JP2001325893A - カラー受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャドウマスクの張力によりマスクフレーム
のマスク固定部が撓むために生ずる画像品位の劣化や耐
振強度の劣化を防止したカラー受像管を構成することを
目的とする。 【解決手段】 シャドウマスク26を保持固定するマスク
フレーム27がほぼ矩形状のフレーム基体30とその少なく
とも一方の対向側辺から蛍光体スクリーン15方向に延在
する一対のマスク固定部31とから構成されてなるカラー
受像管において、マスク固定部にフレーム基体の少なく
とも一方の対向側辺の長さ方向に沿ってマスク固定部を
補強する１個または複数個の補強部材34を設け、この補
強部材の蛍光体スクリーン側端部とマスク固定部の蛍光
体スクリーン側端部との間隔をその一方の対向側辺の長
さ方向の位置によって異ならしめた。

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、張力が印加され
たシャドウマスクを有するカラー受像管に係り、特にそ
のシャドウマスクを保持固定するマスクフレームを改善
したカラー受像管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー受像管は、ほぼ矩形状のパ
ネルと漏斗状のファンネルからなる外囲器を有し、その
パネルの内面に設けられた青、緑、赤に発光する３色蛍
光体層からなる蛍光体スクリーンに対向してほぼ矩形状
のシャドウマスク構体が配置されている。一方、ファン
ネルのネック内に３電子ビームを放出する電子銃が配設
されている。そして、この電子銃から放出された３電子
ビームをファンネルの外側に装着された偏向ヨークによ
り偏向し、シャドウマスク構体を介して蛍光体スクリー
ンを水平、垂直走査することによりカラー画像を表示す
る構造に形成されている。

【０００３】上記シャドウマスク構体は、電子銃から放
出された３電子ビームを選別して所定の３色蛍光体層に
入射させるためのものであり、通常、蛍光体スクリーン
と対向する有効面に３電子ビームの通過する多数の開孔
が所定の配列で形成されたシャドウマスクと、このシャ
ドウマスクの周辺部を保持固定するマスクフレームとか
ら構成されている。

【０００４】このようなカラー受像管は、近年、視認性
を良好にするため、パネルの外面を平坦にし、この外面
の平坦化にともなって曲率の小さくなった内面に対応し
て、蛍光体スクリーンと対向するシャドウマスクの有効
面の曲率が小さくなったものが実用化されている。

【０００５】このように有効面の曲率が小いくなると、
シャドウマスクは、板厚の薄いため、形状保持強度が低
下し、カラー受像管の製造工程で変形しやすく、また製
品となったのちも、輸送時などに加わる衝撃や振動によ
り変形しやすく、さらにセットに組込まれたスピーカー
からの音声と共振して、色純度の劣化をおこしやすくな
る。

【０００６】上記シャドウマスクの形状保持強度の低下
を防止する手段として、シャドウマスクが少なくとも一
方向に張力が印加された状態でマスクフレームに保持固
定された展張型シャドウマスク構体がある。図６にこの
シャドウマスク構体の一例を示す。このシャドウマスク
構体では、マスクフレーム１は、その長側辺を構成する
一対のアーム部材２からなるフレーム基体３と、各アー
ム部材２の両端部に取付けられてマスクフレーム１の短
側辺を構成し、蛍光体スクリーン方向に延在する一対の
Ｌ字形マスク固定部４とから構成され、この一対のマス
ク固定部４の蛍光体スクリーン側端部５にシャドウマス
ク６が各マスク固定部４に垂直なマスクフレーム１の長
軸方向（Ｘ軸方向）に張力が印加された状態で保持固定
されている。そのマスク固定部４の蛍光体スクリーン側
端部は、パネル内面の対向部分の形状に対応した円弧状
となっている。

