JPH0574364A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】張り出し加工により曲面を形成する時にシャド
ウマスク材料に残留した内部応力によって後に局部歪み
が生じないようにしたシャドウマスクを備えたカラー陰
極線管を提供することにある。 【構成】電子ビーム通過孔形成済みの平らなシャドウマ
スク原板に、まず、有孔領域の全周を囲む凹状ビード、
及び、有孔領域の対角線延長部近傍を除き、略矩形状に
展開する有孔領域の各辺に沿って、それぞれ、上記凹状
ビードの外側に各辺両端近くまで延在する付設凹状ビー
ドを形成させたのち、張り出し加工によって曲面を形成
し、その後さらに絞り加工によって主面周辺のスカート
部を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー陰極線管、特に
張り出し加工や絞り加工に際して生じた内部応力が、有
効領域とくに無孔領域に近い部分のシャドウマスク原板
材料に強く残留し、成形後の加熱などによって、歪みと
なって現われる現象を抑制した、ＨＤＴＶ等高精細度テ
レビジョン用カラー陰極線管などに好適なシャドウマス
クに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー陰極線管用シャドウマスクは一般
に、電子ビーム通過孔形成済みの平らなシャドウマスク
原板を、プレス金型によって、先ず所望の曲率を有する
曲面となるように張り出し加工を行ない、その後、有孔
領域の周囲に無孔領域が存在する主面の周辺を、絞り加
工によって主面に略直角に折り曲げてスカート部を形成
させている。そしてマスクフレームに上記シャドウマス
クをそのスカート部の端部で固着させる。シャドウマス
クは、カラー陰極線管のパネル内面に形成された、それ
ぞれ異なる原色の螢光体のドット又はストライプよりな
る螢光面に近接対向させて取付けられ、ある電子ビーム
通過孔を通過した特定原色専用の電子ビームを螢光面上
の前記特定原色螢光体のドット又はストライプに射突さ
せる作用をする。パネルに表示させる画面は矩形になっ
ているから、シャドウマスクの主面や有孔領域も略矩形
状となる。パネル内面の曲面形状とシャドウマスク主面
の曲面形状とは必ずしも一致せず、また、電子ビームが
電子ビーム通過孔を通過する際にシャドウマスク面とな
す傾斜角が、電子ビーム通過孔の位置がシャドウマスク
の中央部近傍か中央から離れた周辺部かで相違するた
め、電子ビームが電子ビーム通過孔を通過したのち螢光
面に到達するまでの電子飛行距離は電子ビーム通過孔の
シャドウマスク主面上の位置によって異なる。これに対
して螢光面を形成する各原色螢光体のドットやストライ
プは良好な画質を得るために矩形螢光面の各部で略一様
に配置されている。そのために、シャドウマスク原板の
有孔領域は、実際には、正確な矩形ではなく、矩形画面
の各辺に対応する部分の中央近傍で凹み画面の隅に対応
する個所で対角線方向に多少突出した形状になってい
る。従って、主面上の無孔領域の画面の辺に直交する方
向の幅は、各辺中央部では広く、有孔領域の隅（対角線
延長方向）の外側では短くなっている。

【０００３】所望の如く電子ビーム通過用の開口部（ド
ット状またはストライプ状の孔）を設けたシャドウマス
ク原板に、曲面形状のための張り出し加工や、スカート
部形成のための絞り加工を行なうと、有孔領域の孔でな
い部分の材料が加工に際して作用される力は、無孔領域
の材料が作用される力よりも当然強くなり、加工後に材
料内部に残留する応力も、有孔領域では大きく、無孔領
域では小さくなる。スカート部形成加工時などには有効
領域になるべく力が加わらないような手段を講ずるけれ
ども、上記残留応力の相違が生ずることは防止できな
い。カラー陰極線管のシャドウマスクは、カラー陰極線
管の製造工程、たとえば螢光面形成後にシャドウマスク
取付け済みのパネルをファンネルに融着させる工程や管
内の排気工程では全面的に、また実際カラー陰極線管が
動作されるようになってからは電子ビーム衝撃によって
全面的または局部的に、かなり高温に加熱される。この
ような加熱やその後の降温過程は時間的にはゆっくり行
なわれ一種の焼なまし作業なので、内部残留応力が開放
されるのに伴って、シャドウマスクに変形すなわち歪み
が生じ、しかも上記のように内部残留応力はシャドウマ
スク上の位置によって異なるから、各部不均一な歪みと
なって、張り出し加工によって形成されたシャドウマス
クの当初の所望の曲面形状とは異なったものとなってし
まうことになる。

