JPH0877938A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】マスクフレームの上下方向に張力をかけてマス
クを保持するマスクフレームの長辺部材と短辺部材の溶
接部に生じる回転モーメントを抑止する。 【構成】シャドウマスク構体１０が、シャドウマスク１
１を架張固定する一対の長辺部材１０ａ（１０ｂ）と、
この長辺部材にそれぞれ両端部を固定してシャドウマス
クに張力を印加する一対の短辺部材１０ｃ（１０ｄ）と
からなり、上記長辺部材と短辺部材の固定部分を可動性
固着部１５で固着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャドウマスク型のカ
ラー陰極線管にかかり、特に、一対の長辺部材と、この
一対の長辺部材間に張力をかけて架張したシャドウマス
クと、前記一対の長辺部材を互いに略平行に保持する一
対の短辺部材とからなるシャドウマスク構体を備えたカ
ラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在広く普及しているカラー陰極線管
は、所謂シャドウマスク型カラー陰極線管である。上記
のカラー陰極線管に備えるシャドウマスクは、電子銃か
ら発射された３本の電子ビームをパネル内面に塗布され
た赤，緑，青の３色の蛍光体のそれぞれに分担して射突
するように各電子ビームの進路を選択制御することにあ
る。

【０００３】この種のシャドウマスクは、一般に丸穴あ
るいは長方形、もしくはすだれ状の電子ビーム通過孔を
有し、シャドウマスクに対向するパネル部内面には、電
子ビーム通過孔の形状に対応した形状で蛍光体が塗布形
成されている。通常、丸穴をドット型、長方形をスロッ
ト型、すだれ状電子ビーム通過孔をもつものをグリル型
シャドウマスクと称し、ドット型シャドウマスクとスロ
ット型シャドウマスクは球面状に成形され、グリル型シ
ャドウマスクは上下（所謂，垂直方向）に張力をかけて
シリンダー状に保持される。

【０００４】なお、スロット型シャドウマスクは、グリ
ル型シャドウマスクと同様に上下に張力をかけて保持す
ることもできる。シャドウマスクは陰極線管の動作中に
電子ビームの衝突によって温度が上がり熱膨張するが、
近年陰極線管の高精細表示の要求が強まり、シャドウマ
スクの熱膨張に起因する当該電子ビーム通過孔の変位に
よる蛍光面上での電子ビームのランディング位置のずれ
を高度に抑制する必要性がますます強くなってきた。

【０００５】上記熱膨張を低減させるために、シャドウ
マスクの構成材料として熱膨張係数の小さい高価な鉄・
ニッケル合金を用いたり、シャドウマスクをマスクフレ
ームに張力をかけて架張保持することが行われている。
シャドウマスクに張力をかけて架張保持する架張型のシ
ャドウマスク構体は例えば次のようなものがある。

【０００６】図９は架張型のシャドウマスク構体を説明
する斜視図であって、１０はマスクフレーム、１０ａ，
１０ｂは長辺部を構成する一対の横（所謂，水平方向）
枠辺（以下、長辺部材という）、１０ｃ，１０ｄは短辺
部を構成する一対の縦（垂直方向）枠辺（以下、短辺部
材という）、１１はシャドウマスクである。同図におい
て、１対の長辺部材１０ａおよび１０ｂと、これらを対
向させて保持する短辺部材１０ｃと１０ｄとで形成され
たマスクフレーム１０にシャドウマスク１１を張架して
形成される。

【０００７】シャドウマスク１１は、板厚０．０２〜
０．３ｍｍの低炭素鋼板にフォトリソグラフィ技術によ
り多数の所定形状の縦方向スリットを所定間隔で配列し
て形成される。シャドウマスク１１はその対向する横方
向２辺を上記マスクフレーム１０の長辺部材１０ａと１
０ｂに固着させるが、陰極線管の動作時に電子ビーム衝
撃によって生じる熱によりシャドウマスク１１が膨張し
たときでも、シャドウマスク１１には依然として張力が
印加されていなければならない。

