JP2004071323A

JP2004071323A - Color cathode-ray tube and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2004071323A
Application number: JP2002228259A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Shiozawa; 塩沢　仁志; Masaru Nikaido; 二階堂　勝
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2004-03-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color cathode-ray tube enhancing electron beam focusing characteristics over the whole region of a screen and enhancing brightness over the whole region of the screen and to provide the manufacturing method of the color cathode-ray tube. <P>SOLUTION: A shadow mask 12 has a plurality of aperture lines 19 arranged in parallel, and each aperture line 19 is constituted with a plurality of apertures 34 arranged in a line at the specified intervals. A stripe-shaped projecting part 50 being charged by irradiation of electron beams and focusing electron beams on the aperture side is formed on both sides of each aperture line 19 on the surface on the electron gun body structure side of the shadow mask 12. The projecting part 50A has a dielectric layer 50A and a low resistance layer 50B having specific volume resistance lower than the dielectric layer 50A and laminated on the dielectric layer 50A. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シャドウマスクを備えたカラー陰極線管及びこのカラー陰極線管の製造方法に係り、特に、画面全体にわたって輝度を向上する構造を備えたシャドウマスク及びこ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及びファンネルを有した真空外囲器を備えている。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構体が配設されている。電子銃構体から放出された３電子ビームは、ファンネルの外側に装着された偏向ヨークから発生された偏向磁界により偏向され、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方向及び垂直方向に走査する。これにより、カラー画像が表示される。この際、シャドウマスクの各開孔は、電子銃構体から放出された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、電子銃構体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構体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、及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偏向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。したがって、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。
【０００９】
現在主流とされているカラー陰極線管は、前記したように、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、電子銃構体から放出された電子ビームは、偏向磁界により偏向された後、その一部がシャドウマスクの開孔を通過して蛍光体に衝突する。この際、電子銃構体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。
【００１０】
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構体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、電子ビームを蛍光体まで導くように構成されている。
【００１１】
このフォーカスマスクの構造は、例えば、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５６−３９５１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構体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。
【００１２】
【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５６−３９５１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亘って正確に位置決めすることは困難となる。
【００１３】
また、上述した公知文献では、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
上述したように、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。
【００１７】
この発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、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を向上することが可能であるとともに、画面全域の輝度を向上することが可能なカラー陰極線管及びこのカラー陰極線管の製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の様態によるカラー陰極線管は、
内面に蛍光体スクリーンが配置されたパネルを有した外囲器と、
