JP3340853B2

JP3340853B2 - カラー受像管

Info

Publication number: JP3340853B2
Application number: JP19841594A
Authority: JP
Inventors: 宗親谷; 敬村井; 雅及井上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 2002-11-05
Anticipated expiration: 2017-11-05
Also published as: JPH0864146A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シャドウマスク型カ
ラー受像管に係り、特にシャドウマスクの熱膨張による
ビームランディングのずれを抑制したカラー受像管に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般にシャドウマスク型カラー受像管
は、有効部が曲面からなるほぼ矩形状のパネルと漏斗状
のファンネルとからなる外囲器を有し、そのパネルの有
効部の内面に、３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン
が設けられ、この蛍光体スクリーンに対向して、その内
側にシャドウマスクが配置されている。そしてこのシャ
ドウマスクにより、電子銃から放出された３電子ビーム
が３色蛍光体層を正しくランディングするように選別し
ている。

【０００３】このようなシャドウマスクは、図４に示す
ように、多数のスリット状または円形状の電子ビーム通
過孔１が形成され、蛍光体スクリーンと対向する曲面か
らなる有効面２の周辺部にスカート部３が設けられたほ
ぼ矩形状のマスク本体４と、そのスカート部３の外側に
配置されたほぼ矩形状のマスクフレーム５とからなり、
スカート部３とマスクフレーム５とが複数箇所で溶接さ
れたものとなっている。そしてこのシャドウマスクは、
上記マスクフレーム５に取付けられた弾性体からなるフ
レームホルダー６をパネルに設けられたスタッドピンに
係止することにより、パネルの内側に支持されている。

【０００４】ところで、一般にシャドウマスクの電子ビ
ーム通過孔１を通って蛍光体スクリーンに達する電子ビ
ームは、電子銃から放出された電子ビーム全体の１５〜
２５％程度であり、その他の大部分の電子ビームは、シ
ャドウマスクに衝突して、シャドウマスクを加熱する。
たとえば２０インチ型カラー受像管において、陽極電圧
２５ kＶ、陽極電流１２００μＡで動作させたとする
と、シャドウマスクは、電子ビームの衝突により加熱さ
れ、マスク本体の中央部で約７０℃になる。このように
加熱されると、シャドウマスクは、熱膨張し、蛍光体ス
クリーンとの相対的な位置関係が変化し、３色蛍光体層
に対するビームランディングがずれ、極端な場合は色純
度の劣化をおこす。

【０００５】このシャドウマスクの熱膨張には、つぎの
２つの場合がある。

【０００６】（イ）比較的長時間カラー受像管を動作
させた場合：この場合、電子ビームの衝突により加熱さ
れたマスク本体の熱がマスクフレームに伝達され、シャ
ドウマスク全体が熱平衡状態に達する。この場合、図５
（ａ）に矢印８，９、同（ｂ）に一点鎖線で示したよう
に、マスク本体４とマスクフレーム５が、ともに放射方
向に熱膨張し、結果的にシャドウマスクは、放射方向お
よび管軸（ｚ軸）方向に変位する。

【０００７】（ロ）比較的短時間局部的に高輝度画像
を表示した場合：この場合、図６（ａ）に矢印８、同
（ｂ）に一点鎖線で示したように、マスクフレーム５は
ほとんど熱膨張せず、マスク本体４のみが熱膨張し、結
果的にマスク本体４が放射方向よりも管軸方向に大きく
変位する。

【０００８】これら熱膨張のうち、（イ）の熱膨張につ
いては、特公昭４４−８５４７号公報に、マスクフレー
ムとフレームホルダーとの間にバイメタル素子を介在さ
せ、シャドウマスクを温度上昇にともなって蛍光体スク
リーンに近づける手段が示されており、図６に示したよ
うに、このバイメタル素子１１を介在させることによ
り、３色蛍光体層に対するビームランディングのずれを
有効に補償することができる。しかし（ロ）の熱膨張に
よるビームランディングのずれについては、バイメタル
素子の介在では補償することができない。この（ロ）の
熱膨張については、特公昭５０−６８６５０号公報に、
アンバー合金などの低熱膨張材でマスク本体を形成する
ことが示されている。つまり、マスク本体を低熱膨張材
で形成すると、マスク本体の局部的な熱膨張を抑制する
ことができ、局部的な熱膨張に起因するビームランディ
ングのずれを軽減できる。

