JPH0773817A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スロット型シャドウマスクの熱変形による変位
に起因する電子ビームのミスランディグを抑制する。 【構成】スロット型シャドウマスク１を保持するマスク
フレーム２，２’を並行に支持するフレーム支持アーム
３，３’とスロット型シャドウマスク１の短辺を連結部
材で橋絡する。 【効果】熱変形によるスロット型シャドウマスクの変位
を連結部材で拘束することで電子ビームのミスランディ
グが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー陰極線管に係り、
特にスロット型シャドウマスクのを用いたカラー陰極線
管に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、カラーテレビ受像機やモニター装
置等の画面表示デバイスとして実用されているカラー陰
極線管は、一般にシャドウマスク型である。

【０００３】シャドウマスクの働きは、電子銃から発射
された３本の電子ビームがパネル（画像表示面）の内面
に区分して塗布された赤、緑、青の３色の蛍光体のそれ
ぞれに分担して命中するように各電子ビームの進路を選
択的に制御することにあることは良く知られている。

【０００４】また、シャドウマスクは、一般に鉄または
膨張係数の小さい鉄・ニッケル合金の薄い板に丸い孔ま
たは長方形の孔もしくは画像表示面の上から下まで垂直
方向に連続する長い長方形の穴を開けたものである。

【０００５】丸い孔を持つシャドウマスクをドット型シ
ャドウマスク、長方形の穴を持つシャドウマスクをスロ
ット型シャドウマスク、画像表示面の上から下まで連続
する長い長方形の穴を持つシャドウマスクをグリル型シ
ャドウマスクと呼ぶことにする。

【０００６】ドット型シャドウマスクとスロット型シャ
ドウマスクは一般に球面状に整形されることが多く、グ
リル型シャドウマスクは上下に張力をかけてシリンドリ
カル状に保持される。

【０００７】シャドウマスクには、陰極線管の動作中に
電子ビームが衝突するので温度が上がり熱膨張する。

【０００８】近年、画像表示の精細度が上がるにつれ
て、シャドウマスクの熱膨張による変位が障害となる。
この熱膨張を避けるために、球面状に整形されたドット
型シャドウマスクとスロット型シャドウマスクはシャド
ウマスクの材料として膨張係数の小さい鉄・ニッケル合
金を用い、グリル型シャドウマスクはシャドウマスクを
張力をかけて保持することが行われている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄・ニ
ッケル合金は高価であり、またグリル型シャドウマスク
を画像表示面の上下方向に張力をかけてシリンドリカル
状に保持する場合は、保持をするためのマスクフレーム
にはシャドウマスクの張力に耐えるだけの機械的な剛性
が要求され重くなる欠点がある。

【００１０】さらに画像表示の精細度を上げようとする
と、いずれの場合もシャドウマスクの孔のピッチを小さ
くし、孔の径を小さくする必要がある。

【００１１】小さな孔を開ける上では、板厚が厚いと大
変困難のために板厚を薄くすればよいが、球面状に整形
されたドット型シャドウマスクとスロット型シャドウマ
スクは、シャドウマスクとしての形状（球面形状）を保
つ必要上、シャドウマスクの板の厚みをある一定値以上
減らすことは出来ない。

【００１２】また、画像表示面の上から下まで連続する
長い長方形の孔を持つグリル型シャドウマスクは、製作
時にグリルが絡み合って変形するので板の厚みを一定以
上減らすことは出来ない。従って、さらに画像表示の精
細度を上げようとするのは現在の技術の延長では大変困
難である。

【００１３】板厚を薄くして小さな孔を開けた高精細表
示用のスロット型シャドウマスクを画像表示面の上下方
向に張力をかけて保持する場合は、上記の従来技術が持
っていた問題点は解消する。