【０００８】そのため、シャドウマスクをマスクフレー
ムに取付固着させる際には、長辺部材が互いに近づくよ
うに加圧しながらシャドウマスクを長辺部材間に橋絡さ
せてシーム溶接した後、上記加圧を解除することによ
り、マスクフレームの復元力でシャドウマスクに張力が
加わるようにしている。このような、マスクフレーム１
０はフレーム構造が複雑で高原価となるのみならず、所
望の寸法精度を出すのが難しく、重量が大きくなるなど
の問題があった。

【０００９】また、図１０は軽量化したマスクフレーム
にシャドウマスクを溶接する際の圧縮方向の説明図、図
１１は圧縮後のマスクフレームに生じる回転モーメント
の説明図である。シャドウマスクをマスクフレーム１０
に取付け固着させる際に、図１０に示したように長辺部
材１０ａと１０ｂが互いに近付くように矢印Ａに示した
ように加圧して圧縮し、図１１（ａ）に点線で示した状
態にする。

【００１０】この状態でシャドウマスク１１を長辺部材
１０ａと１０ｂ間に橋絡させてシーム溶接する。溶接
後、上記加圧を解除することにより、マスクフレーム１
０の復元力でシャドウマスク１１に張力が加わるように
している。しかし、上記シャドウマスク構体のマスクフ
レーム１０は、長辺部材１０ａと１０ｂ、及び短辺部材
１０ｃと１０ｄを別々に製作したのち溶接して一体化
し、主に短辺部材１０ｃ及び１０ｄの弾性によってシャ
ドウマスク１１に所要の張力を与えるために矢印Ａに示
したように加圧すると、図１１（ｂ）に示したように溶
接部１２に回転モーメントＭが生じる。

【００１１】これにより、長辺部材１０ａと１０ｂは図
中矢印Ｂに示したように内側に撓み、また短辺部材１０
ｃと１０ｄは矢印Ｃで示したように膨出する方向に撓
む。シャドウマスクはマスクフレームを圧縮した状態で
溶接されるので、製作されたシャドウマスク構体のマス
クフレーム１０は上記した状態を保持し、パネル部内面
への蛍光体塗布工程等の陰極線管製造工程に渡される。

【００１２】したがって、陰極線管の有効画面は撓んだ
マスクフレーム１０で制限されることになり、当該陰極
線管の有効画面領域は減少することになる。この対策と
して長辺部材１０ａ，１０ｂに曲率を設け、有効画面領
域の減少を抑止することが可能であるが、しかしこの場
合、溶接部１２に生じる回転モーメントＭによりシャド
ウマスクに均一な張力を印加することが難しいという問
題があった。

【００１３】上記のような問題に対処するために、従
来、例えば特開昭５５−１３９７４３号公報には、プレ
ス加工により全体を長方形をなす枠体に一体成形し、そ
の短辺に切り込みを設けて弾性を持たせたマスクフレー
ムを用いることが開示されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、長辺
部材（横方向）と短辺部材（縦方向）を溶接により固着
した軽量マスクフレームでは、フレームの強度が従来よ
りも低下するため、マスクフレームの長辺部材を加圧し
てマスクに所定の張力を印加する場合、長辺部材と短辺
部材の変形及び溶接部に生じる回転モーメントの影響が
大きくなる。

