JPH0246628A - カラー受像管用シャドウマスク - 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〕 この発明はカラー受像管の一シャドウマスクに関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、シャドウマスク式のカラー受像管は第７図に示す
ように漏斗状のファンネル１と、このファンネル１に封
着されたパネル２と、パネル２の内面に塗布された蛍光
面３と、パネル２の内壁に設けられた複数のビン４と、
上記蛍光面３に対向しビン４で支持されたシャドウマス
ク構体５とを備えている。

上記シャドウマスク構体５は、電子ビーム６Ａ。

６Ｂ、６Ｃを選択的に通過させる多数の開孔部を有する
有孔面ならびにこの有孔面の周縁に形成された非有孔面
よりなり、上記パネル２の内面形状とほぼ等しい球面を
有するシャドウマスク７と、このシャドウマスク７を後
述するフレームに接着するため折曲げられたスカート８
と、このマスクスカート８の全周にわたって、たとえば
８−１６点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上記シ
ャドウマスク７の熱膨張を補正するためのバイメタル１
０と、このバイメタル１０に溶接され、前記ビン４に係
合してシャドウマスク７をパネル２の相対位置に保持す
るスプリング１１とから構成されている。

このような構造を有するシャドウマスク式カラー受像管
に於て、電子銃１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃより放出される
電子ビーム６Ａ、６Ｂ、６Ｃはシャドウマスク７の開口
部に設けられたアパーチ中−１３を通過して蛍光面３に
塗布された赤、緑、青の各色に発光する蛍光体に射突し
て発光させるが、通常シャドウマスク７のアパチュア−
１３の総面積は、上記シャドウマスク７の表面積の１５
％〜２５％程度であり、電子ビーム６Ａ、６Ｂ。

６Ｃのほとんどは非間口部に衝突し、シャドウマスク７
を加熱する０例えば２１インチカラー受像管でシャドウ
マスク構体５の温度を測定した結果、第８図の曲線で示
すような温度上昇を示した。すなわち、高圧電圧２８に
ν、ビーム電流ｌｌｌ１＾の条件下では、シャドウマス
ク７の中心部の温度は、特性曲線１４で示すように、最
初の５分間での温度上昇が著しく、３０分で飽和し、約
４０°Ｃ温度が上昇した。しかしながら、熱容量の大き
なフレーム９は徐々に温度上昇し、第８図特性曲線１５
に示すような経過を示し、約−時間で飽和状態となった
。この様な温度上昇によって、マスク７は熱膨張して蛍
光面３側の方向に突出し、このため色ずれをおこす。即
ち第９図および第１０図に示すように、動作開始前は実
線で示す状態であったシャドウマスク７は温度上昇によ
って熱膨張を起こし点線で示す状態に変位する。したが
って、蛍光面３上ではアパチュア−１３を通過した電子
ビーム６Ａ、６Ｂ、６Ｃが第９０の距離Ｔだけ中心方向
に移動し、隣接した他色の蛍光体を発光させてしまい、
正常な色彩画像を再現することが出来なくなる。この現
象は画面全域に亘って現れる。これを２１インチのパネ
ル内面半径が１３５０ｍｍのカラー受像管で測定したと
ころ、パネル２のフェース面中心より１５０ｍｍの長軸
上で最も顕著に現れ、高圧電圧２８ｋｖ、ビーム電流１
ｍＡで、電子ビームは０．０５〜０．０８閣移動するこ
とによる色ずれ現象を起こしている。

また一方、フレーム９の温度が徐々に上昇し飽和状態に
近くなると、フレーム９は、熱膨張により、フレームは
、第９図に示す９Ａの位置まで膨大変位する。このため
フレーム９に接合されているシャドウマスク面は第１０
図の位１ｆ７ｃの状態に移行する。その結果、開口部を
通過する電子ビーム６Ａ、６Ｂ、６Ｃが外側方向に距離
Ｓだけ移動し、前記カラー受像管の動作初期に現れる現
象とは、逆の方向の蛍光体を発光させ、正常な色彩画像
を再現できなくなる。この現象は、カラー受像管が連続
して動作をすれば、引き続き現れる現象であり、これを
補正をする必要がある。そのため、フレーム９に取り付
けられたバイメタル１０（第７図）の動作により、シャ
ドウマスク７が、パネル２に近付けるように、フレーム
９を第９図に示す位置９Ｂに変位させ、ビーム軌道が蛍
光面と合致するようにして色ずれ量を補正する。

しかしながら、局部的に輝度の増大による局部のシャド
ウマスク７の熱変形による色ずれは、上記バイメタル１
０の温度上昇が殆ど期待できないため補正することは不
可能であった。

