JP2002008552A - シャドウマスク及び受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラー受像管のシャドウマスクで生じる電子
ビームの反射及び欠けを軽減し、画像の品位を向上す
る。 【解決手段】 シャドウマスク10は、マスク板11の電子
銃側の面に、多数の小孔14を所定のパターンで形成し、
蛍光面側の面に、多数の大孔15を所定のパターンで形成
して、これら小孔14と大孔15とが互いに連通する部分を
開孔16とする。小孔14は、それぞれ略矩形状で、縦方向
を長手方向として、この長手方向にブリッジ部18を介し
て所定間隔で形成する。大孔15は、ブリッジ部を設け
ず、縦方向につなげて溝状に形成する。大孔15側のブリ
ッジでの電子ビームの反射や欠けを抑制し、カラー受像
管の輝度、色純度を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームが通過
する複数の開孔を備えたシャドウマスク及び受像管に関
する。

【０００２】

【従来の技術】カラー受像管のシャドウマスクは、多数
の開孔を有しており、電子銃から射出された電子ビーム
をシャドウマスクの開孔と幾何学的に１対１の関係に有
る前面パネルに形成された蛍光体層のみに衝突するよう
に通過させる機能を有し、色選別電極とも呼ばれてい
る。

【０００３】そして、このシャドウマスクは、大別する
と丸形孔と矩形孔との２種類があるが、一般的には、丸
形孔タイプは、パーソナルコンピュータやワークステー
ションなど、主に、コンピュータに使用するディスプレ
イ管用のシャドウマスクとして用いられ、矩形孔タイプ
は、一般家庭で使われるテレビ用のシャドウマスクとし
て使用されている。

【０００４】最近、これらコンピュータに使用するディ
スプレイ管及び一般家庭で使われるテレビのいずれの受
像管についても、高品位の画像を得るために、外光反射
を少なく、画像の歪みを抑える平坦な画面を有するいわ
ゆるフラット画面化の要求が高まり、実用化が始まって
いる。また、受像管の奥行きを低減するため、電子銃か
ら射出される電子ビームの偏向角を大きくして、受像管
の全長を短縮することも強く望まれている。

【０００５】ところで、画面の平坦化や短全長化を行う
と、シャドウマスクに入射する電子ビームの入射角が大
きくなり、シャドウマスクの孔壁に電子ビームが当たっ
て散乱し、所定の蛍光体以外の蛍光体に衝突したり、電
子ビームが欠けて所望のビーム形状が形成されず輝度の
低下や色むらを生じ、画像の品位を劣化させる問題を有
している。このため、孔壁に電子ビームが当たらないよ
うにする方法として、互いに連結して個々の開孔を構成
する大孔ドットパターンの中心と小孔ドットパターンの
中心、若しくは大孔側のブリッジの中心と小孔側のブリ
ッジの中心とをそれぞれ同心とせず、電子ビームの偏向
角の方向に適合させるように位置をずらして形成する方
法が知られている。

【０００６】例えば、図５及び図６に示すように、シャ
ドウマスクのマスク板１の一面側に所定のパターンで矩
形状の大孔２を形成するとともに、他面側に所定のパタ
ーンで矩形状の小孔３を形成して互いに連通させ、ブリ
ッジ部４を介して開孔５を形成した構成について、大孔
２と小孔３との中心をずらし、電子ビームの通過可能径
Ｗの確保を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成のシャドウマスクでは、大孔２と小孔３とのずれ量
を大きくしすぎると、ブリッジ部４で、大孔２とこの大
孔２に対応する小孔３の上側もしくは下側に隣接する小
孔３とが連結してしまうことがあり、ずれ量を設定でき
る範囲に限界があり、例えば図６に示す範囲Ａにおい
て、電子ビームが欠け、大孔２側の孔壁である大孔側ブ
リッジ７あるいは小孔３側の孔壁である小孔側ブリッジ
８での反射や電子ビームの欠けを十分に抑制できない問
題を有している。

