JP2003036799A

JP2003036799A - カラー陰極線管

Info

Publication number: JP2003036799A
Application number: JP2001222093A
Authority: JP
Inventors: Hironori Taga; 浩紀多賀
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2003-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】シャドウマスクの主面の変形を回避する応力
緩和パターンを１段エッチングで形成する。【解決手段】シャドウマスクのスカート部５１に形成
する応力緩和パターン５９を当該シャドウマスクの主面
５０の電子ビーム通過孔と同様の開口として１段エッチ
ング処理で電子ビーム通過孔と同時に応力緩和パターン
５９を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー陰極線管に
係り、特に、一段エッチングで電子ビーム通過孔を高精
細に形成可能とすると共にマスクスカート部の強度を充
分に低減させてシャドウマスク等の色選択電極の変形を
防止したカラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー陰極線管、例えばカラーテレビ、
ＯＡ機器端末用カラーディスプレイモニター等に用いら
れるシャドウマスク形カラー陰極線管は、内面にドット
状或いはストライプ状の多数の蛍光体膜を塗布したスク
リーンを持つ略矩形状のパネル部と、電子銃を収容する
略筒状のネック部と、このネック部と前記パネル部とを
接続する略漏斗状のファンネル部とで真空外囲器を形成
している。この真空外囲器内で前記蛍光膜に近接対向さ
せて多数の電子ビーム通過孔を有する色選択電極（以
下、シャドウマスクと称する）がマスクフレームに固定
された構成で配置されている。

【０００３】このシャドウマスクは、その構成材料とし
て主にアルミキルド鋼が用いられているが、カラー陰極
線管の高精細度化に伴い、板厚の薄い母材をプレス成形
したシャドウマスクが使われている。この薄肉のシャド
ウマスクを採用したカラー陰極線管では、その動作中に
シャドウマスクの一部が熱変形して電子ビームスポット
が蛍光面上で所定の位置からずれるというマスクドーミ
ングと称する現象が発生し易い。この対策としてシャド
ウマスク懸架機構の改良と共に、前記構成材料として熱
膨張率、物理的硬度を考慮してアンバー材も用いられて
いる。

【０００４】この様なシャドウマスクは、エッチングに
よって所定の位置に前記多数の電子ビーム通過孔を設け
た原板を、所定形状に打ち抜き、その後プレス整形して
略球面状をなす主面と、この主面の周囲に連なり、かつ
主面に対して略９０度に屈曲されたスカート部とを有す
る形状に整形し、これを前記マスクフレームに溶接固定
してシャドウマスク組立体としてパネル部の内壁に懸架
している。

【０００５】図１４はシャドウマスクとマスクフレーム
とを固定したシャドウマスク組立体の説明図であり、
（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はシャドウマ
スクとマスクフレームの固定位置を示す要部断面図、
（ｄ）はシャドウマスク組立体のコーナー部の斜視図で
ある。シャドウマスク５はスカート部５１、舌片部５２
及びコーナーノッチ５８をマスクフレーム６の内側に挿
入し、前記舌片部５２及びコーナーノッチ５８とマスク
フレ−ム６とを×印で示す位置で溶接される。この構成
例では、スプリング７はマスクフレーム６の各辺に溶接
固定されている。

【０００６】上記整形されたシャドウマスクは、前記ス
カ−ト部をマスクフレームに溶接する際に、当該スカー
ト部を内側に押してマスクフレームの内壁に挿入する
が、このとき、スカート部の強度が主面よりも大きいと
所謂スプリングバックが生じてスカート部に外側方向、
すなわち管軸から離れる方向にそりが発生する。このよ
うな状態で前記スカート部を前記マスクフレームに固定
すると、シャドウマスクの前記主面の一部に前記スカー
ト部のそりに起因する変形が生じる。

【０００７】この変形を防止するため従来から種々の対
策が成されている。すなわち、先ず、特開昭４９−１１
２５６６号公報によれば、シャドウマスクの前記主面の
周辺部を局部的に薄くすることで対策する技術が開示さ
れている。また、特開昭６３−２７１８４９号公報に
は、シャドウマスクのスカート部の長さをパネル外径サ
イズに対し特定の値とすると共に、スカート部から管軸
と略平行に前記主面から離れる方向に突出する舌片を設
けて、この舌片とマスクフレームとを固着して対策する
技術が開示されている。

