JP3474844B2 - 陰極線管及びこれを用いた画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は陰極線管（以下、本
明細書ではカラー受像管と称する）及びこれを用いた画
像表示装置に係わり、特にマスクが引張力を印加された
状態で架張されたフレームの支持に使用される弾性支持
体に特徴を備えるカラー受像管及びこれを用いた画像表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー受像管は、図１７に示すように、
周辺に側壁５１が形成されたパネル５２とこのパネル５
２に接合されたファンネル５３からなる外囲器を備え、
パネル有効部の内面にはＲ，Ｇ，Ｂの３色からなる蛍光
体スクリーン５４が形成されている。この蛍光体スクリ
ーン５４と対向して多数の電子ビーム通過孔が形成され
たシャドウマスク５５が配置される。一方、ファンネル
５３のネック５６には３つの電子ビームを放出する電子
銃５７が配設されており、この３つの電子ビームをファ
ネル５３の外側に装着した偏向ヨーク８０で発生する磁
界により偏向させ、上記シャドウマスク５５を介して蛍
光体スクリーン５４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となっている。

【０００３】ここで、最近のカラー受像管は、外光の映
り込みが少なく見栄えが良いという点から、パネル面が
平面化してきており、これに伴いシャドウマスク５５も
平面化している。シャドウマスク５５が平面化してくる
と、シャドウマスク５５本体をフレーム５８で支持する
のみではその平面を維持できない。また、単にフレーム
５８で支持するのみでは、外部からの振動により容易に
シャドウマスク５５が振動してしまい、カラー受像管の
表示画像に悪影響を与える。このため、シャドウマスク
５５に一定の張力（テンション）を加えてフレーム５８
に架張することが行われている。

【０００４】また、シャドウマスク５５に電子ビームが
衝突することによりシャドウマスク５５面が変形するド
ーミング現象においても、シャドウマスク５５が平面化
することにより、特に画面の左右両端面近傍において電
子ビームの変位量が大きくなる。このためシャドウマス
ク５５の架張保持において、電子ビームの衝突による熱
膨張を吸収させるべく、シャドウマスク５５には弾性限
界に近い実用最大限の張力を加えることが行われてい
る。

【０００５】このようなカラー受像管において、蛍光体
スクリーン５４上に正しいカラー画像を表示するために
は、蛍光体スクリーン５４を構成する３色蛍光体層に対
してシャドウマスク５５を所定の整合関係に保持するこ
とが必要である。シャドウマスク５５と蛍光体スクリー
ン５４との整合関係を崩す要因の一つとして、シャドウ
マスク５５の振動がある。先述のようにシャドウマスク
５５にはテンションが印加されているが、これだけでは
シャドウマスク５５の振動を完全に抑制することは難し
い。シャドウマスク５５の振動は、外部から加えられる
振動や衝撃（例えばパネル５２の側部に設置したスピー
カー等の振動）が、パネル５２から弾性支持体５９、フ
レーム５８を介してシャドウマスク５５に伝達すること
で生じる。シャドウマスク５５が振動することでシャド
ウマスク５５・蛍光体スクリーン５４間の距離が変わ
り、電子ビームのランディングずれが生じる。このため
シャドウマスク５５の振動は、できるだけ小さく短時間
で減衰することが望まれる。

【０００６】シャドウマスク５５の振動を抑制するに
は、シャドウマスク５５自身の振動抑制とフレーム５８
の振動抑制が必要である。シャドウマスク５５自身の振
動を抑制する方法としては、シャドウマスク５５の端面
にダンパーを設置する例が報告されている。図１８にダ
ンパーの一例を示す。このダンパー６１はワイヤーの端
部を折り曲げた構造で、折り曲げた部分をシャドウマス
ク５５の孔６２に通して設置する。シャドウマスク５５
の孔６２は、ダンパー６１が自由に振動できる程度の大
きさに設定される。シャドウマスク５５が振動すると、
シャドウマスク５５を振動させるエネルギーの一部がダ
ンパー６１を振動させるのに使用され、シャドウマスク
５５の振動は減衰する。このようなダンパー６１を設置
した構造であっても、シャドウマスク５５全域で振動減
衰効果を発揮させるには不十分である。

【０００７】一方、フレーム５８の振動を抑制するため
には、フレーム５８の振動エネルギーを例えば熱エネル
ギー等に変換して吸収するような作用（以後ダンパー作
用と称する）を付加する必要がある。従来例としては、
特開平９−２９３４５９号公報で開示されているよう
に、弾性支持体５９自身に摺動部を設けて摩擦によりフ
レーム５８の振動を抑制する方法が報告されている。図
１９に特開平９−２９３４５９号公報に開示された弾性
支持体の構造を示す。図１９において、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面を示す図であり、スタッドピン６３
（図２０参照）に嵌合する嵌合孔６４を備えた嵌合部６
５と、フレーム５８に固定される固定部６６、及び嵌合
部６５と固定部６６を繋ぐ連結部６７から構成される。
連結部６７は途中で溶接により接合され、Ｖ型形状にな
っている。固定部６６には翼辺６８が設置され、この翼
辺６８は嵌合部６５に設けられた孔６９を挿通する構造
である。フレームの振動に伴ってこの弾性支持体が矢印
方向に伸縮作動すると、翼辺６８と孔６９が摺動するこ
とでダンパー作用となるものである。しかしながら、こ
のような弾性支持体は構造が複雑で作製しにくく、コス
トが高くなるという課題から、実際に採用することは困
難であった。