前記外囲器内に配設され、前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構体と、
前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、前記電子銃構体から放出された電子ビームを選別する複数の開孔を有したシャドウマスクと、
を備え、
前記シャドウマスクの電子銃構体側の表面上には、前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突状部が設けられ、
前記突状部は、誘電体層と、前記誘電体層より低い体積抵抗率を有するとともに前記誘電体層の上に積層された低抵抗層と、を有して形成されたことを特徴とする。
【００１９】
また、この発明の第２の様態によるカラー陰極線管の製造方法は、
電子銃構体から放出された電子ビームを選別する複数の開孔を有したシャドウマスクを備えたカラー陰極線管の製造方法において、
前記シャドウマスクの電子銃構体側の表面上において、前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ストライプ状の突状部は、
開孔列が形成された板状のマスク基材の電子銃構体側となる表面上で前記各開孔列の両側に誘電体材料を含むペーストをストライプ状に塗布して乾燥し、誘電体層を形成し、
前記誘電体層より低い体積抵抗率を有する低抵抗材料を含むペーストを前記誘電体層上にストライプ状に塗布して乾燥し、低抵抗層を形成し、
前記誘電体層及び前記低抵抗層を焼成することによって形成することを特徴とする。
【００２０】
このカラー陰極線管によれば、動作時、突状部に電子ビームが照射されると、誘電体層は、例えばマイナスに帯電する。これにより、誘電体層は、電子ビームに作用する電子レンズを形成する。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集束する。これにより、開孔に向かう電子ビームのうち、シャドウマスクに衝突していた一部を、開孔を通過させることが可能となる。したがって、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。
【００２１】
また、こ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。
【００２２】
さらに、各突状部は、誘電体層の上層に誘電体層より低抵抗な低抵抗層を有している。このため、誘電体層の帯電量すなわち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。すなわち、突状部に電子ビームが照射されて誘電体層に帯電した電荷は、低抵抗層を通じて移動する。これにより、突状部に帯電する電荷量を均一化することができる。また、突状部に帯電した電荷は、低抵抗層を通じて迅速に除電されるため、残像の発生を低減することが可能となる。
【００２３】
したがって、画面全域で良好なフォーカス状態を得ることができるとともに輝度の向上したカラー陰極線管を提供することができる。
【００２４】
さらに、このカラー陰極線管の製造方法によれば、マスク基材に低抵抗層及び誘電体層を含む突状部を形成した後、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。また、マスク基材上に突状部を形成する際、その突状部の幅、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突状部の位置にグレードを付け、シャドウマスク曲面、及び、電子ビームの集束状態に合わせた配置とすることを可能とするものである。
【００２５】
したがって、容易に製造することができ、しかも、画面全域で良好なフォーカス状態を得ることができるとともに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。
【００２６】
【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及びその製造方法について詳細に説明する。
【００２７】
図１に示すように、カラー陰極線管は、真空外囲器１０を備えている。この真空外囲器１０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１のスカート部２に連接されたファンネル４と、ファンネル４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。蛍光体スクリーン６は、パネル１の内面に配置されている。偏向ヨーク７は、ネック３からファンネル４にかけてその外周に装着され、水平偏向コイル、及び垂直偏向コイルを含んで構成されている。
【００２８】
インライン型電子銃構体９は、ネック３の内部に配設されている。この電子銃構体９は、同一水平面上を通るセンタービーム８Ｇおよびその両側の一対のサイドビーム８Ｂ，８Ｒからなる水平軸Ｘ方向に一列に配置された３電子ビーム８（Ｂ，Ｇ，Ｒ）を管軸Ｚ方向に放出する。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。
【００２９】
シャドウマスク１２は、真空外囲器１０内において蛍光体スクリーン６に対向して配設され、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、色選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２０の周縁から管軸Ｚ方向に沿って延出しているとともにマスクフレーム１４に固定されたスカート部１８と、を有し、プレス成形により形成されている。シャドウマスク１２は、マスクフレーム１４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１に対して脱着自在に支持されている。
【００３０】
なお、真空外囲器１０及びシャドウマスク１２は、円筒状のネック３の中心軸からパネル１の中心を通って延びる管軸Ｚと、管軸Ｚと直交して延びる長軸（水平軸）Ｘと、管軸Ｚ及び長軸Ｘと直交して延びる短軸（垂直軸）Ｙと、を有している。
【００３１】
上述したような構成のカラー陰極線管では、電子銃構体９から放出された３電子ビーム８Ｂ、８Ｇ、８Ｒは、偏向ヨーク７により発生された偏向磁界すなわちピンクッション型の水平偏向磁界と、バレル型の垂直偏向磁界とによって形成された非斉一磁界により、水平軸Ｘ方向及び垂直軸Ｙ方向に偏向され、シャドウマスク１２の開孔を介して蛍光体スクリーン６を水平方向及び垂直方向に走査する。これにより、カラー画像が表示される。
【００３２】
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。
【００３３】
図１および図３の（ａ）及び（ｂ）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２０の全周に亘って、マスク主面２０の周縁２１からマスク主面２０に対してほぼ垂直な管軸Ｚ方向に沿って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２０ａの周囲を囲んだ矩形枠状の無孔部２０ｂとを有している。
【００３４】
