JPH027332A - カラー受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はカラー受像管に係わり、特に、所定の張力が印
加されて張設されたシャドウマスクの支持構造に関する
。

（従来の技術） 一般に、シャドウマスク方式のカラー受像管は。

電子銃から射出された電子ビームがシャドウマスクに設
けられた電子ビーム透過孔を通過した後、このシャドウ
マスクに対向位置するパネル内面に形成され、赤、緑、
および青の夫々の色に発光する蛍光体層に射突し、これ
ら各蛍光体層を発光させて、画像を映出するものである
。

この種のカラー受像管では、良好な色再現を行うために
、シャドウマスクの多数の電子ビーム透過孔とこれらの
透過孔の夫々に対応する３色の蛍光体層との相対位置を
、透過孔を通過した電子ビームが所定の蛍光体層に正確
にランディングするように、所定の整合関係を保持する
必要がある。

しかし、電子ビームのシャドウマスクの透過率は、通常
、　１５％〜２０％であり、残りの大部分の電子ビーム
はシャドウマスクに射突して吸収されて、シャドウマス
クを加熱膨張させる。シャドウマスクが加熱されて膨張
すると、電子ビーム透過孔と＼ 蛍光体層との整合関係が保てなくなるために、電子ビー
ムが所定の蛍光体層に正しくランディングせずに、画像
に色ずれが生じる。特に、この現象は明るい両面を得る
ためにカラー受像管の陽極電圧やビーム電流を増加させ
た時に顕著に現れ、色純度の劣化を起こすことになる。

即ち、第６図に示すように、電子ビーム（２１）により
シャドウマスク（２２）が加熱されると、シャドウマス
ク（２２）が膨張すると共に、シャドウマスク（２２）
の熱はマスクフレーム（２３）、フレーム支持体（２４
）からパネル（２５）へと伝わり、各部分で温度差が生
じて変形が生じるために、ランディング誤差が生じる。

ランディング誤差は時間的に変化する。まず。

カラー受像管の動作直後や画像に明るい部分が生じた場
合、まず、シャドウマスク（２２）が急激に熱膨張する
が、比較的熱容量の大きなマスクフレーム（２３）はす
ぐには温度が上昇しないので熱膨張しない、そのために
、シャドウマスク（２２）は図中点線で示した様に、蛍
光面（２６）に向って膨出する。

その結果、電子ビーム通過孔の位置が変位するために、
ランディング位置がずれてしまい、ランディング誤差を
生じる。更に、カラー受像管を動作させ続けると、充分
長い時間経過後には、マスクフレーム（２３）も熱膨張
するが、マスクフレーム（２３）は蛍光面（２４）に沿
う方向に延びてシャドウマスク（２２）が蛍光面（２６
）に向かう方向に膨出したことによる電子ビーム通過孔
の位置の変位をある程度は相殺するものの、マスクフレ
ーム（２３）とシャドウマスク（２２）との膨張する方
向が異なるために、上述のランディング誤差は完全には
解消されずに残ってしまい色純度が低下する。

このランディング誤差は、カラー受像管の動作の初期に
は１０〜１００μｓにも達し、また、明るい画像を得る
ためにカラー受像管の陽極電圧の高圧化やビーム電流の
増加につれて、シャドウマスクの熱膨張量は増加するの
で、ランディング誤差が大きくなり、色純度の劣化は著
しくなる。

ところで、高精細な画像を得るためには、蛍光面を構成
する３色の蛍光体層の間隔やシャドウマスクの電子ビー
ム透過孔の間隔を小さくする必要がある。このことは、
電子ビームのランディング誤差の許容量、即ち、ランデ
ィング余裕度が小さくなることを意味する。従って、高
精細なカラー受像管はど、より正確なビームランディン
グを必要とする。

