JPS60198036A - 陰極線管 - 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】 （発明の技術弁−野〕 本発明は、シャドウマスクを用いた微細でかつ熱的安定
性に優れた陰極線管に関プる。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来より、陰極線管としてシャドウマスクを用いた、い
わゆるシャドウマスク管が知られている。

シャドウマスク管は、たとえば第１図に示すように、３
本の電子銃１ａ、１ｂ、１Ｇと、これら電子銃の照射面
となる三色蛍光面２との間に、シャドウマスク３を設け
て構成されたもの、Ｃある。

シャドウマスク３は、多数の電子ビーム通過孔３ａ、３
ｂ、３ｃ、・・・を有し、特定の電子ビーム通過孔（た
とえば３ａ）を狙って各電子銃１ａ〜１Ｃから発射され
た電子ビーム４ａ、４ｂ、４Ｇを整形して、各電子銃１
ａ〜１ｂに対応した色の蛍光部２ａ、　２ｂ、　２ｃに
それぞれ正確なビームスポットを投影する働きを有して
いる。

このように構成されたシャドウマスク管は、シトドウマ
スク３に衝突した電子の反射・散乱思が多いど１画面上
において色純度の低下をもたらす。

そこで、第２図に示すように、電子ビーム通過孔３ａ、
３ｂ、３ｃ、・・・は、三色蛍光面２に対向づる面５側
が半球状に切欠され、散乱電子の影響を極力抑制し得る
ように形成されている。このような電子ビーム通過孔３
ａ、３ｂ、・・・は、通常フＡ１−　エツチング法によ
って形成される。

ところで、近年、テレビ画面の「きめの細かさ」に対づ
る一般的要求が高まり、テレビ放送の送信方式も走査Ｉ
ｉ！数を現方式の約２１８とするいわゆる高品位テレビ
方式が開発されてきた。したがって、受像管の分野にお
いても、これに対応すべく、より明哲できめの細かい画
像を再現し得るものの開発が望まれ（きた。

ところが、従来、シャドウマスク材としく使用−されて
いた鉄やインバー合金からなるシャドウマスク原板に、
）７１１・エツチング法によって、微細でかつ高密度に
電子ビーム通過孔３ａ、３ｂ、・・・を〜形成しようと
しても、第３図に示づように、冑られた電子ビーム通過
孔３ａ’、３．・・・の孔位置および形状は極めて不均
一なものであり、実用に供することができないという問
題があった。このため、従来より種々のエツチング法が
試みられているが、満足できる効果を得ることができな
かった。

また、この種のシャドウマスク管では、シャドウマスク
の表面に黒化処理を施したり、また電子ビームの吸収性
の高い材料を用いるなどにより、シャドウマスクに衝突
する電子を上記シャドウマスクで吸収させ、散乱電子の
発生を未然に抑制するという＠極的対策も講じられてい
る。この場合、電子ビームの約８０％はシャドウマスク
に吸収される。したがって、動作時におけるシャドウマ
スクの表面温度は８０〜９０’Ｃに達し、極端に輝度を
高めた過負荷峙等には１３０℃にも達することがある。

このため、シャドウマスク３の熱膨張による、電子ビー
ム通過孔３ａ、３ｂ、３ｃ、・・・と、各色蛍光部２ａ
〜２Ｃとの間の相対位置゛の変動が問題になる。

そこで、従来は、次のようにして、上記相対位置変動の
抑制を図る工夫がなされていた。

すなわち、第４図および第５図（ａ）、（ｂ＞に示づよ
うに、所定の曲率で曲面形成されたシャドウマスク３は
、可動支持機構１を介して管６の内面側壁に支持されて
ε）る。可動支持機構、５−は、中央部を管６の内側に
屈曲させたバイメタル片７と、このバイメタル片７の後
端部と管６の内面との間に設置プられた板バネ８と、上
記バイメタル片７の前端部とシャドウマスク３の端部と
を連結する連結片９どで構成されている。

このような構成であると、常温時は、第５図（ａ）に示
すように、バイメタル片７中央部が屈曲した状態となる
。一方、動作時においては、第５図（ｂ）に示すごとく
、シャドウマスク３が熱膨張して板バネ８が押圧される
。これと同時にバイメタル７が加熱され、その中央部が
伸長する。

したがって、シャドウマス２３は、第２図に示づように
、全体的には法線方向、すなわち電子銃１から発射され
る電子ど−ム４の移動方向に移動する。このため、温度
上昇に起因したシャドウマスク３の電子ビーム通過孔３
ａと、各色蛍光部との間の相対位置の変動を吸収するこ
とができる。