有孔部２０ａに設けられた複数の開孔列１９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ほぼ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、電子銃構体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。
【００３５】
さらに、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２０ａの中央部と、長軸Ｘ方向の周辺部とで異なる値に設定され、特に、有孔部２０ａの中央部から長軸Ｘ方向の周辺部に向かうにしたがって徐々に大きくなっている。
【００３６】
この実施の形態において、シャドウマスク１２は、板厚０．２２ｍｍのアンバー（Ｆｅ−３６％Ｎｉ合金）で形成されている。また、各開孔列１９における短軸Ｙ方向の開孔ピッチは０．６ｍｍであり、開孔列１９の長軸Ｘ方向に沿った配列ピッチは、短軸Ｙ付近で０．７５ｍｍ、長軸Ｘ方向周辺部で０．８２ｍｍであり、マスク中心部から長軸Ｘ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。
【００３７】
また、開孔３４を構成する大孔の幅方向の開孔寸法は、短軸Ｙ上の開孔３４で０．４６ｍｍ、長軸Ｘ方向周辺部の開孔３４で０．５０ｍｍとし、小孔の幅方向の開孔寸法は、短軸Ｙ上の開孔で０．１８ｍｍ、長軸Ｘ方向周辺部の開孔３４で０．２０ｍｍとした。さらに、電子ビームが長軸Ｘ方向周辺部の開孔３４に４６°の偏向角度で入射する場合、長軸Ｘ方向周辺部の開孔３４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。
【００３８】
一方、この実施の形態によれば、シャドウマスク１２は、有孔部２０ａの電子銃構体側の表面に設けられた複数のストライプ状の突状部５０を備えている。この突状部５０は、誘電体層５０Ａと、この誘電体層５０Ａより低い体積抵抗率を有する低抵抗層（電荷移動層）５０Ｂとを有して形成されている。この低抵抗層５０Ｂは、誘電体層５０Ａの上に積層されている。
詳細に述べると、図４乃至図６に示すように、有孔部２０ａの電子銃構体側の表面において、隣合う開孔列１９の間、すなわち、各開孔列１９の両側には、それぞれストライプ状の突状部５０が形成され、シャドウマスク１２の短軸Ｙとほぼ平行な方向に沿って延びている。
【００３９】
各突状部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（シャドウマスク１２に接触する底辺の幅）５０Ｗが約０．２５〜０．３ｍｍ、高さ（シャドウマスク１２に接触する底辺から管軸Ｚ方向に沿った高さ）５０Ｈが約０．０３〜０．０５ｍｍに形成されている。なお、突状部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。
【００４０】
各突状部５０は、下層に配置された誘電体層５０Ａと、誘電体層５０Ａの上層に配置された低抵抗層５０Ｂとを備えている。低抵抗層５０Ｂは、誘電体層５０Ａの一部を露出するように配置されている。すなわち、低抵抗層５０Ｂは、誘電体層５０Ａの幅より狭い幅を有している。これにより、誘電体層５０Ａは、少なくともその側部が低抵抗層５０Ｂから露出されることになる。
【００４１】
誘電体層５０Ａは、０．０１以上０．０３ｍｍ以下の厚さを有している。これに対して、低抵抗層５０Ｂは、０．００１以上０．０１ｍｍ、好ましくは０．００５以上０．０１ｍｍ以下の厚さを有している。また、誘電体層５０Ａは、約０．３ｍｍ程度の幅を有している。これに対して、低抵抗層５０Ｂは、約０．２ｍｍ程度の幅を有している。なお、低抵抗層５０Ｂは、誘電体層５０Ａの幅と同等の幅を有していても良い。
また、誘電体層５０Ａは、ガラスを主成分とする絶縁物質を焼結することによって形成されている。好適な材料としては、リチウム系アルカリ硼珪酸ガラスの粉末であり、このガラス粉末をセルロース系のバインダー及び溶剤を混錬してなるガラスペーストをスクリーン印刷し、乾燥・焼結することによって誘電体層５０Ａが形成される。
【００４２】
なお、表面粗さ、誘電率、及び体積抵抗率が適切であれば、リチウム系アルカリ硼珪酸ガラス粉末の他に、ビスマス系硼珪酸ガラス、鉛ガラス等の少なくとも１種類を主成分として用いることも可能である。これらのガラスには、表面粗さ、誘電率、及び体積抵抗率を調整するための顔料などの調整剤が含まれていても良い。
【００４３】
この誘電体層５０Ａは、その平均表面粗さが０．２μｍ以下（好ましくは０．１５μｍ以下）であり、また、その誘電率が３以上（好ましくは５以上）であり、しかも、その体積抵抗率が１．０Ｅ＋１２以上（好ましくは５．０Ｅ＋１２以上）１．０Ｅ＋１６Ω・ｃｍ以下である。
【００４４】
一方、低抵抗層５０Ｂは、金属性材料、すなわち導電物質を含有した導電ガラス、金属アルコキシドの転化物などを用いて形成される。この低抵抗層５０Ｂは、その体積抵抗率が１．０Ｅ＋１２未満である。なお、低抵抗層５０Ｂの幅は、誘電体層５０Ａの幅に対して適当に設定することにより、誘電体層５０Ａの露出面積を変更可能であり、誘電体層５０Ａの体積抵抗率や誘電率を考慮して決定される。
【００４５】
なお、この平均表面粗さは、小坂製作所製表面粗さ計ＳＥ−３０Ｈにより、カットオフ０．０８ｍｍの条件にて測定した。また、誘電率、及び体積抵抗率は、ＪＩＳ　Ｃ２１４１「電気絶縁用セラミック材料試験方法」に基づいて測定した。
【００４６】
これら突状部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２０ａの長軸Ｘ方向周辺部とで相違している。すなわち、図６の（ａ）に示すように、有孔部２０ａの中央部において、各突状部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。有孔部２０ａの中央部では、電子ビーム８がシャドウマスク１２の表面に対してほぼ垂直に入射するため、各開孔３４の両側に位置した突状部５０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。
【００４７】
また、図６の（ｂ）に示すように、有孔部２０ａの長軸Ｘ方向周辺部に設けられた突状部５０は、有孔部２０ａの中央部に設けられた突状部５０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間に設けられた突状部５０は、マスク中央側の開孔列に近づけて配置されている。有孔部２０ａの周辺部では、電子ビーム８がシャドウマスク１２表面の法線に対して所定角度だけ傾いてに入射する。このため、各開孔３４の両側に位置した突状部５０をそれぞれ中央部側に配置することにより、各突状部５０と開孔３４を通過する電子ビーム８との距離を略同一にすることができる。
【００４８】
つまり、シャドウマスク１２の全域において、開孔３４を通過する電子ビーム８と各突状部５０との距離を略同一にすることにより、電子ビーム８に両側に設けられた突状部５０は、電子ビーム８に対して略均等に作用する。これにより、電子ビーム８の軌道が不所望にシフトすることを防止することができる。
