JPH0687395B2 - 陰極線管の色選別機構の製法 - Google Patents

陰極線管の色選別機構の製法

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JPH0687395B2
JPH0687395B2 JP9601086A JP9601086A JPH0687395B2 JP H0687395 B2 JPH0687395 B2 JP H0687395B2 JP 9601086 A JP9601086 A JP 9601086A JP 9601086 A JP9601086 A JP 9601086A JP H0687395 B2 JPH0687395 B2 JP H0687395B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラーテレビジョン受像管、カラーディスプ
レー装置等の陰極線管の色選別機構の製法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、電子ビーム透過孔が設けられた色選別電極
を、支持フレーム上に固着するに当り、色選別電極と支
持フレームを分離した状態で色選別電極を加熱膨脹さ
せ、この熱膨脹状態で色選別電極を、色選別電極と温度
差のある支持フレームに固着し、常温に戻したときに色
選別電極に所要の張力を付与するようにする。
〔従来の技術〕
カラー陰極線管の色選別機構として、例えば第5図に示
すようなアパーチャグリル(1)と呼称されるものが知
られている。このアパーチャグリル(1)は低炭素鋼薄
板に写真蝕刻法によって一方向即ち一般には垂直方向に
延びる多数の電子ビーム透過孔となるスリット(2)を
形成(従って各スリット(2)間には帯状のグリッド素
体(3)が形成される)した色選別電極(4)を形成
し、この色選別電極(4)を、1対の相対向する支持部
材(5)(6)とその両端を支持するコ字状の弾性部材
(7)(8)からなる金属の支持フレーム(9)上に架
張して構成される。この場合、色選別電極(4)が所要
の張力をもって架張されるように、支持フレームへの取
付けに当っては、支持フレーム(9)の1対の支持部材
(5)及び(6)を互いに引き寄せる向きに外力を与え
て一定量たわませて置き、この状態で色選別電極(4)
を電気溶接、或いはレーザ溶接によって固着し、その
後、外力を取り除くことによって、支持フレーム(9)
の復元力をもって色選別電極(4)に張力を与えさせる
所謂ターンバックルを掛けるなどの方法がとられてい
る。
また、色選別機構の他の例としてシャドウトマスクがあ
り、このシャドウマスクにおいて張力をかけてドーミン
グを起させないようにしたものが提案されている。この
様な張力を必要としたシャドウマスクの製法の一例が特
開昭60-95834号に示されている。これは水平及び垂直に
多数の電子ビーム透過孔を穿設した色選別電極を、これ
より熱膨脹係数の大きい枠状の補助マウントに架張した
後、補助マウントが陰極線管のパネルの外に存するよう
に、色選別電極をパネルとファンネルの封止部間にフリ
ットを介して挟持的に配置する。そして補助マウントと
色選別電極を同時に加熱し、この加熱時に補助マウント
と色選別電極の熱膨脹率の差によって色選別電極を引張
った状態でパネル及びファンネル間にフリット付けで固
着し、その後、冷却されたときに色選別電極に所要の張
力を付与している。その後、補助マウントの内周に沿っ
て色選別電極を切断して補助マウントは除去される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、例えばアパーチャグリルにおいては、その色
選別電極(4)を支持フレーム(9)上に所要の張力を
もって架張する場合、従来上述したようなターンバック
ル方式がとられている為に、次のような問題が生じるも
のであった。即ち、アパーチャグリル製造装置には支持
フレーム(9)をたわませるための加圧機構及び加圧接
触子が必要であり、装置自体が構造的に複雑になり高価
となる。また、支持フレーム(9)の性能を充分引き出
すように支持フレームを塑性変形領域までたわませるた
めに、フレーム強度損失が発生し易い。また、支持フレ
