JPH11260258A - カラー陰極線管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャドウマスク構体の組立工程において、蛍
光体スクリーン面とシャドウマスクとの間の距離の精度
を高める。 【解決手段】 前面パネル２に設けられたパネルピン６
と、パネル２と対向する側にシャドウマスク３を有する
シャドウマスク構体に設けられたスプリング５とを結合
して、蛍光体スクリーン面１に対してシャドウマスクを
距離ｑだけ隔てて配置する工程を有するカラー陰極線管
の製造方法において、蛍光体スクリーン面１を完全平面
である所定の仮想平面８に置き換えて、この仮想平面８
に対してシャドウマスク３を距離ｑだけ隔てて配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラー陰極線管の製
造方法に関し、特にシャドウマスク構体と前面パネルと
の位置合わせ方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー陰極線管は、図１に示すよ
うに、蛍光体スクリーン面１を形成したパネル２と、蛍
光体スクリーン面１に対向配置されたシャドウマスク３
とシャドウマスク３を固定保持するためのフレーム４と
からなるシャドウマスク構体を有しており、フレーム４
の外側面にはスプリング５（シャドウマスク側固定具）
が、パネル２の内側面にはパネルピン６（パネル側固定
具）がそれぞれ３つ以上設けられ、スプリング５とパネ
ルピン６とを結合することにより、パネル２とシャドウ
マスク構体とを固定している。

【０００３】蛍光体スクリーン面１とシャドウマスク３
との間の距離ｑ（ｑ値）は、蛍光体スクリーン面１の蛍
光体マトリックス配置等を決定する寸法であり、色純度
や色再現性等のカラー陰極線管の品質に大きな影響を及
ぼす重要な部品寸法の一つである。

【０００４】距離ｑは、図１に示すように、パネルピン
６の中心を通り蛍光体スクリーン面１に平行なパネルピ
ン平面７（固定具平面）と蛍光体スクリーン面１との間
の距離Ｈｐと、パネルピン平面７とシャドウマスク３と
の間の距離Ｈｍとの関係により決定される。ここで、パ
ネルピン平面７は、パネルピン６が３つ設けられている
場合には一義的に定まり、４つ以上の場合にはその内の
３つにより定まる平面である。

【０００５】距離Ｈｐについては、パネル２の製造時に
パネル２とパネルピン６とが固定されることにより決定
されてしまうため、距離ｑの調整は距離Ｈｍの調整で行
うのが一般的である。

【０００６】距離Ｈｍの調整方法は、大きく分けて以下
の２通りがある。通常の曲面形状の開孔面を有するシャ
ドウマスクの場合には、あらかじめフレーム４にスプリ
ング５を溶接した後にフレーム４にシャドウマスク３を
溶接してシャドウマスク構体とし、スプリング５とパネ
ルピン６とをはめ合わせるので、これにより距離Ｈｍお
よび距離ｑが決定される。一方、完全平面のテンション
マスクの場合には、シャドウマスク３とフレーム４との
溶接を先に行い、その後スプリング５の溶接位置を調整
することにより距離Ｈｍを調整する。これは、フレーム
４に張力を加えてシャドウマスク３を架張して溶接する
際に、スプリング５が先に固定されているとシャドウマ
スク３の溶接の障害となるため、後からスプリング５を
固定する必要があるからである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】完全平面のテンション
マスクの製造においては、距離Ｈｍの設定は、距離Ｈｐ
が設計値の中央にあることを前提として行われているた
め、距離Ｈｐの寸法ばらつきがそのまま距離Ｈｍおよび
距離ｑの寸法ばらつきとなる。距離Ｈｐの寸法精度は製
造上、±０．２〔ｍｍ〕が限界である。

【０００８】このため、近年の画面の高密度、高精細度
が要求されているカラー陰極線管については、製品精度
上の対応が困難となりつつある。たとえば、０．２４
〔ｍｍ〕ピッチのストライプ蛍光面スクリーン管の場
合、距離ｑは±０．１〔ｍｍ〕の精度が必要であるが、
従来の製造方法では必要な距離ｑの寸法精度が得られな
い。

