JPH08505264A - カラーｃｒｔ用のシャドーマスクの防振 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 図に示されているカラー陰極線管（ＣＲＴ）（２６）のシャドーマスク（２８）に用いられる防振構造は、シャドーマスク（２８）の孔とＣＲＴの画面の内面上の蛍光体付着物との位置の整合を維持して画像のカラー純度を高めるために特に低い振動数におけるシャドーマスク（２８）の振動を吸収する。シャドーマスク（２８）のそれより大きな弾性率（ヤング率）を有する防振材料が、シャドーマスク（２８）の一面又は両面に、その全面にわたって、或いはマスクの全長又は全幅にわたって延在する互いに離隔したバンドとして、付けられる。防振コーティング（３０、３２）は、吹きつけ又は真空蒸着により付けることのできるものであり、例えばガラスベースのフリットやタングステン又はモリブデンなどの重金属など、シャドーマスク（２８）のそれより大きな弾性率を有する実際上如何なる材料から成っていてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 カラーＣＲＴ用のシャドーマスクの防振 発明の分野 この発明は、画面上の蛍光体素子に入射する電子ビームを制御するためのシ ャドーマスクを有するカラー陰極線管（以下、カラーＣＲＴと略記する）に関し 、特に、画像のカラー純度を改善するためにシャドーマスクの振動を抑制してシ ャドーマスクの電子ビーム通過孔と蛍光体素子との位置関係の整合を維持する防 振構造に関する。 発明の背景 カラーＣＲＴに現在使われているシャドーマスクという技術思想の歴史は１ ９４９年まで溯る。マスクパターンはこの間ドット、ストリップ及びスロットな どいろいろな形を取ったが、作用の基本理論は変わっていない。即ち、ＣＲＴの ネックに取りつけられた偏向ヨークによって集束されて陰極線ルミネセンス・ス クリーン上を水平方向及び垂直方向に走査される３つの別々に変調される電子ビ ームを使用する。表示パネルスクリーンは、ステンシルとしてマスクを使って写 真製版により作られる。シャドーマスク・カラーＣＲＴは、輝度、コントラスト が極めて優れていて技術が成熟しているために４０年以上にわたって消費者市場 を支配してきた。 シャドーマスクは、ＣＲＴの画面上に写真付着された（photo-deposited） 赤、青及び緑の３色で一組の発光蛍光体の規則的パターンから成るターゲット又 はスクリーンと組み合わされて使用される。シャドーマスクは、多孔性であり、 ターゲットから所定の距離を置いて配置されていて、そのビーム通過孔のパター ンによって、個々の発光蛍光体の中から選択された発光蛍光体を除いて他の全て の発光体をＣＲＴのネックに位置する対応する電子ビーム放射源から遮蔽する。 マスクのビーム通過孔と画面の発光蛍光体付着物との正確な位置の整合は、画像 の高度のカラー純度を得るために不可欠である。マスクの孔と蛍光体付着物との 位置の不整合は、時には不均一な電子ビーム加熱とマスクの膨張とに起因するマ スクの「膨らみ（doming）」により発生する。従来技術は、例えば、米国特許第 ４，６２９，９３２号、同第４，６５６，３８８号、同第４，６６５，３３８号 、同第４，７１６，３３３号、同第４，７３４，６ １５号及び同第５，０２８，８３６号に開示されているような、シャドーマスク の膨らみを補正するための種々の方法を含んでいる。シャドーマスクの孔と画面 の蛍光体付着物との位置の整合を精密に維持することは、大きな張力で引っ張ら れた状態に保たれる平らなシャドーマスクを含有する高精細度テレビジョン（Ｈ ＤＴＶ）受像機においてはより重要であるが、より困難である。 シャドーマスクの孔と画面の蛍光体付着物との位置不整合は、シャドーマス クの振動からも生じる。シャドーマスクの振動は、典型的には、画面との衝突や 、或いはステレオ受信能力を備えたテレビジョン受像機において高品質の音声信 号により作られる大強度の音波などの外来の因子によって引き起こされる。