JP2003518718A - 張力マスクを有するカラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の陰極線管はフレームに固着されて張力を受けるシャドーマスクを有するカラー選択電極を具える。温度が上昇すると、マスクを取り付けたフレームの両側部間の距離を減少させることによって、張力を開放するような構造の１個のバイメタル素子、又は複数個のバイメタル素子をこのフレームは有する。この側部の中心における距離の減少は上記側部の隅角部における距離の減少より大きく、1.5 倍から３倍であるのが好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は張力マスクとフレームとを有するカラー選択電極を具え、フレームは
このフレームの側部をそれぞれ形成する相互に連結された複数個の部分を具え、
これにより張力マスクは張力を受けて伸長されていると共に、上記部分の内の少
なくとも２個の取付け部分に、取付け区域で連結されており、フレームは温度が
上昇した時、取付け点を互いに接近させる手段を具えるカラー陰極線管に関する
ものである。 また、本発明は上述の陰極線管にのためのカラー選択電極に関するものである
。

【０００２】 このような陰極線管は例えば、テレビジョン装置、及びコンピュータモニタに
使用されている。 陰極線管のネックに取り付けられた電子銃から生ずる各電子ビームがディスプ
レイパネルの内側に被着された発光材料の１個のカラーのみを励起するように、
これ等電子ビームをシャドウイングするため、通常、陰極線管はカラー選択電極
を設けている。カラー選択電極、例えばシャドーマスクをディスプレイパネルか
ら或る距離に、陰極線管の内側に加えることにより、このカラー選択は達成され
る。このマスクは通常、しま状、又は点状に配置された非常に多数の孔を有する
。通常の陰極線管は多くの場合、球面、又は円筒面に類似する湾曲面板を有する
。最近、益々、カラー陰極線管は（殆ど）平坦面を有するようになった。その結
果、カラー選択電極は益々、平坦にならなければならなかった。しかし、（殆ど
）平坦なシャドーマスクはドーミングの問題、及びマイクロホニイの問題に対し
て、非常に敏感である。シャドーマスクを伸長させ、即ち、シャドーマスクに張
力を加えた状態にすると、上記の問題を減少させることができ、一層平坦なシャ
ドーマスクを使用することができる。しかし、張力が加わるシャドーマスクを有
する陰極線管には重大な問題がある。このマスクは著しく大きい張力を受ける。
作動温度でのこの張力はシャドーマスクの材料の降伏応力より低い。これは、そ
うでないと、シャドーマスクは塑性変形してしまうからである。

【０００３】 しかし、陰極線管の製造中、温度は上昇する。温度が上昇すれば、降伏張力が
著しく低下する。そして、シャドーマスクの塑性変形が現実のものになる。塑性
変形の後は、シャドーマスクの張力は減少し、一般に、シャドーマスクの孔の位
置が変化してしまう。米国特許第5111107 号はフレームに張力シャドーマスクを
有する陰極線管を開示している（米国特許第5111107 号のスリット形マスク）。
このフレームはマスクを取り付ける２個の取付け側部と、２個の相互連結側部と
を具える。。相互連結側部にはバイメタル素子を設け、温度が上昇した時、相互
連結側部を内方に湾曲させ、相互連結区域間の距離を減少させ、それにより、張
力を減少させている。塑性変形を防止するため、フレームにバイメタル素子を設
け、温度が上昇した時、両側の取付け区域（継目、又は数個の溶接点）の間、又
は取付け点の間の距離をバイメタル素子によって、減少させる。この距離の減少
によって、マスクの張力を開放し、又は少なくとも上記高温における降伏張力よ
り（十分に）低い値まで、マスクの張力を減少させる。これにより、塑性変形を
防止する。また、取付け側部のバイメタル素子によっても、このような減少を達
成することができる。カラー選択電極を取り付ける側部にバイメタル素子を設け
て、上記の距離を減少させる設計は例えば、ＷＯ98/48439号から既知である。本
発明の「バイメタル素子」には、２個より多い金属を使用する１組のバイメタル
素子、又は複数個のバイメタル素子を包含する。ここに、「金属」には金属合金
、及び金属化合物を包含する。

