JP2000357458A - 陰極線管の製造方法及び陰極線管の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色選別機構のマスク面の表面の凹凸を正確に
測定することができ、これにより特性の良好な陰極線管
を製造することができる陰極線管の製造方法及び陰極線
管の製造装置を提供する。 【解決手段】 作製された色選別機構３のマスク面１１
の状態を非接触で測定する工程を有して陰極線管１を製
造する。また、色選別機構３のマスク面１１の状態を非
接触で測定する製造装置２０を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色選別機構を有し
て成る陰極線管の製造方法及び陰極線管の製造装置に係
わる。

【０００２】

【従来の技術】カラー陰極線管では、陰極線管のパネル
部の内面にドット状或いはストライプ状の赤、緑、青の
蛍光体層を有し、その蛍光体に電子ビームを照射させて
画像を表示している。その際、赤、緑、青の３つの蛍光
体を光らせる電子ビームを、それぞれ決められた蛍光体
に正確に照射させる手段として色選別機構が用いられて
いる。

【０００３】この色選別機構は、主として電子ビームを
選択的に透過させる電子ビーム透過孔を有する色選別マ
スクと、この色選別マスクを支持するフレームとから成
り、陰極線管体の前面のパネル部内に設けた蛍光面に対
向して所定の間隔で配置されて、電子銃より出射された
電子ビームを蛍光面に導いている。この色選別マスク
は、通常金属製の薄い板状とされた色選別用電極薄板に
よって構成される。

【０００４】カラー陰極線管の色選別機構として、例え
ば図６に斜視図を示すようなアパーチャグリルと称され
る色選別機構３１が知られている。この色選別機構３１
は、１対の相対向する支持部材３２及び３３とこの支持
部材３２及び３３の両端部間に差し渡された弾性付与部
材３４及び３５とからなる枠状の金属フレーム３６が設
けられ、このフレーム３６の相対向する支持部材３２及
び３３間上に、多数の細いテープ状（帯状）のグリッド
素体３８を一方向、即ち画面水平方向に沿って所定ピッ
チをもって配列し、各隣り合うテープ状のグリッド素体
３８間の画面垂直方向に長いスリット状の電子ビーム透
過孔３９を形成してなる色選別用電極薄板（いわゆるフ
ラットアパーチャグリル（ＦＡＧ）と呼ばれる）４０を
張架して構成される。

【０００５】色選別用電極薄板４０は、金属薄板にエッ
チングによって多数のスリット状の電子ビーム透過孔３
９を形成して形成されている。この色選別用電極薄板４
０は、フレーム３６の弾性付与部材３４及び３５によっ
て、そのテープ状のグリッド素体３８が所定の張力を付
加された状態で支持部材３２及び３３に溶接等により接
合される。

【０００６】ここで、スリット状の電子ビーム透過孔３
９の間のテープ状のグリッド素体３８が長いため、色選
別機構３１がカラー陰極線管に組み込まれると、衝撃に
より極めてテープ状のグリッド素体３８が揺れやすい。
また、特定の周波数を有する音やノイズによって、色選
別機構３１の一部のグリッド素体３８が共振する現象が
起こる。

【０００７】この共振現象（以下ＡＧ揺れとする）は、
電子銃から出射された電子ビームが本来の軌道から外れ
るいわゆるミスランディングを引き起こし、表示画像の
劣化を招く。

【０００８】現在、最も多く採用されている防振対策と
しては、図６〜図８に示すように、色選別用電極薄板４
０の有効画面領域上に、色選別用電極薄板４０の電子ビ
ーム透過孔３９の長手方向と直交する状態でダンパー線
（防振ワイヤ）４２を張架する構造が知られている。図
７は色選別機構３１の要部の拡大図、図８は色選別機構
３１の水平方向の断面図をそれぞれ示す。

【０００９】このダンパー線４２は、左右の弾性付与部
材３４，３５に取り付けられたスプリング部材４４に支
持され、そのスプリング部材４４の引っ張り力で色選別
用電極薄板４０上に所定の張力をもって張架されて、色
選別用電極薄板４０のグリッド素体３８を押さえつける
ようにしている。このようにグリッド素体３８にダンパ
ー線４２を接触させることにより、外部からの振動等に
伴うグリッド素体３８の共振を防止している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は、色
選別用電極薄板４０が溶接されるフレーム３６の支持部
材３２，３３の画曲線に沿った形で、図８に示すように
色選別用電極薄板４０がほぼ均一な曲率半径Ｒｚをもっ
て、円筒面をなすように張架され、その上に張架された
防振ワイヤとなるダンパー線４２の接触圧が全てのグリ
ッド素体３８に均一に加わるようになっている。

