JP2003100230A

JP2003100230A - カラー陰極線管

Info

Publication number: JP2003100230A
Application number: JP2001294626A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kawasaki; 正樹川崎; Shigeo Nakadera; 茂夫中寺; Tetsuo Ozawa; 哲郎小澤; Takayuki Yonezawa; 崇行米澤; Tomohisa Mikami; 智久三上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】一方向に張力が付与された状態で架張保持さ
れた鉄系材料からなるシャドウマスクを備えたカラー陰
極線管において、外部磁界に対するシールド特性が良好
で、電子ビームのミスランディングが発生しにくく、そ
の結果、良好な画像表示が可能なカラー陰極線管を提供
する。【解決手段】シャドウマスクの架張力を９８×１０⁶
Ｎ／ｍ²〜２４５×１０ ⁶Ｎ／ｍ²の範囲に設定する。こ
の張力範囲で架張した場合、シャドウマスクの透磁率Ｂ
ｒ／Ｈｃが大きくなり磁気シールド特性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー陰極線管に
関する。特に、一方向に張力が付与されたシャドウマス
クを備えたカラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー陰極線管では、電子銃から射出さ
れた電子ビームが、フェイスパネル内面に形成された蛍
光体スクリーンを照射して、所望する画像が表示され
る。蛍光体スクリーンの電子銃側には所定の距離を隔て
て、色選択電極として機能するシャドウマスクが設けら
れる。シャドウマスクには、電子ビームが所定位置の蛍
光体を射突するように、多数の略矩形状（スロット状）
の開口（電子ビーム通過孔）が配列形成されている。

【０００３】電子銃から射出された電子ビームが、偏向
装置により偏向されてシャドウマスクの所定の開口を通
過して、所定位置の蛍光体を照射することで良好なカラ
ー画像が表示される。所望する蛍光体とは異なる蛍光体
を電子ビームが照射する現象を「ミスランディング」と
言う。ミスランディングが発生すると、色ずれと呼ばれ
る画質劣化を生じる。

【０００４】ミスランディングは様々な因子によって発
生し、各発生因子に応じて各種対策が採られている。

【０００５】ミスランディングの第１の発生要因とし
て、ドーミングが挙げられる。ドーミングとは、電子ビ
ームが開口を通過する際にシャドウマスクが加熱され、
シャドウマスクが熱膨張を起こす現象を言う。これによ
り開口位置が変化して、開口を通過した電子ビームが所
定位置の蛍光体を正しく照射しなくなり、ミスランディ
ングを生じる。これを防止するために、温度上昇による
熱膨張を吸収するように張力をシャドウマスクに予め付
与した状態で、シャドウマスクはマスクフレームに架張
保持される。このような架張保持により、シャドウマス
クの温度が上昇しても、シャドウマスクの開口と蛍光体
スクリーンに形成された蛍光体ストライプとの相対的位
置ずれを低減することができる。

【０００６】ミスランディングの第２の発生要因とし
て、地磁気などの外部磁界が挙げられる。外部磁界が電
子ビームに作用すると、電子ビーム軌道が曲げられて、
ミスランディングを生じる。外部磁界の方向はカラー陰
極線管の設置方向によって異なり、また、その大きさは
カラー陰極線管の設置位置によって異なる。したがっ
て、カラー陰極線管の設置方向や設置位置にかかわらず
常に安定した画像表示を行なうためには、電子ビームを
外部磁界から遮蔽する必要がある。このために、シャド
ウマスクを架張するマスクフレームと偏向装置との間に
内部磁気シールドを設置するとともに、内部磁気シール
ド、マスクフレーム、及びシャドウマスクを透磁率の良
好な材料で作成することが一般に行なわれている。これ
により、外部磁界は内部磁気シールド、マスクフレー
ム、及びシャドウマスクに吸収されて、その材料内部を
通過するので、外部磁界の電子ビームへの作用を低減で
きる。

【０００７】シャドウマスク用材料は、上記の熱的及び
磁気的な特性やコストを考慮して選択される。一般に
は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金（インバー）や鉄（Ｆｅ）系材料
（例えば軟鋼）が用いられる。

【０００８】Ｆｅ−Ｎｉ系合金は熱膨張係数が極めて小
さいためドーミングの発生防止に有効である。一方、鉄
（Ｆｅ）系材料は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金に比べて熱膨張係
数が大きいが、安価である。