シャ ドーマスクの振動は、高性能カラーモニターやハイエンド（high-end）大画面テ レビジョン受像機などに採用されている、曲率が小さくてピッチの細かい（単位 面積当たりのビーム通過孔の数が多い）シャドーマスクの場合には一層厳しくな る。特に低い振動数で振動しやすい、弾性率が小さくて耐力の大きな材料が多用 されるようになってきているので、特にインバールから成るマスクの場合、シャ ドーマスクの防振が重要である。アルミニウムキルド（ＡＫ）鋼から成るような 、もっと大きな弾性率を有するマスクでも、振動を示す。インバールは熱膨張率 の小さな鉄・ニッケル合金から成るが、ＡＫ鋼は、固化の過程における酸素と炭 素の反応を最小にするために溶融状態のときに強い脱酸剤（アルミニウムなど） が加えられた鋼である。また、シャドーマスクの振動は、シャドーマスク上のグ ラファイトなどのコーティングが剥がれたり微小な薄片が脱落したりする原因と なることがある。シャドーマスクへの薄片の付着は、電子孔を塞いで、蛍光体ス クリーン上の画像の特性に悪影響を与えることがある。電子銃に緩やかに付着し ている薄片は、電極間に火花を生じさせて高電圧に耐える能力を制限したり画像 の質を低下させる原因となったりすることがある。 本発明は、画像のカラー純度を改善するためにマスクの振動を制止するカラ ーＣＲＴ用のシャドーマスク防振手段を提供することによって従来技術の前述し たような制限に対処する。 本発明の目的と概要 従って、本発明の目的は、画像のカラー純度を改善するためにカラーＣＲＴ のシ ャドーマスクの振動を減衰させることである。 本発明の他の目的は、画像のカラー純度を改善するために、シャドーマスク 構造の弾性率を高めることにより、例えばインバールから成るシャドーマスクな どの、カラーＣＲＴのシャドーマスクの弾性率の低さを補償し、これにより特に 低振動数でのシャドーマスクの振動を減衰させて、シャドーマスクの孔とＣＲＴ の画面上の蛍光体付着物との位置の整合を維持することである。 本発明の他の目的は、特にＣＲＴの起動後にシャドーマスクを通過する電子 ビームに対するシャドーマスク構造のカラー選択作用の質を低下させずにカラー ＣＲＴにおける金属シャドーマスク構造の弾性率を増大させることである。 互いに離隔した複数の蛍光体付着物を内面に有する画面を有するカラー陰極 線管（ＣＲＴ）に用いられるシャドーマスク構造によって、本発明の上記の目的 は達成され、従来技術の欠点は解消される。このシャドーマスク構造は、その複 数の蛍光体付着物の中の選択されたものへの複数の電子ビームの入射を限定する 。このシャドーマスク構造は、対向する第１及び第２の面と、互いに離陽した複 数の電子ビーム通過孔と、Ｅ₁の弾性率とを有する金属の薄いシート状部材と、 このシート状部材の少なくとも一方の面において前記の孔の周りに位置していて Ｅ₂の弾性率を有する、このシート状部材の振動を減衰させる硬いコーティング とから成り、Ｅ₂＞Ｅ₁である。 図面の簡単な説明 付属の請求の範囲の各項は、発明の新規な特徴事項を述べている。しかし、 発明自体と、他の目的及び利点とは、添付図面と関連させて好ましい実施例に関 する以下の詳しい記述を参照することにより、良く理解できるものである。図面 の幾つかの図において、同じ参照文字は同じ要素を特定している。 図１は、本発明のシャドーマスク防振構造を有するカラーＣＲＴの断面図で ある。 図１ａ、図１ｂ、及び図１ｃは、本発明の原理による防振構造を有するシャ ドーマスク構造の種々の実施例の部分断面図である。 図２は、本発明のシャドーマスク構造の弾性率（ヤング率）を従来技術のシ ャドーマスクの弾性率と比較するグラフである。 図３は、本発明の他の実施例による防振構造を有するシャドーマスク構造の 平面 図である。 