【０００８】特開平１−１６９８４７号公報には、シャ
ドウマスクのコーナー部のスカート部に多数の略円形の
小孔を設けて対策する技術が開示されている。さらにま
た、特開平９−３５６５７号公報には、シャドウマスク
のスカート部に複数の応力吸収孔を設けて対策する技術
が開示されている。そしてさらに、前記主面の端部から
スカート部にかけて非貫通孔、溝を設けて薄肉化して対
策する技術も種々の公報に開示されている。

【０００９】また、シャドウマスクの熱膨張に伴うラン
ディングミスを防止するため前記特開昭６３−２７１８
４９号公報に開示されたスカート部から管軸と略平行に
前記主面から離れる方向に突出する舌片を設けて、この
舌片とマスクフレームとを固着する技術については、例
えば実開昭４８−５６５７号公報、特開昭４９−７３９
７０号公報、特開平２−７２５４５号公報、更には、特
開平４−２２０４８号公報等に開示されている。

【００１０】図１５はプレス成形前とプレス成形後のシ
ャドウマスクの典型的な従来例の説明図であり、（ａ）
はプレス成形前のシャドウマスク母材の平面図、（ｂ）
はプレス成形した状態のシャドウマスクの側面図を示
す。シャドウマスク母材５Ｐは電子ビーム通過孔を形成
した主面５０の周囲にスカート部５１および５４を有し
ている。スカート部５１はシャドウマスク５の長辺側、
スカート部５４はシャドウマスク５の短辺側である。ス
カート部５１とスカート部５２の各中央部外縁に突出し
て舌片部５２、５５を有し、スカート部５１とスカート
部５２の端部はコーナーノッチ５８が形成されている。

【００１１】スカート部５１、５４には主面５０に有す
る電子ビーム通過孔に比較して大きな楕円開口５６、５
７が形成されている。この楕円開口５６、５７は当該ス
カート部５１、５４の強度を弱める応力吸収パターンを
構成する。楕円開口５６、５７は舌片部５２、５５から
遠ざかるに従って小さくなっている。この楕円開口５
６、５７により、スカート部５１、５４の強度が弱めら
れ、マスクフレームに固定した際のシャドウマスク５の
変形が抑制される。なお、応力吸収パターンは図示の楕
円穴に限らず、円形穴、スリット状とすることもでき
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前述の各公報に開示さ
れたスプリングバックを軽減する技術は、この種技術を
用いない構造に比べて一応の効果は期待できる。然し、
前記主面の端部からスカート部を薄肉化したり、スカー
ト部のみに貫通孔を設けた従来技術ではスプリングバッ
ク軽減には限度があってまだ不十分であり、更に前記主
面の曲率半径が大きいものではその効果が発揮でき難
い。

【００１３】また、特開昭６３−２７１８４９号公報に
開示されたスカート部から管軸と略平行に前記主面から
離れる方向に突出する舌片を設け、この舌片とマスクフ
レームとを固着する技術については、スカート部のスプ
リングバック軽減が困難であることと、マスクフレーム
と固着した舌片がカラー陰極線管の製造工程中の加熱工
程等で変位して前記主面の変形を引き起こすという別の
問題があり、このことは前述したような舌片を有する各
公報に開示された技術に於いても同様であり、更なる対
策が求められている。

【００１４】シャドウマスクに上記した大径の応力緩和
パターンは、内外径が異なる電子ビーム通過孔をシャド
ウマスク母材の両面から同時にエッチングを施す１段エ
ッチングでは形成が難しい。その理由の詳細は後述する
が、大径の開口を１段エッチングする場合、エッチング
で生成した開口部の破片が電子ビーム通過孔を詰まらせ
てしまう。そのため、このような大径の開口をエッチン
グで形成する場合は２段エッチングを行う必要があっ
た。２段エッチング処理は片面のエッチング処理毎に他
方の面側に耐エッチング膜を形成する必要があるため、
工程数が多くなり、製造コストを押し上げる結果とな
る。これを解消することが課題の一つとなっていた。

【００１５】本発明の目的は、シャドウマスクの主面の
変形を回避する応力緩和パターンを１段エッチングで形
成できる構造としたカラー陰極線管を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、シャドウマスクのスカート部に形成する
応力緩和パターンを当該シャドウマスクの主面の電子ビ
ーム通過孔と同様の開口として１段エッチング処理で電
子ビーム通過孔と同時に応力緩和パターンを形成可能と
した。本発明の代表的な構成を記述すれば次の通りであ
る。