【０００７】このようなシャドウマスク構体は、マスク
フレーム１を長軸方向に加圧してマスク固定部４を互い
に接近するように圧縮させるとともに、シャドウマスク
７を上記長軸方向に引張って張力を印加し、この張力の
印加されたシャドウマスク７を上記マスク固定部４の蛍
光体スクリーン側端部に溶接する。その後、マスクフレ
ーム１およびシャドウマスク７に加えている負荷を取除
くことにより形成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、有効面
の曲率が小さいシャドウマスクの形状保持強度の低下を
防止するため、少なくとも一方向に張力が印加された状
態でマスクフレームに保持固定されたシャドウマスク構
体がある。しかし、図６に示したように張力が印加され
た状態でマスクフレームに取付けると、マスクフレーム
のマスク固定部の蛍光体スクリーン側が対向マスク固定
部方向に撓む。この場合、マスク固定部の両側端部近傍
は、フレーム基体の長辺を構成するアーム部材の影響に
より撓みを低減する方向のモーメントを受ける。そのた
め、マスク固定部の蛍光体スクリーン側は、図７に示す
曲線９のように、中央の変位量を最大として両側端部近
傍内側に変位量が最小となる偏曲点をもつシーガル状に
変形し、この変形にともなってシャドウマスクの張力が
不均一となり、有効面に変形が生ずる。その結果、シャ
ドウマスクとパネル内面との間隔（ｑ値）が変化し、色
純度などの画像品位が劣化する。またシャドウマスク面
に沿って張られるダンパー線から離れ、振動しやすくな
る。

【０００９】上記マスク固定部の変形を防止する方法と
して、あらかじめマスク固定部の蛍光体スクリーン側端
部を上記変形を補償する形状にしておく方法がある。し
かし、このような方法は、マスク固定部の形状およびそ
の加工が複雑になり、正確な補償が期待できない。

【００１０】他の方法として、フレーム基体の長側辺を
構成するアーム部材を内側にずらしてマスク固定部の変
位量が最小となる偏曲点付近に設ける方法がある。しか
し、この場合は、電子ビームを遮らないようにアーム部
材の形状を複雑にしなければならない。また一対のアー
ム部材の剛性が微妙に異なりやすく、マスクフレームを
加圧してマスク固定部を互いに接近するように圧縮した
とき、対称に曲がらず、結果として保持固定されたシャ
ドウマスクに捩じれなどが生じ、画像品位の劣化をまね
く。

【００１１】また、マスク固定部の蛍光体スクリーン側
が図７に示したようにシーガル状に変形すると、マスク
フレームに応力が残留し、カラー受像管製造工程で加わ
る４００℃以上の高温加熱によりクリープが発生して変
形し、シャドウマスクにしわなどが発生して画像品位が
劣化する。このクリープによる変形を防止するために
は、マスクフレームを構成する部材の断面積などを大き
くして剛性を高くしなければならなず、結果として剛性
の大きい高価な材料を使用するか、あるいはシャドウマ
スク構体の大きさや重量などが増す手段により剛性を大
きくするひつようがある。

【００１２】つまり、従来の展張型シャドウマスク構体
は、シャドウマスクの張力によりマスクフレームのマス
ク固定部が撓み、このマスク固定部の変形にともなって
シャドウマスクとパネル内面との間隔が変化し、画像品
位や耐振強度の劣化をまねく。このマスク固定部の変形
を防止しようとすると、マスク固定部やフレーム基体の
形状およびその加工が複雑になるし、またシャドウマス
クに捩じれやしわなどが発生し、画像品位が劣化すると
いう問題がある。

【００１３】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、シャドウマスクに印加された張力によりマ
スクフレームのマスク固定部が撓むために生ずる画像品
位の劣化や耐振強度の劣化を防止したカラー受像管を構
成することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】（１） 蛍光体スクリー
ンと対向するシャドウマスクがマスクフレームに保持固
定されてなるほぼ矩形状のシャドウマスク構体を有し、
そのマスクフレームがほぼ矩形状枠を構成するフレーム
基体と、このフレーム基体の少なくとも一方の対向側辺
から蛍光体スクリーン方向に延在する少なくとも一対の
マスク固定部とから構成され、これらマスク固定部の蛍
光体スクリーン側端部にシャドウマスクがマスク固定部
に垂直な方向に張力印加状態で保持固定されてなるカラ
ー受像管において、マスクフレームのマスク固定部にフ
レーム基体の一方の対向側辺の長さ方向に沿ってマスク
固定部を補強する１個または複数個の補強部材を設け、
この補強部材の蛍光体スクリーン側端部とマスク固定部
の蛍光体スクリーン側端部との間隔を上記一方の対向側
辺の長さ方向位置によって異ならしめた。

