JP2003217470A - カラー受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大形で平坦化されたシャドウマスクでは、特
にシャドウマスクの短軸上付近の機械的強度が弱く変形
するために、シャドウマスクの開孔と蛍光体スクリーン
間にずれが生じ、このために色純度の低下をきたしてい
たが、このようなシャドウマスクの変形を抑制し、色純
度を良好にしたカラー受像管を提供する。 【解決手段】 シャドウマスク１９内面の短軸方向に、
板状の補強板２６をシャドウマスク１９面から略垂直に
なるように電子銃２２方向に配置して、この補強板２６
をシャドウマスク１９と固定させることによって、シャ
ドウマスク１９曲面の変形を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス成形される
形式のシャドウマスクを備えたインライン型のカラー受
像管に係り、特にシャドウマスクの変形を抑制すること
を可能としたカラー受像管に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般的にカラーテレビジョン受像
機やカラー端末ディスプレイ等に使用されているカラー
受像管は、図４及び図５に示すように、画面が略矩形状
を呈するフェースパネル４１と、このフェースパネル４
１のスカート部４２に一体的に接合されたファンネル４
３を有する外囲器を備えており、このフェースパネル４
１の内面には、青Ｂ、緑Ｇ、赤Ｒに発光するストライプ
状の３色蛍光体層４４及びこの各蛍光体層４４間に介在
されている黒色光吸収層４５からなるブラックストライ
プ形の蛍光体スクリーン４６が形成されている。

【０００３】この外囲器内には、この蛍光体スクリーン
４６に対向して、センタービーム４７Ｇ及び一対のサイ
ドビーム４７Ｂ，４７Ｒの後述する色選別を行うための
シャドウマスク４９が設けられている。このシャドウマ
スク４９はスリット状の多数の電子ビーム通過孔４８を
有しており、周辺がマスクフレーム５０に取着されてお
り、このマスクフレーム５０に設けた弾性支持体５２が
フェースパネル４１のスカート部４２内側面に設けたス
タッドピン５１に係合することで弾性的に取着されてい
る。

【０００４】また、ファンネル４３のネック５３内に
は、電子ビーム４７Ｂ，４７Ｇ，４７Ｒを放出するイン
ライン型の電子銃５４が配設されており、この電子銃５
４から放出された電子ビーム４７Ｂ，４７Ｇ，４７Ｒ
を、ファンネル４３の外側に装着された偏向ヨーク５５
の発生する磁界によって偏向し、電子ビーム４７Ｂ，４
７Ｇ，４７Ｒにて蛍光体スクリーン４６を水平、垂直方
向に走査することにより、蛍光体スクリーン４６上にカ
ラー画像を再生表示するように構成されている。

【０００５】ところでシャドウマスク４９は、色選別機
能を有する重要な部材の一つであり、規則的に配列され
た複数のスロット状の電子ビーム通過孔４８を有する有
効曲面部を有している。そして電子銃５４からの複数の
電子ビーム４７Ｂ，４７Ｇ，４７Ｒは、集束、加速さ
れ、且つ偏向作用を受けてシャドウマスク４９の所定の
電子ビーム通過孔４８を通過し、夫々対応する蛍光体層
４４に射突することによって蛍光体層４４を発光させて
カラー画像を再生表示している。従って、蛍光体スクリ
ーン４６上に色ズレのない画像を表示するためには、シ
ャドウマスク４９の電子ビーム通過孔４８と、これに対
応する蛍光体層４４との間には、所謂ビームランディン
グを正確にするために、特定の相対的位置関係が必要で
あり、カラー受像管の動作中は常にこの相対関係を一定
に保つ必要がある。即ち、シャドウマスク４９と蛍光体
スクリーン４６との間隔（ｑ値）を常に一定の許容範囲
内にあるようにしなければならない。

【０００６】このようなカラー受像管においては、近
時、表示画面の大形、大画面化とともに見易さの観点か
ら、その画面の平坦化の要求も高くなってきており、更
に、これら要求に加えてより高い解像度も要求されるよ
うになってきている。この大形、大画面化及び平坦化の
ために、フェースパネル４１の外面は略平面となるよう
に形成され、その内面は湾曲された曲面形状を呈するよ
うに形成されている。

