JP2005259644A

JP2005259644A - 陰極線管及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005259644A
Application number: JP2004072881A
Authority: JP
Inventors: Toshibumi Nakatani; 俊文中谷; Toru Ebihara; 徹海老原
Original assignee: Matsushita Toshiba Picture Display Co Ltd
Current assignee: MT Picture Display Co Ltd
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】フレームの固定部の位置ばらつきが大きくても、スプリング部材の位置精度を確保でき、シャドウマスクの電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーンの蛍光体ドットの相互位置ずれを防止し、良好な画像を表示できるカラー陰極線管及びその製造方法を提供する。
【解決手段】枠状のフレームにシャドウマスクが架張保持されたシャドウマスク構体を外囲器内に備えた陰極線管であって、前記フレームに設けた固定部に固定され、前記シャドウマスク構体を前記外囲器内に保持するスプリング部材をさらに備えており、前記スプリング部材は、隙間を介して前記固定部に固定されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、テレビジョンやコンピュータディスプレイ等に用いられるカラー陰極線管に関し、特にシャドウマスクのスプリング部材の固定構造に関する。

一般に、カラー陰極線管は、電子銃から射出される３本の電子ビームに対して色選別を行うためのシャドウマスク（色選別電極）を備えており、シャドウマスクがフレームに固定されてシャドウマスク構体を形成している。シャドウマスク構体を形成するフレームには、スプリング部材が取り付けられている。シャドウマスク構体は、このスプリング部材を介して外囲器内に係止されている。

近年、カラー陰極線管の前面パネルの平面化に伴い、シャドウマスクも平面化している。シャドウマスクが平面化してくると、従来のようにシャドウマスクを単にフレームに接合して支持する構成では、シャドウマスクの平面を維持することが困難になる。また、この構成では外部からの振動によりシャドウマスクが容易に振動してしまい、カラー陰極線管の表示画面に悪影響を与えることになる。このため、シャドウマスクに一定の引張力を加えてフレームに架張保持することが行なわれている。

一方、シャドウマスに電子ビームが衝突すると、シャドウマスクが熱膨張してシャドウマスクが変形するドーミング現象が生じる。シャドウマスクが平面化することにより、特に画面両端部近傍において、ドーミング現象による電子ビームの変位量が大きくなり、色ずれが生じやすい。

このため、シャドウマスクの架張保持において、電子ビームの衝突による熱膨張を吸収させるべく、シャドウマスクにはその弾性限度に近い実用最大限のレベルの引張力を加えるようにしている。このような架張保持によれば、シャドウマスクの温度上昇による熱膨張を吸収し、シャドウマスクの電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーンの蛍光体ドットとの相互位置ずれを防止することができる。

図６Ａは、従来のシャドウマスク構体の一例の斜視図を示している。フレーム１０１は、対向する一対の支持体１０２間に一対の弾性支持体１０３が溶接等で固定されて形成されている。弾性支持体１０３には、フレーム１０１のコーナ部に相当する４箇所にスプリング固定板１０４が抵抗溶接等により固定されている。

また、平板状のシャドウマスク１０６にフレーム１０１への加圧と逆方向の引張力を加えた状態で、フレーム１０１の上面にシャドウマスク１０６が抵抗溶接等により接合されている。

図６Ｂは、図６Ａに示したシャドウマスク構体１１０のスプリング部材の斜視図を示している。スプリング部材１０９は、孔１０９ａが形成された弾性部材１１１と板状部材１１２とで構成されている。孔１０９ａは、フェースパネル（図示せず）に固定されたパネルピン（図示せず）に嵌合する。また、板状部材１１２は、スプリング固定板１０４に面状に密着固定される。

弾性部材１１１の左右両側に突出部１１１ａが、板状部材１１２の左右両側にガイド１１２ａが形成されている。これらを備えたことにより、陰極線管の落下時に、突出部１１１ａがガイド１１２ａに衝突し、弾性部材１１１の動きが規制されることになる。この規
制により、スプリング部材１０９に発生する応力を抑制し、落下のような衝撃が加わった後も、スプリング部材１０９がもとの状態に復帰することにより、シャドウマスク構体１１０の位置の再現性を確保することができる。

