JPS6376234A - シヤドウマスク形カラ−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） この発明は、シャドウマスク形カラー受像管に係り、特
にシャドウマスクの支持を改良したシャドウマスク形カ
ラー受像管に関する。

（従来の技術） 通常、シャドウマスク形カラー受像管は、第５図に示す
ように、外囲器■が球面状のパネル■と漏斗状のファン
ネル■とで構成され、上記パネル■の内側に、第６図に
示すように、多数の電子ビーム通過孔が所定の配列で形
成された球面状のマスク本体に）の周縁部にマスクフレ
ーム■を取付けたシャドウマスク０が、パネル■内面か
ら所定間隔離間して配設され、このシャドウマスク■に
対向して、パネル■内面には、上記電子ビーム通過孔に
対応する３色蛍光体からなる所定パターンの蛍光面■が
設けられている。また、ファンネル■のネック（ハ）内
には、電子銃■が配設されている。

そして、上記電子銃■から放出される電子ビームをシャ
ドウマスク０の電子ビーム通過孔を介して、蛍光面■を
構成する対応蛍光体に入射させることにより、画像を表
示するようになっている。

ところで、このシャドウマスク形カラー受像管において
、蛍光面■上に良好なカラー画像を表示するためには、
シャドウマスク０の各電子ビーム通過孔を通過した電子
ビームが対応蛍光体に正して入射するように、電子ビー
ム通過孔とそれに対応する蛍光体とが整合関係になけれ
ばならないが。

通常、シャドウマスク０は、開孔率が３０％以下である
ため、電子ビームの大部分はこのシャドウマスク■に衝
突してこれを加熱する。しかも、シャドウマスク０は、
０．１５ｍ程度の薄い鋼板に電子ビーム通過孔の形成さ
れたマスク本体に）に対して、その周縁部を支持するマ
スクフレーム■は熱容量が大きいため、上記加熱により
、マスク本体（イ）が蛍光面■方向に膨出するいわゆる
ドーミングをおこす、その結果、第７図に示すように、
蛍光体に対する電子ビームのランディング位置が矢印（
１１）で示すように蛍光面■の放射方向に変位し１色純
度劣化をおこす。

しかし、この放射方向の変位は、第６図に示すように、
マスクフレーム■とシャウドマスク■をパネル■に装着
するためのフレームホルダ（１２）との間にバイメタル
片（１３）を介挿することにより低減することができる
。

しかし、航空機などに搭載される車載用のシャドウマス
ク形カラー受像管は、その設置目的および環境上、明る
い外光の下でも鮮明な画像を必要とし、かかる画面を得
るために９通常のカラーテレビ受像機にくらべて数倍な
いし十数倍の高入力で使用される。しかし、シャドウマ
スク形カラー受像管を高入力で使用すると、その大きな
電子ビームエネルギにより、前記通常の使用状態にくら
べて、マスクフレーム■やフレームホルダ（１２）も大
きく加熱され、その加熱のために熱膨張をおこ゛して、
第７図に矢印（１４）で示すように周方向のランディグ
変位を生ずる。このランディング変位は、バイメタル片
（１３）によっても低減することができず、かつその変
位量が数１０．程度になるため、色純度をいちじるしく
劣化する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように従来のシャドウマスク形カラー受像管は、
マスクフレームとフレームホルダとの間にバイメタル片
を介挿して、マスク本体のドーミングに基づく蛍光面放
射方向のランディング変位を低減する構造に形成されて
いるが、これを高入力で動作させると１周方向のランデ
ィング変位を生じ、その変位量は大きく、かつバイメタ
ル片では低減できないという問題点がある。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、シャドウマスク形カラー受像管を高入力で動作
させた場合に生じる周方向のランディング変位を低減し
て、良好な画像を再生するカラー受像管を構成すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 多数の電子ビーム通過孔の形成されたマスク本体の周縁
部にマスクフレームが取付けられたシャドウマスクを上
記マスクフレームに取付けられて管軸と交差する方向と
して延在するフレームホルダの先端部をパネルに設けら
れた係止部に係止することにより、上記マスク本体を上
記パネル内面から所定間隔離間させて支持するシャドウ
マスク形カラー受像管において、上記マスクフレームと
上記フレームホルダをほぼ同一熱膨張率を有する材料で
構成した。