【００１５】そして、シャドウマスク溶接後に加圧を開
放してもマスクフレームの変形はほとんど変わらないた
め、このマスクフレームの変形は有効画面領域の変形と
シャドウマスクの張力不均一の原因となり易かった。本
発明の目的は、上記従来技術の問題を解消し、マスクフ
レームの構造を軽量、かつ簡略化し、低原価で高精度が
得られ、更に、マスクフレームの上下方向に張力をかけ
てマスクを保持するマスクフレームの変形による有効画
面領域の低減及び変形を抑止し、シャドウマスクに所定
の張力を印加することのできるシャドウマスク構体を備
えたカラー陰極線管を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、シャドウマスクと長辺部材と短辺部材と
から構成されるシャドウマスク構体の、上記長辺部材と
短辺部材とを可動機構で固定したことを特徴とする。す
なわち、請求項１に記載の第１の発明は、蛍光面を有す
るパネル部、電子銃を収容するネック部、およびパネル
部とネック部とを連接するファンネル部とからなる真空
外囲器を備え、前記ネック部内に管軸方向に沿って収容
した電子銃からの複数電子ビームを前記パネル部内部に
懸架したシャドウマスク構体を通して前記蛍光面上に射
突させることにより画像を表示するカラー陰極線管にお
いて、前記シャドウマスク構体が、シャドウマスクを架
張固定する一対の長辺部材と、この長辺部材にそれぞれ
両端部を固定して上記シャドウマスクに張力を印加する
一対の短辺部材とから少なくともなり、上記一対の長辺
部材と上記一対の短辺部材の固定部分を可動性固着手段
で固着したことを特徴とする。

【００１７】また、請求項２に記載の第２の発明は、前
記シャドウマスク構体を構成する長辺部材と短辺部材の
可動性固着手段がボルト締結手段であることを特徴とす
る。さらに、請求項３に記載の第３の発明は、前記シャ
ドウマスク構体を構成する長辺部材と短辺部材の可動性
固着手段が、上記長辺部材と短辺部材の何れか一方に一
端を固着したピンと、他方に形成したピン孔に上記ピン
の他端を嵌合してなるピン嵌合手段であることを特徴と
する。

【００１８】なお、本発明の上記可動性固着手段は、第
２，第３の発明に記載の手段に限らず、マスクフレーム
の圧縮に伴って長辺部材と短辺部材の固定部に回転モー
メントを生じさせない構造であれば、既知の固定手段を
採用することができるものである。

【００１９】

【作用】上記第１の発明の構成としたことにより、シャ
ドウマスクをマスクフレームに架張する際に、マスクフ
レームを加圧して圧縮することによる長辺部材の変形が
長辺部材と短辺部材の固定部に回転モーメントを招くこ
となく、一対の長辺部材がほぼ平行かつ均等に圧縮され
るので、均一に張力がマスクに印加され有効画面の減少
及び変形は生じない。

【００２０】また、第２の発明の構成によれば、マスク
フレームを構成する長辺部材と短辺部材の一方に植立し
たボルトを他方に形成したボルト孔に挿通してナットで
締結するか、長辺部材と短辺部材の両者にボルト孔を形
成してボルトを挿通し、ナットで締結することにより、
両者の固定部には回転モーメントが生じない。さらに、
第３の発明の構成によれば、マスクフレームを構成する
長辺部材と短辺部材の一方に植立したピンを他方に形成
したピン孔に挿通してナットで締結する。このピンとピ
ン孔とは、短辺部材の両端を圧縮した状態で整合されて
挿通嵌合するように形成される。

【００２１】上記各構成としたことにより、シャドウマ
スクに所定の張力を与えるための長辺部材に印加する圧
縮力は従来よりも少なくて済み、それだけ有効画面の変
形量が少なくなる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明によるカラー陰極線管
の一実施例の構成を説明する概略断面図であって、１は
ネック部、２はファンネル部、３はパネル部、４はフェ
ースプレート部、５は蛍光膜、６は電子銃、７は懸架ス
プリング、８は磁気シールド、９は電子ビーム、１０は
シャドウマスク構体、１０ａ（１０ｂ）は長辺部材、１
０ｃ，１０ｄは短辺部材、１１はシャドウマスク、１５
は可動性固着部である。