この様なビームランディング誤差を減少させるために従
来から種々の提案がなされている１例えば、シャドウマ
スクを黒化させたり、黒色コートして放熱性を良くして
シャドウマスクの湿度上昇を低減させる構造や、シャド
ウマスクの側壁部の板厚や長さを調節したり、開口や切
り欠き等を設けることによりその熱容量を小さくした構
造やシャドウマスク自体を低熱膨張材で形成することが
提案されている。しかし、航空機搭載用のカラー受像管
等の明るい外光下で使用されるために高輝度の蛍光面を
要求されるカラー受像管に対しては、これらの対策では
必ずしも十分ではなかった。

この問題点を解決するために、アール、シーロビンダー
による「ア　ハイ　ブライトネス　シャドウ　マスク　
カラー　シー　アール　ティーフォア　コックピット　
デイスプレィ　ダイジェスト　オブ　ペーパー　オブ　
１９８３、シンポジウム　オブ　ソサＩティ　フォア　
インフォメーションデイスプレィ　９．５」　　におい
て改良されたシャドウマスク構体を装着したカラー受像
管が提案されている。即ち、このカラー受像管は、第７
図に示す様に、外囲器（３１）の平坦な内面に形成され
た蛍光面（３２）に近接して、張力を加えてマスクフレ
ーム（３３）に周囲を溶接により固着された平坦なシャ
ドウマスク（３４）を備えている。このカラー受像管は
、シャドウマスク（３４）が張力により引張られている
ためにその熱膨張を吸収できるために、高輝度の画像を
映出してもシャドウマスクが変形せず、従来の球面状に
成形したシャドウマスクを備えたカラー受像管に比べて
、ランディング誤差が改善されたと述べられている。

しかしながら、この種の張力が印加されたシャドウマス
クを用いる場合、マスクフレームはシャドウマスクの張
力を支えるために強固である必要がある。即ち、第８図
に示した様に、マスクフレーム（３３）がこの張力を支
えきれないと、破線で示した様に、マスクフレーム（３
３）が変形し、以下の問題点が生じる。即ち、第一に、
マスクフレームが変形するとシャドウマスクの張力が弱
まり、シャドウマスクの共振周波数が低くなり、航空機
等で生じる振動の内で特に強いレベルの力が加わる振動
の周波数範囲（〜５００Ｈｚ）に入ってしまう。このた
めに、振動によりシャドウマスクが共振を起こして画像
が乱れる等の画像品位が劣化したり、画像が映出されな
くなる。第二に、シャドウマスクの熱膨張によりマスク
フレームが変形するとマスクフレームの強度とシャドウ
マスクの張力とのバランスがくずれる。即ち、このマス
クフレームに固定されたシャドウマスクの電子ビーム通
過孔の位置が変位してしまい、電子ビームのランディン
グ位置がずれてしまい１色純度が低下する。

この様な問題点の解決策として、マスクフレームの強度
を向上させるために、マスクフレームに外側に突出した
つば状部を設け、このつば状部にシャドウマスクの周辺
を溶接、固定したシャドウマスク構体が（特開昭５９−
１６７９３９号公報）、また。

張力が加えられたシャドウマスクをフェースプレートに
溶接されたフレーム手段に固定することが（特開昭６２
−２５０３３４号公報）、夫々提案されている。

しかしながら、これらのマスクフレームは強度が不充分
であり、張力が印加されたシャドウマスクを支持するに
充分な強度を有していない。

（発明が解決しようとする課題） 上述した様に、張力が印加された従来のカラー受像管で
は、マスクフレームが充分な強度を持たないために、航
空機等に用いた場合に、振動によりマスクフレームがシ
ャドウマスクの張力により変形し、シャドウマスクの張
力が低下し、画像品位が劣化したり、色純度が劣化する
という問題点がある。

本発明の目的は、張力が印加されたシャドウマスクを支
持するのに充分な強度を有するマスクフレームにシャド
ウマスク張設することにより、航空機等の移動用設備に
用いてもマスクフレームの変形がなく、画像品位が低下
せず、しかも９色純度の劣化がないカラー受像管を提供
することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、外囲器内の一端に配置された電子銃。