【００１５】（２） （１）のカラー受像管において、
補強部材の蛍光体スクリーン側端部とマスク固定部の蛍
光体スクリーン側端部との間隔をマスク固定部の中央か
らフレーム基体の一方の対向側辺の長さ方向に遠ざかる
にしたがって小さくした。

【００１６】（３） （１）のカラー受像管において、
補強部材の蛍光体スクリーン側端部とマスク固定部の蛍
光体スクリーン側端部との間隔をマスク固定部の中央と
フレーム基体の一方の対向側辺の長さ方向端部との間で
最大にした。

【００１７】（４） （１）のカラー受像管において、
複数個の補強部材の間隔をこれら補強部材の取付け位置
により異ならしめた。

【００１８】（５） （１）のカラー受像管において、
複数個の補強部材を板材とし、これら補強部材の板厚を
フレーム基体の一方の対向側辺の長さ方向位置により異
ならしめた。

【００１９】（６） （１）のカラー受像管において、
１個または複数個の補強部材をフレーム基体およびマス
ク固定部に傾斜して両端部を固定した板材で構成した。

【００２０】（７） （６）のカラー受像管において、
複数個の補強部材の幅をこれら補強部材の取付け位置に
より異ならしめた。

【００２１】（８） （１）のカラー受像管において、
１個の補強部材に開孔を形成し、この補強部材の蛍光体
スクリーン側端部方向の開孔径をフレーム基体の一方の
対向側辺の長さ方向位置により異ならしめた。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施の一形態で
あるカラー受像管を示す。このカラー受像管は、有効部
１０の周辺部にスカート部１１が設けられたほぼ矩形状
のパネル１２と、そのスカート部１１に接合された漏斗
状のファンネル１３とからなる外囲器を有する。そのパ
ネル１２の有効部１０内面には、青、緑、赤に発光する
３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン１５が設けられ
ている。また、この蛍光体スクリーン１５に対向して、
その内側に後述するほぼ矩形状の展張型シャドウマスク
構体１６が、このシャドウマスク構体１６に取付けられ
た弾性支持体１７をパネル１２に設けられたスタッドピ
ン１８に係止することにより支持されている。一方、フ
ァンネル１３のネック２０内に３電子ビーム２１B ，２
１G ，２１R （２１G のみ図示）を放出する電子銃２２
が配設されている。そして、この電子銃２２から放出さ
れた３電子ビーム２１B ，２１G ，２１R をファンネル
１３の外側に装着された偏向ヨーク２３により偏向し、
シャドウマスク構体１６を介して蛍光体スクリーン１５
を水平、垂直走査することにより、カラー画像を表示す
る構造に形成されている。

【００２３】上記シャドウマスク構体１６は、蛍光体ス
クリーンと対向する有効面２５に３電子ビームの通過す
る多数の開孔が形成されたほぼ矩形状のシャドウマスク
２６と、このシャドウマスク２６を張力印加状態で保持
固定するほぼ矩形状のマスクフレーム２７とから構成さ
れている。そのマスクフレーム２７は、このマスクフレ
ーム２７の長側辺を構成する一対のアーム部材２９から
なるフレーム基体３０と、上記各アーム部材２９の両端
部に取付けられてマスクフレーム２７の短側辺を構成
し、かつ蛍光体スクリーン方向に延在する一対のほぼ直
角に折曲げられたＬ字型のマスク固定部３１とからな
る。その各マスク固定部３１の蛍光体スクリーン側端部
３２は、パネル１２の有効部１０内面の対向部分の形状
に対応した円弧状となっている。シャドウマスク２６
は、上記マスク固定部３１に垂直なマスクフレーム２７
の長軸方向に張力が印加された状態で上記一対のマスク
固定部３１の蛍光体スクリーン側端部３２に保持固定さ
れている。

