JP2002231158A

JP2002231158A - カラー陰極線管およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002231158A
Application number: JP2001022165A
Authority: JP
Inventors: Toru Takahashi; 亨高橋; Masachika Inoue; 雅及井上; Kumio Fukuda; 久美雄福田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】画面全域に亘ってフォーカス特性を向上し、画
面全体の輝度が向上したカラー陰極線管、およびその製
造方法を提供することにある。【解決手段】パネル内面に形成された蛍光体スクリーン
６に対向配設されたシャドウマスク１２には、複数の開
孔列が並列に設けられ、各開孔列は、所定の隙間を置い
て一列に配置された複数の開孔３４によって構成されて
いる。シャドウマスクの電子銃側の表面上で各開孔列の
両側には、それぞれ電子ビーム８の照射により帯電して
電子ビームを開孔側へ集束するストライプ状の誘電体層
５０がそれぞれ形成され、開孔列とほぼ平行に延びてい
る。このシャドウマスクは、マスク基材の電子銃側とな
る表面上にストライプ状の絶縁物質層を形成した後、マ
スク基材を所定形状に成形し、成形されたシャドウマス
クの絶縁物質層を焼成することにより製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャドウマスクを
備えたカラー陰極線管、およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー陰極線管は、ほぼ矩形状
のパネルおよびファンネルを有した真空外囲器を備え、
そのパネルの有効部内面には蛍光体スクリーンが形成さ
れている。また、真空外囲器内には、蛍光体スクリーン
に対向して、ほぼ矩形状のシャドウマスクが配置されて
いる。シャドウマスクは、蛍光体スクリーンに対向した
ほぼ矩形状の有効面を有し、この有効面には、多数の電
子ビーム通過開孔が所定の配列で形成されている。

【０００３】一方、ファンネルのネック内には、電子ビ
ームを放出する電子銃が配設されている。そして、カラ
ー陰極線管は、電子銃から放出される３電子ビームをフ
ァンネルの外側に装着された偏向ヨークにより偏向し、
シャドウマスクの電子ビーム通過開孔を介して蛍光体ス
クリーンを水平、垂直走査することにより、カラー画像
を表示する。この際、シャドウマスクの各開孔は、電子
銃から放出された３電子ビームを選別して、蛍光体スク
リーンを構成する所望の３色蛍光体層に入射させる。

【０００４】シャドウマスクの電子ビーム通過開孔の形
状には、大別して円形状と矩形状の２種類があり、文字
や図形を表示するディスプレイ管では、主として円形状
の開孔を有したシャドウマスクが用いられている。ま
た、一般家庭で用いられる民生用カラー受像管では、主
として矩形状の開孔を有したシャドウマスクが用いられ
ている。いずれの場合でも、各開孔は、基本的に、シャ
ドウマスクの蛍光体スクリーンと対向する面に開口した
大孔と、電子銃と対向する面に開口した小孔と、を互い
に連通した連通孔によって構成されている。

【０００５】このようなカラー陰極線管の重要な特性の
一つとして、画面の輝度が挙げられる。従来からカラー
陰極線管の輝度を向上させるために種々の技術が検討さ
れてきたが、現在継承されている技術として、蛍光体ス
クリーンの電子銃側に配置したメタルバック層の採用
や、各種高輝度蛍光体の使用などが挙げられる。

【０００６】また、近年、大画面化に対応するため、カ
ラー陰極線管のＥｂと呼ばれる高圧電圧を上げることに
より、輝度を向上する方法も取られている。このＥｂ
は、カラー陰極線管の蛍光体スクリーン、シャドウマス
ク、およびファンネルの内面に印加される電圧であり、
Ｅｂを上げることにより電子ビームの速度を上げ蛍光体
への衝突エネルギを上げることができる。その結果、蛍
光体による輝度が向上する。

【０００７】しかしながら、Ｅｂを上げた場合、偏向ヨ
ークから発生した磁界を通る電子ビームの通過時間が短
くなり、その分、電子ビームの偏向範囲が小さくなる。
従って、この場合、偏向電力を大きくする必要があり、
省エネルギの点から望ましくない。

【０００８】更に、実用化には至っていないが、従来か
らフォーカスマスクと呼ばれる方法で輝度を向上させる
試みがなされてきた。以下、フォーカスマスクの原理に
ついて説明する。現在主流とされているカラー陰極線管
は、上記したように、その内部に色選択電極として機能
するシャドウマスクを備えている。そして、電子銃から
放出された電子ビームは、偏向ヨークにより走査された
後、その一部がシャドウマスクの開孔を通過して蛍光面
に衝突する。この際、電子銃から放出された電子ビーム
の内、シャドウマスクの開孔を通過する電子ビームは全
体の約２０％であり、残りの約８０％はシャドウマスク
に衝突するだけで画面の輝度には寄与していない。フォ
ーカスマスクは、このようなシャドウマスクに衝突する
電子ビームの一部を蛍光面に到達させることを目的とし
ている。

