JP2002163999A

JP2002163999A - カラー陰極線管

Info

Publication number: JP2002163999A
Application number: JP2000355771A
Authority: JP
Inventors: Noriharu Matsudate; 法治松舘
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-06-07
Also published as: KR20020040572A; CN1360331A

Abstract

(57)【要約】【課題】ドーミングを自己補正して曲率半径の大きいプ
レスマスクを実現する。【解決手段】シャドウマスクを構成する材料に、合金元
素が一方の面から他方の面に向けて連続的に減少する濃
度勾配をもつ複合傾斜合金板からなる単一の板体を用い
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、シャドウマスク型
のカラー陰極線管に係り、特にシャドウマスクの材料強
度を向上すると共にエッチング性や成形加工性を改善
し、かつ熱変形を低減した高信頼性のカラー陰極線管に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報機器用モニター装置、カラー
受像機の表示手段に用いられるカラー陰極線管は、その
画像表示面であるパネル（フェースパネル）を平坦にし
たフラットフェース化が急速に浸透している。特に、水
平、垂直方向に有孔面を湾曲させたプレス成形方式のシ
ャドウマスクを採用する場合、このフラットフェースの
カラー陰極線管（フラットフェース管）のパネルは、外
面が略平面に近く、内面は外面よりもかなり大きな曲率
をもっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなフラットフ
ェース管を設計する際の技術的課題の一つとしてシャド
ウマスク強度がある。シャドウマスクはパネルの内面の
曲率に近似した曲率に成形されるが、フラットフェース
管は内外面が湾曲したラウンドフェース管に比べてパネ
ル内面曲率が小さいため、フラットフェース管のシャド
ウマスクの曲率も小さくならざるを得ない。そのため、
動作時の電子ビームの衝突でシャドウマスクの温度が上
昇することによる、シャドウマスク有孔面の所謂ドーミ
ング現象による熱変形に対する強度を保持することが難
しくなる。また、シャドウマスクの落下、衝撃等に対す
る物理的な強度を保持することも難しい。

【０００４】この種のシャドウマスクの強度を確保する
ための材料として、従来からのアンバー材にコバルトを
添加したコバルト添加アンバー材が用いられている。

【０００５】シャドウマスク材にはアルミキルド鋼材が
用いられて来たが、画像の高精細化や画面のフラットフ
ェース化に伴ってアンバー材を用いられてきた。シャド
ウマスク強度向上のために用いられるコバルト添加アン
バー材は通常のアンバー材に比べて約２０％の強度を確
保でき、上記したシャドウマスクの変形を抑制すること
ができる。しかし、アンバー材にコバルトを添加したシ
ャドウマスクでは、（１）コバルトが高価であるための
コスト増、（２）コバルトの耐食性が良好であるための
エッチング能率の低下、（３）加工性低下、（４）磁気
特性低下などのデメリットがある。

【０００６】本発明の目的は、このような従来のシャド
ウマスクにおけるデメリットを軽減したシャドウマスク
を具備したフラットフェース型のカラー陰極線管を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の代表的な要点は、カラー陰極線管に具備する
シャドウマスク材として板体に合金用元素を含み、前記
板体に含む前記合金用元素が前記板体の一方の面から他
方の面に向けて連続的に減少する濃度勾配をもつ鉄材で
形成した点にある。本発明の構成のうち、代表的なもの
は下記のように記述される。

【０００８】（１）内面に複数色の蛍光体を塗布したパ
ネルと、電子銃を収納したネックと、前記パネルとネッ
クとを連接するファンネルとからなる真空外囲器を有
し、前記パネルの内面に塗布した蛍光体に近接して設置
した多数の色選択用開孔を持つシャドウマスクを備え、
前記シャドウマスクを構成する材料を、合金用元素を含
む鉄材で形成した単一の板体とし、かつ前記単一の板体
に含む前記合金用元素が前記単一の板体の一方の面から
他方の面に向けて連続的に減少する濃度勾配をもつ複合
傾斜合金板とした。

【０００９】（２）前記複合傾斜合金板である単一の板
体がニッケルを合金元素として含む場合には、前記単一
の板体の一方の面の表面近傍での前記ニッケルの含有量
が４５ｗｔ％以下で、前記単一の板体の他方の面の表面
近傍での前記ニッケルの含有量が０ｗｔ％以上となるも
のとした。

【００１０】（３）前記複合傾斜合金板である単一の板
体がニッケルを合金元素として含む上記（２）の場合に
おいて、さらに前記単一の板体の一方の面の表面近傍で
の前記ニッケルの含有量が３６ｗｔ％以下で、前記単一
の板体の他方の面の表面近傍での前記ニッケルの最大含
有量が１６ｗｔ％以上であるものとした。