【０００８】加えて、シャドウマスク５５は、このシャ
ドウマスク５５をフォトマスクとして写真印刷法により
形成される蛍光体スクリーン５４の形成工程において、
複数回の着脱が要求される。そのため、シャドウマスク
５５が架張されたフレーム５８を装着保持する弾性支持
体５９については、着脱が容易でありかつその着脱に対
して再現性良く同一位置に装着できることが必要であ
る。さらに、振動抑制に加えて、弾性支持体５９には下
記の特性も要求される。（１）ドーミング特性、冷高温
特性の改善。（２）耐衝撃性の確保。

【０００９】上記（１）のドーミング特性（現象）と
は、先述のように電子ビームの衝突によりシャドウマス
ク５５の温度が上昇してパネル５２（通常はガラス）と
の間に温度差が生じ、シャドウマスク５５とパネル５２
を構成する材料の熱膨張率の差で所定の整合関係がずれ
る現象である。冷高温特性も同様で、パネル５２の周辺
温度環境によるシャドウマスク５５とパネル５２との温
度差で両者の位置整合関係がすれる現象である。いずれ
もシャドウマスク５５とパネル５２との温度差で両者の
位置整合関係がすれる現象であり、色ずれ・色むらの原
因となる。これらのずれは、シャドウマスク５５に張力
を加えても完全に吸収することはできない。従って、相
対的にシャドウマスク５５が膨張した場合には、シャド
ウマスク５５と蛍光体スクリーン５４が形成されたパネ
ル内面との距離を小さくして、両者の位置ずれを吸収し
なければならない。逆にパネル５２が膨張した場合は、
シャドウマスク５５とパネル５２との間の距離を広げる
必要がある。このように、弾性支持体５９には、パネル
５２とシャドウマスク５５との温度差に応じて、シャド
ウマスク５５の位置を変位させる機能が必要である。

【００１０】またカラー受像器を搬送する際には、不慮
の事態（例えば荷崩れなど）により、通常の使用状態で
は考えられない衝撃が加わることがある。この衝撃で弾
性支持体５９の塑性変形や嵌合部挫屈によりシャドウマ
スク５５が変位すると、シャドウマスク・パネル間の位
置整合にずれが生じる。このため弾性支持体５９には、
特定の衝撃（加速度）が加わった時でもシャドウマスク
５５に変位を生じさせない強度が必要である。

【００１１】以上のように、フレーム、シャドウマス
ク、弾性支持体からなる構造体（以後これをフレーム構
造体と称する）は、シャドウマスクの振動抑制、ドーミ
ング・冷高温特性、耐衝撃性、について総合的に優れた
特性が望まれる。

【００１２】以下に、従来のフレ−ム構造体の一例を示
す。図２０（ａ）は、フレーム５８が帯板状の弾性支持
体６０によりパネル６２に設置されている状態を示す全
体図であり、図２０（ｂ）は、帯板状の弾性支持体６０
を示す拡大図である。帯板状の弾性支持体６０は、パネ
ル６２のスタッドピン６３に係止する係止部６０（ａ）
と、フレームに固定される固定部６０（ｂ）と、係止部
６０（ａ）と固定部６０（ｂ）を繋ぐ連結部６０（ｃ）
とから構成される。このような帯状の弾性支持体はＴＣ
Ｍ型と称され、耐衝撃性に優れるという特徴がある。ま
た、ドーミング・冷高温対策のために熱膨張の異なる２
種類の材料α（斜線部）とβ（非斜線部）とからなるバ
イメタル構造を備える。しかしながら、この弾性支持体
６０は、弾性支持体６０自身の温度が変化しないとバイ
メタル効果が発揮されないため、環境変化や急激なシャ
ドウマスク温度上昇に対しての応答性が悪いという課題
がある。また弾性支持体６０の温度変化量が小さいため
に補正量は大きくとれず、パネル材料と熱膨張係数が大
きく異なるシャドウマスク材料は使用できないという課
題があった。

【００１３】また、このフレーム構造体において、フレ
ーム５８のコーナー部７４はフリーであるために振動が
発生しやすく、ＴＣＭ型の弾性支持体にはダンパー効果
が無いために一度振動が発生するとなかなか減衰せず、
その結果シャドウマスクも振動して画質に色ずれ等の悪
影響を及ぼすという課題があった。

【００１４】図２１に、別の従来例のフレーム構造体を
示す。同図に示すようにパネル７０の対角部の内側壁に
スタッドピン７１を設け、そのスタッドピン７１に係止
する係止部７２（ａ）、フレームに固定される固定部７
２（ｂ）、及びこれら係止部７２（ａ）と固定部７２
（ｂ）とを繋ぐＶ型形状の連結部７２（ｃ）とから構成
され、その連結部７２（ｃ）を蛍光体スクリーン側にし
て装着するものがある。しかしながらこの構成では、次
の課題がある。