好ましい実施例の詳細な説明 図１を参照すると、本発明の原理によるシャドーマスク防振構造を有するカ ラーＣＲＴ１０の断面図が示されている。ＣＲＴ１０は、前部の画面又は表示ス クリーン１２と、後部のネック部１６と、中間のファンネル部１４とを有する密 閉されたガラス管２６を包含する。ガラス画面１２の内面には蛍光体スクリーン １８が配置されており、このスクリーンは、電子ビームが入射したときに光を発 して画面１２の上に画像を生ぜしめる複数の離散した蛍光体の付着物又は素子を 包含する。ＣＲＴのガラス管２６のネック部１６には、複数の電子ビーム２４を 蛍光体スクリーン１８に向けるために典型的には列形に配列される複数の電子銃 ２２が設けられている。電子ビーム２４は、簡単のために図には示されていない 磁性偏向ヨークによって蛍光体スクリーン１８の上を垂直方向に且つ水平方向に 一斉に偏向される。蛍光体スクリーン１８から離隔してシャドーマスク組立体２ ８が配置されており、このシャドーマスク組立体は、互いに離陽した電子ビーム 通過孔２８ａと、周囲のスカート部２８ｂとを包含する。シャドーマスクのスカ ート部２８ｂは、シャドーマスクの周囲のシャドーマスク取付け具３４に固着さ れている。シャドーマスク取付け具３４は、ＣＲＴのガラス管２６の内面に取り つけられており、簡単のために図示されていないマスク取付けフレーム及び取付 けスプリングなどの在来の取付け位置決め構造体を包含することが出来る。シャ ドーマスク取付け具３４はＣＲＴのガラス管２６の内面に取りつけることのでき るものであり、溶接物やガラスベースのフリットなどの在来の手段によりシャド ーマスク組立体２８を取付け具に取りつけることが出来る。 本発明に従って、図１ａの部分断面図に詳細に示されているように、シャド ーマスク組立体２８は、内側の防振コーティング又は層３０と、外側の防振コー ティング３２と、その内側及び外側のコーティングの中間に位置するフォイル・ シャドーマスク３６とを含む。内側及び外側の防振コーティング３０、３２は、 フォイル・シャドーマスク３６のそれより大きな弾性率を有する材料から成る。 インバールの場合、フォイル・シャドーマスク３６は比較的に小さな弾性率と大 きな耐力とを有する。その結果として、特に、平らな、或いは比較的に平らな画 面と、単位面積当りに多数のビ ーム通過孔とを有する（精細ピッチ）ＣＲＴに搭載されたときには、インバール 製のフォイル・シャドーマスクは振動に対して非常に敏感となる。この場合、シ ャドーマスクの孔２８ａと、蛍光体スクリーン１８の蛍光体の付着物又は素子と の位置の整合又は整列を維持するためにシャドーマスクの防振が不可欠である。 内側及び外側の防振コーティング３０、３２は、フォイル・シャドーマスク３６ のそれより大きな弾性率を有する材料から成り、好ましい実施例においてはガラ スベースのフリット又はタングステンやモリブデン等の重金属から成る。内側及 び外側の防振コーティング３０、３２は、ノズルによる吹きつけ又は真空蒸着に よってフォイル・シャドーマスク３６に付けることのできるものである。振動は 表面現象であって、内側及び外側の防振コーティング３０、３２は、特に低振動 数のフォイル・シャドーマスク３６の振動を吸収する。内側及び外側の防振コー ティング３０、３２に微小粒子を採用することによって、フォイル・シャドーマ スク３６の孔２８ａは、このコーティングが付けられた後も開いたままとなる。 図１の実施例に示されているように、内側及び外側の防振コーティング３０、３ ２はフォイル・シャドーマスク３６の両面全体にわたって付けられている。マス クのビーム通過孔２８ａが塞がるのを防止するために、防振コーティングの粒子 の大きさは約１ミクロンまでとすることが出来る。 図１ｂを参照すると、本発明の他の実施例であるシャドーマスク組立体４０ の部分断面図が示されている。図１ｂに示されている実施例においては、既に記 述したように吹きつけ又は真空蒸着などによってフォイル・シャドーマスク４２ の外側の面だけに防振コーティング４４が付けられている。