JPH02204943A - 展張型シヤドウマスク構体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はカラー陰極線管のシャドウマスク構体、およ
びその製造方法に関する。

［従来の技術］ 第７図は、例えば従来の”　トリニトロン”　（ソニー
社商標）方式カラー受像管用シャドウマスクの構造を示
す図である。図において（１）は強固な金属で構成され
少なくとも対応する二辺が略円筒曲面の一部より成る円
弧状のフレーム、（２）はスリット孔を有する清秋のシ
ャドウグリルであり、フレーム（１）の円弧状の部分に
矢印Ａ方向に強く展張してその端部を溶接固定された帯
状金属シート（厚さ０．１〜０．３ｍｍ　）で構成され
ている。

（３）は弾力性を有する金属より成ってフレーム（１）
を支持するばねであり、ガラス外囲器（図示せず）に一
体に取り付けられた複数個のビンに対応して位置決めさ
れている。なお、内面に三色のトリプレット蛍光体が塗
布されたガラス外囲器の窓部分はほぼ円筒曲面に形成さ
れており、シャドウグリル（２）の面とほぼ等間隔で平
行に載置されている。

第８図は、例えば”テンションマスク“　（米国のゼニ
ス社開発）方式カラー受像管と同じ動作原理に基ずくシ
ャドウマスクの構造を示すものである。図において（１
）はフレームであり、強固な金属で構成され、少なくと
も一面が完全な平面を有する。（４）は規則的に配置さ
れた円孔を有するアパーチャマスクであり、フレーム（
１）の平面に、全方向に強く展張して周辺部を溶接固定
された金属シート（厚さ約２５ミクロンメートル）で構
成される。（３）はフレーム（１）の支持ばねであり、
第７図のそれと同じ目的機能を持つ。なお、この従来例
のガラス外囲器（図示せず）の窓部分はほぼ平面であり
アパーチャマスク（４）の面とほぼ等間隔で平行に配置
されている。

次に動作について説明する。シャドウマスクは、現在ま
で最も一般的な三ビーム式受像管に用いられ、成る集中
角度を持って蛍光面に入射する三木の電子ビームが第７
図のシャドウグリル（２）のスリット孔、または第８図
のアパーチャマスク（４）の円孔を通過するときの視差
を利用して、対応する三色で構成されるトリブレット蛍
光体の色選別を行う機構の一般的名称であって、その原
理的作用動作は広く知られているので説明は省略する。

この第７図のトリニトロン方式および第８図のテンショ
ンマスク方式は共に強い張力によってそれぞれシャドウ
グリル（２）およびアパーチャマスク（４）の形状維持
を行う点に特徴がある。したがってフレーム（１）はプ
ロセス中の取り扱い、および熱処理工程、運搬中の振動
衝撃等にもその張力に打ち膀つ十分な強度を有する必要
がある。このような展張型シャドウマスクにおいては、
成る程度まで張力による伸縮吸収があるため、一般の球
面状シャドウマスクに見られる電子ビーム衝撃による熱
膨張変形（ドーミング現象）が防止され、比較的大電流
にもスリット孔または円孔と、それぞれに対応する蛍光
体トリプレットとの相対位置のずれで生ずるミスランデ
ィングによる色むらが発生しにくく、高輝度化設計が可
能と成る。

また支持ばね（３）は、フレーム（１）と同様の熱的１
機減的環境条件においてそれらを吸収し、位置精度を維
持再現する特性を有するように設計されている。

第７図のトリニトロン方式の場合は、前述のように、ガ
ラス窓部が円筒曲面を有するため、大気圧に対して強固
に設計でき、大型の外囲器の実用化が可能と成る。また
、金属シートに規則的に配列された孔を設ける方法とし
てホトエツチングが一般的であるが、均一性の面から、
孔径は金属シートの厚さの７０〜８０％に制限される。

したがって、機械的強度上比較的厚い金属シートの必要
な一般の球面状シャドウマスク、およびトリニトロン方
式の場合、小孔の必要なファインピッチマスクは、物理
的または経済的に困難であるが、第８図のテンションマ
スク方式においては、極めて薄い金属シートのアパーチ
ャマスクを使用できるため、円孔の間隔（ピッチ）に実
用上の制限がなく、安価に高解像度ファインピッチマス
クが得られ、また展張力の面でも有利であり軽いフレー
ム設計が可能と成る。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の展張型シャドウマスクは以上のように構成されて
いるので、トリニトロン方式のシャドウグリル（２）を
構成する継ぎ目の無いスリット孔の清秋の金属シートは
、それ自体で形状を維持し難く、保存取り扱い時とも何
らかの手段で常時展張しておく不便さがあり、またフレ
ーム（１）への溶接固定するための生産性も極めて悪い
。また、清秋の金属シートは多数の細い金属線より成る
一種の弦であって振動しやすいため極めて強い張力が必
要でありフレーム（１）は強度上大きく重くなるし、支
持ばね（３）も大きく強いものとなり熱工程でガラス外
囲器を変形させ易く、機械精度的にも作業性の面からも
不利である。

