JPH02160340A - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、シャドウマスクを用いた表示画像品質の高い
受像管に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 受像管は一般に第１図に示す構成を有している。

即ち、ガラス外囲器１の一端を構成するネック部２には
、例えばインライン配列の電子銃３が設けられ、この電
子銃３に対向する前記ガラス外囲器１の他端部のフェー
ス部４に、赤・青・緑の蛍光体を区画配列した蛍光面５
を設けている。この蛍光面５に近接して多数の電子ビー
ム通過孔を有するシャドウマスク６が対向配置されてい
る。このシャドウマスク６はフレーム７に係止具８を介
し地 で取付けられたもので、該フレーム７にはＶ磁気の影゛
響を遮断するべくインナーシールド９が取付けられてい
る。

しかしてこのように構成された受像管にあってマスク６
の開孔を通過して蛍光面５に射突して蛍光を生起して画
像を形成する。

ところで、上記シャドウマスク６、フレーム７、インナ
ーシールド９は、従来よりエツチング性、および成形性
が良く、また電子ビームの反射軽減に寄与する酸化膜を
その表面に形成し易い、リムド鋼やＡＪキルド鋼等を素
材として形成されている。然し乍ら、近時各種のニュー
メディアに対応するべく、受像管の高品質化、つまり表
示画像の所謂見易さや極細かさが要求され、上述したリ
ムド鋼やＡＩ２キルド鋼にて構成されるシャドウマスク
６、フレーム７、インナーシールド９を用いるには不具
合が生じてきた。

すなわち、受像管の動作時には、上記各部材の温度が３
０〜１００℃に上昇し、例えばその熱膨の 張によるシャドウマスクの成形形状ψ歪みに起因した、
所謂ドーミングが生じる。この結果、シャの ドウマスクと蛍光面との間Ｖ相対的位置関係にずれが生
じ、ピユリティードリフト（ＰＤ）と称される色ずれが
発生する。特に高品位受像管では、前記シャドウマスク
の開孔径およびその開孔ピッチが非常に小さいので、そ
の相対的ずれ量の割合いが大きくなり、上述したリムド
鋼やＡｌキルド鋼を素材とする管内部品では実用に耐え
なくなる。

特に、映像の歪みや外光の反射を少なくした高曲率型の
受像管にあっては、上記問題が顕著に生じた。

そこで従来、この種の管内部品を形成する素材として、
熱膨張係数の小さいＮｉ−Ｆｅ合金、例えばアンｔ＜　
−（３６Ｎ　ｉ−Ｆ　ｅ）を用いることが、例えば特公
昭４２−２５４４６号、特開昭５０−５８９７７号、特
開昭５０−６８６５０号等により提唱されている。とこ
ろが、この種のＦｅ−Ｎｉ合金と言えども、電子の射突
によりその温度が上昇し色ずれが起き受像管の高品位化
を図るには限界があった。

［発明の目的コ 本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、色ずれが少なく、極細やかでコ
ントラストも高＜、シかも平坦で見易い明るく高品質な
画像を簡略化さぜた構造で得ることのできる受像管を提
供することにある。

［発明の概要］ 本発明は、常温状態（２０℃）で一定の応力が作用する
如くシャドウマスクが平坦に保持され、且つガラス外囲
器のフェース部及びその内面に設けられた蛍光面が平坦
に形成されたことを特徴としている。

温度幅を有している限り、熱膨張による寸法変動分を零
に抑えることには限界がある。そこで、本発明では、上
記熱膨張による寸法変動分と材料に作用する応力の変動
による歪み全変化分とをｔ［ｌ殺させている。これによ
り、温度に起因した寸法変動をほぼ零に抑えている。

即ち、今、シャドウマスク板の長手方向に対して、−様
に応力σが作用していると考える。２゜℃を基準とした
場合、温度Ｔにおけるシャドウマスクの長手方向寸法変
動分εは、 ε−」Ｌ−α（Ｔ　　Ｔ　ｏ　）　＋　　Ｌニ・・・（
１）ρ で表せる。ここでΔｉは寸法変動量、ｉはシャドウマス
クの長手力向長さ、αはシャドウマスクＭの温度Ｔにお
ける線膨張係数、Ｔｏ−２０℃、Ｅは１ｍ度Ｔにおける
弾性係数である。つまり、（１）式右辺第１項は熱膨張
によ仝寸法変動分であり、同第２項は応力σによる歪み
分である。従って、（１）式右辺第１項の温度上昇によ
る寸法増加分と、同第２項の応力減少による歪み減少分
とを相殺させれば、（１）式におけるεをほぼ一定とす
ることができ、温度に起因した寸法変動を抑えることが
可能となる。