【００１５】（１）パネル７０の対角部に弾性支持体７
２を設置するために、パネル７０とフレーム７３との間
の隙間が狭く、装着が難しい。このためフレーム７３の
パネル７０への装着組立が容易ではなく、弾性支持体７
２やスタッドピン７１、パネル７０の損傷による歩留ま
りの低下が課題となる。 （２）パネル７０の対角部に設置するために弾性支持体
７２の幅は大きくできず、耐衝撃特性が悪い。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の課題を解決し、外部振動に強く、ドーミング・
冷高温特性、耐衝撃性にも優れ、かつ組み立てやすい構
成のカラー受像管及びこれを用いた画像表示装置を提供
するものである。

【００１７】上記目的を達成するために、本願発明は、
少なくとも、蛍光体スクリーンが形成されたパネルと、
複数の電子ビーム通過部を備えたマスクと、このマスク
が保持されたフレームとを備え、前記蛍光体スクリーン
とマスクとが対向した状態で、前記パネルと前記フレー
ムとが複数の弾性支持体で装着保持される陰極線管であ
って、前記複数の弾性支持体が実質的にフレームの縦横
各中央部に設けられ、且つ、フレームの縦方向中央部に
設けられた弾性支持体と、横方向中央部に設けられた弾
性支持体とのバネ定数が実質的に異なることを特徴とす
る。

【００１８】上記構成の如く、フレームの縦方向中央部
に設けられた弾性支持体と、横方向中央部に設けられた
弾性支持体とのバネ定数が実質的に異なると、振動の抑
制が容易な単振動モードが強くなっていくので、フレー
ム振動を抑制することができる。

【００１９】なお、前記弾性支持体は、前記フレームに
設置された保持板に固定されることが好ましい。

【００２０】上記構成であれば、弾性支持体がフレーム
に設置された保持板に固定されているので、フレーム間
が同一平面上に位置しない場合であっても、保持板の延
設方向を調節することにより、弾性支持体を同一平面内
に配置することができる。

【００２１】ここで、上記本発明において、弾性支持体
が、フレームに固定される固定部、パネル側壁の内面に
設けられたスタッドピンに嵌合する嵌合部、及びこれら
固定部と嵌合部とを繋ぐ連結部から構成されることが望
ましい。また、連結部がほぼＶ型の形状であることが望
ましい。このようにすれば、良好なドーミング特性・冷
高温特性を得ることができるからである。

【００２２】このとき、弾性支持体の固定部の面積が５
ｃｍ² 以上であることが好ましい。これは固定部の面積
を大きくすることでフレームにかかる力を分散させ、フ
レームの変形によるシャドウマスクのテンション分布の
パターンが変化することを防止するためである。この効
果を更に効果的とするためには、弾性支持体の固定部の
面積と弾性支持体が固定されるフレームの面積との比
が、少なくとも１／２５より大きいことが好ましい。

【００２３】また、弾性支持体が制振構造を備えること
が望ましい。これは、シャドウマスクの振動が減衰され
ても、フレームの振動が減衰されなければ、この振動が
シャドウマスクに伝播するという理由による。

【００２４】弾性支持体のバネ定数は、弾性支持体の連
結部に孔を形成し、孔の大きさで調整するようにすれ
ば、弾性支持体の大きさを変えることなく、比較的容易
にバネ定数を変えることができる。

【００２５】弾性支持体によってフレームに加わる力は
１ｋｇ重以上８ｋｇ重以下であることが好ましく、弾性
支持体のバネ定数は０．１ｋｇ重／ｍｍ〜２．５ｋｇ重
／ｍｍであることが好ましい。

【００２６】マスクが引張力（テンション）を印加され
た状態で、前記フレームに架張保持されることが好まし
く、この場合、マスクのテンション分布が、中央部近傍
のテンションが端部のテンションより大きいことが更に
好ましい。これは、架張されたマスクには、振動を減衰
するためのダンパーが設置されており、マスクは中央部
が最も大きく端面部に向かうに従って小さくなるテンシ
ョン分布を備えることで、マスク全体の振動を確実に減
衰できるからである。この際、マスク全体にダンパーの
減衰効果を広げるためには、マスクのテンション分布
を、マスク中央部のテンションをＴ１、端部のテンショ
ンをＴ３、中央部と端部との間の中間部のテンションを
Ｔ２とすると、Ｔ１≧Ｔ２≧Ｔ３、且つ、Ｔ１≧１．１
×Ｔ３の関係を満足させることがより一層好ましい。

【００２７】ダンパーは、減衰効果を高めるためにシャ
ドウマスクとの固着部分が無く、かつ遊動可能である構
造が好ましい。具体的には、ダンパーがシャドウマスク
に形成された孔を挿通している構成で、ダンパーがワイ
ヤー状部材やリング状部材であることが好ましい。シャ
ドウマスクの材質としては、高温に加熱してもクリープ
が少ないＦｅ−Ｎｉ合金であることが好ましい。

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】なお、単振動モードの強度をより高めるに
は、弾性支持体のうち対向する弾性支持体は同じバネ定
数であることが望ましい。