【００１４】しかし別の問題点が発生する。すなわち、
スロット型シャドウマスクをグリルに並行に上下に張力
をかけて保持するとポアソン比で生ずる左右方向の張力
がブリッジによって伝わりシャドウマスクのグリルが中
心から左右に離れるに従って上下方向に直線ではなくな
り中心の方向に曲がるという不具合点を生ずる。

【００１５】これを解決する手段の一つが米国特許第4,
973,283号明細書において提案されている。この米国特
許明細書では、隣接するグリル間を連結するブリッジの
配置を工夫することで上記の不具合を解消しようとして
いる。しかし、前記したグリルの曲がりを十分に抑制す
ることはできない。

【００１６】本発明の目的は、スロット型シャドウマス
クをグリルに並行に上下に張力をかけて保持する場合
に、グリルがシャドウマスク中心から左右に離れるに従
って上下方向に直線ではなくなり中心の方向に曲がると
いう上記従来技術の問題点を効果的に解決できる構成を
有するスロット型シャドウマスクを備えたカラー陰極線
管を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明はスロット型シャ
ドウマスクを用いて、シャドウマスクの上下の２辺（長
辺）を一対の並行マスクフレームに固定し、シャドウマ
スクの左右の２辺（短辺）を前記一対の並行マスクフレ
ームを支える一対のフレーム支持アームに固定された別
部材に固定することによってシャドウマスクの変位を拘
束し、上記課題を解決するものである。

【００１８】すなわち、上記目的を達成するために、本
発明は、略々矩形状をなすスロット型シャドウマスク
と、その長辺部を保持する一対のマスクフレームと、前
記一対のフレームを略々並行に保持するフレーム支持ア
ームとからなるシャドウマスク構体を持つカラー陰極線
管において、前記フレーム支持アームと前記スロット型
シャドウマスクの短辺部を橋絡する連結部材を取り付け
たことを特徴とする。

【００１９】また、本発明は、略々矩形状をなすスロッ
ト型シャドウマスクと、その長辺部を保持する一対のマ
スクフレームと、前記一対のマスクフレームを略々並行
に保持するフレーム支持アームとからなるシャドウマス
ク構体を持つカラー陰極線管において、前記フレーム支
持アームと前記スロット型シャドウマスクの短辺部を橋
絡する連結部材を取り付けると共に、前記連結部材にシ
ャドウマスク構体をパネル内壁に保持する懸架スプリン
グを取り付けたことを特徴とする。

【００２０】上記連結部材の取付け位置はシャドウマス
クの短辺の中央部に中央部が位置し、その幅は短辺の長
さの１／４以上、最大で短辺の長さと同一とするのが望
ましいが、シャドウマスクの板体の厚さによっては短辺
の長さの１／４以下としてもよい。

【００２１】なお、連結部材、スプリング支持板はマス
ク支持アームの中央部に取り付けるものに代えて、周辺
部に１つあるいは２つ宛取り付ける等、シャドウマスク
の懸架方式に応じてその取付け位置を適宜変更できる。

【００２２】また、上記シャドウマスク構体をパネルの
内壁に懸架する懸架スプリングは、上記連結部材のそれ
ぞれに溶接等で固定して設置する他、上記一対のマスク
フレームの一方または双方に取りつけたスプリング支持
板に設置して、計３個または４個とすることができる。

【００２３】

【作用】スロット型シャドウマスクをそのグリルと並行
に上下方向（グリルの延在方向：縦方向）に張力をかけ
て保持すると、ポアソン比で生ずる左右方向（グリルと
直交する方向：横方向）の張力がブリッジによって伝わ
り、シャドウマスクのグリルがシャドウマスクの中心か
ら左右方向に離れるに従って上下方向に直線ではなくな
って、中心の方向に曲がるという不具合点を生ずる。こ
れを解決する手段の一つが前記した米国特許第4,973,28
3号明細書において提案されている。