【００１１】しかしながら、色選別用電極薄板４０を張
架する際に、フレーム３６の支持部材３２，３３の管軸
方向に曲率を有する面（以下フレームＲｚ面とする）４
６（図６参照）の凹凸や突起、或いはフレーム３６の加
圧ポイントへの応力集中、または溶接時の焼け等の原因
により、熱処理後（例えば４５５℃程度の黒化処理後）
に色選別用電極薄板４０の表面に不均一な凹凸（以下Ａ
Ｇシワとする）が発生することがある。これにより、ダ
ンパー線（防振ワイヤ）４２がグリッド素体３８に接触
しない部分が生じてしまい、その結果上述のＡＧ揺れを
引き起こし、またその揺れの程度によっては電子ビーム
のミスランディングを引き起こすという問題があった。

【００１２】また、色選別用電極薄板４０をフレーム３
６に張架する際に、フレーム３６への加圧の条件によっ
てはフレームＲｚ面４６がいびつに変形され、色選別用
電極薄板４０が張架された後、そのフレーム３６と接し
ている部分（組み立て後のＲｚ面）４７に変曲点を生み
出し、同様にＡＧ揺れを引き起こすことがあった。

【００１３】そして、陰極線管の設計段階でこれらの問
題を解決するに当たり、色選別機構３１の表面形状を精
度良く測定することが非常に重要になってくる。

【００１４】従来は、例えば肉眼で見て、光の反射を利
用して濃淡により区別して色選別機構の表面の状態を検
知していた。この方法では、表面の凹凸が大きいときに
は容易に検知できるが、表面の凹凸が微小の場合には検
知が困難になる。

【００１５】そこで、例えばプローブ接触式の３次元測
定機を使用して、予め設定した測定ピッチで組み立て後
のＲｚ面４７の表面形状を測定する方法が行われてい
る。

【００１６】しかしながら、この測定方法ではプローブ
の接触圧が生じるため、グリッド素体３８の上を測定し
ようとすると、接触圧によりグリッド素体３８に変位が
生じてしまう。このため、グリッド素体３８の上を測定
することが困難であり、電子ビーム透過孔３９の長手方
向の上下外側の太い部分即ちペリフェリ部４１だけしか
測定することができなかった。

【００１７】実際に陰極線管としての特性に直結するの
は、このペリフェリ部４１の凹凸ではなく、有効画面領
域の凹凸である。この有効画面領域では、色選別用電極
薄板４０表面にグリッド素体３８が存在している。

【００１８】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、色選別機構のマスク面の表面の凹凸を正確に測
定することができ、これにより特性の良好な陰極線管を
製造することができる陰極線管の製造方法及び陰極線管
の製造装置を提供するものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の陰極線管の製造
方法は、作製された色選別機構のマスク面の状態を非接
触で測定する工程を有するものである。

【００２０】本発明の陰極線管の製造装置は、作製され
た色選別機構のマスク面の状態が非接触で測定されるも
のである。

【００２１】上述の本発明によれば、マスク面の状態を
非接触で測定するため、接触圧が発生せず、測定時にマ
スク面に変位が生じないので、色選別機構のマスクの有
効画面領域についても正確な表面状態の測定を行うこと
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明は、作製された色選別機構
のマスク面の状態を非接触で測定する工程を有する陰極
線管の製造方法である。

【００２３】また本発明は、上記陰極線管の製造方法に
おいて、測定される色選別機構は、熱処理後の色選別機
構とする。

【００２４】本発明は、作製された色選別機構のマスク
面の状態が非接触で測定される陰極線管の製造装置であ
る。

【００２５】また本発明は、上記陰極線管の製造装置に
おいて、基準面を有するガイド上を非接触の変位計を移
送させて測定が行われる構成とする。

【００２６】図１は本発明が適用されるカラー陰極線管
の一形態の概略構成図（一部内部を示す斜視図）を示
す。このカラー陰極線管１は、陰極線管体の前面のパネ
ル部１ａ内に蛍光面（図示せず）が設けられ、この蛍光
面に対向して所定の間隔を有するように色選別機構３が
配置されている。

