JPH0650610B2 - シヤドウマスク構体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、シヤドウマスク式カラー陰極線管のシヤド
ウマスク構体に関する。

（従来の技術） シヤドウマスク式カラー陰極線管（以下、「ＣＲＴ」と
いう）は、第７図に示すように漏斗状のフアンネル(1)
と、フアンネル(1)の開放端に封着されたパネル(2)と、
パネル(2)の内面に形成された蛍光面(3)と、パネル(2)
の側壁に設けられた複数個のピン(4)と、蛍光面(3)に対
向配設されて、ピン(4)に支持されたシヤドウマスク構
体(5)とを具備している。

シヤドウマスク構体(5)は、電子ビーム(6A),(6B),(6C)
を選択的に通過させる多数のアパーチャ(13)が形成され
た有孔部(23)およびこの有孔部の周縁につづく無孔部(2
4)がパネル(2)の内面形状とほぼ等しい球面に形成さ
れ、さらに無孔部(24)の周縁につづいてスカート部(8)
が形成されたシヤドウマスク(7)と、このスカート部(8)
が全周にわたつて、所定の間隔で溶接固定されたフレー
ム(9)と、このフレーム(9)に溶接され、カラー受像管の
動作中に生ずるシヤドウマスク(7)の熱膨張を補正する
ためのバイメタル(10)と、このバイメタル(10)に溶接さ
れ、ピン(4)に係合してシヤドウマスク(7)をパネル(2)
に相対向する位置に保持するスプリング(11)とで構成さ
れている。

このように構成されたシヤドウマスク構体(5)を有する
ＣＲＴは、電子銃(12A),(12B),(12C)より放出された電
子ビーム(6A),(6B),(6C)が、シヤドウマスク(7)のアパ
ーチヤ(13)を通過して蛍光面(3)に形成している赤、
緑、青蛍光体に射突して発光させるが、通常、シヤドウ
マスク(7)のアパーチヤ(13)の総面積はシヤドウマスク
(7)の表面積の１５％〜２５％ていどであり、電子ビー
ムのほとんどはシヤドウマスク(7)に衝突して、シヤド
ウマスク(7)を加熱する。例えば２１インチＣＲＴのシ
ヤドウマスク構体(5)の温度を、高圧電圧２８Ｋｖ、ビ
ーム電流１ｍＡの条件下で測定した結果は第８図に示す
ような温度上昇特性を示した。すなわちシヤドウマスク
(7)の有孔部の中心部分の温度は、特性曲線(14)に示す
ように最初の５分間での温度上昇が著しく、３０分間で
約４０℃に温度が上昇して飽和した。他方、熱容量の大
きいフレーム(5)は特性曲線(15)に示すように徐々に温
度上昇し、約一時間で飽和状態となつた。シヤドウマス
ク(7)はこの様な温度上昇によつて熱膨張し、第９図お
よび第１０図に示すように、動作開始前の実線で示す
(7)の位置から(7C)の位置に変位する。このため、アパ
ーチヤ(13)を通過した電子ビーム(6A),(6B),(6C)の蛍光
面(3)上の射突点が距離Ｔだけフエース面の中心方向に
移動し、隣接する他の色の蛍光体を発光させて色ずれが
生じる。この色ずれ現象は画面全域にわたつて現れる。
この移動量Ｔを、パネルの対角軸方向内面の半径が１３
５０mmである２１インチＣＲＴで測定したところ、パネ
ル(2)のフエース面の中心点から左右に１５０mm離れた
長軸上（以下、「Ｘ軸」という）で最も顕著に現れ、
０．０５〜０．０８mm移動した。

ついで、フレーム(9)の温度上昇が飽和状態に近くなる
と、フレーム(9)は、熱膨張により第９図に示す(9A)の
位置まで変位する。このためフレーム(9)に接合されて
いるシヤドウマスク(7)は(7A)の位置に変位する。その
結果、アパーチヤ(13)を通過して蛍光面に射突する電子
ビームの位置は、中心点から外側方向に距離Ｓだけ移動
し、ＣＲＴの動作初期に現れる色ずれ現象とは、逆の方
向の色ずれが発生する。

この後者の色ずれ現象は、ＣＲＴが連続して動作すれ
ば、引き続き現れる現象である。バイメタル(10)（第７
図図示）はこの色ずれを補正するためのもので、フレー
ム(9)の温度上昇にともなつて昇温し、シヤドウマスク
(7)をパネル(2)に近付けるように、フレーム(9)を第９
図に示す(9B)の位置に変位させ、これにともなつて、シ
ヤドウマスク(7)を第９図および第１０図に示す(7B)の
位置に移行させて電子ビームの射突点が所定の蛍光体を
射突するようにして後者の色ずれを補正している。

