持部16、17、18、19の断面形状
はL字形である。
【0024】長辺フレーム10、11と短辺フレーム1
2、13とは、長辺フレーム10、11の内側面と支持
部16、17、18、19の外側面とが接するように固
定されている。長辺フレーム10、11の内側面と支持
部16、17、18、19の外側面はそれぞれシャドウ
マスク7とほぼ垂直な平面であり、内側面と外側面と
は、少なくとも一部において密着している。ここで、長
辺フレーム10、11の内側面とは、一対の長辺フレー
ム10、11が互いに対向する側の側面をいい、支持部
16、17、18、19の外側面とは、長辺フレーム1
0、11の内側面と向かい合う側の側面をいう。
【0025】図4は、長辺フレーム10(または11)
と支持部16(または17〜19)とが固定されている
位置における断面図を示す。支持部16の高さNは、長
辺フレーム10の高さMと同等かまたはそれより小さく
なっており、長辺フレーム10の高さ方向の両端面4
1、42(いずれも破線で示す)ではさまれた領域内に
支持部16が位置している。図10に示す従来の構造と
比較して明らかなように、本発明によれば長辺フレーム
10およびシャドウマスク(図示せず)とほぼ同一平面
に短辺フレーム12が位置することになるので、シャド
ウマスク構体21の大幅な薄型化が可能である。
【0026】長辺フレーム10と支持部16とは、溶接
点51において溶接されている。長辺フレーム10のシ
ャドウマスク側の縁から溶接点51までの距離hは、長
辺フレーム10の高さをMとしたとき、溶接点43の位
置からM/2よりも小さいことが好ましい。
【0027】図5は、シャドウマスク構体21をシャド
ウマスク7側から見た平面図である。短辺部14、15
と支持部16、17、18、19とは直角ではなく、9
0°以上の鈍角をなしており、短辺フレーム12、13
はコの字よりも若干外側へ拡がった形状となっている。
したがって、長辺フレーム10、11と支持部16、1
7、18、19とは、平行ではなく所定の角度θをなし
ており、支持部16、17、18、19の先端部の溶接
点51、52、53、54においてのみ両部材が固定さ
れている。この角度は、0°を越え、20°以下である
ことが好ましい。
【0028】また、長辺フレーム10、11の長さをL
としたとき、長辺フレーム10、11の両端からL/5
〜L/3の範囲内に溶接点51、52、53、54が設
けられることが好ましい。このように、短辺フレーム1
2、13の短辺部14、15と支持部16、17、1
8、19との間に所定の角度をもたせ、支持部16、1
7、18、19の先端部において長辺フレーム10、1
1と固定することにより、短辺フレーム12、13の弾
性によりシャドウマスク7の熱膨張が吸収される。
【0029】また、このように長辺フレーム10、11
と支持部16、17、18、19とを溶接すると、支持
部16、17、18、19がたわみ、支持部16、1
7、18、19の溶接点51、52、53、54よりも
先端側において両部材は平行である一方、支持部16、
17、18、19の短辺部14、15側の端部では両部
材が一定の角度θをなすことになる(なお、図5では支
持部を全長にわたって直線で示している)。このため、
支持部16、17、18、19と長辺フレーム10、1
1の双方に曲げモーメントが生じる。この状態で長辺フ
レーム10、11にシャドウマスク7を架張すると、支
持部16、17、18、19と長辺フレーム10、11
との溶接点付近においてシャドウマスク7に最大の張力
が加わる一方、長辺フレーム10、11の中央部および
両端部に加わる張力が相対的に小さなものとなる。この
結果、シャドウマスク7に加わる張力分布はM字形の分
布となる。このようなM字形の張力分布は、シャドウマ
スク7の振動を抑制するので、画像の乱れが抑制され
る。
【0030】シャドウマスク構体21の組み立ては、ま
ず長辺フレーム10、11と短辺フレーム12、13と
を溶接により固定した後、一対の長辺フレーム10、1
1を内側すなわち互いに近づく方向に圧縮し、同時にシ
ャドウマスク7を引っ張った状態で、長辺フレーム1
0、11の上縁にシャドウマスク7の端部を溶接するこ
とにより行う。
【0031】短辺フレーム12、13は、プレス打ち抜
きおよびレーザ切断を用いてコの字形状に形成するのが
好ましい。曲げ加工が不要となり、残留応力も無いの
