JP2002110057A - シャドウマスク構体及びカラー受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャドウマスクに張力を印加してマスクフレ
ームに張架する展張方式のシャドウマスク構体では、シ
ャドウマスクを張架保持するアーム部材の中央部分での
剛性が小さいために、軽量形のマスクフレームでは変形
が生じやすく、変形を起こすとシャドウマスクの固有振
動数が低下して振動特性の悪化や色ずれが発生していた
が、軽量化を損なうことなくこれらの悪化要因を除去し
たシャドウマスク構体及びカラー受像管を提供する。 【解決手段】 互いに対向する一対の断面円形状の第１
のアーム部材２５間にシャドウマスク１６を展張方式に
よって張架し、この第１のアーム部材２５に連接する一
対の断面円形状の第２のアーム部材２６とでシャドウマ
スク構体１８を構成し、第１のアーム部材２５のシャド
ウマスク１６の溶接面を、常に曲面状を呈するように形
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、展張方式によって
シャドウマスクを張架したシャドウマスク構体、並びに
このシャドウマスク構体を使用したカラー受像管に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般的にカラーテレビジョン受像
機やカラー端末ディスプレイ等に使用されているカラー
受像管は、図９に示すように、画面が略矩形状を呈する
フェースパネル８１と、このフェースパネル８１に一体
的に接合されたファンネル８２を有する外囲器８３を備
えており、このフェースパネル８１の内面には、赤、
青、緑に発光する３色蛍光体層を有する蛍光体スクリー
ン８４が形成されている。

【０００３】この外囲器８３内には、この蛍光体スクリ
ーン８４に対向して、電子ビーム８５が通過し、色選別
を行うためのシャドウマスク８６が、フェースパネル８
１の内側面にマスクフレーム８７を介して取着されてお
り、更にこのマスクフレーム８７には、その一端をマス
クフレーム８７に固定し、他方をファンネル８２の内壁
に沿って延在する磁気シールド板８８が取着されてい
る。

【０００４】また、ファンネル８２のネック８９内に
は、電子ビーム８５を放出する電子銃９０が配設されて
おり、この電子銃９０から放出された電子ビーム８５
を、ファンネル８２の外側に装着された偏向ヨーク９１
の発生する磁界によって偏向し、電子ビーム８５にて蛍
光体スクリーン８４を水平、垂直方向に走査することに
より、蛍光体スクリーン８４上にカラー画像を再生する
ように構成されている。

【０００５】ところで最近では、このようなカラー受像
管の大形、大画面化と共に、見易さの観点からその画面
の平坦化の要求も高くなってきており、特にカラー端末
ディスプレイ用のカラー受像管においては、これに加え
てより高い解像度も要求されるようになってきている。

【０００６】一般にシャドウマスク８６の曲率は、画面
が平坦になるほど大きくなり、厚さが百数十μｍ程度の
シャドウマスク８６では、プレス等で成形する場合は、
非常に高度な曲面設計とプレス技術が要求される。

【０００７】また、上記のような解像度を向上させるに
は、シャドウマスク８６の開孔ピッチを小さくして高精
細化を図る必要があるが、シャドウマスク８６の開孔
は、一般にエッチングによって穿設するために、このエ
ッチング工程を考慮すると、シャドウマスク８６の板厚
は薄い方が効率的である。

【０００８】その反面、シャドウマスク８６の機械的強
度の面からは、板厚の厚いものの方が有利であり、高精
細化を図るためには、このような相反する矛盾している
条件をクリアしていく必要がある。

【０００９】一方、シャドウマスク８６を少なく共一方
向に張力を加えた状態でマスクフレーム８７に張架する
展張方式のシャドウマスク８６においては、シャドウマ
スク８６の曲率半径が大きくなっても、比較的容易に製
造することが可能である。

【００１０】このような点から、大形のカラー受像管に
おいては、板厚が比較的薄い平坦なシャドウマスク８６
に張力を印加して、シャドウマスク８６をマスクフレー
ム８７に保持する展張方式が種々提案されているが、こ
れらの方式は、いずれも多数の開孔が穿設された平坦な
シャドウマスク８６に十分な張力を印加した状態で、シ
ャドウマスク８６の少なく共上下端周辺部をマスクフレ
ーム８７に固定保持する形態が採られている。