【００１７】内面に蛍光膜を形成した略矩形状のパネル
部、電子銃を収容するネック部及びこのネック部と前記
パネル部を連接するファンネル部を有する真空外周器
と、前記蛍光膜に対面しかつ複数の電子ビーム通過孔が
形成された主面の長辺および短辺の周縁から前記ネック
部方向に屈曲して枠状に成形されたスカート部及びこの
スカート部から前記主面に対し離れる方向に突出した舌
片部を有する略矩形状の色選択電極と、前記色選択電極
のスカート部を溶接して保持するマスクフレームを備え
たカラー陰極線管であって、前記色選択電極の少なくと
も前記長辺側の前記スカート部に前記主面の電子ビーム
通過孔と平面形状が同様の応力吸収パターンを有するこ
とを特徴とする。

【００１８】前記応力吸収パターンは、貫通孔、あるい
は非貫通孔の何れか、あるいはその組合せとすることが
できる。また、前記応力吸収パターンが前記スカート部
の幅方向に複数個の貫通孔を配列した複数の貫通孔群と
し、かつ前記貫通孔群を前記スカート部の長手方向に所
定の間隔をもって配置することができる。さらに、前記
応力吸収パターンが前記主面の電子ビーム通過孔と同様
の貫通孔と非貫通孔の交互配置としてもよい。

【００１９】前記応力吸収パターンは前記舌片部の形成
領域を避けて形成することにより、溶接時のシャドウマ
スクの変形が回避される。また、前記応力吸収パターン
の前記スカート部の幅方向の貫通孔もしくは非貫通孔の
数が前記スカート部の長手方向両端に向けて減少させる
ことで、スプリングバックによる主面の変形量に合わ
せ、より安定した性能のシャドウマスク構体を得ること
ができる。

【００２０】なお、本発明は上記の構成および後述する
実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術
思想を逸脱することなく種々の変形が可能であることは
言うまでもない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図１は本
発明の第１実施例を説明するシャドウマスクのプレス成
形前とプレス成形後のシャドウマスクの説明図であり、
（ａ）はプレス成形前のシャドウマスク母材の平面図、
（ｂ）はプレス成形した状態のシャドウマスクの側面図
を示す。シャドウマスク母材５Ｐは電子ビーム通過孔を
形成した主面５０の周囲にスカート部５１および５４を
有している。スカート部５１はシャドウマスク５の長辺
側、スカート部５４はシャドウマスク５の短辺側であ
る。スカート部５１とスカート部５２の各中央部外縁に
突出して舌片部５２、５５を有し、スカート部５１とス
カート部５２の端部はコーナーノッチ５８が形成されて
いる。

【００２２】長辺側のスカート部５１には主面５０に有
する電子ビーム通過孔と同様の応力緩和パターン５９が
形成されている。この応力緩和パターン５９はスカート
部５１の幅方向に配列した複数の開孔列を当該スカート
部５１の長手方向に多数列に配列して形成される。そし
て、舌片部５２からコーナー方向に遠ざかるに従ってそ
の幅方向の開孔数が漸減している。本実施例では、舌片
部５２には応力緩和パターン５９を有していない。

【００２３】この応力緩和パターン５９により、スカー
ト部５１の強度が緩和され、マスクフレームに固定した
際のシャドウマスク５の変形が抑制される。なお、この
応力吸収パターン５９は主面の電子ビーム通過孔と同時
に１段エッチングで形成される。したがって、応力吸収
パターン５９は電子ビーム通過孔が円形である場合は同
様の円形、スリット形である場合は同様のスリット形と
するのが望ましいが、これに限らない。

【００２４】本実施例では、シャドウマスクの短辺側の
スカート部５４には、当該スカート部５４の長手方向に
平行な複数のスリット５６を形成してある。このスリッ
ト５６は舌片部５２には有しないものとして図示した
が、この舌片部５２にも少数のスリットを設けてもよ
い。本実施例により、シャドウマスクの主面の変形を回
避する応力緩和パターンを１段エッチングで形成できる
シャドウマスクを備えたカラー陰極線管を得ることがで
きる。