これらの問題を解決するためには、テレビジョン学会誌
の論文「シャドウマスク管の局部ドーミング現象に関す
る理論検討Ｊに示されているようにシャドウマスクの板
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、シャドウマスク７は、−ｍ的
には、化学的な、例えば特公昭５１−９２６４号公報に
示すようなエツチング法で製作されるのが通常の方法で
ある。この方法による製作法においては、板厚ｔと電子
ビームが通過するシャドウマスク孔の大きさＳＷとの間
には、次式のような関係があり、厚い板に小さな孔を製
作することは、不可能であった。

ｓｗ＞ｏ、ｓｔ 一方、ＣＲＴの解像度を向上させるための、蛍光面ピッ
チの少寸法化は、シャドウマスク孔が、小さくなること
を意味し、シャドウマスクの熱変形による色純度を保つ
為には、板厚の厚いシャドウマスクが要求される矛盾し
た関係にある。したがって、シャドウマスク孔を小さく
することは、前述したように困難があるため、例えば、
特開昭５７−１３８７４６号公報に示すような、板厚の
薄い複数枚のシャドウマスク７を、溶接により、重ね合
わせて用いる方法が考えられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、複数枚重ねて組み合わせるシャドウマス
クは、通常０．３■以下の板厚のアルミキルド鋼により
製作され、非常に薄い板厚で、しかも多数の貫通孔を有
するので、例えばレーザ等の溶接にて接合する際に第６
図に示すようにレーザ光の入射方向をＡ側とすると金属
の溶融部３８は、Ａ側に接する面より開始されシャドウ
マスクの互いに接する面に達し、他方のシャドウマスク
を溶着に必要な量だけ溶融させたのち、入射エネルギー
を遮断し、溶融部３８を固化させて完了する。

このような溶融接合方式では第６図に示すように溶融部
の断面形状はＰ／Ｗ−０，５となるので接合するために
は溶融体積が大きくなり、溶融部３日が固化中に凝縮し
て近傍の材料を引き付ける。すなわち、溶接歪をおこし
てシャドウマスクの形状および全体が変形し、球面形状
に成形するためのプレス作業により助長され、ＣＲＴ用
シャドウマスクとしては使用することができなかワた。

また、シャドウマスク孔が細径小ピツチとなると、溶融
部径が大きくなりマスクの花形状が変わるという課題が
あった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、溶接時により発生する歪みによる変形を防止す
るようにしたカラー受像管用シャドウマスクを得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るカラー受像管用シャドウマスクは、パネ
ルの内面の蛍光面に対向して配設されたシャドウマスク
と、このマスクの外周面を固定するフレームと、フレー
ムに固定されてシャドウマスクの熱膨張を補正するため
の熱補正機構を有するシャドウマスク式カラー受像管に
おいて、上記シャドウマスクはパネル側と電子銃側方向
に積石し溶接接合された２枚のシャドウマスクからなり
、一方のシャドウマスクには貫通孔を設け、この貫通孔
の小径口部と相対する他方のシャドウマスクとの接面と
を溶着接合したものである。

〔作　用〕

この発明においては、複数枚のシャドウマスクの接合部
の互いに溶融している部分の体積が、小さいために、溶
融部が固化したときの発生する歪量を、小さくできるの
で、シャドウマスクを変形せずに溶接接合することがで
きる。

〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図（ａ）、（ロ）はこの発明によるシャドウマスクの溶
接前と後の状態を示す第２図の１−１線断面図、第２図
は蛍光面から見たシャドウマスクの平面図、第３図は第
２ＶＩＪの■−■線断面図、第４図は接合されたシャド
ウマスクの全体の平面図、第５図はプレス成形されたシ
ャドウマスクの斜視図である。各図において、２１は電
子銃側に位置する一方のシャドウマスクＡ、２２はシャ
ドウマスクＡ２１と合い接する蛍光面側のシャドウマス
クＢ１２３はシャドウマスクＡ２１の電子ビームが通過
する貫通孔Ａ、２４はシャドウマスク貫通孔Ａ２３の側
壁、２５はシャドウマスクＢ２２のシャドウマスクＡ２
１に・接する側に設けられ、シャドウマスク貫通孔Ａ２
３より若干小さめに製作されている貫通孔Ｂ、２６はシ
ャドウマスク貫通孔Ｂ２５の側壁、２７はシャドウマス
ク８２２側に設けられた接合エネルギーが通過するため
の貫通孔、２ＢはシャドウマスクＡ２１及びシャドウマ
スクＢ２２を、接合するために、互いに溶融された接合
部である。３５は貫通孔Ａ２３１貫通孔Ｂ２５を有する
有孔部、３６は貫通孔を有していない無孔部、３７はシ
ャドウマスクをシェル状にプレスした際の、曲面を形成
している有孔部３５、及び無孔部３６の一部にほぼ垂直
状のスカート、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃはシャドウマス
クＡ２１とＢ２２を正確に位置合わせをするための孔で
ある。

