JP3561150B2 - 平面陰極線管のシャドーマスク構造体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は平面形カラー陰極線管に関し、特に、陰極線管の動作時マスクが電子の運動エネルギーを熱エネルギーに変換させることによって発生される熱膨脹により電子ビームがミスランディングされることを防止しようとする平均陰極線管のシャドーマスク構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の平面陰極線管の構成は、図１及び図２に示すように防爆特性を維持するように平面パネル（２）前面に樹脂で固定される安全ガラス（１）と、上記パネル（２）の後方にフリットグラスを利用して融着されるファンネル（３）と、上記ファンネル（３）のネック部（３ａ）の内に封入されてＲ，Ｇ，Ｂ三つの電子ビーム（４）を発射させる電子銃（５）と、上記パネル（２）の内側に結合されて電子ビームの色選別機能をするようにスリット形状の小さい穴が無数に開くフラットテンションマスク（７）と、上記マスク（７）がパネル（２）と一定間隔を維持するように支持するレール（６）とで構成されていた。
【０００３】
そして、上記マスク（７）中央には電子ビームの色選別のためのアパーチャが形成されている有効面部（１０）が位置し、上記有効面部（１０）の周囲にはマスクのストレッチングのためにアパーチャが形成されている非有効面（１２）とアパーチャが形成されていない非有効面（１３）が位置し、上記非有効面（１２）にはアラインメントホール（ａ）が形成されている。
【０００４】
このように構成された状態で電子銃（５）から放射されて出る電子ビーム（４）はシャドーマスク（７）のマスク穴（７′）を通過してパネル（２）内面に塗布されている蛍光スクリーン（図示せず）に衝突する。そして衝突された電子ビーム（４）の運動エネルギーは蛍光体を発光させて画像を再現するようになるが、この時シャドーマスク（７）の電子ビーム通過孔（７′）を通過する電子ビーム（４）は電子ビーム全体の約２０％に過ぎず、残りはシャドーマスク（７）に衝突して熱に変換され、この熱によりシャドーマスク（７）が熱膨脹するようになるドーミング現象が惹起される。
【０００５】
このようなドーミング現象は蛍光膜にランディングする電子ビーム（４）の位置を変化させることになって色純度を低下させるが、これを解決するためにテンションマスク（７）を強制的に引張させて該マスクに引張力を印加させて電子のマスク衝突で発生するマスクの熱膨脹を、強制的に印加した機械的な張力で対処するようにされる。
【０００６】
テンションマスク（７）のアラインメントホール（ａ）はマスクを引張させることができる機械とマスクのアラインメントを一致させるための基準ホールであり、もし、マスクが機械に対してかなり不正確なアラインメントを有しているとマスクに印加される変形率は部分的にかなり相違する値を有するようになって陰極線管の動作中に上記したドーミング現象が発生するのみならず、マスク引張時にマスクに印加される変形が急激に変化する部分があるようになって、この部分でマスク破断が発生しやすい。また、このアラインメントホール（ａ）はマスク非有効面のどこにでも位置させることができるが、穴が形成されていることで物性が顕著に変化するようになるので応力が集中されるコーナーよりは中央部位がずっと有利である。
【０００７】
マスク非有効面（１２）の構造をもう少しみれば、図３に示すように非有効面にスロットホールが形成されており、このホールはマスクの縁へ行くほどホールの間の間隔（ｖ）が次第に増加するタイ−バーグレイディング（Ｔｉｅ−ｂａｒｇｒａｄｉｎｇ）処理がされている。このように非有効面にスロット形ホールを形成させてタイ−バーグレイディング処理をした理由は、マスク引張時マスクホールが形成されない非有効面（１３）とマスクホールが形成されている非有効面（１２）の境界部に異なる変形が印加されて応力集中が発生してマスク破断が発生することを防止し、引張されたマスクがフレームと溶接がよくなるようにするためである。
【０００８】
しかし、上／下／左／右非有効面のホールを全部スロット形態にすると、スロットの特性上縦方向の有効弾性係数はとても大きく横方向の有効弾性係数は縦方向より小さくなってストレッチングマシンがマスクと接触する長辺コーナーの部位では厚さ方向のせん断（Ｓｈｅａｒ）応力のため、マスクが破れる危険性がある。また、スロットはせん断応力にとても脆弱な特性を有しており、特に、他のホールより大きさがずっと大きいアラインメントホール周囲のスロットホールで破断が発生することになるという問題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はマスクに変形を加える時マスク外周面、特に、マスク非有効面の応力集中を分散させることにより応力集中によるマスク破断を防止するためのマスク構造体を提供するようにすることを目的とする。
【００１０】
【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願発明では、マスクアパーチャが形成された非有効面に形成されるマスクホールをドット形状に形成し、ドットホールの直径をマスク中心から外側方向に行くほど小さくし、ドットホールの間隔をマウス中心から外側に行くほど大きくしたタイ−バーグレイディングタイプに形成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の一実施例によるテンションマスクの構造をみれば図４に示すようにマスク有効面（１０１）にはスロット形のホールを形成し、上記有効面（１０１）の周辺に位置するマスク非有効面（１０２）にはドットホールを形成した。
【００１２】
図面中未説明符号（１００）はアラインメントホールを示す。
このように非有効面（１０２）にドット形態のホールを形成してマスクを引張させる時、マスクのコーナー部に厚さ方向に発生されるせん断応力によるマスク破断を防止することができる。その理由はスロット形態のホールを有するマスクは縦方向が横方向より約３−４倍大きい値の弾性係数を有するので、マスクに同じ変形力を印加する場合縦方向に引張させるのにより大きい力を必要とするが、特に縁でその現象がひどい。
【００１３】
また、スロット形態とドット形態のホールは構造的な面でみれば、ドット形態の構造が平面でのせん断変形に耐える能力がスロット形態よりずっと強い。
このようにせん断変形に耐える能力がすぐれていなければならない理由は、特に無数に多いホールがびっしりと形成されているマスクでは単純に横、縦方向の変形に対して破断されることよりは、せん断変形により破断される方がずっと破断されやすいからである。
【００１４】
本発明では非有効面のマスクホール構造についてみたが、スロットホールとドットホールとの破断に対応する能力は大略次のようである。スロットホールを１とする時ドットホールに対する能力を示した。
【００１５】
【表１】

