JPH0367440A - シャドウマスク式カラー受像管 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、シャドウマスク式カラー受像管に関し、特
に受像管内に内装されたシャドウマスクを改良したシャ
ドウマスク式カラー受像管に関するものである。

〔従来の技術〕

シャドウマスク式カラー受像管は、第５図に示すように
漏斗状のファンネル１と、このファンネル１の開放端に
封着されたパネル２と、このパネル２の内部に塗布され
た蛍光面３と、上記パネル２の側壁に設けられた複数個
のピン４と、上記蛍光面３に対向配設されて、上記ピン
４に支持されたシャドウマスク構体５とを具備している
。

前記シャドウマスク構体５は、電子ビーム６Ａ。

６Ｂ、６Ｃを選択的に通過させる、多数の開孔部を有す
る有孔面ならびにこの有孔面の周縁に形成された非有孔
面よりなり、上記パネル２の内面形状とほぼ等しい球面
を有するシャドウマスク７と、このシャドウマスク７を
後述するフレームに装着するため折曲げられたスカート
８と、このマスクスカート８の全周にわたって、例えば
、８〜１６点で溶接固定されたフレーム９と、このフレ
ーム９に溶接され、カラー受像管の動作中に生ずる前記
シャドウマスク７の熱膨張を補正するためのバイメタル
１０と、このバイメタル１０に溶接され、前記ピン４に
係合してシャドウマスク７をパネル２の相対位置に保持
するスプリング１１とから構成されている。

このような構造を有するシャドウマスク式カラー受像管
において、電子銃１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃより放出され
る電子ビーム６Ａ、６Ｂ、６Ｃはシャドウマスク７の開
口部に設けられたアパーチャー１３を通過して蛍光面３
に塗布された赤、緑。

青の各色に発光する蛍光体に射突して発光させるが、通
常シャドウマスク７のアパーチャー１３の総面積は、前
記シャドウマスフッ表面積の１５％〜２５％程度であり
、電子ビーム６Ａ、６Ｂ、６Ｃのほとんどは、非開口部
に衝突し、シャドウマスク７を加熱する。例えば２１イ
ンチカラー受像管でシャドウマスク構体の温度を測定し
た結果、第６図の曲線で示すような温度上昇を示した。

即ち、高圧電圧２８ｋＶ、ビーム電流１ｍＡの条件下で
は、シャドウマスク７の中心部の温度は特性曲１１１Ａ
１４に示すように最初の５分間で温度上昇が著しく、３
０分で飽和し、約４０°温度が上昇した。しかしながら
、熱容量の大きなフレーム９は徐々に温度上昇し、特性
曲線１５に示すように約１時間で飽和状態となった。こ
のような温度上昇によって、シャドウマスク７は熱膨張
して蛍光面３側の方向に突出し、このため色ずれを起こ
す。

即ち、第７図、第８図に示すように、動作開始前は実線
で示す状態であったシャドウマスク７は温度上昇によっ
て熱膨張を起こし、点線で示す状態に変位し、シャドウ
マスク面を７Ａの状態に移行させる。従って、蛍光面３
上ではアパーチャー１３を通過した電子ビーム６Ａ、６
Ｂ、６Ｃが第７図、第８図の距離Ｔだけ中心方向に移動
し、隣接した他色の蛍光体を発光させてしまい、正常な
色彩画像を再現することが出来なくなる。この現象は画
面全域にわたって現れる。これをパネルの対角軸内面半
径が１３５０ｍｍの２１インチカラー受像管で測定した
ところ、パネル２のフェース面中心より１５０ｍｍの長
袖上で最も顕著に現れ、高圧電圧２８ｋＶ、　ビーム電
流１ｍＡで、電子ビームは０．０５〜０．０８ｍ＋ｎ移
動することによる色ずれ現象を起こしている。

また、一方、フレーム９の温度が徐々に上昇し飽和状態
に近くなると、フレーム９は熱膨張により、第７図に示
す９Ａの位置まで膨大変位する。

このためフレーム９に接合されているシャドウマスク面
は第８図の位置７Ｂの状態に移行する。その結果、開口
部を通過する電子ビーム６Ａ、６Ｂ６Ｃが外側方向に距
離Ｓだけ移動し、前記カラー受像管の動作初期に現れる
現象とは、逆の方向の蛍光体を発光させ、正常な色彩画
像を再現できなくなる。この現象はカラー受像管が連続
して動作をすれば、引き続き現れる現象であり、これを
補正する必要がある。そのため、フレーム９に取り付け
られたバイメタル１０の動作により、シャドウマスク７
がパネル２に近付けるように、フレーム９を第７図に示
す位置９Ｂに変位させ、シャドウマスク面を第８図に示
すように７Ｃの状態に移行させ、ビーム軌道が蛍光面と
合致するようにして色ずれ量を補正する。