【０００７】また、電子銃５４から放出されシャドウマ
スク４９の電子ビーム通過孔４８を通過して蛍光体スク
リーン４６に到達する電子は、電子銃５４から放出され
る全電子ビームの１／３以下であり、残りはシャドウマ
スク４９の電子ビーム通過孔４８以外の部分に衝突して
熱エネルギーとなりシャドウマスク４９を加熱する。そ
のためにシャドウマスク４９は熱膨張を起こして蛍光体
スクリーン４６側に膨出する、所謂ドーミング現象が発
生する。このドーミング現象によって蛍光体スクリーン
４６とシャドウマスク４９との間隔が許容範囲を越える
と、蛍光体層４４に対するビームランディングがずれて
色純度の劣化が生じる。このシャドウマスク４９の熱膨
張によるランディングのずれの大きさは、画像パターン
の輝度及びそのパターンの継続時間等によって大きく異
なるが、近年の画面の大形化に伴う高偏向角化並びに画
面の平坦化により、この色純度の劣化は一層深刻なもの
となってきている。

【０００８】このような色純度の劣化を抑制するため
に、より平坦な大形管においては、シャドウマスク４９
に熱膨張率の低いアンバー材を用いて対応を図ってお
り、またフェースパネル４１及びシャドウマスク４９の
曲面形状を、短軸方向に大きな曲率を有するように成形
したシャドウマスク４９が特開平０９−２４５６８５号
公報や特開平１０−１９９４３６号公報に示されてい
る。

【０００９】一方、解像度を向上させるためには、シャ
ドウマスク４９の電子ビーム通過孔４８の開孔ピッチを
小さくして高精細化を図る必要がある。シャドウマスク
４９の電子ビーム通過孔４８は、一般にエッチングによ
って穿設されているために、このエッチング工程を考慮
すると、シャドウマスク４９の板厚は薄い方が高精細化
には有利である。その反面、シャドウマスク４９の機械
的な強度の面からは、板厚の厚いものの方が有利であ
り、高精細化を図るためには、このような相反する条件
をクリアしていく必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このシャドウマスク４
９は、図６に示すように、冷間圧延鋼板を断面Ｌ字状に
成形した矩形枠状のマスクフレーム５０に溶接によって
固定されているために、その周辺部分では機械的強度が
比較的強く保持されている。また中心部分においてはこ
れらサポートする手段がないが、シャドウマスク４９は
曲面状に形成されているので、その頂点部分では比較的
強度が保たれる傾向にある。またこのストライプ状の蛍
光体層４４に対応したスロット状の電子ビーム通過孔４
８を有するシャドウマスク４９では、図５に示すよう
に、Ｙ軸方向に複数の電子ビーム通過孔４８がブリッジ
５６を介して直線状に配置され、しかもＸ軸方向に隣接
する電子ビーム通過孔４８同士は電子ビーム通過孔４８
半個分ずつずれた位置となるように配列されている。従
ってこの電子ビーム通過孔４８列間には、短軸方向に連
続した非通過孔部分となる帯状部５７が存在するので、
この帯状部５７によって短軸方向での強度は強く、長軸
方向については電子ビーム通過孔４８とブリッジ５６と
が交互に存在する形態となるので、長軸方向での強度は
相対的に弱い。また前述の通りシャドウマスクの曲面
は、短軸方向に大きな曲率を有している。

【００１１】そこで、このシャドウマスク４９の曲面全
体の強度分布を調べてみると、図７に示すような強度分
布が得られた。図７はシャドウマスク４９の管軸（Ｚ
軸）を中心にした長軸（Ｘ軸）及び短軸（Ｙ軸）の１／
４象限の強度分布を示しているものである。これは前述
の曲面形状及び強度の大小に基づくシャドウマスク４８
の構成上からＹ軸付近が機械的に弱く、特にＹ軸の中間
部付近が最も弱い強度分布となっていることが解る。

【００１２】このようなシャドウマスク４９を有するカ
ラー受像管は、その製造工程や輸送時、あるいは使用時
等において種々の振動や衝撃を受けるために、この場合
でもｑ値が一定の許容範囲内に納まるようにしておかな
ければならず、シャドウマスク４９には充分な強度が要
求されることになる。このためにシャドウマスク４９の
曲率を周辺部で大きくした曲面形状にする等して機械的
な強度の向上を図っているが、平坦化の推進で十分な強
度を得ることが難しくなってきている。