【００２５】本発明の第２実施例は、図示しないが、シ
ャドウマスクの短辺側のスカート部５４にも長辺側スカ
ート部に設けたものと同様の応力緩和パターンを形成し
たものである。他の構成は第１実施例と同様である。本
実施例により、シャドウマスクの主面の変形を回避する
応力緩和パターンを１段エッチングで形成できるシャド
ウマスクを備えたカラー陰極線管を得ることができる。

【００２６】図２〜図６は本発明の各実施例における応
力緩和パターンの様々な具体例を説明図する図１のＡ部
の拡大図である。なお、シャドウマスクの短辺側のスカ
ート部にも同様の応力緩和パターンを設ける場合も、図
２〜図６で説明した何れかを採用できる。

【００２７】図２に示した応力緩和パターンの第１具体
例は、シャドウマスクの主面に形成された電子ビーム通
過孔と同形の平面形状を有する貫通孔５３Ａの群と非貫
通孔５３Ｂの群をスカート部５１の長手方向に交互に形
成したものである。各群は幅方向に配置した複数（ここ
では、６列）の貫通孔５３Ａと複数（ここでは、５列）
の非貫通孔５３Ｂで構成される。なお、非貫通孔５３Ｂ
は「孔」と表現しているが、所謂ハーフエッチであり、
以下の具体例でも同様である。各群の列数、間隔はシャ
ドウマスクのサイズ、板厚等のパラメータで最適値に決
定される。

【００２８】図３に示した応力緩和パターンの第２具体
例は、シャドウマスクの主面に形成された電子ビーム通
過孔と同形の平面形状を有する貫通孔５３Ａと非貫通孔
５３Ｂをスカート部５１の長手方向に１列毎に交互に形
成したものである。各列の貫通孔数および非貫通孔数お
よびそれらの間隔はシャドウマスクのサイズ、板厚等の
パラメータで最適値に決定される。

【００２９】図４に示した応力緩和パターンの第３具体
例は、シャドウマスクの主面に形成された電子ビーム通
過孔と同形の平面形状を有する貫通孔５３Ａをスカート
部５１の長手方向に形成したものである。各列の貫通孔
数および間隔はシャドウマスクのサイズ、板厚等のパラ
メータで最適値に決定される。

【００３０】図５に示した応力緩和パターンの第４具体
例は、シャドウマスクの主面に形成された電子ビーム通
過孔と同形の平面形状を有する貫通孔５３Ａの群をスカ
ート部５１の長手方向に間隔を空けて形成したものであ
る。貫通孔５３Ａの群は幅方向に配置した複数（ここで
は、５列）からなる。各貫通孔の列数、および群の間隔
はシャドウマスクのサイズ、板厚等のパラメータで最適
値に決定される。

【００３１】図６に示した応力緩和パターンの第５具体
例は、シャドウマスクの主面に形成された電子ビーム通
過孔と同形の平面形状を有する貫通孔５３Ａをスカート
部５１の長手方向に形成したものである。上記した各具
体例では、隣接する貫通孔（あるいは非貫通孔）は千鳥
状に配列されたが、この具体例では、スカート部５１の
幅方向と長手方向に方形に配列されている。各貫通孔の
列数および間隔はシャドウマスクのサイズ、板厚等のパ
ラメータで最適値に決定される。

【００３２】なお、図２および図３の非貫通孔５３Ｂを
１段エッチングで形成するためには、応力緩和パターン
を形成するスカート部の一方の面に当該非貫通孔５３Ｂ
の形成部分の裏面にエッチングレジストを残すことで実
現できる。本発明の上記各具体例以外に、貫通孔５３Ａ
あるいは非貫通孔５３Ｂの配列を適宜変更して設けるこ
ともできる。また、短辺側のスカート部にも同様の応力
緩和パターンを設ける第２実施例についても同様であ
る。

【００３３】次に、シャドウマスクに電子ビーム通過孔
や応力緩和パターンを形成するエッチング処理を前記し
た１段エッチングと２段エッチングについて説明する。
ここでは、シャドウマスクの主面に設ける電子ビーム通
過孔を例として説明する。応力緩和パターンについて
は、シャドウマスクの原板にエッチングレジストを塗布
する露光マスクを図１のシャドウマスク母材のスカート
部をカバーする大きさとし、そのスカート部にシャドウ
マスクの主面の中央領域と同様のエッチングレジストを
パターニングする。なお、このとき、主面の周辺領域と
同様のエッチングレジストパターンとしてもよいことは
言うまでもない。