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】尚、上記本発明において、上記陰極線管だ
けでなく、この陰極線管に電子ビーム制御回路、キャビ
ネット等を加えたＴＶ受像装置等の画像表示装置全般に
適用することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて具体的に説明する。以下に説明するカラー受像
管のシャドウマスクは平板マスクであり、図１７を用い
て説明したようなカラー受像管の構成は、以下の実施の
形態でも同様である。

【００３９】（第１の形態）図１に、本発明の第１の形
態に係るフレーム部の斜視図を示す。図１において、１
は左右フレーム、２は上下フレームであり、シャドウマ
スク３は上下方向（矢印方向）に引張りのテンションが
加わった状態で上下フレーム２に架張保持されている。
シャドウマスク３の左右端面部には、シャドウマスク３
の振動を減衰させるためのワイヤー状ダンパー４が設置
される。本実施例では２９型用のフレームをしており、
シャドウマスク３には、中央部が４．３ｋｇ重／ｍ
ｍ² 、左右端面部が３．４ｋｇ重／ｍｍ² 、中央部と端
面部との中間部が３．６ｋｇ重／ｍｍ² のテンション分
布が設定されている。また、シャドウマスク３には３６
％Ｎｉ−Ｆｅ合金を使用した。

【００４０】またフレーム１，２をパネルに装着する弾
性支持体５は、組立性やフレーム１，２の支持性を考慮
して、フレーム１，２のほぼ中央部に設置される（軸上
ＳＰ構造）。図２に、本実施例で使用した弾性支持体５
の拡大図を示す。弾性支持体５は、フレームに固定され
る固定部６、パネル側壁の内面に設けられたスタッドピ
ンに嵌合する嵌合部７、及びこれら固定部６と嵌合部７
とを繋ぐＶ型形状の連結部８から構成され、連結部８に
は孔１３が形成されている。孔１３の大きさ（特に長さ
Ｌ）と連結部８の板厚を変えることで、弾性支持体５の
バネ定数を選定することが可能であり、本実施例ではＬ
が２５ｍｍ、板厚０．６ｍｍでバネ定数は１．２ｋｇ重
／ｍｍである。

【００４１】ここで、シャドウマスク３の全域で振動減
衰効果を発揮させるためには、図３（ａ）に示すよう
に、シャドウマスクの中央部が最も高く端部に向かうに
従って徐々に低くなるようなテンション分布（以下、Ａ
型分布と称する）であることが望ましい。なぜなら、図
３（ｂ）に示すように、中央部以外でテンションのピー
クを持つような分布（以下、Ｍ型分布と称する）では、
端部からテンションがピークとなるまでの領域（ａ）は
ダンパーによる振動減衰効果が認められるが、中央部の
領域（ｂ）には振動減衰効果が広がらないからである。
これはテンションがピークとなるところＰが節となって
振動するためであり、ダンパーの振動減衰効果の広がり
はテンションピークの所で抑制されるという理由によ
る。尚、シャドウマスクにシワやテンションムラがある
場合にも、同様の理由で振動減衰効果が広がらない。

【００４２】〔実験〕以上のようなシャドウマスク・フ
レームをＣＲＴ化して評価した。表１にその結果を示
す。尚、表１においては、従来から用いられている帯板
状の弾性支持体（以下、ＴＣＭ型と称する）、及び下記
第２の形態で示すものについても記載している。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１から明らかなように、いずれの項目に
ついても目標をクリアーしており、外部振動に強く、ド
ーミング・冷高温特性、耐衝撃性にも優れている。また
軸上ＳＰ構造のために組み立てやすく、フレームをパネ
ルに装着する工程（フォトリソグラフィー工程も含む）
での不良率は１／１０以下と飛躍的に低下した。また、
従来のＴＣＭ型では、ドーミング特性、冷高温特性、耐
衝撃性が十分ではない。したがって、上記のような弾性
支持体構造（以下、メカニカル型と称する）とするのが
望ましい。

【００４５】〔その他の事項〕 （１）本第１の形態で使用した弾性支持体５のフレーム
に固定される固定部６の面積は、１０ｃｍ² としたが、
これに限定するものではない。但し、この面積は大きい
方が望ましく、最低でも５ｃｍ² であることが好まし
い。これは、固定部６の面積が小さいと、弾性支持体５
からフレームに加わる力が集中することでフレームが変
形し、図４に示すようにシャドウマスク３のテンション
分布のパターンを変化させてしまうからである。先述の
ように、シャドウマスクのテンション分布のパターンが
変化すると、シャドウマスクの振動が減衰しにくい領域
が生じるために好ましくない。このような理由から、弾
性支持体５のフレームに固定される固定部６の面積は大
きい方が望ましく、最低でも５ｃｍ² であることが好ま
しい。

【００４６】（２）本第１の形態（パネルの大きさ２９
型）では、上記のように弾性支持体５のフレームに固定
される固定部６の面積を５ｃｍ² より大きくすること
で、シャドウマスク３の振動を防止できるが、その他の
大きさのパネルについても、この方法は適応できる。こ
の場合、弾性支持体５の固定部６の面積（Ａ１ｃｍ² ）
と弾性支持体５が固定されるフレ−ムの面積（Ａ２ｃｍ
² ）の比（Ａ１／Ａ２）を、１／２５より大きくする構
成にすることで同様な効果を得られることを実験により
確認した。