【００１１】（４）前記シャドウマスクに形成した色選
択用開孔がドット状で、シャドウマスク全体を形状自立
保持型とした。

【００１２】（５）前記シャドウマスクに形成した色選
択用開孔が一方向に連続したすだれ状で、当該すだれ状
の開孔を形成する部材にその開孔の延長方向にテンショ
ンをかけた構造とした。

【００１３】（６）前記シャドウマスクに形成した色選
択用開孔が一方向に長軸をもつスロット状で、シャドウ
マスク全体を形状自立保持型、もしくは当該スロット状
開口の長軸方向または長軸方向と短軸方向にテンション
をかけた構造とした。

【００１４】なお、本発明は上記の各構成および後述す
る実施例で説明する構造に限定されるものではなく、本
発明の技術思想を逸脱することなく種々の変形が可能で
あることは言うまでもない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明のカラー陰極線管の１実施例
を説明するためのシャドウマスクの要部断面模式図、図
２は本発明のカラー陰極線管の１実施例に設置されるシ
ャドウマスク構体の斜視図である。

【００１７】このシャドウマスク６は図２に示したよう
に、その主要部である有孔領域ＡＲが後述するフェース
パネルの内面曲率に対応した曲面に成形されており、略
管軸方向に屈曲された周辺部６１をマスクフレーム７に
溶接固定してシャドウマスク構体を構成している。な
お、マスクフレーム７にはフェースパネルのスカート部
内壁に植立したスタッドピンに取付けるための懸架スプ
リング８が取付けられている（この構成については、図
１０で後述する）。

【００１８】本実施例のシャドウマスク６を構成するシ
ャドウマスク材はニッケルを合金元素として含む鉄材を
基本とし、図１のＺ軸（管軸：矢印Ｚ）方向で示した側
の一方の面である蛍光面側でニッケルの含有量が最大で
ある第１の組成部６Ａと、上記一方の面とは反対側の他
方の面である電子銃側でニッケルの含有量が最小である
第２の組成部６Ｂとを有する複合傾斜合金板である単一
板体で構成される。

【００１９】第１の組成部から第２の組成部の間ではニ
ッケル含有量が連続的に減少している。このような単一
板体の一方の面側から他方の面側に合金元素が連続的に
減少する単一板体をここでは複合傾斜合金板と称してい
る。

【００２０】図１では複合傾斜合金板の合金元素として
のニッケル元素を×で模式的に示し、シャドウマスク６
を構成する当該複合傾斜合金板の断面における蛍光面側
と電子銃側とでニッケルの含有量の違いを×の密度で示
してある。

【００２１】この複合傾斜合金板は第１の組成部６Ａの
第１の金属板と第２の組成部６Ｂの第２の金属板の中間
領域で連続した合金領域を有する単一板体としたもので
あると言い換えることもできる。しかし、従来の２枚の
異種金属板を貼り合わせた、所謂クラッド板材とは異な
る。クラッド板材の場合は、２枚の金属板の境界に両者
の合金層を形成したものであり、図１に示したような合
金元素の含有量に傾斜を持つものではない。

【００２２】第１の組成部６Ａを鉄・ニッケル合金板、
第２の組成部６Ｂを鉄板とし、第２の組成部６Ｂにはニ
ッケル含有量を０とすることもできる。あるいは、第１
の組成部６Ａをニッケルの含有量が多い金属、第２の組
成部６Ｂをニッケルの含有量が少ない金属、具体的には
第１の組成部６Ａをアンバー材（ニッケルが３６ｗｔ％
程度を含有するニッケル−鉄合金）とし、第２の組成部
６Ｂをニッケルが１６ｗｔ％程度を含有するステンレス
鋼としたり、もしくは第１の組成部６Ａをニッケルが１
７ｗｔ％程度を含有するステンレス鋼とし、第２の組成
部６Ｂをニッケルが１６ｗｔ％程度を含有するステンレ
ス鋼とすることもできる。

【００２３】また、上記第１組成部６Ａをパーマロイ
（ニッケルが４３ｗｔ％程度を含有するニッケル・鉄合
金）とすることもできる。なお、材料の磁気特性、コス
トを考慮すると、ニッケル含有量としては４５ｗｔ％以
下に抑えるのが好ましい。

【００２４】本実施例のシャドウマスク６は、このよう
な複合傾斜合金板に色選択用開孔である電子ビーム通過
孔６０をエッチングにより形成したものである。この電
子ビーム通過孔６０は、蛍光面側で大径を有し、電子銃
側で小径をもつドット形状とされている。電子ビーム通
過孔６０を形成したシャドウマスクはプレス加工で所定
のシャドウマスク形状に成形され、図２に示したマスク
フレームに溶接し、懸架スプリング８を取付けてシャド
ウマスク構体となる。