【０００９】距離ｑの精度を向上させる方法としては、
たとえば特開平６−３６６９８号公報に記載されている
ように、パネルピンの外径よりも大きな捨て孔を先端部
に設けたスプリングをシャドウマスク構体に配置し、距
離ｑの距離合わせを行った後にパネルピンと適合する嵌
合孔を設けたセンターリングプレートをスプリングの捨
て孔部に抵抗溶接することにより、シャドウマスク構体
をパネルピンに固定する方法がある。

【００１０】しかしながら、このような方法では、シャ
ドウマスクの全面にわたって距離ｑを一定に調整するこ
とは非常に困難である。シャドウマスク上の４点の平面
度を、たとえば四隅部の４点を基準にして考えると、そ
の内の任意の３点を通る平面に対して、残りの１点は
０．２〔ｍｍ〕程度ずれることが避けられないため、単
純には４点を均一に設計値と一致させることができない
からである。

【００１１】また、上記の方法では、すべてのスプリン
グにパネルピンとの適合用のセンターリングプレートが
必要なことから、部品点数および工数の増加を招くとと
もに、抵抗溶接を用いることから溶接時の熱変形が大き
く加工精度の低下を招きやすいという問題もある。

【００１２】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、パネルの製造工程において発生
する蛍光体スクリーン面とパネルピン平面との間の距離
のばらつきを、シャドウマスク構体の組立工程において
吸収する手段を提供することにより、距離ｑの精度を実
現し、かつ、シャドウマスク構体を組み立てる際の作業
効率の向上を図ることのできるカラー陰極線管の製造方
法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー陰極線管
の製造方法は、前面パネルに設けられたパネル側固定具
と、前記パネルと対向する側にシャドウマスクを有する
シャドウマスク構体に設けられたシャドウマスク側固定
具とを結合して、前記パネルの内面に形成された蛍光体
スクリーン面に対して前記シャドウマスクを所定の距離
を隔てて配置する工程を有するカラー陰極線管の製造方
法において、前記蛍光体スクリーン面を完全平面である
所定の仮想平面に置き換えて、前記仮想平面に対して前
記シャドウマスクを所定の距離を隔てて配置することを
特徴とする（請求項１）。

【００１４】このように、蛍光体スクリーン面を所定の
仮想的な完全平面と置き換えてしまえば、一定の曲率を
有し、または、設計値からのずれが生じている現実の蛍
光体スクリーン面において、曲率や設計値からのずれを
無視することができるので、蛍光体スクリーン面とシャ
ドウマスクとの間の距離ｑの調整を容易に行える。

【００１５】また、請求項１に係る発明において、複数
の前記パネル側固定具により形成される固定具平面と前
記蛍光体スクリーン面との間の距離Ｈｐを複数箇所にお
いて測定し、前記距離Ｈｐを用いて前記仮想平面を定め
ることを特徴とする（請求項２）。

【００１６】固定具平面はパネル製造時においてすでに
定まっているので、このように固定具平面を基準とした
蛍光体スクリーン面までの距離を計算に用いることによ
り、仮想平面を明確に定めることができる。

【００１７】また、請求項２に係る発明において、前記
蛍光体スクリーン面の四隅部にそれぞれ任意の点を一点
ずつ定め、その内の一点とその点とは対角側に位置する
他の一点とを結ぶ第１の線分と、他の対角方向に位置す
る２点間を結ぶ第２の線分の両線分と直交する直線なら
びに、前記第１の線分と前記直線との交点および前記第
２の線分と前記直線との交点をそれぞれ算出し、前記２
つの交点を結ぶ第３の線分を２等分する点を算出し、前
記２等分する点を通り、前記第３の線分と直交する平面
を前記仮想平面と定めることを特徴とする（請求項
３）。

【００１８】このような計算方法により得られた仮想平
面を仮想的な蛍光体スクリーン面とみなしてシャドウマ
スクの位置合わせをすることにより、シャドウマスク全
面にわたり、距離ｑの設計値からのずれを少なくするこ
とができる。

【００１９】また、請求項１〜３のいずれかに係る発明
において、前記シャドウマスク側固定具を前記シャドウ
マスク構体の外側面の所定位置に固定した後、前記パネ
ル側固定具と前記シャドウマスク側固定具とを結合する
ことにより、前記仮想平面に対して前記シャドウマスク
を所定の距離を隔てて配置することを特徴とする（請求
項４）。