【０００８】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、電子ビームの反射や欠けを防止して画像の品位を
向上できるシャドウマスク及び受像管を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のシャドウマスク
は、マスク板と、このマスク板の一面側に開口し所定の
間隔で複数形成された第１の孔部と、このマスク板の他
面側に開口し所定の間隔で複数形成された第２の孔部と
を有し、前記第１の孔部と第２の孔部とが所定の位置で
連通して開孔を形成し、かつ、前記第２の孔部が複数の
前記開孔を連ねて形成されているものである。そして、
この構成では、第１の孔部間に対応する第２の孔部側の
部位をその第２の孔部側では設けずに第２の孔部を複数
の開口を連ねた形状に形成することにより、第２の孔部
側で生じていた電子ビームの反射及び欠けが軽減され
る。そこで、このシャドウマスクを用いた受像管につい
て、電子銃から照射した電子ビームが効率良く正確にパ
ネルの蛍光面に到達し、画像の品位が向上する。

【００１０】そして、連続して形成する第２の孔部は、
電子銃に向かう入射面側、あるいは、蛍光面に向かう出
射面側形成できる。また、この第２の孔部は、第１の孔
部より幅寸法の小さい小孔、あるいは、第１の孔部より
幅寸法の大きい大孔とすることができる。

【００１１】また、シャドウマスクは、所定の曲面状に
成形されたマスク板を備えたいわゆる成形マスクとして
も良く、あるいは、マスク板に張力をかけてマスクフレ
ームに保持するテンションマスクとしても良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のシャドウマスクの
第１の実施の形態を図面を参照して説明する。

【００１３】図１及び図２において、10はシャドウマス
クで、このシャドウマスク10は、カラー受像管に組み込
まれるものである。そして、このカラー受像管は、外囲
器を構成するパネルの内面に蛍光面が形成され、電子銃
から放出される電子ビームを外囲器の外側に装着された
偏向ヨークの発生する磁界により偏向し、さらに、シャ
ドウマスク10を介して蛍光面を水平、垂直に走査するこ
とにより、この蛍光面上にカラー画像を表示する。

【００１４】そして、シャドウマスク10は、鉄板などの
マスク板11の一面側としての内面すなわち電子銃側の面
に、第１の孔部としての多数の小孔14が所定のパターン
で形成されるとともに、マスク板11の他面側としての外
面すなわち蛍光面側の面に、第２の孔部としての多数の
大孔15が所定のパターンで形成され、これら小孔14と大
孔15とが互いに連通する部分が、マスク板11が内面から
外面に貫通する開孔16として形成されている。そして、
この開孔16は、受像管の設置時に垂直方向すなわち縦方
向に複数個配列され、さらに、この縦方向の開孔16の列
が所定ピッチで横方向に複数個配列されている。

【００１５】そして、小孔14は、それぞれ略矩形状で、
受像管の設置時に垂直方向すなわち縦方向となる方向を
長手方向として、かつ、この長手方向にブリッジ部18を
介して所定間隔で形成され、また、横方向に多列に形成
されている。

【００１６】また、大孔15は、ブリッジ部を設けず、縦
方向につながって形成されている。すなわち、長手方向
に沿って並ぶ複数の小孔14に連通する凹溝状に形成され
ており、垂直方向すなわち横方向の幅寸法は、小孔14よ
り大きく形成されている。すなわち、開孔16の孔壁は、
小孔14に面する小孔側ブリッジ14aのみで、大孔15に面
する大孔側ブリッジ15aは形成されていない。

【００１７】次に、このシャドウマスク10の製造工程を
説明する。

【００１８】まず、板厚０．２５mmのアンバー材を基材
とし、付着している圧延油や防錆油などを高温のアルカ
リ系溶剤で脱脂し、さらに、水洗後、この基材の両面に
カゼイン系レジストを塗布し、乾燥させ、厚さ数μmの
感光膜を形成する。

【００１９】次に、この両面の感光膜に、所定幅のスリ
ットが垂直方向及び水平方向に所定のピッチで複数個配
列された小孔14に対応するパターンが形成されたフォト
マスクと、所定線幅の線が水平方向に所定のピッチで配
列された大孔15に対応するパターンが形成されたフォト
マスクとからなる一対のフォトマスクを真空密着させて
露光し、これらフォトマスクのパターンを焼き付ける。

【００２０】この後、このパターンが焼き付けられた感
光膜を、工水を用いて現像し、未感光部分を除去し、乾
燥させ、さらに、硬膜のためのベーキングを行い、上記
の一対のフォトマスクのパターンに対応するエッチング
レジストパターンを得る。

【００２１】この後、このエッチングレジストパターン
に従って、基材を塩化第二鉄エッチング液で両面からス
プレーエッチングし、水洗して、最後に、レジストパタ
ーンをアルカリ系溶液で剥離し、水洗し、乾燥して、シ
ャドウマスク10が完成する。