（作　用） 上記のようにシャドウマスクのマスクフレームと、これ
を支持するフレームホルダをほぼ同一熱膨張率を有する
材料で構成すると、電子ビームの衝突によりシャドウマ
スクが加熱されて、マスクフレームとフレームホルダが
熱膨張をおこしても、その熱膨張によるランディング変
位への影響を相殺することができ、蛍光面周方向のラン
ディング変位を大幅に低減することができる。

（実施例） 以下１図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図にこの発明の一実施例シャドウマスク形カラー受
像管の構成を示す、このシャドウマスク形カラー受像管
の全体構成は、シャドウマスクおよびその支持手段を除
いて、前記従来のシャドウマスク形カラー受像管と同じ
である。

すなわち、このシャドウマスク形カラー受像管は、球面
状のパネル■と漏斗状のファンネル■とからなる外囲器
■を有し、上記パネル■内側に。

第２図に示すように多数の電子ビーム通過孔が所定の配
列で形成された球面状のマスク本体（２０）の周縁部に
マスクフレーム（２１）が取付けられたシャドウマスク
（２２）が配設され、このシャドウマスク（２２）に対
応して、パネル■内面に、上記電子ビーム通過孔に対応
する３色蛍光体からなる所定パターンの蛍光面■が設け
られている。また、このパネル■の内側面には、後述す
るフレームホルダを介してシャドウマスク（２２）を支
持するための複数個のパネルビン（２３）が設けられて
いる。さらに。

ファンネル■のネック■内には、３電子ビームを放出す
る電子銃■が配設されている。

しかして、この例のカラー受像管においては、電子ビー
ムの衝突によっｔ生ずるシャドウマスク（２２）の熱膨
張によるランディング変位を低減するために、マスク本
体（２０）およびマスクフレーム（２１）は、それぞれ
低熱膨張率である３６Ｎｉ−Ｆｅ合金および４２Ｎｉ−
Ｆｅ合金で形成されている。そして、そのマスクフレー
ム（２１）に同じ＜　４２ＮＩ−Ｆｅ合金からなり、か
つ第３図に示すようにくの字形に折曲成形された帯板状
のフレームホルダ（２５）を、その長手方向がマスクフ
レーム（２１）の外側面に沿ってカラー受像管の管軸と
交差する方向に延在するように、基端部（２６）をマス
クフレーム（２１）に固定し、その先端部に形成された
開孔（２７）を前−記パネルピン（２３）に係−止する
ことにより、マスク本体（２０）がパネル■内面から所
定間隔離間するように装着した。

ところで、上記のようにマスク本体（２０）を低膨張率
の高張力鋼で形成すると、電子ビームの衝突によってマ
スク本体（２０）が加熱されても、その低い熱膨張と高
い機械的強度により、そのドーミングを小さくすること
ができるので、バイメタル片なしでも放射方向のランデ
ィング変位を低減することができる。

また、周方向のランディング変位についても。

下記理由により低減することができる。

すなわち、第４図に示すように、管軸と直交するｘ、Ｙ
軸上、つまり短形状パネル■の各辺の中心上にパネルピ
ン（２３）が設けられ、これらバネルピン（２３）にフ
レームホルダ（２５）を係止することにより、シャドウ
マスク（２２）がパネル■に対して同軸に支持されてい
るとし、かかる構造において、マスクフレーム（２１）
の熱膨張率をＱｆ、電子ビームによる温度上昇をΔＴ、
、マスクフレーム（２１）の各辺の中心からフレームホ
ルダ（２５）の固定点までの長さをＱｆ、また、フレー
ムホルダ（２５）の熱膨張率をαｈ、電子ビームによる
温度上昇をΔＴｈ、ハネルピン（２３）との係止部すな
わち開孔（２７）中心からマスクフレーム固定点までの
フレームホルダ（２５）の長さを１２ｈとすると、マス
クフレーム（２１）のフレームホルダ（２５）固定点よ
り左側の部分は、熱膨張により矢印（２９）方向に変位
し、Ｘ軸またはＹ軸上におけるその変位の大きさΔｉｆ
は、Δ１ｆ＝Ｑｆ・Ｑｆ・ΔＴ、　　・・・・・・・・
・■となる。また、フレームホルダ（２５）の熱膨張変
位は、矢印（３０）方向となり、その大きさΔｌｈは、
Δａｈ＝ａｈ・αｈ・ΔＴｈ　　・・・・・・・・・■
となる。したがって、Ｘ軸またはＹ軸上におけるパネル
■に対するシャドウマスク（２２）の相対的変位Δｅは
、 Δｅ＝ΔＱｈ−Δ幻 ＝ｙｈ−αｈ・ΔＴｈ−ａ、自αｆ’ΔＴ、・・・■と
なる。