【００４７】（３）本第１の形態では、バネ定数が１．
２ｋｇ重／ｍｍのメカニカル型弾性支持体５を使用して
おり、フレームをパネルに設置した時のフレームに加わ
る力は約３．５ｋｇ重であるが、本発明に適応するメカ
ニカル型弾性支持体５はこれに限るものではない。但
し、フレームに加わる力は１ｋｇ重以上８ｋｇ重以下が
好ましい。なぜなら、１ｋｇ重より小さいとマスクに対
するフレームの設置状態が不安定となる一方、８ｋｇ重
を越えるとフレームが変形してシャドウマスク３のテン
ション分布がＭ型に変わり、振動が減衰しにくくなるか
らである。

【００４８】そこで、上記のような設置状態を実現する
メカニカル型弾性支持体５のバネ定数は、０．１ｋｇ重
／ｍｍ以上２．５ｋｇ重／ｍｍ以下であることが好まし
いことを実験により確認した。なぜなら、フレームとパ
ネルとの間の隙間は現実的に最大２０ｍｍが限界（パネ
ルサイズが小さくなるともっと小さい）であり、上記設
置力を実現するためには０．１ｋｇ重／ｍｍ以上のバネ
定数が必要となる一方、バネ定数が２．５ｋｇ重／ｍｍ
以上になると、バネ剛性が大きすぎて変形が起こりにく
くなり、極端に組み立て性が悪くなり、しかも同じ力を
加えても変形する量が少なくなるため、ドーミング特性
や冷高温特性が低下する（補正範囲が極端に狭くなる）
からである。

【００４９】（４）本第１の形態において、シャドウマ
スク３の左右端面部に設置したダンパー４は、ワイヤー
状部材を一部折曲させてシャドウマスク３に形成した孔
２１に挿通した構成であるが、本発明に適応するダンパ
ー４はこれに限るものではなく、例えば図５のようなリ
ング状部材９であってもかまわない。また図６に示すよ
うに、一部がシャドウマスク端面１２に接触し、他の一
部がフレーム１０に固着した構成のダンパー１１でもか
まわない。

【００５０】（５）シャドウマスクの材料としては、テ
ンションが付加された状態での高温時の熱クリープ量が
少ないものが望ましい。ＣＲＴ製造プロセスでは、シャ
ドウマスク架張時に生じる応力緩和のための熱処理や外
井器形成のためのフリット工程等、複数回の高温熱処理
工程が必要である。シャドウマスクがテンションを備え
てフレームに架張された構成において、前記熱処理工程
時にシャドウマスクの熱クリープが生じると、テンショ
ンの減少、テンション分布の変化、シャドウマスクのシ
ワなど現象が発生して好ましくない。また熱クリープを
吸収するために、非常に大きなテンションをシャドウマ
スクに加える必要があり、フレーム強度ｕｐによりフレ
ーム重量の増加、架張設備の複雑化・費用ｕｐ、プロセ
スの煩雑化等、多くの問題が生じる。このためシャドウ
マスクの材料としては、本実施例で使用したＮｉ- Ｆｅ
合金（インバー材）等、テンションが付加された状態で
の高温時の熱クリープ量が少ないものが望ましい。

【００５１】（６）シャドウマスク全体にダンパーの減
衰効果を広げるためには、シャドウマスクのテンション
分布を、シャドウマスク中央部のテンションをＴ１、端
部のテンションをＴ３、中央部と端部との間の中間部の
テンションをＴ２とすると、Ｔ１≧Ｔ２≧Ｔ３、且つ、
Ｔ１≧１．１×Ｔ３の関係を満足させることが好まし
い。これは、図７に示すように、Ｔ１＜１．１×Ｔ３に
なると、制振時間が長くなるという理由による。尚、図
７において、制振時間とは、振動振幅が１／１０以下に
なるまでの時間をいう。

【００５２】（７）図８（ａ）（ｂ）に示すように、ス
タッドピン３４の先端に摺動する断面円筒状の摺動用部
材３３を固定部６に溶接するか、或いは、図９に示すよ
うに、スタッドピン３４の先端に摺動する帯状の摺動用
部材３５を固定部６に溶接すること等の方法により、弾
性支持体が制振構造を備えることが望ましい。これは、
シャドウマスクの振動が減衰されても、フレームの振動
が減衰されなければ、この振動がシャドウマスクに伝播
するという理由による。

【００５３】（第２の形態）図１０に、本発明の第２の
形態に係るフレーム部の斜視図を示す。尚、第１の形態
と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付
して、その説明は省略する。

【００５４】フレームをパネルに装着する弾性支持体５
の内、上下フレーム２への設置については、上下フレー
ム２のほぼ中央部に設置された弾性支持体保持板２０
（弾性支持体保持板２０の上下フレーム１６に固定され
る面積は１５ｃｍ² である）に固定されるということ、
及び、シャドウマスク３には、中央部が４．０ｋｇ重／
ｍｍ² 、左右端面部が３．２ｋｇ重／ｍｍ² 、中央部と
端面部との中間部が３．５ｋｇ重／ｍｍ² のテンション
分布が設定されているということを除く他は、上記第１
の形態と同様の構造である。