【００３４】図７は１段エッチング処理で電子ビーム通
過孔を形成する工程の説明図である。また、図８は１段
エッチング処理で形成した電子ビーム通過孔の平面形状
の模式図である。図７の（Ａ）はシャドウマスクの主面
の中央部分の電子ビーム通過孔の形成工程、同（Ｂ）は
周辺部分の電子ビーム通過孔の形成工程を示す。シャド
ウマスクの原板に１段エッチング処理で電子ビーム通過
孔を形成する場合、シャドウマスクの原板５Ｐ（シャド
ウマスク母材となるので同一参照符号を付した）の両面
のそれぞれにエッチングレジスト５０ＲＳ、５０ＲＬを
塗布する。このエッチングレジスト５０ＲＳ、５０ＲＬ
に各露光マスクを介して露光し、現像して蛍光膜側に対
面する大径のレジスト孔と電子銃側に対面する小径のレ
ジスト孔をパターニングする（図７のＡ−１、Ｂ−
１）。

【００３５】これをエッチング薬液に接触させて小径の
レジスト孔と大径のレジスト孔で露出されたシャドウマ
スク原板にエッチングを施す（図７のＡ−２→Ａ−３→
Ａ−４、Ｂ−２→Ｂ−３→Ｂ−４）。エッチング処理を
完了した時点（図７のＡ−４、Ｂ−４）で小径部５０Ｓ
Ｈと大径部５０ＬＨが形成される。その後、エッチング
レジスト５０ＲＳ、５０ＲＬを除去することで図８に示
した電子ビーム通過孔が得られる。

【００３６】図８の（ａ−１）はシャドウマスクの主面
の中央部に形成された円形の電子ビーム通過孔、（ａ−
２）はシャドウマスクの主面の周辺部に形成された円形
の電子ビーム通過孔を蛍光膜側から見た平面図で、小径
部５０ＳＨが所謂寄り目形状となっている。また、（ｂ
−１）はシャドウマスクの主面の中央部に形成されたス
ロット状の電子ビーム通過孔、（ｂ−２）はシャドウマ
スクの主面の周辺部に形成されたスロット状の電子ビー
ム通過孔を蛍光膜側から見た平面図である。

【００３７】図９は２段エッチング処理で電子ビーム通
過孔を形成する工程の説明図である。また、図１０は２
段エッチング処理で形成した電子ビーム通過孔の平面形
状の模式図である。図９の（Ａ）はシャドウマスクの主
面の中央部分の電子ビーム通過孔の形成工程、同（Ｂ）
は周辺部分の電子ビーム通過孔の形成工程を示す。シャ
ドウマスクの原板に２段エッチング処理で電子ビーム通
過孔を形成する場合、シャドウマスクの原板５Ｐ（シャ
ドウマスク母材となるので同一参照符号を付した）の両
面のそれぞれにエッチングレジスト５０ＲＳ、５０ＲＬ
を塗布する。

【００３８】このエッチングレジスト５０ＲＳ、５０Ｒ
Ｌを各露光マスクを介して露光し、現像して電子銃側に
対面する小径のレジスト孔と蛍光膜側に対面する大径の
レジスト孔をパターニングする（図７のＡ−１、Ｂ−１
と同様）。次いで、小径のレジスト孔と大径のレジスト
孔の一方、ここでは大径のレジスト孔を覆って耐エッチ
ングレジスト５０ＲＡＬを塗布する（図９のＡ−１０、
Ｂ−１０）。

【００３９】これをエッチング薬液に接触させて小径の
レジスト孔で露出されたシャドウマスク原板５Ｐに電子
ビーム通過孔の小径部５０ＳＨを形成する（図９のＡ−
１１、Ｂ−１１）。次に、大径のレジスト孔を覆ってい
た耐エッチングレジスト５０ＲＡＬを除去し、小径部５
０ＳＨの内部まで耐エッチングレジスト５０ＲＡＳを塗
布し、これをエッチング薬液に接触させて大径のレジス
ト孔で露出されたシャドウマスク原板５Ｐに電子ビーム
通過孔の大径部５０ＬＨを形成する（図９のＡ−１２、
Ｂ−１２）。