【０００４】 しかし、本願の発明者等は上記距離を減少させても、特に、マスクの中心区域
に、塑性変形、及び／又は比較的僅かなドーミングの形成、及び／又はマイクロ
ホニイ状態が発生することを発見した。

【０００５】 本発明の目的は張力を受けるカラー選択電極を有する陰極線管のドーミング、
及び／又はマイクロホニイ状態を改善し、及び／又は陰極線管の製造中、カラー
選択電極の塑性変形によって引き起こされる問題を減少させるにある。

【０００６】 この目的を達成するため、本発明カラー陰極線管は温度が上昇した時、前記取
付け区域の間の距離を前記側部の隅角部におけるよりも中心部において一層減少
させるバイメタル素子を前記取付け部分が具えることを特徴とする。

【０００７】 本発明は取付け側部に沿ってほぼ等しい量だけ、上記側部の間の距離を減少さ
せれば、開放される張力の量が隅角部におけるよりも、側部の中心部においてよ
り少ないと言う着想に基づくものである。その結果、隅角部において張力がほぼ
零に減少するような量である等しい量だけ、各側部について距離を減少させるこ
とにより、均一に分散された張力を釈放したとしても、非常に大きな張力が中心
部になお残存しており、この残存する張力が塑性変形を引き起こしてしまう。隅
角部におけるよりも、中心部において、この距離を一層多く減少させることによ
り、残存する張力を減少させることができる。

【０００８】 従って、塑性変形の危険を減少させることができる。（例えば、ＷＯ98/48439
号に示されている設計のような）或る設計では、カラー選択電極に不均一に張力
が加わり、即ち、室温における張力が隅角部よりも、中心部において、著しく小
さいことが注目される。このような設計では、塑性変形の問題は少ない。高温時
には、中心部で釈放される張力は隅角部で釈放される張力より少ないが、もとも
と中心部には張力が少ない。しかし、このような設計では、作動温度における中
心部の張力は可能性がある最高張力より、著しく小さい（半分以下のこともある
）。このような設計に比較し、本発明は中心部における張力を増大する可能性が
あり、これにより、カラー選択電極のドーミング特性、及びマイクロホニイ特性
を改善する。

【０００９】 中心部における距離の減少と、隅角部における距離の減少との間の比が1.3 と
３との間であるのが好適である。

【００１０】 側部の剛性の差の作用を補正するように、この比を選択する。側部の剛性が高
ければ高い程、一層小さい比が必要であり、また、本発明の効果が少なくなる。
非常に小さい比（1.3 以下）の場合、バイメタル素子を変更する付加的な明確な
効果は比較的小さい。比が大きい場合には、本発明の効果が大きいが、まず比を
減少させるよう、側部の剛性を高めることにより、同様な大きな効果が一層容易
に得られる。

【００１１】 取付け側部間の距離を全体として減少させるよう、取付け側部に垂直な側部に
設けた別個のバイメタル素子をフレームが具えるのが好適である。

【００１２】 本発明の範囲内にある実施例では、取付け側部のバイメタル素子によって、中
心部と、隅角部との間の距離の差に関し、全体として、側部の距離を減少させる
（これは距離の「バイアス」減少と考えられる）。しかし、取付け側部に垂直な
側部のバイメタル素子によって、全体として取付け側部を相互に接近するように
動かし、取付け側部のバイメタル素子によって、距離の減少の差を達成する。

【００１３】 このような実施例は（上述のように定義された）距離の減少における比が1.5
と2.5 との間にある時、最も好適である。このようにすれば、各バイメタル素子
はほぼ等しい効果を達成する。

【００１４】 Ni、Fe合金のような熱膨張係数の小さい材料で製造されたカラー選択電極を陰
極線管が具えるのが好適である。 本発明のこれ等の態様、及びその他の態様を実施例についての次の説明により
明らかにする。図面は縮尺を考慮しておらず、同一部分には同一符号を付して示
す。