【００２０】このように、シャドウマスク側固定具の位
置調整により、シャドウマスク全面にわたって仮想平面
との間の距離ｑを一定にすることができる。

【００２１】また、請求項４に係る発明において、前記
仮想平面と前記固定具平面との間の距離ｈｐを前記シャ
ドウマスク側固定具の設置位置において算出し、前記蛍
光体スクリーン面と前記シャドウマスクとの間の所望の
距離ｑを前記距離ｈｐから引いた距離を距離ｈｍとし、
前記シャドウマスク構体の外側面の、前記シャドウマス
クから前記距離ｈｍの位置に、前記シャドウマスク側固
定具を固定することを特徴とする（請求項５）。

【００２２】固定具平面から仮想平面までの距離は任意
の位置において計算により求めることができるので、こ
の距離から距離ｑの設計値を引いた距離をもってシャド
ウマスク側固定具をシャドウマスク構体に固定すれば、
蛍光体スクリーン面とシャドウマスクとの間の距離をシ
ャドウマスク全面にわたって距離ｑを一定にすることが
できる。

【００２３】また、請求項１〜５に係る発明において、
前記蛍光体スクリーン面は、４０００〔ｍｍ〕〜無限大
の曲率半径を有する準平面であり、かつ、前記シャドウ
マスク構体は、シャドウマスクに所定の張力を加えてフ
レームに固定したテンションマスク型のものであること
を特徴とする（請求項６）。

【００２４】また、請求項５または６に係る発明におい
て、前記シャドウマスク構体への前記シャドウマスク側
固定具の固定は、前記シャドウマスク側固定具の１つあ
たりに３箇所以上の溶接領域においてレーザ溶接により
行うものであり、かつ、前記溶接領域の各々において、
８点以上の溶接点からなる溶接軌道円を形成することを
特徴とする（請求項７）。

【００２５】このような方法によれば、シャドウマスク
構体への固定具の固定を強固に行うことができるととも
に、溶接時の熱によるシャドウマスク構体の変形を防止
することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のカラー陰極線管の
製造方法のうち、シャドウマスク構体の位置合わせに係
る部分について説明する。本実施の形態においては、蛍
光体スクリーン面が完全平面または準平面であり、か
つ、シャドウマスクが完全平面であるテンションマスク
型のカラー陰極線管を例にとって説明する。なお、シャ
ドウマスク構体の組立工程以外については、従来の製造
工程と同様であるので説明を省略する。

【００２７】まず、図２に示すように、蛍光体スクリー
ン面１と、パネルピン平面７（固定具平面）との間の距
離Ｈｐを４つの管理点において測定する。なお、距離Ｈ
ｐは、パネルピン平面７から垂直方向に測定した距離で
ある。測定は、パネルピン６（パネル側固定具）に固定
されたパネルピン平面水準板２１の上にダイヤルゲージ
等の測定器２２を設置して行う。

【００２８】ここで、距離ｑの管理点は、その製品にお
いて最も高い精度が要求される位置に設定するため、品
種ごとに異なる。たとえば、４１〔ｃｍ〕（１７イン
チ）サイズのカラー陰極線管の場合、パネルの中央点か
ら対角軸方向に１７０〔ｍｍ〕の距離にある四隅部４点
を管理点とする。以後、本実施の形態において「管理
点」とは上記の４点を指す。

【００２９】次に、距離Ｈｐの４つの実測値をもとに、
仮想平面を計算によって求める。ここで「仮想平面」と
は、距離Ｈｐの４つの実測値から下記の計算により求め
た平面である。この仮想平面を仮想的な蛍光体スクリー
ン面とみなし、この仮想平面に対して距離ｑの間隔でシ
ャドウマスク３を設置すれば、シャドウマスク３の全面
にわたって、距離ｑの設計値とのずれを小さく抑えるこ
とができる。

【００３０】図３は、仮想平面を計算により求める際の
概念図であり、パネルピン平面７を基準面とし、４つの
管理点における距離Ｈｐの実測値Ｈｐ１〜Ｈｐ４を３次
元的にプロットしたものである。