ーム(9)をたわませて組立てるため組立後の寸法精度
のバラツキが大きくなる。すなわち、特に大型管では支
持フレーム(9)をたわませたときに、支持部材(5)
(6)にその長手方向を軸とするような回転モーメント
が作用し、この回転モーメントが支持部材(5)(6)
の長手方向の位置によって異なるために、支持部材
(5)(6)にねじれが生じ溶接の信頼性が悪くなり、
さらに、しわ或いはスリット(2)のピッチむら等が発
生する。また、限定された加圧点に支持フレーム(9)
を加圧するため、支持フレーム(9)に応力集中が発生
しやすく、黒化処理後に続く管体のフリットシール工
程、排気工程で熱変形が起り、ビームランディング特性
に影響を与える。
一方、補助マウント及び色選別電極の熱膨脹係数の差を
利用した特開昭60-95834号の方法は、色選別電極(4)
と支持フレーム(9)がほぼ同じ熱膨脹係数の材料で構
成するアパーチャグリル(1)の製造には利用できな
い。
本発明は、上述のターンバックル方式における問題点を
解決し、アパーチャグリル、さらには張力を必要とする
シャドウマスク等の製造を好適ならしめる陰極線管の色
選別機構の製法を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、金属薄板よりなる色選別電極と支持フレーム
を分離した状態で、色選別電極を加熱して熱膨脹させ、
この色選別電極を、熱膨脹状態すなわち熱膨脹による伸
び分を機械的に引張って吸収し、たるみのない状態で色
選別電極と温度差のある支持フレームに固着し、常温に
戻したときに色選別電極に所要の張力を付与するように
なす。
支持フレームの温度は、常温もしくは常温以下、さらに
は常温より多少高い温度でも可能である。支持フレーム
と色選別電極を構成する材料は、常温での熱膨脹係数が
互いに同じか或いは近似しているのが望ましく、少なく
とも両者の差が3×10-6/℃以内に選定される。色選別
電極を加熱するための加熱方法としては、ヒータを用い
る方法、色選別電極に電流を流して色選別電極の抵抗加
熱を利用する方法、或いは高周波加熱を利用する方法等
がある。
〔作用〕
本発明製法では、色選別電極を加熱して熱膨脹させた状
態で支持フレームに固着するものであるから、常温に下
げたときには色選別電極が所要の張力をもって支持フレ
ームに架張される。即ち、張力は歪み量に比例し、歪み
量は熱膨脹したときの伸び量に比例する。従って、色選
別機構として動作させるに必要な張力、即ちその歪み量
に相当する熱膨脹を色選別電極に与えれば、常温に冷却
後、その伸び分だけの歪みが発生し、色選別電極に所要
の張力が付与される。そして、色選別電極の加熱時には
色選別電極と支持フレームは互いに離れているために色
選別電極からの熱の逃げがなく、したがって、色選別電
極に対する加熱温度の均一性、或いは加熱温度分布は損
なわれず、適正な張力を色選別電極に与えることができ
る。
〔実施例〕
以下、本発明による色選別機構の製法の実施例を説明す
る。
第1図の例は色選別機構としてアパーチャグリルの製造
に適用した場合である。この例では、低炭素鋼薄板に写
真蝕刻法で電子ビーム透過孔となる多数のスリットを穿
設し、その間の各帯状のグリッド素体(3)が周辺で連
結された色選別電極(4)を作製する。一方、この色選
別電極(4)と同じ熱膨脹係数の金属材料によって、相
対向する一対の支持部材(5)(6)とその両端間を支
持するコ字状の弾性部材(7)(8)からなる支持フレ
ーム(9)を作製する。第1図Aに示すように、支持フ
レーム(9)を位置決めして所定位置に配し、この支持
フレーム(9)の上方にフレーム(9)より離して色選
別電極(4)を配置する。色選別電極(4)はグリッド
素体(3)の長手方向の両端部が引張機能を有するチャ
ック(12)及び(13)により挟持された状態で保持され
る。そして、支持フレーム(9)を室温(20℃)に保っ
た状態で色選別電極(4)のみを例えばヒータ(11)に
より加熱し、その熱膨脹による伸び分をチャック(12)
及び(13)の引張りによって機械的に吸収し、たるみの
ない状態に保持する。
次に、第2図Bに示すように支持フレーム(9)を上昇
させてその支持部材(6)及び(7)の面を色選別電極
