JPS6367311B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明はカラーブラウン管に適用されるシヤ
ドウマスクに関するものである。

［従来技術］ シヤドウマスクの熱変形の一種にドーミング現
象がある。このドーミング現象について簡単に説
明する。

第１図は従来からカラーブラウン管に用いられ
ているシヤドウマスクの断面を示すもので、１は
薄い鉄板からなり、凸曲面状に形成されるととも
に、規則正しく配列された多数の小孔あるいはス
リツトを有するアパーチヤ板、２は図示しないカ
ラーブラウン管外囲器に保持され、アパーチヤ板
１を支持するフレームであり、一般にやや厚手の
金属板を環状に成形してなる。フレーム２はアパ
ーチヤ板１の中心に立てた法線（ブラウン管の管
軸とも呼ぶ）に沿つて延設された筒状部２ａを有
し、またアパーチヤ板１はその周辺に前記フレー
ム２の筒状部２ａに外嵌されるスカート部３を有
しており、筒状部２ａとスカート部３とは溶接な
どによつて固定されている。以下、アパーチヤ板
１とフレーム２を上記のように一体に結合したも
のをシヤドウマスクと称する。

このようなシヤドウマスクを用いたカラーブラ
ウン管を動作させると、電子銃（図示せず）より
放出される電子ビームはアパーチヤ板１の小孔を
通過して螢光体ドツトを発光させるが、電子ビー
ムの大部分はアパーチヤ板１に射突してこれを加
熱する。一方フレーム２は射突する電子ビームの
量が少なく、しかもフレーム２の熱容量が大きい
ために、温度上昇が小さく、また昇温速度も緩や
かである。したがつてカラーブラウン管動作中、
とくにいちじるしくはその動作開始直後（通常２
〜３分後）にはアパーチヤ板１の熱膨張がフレー
ム２の熱膨張より大きく、アパーチヤ板１の中央
部M₁点がM₁₀点にふくらみ出るように変移する。
これがドーミング現象である。このため、アパー
チヤ板１の小孔を通過した電子ビームは正規の螢
光体ドツトに正しく射突しなくなり、好ましくな
い色ずれを発生することになる。

一般に、カラーブラウン管は画面（螢光面）が
略矩形状をなしており、これに対応してシヤドウ
マスクを略矩形状をなしている。この場合に上記
ドーミングを減少させる有力な手段として筒状部
２ａとスカート部３との重なり部をこの長方形状
のコーナ部と各辺の中間部の計８点で溶接するい
わゆる８点溶接法が案出されている。第２図にこ
の８点溶接法によるものの溶接点の分布を示して
いる。同図において、１０が溶接点である。この
８点溶接によるものは優れた効果を発揮できるが
それでも広偏向角やパネル形のブラウン管、つま
りアパーチヤ板がフラツトに近い近年のカラーブ
ラウン管にあつては、問題を完全に解決したとは
言えず、さらに一層の改良が望まれていた。

この発明の詳細を述べる前に、８点溶接を採用
した場合のドーミングによる電子ビーム射突点の
正しい位置からのずれの分布の典型例を第３図に
示す。同図において、１１は凸曲面をなすパネ
ル、点線は蛍光面１２の設けられている範囲であ
り、矢印はパネル１１の内面でアパーチヤ板１の
小孔を通つた電子ビームが正しい位置からずれる
様子を示したものである。なお、パネル１１は図
に記入したＸ軸、Ｙ軸に関してそれぞれ上下、左
右が対称なので１つの象限だけを示している。こ
のずれの分布の特徴は概して全体的に内側（パネ
ル１１の中心に向う方向）にずれが生ずるが、対
角方向における周辺部では逆に外向きにずれが生
じている部分がある。

Ｘ軸上、Ｙ軸上ではずれは全域にわたつて内側
を向いており、両軸とも中間部付近にずれの最大
になる個所があり、かつこの一方が画面全体を通
じてずれの最大値を与えているのが普通である。