【０００９】磁気的特性に関しては、特開２００１−１
５２２９２号公報で、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の材料組成につ
いて検討がなされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記文
献では、鉄（Ｆｅ）系材料については検討されていな
い。

【００１１】また、本発明者らの検討によれば、鉄（Ｆ
ｅ）系材料を用いたシャドウマスクを張力を付与して架
張すると、その張力値によっては磁気特性、特に地磁気
に対するシールド特性が悪化し、電子ビーム軌道の変化
が大きくなる場合があることが分かった。

【００１２】本発明は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金に比べて安価
な鉄（Ｆｅ）系材料からなるシャドウマスクを張力を付
与して架張してなるカラー陰極線管において、外部磁界
に対するシールド特性が良好で、電子ビームのミスラン
ディングが発生しにくく、その結果、良好なカラー画像
表示が可能なカラー陰極線管を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために以下の構成とする。

【００１４】本発明のカラー陰極線管は、一方向に張力
が付与された状態で架張保持された略矩形状のシャドウ
マスクを備えたカラー陰極線管であって、前記シャドウ
マスクは鉄系材料からなり、前記張力が９８×１０⁶Ｎ
／ｍ²〜２４５×１０⁶Ｎ／ｍ²であることを特徴とす
る。

【００１５】張力を上記範囲に設定することにより、磁
気シールド特性が向上し、電子ビームのミスランディン
グが発生しにくく、その結果、良好なカラー画像表示が
可能なカラー陰極線管が得られる。また、鉄系材料を用
いることで安価に提供できる。

【００１６】上記のカラー陰極線管において、前記鉄系
材料は、Ｃ（炭素）の含有量が０．０２％以下であるこ
とが好ましい。このような低炭素鋼を用いることで、磁
気シールド特性がより向上する。

【００１７】特に前記鉄系材料は、Ｃ（炭素）の含有量
が０．００６％であると磁気シールド特性がより一層向
上するので好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のカラー陰極線管
１０の管軸を通る上下方向の断面図である。以下の説明
の便宜のために、図示したように、管軸に垂直な水平方
向軸をＸ軸、管軸に垂直な上下方向軸をＹ軸、管軸をＺ
軸とするＸＹＺ−３次元直交座標系を設定する。ここ
で、Ｘ軸とＹ軸とは管軸（Ｚ軸）上で交差する。

【００１９】フェイスパネル１１とファンネル１２とが
一体化されて外囲器１３を形成する。フェイスパネル１
１の内面には略矩形状に蛍光体スクリーン１４が形成さ
れている。蛍光体スクリーン１４から離間し、かつこれ
に対向して、色選別電極としてのシャドウマスク２０が
略矩形枠状のマスクフレーム（以下、単に「フレームと
いう）３０に架張されて設置されている。フレーム３０
のシャドウマスク２０とは反対側の面には、２対の略台
形状の金属板材を略四角錐面の一部をなすように相互に
対向させて接合した内部磁気シールド３６が一体化され
ている。シャドウマスク２０が架張され、内部磁気シー
ルド３６が一体化されたフレーム３０は、その４隅に設
置された板バネ状の弾性支持体３８を、フェイスパネル
１１の内面に植設されたパネルピン３９に掛止すること
で、フェイスパネル１１に保持されている。ファンネル
１２のネック部１２ａには電子銃１５が内蔵される。

【００２０】このように構成されたカラー陰極線管１０
のファンネル１２の外周面上には偏向ヨーク１８が設け
られており、これによって電子銃１５からの電子ビーム
１６は水平方向及び垂直方向に偏向されて、蛍光体スク
リーン１４上を走査する。

【００２１】図２は、シャドウマスク２０と、これを架
張保持するフレーム３０とからなるマスク構体の概略構
成を示した斜視図である。

【００２２】図示したように、フレーム３０は、断面が
略３角形状の一対の支持部材３１ａ，３１ｂと、これよ
り短く、断面が略「コ」字状の一対の連結部材３２ａ，
３２ｂとからなる。一対の支持部材３１ａ，３１ｂと一
対の連結部材３２ａ，３２ｂとを、それぞれ平行に離間
して配置し、各部材の端部同士を溶接することで略矩形
枠状のフレーム３０が構成される。

【００２３】シャドウマスク２０は、略矩形状の平板材
からなり、電子ビーム通過用のスロット状の開口（貫通
孔、電子ビーム通過孔）２２がＸ軸方向及びＹ軸方向に
多数規則正しく配列形成されている（図２では、一部の
開口のみを図示している）。開口２２の形成は周知の方
法、例えば、エッチングなどで行なうことができる。

