JP3436339B2 - シャドウマスクとフレーム間の改良された連結構造を有するカラー受像管 - Google Patents

シャドウマスクとフレーム間の改良された連結構造を有するカラー受像管

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    • H01J29/07Shadow masks for colour television tubes
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J2229/0716Mounting arrangements of aperture plate to frame or vessel

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  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、陰極線蛍光スクリ
ーンに対して懸架支持される周辺のフレームに取り付け
られるシャドウマスクを有する型のカラー受像管に関
し、特に、互いに異なる熱膨張率を有し、第1の材料か
らなるシャドウマスクを第2の材料からなるフレームに
結合するための改良された手段に関する。
【0002】
【従来の技術】現在最も主流となっているタイプのカラ
ー受像管は、スチール製のシャドウマスクを支持するス
チール製の周辺フレームは、フェイスパネルプレート内
で、フレームに直接に、又はフレームに溶接されたプレ
ートに順次溶接されたばね手段により懸架するように支
持されている。直接に溶接する方式では、ばねは通常は
バイメタルの材料で作られ、またプレートに溶接する方
式では、プレートにバイメタルの材料を使用する。ばね
或いはプレートはフレームを通してマスクより伝達され
る熱によって加熱されるから、バイメタルの材料は異な
って膨張し、それにより、ばね又はプレートは、フレー
ム−マスク組立体をパネル上に配置されスクリーンの方
向に移動させる。しかしながら、例えばインバーのよう
な熱膨張率の低い材料で作られシャドウマスクを有する
受像管においては、受像管が作動している間ではマスク
には殆ど熱膨張が生じない。インバーのシャドウマスク
の低い膨張のために、バイメタルの支持用ばね及び/又
はバイメタルのプレートは必要ではなくなる。しかしな
がら、コストの要因から支持フレームは通常は低膨張率
の材料では作らず、したがって、マスクとフレームを形
成する異なる材料の熱膨張の差により問題が生じる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】シャドウマスクは電子
ビームが通過する中央部の開口部と、開口部を取り囲む
周囲のスカート部を含む。インバーのような低膨張率の
材料からなるシャドウマスクがスチール製のマスク支持
フレームと共に使用される受像管においては、フレーム
とマスクの温度が高くなったとき、マスクとフレームと
の熱膨張の差により、マスクのスカートの部分がマスク
の他の部分に対して相対的に外側に変位するようにな
る。温度の上昇は受像管の作動時と製造時の両方におい
て起きる。製造時の温度は400℃を超え、マスクを永
久的に変形させる。マスクに生じる相対変位は、2つの
部材が固定されるものではないが、スカート部がフレー
ムに接触する部分で起きる。フレームとの接触により生
ずるスカートの動きの影響は、部分的なもので接触する
部分から3cmを越えることはないが、その接触は、マ
スクの輪郭を形成する表面において局部的な変位を生じ
せしめ、これが次に、マスクの穴とそれに対応するスク
リーンのドット状又はストライプ状の蛍光体との不整列
を生じさせることとなる。この不整列の出現は、シャド
ウマスクにおける小さいくぼみの出現に似たものとな
る。くぼみの出現の程度は、いくつかある要因のうち、
スカートの長さとマスクの外形に依存する。この出現に
対しては、平面的な外形を有するマスクの方が曲線的な
外形を有するものに比べより敏感である。
【0004】本発明は、シャドウマスクが第1の材料か
らなり、フレームが第2の材料からなり、第1の材料と
第2の材料が実質的に異なる熱膨張率を有するシャドウ
マスクとフレームとの結合における改良を提供するもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、改良さ
れたカラー受像管は長方形のフェイスプレートパネルを
有する真空のガラスのエンベロープを含む。このパネル
はその内部に取り付けられたシャドウマスク組立体を含
んでいる。シャドウマスク組立体は、第1の熱膨張率を
有する第1の金属からなるシャドウマスクと、第2の熱
膨張率を有する第2の金属からなるフレームを含んでい
る。第1の熱膨張率は実質的に第2の熱膨張率より低
い。この改良は、フレームに取り付けられる第1の端部
とマスクに取り付けられる第2の端部を有する複数のバ
イメタル要素によりシャドウマスクがフレームに結合さ
