JPH03297035A - 陰極線管用シャドウマスク構体 - 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］ 本発明は、明るい画面や非常に輝度の高い部分を含む画
面を表示させても、また、据付位置や方向を変えても１
色ずれなどの問題を生じないようにしたカラー陰極線管
用のシャドウマスク構体に関する。

［従来の技術］ シャドウマスク方式カラー陰極線管では、赤、緑、青発
光用の、夫々各原色専用の電子銃から射出された３本の
電子ビームが、シャドウマスク上の走査位置の一つの電
子ビーム通過孔を通った後、各原色用電子ビームのパネ
ル内面ランディング位置に夫々配設された赤、緑、青螢
光体のドツト又はストライプに射突して励起発光させる
ようになっている。

従って、良好なカラー表示を行うには、シャドウマスク
の多数の電子ビーム通過孔と、これら電子ビーム通過孔
それぞれに対応してパネル内面に配設された赤、緑、青
螢光体のドツト又はストライプとが、所定の正しい相対
位置を保持してしＮなければならない。

しかし、シャドウマスク有効面内で電子ビーム通過孔の
占める面積は１５〜２０％程度に過ぎず、電子ビームは
、孔以外の箇所ではシャドウマスクに衝突してシャドウ
マスクを加熱し、其処の温度を上昇させる。特別な対策
を講じていない場合は。

シャドウマスクは温度上昇に伴って膨張し、膨張の程度
が甚だしくなると、電子ビーム通過孔と、パネル内面の
各原色螢光体のドツトやストライプとの対応関係が前記
所定の正しい相対位置からずれて色純度の劣化を生ずる
ことになる。

従来から、上記問題の解決策の一つとして、シャドウマ
スクに、各方向に−様な、即ち均一な張力を与えた状態
で、マスクフレームに固着させ。

シャドウマスクが熱膨張しようとした時は、其処の張力
が緩和するだけで実際には変形しない、即ち予め与えで
ある張力によって熱膨張による変形を吸収する方法が提
案されていた。

しかし、上記従来の技術は、張力が印加されたシャドウ
マスクが、陰極線管の製造工程、例えばパネルとファン
ネルの溶封とか排気などの工程で、４５０℃前後に加熱
された場合、塑性変形などを生じて、その張力が大幅に
低下しかねないという問題があった９ このような問題に対して、本発明者等は特開平１−２３
９７３６号公報に開示されているような、シャドウマス
ク材に軟鋼を、マスクフレーム材として１０〜３２％（
これを含め、以後金て重量％とする）のＣｒを含み残余
Ｆｅのステンレスを用い、そわぞれの熱膨張係数の差に
よって上記陰極線管製造工程でのシャドウマスク張力の
低下を抑制する技術を提案した。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記対策技術は、マスクフレーム材の磁気特性
に対する配慮が不足しており、カラー陰極線管を実際に
使用する際に、据付位置や据付方向を変えると地球磁界
の影響によって色ずれが生ずるのを完全には抑制できな
かった。

本発明は、明るい画面や非常に輝度の高い部分を含む画
面を表示させても、また、据付位置や方向を変えても、
色ずれなどの問題を生じないようにしたカラー陰極線管
用のシャドウマスク構体を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明においては、多数の孔
を配設したシャドウマスクと、このシャドウマスクが均
一な張力を生じた状態で固着されているマスクフレーム
とを備えた陰極線管用シャドウマスク構体において、前
記シャドウマスクには軟鋼板を用い、且つ、前記マスク
フレームには。

１２〜１９％のＣｒと残余Ｆｅを主成分とし、これに１
〜３％のＳｉ又は０．１〜０．５％のＡｌを添加し、更
にＣの含有量を０．０１％以下に抑制した材料を用いる
ことにした。

［作用コ カラー陰極線管を製造する工程では、シャドウマスクは
４００℃以上に加熱される。この際、予め張力を生じさ
せたシャドウマスクがマスクフレームに張られている場
合、例えばシャドウマスクとマスクフレーム双方を、最
も入手し易い軟鋼で作ると、その降伏強度が高温におい
て低下し、−部塑性変形するに到る。また、高温からの
冷却時に、シャドウマスクとマスクフレームは、熱容量
や表面積の相違により、シャドウマスクはマスクフレー
ムよりも速やかに冷却し、収縮しようとし、これにより
、やはり塑性変形に到ることがある。

これらは、室温まで冷却したとき、高温を通過する前に
比べて、シャドウマスクの張力が低下した形となって現
われる。

実験の結果、シャドウマスクに軟鋼を用いた場合、マス
クフレームは室温から４５０℃前後までの平均熱膨張係
数が（８〜１３）Ｘ　１０−’／℃であることが望まし
いことが判明した。

