JP2001210231A - 色選別電極構体の製造方法及びカラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラー陰極線管のファンネルとパネルを接合
する熱処理工程においてシャドウマスクにしわが発生し
ないようなシャドウマスク構体を有するカラー陰極線管
を提供する 【解決手段】 多数の開孔１２を有する有孔領域１３と
その周囲に形成される無孔領域１４からなるシャドウマ
スク７において、シャドウマスク７とフレーム溶接時の
溶接線の水平方向長さよりもシャドウマスク７をチャッ
クする部分の水平方向長さの方が大きいシャドウマスク
７によってシャドウマスク９を形成する。

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用
いられる色選別電極を長軸または短軸方向に架張して構
成されたテンションマスクの色選別電極構体の製造方法
及びカラー陰極線管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー陰極線管は電子銃から射出
される電子ビームを色選別するためのシャドウマスク
と、これを保持するフレームから構成されるシャドウマ
スク構体を有している。

【０００３】シャドウマスク構体の種類としては多数の
矩形や円形、楕円形などの開孔を有している平板部材
を、所定の曲面形状にプレスして形成しフレームに溶接
したプレスマスク（図６ａ）、同様の開孔を有している
平板部材に長軸・短軸の二次元方向に張力を印加した状
態でフレームに架張溶接した二次元テンションマスク
（図６ｂ）、また同様の多数の開孔を有している平板部
材に短軸あるいは長軸方向いずれか一次元方向のみの張
力を印加した状態でフレームに架張溶接した一次元テン
ションマスク（図６ｃ）、あるいは多数の金属細条から
なる部材に張力を印加してフレームに架張溶接したアパ
ーチャグリル（特開平４−１６３８３０号公報参照）な
どが知られている。

【０００４】最近のカラー陰極線管は、外向の映り込み
が少なく見栄えがよい点から、パネル形状が、曲面から
平面化してきているが、平面化に伴い、蛍光体スクリー
ンとシャドウマスクとの間隔を適切にするためにシャド
ウマスクも同様に平面化する必要がある。

【０００５】しかしプレスマスクの場合には、平面化に
伴い、電子ビームの吸収によるシャドウマスクの熱膨張
量が大きくなり、その結果、シャドウマスクの開孔位置
が変化し、開孔を通過する電子ビームが所定の蛍光体に
あたらなくなって色むらが発生し、ドーミング現象が大
きくなる。またプレス加工により曲面を形成しているた
め、その形状を平面化すると落下などの衝撃によるシャ
ドウマスクの永久変形が生じやすくなることから、シャ
ドウマスクの平面化を実現することは非常に困難であ
る。一方、二次元テンションマスクはシャドウマスクの
短軸方向と長軸方向の二次元方向に張力を印加している
ため、シャドウマスクにしわが発生しないような各方向
への適切なテンションバランスを取るのが難しい。

【０００６】また多数の金属細条を架張したアパーチャ
グリルは外部からの衝撃などによるシャドウマスクの振
動が生じやすく、またシャドウマスクの振動が大きく、
止まりにくいという問題点があった。さらに、複数の金
属細条からなるため各金属細条のからみや破れなどが発
生しやすく、組立て時にシャドウマスクの取り扱いが難
しい。

【０００７】これらに比べて一次元テンションマスク
は、上記問題点に関して有利な構造となっているため、
平面パネルを有するカラー陰極線管のシャドウマスクと
して採用が進められている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一次元テンションマス
クでは、シャドウマスクの有孔領域において開孔と開孔
との間にあるブリッジ部を有しているため、シャドウマ
スクを短軸方向のみに張力を印加して架張しても、長軸
方向にむかって微少な力が働いている。一般にこの長軸
方向への力が小さすぎるとシャドウマスクにしわが発生
するという課題があり、特にカラー陰極線管の製造工程
中における熱処理によってシャドウマスクとフレームの
溶接部近傍に発生するしわが顕著になり、開孔の位置が
ずれるという問題があった。その解決策としてシャドウ
マスクの両端無孔部をなめらかな曲線あるいは直線とし
て前記無孔部の中央部の幅が架張方向の両端部幅に対し
て小さくなる形状とすることで、架張方向に対してその
対角軸方向にも十分な張力を得る方法がある。しかしこ
の形状では、カラー陰極線管の製造工程におけるスクリ
ーン工程で、露光時にシャドウマスクの両端部から光が
漏れることで露光不良が発生しやすくなる問題を有して
いる。

【０００９】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、シャドウマスクにし
わが発生しないようなシャドウマスク構体を有するカラ
ー陰極線管を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、マスクとフレームとの溶接線上における前
記マスクの長軸方向長さａより、溶接の際に前記マスク
をチャックする部分の長軸方向長さｂの方が大であるこ
とを特徴とするものである。前記のようなカラー陰極線
管によればカラー陰極線管の製造工程中における熱処理
によってシャドウマスクとフレームの溶接部近傍でのし
わの発生を防ぐことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、図面を用いて本発明を具
体的に説明する。