また、特許文献１には、溶接後のスプリングホルダの傾きを一定にする技術が提案されている。特許文献１の構成は、スプリングホルダの接合位置は、フレームのコーナ部ではなく、フレームの各辺の略中央部ではあるが、スプリングホルダを面状に密着固定させる点は、図６Ａ、Ｂに示した構成と同様である。
特開平８−３３９７５９号公報

しかしながら、前記のような従来のスプリング部材の固定構造の場合、スプリング部材１０９をフレーム１０１に固定する際、固定板１０４の位置、形状にならってスプリン部材１０９は固定されることになる。一方、シャドウマスク構体１１０の製造工程において、固定板１０４の位置、形状には組立誤差、架張保持による変形による誤差等の様々な誤差が発生する。

スプリング部材１０９は、シャドウマスク構体１１０を外囲器内の所定位置に保持するとともに、電子ビーム射突によるシャドウマスク１０６の熱膨張により発生する電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーンの蛍光体ドットとの相互位置ずれを補正するというものである。しかし、前記のようなシャドウマスク構体や固定板の誤差に起因してスプリング部材１０９の位置がずれてしまうと、この補正が適切でなくなるため、シャドウマスク１０６の電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーンの蛍光体ドットの相互位置ずれが発生し、良好な画像を表示できなくなるという問題があった。

本発明は、前記のような従来の問題を解決するためのものであり、フレームの固定部の位置ばらつきが大きくても、スプリング部材の位置精度を確保でき、シャドウマスクの電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーンの蛍光体ドットの相互位置ずれを防止し、良好な画像を表示できるカラー陰極線管及びその製造方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の陰極線管は、枠状のフレームにシャドウマスクが架張保持されたシャドウマスク構体を外囲器内に備えた陰極線管であって、前記フレームに設けた固定部に固定され、前記シャドウマスク構体を前記外囲器内に保持するスプリング部材をさらに備えており、前記スプリング部材は、隙間を介して前記固定部に固定されていることを特徴とする。

また、本発明の陰極線管の製造方法は、枠状のフレームにシャドウマスクが架張保持されたシャドウマスク構体を外囲器内に備えた陰極線管の製造方法であって、前記シャドウマスク構体を前記外囲器内に保持するスプリング部材を、前記フレームに設けた固定部に固定する工程を備えており、前記スプリング部材の固定は、前記固定部との間に隙間を形成し、かつ前記スプリング部材を設計基準位置に配置した状態で行うことを特徴とする。

本発明によれば、フレームの固定部の位置ばらつきが大きくても、スプリング部材の位置精度を確保でき、シャドウマスクの電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーンの蛍光体ドットの相互位置ずれを防止し、良好な画像を表示することができる。

本発明によれば、スプリング部材をフレームの固定部との間に隙間を形成した状態で固定するので、フレームの固定部の位置ばらつきが大きくても、スプリング部材の位置精度を確保でき、シャドウマスクの電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーンの蛍光体ドットの相互位置ずれを防止し、良好な画像を表示することができる。

前記本発明の陰極線管によれば、前記スプリング部材は溶接により前記固定部に固定されており、前記スプリング部材は、前記溶接前の状態において突出部が形成されており、前記溶接により溶融した前記突出部の溶融材が前記隙間の一部を埋めていることが好ましい。

また、前記本発明の陰極線管によれば、前記スプリング部材を溶接により前記固定板に固定し、前記スプリング部材に、突出部が形成された部材を用い、前記突出部の位置を溶接位置とし、溶接により溶融させた前記突出部の溶融材で前記隙間の一部を埋めることが好ましい。