【０００９】具体的に述べると、フォーカスマスクで
は、シャドウマスクの電子銃側の表面に電極が配置され
ている。そして、この電極にシャドウマスクと別電位を
与え、シャドウマスクと電極とで４極子レンズを構成
し、この４極子レンズによりシャドウマスクに衝突する
電子ビームの軌道を変え、電子ビームを蛍光面まで導く
ように構成されている。

【００１０】例えば、特開昭５２−８７９７０号公報、
特開昭５２−８７９７２号公報、特開昭５２−８９０６
８号公報、特開昭５６−３９５１号公報、米国特許第
４，４２７，９１８号に開示されているように、シャド
ウマスクの電子銃側の面に絶縁層を配置し、絶縁層の上
に電極を形成した構造が提案されており、その製造方法
は、特開昭６３−６２１２９号公報などに開示されてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５２−８７９７０号公報、特開昭５２−８７９７２号公
報、特開昭５２−８９０６８号公報、特開昭５６−３９
５１号公報に示されている構成では、両電極が金属板で
形成されているため、これら２枚の電極を画面全域に渡
って正確に位置決めすることは困難となる。

【００１２】また、上記公知文献では、他の構成とし
て、すだれ状の２枚の電極を直交させて配置することで
シャドウマスクの開孔を形成しているが、このような構
造ではシャドウマスクの曲面を形成することが困難とな
る。同時に、シャドウマスクの開孔を、開孔の縦方向に
１／２ピッチずつずらして配列したスタガ状にすること
は実質的に不可能である。開孔をスタガ状に配列できな
い場合、画面上にモアレと呼ばれる干渉縞が発生し、画
面の表示品位を大きく劣化させることになり、実現性は
低い。

【００１３】また、米国特許第４，４２７，９１８号に
示された構造では、シャドウマスクの開孔列方向に延び
た無孔部の高さを他の部分よりも高くしたリッジと呼ば
れる部分を形成し、その上に電極が形成されている。こ
のような構造では、電極の形状を部分的に変更すること
は実質的に不可能となる。そのため、画面中央部と画面
周辺部とで異なる電極配置にすることは困難であり、カ
ラー陰極線管に使用した場合、画面全体で良好な電子ビ
ーム集束効果が得られるとは考えられない。

【００１４】また、このような構造では、従来よりも板
厚が厚いシャドウマスク材を使用した場合と同じことに
なり、画面の周辺部に偏向された電子ビームの一部がシ
ャドウマスクのリッジ部に衝突する恐れがある。この場
合、一般的にケラレと呼ばれるシャドウマスク板厚によ
る影が発生する。そのため、画面周辺での輝度向上は低
下すると予想できる。

【００１５】上記のように、従来から提案されているフ
ォーカスマスクでは、電極形成に高い精度が要求される
とともに、シャドウマスク面を所望の形状に成形するこ
とが困難となる。また、電極の形成自由度が低く、電子
ビームの制御が実質的に不可能であるといった問題があ
る。

【００１６】この発明の以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、画面全域に亘って電子ビームのフォー
カス特性が向上し、画面全体の輝度向上を図ることので
きるカラー陰極線管、およびその製造方法を提供するこ
とにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係るカラー陰極線管は、内面に蛍光体ス
クリーンが形成されたパネルを有した外囲器と、上記外
囲器内に配設され、上記蛍光体スクリーンに向けて電子
ビームを放出する電子銃と、上記蛍光体スクリーンに対
向して配設されているとともに、上記電子銃から放出さ
れた電子ビームを選別する多数の開孔を有したシャドウ
マスクと、を備え、上記シャドウマスクの電子銃側の表
面上には、上記開孔の両側に位置し、電子ビームの照射
により帯電して電子ビームに作用する電子レンズを形成
するパターン化された誘電体層が設けられていることを
特徴としている。

【００１８】また、この発明に係る他のカラー陰極線管
は、内面に蛍光体スクリーンが形成されたパネルを有し
た外囲器と、上記外囲器内に配設され、上記蛍光体スク
リーンに向けて電子ビームを放出する電子銃と、上記蛍
光体スクリーンに対向して配設されているとともに、ほ
ぼ並列に設けられた複数の開孔列を有し、各開孔列は、
所定の隙間を置いて配置され上記電子銃から放出された
電子ビームを選別する複数個の開孔を含んでいるシャド
ウマスクと、を備え、上記シャドウマスクの電子銃側の
表面上で上記各開孔列の両側に、それぞれ電子ビームの
照射により帯電し電子ビームに対して作用する電子レン
ズを形成するストライプ状の誘電体層がそれぞれ設けら
れ、上記開孔列とほぼ平行に延びていることを特徴とし
ている。