【００２４】この提案ではスロット型シャドウマスクを
上下の２辺でのみ固定し、グリルと並行に上下方向に張
力をかけて保持した場合に、ポアソン比で生ずる左右方
向の張力がブリッジによって左右方向に伝わり、シャド
ウマスクのグリルが中心から左右方向に離れるに従って
上下方向に直線ではなくなり中心の方向に湾曲するとい
う不具合点をブリッジの個数を減らして解消するという
ものである。

【００２５】これに対して、本発明は、前記した構成に
開示したように、グリルに並行な上下方向に張力をかけ
て保持する場合にグリルが中心から左右方向に離れるに
従って、上下方向に直線ではなくなり中心の方向に曲が
るという不具合点を解決するための別の手段を提供する
ものである。

【００２６】すなわち、スロット型シャドウマスクをグ
リルと並行な上下方向に張力をかけて上下の２辺を並行
なマスクフレームに固定すると共に、上記２辺に固定し
た左右２辺にシャドウマスクの左右辺を固定するものに
おいては、マスクフレームの剛性を十分大きくてシャド
ウマスクの張力によっても変形をしないようにすれば、
それですべての問題は解消する。しかしマスクフレーム
の剛性を十分大きくするためには重量が大きくなって実
用的でない。

【００２７】図３は矩形状のマスクフレームに張架した
シャドウマスク構体におけるシャドウマスクに印加した
張力に起因する熱変形の説明図であって、限られた剛性
であるとマスクフレームはシャドウマスクの張力によっ
て当該マスクフレームは変形し、同図の点線ｂに示した
ように上下の辺がピンクッション形に変形し左右の辺は
バレル形に変形する。

【００２８】陰極線管の動作中にシャドウマスクに電子
が衝突し、シャドウマスクの温度が上昇する。この温度
上昇により当該シャドウマスクは膨張し、その張力が変
化した場合にはマスクフレームも変位し、たとえば同図
の実線ａに示したように元の形状に戻る。

【００２９】この変位はすなわちシャドウマスク自体が
変形するということであり、シャドウマスクの電子ビー
ム通過孔を通過して適正な蛍光体を発光させている電子
ビームの位置を変化させる。

【００３０】スロット型シャドウマスクにおいてはグリ
ルと並行な変位は問題が無いので上下方向の移動は許容
されるが左右方向の移動は電子ビームが適正でない他の
色の蛍光体に当たって違う色を発光させるので不具合で
ある。

【００３１】この不具合点はフレームの上下方向の辺
（長辺）がシャドウマスクの張力の変化に応じて変形
し、それを支えている左右方向の辺（短辺）が同時に変
形することによって生じている。

【００３２】上下方向の辺が変形した場合に左右方向の
辺が変形しない様にすればこの問題は解決する。

【００３３】そこで、本発明ではマスクフレームを矩形
状でなく、上下のマスクフレームとそれを略々並行に支
えるフレーム支持アームを持つシャドウマスク保持構造
を採用し、フレーム支持アームにとシャドウマスクの右
方向の辺（短辺）と橋絡する連結部材を取り付けること
によりシャドウマスクの変位を拘束し、上下方向の辺の
変位が左右方向の辺の変形をもたらさないようにした。

【００３４】

【実施例】以下、本発明のカラー陰極線管に備えるスロ
ット型シャドウマスクの構体について実施例により具体
的に説明する。

【００３５】図１は本発明に係るカラー陰極線管に備え
るスロット型シャドウマスク構体の１実施例を説明する
斜視図であって、１はスロット型シャドウマスク、２，
２’はフレーム、３，３’は支持アーム、４，４’は連
結部材、５はスプリング支持板、６，６’，６”は懸架
スプリング、７はグリル、８はブリッジである。

【００３６】同図において、略々矩形状をなすスロット
型シャドウマスク１は多数のグリル７の間をブリッジ８
で接続してなり、グリル７の延在方向の長辺部を一対の
マスクフレーム２，２’に溶接により固定保持される。
そして、前記一対のマスクフレーム２，２’はフレーム
支持アーム３，３’により略々並行に保持される。

