JP2001297708A - カラー受像管用シャドウマスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数枚のシャドウマスク部材を接着剤を用い
ることなく積層して、高品位かつ強度の高いシャドウマ
スクを構成することを目的とする。 【解決手段】 カラー受像管用シャドウマスクにおい
て、そのシャドウマスク22を、拡散接合により接合され
た２枚以上のシャドウマスク部材25a,56b の積層構造と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラー受像管用
シャドウマスクに係り、特に機械的強度が高く、画面が
平坦なフラット型カラー受像管に好適なカラー受像管用
シャドウマスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー受像管は、図５に示すよう
に、パネル１の内面に設けられた青、緑、赤に発光する
ドット状またはストライプ状の３色蛍光体層からなる蛍
光体スクリーン２に対向してシャドウマスク構体３が配
置されている。そして、このシャドウマスク構体３によ
りファンネル４のネック５内に配置された電子銃６から
放出された３電子ビーム７B ，７G ，７R を選別して３
色蛍光体層に入射させることにより、カラー画像を表示
する構造に形成されている。

【０００３】一般に上記シャドウマスク構体３は、蛍光
体スクリーン２と対向する有効面９に多数の電子ビーム
通過孔が所定の配列で形成されたシャドウマスク１０
と、このマスク１０の周辺部に取付けられたマスクフレ
ーム１１とから構成されている。そのシャドウマスク１
０は、通常、板厚０．１０〜０．２５mm程度のアルミキ
ルド鋼やアンバー（Ｆｅ−Ｎｉ合金）などの金属薄板か
らなり、蛍光体スクリーン２と対向する有効面９の電子
ビーム通過孔は、パソコンやワークステーションなど、
主としてコンピュータに用いられるディスプレイ管につ
いては円形状孔、一般家庭で使われるテレビ用カラー受
像管については矩形状孔となっており、図６に示すよう
に、そのいずれの電子ビーム通過孔１４も、蛍光体スク
リーン側の孔径が電子銃側の孔径よりも大きく、かつ電
子銃側開口に近い位置に実質的に電子ビームの通過を規
制する最小孔径部１５をもつ形状に形成されている。

【０００４】ところで、近年カラー受像管は、高品位画
像を得るため、外光反射が少なく、かつ画像歪が少なく
なる画面のフラット化が進められ、既に実用化されてい
る。一方、デジタル放送に対応する高精細化も進められ
ている。

【０００５】しかし、上記のように画面のフラット化が
進められると、蛍光体スクリーンが設けられるパネル有
効部の平坦化にともなって、蛍光体スクリーンと対向す
るシャドウマスクの有効面も平坦化する必要があり、こ
の有効面の曲率が小さくなるほど、板厚の薄いシャドウ
マスクの機械的強度の低下がいちじるしく、カラー受像
管製造工程で変形しやすく、また成品になったのちも、
輸送中などに加わる衝撃や振動などにより変形してカラ
ー受像管を不良にする。

【０００６】上記機械的強度の低下を防止するため、シ
ャドウマスクの板厚を厚くすると、図７（ａ）に矩形状
孔について示すように、電子ビーム７（７B ，７G ，７
R ）の孔内壁への衝突を避けるため、蛍光体スクリーン
側を孔径を大きくする必要があり、かつ電子ビーム通過
孔１４を形成するエッチング時間が長くなることから、
サイドエッングが増加し、隣接電子ビーム通過孔１４間
のブリッジ１７が切断されて電子ビーム通過孔１４が繋
がったり、ブリッジ１７が極端に細くなる。結果とし
て、シャドウマスクの機械的強度が低下し、上述したよ
うにカラー受像管の製造工程での変形や、成品になった
のちも、衝撃や振動などにより変形しやすくなる。

【０００７】なお、シャドウマスクの板厚が薄い場合
は、エッチング時間が短くてすむので、図７（ｂ）に示
すように、隣接電子ビーム通過孔１４が繋がったり、ブ
リッジ１７が細くなることは避けられ、高精細化に対応
可能であるが、この場合、板厚が薄いため、十分な機械
的強度が得られず、結果として、カラー受像管の製造工
程での変形や、また成品になったのちも、衝撃や振動な
どにより変形しやすくなる。

【０００８】このような問題を解決するために、シャド
ウマスクを複数枚重ね合せた積層構造にするという提案
がある。しかし、このシャドウマスクの接合方法として
は、接着剤を塗布して接合する方法が一般的であるた
め、このようなシャドウマスクは、接着剤による電子ビ
ーム通過孔の孔詰りや、カラー受像管製造工程で高温加
熱された場合の熱膨張差などにより剥がれが生ずるなど
の問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、カラー
受像管は、画面のフラット化が進められると、パネル有
効部の平坦化にともなって、シャドウマスクの有効面を
平坦化する必要があり、その有効面の曲率が小さくなる
にともなって、機械的強度が低下し、変形不良が発生し
やすくなる。