【００２３】同図において、カラー陰極線管は、ネック
部１を有するファンネル部２とパネル部３とを、パネル
部３のフェースプレート部４の内面に螢光面５を形成さ
せた後に、パネルスカート周縁とファンネル開口端周縁
とを低融点フリットガラスで溶着して管体（バルブ）を
構成させる。パネル部３のフェースプレート部４の内面
に形成された螢光面５に対向して電子ビーム９の螢光面
到達位置（ビームランディングスポット）を決定するシ
ャドウマスク構体１０が配置され、ネック部１内に配置
された電子銃６から射出された各原色を担当する３本の
電子ビーム９は、上記シャドウマスク１１の特定スリッ
トを通過した後、夫々、螢光面５の上記スリットに対応
する特定色の螢光体ストライプに射突するようになって
いる。

【００２４】なお、シャドウマスク１１はシャドウマス
ク構体を構成するマスクフレーム１０の長辺部材１０ａ
（１０ｂ）に架張固定され、パネル部３の側壁に埋め込
まれたピン７’にマスクフレーム１０の短辺部材１０
ｃ，１０ｄ（および長辺部材１０ａ（１０ｂ））に一端
を固定した懸架スプリング７により懸架支持されてい
る。

【００２５】シャドウマスク構体１０を構成するマスク
フレームは、長辺部材１０ａ（１０ｂ）と、この長辺部
材１０ａ（１０ｂ）を支持する短辺部材１０ｃ，１０ｄ
とを可動性固着部１５で固定している。この構成によ
り、有効表示領域の大きい、かつ均一な張力が印加でき
る軽量フレームを有するカラー陰極線管を得ることがで
きる。

【００２６】図２は本発明によるカラー陰極線管の一実
施例に用いるシャドウマスク構体の説明図であって、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を横方向から見た側面
図である。また、図３はマスクフレームを構成する長辺
部材１０ａ（１０ｂ）と短辺部材１０ｃ，１０ｄの組立
て図であって、（ａ）は両者を組み立てた状態を、
（ｂ）は組立て前の状態を示す。

【００２７】図２において、長辺部材１０ａ（１０ｂ）
と短辺部材１０ｃ，１０ｄは可動性固着部１５で固定さ
れてマスクフレームを構成し、シャドウマスク１１は図
２の（ａ）に拡大して示したように、縦長のスロットを
多数形成してなり、このシャドウマスク１１をマスクフ
レームに架張固定してシャドウマスク構体を構成する。
なお、懸架スプリングは図示を省略してある。

【００２８】図３中、長辺部材１０ａ（１０ｂ）はＬ時
断面を有するステンレス鋼で曲率半径を８００ｍｍに仕
上げてあり、短辺部材１０ｃ，１０ｄは８ｍｍ角のステ
ンレス鋼をプレス加工してある。長辺部材１０ａ（１０
ｂ）と短辺部材１０ｃ，１０ｄは、短辺部材１０ｃ，１
０ｄの端部に植立したピン１３を長辺部材１０ａ（１０
ｂ）に形成したピン孔１４に貫通させて固定してある。
ピン孔１４に貫通させたピン１３の先端は、例えば打圧
変形させる等で抜けを防止するのが好適である。

【００２９】シャドウマスク１１には０．０２５ｍｍの
軟鋼を使用しており、シャドウマスクマスク有効部（有
効画面領域）は２８０ｍｍ×３８０ｍｍである。図２
（ａ）に示したように、この有効部はブリッジをもつス
ロット状の電子ビーム通過孔を有し、スロットの横ピッ
チは０．３０ｍｍ、縦ピッチは１．０ｍｍ、ブリッジ幅
０．０５０ｍｍである。