(4)に接触させて、その接触させた部分において抵抗
溶接又はレーザ溶接により両者を溶接固着する。(14)
は抵抗溶接の場合の溶接電極である。次いで、色選別電
極(4)を冷却し常温に戻す。これにより色選別電極即
ちグリッド素体(3)は収縮し、所要張力をもって支持
部材(6)及び(7)間に架張される。その後、色選別
電極(4)の周辺の不要部分を除去して第5図で示した
如き色選別機構即ちアパーチャグリル(1)を得る。
上記の色選別電極(4)を構成する低炭素鋼板の材料特
性は第2図に示すように降伏点のない応力−歪み特性
(I)を示す。例えば厚さ0.1mmの低炭素鋼薄板による
色選別電極では最大応力σBは約90kg/mm2、歪みεは約
0.6%を示す。通常19インチ型、20インチ型クラスの色
選別電極(4)の張力は黒化処理前でグリッド素体
(3)1本当り最大50〜55kg/mm2必要とされている。つ
まり、材料特性的にはσ=50〜55kg/mm2でε=0.33〜03
7%で使用されている。従って、この歪みに相当する熱
膨脹を色選別電極(4)に与え熱膨脹による伸びを機械
的に吸収して支持フレーム(9)に溶接すれば、色選別
電極(4)の冷却後、その伸び分だけの歪みが発生し、
色選別電極に張力を与えることができる。
今、色選別電極の線膨脹係数α、加熱による温度上昇Δ
T、歪み量εとすれば、次式が成立するまで熱膨脹量を
色選別電極に与えればよい。
α・ΔT=ε 色選別電極の線膨脹係数α=12×10-6/℃、歪み量ε=
0.35%を代入すれば、ΔT=292℃が得られる。これに
よりε=0.35%、σ≒52.5kg/mm2の張力を得るには約29
0℃の加熱が必要となる。
19インチ型のアパーチャグリルで下記の実験を行ったと
ころ、ほぼ上記の推論が証明された。色選別電極を常温
から120℃まで加熱した ΔT=100℃ 色選別電極(グリッド素体)の膨脹量Δl=0.34mm、得
られた張力σ=18.4kg/mm2、グリッド素体の長さl=26
0mm、この実験値よりε=0.34/260=0.0013、ΔT=ε
/αであるから、ΔT=0.0013/12×10-6=109℃とな
り、実験の温度上昇値と計算による温度上昇値とが非常
に良い一致を得た。
上述の製法によれば、アパーチャグリルの場合、支持フ
レーム(9)にターンバックルを掛けなくても色選別電
極(4)に所要の張力を付与することができるので、支
持フレームに対する加圧機構及び加圧接触子が省略で
き、製造装置自体の構造を簡単化できる。また、支持フ
レームをたわませることがないので、支持部材(5)
(6)に回転モーメントが作用せず、溶接の信頼性が向
上し、しわ,スリット(2)のピッチむら等の発生もな
く、組立後の寸法精度のバラツキが低減する。また、支
持フレームに応力集中が発生しないので、黒化処理後に
続くフリットシール、排気工程での熱変形が起らず、ビ
ームランディング特性が良好となる。また、フレーム塑
性変形が無く、フレーム強度を有効に利用できるので、
フレーム構造の軽量化が図られる。
さらに、色選別電極(4)に対する加熱温度をコントロ
ールすることにより、組立後の色選別電極(4)の張
力、或いはその張力分布を自由に選択することができ
る。例えばアパーチャグリル(1)においてはグリッド
素体(3)の配列方向における張力分布は第3図に示す
ように中央部より両端部のグリッド素体(3)の方が張
力が大きくなるように設定される。従って、この場合に
は第3図の張力分布(II)が得られるような加熱温度分
布をもって色選別電極(4)を加熱すればよい。
一方、上例では支持フレーム(9)にターンバックルを
かけず、色選別電極(4)のみを加熱膨脹して支持フレ
ーム(9)上に色選別電極(4)を架張するようにした
が、他の実施例として、本発明加熱方式に従来のターン
バックル方式を併用して必要な張力を得ることもでき
る。即ち、一定量のターンバックルをかけた支持フレー
ム(9)に加熱膨脹した色選別電極(4)を溶接して
後、常温に下げ且つターンバックルを解除して色選別電
極(4)に必要な張力を付与せしめる。これによれば、
例えばターンバックル量を従来より減少し、本加熱方式
と合せて支持フレームの最適設計をすることができる。
特に、ターンバックル量を大きくしたときに生ずる前述