【００５５】〔実験〕以上のようなシャドウマスク・フ
レームをＣＲＴ化して評価した。前記表１にその結果を
示す。前記第１の形態の場合と同様、いずれの項目につ
いても目標をクリアーしており、外部振動に強く、ドー
ミング・冷高温特性、耐衝撃性にも優れている。また軸
上ＳＰ構造のために組み立てやすく、フレームをパネル
に装着する工程（フォトリソグラフィー工程も含む）で
の不良率は１／１０以下と飛躍的に低下した。

【００５６】〔その他の事項〕前記第１の形態の（１）
〜（７）については、本第２の形態でも同様であるの
で、その説明は省略する。

【００５７】（第３の形態）図１１に、本発明の第３の
形態に係る弾性支持体の斜視図を示す。尚、第１の形態
と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付
して、その説明は省略する。

【００５８】上下フレーム２にはバネ定数が０．２ｋｇ
重／ｍｍ（Ｌ１：５０ｍｍ、Ｌ２：２５ｍｍ、ｔ：０．
３ｍｍ、）の弾性支持体を、また左右フレーム１にはバ
ネ定数が１．２ｋｇ重／ｍｍ（Ｌ１：５０ｍｍ、Ｌ２：
２５ｍｍ、ｔ：０．６ｍｍ、）の弾性支持体を設置した
他は、上記第１の形態と同様の構造である。尚、このよ
うな弾性支持体を用いて、フレームをパネルに設置した
時のフレームに加わる力はそれぞれ１．２ｋｇ重、３．
５ｋｇ重であった。

【００５９】〔実験〕以上のようなフレーム構造体をＣ
ＲＴとして評価した。表２にその結果を示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】表２から明らかなように、いずれの項目に
ついても目標をクリアーしており、外部振動に強く、ド
ーミング・冷高温特性、耐衝撃性にも優れている。特に
振動については、図１２（ｂ）に示すように、パネルに
加速度３Ｇがかかるような衝撃を与えても、０．５秒以
下の時間でフレームの振動が抑制される。また軸上ＳＰ
構造のために組み立てやすく、フレームをパネルに装着
する工程（フォトリソグラフィー工程も含む）での不良
率は１／１０以下と飛躍的に低下した。

【００６２】一方、従来のＴＣＭ型では、ドーミング特
性、冷高温特性、耐衝撃性が十分ではない。したがっ
て、上記のようなメカニカル型とするのが望ましい。

【００６３】このように、本第３の形態のものでは、フ
レーム振動抑制に効果があるが、その原理について以下
に説明する。フレームのほぼ中央部にメカニカル型の弾
性支持体を配置したフレーム構造体の振動モードを解析
すると、図１３に示すように３つのモードが存在する
（図１３の解析結果は２９型パネルのものである。パネ
ルの大きさが変わると、モード形態は同じだがモードの
発生周波数が変わる）。

【００６４】（１）捻れ振動モード：フレームが捻れる
様に振動するモード（２９型用のフレームでは８５Hz近
傍で発生）。 （２）単振動モード：上下フレームに設置された弾性支
持体、もしくは左右フレームに設置された弾性支持体を
支点として回転振動するモード（２９型用のフレームで
は１１５Ｈｚ及び１３０Ｈｚ近傍で発生）。 （３）平行振動モード：フレームが管軸方向（図のＡ矢
印方向）に平行移動する振動モード（２９型用のフレー
ムでは１４０Ｈｚ近傍で発生）。

【００６５】パネル面にスピーカーを設置して各振動モ
ードが発生する周波数の振動のみを印加した後、スピー
カーをＯＦＦにして振動減衰状態を測定する（スピーカ
ー単音試験と称す）と、捻れ振動モードでは、振動がな
かなか減衰せず振動が継続する。単振動モードでは、捻
れ振動モードに比べて１／１０以下の時間で振動が抑制
される。平行振動モードでは、測定が困難なくらいに早
く振動が抑制される。

【００６６】この理由については、弾性支持体の作動形
態にあると考えている。捻れ振動モードの場合、図１４
に示すように、いずれの弾性支持体もスタッドピン８５
を中心に弾性支持体の嵌合部８６（ａ）や連結部８６
（ｃ）が捻れるように作動する。このような作動におい
ては、弾性支持体にはダンパー効果がないためにフレー
ム振動は抑制されることなく継続する。単振動モードで
は、支点となる弾性支持体は捻れモードと同じ作動をす
るが、それ以外の弾性支持体は図１５に示すように伸縮
作動する（矢印の方向に伸縮作動する）。この時スタッ
トピン８５と弾性支持体の嵌合部８６（ａ）において、
弾性支持体の嵌合孔８７とスタッドピン８５はわずかで
はあるが摺動する。この嵌合孔８７とスタッドピン８５
の摺動による摩擦がダンパー作用となり、フレーム振動
を抑制するように働く。平行振動モードでは、すべての
弾性支持体が伸縮作動となり極めて大きなダンパー作用
が働くために、フレーム振動は瞬時に抑制される。

