JP2834906B2 - シャドウマスク式カラー受像管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シャドウマスクに特
別の改良を加えたシャドウマスク式カラー受像管に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のシャドウマスク式カラー受
像管の部分破断斜視図で、同図において、漏斗状のファ
ンネル１と、このファンネル１の開放端に封着されたパ
ネル２と、このパネル２の内面に塗布された蛍光面３
と、上記パネル２の側壁に設けられた複数個のピン４
と、上記蛍光面３に対向して配設され、上記ピン４に支
持されたシャドウマスク構体５とを具備している。

【０００３】上記のシャドウマスク構体５は、多数の電
子ビーム通過孔を有する有孔部とこの有孔部の周縁に形
成された無孔部よりなり、上記パネル２の内面形状とほ
ぼ等しい球面を有する、電子ビーム６Ａ，６Ｂ，６Ｃを
選択的に通過させるためのシャドウマスク本体７と、こ
のシャドウマスク本体７を後述するフレーム９に装着す
るために折り曲げられたスカート８の全周にわたって、
たとえば、８〜１６点で溶接固定されたフレーム９と、
このフレーム９に溶接され、カラー受像管の動作中に生
じる上記シャドウマスク７本体の熱膨張を補正するため
のバイメタル１０と、このバイメタル１０に溶接され、
上記ピン４に係合してシャドウマスク本体７をパネル２
の相対位置に保持するスプリング１１とから構成されて
いる。

【０００４】上記構成によるシャドウマスク式カラー受
像管において、電子銃１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃより放出
される電子ビーム６Ａ，６Ｂ，６Ｃはシャドウマスク本
体７の有孔部に設けられた電子ビーム通過孔１３を通過
して蛍光面３に塗布された赤、緑、青の各色に発光する
蛍光体に射突して発光させるが、通常、シャドウマスク
本体７の電子ビーム通過孔１３の総面積は、上記シャド
ウマスク本体７の表面積の１５〜２５％程度であり、電
子ビーム６Ａ，６Ｂ，６Ｃのほとんどは、無孔部に射突
し、シャドウマスク本体７を加熱する。

【０００５】たとえば、２１インチ型カラー受像管で動
作中のシャドウマスク構体５の温度を測定した結果、図
４に示すような温度上昇を示した。すなわち、高圧電圧
２８ＫＶ、ビーム電流１ｍＡの条件下においては、シャ
ドウマスク本体７の中心部の温度は、特性曲線１４に示
すように、最初の５分間での温度上昇が著しく、約３０
分で飽和し、約４０℃温度が上昇した。

【０００６】しかし、熱容量の大きなフレーム９は徐々
に温度上昇し、特性曲線１５に示すように、約６０分間
で飽和状態に達した。このような温度上昇によって、シ
ャドウマスク本体７は熱膨張して蛍光面３側に突出し、
このため、色ズレを起こすという不具合がある。

【０００７】すなわち、図５、図６に示すように、動作
開始前は実線で示す状態であったシャドウマスク本体７
は温度上昇により熱膨張を起こし、点線で示す状態に変
位し、図６で示すように、シャドウマスク本体７面を７
Ａの状態に移行させる。したがって、蛍光面３上では、
電子ビーム通過孔１３を通過した電子ビーム６Ａ，６
Ｂ，６Ｃが図５，図６の距離Ｔだけ中心方向に移動し、
隣接した他色の蛍光体を発光させてしまい、正常な色彩
映像を再現することができなくなる。なお、このような
色ズレ現象は画面全域にわたって現れる。

【０００８】上記した色ズレ現象をパネルの対角軸内面
半径が１３５０ｍｍの２１インチ型カラー受像管で測定
したところ、パネル２のフェース面中心より１５０ｍｍ
の長軸上で最も顕著に現れ、高圧電圧２８ＫＶ、ビーム
電流１ｍＡで、電子ビームは０．０５〜０．０８ｍｍ移
動することによる色ズレ現象を起こしていることが判明
した。

【０００９】一方、フレーム９の温度が徐々に上昇し飽
和状態に近づくと、フレーム９は熱膨張により、図５に
示す９Ａの位置まで変形する。このため、フレーム９に
接合されているシャドウマスク本体７面は図６の位置７
Ｂの状態に移行する。その結果、電子ビーム通過孔を通
過する電子ビーム６Ａ，６Ｂ，６Ｃは外側方向に距離Ｓ
だけ移動し、上記カラー受像管の動作初期の現象とは逆
の方向の蛍光体を発光させ、正常な色彩映像を再現でき
なくなる。この現象はカラー受像管が連続して動作すれ
ば、引き続き現れる現象であり、これを補正する必要が
ある。