ところで、従来二シャドウマスク形カラー受像管の動作
中におけるマスクフレームとフレームホルダとの温度関
係は不明であったが、本発明者がこれをカラー受像管動
作直後から長時間にわたり連続的に測定した結果、マス
クフレームとフレームホルダは、カラー受像管動作中、
はぼ同一温度であることが判明した。したがって、 ΔＴｆ〜ΔＴｈ　（ミΔＴ） と近似でき、また、フレームホルダ（２５）の折曲げ角
度は数置ないし士装置程度であるから、Ｑ、Ｉ−ｒ１ｈ
＝（ａ） と近似でき、それにより０式を Δ２＝ａφ八丁（αへ−αｆ）　　・・・・・・に）と
することができる、これは、周方向のランディング変位
の原因であるシャドウマスクの周方向変位が、マスクフ
レームとフレームホルダの熱膨張率の差によって生ずる
ことを意味している。

従来のシャドウマスク形カラー受像管の一例では、マス
クフレームおよびフレームホルダがそれぞれ４２Ｎｉ−
Ｆｅ合金（ａ　ｆ＝１５Ｘ１０−’／’Ｃ）および５Ｕ
Ｓ３０２（α、＝ｔ７ｏｘｘＯ−’／”ｃ）で形成され
ていたため、９インチカラー受像管でこれに４５１の入
力（Ｅｂ　＝　２０ＫＶ、Ｉｂ　＝　２２５０　μＡ）
　テ動作させたとすルト、３０分後には、マスクレーム
およびフレームホルダは約１００℃に加熱される。した
がって、Ω＝４０ｍとすると、計算上Δ１＝５４−とな
る。このシャドウマスクの変位量は、蛍光面上における
周方向ランディング変位の測定結果とよく一致している
。

しかし、この例のシャドウマスク形カラー受像管は、前
記のようにマスクフレーム（２１）とフレームホルダ（
２５）を同一材料で構成してその熱膨張率を同じにした
（αｆ＝αｈ）ので、上記に）式から明らかに、Ｘ軸お
よびＹ軸上において周方向のランデインイブ変位を生じ
ないカラー受像管とすることができる。厳密には、ΔＴ
、≠ΔＴｈ、　ｇ、≠ａｈであるため、わずかに周方向
ランディング変位を生ずるが、いづれにしても、これは
、従来のシャドウマスク形カラー受像管にくらべて、蛍
光面■全面にわたり１周方向ランディング変位を大幅に
低減できることを示している。実際に前記カラー受像管
について、その画面全域にわたりランディング変位を測
定した結果、その変位量は数ミクロン以下であり、従来
のシャドウマスク形カラー受像管にくらべて大幅に低減
でき、実用上問題にならない範囲内であることが確認さ
れている。

つぎに、このシャドウマスク形カラー受像管の好ましい
フレームホルダ形状について述べる。

シャドウマスク（２２）をパネル■内側に安定に支持す
るためには、フレームホルダ（２５）に適度なばね作用
をもたせる必要がある。しかし、この例のシャドウマス
ク形カラー受像管のフレームホルダ（２５）を、ばね常
数の大きいＳＯＳ　３０２などで形成された従来のシャ
ドウマスク形カラー受像管のフレームホルダと同一形状
に形成したとすると、ばね作用が低下し、シャドウマス
ク（２２）の安定支持が困難となる。

今、第３図に示すフレームホルダ（２５）において、そ
の板厚をｔ、幅をす、ばね作用部すなわちマスクフレー
ム固定点から開孔（２７）中心までの長さをＱｈ１弾性
係数をＥとすると、フレームホルダ（２５）に加わる荷
重Ｗ、応力σ、撓みδは、それぞれ次式で表わされる。

１２ｈ−ｖ ６．、　　　　　　・・・・・・・・・・・・（Ｑとこ
ろで、カラー受像管製造工程における熱処理による弾性
劣化を少なくして、従来のフレームホルダと同等のばね
作用を保持させるためには、フレームホルダ（２５）に
加わる荷重を従来と同等であるとすると、応力σを小さ
く、撓みδを大きくすればよい、したがって、■式から
、荷重Ｗが一定で、応力σを小さくするためには、　ｂ
　−ｔ”／ｆｆ１ｈを大きくすればよく、また、■式か
ら、荷重が一定で撓みδを大きくするためには、ｊ！ｈ
’／ｂ−ｔ″を大きくすればよいことになる。この関係
を満足するす。

