JPH03214547A - カラー受像管のシヤドウマスク - 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県関し、％
Ｋ２枚のマスク体を重ね合わせてなるシャドウマスクの
改良にかかわる。

〔従来の技術〕

シャドウマスク式カラー受像管は、第９図に示すように
構成されている。じょうご状の７アンネル１と前面のパ
ネル２とが封着され、このパネル２内面に塗布された螢
光面３と、パネル２の側壁に設けられた複数のピン４と
、螢光面３に対向配設され、上記ピン番に支持されたば
ね板１１にバイメタル１ｏを介し支持されたシャドウマ
スク構体５とが備えられている。

シャドウマスク構体５は、次のように構成されている。

電子銃１２Ａ，１２Ｂ及び１２０からの電子ビーム６Ａ
　，　６Ｂ及び６０を選択的に通過させる多数の開孔を
有する有孔部領域２３と、この有孔部領域の周縁に形成
された無孔部領域２４とからなり、上記パネル２の内面
形状とほぼ等しい球面を有すシャドウマスク７が設けら
れている。このシャドウマスクフには四周に折曲げたス
カート８が形成され、このスカート８の全周にわたって
、例えば８〜１６点で７レーム９に溶接固定されている
。このフレーム９はバイメタル１０に溶接支持され、カ
ラー受像管の動作中に生じるシャドウマスク７の熱膨張
を補正するようにしている。上記ピン４に係合されたば
ね板１１は、バイメタル１０を溶接支持しておシ、シャ
ドウマスクフをバネル２の相対的位置Ｋ稼持する。

このような構造の力２一受像管において、電子銃１２Ａ
，１２Ｂ，１２０から放出される電子ビーム６Ａ，６Ｂ
，６０は、シャドクマスク７の有孔部領域２３に設けら
れた多数の配列孔からなるアバチャー１３を通過し、螢
光面３の赤，緑，青の各色に発光する螢光体に射突して
発光させる。通常、シャドウマスク７０表面積に対し、
アパチャー１３の総面積は１５〜２５％程度であり、電
子ビーム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。

例えば、２１形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１０図に示す温度上昇曲線とな
った。すなわち、高田電Ｅ　２８ｋＶ，ビーム電流１ｍ
Ａの条件下では、シャドウマスク７の中心部の温度は、
温度上星曲線１４で示すように、最初の５分間で温度が
著しく上昇し、３０分で飽和し約４０℃にと昇した。し
かし、熱容量の大きいフレーム９は緩やかに温度上昇し
、温度上昇曲線１５で示すようＫ１約１時間で飽和状態
となった。

このような温度上昇の相違により、シャドウマスク７は
熱膨張して螢光面３方向に突出し、色ずれをおこす。す
なわち、第１１図及び第１２図に示すように、動作開始
前は実線で示す状態にあったシャドウマスク７は、温度
上昇による熱膨張で点線で示す状態（位置’７０）に変
位する。したがって、アパチャー１３を通過した電子ビ
ーム６ｋ，６Ｂ，６０が螢光面ｓ上では、請１１図に示
す距離Ｔだけ中心方向に移動し、隣接した他色の螢光体
を発光させてしまい、正常な色彩画偉を再現することが
できなくなる。

これを２１形（２１インチ）のパネル２内面半径が１３
５０ｍｍのカラー受像管で測定したところ、パネル２の
７エース面中心から１５０ｍｍの長軸上で最も顕著に現
れ、高圧電王２８ｋＶ　，ビーム電流１ｍＡで、電子ビ
ームは０．０５〜Ｏ　．ＯＢｍｍ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は温度が緩やかに１昇し飽和状
態に近くなると、熱膨張によシ第１１図に一点鎖線で示
す９Ａの位置まで膨大変位する。このため、フレーム９
に接合ざれているシャドクＶスク７面は位置７Ａ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６
Ａ，６Ｂ，６Ｃ！が外側方向に距離Ｓだけ移動し、上記
カラー受像管の動作初期に生じる現象とは逆の方向の螢
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すれば、引続
き生じる現象であり、これを補正する必要がある。