これらの好ましい構成によれば、スプリング部材と固定部との接合強度を高くでき、スプリング部材と固定部との間の隙間を大きくできるので、生産上の裕度をより高めることができる。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る陰極線管１０の概略構成図である。図１において、外囲器１はガラス材で形成されており、パネル２と、パネル２のスカート部２ａに接合されたファンネル３と、ファンネル３の小径部から伸びたネック４とを有している。パネル２の内面２ｃには、ストライプ状の黒色遮光層を含む蛍光体スクリーン５が形成されている。

外囲器１内には、色選別電極構体であるシャドウマスク構体６が蛍光体スクリーン５に対向して配置されている。このシャドウマスク構体６は、枠状のフレーム９に、シャドウマスク（色選別電極）８を接合して形成したものである。シャドウマスク構体６は、フレーム９に設けられたスプリング部材１７を、パネル２のスカート部２ａに埋設されたスタッドピン１１に係止することで、パネル２の内面に支持されている。

ネック４内には、３本の電子ビームを放出する電子銃１２が配置されている。電子銃１２から放出された電子ビームは、ファンネル３の外側に取り付けられた偏向ヨーク１３により偏向され、シャドウマスク構体６を介して、蛍光体スクリーン５上を水平、垂直走査され、このことにより画像が表示される。

以下、本発明の一実施の形態に係るシャドウマスク構体について、製造工程順に説明する。図２Ａは、シャドウマスク８をフレーム９に溶接する工程を示した斜視図である。図２Ｂは完成後の色選別電極構体６の斜視図である。シャドウマスク８は、金属薄板の領域８ａに多数の電子ビーム通過孔を形成したものである。

フレーム９は、対向する一対の支持体１４間に一対の弾性支持体１５が溶接等で固定されて枠状に形成されたものである。弾性支持体１５には、フレーム９のコーナ部に相当する４箇所に固定部である固定板１６が抵抗溶接等により固定されている。フレーム９は完成後、フレーム９への黒化被膜を形成し、かつ溶接等による熱歪を除去するため、５００〜６００℃の温度範囲内で加熱処理を行う。加熱処理後、支持材１４の上面１４ａを所定の形状となるよう切削加工を行う。

切削加工後、シャドウマスク８をフレーム９に接合する。まず、フレーム９には、支持体１４の外側から内側に向かう方向（支持体１４間の間隔が縮む方向）に加圧力Ｆを加え
、フレーム１を加圧変形保持する。一方、シャドウマスク８にはフレーム９への加圧力Ｆと逆方向の引張力Ｔを加える。この状態で、支持体１４の上面１４ａとシャドウマスク８を接触させ、その接触部を抵抗溶接等の手段で固定する。

フレーム９とシャドウマスク８を溶接固定後、フレーム９への加圧力Ｆとシャドウマスク８への引張力Ｔを開放し、シャドウマスク８のフレーム９への架張保持が完了する。この後、シャドウマスク８の余分な部分（支持体１４より外側にみ出した部分）を切り離し、シャドウマスク８の振動を防止する振動防止部材（図示せず）をセットする。

次に、シャドウマスク８のコーナ部４箇所の固定板１６にスプリング部材１７を溶接等により固定し、シャドウマスク６に黒化被膜を形成する加熱工程を経て、図２Ｂに示したシャドウマスク構体６を得る。

図３は、図２Ａに示したシャドウマスク構体６のコーナ部の拡大斜視図である。スプリング部材１７は、弾性部材１８と板状部材１９とで構成されている。詳細は後に説明するが、スプリング部材１７は、板状部材１９と固定板１６との間に隙間を形成して固定されている。弾性部材１８には、スタッドピン１１（図１）と係合する孔２０が形成されている。なお、孔２０の詳細形状は省略し、単純な丸孔で図示している。

スプリング部材１７を備えたことにより、スタッドピン１１を介し、シャドウマスク構体６を外囲器１（図１）内の所定位置に保持することができる。また、電子銃１２（図１）からの電子ビーム射突によるシャドウマスク８の熱膨張により発生する電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーン５（図１）の蛍光体ドットとの相互位置ずれを補正することができる。