【００１５】 図１に示す陰極線管１はネック４と、漏斗状部６と、湾曲し、又は平坦な前部
パネル７とを有する排気ガラスエンベロープ２を具える。ディスプレイパネル７
、すなわち前部パネル７の内側には、種々の色（例えば、赤、緑、青）の燐光を
発する例えば、線、又は点のパターンを有するディスプレイスクリーン８を配置
する。ほぼ長方形のフレーム９はディスプレイスクリーン８から短い距離に薄い
マスク１０を支持する。このマスクは円形孔、又は長孔を有する孔付きマスク、
又はワイヤマスクである。このマスクは鉄、又はNi、Fe合金のような鉄合金で作
る。この陰極線管の操作中、ネック４に配置された電子銃システム３は電子ビー
ムを発生する。これ等の電子ビームはマスク１０の孔に通り、燐光発生部、即ち
ディスプレイスクリーン８は光を発生する。偏向装置５は電子ビームが組織的に
、ディスプレイスクリーンを走査するのを確実にする。

【００１６】 図２（ａ）、（ｂ）は米国特許第5111107 号から既知のカラー選択電極を示す
。このカラー選択電極は取付け側部９Ａ、９Ｂと、これ等取付け側部９Ａ、９Ｂ
に直角な側部９Ｃ、９Ｄとを有するフレーム９を具える。マスク１０を設ける前
に、取付け側部９Ａ、９Ｂを内方に押圧する。次の説明では、（張力が全く無い
状態に比較して）内方に押圧する量を「内方偏向量」と称する。側部上の点を標
準の量だけ、内方に押すのに必要な力は、この特定の点における側部の剛性に関
係する。カラー選択電極を取り付けて、押圧力を釈放した時、カラー選択電極は
張力を受けている状態にある。側部９Ｃ、９Ｄに金属条片１１、１２を設ける。
図２Ｂは、温度が上昇した時、側部９Ｃ、９Ｄの材料と、金属条片１１、１２と
の熱膨脹の差によって、側部９Ｃ、９Ｄを湾曲させ、取付け側部９Ａ、９Ｂを互
いに接近させることを示している。これにより、マスク１０に加わっている張力
を（少なくとも一部）釈放する。

【００１７】 図３はグラフの形で、線図的に、張力Ｔ（左側の縦軸線）と、位置（横軸線）
の関数としての内方への偏向△（右側の縦軸線）とを示す。この横軸線では取付
け側部９Ａ、９Ｂの中心位置を横軸の０で、隅角部、即ち両端を８で示す。線３
１は室温で、張力Ｔが均一に分散している状態（即ち、押圧力がどこでも等しく
、１の値で押圧力が常態化している状態）を示す。しかし、このような状態では
、内方への偏向は取付け側部９Ａ、９Ｂに沿う内方への偏向と相当異なっている
。中心部は隅角部より、幾分、一層内方に偏向している。取付け側部９Ａ、９Ｂ
は隅角部よりも、中心部で剛性が小さい。同一の力の場合、例えば、中心部は３
ｍｍ、内方に押圧されるが、隅角部は1.5 mm内方に押圧されるに過ぎない。線３
１の張力に対応する内方への偏向△を示している線３２はそのような状態を線図
的に示す。内方への偏向△は隅角部（位置８）におけるよりも、中心部（位置０
）において、著しく大きい。

【００１８】 この距離が減少し、この距離の減少が側部全体にわたり、同一である時は、隅
角部における内方への偏向が非常に小さい値に減少した場合でも、中心部におけ
る内方への偏向は依然として、まだ認められる。線３３はそのような状態を示す
。内方への変更△が殆ど零であるから、隅角部において、張力が殆ど零まで、減
少しているが、中心部における張力は初期の張力の通常、数１０％であるのが認
められる。例えば、もしも、室温においてマスクが受けている張力が室温におい
て塑性変形を生ずる張力の９０％であり、更に、高温において塑性変形を生ずる
張力が室温において塑性変形を生ずる張力の３０％であるならば、中心部におけ
るなお高い張力の結果として、及び上記の高温における材料の減少した降伏強さ
の結果として、中心部に塑性変形が発生する。マスクが伸長作用を受ける張力を
減少させる（この例では、例えば６０％以下に減少させる）ことにより、この作
用の発生を減少させることができるが、これはドーミングを増大し、マイクロホ
ニイを増大させる。