しかしながら、局部的に輝度を増大する画面においては
、前記局部のシャドウマスク７の熱変形による色ずれは
、上記バイメタルの温度上昇が殆ど期待できないため補
正することは不可能であった。これらの問題を解決する
ためにはテレビジョン学会誌の論文、シャドウマスク管
の局部ドーミング現象に関する理論検討に示されている
ように、シャドウマスク７の板厚を厚くする手段が有効
的であることが理論的に立証されている。しかし、シャ
ドウマスクは一般的には化学的な、例えば特公昭５１−
９２６４号公報に示すようなエツチング法で製作される
のが通常の方法である。この方法による製作法において
は、板厚（１）と電子ビームが通過するシャドウマスク
孔の大きさ（Ｓｗ）との間には次式のような関係があり
、厚い板に小さな孔を製作することは不可能であった。

Ｓｗ＞０．８＊ｔ ＣＲＴの解像度を向上させるための蛍光面ピンチの小寸
法化は、シャドウマスク孔の大きさが小さくなることを
意味し、シャドウマスクの熱変形による色純度を保つた
めには、板厚の厚いシャドウマスクが要求され、矛盾し
た関係にある。従って、シャドウマスク孔を小さくする
ことは前述したように困難があるため、例えば特開昭５
７−１３８７４６号公報に示すような板厚の薄い、複数
枚のシャドウマスクの外周を溶接により組み合わせて用
いる方法が考えられた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の如く複数枚重ねて組み合わせるシャドウマスクは
、第１１図に示すように２枚のシャドウマスクの有孔部
類域外を溶接した後、所定の形状にプレス成形する際に
、２枚のマスク間の滑り及び伸びのバラツキによるアパ
ーチャーの位置ずれを防止するために、例えばシャドウ
マスクの有孔部類域の複数箇所を溶接にて接合した後、
２枚のマスクの７パーチヤーをレジンで固定してプレス
成形し、アパーチャーのお互いの位置ずれを少なくする
方法があった。

しかしながら、この製作法ではアパーチャーのお互いの
位置ずれを完全に防ぐことはできず、有孔部端周辺での
それが大きくなりやすく、実用上大きな問題があった。

また、上記従来の手法においては、第２０図に示すよう
に電子ビーム６がシャドウマスク孔を通過する際に、シ
ャドウマスク孔１３の側壁１６に当たり反射し、所定の
蛍光体３とは異なった蛍光体３に到達し発光せしめる現
象（以下スキャッター現象という）を防止する方法が示
されておらず、シャドウマスクの積層によるスキャッタ
ーが発生し、ＣＲＴの画質を悪化させ、実用上大きな問
題であった。

この発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、電子銃側シャドウマスクと蛍光面側シャドウマス
クとの位置ずれのない、ＣＲＴ特性を改良したシャドウ
マスク式カラー受像管を提供することを目的としている
。

またこの発明は、上記の問題点を解消するためになされ
たもので、複数枚のシャドウマスクの孔の大きさを変え
、孔を所定のテーパ量をとるように設け、あるいはお互
いの孔の位置を所定量だけずらすことによりスキャッタ
ーの発生を防止することのできるシャドウマスク式カラ
ー受像管を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るシャドウマスク式カラー受像管は、プレ
ス成形する際に生ずる位置ずれ量を考慮して、電子銃側
シャドウマスクの横ピッチ及び縦ピッチを、蛍光面側シ
ャドウマスクの横ピッチ及び縦ピッチに対し、有孔部中
心から遠ざかるにつれ、徐々に大きくしたものである。

またこの発明に係るシャドウマスク式カラー受像管は、
電子ビームの通過を妨げないように、積層される複数枚
のシャドウマスクをそのそれぞれの孔の大きさ、テーパ
量を適切な値に設定して作威し、個々の孔の位置が適切
な位置関係となるように積層してシャドウマスクを＋Ｓ
ａしたものである。

〔作用〕

この発明においては、重ね合わされた２枚のシャドウマ
スクを所定の形状にプレス加工にて成形する際に、加工
形状で決まる各々のマスクの加工中立線長さの違い及び
絞り成形時に発生する絞り方向の伸び率の違いによるお
互いのマスクの位置ずれを防止するため、電子銃側シャ
ドウマスクの横ヒツチ及び縦ピッチを、蛍光面側シャド
ウマスクのそれらに対して有孔部中心から遠ざかるにつ
れ徐々に大きくするようにしたから、プレス成形後に２
枚のシャドウマスクのアパーチャーの位置が合い、しか
も板厚が厚く特性の優れたシャドウマスクを得ることが
できる。