【００４０】エッチング処理を完了した時点でエッチン
グレジスト５０ＲＬ，５０ＲＳおよび耐エッチングレジ
スト５０ＲＡＳを除去して図１０に示した電子ビーム通
過孔が得られる。図１０の（ａ−１）はシャドウマスク
の主面の中央部に形成された円形の電子ビーム通過孔、
（ａ−２）はシャドウマスクの主面の周辺部に形成され
た円形の電子ビーム通過孔を蛍光膜側から見た平面図で
ある。２段エッチングでは、（ａ−２）に矢印で示した
ように、周辺部に形成された円形の電子ビーム通過孔の
小径部５０ＳＨは大径部５０ＬＨのエッチング処理に伴
って、特に内壁の傾斜がきつい部分では傾斜が緩やかな
部分よりもエッチングの進行が遅く、その結果、開孔形
状が変形される傾向がある。

【００４１】また、（ｂ−１）はシャドウマスクの主面
の中央部に形成されたスロット状の電子ビーム通過孔、
（ｂ−２）はシャドウマスクの主面の周辺部に形成され
たスロット状の電子ビーム通過孔を蛍光膜側から見た平
面図である。この形状の電子ビーム通過孔も同様に、２
段エッチングでは、（ｂ−２）に矢印で示したように、
周辺部に形成されたスロット状の電子ビーム通過孔の小
径部５０ＳＨは大径部５０ＬＨのエッチング処理に伴っ
て、特に内壁の傾斜がきつい部分では傾斜が緩やかな部
分よりもエッチングの進行が遅く、その結果、開孔形状
が変形される傾向がある。

【００４２】次に、１段エッチングと２段エッチングの
得失を、円形の電子ビーム通過孔とスロット状の電子ビ
ーム通過孔の両者について難易度をテーマとして説明す
る。図１１はシャドウマスク原板に円形の電子ビーム通
過孔をエッチングにより形成する場合の板厚に対する電
子ビーム通過孔のエッチング難易度の説明図である。図
中、Ａの領域は１段エッチングで形成可能な範囲、Ｂの
領域は１段エッチングと２段エッチングが共に可能な範
囲、Ｃの領域は２段エッチングで形成可能な領域、Ｄは
２段エッチングでの形成が可能ではあるが、形成された
電子ビーム通過孔の孔欠陥、寸法の偏りがある程度許容
される場合の範囲を示す。領域Ｃと領域Ｄの境界上のＰ
点は２段エッチングで正確な電子ビーム通過孔を形成で
きる最小孔径を示す。

【００４３】電子ビーム通過孔の形成における難易度
は、孔径（大径部と小径部の境界における孔径）以外
に、蛍光膜側の開口径に関係する。シャドウマスク原板
の板厚が０．１５ｍｍ（図１１では１５０μｍで示す）
を越えると、電子ビーム通過孔の間隔が小さいもので
は、蛍光膜側の孔径（大径部）を大きくとることができ
ない。そして、図１０の（ａ−２）で説明したような小
径部を大径部の中心からオフセットさせた寄り目をあま
り大きくすることができない。このように、マスク原板
の板厚が大きいものでは、２段エッチングでの電子ビー
ム通過孔の形成は困難である。しかし、不可能ではな
い。孔形状の真円度を確保する上では、上記オフセット
量は最大で１５〜２０μｍ以内とするのが望ましい。ま
た、上記オフセットさせた寄り目も１段エッチングとす
るか２段エッチングとするかの決定要因となる。

【００４４】図１２はシャドウマスク原板にスロット状
の電子ビーム通過孔をエッチングにより形成する場合の
板厚に対する電子ビーム通過孔のエッチング難易度の説
明図である。図中、Ａの領域は１段エッチングで形成可
能な範囲、Ｂの領域は１段エッチングで形成するが、孔
寸法やでき上がった電子ビーム通過孔の外観ムラのばら
つきが発生し易くなる範囲である。Ｃの領域は２段エッ
チングで形成する領域、Ｄは１段エッチングでは孔寸法
や外観ムラの発生が問題であり、これを抑制する努力が
なされている領域である。なお、このＤの領域に２段エ
ッチングの適用を検討中である。