【００４９】
上述した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、電子銃構体から放出された電子ビーム８の一部が突状部５０の誘電体層５０Ａに衝突し、各誘電体層５０Ａは、マイナスに帯電する。誘電体層５０Ａが帯電することにより、誘電体層５０Ａの電位は、前述したＥｂよりも低い電圧となる。その結果、シャドウマスク１２と誘電体層５０Ａとの間に電位差が生じる。この電位差と、誘電体層５０Ａ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。
【００５０】
図４及び図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５０Ａ間を通って開孔３４に向かう電子ビーム８を、開孔３４の幅方向が実際の開孔径よりも細く、また、開孔３４の長手方向が実際の開孔径よりも長い縦長形状に集束する作用をもつことになる。
【００５１】
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、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、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。
【００５２】
また、突状部５０は、誘電体層５０Ａの上層に低抵抗層５０Ｂを有している。このため、誘電体層５０Ａの帯電量すなわち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。すなわち、突状部５０に電子ビームが照射されて誘電体層５０Ａに帯電した電荷は、低抵抗層５０Ｂを通じて移動する。これにより、低抵抗層５０Ｂを設けない構造と比較して、突状部５０に帯電する電荷量を均一化することが可能となる。また、突状部５０に帯電した電荷は、低抵抗層５０Ｂを通じて迅速に除電されるため、残像の発生を低減することが可能となる。
【００５３】
さらに、突状部５０は、金属製のマスク基材上に誘電体層５０Ａを配置し、さらにこの誘電体層５０Ａ上に低抵抗層５０Ｂを配置して構成されている。つまり、突状部５０は、電荷が帯電する誘電体層５０Ａを比較的低抵抗なマスク基材及び低抵抗層５０Ｂで挟持したサンドイッチ構造で形成されている。これにより、誘電体層５０Ａの下層側（マスク基材側）に帯電した電荷及び上層側（低抵抗層側）に帯電した電荷を迅速に移動させることができる。つまり、突状部５０に帯電する電荷量を均一化できるとともに、迅速に除電することが可能となる。
【００５４】
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５０Ａ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、前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フォーカス特性を得ることができる。
【００５５】
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の（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５０Ａが開孔３４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５０Ａ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５０Ａからより大きな反発力を受ける。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２０ａの周辺側へ向かう偏向量が増加し、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。
【００５６】
したがって、上述した実施の形態のように、有孔部２０ａの長軸Ｘ方向周辺部において、誘電体層５０Ａ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の不所望な偏向を抑制することができ、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。
【００５７】
このような効果は、シャドウマスク有孔部の中央部と周辺部とで、開孔列１９に対する誘電体層５０Ａを含む突状部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２０ａの中央と周辺部とで、突状部５０の幅、高さ、あるいは誘電率を調整することによっても、前記と同様の効果を得ることができる。そして、上述したように、突状部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。
【００５８】
なお、本願発明者らによる実験では、前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、この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５０Ａを設けることで、すなわち図５に示したように誘電体層５０Ａが１０μｍ以上３０μｍ以下の膜厚を有するよう形成することにより、充分な効果を得ることができる。このため、シャドウマスク１２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。
【００５９】
誘電体層５０Ａの膜厚が１０μｍ未満の場合、誘電体層５０は、電子ビームの照射により帯電するが、電子ビームに対して作用する十分なレンズ強度を有した電子レンズを形成することができない。また、誘電体層５０Ａの膜厚が３０μｍを越えた場合、帯電した電荷が除電されにくくなり、残像現象が発生する。なお、この誘電体層の厚さの下限は、誘電体物質の誘電率、体積抵抗率、及び誘電体層形成の作業性を考慮して決める必要がある。誘電率が高いほど、または体積抵抗率が大きいほど、誘電体層の膜厚を薄くしても同様の効果が得られる。
【００６０】
ところで、この誘電体層５０Ａは、３以上、より好ましくは５以上の誘電率を有するように形成されている。誘電率が３未満の場合、電子ビームの照射により帯電するが、電子ビームに対して作用する十分なレンズ強度を有する電子レンズを形成することができない。
【００６１】
また、この誘電体層５０Ａは、０．２μｍ以下、より好ましくは０．１５μｍ以下の平均表面粗さを有するように形成されている。図１１は、平均表面粗さと、画面上の相対輝度との関係を示す図である。ここで、相対輝度とは、誘電体層５０Ａを設けなかった場合の輝度に対する相対値である。図１１に示したように、誘電体層５０Ａの平均表面粗さを０．２μｍ以下とすることにより、相対輝度を飛躍的に向上できることがわかる。
【００６２】