そのため、フレーム９に取付けられたバイメタル１０（
第９図参照）の動作により、シャドウマスク７がパネル
２に近付くように、フレーム９を第１１図に示す位置９
ＢＫ変位させ、シャドウマスク７面を二点鎖線で示す位
置７Ｂに移行し、ビーム軌道が正規の螢光面と合致する
ようにして色ずれ量を補正する。

しかしながら、局部的な輝度の増大する画面Ｋおいて、
前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の温度上昇がほとんど期待
できないので、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Ｋ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Ｋ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、シャドウマスクは、一般には
、化学的な、例えば特公昭５１−９２６４号公報に示さ
れたエッチング法で製作されるのが通常な方法である。

この方法による製作においては、板厚ｔと電子ビームが
通過するシャドウマスク孔の幅寸法Ｓｗとは、次式のよ
うな関係があり、厚い板に小さな孔を孔あけａ！作する
ことは、不可能でおったＯＳｖ＞○．Ｓｔ 一方、ＣＲＴ（陰極線管）の解像度を向上させルだメの
、螢光面の小寸法化は、シャドウマスク孔が、小さくな
ることを意味し、シャドクマスクの熱変形による色純度
を保つためには、板厚の厚いシャドウマスクが要求され
るという相反した関係にある。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
ので、例えば、特開昭５７−１３８７４６号公報に示さ
れたように、多数の貫通スロットがブリッジをはさんで
設けられた薄板厚のシャドウマスクを、２枚重ね合わせ
溶接結合した方法が考えられた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来のカラー受像管のシャドゥマスクは、
２枚重ねて組合わされる各マスク体は、通常０．３ｍｍ
以下の板厚のアルミキルド鋼から製作され、孔幅方向に
ブリッジを介して多数の貫通孔を有するので、マスク体
の板厚を厚くすると、ブリッジの幅が広くなシ、電子ビ
ームの透過を妨げる率が大きくなり、螢光面の輝度を向
上させるためには、大きな障害となっているという問題
点があった。

また、電子ビームの通過を妨げないように、重ね合わさ
れた各マスク体のアバチャーの位置関係を設定するのに
、所足の形状にプレス成形する際に、予定された相互の
アパチャーの位置関係のずれがばらつきにより、所定責
の電子ビームの通過を得ることは難しいという問題点が
あった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、電子ビームの透過率を高くし明るい画面とな
り、色純度を高くしたカラー受像管のシャドウマスクを
得ることを目的としている。

〔課題を解決するためのモ段〕

この発明にかかるカラー受像管のシャドゥマスクは、第
１及び第２のマスク体のうち、反パネル側の第２のマス
ク体を、極く薄い板厚にし、中立線の長さの差が僅かで
あるようにし、プレス成形での双方の７パチャーの位置
ずれを防止し、プレス成形後に第２のマスク体の有孔部
の接合部の外の部分を、電磁力などにより第１のマスク
体に対し小間隙をあけた成形をしたものである。

〔作用〕

この発明においては、電子銃から放出された電子ビーム
は、シャドウマスクの７パチャーを通過する童の外は、
ほとんど第２のマスク体に射突するため、板厚が極めて
薄い第２のマスク体は急激に温度が１昇する。しかし、
電子ビームの位置を制御するパネル側の第１のマスク体
には、電子ビームがほとんど射突しなく、反パネル側の
第２のマスクからの熱伝達は、ほとんど輻射伝達による
ため、重ねられた両マスク体の対応する面の輻射率を他
の面より小さくすることにより、第１のマスク体の温度
上昇を極めて小さくできるので、熱変形が抑制される。

また、第２のマスク体は、第１のマスク体Ｋ対し直線的
に接合点が設けられているので、第１のマスク体との面
間に間隙を設けても、第１のマスク体面に対しよじれる
ことがなく、電子ビームを不必要な方向に反射して色純
度を低下したり、電子ビームの通過を妨げることがなく
、明るい画面が得られる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例によるカラー受像管のシャ
ドウマスクの折曲げ前の平面図である。

