JP3934435B2

JP3934435B2 - カラー陰極線管

Info

Publication number: JP3934435B2
Application number: JP2002049919A
Authority: JP
Inventors: 隆之島村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: JP2003249178A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー陰極線管を動作させると、電子ビームがシャドウマスク（色選別電極）に射突し、シャドウマスクとそのフレームが熱膨張してシャドウマスク上の開孔がシャドウマスク構体の周縁部に向かって微動し、画面に色ずれを生じる。この色ずれを補正するため、シャドウマスクをパネルに固定する支持部材にシャドウマスクの開孔位置の修正機構をもたせる手法が一般に行われている。
【０００３】
この支持部材として、従来より、略Ｖ字形のスプリング（支持部材）が用いられている。これを用いると、シャドウマスク等の熱膨張時にスプリングが弾性変形して、シャドウマスクが蛍光面側に接近することで、シャドウマスクの開孔位置が修正されるようになるため、例えばバイメタルスプリングを用いたときのようにシャドウマスクを回転させる問題もない。
【０００４】
上記従来技術の一例として、特開昭６２−２４３２号公報に、略Ｖ字形のスプリングを用い、電子ビームの偏向半角に応じてスプリングが管軸から傾斜した角度を変えることにより、シャドウマスクの開孔位置を修正する技術が開示されている。
【０００５】
図７に、この技術を用いたカラー陰極線管のスプリング部の拡大断面図を示す。４はパネルであり、その内側に蛍光面９を有する。３はシャドウマスク構体であり、シャドウマスク１０とフレーム１０ａよりなる。１は、シャドウマスク構体３をパネル４に固定する略Ｖ字形のスプリングである。スプリング１は、弾性を有する可動部２、フレーム１０ａに溶接点１８と溶接点１９において溶接された固定部２ａ、およびパネル４に固着したパネルピン５に係止された係止部２ｂからなる。
【０００６】
この構造によれば、スプリング１の可動部２が管軸６から傾斜した角をαとした場合、スプリング１の弾性変形量を増加させ、シャドウマスクの開孔位置の修正効果を高めるため、傾斜角αの大きなスプリングを用いると、パネルとフレーム側壁の間に形成される空間が小さい場合、製造工程でシャドウマスク構体の着脱を繰り返したとき、スプリング１の頂点部の近傍にかかる応力が過大となってスプリングが塑性変形することがあった。
【０００７】
この問題に対して、特開平１１−３２９２７２号公報には、固定部２ａの熱膨張係数を、可動部２とフレーム１０ａのそれぞれの熱膨張係数より小さいスプリング１を用いることにより、パネルとフレーム側壁の間に形成される空間が小さい場合においても、色ずれの補正効果を高める技術が開示されている。
【０００８】
また、従来より、固定部２ａに、高熱膨張材と低熱膨張材を張り合わせてなるバイメタル材を適用する技術によって、スプリングの弾性変形量を増加させ、こうした問題を解決する試みもなされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平１１−３２９２７２号公報開示の技術では、スプリングの固定部とフレームの熱膨張係数の差異によりシャドウマスクの開孔位置の修正効果を得ることから、修正量が不足する場合があった。一方、固定部２ａに、バイメタル材を用いる技術では、材料自体が高価であり、実用性に欠ける面があった。
【００１０】