また、図３に示したスプリング部材１７は、弾性部材１１の左右両側には突出部１８ａが形成され、板状部材１９の左右両側にはガイド１９ａが形成されている。これらを備えたことにより、陰極線管の落下時、ガイド１９ａ同士間に入った突出部１８ａは板状部材１９と衝突する位置までしか移動しないため、スプリング部材１７の動きをある程度までに留めるよう規制することになる。この規制により、スプリング部材１７には無理な応力がかからないので塑性変形等が生じず、落下等による衝撃が加わった後も、スプリング部材１７がもとの状態に復帰することにより、シャドウマスク構体６の位置の再現性を確保することができる。

図４は、図３において矢印Ｈ方向から見た図である。スプリング部材１７の板状部材１９は、溶融部２３を介して固定板１６に固定されており、板状部材１９と固定板１３との間には隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓの設定は、例えば０．７ｍｍである。

図５Ａは、板状部材の第１の実施例の平面図であり、図５Ｂは板状部材の第２の実施例の平面図である。図５Ｂの板状部材２２は、図５Ａの板状部材１９のガイド１９ａに相当するガイド２２ａを備えている。板状部材２２は、さらに、突出部２２ｂを備えている。板状部材２２は、突出部２２ｂの位置でＴＩＧ溶接等により固定板１６に溶接固定される。

この溶接の際に、固定突出部２２ｂが溶融し、この溶融材が板状部材２２と固定板１６との間の隙間Ｓの一部を埋めることになる。このことにより、図５Ａの板状部材１９を用いた場合に比べ、固定強度を向上させることができる。固定突出部２２ｂの大きさは、例えば幅７ｍｍ、突出量３ｍｍである。この場合、隙間Ｓは最大２ｍｍ程度とすることが可能であった。

また、スプリング部材１７の引張試験を実施したところ、板状部材１９、２２のいずれを用いた場合も、せん断方向、剥離方向ともに、従来の密着固定構造と比較して、同等の強度を確保できることを確認した。また、図５Ａに示した板状部材１９は、構造が簡単であり隙間Ｓも十分形成できるが、生産上の裕度をより高める必要がある場合には、図５Ｂに示した板状部材２２の方が好ましい。

このように、隙間Ｓを形成してスプリング部材１７を固定板１６に固定することにより、シャドウマスク構体６の製造工程での誤差の累積による固定板１６の固定位置の位置精度を大幅に許容することが可能となり、固定板１６位置精度のばらつきが大きくても、スプリング部材１７を実質的に設計位置に固定することが可能になる。このことについて、具体的に説明する。

シャドウマスク構体６の製造工程において、固定板１６の位置、形状には様々な誤差が発生する。具体的には、弾性支持体１５の加工時の寸法誤差Ａ、固定板１６をフレーム９に固定する際の寸法誤差Ｂ、フレーム９自体の組立誤差Ｃ、フレーム９の溶接固定時の溶接熱歪による誤差Ｄ、フレーム９の加熱処理による誤差Ｅ、架張保持による変形による誤差Ｆが発生する。さらに、架張工程において、フレーム９を加圧することにより、固定板１６にねじれの力が作用し、固定板１６にねじれＧが発生する。

このように、固定板１６の位置（角度も含む）に対して誤差Ａ〜Ｆが、また、固定板１６の形状に対してねじれＧが発生する。これらの誤差、ねじれの発生により、固定板１６の位置精度には大きなばらつきが発生することになる。したがって固定板１６にスプリング部材１７を密着固定すると、固定板１６の位置精度のばらつきが、スプリング部材１７の位置にそのまま反映され、スプリング部材１７の位置精度にも大きなばらつきが発生してしまう。