【００１６】
マスクの破断はＸ−方向とＹ−方向も重要であるが、実際作業においてはせん断（ｓｈｅａｒ）ストレスが非常に大きい影響を及ぼす。このような面でみる時、殆ど７倍も相違が生ずるので、応力が相対的に多く印加される外周部（１０２）にはスロットホールよりはドットホールがずっとよい効果を得ることができることが分かる。
【００１７】
また、一般的に弾性係数が他の二つの物質が同じ平面上に結合されている物体に引張力を加える時、応力は弾性係数が変化する境界面に集中される。即ち、マスクにホールが形成されている部分とホールが形成されていない部分の境界部の弾性係数が急激に変化するのを防止するために、ドットホールの直径を徐々に変化させて境界部の有効弾性係数を増加或いは減少させることにより応力集中を止めることができる。
【００１８】
このような特性を利用して本発明の他の実施例では図５に図示されたように、非有効面（１０３）のドットホールを内側から外側方向へ行くほどホールの直径が減少される形状であるタイ−バーグレイディングを有するようにして特定部位の応力集中を止めるようにされる。
そして又他の実施例としては図６に図示されたように、非有効面の長辺部両端（１０５）のホールをスロット形に形成し、短辺部両端（１０４）のドットホールはマスク非有効面の内側から外側方向へ行くほどホールの直径が減少されるように形成することによって同様にマスク破断に対応するようになる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明はフラットホイルテンションマスクに変形を加える時、非有効面の応力集中を分散させて全面に変形のための力が均等に分散されるようにすることによって、最終的にマスク破断を防止しうるマスクを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な平面陰極線管の断面図である。
【図２】平面陰極線管のパネル部構造体分解斜視図である。
【図３】従来マスクの構造図である。
【図４】本発明のマスクの一実施例を示す図である。
【図５】本発明のマスクの他の実施例を示す図である。
【図６】本発明のマスクの更に他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
２…パネル
５…電子銃
６…レール
７…シャドーマスク
１０，１０１…マスク有効面
１２，１３，１０２，１０３，１０４，１０５…マスク非有効面

Claims (1)

1. マスクの中央部である有効面には電子銃から発射された電子ビームが通過する通過ホールが形成され、前記有効面の周辺部に一定間隔を隔てて支持部材が固定され、前記支持部材固定部の外側にマスクホールの形成された非有効面からなる平面陰極線管用テンション型シャドーマスクにおいて、
   前記有効面の通過ホールはスロット形状であり、前記非有効面の両短辺部にはドットホールが形成され、両長辺部にはスロットホールが形成され、前記非有効面のドットホールはマスク中心部から外周に向かうほど小さくなるように形成されたことを特徴とする平面陰極線管用テンション型シャドーマスク構造体。

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