で、後処理の炉中での昇温工程においても、シャドウマ
スク7の架張力の低下を抑制することができる。
【0032】次に、65〔cm〕(25インチ)の平面
カラー陰極線管を例にとって、本発明の具体的な実施形
態を示す。
【0033】L形の長辺フレーム10、11は、材質が
S45Cで、長さLが480〔mm〕、高さMが32
〔mm〕、幅が32〔mm〕、厚さが4.5〔mm〕で
ある。短辺フレーム12、13は、材質がSPCCであ
り、コの字形の短辺部14、15は、長さが365〔m
m〕、高さが16〔mm〕、幅が16〔mm〕、厚さが
4.5〔mm〕であり、L形の支持部16、17、1
8、19は、長さが120〔mm〕、高さNが16〔m
m〕、幅が16〔mm〕、厚さが2.6〔mm〕であ
る。シャドウマスク7は、材質がインバー材であり、大
きさが480〔mm〕×365〔mm〕、厚さが0.6
〔mm〕、開口率が26〔%〕、短辺方向の架張力が3
60〔kg〕である。長辺フレーム10、11と支持部
16、17、18、19とがなす角度は5°である。支
持部16、17、18、19の溶接点は、シャドウマス
ク7側の縁から10〔mm〕、長辺フレーム10、11
の端部からL/4の位置である。短辺フレーム12、1
3と長辺フレーム10、11との溶接は、スポット溶接
による。
【0034】このようなシャドウマスク構体21を用い
て、部材倒れや色ズレについて従来例(図9)と比較し
た。従来のものでは、シャドウマスク7の長辺フレーム
101、102側周縁部の中央部近傍において、シャド
ウマスク7が凹むように見える現象が確認された。しか
し、本発明の場合には、そのような目視による凹み感が
まったくなかった。
【0035】以上、L字形断面の長辺フレーム10、1
1と、L字形断面の支持部16、17、18、19およ
びコの字形断面の短辺部14、15からなる短辺フレー
ム12、13とを組み合わせたマスクフレーム8を例に
とって説明したが、各フレームの形状はこれらに限られ
るものではない。
【0036】長辺フレーム10、11は、断面形状がL
字形のものの他、I字形のものであってもよい。I字形
断面とすれば、部材の軽量化とコストダウンが図れる。
【0037】短辺フレーム12、13は、短辺部14、
15と支持部16、17、18、19がともにコの字形
断面のもの(図6)、短辺部14、15が四角断面で支
持部16、17、18、19のみ三角断面としたもの
(図7)、短辺部14、15と支持部16、17、1
8、19がともに四角断面のもの(図8)としてもよ
い。四角断面および三角断面の場合には、中実としても
中空としてもよく、また、溶接は図中に太線で示すよう
に線状に行うのが好ましい。なお、短辺部14、15と
支持部16、17、18、19がともに四角断面の場合
には、L字形断面や三角断面の場合と同様の電子ビーム
入射角を確保するために、長辺フレーム10、11の幅
を高くして短辺フレーム12、13をシャドウマスク7
から離して設けるのが好ましい(図6)。
【0038】また、長辺フレーム10、11の内側面と
支持部16、17、18、19の外側面は、必ずしもシ
ャドウマスク7に垂直である必要はなく、また曲面であ
ってもよい。また、シャドウマスク7は平面でなくとも
よく、長辺方向に曲率を有するいわゆるシリンドリカル
形状でもよい。
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明は、シャドウマスク
とほぼ同一平面に短辺フレームを配設することにより、
短辺フレームがシャドウマスクの熱変形を吸収するとと
もに、短辺フレームの溶接点をシャドウマスクの近傍に
設けることにより、長辺フレームの内側への倒れ込みを
低減する。これにより、蛍光面とシャドウマスクとの間
の距離が大きく変化することはなく、電子ビームが正規
の軌跡を通過するので、映像の色ずれの少ないカラー陰
極線管を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカラー陰極線管の断面図
【図2】本発明のシャドウマスク構体の斜視図
【図3】本発明のマスクフレームの斜視図
【図4】本発明の長辺フレームの断面図
【図5】本発明のマスクフレームの平面図
【図6】本発明のマスクフレームの他の実施形態を示す
斜視図
【図7】本発明のマスクフレームの他の実施形態を示す
斜視図