【００２２】さらに、このシャドウマスク10を、７００
〜１０００℃でアニールし、１５０〜３００℃で温間成
形して成形マスクとし、さらに、黒化し、マスクフレー
ムに溶接して固定し、カラー受像管に組み込む。

【００２３】そして、このカラー受像管の電子ビームの
反射による黒沈みレベル及び輝度を測定したところ、本
実施の形態のシャドウマスク10を用いたカラー受像管
は、従来の受像管に比べ、電子ビームの反射が抑制さ
れ。黒沈みレベルが向上し、輝度も１０％向上した。

【００２４】このように、本実施の形態によれば、カラ
ー受像管用のシャドウマスク10及びこれを用いたカラー
受像管に関し、蛍光面側の孔である大孔15側のブリッジ
部をなくし、縦方向に孔をつなげることで、蛍光面に到
達する電子ビームの通過可能利用域の幅Ｃを大きく確保
し、大孔15側のブリッジでの電子ビームのブリッジ方向
の反射及び図２に示す欠け幅Ｄを抑制し、結果として、
カラー受像管の輝度、色純度、及びホワイトユニフォー
ミティなどを向上できる。特に、電子ビームの偏向角が
大きくシャドウマスク10への入射角が大きくなる画面が
平坦なカラー受像管に用いて最適なシャドウマスク及び
これを用いたカラー受像管を提供できる。

【００２５】なお、本発明の構成は、所定の曲面状に成
形したいわゆる成形マスクの他、張力を欠けてマスクフ
レームに固定するいわゆるテンションマスクに適用する
こともできる。また、ブリッジ部をなくす構成は、蛍光
面側に限られず、電子銃側に設けることもできる。さら
に、電子銃側を小孔とし、蛍光面側を大孔とする他、蛍
光面側を小孔とし、電子銃側を大孔とすることもでき
る。

【００２６】次に、シャドウマスク10の第２の実施の形
態を説明する。

【００２７】この第２の実施のシャドウマスク10の形状
は、図１及び図２に示す第１の実施の形態と形状及び効
果は同様である。

【００２８】そして、この第２の実施の形態の製造工程
は、まず、板厚０．１０mmのアンバー材を基材とし、付
着している圧延油や防錆油などを高温のアルカリ系溶剤
で脱脂し、さらに、水洗後、この基材の両面にカゼイン
系レジストを塗布し、乾燥させ、厚さ数μmの感光膜を
形成する。

【００２９】次に、この両面の感光膜に、所定幅のスリ
ットが垂直方向及び水平方向に所定のピッチで複数個配
列された小孔14に対応するパターンが形成されたフォト
マスクと、所定線幅の線が水平方向に所定のピッチで配
列された大孔15に対応するパターンが形成されたフォト
マスクとからなる一対のフォトマスクを真空密着させて
露光し、これらフォトマスクのパターンを焼き付ける。

【００３０】この後、このパターンが焼き付けられた感
光膜を、工水を用いて現像し、未感光部分を除去し、乾
燥させ、さらに、硬膜のためのベーキングを行い、上記
の一対のフォトマスクのパターンに対応するエッチング
レジストパターンを得る。

【００３１】この後、このエッチングレジストパターン
に従って、基材を塩化第二鉄エッチング液で両面からス
プレーエッチングし、水洗して、最後に、レジストパタ
ーンをアルカリ系溶液で剥離し、水洗し、乾燥して、シ
ャドウマスク10が完成する。

【００３２】そして、このシャドウマスク10を張力をか
けてマスクフレームに溶接し、いわゆるテンションマス
クが形成される。これを黒化して組み込むことでカラー
受像管を構成する。

【００３３】そして、このカラー受像管の電子ビームの
反射による黒沈みレベル及び輝度を測定したところ、本
実施の形態のシャドウマスク10を用いたカラー受像管
は、従来の受像管に比べ、電子ビームの反射が抑制さ
れ。黒沈みレベルが向上し、輝度も１０％向上した。

【００３４】次にシャドウマスク10の第３の実施の形態
を説明する。

【００３５】この実施の形態では、図３及び図４に示す
ように、シャドウマスク10は、鉄板などのマスク板11の
一面側としての外面すなわち蛍光面側の面に、第１の孔
部としての多数の大孔25が所定のパターンで形成される
とともに、マスク板11の他面側としての内面すなわち電
子銃側の面に、第２の孔部としての多数の小孔24が所定
のパターンで形成され、これら小孔24と大孔25とが互い
に連通する部分が、マスク板11が内面から外面に貫通す
る開孔16として形成されている。そして、この開孔16
は、受像管の設置時に垂直方向すなわち縦方向に複数個
配列され、さらに、この縦方向の開孔16の列が所定ピッ
チで横方向に複数個配列されている。

