JPH0422042A - 陰極線管用シャドウマスク構体の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、シャドウマスク使用時に此のシャドウマスク
に均一な張力が生じていて、シャドウマスクが温度上昇
したときでも、其の熱膨張を張力緩和で吸収して、シャ
ドウマスクの電子ビーム通過孔と、それぞれ、これに対
向配設された螢光面上の各原色螢光体との対応関係が保
持されるようにした、カラー陰極線管用シャドウマスク
構体の製造方法に関する。

［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に対応
してパネル内面に対向配設された赤、緑、前壁光体のド
ツト又はストライプに夫々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対向配設された赤、緑
、前壁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いなければならない。

しかし、電子ビームがシャドウマスクの電子ビーム通過
孔を通り抜けている時間は、電子ビームがシャドウマス
クに衝突している時間に比べて僅かであって、電子ビー
ムのマスク透過率は、通常１５〜２０％程度に過ぎない
。電子ビームがシャドウマスクに衝突すると、其処の温
度を上昇させ、熱膨張を生じさせる。明るい画面や画面
に非常に輝度の高い個所がある場合には、ビーム電流が
大きくなるので、其処のシャドウマスクが膨張し、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
起こすことになる。

シャドウマスクの電子ビーム射突による加熱、膨張、そ
れに伴う色純度の劣化を防止する一つの手段として、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
レームに固着させ、シャドウマスクが温度上昇しても、
単に張力が緩和されるだけで、実際に膨張変形するには
至らせないようにすることが提案されている。

更に、シャドウマスクに均一な張力を与えた状態でマス
クフレームに固着する方法について、例えば特開昭６２
−５１１３０号公報には、均一な所定の張力が印加され
た状態にある平坦なシャドウマスクの電子ビーム通過孔
部を含む周縁部をマスクフレームとリボン状枠との間に
挾持しながら前記リボン状枠上より間欠送りされるパル
スレーザ光を照射して前記リボン状枠間に固着する方法
が開示されている。

しかし、本発明者が試行したところ、上記方法では、シ
ャドウマスクとフレーム及びリボン状枠を、全周にわた
って完全に密着するように、良好なレーザ溶接を行うこ
とは困難であった。実際には張力の不均一が生じ、使用
時にシャドウマスクの電子ビームによる加熱膨張で色純
度の劣化が認められた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の技術は、溶接すべきシャドウマスク周縁部と
マスクフレームとを全周にわたって完全に密着させるこ
とに対して配慮されておらず、そのため両者間に僅かな
隙間が空いている個所が残っていると、其処ではレーザ
溶接法では良好な固着状態が得られないで、均一な即ち
全ての方向で等しい張力をかけることができず、色純度
の劣化が現われるという問題が生していた。

本発明は、シャドウマスクとマスクフレームを常に完全
に密着させなからレーザ溶接を行うことにより、両者間
を全周にわたって良好な固着状態とし、更にシャドウマ
スクに均一な張力が印加されるようにして、色純度の劣
化が現われないようにする陰極線管用シャドウマスク構
体の製造方法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、均一な張
力が生じた状態のシャドウマスクが、其の周縁部で前記
シャドウマスク面に平行なマスクフレームに固着されて
いる陰極線管用シャドウマスク構体の製造方法において
、シャドウマスク周縁部を前記マスクフレーム上に載置
し、これら両者の少なくとも相互に固着すべき部位の近
傍周囲を加圧して確実に接触させながら、前記部位にレ
ーザビームを照射し、両者をレーザ溶接により固着させ
るようにした。

上記方法を容易に実行できるようにするために、本発明
では相互に固着すべき部位の近傍周囲を加圧しながらシ
ャドウマスクに対し相対的に摺動する部材と、前記固着
すべき部位に対し、レーザビム集光用レンズを所定の関
係位置に保持する機構とを備えたレーザ溶接手段を用い
ることにした。

更に上記溶接手段の、シャドウマスクに対し相対的に摺
動する部材の、シャドウマスクと接触する端部の形状を
、レーザビームを中心軸とし、この軸に交わるシャドウ
マスクとの接触面で端部が切られた中空円筒状とし、が
っ摺動部材の端部接触面から接触しない個所に移行する
部分が、前記摺動方向に向かって滑らかな、加圧しなが
ら摺動させ易い表面形状を持つように形成した。このよ
うにすれば、シャドウマスク表面に傷が生ずることも抑
制される。

また室温においてシャドウマスクに均一な張力を印加す
るために、シャドウマスクをマスクフレームよりも高い
所定の相対温度に保持した状態で、シャドウマスクをマ
スクフレームに載置して固着させ、両者の温度が等しく
なった状態で、シャドウマスク自体が収縮しようとする
力が張力として加わるようにした。