【００２７】色選別機構３は、主として電子ビームを選
択的に透過させる電子ビーム透過孔４を有する色選別用
電極薄板１１と、この色選別用電極薄板１１を支持する
フレーム６（６ａ，６ｂ）とから成り、陰極線管体のネ
ック部１ｃ内に設けられた電子銃２より出射された電子
ビームを電子ビーム透過孔４を通じて蛍光面に導くもの
である。

【００２８】図２に色選別機構３の概略平面図を示す。
中央の線Ｋを境界として、左半分は色選別用電極薄板１
１を張った状態、右半分は色選別用電極薄板１１を張る
前の状態をそれぞれ示している。

【００２９】この色選別機構３は、１対の相対向する支
持部材６ａとこの支持部材６ａの両端部間に差し渡され
た弾性付与部材６ｂとからなる枠状の金属製のフレーム
６が設けられ、このフレーム６の相対向する支持部材６
ａ間上に、多数の細いテープ状（帯状）のグリッド素体
５を一方向、即ち画面水平方向に沿って所定ピッチをも
って配列し、各隣り合うテープ状のグリッド素体５間の
画面垂直方向に長いスリット状の電子ビーム透過孔４を
形成してなる色選別用電極薄板１１を張架して構成され
る。

【００３０】色選別用電極薄板１１は、例えば低炭素ア
ルミキルド鋼、低炭素リムド鋼を原材料とする金属薄板
を用い、この金属薄板に、エッチングによって多数のス
リット状の電子ビーム透過孔４を形成して形成されてい
る。この色選別用電極薄板１１は、フレーム６の弾性付
与部材６ｂによって、そのテープ状のグリッド素体５が
所定の張力を付加された状態で、電子ビーム透過孔４の
形成されていないペリフェリ部１０において、支持部材
６ａに溶接等により接合されている。

【００３１】また、フレーム６の支持部材６ａの表面８
と、色選別用電極薄板１１の表面９とは、図７に示した
前述の従来の構成と同様に、電子ビームのパネル内面に
当たる位置（ビームグルーピング）を最適化するため
に、一定の曲率半径Ｒｚを有する曲面（Ｒｚ面）とされ
ている。フレーム６の支持部材６ａ及び弾性付与部材６
ｂの側面中央には、それぞれ色選別機構３を陰極線管体
のパネル部１ａに固定するための支持スプリング１２，
１３が設けられている。

【００３２】また、色選別用電極薄板１１の有効画面領
域上には、電子ビーム透過孔４の長手方向と直交する状
態でダンパー線（防振ワイヤ）７が、左右の弾性付与部
材６ｂに取り付けられたスプリング部材１４に支持さ
れ、このスプリング部材１４の引っ張り力で色選別用電
極薄板１１上に所定の張力をもって張架されている。こ
の図２では、ダンパー線７は２本設けられ、共に色選別
用電極薄板１１のグリッド素体５に対してグリッド素体
５を押さえつけるように接触している。

【００３３】次に、この図１及び図２に示した色選別機
構３を有するカラー陰極線管１に適用した本発明の実施
の形態を説明する。

【００３４】図３は本実施の形態で用いるレーザフォー
カス変位計の概略構成図を示す。このレーザフォーカス
変位計２１は、内部にレーザ光出射部（図示せず）及び
対物レンズ２２、レーザ光受光部（図示せず）を有して
成る。

【００３５】そして、測定の際には、測定対象物１９に
レーザ光Ｌを照射して、測定対象物１９で反射したレー
ザ光Ｌをレーザ光受光部で検知する。

【００３６】このとき、測定対象物１９においてレーザ
光Ｌの焦点が合うように、変位計２１内の対物レンズ２
２の位置を調整し、その調整量を検出することで測定対
象物１９までの距離を測定する。レーザ光Ｌの集光の程
度により受光部における検出強度が変化し、測定対象物
１９で焦点が合ったときに最も検出強度が強くなるの
で、検出強度が最も強くなるように対物レンズ２２の位
置の調整がなされる。

