JPH0721990B2

JPH0721990B2 - シヤドウマスク構体の製造方法

Info

Publication number: JPH0721990B2
Application number: JP60189468A
Authority: JP
Inventors: 房男川野; 一甫小林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS6251130A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明はシャドウマスク構体の製造方法に係り、特にシ
ャドウマスク方式カラー受像管の色純度再生特性の向上
のために平坦なシャドウマスクが、どの場所でも面に沿
ってあらゆる方向に一様な張力が印加された状態でマス
クフレームに固着されてなるシャドウマスク構体の製造
方法に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般にシャドウマスク方式カラー受像管においては、
赤，緑および青に対応する３本の電子ビームがシャドウ
マスクの一つの電子ビーム通過孔部を通過後、シャドウ
マスクに対向配設されたパネル内面の赤，緑及び青各色
の蛍光体層に射突し、この各蛍光体層を発光させるよう
になっている。

従って、良好な色再現を行うためには、シャドウマスク
の多数の電子ビーム通過孔部と対応する３色の蛍光体層
の相対的位置関係が所定の整合関係にあり、電子ビーム
通過孔部を通過した電子ビームが所定の蛍光体層に正確
にランディングする必要がある。

しかし、通常、電子ビームのシャドウマスク透過率は15
乃至20％であり、他の大部分の電子ビームはシャドウマ
スクに衝突してシャドウマスクを加熱、膨脹させる。こ
の加熱，膨脹は特に明るい画面を得るため、カラー受像
管の陽極電圧やビーム電流を増加させた時に著しく大き
くなり、その結果、ビームランディング位置が大きく変
移して色純度の劣化を起すことになる。

次に、通常のシャドウマスク方式カラー受像管の一例を
第４図及び第５図により説明する。

即ち、内面に赤，緑および青に発光する蛍光体ドットか
らなる蛍光面（２）が被着形成されてなるパネル（１）
と、この蛍光面（２）に所定間隔をおいて配設されたシ
ャドウマスク（３）とこのシャドウマスク（３）が固定
されたマスクフレーム（４）とからなるシャドウマスク
構体（５）と、このマスクフレーム（４）をパネルピン
に支持するマスク支持構体（６）と、受像管のネック
（８）内に設けられた電子銃（９）とから構成されてい
る。

このようなカラー受像管において、シャドウマスク
（３）はエッチングなどにより多数の電子ビーム通過孔
部が設けられた0.1〜0.2mmの薄い鉄板をドーム状にプレ
ス成形して作られ、このシャドウマスク（３）が0.5〜
1.5mm厚のマスクフレーム（４）に複数点で溶接固着さ
れ、シャドウマスク構体（５）を構成している。

上述のように電子銃（９）から放射される電子ビーム
（10）の一部は、シャドウマスク（３）の電子ビーム通
過孔部を通過して蛍光面（２）に射突し、所定の蛍光体
ドットを発光させるが、残りの大部分はシャドウマスク
（３）に衝突してシャドウマスク（３）を加熱する。そ
して、この加熱によりシャドウマスク（３）は温度が上
昇して膨脹し、更に、この熱がマスクフレーム（４）、
マスク支持構体（６）からパネル（１）へと伝わってい
くため、各部分で温度差が生じて部品が変形し、電子ビ
ーム（10）が電子ビーム通過孔部を介して蛍光面（２）
上にランディングする位置が所定の位置から変移する所
謂ランディング誤差が生じる。

このランディング誤差は時間的に変化し、動作直後や画
面に局部的に明るい部分が生じた場合などでは、シャド
ウマスク（３）は急激に熱膨脹する。しかし、比較的熱
容量の大きなマスクフレーム（４）は、すぐには温度上
昇しないので、シャドウマスク（３）は（３′）の位
置、即ち、蛍光面（２）に向って膨出する。その結果、
同一電子ビーム通過孔部を通過する電子ビーム（11）は
（11′）に変移し、ランディング位置も（12）から（1
2′）に変移してビームランディング誤差を生じる。更
にカラー受像管を動作させ続けると、充分長い時間経過
後にはマスクフレーム（４）も熱膨脹するので、ビーム
ランディング位置は、上述の動作直後とは逆の変移をす
るようになる。