【００３０】図４は本実施例のマスクフレームにスロッ
ト型シャドウマスクを架張する際のフレームの圧縮前の
状態を示す平面図、図５は圧縮後の状態を示す（ａ）平
面図、（ｂ）長辺部材側からみた側面図である。マスク
フレームは短辺部材１０ｃ，１０ｄに植立したピン１３
を長辺部材１０ａ（１０ｂ）に形成したピン孔１４に嵌
入して可動的に固定されており、図４に示した矢印Ａ方
向の圧縮力を長辺部材１０ａ（１０ｂ）に印加して圧縮
することで、図５の（ａ）に示したように長辺部材１０
ａ（１０ｂ）が互いに接近するように並行に移動する
（矢印Ｂ’）。これは、圧縮力の印加により可動性固着
部１５に回転モーメントが生じないためである。

【００３１】したがって、シャドウマスク架張のための
圧縮に伴うシャドウマスクの有効画面領域の減少及び変
形は前記従来技術に比較して小さく、かつ、短辺部材１
０ｃ，１０ｄの横方向の膨出量も小さい（矢印Ｃ’）。
これは、長辺部材が可動的に保持されているため、可動
性固着部１５の近傍を圧縮しても、ピン１３とピン孔の
部分で回転が生じて、長辺部材１０ａ（１０ｂ）が並行
かつ均等に圧縮されるためである。

【００３２】これにより、シャドウマスク全体に均一に
張力が印加され、有効画面領域の減少及び変形を回避す
ることができる。図６は本発明によるカラー陰極線管に
用いるシャドウマスク構体の長辺部材と短辺部材との可
動性固着部の他の構成を説明する要部断面図である。こ
の例では、長辺部材１０ａ（１０ｂ）と短辺部材１０
ｃ，１０ｄの可動性固着手段として、前記図２，図３に
おける長辺部材１０ａ（１０ｂ）に形成するピン孔１
４’が有底であり、この有低のピン孔１４’に短辺部材
１０ｃ，１０ｄに植立したピン１３’を嵌合して両者を
固定する。

【００３３】図７は図６に示した長辺部材１０ａ（１０
ｂ）と短辺部材１０ｃ，１０ｄの可動性固着手段の組み
立て方法の一例を説明する模式図であって、短辺部材１
０ｃ，１０ｄの両端部を外側に開く方向に形成してお
き、この両端部を図中矢印Ｄに示した圧縮力を与えた状
態で長辺部材１０ａ（１０ｂ）に形成したピン孔１４’
に挿入し、その後上記圧縮力を取り去ることで、ピン１
３’とピン孔１４’とを固着する。これにより、ピン１
３’がピン孔１４’から脱出するようなことはない。

【００３４】図８は本発明によるカラー陰極線管に用い
るシャドウマスク構体の長辺部材と短辺部材との可動性
固着部のさらに他の構成を説明する要部断面図である。
この例では、長辺部材１０ａ（１０ｂ）と短辺部材１０
ｃ，１０ｄの可動性固着手段として、前記図２，図３に
おける長辺部材１０ａ（１０ｂ）に形成するピン孔に代
えて、ボルト孔１４”とし、ボルト孔１４”に短辺部材
１０ｃ，１０ｄに植立したボルト１６を挿入し、ナット
１７で締め込んで両者を固定する。

【００３５】なお、ボルト１６を短辺部材１０ｃ，１０
ｄに植立するものに代えて、当該短辺部材１０ｃ，１０
ｄに貫通孔を形成し、有頭のボルト・ナットを用いて固
定してもよい。以上の各実施例で説明した可動性固着部
１５で長辺部材１０ａ，１０ｂと短辺部材１０ｃ，１０
ｄとを固定することにより、長辺部材１０ａ，１０ｂを
圧縮しても、両者の固着部に回転が生じることはなく、
長辺部材１０ａ，１０ｂは並行かつ均等に圧縮される。