【００２５】なお、図１に示した実施例は、電子ビーム
通過孔６０の形状を略円形のドット状としたものであ
る。しかし、本発明はこれに限定されず、上記電子ビー
ム通過孔の形状を一方向（一般には垂直偏向方向）に長
軸をもつ略長方形のスロット状、または一方向（一般に
は垂直偏向方向）に連続したスリット状（すだれ状）と
したものでも同様に実施できる。

【００２６】複合傾斜合金板をシャドウマスク材とした
本実施例のシャドウマスク、およびこのシャドウマスク
を用いてカラー陰極線管を組立てたことにより、大略次
のような従来技術からは得られない大きなメリットがあ
る。

【００２７】・コバルトなどの高価な金属元素を含まな
いため、もしくは第２の組成部にニッケルを含まない材
料を採用可能であることにより、従来のアンバー材に比
べて材料費において低コスト化される。

【００２８】・耐食性の良好なコバルトを含まないこと
で、電子ビーム通過孔の形成におけるエッチング速度が
向上し、シャドウマスクの生産コストが低減する。

【００２９】・複合傾斜合金板の合金元素の第１組成部
と第２組成部における濃度比により、電子ビーム通過孔
を最適形状にエッチングすることができ、均一な断面形
状をもつ電子ビーム通過孔を形成することができる。

【００３０】・複合傾斜合金板のプレス成形時に発生す
る応力の分布が、当該合金板の内部で除々に変化するの
で、当該合金板に対しては急激な負荷がかからない。従
って、複合傾斜合金板材料の強度が従来のアンバー材に
比較して５〜１０倍となる。

【００３１】・ニッケル含有量が全体として低減できる
ため、透磁率の増大、保磁力の減少で磁気特性が向上
し、地磁気のシールド効果が向上する。

【００３２】・薄板としたシャドウマスク材としての強
度が大幅に増大するため、マスク有孔面への電子ビーム
の衝突による局部的なドーミング（マスク曲面の熱膨
張）の発生も低減できる。

【００３３】図３は本実施例のカラー陰極線管に用いる
シャドウマスクの材料である複合傾斜合金板の製造方法
例の説明図である。ここでは、第１の組成部６Ａをアン
バー材（ニッケルが３６ｗｔ％程度含有するニッケル−
鉄合金）とし、第２の組成部６Ｂをニッケルが１６ｗｔ
％程度含有するステンレス鋼とした場合について説明す
る。

【００３４】図３中、６ＡＡはアンバー材の溶融物、６
ＢＡはニッケルが１６ｗｔ％程度含有したステンレス鋼
の溶融物を示し、これらを圧延ローラＰＲ１、ＰＲ１’
でホットウエブとして引き出し、何段かの圧延ローラＰ
Ｒ２で熱間圧延を施して合体させる。

【００３５】この熱間圧延工程においてアンバー材６Ａ
とニッケルが１６ｗｔ％程度含有したステンレス鋼材６
Ｂの間で合金層が形成され、ニッケル含有量が単一の板
体の一方の面から他方の面に向けて連続的に減少する濃
度勾配をもつ複合傾斜合金板となる。

【００３６】その後、所定段の圧延ローラＰＲ３で冷間
圧延を施し、シャドウマスク材としての所要の厚みをも
つ板材を得る。

【００３７】図４は図３の製造工程で得られた複合傾斜
合金板の構造を説明する斜視図であり、図１と同様の断
面における一方の面側と他方の面側とでニッケルの含有
量が傾斜的に変化している状態を示してある。なお、ニ
ッケルの元素の濃度を図１と同様に×の密度で示してあ
る。

【００３８】図５は図４に示した複合傾斜合金板のニッ
ケルの濃度分布を示し、（ａ）はニッケル濃度の分布曲
線を、（ｂ）は（ａ）を説明するための複合傾斜合金板
の断面模式図である。図５に示したように、複合傾斜合
金板の一方の面Ａ側ではニッケルはアンバー材そのもの
の３６ｗｔ％であり、他方の面Ｂ側ではニッケルは１６
ｗｔ％程度のニッケルを含有したステンレス鋼そのもの
の１６ｗｔ％となっている。そして、面Ａ側と面Ｂ側の
間では、ニッケルの含有量は３６ｗｔ％から１６ｗｔ％
に漸次減少している。なお、図５（ａ）に示したニッケ
ル濃度の分布曲線の形状は熱間圧延時および冷間圧延時
の処理素材の厚み、温度、圧延速度、その他の条件で変
化する。

【００３９】図６は本実施例の複合傾斜合金板の内部応
力分布を説明する断面模式図である。前記で製造した複
合傾斜合金板に対して、例えば図６の矢印Ｐで示したよ
うな圧力を印加したとき、面Ａ側では矢印ＳＲで示した
引張り応力が圧力印加点から外側に向かって生じると共
に、面Ｂ側では矢印ＰＲで示したように内側に圧縮する
方向の圧縮応力が生じる。そして、上記の引張り応力Ｓ
Ｒと圧縮応力ＰＲは面Ａと面Ｂの間の領域では前記図５
（ａ）のニッケル元素の分布に応じて連続的に減少し、
略中間において０となる。このように、板の断面におい
て、引張り応力ＳＲから圧縮応力ＰＲへ除々に変化し、
各応力ＳＲとＰＲの分布が略対称である。従って、この
複合傾斜合金板は外部衝撃に対する吸収機能を備えてい
る。