この電子銃と対向して外囲器内の他端に設けられた蛍光
面、電子銃からの電子ビームが通過す、る多数の電子ビ
ーム通過孔を有し、所定の張力で張設されたシャドウマ
スク、このシャドウマスクが固定されるマスクフレーム
、および、シャドウマスクを蛍光面に近接して配置する
ようにマスクフレームを外囲器内に支持するフレーム支
持体を有するカラー受像管において、前記マスクフレー
ムが、外方に延在し、シャドウマスクが固着される傾斜
部を有することを特徴とするカラー受像管である。

本発明のカラー受像管における傾斜部は、この傾斜部と
カラー受像管の管軸と直交する平面との成す角度を傾斜
角θとすると、この傾斜角θは、マスクフレームに加わ
るシャドウマスクの張力に対するシャドウマスクの中心
に向かう方向の分力（第１分力）と、この第１分力と直
交する管軸と平行で蛍光面に向かう方向の分力（第２分
力）とのバランスを考慮すると、２０°から７０＠の範
囲が望ましく、４５″が最適である。傾斜角θが２０″
より小さくなると、マスクフレームを圧縮する様に働く
第１分力が大きくなりマスクフレーム自体がたわみ、ま
た、傾斜角θが７０″より大きくなると第２分力が大き
くなり、シャドウマスクの張力が低下して、夫々、好ま
しくない。

また、傾斜部の長さは、マスクフレームと外囲器の内面
との間の距離により制限されるが、長くした方が強度の
点で有利となる。しかも、シャドウマスクは傾斜部の端
付近で固着するのが望ましＮ。

（作　用） 本発明のカラー受像管では、外側に延びる傾斜部をマス
クフレームに設け、しかも、この、傾斜部に張力が印加
されたシャドウマスクが固着されているので、シャドウ
マスクの張力はマスタフレームの傾斜部に沿った方向に
働き、この傾斜部の長さが長くできるので、シャドウマ
スクの張力に対して変形することがない、また、このマ
スクフレームの傾斜部に沿った方向の力のシャドウマス
クの中心方向へ向かう分力は、シャドウマスクの張力よ
りも大幅に小さくなっているので、マスクフレームの板
厚を厚くしなくとも、マスクフレームがシャドウマスク
の中心方向へ変形することがない、従って、本発明のカ
ラー受像管は外部振動により画像品位が劣化することが
なく、シかも、ランディングのずれがなく色純度の劣化
を起こすことがない。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。第１図は実施
例を説明するカラー受像管を示す断面図である。陰極線
管のは外囲器■内の一端に配置され、電子ビーム■を射
出する電子銃（へ）と、この電子銃に）に対向して僅か
に湾曲した外囲器■の内面に設けられ、赤色、緑色、青
色の夫々の色を発光する蛍光体層からなる蛍光面０と、
この蛍光面■に近接して配置され、全面に電子ビーム通
過孔（６ａ）を有するシャドウマスク０を備えたシャド
ウマスク■とを有する。このシャドウマスク構体■は、
第２図に斜視図を、第３図に第２図のＡ−Ａ線に沿った
断面図に示す様に、上記のシャドウマスクいと、このシ
ャドウマスク０を保持するマスクフレーム（へ）と、シ
ャドウマスク０および蛍光面（ハ）が所定の間隔を保つ
様にマスクフレーム（８）を支持する４個のプレーム支
持体（９）とからなる。このマスクフレーム（ハ）は、
矩形状の本体（８ａ）およびこの本体（８ａ）の一端か
ら斜傾角度４５゛で斜めに外方に延在する傾斜部（８ｂ
）からなる、また、フレーム支持体０は、このマスクフ
レーム（へ）め本体（８ａ）に固定される平面部（９ａ
）および外囲器内に設けられたパネルピン（図示せず）
に係止するための開口（９ｂ）を有する折曲部（９ｃ）
からなる、このシャドウマスク構体■において、シャド
ウマスク０は所定の張力が印加されて、マスクフレーム
（ハ）の傾斜部（８ｂ）の一端付近の溶接点（８ｃ）で
その周囲を不連続に固定されている。

