JPH0479131A - カラー陰極線管のシャドウマスク構体 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、使用時にシャドウマスクが電子ビームの射突
によって温度上昇しても、色純度低下などが生じないよ
うにした、平面パネルと平坦なシャドウマスクとを用い
たカラー陰極線管のシャドウマスク構体に関する。

［従来の技術］ 従来は、陰極線管のガラスバルブの強度を向上させイン
プローションを防止する目的で、画面を表示するパネル
の形状を球面状にしていたが、近年、表示を見易くする
ため、また、高強度のガラスバルブを製造する技術も進
歩したため、平面パネルを用いた表示の見易い陰極線管
も実用されるようになった。シャドウマスク方式カラー
陰極線管の場合、平面パネルの管に対しては平坦面シャ
ドウマスクを用いる。このようにすると、球面状パネル
と球面状シャドウマスクを組合せて使用する従来のカラ
ー管では、使用中にシャドウマスクが電子ビームに射突
されて温度上昇し熱膨張した際、シャドウマスクが変形
してパネル内面の方へ膨れ呂るドーミングなどの現象が
生じ色純度の低下を招き易かったのに対し、平坦面シャ
ドウマスクに予め張力を印加してマスクフレームに張架
すれば、シャドウマスクが温度上昇して熱膨張した場合
でも、張力が残留、作用している限りシャドウマスクは
平坦な形状を維持できるという利点が得られる。

特開平２−７３３２号公報には、平坦なシャドウマスク
を張架したマスクフレームを、シャドウマスク有孔部分
の外方に延在させ、延在部分にシャドウマスクを固着さ
せる傾斜部を設けることが開示されている。この技術は
予め張力を印加されたシャドウマスクを張架するのに十
分な強度を有するマスクフレームを実用し、上記平坦な
シャドウマスクの利点を享受することを目的とする。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の技術には、温度上昇によって平坦で
はあるが熱膨張しているシャドウマスクの電子ビーム通
過孔と、金属のシャドウマスクに比較して殆ど熱膨張し
ないガラスパネル内面に形成された３原色螢光体のドツ
ト又はストライプとの温度上昇時の相対位置変化に対す
る配慮が十分になされておらず、電子ビームの螢光面到
達点ずれ（ミスランディング）により、使用中に色純度
低下が生ずる恐れがあるという問題があった。

本発明は、予め張力を印加してマスクフレームに張架し
た温度上昇時にも平坦なシャドウマスクを用い、しかも
熱膨張した際にはシャドウマスクがガラスパネル内面の
螢光面に近寄って色純度低下を抑制するようにしたカラ
ー陰極線管のシャドウマスク構体を提供することを目的
とする。

［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においては、常温時に
、シャドウマスク全面に所定の均等な張力が印加される
ように、シャドウマスクをマスクフレームに張架したカ
ラー陰極線管のシャドウマスク構体において、上記張力
によってマスクフレームに生じた弾性的変形のマスクフ
レーム横断面回転成分が、シャドウマスク有孔部とガラ
スパネル内面の間の距離を大きくするように構成した。

［作用］ 使用時には電子ビームの射突によってシャドウマスクは
温度上昇し熱膨張する。このような管で用いるシャドウ
マスクは薄く面積当りの質量も少ない。これに対し、マ
スクフレームは、予めシャドウマスクに印加する張力に
対しく断面の回転変形は生ずるが）全体としては余り変
形しないで耐えられるだけの十分な強度を持っていなけ
ればならないから、かなり大きな断面積を有し、かつ、
支持部分を介して熱伝導により放熱するから、シャドウ
マスクよりは低温に保持され、熱膨張も少ない。更に、
マスクフレームには、通常、シャドウマスクよりも熱膨
張係数の小さい材料を用いている。従って、電子ビーム
の射突によってシャドウマスクが温度上昇し熱膨張する
使用時には、シャドウマスク内の張力は低下し、シャド
ウマスクの張力に起因するマスクフレームの変形の程度
も低下する。マスクフレームにはシャドウマスクによる
張力によって、シャドウマスク面と平行な方向での弾性
的変形と、横断面の弾性的回転変形とが生ずる。マスク
フレーム横断面が回転した際、シャドウマスクをマスク
フレームに取付ける方法によって、シャドウマスクとパ
ネル内面の螢光面の間の距離が大きくなる場合と其の逆
の場合とが生ずる。本発明のシャドウマスク構体では、
マスクフレームにシャドウマスクからの張力が作用する
と、シャドウマスクがパネル内面（螢光面）から遠ざか
るように構成されている。逆に言えば、シャドウマスク
からマスクフレームに作用する張力が低下すれば、シャ
ドウマスクがパネル内面に近付くようになっている。こ
のようにすることによって、熱膨張時にシャドウマスク
の電子ビーム通過孔は螢光面に対して変位する（電子ビ
ーム通過孔相互間距離が延びるが同時に電子ビーム通過
孔位置が螢光面に近付く）が、特定の孔を通過した電子
ビームはシャドウマスク低温状態のときと同じ特定の螢
光面位置（ランディングスポット）に到達するようにす
ることができ、電子ビームのミスランディングによる色
純度低下を防止できる。

