JP2005166443A

JP2005166443A - 陰極線管

Info

Publication number: JP2005166443A
Application number: JP2003403540A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kobayashi; 宏史小林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】色ずれ防止と振動防止とを両立させた陰極線管を提供する。
【解決手段】シャドウマスク６は引張力が印加された状態でフレームに保持されており、シャドウマスク６は、開孔１１の列方向に隣接する開孔１１をつなぐブリッジ１２ａ，１２ｂが形成されており、ブリッジ１２ａ，１２ｂの板厚は、シャドウマスク６の板厚よりも薄く、ブリッジ１２ａ，１２ｂは、開孔１１の列方向に、シャドウマスク６の表面６ａと共有部分があり裏面６ｂと共有部分がないブリッジ１２ａと、シャドウマスク６の裏面６ｂと共有部分があり表面６ａと共有部分がないブリッジ１２ｂとが交互に配置されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、テレビジョン、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のシャドウマスクに関し、より詳しくは平板に電子ビーム通過孔である多数の開孔が形成されたシャドウマスクに関する。

図７（ａ）に、従来のシャドウマスク２０の一例の平面図を示している。図７（ｂ）は、図７（ａ）のｙ方向（画面垂直方向）の断面図である。ｙ方向に隣接する開孔２１間の部分がブリッジ２２である。

カラー陰極線管では、電子ビームの吸収によるシャドウマスクの熱膨張によってその電子ビーム通過孔が変位した場合には、電子ビーム通過孔を通過する電子ビームが蛍光体に正しく当たらなくなり電子ビーム軌道ずれによる色ずれ、色むらが発生するいわゆるドーミング現象が生じる。このため、シャドウマスクの温度上昇による熱膨張力を吸収できるような引張力を印加して、シャドウマスクをマスクフレームに保持することが行われている。

図７の例において、ｙ方向に引張力を印加すると、ｙ方向の引張力に付随して、ｘ方向（画面水平方向）にも力が加わることになる。この場合、ブリッジ２２にはｘ方向の応力が加わることになる。また、ブリッジ２２に加わるｘ方向の応力を高めるために、開孔２１の列方向の最外形部分をアーチ形にしたものもある。ブリッジ２２に加わるｘ方向の応力を高めることにより、熱膨張による開孔２２の移動による色ずれを抑えることができる。

また、本図の例では、ブリッジ２２の厚さは、シャドウマスク２０の厚さと同じであり、ブリッジ２２はシャドウマスク２０の表面２０ａ及び裏面２０ｂの双方と共有部分がある。この共有部分をなくせば、ブリッジ幅をさらに狭くすることができる。下記特許文献１には、ブリッジ２２の厚さをシャドウマスク２０の厚さより小さくすることにより、ブリッジ幅を狭くして、強度を損なうことなく輝度特性を向上できる陰極線管が提案されている。
特開２０００−６７７７１号公報

しかしながら、前記のような従来のカラー陰極線管のシャドウマスクには、以下のような問題があった。

ブリッジに加わる応力を増加させるには、シャドウマスク全体に加える引張力を増加させるか、ブリッジ個数を減らすことで実現できる。しかし、前者は、マスク構造体の重量が増し材料費が高くなる。後者はモアレの問題と、ブリッジ自体が認識できるようになるとういう問題が発生する。

モアレとブリッジ認識の問題を同時に解決する構成として、ブリッジを所定個数の単位で水平方向において切り離して擬似ブリッジを設けた構成がある。この構成によれば、擬似ブリッジには応力が加わらず、繋がったブリッジの個数減少により、繋がったブリッジにはより大きな応力が加わることになる。

この擬似ブリッジ方式では、繋がったブリッジと擬似ブリッジの形状ばらつきの管理等の製作上の管理を厳密に行なう必要があり、検査などの工程で手間がかかり、コスト高となる。

また、前記特許文献１に記載のシャドウマスクは、ブリッジ厚がシャドウマスク板厚より小さくなっている。この構成では、ブリッジ断面積が小さくなり、ブリッジに加わる応力を増加できるが、ブリッジ部における除去は片側のみであり、曲げ強度が低下し、シャドウマスクの振動防止には不利であった。