この場合にも、外側 防振コーティング４４の中に微小粒子を用いることにより、フォイル・シャドー マスク４２の孔４２ａは開いたままであり、電子ビームの通過を許す。 図１ｃを参照すると、本発明の別の実施例であるシャドーマスク組立体４８ が示されている。図１ｃに示されている実施例においては、内側の防振コーティ ング５２だけがフォイル・シャドーマスク５０の内面に付けられている。図１ａ 、図１ｂ及び図１ｃに示されているそれぞれの実施例において、内側及び外側の 防振コーティングはフォイル・シャドーマスクの振動を減衰させるためにシャド ーマスク組立体の弾性率を増大させる。 図２を参照すると、本発明のシャドーマスク組立体と比較して在来のシャド ーマスク材料についての歪みと応力の変化がグラフで示されている。図２に示さ れている 第１の曲線５４の直線部分の勾配は、従来技術のシャドーマスクについての弾性 率即ちヤング率である。インバールの従来技術シャドーマスクは２１×１０⁶ｐ ｓｉ（ポンド／平方インチ）の弾性率を有し、ＡＫシャドーマスクは３１×１０⁶ ｐｓｉの弾性率を有する。弾性率即ち前記曲線の勾配を増大させることが極め て望ましい。本発明の防振コーティング又はコーティングを用いるシャドーマス ク組立体の改善された弾性率が図２に破線の形の曲線５６で示されている。フォ イル・シャドーマスクのコーティングは、シャドーマスク組立体の全体としての 弾性率を増大させながらフォイル・シャドーマスクの振動を吸収し減衰させる。 図３を参照すると、本発明の原理によるシャドーマスク組立体５８の他の実 施例の立面図が示されている。シャドーマスク組立体５８は、その全面にわたっ て互いに離隔した多数の孔６２を有するフォイル・シャドーマスク６０を包含す るが、簡単のためにフォイル・シャドーマスク６０の上部だけにビーム通過孔が 図示されている。シャドーマスク組立体５８は、第１の上側防振バンド又はスト リップ６４と第２の下側防振バンド又はストリップ６６とを包含する。上側と下 側の防振バンド６４、６６を、前述したようにフォイル・シャドーマスク６０の 一面又は両面に配置することが出来る。同様に、上側及び下側の防振バンド６４ 、６６は、電子ビームの通過を許すためにフォイルの孔６２を開いた状態に保つ ような方法でフォイル・シャドーマスク６０に付けられる。上側及び下側の防振 バンド６４、６６は、フォイル・シャドーマスク６０のほぼ全幅にわたって延在 していて、ガラスベースのフリット又は重金属から成ることができ、前述の実施 例と同じく吹きつけ又は真空蒸着により付けられる。 図３は破線の形で第３及び第４の側部防振バンド６８及び７０も図示してい るが、これらを上記の第１上側防振バンド６４及び第２下側防振バンド６６と組 み合わせて、或いはそれらの代わりに、用いることが出来る。第３及び第４の側 部バンド６８、７０は、フォイル・シャドーマスク６０のそれぞれの側端部の近 くに位置して、ほぼ平行に配置されている。第３及び第４の側部バンド６８、７ ０は、前述した第１上側防振バンド６４及び第２下側防振バンド６６と同じ組成 であることができるとともに、同じ方法でフォイル・シャドーマスク６０に付け られることができる。図３に示されている両方の実施例において、平行な、互い に離隔したバンドは、フォイル・シャドーマスク６０の振動を減衰させて、その フォイル孔６２と、簡単のために図示されていない蛍光体スクリーンの蛍光体素 子との位置の整合を維持する。一実施例において、 前述のバンドは、幅が０．５インチで、シャドーマスク６０の隣接する端部から 約１インチ離れている。 カラーＣＲＴに用いられる有孔シャドーマスクの一面又は両面に付けられた 防振コーティングを包含するシャドーマスク防振構造を以上に示したが、これは シャドーマスクの振動を減衰させてそのフォイル孔とＣＲＴの画面の蛍光体素子 との位置の整合を維持する。