【００２４】特にこの実施の形態では、上記各マスク固
定部３１の内側にマスクフレーム２７の短側辺長さ方向
に複数個、図示例では９個の補強部材３４がほぼ等間隔
に取付けられている。その各補強部材３４は、図２に示
すように、板厚が同じ三角形状に形成され、マスク固定
部３１の各面との密着をよくするため、頂角部３５が切
欠かれている。この補強部材３４は、その取付け位置に
よって大きさ、形状が異なり、蛍光体スクリーン側端部
とマスク固定部３１の蛍光体スクリーン側端部３２との
間隔が、図７に示したシーガル状分布の変位量に応じた
間隔、すなわち、マスク固定部３１の中央で最も小さ
く、マスクフレーム２７の短側辺の長さ方向に遠ざかる
にしたがって大きくなり、側端部で再び小さくなってい
る。

【００２５】なお、アーム部材２９、およびマスク固定
部３１のフレーム基体３０に取付けられる部分の幅およ
び蛍光体スクリーン方向に延在する部分の高さは、それ
ぞれ蛍光体スクリーンを走査する電子ビームを妨げない
大きさに形成され、補強部材３４も同様に電子ビームを
妨げない大きさに形成されている。

【００２６】このようなシャドウマスク構体の組立て
は、マスク固定部３１を加圧してマスクフレーム２７の
長軸方向に互いに接近するように圧縮させるとともに、
シャドウマスク２６を上記長軸方向に引張って張力を印
加し、この張力の印加されたシャドウマスク２６を上記
マスク固定部３１の蛍光体スクリーン側端部３２に溶接
する。その後、マスク固定部３１およびシャドウマスク
２６に加えている負荷を取除くことにより形成される。

【００２７】ところで、従来の展張型シャドウマスク構
体では、マスク固定部の蛍光体スクリーン側がマスクフ
レームの長軸方向に撓み、マスクフレームの構造に起因
してシーガル状に変形した。

【００２８】しかし、この発明の実施の形態のようにマ
スク固定部３１に複数個の補強部材３４を設けると、重
量の増加を極力抑えて安価な材料でマスク固定部３１の
剛性を高め、カラー受像管の製造工程で高温加熱されて
も、マスクフレーム２７に残留する応力による変形を抑
制することができる。しかも、各補強部材３４の蛍光体
スクリーン側端部とマスク固定部３１の蛍光体スクリー
ン側端部３２との間隔を図７に示したようにシーガル状
の変位量に応じた間隔にしたことにより、その蛍光体ス
クリーン側端部の変位を補正して、シャドウマスク２６
に働く張力を均一にし、しわなどの発生を防止すること
ができる。その結果、シャドウマスク面に沿って張られ
るダンパー線との密着が良好に保たれ、振動に強く、か
つ画像品位を劣化させないカラー受像管を構成すること
ができる。

【００２９】つぎに、異なる形態について説明する。

【００３０】前記実施の形態では、板厚の同じ複数個の
補強部材をほぼ等間隔に設けたが、張力を印加したシャ
ドウマスクを取付けたときのマスク固定部の蛍光体スク
リーン側端部の変位量の大きさに応じて、図３（ａ）に
補強部材３４の板厚をｔ1 ＞ｔ2で示したように、変位
量の大きい部分には板厚の厚い補強部材３４a を配置
し、変位量の小さい部分に板厚の薄い補強部材３４b を
配置してもよい。

【００３１】また、図３（ｂ）に補強部材３４の間隔を
ｓ1 ＞ｓ2として示したように、同じ板厚の補強部材の
間隔を変化させ、変位量の大きい部分では間隔を狭く、
変位量の小さい部分では間隔を広くしてもよい。さら
に、変位量の大きさに応じて板厚ｔと間隔ｓを適宜組合
わせて配置してもよい。

【００３２】また、前記実施の形態では、マスクフレー
ムの短側辺長さ方向に複数個の補強部材を設けたが、図
４（ａ）は、マスクフレームの短側辺長さ方向に１個の
板状補強部材３４がＬ字型マスク固定部３１の交差２面
に傾斜して取付けられ、この補強部材３４の蛍光体スク
リーン側端部とマスク固定部３１の蛍光体スクリーン側
端部３２との間隔を、シャドウマスクの張力によるマス
ク固定部３１の蛍光体スクリーン側端部３２の変位量の
大きさに応じて変化させたものである。