【００１９】 また、取付け側部９Ａ、９Ｂに一定の内方への偏向を与えることにより、この
ような作用の発生を防止することができる。このような状態を線３５に示す（一
定偏向△）。室温における張力は中心部よりも、隅角部において、非常に高い（
線３４参照）。温度が上昇すると、張力は隅角部も、中心部も減少する。張力の
減少は隅角部におけるよりも、中心部において少ないが、中心部の張力は（室温
において）隅角部より小さいから、高温においては、張力はマスク全体にわたり
、釈放される。室温では、カラー選択電極の中心部では張力が可能最大張力より
著しく小さい（通常、２分の１から３分の１）ので、そのおかげで、塑性変形は
避けられる。このことはドーミング、及び厄介なマイクロホニイの危険を増大さ
せる。

【００２０】 上述の両方の既知の構造においては、高温における塑性変形を避けるため、室
温における張力を最適張力より小さくしている。

【００２１】 本発明による陰極線管では、フレームに１個のバイメタル素子（又は多数のバ
イメタル素子）を設け、温度が上昇する際、このバイメタル素子は取付け側部９
Ａ、９Ｂ（即ち、マスクを取り付ける側）を内方に湾曲させる。この湾曲は、上
記側部の中心部における内方への偏向が上記側部の隅角部における内方への偏向
を超過するようにしている。陰極線管を製造中、通常、発生する温度の上昇であ
る例えば、室温から、４５０°Ｃまでの温度上昇の場合、内方への偏向は中心部
において、隅角部におけるよりも例えば1.5 倍から３倍大きい。これにより、一
層大きい張力を採用することができる。図３から明らかなように、室温で、取付
け側部９Ａ、９Ｂが同一の高い張力で緊張している時（線３１参照）、内方への
偏向△（線３２参照）は中心部（点０）において、隅角部（点８）におけるより
も約２倍大きい。中心部における内方への偏向△を隅角部における内方への偏向
の２倍減少させることにより、高い張力（線３１参照）を高温における低い、幾
分均一に分散した張力（線３６参照）まで減少させることができる。

【００２２】 図４は本発明により陰極線管に使用するカラー選択電極を示す。側部９Ｃ、９
Ｄにはその他の部分より熱膨張係数が一層高い金属素子１１、１２を設ける。そ
の結果、温度が上昇した時、側部９Ｃ、９Ｄは（図４の側部９Ｄの下に、湾曲し
た矢印で線図的に示すように）膨張し、隅角部の点I 、II、III 、及びIV、及び
取付け側部９Ａ、９Ｂの中心点V 、VIを接近させる。取付け側部９Ａ、９Ｂの外
側を向く表面に例えば、部分１６、１７より熱膨張係数が小さい金属素子１４、
１５を設ける。これ等金属素子１４、１５は取付け側部９Ａ、９Ｂの内側部分１
６、１７より熱膨張係数が小さい。その結果、温度が上昇すると、側部９Ｃ、９
Ｄは（図４の取付け側部９Ａの内側に、湾曲した矢印で線図的に示すように）内
側に膨張し、従って、隅角部の点I 、IIの間の距離、及び隅角部の点III 、IVの
間の距離に比較し、取付け側部９Ａ、９Ｂの中心点V 、VIの間の距離を減少させ
る。取付け側部９Ａ、９Ｂの内側に、取付け側部９Ａ、９Ｂより熱膨張係数が高
い金属素子を設けることもできる。側部９Ｃ、９Ｄの金属素子１１、１２によっ
て、「バイアス」内方偏向を生ずると共に、部分１６、１７に協働する熱膨張係
数が小さい金属素子１４、１５によって、内方への膨張を生ずる。この中心にお
ける（中心点V 、VIの間の）内方への膨張は取付け側部９Ａ、９Ｂの隅角部の間
の膨張より大きい。