このランディング位置の変動量は数10μｍ〜100μｍ程
度であり、色純度の劣化をひき起す。また、明るい画面
を得ようとしてカラー受像管の陽極電圧の高圧化やビー
ム電流を増加させる程、シャドウマスク（３）に衝突す
るエネルギーも増加するのでランディング誤差も大きく
なり、色純度の劣化も著しくなる。

一方、高精細な画像を実現させるためには、シャドウマ
スク（３）の電子ビーム通過孔部の相互間隔を小さくし
て絵素数を増加させる必要がある。このことは、蛍光面
（２）に被着形成されてなる３色の蛍光体ドットの間隔
や各蛍光体ドットのランディング裕度を小さくする。従
って高精細なカラー受像管ほど、より正確なビームラン
ディングを必要とすることになる。

上述したビームランディング誤差を減少させるために従
来から種々の提案がなされている。例えば、シャドウマ
スクを黒化したり、黒色コートして放熱を良くし、シャ
ドウマスクの温度上昇を低減させる構造やシャドウマス
ク側壁部の板厚、長さの調整あるいは孔、切り欠き等を
設けることによって熱容量を小さくして均熱化を計った
構造やアンバー材など低熱膨脹率材料を使用する構造な
どがある。しかし、航空機や車載など、明るい外光下で
使用し、高輝度を必要とする用途には、これらの対策で
は不十分であった。

この問題点を解決する構造として、アール．シー．ロビ
ンダーによる“アハイブライトネスシャドウマスクカ
ラーC.R.T.フォアコックピットディスプレイダイ
ジェストオブペーパーオブ 1983 シンポジウム
オブソサイティフォアインフォメーションデ
ィスプレイ,9.5において改良されたシャドウマスク構体
を装着したカラー受像管が発表されている。このカラー
受像管は第６図に示すように張力をかけて、マスクフレ
ーム（４）に固着された平坦なシャドウマスク（３）を
備えており、このシャドウマスク（３）の熱膨脹を張力
緩和によって吸収し、高輝度でも変形のないシャドウマ
スク構体（５）を実現している。このカラー受像管は従
来のドーム状に成形したシャドウマスクを備えたカラー
受像管と比較して著しくランディング誤差が改善された
と報告されている。

しかし、この種の張架されたシャドウマスクを備えるカ
ラー受像管において十分な効果を得るためには、シャド
ウマスク面に平行な、あらゆる方向に一定で一様な張力
を印加した状態でシャドウマスクをマスクフレームに固
着したものでなければならない。この種の固着方法とし
て特開昭59-167936号公報に記載されている技術はマス
クフレームの各辺を交互に溶接することによってシャド
ウマスクの固着部周辺に生じる“しわ”が大きくなるこ
とを防いでいる。つまり、この種のカラー受像管として
は“しわ”の発生がないシャドウマスクとマスクフレー
ムとの固着法が望まれていた。この固着の手段としては
各種の固着方法が考えられるが、これらはいずれも加熱
溶融現象があるため、シャドウマスクの“しわ”はさけ
られないものと考えられていた。

〔発明の目的〕

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、
シャドウマスクとマスクフレーム接合部周辺に“しわ”
が生じないシャドウマスクとマスクフレームとの接合方
法を実現し、色純度の劣化のない高輝度のカラー受像管
を提供することが可能な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している。

〔発明の概要〕

即ち、本発明は、円形開口部をもつ一対の押え板により
平坦なシャドウマスクを挟持し、その円形開口部に挿入
された円筒枠体の圧接により均一な所定の張力を印加
し、この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挟持したのち、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
てシャドウマスクをマスクフレームとリボン状枠間に固
着し、生産性が高く、極めて高精細なシャドウマスク構
体を得ることを特徴としている。

〔発明の実施例〕

次に本発明のシャドウマスク構体の製造方法の一実施例
を第１図乃至第３図により説明する。

即ち、中央に円形開口部（22），（23）がそれぞれ設け
られ対設面にゴム板（17），（18）が貼付された一対の
押え板（15），（16）により平坦なシャドウマスク（1
3）を挟持固定する。このゴム板（17），（18）はシャ
ドウマスク（13）に張力を印加する時にシャドウマスク
（13）が移動するのを防止するために設けたものであ
る。このシャドウマスク（13）としてはアンバー材など
低熱膨脹率を有する厚さ0.02〜0.10mmのものが使用さ
れ、全面に多数の電子ビーム通過孔部が設けられてい
る。