【０００９】しかしこのアンバー合金などの低熱膨張材
は、通常の軟鋼材からなるマスク本体にくらべてコスト
高となり、かつ所定の曲面に成形することが困難であ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、電子ビ
ームの衝突によるシャドウマスクの熱膨張として、比較
的短時間局部的に高輝度画像を表示した場合は、マスク
フレームはほとんど熱膨張せず、マスク本体のみが熱膨
張し、結果的にマスク本体が放射方向よりも管軸方向に
大きく変位する。このようなシャドウマスクの熱膨張
は、マスク本体をアンバー合金などの低熱膨張材で形成
することにより抑制することができる。しかしアンバー
合金などの低熱膨張材は、通常のマスク本体の軟鋼材に
くらべてコスト高となり、かつ所定の曲面に成形するこ
とが困難であるという問題がある。

【００１１】したがってマスク本体を軟鋼などの高熱膨
張材で形成しても、比較的短時間局部的に高輝度画像を
表示した場合に生ずる熱膨張を抑制する手段が望まれ
る。

【００１２】ところで、比較的短時間に局部的に高輝度
画像を表示した場合、軟鋼材からなるマスク本体の熱膨
張による変位は、マスク本体の中間部において最も大き
く、周辺部に近づくにつれて小さくなる。これは、画面
の周辺部では、マスク本体の周辺部がマスクフレームに
溶接されているために、マスク本体の熱膨張がマスクフ
レームにより抑制されるためである。一方、画面の中央
部では、この画面の中央部に対応するマスク本体の中央
部が熱膨張しても、電子ビームの偏向角が小さいので、
３色蛍光体層に対するビームランディングのずれは小さ
い。しかしこの３色蛍光体層に対するビームランディン
グのずれは、画面周辺部に近づくにつれて大きくなる。
これからわかるように、比較的短時間に局部的に高輝度
画像を表示した場合、軟鋼材からなるマスク本体の熱膨
張によるビームランディングのずれは、図７に示すよう
に、主としてマスク本体４の水平軸（ｘ軸）上の中間部
近傍１３でおこる。

【００１３】しかもシャドウマスクは、マスク本体４の
中心から長辺までの垂直軸（ｙ軸）方向の距離が水平軸
（ｘ軸）方向の短辺までの距離にくらべて短いため、マ
スク本体４の発熱は、短辺よりも先に長辺に伝わる。一
方、マスクフレーム５は、マスク本体４よりも熱容量が
大きく、かつ直接衝突する電子ビームの量も少なく、マ
スク本体４よりも先に大きく熱膨張することはない。そ
の結果、マスク本体４は、図７に矢印１４，１５で示し
たように、水平方向よりも垂直方向に大きな応力を受
け、主としてマスク本体４の水平軸中間部近傍１３が熱
膨張し、この中間部近傍１３に対応する画面の中間部で
ビームランディングのずれが生じ、色純度が劣化する。

【００１４】この発明は、上記マスク本体が軟鋼からな
るシャドウマスクの問題点を解決するためになされたも
のであり、マスク本体が軟鋼などの高熱膨張材で形成し
ても、局部的な熱膨張を抑制でき、ビームランディング
のずれによる色純度の劣化をおこさないカラー受像管を
構成することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】蛍光体スクリーンの３色
蛍光体層をランディングする３電子ビームを選別するほ
ぼ矩形状のシャドウマスクを有し、このシャドウマスク
が蛍光体スクリーンと対向する有効面の周辺部にスカー
ト部が設けられたほぼ矩形状のマスク本体と、そのスカ
ート部の外側に配置され複数箇所においてスカート部に
溶接されたほぼ矩形状のマスクフレームとからなるカラ
ー受像管において、シャドウマスクを、長辺側のマスク
本体の外径とマスクフレームの内径との差を短辺側のマ
スク本体の外径とマスクフレームの内径との差よりも大
きく形成した。