【００１０】これを防止するため、シャドウマスクの板
厚を厚くすると、サイドエッングの増加により、隣接電
子ビーム通過孔間のブリッジが切断されて電子ビーム通
過孔が繋がったり、ブリッジが極端に細くなり、シャド
ウマスクの機械的強度が低下し、変形不良が発生しやす
くなる。

【００１１】また、シャドウマスクの機械的強度の低下
を防止する手段として、シャドウマスクを複数枚重ね合
せた積層構造にするという提案があるが、その接合方法
としては、接着剤を塗布して接合する方法が一般的であ
るため、このようなシャドウマスクは、接着剤による電
子ビーム通過孔の孔詰りや、カラー受像管製造工程で高
温加熱された場合の熱膨張差などにより剥がれが生ずる
などの問題がある。

【００１２】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、複数枚のシャドウマスク部材を接着剤を用
いることなく積層して、高品位かつ強度の高いシャドウ
マスクを構成することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】（１） 複数色の蛍光体
層からなる蛍光体スクリーンと対向する有効面に蛍光体
層に対して電子銃から放出された複数ビームを選別する
多数の電子ビーム通過孔が形成されてなるカラー受像管
用シャドウマスクにおいて、シャドウマスクを拡散接合
により接合された２枚以上のシャドウマスク部材の積層
構造とした。

【００１４】（２） （１）のカラー受像管用シャドウ
マスクにおいて、そのシャドウマスクを、主とした蛍光
体層に対して複数ビームを選別する電子ビーム通過孔が
形成された色選別用シャドウマスク部材と、主としてこ
の色選別用シャドウマスク部材の機械的強度を補強する
補強用シャドウマスク部材とから構成した。

【００１５】（３） （２）のカラー受像管用シャドウ
マスクにおいて、補強用シャドウマスク部材の電子ビー
ム通過孔の孔径をこの補強用シャドウマスク部材が接合
される色選別用シャドウマスク部材の接合面側の電子ビ
ーム通過孔の孔径以上の大きさに形成した。

【００１６】（４） （１）のカラー受像管用シャドウ
マスクにおいて、２枚以上のシャドウマスク部材に各シ
ャドウマスク部材に形成された電子ビーム通過孔を位置
合せする開孔を形成した。

【００１７】（５） （１）のカラー受像管用シャドウ
マスクにおいて、２枚以上のシャドウマスク部材を同じ
材料で形成した。

【００１８】（６） （１）のカラー受像管用シャドウ
マスクにおいて、２枚以上のシャドウマスク部材を異な
る材料で形成した。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施の一形態に
係るカラー受像管用シャドウマスク構体を示す。このシ
ャドウマスク構体は、蛍光体スクリーンと対向する有効
面２０に多数の矩形状電子ビーム通過孔２１が所定の配
列で形成されたほぼ矩形状のシャドウマスク２２と、こ
のシャドウマスク２２の周辺部に取付けられたほぼ矩形
状のマスクフレーム２３とから構成されている。そのシ
ャドウマスク２２はアンバーから、一方、マスクフレー
ム２３は冷間圧延鋼板からなる。

【００２０】特にこの実施の形態では、上記シャドウマ
スク２２が、図２に示すように、主として蛍光体スクリ
ーンを構成する３色蛍光体層に対して電子銃から放出さ
れた３電子ビームを選別する色選別用シャドウマスク部
材２５a と、この色選別用シャドウマスク部材２５a の
一方の面に拡散接合により接合され、色選別用シャドウ
マスク部材２５a の機械的強度を補強する補強用シャド
ウマスク部材２５bとからなる２枚のシャドウマスク部
材２５a ，２５b の積層構造に形成されている。

【００２１】その色選別用シャドウマスク部材２５a
は、たとえば板厚０．１５mmのアンバー薄板からなり、
このシャドウマスク部材２５a には、３色蛍光体層に対
して電子銃からの３電子ビームを選別する所定大きさ、
形状の電子ビーム通過孔２６が形成されている。これに
対して、補強用シャドウマスク部材２５b は、たとえば
板厚０．０７mmのアンバー薄板からなり、このシャドウ
マスク部材２５b には、上記色選別用シャドウマスク部
材２５a の各電子ビーム通過孔２６と一致する位置に、
この色選別用シャドウマスク部材２５a の接合面側の電
子ビーム通過孔２６の孔径以上の大きさの電子ビーム通
過孔２７が形成されている。

【００２２】さらに、上記色選別用および補強用シャド
ウマスク部材２６a ，２６b には、その電子ビーム通過
孔形成領域外に各電子ビーム通過孔２６，２７を位置合
せするための開孔２８が形成されている（図１参照）。