対してテンションマスク方式のアパーチャマスク（４）
は、ガラス外囲器の窓がほぼ平面であるため大気圧に対
する強度上外囲器の大型化が困難である。

また、円筒面状に成形されたフレームに、薄いアパーチ
ャマスクを全方向に所定の張力でもって展張した状態で
溶接固定することは、極めて困難な作業であり、製品の
ばらつきが大きく、また生産性が極めて悪いという問題
点があった。

請求項１の発明は上記のような問題点を解消するために
成されたもので、ガラス外囲器の大型化、フレーム軽量
化、生産性の高いファインピッチ化が可能な安価なカラ
ー受像管用展張型シャドウマスクを得ることを特徴とす
る 請求項２の発明は展張型シャドウマスク構体の生産性が
高く、かつ精度のよい製造方法を得ることを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 請求項１の発明に係る展張型シャドウマスクは、円筒面
に形成されたフレームに、円孔または矩形孔を有する極
薄い金属シートを全方向に展張して溶接固定したシャド
ウマスクであって、金属シートよりフレームを熱膨張率
の大きい材料で構成した点を特徴とする。

また、請求項２の発明に係るシャドウマスク構体の製造
方法は、平板状に形成されたフレームに、全方向に展張
した薄い金属シートよりなるアパーチャマスクを溶接固
定し、しかるのち円筒形状にプレス成形するようにした
点を特徴とする。

［作用］ 請求項１の発明によれば、フレームの熱膨張率を金属シ
ートのそれより大きい材料で構成したので、シャドウマ
スクの温度が変化しても、常に展張力が加えられている
ので、アパーチャの形状を維持することができ、大型化
、軽量化および高解像度ファインピッチ・高輝度化が可
能と成る。

また、請求項２の発明によれば、平板状のマスクにアパ
ーチャを展張して固定するので、正確な展張力を加えた
状態でフレームに固定することができる。プレス成形に
よってアパーチャマスクに加わる張力は定量的に把握で
きるので、フレームにアパーチャマスクを固定する降、
展張力を調節しておくことにより、成形後のアパーチャ
マスクに加わる展張力を正確に所望のパターンにするこ
とができる。

［発明の実施例コ 以下、請求項１の発明の一実施例を第１図について説明
する。図において、フレーム（１）は−面がほぼ円筒曲
面の一部（対向する二辺が円弧状に、他の二辺が直線状
に）と成るように成形され、凸面側に平坦な面（１ａ）
を有する断面り形の強固な鋼材等で構成されている。（
５）はアパーチャマスクで、フレーム（１）の平坦な面
（ｌａ）に全周が溶接固定され、一定間隔で規則的に配
列された円孔または矩形孔（典型的には孔径０．１〜０
．２５ｍ＋ａ）を有する極く薄いアンバー等の低熱膨張
率の合金にて構成された極めて薄い金属シート（典型的
には厚さ２０〜３０ミクロンメートル）より成る。

（２０）はスポット抵抗溶接点であり、アパーチャマス
ク（５）を全方向に均一に展張された状態でフレーム（
１）の平坦面（１ａ）に溶着固定するためのものである
。（３）は支持ばねであり、ガラス外囲器（図示せず）
に一体に取り付けられた複数個のビンに対応して位置決
めされる。

なお、アパーチャマスク（５）と対向するガラス外囲器
の窓部分（図示せず）は、はぼ円筒面状に形成されてお
り、互いにほぼ等間隔で平行に配置されることは従来例
と同様である。

次にこの実施例の作用について説明する。この実施例の
展張型シャドウマスクは、極めて薄い有孔金属シートで
構成されたアパーチャマスク（５）が、全方向にほぼ均
一に展張された状態でフレーム（１）に固定されている
。然し、カラー受像管動作中の電子ビーム？ＴＩ撃によ
る熱膨張伸張量があるため、アパーチャマスク（５）の
張力が減少し、極端な場合は緩みが生じるが、フレーム
（１）は熱膨張率が大きく、このアパーチャマスクの緩
みを吸収するため、見掛は上熱変形が生じない。したが
って、従来のシャドウマスクに比べて大電流においても
“ミスランディングによる色むらが発生しにくく、高輝
度化が可能である。

また、この実施例では孔径に比べて十分薄い金属シート
のアパーチャマスクを用いるため、ホトエツチングの加
工時間が短縮され歩留まりがよいためコストが下る。ざ
らに、小孔エツチングの物理的制約が緩和されるため、
加工精度良く高品質のファインピッチ化が実現できる。