【００６７】左右フレーム、上下フレームに設置される
弾性支持体はすべて同じもの（形状、バネ定数、等）で
あることが多いが、この場合フレーム振動は捻れモード
が主体で、単振動モードや平行振動モードはほとんど発
生しない。このためフレーム振動が抑制されずに継続す
る。我々は、バネ定数の異なる弾性支持体を用いること
で、捻れ振動モードと単振動モードの２つの振動モード
を発生させることができることを見いだした。

【００６８】表３は上下フレームに設置する弾性支持体
のバネ定数を０．２ｋｇ重／ｍｍに固定し、左右フレー
ムに設置する弾性支持体のバネ定数を０．２ｋｇ重／ｍ
ｍから１．９ｋｇ重／ｍｍへと変化させた時の捻れモー
ドと単振動モードの強度比を検討した結果である。

【００６９】

【表３】

【００７０】この表３に示す強度は、外部振動を印加し
た時に生じる測定系の振動強度を１とした時の相対値で
ある。この結果から、左右フレームと上下フレームの弾
性支持体のバネ定数を異ならせることで、単振動モード
が強くなっていくことがわかる。

【００７１】このように弾性支持体のバネ定数を異なら
せることで、捻れ振動モードの一部を単振動モードに置
き換えることができ、フレーム振動は抑制される。単振
動モードの強度を高めるには、上下フレームに設置した
対向する弾性支持体、左右フレームに設置した対向する
弾性支持体、はそれぞれ同じバネ定数であることが効果
的である。

【００７２】弾性支持体のバネ定数は、弾性支持体の連
結部に孔を形成し、孔の大きさで調整するようにすれ
ば、弾性支持体の大きさを変えることなく、比較的容易
にバネ定数を変えることができる。

【００７３】〔その他の事項〕前記第１の形態の（１）
〜（７）については、本第３の形態でも同様であるの
で、その説明は省略する。

【００７４】（８）本第３の形態において弾性支持体は
フレームに直接設置する構造としたが、本発明はこれに
限るものでなく、第２の形態で示したように、弾性支持
体を弾性支持体保持板を介してフレームに設置する構造
でも良い。

【００７５】（９）本第３の形態においては弾性支持体
が実質的に前記フレームの中央に設置されているが、こ
のような構造に限定するものではない。但し、マスクの
振動をより抑制するためには、弾性支持体が実質的に前
記フレームの中央に設置されることが好ましい。

【００７６】（１０）単振動モードの強度を高めるに
は、弾性支持体のうち対向する弾性支持体は同じバネ定
数であることが望ましい。

【００７７】（１１）マスクが引張力（テンション）を
印加された状態で、前記フレームに架張保持されること
が好ましく、この場合、マスクのテンション分布が、中
央部近傍のテンションが端部のテンションより大きいこ
とが更に好ましい。これは、架張されたシャドウマスク
には、振動を減衰するためのダンパーが設置されてお
り、シャドウマスクは中央部が最も大きく端面部に向か
うに従って小さくなるテンション分布を備えることで、
シャドウマスク全体の振動を確実に減衰できるからであ
る。

【００７８】（１２）第３の発明は、「複数の電子ビー
ム通過孔を備えた平板マスクを画面の縦／横二方向に架
張保持したマスク」「アパーチャグリル」と呼ばれる複
数の細条を上下方向に架張保持したマスク」にも適用で
きる。さらになお、シャドウマスクは平面のものに限ら
ず円筒面（シリンドリカル）の架張面となっているもの
も含む。

【００７９】（第４の形態）本発明の第４の形態は、第
１〜第３の形態のカラー受像管を適応したＴＶ受像器で
ある。図１６にその概略を示す斜視図を示す。図１６に
おいて、２５は本発明のカラー受像管、２６はスピーカ
ー、２７は電子ビーム制御やチューナーなどの回路であ
る。この構成により、外部振動に対する色ずれが少な
く、搬送時の不慮の事故に対する信頼性の高い、フラッ
トＴＶ受像器が実現できる。尚、本発明の構成はＴＶ受
像器に限るものではなく、モニタ−等の画像表示装置全
般にも適応が可能である。

【００８０】

【発明の効果】以上、本発明によれば、外部振動に強
く、ドーミング・冷高温特性、耐衝撃性にも優れ、かつ
組み立てやすい構成のカラー受像管を提供でき、且つ、
このカラー受像管を利用したフラットＴＶ受像器を提供
することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の形態を示す斜視図である。

【図２】第１の形態に使用する弾性支持体の斜視図であ
る。

【図３】シャドウマスクのテンション分布の一例を示す
状態図であって、同図（ａ）はＡ型分布のもの、同図
（ｂ）はＭ型分布のものである。

【図４】シャドウマスクのテンション分布変化を示す状
態図である。

【図５】ダンパーの一形態を示す斜視図である。

【図６】ダンパーの他の形態を示す斜視図である。

【図７】Ｔ１／Ｔ３と制振時間との関係を示すグラフで
ある。

【図８】弾性支持体の変形例を示す図であって、同図
（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は断面図である。