【０００４】上記のような問題に対処するために従来か
ら種々の対策が提案され、例えば、特公昭５７−２０６
６１号公報や特公昭６０−４２５８０号公報には有孔領
域の周囲の無孔領域に多くても１つの凹状ビードを設け
ることが、また、実開昭６２−１３１３５２号公報には
有孔領域の全周にわたり環状溝（凹状ビード）を設け、
その溝の深さを４隅コーナー部で極端に浅く、４辺中央
部で深くすることが、記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者等の
実験によれば、有孔領域の全周にわたって１つの凹状ビ
ードを形成させただけでは歪みの発生を充分抑制するに
は不十分である。また、ＨＤＴＶ用カラー陰極線管では
カラー表示画面を形成するピクセル間の距離が狭いた
め、従来の通常のカラー陰極線管に比べて、シャドウマ
スクと螢光面の間の距離を短くしなければならない。そ
のため、シャドウマスク主面周辺の無孔領域の幅は狭く
なり、特に有孔領域が対角線方向に突出した形状になっ
ているシャドウマスクの画面４隅に対応する個所では、
無孔領域の幅は通常の大形カラー陰極線管の場合でも狭
い。したがって、有孔領域の周囲の無孔領域に全周にわ
たって複数の凹状ビードを形成させることは困難であ
る。特開平３−８８２４０号公報には、有孔領域周辺の
無孔領域に凹状ビードを複数個設けることが開示され、
その添付図面には画面の隅に対応する個所に２重に凹状
ビードを設けたものが示されているが、実際にこのよう
に形成することは容易ではない。

【０００６】また、近年、大形のカラー陰極線管の需要
が比率的に増大してきているが、大形画面用の場合、使
用中の電子ビーム衝撃によるシャドウマスクの加熱、温
度上昇、熱膨張の問題が比較的小形な画面用の場合に比
べて重大になってくる。そのため、鉄とニッケルの合金
で熱膨張係数が小さいアンバーをシャドウマスク材料と
して使用するようになってきたが、アンバーは従来のシ
ャドウマスクに使用されてきた軟鋼に比べて更に軟らか
い。そのために、アンバー使用のシャドウマスクでは、
張り出し加工によって、有孔領域で電子ビーム通過用開
口部の間の距離が軟鋼の場合に比して延び易くなり、ま
たアンバーを使用するような大形画面用の場合にはシャ
ドウマスクとしての剛性（自己形状保持性）不足が顕著
になり取扱困難になるなどの問題も発生する。

【０００７】本発明は上記従来の問題を解決し、ＨＤＴ
Ｖ等高精細度テレビジョン用にも使用できる実用的なシ
ャドウマスクを備えたカラー陰極線管を提供することを
目的とする。

【０００８】

【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、有孔領域の周囲に無孔領域が存在
し、所定の曲率を有する曲面に形成され、平面形状が略
矩形をなす主面と、主面周辺で曲率中心側へ略直角に折
り曲げられたスカート部とを有するシャドウマスクを備
えたカラー陰極線管において、電子ビーム通過孔形成済
みの平らなシャドウマスク原板に、まず、有孔領域の周
囲の無孔領域に、全周を囲む凹状ビード、及び、有孔領
域の対角線延長部近傍を除き、略矩形状に展開する有孔
領域の各辺に沿って、それぞれ、上記全周を囲む凹状ビ
ードの外側に各辺両端近くまで延在する付設凹状ビード
を形成させたのち、張り出し加工によって曲面を形成
し、その後さらに絞り加工によって主面周辺のスカート
部を形成させることにした。