【００１０】そのため、フレーム９に取り付けられたバ
イメタル１０の動作により、シャドウマスク本体７がパ
ネル２に近づけるように、フレーム９を図５に示す位置
９Ｂに変位させ、シャドウマスク本体７面を図６示すよ
うに、７Ｃの状態に移行させ、ビーム軌道が蛍光面と合
致するようにして色ズレ量を補正する。

【００１１】しかしながら、局部的に輝度を増大する画
面においては、シャドウマスク本体７は局部的に熱変形
し、そのために局部的に色ズレを生じる。これは、上記
バイメタル１０の温度上昇がほとんどないために補正す
ることは不可能であった。

【００１２】これらの不具合を解決するためには、シャ
ドウマスク本体７の板厚を厚くする方法がよく知られて
いる。しかし、シャドウマスク本体７は一般的には化学
的なエッチング法で製作され、この方法による製作法に
おいては、板厚（ｔ）と電子ビーム通過孔の孔径（Ｓ
ｗ）との間には、次式（１）のような関係にあり、厚い
板に小さな孔を製作することは不可能であった。

【００１３】Ｓｗ＞０．８×ｔ ……（１）

【００１４】カラー受像管の解像度を向上させるための
蛍光面ピッチの小ピッチ化は、シャドウマスク本体７の
電子ビーム通過孔の孔径が小さくなることを意味し、一
方、シャドウマスク本体７の熱変形による色ズレを防ぐ
ためには、板厚の厚いシャドウマスク本体が要求され、
矛盾した関係にある。

【００１５】したがって、シャドウマスク本体の電子ビ
ーム通過孔の孔径を小さくすることは、上述のとおり、
きわめて困難なため、このシャドウマスク本体を、たと
えば、板厚の薄い複数枚のシャドウマスク板を組み合わ
せ、これを溶接または接着剤等で接合して用いる方法が
提案されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述した板
厚の薄い複数枚のシャドウマスク板を積層した構造から
なるシャドウマスク本体とは、図７に示すように、シャ
ドウマスク板の電子ビーム通過孔の最小孔径がその電子
銃側表面に位置する断面形状をしたシャドウマスク板を
複数枚（図７では２枚）積層したものである。

【００１７】しかしながら、上記したシャドウマスク本
体では、これを構成する複数のシャドウマスク板間の接
触面積が小さいため、接合する際の溶接しろ、接着面が
小さくなり、シャドウマスク板間の接合力が弱くなり、
プレス形成の際に、シャドウマスク板の電子ビーム通過
孔の相対ズレが生じるという課題があった。また、上述
の理由により、シャドウマスク板間の熱伝導が悪くな
り、シャドウマスク板間に温度差が生じ、その結果、シ
ャドウマスク本体の熱変形があまり小さくならないとい
う課題があった。

【００１８】この発明は、上述した課題を解決するため
になされたもので、積層されたシャドウマスク板間の接
触面積を大きくすることができ、その結果、プレス成形
時のシャドウマスク板の電子ビーム通過孔の相対ズレを
きわめて小さくすることができ、かつ、熱変形も小さく
することができるシャドウマスク本体を採用することに
より、ＣＲＴ特性を改良したシャドウマスク式カラー受
像管を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明では、少なくとも電子銃と、この電子銃に
対向する蛍光体スクリーンと、上記電子銃と上記蛍光体
スクリーンとの間で、上記蛍光体スクリーンに所定の間
隔を保持して対向配置され、多数の電子ビーム通過孔を
有するシャドウマスク本体とを備えたシャドウマスク式
カラー受像管において、上記シャドウマスク本体は、複
数枚のシャドウマスク板を積層して構成され、最も蛍光
体スクリーン側に位置するシャドウマスク板は、多数の
電子ビーム通過孔の最小孔径部位がその電子銃側表面に
位置するような断面形状に形成され、他のシャドウマス
ク板は多数の電子ビーム通過孔の最小孔径部位がそれら
のシャドウマスク板の肉厚の中間部に位置するような断
面形状に形成されると共に、最も蛍光体スクリーン側に
位置するシャドウマスク板の電子ビーム通過孔の最小孔
径を上記他のシャドウマスク板の電子ビーム通過孔の最
小孔径よりも小さくしたことを特徴とするものである。