また、マスクフレーム材としては、熱膨張係数以外に、
磁気特性、即ち地球磁界の影響下で据付位置、方向を変
えても、色ずれなどが生じない程度にまでテレビジョン
セットに設けた消磁手段で消磁可能で且つ高い透磁率が
必要である。１２〜１９％のＣｒと残余Ｆｅを主成分と
し、これに１〜３％のＳｉ又は０．１〜０．５％のＡＩ
を添加し、更にＣの含有量を０．０１％以下に抑制した
材料は、最大透磁率が３０００以上、保磁力が０．５０
ｅ程度と軟磁性体として極めて良好な特性を示すが、本
発明シャドウマスク構体では、これをマスフフレーム材
として使用したから、カラー陰極線管の磁気遮蔽効果が
向上し、地球磁界による色ずれが低減する。

［実施例コ 第１図は本発明一実施例の斜視図で、図中、１はマスク
フレーム、１ａはマスクフレームの周囲上端面、１ｂは
マスクフレーム周囲上端面上の溶接線、２は板ばね、２
ａはスタッドと係合する孔、３はシャドウマスク、３ａ
は電子ビーム通過孔である。マスクフレーム１は、１３
％ＣｒとＦｅを主成分とし、これに２％Ｓｉを添加し、
Ｃ含有量を０．０１％以下に抑えたステンレス鋼で、Ｌ
形断面をしており、断面の上端側の輻８鴎、下端側の幅
３．５　ｗｍ、高さ１，５閣、全体の大きさは外形が横
４０４ｍ＋、縦３０６ａｉである。ステンレス鋼である
から表面を酸化させ難いが、フレームｌの外側表面に１
０〜５０μｍ程度の微細な凹凸をサンドブラスト等によ
って付けて酸化容易とし、これを酸化性雰囲気、例えば
ＣＯ，−ＣＯ中で６００℃、２０分間加熱して表面に酸
化膜を形成させである。

このように酸化膜を形成させると、表面の反射が著しく
低下し、一般に、その反射率は露光時に使用する光の波
長において容易に１％以下になる。

なお、マスクフレーム１には、これをパネル内部に取付
けるための、孔２ａを有する板ばね２が固着されている
。

シャドウマスク３は、軟鋼板よりなり、厚さ０．０２５
ｍ＋で、周縁部を除く有効部全面に孔径０．１１＋＋ａ
の電子ビーム通過孔３ａがほぼ０．２５国の間隔で整列
して列の相互の角度が６０度をなすように配設しである
。このシャドウマスク３は。

張力を与えられた状態で、その周縁部が、マスクフレー
ム１の周囲上端面１ａのほぼ中央を連ねる２点鎖線で示
した溶接線１ｂに沿ってマスクフレームに溶接されてい
る。

次にこのようなシャドウマスク構体の製造方法を第２図
によって説明する。まず、画面表示部に対応する有効部
に多数の電子ビーム通過孔３ａが形成され、その外周が
円形をなして大きく広がっているシャドウマスク材料板
３ｂを、その全円周にわたって多数個所に配列されてい
る溶接点４によってマスク引っ張り周枠５に平坦に固定
する。

この際、シャドウマスク３は、ばね等（図示せず）を用
いて中央から外側に向かって軽く引っ張っておきながら
固定すると、容易に平坦に固定することができる。なお
、マスク引っ張り周枠５の材料としては、オーステナイ
ト系のステンレス鋼５ＵＳ３０４等を用いる。

上記のようにマスク引っ張り周枠５にシャドウマスク材
料板３ｂを平坦に固定したものを炉中に入れて９０℃に
加熱する。その後、これを炉から取り出し、３０℃に温
度調整した空気６をシャドウマスク材料板３ｂ全体に吹
き付け、シャドウマスク材料板３ｂだけを３０℃に冷却
する。このとき、シャドウマスク材料板３ｂは厚さが０
．０２５履と非常に薄いために１０秒程度で３０℃まで
冷却される。一方、マスク引っ張り周枠５は熱容量が大
きいため殆ど温度が下がらない。マスク引っ張り周枠５
の材料として用いた５ＵＳ３０４は熱膨張係数が１７．
３　Ｘ　１０−’程度であるので、前記のように９０℃
から３０℃まで６０℃だけ温度降下して収縮したシャド
ウマスク材料板３ｂには。

２０ｋｇ／ａ１１２以上の張力が均一に印加される。

このように均一な張力が印加された状態におけるシャド
ウマスク材料板３ｂの下の所定位置に。

前記の如く酸化膜が形成されたマスクフレーム１を台７
に位置決め固定した状態で移動させて位置させ、マスク
フレーム１のＲＷＩ上端面１ａのほぼ中央の溶接点８（
この溶接点８が連なって前述の溶接線１ｂを形成する）
で、全周にわたってシャドウマスク３とマスクフレーム
１を点溶接またはシーム溶接等により溶接して固定する
。溶接後、マスクフレーム１の外周に沿ってシャドウマ
スク３をシャドウマスク材料板３ｂから切断分離する。