【０００９】

【作用】無孔領域に凹状ビードがあれば、その溝状断面
の側壁の傾斜が変化することによって比較的弱い力によ
って無孔領域でも容易に変形できるようになるから、平
らなシャドウマスク原板を張り出し加工によって曲面に
加工するときに、無孔領域に最初に凹状ビードが設けて
あれば、有孔領域と無孔領域とで材料に作用する内部応
力の相違が低下し、また、全面的に残留応力が弱くな
る。本発明によって、上記のように作用する凹状ビード
を、有孔領域の周囲の無孔領域に、４隅の部分を除いて
２重に形成させれば、張り出し加工時に、シャドウマス
ク材料内部に生ずる応力が全面的に低下し、かつ、有孔
領域と無孔領域とでの応力の相違が、凹状ビードを設け
ない場合や設けても１重の場合に比べて遥かに小さくな
って均一化され、シャドウマスクをパネル内部に装着し
たのちのカラー陰極線管製造工程における加熱やカラー
陰極線管動作状態での電子ビーム衝撃による加熱などに
よっても、内部残留応力に起因する局部的な歪みが生じ
難くなる。また、凹状ビードは曲げモーメントに対して
梁のように作用するから、本発明によるシャドウマスク
は従来のシャドウマスクに比べて曲がり難く、取扱容易
になることも明らかである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明のカラー陰極線管について実施
例によって具体的に説明する。

【００１１】図２はカラー陰極線管の側断面図である。
図中、１はパネル、２はファンネル、３はネック管、４
は螢光面、５はそれぞれ赤、緑、青螢光体を発光させる
ための３本の専用電子ビーム、６は電子銃、７はシャド
ウマスク、８はマスクフレーム、９はマスクフレームに
固着された板ばね、１０はパネルスカート内面に植設さ
れ端部が前記板ばね端部の孔と係合してマスクフレーム
を介してシャドウマスクをパネル裏面に形成された螢光
面に近接対向した所定の位置に着脱自在に保持するため
のスタッドピン、１１は薄い強磁性体板で形成された環
境磁界遮蔽用のインナシールド、１２は電子ビームを偏
向させて螢光面を左から右へ水平走査を繰り返させなが
ら上から下へ順次垂直走査させて画像を表示させる偏向
ヨークである。シャドウマスクは、それだけでは自己形
状保持性に乏しいから、まず比較的丈夫なＬ型断面の材
料などで額縁状に形成したマスクフレームに取付けてシ
ャドウマスク構体に組み立てたのち、パネル内面に装着
する。フォトリソグラフィ技術によるブラックマトリク
ス膜や３原色螢光体のドット又はストライプよりなる螢
光面形成に際して、それぞれ異なる感光性膜に対し露
光、現像作業を行なうが、特定シャドウマスク構体を特
定パネルに組合せて感光性膜を露光させたのち、現像し
て不要部分を除去する作業を行なう時にはシャドウマス
クを取り外す必要があるから、上記のように板ばねとス
タッドピンの組合せで着脱自在にしてある。

【００１２】図１（ａ）は本発明によるカラー陰極線管
に備えられたシャドウマスクの一実施例の主面の縦横中
心線により区切られた１／４の部分を示す正面図、図１
（ｂ）は図１（ａ）中に示すＡ−Ａ’線断面図、図１
（ｃ）は図１（ａ）中に示すＢ−Ｂ’線断面図である。
シャドウマスク７の主面は有孔領域７１とその周囲の無
孔領域７２よりなり、さらに無孔領域７２には有孔領域
７１の全周にわたって形成された凹状ビード７３、有孔
領域７１の長辺に沿って形成された凹状ビード７４、有
孔領域７１の短辺に沿って形成された凹状ビード７５が
設けられている。この図に示すように、有孔領域７１の
対角線延長部すなわち隅の部分では、無孔領域７２の幅
が狭いので、図１（ｃ）に示すように凹状ビード７３し
か設けられていないが、有孔領域７１の長辺や短辺に沿
った部分では無孔領域７２の幅が充分あるので、図１
（ｂ）に示すように全周にわたって形成された凹状ビー
ド７３のほかに、その辺に沿って辺の両端近くまで延在
する凹状ビード７４や７５が設けてある。このようにし
たので、張り出し加工時に、シャドウマスクの材料に加
わる応力は全面的に弱くなり、かつ、有孔領域と無孔領
域とで殆ど同一に均一化され、図２に示したように、シ
ャドウマスク７をマスクフレーム８に取付けてシャドウ
マスク構体に組み立て、カラー陰極線管のパネルに装着
したのち、カラー陰極線管の製造工程中や実動作状態で
シャドウマスク７が高温に加熱されて、その焼なまし的
効果によってシャドウマスク材料に残留していた内部応
力が開放、緩和されたとき、局部的な歪みが現われるよ
うなことはなくなる。