しかし、従来のシヤドウマスク構体(5)では、局部的に
輝度の高い画面が映出される場合には、バイメタル(10)
の温度上昇が殆ど期待できないため、局部的なシヤドウ
マスクの熱変形による色ずれを補正することができなか
つた。

この問題点を解決するには、テレビジヨン学会誌(197
7，第31巻第６号P46〜52)「シヤドウマスクの局部ドー
ミング現象に関する理論検討」に示されているように、
シヤドウマスク(7)の板厚を厚くする手段が有効的であ
ることが理論的に立証されている。しかしながら、シヤ
ドウマスク(7)のアパーチヤ(13)は、例えば特公昭５１
−９２６４号公報に示されているエツチング法で製作さ
れるのが一般的である。この製作方法によれば、板厚ｔ
と、アパーチヤ(13)の大きさＳＷとの間には次式 ＳＷ＞０．８ｔ の関係があり、厚い板に所望の小さなアパーチヤ(13)を
形成することは不可能である。ＣＲＴの解像度を向上さ
せるには、アパーチヤ(13)のピツチを小さくすることが
必要となるが、これは、アパーチヤ(13)の大きさを小さ
くすることを意味し、このためにはシヤドウマスク(7)
の板厚を薄くする必要がある。このように、熱変形によ
る色ずれを防ぐためにシヤドウマスク(7)の板厚を厚く
することと、解像度を高めるためにアパーチヤ(13)の大
きさを小さくすることとは矛盾した関係にある。

この問題点を解消するために、例えば、特開昭５７−１
３８７４６号公報に示されているシヤドウマスクの製作
方法で作成した板厚の薄い複数枚のシヤドウマスクを用
いる方法が考えられた。

このシヤドウマスクの製造方法は、第１１図(a),(b)に
示すように、２枚の薄い２枚のフラツトマスク(21),(2
2)の有孔部(23)の周囲の無孔部(24)を適当な間隔で点溶
接(50)または、シーム溶接(51)した後、所定の形状にプ
レス成形する前に、プレス成形時に生じる２枚のシヤド
ウマスク間の滑り、および伸びのバラツキによるアパー
チヤ(13)の位置ずれを防止するため、第１２図(b)に示
すように、例えば、ポリアミド系レジン(16)等でアパー
チヤ(13)を埋め、熱風乾燥およびキユアリングして十分
な強度を得た後、第１２図(c)に示すようにプレス成形
し、その後、充填したレジン(16)を化学的手段で除去し
た第１２図(d)に示すシヤドウマスク(7)をそのまま用い
ようとするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この方法で製作したシヤドウマスク(7)は、２
枚の薄板(21),(22)の間に浸透して硬化したレジンを完
全に除去することは困難で、この残留レジンがＣＲＴの
動作中に加熱されて徐々に不純ガスを管内に放出し、Ｃ
ＲＴの寿命を短くしたり、組立中に与えられる振動およ
びテレビジヨンセツトのスピーカーの振動等によつて残
留レジンが管内に脱落し、電子銃部に付着してスパーク
を発生してＣＲＴを損傷するおそれがある。

また、このシヤドウマスクは、２枚の薄板を重ね合わせ
ているため、プレス成形後、残留歪のためにもどり現象
が生じ、アパーチヤ(13)の位置合せが大きくずれるとい
う問題点もあるので、実用できるもものではなかつた。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、複数枚のフラツトマスクを接合して成形し
たシヤドウマスクであつて、アパーチヤの位置ずれの小
さいシヤドウマスクを備えたシヤドウマスク構体を得る
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るシヤドウマスク構体は、複数枚の薄いフ
ラツトマスクを、各アパーチヤの位置を合わせて密着さ
せた状態の下で有孔部の領域内を少なくとも二重に環状
の溶接点列を形成して接合し、さらに当該有孔部の外周
の無孔部内を適当な間隔でもつて溶接して接合したのち
プレス成形によつて球面部およびスカート部を成形した
シヤドウマスクを備えた点を特徴とする。

〔作用〕

この発明におけるシヤドウマスクは、薄い板厚のフラツ
トマスクを複数枚接合しているので熱変形による色ずれ
を防止するのに必要な十分な厚さに形成することができ
る。

また、各フラツトマスクは薄いので、所望の解像度を得
るのに必要な大きさのアパーチヤを形成することができ
る。

さらに、プレス成形前に、有孔部領域内を少なくとも二
重の環状の溶接点列を形成して接合するとともに無孔部
領域内を適当な間隔で溶接して接合したのちプレス成形
しているので、各アパーチヤの位置ずれを極めて小さく
することができる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を説明する。