【００４５】２段エッチングでは、シャドウマスク原板
の板厚が０．１５ｍｍを越えるものについて、スロット
状の電子ビーム通過孔を連結するブリッジ部分の形状を
どの程度の寸法裕度で管理できるかが最大のポイントで
ある。図１１および図１２で説明したエッチング難易度
を考慮した結果、本発明では、特にＣＰＴ用のシャドウ
マスクのような小径部を大径部の中心からオフセットさ
せた寄り目の大きいシャドウマスクの主面に設ける電子
ビーム通過孔およびスカート部に設ける応力緩和パター
ンを１段エッチングで同時に形成する。そのため、応力
緩和パターンを図２〜図６に示したような主面に有する
電子ビーム通過孔と同様の表面パターンとしたものであ
る。これにより、シャドウマスクの主面の変形を回避す
る応力緩和パターンを１段エッチングで形成できるシャ
ドウマスクを備えたカラー陰極線管を低コストで製造す
ることができる。

【００４６】図１３は本発明のカラー陰極線管の全体構
成例を説明する断面図である。パネル部１とネック部２
およびファンネル部３で真空外囲器を形成している。パ
ネル部１の内面には蛍光膜４が塗布されており、この蛍
光膜に近接させて多数の電子ビーム通過孔を有するシャ
ドウマスク５が設置されている。シャドウマスク５はマ
スクフレーム６に固定され、その外壁に一端を固定した
懸架スプリング７の遊端をパネル部１の内壁に植設した
スタッドピン８に係止している。

【００４７】なお、マスクフレーム６の電子銃側には地
磁気等を遮蔽するための磁気シールド９が取り付けられ
ている。また、参照符号１０はアノ−ドボタン、１１は
内装導電膜、１２は電子ビームを水平と垂直に偏向する
偏向ヨーク、１３は３本の電子ビーム１４（センター電
子ビーム及び２本のサイド電子ビーム）を発射する電子
銃である。

【００４８】電子銃１３から発射された電子ビーム１４
はネック部２とファンネル部３の遷移部分に装着された
偏向ヨーク１２で水平と垂直の２方向に偏向を受け、色
選別電極であるシャドウマスク５の電子ビーム通過孔を
通して蛍光膜４に射突することにより画像を形成する。
最近、フラット画面タイプのカラーテレビやカラーディ
スプレイモニターの普及に伴い、これらに使用されるカ
ラー陰極線管においても、フェースプレート（パネル部
１を構成するガラス）がフラット化される傾向にある。

【００４９】図１３に示したカラー陰極線管はフラット
タイプのシャドウマスク形カラー陰極線管である。パネ
ル部１は、その外面が略平坦であり、内面は凹面状に湾
曲している。シャドウマスク５は、シャドウマスク母材
がプレス成形によって所定の曲面に整形されたもので、
パネル部１の内面形状に合わせて湾曲している。パネル
部１の外面が略平坦であるにもかかわらず、パネル部１
の内面及びシャドウマスク５を湾曲させているのは、プ
レス成形技術によるシャドウマスク５の製作方法が簡単
かつ低コストであるためである。

【００５０】このシャドウマスク５は、多数の電子ビー
ム通過孔が形成された有孔領域（主面）が略長方形であ
り、長軸沿い、短軸沿いおよび対角線沿いで各々曲率半
径が異なっている。これは、カラー陰極線管としての画
面のフラット感と整形されたシャドウマスクの機械的強
度維持の両立を図るためである。図示したシャドウマス
ク５の曲面形状は、曲率半径が長軸沿い、短軸沿いおよ
び対角線沿いの各々で主面２１の中央から周辺に向かっ
て徐々に減少した非球面である。長軸沿いの曲率半径Ｒ
ｘは１４５０ｍｍから１２５０ｍｍの間で、短軸沿いの
曲率半径Ｒｙは２０００ｍｍから１３００ｍｍの間で、
対角線沿いの曲率半径Ｒｄは１６００ｍｍから１２５０
ｍｍの範囲で変化している。

【００５１】この非球面形状のシャドウマスクの曲率
は、等価曲率半径Ｒｅとして次の式（１）で定義するこ
とができる。Ｒｅ＝（ｚ²＋ｅ²）／２ｚ・・・・・・・・（１）但し、ｅ：シャドウマスク主面の中央から任意の周辺位
置までの管軸に垂直な方向の距離（ｍｍ）ｚ：上記任意の周辺位置におけるシャドウマスク主面の
中央から管軸方向の落ち込み量（ｍｍ）上述のように、長軸沿いについては、短軸沿いに比べて
多少曲率半径が小さくてもフラット感が損なわれること
がなく、等価曲率半径として１２５０ｍｍ以上であれば
良い。