れることによりなされる。各バイメタル要素はフレーム
の熱膨張に応じた大きさの曲げを要素に生ぜしめるよう
な材料により形成される。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は、長方形のフェイスプレー
トパネル12と長方形のファネル16により連結された
チューブ状のネック14からなるガラスのエンベロープ
10を有する長方形のカラー受像管8を示す。パネル1
2は表示用フェイスプレート18とファネル16に封着
された周辺のフランジ又は側壁20からなる。フェイス
プレートは直交する二つの軸を含んでいる。即ち、幅広
の方向(通常は水平方向)に平行な長軸Xと、幅の狭い
方向(通常は垂直方向)に平行な短軸Yである。長軸と
短軸は、ネック14の中心とパネル12の中心を通る管
の長手方向の中心軸Zに対して直交している。フェイス
プレート18の内側の表面にモザイク状の3色蛍光体ス
クリーン22が支持されている。スクリーンは、好まし
くは短軸Yに実質的に平行な蛍光体のラインからなるラ
イン状のスクリーンからなる。それに代えて、スクリー
ンはドットスクリーンとすることもできる。多孔カラー
選択電極、即ちシャドウマスク24は、改良された手段
によりスクリーン22に対して予め定められた間隔を置
いて取り外し可能に取り付けられている。電子銃26が
ネック14内の中心に設けられており、3つの電子ビー
ムを、収斂する通路に沿ってマスク24を通してスクリ
ーン22に向けて発生する。
【0007】図1に示す受像管は、ファンネル−ネック
結合部近傍に位置するヨーク28のような外部の磁気偏
向ヨークと共に使用されるように設計されている。ヨー
ク28は、それが励起されると、3本のビームに対しビ
ームがスクリーン上の長方形ラスター内で水平及び垂直
に走査するような磁界を作用させる。シャドウマスク2
4は、周辺フレーム32を含むマスク−フレーム組立体
30の一部をなすものである。マスク−フレーム組立体
30は、図1及び図2においてばね支持部材34の手段
によりフェイスプレートパネル12内に取り付けられて
いるのが示され、また、図3には断面構造が示されてい
る。
【0008】フレーム32は第1フランジ36と第2フ
ランジ38の互いに実質的に直交し、L字状の断面形状
をなす2つのフランジを含む。第1のフランジ36は第
2フランジ8よりスクリーン22の方向に向かって伸長
している。第2フランジ38はは第1フランジ36より
受像管8の長手方向中心軸Zの方向に向かって伸長して
いる。フレーム32の4つの隅部42はフレームの対角
線の方向に対して略直角となるように裁頭されている。
これとは別に、本発明は、軸上にあるか又はコーナーか
ら外れた位置にあるマスク−フレーム組立体のばね支持
部材にも適用することは可能である。
【0009】シャドウマスク24は湾曲した開口部40
と、開口部40を囲む無孔の境界部43と、境界部43
より後方に折れ曲がり、スクリーン22より離れる方向
に伸長するスカート部44を含む。マスク24は、例え
ばフレーム32の内部に配置されるようにしてフレーム
32の内部にはまり込んでおり、フレーム32に対して
複数のバイメタル要素46により連結されている。
【0010】好適な実施例では、シャドウマスク24は
て鉄−ニッケル材料のインバー(Invar)により作
られ、マスクはスチールにより作られる。インバーの熱
膨張率はスチールの熱膨張率よりはるかに低い。インバ
ー製のシャドウマスクとスチール製の支持フレームとの
間に層構造のバイメタル要素を配置することにより、マ
スクとフレームとの間の膨張の差の影響を打ち消すこと
ができる。各バイメタル要素46は、フレーム32の垂
直な第1フランジ36の末端に取り付けられる第1の端
部48と、マスクのスカート部44の末端部に取り付け
られる第2の端部50を有している。バイメタル要素4
6の低膨張側52はマスクのスカート部44に面してい
る。マスク、バイメタル要素及びフレームの温度が増加
すると、フレームはマスクより離れるように変位する
が、フレームから離れるマスクの端部に取り付けられて
いるバイメタル要素の端部を移動させるようにバイメタ
ル要素が曲がる。この曲がりは、少なくとも一時的なマ
スクのくぼみが生じる結果となるマスクのスカート部に
過度の力が加わることを防止し、他方においてはマスク
の位置をフェイスプレトパネル内に維持する。
【0011】バイメタル要素はマスクとフレームの各側
部に沿っていくつかの箇所で適用できるが、通常は長軸
の端部の位置においてのみこれを適用する必要がある。
バイメタル要素の設計は厚さや材料の組成を変えるこに
より変更することができる。選択される材料は、理想的
には、フレームが熱膨張を受けたとき、マスクのスカー
ト部の歪みを阻止し、シャドウマスクのパネルに対する
少なくとも水平位置を実質的に維持するようにフレーム
の熱膨張に応じた大きさのバイメタル要素の曲げを生じ
させることが必要である。
