JPH04359832A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャドウマスクとマス
クフレームとの溶接箇所にしわなどが生ぜず、良好な溶
接が容易に行なわれ、完成後のカラー陰極線管のシャド
ウマスクに、溶接による複雑な応力が残留しないように
したカラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】シャドウマスク形カラー陰極線管では、
シャドウマスクの特定の孔またはスリットを通過した特
定色用の電子ビームは、正確に螢光面上の特定位置にあ
る特定色の螢光体のドット又はストライプに射突して、
それを励起発光させなければならない。しかし、電子銃
から放出された電子のうち、１５〜２５％程度の電子が
シャドウマスク開口部を通過して螢光面に画像を表示す
るのに役立ち、残りの大部分の電子はシャドウマスクに
衝突してシャドウマスクを加熱するだけである。通常の
材料たとえば軟鋼で製造したシャドウマスクは、加熱さ
れて温度上昇すれば当然膨張する。表示画像に非常に明
るい部分があると、それに対応するシャドウマスク開口
部近傍も高電流密度の電子ビームに叩かれて高温に加熱
され大幅に熱膨張する。通常のシャドウマスクでは、こ
のように特に大きく熱膨張する部分があると、其処が突
出変形などして、その近傍の開口部を通過した電子ビー
ムは螢光面上の本来射突すべき特定の螢光体だけに射突
しなくなり、隣接する別の色の螢光体にも射突して発光
させるようになり、色純度の劣化が生ずる。

【０００３】上記のような色純度劣化の対策は種々提案
されているが、そのなかに、シャドウマスクにあらかじ
め張力を与えた状態でマスクフレームに固着させ、張力
の緩和によってシャドウマスクの加熱膨張による変形を
吸収させる案がある。シャドウマスクに張力をかけてマ
スクフレームに固着させるために、たとえば、特開昭５
９−１６７９３６号公報には、あらかじめ側面から中心
に向かって加圧して圧縮させた状態のマスクフレームに
、伸長させたシャドウマスクを取付ける技術が開示され
ている。この公報の中に、シャドウマスクとマスクフレ
ームとを多数箇所でスポット溶接する際、シャドウマス
クの同じ区域で連続して溶接を行なうと溶接による加熱
でシャドウマスクに歪が生ずるので、それを防止するた
めに、シャドウマスクの周囲をマスクフレームに飛ばし
溶接によって溶接するのが良いと記載している。飛ばし
溶接とは、即ち、まずフレームの各４辺における第１の
点を溶接し、次に４辺における第２の点に戻って溶接し
、以下同様にこれを繰り返して全体の溶接を終了するこ
とを云う。

【０００４】しかし、本発明者が上記方法を試行してみ
たが、効果的に歪の発生を抑制することは困難であった
。すなわち、溶接の最後の方でシャドウマスクにしわが
残り、歪を完全に取り去るのは困難であった。その結果
、シャドウマスクの張力が一定でなくなり、シャドウマ
スクの電子ビームによる加熱膨張によって不規則な変形
が生じ、色純度劣化現象が見られた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の問題を解決し、シャドウマスクの周囲をマスクフ
レームに多数の点あるいは連続した線で溶接固着しても
、完成後のカラー陰極線管のシャドウマスクに実使用時
に不規則な変形を起こさせるような溶接による応力、複
雑な溶接歪が残留しないようにしたカラー陰極線管を提
供することを目的とする。

【０００６】

【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、シャドウマスクに張力を印加した
状態で、其の周囲をマスクフレームに溶接固着して支持
させたカラー陰極線管において、シャドウマスクのマス
クフレームとの線状溶接予定位置の外側に、この溶接予
定線にほぼ直角な方向に外方へ伸びるスリットを複数個
並列させたシャドウマスク原板を用い、このシャドウマ
スク原板の並列スリットの更に外側で溶接予定線に直角
な方向に、一様な張力で引っ張って保持しながら、前記
溶接予定線位置でシャドウマスク原板をマスクフレーム
に溶接した後、溶接線の外側のスリット並列箇所を切り
離すことにした。