第１図はこの実施例のプレス成形前の接合されたフラツ
トマスクの平面図、第２図はこのフラツトマスクをプレ
ス成形したシヤドウマスクを示す図、第３図ないし第６
図は第１図のフラツトマスクの接合工程を説明するため
の図である。以下、２１インチＣＲＴを例に説明する。

まず、フラツトマスクの構成について説明する。

第５図はこの実施例の接合されたフラツトマスクの一部
拡大断面図で、第１図の向つて左側Ｘ軸上の溶接点列Ａ
の部分を示しており、(21)は蛍光面側のフラツトマス
ク、(22)は電子銃側のフラツトマスクで、板厚はｔ_１＝
０．２５mm、ｔ_２＝０．２０mmであり、化学的エツチン
グ法によつて形成されたアパーチヤ(13a),(13b)のピツ
チＰは０．６５mm、断面形状は電子銃側の最も狭い部分
の幅Ｓｗが１５０μｍ、この中心点に立てた垂線Ｑから
の各寸法は、Ｂ_W1は１６０μｍ、Ｂ_W2は１２０μｍ、Ｏ
_W1は１５０μｍ、Ｏ_W2は１２０μｍ、Ｏ_W3は２５０μ
ｍ、Ｏ_W4は１７０μｍで、フラツトマスク(21),(22)の
接合時のずれによる電子ビーム通過面積のばらつきを無
くするため、アパーチヤ(13a)の幅を、アパーチヤ(13b)
より広い幅に形成している。(23)はアパーチヤが形成さ
れている有孔部で、この２１インチＣＲＴでは中心点Ｏ
からＸ軸上の端部までの寸法は１９５mm、中心点Ｏから
Ｙ軸上の端部までの寸法は１５５mmである。(24)は無孔
部、(25)は位置決め孔で、この例では３ケ所に設けてい
る。

つぎに、フラツトマスクの接合工程について説明する。

第３図に示すように、フラツトマスク(21),(22)は、位
置合せ治具(27)に植立てられた位置合せピン(28)に位置
決め孔(25)が挿入されて載置され、第４図に示すよう
に、押え治具(29)で４kg/cm²で押圧してフラツトマスク
(21),(22)の間に隙間がないように挟持し、レーザ溶接
ヘツド(30)で例えば０．６〜０．８ジユール／パルス，
パルス幅１０ｍｓｅｃ程度のＹＡＧレーザを０．１〜
０．１５mm程度のビーム径に絞つて照射し、第６図に示
すような溶接点(50)を形成させて溶接する。この溶接点
の大きさは、第５図に示すように、表面の直径Ｌ_１が約
０．３mm、溶接部分の直径Ｌ_２が約０．１mm、フラツト
マスク(22)の溶け込み深さｔ_３が０．１mm程度であつ
た。

このようにして順次溶接して第１図に示すように、有孔
部(23)の領域内を２つの環状の溶接点列Ａ，Ｂおよび無
孔部(24)の領域内を１つの環状の溶接点列Ｃを形成して
２枚のフラツトマスク(21),(22)を接合する。このう
ち、環状の溶接点列Ａの位置は、有孔部(23)の中心点
（ＣＲＴに装着したときの管軸と一致する）からＸ軸上
の寸法は１３０mm、Ｙ軸上の寸法は１０５mm、溶接ピツ
チＰは１０mmであり、溶接点列Ｂの位置は、Ｘ軸上の寸
法は１７５mm、Ｙ軸上の寸法は１４０mm、溶接ピツチＰ
は１０mmであり、溶接点列Ｃの位置は、Ｘ軸およびＹ軸
上の寸法はそれぞれ有孔部(23)の外周から５mmで、溶接
ピツチＰは１０mmである。

この接合工程を終えて隙間なく接合されたフラツトマス
ク(21),(22)は、通常のプレス成形工程を経て第２図に
示すシヤドウマスク(7)に成形される。

このようにして得られたシヤドウマスク(7)の２つのア
パーチヤ(13a),(13b)の位置ずれ量を測定した結果、そ
の最大の位置は有孔部(23)の四隅のＸ＝１９０mm、Ｙ＝
１５０mmの位置で、その大きさは１０μｍで、十分に実
用できる値であつた。

つぎに、各溶接点列Ａ，Ｂ，Ｃの溶接ピツチＰを５mm、
２０mmとしてアパーチヤ(13a),(13b)の最大位置ずれ量
を測定した結果は、下表のようであつた。

この結果から、溶接点ピツチは２０mmより小さい１５mm
以下とすることが望ましい。

なお、上記実施例では、有孔部(23)の領域内を、２重に
環状の溶接点列Ａ，Ｂで接合し、無孔部(24)の領域内を
一重の環状の溶接点列Ｃで接合した例を示したが、それ
ぞれこの実施例に１または複数の環状の溶接点列を加え
てもよく、さらに適宜各部を点溶接してもよい。