シャドウマスク２０は第１のマスク体２１と第２のマス
ク体２２が重ね合わされてなる。螢光面３に対向する第
１のマスク体２１は、例えばアルミキルド鋼板からなり
、板厚が０．１５〜０．３０ｍｍになっており、電子ビ
ームが螢光面３に射突する位置を制御するためのもので
ある。第１のマスク体２１に重ねて結合され機械的に補
強された第２のマスク体２２は、例えばアルミキルド鋼
板からなり、板厚が０．０１〜０．０５ｍｍと極めて薄
く、電子ビームの大部分が射突する。２３は多数の配列
孔からなるアパテヤー（図示は略す）を有する有孔部領
域、２４はアパチャーを有しない周辺部按をなす無孔部
領域、２５は第１のマスク体２１と第２のマスク体２２
の相対位置を決めるための位置決め孔である。２８ａは
後工程で溶接される多数の溶接線予定位置を示す。

第２図は、第１図の状態のシャドウマスクが曲げ加工さ
れ完成後の状態を示す縦断面図である０２８はマスク体
２１と２２の双方の面間に、多数箇所の溶接線部２９の
外の部分に形成された小間隙で、温度上昇した第２のマ
スク体２２から第１のマスク体２１への熱伝達を阻とす
る。

次に、この発明の一実施例によるシャドウマスクの製作
を、２１形カラー受像管を例に説明する。

まず、化学的なエッチング乎段で有孔部領域部，無孔部
領域２４が形成されたマスク体２１．２２の寸法は、第
７図に部分拡大図により示すと、次のようになっている
。マスク体２１は板厚ｔ　１　＝　０．　２５ｍｍで、
アパチャー１３ａ，１３ｂのビッチＰ　＝　０．６５ｍ
ｍ　，電子銃側のもつとも狭い部分の＠Ｗ＝○．１５ｍ
ｍ　，この中心線Ｑからの各寸法は、Ｗ１　＝　０．　
１６０ｍｍ　，　Ｗ２　＝０．１２０ｍｍになっている
。また、マスク体２２は板厚ｔ２　＝　０．０２５ｍｍ
で、Ｗ３＝０．１８０ｍｍ　，　Ｗ４＝Ｏ．１５０ｍｍ
になっている。（なお、図ではマスク体２２は間隙ｔ３
を形成しているが、製作工程の終期に形成されるもので
、工程の前期では平板状である。）このように製作され
たマスク体２１．２２は、第１図に示すように設けられ
た位置決め孔２５を、第３図に示す位置決め治具２７｝
の位置決めビン２６に挿入され、双方が位置合わせられ
る。

つづいて、例えば、第４図に示すように、ヘッド３０下
にする。第６図に示すように、アパチャ−　１３ａ　，
　１３ｂの長軸方向のブリッジ３４から短軸方向に隣接
するアパチャーまでを、ヘッド３ｏより発したレザー光
により、マスク体２１と２２を溶接線部２日において溶
接する。このとき、治具２７のマスク体２１の接する方
向に、強カな磁気装置を設置させ、その磁カによりマス
ク体２１．　２２を密着させながら溶接してもよい。（
なお、第６図ではマスク体２２に小間隙２９を形成した
状態を示しているが、これは最終工程で成形される。）
この後、所定の形状の曲面をもった金型を用いプレス成
形し、所定の形状のシャドゥマスク２０を得る。

ついで、黒化処理を行い、シャドウマスク２０の表面に
輻射率の高い悪化膜を生成する。このとき、マスク体２
１．２２の接する面２１ａ，２２ｂは酸素の供給が十分
でないので、輻射率の高い黒化膜は生成されない。