【００２０】

【作用】この発明によれば、複数枚のシャドウマスク板
が積層一体化されてなるシャドウマスク本体のうち、蛍
光体スクリーンに最も近い側に位置するシャドウマスク
板を、多数の電子ビーム通過孔の最小孔径部位がその電
子銃側表面に位置するような断面形状に形成しているた
め、その電子銃側表面が大となり、この表面に接する他
のシャドウマスク板を、多数の電子ビーム通過孔の最小
孔径部位がそれらのシャドウマスク板の肉厚の中間部に
位置するような断面形状に形成したことと合わせて、シ
ャドウマスク板間の接触面積が大きくなり、シャドウマ
スク板どうしを接合する際の接合面、接着面が大きくな
り、シャドウマスク板間の接合力が強くなる結果、プレ
ス成形時のシャドウマスク板の電子ビーム通過孔の相対
ズレをきわめて小さくできる。また、多数の電子ビーム
通過孔の最小孔径部位がその電子銃側表面に位置するよ
うな断面形状のシャドウマスク板を蛍光体スクリーンに
最も近い側に位置させることにより、最小孔径部位を通
過した後蛍光体スクリーンに至る間での電子ビームの散
乱と、それによるビーム径の拡がりを最小限に抑え、蛍
光体スクリーンでのビーム径を小さくすることができる
ため、色純度を損なうことなく、高精細度の画像表示が
可能となる。 逆に、最小孔径部位が電子銃側表面に位置
するシャドウマスク板を電子銃側に設け、最小孔径部位
が肉厚の中間部に位置するシャドウマスク板を蛍光体ス
クリーンに最も近い側に設けて蛍光体スクリーン側のシ
ャドウマスク板の最小孔径を電子銃側のシャドウマスク
板の最小孔径より小さくした場合には、例えば特開平１
−３２０７３９号公報の第１図に示すような構成とな
り、蛍光体スクリーン側に位置するシャドウマスク板の
電子銃側表面から最小孔径部位に向かって閉じるテーパ
状内壁面と電子銃側に位置するシャドウマスク板のテー
パ状内壁面での電子ビームの反射や二次電子の発生が著
しく増大し、色純度の低下が起こるなど好ましくない結
果となる。

【００２１】また、シャドウマスク板間の接触面積の増
大により、シャドウマスク板間の熱伝導も大きくなり、
シャドウマスク板間の温度差も小さくなる。その結果、
シャドウマスク板の熱変形を小さくできるという作用効
果を奏する。さらに、上述のような断面形状にしたため
に、電子ビーム通過孔の最小孔径部位が肉厚の中間部に
位置するシャドウマスク板の断面積が大きくなるため、
シヤドウマスク本体の熱容量が大きく、かつ剛性が大き
くなり、その結果、シャドウマスク本体の熱変形をきわ
めて小さくできる。

【００２２】以下、この発明の実施例について説明す
る。

【実施例】実施例１ 図１はこの発明によるシャドウマスク式カラー受像管の
シャドウマスクの断面図である。同図において、２１は
積層された２枚のシャドウマスク板のうち、蛍光面側の
シャドウマスク板であり、２２は電子銃側のシャドウマ
スク板である。上記蛍光面側のシャドウマスク板２１に
おける多数の電子ビーム通過孔の最小孔径部位の寸法Ｓ
１は、電子銃側のシャドウマスク板２２の多数の電子ビ
ーム通過孔の最小孔径部位の寸法Ｓ２よりも小さく、か
つその電子ビーム通過孔の最小孔径部位は電子銃側表面
（電子銃側のシャドウマスク板２２との接触面）に位置
するように設けられている。一方、電子銃側のシャドウ
マスク板２２の多数の電子ビーム通過孔の最小孔径部位
は、その肉厚の中間部に位置するように設けられてい
る。

【００２３】上記のように構成されたシャドウマスク本
体は、蛍光体スクリーン側に位置するシャドウマスク板
の電子ビーム通過孔の最小孔径を、他のシャドウマスク
板の電子ビーム通過孔の最小孔径よりも小さくすること
により、蛍光面側のシャドウマスク板２１と電子銃側の
シャドウマスク板２２との接触面積が広くなるため、他
のシャドウマスク板を、その最小孔径部位が肉厚の中間
部に位置するような断面形状に形成することとあいまっ
てシャドウマスク板どうしを接合する際の接合面、接着
面を大きくとれるから、シャドウマスク板間の接合力が
強くなり、プレス成形時のシャドウマスク板の電子ビー
ム通過孔の相対ズレをきわめて小さくすることができ
る。さらに、シャドウマスク板間の接触面積が広いた
め、シャドウマスク板間の熱伝導が大きくなり、シャド
ウマスク板間の温度差が小さくなって、その結果、シャ
ドウマスク本体の熱変形を小さく抑制することができ
る。