【００２３】 好適な実施例では、側部９Ｃ、９Ｄの下部（即ち、金属素子１１、１２）は多
数のブリッジ２０、２１を通じて、上部に取り付けられている。更に、好適な実
施例では、側部、即ち部分１６、１７は指片２３によって、直立端縁に静止して
いる。

【００２４】 好適な実施例では、取付け側部９Ａ、９Ｂの板１４、１５を（Ni、Fe合金のよ
うな）比較的熱膨張が小さい材料で作り、板１６、１７を比較的熱膨張係数が大
きい材料でつくる。図５は側部９Ｂを一層詳細に、横断面図で示す。部分１６を
（横断面で）三角形状にし、鉄で作り、Ni、Fe合金の板１５をスポット溶接によ
って、指片２３により、内側２５に取り付け、板１４、１５を底（点２６）に溶
接する。部分１６の三角形状は指片２４によって、完成する。図６は部分１４、
１６の代案の形状を示す。この例では、部分１４の外側に向く側部の指片２４を
省略し、点で線図的に示したはんだ付け点で、部分１４を部分１６にはんだ付け
する。

【００２５】 温度が上昇した時、部分２４、１４、１５の熱膨張の差によって、部分２４、
１４は内方に偏向する。三角形状であること、及び指片２３により、この湾曲が
可能となり、しかも残りの三角形状の部分によって、この湾曲をあまり妨げるこ
とがない。

【００２６】 本発明は本発明の範囲内において、種々の変更を加えることができることは明
らかである。 要約すれば、本発明は次のように記載することができる。 本発明の陰極線管はフレームに固着されて張力を受けるシャドーマスクを有す
るカラー選択電極を具える。温度が上昇すると、マスクを取り付けたフレームの
両側部間の距離を減少させることによって、張力を開放するような構造の１個の
バイメタル素子、又は複数個のバイメタル素子をこのフレームは有する。この側
部の中心における距離の減少は上記側部の隅角部における距離の減少より大きく
、1.5 倍から３倍であるのが好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 カラー選択電極と共に、カラー陰極線管を有するカラーディスプレイ
装置の一部を切除した側面図である。

【図２】 米国特許第5111107 号から既知のフレームを有するカラー選択電極を
示し、（Ａ）はその斜視図であり、（Ｂ）は変形を仮想線で示す側面図である。

【図３】 既知の装置の低温、及び高温における張力、及び内方距離をグラフで
示す。

【図４】 本発明による陰極線管に使用するカラー選択電極を示す。

【図５】 図４のカラー選択電極の一部を横断面図で示す。

【図６】 本発明の一実施例の一部を横断面図で示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 張力マスクとフレームとを有するカラー選択電極を具え、前記フ
   レームはこのフレームの側部をそれぞれ形成する相互に連結された複数個の部分
   を具え、これにより前記張力マスクは張力を受けて伸長されていると共に、前記
   部分の内の少なくとも２個の取付け部分に、取付け区域で連結されており、前記
   フレームは温度が上昇した時、取付け点を互いに接近させる手段を具えるカラー
   陰極線管において、温度が上昇した時、前記取付け区域の間の距離を前記側部の
   隅角部におけるよりも中心部において一層減少させるバイメタル素子を前記取付
   け部分が具えることを特徴とするカラー陰極線管。
2. 【請求項２】 前記中心部における距離の減少と、前記隅角部における距離の減
   少との間の比が1.3 と３との間であることを特徴とする請求項１に記載のカラー
   陰極線管。
3. 【請求項３】 前記取付け側部間の距離を全体として減少させるよう、前記取付
   け側部に垂直な前記側部に設けた別個のバイメタル素子を前記フレームが具える
   ことを特徴とする請求項１に記載のカラー陰極線管。
4. 【請求項４】 前記中心部における距離の減少と、前記隅角部における距離の減
   少との間の比が1.5 と2.5 との間であることを特徴とする請求項２に記載のカラ
   ー陰極線管。