【００４０】このため、この複合傾斜合金板をシャドウ
マスク材として用いた場合、電子ビーム通過孔の形成後
のプレス成形で面Ａと面Ｂの相対位置がずれ難く、当該
電子ビーム通過孔の形状に歪みをもたらし難い。

【００４１】この複合傾斜合金板をシャドウマスク材と
して用いた場合には、その曲率を小さくしてマスクの曲
面を成形することが容易になり、フラットに近づけたフ
ェースパネルの内面に相当した小さな曲率のシャドウマ
スクを成形することが可能となる。

【００４２】なお、上記合金元素の単一板体における一
方の面から他方の面に向けた濃度勾配をもつ領域につい
ては、シャドウマスク全体に形成するのが好ましいが、
カラー陰極線管の用途に応じて部分的に設けても良い。

【００４３】例えば、シャドウマスクの外部衝撃等に対
する機械的特性、電子ビーム衝突等に対する熱的特性に
応じて、図２に示したシャドウマスク６の有孔領域Ａ
Ｒ、周辺部６１（スカート部）、有孔領域ＡＲを囲む外
縁部（無孔領域）の中から選択して上記合金元素の濃度
勾配領域を設けても良い。

【００４４】図７（ａ）は本発明の比較例のアンバー材
で成形したシャドウマスク、図７（ｂ）は内面の曲率が
大きいフラットフェースパネル、図７（ｃ）は当該シャ
ドウマスクを当該フェースパネルに組み合わせた場合の
当該フェースパネル上で実際に観察されるイメージの模
式的説明図である。

【００４５】図７（ａ）は水平（長軸沿い）方向の平均
曲率半径Ｒｘが１６００ｍｍ、垂直（短軸沿い）方向の
平均曲率半径Ｒｙが１３００ｍｍにプレス成形したシャ
ドウマスクの有孔領域、図７（ｂ）は外面が略フラット
で内面に大きな曲率をもつフェースパネルの有効画面領
域で、コーナー部の管軸方向の厚みＴｒが中心部の管軸
方向の厚みＴｃより相当大（Ｔｒ＞＞Ｔｃ）である。こ
の場合、パネル有効画面コーナー（対角方向端）と中心
における肉厚差Ｔｒ−Ｔｃを対角方向ウェッジ量Ｗｒと
すると、このＷｒとパネル中心肉厚Ｔｃとの比Ｗｒ／Ｔ
ｃが１．２以上である。

【００４６】このプレス成形によるシャドウマスクで
は、図７（ｃ）に示したようにパネルの中央から周辺に
移動するに従って画面が凹むように見える。そして、見
え方の方向としては画面中央が凸となり、フラット感の
少ない画像が観察される。

【００４７】図８（ａ）は円筒面状に成形したシャドウ
マスク図８（ｂ）は内面で水平方向にのみ曲率を与えた
フラットフェースパネル、図８（ｃ）は当該シャドウマ
スクを当該フェースパネルに組み合わせた場合の当該フ
ェースパネル上で実際に観察されるイメージの模式的説
明図である。

【００４８】図８（ａ）は水平（長軸沿い）方向の平均
曲率半径Ｒｘが２０００ｍｍ、垂直（短軸沿い）方向の
曲率半径Ｒｙが無限大（∞）としたシャドウマスク（所
謂、すだれ状の色選択電極）の有孔領域、図８（ｂ）は
外面が略フラットで内面の水平方向にのみ曲率をもつフ
ェースパネルの有効画面領域で、コーナー部の管軸方向
の厚みＴｒが中心部の管軸方向の厚みＴｃより相当大
（Ｔｒ＞＞Ｔｃ）である。この場合、上記対角方向ウェ
ッジ量Ｗｒとパネル中心肉厚Ｔｃとの比Ｗｒ／Ｔｃが
１．０以上である。

【００４９】この円筒面状に成形したシャドウマスク
は、図８（ａ）に示したように垂直方向にテンションを
かけた所謂テンションマスクであり、テンション方向に
は曲率を持たせることができない。そのため、フェース
パネルの内面もシャドウマスクのテンション方向に対し
ては曲率半径はほぼ無限大、いわば垂直方向がほぼ直線
である。

【００５０】このため、フェースパネルを構成するガラ
ス材の屈折により、同図（ｃ）に示したように垂直方向
においてフェースパネルの中央部が凹状に湾曲して観察
される。