【００５２】本発明のカラー陰極線管は、上記した実施
例のシャドウマスク構体を具備することにより、主面の
変形を回避して安定した画像を表示できる高精細のカラ
ー陰極線管を提供できる。なお、本発明は上記の構成に
限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本
発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であ
る。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シャドウマスクとマスクフレームとの組み立てに起因す
るスプリングバックを抑制し、シャドウマスクの主面の
変形を回避して安定した画像を表示できる高精細のカラ
ー陰極線管を提供することができる。

【００５４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明するシャドウマスク
のプレス成形前とプレス成形後のシャドウマスクの説明
図である。

【図２】本発明の各実施例における応力緩和パターンの
第１具体例を説明する図１のＡ部の拡大図である。

【図３】本発明の各実施例における応力緩和パターンの
第２具体例を説明する図１のＡ部の拡大図である。

【図４】本発明の各実施例における応力緩和パターンの
第３具体例を説明する図１のＡ部の拡大図である。

【図５】本発明の各実施例における応力緩和パターンの
第4具体例を説明する図１のＡ部の拡大図である。

【図６】本発明の各実施例における応力緩和パターンの
第5具体例を説明する図１のＡ部の拡大図である。

【図７】１段エッチング処理で電子ビーム通過孔を形成
する工程の説明図である。

【図８】１段エッチング処理で形成した電子ビーム通過
孔の平面形状の模式図である。

【図９】２段エッチング処理で電子ビーム通過孔を形成
する工程の説明図である。

【図１０】２段エッチング処理で形成した電子ビーム通
過孔の平面形状の模式図である。

【図１１】シャドウマスク原板に円形の電子ビーム通過
孔をエッチングにより形成する場合の板厚に対する電子
ビーム通過孔のエッチング難易度の説明図である。

【図１２】シャドウマスク原板にスロット状の電子ビー
ム通過孔をエッチングにより形成する場合の板厚に対す
る電子ビーム通過孔のエッチング難易度の説明図であ
る。

【図１３】本発明のカラー陰極線管の全体構成例を説明
する断面図である。

【図１４】シャドウマスクとマスクフレ−ムとを固定し
たシャドウマスク組立体の説明図である。

【図１５】プレス成形前とプレス成形後のシャドウマス
クの典型的な従来例の説明図である。

【符号の説明】

５・・・・シャドウマスク、５Ｐ・・・・シャドウマス
ク母材、５０・・・・主面、５１，５４・・・・スカー
ト部、５２・・・・舌片部、５３Ａ・・・・貫通孔、５
３Ｂ・・・・非貫通孔、５６・・・・スリット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面に蛍光膜を形成した略矩形状のパネル
部、電子銃を収容するネック部及びこのネック部と前記
パネル部を連接するファンネル部を有する真空外周器
と、前記蛍光膜に対面しかつ複数の電子ビーム通過孔が形成
された主面の長辺および短辺の周縁から前記ネック部方
向に屈曲して枠状に成形されたスカート部及びこのスカ
ート部から前記主面に対し離れる方向に突出した舌片部
を有する略矩形状の色選択電極と、前記色選択電極のス
カート部を溶接して保持するマスクフレームを備えたカ
ラー陰極線管であって、前記色選択電極の少なくとも前記長辺側の前記スカート
部に前記主面の電子ビーム通過孔と平面形状が同様の応
力吸収パターンを有することを特徴とするカラー陰極線
管。
【請求項２】前記応力吸収パターンが前記主面の電子ビ
ーム通過孔と同様の貫通孔であることを特徴とする請求
項１に記載のカラー陰極線管。
【請求項３】前記応力吸収パターンが前記スカート部の
幅方向に複数個の貫通孔を配列した複数の貫通孔群から
なり、かつ前記貫通孔群が前記スカート部の長手方向に
所定の間隔をもって配置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】前記応力吸収パターンが前記主面の電子ビ
ーム通過孔と同様の貫通孔と非貫通孔の交互配置である
ことを特徴とする請求項１に記載のカラー陰極線管。
【請求項５】前記応力吸収パターンが前記舌片部の形成
領域を避けて形成されていることを特徴とする請求項１
〜４の何れかに記載のカラー陰極線管。
【請求項６】前記応力吸収パターンの前記スカート部の
幅方向の貫通孔もしくは非貫通孔の数が前記スカート部
の長手方向両端に向けて減少していることを特徴とする
請求項１〜５の何れかに記載のカラー陰極線管。