の問題点を解除されるので、例えば高精細度の大型管用
の色選別電極の作製に適用できる。
又、上例では支持フレーム(9)を常温とし、色選別電
極(4)を加熱膨脹させて支持フレーム(9)に溶接し
たが、支持フレーム(9)を常温以下にして熱膨脹され
た色選別電極(4)を溶接することも可能である。この
場合には、常温に戻したときの色選別電極(4)の収縮
と支持フレーム(9)の膨脹との相剰作用で色選別電極
(4)に必要な張力がかけられる。又、逆に支持フレー
ム(9)を常温より多少高めにして熱膨脹した色選別電
極を溶接し、常温に戻したときに色選別電極に所要の張
力を与えるようになすこともできる。
色選別機構は、通常その支持フレームに設けた支持スプ
リングをパネルに一体の係合ピンに嵌合せしめてパネル
内に装着される。この様な色選別機構では支持フレーム
と色選別電極との熱膨脹係数に大きな差があると、黒化
処理、フリットシール工程時の熱処理において色選別電
極が塑性変形を起こしたり、或いはしわが生ずる等の懼
れがあるが、本発明では支持フレームと色選別電極とは
互いに同じ又は近似の熱膨脹係数の材料で構成されるの
で、そのような問題は生じない。
また、本発明では、色選別電極の板厚をより少なくして
色選別電極の熱容量を減少させ、温度上昇時間の削減、
色選別電極の張力増加等を図ることも可能である。
上例では本発明をアパーチャグリルの作製に適用した
が、その他、張力を必要としたシャドウマスクの作製に
も適用できる。このシャドウマスクのパネルへの固定方
法としては、アパーチャグリルと同様に支持フレームに
設けた支持スプリングをパネルに一体の係合ピンに嵌合
してパネルに固定する方法の他、第4図に示すように例
えば、426合金よりなる支持フレーム(21)に本発明法
によって色選別電極(22)を架張した例えば開口部をド
ット状或いはスロット状に形成されたシャドウマスク
(23)を、直接パネル(24)とファンネル(25)間の封
止部に挟持的に配してフリット付けして固定する方法も
とり得る。
〔発明の効果〕
上述せる本発明によれば、色選別電極を支持フレーム上
に固着するに当り、色選別電極を加熱膨脹させた後、こ
れを色選別電極と温度差のある支持フレームに固着し、
常温に戻したときに色選別電極に所要の張力を付与する
ようにしたので、従来のターンバックル方式で問題とな
った応力集中に基づく後工程での支持フレームの熱変
形、それによるビームランディング特性の悪化、支持フ
レームをたわませることによる組立後の寸法精度のバラ
ツキ、或いは製造装置の複雑化等が解消されると共に、
フレーム構造の軽量化が図られ、またその加熱温度のコ
ントロールで色選別電極の張力、張力分布等を自由に且
つ容易に選択できるものである。また色選別電極の加熱
膨張に際して、色選別電極が支持フレームから離れた状
態で行われるので、熱の逃げ等がなく、少なくとも有効
画面領域での温度は所望温度に保たれ、適正な張力分布
をたもった色選別電極を架張することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明製法の一例を示す工程図、第2図は本発
明の説明に供する応力−歪み図、第3図はアパーチャグ
リルの張力分布図、第4図はシャドウマスクの装着例を
示す要部の断面図、第5図はアパーチャグリルの例を示
す斜視図である。 (1)はアパーチャグリル、(4)は色選別電極、
(9)は支持フレームである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属薄板よりなる色選別電極と支持フレー
    ムを分離した状態で該色選別電極を加熱して熱膨脹さ
    せ、 上記色選別電極を熱膨脹状態で該色選別電極と温度差の
    ある支持フレームに固着し、 常温に戻したときに上記色選別電極に所要の張力を付与
    するようにしたことを特徴とする陰極線管の色選別機構
    の製法。
JP9601086A 1986-04-25 1986-04-25 陰極線管の色選別機構の製法 Expired - Lifetime JPH0687395B2 (ja)

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