【００３１】図３に示すように、パネルピン平面７上の
４つの管理点ａ１〜ａ４から蛍光体スクリーン面１上の
４点Ｚ１〜Ｚ４までの距離Ｈｐの実測値をそれぞれＨｐ
１〜Ｈｐ４とし、Ｚ１とＺ３とを結ぶ線分をＢ１、Ｚ２
とＺ４とを結ぶ線分をＢ２とする。線分Ｂ１とＢ２の両
方と直交する直線Ｂ３ならびにこれらの交点Ｐ１、Ｐ２
を計算により求め、交点Ｐ１とＰ２とを結ぶ線分をＲと
する。線分Ｒを２等分する点を通り、かつ、線分Ｒと直
交する平面が本発明にいう仮想平面（図示せず）であ
る。

【００３２】なお、点Ｚ１〜Ｚ４がすべて同一平面上に
存在する場合には、その平面が仮想平面となる。

【００３３】次に、図４に示すように、このようにして
求めた仮想平面８を仮想的な蛍光体スクリーン面と考
え、仮想平面８とシャドウマスク３とが、距離ｑの間隔
をもって平行に配置されるようにシャドウマスクの位置
合わせを行う。シャドウマスク上のいずれの場所におい
ても設計値の距離ｑを実現するためには、仮想平面８に
対して設計上の距離ｑを保つ平行な平面内にシャドウマ
スク３を固定する必要がある。この位置合わせは、フレ
ーム４にシャドウマスク３を固定した後、シャドウマス
ク３と３つのスプリング孔４１〜４３の中心との間の距
離ｈｍ１〜ｈｍ３を調整することにより行う。

【００３４】図５に示すように、パネルピンをはめ込む
ための３つのスプリング孔４１〜４３の中心点と仮想平
面８との間の距離、すなわちパネルピン平面７と仮想平
面８との間の距離ｈｐを計算により求める。この距離ｈ
ｐをそれぞれｈｐ１、ｈｐ２、ｈｐ３とする。距離ｈｐ
１〜ｈｐ３から距離ｑを減じたものをそれぞれ距離ｈｍ
１、ｈｍ２、ｈｍ３とすると、この距離ｈｍ１〜ｈｍ３
が３つのスプリング孔４１〜４３のそれぞれの位置にお
ける距離Ｈｍを与える。

【００３５】スプリング孔４１〜４３の中心とシャドウ
マスク３との間の距離がｈｍ１〜ｈｍ３となるようにス
プリング５をフレーム４に固定した後、各々のスプリン
グ孔にパネルピン６をはめ合わせてシャドウマスク構体
とパネル２とを固定することにより、設計値に対する誤
差が最も小さい距離ｑを実現することができる。

【００３６】従来の位置合わせ方法では、パネル製造上
のばらつきにより距離Ｈｐの精度が±０．２〔ｍｍ〕、
マスク製造上のばらつきにより距離Ｈｍの精度が±０．
１５〔ｍｍ〕であったため、最大で±０．３５〔ｍｍ〕
程度の距離ｑのばらつきが避けられなかった。これに対
して本発明によれば、距離Ｈｍを最適化して距離Ｈｐの
ばらつきを吸収することにより、距離ｑの精度を計算上
±０．０５〔ｍｍ〕程度にまで向上させることができ
る。

【００３７】最後に、シャドウマスクの位置合わせがで
きたら、フレーム４とスプリング５とをレーザで溶接す
る。従来の抵抗溶接では、溶接時に被加工部品に対して
約４００〔ｋｇ〕の力を加えていたため、この力による
ひずみと溶接熱による熱ひずみとによる変形が生じ、溶
接時の加工ばらつきが大きくなり、高精度の距離ｑを実
現することができなかった。レーザ溶接によれば、従来
の抵抗溶接のように溶接時に発生する熱による材料の熱
変形や、溶接電極の挟み込みによる加工歪みが低減さ
れ、加工精度の向上が図れる。

【００３８】また、十分な溶接強度を得るために、図６
に示すように、スプリング１枚当りの溶接領域６１は３
箇所以上とし、さらに、図７に示すように、各溶接領域
ごとにφ５〜８〔ｍｍ〕の溶接軌道円７１上に８点以上
の溶接スポット７２を設ける多点溶接とすることが好ま
しい。このようなレーザ溶接の方法により、溶接時の加
工精度を±０．０５〔ｍｍ〕まで向上させることができ
る。