【図8】本発明のマスクフレームの他の実施形態を示す
斜視図
【図9】従来のシャドウマスク構体の一部切り欠き斜視
【図10】従来の長辺フレームの断面図
【符号の説明】 1 カラー陰極線管 7 シャドウマスク 8 マスクフレーム 10、11 長辺フレーム 12、13 短辺フレーム 14、15 短辺部 16、17、18、19 支持部 21 シャドウマスク構体 51、52、53、54 溶接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼田 良耿 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 渡辺 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 EE08

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の長辺フレームと、前記一対の長辺
    フレームを所定の距離を隔てて保持する一対の短辺フレ
    ームとからなるマスクフレームに、シャドウマスクが前
    記一対の長辺フレーム間に張力を保った状態で支持され
    るシャドウマスク構体を備えたカラー陰極線管であっ
    て、 前記短辺フレームは、前記一対の長辺フレーム間に渡さ
    れる短辺部と、前記短辺部の両端からほぼ垂直方向に折
    れ曲がった一対の支持部とからなって、ほぼコの字の形
    状を有し、前記支持部の外側面が前記長辺フレームの内
    側面に接しており、 前記外側面の高さは前記内側面の高さと同等かまたはそ
    れより小さく、前記長辺フレームの高さ方向の両端面で
    はさまれた領域内に前記支持部が位置していることを特
    徴とするカラー陰極線管。
  2. 【請求項2】 前記長辺フレームの高さをMとしたと
    き、前記長辺フレームの、前記シャドウマスク側の縁か
    らM/2より小さい範囲に溶接点が設けられて、前記長
    辺フレームと前記支持部とが溶接されている、請求項1
    に記載のカラー陰極線管。
  3. 【請求項3】 前記長辺フレームと前記支持部とが所定
    の角度をなし、前記支持部の先端部において前記長辺フ
    レームと前記支持部とが固定されている、請求項1〜2
    のいずれかに記載のカラー陰極線管。
  4. 【請求項4】 前記長辺フレームと前記支持部とがなす
    角度が0°を越え、20°以下である、請求項3に記載
    のカラー陰極線管。
  5. 【請求項5】 前記長辺フレームの長さをLとすると、
    前記長辺フレームの両端からL/5〜L/3の範囲内に
    溶接点が設けられて前記長辺フレームと前記支持部とが
    溶接されている、請求項4に記載のカラー陰極線管。
  6. 【請求項6】 前記長辺フレームの長手方向の断面形状
    がI字形である、請求項1に記載のカラー陰極線管。
  7. 【請求項7】 前記長辺フレームの長手方向の断面形状
    がL字形である、請求項1に記載のカラー陰極線管。
  8. 【請求項8】 前記短辺フレームの断面形状がL字形で
    ある、請求項1に記載のカラー陰極線管。
  9. 【請求項9】 前記短辺フレームの断面形状が、前記支
    持部においてL字形であり、前記短辺部においてコの字
    形である、請求項1に記載のカラー陰極線管。
  10. 【請求項10】 前記短辺フレームの断面形状が四角形
    であり、その四面のうちの少なくとも一面が前記長辺フ
    レームに固定されている、請求項1に記載のカラー陰極
    線管。
  11. 【請求項11】 前記短辺フレームの断面形状が、前記
    支持部において三角形であり、前記短辺部において四角
    形であり、前記支持部の三面のうちの少なくとも一面が
    前記長辺フレームに固定されている、請求項1に記載の
    カラー陰極線管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030045258A (ko) * 2001-12-01 2003-06-11 삼성에스디아이 주식회사 텐션마스크 조립체와 이를 채용한 음극선관

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