本実施の形態では、スプリング部材１７を固定板１６に面状に密着固定するのではなく、隙間を介して固定板１６に固定するので、溶接前におけるスプリング部材１７の配置は、固定板１６の規制を受けることなく、設計基準位置に配置することが可能である。すなわち、溶接前にスプリング部材１７を正規の位置に配置しておき、この状態で溶接すれば、スプリング部材１７を設計基準位置に固定できることになる。したがって、固定板１６の位置精度に大きなばらつきがあっても、スプリング部材１７の配置位置の精度さえ確保しておけば、固定板１６の位置精度のばらつきの影響を受けることなく、スプリング部材１７を正規の位置に固定できることになる。

スプリング部材を固定板１６に面状に密着固定させる従来の構成において、固定板１６に必要とされる位置精度の許容度が±０．３ｍｍであった場合、本実施の形態の構成によればこの許容度を±０．７ｍｍにまで緩和することも可能である。この許容度の増加分は、溶接前における固定板１６との間の隙間を利用したスプリング部材の配置の調整で吸収できることになる。

このことにより、各部品精度の緩和、各工程での寸法管理の廃止、組立治具の調整の廃止等の利点がある。さらに、スプリング部材１７を実質的に設計位置に固定できるため、スプリング部材１７の機能を十分引き出すことができ、シャドウマスク８の電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーンの蛍光体ドットの相互位置ずれを防止し、良好な画像を表示できることになる。

なお、フレーム９とは別個に設けた固定板１６を固定部とした例で説明したが、フレーム９自体に固定部を形成してもよい。

本発明によれば、フレームの固定部の位置ばらつきが大きくても、スプリング部材の位置精度を確保でき、シャドウマスクの電子ビーム通過孔と蛍光体スクリーンの蛍光体ドットの相互位置ずれを防止し、良好な画像を表示することができるので、本発明は例えばテレビジョンやコンピュータディスプレイに用いられる陰極線管及びその製造方法に有用である。

本発明の一実施の形態に係るカラー陰極線管の概略構成図。本発明の一実施の形態に係るフレーム加圧工程の斜視図本発明の一実施の形態に係るシャドウマスク構体の斜視図。本発明の一実施の形態に係るスプリング部材の斜視図。図３に示したスプリング部材のＨ方向から見た図。本発明の一実施の形態に係る板状部材の平面図。本発明の一実施の形態に係る別の例の板状部材の平面図。従来のシャドウマスク構体の一例の斜視図。図６Ａに示したシャドウマスク構体のスプリング部材の斜視図。

符号の説明

１外囲器
６シャドウマスク構体
８シャドウマスク
９フレーム
１４支持体
１６固定板１６
１７スプリング部材
１８弾性支持体
２２ｂ突出部

Claims

枠状のフレームにシャドウマスクが架張保持されたシャドウマスク構体を外囲器内に備えた陰極線管であって、
前記フレームに設けた固定部に固定され、前記シャドウマスク構体を前記外囲器内に保持するスプリング部材をさらに備えており、
前記スプリング部材は、隙間を介して前記固定部に固定されていることを特徴とする陰極線管。
前記スプリング部材は溶接により前記固定部に固定されており、前記スプリング部材は、前記溶接前の状態において突出部が形成されており、前記溶接により溶融した前記突出部の溶融材が前記隙間の一部を埋めている請求項１に記載の陰極線管。
枠状のフレームにシャドウマスクが架張保持されたシャドウマスク構体を外囲器内に備えた陰極線管の製造方法であって、
前記シャドウマスク構体を前記外囲器内に保持するスプリング部材を、前記フレームに設けた固定部に固定する工程を備えており、
前記スプリング部材の固定は、前記固定部との間に隙間を形成し、かつ前記スプリング部材を設計基準位置に配置した状態で行うことを特徴とする陰極線管の製造方法。
前記スプリング部材を溶接により前記固定板に固定し、前記スプリング部材に、突出部が形成された部材を用い、前記突出部の位置を溶接位置とし、溶接により溶融させた前記突出部の溶融材で前記隙間の一部を埋める請求項３に記載の陰極線管の製造方法。