【００１３】更に、高精細化のためにマスクピッチも小
さくする傾向にあるが、このマスクピッチを小さくする
と、必然的に電子ビーム通過孔４８のサイズも小さくな
る。開孔径の小さな電子ビーム通過孔４８をエッチング
によって形成するためには、シャドウマスク４９自体の
板厚を薄くする必要があり、このために機械的強度のよ
り一層の低下が避けられず、またシャドウマスク４９の
構成上からも短軸付近、特に短軸中間部付近の強度が弱
いという問題がある。

【００１４】本発明は、大形で平坦化された高精細用の
シャドウマスクにおいてもその変形を防止し、色純度の
良好なカラー受像管を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、内面にストラ
イプ状の蛍光体層を複数並設した蛍光体スクリーンを有
する矩形状のフェースパネルと、このフェースパネルと
接合されネックを有する漏斗状のファンネルと、フェー
スパネル内に配置され蛍光体スクリーンと所定の間隔を
持って対峙する複数のスリット状の電子ビーム通過孔を
有するシャドウマスクと、このシャドウマスクの電子ビ
ーム通過孔を通して蛍光体スクリーンの所定部分を走査
するセンタービーム及び一対のサイドビームからなる電
子ビームを放出しネック内に収容されたインライン型の
電子銃と、シャドウマスクの電子銃側の面に固定され、
シャドウマスクと略垂直で短軸に沿った板状の補強板を
有する構成とした。

【００１６】このように、シャドウマスクに補強板を取
着することにより、シャドウマスクの中間部分の変形を
抑制し、大形で平坦化された高精細のカラー受像管に適
用した場合でも、色純度の良好なカラー受像管を提供す
ることができる。

【００１７】

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

【００１８】本発明に係るカラー受像管は、図１に示す
ように、画面が略矩形状を呈し外面が略平面状で、内面
が短軸（Ｙ軸）方向の実質的な曲率が長軸（Ｘ軸）方向
の実質的な曲率よりも大きく形成された湾曲した曲面と
なされているフェースパネル１１と、このフェースパネ
ル１１のスカート部１２に一体的に接合されたファンネ
ル１３を有する外囲器を備えている。このフェースパネ
ル１１の内面には、青Ｂ、緑Ｇ、赤Ｒに発光する短軸方
向（Ｙ軸方向）にストライプ状の３色蛍光体層１４及び
この各蛍光体層１４間に介在されている黒色光吸収層１
５からなるブラックストライプ形の蛍光体スクリーン１
６が形成されている。

【００１９】この外囲器内には、この蛍光体スクリーン
１６に対向して、センタービーム１７Ｇ及び一対のサイ
ドビーム１７Ｂ，１７Ｒの色選別を行うための曲面状の
シャドウマスク１９が設けられている。このシャドウマ
スク１９は多数のスロット状電子ビーム通過孔１８を有
しており、周辺がマスクフレーム２０に取着されてお
り、このマスクフレーム２０に設けた弾性支持体（図示
せず）がフェースパネル１１のスカート部１２内側面に
設けたスタッドピン（図示せず）に係合することで弾性
的に取着されている。

【００２０】また、ファンネル１３のネック２１内に
は、電子ビーム１７Ｂ，１７Ｇ，１７Ｒを放出するイン
ライン型の電子銃２２が配設されており、この電子銃２
２から放出された電子ビーム１７Ｂ，１７Ｇ，１７Ｒ
を、ファンネル１３の外側に装着された偏向ヨーク２３
の発生する磁界によって偏向し、電子ビーム１７Ｂ，１
７Ｇ，１７Ｒにて蛍光体スクリーン１６を水平、垂直方
向に走査することにより、蛍光体スクリーン１６上にカ
ラー画像を再生表示するように構成されている。