また、この誘電体層５０Ａは、１．０Ｅ＋１２Ω・ｃｍ以上、より好ましくは５．０Ｅ＋１２Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有するように形成されている。図１２は、体積抵抗率と、画面上の相対輝度との関係を示す図である。図１２に示したように、誘電体層５０Ａの体積抵抗率が１．０Ｅ＋１２Ω・ｃｍ未満の場合には、誘電体層５０Ａが電子ビームの照射により帯電するが、帯電した電子が容易に除電されてしまい、電子レンズのレンズ強度を十分に達成することができない。このため、電子ビームを集束する効果が十分に得られず、輝度を十分に向上することができない。これに対して、誘電体層５０Ａの体積抵抗率を１．０Ｅ＋１２Ω・ｃｍ以上とすることにより、十分なレンズ強度を有する電子レンズを形成することが可能となり、画面上における相対輝度を飛躍的に向上できることがわかる。また、誘電体層５０Ａの体積抵抗率が１．０Ｅ＋１６Ω・ｃｍを越えた場合、帯電した電荷が除電されにくくなり、残像現象が発生するため、１．０Ｅ＋１６Ω・ｃｍ以下とすることが望ましい。
【００６３】
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、アンバー材などの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、有孔部２０ａとなる領域に多数の開孔３４を形成する。
【００６４】
続いて、マスク基材５２の電子銃構体側となる表面上で各開孔列１９の両側に、ストライプ状の誘電体層５０Ａを形成する。この誘電体層５０Ａは、例えばスクリーン印刷法により、誘電体材料を含むペーストを所定パターンに塗布し、乾燥することにより形成される。
【００６５】
続いて、この誘電体層５０Ａの上にストライプ状の低抵抗層５０Ｂを形成する。この低抵抗層５０Ｂは、例えばスクリーン印刷法により、誘電体層５０Ａより低い体積抵抗率を有する導電成分を含有した導電ガラスなどの低抵抗材料を含むペーストを塗布し、乾燥することにより形成される。
【００６６】
続いて、誘電体層５０Ａ及び低抵抗層５０Ｂを積層することによって突状部５０が形成されたマスク基材５２をプレス金型に装着し、１５０乃至３００℃の温間でプレス成形する。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。このプレス成形時に、一般には、金型の寿命を長くするための潤滑剤としてシリコンなどの耐熱オイルが塗布されるが、これらの潤滑剤は、乾燥の済んだ突状部５０を構成する絶縁物質層５３に浸透し、ガラスの焼結を阻害する。このため、潤滑剤の塗布無しで、あるいは、図９に示すようにマスク基材５２の有孔部２０ａ全面あるいは絶縁物質層５３上のみに絶縁物質層内のバインダーよりも低温度で熱分解する樹脂からなるオーバーコート層５４を塗布して、プレス成形することが望ましい。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。
【００６７】
続いて、絶縁物質層５３内のバインダーを焼き飛ばすとともにオーバーコート層を熱分解する脱バインダー処理を行った後、シャドウマスク１２全体を約５００〜６５０℃程度で焼成することにより、絶縁物質層５３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。
【００６８】
以上の工程により、電子銃構体側の表面にストライプ状の突状部５０を有した所定形状のシャドウマスク１２が得られる。
【００６９】
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突状部５０を形成するため、これらの突状部５０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突状部５０の位置ズレもなく、成形後の位置ズレも発生しない。したがって、最終的に形成される突状部５０の位置精度を充分に高くすることができる。さらに、スクリーン印刷を用いることにより、突状部５０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。
【００７０】
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、上述した実施の形態では、各開孔列の両側に突状部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本ずつ突状部５０を配置する構成としてもよい。
【００７１】
このような構成によれば、突状部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、突状部５０の誘電体層５０Ａに帯電した電子は、カラー陰極線管の動作終了後、残像時間を短縮するためには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１２の基材及び低抵抗層５０Ｂに移動し、誘電体層５０上の電子を少なくする必要がある。除電に要する時間が著しく長い場合には、画面上に不要な残像が発生し、好ましくない。
【００７２】
そこで、前記のように開孔列の両側に突状部５０を複数本ずつ設けた場合、突状部５０を１本のみ設ける場合に比較して、各誘電体層５０Ａ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５０Ａの幅、高さ等を小さくすることにより、誘電体層５０Ａ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基材及び低抵抗層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。
【００７３】
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５０Ａは、各開孔３４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。
【００７４】
さらに、この発明において、色選別機構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。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、画面全域に亘って電子ビームのフォーカス特性を向上することが可能であるとともに、画面全域の輝度を向上することが可能なカラー陰極線管及びこのカラー陰極線管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】図１は、この発明の一実施の形態に係るカラー陰極線管の構造を概略的に示す水平断面図である。
【図２】図２は、図１に示した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である。
【図３】図３の（ａ）は、図１に示したカラー陰極線管におけるシャドウマスクの構造を概略的に示す斜視図であり、図３の（ｂ）は、シャドウマスクの一部を拡大して示す平面図である。
【図４】図４は、シャドウマスク、蛍光体スクリーン、及び電子ビームの関係を模式的に示す図である。
【図５】図５は、突状部が形成されたシャドウマスクの電子銃構体側表面の構造を概略的に示す斜視図である。
【図６】図６の（ａ）は、シャドウマスクの有孔部の中央部における断面構造を示す図であり、図６の（ｂ）は、シャドウマスク有孔部の長軸方向周辺部における断面構造を示す図である。
【図７】図７は、シャドウマスクの有孔部の中央部を通る電子ビームの集束状態を模式的に示す図である。