【００１１】この張力を印加する方法としても、また種
々の方法が考えられているが、その一つに特許第６０９
２２５号公報に開示されているように、細線スリット状
に構成されたシャドウマスク８６を、上下方向の垂直軸
外方向に弾性を持たせたマスクフレーム８７の両端にマ
スク固定片(図示せず)を取着し、このマスク固定片に固
定することで、シャドウマスク８６に垂直方向の張力を
印加したものが記載されている。

【００１２】この方法で用いられるマスクフレーム８７
は、全体として枠状に形成されているが、互いに離間し
て対向配置される２組のうちの一対の第１のアーム部材
（梁部材）は、シャドウマスク８６を溶接して保持する
マスク固定片として、断面形状がＬ字状の板材から成形
しており、他方の第２のアーム部材は、第１のアーム部
材の端部近傍に直交するように配置される断面形状が四
角形の棒材もしくはＬ字状の板材から構成されており、
これら第１及び第２のアーム部材をその端部で溶接して
固定し、全体として枠状のマスクフレーム８７を構成し
ている。

【００１３】このような構成のマスクフレーム８７で
は、加圧したマスクフレーム８７にシャドウマスク８６
を溶接する際に、シャドウマスク８６を溶接するマスク
フレーム８７の溶接面としては、板厚の幅を有する平坦
面しかなく、この平坦面も加圧によって斜めの形となる
ので、必然的に溶接部分はシャドウマスク８６と線接触
状態で溶接することを強いられ、溶接箇所の位置出しが
難しくなる。

【００１４】この問題を解決するために、第１のアーム
部材に別に作成されたより幅広の大きな面積を有するマ
スク固定片を溶接して、あるいは第１のアーム部材の端
面を斜めに研磨して、加圧した状態での溶接面が水平と
なるように加工して溶接面積を確保することが試みられ
ているが、工程数の増加や部品点数の増加を招き得策と
は言い難い。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このような展張方式の
シャドウマスク構体では、第２のアーム部材の軸が真直
ぐな場合や、第１のアーム部材と平行な方向に曲がった
形状となっている場合には、第１のアーム部材を加圧す
ることによって、第２のアーム部材が加圧方向と垂直な
方向に変位しようとするために、マスクフレーム８７に
捩れが発生し易くなる。この捩れ現象は、大形管用等マ
スクフレーム８７の大きさが大きい場合に特に問題とな
る。

【００１６】また、第１及び第２のアーム部材の当接部
分では、これらアーム部材同士が支え合う形をとるため
に剛性が高くなっているが、中央部分では何等保持する
部分がないので、端部に比較すると剛性が低下してい
る。このために張力が加えられたシャドウマスク８６を
溶接した場合に、第１のアーム部材の剛性の低い中央部
分の変形が大きくなり、張力が損なわれる結果となっ
て、シャドウマスク８６の中央部分に弛みが発生するこ
とがあり、この弛みが発生すると、シャドウマスク８６
の固有振動数を低下させ、振動特性が悪化する要因とな
っていた。

【００１７】本発明は、特に張力保持形の展張方式を採
用したシャドウマスク構体において有効であって、各部
材間の溶接も簡単に行うことができると共に、マスクフ
レームとしての変形が低く抑えられ、シャドウマスク中
央部分の弛みを防止したシャドウマスク構体及びカラー
受像管を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに対向す
る一対の断面円形状の第１のアーム部材と、この第１の
アーム部材端部に連接し、第１のアーム部材と共に略矩
形状を呈する互いに対向する一対の断面円形状の第２の
アーム部材と、第１のアーム部材間に張架されるシャド
ウマスクとを具備し、シャドウマスクと当接する第１の
アーム部材の当接面を曲面状となるようにシャドウマス
ク構体を構成した。

【００１９】また、内面に蛍光体スクリーンを有する矩
形状のフェースパネルと、このフェースパネルに連接す
る漏斗状のファンネルと、フェースパネル内に配置さ
れ、蛍光体スクリーンと所定の間隔を持って対峙するシ
ャドウマスクと、このシャドウマスクを保持する互いに
対向する一対の断面円形状の第１のアーム部材、この第
１のアーム部材端部に連接する互いに対向する一対の断
面円形状の第２のアーム部材から構成される略矩形状の
マスクフレームと、シャドウマスクを通して蛍光体スク
リーンを走査する電子ビームを放出する電子銃とを具備
し、シャドウマスクと当接する第１のアーム部材の当接
面を曲面状としたシャドウマスク構体を使用したカラー
受像管である。