次に、このシャドウマスクの製作方法について説明する
。シャドウマスクＡ２１、シャドウマスクＢ２２の各々
の両面には、所定の厚さのレジスト層が設けられており
、各々のシャドウマスクの片面に自動作画装置にて、所
望のパターンを描き、各々の前記レジスト層に焼き付け
た後、化学的なエツチング手法を用いて、所定の孔に相
当する金属のみを腐食させ、所望の形状のシャドウマス
クを得る。このエツチングの際に、シャドウマスクＡ２
１及びシャドウマスクＢ２２の位置合ねせを、正確に行
うための位置合わせ孔４２Ａ、４２Ｂ。

４２Ｃを、シャドウマスクの有孔部外の蛍光面と相対す
る面以外好ましくはスカート３７に設ける。

しかる後、シャドウマスクＡ２１及びシャドウマスクＢ
２２の各々の所望の面が、接するように、所定の治具に
位置合わせ孔４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを用いて、第１図
（ａ）に示すように両マスクＡ、　Ｂを正確な位置合わ
せを行い取り付ける。しかる後、溶融接合部２８へ溶融
するための入射エネルギーを正確に制御して瞬時に投与
すると共に精密な位置合わせができる機構を有する電子
ビーム溶接機によりシャドウマスクＡ２１およびシャド
ウマスクＢ２２を第１図（ｂ）に示すような溶融部２８
ａを形成させ接合する。

このようにごく小さな溶融部２８ａを形成するのみで２
枚のシャドウマスクを接合できるようになったので、歪
みの発生が殆んどなく、また熔融部２８ａの盛り上りも
ないので後工程のプレス加工が容易に行なえる。

なお、実施例では電子ビーム溶接機を用いた例について
示したが、その他、ＹＡＧレーザやＣＯ２レーザなどの
加工機を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、シャドウマスクをプ
レス作業等の工程で溶接歪によるしわ、及び互いのシャ
ドウマスクの遊離、及びシャドウマスク孔の位置ずれを
防止できるので、高解像度用のピッチが細かくしかも、
シャドウマスクの板厚が厚く出来るので、電子ビームの
射突によるシャドウマスクの熱変形を防止ぐことが出来
るので、色純度のよいカラー受像管を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、ら）はこの発明に係わる複数枚のシャド
ウマスクの溶接前と後の組立状態を示す第２図の１−１
線の断面図、第２図は蛍光面側から見たシャドウマスク
の中心より遠ざかる方向の一部を示す平面図、第３図は
、第２図のｍ−ｍａで示す断面図、第４図は接合された
シャドウマスクの概略を示す平面図、第５図はプレス成
形されたシャドウマスクの斜視図、第６図は従来の溶接
接合状態を示す断面図、第７図はシャドウマスク式カラ
ー受像管の一部破断斜視図、第８図はシャドウマスク式
カラー受像管に於けるフレーム及びシャドウマスクの動
作経過時間に対する温度上昇経過を示す特性図、第９図
は同じくカラー受像管の要部の温度変化による変形状態
の説明図、第１０図はカラー受像管に於けるシャドウマ
スク構体の変形現象の説明図である。 ２・・・パネル、９・・・フレーム、２１・・・シャド
ウマスクＡ、２２・・・シャドウマスクＢ１２７・・・
貫通孔、２８・・・溶融接合部、２８ａ・・・溶融部。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１ＩＩ 第３図 第 図 第 図 第 図 豐祠γ経這引時ルつＱ９） 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 正　書　（自発） 平成　　年　　月 １、事件の表示 特願昭 ６３−１９６８９０号 ２、発明の名称 カラー受像管用シャドウマスク ３、補正をする者 代表者 補正の対象 補正の内容 明細書５頁４行の「７Ｃ」を「７Ｂ」と訂正する。 同７頁３行の「シャドウマスク７」の次に「の非有孔部
」を加入する。 第８図を別紙の如く訂正する。 添付書類の目録 訂正図面（第８図）　　　　　１通 以

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パネルの内面の蛍光面に対向して配設されたシャドウマ
   スクと、このマスクの外周面を固定するフレームと、フ
   レームに固定されてシャドウマスクの熱膨張を補正する
   ための熱補正機構を有するシャドウマスク式カラー受像
   管において、上記シャドウマスクはパネル側と電子銃側
   方向に積層し溶接接合された２枚のシャドウマスクから
   なり、一方のシャドウマスクには貫通孔を設け、この貫
   通孔の小径口部と相対する他方のシャドウマスクとの接
   面とを溶着接合したことを特徴とするカラー受像管用シ
   ャドウマスク。