【００１９】この発明に係るカラー陰極線管において、
上記シャドウマスクは、上記開孔が形成されているとと
もに管軸を通って互いに直交した長軸および短軸を有し
たほぼ矩形状のマスク有孔部を備え、各開孔列は、上記
マスク有孔部の長軸方向を幅方向とするほぼ矩形状の開
孔を、マスク有孔部の短軸方向に沿って複数並べて構成
されていることを特徴としている。

【００２０】上記カラー陰極線管において、上記各開孔
列の両側に上記ストライプ状の誘電体層が複数本ずつ設
けられていることを特徴としている。また、上記カラー
陰極線管によれば、上記マスク有孔部の中央部と、マス
ク有効部の長軸方向周辺部とで、上記開孔列に対する上
記誘電体層の配設位置、あるいは誘電体層の幅が相違し
ていることを特徴としている。

【００２１】一方、この発明に係るカラー陰極線管の製
造方法は、内面に蛍光体スクリーンが形成されたパネル
を有した外囲器と、上記外囲器内に配設され、上記蛍光
体スクリーンに向けて電子ビームを放出する電子銃と、
上記蛍光体スクリーンに対向して配設されているととも
に、ほぼ並列に設けられた複数の開孔列を有し、各開孔
列は、所定の隙間を置いて配置され上記電子銃から放出
された電子ビームを選別する複数個の開孔を含んでいる
シャドウマスクと、を備え、上記シャドウマスクの電子
銃側の表面上で上記各開孔列の両側に、それぞれ電子ビ
ームの照射により帯電し電子ビームに対して作用する電
子レンズを形成するストライプ状の誘電体層がそれぞれ
設けられ、上記開孔列とほぼ平行に延びているカラー陰
極線管の製造方法において、上記開孔列が形成された板
状のマスク基材を用意し、上記マスク基材の電子銃側と
なる表面上で上記各開孔列の両側に、ストライプ状の絶
縁物質層を形成し、上記絶縁物質層の形成されたマスク
基材を所定形状に成形して上記シャドウマスクを形成
し、上記成形されたシャドウマスクの上記絶縁物質層を
焼成して上記誘電体層を形成することを特徴としてい
る。

【００２２】上記のように構成されたカラー陰極線管に
よれば、動作時、誘電体層に電子ビームが照射される
と、各誘電体層は、例えば、マイナスに帯電し電子ビー
ムに作用する電子レンズを形成する。そして、電子ビー
ムは、シャドウマスクの開孔を通過する際、この開孔の
両側に設けられた誘電体層間を通り、これらの誘電体層
により両側から反発力を受けて開孔側に集束する。これ
により、開孔に向かう電子ビームの内、シャドウマスク
に衝突していた一部を開孔側に集束させ開孔を通過させ
ることが可能となる。従って、開孔を通過する電子ビー
ム量が増加し、蛍光体スクリーンに達する電子ビームの
密度を上げ画面の輝度を向上することができる。

【００２３】また、上記構成のカラー陰極線管によれ
ば、開孔の両側に設けた誘電体層により電子ビームを集
束する構成であることから、従来のような電極を設ける
必要がなく、かつ、これらの電極同士を位置合わせする
ことも不要となる。同時に、各誘電体層の配設位置、
幅、高さ、誘電率等を調整することにより、誘電体層の
帯電量および電子ビームへの作用力を調整することがで
き、電子ビームの集束状態を容易に制御することが可能
となる。従って、容易に製造することができるととも
に、画面全域で良好なフォーカス状態を得ることができ
輝度の向上したカラー陰極線管を得ることができる。

【００２４】更に、この発明に係るカラー陰極線管の製
造方法によれば、マスク基材に絶縁物層を形成した後、
マスク基材を成形することから、所望形状のシャドウマ
スクを容易に得ることができる。そして、マスク基材上
に形成する絶縁物層を形成する際、その絶縁物層の幅、
開孔に対する位置等を自由に調整することが可能であ
る。これはシャドウマスクの中央部と周辺部とで開孔に
対する誘電体層の位置にグレードを付け、シャドウマス
ク曲面および、電子ビームの集束状態に合わせた配置と
することが可能となる。従って、画面全域で良好なフォ
ーカス状態が得られ輝度の向上したカラー陰極線管を製
造することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態に係るカラー陰極線管について詳細に
説明する。図１に示すように、カラー陰極線管は真空外
囲器１０を備え、この真空外囲器は、周縁にスカート部
２を有し外面がほぼ矩形状のパネル１と、パネルのスカ
ート部に連接されたファンネル４と、ファンネルの小径
部に連接された円筒状のネック３と、を有している。