【００１６】また、そのシャドウマスクを、長辺側のマ
スク本体の外径とマスクフレームの内径との差をマスク
本体の長辺の中央と対角部との中間において最大に形成
した。

【００１７】

【作用】上記のように、シャドウマスクを、長辺側のマ
スク本体の外径とマスクフレームの内径との差を短辺側
のマスク本体の外径とマスクフレームの内径との差より
も大きく形成すると、比較的短時間局部的に高輝度画像
を表示した場合、マスク本体が熱膨張しても、マスク本
体に生ずる応力、特にマスク本体の長辺側に生ずる大き
な応力を低減することができ、３色蛍光体層に対するビ
ームランディングのずれを小さくして、色純度の劣化を
軽減することができる。

【００１８】また、シャドウマスクを、長辺側のマスク
本体の外径とマスクフレームの内径との差をマスク本体
の長辺の中央と対角部との中間において最大に形成する
と、同様に比較的短時間局部的に高輝度画像を表示した
場合、マスク本体が熱膨張しても、特にマスク本体の水
平軸中間部近傍の長辺側に生ずる大きな応力を低減する
ことができ、その水平軸中間部近傍に対応する位置の３
色蛍光体層に対するビームランディングのずれを小さく
して、色純度の劣化を軽減することができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。

【００２０】図２にその一実施例であるカラー受像管を
示す。このカラー受像管は、有効部が曲面からなるほぼ
矩形状のパネル２０とこのパネル２０に一体に接合され
た漏斗状のファンネル２１とからなる外囲器を有し、そ
のパネル２０の有効部の内面に、青、緑、赤に発光する
垂直方向に細長いストライプ状の３色蛍光体層２２から
なる蛍光体スクリーン２３が設けられている。そしてこ
の蛍光体スクリーン２３に対向して、その内側にほぼ矩
形状のシャドウマスク２４が後述するマスクフレームに
２５に取付けられた弾性体からなるフレームホルダー
（図示せず）をパネル２０に設けられたスタッドピン
（図示せず）に係止することにより支持されている。一
方、ファンネル２１のネック２７内に、同一水平面上を
通る一列配置の３電子ビーム２８を放出する電子銃２９
が配設されている。そして、この電子銃２９から放出さ
れる３電子ビーム２８をファンネル２１の外側に装着さ
れた偏向装置３０の発生する磁界により偏向して、蛍光
体スクリーン２３を水平、垂直走査することにより、カ
ラー画像を表示する構造に形成されている。

【００２１】上記シャドウマスク２４は、上記蛍光体ス
クリーン２３と対向する曲面からなる有効面３２に多数
のスリット状の電子ビーム通過孔３３が所定の配列で形
成され、この有効面３２の周辺部にスカート部３４が設
けられたほぼ矩形状のマスク本体３５と、断面Ｌ字形の
ほぼ矩形状に形成され、上記スカート部３４を取囲むよ
うにその外側に配置されたマスクフレーム２５とからな
る。これらマスク本体３５およびマスクフレーム２５
は、ともに軟鋼からなり、そのスカート部３４とマスク
フレーム２５とは、長辺と短辺の中央部および対角部に
おいて溶接により固定されている。

【００２２】さらにこの例のカラー受像管のシャドウマ
スク２４は、図１に示すように、マスク本体３５とマス
クフレーム２５との×印で示した溶接部を除いて、マス
ク本体３５の長辺側および短辺側の外径がそれぞれマス
クフレーム２５の長辺側および短辺側の内径より小さく
形成され、かつそのマスク本体３５の長辺側の外径とマ
スクフレーム２５の長辺側の内径との差Δｓy が、マス
ク本体３５の短辺側の外径とマスクフレーム２５の短辺
側の内径との差Δｓx よりも平均的に大きく形成されて
いる。