【００２０】このように構成することにより、応力が分
散されると共に軽量ながらシャドウマスクに高張力を与
えることが可能で、シャドウマスクの溶接時の位置出し
も容易なために溶接作業も簡単となる。また、加圧前後
でのシャドウマスクの溶接部分の曲率にも変化が少なく
設計が簡単になるばかりでなく、第１のアーム部材の中
央部分の剛性も大きくなるので、シャドウマスク張架後
のシャドウマスクの緩みも改善される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明につき図面を参照し
て詳細に説明する。

【００２２】図１は、本発明に係るカラー受像管を示す
断面図であって、画面が略矩形状を呈するフェースパネ
ル１１と、このフェースパネル１１に一体的に接合され
たファンネル１２を有する外囲器１３を備えており、こ
のフェースパネル１１の内面には、赤、青、緑に発光す
る３色蛍光体層を有する蛍光体スクリーン１４が形成さ
れている。

【００２３】また、外囲器１３内には、この蛍光体スク
リーン１４に対向して、電子ビーム１５が通過し色選別
を行うためのシャドウマスク１６が、矩形枠状のマスク
フレーム１７に展張方式によって張架されてシャドウマ
スク構体１８が構成され、このシャドウマスク構体１８
は、フェースパネル１１の内側面に取着されている。こ
のシャドウマスク構体１８には、その一端をマスクフレ
ーム１７に固着し他端をファンネル１２の内壁に沿って
延在する磁気シールド板１９が取着されている。

【００２４】更に、ファンネル１２のネック２０内に
は、電子ビーム１５を放出する電子銃２１が配設されて
おり、この電子銃２１から放出された電子ビーム１５
を、ファンネル１２の外側に装着された偏向ヨーク２２
の発生する磁界によって偏向し、電子ビーム１５にて蛍
光体スクリーン１４を水平、垂直方向に走査することに
より、蛍光体スクリーン１４上にカラー画像を再生表示
するようにして、カラー受像管が構成されている。

【００２５】上記シャドウマスク構体１８は、図２に示
すように構成されている。即ち、多数の開孔２３を有す
る平板状で略矩形状を呈するアンバー材からなるシャド
ウマスク１６は、平坦で板厚の薄い矩形状の金属板２４
に多数のスロット状開孔２３が穿設されたものであり、
長辺が第１の軸（水平軸Ｘ）と平行であり、短辺が第２
の軸（垂直軸Ｙ）に平行である。

【００２６】一方、マスクフレーム１８は、円筒状に形
成され、中央部分の外径が最も大きく、端部方向に向か
うに従って漸次径小となるように形成され、その軸方向
部分にシャドウマスク１６を溶接して保持する一対の対
向する断面円形状の第１のアーム部材（梁部材）２５
と、この第１のアーム部材２５の端部に直交するように
配設される断面円形状の一対の対向する第２のアーム部
材２６を有している。

【００２７】この第１のアーム部材２５は、中空の金属
製の円筒状部材から形成されており、その中心軸は直線
状を呈し、シャドウマスク１６を溶接する側面は、中央
部分から端部方向にかけて漸次外径が小さくなるような
ゆるいテーパーを付けられた曲面状に形成される。

【００２８】また、第２のアーム部材２６は、同様に金
属製の円筒状部材から構成されており、側面から見た形
状が弓形となるように成形されており、この第２のアー
ム部材２６の端部は、第１のアーム部材２５の端部と略
直角になるように溶接されている。

【００２９】このマスクフレーム１８は、垂直軸Ｙ方向
に予め第１のアーム部材２５を互いに接近するように加
圧してマスクフレーム１８を圧縮しておき、またシャド
ウマスク１６は、予め垂直軸Ｙ方向に張力を加えておい
て、その状態で第１のアーム部材２５のシャドウマスク
１６取着部分にシャドウマスク１６端部を溶接し、溶接
後にマスクフレーム１８とシャドウマスク１６の夫々の
荷重を取除くことにより、シャドウマスク１６は、マス
クフレーム１８上に展張方式で張架される。