【００２６】パネル１の内面には蛍光体スクリーン６が
形成されている。ネック３からファンネル４にかけてそ
の外周には、水平、垂直偏向コイルを有する偏向ヨーク
７が装着されている。また、ネック３内には、蛍光体ス
クリーン６に向けて３電子ビーム８Ｒ、８Ｇ、８Ｂを放
出する電子銃９が配置されている。パネル１とファンネ
ル４との結合部分の内側には、外部磁界を遮蔽するイン
ナーシールド１１が配置されている。

【００２７】真空外囲器１０内には、蛍光体スクリーン
６に対向してシャドウマスク１２が配設され、矩形状の
マスクフレーム１４に取り付けられている。このシャド
ウマスク１２は、後述するように、色識別用の多数の電
子ビーム通過開孔（以下、開孔と称する）が形成された
マスク主面２０と、マスク主面の周縁から延出している
とともにマスクフレーム１４に固定された後述のスカー
ト部１８と、を有し、プレス成形により形成されてい
る。そして、シャドウマスク１２は、マスクフレーム１
４に固定された弾性支持体１５をパネル１のスカート部
２の内面に突設されたスタッドピン１７と係合すること
により、パネルに対して脱着自在に支持されている。

【００２８】なお、パネル１を含む真空外囲器１０およ
びシャドウマスク１２は、パネルの中心および電子銃９
を通って延びる管軸Ｚ、管軸と直交して延びる長軸（水
平軸）Ｘと、管軸および長軸と直交して延びる短軸（垂
直軸）Ｙと、を有している。

【００２９】そして、上記のような構成のカラー陰極線
管では、電子銃９から放出された３電子ビーム８Ｂ、８
Ｇ、８Ｒをファンネル４の外側に装着された偏向ヨーク
７により偏向し、シャドウマスク１２の電子ビーム通過
孔を介して蛍光体スクリーン６を水平、垂直走査するこ
とによりカラー画像を表示する。

【００３０】図２に示すように、蛍光体スクリーン６
は、それぞれパネル１の短軸Ｙ方向に延びているととも
に長軸Ｘ方向に所定の隙間を置いて並列に並んだ複数の
ストライプ状の黒色光吸収層４０と、それぞれ光吸収層
４０間の隙間に設けられ短軸Ｙ方向に延びたストライプ
状の３色蛍光体層４２Ｂ、４２Ｇ、４２Ｒと、を有して
いる。

【００３１】図１および図３に示すように、シャドウマ
スク１２はプレス成形により形成され、なだらかなドー
ム状に成形されたほぼ矩形状のマスク主面２０と、マス
ク主面の全周に亘って、マスク主面の周縁２１からマス
ク主面に対してほぼ垂直に延出したスカート部１８と、
を一体に備えている。マスク主面２０は、多数の開孔列
１９が所定の配列ピッチで形成されたほぼ矩形状の有孔
部２０ａと、この有孔部の周囲を囲んだ矩形枠状の無孔
部２０ｂとを有している。

【００３２】有孔部２０ａに設けられた複数の開孔列１
９は、それぞれ短軸Ｙとほぼ平行に延びているとともに
長軸Ｘ方向に所定の配列ピッチで並列に設けられてい
る。また、各開孔列１９は、それぞれブリッジ３２を介
して複数個の開孔３４を一列に並べて構成されている。
各開孔３４は細長いほぼ矩形状に形成され、その幅方向
がシャドウマスク１２の長軸Ｘ方向と平行になるよう
に、かつ、長手方向がシャドウマスクの短軸Ｙ方向と平
行になるように形成されている。また、各開孔３４は、
シャドウマスク１２の蛍光体スクリーン側の表面に開口
した大孔と、電子銃側の表面に開口した小孔と、を互い
に連通させてなる連通孔によって構成されている。

【００３３】更に、１つの開孔列１９の開孔３４は、隣
合う他の開孔列１９の開孔３４に対して短軸Ｙ方向に１
／２ピッチずれて位置し、いわゆるスタガ状に配列され
ている。また、開孔列１９の配列ピッチは、有孔部２０
ａの中央部と、長軸Ｘ方向の周縁部とで異なる値に設定
され、特に、有孔部の中央部から長軸Ｘ方向の周縁部に
向かって徐々に大きくなっている。