しかしながら、このように構成された陰極線管は、構造
が複雑であるうえ、シャドウマスクの曲面形成、取付は
等の工数が大である。しがも、このような構造の陰極線
管では、シャドウマスクを曲面にしなければならないた
め、画面の平面化を図ることが回能であった。

（発明の目的） 本発明は上述したような２つの問題点を同時に解決すべ
くなされたもので、その目的とするところは、微細でか
つ均一な電子ビーム通過孔を、従来の７オトエツヂング
法で高密度に形成してなるシャドウマスクを有するとと
もに、シャドウマスりの熱的安定性の向上化を図れ、も
って画質良好でかつフラツ１一画面を形成し得る生産性
に優れた陰極線管を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明に係る陰極線管は、シャドウマスクとして非晶質
エリンバ−合金を用いたことを特徴としている。

す°なわち、本発明１等は種々の研究を通じて、従来の
電子ビーム通過孔形状が不均一であるという第１の問題
点は、鉄やインバー合金の結晶異方性に起因していると
いう事実を見出した。つまり。

一般にエツチングを施す前のシャドウマスク原板は、強
加工冷間圧延によって所定の板厚に形成されている。強
加工冷間圧延後のシャドウマスク原板は、例えば（１０
０）結晶面がシャドウマスク原板のエツチングされる而
に対して傾斜していることが多い。通常、エツチングに
おいては、エツチングされ易い結晶面とエツチングされ
難い結晶面との間でエツチング速度に差が生じるので、
このような原板に１ツヂングを施した場合、エツチング
の進行方向が特定の方向に傾斜し、結局、得られた電子
ビーム通過孔の形状は不均一なものとなる。本発明は、
従来のこのような不具合点に着目してなされたものであ
る。

一方、第２の問題点に対しては、シャドウマスク材に線
膨張係数の極めて少ない材料を選定したとしても、使用
状態がある温度幅を有しているかぎり、熱膨張による寸
法変動を零に抑えることはできない。そこで、たとえば
シャドウマスクに、予め熱膨張による寸法変動分に見合
った歪みを付与しておき、これによってシャドウマスク
の見掛は上の寸法変動分を略零に抑えるようにすること
が考えられる。いま、作動時の表面温度Ｔ　ｍａｘにお
いてシャドウマスクの内部応力がＯとなるように、シャ
ドウマスクに歪みを付与した場合、温度Ｔにおける内部
応力σは、 （ｙ＝Ｅｒｘ　（Ｔｉａｘ　−Ｔ）−・＝・（１）Ｅ；
温度Ｔにおけるシャドウマスクの 弾性係数（ヤング率） α：シャドウマスクの線膨張係数 で表わ１ことができる。したがって、このようにシャド
ウマスクに歪みを付与してお（場合には、線膨張係数α
が小さな値であることが望ましいことはいうまでもない
。しかし、線膨張係数が極めて小さな、たとえば−イン
バー合金にあっても、一般に弾性係数が負の温度特性を
有しているため、結局、高温時と低温時どの間の内部応
力変動が大きくなってしまうことになった。このように
内部応力変動が大きいと、低温時においてシャドウマス
クに過大な応力が作用するため、シャドウマスクが塑性
変形したり、また、シャドウマスクの取付は部の破壊を
もたらすという危険がある。また、応力変動が大きいと
、機械的な疲労によってシャドウマスクの破壊を招来す
るということも考えられる。

このような観点からも、シャドウマスク材として恒弾性
特性を光揮する非晶質ニリンパー合金を使用する意義が
ある。

なお、非晶質エリンバ−合金として代表的なものとして
は、たとえば一般式、 （Ｘｔ−ａ２　Ｘ’ａ２　）ｔ　０　０−ａｌ　Ｘ”　
ａｌ（但し、ＸはＦｅ、ＣＯまたはＮ１、 Ｘ′はＳｉ、ＣｒまたはＭＯｌ Ｘ″はＢ、Ｐまたはｚｒ、 １０≦８１≦２５． ０≦８２≦０．２５） で示される非晶質強磁性エリンバ−合金、もしくは、 （Ｙｓ−ａ２　Ｓ　１ａｚ）　ｔ　ｕ　ｏ−ａｔ　Ｙ’
ａｔ（但し、ＹはＦｅまたはＰｄ１ Ｙ　ｌ＋はＢまたはＡｏ、 １０≦ａ１≦２５． ０．１≦８２≦０．２５） で示される非晶質非強磁性エリンバ−合金があげられる
。

（発明の効果） 本発明は、本来、結晶１１３ｍを持たない非晶質エリン
バ−合金をシャドウマスクとして用いるので、エツチン
グの際の、各微少単位におけるエツチングの方向は全く
ランダムである。このため、エッブングが全方位に亙っ
て均一に進行し、電子ビーム通過孔は、全体的にはシャ
ドウマスク原板のエツチング面に対して直角に穿たれる
ことになる。