また、上記実施例では、最も内側の環状の溶接点列Ａの
位置を、中心点Ｏから外線までの寸法の約２／３の位置
としたが、更に内側としてもよく、中心点Ｏから１／３
より外側の有孔部領域内であれば有効であつた。

また、上記実施例では無孔部領域に形成した溶接点列Ｃ
の溶接ピッチＰを、有孔部領域に形成した溶接点列Ａ，
Ｂと同じピツチとしたが、必ずしも同一ピツチとする必
要はなく、適当な間隔でもつて接合してもよい。

つぎに、この発明に到達するまでに行つた実験例を、比
較例として説明する。

（比較例１） 第１図に示す環状の溶接点列Ｃのみを施して接合したフ
ラツトパネル(21),(22)をプレス成形して得たシヤドウ
マスク(7)のアパーチヤの位置ずれ最大量Δｐは有孔部
(23)の四隅で、その値は１５０μｍであつた。

この結果から、接合された２枚のフラツトマスクをプレ
ス成形したときに生じるアパーチヤの位置ずれは、２枚
のフラツトマスクのプレス時に際して板厚に関する中立
線の長さの差のみで決定されるものではなく、２枚のフ
ラツトマスクのお互いのブリツジ幅等で決定される機械
的強変度によつても、大きく変わることを意味してい
る。

（比較例２） 第１図に示した環状の溶接点列Ｃに加えて、溶接ピツチ
が５mmの環状の溶接点列Ａを施して接合したフラツトパ
ネル(21),(22)をプレス成形して得たシヤドウマスク(7)
のアパーチヤの最大位置ずれ量Δｐは、比較例１と同様
に有孔部(23)の四隅で生じ、その値は５５μｍで実用で
きるものではなかった。

この発明は以上の比較例のほか多数の実験試作を経て完
成に到つたものである。

なお、上記実施例では、２枚のフラツトパネルを接合し
てプレス成形する側を説明したが、３枚以上の薄いフラ
ツトパネルを接合した構成としてもよく、アパーチヤの
大きさを更に小さくできるので、解像度の向上と、耐熱
特性の向上とを図ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、アパーチヤの位置を
合わせて重ね合わせた複数枚のフラツトマスクを密着さ
せて有孔部領域内で少なくとも二重に環状の溶接点列
Ａ，Ｂを形成して接合するともに、無孔部領域内を適当
な間隔でもつて溶接して接合し、しかる後、球面部およ
びスカート部をプレス成形によつて形成したシヤドウマ
スクを備えたシヤドウマスク構体であるから、所望の板
厚で耐熱特性がよくかつ各アパーチヤの位置ずれが小さ
く、解像度のよいシヤドウマスク構体が得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のプレス成形前の接合され
たフラツトマスクの平面図、第２図はこの実施例のシヤ
ドウマスクのアパーチヤの位置ずれを示す図、第３図な
いし第６図はこの実施例における接合工程の説明図、第
７図は従来のシヤドウマスク構体を備えたＣＲＴの一部
破断斜視図、第８図はこの従来例のシヤドウマスク構体
の温度上昇特性図、第９図および第１０図はこの従来例
において発生する色ずれを説明するための一部拡大断面
図、第１１図および第１２図は特開昭５７−１３８７４
６号公報に示されているシヤドウマスク成形方法の説明
図である。 (5)……シヤドウマスク構体、(7)……シヤドウマスク、
(13a),(13b)……アパーチヤ、(21),(22)……フラツトマ
スク、(23)……有孔部、(24)……無孔部、(25)……位置
決め孔、(30)……溶接点、Ａ，Ｂ，Ｃ……環状の溶接点
列、Ｏ……有孔部の中心点、Ｐ……溶接ピツチ。 なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花島 真人 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者 森安 雅治 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社生産技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パネルの内面の蛍光面に対向して配設され
   るシヤドウマスクと、このシヤドウマスクの外周面を固
   定保持するフレームと、このフレームに固定されて動作
   時に生ずるシヤドウマスクの熱膨張を補正するための熱
   補正機構とを有するシヤドウマスク構体であつて、上記
   シヤドウマスクが、それぞれアパーチヤが形成されてい
   る複数枚のフラツトマスクをアパーチヤの位置を合わせ
   て重ね合わせ密着させた状態のもとで当該フラツトマス
   クの有孔部の領域内を少なくとも二重の環状の溶接点列
   を形成するように溶接し、さらに上記無孔部の領域内を
   有孔部の外周に沿つて適当な間隔でもつて接合したの
   ち、所定の形状にプレス成形してなるシヤドウマスクを
   備えたことを特徴とするシヤドウマスク構体。