【００３４】実施例において、シャドウマスク１２は、
板厚０．２２ｍｍのアンバー（Ｆｅ−Ｎｉ合金）で形成
し、各開孔列１９における短軸Ｙ方向の開孔ピッチを
０．６ｍｍとし、開孔列１９の長軸方向に沿った配列ピ
ッチは、短軸Ｙ付近で０．７５ｍｍ、長軸方向周辺部で
０．８２ｍｍとし、マスク中心部から長軸方向周辺部に
近づくにしたがって大きくなるバリアブルピッチとし
た。また、開孔を構成する大孔の幅方向の開孔寸法は、
短軸上の開孔で０．４６ｍｍ、長軸方向周辺部の開孔で
０．５０ｍｍとし、小孔の幅方向の開孔寸法は、短軸上
の開孔で０．１８ｍｍ、長軸方向周辺部の開孔で０．２
０ｍｍとした。更に、電子ビームが長軸方向周辺部の開
孔に４６°の偏向角度で入射する場合、長軸方向周辺部
の開孔は、小孔に対して大孔が０．０６ｍｍだけ偏心し
た形状としている。

【００３５】一方、本実施の形態によれば、シャドウマ
スク１２は、有孔部２０ａの電子銃側の表面に設けられ
た複数のストライプ状の誘電体層５０を備えている。詳
細に述べると、図４ないし図６に示すように、有孔部２
０ａの電子銃側の表面において、隣合う開孔列１９の間
には、すなわち、各配向列１９の両側には、それぞれス
トライプ状の誘電体層５０が形成されシャドウマスク１
２の短軸Ｙとほぼ平行な方向に沿って延びている。

【００３６】各誘電体層５０は、ほぼ半円形の横断面形
状を有し、例えば、長軸Ｘ方向に沿った幅が約０．２５
ｍｍ、高さが約０．０３〜０．０５ｍｍに形成されてい
る。なお、誘電体５０の横断面形状は半円形に限らず、
矩形等の他の形状としてもよい。

【００３７】また、各誘電体層５０は、ガラスを主成分
とする絶縁物を焼結して形成されている。好適な材料と
しては、アルカリホウケイ酸ガラス、Ｂｉ系、Ｌｉ系の
ガラス等が挙げられる。この際、ガラスの成分はシャド
ウマスク１２との密着性等を考慮して適宜選択すればよ
く、比抵抗としては、×１０^５Ωｍ以上を有することが
好ましい。

【００３８】これら誘電体層５０の開孔列１９に対する
配設位置は、有孔部２０ａの中央部と、有孔部の長軸Ｘ
方向周辺部とで相違している。すなわち、図６（ａ）に
示すように、有孔部２０ａの中央部において、各誘電体
層５０は隣合う２つの開孔列１９間のほぼ中心に配置さ
れている。そして、有孔部２０ａの中央部では、電子ビ
ーム８はシャドウマスク１２の表面に対してほぼ垂直に
入射するため、各開孔３４の両側に位置した誘電体層５
０は、この開孔３４に対して左右対称の設けられている
ことが望ましい。

【００３９】また、図６（ｂ）に示すように、有孔部２
０ａの長軸Ｘ方向周辺部に設けられた誘電体層５０は、
有孔部２０ａの中央部に設けられた誘電体層よりも、開
孔列１９に対して中央部よりに配置されている。すなわ
ち、長軸Ｘ方向周辺部において、隣接する２つの開孔列
１９間に設けられた誘電体層５０は、マスク中央側の開
孔列に近づけて配置されている。

【００４０】上記のように構成されたカラー陰極線管に
よれば、図７に示すように、動作初時、電子銃から放出
された電子ビーム８の一部が誘電体層５０に衝突し、各
誘電体層はマイナスに帯電する。そして、誘電体層５０
が帯電することで、誘電体層には前述したＥｂよりも低
い電圧が形成され、その結果、シャドウマスク１２と誘
電体層５０との間に電位差が生じる。そして、この電位
差と、誘電体層５０と、シャドウマスク１２の矩形開孔
３４とにより電子レンズとしての４極子レンズが形成さ
れる。

【００４１】図４および図７に示すように、この４極子
レンズは、隣接した２つの誘電体層５０間を通って開孔
３４に向かう電子ビーム８を、開放の幅方向が開孔より
も細く、また、開孔の長手方向が開孔よりも長い縦長形
状に集束する作用をもつことになる。

【００４２】このように電子ビーム８を縦長形状に集束
することにより、従来シャドウマスク１２に衝突してい
た電子ビームの一部を開孔３４を通過させて蛍光体スク
リーン６に導くことが可能となる。そして、開孔３４の
長手方向、つまり、シャドウマスク１２の短軸Ｙ方向に
ついては、従来シャドウマスク１２のブリッジ３２によ
って影になっていた蛍光体層部分を発光させ、かつ、長
軸Ｘ方向では、電子ビームスポットの密度を高めること
ができる。これにより、蛍光体層の発光輝度を向上させ
ることが可能となる。