【００２１】上記シャドウマスク１９は、図２に示すよ
うに、板厚が０．１〜０．３ｍｍ程度のアンバー材から
構成され、フェースパネル１１内面に形成された蛍光体
スクリーン１６と対向する有効面２４部分がフェースパ
ネル１１の有効部内面に対応して平坦化された曲面形状
に成形されており、この有効面２４には短軸方向に沿っ
て多数並んだスロット状の電子ビーム通過孔１８からな
る開孔列が長軸方向に多数配列されている。この有効面
２４の周辺にはスカート部２５が形成され、このスカー
ト部２５を板厚が０．５〜１．５ｍｍ程度の冷間圧延鋼
板をプレスによって打抜き成形された断面Ｌ字状の枠体
から構成されているマスクフレーム２０にスポット溶接
等によって固定している。

【００２２】このシャドウマスク１９は、管軸（Ｚ軸）
を蛍光体スクリーン１６の中心で蛍光体スクリーン１６
に垂直な方向の中心軸とすると、この管軸がシャドウマ
スク１９の中心を垂直に通る位置に支持され、電子ビー
ム通過孔１８は蛍光体スクリーン１６のストライプに対
応して短軸（Ｙ軸）方向に沿うスロット列によって形成
されている。

【００２３】このシャドウマスク１９の略短軸上で、電
子ビーム通過孔１８が形成されていない電子ビーム１７
Ｂ，１７Ｇ，１７Ｒの非走査部分、即ち電子ビーム通過
孔１８間の帯状部２７に位置するように、シャドウマス
ク１９内面形状に沿うように略弓形状に形成された、例
えばシャドウマスク１９と同種材質のアンバー材で形成
された板厚が０．２５ｍｍの補強板２６が、シャドウマ
スク１９の有効面２４から略垂直に電子銃２２方向に突
出するようにシャドウマスク１９にスポット溶接等によ
って固定されている。この補強板２６は、その長手方向
端部をスカート部２５と溶接固定すれば、更に強固に固
定することができ、補強板２６の補強効果も向上させる
ことが可能である。

【００２４】この補強板２６は、可能な限り板幅を大き
く形成するのが補強効果上は好ましいが、逆にあまりに
板幅を大きくし過ぎると補強板２６に電子ビーム１７
Ｂ，１７Ｇ，１７Ｒが射突してしまい、蛍光体スクリー
ン１６に非発光部となる影が発生してしまうので、シャ
ドウマスク１９の曲面に沿って一定幅の、例えば５ｍｍ
程の板幅に設定している。この補強板２６の板幅Ｗｓ
は、次のように設定するのが望ましい。

【００２５】即ち、図３に示すように、シャドウマスク
１９のマスクピッチをＰｈ、一対のサイドビーム１７
Ｂ，１７Ｒが通過する電子銃におけるサイドビーム通過
孔間の間隔をＤｇ、電子銃２２からシャドウマスク１９
までの距離をＬｍｇ、補強板２６の板厚をＴｓ、係数を
αとしたときに、補強板２６の板幅Ｗｓを、 Ｗｓ≦（１−Ｔｓ／Ｐｈ）・Ｌｍｇ・{Ｐｈ／（Ｄｇ＋
Ｐｈ）}・α の関係を満足するように設定する。なお、係数αは余裕
をとるための係数で、０．７〜０．８程度を用いる。

【００２６】この条件を満足するように、補強板２６の
板幅Ｗｓを選定することにより、蛍光体スクリーン１６
上に画像を再生するための電子ビーム１７Ｂ，１７Ｇ，
１７Ｒの走査に影響を与えることなく、且つ確実に補強
効果を発揮させることが可能となる。

【００２７】勿論、この条件に必ずしも合致しなくても
差支えないが、要は電子銃２２から放出される走査用の
電子ビーム１７Ｂ，１７Ｇ，１７Ｒの画面走査に支障が
ないようにその板幅Ｗｓを設定し、且つ電子ビーム１７
Ｂ，１７Ｇ，１７Ｒの非走査区域となる帯状部２７に補
強板２６が配置されれば問題はない。

【００２８】従って、シャドウマスク１９面に内外方向
への変形が生じる場合には、補強板２６によってシャド
ウマスク１９の変形が抑制され、しかも補強板２６をシ
ャドウマスク１９及びマスクフレーム２０に溶接するだ
けなので、簡単に構成することが可能となるものであ
る。