【図９】図９は弾性支持体の他の変形例を示す図であっ
て、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は断面図である。

【図１０】第２の形態に使用する弾性支持体の斜視図で
ある。

【図１１】第３の形態に使用する弾性支持体の斜視図で
ある。

【図１２】第３の形態におけるフレーム振動の減衰状態
を示す状態図である。

【図１３】フレーム振動モードの解析結果を示す状態図
である。

【図１４】捻れ振動モード時の弾性支持体の動作を示す
斜視図である。

【図１５】単振動モード時の弾性支持体の動作を示す断
面図である。

【図１６】第４の形態を示す斜視図である。

【図１７】カラー受像管の構成を示す断面図である。

【図１８】従来のカラー受像管のダンパーが設置された
シャドウマスクを示す斜視図である。

【図１９】ダンパー作用を備えた従来の弾性支持体を示
す図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面
図である。

【図２０】従来のカラー受像管を示す構成図であって、
同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は拡大斜視図である。

【図２１】従来のカラー受像管を示す構成図であって、
同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は拡大斜視図である。

【符号の説明】

１：左右フレーム ２：上下フレーム ３：シャドウマスク ４：ワイヤー状ダンパー ５：弾性支持体 ６：固定部 ７：嵌合部 ８：連結部８ ９：リング状部材 １０：フレーム １１：ダンパー １３：孔 ２０：弾性支持体保持板 ２１：孔 ２５：本発明のカラー受像管 ２６：スピーカー ２７：回路 ３３：摺動用部材 ３４：スタッドピン

フロントページの続き (72)発明者 中谷 俊文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 鈴木 秀生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 大木 滋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−250824（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−329851（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−171865（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−5222（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−7777（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−315744（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−41653（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267238（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−54467（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−84663（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−4154（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−161058（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 29/02 - 29/07

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、蛍光体スクリーンが形成され
   たパネルと、複数の電子ビーム通過部を備えたマスク
   と、このマスクが保持されたフレームとを備え、前記蛍
   光体スクリーンとマスクとが対向した状態で、前記パネ
   ルと前記フレームとが複数の弾性支持体で装着保持され
   る陰極線管であって、 前記複数の弾性支持体が実質的にフレームの縦横各中央
   部に設けられ、且つ、フレームの縦方向中央部に設けら
   れた弾性支持体と、横方向中央部に設けられた弾性支持
   体とのバネ定数が実質的に異なることを特徴とする陰極
   線管。
2. 【請求項２】 前記弾性支持体は、前記フレームに設置
   された保持板に固定されることを特徴とする、請求項１
   記載の陰極線管。
3. 【請求項３】 前記弾性支持体が、前記フレームに固定さ
   れる固定部、前記パネル側壁の内面に設けられたスタッ
   ドピンに嵌合する嵌合部、及びこれら固定部と嵌合部と
   を繋ぐ連結部から構成されることを特徴とする、請求項
   １又は２記載の陰極線管。
4. 【請求項４】 前記連結部がほぼＶ型の形状であることを
   特徴とする、請求項３記載の陰極線管。
5. 【請求項５】 前記弾性支持体の連結部に孔を設置し、こ
   の孔の大きさでバネ定数を調整することを特徴とする、
   請求項３記載の陰極線管。
6. 【請求項６】 前記弾性支持体の固定部の面積が５ｃｍ^２
   以上であることを特徴とする、請求項３に記載の陰極線
   管。
7. 【請求項７】 前記弾性支持体の固定部の面積と、前記弾
   性支持体が固定される前記フレームの面積との比が、少
   なくとも１／２５より大きいことを特徴とする、請求項
   ３記載の陰極線管。
8. 【請求項８】 前記弾性支持体のうち対向する弾性支持体
   は同じバネ定数であることを特徴とする、請求項１又は
   ２に記載の陰極線管。
9. 【請求項９】 前記マスクが引張力を印加された状態で、
   前記フレームに架張保持されることを特徴とする、請求
   項１記載の陰極線管。
10. 【請求項１０】 前記マスクのテンション分布が、中央部
    近傍のテンションが端部のテンションより大きいことを
    特徴とする、請求項９記載の陰極線管。
11. 【請求項１１】 前記マスクのテンション分布が、マスク
    中央部のテンションをＴ１、端部のテンションをＴ３、
    中央部と端部との間の中間部のテンションをＴ２とする
    と、Ｔ１≧Ｔ２≧Ｔ３、且つ、Ｔ１≧１．１×Ｔ３の関
    係を満足することを特徴とする、請求項１０記載の陰極
    線管。
12. 【請求項１２】 前記弾性支持体が制振構造を備えること
    を特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の陰
    極線管。
13. 【請求項１３】 前記制振構造はダンパーであり、当該ダ
    ンパーが前記マスクに対して遊動可能であることを特徴
    とする、請求項１２記載の陰極線管。
14. 【請求項１４】 請求項１から請求項１３のいずれかに記
    載の陰極線管と、電子ビーム制御回路、キャビネットを
    備えた画像表示装置。