【００４３】また、シャドウマスク有孔部２０ａの長軸
Ｘ方向周辺部では、誘電体層５０をシャドウマスク中央
部側の開孔列側に近づけて設けることで、上記とほぼ同
様な効果を得ることが可能となる。その結果、全画面領
域で良好な集束特性あるいはフォーカス特性を得られ
る。

【００４４】すなわち、有孔部２０ａの長軸Ｘ方向周辺
部において、電子ビーム８はシャドウマスクの表面に対
して斜めに入射する。そのため、図６（ｂ）に２点鎖線
で示すように、開孔３４の両側に設けられた誘電体層５
０が開孔に対して左右対称に位置していると、電子ビー
ム８は、シャドウマスク中央部側の誘電体層５０の近く
を通過し、このシャドウマスク中央部側の誘電体層５０
からより大きな影響を受ける。そのため、電子ビーム８
は、２点鎖線で示すように、シャドウマスク有孔部２０
ａの周辺側への偏向量が増加し、蛍光体スクリーン上の
所定位置に到達することが困難となる。

【００４５】従って、本実施の形態のように、有孔部２
０ａの長軸Ｘ方向周辺部において、誘電体層５０をシャ
ドウマスク中央部側の開孔列１９に近づけて設けること
により、電子ビーム８を所望の蛍光体層上に集束させる
ことができる。

【００４６】このような効果は、シャドウマスク有孔部
の中央と周辺部とで、開孔列１９に対する誘電体層５０
の配設位置を変えることにより得られるが、シャドウマ
スク有孔部の中央と周辺部とで、誘電体層の幅、高さ、
あるいは誘電率を調整することによっても、上記と同様
の効果を得ることができる。そして、上記のように、誘
電体層５０のみを調整することにより電子ビームの集束
特性を制御し、画面全域で良好なフォーカス特性を得る
ことができる。

【００４７】なお、本願発明者らによる実験では、上記
した条件でカラー陰極線管を動作させた場合、従来より
も約２０％の輝度向上を達成することができた。また、
本実施の形態によれば、シャドウマスク１２の板厚に対
して高さ数十μｍの誘電体層５０を設けることで充分な
効果を得ることができるため、シャドウマスクの板厚を
増加させる必要がなく、前述したケラレの心配も皆無と
なる。

【００４８】次に、上記のように構成されたカラー陰極
線管の製造方法におけるシャドウマスクの製造方法につ
いて説明する。まず、図８に示すように、矩形板状のマ
スク基材（フラットマスク）５２を用意し、従来と同様
に、エッチングにより、有孔部２０ａとなる領域に多数
の開孔３４を形成する。続いて、マスク基材５２の電子
銃側となる表面上で各開孔列１９の両側に、ストライプ
状の絶縁物質層を形成する。この場合、スクリーン印刷
法により、ガラスを主成分としたペースト状の絶縁物質
をマスク基材５２の表面上に所定のパターンに印刷す
る。

【００４９】次に、絶縁物質層の形成されたマスク基材
５２をプレス金型に装着しプレス成形する。これによ
り、所望形状のマスク主面２０およびスカート部１８を
有したシャドウマスク１２を形成する。

【００５０】続いて、絶縁物質層内のバインダーを焼き
飛ばす脱バインダー処理を行った後、シャドウマスク１
２全体を約４００〜６００℃程度で焼成することによ
り、絶縁物質層を焼結して誘電体層５０を形成するとと
もに、シャドウマスク表面の黒化を行う。以上の工程に
より、電子銃側の表面にストライプ状の誘電体層５０を
有した所定形状のシャドウマスク１２が得られる。

【００５１】このような製造方法によれば、マスク基材
５２を曲面状に成形する前にストライプ状の絶縁物質層
を形成するため、これらの絶縁物質層を所定位置に正確
に形成することができる。また、プレス成形時における
絶縁物質層の位置ズレもなく、成形後の位置ズレも発生
しない。従って、最終的に形成される誘電体層５０の位
置精度を充分に高くすることができる。更に、スクリー
ン印刷を用いることにより、誘電体層の形成位置、幅、
高さ等を容易に制御することが可能となる。

【００５２】なお、プレス成形時、プレス金型に使用さ
れる潤滑油が絶縁物質層内、あるいは絶縁物質層とマス
ク基材との間へ浸透することを防止するため、図９に示
すように、予め、マスク基材５２の有孔部２０ａ全面、
あるいは、絶縁物質層５３上のみに、オーバーコート層
５４を形成しておくことが望ましい。この場合、スクリ
ーン印刷あるいはスプレー法等によってオーバーコート
材を塗布する。オーバーコート材としては、セルロース
系の樹脂、アクリル系の樹脂等を用いることができる。