【００５１】図９（ａ）は本実施例のシャドウマスク材
で成形したシャドウマスク図９（ｂ）は内面の曲率が小
さいフラットフェースパネル図９（ｃ）は当該シャドウ
マスクを当該フェースパネルに組み合わせた場合の当該
フェースパネル上で実際に観察されるイメージの模式的
説明図である。

【００５２】図９（ａ）は水平（長軸沿い）方向の平均
曲率半径Ｒｘが５０００ｍｍ、垂直（短軸沿い）方向の
平均曲率半径Ｒｙが４０００ｍｍにプレス成形したシャ
ドウマスクの有孔領域、図９（ｂ）は外面が略フラット
で内面の曲率が図７（ｂ）よりも小さいフェースパネル
の有効画面領域で、コーナー部の管軸方向の厚みＴｒは
中心部の管軸方向の厚みＴｃより若干大（Ｔｒ＞Ｔｃ）
である。

【００５３】本実施例では、光学的にフラットに見える
ための条件を備えた陰極線管の設計が初めて可能とな
る。すなわち、本実施例のシャドウマスクは、物理的な
強度が強くその材料がバイメタル作用を有してシャドウ
マスク自体がドーミング補正機能を有するため、シャド
ウマスクは、その水平（長軸沿い）方向の平均曲率半径
Ｒｘ及び垂直（短軸沿い）方向の平均曲率半径Ｒｙを各
々３０００ｍｍ以上としたフラットに近づけた形にプレ
スすることが可能となる。

【００５４】したがって、図９（ｂ）に示したフェース
パネルのコーナー部の厚みＴｒと中心部の厚みＴｃの差
（コーナーウェッジ量Ｗｒ）を小さくすることができ、
コーナー部の厚みＴｒの光学的な距離ＬｒＴｒと中心部
の厚みＴｃの光学的な距離ＬｃＴｃが略等しくなる。そ
して、観察される画像のイメージも同図（ｃ）に示した
ように略フラットとすることができる。この場合、コー
ナーウェッジ量Ｗｒとパネル中心肉厚Ｔｃとの比Ｗｒ／
Ｔｃを０．８以下としている。

【００５５】また、フェースパネルの周辺部の厚みを減
少することができることから、画像の高輝度化が容易と
なり、画面全体における輝度均一性が向上する。

【００５６】また、上記図８（ａ）のテンションマスク
に、本実施例のシャドウマスク材を適用した場合は、水
平方向の曲率半径を大きくして曲面を成形できるため、
フェースパネルの内面の水平方向の曲率半径も大きくと
ることができる。そして、上記図９（ｂ）と同様に、フ
ェースパネル周辺部の厚みを低減し、表示画面の輝度特
性を向上することが可能となる。

【００５７】また、上記図８（ａ）のテンションマスク
は、その色選択用開孔が一方に連続したすだれ状である
ため、当該すだれ状の色選択用開孔を繋いでいるすだれ
状のグリッドが衝撃等により振動することがある。そこ
で、この振動を防止するために、テンションマスク曲面
の外側に長軸（Ｘ軸）に沿って細いワイヤーが装着され
ている。しかし、上記テンションマスクに本実施例によ
る複合傾斜合金材を適用すると、材料強度が従来のアン
バー材に比べて相当強いので、わざわざ上記振動防止用
のワイヤーを装着しなくても良い。

【００５８】以上のように、プレスマスクをフラットに
近づけることが可能となるため、フェースパネルに対し
てもその内面をフラットに近づけて好適に設計を行うこ
とができる。そして、図７（ｂ）のパネルの中央部と周
辺部の肉厚差によるパネル内面からの反射光を、内面フ
ィルタ膜等の反射防止手段を必要とせずに軽減できる。
またパネル内面をフラットに近づけることによりフェー
スパネルの周辺部も薄くすることができるので、パネル
の軽量化、カラー陰極線管の低コスト化を達成できる。

【００５９】また、一方向（一般には垂直方向）にテン
ションをかけた所謂テンションマスクを用いたカラー陰
極線管に対しても、適用するフェースパネルの上記一方
向と直交する方向（一般には水平方向）の内面の曲率半
径を大きくできるため、パネル周辺部の肉厚を薄くで
き、パネル内面からの反射光抑制、パネルの軽量化、カ
ラー陰極線管のコスト低減が可能となる。

【００６０】また、上記ず９（ａ）の本実施例のプレス
マスクの短軸（Ｙ軸）沿いの平均曲率半径Ｒｙを１００
００ｍｍ以上とすると、上記テンションマスクに代えて
本実施例のプレスマスクを上記図８（ｂ）に示した内面
が円筒面状のタイプで長軸（Ｘ軸）方向の内面曲率半径
を大きくしたフェースパネルに用いることができる。