また、トリニトロン方式のシャドウマスクに比べて、金
属シートが薄いため展張力が小さくでき、軽量のフレー
ム（１）を使用しつる上に支持ばね（３）が弱いもので
足りるので作業生が向上する。

第２図は請求項１の発明の他の実施例を示す図で、フレ
ーム（ｌｂ）　、　（ｌｃ）の二種の熱膨張率の異なる
材料、例えば（ｌｂ）の部分はＦｅ−Ｎｉ金属、（ｌｃ
）の部分は鋼材で構成される。このようにすると、フレ
ーム（１）は異種材料およびその長さの組み合わせによ
って熱膨張の大きさ、およびその分布を任意に選ぶこと
が可能と成り、適度のアパーチャマスク（５）の展張力
を維持し、また展張力の分布を制御して皺の発生を防止
することができる。

つぎに、請求項２の発明の一実施例を説明する。第３図
ないし第６図はこの実施例の製造工程を示す図である。

第３図において、（１）は平面状に形成され、−面が完
全に平坦面（１ａ）を有する断面り形の強固な金属材よ
りなるフレーム、（５）は一定間隔で規則的に配列され
た円孔又は矩形孔（典型的には孔径０．１〜０．２５ｍ
ｍ）を有する掻く薄い金属シート（典型的には厚さ２０
〜３０ミクロンメートル）より成るアパーチャマスク、
（１０ａ）　、　（１０ｂ）　・・・（１０ｎ）はアパ
ーチャマスク（５）を全方向に均一に展張する引張力で
あり、アパーチャマスク（５）は、この状態の下でフレ
ーム（１）の平坦面（１ａ）に、所定の間隔でもってス
ポット溶接して固着され、フレーム（１）よりはみ出す
部分は切断除去される。

第４図はこのフラットなシャドウマスク構体（６）を示
しており（２０）はスポット抵抗溶接点である。つぎに
このシャドウマスク構体（６）　は、円筒面にプレス成
形される。すなわち、第５図に示すように、下金型（３
０）のほぼ円筒状の凹形成形面上に載置され、円筒面状
の凸形状を成すプレス上金型（３１）によってプレス成
形される。

第６図はこのようにして成形されたシャドウマスクの構
体を示す図であり、（３）は支持ばねである。

このようにすると、円筒状に成形したフレームに、アパ
ーチャマスク（５）を展張して周禄を溶接するのに較べ
て、はるかに製造が容易となる。

なお、金属シートの厚さは、圧延加工の精度、取り扱い
および展張の容易さ、フレーム構造等を含めた材料、お
よびプロセス上の経済性の観点から、現在の技術では、
孔径の２０％前後が実用的であることを実験的に確かめ
られたが、更に薄い金属シートの方が望ましい。

［発明の効果］ 以上のように、請求項１の発明によればほぼ円筒曲面を
有する展張型シャドウマスクの大型化が可能となり、実
動時の温度変化によっても常に均一に展張した薄いアパ
ーチャマスクが得られるので、安価で高輝度・高解像度
ファインピッチの展張型シャドウマスク構体が得られる
効果がある。

また、請求項２の発明によれば、極めて薄いアパーチャ
マスクを円筒面状のフレームに所望の展張力でもって取
り付けたシャドウマスク構体を高精度かつ簡易な工程で
もって製造できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１の発明の一実施例の斜視図、第２図は
請求項１の発明の他の実施例の斜視図、第３図ないし第
６図は請求項２の発明の一実施例の製造工程を示す図、
第７図は従来のトリニトロン方式のシャドウマスク構体
の斜視図、第８図は従来の展張型シャドウマスク構体の
斜視図である。 （１）・・・フレーム、（ｌａ）・・・前面、（３）・
・・支持ばね、（５）　・・・アパーチャマスク、（１
０ａ）　〜（１０ｈ）・・・展張力、（２０）・・・ス
ポット溶接点、（３０）・・・プレス下金型、（３１）
・・・プレス上金型。 なお、各図中、同一符号は同一　または相当部分を示す
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前面がほぼ円筒状に形成されたフレームと、この
   フレームの前面に全方向に展張力が加えられた状態で全
   周縁部で溶接固着されてなるアパーチャマスクとを備え
   、上記アパーチャマスクを数１０ミクロンメートルの極
   めて薄い金属シートで形成するとともに上記フレームを
   上記金属シートより熱膨張率の大きい材料で形成してな
   る展張型シャドウマスク構体。
2. （２）平板状に形成されたフレームに、厚さ数１０ミク
   ロンメートルの極めて薄い金属シートに電子ビーム通過
   孔が形成されたアパーチャマスクを全方向に展張した状
   態のもとでその周縁を上記フレームの平坦面に溶接して
   固着する工程と、ついでこの平板状のシャドウマスク構
   体を円筒型状にプレス成形する工程とを含む展張型シャ
   ドウマスク構体の製造方法。