【００３０】このようにシャドウマスク構体１８を構成
することにより、第２のアーム部材２６を弓形に形成し
ているので、加圧時に加わる応力が第２のアーム部材２
６全体に分散され、応力が集中する部分がなく軽量であ
りながらシャドウマスク１６に高い張力を印加すること
が可能となる。また第１のアーム部材２５は、断面を円
形状としているために、加圧後においてもその形状に大
きな変化がなく、溶接の際の位置出しが容易となり、溶
接作業が簡単となるばかりでなく、マスクフレーム１７
の設計も簡単になる。

【００３１】また、第１のアーム部材２５の中央部分を
最も径大となる形状に構成したので、中央部分の曲げ剛
性が端部の曲げ剛性よりも大きくなるために、シャドウ
マスク１６の溶接後に第１のアーム部材２５の中央部分
が、シャドウマスク１６によって引張られにくくなり、
シャドウマスク１６の中央部分での張力の緩みを改善す
ることが可能となる。これらの点からシャドウマスク１
６の熱膨張による色ずれや振動特性の改善を図ることが
できる。

【００３２】このようなシャドウマスク構体１８は、こ
の構成だけに限定されずに図３に示すように構成しても
よい。以下の説明では、上記実施形態で説明したと同じ
構成については同じ符号を付して、その詳細な説明は省
略する。

【００３３】即ち、図３においては、第２のアーム部材
２６を側面から見た形状がコ字状を呈するように、より
簡単な形状で構成することで、第１のアーム部材２５と
一体的に成形することが可能となる。この点は、第１の
アーム部材２５をその外径が同一の大きさで形成すれ
ば、更に簡単に一体的に成形することも可能となる。

【００３４】図４は、図３に示したシャドウマスク構体
１８の第１のアーム部材２５と平行に第２のアーム部材
２６間に補強用の補強アーム部材２７を取着したもの
で、これによって第１のアーム部材２５側の強度を増す
ことが可能で、より垂直軸Ｙ方向の強度を増加させるこ
とができる。

【００３５】図５は、図４に示したシャドウマスク構体
１８の第１のアーム部材２５と補強アーム部材２７の中
央部分を連結部材２８で連結させたものである。この図
５では、第１のアーム部材２５の形状を、外径が同一の
もので構成した場合として図示している。

【００３６】このようにシャドウマスク構体１８を構成
することで、第１のアーム部材２５の中央部分の曲げ剛
性を実質的に大きくすることができるので、より張力に
抗する抵抗力を大きくすることが可能となる。

【００３７】図６は、第２のアーム部材２６の形状を、
カラー受像管の管軸方向に曲がるような変曲点を複数持
つような形状に構成している。このように構成すれば、
第１のアーム部材２５を加圧した際に生ずる応力を、更
に効率よく分散することが可能となり、強度増加に寄与
するものである。

【００３８】また、上記説明では、第１のアーム部材２
５として外径が中央部分で大きく、端部方向に向かうに
従って漸次径小となるような構成について主に説明した
が、図７に示すように、第１のアーム部材２５の外径を
一定とし、中空の内径側で調整することも可能である。

【００３９】即ち、第１のアーム部材２５の外径を一定
に保ち、その中空になされた内径側を中央部分で最も小
さく、端部方向に向かうに従って漸次径大となるように
形成すること、換言すれば、外径を一定のままで、その
肉厚を中央部分で最も厚くした肉厚部２９を設け、端部
方向に向かうに従って漸次薄くなるように形成してい
る。

【００４０】このように形成することで、中央部分の剛
性を確保することができる。勿論外径も上記と同様に変
化させて両者を組合せて使用することも可能であり、ま
た内径の連続した緩やかな変化を、段付きの階段状の変
化として形成することも可能である。

【００４１】更に、図８では、図７に示した第１のアー
ム部材２５の中央部分を連結した非貫通状態として形
成、換言すれば円柱状の第１のアーム部材２５の両端か
ら円錐状もしくは円錐台形状の孔３０を穿設したもので
ある。このように形成すれば中央部分の剛性を更に高め
ることができるばかりでなく、第１のアーム部材２５の
製造も孔３０を穿設するだけなので、簡略化させること
が可能となる。