【００２３】このようなシャドウマスクは、図３に示す
ように、最初にフォトエッチング法により色選別用およ
び補強用シャドウマスク部材を各別に製造し、その後、
これらシャドウマスク部材を順次接合、成形、黒化処理
してシャドウマスクに組立てることにより製造される。

【００２４】図４にその色選別用シャドウマスク部材の
主な製造工程を示す。まず図４（ａ）に示すように、所
定厚さのアンバー薄板を基材３０とし、その両面に感光
剤を塗布してフォトレジスト３１を形成する。つぎに同
（ｂ）に示すように、上記両面のフォトレジスト３１に
色選別用シャドウマスク部材の電子ビーム通過孔および
位置合せするための開孔に対応するパターンが形成され
た一対のフォトマスク３２a ，３２b を密着して露光
し、フォトレジスト３１にこれらフォトマスク３２a ，
３２b のパターンを焼付ける。つぎにこのパターンの焼
付けられたフォトレジスト３１を現像して、未感光部分
を除去し、同（ｃ）に示すように、上記フォトマスクの
パターンに対応するパターンからなるレジスト３３a ，
３３b を形成する。つぎにレジスト３３a ，３３b をベ
ーキングして硬化させる。そしてこのレジスト３３a ，
３３b の硬化した基材３０の両面にエッチング液をスプ
レーして、同（ｄ）に示すように、電子ビーム通過孔２
６を形成するとともに、電子ビーム通過孔形成領域外に
位置合せするための開孔を形成する。その後、両面のレ
ジスト３３a ，３３b を剥離し水洗して、同（ｅ）に示
すように、平板状の色選別用シャドウマスク部材２６a
を形成する。

【００２５】同様の方法により所定厚さのアンバー薄板
を基材として、平板状の補強用シャドウマスク部材を形
成する。

【００２６】つぎに、図３に示したように、上記平板状
の色選別用および補強用シャドウマスク部材を脱脂し、
活性化処理し、その後の拡散接合が有効におこなえるよ
うに付着する不純物のうち、炭化水素がＣ換算で１００
０ppm 以下，Ｐが５０００ppm 以下にしたのち、重ね合
せ、電子ビーム通過孔形成領域外に形成された開孔を利
用して、両シャドウマスク部材の電子ビーム通過孔が一
致するように位置合せする。そして、抵抗溶接やレーザ
溶接などにより仮止めする。その後、この仮止めされた
両シャドウマスク部材を加圧して密着状態とし、真空中
で９００〜１２００℃に加熱して両シャドウマスク部材
を拡散接合する。つぎに接合された両シャドウマスク部
材を温間成形してシャドウマスクを形成する。つぎにこ
の成形されたシャドウマスクを黒化処理する。その後、
この黒化処理されたシャドウマスクとマスクフレームを
組合わせることにより製造される。

【００２７】上記のようにシャドウマスクのマスク２２
を、３電子ビームを選別する色選別用シャドウマスク部
材２５a と、この色選別用シャドウマスク部材２５a の
機械的強度を補強する補強用シャドウマスク部材２５b
とを拡散接合により接合して構成すると、従来の積層構
造のシャドウマスクに生じた電子ビーム通過孔の孔詰り
や剥がれをおこさないシャドウマスクが得られる。しか
も、色選別用シャドウマスク部材２６a の板厚を格別厚
くすることなく、シャドウマスクの機械的強度を高め、
従来、シャドウマスクの有効面の曲率が小さくなり、そ
の機械的強度が低くなるために生じた変形を防止するこ
とができる。しかも、色選別用シャドウマスク部材２５
a の板厚を薄くしても十分な機械的強度が得られること
から、色選別用シャドウマスク部材２５a の電子ビーム
通過孔２６のむら品位を向上でき、高精細シャドウマス
クを構成することができる。

【００２８】すなわち、前記のように色選別用シャドウ
マスク部材２５a を板厚０．１５mmのアンバー、補強用
シャドウマスク部材２５b を板厚０．０７mmのアンバー
で形成し、これらシャドウマスク部材２５a ，２５b を
拡散接合して板厚０．２２mmのシャドウマスク２２とし
た場合、同一板厚のアンバーからなる従来の１枚構造の
シャドウマスクに比べて耐落下特性を大幅に向上させ、
かつむら品位を大幅に向上させることができた。

【００２９】なお、上記実施の形態では、色選別用およ
び補強用シャドウマスク部材をともに同じアンバーから
なる場合について説明したが、これらシャドウマスク部
材はアンバー以外の材料、たとえばアルミキルド鋼など
の冷間圧延鋼板でもよい。