【００２４】このようなシャドウマスク２０は、長辺を
なす一対の支持部材３１ａ，３１ｂの端辺に架張され
る。シャドウマスク２０の架張は、シャドウマスク２０
にＹ軸方向に張力を付与し、かつ、一対の支持部材３１
ａ，３１ｂの架張側の辺に相互に近接する方向の加圧力
を付与した状態で、シャドウマスク２０と支持部材３１
ａ，３１ｂとを溶接することで行なわれる。これによ
り、シャドウマスク２０には一次元方向（Ｙ軸方向）に
張力Ｔが付与された状態でフレーム３０に架張保持され
る。

【００２５】本発明においては、シャドウマスク２０は
鉄（Ｆｅ）系材料からなる。また、フレーム３０に架張
された状態におけるシャドウマスク２０に付与される張
力（引張り応力）Ｔは、９８×１０⁶Ｎ／ｍ²〜２４５×
１０⁶Ｎ／ｍ²の範囲である。以下、これについて説明す
る。

【００２６】本発明において、「鉄（Ｆｅ）系材料」と
は、Ｆｅ（鉄）が９９％以上である材料を言う。不可避
的不純物を含有していても良い。シャドウマスク２０
は、このような鉄系材料の圧延平板から構成される。

【００２７】図３に、鉄系材料からなる圧延平板に引張
り応力を付与したときの、残留磁化の変化の様子を実験
により求めた結果を示す。図３において、横軸は引張り
応力、縦軸は残留磁化Ｂｒを示す。

【００２８】残留磁化Ｂｒの測定方法を図４を用いて説
明する。長さ３００ｍｍ×幅５ｍｍの金属平板（被検
材）１０１を吊り下げて、その下端部に重り１０３を接
続することで、金属平板１０１に所望する張力を付与す
る。ソレノイド状に巻いた励磁コイル１０５の内側に、
ソレノイド状に巻いた検出コイル１０７を配置する。そ
して、検出コイル１０７の内側に、上記金属平板１０１
を挿入する。この状態で、励磁コイル１０５に電流を流
して３９８Ａ／ｍの外部磁界を印加した場合の金属平板
１０１の残留磁化を検出コイル１０７で測定した。

【００２９】金属材料１０１として、炭素含有量が０．
００６％の鉄系材料からなる圧延材（試料Ａ）と、炭素
含有量が０．０１１％の鉄系材料からなる圧延材（試料
Ｂ）とを用いた。両試料は、炭素含有量の他に、添加物
含有量や圧延条件も異なる。

【００３０】図３から分かるように、試料Ａ，Ｂのいず
れの場合も、磁化のしやすさを示す残留磁化Ｂｒは印加
される引張り応力によって大きく変化する。

【００３１】次に、図５に、鉄系材料からなる圧延平板
に引張り応力を付与したときの、保持力の変化の様子を
実験により求めた結果を示す。図５において、横軸は引
張り応力、縦軸は保持力Ｈｃを示す。保持力Ｈｃの測定
は図４に示した装置を用いて行なった。図３に示した残
留磁化Ｂｒの測定と同様に、炭素含有量が０．００６％
の鉄系材料からなる圧延材（試料Ａ）と、炭素含有量が
０．０１１％の鉄系材料からなる圧延材（試料Ｂ）とに
ついて測定した。

【００３２】図５から分かるように、試料Ａ，Ｂのいず
れの場合も、消磁のされ易さを示す保持力Ｈｃは印加さ
れる引張り応力が大きくなるに従って減少する。

【００３３】図３及び図５の結果を基に、残留磁化Ｂｒ
と保持力Ｈｃとの比である透磁率Ｂｒ／Ｈｃを求めた結
果を図６に示す。一般に、残留磁化Ｂｒが大きく、保持
力Ｈｃが小さいほど、即ち、透磁率Ｂｒ／Ｈｃが大きい
ほど、磁気シールド特性が高い。

【００３４】図６より、試料Ａ，Ｂのいずれの場合も、
引張り応力が２４５×１０⁶Ｎ／ｍ²を超えると（範囲Ａ
１）、透磁率Ｂｒ／Ｈｃが低下していることが分かる。
シャドウマスクをこの張力範囲で架張した場合、外部磁
界（例えば地磁気）により電子ビーム軌道が大きく変化
してミスランディングを生じ、所望する色以外の色の蛍
光体を発光させてしまう「他色打ち」によって、表示画
質が大幅に劣化することを確認した。