【００５３】このように、プレス成形前にオーバーコー
ト層５４を形成し、潤滑油の浸透を防止することによ
り、誘電体層５０の結晶性の低下および焼結後における
誘電体層５０の剥離を防止することができる。プレス成
形後、このオーバーコート層５４は、前述した脱バイン
ダー処理および焼成処理の熱により、そのほとんど焼き
飛ばされる。また、オーバーコート層は、その後の洗浄
工程によって洗浄されるため、カラー陰極線管の動作に
影響を与えることは無い。

【００５４】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、上記実施の形態では、各開孔列の両側に
誘電体層５０を１つずつ設ける構成としたが、図１０に
示すように、各開孔列の両側に複数本、例えば、２本ず
つ誘電体層５０を配置する構成としてもよい。

【００５５】このような構成によれば、誘電体層５０が
帯電、除電する時間を短くすることが可能となる。すな
わち、誘電体層５０に帯電した電子は、カラー陰極線管
の動作終了後、直ちに除電されなければならない。そし
て、除電の速度を早くするためには、電子ビーム衝突終
了後、電子が直ちにシャドウマスクに移動し、誘電体層
５０上の電子を少なくする必要がある。除電時間が長い
場合、画面上に不要な残像が発生し、好ましくない。

【００５６】そこで、上記のように開孔列の両側に誘電
体層５０を複数本ずつ設けた場合、誘電体層を１本のみ
設ける場合に比較して、各誘電体層の幅、高さ等を小さ
くしても同様の集束作用を得ることができる。そして、
各誘電体層５０の幅、高さ等を小さくすることにより、
誘電体層の表面上に帯電した電子は、その表面を移動し
てシャドウマスクに到達する距離が短くなり、結果とし
て除電時間を短縮することが可能となる。従って、不要
な残像の発生を低減することができる。

【００５７】また、シャドウマスクに形成された開孔
は、矩形状に限らず円形状としてもよく、蛍光体スクリ
ーン側の蛍光体層もストライプ状に限らずドット状とす
ることも可能である。更に、誘電体層は各開孔の両側に
設けられ４極子レンズを形成するように配置されていれ
ばよく、ストライプ状に限らず、島状、ドット状等の所
望形状にパターニングされた構成としても良い。同様
に、上述した実施の形態で示した各部の寸法、形状は一
例で有り、必要に応じて種々変形可能である。更に、本
発明において、色選別電極であるシャドウマスクは、プ
レス成形型のマスクに限らず、テンションを作用させる
テンション型のマスクとしても良い。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、画面全域に亘って高いフォーカス特性を有し、画面
全域で輝度向上を図ることが可能なカラー陰極線管、お
よびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係るカラー陰極線管の
断面図。

【図２】上記カラー陰極線管における蛍光体スクリーン
の一部を拡大して示す平面図。

【図３】上記カラー陰極線管におけるシャドウマスクを
示す斜視図、およびシャドウマスクの一部を拡大して示
す平面図。

【図４】上記シャドウマスク、蛍光体スクリーン、およ
び電子ビームの関係を模式的に示す図。

【図５】誘電体層が形成された上記シャドウマスクの電
子銃側表面を示す斜視図。

【図６】上記シャドウマスクの有孔部の中央部および長
軸方向周辺部をそれぞれ示す断面図。

【図７】上記シャドウマスクの有孔部中央部を通る電子
ビームの集束状態を模式的に示す図。

【図８】上記シャドウマスクの製造に用いるマスク基材
を示す平面図。

【図９】上記シャドウマスクの製造工程において、マス
ク基材の電子銃側表面にオーバーコート層を形成した状
態を示す断面図。

【図１０】この発明の変形例に係るカラー陰極線管のシ
ャドウマスクの一部を拡大して示す断面図。

【符号の説明】１…パネル３…ネック４…ファンネル６…蛍光体スクリーン９…電子銃１０…真空外囲器１２…シャドウマスク１８…スカート部１９…開孔列２０…マスク主面２０ａ…有孔部３２…ブリッジ部３４…電子ビーム通過開孔４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ…蛍光体層５０…誘電体層５２…マスク基材５３…絶縁物質層５４…オーバーコート層