電子ビームの通過を許すためにマスクの孔を開いた 状態に保つような方法で吹きつけ又は真空蒸着によりフォイル・シャドーマスク の外側面又は内側面の全体に、又はその両面に、防振コーティングを付けること が出来る。他の実施例では、防振コーティングは、シャドーマスクのほぼ全幅又 は全高にわたって延在する複数の互いに離隔したバンド又はストリップの形で付 けられる。防振コーティングは、例えばガラスベースのフリットや、或いはタン グステン又はモリブデンなどの重金属などの、フォイル・シャドーマスクより大 きな弾性率を有する材料から成る。 本発明の特別の実施例を図示し説明したが、広範な面において本発明から逸 脱することなく変更や修正をし得ることが当業者にとっては明白であろう。従っ て、付属の請求項の狙いは、本発明の範囲に属するような変更や修正を全て網羅 することである。以上の明細書と添付図面とに記載されている事項は、限定事項 としてではなくて例として提示されたものである。本発明の実際の範囲は、従来 技術に基づいて正当に見て以下の請求項において定義される。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年５月１０日 【補正内容】 請求の範囲 １． その内面に互いに離隔した複数の発光蛍光体付着物を伴う画面を有する カラー陰極線管（ＣＲＴ）に用いられ、且つ前記蛍光体付着物のうちの選択され た蛍光体付着物への複数の電子ビームの入射を限定するためのシャドーマスク構 造であって、 対向する第１及び第２の面と、互いに離隔した複数の電子ビーム通過孔と、 Ｅ₁の弾性率とを有する金属の薄いシート部材と、 前記シート状部材の少なくとも一方の面において前記の孔の周りに位置して いてＥ₂の弾世率を有する、前記シート状部材の振動を減衰させる硬い内側のコ ーティングとから成り、Ｅ₂＞Ｅ₁であり、前記の硬いコーティングはガラスベー スのフリット又は重金属から成ることを特徴とするシャドーマスク構造。 ２． 前記コーティングは、前記シート状部材のほぼ全面にわたって配置され ていることを特徴とする請求項１に記載のシャドーマスク構造。 ３． 前記コーティングは、前記シート状部材の対向する第１及び第２の面の ほぼ全体にわたって配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシャドー マスク構造。 ４． 前記コーティングは、前記シート状部材の面の上に互いに離隔した複数 の細長いほぼ真っ直ぐなバンドとして配置されていることを特徴とする請求項１ に記載のシャドーマスク構造。 ５． 前記バンドは、前記シート状部材のほぼ全長にわたって延在することを 特徴とする請求項４に記載のシャドーマスク構造。 ６． 前記バンドは、前記シート状部材のほぼ全幅にわたって延在することを 特徴とする請求項５に記載のシャドーマスク構造。 ７． 前記シート状部材は、インバール又はアルミニウムキルド（ＡＫ）鋼か ら成ることを特徴とする請求項４に記載のシャドーマスク構造。 ８． 前記コーティングは、前記シート状部材の対向する第１及び第２の面の 上に互いに離隔した細長いほぼ真っ直ぐなバンドとして配置されていることを特 徴とする請求項１に記載のシャドーマスク構造。 ９． 前記シート状部材は、インバール又はアルミニウムキルド（ＡＫ）鋼か ら成り、前記の硬いコーティングはタングステンやモリブデン等の重全属から成 ることを特徴とする請求項１に記載のシャドーマスク構造。 10． 前記の硬いコーティングは、１ミクロンまでの大きさの粒子から成るこ とを特徴とする請求項１に記載のシャドーマスク構造。 11． 