【図８】図８は、シャドウマスクの製造に用いられるマスク基材を示す平面図である。
【図９】図９は、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構体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である。
【図１０】図１０は、この発明の変形例に係るカラー陰極線管に適用可能なシャドウマスクの一部を拡大して示す断面図である。
【図１１】図１１は、誘電体層の平均表面粗さに対する画面上の相対強度の関係を示す図である。
【図１２】図１２は、誘電体層の体積抵抗率に対する画面上の相対輝度の関係を示す図である。
【符号の説明】
６…蛍光体スクリーン
９…電子銃構体
１０…真空外囲器
１２…シャドウマスク
１９…開孔列
２０…マスク主面
２０ａ…有孔部
３４…開孔
４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ…蛍光体層
５０…突状部
５０Ａ…誘電体層
５０Ｂ…低抵抗層
５２…マスク基材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color cathode ray tube provided with a shadow mask and a method of manufacturing the color cathode ray tube, and more particularly, to a shadow mask provided with a structure for improving luminance over the entire screen and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Generally, a color cathode ray tube includes a vacuum envelope having a substantially rectangular panel and a funnel. A phosphor screen is formed on the inner surface of the effective portion of the panel. A substantially rectangular shadow mask is arranged in the vacuum envelope so as to face the phosphor screen. The shadow mask has a substantially rectangular effective surface facing the phosphor screen, and a large number of electron beam passage apertures are formed on the effective surface in a predetermined arrangement.
[0003]
On the other hand, an electron gun structure that emits an electron beam is disposed in the neck of the funnel. The three electron beams emitted from the electron gun assembly are deflected by a deflection magnetic field generated from a deflection yoke mounted outside the funnel, and move the phosphor screen horizontally and vertically through an electron beam passage opening of a shadow mask. Scan in the direction. Thereby, a color image is displayed. At this time, each opening of the shadow mask selects three electron beams emitted from the electron gun structure and makes the three electron beams incident on a desired three-color phosphor layer constituting the phosphor screen.
[0004]
The shape of the electron beam passage aperture of the shadow mask is roughly classified into two types, a circular shape and a rectangular shape. In a display tube for displaying characters and figures, a shadow mask having a circular shape is mainly used. ing. In a consumer color picture tube used in ordinary households, a shadow mask having a rectangular opening is mainly used. In any case, each opening is basically a communicating hole that communicates a large hole opening on the surface of the shadow mask facing the phosphor screen and a small hole opening on the surface facing the electron gun assembly. It is constituted by holes.
[0005]
One of the important characteristics of such a color cathode ray tube is luminance of a screen. Conventionally, various techniques have been studied to improve the brightness of color cathode ray tubes, but the techniques that have been inherited today include the adoption of a metal back layer placed on the electron gun structure side of the phosphor screen and various heights. The use of a luminance phosphor and the like can be mentioned.