【００６１】さらに、本実施例のシャドウマスク材料は
前記した複合傾斜合金板であり、それ自体がバイメタル
アクション機能を有することから、マスク曲面の部分的
なドーミング、例えばウインドウパターン表示による局
部的ドーミングに対しても好適に補正する設計が可能と
なる。

【００６２】従来のシャドウマスク構体は、電子ビーム
衝突によるマスク曲面のドーミングと周囲温度上昇によ
るマスクフレームの熱膨張の補正をマスクフレームに取
り付けた懸架スプリングで対処してきた。本実施例で
は、シャドウマスク自体のバイメタルアクション機能に
より上記ドーミング補正をシャドウマスク自身で行うこ
とが可能となる。このため、懸架スプリングの設計を上
記マスクフレームの熱膨張補正用に特定すれば良く、シ
ャドウマスク構体全体の設計裕度が向上する。そして、
従来ではドーミング補正し切れない高電流領域での動作
も可能な高輝度、高精細度のカラー陰極線管を提供する
ことができる。

【００６３】なお、上記の実施例では、複合傾斜合金板
として鉄を母材とし、これに合金元素ニッケルを含有し
たニッケル−鉄合金材について説明したが、これに限ら
ず、クロム、もしくはニッケルとクロムを含有した鉄合
金材、例えば各種のステンレス鋼、その他の合金元素を
含有した鉄合金を用いても同様に実施することができ
る。

【００６４】また、上記実施例は、同一合金元素（例え
ばニッケル）の含有量を第１組成部と第２組成部で変化
させたものである。しかし、本発明はこれに限定され
ず、第１組成部と第２組成部で異なる合金元素とし、第
１組成部の合金元素の含有量が板体の一方の表面から他
方の表面に向けて徐々に減少し、第２組成部の合金元素
の含有量が板体の他方の表面から一方の表面に向けて徐
々に減少する構成としてもよい。例えば、第１組成部の
合金元素をニッケルとし、第２組成部の合金元素をケイ
素としても、上記実施例と同様の効果を奏する。

【００６５】図１０は本発明のカラー陰極線管全体構成
の一例を説明する模式断面図である。このカラー陰極線
管は、内面に複数色の蛍光体を塗布したパネル（フェー
スパネル）１と、電子銃１１を収納したネック２と、パ
ネル１とネック２とを連接する略漏斗状のファンネル３
とからなる真空外囲器を有する。

【００６６】パネル１の内面には３色の蛍光体４が塗布
され、この蛍光体４に近接して多数の色選択用開孔を持
つシャドウマスク６が設置されている。符号５はシャド
ウマスク構体であり、このシャドウマスク構体を構成す
るシャドウマスク６は前記した複合傾斜合金板をエッチ
ング処理した多数の電子ビーム通過孔を有し、マスクフ
レーム７に溶接して固定されている。

【００６７】このシャドウマスク６は水平及び垂直方向
に大きな曲率半径で湾曲している。シャドウマスク６の
略長方形状の有孔領域の短軸（Ｙ軸：図の矢印Ｙ方向）
に直交し当該有孔領域の中央Ｏｍを通る軸をＺ軸（管
軸）、シャドウマスク６の有孔領域における任意の点
（ｘ，ｙ）での当該有孔領域の中央ＯｍからのＺ軸方向
の落ち込み量をＺｍとすると、シャドウマスク６の曲面
形状は一般的に次の式で定義される。

【００６８】Ｚｍ＝Ａ１ｘ²＋Ａ２ｘ⁴＋Ａ３ｙ²＋Ａ
４ｙ⁴＋Ａ５ｘ²ｙ²＋Ａ６ｘ²ｙ⁴＋Ａ７ｘ⁴ｙ²＋
Ａ８ｘ⁴ｙ⁴（Ａ１乃至Ａ８は係数）そして、この式の
係数Ａ１乃至Ａ８を決定することによって所望の曲面形
状が得られる。

【００６９】なお、上記曲面形状はシャドウマスク６を
例にとって定義したが、パネル１の有効面積領域につい
ても同様に定義できる。

【００７０】上記定義式による曲面は非球面形状である
場合が多く、曲面の任意の位置によってその曲率半径が
異なる。そこで、シャドウマスクの曲率（曲率半径）を
上記図９（ａ）で述べた平均曲率半径として次のように
定義できる。

【００７１】Ｒｙ＝（Ｚｖ²＋Ｖ²）／２Ｚｖ但し、Ｒｙは有孔領域の短軸（Ｙ軸）沿いの平均曲率半
径（ｍｍ）、Ｖは有孔領域の中央ＯｍからＹ軸沿い端部
までのＺ軸と直交する方向の距離（ｍｍ）、Ｚｖは有孔
領域の中央ＯｍとＹ軸沿い端部間のＺ軸方向の落ち込み
量（ｍｍ）を示す。