そこで今、シャドウマスクの通常動作温度を２０〜９０
℃とした場合、（１）式の右辺第１項Ｖ寸法変動分ＥＴ
は εＴ　（Ｔ−２０”　）−０・・・（２）εＴ　（Ｔ−
９００）−７０α　　　　　・・・（３）となる。従っ
て、（１）式の右辺第２項の歪み量Ｅｐも εＰ　（Ｔ−２０’　）−７０α　　　　　　・・・（
４）εＰ　（Ｔ−９０’　）−０・・・（５）となる。

かくして、Ｔ−２０℃における応力σ０は σｏ−７０α−・Ｅ　　　　　　　　　　　・・・（６
）となる。

換言すれば、通常動作温度で考えられる熱膨張による寸
法変動分が最低温度において歪みとして与えられるよう
に、シャドウマスクの長手方向、さらには必要に応じて
直角方向に張力を与えておけば良い。本発明では、この
ようにシャドウマスクに張力を与えて平坦に固定するこ
とにより、シャドウマスクの熱膨張に付随する電子ビー
ム通過孔の位置ずれ等の変位を抑えることができるため
、色ずれが少なく、極細やかで明るい高品質な画像を得
ることができる。

本発明ではかかるシャドウマスクの素材は特に限定され
ないが、熱膨張係数の小さいアンバー等の合金を用いる
ことが好ましく、さらには恒弾性合金を用いることがよ
り好ましい。このような恒弾性合金としては、例えば、
Ｆｅ主成分として、重量比で３０％以上４５％以下のＮ
ｉ及び３％以上１５％以下のＣｒを含有する組成からな
り、かλ つ熱弾性係数が±７０　Ｘ　１０−６／”Ｃの範囲内に
あるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系恒弾性合金が挙げられ、さらに
は、いずれも重量比で、０．５％以上４％以下のＴｉ、
０．１％以上３％以下のＡＪ、１％以下のＣ１５％未満
のＣ０１１２％以下のＭｏ、５％以下のＷ、４％以下の
Ｍｎ、３％以下のＳｔ、２％以下のＢｅ、０．５％以下
のＣｕ、２％以下のＺｒ。

０．１％以下のＳのうち少なくとも１種が添加含有され
た組成を有する恒弾性合金が挙げられる。なお熱弾性係
数とは、通常ＴＥＣで表示されるが、弾性係数Ｅの温度
変化率ｅと熱膨張係数αとの和であり、次式にて表され
る。

ＴＥＣ讃２　（ｅ＋α） ただし。−Δｌ ρ　ΔＴ Δ　Ｅ Ｅ　Δ　Ｔ 恒弾性合金はα（熱膨張係数）とｅ（弾性係数の温度変
化率）とがプラスとマイナスでお互いに相殺し合ってＴ
ＥＣが概数零の値（±２０×１０−６／”Ｃ以下）にな
るのであり、温度が上昇しても弾性係数が不変で引張力
がかかっていると伸であるという２つの大きな特徴を有
している。従って上記（１）式を恒弾性合金に限って考
えれば、（１）式の右辺第１項の温度上昇による寸法増
加、同第２項の応力減少による歪み減少ともに、線形変
化となる。つまり、上記増加および減少の度合いを同じ
にすれば（１）式のεを常に一定として、温度に起因し
た寸法変動を抑えることができる。

なお本発明では、前述した通りシャドウマスクに張力を
与えて平坦に固定しているので、前述の恒弾性合金に限
らず如何なる金属、合金をシャドウマスクの素材として
用いても、シャドウマスクの熱膨張による寸法変動分を
応力減少による歪み減少分と相殺させることができ、本
発明の効果は達成される。特に熱膨張係数の小さいアン
バー等の合金を用いれば、高品位受像管においても温度
に起因した寸法変動ぼ実用上問題とならない程度に抑え
ることができ、色ずれが少な（、極細やかで明るい高品
質な画像を得ることができる。

さらに本発明では、−層品質の高い画像を得るために、
ガラス外囲器のフェース部及びその内面に設けられた蛍
光面がいずれも平坦に形成されている。本発明の受像管
ではこのように構成されることにより、作動時ゾ蛍光面
において平坦な画面が形成される。従って、ガラス外囲
器のフェース部及び蛍光面が曲率型であった従来の受像
管において問題となっていた直線画像の曲りを抑えるこ
とができ、コントラストが高く、さらには平坦で見易い
極めて高品質な画像を得ることができる。

な、お本発明に係るシャドウマスクは例えば以下の如く
製造される。

所望の合金からなる素材の熱間圧延上りの板厚を５０％
以上、好ましくは７０〜９５％程度の圧延率で冷間圧延
し、その後、再結晶温度以上の高温、好ましくは８００
℃以上の温度で焼鈍し、メｖヅシャドウマスク材を得る
。次にレベラーで平滑にするか、あるいは圧延率４０％
以下好ましく以上の如く製−造した場合、製造工程にお
いて、表面部の結晶面が（１００）のＦ値として０．３
５以上、好ましくは０．４２以上に揃い、この結果、エ
ツチング性等が極めて優れたものとなる。