このように、本発明によれば、従来のエツチング方法に
よって極め−（微細かつ均一な電子ビーム通過孔が高密
度で形成されたシャドウマスクを得ることができ、これ
によって、第１の問題点を解決す゛ることがてきる。

また、周知の如く、非晶質エリンバ−合金は、その熱膨
張係数およびその温度変化率が小さいことに加え、弾性
係数の温度変化率が略零であるという大きな特徴を有し
ている。したがって、本発明によれば、上述の如く、シ
ャドウマスクに所定の歪みを付与しておくようにした陰
ｔｉ線管にあっ−Ｃも、その内部応力の絶対値および変
動値を極め（低く抑えることができる。この結果、単に
シャドウマスクを所定の歪みを与えて固定するという至
って簡単な構造を採用することができ、フラットでかつ
画質良好な生産性の高い陰極線管を得る口とができる。

１なわち第２の間風点を解決することができる。

しかも、非晶質エリンバー合金は、電子ビームを良好に
吸収するので、散乱電子の発生防止が図れ、色純度の高
い陰極線管を提供できる。また、通常、シャドウマスク
に最適であるとされている厚さ１００〜１５０ｐｒｎの
非晶質エリンバ−合金の板体は、例えばロールを用いた
溶湯急冷法によって、極めて容易′に製造できる。この
ため、従来必要であった圧延工程を省略することができ
る。したがって、これによっても、生産性の向上、ひい
ては生産コストの低減化に寄与づることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例につき説明する。

実施例１ ＦｅｇｏＺｒｘ、ｏ合金からなる板厚Ｉ　ＣＩ　Ｏｐｍ
のシャドウマスク原板を、ロールを用いた溶）ｑ急冷法
によって形成した。塩化第２鉄４３％と、塩化第１鉄６
％と、塩酸０．１％とからなるエツチング液を６５℃に
温め、このエツチング液を用いて上記シャドウマスク原
板にフォトエツチング法により電子ビーム通過孔を形成
した。電子ビーム通過孔は、第２図に示す如く、蛍光面
に対向する面側を半円球状に切欠させた形状で、シャド
ウマスク原板に０．３ｍｍビッヂで約５２万個形成した
。

１！Ｖられだシャドウマスクは、第６図に示すように極
めて均一な形状の電子ビーム通過孔１０ａ。

１０ｂ、１０Ｃ，・・・を有するものであった。

次に、上記恒弾性合金からなるシャドウマスクを用いた
陰極線管の構成例について第７図乃至第９図を用いて説
明する。

すなわち、陰極線管２０は、上述したごとく形成された
長方形の平板状シャドウマスク２１の両炉辺を支持機構
２２によつ゛Ｃ支持した構造を有する。支持機構２２は
、管２３の内面側壁に例えばヒ下３箇所にかけＣ固＠−
された固定部材２４と、シャドウマスク２１の両短辺を
全体に亙って挟持する支持枠２５と、固定部材２４と支
持枠２５とを連結づるポル１−２６とで構成されている
。支持枠２５は、角形断面を有する管体に、長手方向に
一本のスリブ］−を設けたものとなっている。そして、
シャドウマスク２１は、鍵形にプレス整形された両短辺
を、上記支持枠２５のスリブ１〜から管体内部に収納し
て支持枠２５に支持される。

このように構成された陰極線管においては、前記ボルト
２６の締付は程度を適度に調整することにより、シャド
ウマスク２１に所定の歪み量εを付与することができる
。

例えば、上記陰極線管が１４インチ形である場合、上記
歪み量εは、次のようにしてめることができる。

すなわち、本実施例に係る合金は、その熱膨張係数αが
２．５ｘｌＯ−１１である。シャドウマスクの長手方向
長さβ＝３００ｍ＋とすると、Ｔ＝２０〜１３０℃に至
る間の熱膨張による寸法変動層Δ℃は、 Δ（１＝　＜１３０−２０＞×α×９゜＝０．０８２５
ｍ となる。したがって、シャドウマスク２１は、２０℃に
おいて、０．０８２５＃１ｍの歪みが発生するようにボ
ルト２６で締付は調整される。

ちなみに、こ・哨歪み吊εによってシャドウマスクに作
用でる応力σは、前記（１）式より、σ　−＜１３０−
２０　ン　×　α　×　Ｅ＝１１０Ｘ２．５Ｘ１０−’
　ｘ１８３００−５−０［Ｋｇ／ｍｍ２］ となる。この賄は、本実施例の合金の耐力を十分に下回
る値であり、この応力によって合金が塑性変形を起こり
ことはない。