本発明の目的は、安価かつ十分な色ずれ補正効果を有する支持部材を用いることにより、従来技術におけるこのような問題点を解決し、高精細度が実現されたカラー陰極線管を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した問題を解決するため、本発明のカラー陰極線管は、次の構成を有する。即ち、蛍光面が形成されたパネルと、パネルに接合されたファンネルと、蛍光面に対向して設置されたシャドウマスク構体とを備える。シャドウマスク構体は、固定部と可動部を備え、略Ｖ字の形状を有する支持部材を介して前記パネルに固定されている。ここで、支持部材は、その両端部近傍の少なくとも２点において固定部と止着された板状体を介してシャドウマスク構体に固定され、板状体は、その管軸方向の略中心点においてシャドウマスク構体に固定されている。板状体の熱膨張係数をα₁、シャドウマスク構体のフレームの熱膨張係数をα₂、固定部の熱膨張係数をα₃ 、可動部の熱膨張係数をα ₄としたとき、α₃＜α₁かつα₃＜α₂ かつα ₃ ＜α ₄の関係を満たす。
【００１２】
この構成により、スプリングの弾性変形量が増加し、シャドウマスクが蛍光面側に接近する寸法を大きくすることができ、カラー陰極線管において色ずれの補正効果が高められるようになる。
【００１４】
また、α ₃ ＜α ₄ の関係を満たすので、蛍光面方向への可動部の膨張寸法が、蛍光面から離れる方向への固定部の膨張寸法よりも大きくなり、色ずれの補正効果が高められる。
【００１６】
また、板状体が、その長手方向の略中心点においてシャドウマスク構体に固定されているので、固定部および板状体の湾曲量が増大し、色ずれの補正効果が高められる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１に、本実施の形態によるカラー陰極線管の断面図を示す。本実施の形態によるカラー陰極線管は、フラット化された画面を有するものであり、フラットな形状のパネル４とファンネル１７より構成されている。パネル４の内面には、蛍光面９が形成されている。３はシャドウマスク構体であり、表面に多数の開孔が形成されたシャドウマスク１０と、シャドウマスク１０を支持して張力を付与するフレーム１０ａより構成されている。シャドウマスク構体３は、略矩形形状のフレーム１０ａの長手方向側面のほぼ中央部において、スプリング１とパネルピン５を介してパネル４に固定されている。ファンネル１７のネック部１６には電子銃（図示せず）が備えられており、この電子銃から出射された電子ビームが、シャドウマスク１０の開孔を通過し、パネル４の蛍光面９に照射され、カラー陰極線管の画面に像が表示される。６は管軸であり、カラー陰極線管のほぼ中心を通る。
【００１９】
図２に、本実施の形態によるシャドウマスク構体３がパネル４に取り付けられた部分の拡大断面図を示す。スプリング１は、折り曲げた２枚の板状体の一端側の溶接点１３で溶接することにより略Ｖ字形に形成されている。スプリング１は、弾性を有する可動部２、固定部２ａ、および係止部２ｂから構成されている。スプリング１は、係止部２ｂにおいてパネルピン５に係止されている。スプリング１の側部には、その端部近傍の２個所の溶接点１８、１９において固定部２ａに溶接された板状体２０が設けられている。板状体２０の長手方向の略中央部の溶接点２１においてフレーム１０ａに溶接されることによって、スプリング１がシャドウマスク構体３に固定されている。スプリング１の係止部２ｂは、パネルピン５にパネルピン係止部８において係止され、可動部２は、管軸６から角α傾斜している。
【００２０】
本実施の形態では、板状体２０の熱膨張係数をα₁、シャドウマスク構体３のフレーム１０ａの熱膨張係数をα₂、固定部２ａの熱膨張係数をα₃としたとき、α₃＜α₁かつα₃＜α₂の関係を満たすようにする。また、スプリング１の可動部２の熱膨張係数をα₄としたとき、スプリング１の固定部２ａの熱膨張係数α₃に対して、α₃＜α₄の関係を満たすようにする。
【００２１】
本実施の形態において、カラー陰極線管を動作させると、電子銃から出射された電子ビームがシャドウマスク１０を通過した際に発生する熱が伝導し、フレーム１０ａ、板状体２０、スプリング１の温度が上昇する。また、シャドウマスク構体３がシャドウマスク１０の表面に沿って周辺に向かう方向に熱膨張する。このとき、スプリング１にパネル壁面に向かう力が働き、図３に示すように、可動部２が弾性変形して、スプリング１が蛍光面側に接近し、シャドウマスク構体３が、実線で示した状態から破線で示した状態になるように移動する。この作用は、従来技術の略Ｖ字形のスプリングにより得られるものである。本作用によるシャドウマスク構体３の蛍光面方向への移動寸法（スプリング１の移動寸法と実質的に一致する）をＺ１（ｍｍ）とする。Ｚ１（ｍｍ）は図中の傾斜角αに比例して大きくなる。