［作用コ 上記のような手段をとれば、レーザ溶接する場所、時点
では、シャドウマスクの周縁部と、マスクフレームとは
、レーザ溶接手段の加圧、接触、摺動部材により必ず完
全に密着させられているから、レーザ溶接によって良好
な固着状態が得られる。レーザ溶接では被溶接物間の隙
間が溶接状態に及ぼす影響は極めて大きく、許容値は被
溶接物の板厚の１０％以下と言われている。そのため、
本発明が対象とするような薄い例えば２５μｍ程度の板
を溶接する場合、マスクフレームとの隙間は殆ど許され
ないわけである。

また、レーザビーム集光用のレンズが上記加圧、接触、
摺動部材により完全に密着させられた溶接対象部位に対
し常に所定の関係位置に保持されているから、この部位
のシャドウマスク上でのレーザビームの集光状態は常に
所望の如くなっており、シャドウマスク全周にわたって
良好、均一な溶接状態が得られる。

シャドウマスクに張力を加えることなく、シャドウマス
クをマスクフレームよりも高い所定の相対温度に保持し
た状態で、シャドウマスクをマスクフレームに載置した
ときに、シャドウマスクとマスクフレームの間で、たと
え完全な密着状態が実現していなくても１本発明に係る
溶接手段によれば良好な固着状態が得られ、しかも比較
的簡単にほぼ完全に均一な張力を発生させることが出来
る。

［実施例コ 第５図は本発明によって製造したシャドウマスク構体を
使用したカラー陰極線管の側断面図で、図中、１はパネ
ル、２はパネルスカート、３はパネルスカートに植設さ
れたシャドウマスク支持用のスタッド、４はマスクフレ
ームに固着され其れに穿設された孔で前記スタットに係
合してシャドウマスクを支持する板ばね、５は開口周囲
部に平坦面を持つマスクフレーム、６は板厚０．０２５
ｍｍの軟鋼製で内側有効部会面に直径０．０８０ｍｍの
孔がＯ，１７５ｍｍピッチであけられた平面状シャドウ
マスク、７は電子銃、８は電子ビーム、９は偏向コイル
、１ｏはパネル内面に規則正しく配列された多数のドツ
ト状またはストライプ状に形成された３原色螢光体群よ
りなるカラー螢光面、１１はパネルの面板である。シャ
ドウマスクの孔の配列は良く知られているように孔の中
心を結ぶ線が６０度の角度で交差するようにすると全て
の孔が等間隔になる。

一方、電子銃７から相互間隔５　、５　ｍ　ｍで面板１
１の内面中心で集中するように発射された３本の電子ビ
ーム８は偏向コイル９によってカラー螢光面１０全面に
わたって偏向される。電子ビーム８の大部分の射突によ
ってシャドウマスク６が加熱されると、シャドウマスク
は温度上昇して膨張し、電子ビームがシャドウマスクの
孔を通ってカラー螢光面１０上にランディングする位置
が所定の位置から変移する。即ちランディング誤差を生
ずる。この誤差を出来るだけ少なくするためにシャドウ
マスクに予め張力を生じさせておいて、膨張を張力の緩
和で吸収させようとすることは既述の如くである。しか
し、張力が均一に生じていないと十分な効果は得られな
い。第３図はシャドウマスク構体を螢光面側から見た斜
視図である。第４図はシャドウマスク構体を電子銃側か
らみた斜視図である。第３図に示すようにシャドウマス
ク６はその外＃１２の少し内側で、全周にわたって、２
点鎖線で示した溶接線１３上の多数の点でパルスレーザ
照射により点溶接されている。

第１図は本発明に係るレーザ溶接手段を説明するための
断面図である。マスクフレーム５上に載置されたシャド
ウマスク６を２枚のヒータ１４ａ。

１４ｂが上下から挾む。ここでこれらのヒータは夫々１
２０℃に加熱されており、シャドウマスク６が熱膨張し
て横方向に広がるのを妨げず、かつ上下方向に弛まない
ように保持している。上ヒータ１４ａから外側にはみ出
したシャドウマスク６の周縁部の略中央にレーザビーム
が照射されるように集光用レンズ１５が配置され、これ
と一体となった可動部１６がシャドウマスク全周が溶接
できるようにロボット１７により支持されている。

上ヒータ１４ａから外側にはみ呂したシャドウマスク６
の周縁部の略中央上に、可動部１６の先端１６ａが所定
の圧力で接触している。可動部の先端１６ａの拡大図を
第２図に示す。可動部１６とロボット１７の間にはバラ
ンサ１８を設けると圧力を設定し易い。この圧力はシャ
ドウマスク６の板厚、材質および可動部の先端１６ａの
接触面積等により最適値を決定するへきであるが、本実
施例の板厚０．０２５ｎ＊の軟鋼層のシャドウマスクの
場合は、可動部の先端１６ａの中空円筒状部の面積２．
４＋ｏｍ２に対し、１０〜５００ｇが適当である。実際
には本実施例では、密着性とシャドウマスクを傷付けな
いように考慮して１００ｇの圧力に設定した。