また、この発明においては、シャドウマスクを複数枚重
ね合わせることにより生ずるスキャッター現象の発生を
防止するため、積層される複数枚のシャドウマスクをそ
のそれぞれの孔の大きさ。

テーパ量を適切な値に設定して作威し、個々の孔の位置
が適切な位置関係となるように積層してシャドウマスク
を構成したからスキャッター現象の発生が無く、しかも
板厚が厚く、特性の優れたシャドウマスクを得ることが
できる。

〔実施例〕

以下、この発明の第１の実施例を図面とともに説明する
。

第１図は本発明の一実施例によるシャドウマスク式カラ
ー受像管の、プレス成形前のシャドウマスクの断面図、
第２図はプレス成形後のシャドウマスクの断面図である
。第１図において、２１は蛍光面側に設置され、化学的
エツチング手法で製作されたシャドウマスクである。ま
た、電子銃に近い方のマスク２２はその横ピッチ及び縦
ピッチを蛍光面側シャドウマスク２１のそれらより、有
孔部中心より遠ざかるにつれて大きくし、化学的エツチ
ング手法で製作されている。

このように製作された２枚のシャドウマスク２１．２２
をプレス成形すると、第２図に示すように、２枚のシャ
ドウマスク２１．２２のスロットの中心が一致し、アパ
ーチャーの位置ずれのないシャドウマスクとなる。

本発明の核心である上記の内容をより正確に理解するた
め、具体的な例を用いて説明する。

２１インチ管の実施例においては、シャドウマスクの有
孔部類域外のみに、ｌｏｉｍピンチで第１１図に示すよ
うに、有孔部端より５ｍｍ外方の全周に溶接接合点５０
を有したマスクを製作し、プレス成形した後のスロット
位置ずれは電子銃側の孔位置を基準にすると、外周部近
傍で、第１２図に示すように、矢印の方向に生じ、ずれ
量ΔＰは有孔部中心から遠ざかる程大きくなり、最大Δ
Ｐ＝１５０μｍであった。また、第９図に示すように積
層された２枚のマスクに、有孔部中心よりθ＝約９〜１
１度の角度で放射線状にＹ軸より短辺側に約１３０Ｍ、
Ｘ軸より長辺側に１０５ｍｍの有孔部領域内の位置に溶
接点を設けて実験を行った結果、スロットの位置ずれは
、電子銃側マスク位置を基準とすると第１０図に示すよ
うに、矢印の方向に生じ、ずれ量ΔＰは有孔部中心から
距Ｍｒのｎ乗に比例して大きくなり、最大ΔＰ＝１０μ
ｍであった。

このずれ量をなくすため、本発明者らは第１図に示すよ
うに、プレス成形の際に生ずるスロットの位置ずれ方向
及び有孔部類域内各点でのずれ量を考慮し、電子銃側シ
ャドウマスクの横ピッチ及び縦ピッチを蛍光面側シャド
ウマスクのそれらに対して、有孔部中心より遠ざかるに
つれて徐々に大きくなるように製作したシャドウマスク
（今回の実験では、有孔部中心からの距離の２乗に比例
する量を蛍光面側シャドウマスクの横ピッチ及び縦ピッ
チに加えたものを電子銃側シャドウマスクの横ピッチ及
び縦ピッチにした）で実施した結果、スロット孔の位置
ずれを全面に渡って観察することはなかった。

このように本実施例では、電子銃側シャドウマスク２２
の横ピッチ及び縦ピッチが蛍光面側シャドウマスク２１
のそれらに対し、有孔部中心から遠ざかるにつれ大きく
なるように製作したから、プレス成形時のアパーチャー
の位置ずれを防止でき、電子ビームの局部的なシャドウ
マスクへの射突によるシャドウマスクの熱変形を防止す
ることができ、色純度を向上することができる。

なお、上記実施例では電子銃側シャドウマスクの横ピッ
チ及び縦ピッチを蛍光面側シャドウマスクのそれらに対
して有孔部中心より遠ざかるにつれて大きくしたものを
示したが、第３図に示すように、蛍光面側シャドウマス
ク２１の横ピッチ及び縦ピッチを電子銃側シャドウマス
クのそれらに対して有孔部中心より遠ざかるにつれて小
さくなるようにしても、上記実施例と同様の効果を奏す
る。