【００３７】フレーム支持アーム３，３’とスロット型
シャドウマスク１の短辺部とは、フレーム支持アーム
３，３’よりも熱膨張率の大きい連結部材４，４’で橋
絡される。

【００３８】また、前記一対のマスクフレーム２，２’
の少なくとも一方には、スプリング支持板５が溶接さ
れ、このスプリング支持板５に他の懸架スプリング６”
が取付けられている。

【００３９】上記スロット型シャドウマスク１は縦（短
辺方向）３００ｍｍ、横（長辺方向）４００ｍｍ、厚さ
０．０２５ｍｍの鉄板に幅０．０５０ｍｍ、長さ０．９
５ｍｍの長方形の穴（電子ビーム通過孔）が縦ピッチ
１．０ｍｍ、横ピッチ０．２５ｍｍで縦約２８０ｍｍ、
横約３８０ｍｍで面一杯にならんでいる。

【００４０】マスクフレーム２，２’は材質が１３クロ
ーム鋼でＬ字形状をしている。そして、フレーム支持ア
ーム３，３’は断面が１０ｍｍ角の角棒で、材質がフェ
ライト系ステンレス材からなる。

【００４１】本実施例では、マスクフレーム２，２’と
フレーム支持アーム３，３’はマスクフレーム２，２’
のベッセル点または左右中間点で溶接されているが、こ
れに限らずマスクフレーム２，２’の端部に溶接しても
よい。

【００４２】連結部材４，４’には懸架スプリング６，
６’が溶接され、またマスクフレーム２，２’にはスプ
リング支持板５もしくは５’（５’は図示せず）が取付
けられており、このスプリング支持板５もしくは５’に
は他の懸架スプリング６”，６”’（６”’は図示せ
ず）が溶接されている。上記連結部材４，４’、スプリ
ング支持板５もしくは５’はの材質は熱膨張係数が大き
い例えばオーステナイト系ステンレス材を使用する。

【００４３】本実施例では、連結部材４，４’はマスク
支持アーム３，３’の中央部に取り付けられているが、
周辺部に１つあるいは２つ宛取り付ける等、シャドウマ
スクの懸架方式に応じて適宜採用できる。

【００４４】次に、マスクフレーム２，２’の上下の辺
を圧縮して保持し、スロット型シャドウマスク１をレー
ザー光によって長辺側をフレーム２，２’に溶接し、短
辺側を連結部材４，４’に溶接する。溶接後、フレーム
２，２’の圧縮を開放すればシャドウマスク１に張力が
係る。

【００４５】矩形フレームに張力を印加してマスク溶接
をすると前記図３で説明したような点線の形状に変形す
る。このシャドウマスク構体を使用してカラーブラウン
管を製作して動作させると、電子ビームがシャドウマス
クに当たるので温度が上がり膨張する。そして、シャド
ウマスクの張力が弱まるのでフレームは図３の実線に示
すような長方形に戻る方向で変位する。シャドウマスク
が全周に渡ってフレームに溶接されていれば、当然シャ
ドウマスクも同様に変位する。前記のように、この変位
はシャドウマスクの穴を通過して適正な蛍光体を発光さ
せている電子ビームの位置を変化させる。スロット型シ
ャドウマスクにおいては、グリルに並行な変位は問題無
いので上下は許容されるが左右の移動は電子ビームが適
正でない他の色の蛍光体に当たって違う色を発光させる
ので不具合である。

【００４６】しかし、本発明においてはスロット型シャ
ドウマスク１の左右の辺はフレーム支持アーム３，３’
に取り付けられた連結部材４，４’に溶接されている。
このため、スロット型シャドウマスクの変位が拘束さ
れ、またフレーム２，２’が変形しても連結部材４，
４’はマスクフレーム２，２’と直接は連続していない
ので連動した変形は起こらない。従ってスロット型シャ
ドウマスク１も変位しない。