このような構成であれば、前述した効果を十分に奏ηる
ことができる。

なＪ３、本発明は、上述した実施例に限定されるもので
はない。

すなわら、上記実施例では、非晶質エリンバ−合金とし
て特にＦｅ　Ｚｒ　を用いた場合について説明したが、
一般式、 （Ｘｉ−１＋２　Ｘ’ａ２）　１ｏ　０−ａｔ　Ｘ”ａ
ｔく（口し、ＸはＦ、ｅ、ＱｏまたはＮｉ、Ｘ′はＳｉ
、ＣｒまたハＭ　Ｏ。

ｘ″はＢ、ＰまたはＺｒ１ １０≦８１≦２５． ０≦ａ２　≦０．　２５） で示される非晶質強磁性エリンバ−合金、もしくは一般
式、 （Ｙｔ−ａ　２　Ｓ　ｉａｓ＋）　ｔ　ｔｒ　０−ａｌ
　Ｙ’　？　１（１旧ハＹはＦｅまたはＰｄ、 Ｙ′はＢまたはＡＱ、 １０≦ａ１≦２５． ０．１≦８２≦０．２５＞ で示される非晶質非強磁性エリンバ−合金であれは本発
明の効果を十分に呈４−ることはもちろｌυＣある。こ
のような非晶質エリンバ−合金としては、例えば、ＣＯ
ａ、ｏ　Ｚｒｔ　ｏ　、　Ｎ　ｉ９ｏ　Ｚｒｔ　Ｏ。

ＦｅｅｏＳｔ６Ｂｓ＜、ＦｅｙｅＭＯ２Ｂ２ａ。

Ｐｄ５ｎＳｉ１ｓＡＯ＋。

Ｎｉ５７Ｓｉｔ３Ｂ２ｏなどが挙げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデルタ型電子銃を用いた陰極線管の概略構成を
示す斜視図、第２図は□同陰極線管におけるシャドウマ
スクの電子ビーム通過孔の拡大断面図、第３図は従来用
いられていた鉄またはインバー合金からなるシャドウマ
スクの電子ビーム通過孔を示す平面図、第４図は同陰極
線管の構造を示す断面図、第５図（ａ）はシャドラマ子
りが低温時の際の第４図・におけるＡ部を詳細に示す拡
大断面図、同図（ｂ）は同高温時の際の同拡大断面図、
第６図は本発明の一実席例に係る陰極線管に用いられる
シャドウマスクの電子ビーム通過孔を示す平面図、第７
図は同陰極線管を一部切欠して示す斜視図、第８図は同
陰極線管を第７図の矢印Ｂ方向から見た断面図、第９図
は第５図の０部を詳細に示す拡大断面図である。 １．１ａ〜１Ｃ・・・電子銃、２・・・三色蛍光面、３
゜２１・・・シャドウマスク、３８〜３Ｃ，１０８〜１
０　ｃ−・・電子ビーム通過孔、４．４ａ、４ｂ。 ４Ｃ・・・電子ビーム、ｉ・・・可動支持ｔｌＡ＠、６
，２３・・・管、７・・・バイメタル、８・・・板バネ
、９・・・連結部材、２０・・・陰極線管、２２−・・
支持１ｌｖＡ、２４・・・固定部材、２５・・・支持枠
、２６・・・ボルト。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 ａ 第３図 り 第５図 （ａ）　（ｂ） 第６図 １υＣ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）非晶質エリンバー合金からなるシャドウマスク原
   板に、■ツヂング加工により電子ビーム通過孔を設けＣ
   形成されたシャドウマスクを具備してなることを特徴と
   する陰極線＠。 （２）　前記シャドウマスク原板は、一般式、（Ｘｉ−
   ａ２Ｘ’ａ２）　ｔ　ｏ　ｏ−ａｔ　Ｘ″ａｔ（但し、
   ＸはＦｅ、ＧｏまたはＮｉ。 Ｘ′は３ｉ、ＣｒまたはＭ　ｏ　。 Ｘ″はＢ、ＰまたはＺｒ１ １０≦ａ１≦２５． ０≦８２≦０．２５＞ て示される非晶質強磁性エリンバー合金からなるしので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の陰極
   線管。 （３）　前記シミ・ドウマスク原板は、一般式、（Ｙｘ
   −３２Ｓ　Ｌ　２　）　ｓ　ｏ　＆−ＩＹ’２１（但し
   、ＹはＦｅまたはＰｄ１ Ｙ′はＢまたはＡＧ、 １０≦８１≦２５． ０．１≦ａ２≦０．２５） で示される非晶質非強磁性エリンバ−合金からなるもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の陰
   極線管。