Ｘ、Ｙ軸上でずれが常に内向きになる状況をこ
れらの軸を含む断面である第４図に示す。アパー
チヤ板１は変形前は実線の形状をしており、この
上に特定の電子ビーム通過孔M₁，M₂を考える。
偏向中心Ｏを出発した電子ビーム１０１，１０２
はそれぞれ孔M₁，M₂を通つてパネル１１の内面
P₁，P₂に射突する。これが正しい射突位置とす
る。つぎにドーミング起つた時、アパーチヤ板１
は点線で示すように中央部が前方に向つて膨出す
る結果、先に考えた孔M₁，M₂がそれぞれM₁₀，
M₂₀に変移し、これらを通つた電子ビームの射突
点はそれぞれP₁₀，P₂₀に変移する。ここでM₁₀，
M₂₀はそれぞれM₁，M₂をほぼ管軸に沿つてパネ
ル１１に近ずく方向にあるため、図のようにP₁₀，
P₂₀はそれぞれP₁，P₂の内側にあることになり、
先に述べた内ずれとなる訳である。

つぎに対角線上で、ずれの分布が途中で逆転す
る状況を対角線を含む断面である第５図に示す。
同図において、実線と点線がそれぞれドーミング
発生および発生後を示すことは第４図と同じであ
る。同図に示すようにアパーチヤ板１上の中心と
周辺の中間部の孔M₁に対応するパネル１１上の
ビーム射突点P₁はドーミングによつて先の第４
図の時と同様に内側へずれるが、比較的周辺部に
近い孔M₂に対応するP₂ドーミングによつて外側
方向へずれてしまう。この原因は対角部にあつて
はアパーチヤ板１のスカート部３がドーミングの
際、対角線上の溶接点１０を支点として矢印方向
へ倒れる結果、孔M₂がM₂₀のように外側に移動
するためである。スカート部３の倒れがＸ、Ｙ軸
上ではあまり起らず、とくに対角部で大きいの
は、アパーチヤ板１の形状とその周辺部に孔があ
いてない、したがつて強度的に強い部分があるこ
とにより説明できるが、ここでの詳述は省略す
る。

さて、第３図にもどつて、同図のような分布を
なすドーミングによるビーム射突点のずれの影響
を減らすためには、ＸおよびＹ軸上で生ずる大き
な内ずれ成分を減らすことが必要である。このよ
うな内ずれ成分は第４図で説明したようにアパー
チヤ板１がパネル１１側へ向つて膨出するために
生ずる。したがつてアパーチヤ板１の熱膨張に伴
つてこれをパネル１１から遠ざける方向に変移さ
せればこの問題は改善できる。

ところが、アパーチヤ板１全体をパネル１１か
ら遠ざけるように変移させたのでは、対角部最周
辺近くで生ずる外向きのずれが拡大されてしま
う。

そのため、他の従来例としては、たとえば、実
開昭58−71964号公報に開示されているように、
シヤドウマスクの非有効部に薄肉部または非貫通
孔を形成して、上記非有効部の機械的強度を弱
め、これにより、マスク有効部のパネル側への変
位量を均等化するものが知られている。

ところが、上記他の従来例では、シヤドウマス
クの板厚のばらつきなどに起因して、ドーミング
が生じるおそれが十分にある。また、上記薄肉部
や非貫通孔などの形成により、シヤドウマスクの
製造が困難となるとともに、マスク周縁部の機械
的強度の低下により、シヤドウマスクが振動に弱
い構造となる欠点がある。

［発明の概要］ この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
アパーチヤ板の周辺部のうち、矩形状の互に対向
する少なくとも１対の辺の中央部付近の形状を特
定し、熱膨張時にこの部位がパネルから遠ざかる
ように変位し、対角部位が上記変位量より少ない
かあるいは逆方向、つまり、パネルに近づく方向
へ変位するように構成することにより、ドーミン
グが有効に抑制され、安定した画像を確保でき、
しかも、製造が容易であるシヤドウマスクを提供
することを目的としている。

［発明の実施例］ 第６図はこの発明に係るシヤドウマスクの一例
を示す斜視図で、第１図〜第５図と同一部所には
同一符号を付して説明を省略する。

同図において、アパーチヤ板１はＸおよびＹ軸
方向の断面では、スカート部３の近くで折曲部４
を有し、これとスカート部３との間に適当な幅の
ステツプ部５を有する（第７図Ａ）。一方、対角
方向の断面では、上記のような折曲部４のない形
状となつている（第７図Ｂ）。

これを第８図でさらに詳しくは説明する。すな
わち、折曲部４において、従来の曲面の周辺での
接線Ｔとステツプ部５とは角度θをなしており、
ステツプ部５が接線Ｔの延長のパネル１１側にあ
るように配設されている。さらにステツプ部５は
適当な幅ｌを有している。