なお本発明のシャドウマスクにおいては、輻射熱を放射
させてＰＤ値を下げるために、水蒸気酸化等により表面
に黒色酸化膜を形成してもよい。

［発明の効果］ かくして本発明の受像管においては、シャドウマスクに
張力を与えて平坦に固定することにより、その画像を明
るくて極細かい高品質なものとすることができる。しか
も、画面の四隅においても色ずれの少ない画像を効果的
に得ることができ、長時間の白色画像に対しても色変化
を抑えることが可能となる。さらに本発明の受像管では
、ガラス外囲器のフェース部及びその内面に設けられた
蛍光面を平坦に形成することにより、得られる画面が平
坦で直線画像の曲りを抑えることができ、明るくコント
ラストの高い画像を表示する上で効果がある。一方、そ
の強度も高い為、近接配置されるスピーカからの低周波
数音波に起因する振動を招来することがなく、機械的な
ショック等にも充分耐えて所謂ゆらぎのない画像が得ら
れる等の効果が奏せられる。

さらに、その効果は、シャドウマスクに張力を与えて固
定するという、極めて簡単な方法で実現することが出来
る。このように構成することにより熱膨張による変動が
無いので、従来使用していたバイメタルが不用である。

従って、受像管の構造が簡単になる。さらに、これに伴
なってシャドウマスクの高い取付精度が確保できる。一
方、シャドウマスクの温度変化による寸法変動は殆んど
ないので、画質の安定した受像管を提供できる。

［発明の実施例〕 次に本発明の実施例につき説明する。

［実施例−１］ 先づ４３ｖｔ％ＮｉとＦｅを主成分とし、Ｃｒを５ｖｔ
％含み、Ｔｉを３ｖｔ％含む恒弾性合金のインゴットを
準備し、このインゴットを１２５０”ｃで熱間鍛造、１
１００℃で熱間圧延し、その後２回の圧延で０　、８　
ｔａ１１厚の薄帯とし、１０５０℃で水素中光輝焼鈍し
、更に８０％の圧下率の冷間圧延で肉厚０．１６＋ｎの
薄帯を得、更に１０００℃水素中光輝焼鈍を行い最終調
整圧延と６２０℃の最後焼鈍で０．１３ｍｍ板厚で熱弾
性係数が、−６ＪＸ　１０−６であるシャドウマスク材
を得た。

しかる後、この板祠にフォトレジストを塗布し、これを
乾燥した後、その両面にスロット或いはドント形状の基
準パターンを形成したフィルムを密着させて、前記フォ
トレジストを露光・現像した。

この現像によって未露光部分のフォトレジストが傅 溶ゾ除去される。しかる後、残されたフォトレジストを
バーニングして硬化させた後、塩化第二鉄溶液でエツチ
ング処理し、その後その残存レジストを熱アルカリによ
って除去り、てシャドウマスクを作製した。

その後、ごのフラ・ントマスクを洗浄し、剪断加Ｔ、シ
た後、１０″″’ｔｏｒｒ、１０００°Ｃで焼鈍し１、
プレス加ししてシャドウマスクを得た。

」−妃、合金の熱膨張係数はα−７，５Ｘ　１０−６’
ｔｒある。今、シャドウマスクの長手力向長さ４４−３
００ＩＩＩとすると、Ｔ−２０〜９０℃に至る間の熱膨
張による寸法変動分Δ！は（３）式に基づき、Δ　Ｊ−
７０争　α　・　Ｒ−０，１５１１［ｍｓ］となる。そ
こで、受像管のガラス外囲器にシャドウマスクを取り付
けた後、２０’Ｃにおいて、約０．１５８ｍｍの歪みが
発生するように、シャドウマスクには張力が与えられる
。このような取り付は方法を可能にするカラーテレビ受
像管の構造として、例えば第２図〜第４図に示すものが
考えられる。

第２図〜第４図において、カラーテレビ受像管２０は、
シャドウマスク２１の両短辺を支持手段２２によって支
持した構造を有する。上記支持手段２２層 は、ガラス外囲器２３の内面側ＶＣに上中下の３ケ所に
かけて固着された取付台２４と、上記シャドウマスク２
１の両短辺を全体に亘って挾持する支持枠２５と、上記
取付台２４、支持枠２５の両者を連結するボルト２８と
で構成されている。上記ガラス外囲器２３のフエ−ス部
は第３図に示されるように平坦に形成されている。また
、上記支持枠２５は角形断面を有する管体に長手方向に
一本のスリットを設けた形状となっている。そして、上
記シャドウマスク２１は鉤形にプレス成形された両短辺
を、上記支持枠２５のスリット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カラーテレビ受像管は、前記ボル
ト２６の締め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に前述した歪み量が与えられる。