この分離作業はマスク引っ張り周枠５が室温まで冷却し
てから行っても良い。こうして、シャドウマスク３に均
一な張力が印加された第１図に示したようなシャドウマ
スク構体が完成する。

第３図は上記の如くして完成された本発明実施例シャド
ウマスク構体を装着したカラー陰極線管の本発明に係る
要部を断面図にして示した側面図である。ここで、シャ
ドウマスク構体は、マスクフレーム１に取付けられた板
ばね２の孔２ａが、第３図に示すようにパネル９のスカ
ート部内面に植設されたスタッド１０に係合され、パネ
ルの内側に支持される。このような状態で排気処理など
が行われる。

こうして製作されたシャドウマスク構体は、その後の陰
極線管の製造工程たとえば排気工程などで４００℃以上
の加熱工程を通過しても張力が低下することなく、また
導電膜用黒鉛の塗布乾燥や螢光面形成のための露光時に
も問題は生ぜず、管球完成時の磁気特性は優れたものと
なる。

なお、上記実施例では、１３％Ｃｒ、残余Ｆｅの主成分
に２％Ｓｉを添加した場合について説明したが、Ｓｉの
代わりに０．１〜０．５％のＡｌを添加した材料を用い
ても、同様に磁気特性良好なシャドウマスク構体が得ら
れる。

本発明シャドウマスク構体は、シャドウマスク自体には
軟鋼板を使用しており、マスクフレームの材料も安価な
ステンレス鋼として広く用いられて来た所謂１３Ｃｒス
テンレスに、１〜３％のＳｉ又は０．１〜０．５％のＡ
ｌを添加し、Ｃの含有量を０．０１％以下に抑制しただ
けのものであるから、現在の技術水準では非常に製造し
易い安価な材料である。また、この材料の熱膨張係数は
、室温から４３０℃まテノ平均１’　Ｉ　Ｌ　Ｘ　Ｉ　
Ｏ−’／”Ｃ１’あって、シャドウマスク材料である軟
鋼の１４×１０−’／”Ｃに比較して小さいため、カラ
ー陰極線管製造工程で加熱されたときに、シャドウマス
クが塑性変形して張力の低下が生ずる恐九はない。

従来、通常の所謂１３Ｃｒステンレスでマスクフレーム
を製造していた場合に、地球磁界による陰極線管螢光面
上での電子ビームの移動量が４０μｍであったのに対し
、本発明シャドウマスク構体の使用により、それが１５
μｍに減少した。

なお、マスクフレームの形状はＬ形断面に限定する必要
はなく、例えばプレス加工によって更に複雑な断面形状
にしたものであっても良い。また、上記実施例では、マ
スク引っ張り周枠を用いてシャドウマスクに張力を与え
たが、本発明はこれに限定されることなく、他の方法に
よって張力を与えても勿論差し支えない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、シャドウマスクを
マスクフレームに固着させる時にシャドウマスクに与え
てあった均一な張力は、陰極線管製造工程中に低下する
ことなく、実際の使用時に電子ビーム衝撃によりシャド
ウマスクが温度上昇しても１色ずれは生ぜず、しかも地
球磁界の影響も大幅に低下して、据付位置、方向を変え
ても。

色ずれは殆ど問題にならない程度に抑制される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の斜視図、第２図は同実施例で
シャドウマスクに予め均一な張力を与えた状態でシャド
ウマスクをマスクフレームに固着する一方法を説明する
図、第３図は本発明シャドウマスク構体を装着したカラ
ー陰極線管の要部を断面図にして示した側面図である。 １・・・マスクフレーム、　１ａ・・・マスクフレーム
の周囲上端面、　１ｂ・・・マスクフレーム上端面上の
溶接線、　２・・・板ばね、　２ａ・・・スタッドと係
合する孔、　　３・・・シャドウマスク、　　３ａ・・
・電子ビーム通過孔、　　３ｂ・・・シャドウマスク材
料板、４・・・溶接点、　５・・・マスク引っ張り周枠
、　６・・空気、　７・・・台、　８・・・溶接点、　
９・・・パネル、第 ３ 図 １−マスフッし一ム ２−不ρ）ご胎 ３−ヨイ￥−゛つ１フフ ９−ノＸ＝啓→し １ｏ−マク−・／ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多数の孔を配設したシャドウマスクと、このシャド
   ウマスクが均一な張力を生じた状態で固着されているマ
   スクフレームとを備えた陰極線管用シャドウマスク構体
   において、前記シャドウマスクは軟鋼より成り、且つ前
   記マスクフレームは、１２〜１９重量％のＣｒと残余Ｆ
   ｅを主成分とし、これに１〜３重量％のＳｉまたは０．
   １〜０．５重量％のＡｌを添加し、かつ、Ｃの含有量を
   ０．０１重量％以下に抑制した材料よりなることを特徴
   とする陰極線管用シャドウマスク構体。