次に、この実施例におけるマスクフレーム（へ）の傾斜
部（８ｂ）の作用について、第４図を用いて説明する。

即ち、第４図（Ａ）に示す様に、張力が印加されたシャ
ドウマスク０によりマスクフレーム■→ にはＦの張力が加わる。この力Ｆによりマスクフレーム
■が変形しないためには、張力が加わる方向の傾斜部（
８ｂ）の長さｋを長くして、傾斜部（８ｂ）の強度を強
くすれば良い、即ち、第４図（Ｂ）に示す様に、マスク
フレーム■の傾斜部（８ｂ）を両端が固定されたはりと
仮定すると、はりに加わる荷重（Ｗ）とはりのたわみ（
δ）との間には０式で示される関係式が成り立つことは
材料力学上知られている。

ただし、Ｅは縦弾性係数、ｂ、ｈ、およびＱはそれぞれ
はりの幅、高さ、および長さを表す。

この関係式から分る様に、はりの高さｈを広くすれば、
たわみは１／ｈ３に比例して小さくなるので、このマス
クフレーム（へ）ではマスクフレーム（へ）の変形量は
傾斜部（８ｂ）の長さｋの１７に３に比例して小さくな
ることが分る。

また、張力Ｆのシャドウマスクの中心方向への分力Ｆ□
の大きさは、■式の様に表される。

ｌｐｔ　ｌ　＝　ｌ　Ｆ　Ｉｃｏｓθ　　　・・・■た
だし、θはカラー受像管の管軸と直行する平面と傾斜部
（８ｂ）とのなす角度である。この式から分る様に、マ
スクフレーム■を中心方向へ変形させる分力ＩＦ□１の
大きさは、シャドウマスクの張力→ ＩＦＩのｃｏｓ　０倍となるので、マスクフレームに加
わる力はシャドウマスクの張力より弱くなる。このシャ
ドウマスクの中心へ向かう分力ＩＦ１１は傾斜角度θが
大きくなれば小さくなる。しかし、傾斜角度θが大きく
なれば、蛍光面に向かう分力→ １Ｆ２１により、マスクフレームの本体と傾斜部との境
界部分に加わる力が大きくなる。従って、傾斜部の傾斜
角度θはこれ等の分力Ｆ、およびＦ２のバランスを考慮
すると、θ＝４５°が両者の均衡がとれて最適である。

この実施例の場合、シャドウマスクとして、低熱膨張材
の３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金を使用し、マスクフレームおよ
びフレーム支持体としては同様に低熱膨張材の４２％Ｎ
ｉ　−Ｆｅ合金を使用して、シャドウマスク構体を構成
した。このマスクフレームの板厚は１．２ｍ、傾斜部の
長さを５ｍ、傾斜角度を４５°として、６インチ×６イ
ンチの大きさのシャドウマスク構体とした。このシャド
ウマスク構体をカラー受像管に組込み、このカラー受像
管に強制的に外力を加えて振動試験を行ったところ、こ
の外力によっても画像品位が劣化することはなく、安定
な画像が得られた。これは、強固なマスクフレームのた
めにシャドウマスクの共振周波数は６０〇七と、従来の
マスクフレームで支持されて張力が印加されたシャドウ
マスクの共振周波数約３００七に比べて高くなっており
、航空機等の移動施設で生じる振動の内で特に強いレベ
ルの力が加わる振動の周波数範囲（〜５０ＧＨｚ）より
高いためである。

また、このカラー受像管に４５Ｗの電力を入力し動作さ
せたところ、ビームランディング位置のずれによる色純
度の劣化が生じることがなく、安定して鮮明な画像が得
られた。

マスクフレームの傾斜部について、傾斜角度を変えて振
動試験をしたところ、傾斜角度が２０°〜７０”の範囲
であれば、外力によっても画像品位が劣化することはな
く、安定な画像が得られた。