【００３３】同（ｂ）は、マスクフレームの短側辺長さ
方向に１個の三角形柱状の補強部材３４が取付けられ、
この補強部材３４の蛍光体スクリーン側端部とマスク固
定部３１の蛍光体スクリーン側端部３２との間隔を、シ
ャドウマスクの張力によるマスク固定部３１の蛍光体ス
クリーン側端部３２の変位量の大きさに応じて変化させ
たものである。

【００３４】同（ｃ）は、マスクフレームの短側辺長さ
方向に１個の三角形柱状の補強部材３４をマスク固定部
３１と一体に成形し、その蛍光体スクリーン側端部とマ
スク固定部３１の蛍光体スクリーン側端部３２との間隔
を、シャドウマスクの張力によるマスク固定部３１の蛍
光体スクリーン側端部３２の変位量の大きさに応じて変
化させたものである。

【００３５】同（ｄ）は、マスクフレームの短側辺長さ
方向に複数個の板状補強部材３４がＬ字型マスク固定部
３１の交差２面に傾斜して取付けられ、これら補強部材
３４の蛍光体スクリーン側端部とマスク固定部３１の蛍
光体スクリーン側端３２との間隔を、シャドウマスクの
張力によるマスク固定部３１の蛍光体スクリーン側端部
３２の変位量の大きさに応じて変化させたものである。

【００３６】このようにマスク固定部３１の交差２面に
傾斜して複数個の板状補強部材３４を取付ける場合は、
その取付け位置により板状補強部材３４の間隔を一定と
して幅を変化させてもよく、また幅を一定として間隔を
変化させてもよい。さらに、幅と間隔を適宜組合わせて
配置してもよい。

【００３７】同（ｅ）は、マスクフレームの短側辺長さ
方向に開孔３７の形成された１個の板状補強部材３４が
Ｌ字型マスク固定部３１の交差２面に傾斜して取付けら
れ、この補強部材３４の蛍光体スクリーン側端部方向の
開孔径を、シャドウマスクの張力によるマスク固定部３
１の蛍光体スクリーン側端部３２の変位量の大きさに応
じて変化させたものである。

【００３８】これら図４（ａ）乃至（ｅ）に示したよう
に補強部材３４を構成しても、前記実施の形態と同様の
効果をもつカラー受像管を構成することができる。

【００３９】また、前記実施の形態では、マスクフレー
ムをその長側辺を構成する一対のアーム部材からなるフ
レーム基体と、各アーム部材の両端部に取付けられてマ
スクフレームの短側辺を構成するＬ字型のマスク固定部
１とで構成したが、図５に示すマスクフレームは、長短
側辺を構成する一対のアーム部材２９，３９で矩形状の
フレーム基体３０を構成し、このフレーム基体３０の短
側辺を構成する一対のアーム部材３９に蛍光体スクリー
ン方向に延在するマスク固定部３１を取付けたものであ
る。このようにマスクフレーム２７を構成しても、前記
実施の形態と同様のシャドウマスク構体を組立てること
ができる。

【００４０】なお、前記実施の形態では、シャドウマス
クの張力によりマスク固定部の蛍光体スクリーン側端部
がシーガル状に変位する場合について説明したが、この
マスク固定部の蛍光体スクリーン側端部は、マスクフレ
ームの構造により単純な偶関数の曲線で変位することも
あり、また偏曲点が２以上の曲線で変位することもある
が、この発明は、このように異なる曲線で変位する場合
にも適用できる。

【００４１】また、前記実施の形態では、シャドウマス
クを長軸方向に張力を印加する場合について説明した
が、この発明は、短軸方向に張力を印加する場合にも適
用でき、また交差する２方向に張力を印加する場合にも
適用できる。

【００４２】

【発明の効果】上述のように、シャドウマスク構体を構
成すると、重量の増加を極力抑えて安価な材料でもマス
ク固定部の剛性を高めることができ、カラー受像管の製
造工程で高温加熱されても、マスクフレームに残留する
応力による変形を抑制できる。しかも、補強部材の蛍光
体スクリーン側端部とマスク固定部の蛍光体スクリーン
側端部との間隔をシャドウマスクに印加された張力によ
るマスク固定部の変位量に応じた間隔にすることによ
り、そのマスク固定部の変位を補正して、シャドウマス
クに働く張力を均一にし、しわなどの発生を防止するこ
とができる。それにより振動に強く、かつ画像品位を劣
化させないカラー受像管を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）はこの発明の実施の一形態であるカ
ラー受像管の構成を示す図、図１（ｂ）はそのシャドウ
マスク構体を一部切欠いて示した図である。