【００７２】なお、上記平均曲率半径はシャドウマスク
有孔領域の短軸（Ｙ軸）沿いを例にとって定義したが、
長軸（Ｘ軸）沿いまたは対角線沿いについても同様に定
義できる。また、パネル１の有効面積領域についても同
様に定義できる。

【００７３】このマスクフレーム７はその電子銃側には
磁気シールド１０が固定され、懸架スプリング８を介し
てパネル１のスカート部の内壁に植立したスタッドピン
９に懸架保持されている。

【００７４】ファンネルのネック側には偏向ヨーク１３
が外装してあり、電子銃１１から出射した３本の電子ビ
ームＢを水平方向と垂直方向（図の矢印Ｙ方向）に偏向
し、蛍光面４上に画像を形成する。なお、符号１２はピ
ュリティ補正やコンバーゼンス補正等の磁気補正装置、
１４は爆縮バンドである。

【００７５】このように構成したカラー陰極線管によ
り、シャドウマスク曲面のドーミングによる色ずれを抑
制した高輝度、高精細度のカラー画像表示を得ることが
できる。

【００７６】図１１は本発明のカラー陰極線管全体構成
の他の例を説明する模式断面図であり、図１０と同一符
号は同一機能部分に対応する。このカラー陰極線管は、
内面に複数色の蛍光体を塗布したパネル１と、電子銃１
１を収納したネック２と、パネル１とネック２とを連接
する略漏斗状のファンネル３とからなる真空外囲器を有
するが、パネル１の内面は水平方向に大きな曲率半径を
有し、垂直方向（図の矢印Ｙ方向）の曲率半径は無限大
である。

【００７７】このカラー陰極線管に設置する色選択電極
であるシャドウマスク６は水平方向に大きな曲率半径を
有し、垂直方向は水平方向よりかなり大きな曲率半径も
しくは無限大となっている。

【００７８】そして、このシャドウマスク６はマスクフ
レーム７にテンションをかけて固定してある。しかし、
テンションをかけないで自己形状保持の状態でマスクフ
レームに固定してもよい。テンションをかけないで自己
形状保持の状態でマスクフレームに固定した場合でも、
当該シャドウマスクのバイメタル機能によってドーミン
グが補正され、色ずれ等を軽減する。

【００７９】このように構成したカラー陰極線管によ
り、ドーミングによる色ずれを抑制した高輝度、高精細
度のカラー画像表示を得ることができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の代表的な
構成によれば、色選択電極であるシャドウマスクの材料
にコバルトなどの高価な金属元素を含まないため、もし
くは一方の面側にニッケル等を含まない材料を採用可能
であることにより、従来のアンバー材に比べて材料比に
おいて低コスト化され、電子ビーム通過孔の形成におけ
るエッチング性が向上すると共に、複合傾斜合金板の合
金領域の比により、電子ビーム通過孔を好適形状にエッ
チングすることができ、均一な断面形状をもつ電子ビー
ム通過孔を形成することができる。

【００８１】また、ニッケル含有量が全体として低減で
きるため、磁気特性が向上し、地磁気のシールド効果が
向上し、薄板のシャドウマスク材としての強度が大幅に
増大して局部的なドーミングの発生も低減でき、薄型フ
ェースパネルとして高輝度かつ高精細度のカラー陰極線
管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー陰極線管の１実施例を説明する
ためのシャドウマスクの要部断面模式図である。

【図２】本発明のカラー陰極線管の１実施例に設置され
るシャドウマスク構体の斜視図である。

【図３】本実施例のカラー陰極線管に用いるシャドウマ
スクの材料である複合傾斜合金板の製造方法例の説明図
である。

【図４】図３の製造工程で得られた複合傾斜合金板の構
造を説明する斜視図である。

【図５】図４に示した複合傾斜合金板のニッケルの濃度
分布を示す。

【図６】本発明の実施例のカラー陰極線管に用いるシャ
ドウマスクの材料となる複合傾斜合金板の内部応力分布
を説明する断面模式図である。

【図７】本発明との比較例のアンバー材で成形したシャ
ドウマスクを内面の曲率が大きいフラットフェースパネ
ルに組み合わせた場合の当該フェースパネル上で実際に
観察されるイメージの模式的説明図である。

【図８】円筒面状に成形したシャドウマスクを水平方向
にのみ曲率を与えたフラットフェースパネルに組み合わ
せた場合の当該フェースパネル上で実際に観察されるイ
メージの模式的説明図である。

【図９】本発明の実施例のシャドウマスク材で成形した
シャドウマスクを内面の曲率が小さいフラットフェース
パネルに組み合わせた場合の当該フェースパネル上で実
際に観察されるイメージの模式的説明図である。