一方、支持板（24）の上には円筒枠体（25）が設けられ
ているが、この円筒枠体（25）の外径は押え板（15），
（16）の円形開口部（22），（23）の内径よりも小さく
なるように選ばれ、支持板（24）を軸方向に移動した
時、円形開口部（22），（23）内に円筒枠体（25）が所
定の間隙をもって入るようになっている。また、円筒枠
体（25）高さは、この円筒枠体（25）に押えピン（28）
で固定されたマスクフレーム（14）の溶接部の高さと同
じか、多少低くなされている。

また基台（31）には支持棒（29）が固定されており、こ
の支持棒（29）は支持板（24）を軸方向に移動させ得る
と共にシャドウマスク（13）を押え板（15），（16）間
に挟持固定するようになっている。更に、基台（31）と
支持板（24）間には支持板（24）を上下に移動させる油
圧などを利用した上下送り装置（30）が設けられてい
る。

次に、この製造装置による本実施例のシャドウマスク構
体の製造方法を同じ図面を使用して説明する。

先ず、第２図に示したようにシャドウマスク（13）を支
持棒（29）を介して押え板（15），（16）間に挟持固定
する。この時点では支持板（24）は円筒枠体（25）やマ
スクフレーム（14）の溶接部（14₁）の上面にシャドウ
マスク（13）が接触するか、多少離間する程度に下げら
れている。

次に、第３図に示すように上下送り装置（30）を動作さ
せると支持板（24）は押え板（15），（16）と近接する
方向に移動し、シャドウマスク（13）には押え板（1
5），（16）と円筒枠体（25）の関係により、円筒枠体
（25）の圧接によりで折曲されながら全周方向に均一な
張力が印加される。

次に、所定の張力が印加された時点でマスクフレーム
（14）の溶接部（14₁）に対応するリボン状枠（26）を
シャドウマスク（13）上から溶接部（14₁）に合わせ、
次にリボン状枠（26）上から間欠送りされるパルスレー
ザ光（40）により溶接点（27）で密に挟持固着し、シャ
ドウマスク構体が完成する。

この挟持固着に使用するパルスレーザ光（40）の強さと
間欠送りの時間としては種々考えられるが、例えばシャ
ドウマスク（13）として板厚0.05mmのアンバー材を使用
し、リボン状枠（26）として厚さ0.10mmの薄板を使用し
た場合、エネルギーとして13ジュール、パルス幅7m・se
c、溶融径1.0〜1.25mm、溶け込み深さ0.8mm、レーザ焦
点外し距離5.5mm、間欠送りピッチ1.25mmにて溶接を行
うことにより好適なシャドウマスク構体を得ることが出
来た。しかし、これに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

上述のように本発明によれば、円形開口部をもつ一対の
押え板により平坦なシャドウマスクを挟持し、その円形
開口部に挿入された円筒枠体の圧接により均一な所定の
張力を印加し、この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挟持し
たのち、リボン状枠上より間欠送りされるパルスレーザ
光を照射してシャドウマスクをマスクフレームとリボン
状枠間に固着すので、生産性が高く、高輝度でもランデ
ィング誤差を生じさせない極めて高精細なシャドウマス
ク構体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明のシャドウマスク構体の製造
方法の一実施例を示す図であり、第１図は製造装置の要
部説明用斜視図、第２図はシャドウマスクに均一な張力
をかける前の説明図、第３図はシャドウマスクに均一な
張力をかけパルスレーザ光でマスクフレームに固定して
いる状態を示す説明図、第４図は従来のシャドウマスク
方式カラー受像管の説明用断面図、第５図はビームラン
ディング状態を示す要部説明用断面図、第６図は従来の
シャドウマスク方式カラー受像管の他の例の要部説明用
断面図である。１……パネル、２……蛍光面 3,13……シャドウマスク、15,16……押え板 24……支持板、25……円筒枠体 26……リボン状枠、27……溶接点 40……パルスレーザ光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円形開口部をもつ一対の押え板により平坦
なシャドウマスクを挟持し、前記円形開口部に挿入され
た円筒枠体の圧接により均一な所定の張力を印加し、こ
の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挟持したのち、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
前記シャドウマスクを前記マスクフレームと前記リボン
状枠間に固着することを特徴とするシャドウマスク構体
の製造方法。