次に、この発明の第２の実施例を図について説明する。

第１３図は本発明の第２の実施例による２枚のシャドウ
マスクを重ね合わせたものの断面図、第１４図はその孔
の部分の拡大断面図である。

第１３図において、シャドウマスク２１は蛍光面側に設
置され、化学的エツチング手法で製作されたスロット幅
の小さなシャドウマスクである。

また電子銃側に設置されたシャドウマスク２２はシャド
ウマスク２１と同様の方法で製作され、スロット幅はシ
ャドウマスク２１よりも大きく、電子ビームの通過を妨
げないように、所定の量Δだけスロット孔をずらし、更
に蛍光面側シャドウマスクにはテーパ量１が、電子銃側
シャドウマスクにはテーパ量２が設けられている。

第１９図に示すように、シャドウマスク上のある点に対
応した偏向角をψ、その点とシャドウマスクの曲率中心
を結ぶ直線が管軸となす角をθとすると、ずらし量Δ、
及び蛍光面側シャドウマスクのテーパＩａ１、電子銃側
シャドウマスクのテーパ量ａ２は次式で表わされる。

蛍光面側シャドウマスク孔に対する電子銃側シャドウマ
スク孔のずらし量Δは、 Δ＝ｔ、＊ｔａｎ　（ψ−θ） 蛍光面側シャドウマスクのテーパｆａ＋　は、ａ＋　＝
ＬＩ＊　ｔ　ａ　ｎ　（ψ−θ）電子銃側シャドウマス
クのテーバ量ａ２は、ａｔ台ｔｔ　＊ｔａｎ　（ψ−θ
） なお、ここで１．は蛍光面側シャドウマスクの板厚を、
ｔ２は電子銃側シャドウマスクの板厚を示す。

上記の条件を満足するようにそれぞれのマスクを作威し
、これらをずらし量Δで積層すれば、第１３図に示すよ
うに、電子ビーム２３はマスクの側壁に射突することは
なく、スキャッター現象は生じない。

このように本第２の実施例によれば、電子ビームの通過
を妨げないように、スロット孔に所定テーパ量を有する
２枚のシャドウマスクをこれらのスロット孔の相互位置
を所定量だけずらして積層したから、スキャッター現象
を防止でき、これによる画質の悪化を抑制することがで
きる。

第１５図、第１６図は本第２の実施例の変形例を示し、
第１５図は蛍光面側シャドウマスクのスロット幅を電子
銃側シャドウマスクのスロット幅より大きくした本変形
例のシャドウマスクの断面図、第１６図はその孔の部分
の拡大図である。

第１５図において蛍光面側シャドウマスクの孔は電子銃
側シャドウマスクの孔に対し、電子ビームの通過を妨げ
ないように所定の量Δだけずらし、更に蛍光面側シャド
ウマスクにはテーパａｌ＋電子銃側シャドウマスクには
テーパ量２が設けである。これらの量は次式で求められ
る。

Δ＝ｔｔ＊ｔａｎ（ψ−θ） ａ＋　＝ｔ＋　　＊ｊａｎ　（ψ−θ）ａｍ＝ｔｔ＊ｔ
ａｎ（ψ−θ） なお、ｔ、は蛍光面側シャドウマスクの板厚。

Ｌｔは電子銃側シャドウマスクの板厚を示す。

第１７図、第１８図は本第２の実施例の他の変形例を示
し、第１７図は蛍光面側シャドウマスクのスロット孔を
電子銃側シャドウマスクのスロット孔よりも大きくし、
スロット孔の中心を合わせて重ね合わせた本変形例のシ
ャドウマスクの断面図、第１８図はその孔の部分の拡大
図である。

第１８図において、蛍光面側シャドウマスクの孔は電子
銃側シャドウマスクの孔より片側で所定量ｒだけ大きく
しである。ここでスキ中ツターの発生を防止するために
蛍光面側シャドウマスクにはテーパａｌ＋電子銃側シャ
ドウマスクには孔の中心側側壁にテーパａ０．外側側壁
にテーパａｚｚが設けである。それらの量は次式で表わ
される。

ａ、　＝ｔ、ネｔａｎ　（ψ−θ） ａハ＝ｔ、＊ｔａｎ　　（ψ−θ） ａｔｚ＝ｔｚ Ｌ　宜 なお、ここで電子銃側シャドウマスクの板厚りが充分に
大きい場合、その孔の外側側壁のテーバ量ａ。は次式の
ようにしてもよい。