【００３５】一方、試料Ａ，Ｂのいずれの場合も、引張
り応力が９８×１０⁶Ｎ／ｍ²より小さくなると（範囲Ａ
２）、透磁率Ｂｒ／Ｈｃが若干低下するとともに、引張
り応力の低下による、熱膨張吸収能力及び振動減衰特性
の低下を招き、実用が困難である。

【００３６】以上より、鉄系材料からなるシャドウマス
クの引張り応力を９８×１０⁶Ｎ／ｍ²〜２４５×１０⁶
Ｎ／ｍ²の範囲（範囲Ａ０）に設定することで、外部磁
界に対するシールド特性に優れた陰極線管が得られるこ
とが分かる。

【００３７】さらに詳細な実験を通して、引張り応力を
上記の範囲とした場合、引張り応力が３００×１０⁶Ｎ
／ｍ²の場合に比べて、電子ビームの蛍光体スクリーン
上へのランディング位置の地磁気によるずれ量が１５％
以上、最大で４０％低減できることを確認した。

【００３８】図３、図５、及び図６では、炭素含有量が
０．００６％の鉄系材料（試料Ａ）及び０．０１１％の
鉄系材料（試料Ｂ）のみを示したが、本発明者らの検討
によれば、Ｆｅ（鉄）が９９％以上である鉄系材料から
なる平板であれば同様の傾向（即ち、引張り応力が９８
×１０⁶Ｎ／ｍ²〜２４５×１０⁶Ｎ／ｍ²のとき透磁率Ｂ
ｒ／Ｈｃが高くなる）を示すことを確認した。また、更
に、Ｆｅが９９％以上、Ｃ（炭素）が０．０２％以下の
低炭素鋼であれば、この傾向がより顕著であることも確
認した。

【００３９】なお、図３、図５、及び図６から明らかな
ように、試料Ａと試料Ｂとを比較した場合、磁気シール
ド特性の観点からは試料Ａ（炭素含有量が０．００６
％）の方が優れている。

【００４０】上記の説明では、シャドウマスクが短辺方
向（Ｙ軸方向）の張力が付与されて架張される例を示し
たが、長辺方向（Ｘ軸方向）の張力が付与されて架張さ
れていても良い。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、鉄系材
料からなるシャドウマスクの張力を所定範囲に設定する
ことにより、磁気シールド特性が向上し、電子ビームの
ミスランディングが発生しにくく、その結果、良好なカ
ラー画像表示が可能なカラー陰極線管が得られる。ま
た、鉄系材料を用いることで安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の
管軸を通る上下方向の断面図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るカラー陰極線管の
シャドウマスクと、これを架張保持するフレームとから
なるマスク構体の概略構成を示した斜視図である。

【図３】鉄系材料からなる圧延平板に引張り応力を付
与したときの、残留磁化Ｂｒの変化の様子を求めた実験
結果である。

【図４】引張り応力の変化による磁気特性の変化を測
定するための装置の概略を示した断面図である。

【図５】鉄系材料からなる圧延平板に引張り応力を付
与したときの、保持力Ｈｃの変化の様子を求めた実験結
果である。

【図６】鉄系材料からなる圧延平板に引張り応力を付
与したときの、透磁率Ｂｒ／Ｈｃの変化の様子を求めた
実験結果である。

【符号の説明】

１０カラー陰極線管１１フェイスパネル１２ファンネル１３外囲器１４蛍光体スクリーン１５電子銃１６電子ビーム１８偏向ヨーク２０シャドウマスク２２開口（電子ビーム通過孔）３０フレーム（マスクフレーム）３１ａ，３１ｂ支持部材３２ａ，３２ｂ連結部材３６内部磁気シールド３８弾性支持体３９パネルピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小澤哲郎大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者米澤崇行大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者三上智久大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5C031 EE05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方向に張力が付与された状態で架張保
持された略矩形状のシャドウマスクを備えたカラー陰極
線管であって、前記シャドウマスクは鉄系材料からなり、前記張力が９８×１０⁶Ｎ／ｍ²〜２４５×１０⁶Ｎ／ｍ²
であることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】前記鉄系材料は、Ｃ（炭素）の含有量が
０．０２％以下である請求項１に記載のカラー陰極線
管。
【請求項３】前記鉄系材料は、Ｃ（炭素）の含有量が
０．００６％である請求項１に記載のカラー陰極線管。