上述のシャドウマスク構体は以下の様に組立てられる。

まず、第５図（Ａ）に示す様に、基台（１１）に設けら
れた上下移動機構（１２）に支持された載置台（１３）
上に、絞り加工により傾斜部（８ｂ）が形成されたマス
クフレーム■を載置すると共に、電子ビーム透過孔を有
するシャドウマスク（ｅを、その外周が基台（１１）に
植設された支柱（１４）に摺動自在に取付けられた押え
板（１５）　（１６）間に挟持されてこのマスクフレー
ム（へ）の上に配置される。この状態で。

上下移動機構（１２）により載置台（１３）を介してマ
スクフレーム■を押し上げると、第５図（Ｂ）に示す様
に、シャドウマスク■に張力が印加される。シャドウマ
スク■がマスクフレーム■の傾斜部（８ｂ）に密着した
状態のまま、レーザ溶接により、シャドウマスク０の周
囲を傾斜部（８ｂ）に溶接して固着し、この後、不必要
な部分のシャドウマスクを取除く。最後に、フレーム支
持体をマスクフレームに溶接して、シャドウマスク構体
の組立てが完了する。

この方法では、シャドウマスクに印加される張力はマス
クフレームの押し上げ盆によって決まるために、上述の
説明ではシャドウマスクがマスクフレームの傾斜部の斜
面と一致するまでマスクフレームを押し上げた場合につ
き説明したが、傾斜部の斜面と一致する手前で止める場
合は、マスクフレームを必要量だけ押し上げた後、シャ
ドウマスクが傾斜部に密着する様に、シャドウマスクと
マスクフレームとの接触部（第５図（Ｂ）中のＳ）を中
心として押え板をマスクフレームに向かって移動される
等、マスクフレームの押し上げ量がシャドウマスクと傾
斜部の傾斜面とが一致する様にマスクフレームとシャド
ウマスクを固定する位置との間隔を適切に選べば良い。

〔発明の効果〕

以上の様に１本発明によれば、張力が印加されたシャド
ウマスクを支持するのに充分な強度を有するマスクフレ
ームにシャドウマスクを張設することにより、マスクフ
レームの変形がなく、航空機等の移動用設備に用いても
画像品位が低下せず。

しかも１色純度の劣化が生じないカラー受像管を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のカラー受像管を示す断面図、
第２図は本発明の実施例に用いられるシャドウマスク構
体を示す斜視図、第３図は第２図のＡ−Ａ線に沿って切
断した断面図、第４図（Ａ）および第４図（Ｂ）は本発
明の実施例に用いられるシャドウマスク構体の作用を説
明する模式図、第５図（Ａ）および第５図（Ｂ）は第２
図のシャドウマスク構体の組立てを説明する側面図、第
６図は従来のドーム状のシャドウマスクを有するカラー
受像管の要部を示す断面図、第７図は従来の張力が印加
されたシャドウマスクを有するカラー受像管の要部を示
す断面図、第８図は第７図のカラー受像管に用いられる
シャ である。 １・・・カラー受像管、 ４・・・電子銃。 ６・・・シャドウマスク、 ８・・・マスクフレーム、 ９・・・フレーム支持体。 ドウマスク構体を示す平面図 ２・・・外囲器。 ５・・・蛍光面、 ７・・・シャドウマスク構体、 ８ａ・・・傾斜部、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外囲器内の一端に配置された電子銃、この電子銃と対向
   して外囲器内の他端に設けられた蛍光面、電子銃からの
   電子ビームが通過する多数の電子ビーム通過孔を有し、
   所定の張力で張設されたシャドウマスク、このシャドウ
   マスクが固定されるマスクフレーム、および、シャドウ
   マスクを蛍光面に近接して配置するようにマスクフレー
   ムを外囲器内に支持するフレーム支持体を有するカラー
   受像管において、前記マスクフレームが、外方に延在し
   、シャドウマスクが固着される傾斜部を有することを特
   徴とするカラー受像管。