【００２２】
このとき、フレーム１０ａ、スプリング１の固定部２ａ、板状体２０がそれぞれの長手方向に熱膨張し、溶接点１８、１９、２１が蛍光面から離れる方向に移動する。フレーム１０ａは管軸の方向にも僅かながら移動する。
【００２３】
なお、スプリングは、シャドウマスク構体３のフレーム１０ａの長手方向側面やコーナー部等のいずれの部位に設けられていても良い。
【００２４】
本実施の形態では、フレーム１０ａの縦方向の寸法は、板状体２０のそれよりも長く、かつ、フレーム１０ａの熱膨張係数α₂は、板状体２０の熱膨張係数α₁と等しく（α₁＝α₂）、また、それら構成部材の熱膨張係数α₁、α₂は、固定部２ａの熱膨張係数α₃よりも大きい（α₃＜α₁＝α₂）。よって、この場合、フレーム１０ａの膨張寸法は、固定部２ａと板状体２０のそれぞれの膨張寸法よりも大きくなる。また、スプリング１の可動部２の熱膨張係数をα₄としたとき、固定部２ａの熱膨張係数α₃に対して、α₃＜α₄の関係があるため、可動部２の蛍光面方向への膨張寸法が、固定部２ａの蛍光面から離れる方向への膨張寸法よりも大きくなる。したがって、図４に示すように、全体として、シャドウマスク構体３が蛍光面側に移動するようになる。このような作用は、本実施の形態のスプリングにより得られるものである。本作用によるシャドウマスク構体３の蛍光面方向への移動寸法をＺ２（ｍｍ）とする。
【００２５】
また、本実施の形態では、板状体２０は、その両端部近傍の２点において固定部２ａと溶接されており、また、板状体２０の熱膨張係数α₁は固定部２ａの熱膨張係数α₃よりも大きい（α₃＜α₁）。また、板状体２０は、その長手方向の中心点においてシャドウマスク構体３のフレーム１０ａに溶接され固定されている。したがって、このとき、図５に示すように、固定部２ａおよび板状体２０はフレーム１０ａ側に凸になるように湾曲する。このとき、スプリング１にパネル壁面に向かう力が働き、可動部２が弾性変形してシャドウマスク構体３が蛍光面側に移動する。このような作用は、本実施の形態のスプリングにより得られるものである。本作用によるシャドウマスク構体３の蛍光面方向への移動寸法（パネルピン係止部８の移動寸法と実質的に一致する）をＺ３（ｍｍ）とする。
【００２６】
なお、固定部２ａの熱膨張係数α₃と板状体２０の熱膨張係数α₁との差（α₃―α₁）が大きいことが好ましい。これにより、固定部２ａと板状体２０のフレーム１０ａ側への湾曲量が増加してＺ３（ｍｍ）を大きくすることができる。
【００２７】
以上のような、本実施の形態によるスプリング１の作用によって、カラー陰極線管の動作時に、シャドウマスク構体３が蛍光面側に接近する移動寸法Ｚａは、Ｚａ＝Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３となる。
【００２８】
本実施の形態では、フレーム１０ａと板状体２０は異種の材料からなるものでも良い。この場合、フレーム１０ａの熱膨張係数α₂が板状体２０の熱膨張係数α₁よりも大きくなるとき（α₁＜α₂）は、Ｚ２＞０、Ｚ３＞０となる。一方、その逆の場合（α₂＜α₁）は、Ｚ２＜０となるときがあるが、このときＺ３が増加してＺ２の減少分が補填され、Ｚ２＋Ｚ３＞０となる。
【００２９】
したがって、本実施の形態では、スプリング１の作用によるシャドウマスク構体３の移動寸法Ｚａは、従来技術による移動寸法Ｚ１よりも大きなものとなる（Ｚａ＞Ｚ１）。
【００３０】
本実施の形態によれば、従来技術と比べてより小さな傾斜角αで、より大きな移動寸法Ｚａが得られることになる。したがって、パネルとフレーム側壁の間に形成される空間が小さい場合に、製造工程でシャドウマスク構体の着脱を繰り返したときのスプリング１の塑性変形を防止するために傾斜角αの小さなスプリングを用いた場合でも、十分な色ずれの補正効果が得られる。また、スプリングの傾斜角αを小さくすることで、スプリングの剛性が高められ、フラットパネルを採用する場合のように、重量のあるシャドウマスク構体を確実に支持することも可能となる。
【００３１】
（実施の形態２）