【００２９】この補強板２６を特に強度的に弱い短軸付
近となる略短軸上に配置すれば、シャドウマスク１９の
曲面を内側から補強板２６によって支持することができ
るので、曲面全体の強度を大幅に向上させることができ
る。

【００３０】なお、本発明は、上記した実施形態に限定
されるものではなく、補強板２６をシャドウマスク１９
の短軸間の長さよりも短く形成し、この補強板２６とシ
ャドウマスク１９との中間部分を溶接等の手段で固着さ
せると、補強が必要な箇所にのみ配置することができ、
より小型にしかも軽量な構成とすることができる。

【００３１】また、シャドウマスク１９に溝を形成し、
この溝に補強板２６を挿入配置して固定させるようにす
れば、位置決めが正確にできるばかりでなく、固定も強
固に行うことが可能となる。

【００３２】更に、補強板２６の板幅Ｗｓは、シャドウ
マスク１９の曲面に沿う一定の幅ではなく、幅を変化さ
せた板幅となるように形成することも可能であり、また
蛍光体スクリーン１６構成もブラックストライプ形では
なく、黒色光吸収層１５を有しないストライプ状の蛍光
体層１４のみで構成した蛍光体スクリーン１６としても
差支えない等、その他種々の応用や変形が可能であるこ
とは言うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、大形
蛍光体スクリーンを採用したカラー受像管の場合でも、
蛍光体スクリーンの電子銃による走査には何等影響を与
えることなく、シャドウマスクの変形を簡単な構成で確
実に、且つ効果的に防止することができ、色純度を良好
にしたカラー受像管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー受像管を示す断面図。

【図２】同じくカラー受像管を構成するシャドウマスク
を示す斜視図。

【図３】同じくカラー受像管を構成する電子銃、シャド
ウマスク及び蛍光体スクリーンの関係を示す説明図。

【図４】従来のカラー受像管を示す断面図。

【図５】同じくカラー受像管を構成する電子銃、シャド
ウマスク及び蛍光体スクリーンの関係を示す説明図。

【図６】同じくカラー受像管を構成するシャドウマスク
及びマスクフレームを示す断面図。

【図７】同じくシャドウマスクの機械的強度分布を示す
説明図。

【符号の説明】

１１：フェースパネル １３：ファンネル １６：蛍光体スクリーン １７Ｇ：センタービーム（電子ビーム） １７Ｂ，１７Ｒ：サイドビーム（電子ビーム） １８：電子ビーム通過孔 １９：シャドウマスク ２１：ネック ２２：電子銃 ２６，２６´：補強板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 喜昭 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２ 株式 会社東芝深谷工場内 Ｆターム(参考） 5C031 EE08 EH06

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面にストライプ状の蛍光体層を複数並
   設した蛍光体スクリーンを有する矩形状のフェースパネ
   ルと、 このフェースパネルと接合されネックを有する漏斗状の
   ファンネルと、 前記フェースパネル内に配置され前記蛍光体スクリーン
   と所定の間隔を持って対峙する複数のスリット状の電子
   ビーム通過孔を有するシャドウマスクと、 このシャドウマスクの電子ビーム通過孔を通して前記蛍
   光体スクリーンの所定部分を走査するセンタービーム及
   び一対のサイドビームからなる電子ビームを放出し前記
   ネック内に収容されたインライン型の電子銃と、 前記シャドウマスクの電子銃側の面の略短軸に位置する
   ように固定され、シャドウマスクと略垂直で短軸に沿っ
   た板状の補強板とを具備したことを特徴とするカラー受
   像管。
2. 【請求項２】 前記補強板の板幅Ｗｓを、前記シャドウ
   マスクのマスクピッチをＰｈ、一対のサイドビームが通
   過する前記電子銃におけるサイドビーム通過孔間の間隔
   をＤｇ、電子銃からシャドウマスクまでの距離をＬｍ
   ｇ、補強板の板厚をＴｓ、係数をαとしたときに、 Ｗｓ≦（１−Ｔｓ／Ｐｈ）・Ｌｍｇ・{Ｐｈ／（Ｄｇ＋
   Ｐｈ）}・α に設定したことを特徴とする請求項１記載のカラー受像
   管。