【００１２】図１は本発明の第１の実施例に係るカラー
陰極線管の部分断面図で、図１に示すように、本発明の
カラー陰極線管は、内面に蛍光体スクリーン１が形成さ
れたパネル２と、パネル２の後方に接続されたファンネ
ル３とで外囲器を構成し、ファンネル３のネック部３ａ
には、電子ビーム４を射出する電子銃５が内蔵され、フ
ァンネル３の外周面上には、電子ビーム４を偏向するた
めの偏向ヨーク６が装着される。パネル２には、その内
面に３色の蛍光体ドットが塗布されており、これにより
蛍光体スクリーン１が形成され、この蛍光体スクリーン
１と略平行に平板状のシャドウマスク７が配置されてい
る。シャドウマスク７は、平板にエッチング処理を施す
ことにより形成され、規則正しく配列された多数の開孔
を有しており、電子銃５から射出されたる３本の電子ビ
ーム４に対して色選別の役割を果たすもので、フレーム
８により保持されてシャドウマスク構体９を形成してい
る。シャドウマスク構体９は、フレーム８に取り付けら
れた弾性支持体１０と、パネル２に配設されたパネルピ
ン１１との嵌合により、外囲器内に係止されている。

【００１３】図２は本発明の第１の実施例に係るカラー
陰極線管のシャドウマスク構体を示す斜視図で、図２に
示すように、シャドウマスク構体９は、短軸方向（矢印
１５の方向）に張力を印加されたシャドウマスク７をフ
レーム８に架張溶接して形成される。

【００１４】フレーム８は、断面形状がＬ型形状の一対
の長辺側部材８ａと、断面形状が、四角形状の部材をこ
の字形に変形させた一対の短辺側部材８ｂとから構成さ
れており、この一対の長辺側部材８ａの前面（シャドウ
マスク７が溶接されている面）は、所定の曲率半径をも
って蛍光体スクリーン側に突き出した湾曲面となってい
る。このため、シャドウマスク７は、その長軸に沿って
湾曲された状態でフレーム８に固定されている。

【００１５】シャドウマスク７は、多数の略楕円形状の
開孔１２が配置された有孔領域１３と、有孔領域１３の
長軸方向両端の外側に配された無孔領域１４を有してい
る。

【００１６】次に本発明の第１の実施例に係るカラー陰
極線管のシャドウマスク構体９の製造方法について説明
する。まず、フレーム８の長辺側部材８ａの側面を３〜
９点の加圧点にて弾性域内での分布荷重をかけて圧縮す
る。そして、この状態でシャドウマスク７を短軸方向
（矢印１５の方向）に短軸方向に全体で約３０００Ｎの
張力を印加して引張り、長辺側部材８ａの湾曲面に溶接
固定する。その後、長辺側部材８ａにかけていた荷重を
取り除くと、シャドウマスク７に所要の分布の張力がか
かり、シャドウマスク構体９が製作される。

【００１７】本実施例では、一つの例として２５インチ
テレビジョン用カラー陰極線管に使用するシャドウマス
ク構体を製作した。

【００１８】シャドウマスクは、板厚０．１ｍｍでＦｅ
材とし、略楕円形状をした開孔が多数設けられている。
これらの開孔は所定のピッチおよび分布で配設され、有
孔領域を形成している。なお、この他にコンピュータモ
ニタ用陰極線管のシャドウマスクのような多数のドット
状開孔であってもよい。

【００１９】フレームは板厚４．５ｍｍのＦｅ材とする
断面Ｌ型形状の一対の長辺側部材と、Ｆｅ材□１５ｍｍ
とする断面四角形状の一対の短辺側部材を接合させて構
成されている。

【００２０】図３は本実施例におけるシャドウマスク構
体を製作するマスク平板の架張工程を示すものである。
シャドウマスクの有孔部と無孔部の短軸方向境界線の延
長線上から中心軸方向に対して、一体型の上型治具１７
及び下型治具１８によりシャドウマスク７をつかみ、所
定の架張方向１５に引張られた状態で、加圧されたフレ
ーム８との接触箇所で溶接され、溶接線部において切断
されることで図２の色選別電極が得られる。

【００２１】このシャドウマスク７を架張する際、加圧
されたフレーム８との接触箇所（溶接線）の長さａと治
具によりつかまれる長さｂの関係が、１．３８≧ｂ／ａ
≧１．０２の関係を満足することが望ましく、この関係
を満足するシャドウマスク７において架張を行うこと
で、マスク有孔部１３において引張り方向と対角軸をな
す長軸方向に張力を発生させることができる他、シャド
ウマスク７とフレーム８との溶接部近傍の張力を局部的
に高めることができる。その結果、長軸方向への力を大
きくすることができるのでシャドウマスクの架張時、あ
るいは熱処理時に発生する前記溶接部近傍の局部的なし
わの発生要因となる長軸方向の圧縮応力を抑えることが
できる。またカラー陰極線管の製造工程におけるスクリ
ーン工程で、露光時にシャドウマスクの両端部から光が
漏れず露光不良が発生しないという作用を奏することが
できる。