【００３６】これにより、マスク全体に均一に張力が印
加され、有効画面領域の減少及び変形等を回避すること
ができる。また、本実施例においては、ブリッジを持つ
スロット型シャドウマスクを用いたカラー陰極線管につ
いて説明を行ったが、グリル型シャドウマスクを用いて
も同等の効果が得られることは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
表示画像の精細度を上げるためのシャドウマスクの電子
ビーム通過孔を小さくし配列密度を増して電子ビームの
電流値を増大させても、シャドウマスクの熱膨張による
変位が全面において略ゝ均等であるため、シャドウマス
ク材料に熱膨張係数の小さな高価な鉄・ニッケル合金を
用いることなく、鉄板を使用でき、重量の大きいマスク
フレームを用いなければならないという従来技術の問題
を解消できるという優れた機能を有するシャドウマスク
構体を得ることができ、この様なシャドウマスクを用い
ることで高品質の画像表示を可能としたカラー陰極線管
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー陰極線管の一実施例の構成
を説明する概略断面図である。

【図２】本発明によるカラー陰極線管の一実施例に用い
るシャドウマスク構体の説明図である。

【図３】マスクフレームを構成する長辺部材と短辺部材
の組立て図である。

【図４】本実施例のマスクフレームにスロット型シャド
ウマスクを架張する際のフレームの圧縮前の状態を示す
平面図である。

【図５】本実施例のマスクフレームにスロット型シャド
ウマスクを架張する際のフレームの圧縮後の状態を示す
平面図と側面図である。

【図６】本発明によるカラー陰極線管に用いるシャドウ
マスク構体の長辺部材と短辺部材との可動性固着部の他
の構成を説明する要部断面図である。

【図７】図６に示した長辺部材と短辺部材の可動性固着
手段の組み立て方法の一例を説明する模式図である。

【図８】本発明によるカラー陰極線管に用いるシャドウ
マスク構体の長辺部材と短辺部材との可動性固着部のさ
らに他の構成を説明する要部断面図である。

【図９】架張型のシャドウマスク構体を説明する斜視図
である。

【図１０】マスクフレームにシャドウマスクを溶接する
際の圧縮方向の説明図である。

【図１１】圧縮後のマスクフレームに生じる回転モーメ
ントの説明図である。

【符号の説明】

１ ネック部 ２ ファンネル部 ３ パネル部 ４ フェースプレート部 ５ 蛍光膜 ６ 電子銃 ７ 懸架スプリング ８ 磁気シールド ９ 電子ビーム １０ シャドウマスク構体 １０ａ，１０ｂ 長辺部材 １０ｃ，１０ｄ 短辺部材 １１ シャドウマスク １３ ピン １４ ピン孔 １５ 可動性固着部。

フロントページの続き (72)発明者 田辺 英夫 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蛍光面を有するパネル部、電子銃を収容す
   るネック部、およびパネル部とネック部とを連接するフ
   ァンネル部とからなる真空外囲器を備え、前記ネック部
   内に管軸方向に沿って収容した電子銃からの複数電子ビ
   ームを前記パネル部内部に懸架したシャドウマスク構体
   を通して前記蛍光面上に射突させることにより画像を表
   示するカラー陰極線管において、 前記シャドウマスク構体が、シャドウマスクを架張固定
   する一対の長辺部材と、この長辺部材にそれぞれ両端部
   を固定して上記シャドウマスクに張力を印加する一対の
   短辺部材とから少なくともなり、上記一対の長辺部材と
   上記一対の短辺部材の固定部分を可動性固着手段で固着
   したことを特徴とするカラー陰極線管。
2. 【請求項２】請求項１において、前記シャドウマスク構
   体を構成する長辺部材と短辺部材の可動性固着手段がボ
   ルト締結手段であることを特徴とするカラー陰極線管。
3. 【請求項３】請求項１において、前記シャドウマスク構
   体を構成する長辺部材と短辺部材の可動性固着手段が、
   上記長辺部材と短辺部材の何れか一方に一端を固着した
   ピンと、他方に形成したピン孔に上記ピンの他端を嵌合
   してなるピン嵌合手段であることを特徴とするカラー陰
   極線管。