なお、マスクフレームを、シャドウマスクからの張力が
作用しても、シャドウマスク面方向の変形も、マスクフ
レーム横断面の回転変形も、−切土じないように極端に
頑丈にすることは、結局、バルブパネル面の外形に対し
てシャドウマスクの有孔部分すなわち表示部寸法が小さ
くなり過ぎ、実用できない。

シャドウマスクが加熱され昇温すると、時間的遅れはあ
るが、熱伝導によりマスクフレームの温度も上昇し熱膨
張（外形拡大）する。このような状態に対しては、従来
から、マスクフレームに固着され端部の孔をパネルスカ
ート内面に植設したスタッドに係合させてシャドウマス
クをパネルに取付けている取付用弾性部材の、形状、寸
法を工夫したり、その材料にバイメタルを用いたりして
、シャドウマスクの温度上昇時に特定電子ビーム通過孔
を通過した電子ビームを、低温時と同じ螢光面上の特定
位置に到達させる補正作用を行わせるようにして来た。

本発明シャドウマスク構体では、此の従来からの補正手
段も併用するものとする。

なお、上記従来からの補正手段は、シャドウマスクが昇
温しでも、マスクフレームの温度上昇が小さく、マスク
フレーム自体の平面的な外形拡大は、シャドウマスク張
力低減によるものだけで、熱膨張に起因する拡大は殆ど
なく、全体として拡大量が僅少で、シャドウマスクの急
速な熱膨張によりフレーム横断面の回転変形だけが低減
した状態では、あまり作用しない。

口実施例コ 第２図はシャドウマスク方式カラー陰極線管の一般的な
平坦面シャドウマスク構体を示す図である。図中、１は
シャドウマスク構体、２はシャドウマスク、３はマスク
フレームである。従来通常の球面形状パネルと組合せて
用いる球面形シャドウマスクの場合は、シャドウマスク
自体に形状保持性を要求されるから、シャドウマスク板
は比較的厚いものが用いられていた。これに対し、平坦
面形シャドウマスクの場合は、予め張力を与えた状態で
マスクフレームに張架するから、マスクフレーム面が平
坦であれば、シャドウマスク材の板厚が薄くても、張力
に耐えさえすれば差支えない。

平坦面形シャドウマスクの材料には例えば２５μｍ程度
の板厚の軟鋼板を用いる。このような薄い板を用いる方
がホトリソグラフィ技術によって電子ビーム通過孔を形
成する作業が容易に正確にしかも短時間で行えるように
なる。一方、マスクフレーム材には、例えば、１４型管
用の場合に２１Ｉａ、２０型管用の場合に３１程度のス
テンレス板をプレス成形して用いる。このようにシャド
ウマスク材の板厚が薄いので、使用開始後（従来の球面
型で自己形状保持性のあるシャドウマスクに比較して）
短時間でシャドウマスクは温度上昇して゛飽和状態にな
ってしまう。

第１図は本発明第１実施例の要部概略断面図である。図
中、２ａは常温状態のシャドウマスク、３ａは常温状態
のマスクフレーム、４はマスクフレーム横断面の回転変
形の中心、６はシャドウマスクをマスクフレームに固着
する溶接線、７はシャドウマスクの張力によってマスク
フレームに生じた弾性変形でフレーム断面が回転移動し
た方向、８はパネル、９は螢光面、１０はカラー陰極線
管、１１は電子ビームである。常温状態ではシャドウマ
スク２ａから強い張力がマスクフレーム３ａに加えられ
るので、マスクフレームは弾性変形し、その断面はシャ
ドウマスクの方へ回転している（但し判り易くするため
誇張して描いである）。この回転変形の結果、常温状態
でのシャドウマスク２ａはパネル８の内面の螢光面９が
らの距離が大きくなっている。（なお、シャドウマスク
とマスクフレームとの溶接部位にはかなり大きな力が作
用するから確実に溶接しておくことが必要である。