【００３０】また、シャドウマスク部材は、異種材料で
形成してもよい。たとえば色選別用シャドウマスク部材
を冷間圧延鋼板、補強用シャドウマスク部材をアンバー
やスーパーアンバー（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）など抗張
力の高い材料で形成してもよく、また逆に色選別用シャ
ドウマスク部材をアンバーなどで形成し、補強用シャド
ウマスク部材を冷間圧延鋼板などの他の材料で形成して
もよい。

【００３１】このように色選別用シャドウマスク部材と
補強用シャドウマスク部材を異種材料で形成すると、拡
散接合するとき、両シャドウマスク部材の熱膨張差によ
りシャドウマスクの周辺部で電子ビーム通過孔が一致し
なくなることがあるが、仮に一致しなくなっても、補強
用シャドウマスク部材の電子ビーム通過孔を色選別用シ
ャドウマスク部材の接合面側の電子ビーム通過孔よりも
大きく形成しておくことにより、補強用シャドウマスク
部材による色選別用シャドウマスク部材の電子ビーム通
過孔の遮蔽を回避することができる。

【００３２】また、上記実施の形態では、２枚のシャド
ウマスク部材を重ね合せてシャドウマスクとしたが、２
枚以上のシャドウマスク部材を重ね合せてシャドウマス
クを構成してもよい。

【００３３】

【発明の効果】上述のように、シャドウマスクを２枚以
上のシャドウマスク部材の積層構造に形成すると、従来
の積層構造のシャドウマスクに生じた電子ビーム通過孔
の孔詰りや剥がれをおこさず、かつ複数ビームを選別す
る色選別用シャドウマスク部材の板厚を格別厚くするこ
となくシャドウマスクの機械的強度を高め、シャドウマ
スクの有効面の曲率が小さくなり、その機械的強度が低
下するために生じた変形を防止することができる。しか
も、色選別用シャドウマスク部材の板厚を薄くしても十
分な機械的強度が得られることから、その電子ビーム通
過孔のむら品位を向上でき、高精細シャドウマスクを構
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）はこの発明の実施の一形態に係るカ
ラー受像管用シャドウマスク構体の構成を示す平面図、
図１（ｂ）はその断面図である。

【図２】上記シャドウマスク構体のシャドウマスクの構
成を示す断面図である。

【図３】上記シャドウマスクの製造方法を説明するため
の図である。

【図４】図４（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ上記シャドウ
マスクの主要製造工程を説明するための図である。

【図５】カラー受像管の構成を示す図である。

【図６】従来のカラー受像管のシャドウマスクの電子ビ
ーム通過孔の形状を示す断面図である。

【図７】図７（ａ）はシャドウマスクのマスクの板厚を
厚くした場合の問題点を説明するための図、図７（ｂ）
は板厚が薄い場合の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

２０…有効面 ２１…電子ビーム通過孔 ２２…シャドウマスク ２５a …色選別用シャドウマスク部材 ２５b …補強用シャドウマスク部材 ２６…色選別用シャドウマスク部材の電子ビーム通過孔 ２７…補強用シャドウマスク部材の電子ビーム通過孔 ２８…開孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数色の蛍光体層からなる蛍光体スクリ
   ーンと対向する有効面に上記蛍光体層に対して電子銃か
   ら放出された複数ビームを選別する多数の電子ビーム通
   過孔が形成されてなるカラー受像管用シャドウマスクに
   おいて、 上記シャドウマスクは拡散接合により接合された２枚以
   上のシャドウマスク部材の積層構造からなることを特徴
   とするカラー受像管用シャドウマスク。
2. 【請求項２】 シャドウマスクが主として蛍光体層に対
   して複数ビームを選別する電子ビーム通過孔が形成され
   た色選別用シャドウマスク部材と、主としてこの色選別
   用シャドウマスク部材の機械的強度を補強する補強用シ
   ャドウマスク部材とからなることを特徴とする請求項１
   記載のカラー受像管用シャドウマスク。
3. 【請求項３】 補強用シャドウマスク部材の電子ビーム
   通過孔の孔径がこの補強用シャドウマスク部材が接合さ
   れる色選別用シャドウマスク部材の接合面側の電子ビー
   ム通過孔の孔径以上の大きさに形成されていることを特
   徴とする請求項２記載のカラー受像管用シャドウマス
   ク。
4. 【請求項４】 ２枚以上のシャドウマスク部材に各シャ
   ドウマスク部材に形成された電子ビーム通過孔を位置合
   せする開孔が形成されていることを特徴とする請求項１
   記載のカラー受像管用シャドウマスク。
5. 【請求項５】 ２枚以上のシャドウマスク部材が同じ材
   料からなることを特徴とする請求項１記載のカラー受像
   管用シャドウマスク。
6. 【請求項６】 ２枚以上のシャドウマスク部材が異なる
   材料からなることを特徴とする請求項１記載のカラー受
   像管用シャドウマスク。