本発明のカラー陰極線管は、前記のような従来の問題を解決するものであり、色ずれ防止と振動防止とを両立させた陰極線管を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の第１の陰極線管は、平板に開孔の列が配列されたシャドウマスクを備え、前記シャドウマスクは引張力が印加された状態でフレームに保持されている陰極線管であって、前記シャドウマスクは、前記開孔の列方向に隣接する開孔をつなぐブリッジが形成されており、前記ブリッジの板厚は、前記シャドウマスクの板厚よりも薄く、前記ブリッジは、前記開孔の列方向に、前記シャドウマスクの表面と共有部分があり裏面と共有部分がないブリッジと、前記シャドウマスクの裏面と共有部分があり表面と共有部分がないブリッジとが交互に配置されていることを特徴とする。

本発明の第２の陰極線管は、平板に開孔の列が配列されたシャドウマスクを備え、前記シャドウマスクは引張力が印加された状態でフレームに保持されている陰極線管であって、前記シャドウマスクは、前記開孔の列方向に隣接する開孔をつなぐブリッジが形成されており、前記ブリッジの板厚は、前記シャドウマスクの板厚よりも薄く、前記ブリッジは、前記シャドウマスクの表面及び裏面と共有する部分がないことを特徴とする。

本発明によれば、ブリッジに加わる応力を高めて色ずれを防止できるとともに、曲げ強度の低下を抑えることができ、振動防止にも有利であり、エッチングを容易にすることもできる。

本発明の第１の陰極線管によれば、ブリッジに加わる応力を高めることができるとともに、曲げ強度の低下を抑えることができ、振動防止にも有利である。

本発明の第２の陰極線管によれば、ブリッジに加わる応力を高めることができるとともに、エッチングが容易になりブリッジ厚を最小限にまで薄くするのに適している。

前記第１、第２の陰極線管においては、前記ブリッジの厚さが、前記シャドウマスクの板厚の１／３以下であることが好ましい。この構成によれば、ブリッジに加わる応力をより高めることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の断面図を示している。本図に示したカラー陰極線管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とで外囲器が形成されている。ファンネル３のネック部３ａには電子銃４が内蔵されており、電子銃４から発される電子ビームは、ファンネル３の外周面上に配置された偏向ヨーク５によって偏向走査される。

シャドウマスク（色選別電極）６は、電子銃４から発される３本の電子ビームに対して色選別の役割を果たすものであり、平板に電子ビーム通過孔である略長方形の開孔がエッチングにより多数形成されている。Ａは、電子ビーム軌跡を示している
色選別電極６を固定した板状部材の支持体である長辺フレーム７には、長手方向の両端部に弾性部材である短辺フレーム８が接合されている。これら一対の長辺フレーム７及び一対の短辺フレーム８によって枠状のフレーム９が形成されている。さらに、この枠状のフレーム９とこれに接合された色選別電極６とで、色選別電極構体１０を形成している。

スプリング部材８の取付け穴とフェイスパネル２内面の上下のピン９とを嵌合させて、色選別電極構体１０の４コーナは、フェイスパネル２に固定されている。

図２に色選別電極構体１０の斜視図を示している。長辺フレームである対向する一対の支持体７ｂに短辺フレームである一対の弾性部材７aが固定されている。シャドウマスク６には、多数の略長方形の電子ビーム通過孔である開孔１１がエッチングにより形成されている。シャドウマスク１３は矢印Ｙ方向（画面垂直方向）に引張力が加わった状態で、支持体７０間に架張保持されている。

このような架張保持によれば、シャドウマスク６の温度が上昇してもシャドウマスク６の開孔１１と蛍光体スクリーン面の蛍光体ストライプとの相互位置のずれを防止することができる。

図３（ａ）は、本実施形態の第１の例に係る開孔の列の平面図を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）のｙ方向の断面図である。図４は、図３に示した開孔列の要部断面斜視図を示している。ｙ方向に隣接する開孔１１間の部分がブリッジ１２である。Ｗはブリッジ幅であり、ブリッジ幅Ｗは、ｙ方向の最大幅である。６ａはシャドウマスク表面、６ｂはシャドウマスク裏面であり、電子銃４から発せられた電子ビームは、開孔１１内を裏面６ｂ側から表面６ａ側に移動して通過する。