【００３６】そして、大孔25は、それぞれ略矩形状で、
受像管の設置時に垂直方向すなわち縦方向となる方向を
長手方向として、かつ、この長手方向にブリッジ部18を
介して所定間隔で形成され、また、横方向に多列に形成
されている。

【００３７】また、小孔24は、ブリッジ部を設けず、縦
方向につながって形成されている。すなわち、長手方向
に沿って並ぶ複数の大孔25に連通する凹溝状に形成され
ており、垂直方向すなわち横方向の幅寸法は、大孔25よ
り小さく形成されている。すなわち、開孔16の孔壁は、
大孔25に面する大孔側ブリッジ25aのみで、小孔24に面
する小孔側ブリッジ24aは形成されていない。

【００３８】次に、このシャドウマスク10の製造工程を
説明する。

【００３９】まず、板厚０．２５mmのアンバー材を基材
とし、付着している圧延油や防錆油などを高温のアルカ
リ系溶剤で脱脂し、さらに、水洗後、この基材の両面に
カゼイン系レジストを塗布し、乾燥させ、厚さ数μmの
感光膜を形成する。

【００４０】次に、この両面の感光膜に、所定幅のスリ
ットが垂直方向及び水平方向に所定のピッチで複数個配
列された大孔25に対応するパターンが形成されたフォト
マスクと、所定線幅の線が水平方向に所定のピッチで配
列された小孔24に対応するパターンが形成されたフォト
マスクとからなる一対のフォトマスクを真空密着させて
露光し、これらフォトマスクのパターンを焼き付ける。

【００４１】この後、このパターンが焼き付けられた感
光膜を、工水を用いて現像し、未感光部分を除去し、乾
燥させ、さらに、硬膜のためのベーキングを行い、上記
の一対のフォトマスクのパターンに対応するエッチング
レジストパターンを得る。

【００４２】この後、このエッチングレジストパターン
に従って、基材を塩化第二鉄エッチング液で両面からス
プレーエッチングし、水洗して、最後に、レジストパタ
ーンをアルカリ系溶液で剥離し、水洗し、乾燥して、シ
ャドウマスク10が完成する。

【００４３】さらに、このシャドウマスク10を、７００
〜１０００℃でアニールし、２５０〜３００℃で温間成
形し、さらに、黒化し、マスクフレームに溶接して固定
し、カラー受像管に組み込む。

【００４４】そして、このカラー受像管の電子ビームの
反射による黒沈みレベル及び輝度を測定したところ、本
実施の形態のシャドウマスク10を用いたカラー受像管
は、従来の受像管に比べ、電子ビームの反射が抑制さ
れ。黒沈みレベルが向上し、輝度も１０％向上した。

【００４５】このように、本実施の形態によれば、カラ
ー受像管用のシャドウマスク10及びこれを用いたカラー
受像管に関し、電子銃側の孔である小孔24側のブリッジ
部をなくし、縦方向に孔をつなげることで、蛍光面に到
達する電子ビームの通過可能利用域の幅Ｅを大きく確保
し、小孔24側のブリッジでの電子ビームのブリッジ方向
の反射及び欠け幅を抑制し、結果として、カラー受像管
の輝度、色純度、及びホワイトユニフォーミティなどを
向上できる。特に、電子ビームの偏向角が大きくシャド
ウマスク10への入射角が大きくなる画面が平坦なカラー
受像管に用いて最適なシャドウマスク及びこれを用いた
カラー受像管を提供できる。

【００４６】次に、シャドウマスク10の第４の実施の形
態を説明する。

【００４７】この第４の実施のシャドウマスク10の形状
は、図３及び図４に示す第３の実施の形態と形状及び効
果は同様である。

【００４８】そして、この第４の実施の形態の製造工程
は、まず、板厚０．１０mmのアンバー材を基材とし、付
着している圧延油や防錆油などを高温のアルカリ系溶剤
で脱脂し、さらに、水洗後、この基材の両面にカゼイン
系レジストを塗布し、乾燥させ、厚さ数μmの感光膜を
形成する。