ｔ、ｊｌｈの選び方は種々あるが、その−例として２ｈ
すなわちばね作用部の長さを大きくする方法があるａｊ
ｌｈを大きくすると、■式からも３に比例して撓みδが
大きくなり、また、（０式から応力σもｅ。

に比例して大きくなるが１．この場合、ｂを大きくすれ
ば、応力σを小さくでき、たとえばＱ、を２倍にし、ｂ
を４倍にしたとすると、撓みδを２倍、応力σを１７２
とすることができ、１２ｈとｂを任意に選択することに
より、従来のフレームホルダと同等のばね作用をもつフ
レームホルダ（２５）を形成することがきる。

以上この発明の一実施例について詳細したが。

この発明は、この実施例に限定されるものでない。

たとえば上記実施例においては、マスクフレームとフレ
ームホルダを、熱膨張率を同じにするために同一材質と
したが、周方向のランディング変位を低減するためには
、熱膨張率が同一の場合ばかりでなく、近似している場
合でも同様の効果がえらるので、マスクホルダとフレー
ムボルダをそれぞれ、熱膨張率がほぼ同一の異種材料で
構成してもよい。

また、フレームホルダの形状も、上記実施例では、ばね
作用部の長さＱｈと幅すを任意に選択して決定する場合
について述べたが、ばね作用は、板厚ｔでも調整するこ
とができ、所要のフレームホルダは、板厚ｔ、幅す、ば
ね作用部長さｎｈを任意に組合せて調整することができ
る。また、上記実施例では、くの字形に形成されたフレ
ームホルダを示したが、その全体の形状も、たとえば従
来のフレームホルダのように両端部に折曲部をもつ形状
でもよい。

〔発明の効果〕

多数の電子ビーム通過孔の形成されたマスク本体の周縁
部にマスクフレームが取付けられたシャドウマスクにマ
スクホルダを取付け、その管軸と交差する方向に延在す
る先端部をパネルに設けられた係止部に係止することに
より、上記マスク本体を上記パネル内面から所定間隔離
間させて支持するシャドウマスク形カラー受像管におい
て、上記マスクフレームと上記フレームホルダをほぼ同
一熱膨張率を有する材料で構成して、マスクフレームと
フレームホルダとの熱膨張差により生ずる周方向のラン
ディング変位を低減させるように構成したので、従来の
シャドウマスク形カラー受像管にくらべて、その色純度
を大幅に向上させることができ、特に航空機や自動車な
どに搭載されて高入力で使用される車載用シャドウマス
ク形カラー受像管に適用して、良好な画像を表示するす
ぐれたカラー受像とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の詳細な説明図で、第１
図は一実施例シャドウマスク形カラー受像管の構成を示
す断面図、第２図はそのシャドウマスクの斜視図、第３
図はフレームホルダの斜視図、第４図はそのフレームホ
ルダの作用説明図、第５図は従来のシャドウマスク形カ
ラー受像管の構成を示す断面図、第６図はそのシャドウ
マスクの斜視図、第７図は電子ビームのランディング変
位説明図である。 ■・・・外囲器　　　　　　　■・・・パネル■・・・
蛍光面　　　　　　　■・・・電子銃（２０）・・・マ
スク本体　　　　（２１）・・・マスクフレーム（２２
）・・・シャドウマスク　　（２３）・・・パネルピン
（２５）・・・フレームホルダ　　（２７）・・・開孔
代理人　弁理士　　井　上　−力 筒　　１　　図 第　　２　　因 第　　３　　図 Ｙ 第　　４　　図 第　５　図 工 第　　６　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の電子ビーム通過孔の形成されたマスク本体
   の周辺部にマスクフレームが取付けられたシャドウマス
   クと、このシャドウマスクを支持する係止部が設けられ
   、かつ上記マスク本体と対向する内面に蛍光面が形成さ
   れるパネルと、上記マスクフレームに取付けられて管軸
   と交差する方向を長手方向として延在する先端部を上記
   パネルの係止部に係止することにより上記マスク本体を
   上記パネル内面から所定間隔離間させて支持するフレー
   ムホルダとを有するシャドウマスク形カラー受像管にお
   いて、 上記マスクフレームと上記フレームホルダをほぼ同一熱
   膨張率を有する材料で構成したことを特徴とするシャド
   ウマスク形カラー受像管。
2. （２）フレームホルダがマスクフレームと同一材料で形
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のシャドウマスク形カラー受像管。