[0006]
In recent years, in order to cope with the enlargement of the screen, a method of improving the luminance by increasing a high voltage called Eb of the color cathode ray tube has been adopted. This Eb is a voltage applied to the inner surfaces of the phosphor screen, the shadow mask, and the funnel of the color cathode ray tube. By increasing the Eb, the speed of the electron beam can be increased and the collision energy with the phosphor can be increased. As a result, the luminance by the phosphor is improved.
[0007]
However, when Eb is increased, the passage time of the electron beam passing through the deflection magnetic field generated from the deflection yoke is shortened, and accordingly, the deflection range of the electron beam is reduced. Therefore, in this case, it is necessary to increase the deflection power, which is not desirable from the viewpoint of energy saving.
[0008]
Further, although not yet put to practical use, attempts have been made to improve the luminance by a method called a focus mask. Hereinafter, the principle of the focus mask will be described.
[0009]
As described above, a color cathode ray tube which is mainly used at present has a shadow mask functioning as a color selection electrode therein. Then, the electron beam emitted from the electron gun assembly is deflected by the deflecting magnetic field, and a part of the electron beam collides with the phosphor through the opening of the shadow mask. At this time, about 20% of the electron beam emitted from the electron gun assembly passes through the opening of the shadow mask, and about 80% of the remaining electron beam only collides with the shadow mask, resulting in a brightness of the screen. Has not contributed. The focus mask aims to make a part of the electron beam colliding with such a shadow mask reach the phosphor screen.
[0010]
Specifically, in the focus mask, electrodes are arranged on the surface of the shadow mask on the electron gun structure side. A different potential from the shadow mask is applied to this electrode, and a quadrupole lens is formed by the shadow mask and the electrode. The quadrupole lens changes the trajectory of the electron beam colliding with the shadow mask, and guides the electron beam to the phosphor. It is configured as follows.
[0011]
The structure of the focus mask is described in, for example, JP-A-52-87970, JP-A-52-87972, JP-A-52-89068, JP-A-56-3951, and U.S. Pat. As disclosed in Japanese Patent No. 427,918, there has been proposed a structure in which an insulating layer is disposed on a surface of an electron gun structure side of a shadow mask and an electrode is formed on the insulating layer. It is disclosed in, for example, JP-A-63-62129.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configurations disclosed in JP-A-52-87970, JP-A-52-87972, JP-A-52-89068, and JP-A-56-3951, both electrodes are made of a metal plate. Therefore, it is difficult to accurately position these two electrodes over the entire screen.
[0013]
Further, in the above-mentioned known document, as another configuration, the opening of the shadow mask is formed by arranging two interdigital electrodes orthogonal to each other, but in such a structure, the curved surface of the shadow mask is formed. It is difficult to form. At the same time, it is practically impossible to form the openings of the shadow mask in a staggered manner in which the openings are displaced by 1/2 pitch in the longitudinal direction of the openings. If the apertures cannot be arranged in a staggered manner, interference fringes called moiré are generated on the screen, which greatly degrades the display quality of the screen, and is not feasible.
[0014]
Further, in the structure disclosed in U.S. Pat. No. 4,427,918, a portion called a ridge is formed in which the height of a non-porous portion extending in the opening row direction of the shadow mask is higher than other portions. An electrode is formed thereon. In such a structure, it is substantially impossible to partially change the shape of the electrode. Therefore, it is difficult to arrange different electrode arrangements in the central portion of the screen and the peripheral portion of the screen, and when used in a color cathode ray tube, it is not considered that a good electron beam focusing effect is obtained over the entire screen.
[0015]
Further, in such a structure, the same effect as when a shadow mask material having a larger thickness than the conventional one is used is obtained, and a part of the electron beam deflected to the peripheral portion of the screen collides with the ridge portion of the shadow mask. There is fear. In this case, shadows due to the thickness of the shadow mask, generally called vignetting, occur. Therefore, it can be expected that the luminance improvement around the screen is reduced.
[0016]
As described above, in the focus masks conventionally proposed, high precision is required for electrode formation, and it is difficult to form the shadow mask surface into a desired shape. Further, there is a problem that the degree of freedom in forming the electrodes is low, and control of the electron beam is substantially impossible.