ちなみに、前述の０．１５８鰭の歪み量によってシャド
ウマスクに作用する応力σ０は（４）式よりσｏ＝７０
α・Ｅ ””　７０　Ｘ　　７．５Ｘ　１０　＝Ｘ　　１８００
０−９．４５　［ｋｇ／ａＡ］ となる。これは、前述組成の恒弾性合金の最大許容応力
１２７ｋｇ／ｒＭＡを十分に下回る数字であるので塑性
変形することはない。

マ 以上の本実施例によれば、シャドウマスクの温度上昇に
よる長手方向の寸法変化は皆無である。

従って前述した効果を十分に発揮することが可能である
。これは他の受像管についても同様に適用し得ることは
いうまでもない。

赤、青、緑の蛍光体を塗布し、ＡＪ蒸着、ダグ塗布後イ
ンナーシールドを取り付は電子銃のついたガラス外囲器
後部のファンネルとこのパネルを接続し、内部を真空排
気して受像管を製作した。

尚、本実施例では、シャドウマスクの上下方向に対する
寸法変動については説明を省略したが、本発明の考え方
を展開すれば、同様に上下左右４方向の寸法変動を抑え
ることも可能である。

また、前記したシャドウマスクの支持手段２２は、特に
この形式に限定されるものではない。即ち、シャドウマ
スクを一定の長さに固定して取付けられる構造のもので
あれば種々の変形例が考えられる。

〔実施例−２〕 ３６ｖｔ％ＮｉとＦｅを主成分とし、Ｃｒを９ｗｔ％含
む、恒弾性合金のインゴットを用いて［実施シャドウマ
スクを得、これを用いてカラー受像管を完成させた。

［実施例−３］ ４２ｖｔ％ＮｉとＦｅを主成分とし、Ｃ「を５ｖｔ％含
み、Ｔｉを１．０ｗｔ％、Ａ　ＩＩ　　Ｏ，５ｗｔ％、
Ｚｒ１．５ｖｔ％％Ｃｏ１ｗｔ％含む恒弾性合金のイン
ゴットを用いて［実施例−１］と同様にフラットマスク
を製作した。そして、このフラットマスクを１０００℃
で水素焼鈍して、シャドウマスクを得、これを用いてカ
ラー受像管を完成させた。

［実施例−４］ ３６ｖｔ％Ｎｉと残部Ｆｅからなるアンバーのインゴッ
トを用いて［実施例−１］と同様にフラットマスクを製
作した。そして、このフラットマスクを１１５０”ｃで
水素焼鈍して、シャドウマスクを得、これを用いてカラ
ー受像管を完成させた。

［実施例−５］ Ａｌギルド鋼のインゴットを用いて【実施例て、このフ
ラットマスクを９５０℃で水素焼鈍して、シャドウマス
クを得、これを用いてカラー受像管を完成させた。

このようにして得られた実施例１〜５の各カラー受像管
について、その四隅のＰＤ値について調べた結果、従来
のものが１２０〜１３Ｖμｍ程度であったのに対して、
実施例１〜３ではいずれも約２０μｍ程度、実施例４．
５でも２５μｍ程度と小さい値を示した。またＰＤが生
じてから、元の正常な状態に戻るまでの時間は従来に比
較して約半分（２分３０秒程度）であった。またその画
面全体に互って、色ずれがなく極細やかでコントラスト
も高く、シかも平坦で見易い明るく高品質な画像が得ら
れた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の受像管の構造を示す概略的な断面図、第
２図は本発明の一実施例に係る受像管の一部切欠した斜
視図、第３図は第２図のＢ方向から見た同概略断面図、
第４図は第３図の０部を詳細に示す断面図である。 ２・・・電子銃　　　　　　７・・・フレーム８・・・
インナーシールド ３．２１・・・シャドウマスク １．２３・・・ガラス外囲器 ２０・・・カラーテレビ受像管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部を真空に保つとともに作動時に画面が形成される蛍
   光面がそのフェース部内面に設けられたガラス外囲器と
   、このガラス外囲器の内部に配置され前記蛍光面に向け
   て電子ビームを照射する電子銃と、前記ガラス外囲器内
   で前記蛍光面に対向して配置されたシャドウマスクと、
   このシャドウマスクを前記ガラス外囲器の内部に固定支
   持する支持手段とを具備した受像管において、前記支持
   手段は前記シャドウマスクの内部から端部に向けて張力
   を付与しながら前記シャドウマスクを平坦に支持し、か
   つ、前記ガラス外囲器のフェース部が平坦に形成されて
   なることを特徴とする受像管。