ブリッジ１２の形成部分においては、シャドウマスクは表面６ａ側及び裏面６ｂ側の両方向から、エッチングされている。このことにより、ブリッジ１２は、シャドウマスクの表面６ａと共有した部分はなく、裏面６ｂと共有した部分もない。

ここで、本図のブリッジ１２は、図７のブリッジのように、シャドウマスクは表面６ａ及び裏面６ｂのいずれとも共有した部分がなく幅Ｗを小さくでき、しかもブリッジ１２の厚さｔＢは、シャドウマスクの板厚ｔより小さくなっている。このため、ブリッジ１２の厚さｔＢは、図７のブリッジに比べ、大幅に小さくでき、ブリッジ１２の断面積も大幅に小さくできる。

ブリッジ１２の水平方向に加わる力をＦ、ブリッジ断面積をＳとすると、応力σはσ＝Ｆ／Ｓで表わされる。この場合、図３の例のように、ブリッジ断面積Ｓが小さくなれば、応力σは大きくなる。応力σが大きいほど、シャドウマスクが熱膨張しても、ブリッジに圧縮応力が加わった状態を維持し易くなり、開孔位置の変化による色ずれの防止に有利になる。

さらに、図３の例では、ブリッジ１２は、シャドウマスクは表面６ａ側及び裏面６ｂ側の両方向からエッチングして形成するので、ブリッジ１２の厚さを最小限にまでできるだけ小さくするのに有利である。

図５（ａ）は、本実施形態の第２の例に係る開孔の列の平面図を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）の縦方向の断面図である。図６は、図５に示した開孔列の要部斜視図を示している。

ブリッジ１２ａ、１２ｂの厚さｔＢは、いずれもシャドウマスクの板厚ｔより小さくなっている。ブリッジ１２ａは、シャドウマスクの裏面６ｂと共有部分があり、表面６ａとは共有部分がない。ブリッジ１２ｂは、この関係が逆になっており、表面６ａと共有部分があり、裏面６ｂとは共有部分がない。

この構成は、ブリッジ断面積Ｓが小さくなり、ブリッジに加わる応力が大きくなり、開孔位置の変化による色ずれの防止に有利になることは、図３の構成と同様である。図５の構成では、裏面６ｂと共有部分があるブリッジ１２ａと、表面６ｂと共有部分があるブリッジ１２ｂとが交互に配置されている。

このため、１組分のブリッジ１２ａとブリッジ１２ｂとを含む部分について見ると、各ブリッジがシャドウマスクの表裏双方と共有部分がある構成と比べ、見かけ上の板厚は同じであるといえ、曲げ強度の低下を抑えることができる。この場合、各ブリッジの表面又は裏面の一方の側のみを薄くしたシャドウマスクと比べると、曲げ強度が高くなる。曲げ強度の低下を抑えられることにより、ブリッジ厚の薄肉化に有利となる。また後に詳細を説明するように、ブリッジに加わる応力を高めても、十分な安全率が確保された状態の使用が可能である。このため、ブリッジ厚をシャドウマスクの板厚の１／３以下とする構成の実現も容易である。

例えば、ブリッジ厚をシャドウマスクの板厚の３０％程度としても、強度確保と応力確保の双方を両立でき、この構成はブリッジの表面又は裏面の一方の側のみを薄くしたシャドウマスクにおいて、ブリッジ厚をシャドウマスクの板厚の５０％とした構成と同等の強度が確保されていると予測される。

さらに、曲げ強度の確保により、振動防止にも有利になる。すなわち、シャドウマスクの振動はシャドウマスク全体が一つの面として振動する面振動になり、制振効果を発揮させ易くなる。例えば、シャドウマスクの端部に、シャドウマスクと摺動する振動減衰子を設ければ、シャドウマスクの面全体の振動を効率的に減衰させることができる。

一方、各ブリッジの表面又は裏面の一方の側のみを薄くしたシャドウマスクでは、隣り合う開孔列同士のつながりが弱くなり、シャドウマスクの振動としては、小さな振動が、シャドウマスク全体に分布することになる。このため、シャドウマスク端部に振動減衰子を設けても、前記のようなシャドウマスクの面全体の振動を効率的に減衰させる制振効果を発揮させるには不利になる。