フロントページの続き (72)発明者福田久美雄埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２号株式会社東芝深谷工場内Ｆターム(参考） 5C027 HH13 HH30 5C031 EE06 EE13 EH01 EH02 5C042 LL02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面に蛍光体スクリーンが形成されたパネ
ルを有した外囲器と、上記外囲器内に配設され、上記蛍光体スクリーンに向け
て電子ビームを放出する電子銃と、上記蛍光体スクリーンに対向して配設されているととも
に、上記電子銃から放出された電子ビームを選別する多
数の開孔を有したシャドウマスクと、を備え、上記シャドウマスクの電子銃側の表面上には、上記開孔
の両側に位置し、電子ビームの照射により帯電して電子
ビームに作用する電子レンズを形成するパターン化され
た誘電体層が設けられていることを特徴とするカラー陰
極線管。
【請求項２】内面に蛍光体スクリーンが形成されたパネ
ルを有した外囲器と、上記外囲器内に配設され、上記蛍光体スクリーンに向け
て電子ビームを放出する電子銃と、上記蛍光体スクリーンに対向して配設されているととも
に、ほぼ並列に設けられた複数の開孔列を有し、各開孔
列は、所定の隙間を置いて配置され上記電子銃から放出
された電子ビームを選別する複数個の開孔を含んでいる
シャドウマスクと、を備え、上記シャドウマスクの電子銃側の表面上で上記各開孔列
の両側に、それぞれ電子ビームの照射により帯電し電子
ビームに対して作用する電子レンズを形成するストライ
プ状の誘電体層がそれぞれ設けられ、上記開孔列とほぼ
平行に延びていることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項３】上記シャドウマスクは、上記開孔が形成さ
れているとともに管軸を通って互いに直交した長軸およ
び短軸を有したほぼ矩形状のマスク有孔部を備え、各開孔列は、上記マスク有孔部の長軸方向を幅方向とす
るほぼ矩形状の開孔を、マスク有孔部の短軸方向に沿っ
て複数並べて構成されていることを特徴とする請求項２
に記載のカラー陰極線管。
【請求項４】上記蛍光体スクリーンは、上記シャドウマ
スクの短軸とほぼ平行に延びた複数のストライプ状の蛍
光体層を備えていることを特徴とする請求項３に記載の
カラー陰極線管。
【請求項５】上記各開孔列の両側に上記ストライプ状の
誘電体層が複数本ずつ設けられていることを特徴とする
請求項２ないし４のいずれか１項に記載のカラー陰極線
管。
【請求項６】上記マスク有孔部の中央部と、上記マスク
有効部の長軸方向周辺部とで、上記開孔列に対する上記
誘電体層の配設位置が相違していることを特徴とする請
求項２ないし５のいずれか１項に記載のカラー陰極線
管。
【請求項７】上記マスク有孔部の長軸方向周辺部に設け
られた誘電体層は、上記マスク有孔部の中央部に設けら
れた誘電体層よりも、上記開孔列に対して中央部よりに
配置されていることを特徴とする請求項６に記載のカラ
ー陰極線管。
【請求項８】上記マスク有孔部の中央部に設けられた上
記誘電体層と、上記マスク有孔部の長軸方向周辺部に設
けられた上記誘電体層とで、幅が相違していることを特
徴とする請求項２ないし７のいずれか１項に記載のカラ
ー陰極線管。
【請求項９】上記誘電体層は、ガラスを主成分とする絶
縁物質により形成されていることを特徴とする請求項１
ないし８のいずれか１項に記載のカラー陰極線管。
【請求項１０】内面に蛍光体スクリーンが形成されたパ
ネルを有した外囲器と、上記外囲器内に配設され、上記
蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを放出する電子銃
と、上記蛍光体スクリーンに対向して配設されていると
ともに、ほぼ並列に設けられた複数の開孔列を有し、各
開孔列は、所定の隙間を置いて配置され上記電子銃から
放出された電子ビームを選別する複数個の開孔を含んで
いるシャドウマスクと、を備え、上記シャドウマスクの
電子銃側の表面上で上記各開孔列の両側に、それぞれ電
子ビームの照射により帯電し電子ビームに対して作用す
る電子レンズを形成するストライプ状の誘電体層がそれ
ぞれ設けられ、上記開孔列とほぼ平行に延びているカラ
ー陰極線管の製造方法において、上記開孔列が形成された板状のマスク基材を用意し、上記マスク基材の電子銃側となる表面上で上記各開孔列
の両側に、ストライプ状の絶縁物質層を形成し、上記絶縁物質層の形成されたマスク基材を所定形状に成
形して上記シャドウマスクを形成し、上記成形されたシャドウマスクの上記絶縁物質層を焼結
して上記誘電体層を形成することを特徴とするカラー陰
極線管の製造方法。
【請求項１１】上記マスク基材をプレス成形して上記シ
ャドウマスクを形成することを特徴とする請求項１０に
記載のカラー陰極線管の製造方法。
【請求項１２】潤滑油の浸透を防止するオーバーコート
層を上記ストライプ状の絶縁物層上に形成した後、上記
マスク基材をプレス成形することを特徴とする請求項１
１に記載のカラー陰極線管の製造方法。
【請求項１３】ガラスを主成分とする絶縁物質をスクリ
ーン印刷して上記絶縁物層を形成することを特徴とする
請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載のカラー陰
極線管の製造方法。