【００３９】以上のシャドウマスクの位置合わせ精度の
向上と溶接精度の向上とにより、距離ｑの設計精度±
０．１〔ｍｍ〕に対する製造歩留まりを、従来の５０
〔％〕から９８〔％〕にまで向上することができた。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、シャドウ
マスク構体の組立工程において距離ｑの精度の大幅な向
上を図ることができるので、高精細度が要求されるカラ
ー陰極線管を高歩留まり、低コストで製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー陰極線管の一部拡大断面図

【図２】パネルピン平面と蛍光体スクリーン面との間の
距離を測定する様子を示す図

【図３】仮想平面の計算方法を示す概念図

【図４】シャドウマスクと仮想平面との位置関係を示す
斜視図

【図５】同じくシャドウマスクと仮想平面との位置関係
を示す側面図

【図６】スプリングの平面図

【図７】スプリングの溶接領域の拡大図

【符号の説明】

１ 蛍光体スクリーン面 ２ パネル ３ シャドウマスク ４ フレーム ５ スプリング ６ パネルピン ７ パネルピン平面 ８ 仮想平面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面パネルに設けられたパネル側固定具
   と、前記パネルと対向する側にシャドウマスクを有する
   シャドウマスク構体に設けられたシャドウマスク側固定
   具とを結合して、前記パネルの内面に形成された蛍光体
   スクリーン面に対して前記シャドウマスクを所定の距離
   を隔てて配置する工程を有するカラー陰極線管の製造方
   法において、 前記蛍光体スクリーン面を完全平面である所定の仮想平
   面に置き換えて、前記仮想平面に対して前記シャドウマ
   スクを所定の距離を隔てて配置することを特徴とするカ
   ラー陰極線管の製造方法。
2. 【請求項２】 複数の前記パネル側固定具により形成さ
   れる固定具平面と前記蛍光体スクリーン面との間の距離
   Ｈｐを複数箇所において測定し、前記距離Ｈｐを用いて
   前記仮想平面を定めることを特徴とする請求項１に記載
   のカラー陰極線管の製造方法。
3. 【請求項３】 前記蛍光体スクリーン面の四隅部にそれ
   ぞれ任意の点を定め、その内の一点とその点とは対角側
   に位置する他の一点とを結ぶ第１の線分と、他の対角方
   向に位置する２点間を結ぶ第２の線分の両線分と直交す
   る直線ならびに、前記第１の線分と前記直線との交点お
   よび前記第２の線分と前記直線との交点をそれぞれ算出
   し、 前記２つの交点を結ぶ第３の線分を２等分する点を算出
   し、 前記２等分する点を通り、前記第３の線分と直交する平
   面を前記仮想平面と定めることを特徴とする請求項２に
   記載のカラー陰極線管の製造方法。
4. 【請求項４】 前記シャドウマスク側固定具を前記シャ
   ドウマスク構体の外側面の所定位置に固定した後、前記
   パネル側固定具と前記シャドウマスク側固定具とを結合
   することにより、前記仮想平面に対して前記シャドウマ
   スクを所定の距離を隔てて配置することを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載のカラー陰極線管の製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記仮想平面と前記固定具平面との間の
   距離ｈｐを前記シャドウマスク側固定具の設置位置にお
   いて算出し、 前記蛍光体スクリーン面と前記シャドウマスクとの間の
   所望の距離ｑを前記距離ｈｐから引いた距離を距離ｈｍ
   とし、 前記シャドウマスク構体の外側面の、前記シャドウマス
   クから前記距離ｈｍの位置に、前記シャドウマスク側固
   定具を固定することを特徴とする請求項４に記載のカラ
   ー陰極線管の製造方法。
6. 【請求項６】 前記蛍光体スクリーン面は、４０００
   〔ｍｍ〕〜無限大の曲率半径を有する準平面であり、か
   つ、前記シャドウマスク構体は、シャドウマスクに所定
   の張力を加えてフレームに固定したテンションマスク型
   のものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載のカラー陰極線管の製造方法。
7. 【請求項７】 前記シャドウマスク構体への前記シャド
   ウマスク側固定具の固定は、前記シャドウマスク側固定
   具の１つあたりに３箇所以上の溶接領域においてレーザ
   溶接により行うものであり、かつ、前記溶接領域の各々
   において、８点以上の溶接点からなる溶接軌道円を形成
   することを特徴とする請求項５または６に記載のカラー
   陰極線管の製造方法。