このような構成によれば、アパーチヤ板１が熱
膨張を起した際に、この膨張によつてアパーチヤ
板１の曲面部の周辺部がその接線Ｔの方向に伸び
ようとすると、折曲部４、ステツプ部５およびス
テツプ部５とスカート部３の接続部が全体として
ヒンジ作用として働き、第８図で点線で示すよう
にアパーチヤ板１全体をパネル１１から遠ざける
方向へ移動させることができる。これによつて第
４図に示したアパーチヤ板１のパネル１１側への
膨出（ドーミング）のための悪影響を極力軽減さ
せることができる。しかも第７図Ａに示したよう
な断面形状は、対角部では用いられていないの
で、対角部付近では先の第５図で説明した現象が
残り、結局全体として、アパーチヤ板１のパネル
１１側への膨出量が、上記辺の中央部の変位量に
より相殺され、これにより、アパーチヤ板１全体
がパネル側に変位するのが防がれる。したがつ
て、第３図に示したドーミングによる電子ビーム
の射突点の好ましくないずれを有効に修正できる
こととなり、安定した画像が常に得られる効果が
ある。

また、上記ステツプ部５は、アパーチヤ板１の
折り曲げ加工で容易に形成できるので、シヤドウ
マスクの製造も極めて容易となる。

第８図に示した動作で、アパーチヤ板１が熱膨
張を起した時に膨張に伴つて効率良くパネル１１
から遠ざかる方向へ変移するためには、θはある
程度大きく、一般的に言つてステツプ部５が管軸
に垂直になるかそれよりも若干大きいことが好ま
しく、ステツプ部５は長い方が好ましい。

ところで対角部では先に述べたように、かかる
折曲部４やステツプ部５は第７図Ｂに示すように
設けないか、仮に設けても弱い動作でよいので、
辺の中央部から対角部にかけてはθを徐々に小さ
くするかｌを徐々に小さくするものとする。

上記θの分布については、場合によつては対角
部でθを負の値、つまりステツプ部５がアパーチ
ヤ板１の曲面部の周辺での接線Ｔのパネル１１側
でない方にあつた方が第５図で述べた電子ビーム
射突点の外方への移動を小さくするために望まし
い場合もある。

第９図にその例を示す。同図ＡはＸもしくはＹ
軸方向の断面を、また同図Ｂは対角方向の断面を
示すものである。

また、折曲部４とステツプ部５の効果を一層発
揮させるためにとくにＸおよびＹ軸方向の断面に
おいて、第１０図のようにステツプ部５の付近の
アパーチヤ板１の板厚をエツチング等で薄くする
方法も考えられる。このようにすると第８図で説
明したようなステツプ部５のたわみが起きやすく
なる。このため熱膨張に伴つてアパーチヤ板１を
パネル１１から遠ざける変移量を一層大きくする
ことができる。この場合対角断面の方へ近づくに
従つて先に述べたようにθあるいはｌを徐々に小
さくする他に、θおよびｌは一定とし、ステツプ
部５の肉厚を次第に厚くしてすることも可能であ
る。勿論、アパーチヤ板１の板厚をステツプ部５
の付近で必ずしも均一に薄くせずとも、実効的に
薄くしたものと同様のたわみ特性が得られるよう
にエツチングで凹凸模様をほどこしても良い。こ
こで、実効的な厚さとは、凹凸模様などの不均一
部を有する板を、平担で均一な板に換算した場合
の厚さをいう。

また、一般のテレビジヨン受像機用カラーブラ
ウン管においては、通常アパーチヤ板１の小孔が
第３図のＹ軸の方向に細長い長方形状をなしてお
り、蛍光面モザイクがこの方向に細長い、いわゆ
るストライブ蛍光面が用いられている。このよう
な場合には第３図におけるアパーチヤ板１の熱膨
張による電子ビーム射突点の変移はＹ軸付近では
あまり問題にならないことが多い。したがつてこ
のような場合、上述した折曲部４とステツプ部５
を設ける構成はＸ軸断面付近だけ形成すればよ
い。