【００４２】なお、本発明は、上記した実施形態に限定
されるものではなく、各実施形態を組合せることも可能
であり、また、シャドウマスク１６の開孔２３の形状
も、丸孔で対応すること、あるいはブリッジを有しない
グリル状とすることも可能であり、更に、蛍光体スクリ
ーン１４もブラックマトリクス構成としても差支えな
い。

【００４３】また、第１及び第２のアーム部材２５，２
６を断面円形状として説明しているが、楕円形状も円形
状の形態に含めることができ、更に第１のアーム部材２
５の中央部分をヤング率が大きい材料で形成し、端部に
向かうに従ってヤング率の小さな材料で構成しても同等
の効果が得られる等、その他種々の応用や変形が可能で
ある。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、展張
方式でシャドウマスクをマスクフレームに張架した場合
でも、軽量化を損なうことなく溶接時の位置出しが容易
で溶接作業が簡単となるばかりでなく、シャドウマスク
の溶接部分の曲率が加圧前後で大きく変動することがな
いために、マスクフレームの設計も簡略化でき、更に張
架したシャドウマスクの緩みも改善できるシャドウマス
ク構体を提供することができる。

【００４５】そして、このシャドウマスク構体を採用す
ることで、シャドウマスクの熱膨張による色ずれや振動
特性の改善されたカラー受像管を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー受像管を示す断面図。

【図２】本発明に係るシャドウマスク構体を示す斜視
図。

【図３】本発明に係るシャドウマスク構体の他の例を示
す斜視図。

【図４】同じくシャドウマスク構体の別の構成例を示す
斜視図。

【図５】同じくシャドウマスク構体の更に他の構成例を
示す斜視図。

【図６】同じくシャドウマスク構体のまた別の構成例を
示す斜視図。

【図７】同じくシャドウマスク構体を構成する第１のア
ーム部材の他の例を示す断面図。

【図８】同じく第１のアーム部材の更に他の例を示す断
面図。

【図９】従来のカラー受像管を示す断面図。

【符号の説明】

１１：フェースパネル １２：ファンネル １４：蛍光体スクリーン １５：電子ビーム １６：シャドウマスク １７：マスクフレーム １８：シャドウマスク構体 ２１：電子銃 ２５：第１のアーム部材 ２６：第２のアーム部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 徳夫 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号 株式 会社東芝深谷工場内 Ｆターム(参考） 5C031 EE08 EF05 EH06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する一対の断面円形状の第１
   のアーム部材と、 この第１のアーム部材端部に連接し、前記第１のアーム
   部材と共に略矩形状を呈する互いに対向する一対の断面
   円形状の第２のアーム部材と、 前記第１のアーム部材間に張架されるシャドウマスクと
   を具備し、 前記シャドウマスクと当接する前記第１のアーム部材の
   当接面を曲面状としたことを特徴とするシャドウマスク
   構体。
2. 【請求項２】 前記第１のアーム部材は、その中央部分
   を径大とし、端部方向に漸次径小となるように形成され
   ていることを特徴とする請求項１記載のシャドウマスク
   構体。
3. 【請求項３】 前記第１のアーム部材は、中空状に形成
   され、その中央部分の内径を小さく、端部方向に漸次そ
   の内径が大きくなるように形成したことを特徴とする請
   求項１記載のシャドウマスク構体。
4. 【請求項４】 前記第２のアーム部材は、略コ字状に形
   成され、その両端部を前記一対の第１のアーム部材の夫
   々と連接されていることを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれか一つに記載のシャドウマスク構体。
5. 【請求項５】 内面に蛍光体スクリーンを有する矩形状
   のフェースパネルと、 このフェースパネルに連接する漏斗状のファンネルと、 前記フェースパネル内に配置され、前記蛍光体スクリー
   ンと所定の間隔を持って対峙するシャドウマスクと、 このシャドウマスクを保持する互いに対向する一対の断
   面円形状の第１のアーム部材と、この第１のアーム部材
   端部に連接する互いに対向する一対の断面円形状の第２
   のアーム部材から構成される略矩形状のマスクフレーム
   と、 前記シャドウマスクを通して前記蛍光体スクリーンを走
   査する電子ビームを放出する電子銃とを具備し、 前記シャドウマスクと当接する前記第１のアーム部材の
   当接面を曲面状としたことを特徴とするカラー受像管。