つづいて、第５図に示すように、シャドゥマスク２Ｑを
マスク吸着器３１に取付け、第２のマスク体２２側には
、マスク押え３３を接触させシャドゥマスク２０を挾持
し、マスク体２２から約０．３ｍｍ離れたところに設置
されたマスク吸着器３２に強力な磁界を印加し、マスク
体２２を磁気吸引し所定の形状として、マスク体２１　
．　２２の接する面に小間隙２９を形成する。このとき
、マスク体２１　．　２２の溶接線部２８は、第６図に
示すように、アパチャ−　１３ａ，１３ｂの短軸方向に
溶接されているので、マスク体２２は、マスク体２１の
面に対してよじれることはない。小間隙２９は、０．０
５〜０．５ｍｍが適当である。第６図のＹ−Ｙ線におけ
る断面図を第８図に示す。

なお、反パネル側になる第２のマスク体２２は、板厚が
０．０５ｍｍを超えると、その熱変形応力が第１のマス
ク体２１に影響を及ぼし、ミスランデイング量を増大さ
せることになる。また、板厚が０．０１ｍｍよシ薄いと
、製潰工程中での取扱いによる変形量が大きく、笑用化
できない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、多数の溶接線部で溶
接されたパネル内面側の第１のマスク体と反パネル側の
第２のマスク体とをプレス成形賦双方のマスク体間に溶
接線部の外の部分に小間隙を設けたので、電子ビームに
射突された第２のマスク体は急漱に温度上昇するが、第
２のマスク体は板厚が薄く内面の熱輻射率が悪いので、
第１のマスク体には伝達熱量がわずかとなり、温度１昇
が小さく抑制され、第１のマスク体の熱変形が小さくな
り、画面の色純度の低下が防げる。

また、第１及び第２のマスク体の温間差によるそれぞれ
の伸び量の違いによるひずみは、板厚のごく薄い第２の
マスクが変形することで逃がされ、第１のマスク体に及
ぼす影響はごくわずかとなる。

これにより、色純度の良い画面にでき、電子ビームの透
過率が高くなるので、明るい画像が得られるＯ

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例によるカラー受像管のシャ
ドウマスクの曲げ成形前の状態を示す平面図、第２図は
第１図の状態のシャドウマスクをプレス曲げ成形し双方
のマスク体間に間隙が形成され完成された状態の縦断面
図、第３図は第１図のシャドクマスクの第１及び第２の
マスク体を治具上で位置合せした状態の斜視図、第４図
は第３図の双方のマスク体を電子ビーム溶接する状態の
断面図、第５図は第４図の工程で溶接結合され、プレス
曲げ成形された双方のマスク体の溶接線部外の部分に間
隙を形成する手段を示す要部断面図、第６図は第５図の
工程により双方のマスク体間に小間隙が形成されたシャ
ドウマスクの一部破断斜視図、第７図及び第８図は第６
図のＹ−Ｘ線及びＹ−Ｙ＠における断面図、第９図は従
来のシャドウマスク式カラー受像管の一部破断斜視図、
第１０図は第９図の受像管のフレームとシャドウマスク
の動作時間に対する温度上昇を示す曲線図、第１１図は
第９図の受像管のシャドウマスク構体の温度変化による
変形状態の説明図、第１２図は第１１図のシャドウマス
クの熱変形による電子ビームの螢光面へのずれを示す説
明図である。 ２・・・パネル、３・・・螢光面、工３・・・アパチャ
−１３ａ，１３ｂ・・・アパチャー　２０・・・シャド
ウマスク、２１・・・第１のマスク体、２２・・・第２
のマスク体、２３・・・有孔部領域、２４・・・無孔部
領域、２８・・・溶接線部、２９・・・小間隙 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 厚さ約０．１５〜０．３０ｍｍの薄板材からなりアパチ
   ャーが形成され、受像管のパネル内面の螢光面に対向し
   て配置された第１のマスク体と、厚さ約０．０１〜０．
   ０５ｍｍの薄板材からなりアパチャーが形成されており
   、第１のマスク体に反パネル側に重ね合わされ、多数の
   溶接線部で接合された第２のマスク体とを備え、双方の
   マスク体の合せ面間は、上記溶接接合部の外の部分には
   小間隙が形成されてあることを特徴とするカラー受像管
   のシャドウマスク。