【００４９】次に、この両面の感光膜に、所定幅のスリ
ットが垂直方向及び水平方向に所定のピッチで複数個配
列された大孔25に対応するパターンが形成されたフォト
マスクと、所定線幅の線が水平方向に所定のピッチで配
列された小孔24に対応するパターンが形成されたフォト
マスクとからなる一対のフォトマスクを真空密着させて
露光し、これらフォトマスクのパターンを焼き付ける。

【００５０】この後、このパターンが焼き付けられた感
光膜を、工水を用いて現像し、未感光部分を除去し、乾
燥させ、さらに、硬膜のためのベーキングを行い、上記
の一対のフォトマスクのパターンに対応するエッチング
レジストパターンを得る。

【００５１】この後、このエッチングレジストパターン
に従って、基材を塩化第二鉄エッチング液で両面からス
プレーエッチングし、水洗して、最後に、レジストパタ
ーンをアルカリ系溶液で剥離し、水洗し、乾燥して、シ
ャドウマスク10が完成する。

【００５２】そして、このシャドウマスク10を張力をか
けてマスクフレームに溶接し、いわゆるテンションマス
クが形成される。これを黒化して組み込むことでカラー
受像管を構成する。

【００５３】そして、このカラー受像管の電子ビームの
反射による黒沈みレベル及び輝度を測定したところ、本
実施の形態のシャドウマスク10を用いたカラー受像管
は、従来の受像管に比べ、電子ビームの反射が抑制さ
れ。黒沈みレベルが向上し、輝度も１０％向上した。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、第１の孔部間に対応す
る第２の孔部側の部位をその第２の孔部側では設けずに
第２の孔部を複数の開孔を連ねた形状に形成することに
より、シャドウマスクの第２の孔部側で生じていた電子
ビームの反射及び欠けを軽減できる。そこで、このシャ
ドウマスクを用いた受像管について、電子銃から照射し
た電子ビームを効率良く正確にパネルの蛍光面に到達さ
せ、画像の品位を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシャドウマスクの一実施の形態を示す
大孔側からみた一部の平面図である。

【図２】同上シャドウマスクの図１のII−II断面図であ
る。

【図３】本発明のシャドウマスクの他の実施の形態を示
す大孔側からみた一部の平面図である。

【図４】同上シャドウマスクの図３のIII−III断面図で
ある。

【図５】従来の矩形型のシャドウマスクを示す大孔側か
らみた一部の平面図である。

【図６】同上シャドウマスクの図５のＩ−Ｉ断面図であ
る。

【符号の説明】

10 シャドウマスク 11 マスク板 14 第１の孔部としての小孔 15 第２の孔部としての大孔 16 開孔 24 第２の孔部としての小孔 25 第１の孔部としての大孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスク板と、 このマスク板の一面側に開口し所定の間隔で複数形成さ
   れた第１の孔部と、 このマスク板の他面側に開口し所定の間隔で複数形成さ
   れた第２の孔部とを有し、 前記第１の孔部と第２の孔部とが所定の位置で連通して
   開孔を形成し、かつ、前記第２の孔部が複数の前記開孔
   を連ねて形成されていることを特徴とするシャドウマス
   ク。
2. 【請求項２】 マスク板の一面側は、電子銃に向かう入
   射面であることを特徴とする請求項１記載のシャドウマ
   スク。
3. 【請求項３】 マスク板の一面側は、蛍光面に向かう出
   射面であることを特徴とする請求項１記載のシャドウマ
   スク。
4. 【請求項４】 第１の孔部は、第２の孔部より幅寸法の
   大きい大孔であることを特徴とする請求項１ないし３い
   ずれか記載のシャドウマスク。
5. 【請求項５】 第１の孔部は、第２の孔部より幅寸法の
   小さい小孔であることを特徴とする請求項１ないし３い
   ずれか記載のシャドウマスク。
6. 【請求項６】 所定の曲面状に成形されたマスク板を備
   えたことを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の
   シャドウマスク。
7. 【請求項７】 マスク板に張力をかけて保持するマスク
   フレームを備えたことを特徴とする請求項１ないし５い
   ずれか記載のシャドウマスク。
8. 【請求項８】 蛍光面を備えたパネルと、 前記蛍光面に対向して配置された電子銃と、 これらパネルと電子銃との間に配置された請求項１ない
   し７いずれか記載のシャドウマスクとを具備したことを
   特徴とする受像管。