【００２２】評価としてコンピュータシミュレーション
を行い、ｂ／ａの関係が１．０２より小さいあるいは
１．３８より大きい場合においては、マスク有孔領域に
おける応力分布に圧縮領域が存在し、架張後のマスク面
にしわあるいはしわの前兆となる状態が確認された。こ
れに対して１．３８≧ｂ／ａ≧１．０２となる平板形状
とすると、マスク有孔領域における応力分布に圧縮領域
が存在せず、すべての領域において引張り力を発生させ
ることができた。

【００２３】なお第１の実施例ではシャドウマスク７を
つかむ部分からフレーム８と溶接される領域までの外形
状は直角の段のついたものであったが、必ずしもこれに
限定されるものではなく、図４に示すようにシャドウマ
スク７とフレーム８との溶接時の末端部から、マスクチ
ャック部両端またはその延長線上とを結ぶ線がなめらか
な曲線あるいは直線形状でもよい。

【００２４】以上のように本発明の第１の実施例に係る
カラー陰極線管は、架張時あるいは熱処理時におけるシ
ャドウマスクとフレームとの溶接部近傍でのしわの発生
を抑制するため、優れた色純度を実現することができ
る。

【００２５】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。

【００２６】図５は本発明の第２の実施例に係るシャド
ウマスクの架張工程を示す上面図である。本実施例では
シャドウマスク７においてマスク引張り方向１５に平行
な両端の無孔領域１４に、マスク有孔領域１３のコーナ
ー部に近接する切り欠き部１６を形成した。この切り欠
き部１６は、半径５ｍｍ程度の半円弧からなり、その円
弧中心は有孔領域の上下端の延長線上に位置することで
形成している。こうすることで第１の実施形態と同様
に、シャドウマスク７に所定の架張方向１５への張力を
付加することによってマスク有孔領域１３の長軸方向へ
はたらく力を大きくすることができ、第１の実施形態と
同様の効果を発揮することができる。なおこの切り欠き
部１６のマスクに対する切り欠き深さはマスク無孔領域
１４の幅に対して１／２程度までがよい。また楕円形状
に切り欠き部１６を形成してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マスクとフレームとの溶接線上における前記マスクの長
軸方向長さａより、溶接の際に前記マスクをチャックす
る部分の長軸方向長さｂの方が大にすることによって、
主としてマスク板とフレームとの溶接部近傍に発生する
局部的なしわを防止して開孔の位置ずれをなくしたシャ
ドウマスクを製造することができ、そのシャドウマスク
を用いることによって優れた色純度を実現できるカラー
陰極線管が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るカラー陰極線管の
部分断面図

【図２】本発明の第１の実施例に係るカラー陰極線管の
シャドウマスク構体を示す斜視図

【図３】本発明の第１の実施例に係るシャドウマスク構
体製造時のマスク平板架張工程を示す斜視図

【図４】本発明の第１の実施例に係るマスク平板架張工
程の上面図

【図５】本発明の第２の実施例に係るマスク平板架張工
程の上面図

【図６】従来の色選別電極の種類を示す斜視図

【符号の説明】

１ 蛍光体スクリーン ２ パネル ３ ファンネル ７ シャドウマスク ８ フレーム ９ シャドウマスク構体 １０ 弾性支持体 １１ パネルピン １４ 無孔領域 １６ 切り欠き部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクと、このマスクと溶接したフレー
   ムを有する色選別電極構体の製造方法において、前記マ
   スクと前記フレームとの溶接線上における前記マスクの
   長軸方向長さａより、溶接の際に前記マスクをチャック
   する部分の長軸方向長さｂの方が大であることを特徴と
   する色選別電極構体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記マスクと前記フレームとの溶接線上
   における前記マスクの長軸方向長さａと、溶接の際に前
   記マスクをチャックする部分の長軸方向長さｂとが １．３８≧ｂ／ａ≧１．０２ の関係を満足することを特徴とする請求項１記載の色選
   別電極構体の製造方法。
3. 【請求項３】 前記マスクと前記フレームの溶接部の両
   端部と、前記マスクをチャックする部分の両端部または
   その延長線部とを結ぶ線が直線もしくは滑らかな曲線で
   あることを特徴とする請求項１または２いずれか記載の
   色選別電極構体の製造方法。
4. 【請求項４】 マスクと、このマスクと溶接したフレー
   ムを有する色選別電極構体の製造方法において、前記マ
   スクの有孔領域のコーナー部に近接する無孔領域部に、
   切り欠き形状を設けて架張する工程を有することを特徴
   とする色選別電極構体の製造方法。
5. 【請求項５】 前記切り欠き形状は、前記有孔領域の上
   下端の延長線上にあり、その形状が円弧またはだ円形状
   からなることを特徴とする請求項４記載の色選別電極構
   体の製造方法。
6. 【請求項６】 マスクと前記マスクを支持するフレーム
   を有するカラー陰極線管において、前記マスクの有孔領
   域のコーナー部に近接する無孔領域部に、切り欠き形状
   を設けたことを特徴とするカラー陰極線管。
7. 【請求項７】 前記切り欠き形状は、前記有孔領域の上
   下端の延長線上にあり、その形状が円弧またはだ円形状
   からなることを特徴とする請求項６記載のカラー陰極線
   管。