【図１０】本発明のカラー陰極線管全体構成の一例を説
明する模式断面図である。

【図１１】本発明のカラー陰極線管全体構成の他の例を
説明する模式断面図である。

【符号の説明】

１フェースパネル２ネック３ファンネル４蛍光体５シャドウマスク構体６シャドウマスク６Ａ第１の組成部６Ｂ第２の組成部６１シャドウマスクの周辺部７マスクフレーム８懸架スプリング９スタッドピン１０磁気シールド１１電子銃１２磁気補正装置１３偏向ヨーク１４爆縮バンド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面に複数色の蛍光体を塗布したパネル
と、電子銃を収納したネックと、前記パネルとネックと
を連接するファンネルとからなる真空外囲器を有し、前
記パネルの内面に塗布した蛍光体に近接して設置した多
数の色選択用開孔を持つシャドウマスクを備え、前記シャドウマスクを構成する材料が合金用元素を含む
鉄材で形成した板体であり、前記板体に含む前記合金用
元素が前記板体の一方の面から他方の面に向けて連続的
に減少する濃度勾配をもつ複合傾斜合金板であることを
特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】前記板体の一方の面が蛍光体側で、前記板
体の他方の面が電子銃側であることを特徴とする請求項
１記載のカラー陰極線管。
【請求項３】前記合金用元素がニッケルであることを特
徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項４】前記板体の一方の面の表面近傍での前記ニ
ッケルの含有量が４５ｗｔ％以下で、前記板体の他方の
面の表面近傍での前記ニッケルの含有量が０ｗｔ％以上
であることを特徴とする請求項３記載のカラー陰極線
管。
【請求項５】前記板体の一方の面の表面近傍での前記ニ
ッケルの含有量が３６ｗｔ％以下で、前記板体の他方の
面の表面近傍での前記ニッケルの含有量が１６ｗｔ％以
上であることを特徴とする請求項４記載のカラー陰極線
管。
【請求項６】前記合金用元素がクロムであることを特徴
とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項７】前記合金用元素がニッケルとクロムである
ことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項８】前記シャドウマスクに形成した色選択用開
孔がドット状であることを特徴とする請求項１記載のカ
ラー陰極線管。
【請求項９】前記シャドウマスクに形成した色選択用開
孔が一方向に連続したすだれ状であることを特徴とする
請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項１０】前記シャドウマスクに形成した色選択用
開孔が一方向に長軸をもつスロット状であることを特徴
とする請求項１記載のカラー陰極線管。
【請求項１１】内面に複数色の蛍光体を塗布したパネル
と、電子銃を収納したネックと、前記パネルとネックと
を連接するファンネルとからなる真空外囲器を有し、前
記パネルの内面に塗布した蛍光体に近接して設置した多
数の色選択用開孔を持つシャドウマスクを備え、前記シ
ャドウマスクを構成する材料が合金用元素を含む鉄材で
形成した単一の板体であり、前記単一の板体に含む前記
合金用元素の含有量が前記単一の板体の一方の面より他
方の面で小であることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項１２】前記単一の板体の一方の面が蛍光体側
で、前記単一の板体の他方の面が電子銃側であることを
特徴とする請求項１１記載のカラー陰極線管。
【請求項１３】前記合金用元素がニッケルであることを
特徴とする請求項１１記載のカラー陰極線管。
【請求項１４】前記単一の板体の一方の面の表面近傍で
の前記ニッケルの含有量が４５ｗｔ％以下で、前記単一
の板体の他方の面の表面近傍での前記ニッケルの含有量
が０ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１３記載
のカラー陰極線管。
【請求項１５】前記単一の板体の一方の面の表面近傍で
の前記ニッケルの含有量が３６ｗｔ％以下で、前記単一
の板体の他方の面の表面近傍での前記ニッケルの含有量
が１６ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１４記
載のカラー陰極線管。
【請求項１６】前記合金用元素がクロムであることを特
徴とする請求項１１記載のカラー陰極線管。
【請求項１７】前記合金用元素がニッケルとクロムであ
ることを特徴とする請求項１１記載のカラー陰極線管。
【請求項１８】内面に複数色の蛍光体を塗布したパネル
と、電子銃を収納したネックと、前記パネルとネックと
を連接するファンネルとからなる真空外囲器を有し、前
記パネルの内面に塗布した蛍光体に近接して設置した多
数の色選択用開孔を持つシャドウマスクを備え、前記シ
ャドウマスクを構成する材料が合金用元素を含む鉄材で
形成した単一の板体であり、前記単一の板体に含む前記
合金用元素が前記単一の板体の一方の面と他方の面で異
なっていることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項１９】前記単一の板体の一方の面が蛍光体側
で、前記単一の板体の他方の面が電子銃側であることを
特徴とする請求項１８記載のカラー陰極線管。
【請求項２０】前記単一の板体の一方の面の合金用元素
がニッケル、前記単一の板体の他方の面の合金用元素が
ケイ素あることを特徴とする請求項１８記載のカラー陰
極線管。