ａｚｚ＝　Ｌｚ　／　ｔ　ａ　ｎ　（ψ−θ）〔発明の
効果〕 以上のように、この発明によれば、電子銃側シャドウマ
スクの横ピッチ及び縦ピッチが蛍光面側シャドウマスク
のそれらに対し、有孔部中心から遠ざかるにつれ大きく
なるように製作したため、プレス成形時のアパーチヤー
の位置ずれを防止できるので、電子ビームの局部的なシ
ャドウマスクへの射突によるシャドウマスクの熱変形を
防止することができ、色純度の良いカラー受像管を提供
できる効果がある。

また、この発明によれば、電子ビームの通過を妨げない
ように、電子ビームの通過を妨げないように、積層され
る複数枚のシャドウマスクをそのそれぞれの孔の大きさ
、テーパ量を適切な値に設定して作成し、個々の孔の位
置が適切な位置関係となるように積層してシャドウマス
クを構成したから、スキャッター現象を防止でき、これ
による画質の悪化を抑制できるとともに、電子ビーｌ、
の局部的なシャドウマスクへの射突によるシャドウマス
クの熱変形を防止することができる、色純度の良いカラ
ー受像管を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の第１の実施例によるシャドウマスク
の組み合わせの断面図、第２図は第１図の組み合わせの
プレス成形後の断面図、第３図は第１の実施例の変形例
によるシャドウマスクの組み合わせの断面図、第４図は
第３図の組み合わせのプレス成形後の断面図、第５図は
シャドウマスク式カラー受像管の斜視断面図、第６図は
受像管の動作時におけるシャドウマスクとフレームの温
度上昇特性図、第７図及び第８図はカラー受像管の動作
時におけるマスクとフレームの変位状態を示す断面概略
図、第９図及び第１１図はシャドウマスクの溶接点の位
置を表わす図、第１０図及び第１２図は電子銃側マスク
を基準としたスロット孔の位置ずれ量とずれの方向を表
す図、第１３図はこの発明の第２の実施例による重ね合
わせたシャドウマスクの断面図、第１４図はそのスロッ
ト孔部の拡大図、第１５図は第２の実施例の変形例によ
る重ね合わせたシャドウマスクの断面図、第１６図はそ
のスロット孔部の拡大図、第１７図は第２の実施例の他
の変形例による重ね合わせたシャドウマスクの断面図、
第１８図はそのスロット孔部の拡大図、第１９図はシャ
ドウマスク上にある点に対応する偏向角ψ及びその点と
シャドウマスクの曲率中心とを結ぶ直線が管軸となす角
θを示す図、第２０図はスキャッター現象の発注を示す
図である。 １・・・ファンネル、２・・・パネル、３・・・蛍光面
、４・・・ピン、５・・・シャドウマスク構体、６Ａ、
６Ｂ。 ６Ｃ・・・電子ビーム、７・・・シャドウマスク、８・
・・マスクスカート、９・・・フレーム、１０・・・バ
イメタル、１１・・・スプリング、２１・・・蛍光面側
シャドウマスク、２２・・・電子銃側シャドウマスク、
２３・・・を子ビーム、５０・・・溶接接合点。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）パネルの内面の蛍光面に対向して配設されたシャ
   ドウマスクと、 このシャドウマスクの外周面を固定保持するフレームと
   、 このフレームに固定されて動作時に生ずるシャドウマス
   クの熱膨脹を補正するための熱補正機構とを有するシャ
   ドウマスク式カラー受像管において、 上記シャドウマスクは、 パネル側と電子銃側方向に複数枚のマスクを積層し、か
   つ電子銃側マスクの横ピッチ及び縦ピッチを、パネル側
   マスクのそれに対し、有孔部中心から遠ざかるにつれ徐
   々に大きくしたものであることを特徴とするシャドウマ
   スク式カラー受像管。
2. （２）パネルの内面の蛍光面に対向して配設されたシャ
   ドウマスクと、 このシャドウマスクの外周面を固定保持するフレームと
   、 このフレームに固定されて動作時に生ずるシャドウマス
   クの熱膨脹を補正するための熱補正機構とを有するシャ
   ドウマスク式カラー受像管において、 上記シャドウマスクは、 それぞれの孔の大きさ、テーパ量を適切な値に設定して
   作成されたパネル側と電子銃側方向に複数枚のマスクを
   積層し、かつ該積層を電子ビームが、マスクの孔を通過
   する際に、マスクの孔の側壁に当たって蛍光体に到達し
   、該蛍光体を発光せしめるスキャッター現象が生じない
   よう、各々のシャドウマスクのスロット孔の位置が適切
   な位置関係となるように行ったものであることを特徴と
   するシャドウマスク式カラー受像管。