【0012】一つの実施例においては、形成されたバイ
メタル要素は縦横が19mm×28.5mm、厚み1m
m で、要素は厚さの等しい二つの材料からなってい
る。これらの一つのバイメタルの材料は、Ni36%,
Fe64%で、もう一方のバイメタル材料は、Ni22
%、Cr3%,Fe75%の組成からなる。バイメタル
要素は、また、バイメタルの動きがフレームとの抑制で
きない接触により妨げられることのないように、フレー
ムに固定される端部近傍で約0.5mmだけずらして配
置される。
【0013】バイメタル要素46がインヴァー製のマス
クと共に使用される場合は、両者に不整合が生じないよ
うに、マスクに接触する側52もインヴァー製とするこ
とが好ましい。このことは、インヴァーが200℃まで
は比較的低い膨張率を示すが、200℃以上では鉄に近
い高い膨張率となるために必要なことである。受像管の
製造工程では400℃まで温度が上昇するため、材料の
不整合を除くことにより、要素とマスクとの間にある付
属品が歪んだりひび割れを生じたりすることを抑制する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるカラー受像管の軸方向切断側面図
である。
【図2】図1のカラー受像管のフェイスプレート−マス
ク組立体の4分の1の部分のの底面図である。
【図3】図2のシャドウマスク−プレート組立体の側面
断面図である。
【符号の説明】
8 カラー受像管 10 エンベロープ 12 フェイスプレートパネル 16 ファンネル 22 スクリーン 24 シャドウマスク 28 ヨーク 46 バイメタル要素 32 フレーム 36、38 フランジ 40 開口部 44 スカート部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク ローランド ラグランド ジ ュニア アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 17601 ランカスター デルプ・ロード 183 (56)参考文献 特開 平9−180647(JP,A) 特開 昭60−131732(JP,A) 実開 昭59−57843(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 29/07

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長方形のフェイスプレートパネルを有す
    る真空のガラス製エンベロープを含み、前記パネルはそ
    の内部に取り付けられたシャドウマスク組立体を含み、
    前記シャドウマスク組立体は第1の熱膨張率を有する第
    1の金属により形成されたシャドウマスクと、第2の熱
    膨張率を有する第2の金属からなるフレームを含み、前
    記第1の熱膨張率は第2の熱膨張率より実質的に低く、 前記シャドウマスクは複数のバイメタル要素のみにより
    前記フレームに連結され、前記複数の要素の各々は前記
    フレームの内側表面に固定される第1の端部と前記マス
    の外側表面に固定される第2の端部を有し、各バイメ
    タル要素は、前記要素に前記フレームの熱膨張に応じた
    大きさの曲げを生ぜしめる材料により構成され、 前記バイメタル要素を形成する材料は、前記フレームと
    接触する高い熱膨張率を有する材料と、前記マスクと接
    触するより低い熱膨張率を有する材料との異なる熱膨張
    率を有する2つの材料を含む カラー受像管。
  2. 【請求項2】 前記マスクを形成する材料と前記バイメ
    タル要素の低い熱膨張率を有する材料とは同じ材料であ
    る請求項1記載のカラー受像管。
  3. 【請求項3】 前記マスクと前記バイメタル要素の低い
    熱膨張率を有する側部はニッケル−鉄合金のインバーで
    ある請求項記載のカラー受像管。
  4. 【請求項4】 前記シャドウマスクは前記フレーム内に
    位置し、各バイメタル要素は前記マスクの方向の内側に
    曲げを生じるような材料で形成される請求項1記載のカ
    ラー受像管。
  5. 【請求項5】 前記シャドウマスクはマスクの開口部を
    囲む周辺のスカート部を含み、各バイメタル要素の材料
    は前記フレームが熱膨張した際、前記マスクスカート部
    に歪みが生じるのを防ぐことのできる材料より選択され
    た請求項記載のカラー受像管。
  6. 【請求項6】 前記シャドウマスクは前記マスクの開口
    部を囲む周辺のスカート部を含み、フレームは2つの直
    交するフランジを含み、前記要素の前記第1の端部は前
    記一方のフランジの末端部に固定され、前記要素の第2
    の端部は前記スカート部の末端部に固定される請求項
    記載のカラー受像管。
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