【００２３】このようにマスク本体３５の長辺側の外径
とマスクフレーム２５の長辺側の内径との差Δｓy を短
辺側の差Δｓx よりも平均的に大きく形成すると、比較
的短時間局部的に高輝度画像を表示した場合、マスク本
体が熱膨張し、マスク本体に応力が生じても、特にマス
ク本体の長辺側に生ずる大きな応力を低減することがで
き、３色蛍光体層に対するビームランディングのずれを
小さくして色純度の劣化を軽減することができる。

【００２４】すなわち、従来のシャドウマスクでは、比
較的短時間局部的に高輝度画像を表示すると、マスク本
体が水平方向よりも垂直方向に大きな応力を受けるマス
ク本体の水平軸中間部近傍が局部的に熱膨張し、この水
平軸中間部近傍に対応する画面の中間部でビームランデ
ィングのずれが生じ、色純度が劣化した。しかしこの例
のようにシャドウマスクを構成すると、マスク本体３５
の中央部は、電子ビームの偏向角が小さいので、従来の
シャドウマスクと同様にビームランディングのずれは小
さく、一方、マスク本体３５の周辺部は、マスクフレー
ム２５に溶接されているため、マスク本体３５の熱膨張
が抑制され、従来のシャドウマスクと同様にビームラン
ディングのずれは小さい。さらに破線３７で示したマス
ク本体３５の水平軸中間部近傍につても、マスク本体３
５の長辺側の外径とマスクフレーム２５の長辺側の内径
との差Δｓy を短辺側の差Δｓx よりも大きくしたこと
により、マスク本体３５が熱膨張しても、マスクフレー
ム２５との接触が軽減され、マスク本体３５が垂直方向
に受ける水平方向よりも大きな応力３８を水平方向に受
ける応力３９と同程度に小さくでき、この水平軸中間部
近傍につても、ビームランディングのずれを小さくし
て、色純度の劣化を軽減することができる。

【００２５】なお、シャドウマスクの電子ビーム通過孔
がスリット状のカラー受像管では、マスク本体の短辺側
の外径とマスクフレームの短辺側の内径との差が大きい
と、振動、衝撃特性が劣化するが、この例のカラー受像
管のようにマスク本体の長辺側の外径とマスクフレーム
の長辺側の内径との差を大きくした場合は、振動、衝撃
特性に対する影響は小さく、振動や衝撃によるビームラ
ンディングのずれは、ほとんど無視できるという効果が
得られる。

【００２６】つぎに他の実施例について説明する。

【００２７】図３に示すシャドウマスクは、特にマスク
本体３５の長辺側の外径とマスクフレーム２５の長辺側
の内径との差Δｓy を、マスク本体３５の長辺側中央と
対角部との中間部において最大Δｓxmaxに形成したもの
である。またこのシャドウマスクについては、マスク本
体３５の短辺側の外径とマスクフレーム２５の短辺側の
内径とがほぼ等しくなっている（Δｓy ＝０）。その他
の構造は、前記実施例のシャドウマスクとほぼ同じであ
るので、同一部分に同一記号を付して、説明を省略す
る。

【００２８】このようにシャドウマスクを構成すると、
マスク本体３５の長辺側の外径とマスクフレーム２５の
長辺側の内径との差Δｓy をマスク本体３５の長辺側の
中間部において最大にしたことにより、比較的短時間局
部的に高輝度画像を表示した場合、マスク本体が熱膨張
しても、特にマスク本体の水平軸中間部近傍３７の長辺
側に生ずる大きな応力を低減することができ、マスク本
体の水平軸中間部近傍に対応する位置の３色蛍光体層に
対するビームランディングのずれを小さくして、色純度
の劣化を軽減することができる。

【００２９】なお、このシャドウマスクについても、前
記実施例のシャドウマスクと同様に振動、衝撃特性に対
する影響は小さく、振動や衝撃によるビームランディン
グのずれは、ほとんど無視できるという効果が得られ
る。