【００３７】出力は例えばアナログ電圧でなされ、この
出力電圧が測定対象物１９までの距離の測定値として換
算される。

【００３８】そして、こうして得られた距離の測定値
は、設計値との差分が計算され、後述するように設計値
に補正を行うためのデータとして蓄積される。

【００３９】図４に本実施の形態の非接触変位測定装置
の概略構成図（斜視図）を示す。この非接触変位測定装
置２０は、図３に示したレーザフォーカス変位計２１と
色選別機構３のＲｚ面９の設計値（基準面）に合わせて
作製されたガイドレール２３を有して成る。ガイドレー
ル２３は、ｘ軸に沿って延在されており、ｙ方向及びｚ
方向に移動可能とされる。

【００４０】この測定装置２０において、測定に先立つ
色選別機構３の位置決めは、図４に矢印で示すように、
Ｘ方向とＹ方向とに振り分けて行われる。そして、それ
ぞれの方向において、ローラ２４で色選別機構３のフレ
ーム６を挟み込むようにして固定する。Ｙ方向は２カ所
にローラ２４を設けて、これらにそれぞれ振り分け、片
方例えば図中奥側の２つのローラ２４をイコライズ（揃
えた位置に固定）する。

【００４１】測定系の座標も、図４中に示す位置座標ｘ
ｙｚに準ずる。尚、ｚ方向の座標系は色選別機構３のフ
レーム６が載置される測定台（図示せず）に対して垂直
な方向とする。

【００４２】そして、ガイドレール２３にレーザフォー
カス変位計２１を取り付け、レーザフォーカス変位計２
１を色選別機構３上の任意のＹ座標で固定して、測定し
たい範囲をＸ方向に走査させて測定を行う。尚、必要に
応じて、さらに他の任意のＹ座標に固定してＸ方向に走
査させ同様に測定を行ってもよい。

【００４３】このとき、レーザフォーカス変位計２１の
サンプリング周波数をｆ、走査速度をｖとすれば、測定
ピッチｐは、次式で表される。ｐ＝ｖ／ｆ

【００４４】この色選別用電極薄板１１の有効画面領域
上における表面状態の測定は、色選別機構３に対する例
えば黒化処理等の熱処理の後に行う。

【００４５】本実施の形態によれば、非接触で変位の測
定が行われるので、グリッド素体５に変位を生じないで
測定することができ、有効画面領域上のグリッド素体５
の表面状態を正確に測定することが可能になる。従っ
て、色選別機構３の色選別用電極薄板１１の有効画面領
域上における表面状態を正確に知ることができる。

【００４６】そして、この測定値を基に色選別機構３の
設計値を補正して、補正した設計値を基準として以降の
カラー陰極線管１の製造を行うことにより、熱処理後に
生じるＡＧシワの分をキャンセルして所望の表面状態に
することができる。これにより、電子ビームのミスラン
ディング等の不良の発生を抑制することができ、不良の
発生率を低減して特性の良好なカラー陰極線管１を製造
することができる。

【００４７】次に、この非接触変位測定装置２０による
測定値を用いた、Ｒｚ面の設計値の補正方法について、
図５を用いて説明する。

【００４８】まず、図５Ａに測定値を示す。横軸はｘ座
標を、縦軸はｚ座標を示す。この測定値は、ガイドレー
ル２３上の変位計２１と各測定点との相対的な位置関係
を表し、色選別機構３の表面の凹凸に対応してｚ座標の
値が変化する。そして、測定値のうち、上に凸な部分２
５がグリッド素体５に対応し、下に凸な部分２６が電子
ビーム透過孔４に対応する。

【００４９】次に、図５Ａの測定値に対する補正方法に
ついて説明する。前述のように、測定の際には試料台上
にフレーム６の弾性付与部材６ｂが載置される。これに
より、弾性付与部材６ｂとの試料台と接触する面即ち下
面が基準として色選別機構３のマスク面（Ｒｚ面）の表
面の測定がなされる。

【００５０】一方、実際のカラー陰極線管１では、支持
スプリング１２，１３により色選別機構３が陰極線管体
に固定される。これにより、設計値の方は支持スプリン
グ１２，１３により陰極線管体に固定された状態のマス
ク面の表面の値となる。