次に、前記の各実施の形態は、ブリッジの厚さをシャドウマスクの板厚より小さくする構成であるが、ブリッジに加わる応力を大きくしても、ブリッジ破断の問題のない構成の実現は十分に可能である。シャドウマスクに縦方向に引張力を加えると、縦方向の引張力に付随して、横方向にも力が加わることになる。縦歪みεと横歪みε′との関係を示すポアソン比ν（ν＝｜ε′／ε｜）は、金属材料では０．３程度の僅かな値である。さらに、シャドウマスク加える引張力は、シャドウマスクの弾性限度内の範囲であり、ブリッジ断面積を小さくして、ブリッジに加わる応力を大きくしても、依然として十分な安全率が確保された設計にすることは可能である。

例えば、シャドウマスクの１方向に引張力を印加する１軸テンション型の陰極線管において、シャドウマスクの板厚１５０μｍ、ブリッジ厚５０μｍとし、合計１００００Ｎの引張力をほぼ均一に分布させて印加した場合では、ブリッジに加わる応力は４５ＭＰａ程度であり、シャドウマスクに用いる金属材料の降伏点である２００−７００ＭＰａを十分下回る範囲での使用になる。

また、ブリッジに加わる応力を確保するには、ブリッジ厚は薄いほど好ましく、ブリッジ厚はシャドウマスクの板厚の半分より小さいことが好ましく、１／３以下であることがより好ましい。ブリッジ厚をより薄くするには、前記のように、強度確保の観点からは、図５に示した実施の形態が適している。また、エッチング容易性の観点からは、図３に示した実施の形態が適している。

なお、図５に示した実施の形態では、裏面６ｂと共有部分があるブリッジ１２ａと、表面６ｂと共有部分があるブリッジ１２ｂとが、ブリッジ１個単位で交互に配置されているが、複数個単位で交互に配置したものでもよい。

以上のように、本発明によれば、ブリッジに加わる応力を高めて色ずれを防止できるとともに、曲げ強度の低下を抑えることができ、振動防止にも有利であり、エッチングを容易にすることもできるので、本発明は、例えばテレビ受像機、コンピュータディスプレイに用いられるシャドウマスク型の陰極線管に有用である。

本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の断面図。本発明の一実施形態に係る色選別電極構体の斜視図。（ａ）は本発明の第１の例に係る開孔の列の平面図、（ｂ）は図３（ａ）の縦方向の断面図。図３に示した開孔列の断面斜視図（ａ）は本発明の第２の例に係る開孔の列の平面図、（ｂ）は図５（ａ）の縦方向の断面図。図５に示した開孔列の断面斜視図。（ａ）は従来のシャドウマスク２０の一例の平面図、（ｂ）は図７（ａ）のｙ方向の断面図。

符号の説明

６シャドウマスク
６ａシャドウマスクの表面
６ｂシャドウマスクの裏面
１１開孔
１２，１２ａ，１２ｂブリッジ

Claims

平板に開孔の列が配列されたシャドウマスクを備え、前記シャドウマスクは引張力が印加された状態でフレームに保持されている陰極線管であって、
前記シャドウマスクは、前記開孔の列方向に隣接する開孔をつなぐブリッジが形成されており、
前記ブリッジの板厚は、前記シャドウマスクの板厚よりも薄く、前記ブリッジは、前記開孔の列方向に、前記シャドウマスクの表面と共有部分があり裏面と共有部分がないブリッジと、前記シャドウマスクの裏面と共有部分があり表面と共有部分がないブリッジとが交互に配置されていることを特徴とする陰極線管。
平板に開孔の列が配列されたシャドウマスクを備え、前記シャドウマスクは引張力が印加された状態でフレームに保持されている陰極線管であって、
前記シャドウマスクは、前記開孔の列方向に隣接する開孔をつなぐブリッジが形成されており、
前記ブリッジの板厚は、前記シャドウマスクの板厚よりも薄く、前記ブリッジは、前記シャドウマスクの表面及び裏面と共有する部分がないことを特徴とする陰極線管。
前記ブリッジの厚さが、前記シャドウマスクの板厚の１／３以下である請求項１又は２に記載の陰極線管。