内面に蛍光体スクリーンを伴うガラス画面と、前記蛍光体スクリーンに 複数の電子ビームを向けて前記画面上に画像を形成するための電子銃とを有する カラー陰極線管（ＣＲＴ）において、前記ＣＲＴは、前記蛍光体スクリーンの選 択された蛍光体付着物への前記電子ビームの各々の入射を許すために互いに離隔 した複数の孔を有するシャドーマスクを包含しており、前記シャドーマスクは前 記シャドーマスクに振動を生ぜしめる小さな弾性率を持っており、 前記シャドーマスクの少なくとも一つの面において、エネルギーを吸収する 内側コーティングが孔の周りに設けられており、前記シャドーマスクの剛性を高 めて前記シャドーマクスの振動を減衰させるために前記エネルギー吸収コーティ ングはガラスベースのフリット又は重金属から成っていて前記シャドーマスクの それより大きな弾性率を有することを特徴とするカラー陰極線管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． その内面に互いに離隔した複数の発光蛍光体付着物を伴う画面を有する カラー陰極線管（ＣＲＴ）に用いられ、且つ前記蛍光体付着物のうちの選択され た蛍光体付着物への複数の電子ビームの入射を限定するためのシャドーマスク構 造であって、 対向する第１及び第２の面と、互いに離隔した複数の電子ビーム通過孔と、 Ｅ₁の弾性率とを有する金属の薄いシート部材と、 前記シート状部材の少なくとも一方の面において前記の孔の周りに位置して いてＥ₂の弾性率を有する、前記シート状部材の振動を減衰させる硬いコーティ ングとから成り、Ｅ₂＞Ｅ₁であり、前記の硬いコーティングはガラスベースのフ リット又は重金属から成ることを特徴とするシャドーマスク構造。 ２． 前記コーティングは、前記シート状部材のほぼ全面にわたって配置され ていることを特徴とする請求項１に記載のシャドーマスク構造。 ３． 前記コーティングは、前記シート状部材の対向する第１及び第２の面の ほぼ全体にわたって配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシャドー マスク構造。 ４． 前記コーティングは、前記シート状部材の面の上に互いに離隔した複数 の細長いほぼ真っ直ぐなバンドとして配置されていることを特徴とする請求項１ に記載のシヤドーマスク構造。 ５． 前記バンドは、前記シート状部材のほぼ全長にわたって延在することを 特徴とする請求項４に記載のシャドーマスク構造。 ６． 前記バンドは、前記シート状部材のほぼ全幅にわたって延在することを 特徴とする請求項５に記載のシャドーマスク構造。 ７． 前記シート状部材は、インバール又はアルミニウムキルド（ＡＫ）鋼か ら成ることを特徴とする請求項４に記載のシャドーマスク構造。 ８． 前記コーティングは、前記シート状部材の対向する第１及び第２の面の 上に互いに隔離した細長いほぼ真っ直ぐなバンドとして配置されていることを特 徴とする請求項１に記載のシャドーマスク構造。 ９． 前記シート状部材は、インバール又はアルミニウムキルド（ＡＫ）鋼か ら成り、前記の硬いコーティングはタングステンやモリブデン等の重金属から成 ることを特徴とする請求項１に記載のシャドーマスク構造。 10． 前記の硬いコーティングは、１ミクロンまでの大きさの粒子から成るこ とを特徴とする請求項１に記載のシャドーマスク構造。 11． 内面に蛍光体スクリーンを伴うガラス画面と、前記蛍光体スクリーンに 複数の電子ビームを向けて前記画面上に画像を形成するための電子銃とを有する カラー陰極線管（ＣＲＴ）において、前記ＣＲＴは、前記蛍光体スクリーンの選 択された蛍光体付着物への前記電子ビームの各々の入射を許すために互いに離隔 した複数の孔を有するシャドーマスクを包含しており、前記シャドーマスクは前 記シャドーマスクに振動を生ぜしめる小さな弾性率を持っており、 前記シャドーマスクの少なくとも一つの面において、エネルギーを吸収する コーティングが孔の周りに設けられており、前記シャドーマスクの剛性を高めて 前記シャドーマクスの振動を減衰させるために前記エネルギー吸収コーティング はガラスベースのフリット又は重金属から成っていて前記シャドーマスクのそれ より大きな弾住率を有することを特徴とするカラー陰極線管。