【０００７】

【作用】一般に、シャドウマスク原板をマスクフレーム
に多数の隣接した溶接点で又は連続した溶接線で溶接固
着する際、シャドウマスクとマスクフレームそれぞれの
熱容量や熱膨張係数その他種々の特性によって、溶接部
位とその近傍には、応力や歪が生じ、完成後のシャドウ
マスク構体では所望のように一定の張力だけが残留した
状態とはならず、そのため、使用時のシャドウマスクの
温度上昇によって変形し、色純度劣化が生ずるようにな
る。溶接によって、シャドウマスクもマスクフレームも
温度上昇するが、一般的に、板厚の薄い材料を用いたシ
ャドウマスクと張力に耐える比較的丈夫なマスクフレー
ムとを使用する張架形シャドウマスク構体の場合、シャ
ドウマスクの方が、板材の熱伝導や冷却も考慮すると、
溶接部近傍の熱容量は小さく膨張し易い。溶接の熱で加
熱された部位は膨張しようとするが、少し離れた低温部
分では膨張していないから、その膨張を引き止めようと
する。従来のシャドウマスク構体のように、溶接線の内
側には電子ビームを通過させるための多数の孔やスリッ
トが配列されているのに対し、外側ではそのようなもの
が無く、一般的に大きな熱容量を有する工具にしっかり
クランプされて外方へ向けての張力が印加されているよ
うな状態では、主として外側から上記のような熱膨張阻
止の応力が作用する。シャドウマスクとマスクフレーム
との溶接予定線に沿って順次連続して溶接して行くと、
この線に沿って次第に溶接の熱による歪が蓄積され、同
時に上記熱膨張阻止の応力も増大し、この応力が或る大
きさ以上になると溶接部にしわとか円形疣状部などの変
形を生じさせ、応力は一応緩和された後、再度、上記同
様な過程が繰り返されるのであろう。これに対し、本発
明により溶接予定線の外側に複数のスリットを並列させ
たシャドウマスク原板を用いると、溶接線の内側と外側
から作用する熱膨張阻止の応力はほぼ平衡し、この応力
は溶接線近傍の開口部、スリットなどの変形によって吸
収されて、応力が残留するとしても溶接線のごく近傍だ
けに限定され、溶接部位にしわや疣などの変形は生じな
くなる。また、溶接部位の近傍では高温軟化状態での塑
性変形による応力の吸収が生じているかとも思われる。 本発明によれば、理由は明瞭ではないが、実験的には、
良好な溶接の妨げとなるしわや疣などの変形は現われず
、実用状態でシャドウマスクが加熱されて昇温した時に
、其の変形による色純度の劣化が認められなくなる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明を実施したシャドウマスク構体
を実装したテレビジョン受像用のカラー陰極線管の概略
側断面図である。図中、１はパネル、２はパネルスカー
ト部、３はパネルスカートに植設されたシャドウマスク
構体支持用のスタッド、４は一端にスタッド３と係合し
てシャドウマスク構体を支持するための孔を有し他端が
マスクフレームに固定された板ばね、５はマスクフレー
ム、６１はシャドウマスク、７は電子銃、８は電子ビー
ム、９は偏向コイル、１０はカラー螢光面、１１はパネ
ルのフェイスプレイトである。シャドウマスク６１は比
較的薄い軟鋼板製で張力をかけてマスクフレームに溶接
固着されており、表示画面の縦方向に伸びる横幅０．０
７５ｍｍのスリット孔が全面に０．３ｍｍピッチで配列
されている。１平面上に相互間隔５．５ｍｍで配列され
たそれぞれ赤、緑、青、専用の電子銃７から、無偏向状
態ではフェイスプレイト１１の内面の中心で集中するよ
うに発射された３本の電子ビーム８は、偏向コイル９に
よってカラー螢光面１０の全面にわたって螢光面上を各
水平走査線を１本ずつ其れに沿って左から右へ各画素を
構成する３原色螢光体を順次発光させて行く水平走査を
繰返しながら順次垂直に上から下へ移動する垂直走査を
繰り返すように偏向されて、テレビジョン画面を表示す
る。

【０００９】次に本発明カラー陰極線管のシャドウマス
ク構体の製造方法を図２によって説明する。まず、マス
クフレーム５を定位置に固定し、其の長辺に沿って一様
に分布する外側から内側に向かう圧力１２を印加する。 そして此のマスクフレーム５の溶接予定線位置にシャド
ウマスク原板６の溶接予定線６ａが合致するように、シ
ャドウマスク原板を伸長した（すなわち、シャドウマス
ク原板６の複数のスリット６ｂを溶接予定線に直角な方
向に並列させた部分の外側を、図示は省略したが、工具
にクランプさせて引っ張らせてある）状態で載置する。 ここでシャドウマスク原板６は、溶接予定線６ａの内側
には電子ビーム通過用のスリットが配列されたシャドウ
マスク６１が形成されており、溶接予定線６ａの外側に
は此の線にほぼ直角な方向に外方へ伸びる複数個のスリ
ット６ｂが並列されている。なお、このとき、シャドウ
マスク原板６は加熱しておいても、常温のままでも良い
。この状態で、シャドウマスク原板６とマスクフレーム
５とを、破線で図示した溶接予定線６ｂに沿ってレーザ
溶接または抵抗溶接により溶接して固着する。次にシャ
ドウマスク原板６に、ほぼマスクフレーム５の外形に沿
ってレーザビームを照射して、不要部分であるスリット
６ｂの並列した箇所を切断して分離、除去する。最後に
、フレーム５を外側から内側へ加圧していた圧力１２を
取り除くことにより、張架形のシャドウマスク構体が完
成する。

