JPH0246629A - 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ｌ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ピン４と、
上記蛍光面３に対向しピン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
１０と、このバイメタル１０に溶接され、前記ピン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チュア−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、６Ｂ６Ｃのほ
とんどは非開口部に衝突し、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１ｍＡの条件下では、シャドウマスク７の中心部
の温度は、特性向１ｓ１４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９図の距離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。これを２１インチ
のパネル内面半径が１３５０ｗｍ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
の長袖上で最も顕著に現れ、高圧電圧２８ｋｖ、ビーム
電流ｌｓ＋Ａで、電子ビームは０５０５〜０．０８ｍｍ
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９図
の位１１７Ｂ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
補正有する必要がある。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１ｆ９Ｂ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、画面の局部的な輝度の増大する画面にお
いて、上記局部に相対するシャドウマスク７の熱変形に
よる色ずれは、上記バイメタル１０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、−１１１ｕ
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、板厚りと電子ビーム
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＞　　Ｏ１８む 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□り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
の薄い多数の貫通スロットが、ブリッジで結合された複
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１ｉ８１ 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　ｍｍ以下の板厚のアルミキルド鋼に
より製作され、短手方向にブリッジを介して、多数の貫
通孔を有するので、シャドウマスクの板厚を厚くすると
、ブリッジの幅が広くなり、電子ビームの透過を妨げる
率が多くなり、蛍光面の輝度を向上させるためには、大
きな障害となっていた。また、複数のシャドウマスクを
、レーザー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側より開始され、シャドウマスクのお互い
に接する面Ｂに達し、他方のシャドウマスクを融着に必
要量な量だけ溶融させた後、入射エネルギーを遮断し、
溶融部３８を固化させて接合が完了する。このような溶
接接合方式においては、溶融体積が比較的大きいので、
溶融部が固化中に凝縮して近傍の材料°の引き付けを起
こし、シャドウマスクの穴形状および全体が変形し、球
面状に成形するためのプレス作業により助長され、ＣＲ
Ｔ用シャドウマスクとしては使用することができなかっ
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、シャドウマスクの溶接歪による変形を防止する
と共に、板厚の厚いシャドウマスクを製作して電子ビー
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
、このシャドウ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積層されて接合し
た一方のマスクをブリッジを有さないＦｉ厚の厚いマス
クとし、他方のマスクは上記マスクよりも薄くブリッジ
を有するマスクとし、両マスクの溶接接合部の周りに未
貫通環状溝を設けたものである。

〔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を小さくできるため、
溶融部が固化したときの発生する歪量を必要最小限に小
さくでき、しかも溶接接合することにより発生する溶接
歪を各々のシャドウマスクの溶融部を中央に未貫通環状
溝を設けたことで、歪力が溶融部以外に及ぶことを遮断
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
図はこの発明によるシャドウマスクの第２図のＩ−１線
における断面図、第２図は蛍光面から見たシャドウマス
クの一部を示す平面図、第３図は第２図の■−■線にお
ける断面図、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。

第１図−第３図において、２１は電子銃側に位置し、比
較的板厚が０．２０ｍａ＋と厚く、他方のシャドウマス
クを補強し、熱伝導の主体となるブリッジを有しない扉
状のシャドウマスクＡ１２２はシャドウマスクＡ２１と
合い接し、該シャドウマスクＡ２１より肉薄で、０．１
３ｍｍの板厚で構成され、電子ビームを制御する孔を有
する蛍光面側のシャドウマスクＢ１２３はシャドウマス
クＡ２１に設けられた電子ビームが通過するための扉状
の貫通孔、２４はシャドウマスク孔２３の側壁、２５は
シャドウマスクＢ２２のシャドウマスクＡ２１に接する
側に設けられシャドウマスク孔２３より若干小さめに製
作されており、ブリッジと連結している貫通孔口、２６
はシャドウマスク貫通孔口２５の側壁、２７はシャドウ
マスクＢ２２に設けられた未貫通穴、２８は貫通穴２７
の底部、２９はシャドウマスクＡ２１、及びＢ２２の溶
融接合部、３゜はシャドウマスクＢ２２の溶融接合部２
９の周囲に設けられた未貫通環状溝、３１はシャドウマ
スクＡ２１に接するシャドウマスク孔２３の側壁、３３
Ａ、３３Ｂ、３３ＣはシャドウマスクＢ２２に設けられ
た孔２５をつなぐように設けられたブリッジ、第４図〜
第５図に於て３５は貫通孔２３゜２５を有する有孔部、
３６は貫通孔２３．２５を有しない無孔部、３７はシャ
ドウマスクをシェル状にプレス成形した際の、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８２２を正確に位置合わせ有するための位
置合わせ孔である。