【００５１】従って、例えば弾性付与部材６ｂに取り付
けられる支持スプリング１３と弾性付与部材６ｂの下面
との高さ距離が、２本の弾性付与部材６ｂで異なる場合
には、距離が異なる分だけ、マスク面のｘ方向の傾きが
変わりマスク面のｚ座標が変化する。

【００５２】そこで、測定値を解析するに先立ち、図５
Ｂに示すように、測定データ上で任意に２点Ａ，Ｂをと
り、その２点Ａ，Ｂが基準となるように、点Ａの測定値
ａ及び点Ｂの測定値ｂを通る直線によりｘ´軸を設定
し、ｘ´軸に直交するｚ´軸を設定する。そして、測定
値に対して、これらｘ´軸及びｚ´軸に座標変換を行っ
て修正を行う。これにより、２点Ａ，Ｂ間の測定値につ
いて、設計値からの差分（凹凸の状態）Δｚが明確にな
る。

【００５３】このようにして差分Δｚの分布が得られた
後、この分布を基に差分Δｚを見込んだ色選別機構３の
マスク面の新たな設計値を作成し、熱処理等により生じ
る差分Δｚが相殺されるようにする。

【００５４】この新たな設計値に基づいて色選別機構３
のフレーム６及び色選別用電極薄板１１を形成して、カ
ラー陰極線管１の製造を行うことにより、前述したよう
に熱処理後に生じるＡＧシワの分をキャンセルして、所
望の表面状態にすることができるので、電子ビームのミ
スランディング等の不良の発生が抑制された特性の良好
なカラー陰極線管１を製造することができる。

【００５５】尚、さらに上述の差分Δｚに設計値のｚ成
分を上乗せし、ｘ座標の任意の点で１次微分と２次微分
とを行うことにより、Ｒｚ面の表面が変曲点を有してい
るかどうかを調べることもできる。

【００５６】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。

【００５７】

【発明の効果】上述の本発明によれば、色選別機構のマ
スク面の表面形状を有効画面領域においても正確に測定
することが可能になる。

【００５８】従って、ＡＧシワ等の表面の凹凸の状態を
正確に検知して、これを基にマスク面の設計値を補正し
て、所望の表面状態のマスク面を形成し、特性の良好な
陰極線管を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するカラー陰極線管の一形態の概
略構成図（一部内部を示す斜視図）である。

【図２】図１の陰極線管の色選別機構の概略構成図（一
部内部を示す平面図）である。

【図３】本発明の一実施の形態において用いられるレー
ザフォーカス変位計の概略構成図である。

【図４】本発明の一実施の形態の非接触変位測定装置の
概略構成図（斜視図）である。

【図５】Ａ 図４の非接触変位測定装置による変位の測
定結果を示す図である。Ｂ 図５Ａの測定結果に対する
補正の方法を説明する図である。

【図６】従来の色選別機構の斜視図である。

【図７】図６の色選別機構の要部の拡大図である。

【図８】図６の色選別機構の水平方向の断面図である。

【符号の説明】

１ カラー陰極線管、２ 電子銃、３ 色選別機構、４
電子ビーム透過孔、５グリッド素体（ＡＧテープ）、
６ フレーム、６ａ 支持部材、６ｂ 弾性付与部材、
７ ダンパー線（防振ワイヤ）、１０ ペリフェリ部、
１１ 色選別用電極薄板（ＦＡＧ）、１２，１３ 支持
スプリング、１４ スプリング部材、２０ 非接触変位
測定装置、２１ レーザフォーカス変位計、２２ 対物
レンズ、２３ ガイドレール、２４ ローラ、Ｌ レー
ザ光

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作製された色選別機構のマスク面の状態
   を非接触で測定する工程を有することを特徴とする陰極
   線管の製造方法。
2. 【請求項２】 測定される上記色選別機構は、熱処理後
   の色選別機構であることを特徴とする請求項１に記載の
   陰極線管の製造方法。
3. 【請求項３】 作製された色選別機構のマスク面の状態
   が非接触で測定されることを特徴とする陰極線管の製造
   装置。
4. 【請求項４】 基準面を有するガイド上を非接触の変位
   計を移送させて測定が行われることを特徴とする請求項
   ３に記載の陰極線管の製造装置。