【００３０】なお、上記実施例では、シャドウマスクの
電子ビーム通過孔がスリット状のカラー受像管について
説明したが、この発明は、電子ビーム通過孔が円形状の
場合にも適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】シャドウマスクが蛍光体スクリーンと対
向する有効面の周辺部にスカート部の設けられたほぼ矩
形状のマスク本体と、そのスカート部の外側に配置され
複数箇所においてスカート部に溶接されたほぼ矩形状の
マスクフレームとからなるカラー受像管において、シャ
ドウマスクを、その長辺側のマスク本体の外径とマスク
フレームの内径との差を短辺側のマスク本体の外径とマ
スクフレームの内径との差よりも大きく形成すると、比
較的短時間局部的に高輝度画像を表示した場合、マスク
本体が熱膨張しても、マスク本体に生ずる応力、特にマ
スク本体の長辺側に生ずる大きな応力を低減することが
でき、３色蛍光体層に対するビームランディングのずれ
を小さくして、色純度の劣化を軽減することができる。

【００３２】また、シャドウマスクを、その長辺側のマ
スク本体の外径とマスクフレームの内径との差をマスク
本体の長辺の中央と対角部との中間において最大に形成
すると、比較的短時間局部的に高輝度画像を表示した場
合、マスク本体が熱膨張しても、特にマスク本体の水平
軸中間部近傍の長辺側に生ずる大きな応力を低減するこ
とができ、その水平軸中間部近傍に対応する位置の３色
蛍光体層に対するビームランディングのずれを小さくし
て、色純度の劣化を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるカラー受像管のシャ
ドウマスクの構成を示す図である。

【図２】この発明の一実施例であるカラー受像管の構成
を示す図である。

【図３】この発明の他の実施例のシャドウマスクの構成
を示す図である。

【図４】従来のシャドウマスクの構成を示す図である。

【図５】図５（ａ）および（ｂ）はそれぞれカラー受像
管を比較的長時間動作させた場合の従来のシャドウマス
クの熱膨張を説明するための図である。

【図６】図６（ａ）および（ｂ）はそれぞれ同じく比較
的短時間局部的に高輝度画像を表示した場合の従来のシ
ャドウマスクの熱膨張を説明するための図である。

【図７】比較的短時間局部的に高輝度画像を表示した場
合の従来のシャドウマスクの熱膨張の発生原因を説明す
るための図である。

【符号の説明】２０…パネル２２…３色蛍光体層２３…蛍光体スクリーン２４…シャドウマスク２５…マスクフレーム２８…３電子ビーム３２…有効面３３…電子ビーム通過孔３４…スカート部３５…マスク本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開昭62−155457（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−32437（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−98561（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−40942（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 29/07 H01J 9/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光体スクリーンの３色蛍光体層をラン
ディングする３電子ビームを選別するほぼ矩形状のシャ
ドウマスクを有し、このシャドウマスクが上記蛍光体ス
クリーンと対向する有効面の周辺部にスカート部が設け
られたほぼ矩形状のマスク本体と、上記スカート部の外
側に配置され複数箇所において上記スカート部に溶接さ
れたほぼ矩形状のマスクフレームとからなるカラー受像
管において、上記シャドウマスクは長辺側の上記マスク本体の外径と
上記マスクフレームの内径との差が短辺側の上記マスク
本体の外径と上記マスクフレームの内径との差よりも大
きく形成されていることを特徴とするカラー受像管。
【請求項２】蛍光体スクリーンの３色蛍光体層をラン
ディングする３電子ビームを選別するほぼ矩形状のシャ
ドウマスクを有し、このシャドウマスクが上記蛍光体ス
クリーンと対向する有効面の周辺部にスカート部が設け
られたほぼ矩形状のマスク本体と、上記スカート部の外
側に配置され複数箇所において上記スカート部に溶接さ
れたほぼ矩形状のマスクフレームとからなるカラー受像
管において、上記シャドウマスクは長辺側の上記マスク本体の外径と
上記マスクフレームの内径との差が上記マスク本体の長
辺の中央と対角部との中間において最大に形成されてい
ることを特徴とするカラー受像管。