図６に、本実施の形態によるカラー陰極線管の断面図を示す。本実施の形態は、シャドウマスク構体３の側面に、凹部を開孔領域の周縁部３ａを通過する電子ビーム７の軌道を遮らないように設け、当該凹部に板状体２０を内設した以外は実施の形態１と同様な構成である。７は、開孔領域の周縁部３ａを通過する電子ビームである。凹部の深さは、板状体２０の厚み以下とするのが良い。
【００３２】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様な効果が得られる上、傾斜角αが大きくでき、スプリング１の弾性変形量を増加させ、シャドウマスクの開孔位置の修正効果をさらに高めることができる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。以下に示す実施例、比較例では、カラー陰極線管として、スクリーンサイズ３４インチ（８０ｃｍ）、シャドウマスクピッチ０．５８ｍｍ、厚さ１．８ｍｍのものを用い、カラー陰極線管のコーナー部でのパネル壁面とフレーム側壁との間隔寸法は１２ｍｍとした。また、シャドウマスク構体のフレームには、高さ５０ｍｍ、肉厚１．８ｍｍのものを用いた。
【００３４】
シャドウマスクピッチが０．５８ｍｍのカラー陰極線管の色ずれ裕度（シャドウマスクの開孔領域の周縁部における電子ビームのスポット位置の基準値からのシフト量の許容値）は、約６０μｍであるが、この色ずれ裕度には、熱膨張によるものの他、外部衝撃によるマスク位置のずれ、地磁気の影響等が含まれている。ここで、熱膨張による色ずれ裕度は１５μｍ未満、より望ましくは１０μｍ以下に抑えることである。
【００３５】
（実施例１）
本例では、可動部の幅３０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、固定部の幅３４ｍｍ、厚み１．４ｍｍの略Ｖ字形のスプリングを用い、全長２０ｍｍ、厚さ１．８ｍｍの板状体を介して、シャドウマスク構体を、そのコーナー部の４個所でパネルに固定した。シャドウマスク構体をパネルピンで係止した状態での可動部の傾斜角αは、シャドウマスク構体の着脱時にスプリングが塑性変形しないようにα＝３５°とし、スプリングの高さ（シャドウマスク構体から係止部までの寸法）は１０ｍｍとした。
【００３６】
また、各構成部材の材料としては、固定部には３６％Ｎｉ-Ｆｅ（１×１０^-6）を、板状体およびフレームにはＳＵＳ４１０（１０×１０^-6）を、スプリングの可動部にはＳＵＳ３０４（１８×１０^-6）を用いた。ここで（）内の数値は各構成部材の３０℃での熱膨張係数を示す。
【００３７】
スプリングの可動部と固定部は、蛍光面側で溶接した。固定部と板状体は、蛍光面から離れた側の固定部と板状体のそれぞれの端部から２ｍｍの位置と、蛍光面側の板状体の端部から２ｍｍ離れた位置の２点において溶接して互いに固定し、両溶接点の間隔は１６ｍｍとした。また、板状体とフレームは、板状体の長手方向の中心点で溶接して互いに固定した。
【００３８】
この状態でカラー陰極線管を動作させた所、電子ビームのスポット位置の基準値からの熱膨張によるシフト量はシャドウマスクの開孔領域の周縁部において５μｍとなり、優れた色ずれ補正効果が得られた。
【００３９】
（比較例１）
本例では、スプリングとシャドウマスク構体の固定に板状体を用いず、さらに、スプリングは、蛍光面から離れた側の、固定部とフレームのそれぞれの端部から２ｍｍ離れた位置の１点のみで溶接して互いに固定した以外は、実施例１と同様にしてシャドウマスク構体をパネルに固定した。このとき、シャドウマスク構体をパネルピンで係止した状態での可動部の傾斜角αはα＝４０°であり、スプリングの高さは１１．８ｍｍとした。
【００４０】
この状態でカラー陰極線管を動作させた所、電子ビームのスポット位置の基準値からの熱膨張によるシフト量はシャドウマスクの開孔領域の周縁部において２０μｍとなり、色ずれ補正効果が不足していた。
【００４１】
（比較例２）
本例では、板状体に熱膨張係数α₁がα₁＝１８×１０^-6のＳＵＳ３０４を用い、スプリングの固定部と板状体は、蛍光面から離れた側の固定部と板状体のそれぞれの端部から２ｍｍの位置の１点のみで溶接して互いに固定し、また、板状体とフレームは、蛍光面側の板状体の端部から２ｍｍ離れた位置の１点のみで溶接して互いに固定した以外は、実施例１と同様にしてシャドウマスク構体をパネルに固定した。