【図２】図２（ａ）は上記シャドウマスク構体のマスク
フレームに設けられた補強部材の配置を示す図、図２
（ｂ）はその補強部材の形状を示した図である。

【図３】図３（ａ）は板厚の異なる補強部材の配置を説
明するための図、図３（ｂ）は間隔が異なる補強部材の
配置を説明するための図である。

【図４】図４（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ異なる補強部
材の配置を示す図である。

【図５】図２に示したマスクフレームとは異なるマスク
フレームの構成を示す図である。

【図６】従来のシャドウマスク構体を一部切欠いて示し
た図である。

【図７】シャドウマスクに印加された張力によるマスク
フレームのマスク固定部の蛍光体スクリーン側端部の変
位を示す図である。

【符号の説明】

１５…蛍光体スクリーン １６…シャドウマスク構体 ２６…シャドウマスク ２７…マスクフレーム ３０…フレーム基体 ３１…マスク固定部 ３２…蛍光体スクリーン側端部 ３４…補強部材 ３７…開孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光体スクリーンと対向するシャドウマ
   スクがマスクフレームに保持固定されてなるほぼ矩形状
   のシャドウマスク構体を有し、上記マスクフレームがほ
   ぼ矩形状枠を構成するすフレーム基体と、このフレーム
   基体の少なくとも一方の対向側辺から上記蛍光体スクリ
   ーン方向に延在する少なくとも一対のマスク固定部とか
   ら構成され、これらマスク固定部の蛍光体スクリーン側
   端部に上記シャドウマスクが上記マスク固定部に垂直な
   方向に張力印加状態で保持固定されてなるカラー受像管
   において、 上記マスクフレームのマスク固定部に上記フレーム基体
   の一方の対向側辺の長さ方向に沿って上記マスク固定部
   を補強する１個または複数個の補強部材が設けられ、こ
   の補強部材の蛍光体スクリーン側端部と上記マスク固定
   部の蛍光体スクリーン側端部との間隔が上記一方の対向
   側辺の長さ方向位置によって異なることを特徴とするカ
   ラー受像管。
2. 【請求項２】 補強部材の蛍光体スクリーン側端部とマ
   スク固定部の蛍光体スクリーン側端部との間隔が上記マ
   スク固定部の中央からフレーム基体の一方の対向側辺の
   長さ方向に遠ざかるにしたがって小さくなることを特徴
   とする請求項１記載のカラー受像管。
3. 【請求項３】 補強部材の蛍光体スクリーン側端部とマ
   スク固定部の蛍光体スクリーン側端部との間隔が上記マ
   スク固定部の中央とフレーム基体の一方の対向側辺の長
   さ方向端部との間で最大になることを特徴とする請求項
   １記載のカラー受像管。
4. 【請求項４】 複数個の補強部材の間隔がこれら補強部
   材の取付け位置により異なることを特徴とする請求項１
   記載のカラー受像管。
5. 【請求項５】 複数個の補強部材が板材からなり、これ
   ら補強部材の板厚がフレーム基体の一方の対向側辺の長
   さ方向位置により異なることを特徴とする請求項１記載
   のカラー受像管。
6. 【請求項６】 １個または複数個の補強部材がフレーム
   基体およびマスク固定部に傾斜して両端部が固定された
   板材からなることを特徴とする請求項１記載のカラー受
   像管。
7. 【請求項７】 複数個の補強部材の幅がこれら補強部材
   の取付け位置により異なることを特徴とする請求項６記
   載のカラー受像管。
8. 【請求項８】 １個の補強部材に開孔が形成され、この
   補強部材の蛍光体スクリーン側端部方向の開孔径がフレ
   ーム基体の一方の対向側辺の長さ方向位置により異なる
   ことを特徴とする請求項１記載のカラー受像管。