次に、本発明を容易に理解するために、シャドウマスク
の製作方法の概略を説明する。まず、シャドウマスクＡ
２１、Ｂ２２の各々の両面には、所定の厚さのレジスト
層が塗布されており、各々のシャドウマスクの片面に、
対応する自動作画装置にて描かれた画像を、各々前記レ
ジスト層に焼き付けた後、不必要な部分のレジスト層を
除去する。しかる後、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除去し、所望のシ
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Ａ２１及びシャドウマスクＢ２２の位置合わせを
正確に行うための位置合わせ孔４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ
を各々のシャドウマスクＡ２１、及び、シャドウマスク
Ｂ２２の蛍光面と相対する開口面以外、好しくは、成形
されたシャドウマスクのスカート３７に位置するように
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（図
示せず）に、位置合わせ孔４２Ａ４２Ｂ、４２Ｃを用い
て、正確に位置合わせをして取り付ける。かくして、溶
融接合部２９へ溶融するための入射エネルギーの正確な
溶融量を量り、精密な位置合わせが出来る機構を有する
電子ビーム溶接機により、所定の位置のシャドウマスク
Ａ２１及び、シャドウマスクＢ２２を上記所定の溶融接
合部において、溶融させ接合する。

シャドウマスクの溶融部が固化するときに、発生する溶
接歪により、溶接点を中心とした収縮応力が働き、−膜
内にシャドウマスクは、板厚が薄いので、前記内部応力
が、容易にシャドウマスク板を変形させる。この様に悪
影響を及ぼす前記内部応力を、シャドウマスクの溶融部
の周囲外に影響を゛与えないように、前記未貫通環状溝
３０゜３１を、溶接部の極近くに設け、溶接応力が広が
ることを遮断吸収し、歪を溶接部周辺に止めて外部と絶
縁し、シャドウマスクの変形を防止することができる。

上記シャドウマスク２１．２２に接する面に上記環状溝
が設けられる場合は、管内と遮断され、不純ガスを包み
込み、受像管の動作中に徐々に管内に放出され、受像管
の寿命を短くする。かかる問題を解決するために本発明
では、環状溝３０の一部がシャドウマスクＡ２１の孔２
３と重なるように配置され、管内への開口部３１を設け
ている。シャドウマスクＢ２２は、シャドウマスクＡ２
１より板厚が薄く作られているので、容易に幅の狭い貫
通孔２３を製作でき、しかも、各々の貫通孔２３を隔離
しているブリッジ３３Ａ。

３３Ｂ、３３Ｃは、板厚が薄い側に設けているので、幅
が狭（できるため、電子ビームの透過率を向上できるの
で、蛍光面の輝度を高められる。なお、シャドウマスク
Ａ２１、Ｂ２２の貫通孔２３及び２５の相対位置関係で
あるが、電子ビームの通過は貫通孔２３にて制限され、
貫通孔２３を通過した電子ビームは、側壁２４．２６に
射突しないような位置に設け、熱変形を最小にするため
、シャドウマスクの重さを最大にするように、電子ビー
ム軌道に沿って貫通孔２３に対して貫通孔２５を設ける
ことは、従来のシャドウマスクと同じである。また、板
厚の厚いシャドウマスクＢ２２側には、ブリッジが設け
られていないので、溶接されたシャドウマスクをプレス
成形する時に、シャドウマスクＡ２１に、ずれ変形応力
を与えないので、安定した形状のプレス成形ができる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、シャドウマスク
をプレス作業等で所定の形に成形する際に溶接歪による
しわ、および互いのシャドウマスりの遊離およびシャド
ウマスクの位置ずれが防止できるため、高解像度用のピ
ッチが細か（、しかも板厚が厚いシャドウマスクを製作
できるので、電子ビームの局部的なシャドウマスクへの
射突による該マスクの熱変形を防止でき、色純度のよい
カラー受像管が得られる。また電子ビームの透過率を高
くすることができるため、明るい画面の映像となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる複数枚のシャドウマスクの組
立状態を示す第２図の１−１Ｍ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１１線で示す
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図はプレス成形あ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。 ２１・・・シャドウマスクＡ、２２・・・シャドウマス
クＢ、２９・・・溶接部、３０・・・未貫通環状溝、３
３ａ〜３３ｃ・・・ブリッジ。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雄 第１図 第　３　図 ３３ａ　Ｎ３３ｃ：）“リッジ 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 巽螢Ｅ 手続補正書（自発） 平成１年１１月６日 ２、発明の名称 カラー受像管用シャドウマスク ３、補正有する者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者　志　岐　
守　哉 ４、代 埋入 ６、　補正の内容 （１）　　明細書４頁８行の「点線で示す状態」の次に
「７Ａ」を加入する。 （２）　　同８頁４行の「ブレス作業により」の次に「
両マスクがブリッジを有するため」を加入する。 （３）　　同９頁１３行の「とができる、」を［とがで
き、しかもプレス成形時に両マスクの板厚の中立線の位
置の差から発生する成形歪をブリッジが一方のマスクに
は有していないため少なく出来る。」と訂正する。 （４）　　第８図を別紙の如く訂正する。 ７、　添付書類の目録 訂正図面（第８図）　　　　　　１通 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面（第８図）以　
　上

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積層されて接合した
   一方のマスクをブリッジを有さない板厚の厚いマスクと
   し、他方のマスクは上記マスクよりも薄くブリッジを有
   するマスクとし、両シャドウマスクの溶接接合部の周り
   に未貫通環状溝を設けたことを特徴とするカラー受像管
   用シャドウマスク。