【００１３】図３は本発明の他の実施例を示すもので、
シャドウマスク主面の短辺に沿った無孔領域７２の幅が
小さく、凹状ビード７３の他に更に凹状ビードを付設で
きない場合の例の、縦横中心線によって区切られた１／
４の部分の正面図である。このように無孔領域７２の幅
が狭くて、短辺に沿って２本目の凹状ビードを付設でき
ないときは、本発明の趣旨にのっとって、この部分で凹
状ビード７３の深さを極力深くする。深くするために必
要ならば幅も多少広くする。このようにすれば、凹状ビ
ードを２重に設けた場合に比べて効果がやや劣るのは止
むをえないが、短辺に凹状ビード７３が１本だけでもか
なりの効果が得られる。

【００１４】図４は本発明の更に他の実施例を示すもの
で、２本目の凹状ビード７４を付設する際に、全周にわ
たって設けられた凹状ビード７３に２本目の凹状ビード
７４を端部に到るまで平行に付設しようとすると、主面
の隅に近い部分で無孔領域７２の幅が狭く、付設凹状ビ
ード７４の長さが短くなり過ぎるような場合の対策例の
縦横中心線によって区切られた１／４部分の正面図であ
る。この例では、付設凹状ビード７４は主面の隅の近く
では、次第に全周にわたって設けられた凹状ビード７３
に近付けられ、無孔部の幅が狭い主面の隅では２本の凹
状ビードは合流して１本になっている。このようにすれ
ば、付設凹状ビードの長さを長くすることができ、その
効果も大きくなる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、平
らなシャドウマスク原板を曲面に形成するための張り出
し加工後に、シャドウマスクの材料に残留する内部応力
を、全面的に弱く、かつ、有孔領域と無孔領域とで殆ど
相違がないように均一化させることが可能となり、カラ
ー陰極線管のパネルに装着された後にシャドウマスクが
加熱、放冷（主として熱放射による徐冷）による焼なま
し類似の過程を経ても、局部的歪みが現われず、当初の
所望の形状、寸法をほぼ維持できるようになって、この
ようなシャドウマスクを用いた本発明カラー陰極線管で
は色ずれなどが略完全に抑制される。更に上記のような
シャドウマスクは、凹状ビードが補強梁として作用して
剛性を増すので、本発明カラー陰極線管は大形でもシャ
ドウマスクの取扱が容易で生産性良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明によるカラー陰極線管に備
えられたシャドウマスクの一実施例の主面の縦横中心線
により区切られた１／４の部分を示す正面図、図１
（ｂ）は図１（ａ）中に示すＡ−Ａ’線断面図、図１
（ｃ）は図１（ａ）中に示すＢ−Ｂ’線断面図である。

【図２】本発明によるカラー陰極線管の側断面図であ
る。

【図３】無孔領域の幅が狭く、凹状ビードを２重に設け
難い場合に本発明の趣旨にのっとって対策した例を示す
図である。

【図４】無孔領域の幅が狭い場合に付設凹状ビードの辺
に沿った長さをなるべく長くした例を示す図である。

【符号の説明】

１…パネル、 ２…ファンネル、 ３…ネック管、 ４
…螢光面、 ５…赤、緑、青螢光体を発光させるための
３本の専用電子ビーム、 ６…電子銃、 ７…シャドウ
マスク、 ８…マスクフレーム、 ９…マスクフレーム
に固着された板ばね、 １０…パネルスカート内面に植
設されたスタッドピン、 １１…インナシールド、 １
２…偏向ヨーク、 ７１…有孔領域、 ７２…無孔領
域、 ７３…全周にわたって形成された凹状ビード、
７４…長辺に沿って形成された凹状ビード、 ７５…短
辺に沿って形成された凹状ビード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有孔領域の周囲に無孔領域が存在し、所定
   の曲率を有する曲面に形成され、平面形状が略矩形をな
   す主面と、主面周辺で曲率中心側へ略直角に折り曲げら
   れたスカート部とを有するシャドウマスクを備えたカラ
   ー陰極線管において、電子ビーム通過孔形成済みの平ら
   なシャドウマスク原板に、まず、有孔領域の周囲の無孔
   領域に、全周を囲む凹状ビード、及び、有孔領域の対角
   線延長部近傍を除き、略矩形状に展開する有孔領域の各
   辺に沿って、それぞれ、上記全周を囲む凹状ビードの外
   側に各辺両端近くまで延在する付設凹状ビードを形成さ
   せたのち、張り出し加工によって曲面を形成し、その後
   さらに絞り加工によって主面周辺のスカート部を形成し
   てなるシャドウマスクを備えたことを特徴とするカラー
   陰極線管。