集光用のレンズ１５はパルスレーザ源１９と光ファイバ
２０により接続されている。

一方、マスクフレーム５は溶接作業中に温度上昇しない
ように吹出口２１から吹き出す空気により冷却されてい
る。

以上のようにして、シャドウマスク６の全周にわたって
レーザにより多数の点で点溶接することにより、室温時
において均一な張力が生しているシャドウマスク構体が
得られる。

本実施例では、レーザ溶接時にシャドウマスク６に張力
を印加せず加熱膨張させた状態で溶接する場合について
説明した。しかし、他の方法たと、えば機械的にシャド
ウマスク６に張力をかけた状態でレーザ溶接する場合で
も本発明は全く同様な効果を発揮する。

また５上記実施例では、点溶接する場合について説明し
たが、シーム溶接する場合でも効果は同様である。以上
に説明した本発明の実施例は、平面状のシャドウマスク
を用いた場合であったが、円筒面状にシャドウマスクを
展開させる場合にも本発明に係るレーザ溶接手段を用い
ることができる。円筒面状の場合には、全周にわたって
此の方法を適用しなくても上下または左右だけに適用し
ても良い。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、均一な張力が生し
た状態のシャドウマスクが、其の周縁部で、前記シャド
ウマスク面に平行なマスクフレームに固着されていて、
明るい画面や非常に高い輝度の部分を含む画像を表示す
る場合でも色純度劣化が生し難いようにした陰極線管用
シャドウマスク構体を、簡単、容易に製作することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザ溶接手段を説明するための
断面図、第２図（ａ）は本発明に係るレザ溶接手段の可
動部の先端の拡大側断面図、第２図（ｂ）は同可動部先
端の拡大下面図、第３図は本発明を実施したシャドウマ
スク構体を螢光面側から見た斜視図、第４図は同シャド
ウマスク構体を電子銃側からみた斜視図、第５図は本発
明によって製造したシャドウマスク構体を使用したカラ
ー陰極線管の側断面図である。 １・・・パネル、　　２・・・パネルスカート、　３・
・・スタッド、　４・・・板ばね、　５・・マスクフレ
ーム。 ６・・・シャドウマスク、　　７・・電子銃、　８・・
・電子ビーム、　　９・・・偏向コイル、　　　１０・
・・カラー螢光面、　　１１・・・パネルの面板、　　
１２・・・シャドウマスクの外縁、　　１３・・溶接線
、　　１４ａ、１４ｂ・・・ヒータ、　　１５・・・集
光用レンズ、　　１６・・・可動部、　　１６ａ・・可
動部の先端、　　１７・・ロボット。 １８・・・バランサ、　　１９・・・パルスレーザ源、
　２０・・・光ファイバ、　　２１・・・吹出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、均一な張力が生じた状態のシャドウマスクが、其の
   周縁部で前記シャドウマスクの面に平行なマスクフレー
   ムに固着されている陰極線管用シャドウマスク構体の製
   造方法において、シャドウマスク周縁部を前記マスクフ
   レーム上に載置し、これら両者の少なくとも相互に固着
   すべき部位の近傍周囲を加圧して確実に接触させながら
   、前記部位にレーザビームを照射し、両者をレーザ溶接
   により固着させるようにしたことを特徴とする陰極線管
   用シャドウマスク構体の製造方法。 ２、相互に固着すべき部位の近傍周囲を加圧しながらシ
   ヤドウマスクに対し相対的に摺動する部材と、前記固着
   すべき部位に対し、レーザビーム集光用レンズを所定の
   関係位置に保持する機構とを備えたレーザ溶接手段を用
   いたことを特徴とする請求項１記載の陰極線管用シャド
   ウマスク構体の製造方法。 ３、シャドウマスクに対し相対的に摺動する部材の、シ
   ャドウマスクと接触する端部の形状が、レーザビームを
   中心軸とし、この軸に交わるシャドウマスクとの接触面
   で端部が切られた中空円筒状であることを特徴とする請
   求項２記載の陰極線管用シャドウマスク構体の製造方法
   。 ４、シャドウマスクに接触して加圧しながら摺動する部
   材の、端部接触面から接触しない個所に移行する部分が
   、前記摺動方向に向かって滑らかな、加圧しながら摺動
   させ易い表面形状を有することを特徴とする請求項３記
   載の陰極線管用シャドウマスク構体の製造方法。 ５、シャドウマスクに張力を加えることなく、シヤドウ
   マスクをマスクフレームよりも高い所定の相対温度に保
   持した状態で、シャドウマスクをマスクフレームに載置
   して固着することを特徴とする請求項１〜４の何れか１
   項に記載の陰極線管用シャドウマスク構体の製造方法。