本実施例ではレーザービーム溶接を用いた。）しかし、
陰極線管１０の使用を開始して電子ビーム１１がシャド
ウマスク２ａに射突すると、シャドウマスク２ａの温度
は短時間で上昇して熱膨張し、高温状態のシャドウマス
ク２ｂとして図示するようになる。また、この熱膨張の
結果、シャドウマスク２ｂがマスクフレームに及ぼす張
力は低下し、マスクフレームの弾性変形は減少し、従っ
てフレーム断面の回転変形量も非常に小さくなり、図示
の如く、高温状態のシャドウマスク２ｂは、常温状態の
シャドウマスク２ａよりも螢光面９へ近くなる。その結
果、シャドウマスクと螢光面の間の距離をシャドウマス
クの膨張状態に応じて適切に補正制御すれば、常温状態
のシャドウマスク２ａの特定の電子ビーム通過孔を通り
抜けた電子ビーム１１が螢光面に到達する位置と、高温
状態のシャドウマスク２ｂの同じ特定電子ビーム通過孔
を通り抜けた電子ビーム１１が螢光面に到達する位置と
を一致させることができる。このようにすることが出来
れば、シャドウマスクが常温状態にあっても、高温状態
にあっても、全く色ずれは生じないことになる。

なお、マスクフレームの回転変形の中心４と、シャドウ
マスクとマスクフレームとの溶接線６（シャドウマスク
支持点）とを通る線が、電子ビーム軌道に対し直交する
ようなマスクフレーム構造にすると補正効果が最も大き
くなる。

第３図はマスクフレームをパネル面に固着したものであ
り、シャドウマスクの張力によるマスクフレームの変形
が非常に小さいマスクフレーム３ｃを示す断面図であっ
て、高張力を求めて設計されたものである。なお４は、
マスクフレーム３ｃのフレーム横断面でシャドウマスク
２の張力による回転変形が生ずるときの回転中心である
。

また、第４図に示すマスクフレーム３ｄのような形状で
あってもよい。なお、このようなマスクフレーム３ｄは
頑丈で、シャドウマスク２の張力によるシャドウマスク
面に平行な方向の変形の成分は小さい。

第５図は本発明第２実施例を示す概略断面図で、本図に
示すマスクフレーム３ｅのような形状にすれば、シャド
ウマスク２との溶接線６０所には溶接部を剥離させよう
とする力は減少する。マスクフレーム３ｅの電子銃側端
部に内側に直角に曲がった梁状部を設ければ、シャドウ
マスク面方向の強度を更に高めることができる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、常温時にシャドウ
マスクに所定の均等な張力が印加されるようにマスクフ
レームに張架した平坦面シャドウマスクと平面パネルを
組合せたカラー陰極線管の、シャドウマスク温度上昇時
の電子ビームのミスランディングによる色純度低下を従
来よりも一層効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の要部概略断面図、第２図は
シャドウマスク方式カラー陰極線管の一般的な平坦面シ
ャドウマスク構体を示す図、第３回はパネルにマスクフ
レームが固着している例図、第４図は平面方向変形が生
じ難いマスクフレーム使用例を示す図、第５図は本発明
第２実施例図である。 １・・・シャドウマスク構体、　２・・・シャドウマス
ク、　　３・・・マスクフレーム、　４・・・マスクフ
レーム回転変形の回転中心、　６・・・シャドウマスク
とマスクフレームとの溶接線、　７・・・シャドウマス
クの張力でマスクフレームが回転移動した方向、８・・
・パネル、　９・・・螢光面、　１０・・・カラー陰極
第　　１　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、常温時に、シャドウマスク全面に所定の均等な張力
   が印加されるように、シャドウマスクをマスクフレーム
   に張架したカラー陰極線管のシャドウマスク構体におい
   て、上記張力によってマスクフレームに生じた弾性的変
   形のマスクフレーム横断面回転成分が、シャドウマスク
   有孔部とガラスパネル内面の間の距離を大きくしている
   ことを特徴とするカラー陰極線管のシャドウマスク構体
   。