【００１０】本実施例に使用したシャドウマスク原板６
は、板厚０．０２５ｍｍの軟鋼板で、スリット６ｂの幅
は０．３ｍｍ、長さは１００ｍｍで、スリットの間隔は
１０ｍｍ、溶接予定線６ａとの距離は４ｍｍとした。こ
れらは製作しようとしているシャドウマスクのサイズや
、シャドウマスク原板の板厚などに応じて適当に選定す
べきであるが、サイズが２０型で、板厚が０．０２５ｍ
ｍの場合、スリットの幅は０．０２５ｍｍ以上、５ｍｍ
以下が適当である。０．０２５ｍｍより狭いと歪の吸収
が不十分となり、５ｍｍより広いとシャドウマスク原板
自体の強度が低下して取扱が困難になる。またスリット
の長さは３０ｍｍ以上あればほぼ充分な効果が得られる
が、あまり長いとシャドウマスク原板６の長さが長くな
り過ぎて生産性などに問題が生じるので３０ｍｍ以上、
２００ｍｍ以下にするのが良い。スリットの間隔は１０
０ｍｍ程度でも効果が得られるが、一般的には３０ｍｍ
以下にするのが良い。スリットの端部とマスク溶接予定
線６ａとの距離は短いほど効果は大きいが、２０ｍｍ以
下にすればほぼ問題はない。

【００１１】以上のようなスリット６ｂをシャドウマス
ク原板６に設けることにより、シャドウマスク原板６と
フレーム５の溶接時に生じるシャドウマスクの溶接線近
傍における応力の蓄積を抑制することができ、シャドウ
マスク６１本体部分で均一な張力が印加されたシャドウ
マスク構体が得られる。

【００１２】上記実施例は、シャドウマスクが平坦な場
合であったが、シリンドリカルな場合でも全く同様な効
果が得られる。また、上記実施例では、長辺の２辺を溶
接する場合について述べたが、全周４辺とも溶接してシ
ャドウマスク全面に張力を印加する場合についても本発
明は同様な効果をもたらす。

【００１３】本発明によらない従来通常のカラー陰極線
管のシャドウマスク構体を用いた場合、電子ビーム投入
エネルギーが２０ｍＷ／ｃｍ２で色純度の劣化が認めら
れたのに対して、本発明によるカラー陰極線管のシャド
ウマスク構体を用いた場合には、５５ｍＷ／ｃｍ２まで
色純度の劣化が認められなかった。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ャドウマスクの周囲をマスクフレームに多数の点あるい
は連続した線で、多少長い距離にわたって連続的に（飛
ばし溶接でなく）溶接固着しても、完成後の構体のシャ
ドウマスクに実使用時に不規則な変形を起こさせるよう
な溶接による応力、複雑な溶接歪が残留せず、色純度劣
化が生じないカラー陰極線管が得られる。

【００１５】従来からの通常のシャドウマスク構体を用
いたカラー陰極線管では、電子ビーム投入エネルギーが
２０ｍＷ／ｃｍ２で色純度の劣化が認められたのに対し
て、本発明によるシャドウマスク構体を用いた場合には
、５５ｍＷ／ｃｍ２まで色純度の劣化が認められなかっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したシャドウマスク構体を実装し
たテレビジョン受像用のカラー陰極線管の概略側断面図
である。

【図２】本発明によるカラー陰極線管のシャドウマスク
構体の製造方法を説明するための、シャドウマスク原板
とマスクフレームの斜視図である。

【符合の説明】

１…パネル、　　２…パネルスカート部、　　３…スタ
ッド、　　４…板ばね、５…マスクフレーム、　　６…
シャドウマスク原板、　　６ａ…溶接予定線、　　６ｂ
…スリット、　　６１…シャドウマスク、　　７…電子
銃、　　８…電子ビーム、９…偏向コイル、　　１０…
カラー螢光面、　　１１…パネルのフェイスプレイト、
　　１２…圧力。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャドウマスクに張力を印加した状態で、
   其の周囲をマスクフレームに溶接固着して支持させたカ
   ラー陰極線管において、シャドウマスクのマスクフレー
   ムとの線状溶接予定位置の外側に、この溶接予定線にほ
   ぼ直角な方向に外方へ伸びるスリットを複数個並列させ
   たシャドウマスク原板を用いたことを特徴とするカラー
   陰極線管。