【００４２】
この状態でカラー陰極線管を動作させた所、電子ビームのスポット位置の基準値からのシフト量はシャドウマスクの開孔領域の周縁部において１５μｍとなり、色ずれ補正効果が不足していた。
【００４３】
また、本実施の形態では、スプリングには、板状体をその２個所で折り曲げた形状のものを用いたが、略Ｖ字形になる限り、例えば、三箇所以上で折り曲げられた形状のものを用いても良いし、弓なりに湾曲した形状のものを用いても良い。また、スプリングはシャドウマスク構体のコーナー部に設けたが、安定に固定される限り、それ以外の個所に設けても良く、用いるスプリングの数も限定されない。
【００４４】
また、本実施の形態では、色選別電極にシャドウマスクを用いたが、例えばスリット状の開孔を有する、いわゆるアパーチャグリルを用いることもできる。
【００４５】
また、本実施の形態では、画面をフラット化するため、シャドウマスクが平板状のシャドウマスク構体を用いたが、プレス等によりドーム状に成形した通常のシャドウマスクでも良い。また、フレームは、略矩形状のものを用いたが、三角状のフレームや、Ｌ字状等の長辺フレームと、コの字等の短辺フレームとを溶接した枠組みフレームを用いても良い。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、パネルとフレーム側壁の間に形成される空間が小さい場合に、製造工程でシャドウマスク構体の着脱を繰り返したときのスプリングの塑性変形を防止するために傾斜角αの小さなスプリングを用いた場合でも、十分な色ずれの補正効果が得られ、高精細度のカラー陰極線管を提供することができる。また、スプリングの傾斜角αを小さくすることができ、スプリングの剛性が高められ、フラットパネルを採用する場合のように、重量のあるシャドウマスク構体を確実に支持することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカラー陰極線管の断面図
【図２】実施の形態１におけるカラー陰極線管のコーナー部の拡大断面図
【図３】本発明によるスプリングの作用を示す断面図
【図４】本発明によるスプリングの別の作用を示す断面図
【図５】本発明によるスプリングのさらに別の作用を示す断面図
【図６】実施の形態２におけるカラー陰極線管のコーナー部の拡大断面図
【図７】従来技術によるカラー陰極線管ののコーナー部の拡大断面図
【符号の説明】
１スプリング
２可動部
２ａ固定部
２ｂ係止部
３シャドウマスク構体
３ａ開孔領域の周縁部
４パネル
５パネルピン
６管軸
７電子ビーム
８パネルピン係止部
９蛍光面
１０シャドウマスク
１０ａフレーム
１３、１８、１９、２１溶接点
１６ネック部
１７ファンネル
２０板状体

Claims

蛍光面が形成されたパネルと、前記パネルに接合されたファンネルと、前記蛍光面に対向して設置されたシャドウマスク構体とを備え、当該シャドウマスク構体は、固定部と可動部を備え、略Ｖ字の形状を有する支持部材を介して前記パネルに固定されているカラー陰極線管において、前記支持部材は、その両端部近傍の少なくとも２点において前記固定部と止着された板状体を介して前記シャドウマスク構体に固定され、前記板状体は、その管軸方向の略中心点において前記シャドウマスク構体に固定され、前記板状体の熱膨張係数をα₁、前記シャドウマスク構体のフレームの熱膨張係数をα₂、前記固定部の熱膨張係数をα₃ 、前記可動部の熱膨張係数をα ₄としたとき、α₃＜α₁かつα₃＜α₂ かつα ₃ ＜α ₄の関係を満たすことを特徴とするカラー陰極線管。
前記支持部材は弾性を有し、かつ、当該支持部材の頂点部は、前記パネルの側に向けて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のカラー陰極線管。
前記板状体が、前記シャドウマスク構体の側面に形成された凹部に内設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー陰極線管。