【００４７】図２は本発明によるスロット型シャドウマ
スクを備えたカラー陰極線管の構造を説明する断面模式
図であって、１０はパネル部、１１はファンネル部、１
２はネック部、１３は電子銃、１４は偏向ヨーク、１５
は蛍光膜、１６はマスクフレーム、１７はスロット型シ
ャドウマスクである。

【００４８】同図において、パネル部１０の内面には蛍
光膜１５が被着されており、この蛍光膜１５に近接して
スロット型シャドウマスク１７が設置されている。この
スロット型シャドウマスク１７はマスクフレーム１６に
保持されてパネル部１０の側内壁にスプリングにより懸
架されている。

【００４９】また、ネック部１２の内部には電子銃１３
が収納され、この電子銃１３から発射される電子ビーム
Ｒ，Ｇ，Ｂは偏向ヨーク１４で水平および垂直に偏向さ
れ、スロット型シャドウマスク１７を通して蛍光膜１５
に射突してカラー映像を形成する。

【００５０】上記本発明の実施例によれば、シャドウマ
スク構体の軽量化が図られ、熱膨張による色ずれが低減
された高品質のカラー陰極線管が得られる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、スロット型シャド
ウマスクを保持するマスクフレームのグリルと直交する
２辺に上記グリルに張力をかけてシャドウマスクを固定
し、マスクフレームを保持するフレーム支持アームに取
り付けた連結部材にシャドウマスクの他の２辺を固定し
たことによって拘束し、スロット型シャドウマスクをグ
リルに並行に上下に張力をかけて保持する構成としたこ
とによりポアソン比で生ずる左右方向の張力がブリッジ
によって伝わり、スロット型シャドウマスクのグリルが
中心から左右に離れるに従って上下方向に直線ではなく
なり中心の方向に曲がるという不具合点が解消される。

【００５２】これにより、スロット型シャドウマスクを
保持するフレーム構体の構造が単純化でき、重量も低減
できるため、安価で量産性の良いカラー陰極線管を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー陰極線管に備えるスロット
型シャドウマスク構体の１実施例を説明する斜視図であ
る。

【図２】本発明によるスロット型シャドウマスクを備え
たカラー陰極線管の構造を説明する断面模式図である。

【図３】矩形状のマスクフレームに張架したシャドウマ
スク構体におけるシャドウマスクに印加した張力に起因
する熱変形の説明図である。

【符号の説明】

１ スロット型シャドウマスク ２，２’ マスクフレーム ３，３’ フレーム支持アーム ４，４’ 連結部材 ５，５’ スプリング支持板 ６，６’，６”’ 懸架スプリング １０ パネル部 １１ ファンネル部 １２ ネック部 １３ 電子銃 １４ 偏向ヨーク １５ 蛍光膜 １６ マスクフレーム １７ スロット型シャドウマスク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田辺 英夫 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 川▲さき▼ 浩 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略々矩形状をなすスロット型シャドウマス
   クと、その長辺部を保持する一対のマスクフレームと、
   前記一対のマスクフレームを略々並行に保持するフレー
   ム支持アームとからなるシャドウマスク構体を持つカラ
   ー陰極線管において、 前記フレーム支持アームと前記スロット型シャドウマス
   クの短辺部とを橋絡する連結部材を取り付けたことを特
   徴とするスロット型シャドウマスク構体を備えたカラー
   陰極線管。
2. 【請求項２】略々矩形状をなすスロット型シャドウマス
   クと、その長辺部を保持する一対のマスクフレームと、
   前記一対のマスクフレームを略々並行に保持するフレー
   ム支持アームとからなるシャドウマスク構体を持つカラ
   ー陰極線管において、 前記フレーム支持アームと前記スロット型シャドウマス
   クの短辺部を橋絡する連結部材を取り付けると共に、前
   記連結部材にシャドウマスク構体をパネル内壁に保持す
   る懸架スプリングを取り付けたことを特徴とするスロッ
   ト型シャドウマスク構体を備えたカラー陰極線管。