なお、上記実施例では、アパーチヤ板１のスカ
ート部３がフレーム２の筒状部２ａに外嵌したも
のを例に説明したが、ドーミング現象は第１図で
スカート部３がフレーム２の筒状部２ａの内側に
嵌合して組立てられている場合でも、スカート部
３と筒状部２ａの隙間の分布によつては第３図に
示したずれの分布となつてあらわれることが多
く、したがつてスカート部３がフレーム２の筒状
部２ａに内嵌されたものにも適用される。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明は矩形状のアパーチヤの
互に対向する少なくとも１対の辺の中央部付近に
位置して該アパーチヤに折曲部を形成し、この折
曲部とスカート部との間にステツプ部を形成し
て、ステツプ部をアパーチヤ板の周辺部での接線
のパネル側にあるように設定して、アパーチヤ板
が熱膨張を起した時に折曲部の付近の部位がパネ
ルから遠ざかる方向へ変移するように構成すると
ともに、対角部では上記の変位量よりも少なくな
るかあるいは逆方向へ変位するように構成するこ
とにより、アパーチヤ板のドーミングが有効に抑
制され、安定した画像を確保できる。また、上記
ステツプ部は、アパーチヤ板の折り曲げ加工で容
易に形成できるので、シヤドウマスクの製造も極
めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はシヤドウマスクの構成とドーミング現
象を説明するための断面図、第２図はアパーチヤ
板とフレームとの溶接位置の説明図、第３図は従
来のシヤドウマスクのドーミングによるビーム射
突点のずれの分布説明図、第４図は従来のシヤド
ウマスクのＸもしくはＹ軸断面におけるドーミン
グ現象の詳細図、第５図は同対角面におけるドー
ミング現象の説明図、第６図はこの発明に係るシ
ヤドウマスクの一例を示す斜視図、第７図Ａ，Ｂ
はそれぞれ第６図のシヤドウマスクにおけるＸお
よびＹ軸方向の断面図および対角方向の断面図、
第８図はこの発明のシヤドウマスクの作用説明
図、第９図Ａ，Ｂおよび第１０図はこの発明の要
部の変形例を示す断面図である。 １……アパーチヤ板、２……フレーム、２ａ…
…筒状部、３……スカート部、４……折曲部、５
……ステツプ部、１１……パネル。なお、図中同
一符号は同一もしくは相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パネル内面側に装着されて、パネルに向かつ
   て凸曲状に湾曲形成され、かつ多数の小孔を有す
   る略矩形状のアパーチヤ板と、上記アパーチヤ板
   の周縁に連成されて上記アパーチヤ板の中心に立
   てた中心法線に沿つて突出するスカート部と、上
   記スカート部に嵌合する筒状部をもつたフレーム
   とを備え、上記矩形状の互に対向する少なくとも
   １対の辺の中央部付近に位置して上記アパーチヤ
   板の周辺部に、上記辺に沿つて折曲された折曲部
   を形成し、この折曲部と上記スカート部の間にス
   テツプ部を形成して、上記ステツプ部を上記折曲
   部の内側近傍位置での上記中心法線を通る上記ア
   パーチヤ板曲面の接線に対し上記パネルに近い側
   に設定し、上記アパーチヤ板が熱膨張を起した
   時、上記折曲部付近の部位がパネルから遠ざかる
   ように変位し、対角部付近では上記変位量よりも
   少ないかあるいは逆方向へ変位するように構成し
   たことを特徴とするシヤドウマスク。 ２ 上記ステツプ部の幅が辺の中央から対角部に
   かけて徐々に幅狭に設定されている特許請求の範
   囲第１項記載のシヤドウマスク。 ３ 上記折曲部の曲げ角度が、ステツプ部がパネ
   ル側にある方向を正とする時、辺の中央部で最大
   となり、対角部ではこれより小となるように設定
   されている特許請求の範囲第１項記載のシヤドウ
   マスク。 ４ ステツプ部のたわみ特性上の実効的板厚が辺
   の中央部で薄く、対角部ではこれより厚く設定さ
   れている特許請求の範囲第１項記載のシヤドウマ
   スク。 ５ アパーチヤ板に設けられた小孔が矩形状のひ
   とつの辺の方向へほぼ沿つた長孔であつて、折曲
   部とステツプ部の設けられている一対の辺が上記
   長孔の長軸に沿つた方の辺である特許請求の範囲
   第１項記載のシヤドウマスク。