【００２４】さらに、電子銃側のシャドウマスク板２２
は、同じ板厚で、蛍光面側のシャドウマスク板２１のよ
うな断面形状になるように、化学的エッチングをおこな
ったシャドウマスク板に比べて断面積が大きくなるた
め、熱容量が大きくなるとともに、剛性も強くなり、そ
の結果、このシャドウマスク本体の熱変形をきわめて小
さく抑えることができる。

【００２５】実施例２ 実施例１では、電子銃側のシャドウマスク板２２を１枚
だけ蛍光面側のシャドウマスク板２１に積層したが、図
２に示すように、上記実施例のシャドウマスク板２２を
複数枚積層しても上記と同様の作用効果が得られること
はいうまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、シャドウマスク本体を複数枚のシャドウマスク板を
積層することによって形成し、蛍光体スクリーンに最も
近い側に位置するシヤドウマスク板は、多数の電子ビー
ム通過孔の最小孔径部位が、その電子銃側表面に位置す
るような断面形状に形成するとともに、他のシャドウマ
スク板は多数の電子ビーム通過孔の最小孔径部位が、そ
の肉厚の中間部に位置するような断面形状に形成し、更
に、蛍光体スクリーンに最も近い側に位置するシャドウ
マスク板の電子ビーム通過孔の最小孔径を他のシャドウ
マスク板の電子ビーム通過孔の最小孔径よりも小さくし
たので、シャドウマスク板のプレス成形時にシャドウマ
スク板間の電子ビーム通過孔の相対ズレがほとんどな
く、かつ電子ビームの局部的なシャドウマスク板への射
突によるシャドウマスク板の熱変形をきわめて小さくで
き、これにより色純度のよいシャドウマスク式カラー受
像管が得られるという効果がある。また、最小孔径部位
が電子銃側表面に位置する断面形状のシャドウマスク板
を蛍光体スクリーンに最も近い側に位置させることによ
り、最小孔径部位を通過した後、蛍光体スクリーンに至
る間での電子ビームの散乱と、それによるビーム径の拡
がりを最小限に抑え、蛍光体スクリーンでのビーム径を
小さくすることができるため、色純度を損なうことな
く、高精細度の画像表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるシャドウマスク本体
の一部拡大断面図である。

【図２】この発明の他の実施例によるシャドウマスク本
体の一部拡大断面図である。

【図３】従来のシャドウマスク式カラー受像管の部分破
断斜視図である。

【図４】シャドウマスク式カラー受像管の動作時におけ
るシャドウマスク板とフレームの温度特性図である。

【図５】シャドウマスク式カラー受像管の動作時におけ
るシャドウマスク板とフレームの変位状態を示した図で
ある。

【図６】シャドウマスク式カラー受像管の動作時におけ
るシャドウマスク板とフレームの変位状態を示した要部
拡大図である。

【図７】従来のシャドウマスク式カラー受像管における
シャドウマスク板の一部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ファンネル ２ パネル ３ 蛍光面 ４ ピン ５ シャドウマスク構体 ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ 電子ビーム ７ シャドウマスク本体 ８ マスクスカート ２１ 蛍光面側シャドウマスク板 ２２ 電子銃側シャドウマスク板 ２５ 電子ビーム

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 29/00 - 29/16 H01J 9/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも電子銃と、この電子銃に対向
   する蛍光体スクリーンと、上記電子銃と上記蛍光体スク
   リーンとの間で、上記蛍光体スクリーンに所定の間隔を
   保持して対向配置され、多数の電子ビーム通過孔を有す
   るシャドウマスク本体とを備えたシャドウマスク式カラ
   ー受像管において、上記シャドウマスク本体は、複数枚
   のシャドウマスク板を積層して構成され、最も蛍光体ス
   クリーン側に位置するシャドウマスク板は、多数の電子
   ビーム通過孔の最小孔径部位がその電子銃側表面に位置
   するような断面形状に形成され、他のシャドウマスク板
   は多数の電子ビーム通過孔の最小孔径部位がそれらのシ
   ャドウマスク板の肉厚の中間部に位置するような断面形
   状に形成されると共に、最も蛍光体スクリーン側に位置
   するシャドウマスク板の電子ビーム通過孔の最小孔径を
   上記他のシャドウマスク板の電子ビーム通過孔の最小孔
   径よりも小さくしたことを特徴とするシャドウマスク式
   カラー受像管。