[0017]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to improve the focus characteristics of an electron beam over the entire screen and improve the luminance of the entire screen. Another object of the present invention is to provide a color cathode ray tube and a method for manufacturing the color cathode ray tube.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The color cathode ray tube according to the first aspect of the present invention comprises:
An envelope having a panel in which a phosphor screen is arranged on an inner surface,
An electron gun assembly disposed in the envelope and emitting an electron beam toward the phosphor screen;
A shadow mask, which is disposed to face the phosphor screen and has a plurality of openings for selecting an electron beam emitted from the electron gun structure,
With
On the surface of the shadow mask on the side of the electron gun structure, there are provided patterned protrusions located on both sides of the aperture and forming an electron lens that is charged by irradiation with an electron beam and acts on the electron beam. And
The protrusion is formed to have a dielectric layer and a low resistance layer having a lower volume resistivity than the dielectric layer and stacked on the dielectric layer. .
[0019]
Further, a method for manufacturing a color cathode ray tube according to the second aspect of the present invention includes:
In a method of manufacturing a color cathode ray tube having a shadow mask having a plurality of openings for selecting an electron beam emitted from an electron gun assembly,
On the surface of the shadow mask on the side of the electron gun assembly, on both sides of the opening, a stripe-shaped protrusion that forms an electron lens that is charged by irradiation with an electron beam and acts on the electron beam,
A paste containing a dielectric material is applied in a stripe shape on both sides of each of the aperture rows on the surface of the plate-shaped mask substrate on which the aperture rows are formed, which is on the side of the electron gun structure, and dried. Form
A paste containing a low-resistance material having a lower volume resistivity than the dielectric layer is applied in a stripe shape on the dielectric layer and dried to form a low-resistance layer,
It is characterized by being formed by firing the dielectric layer and the low resistance layer.
[0020]
According to this color cathode ray tube, when the projection is irradiated with the electron beam during operation, the dielectric layer is charged to, for example, minus. Thereby, the dielectric layer forms an electron lens acting on the electron beam. When the electron beam passes through the opening of the shadow mask, it passes through dielectric layers provided on both sides of the opening, and is focused by receiving repulsive force from both sides by these dielectric layers. This makes it possible to pass a part of the electron beam heading for the opening, which has collided with the shadow mask, through the opening. Therefore, the amount of the electron beam passing through the aperture is increased, the density of the electron beam reaching the phosphor screen is increased, and the brightness of the screen can be improved.
[0021]
Further, according to the color cathode ray tube, since the electron beams are focused by the dielectric layers provided on both sides of the aperture, there is no need to provide electrodes as in the conventional case, and these electrodes are not provided. It is not necessary to align the positions.
[0022]
Further, each protruding portion has a low-resistance layer having a lower resistance than the dielectric layer above the dielectric layer. For this reason, the charge amount of the dielectric layer, that is, the acting force on the electron beam can be adjusted, and the focusing state of the electron beam can be easily controlled. That is, the electric charge charged to the dielectric layer by irradiating the projection with the electron beam moves through the low resistance layer. This makes it possible to equalize the amount of charge charged to the protrusion. In addition, since the charge on the protruding portion is rapidly eliminated through the low-resistance layer, it is possible to reduce the occurrence of an afterimage.
[0023]
Therefore, it is possible to provide a color cathode-ray tube in which a good focus state can be obtained over the entire screen and the luminance is improved.
[0024]
Further, according to the method for manufacturing a color cathode ray tube, since a projection including a low-resistance layer and a dielectric layer is formed on a mask substrate, and then the mask substrate is molded, a shadow mask having a desired shape can be easily formed. Can be obtained. Further, when forming the protruding portion on the mask base material, it is possible to freely adjust the width of the protruding portion, the position with respect to the opening, and the like. This grades the positions of the protruding portions with respect to the apertures in the central portion and the peripheral portion of the shadow mask, and makes it possible to arrange the shadow mask curved surface and the arrangement according to the focusing state of the electron beam. is there.
[0025]
Therefore, the color cathode ray tube which can be easily manufactured, can obtain a good focus state over the entire screen, and has improved luminance can be manufactured.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a color cathode ray tube and a method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0027]
As shown in FIG. 1, the color cathode ray tube includes a vacuum envelope 10. The vacuum envelope 10 includes a panel 1 having a skirt portion 2 on a peripheral edge and having a substantially rectangular outer surface, a funnel 4 connected to the skirt portion 2 of the panel 1, and a cylinder connected to a small-diameter portion of the funnel 4. And a neck 3 in the shape of a circle. The phosphor screen 6 is arranged on the inner surface of the panel 1. The deflection yoke 7 is mounted on the outer periphery from the neck 3 to the funnel 4 and includes a horizontal deflection coil and a vertical deflection coil.
[0028]
The in-line type electron gun structure 9 is disposed inside the neck 3. The electron gun assembly 9 includes three electron beams 8 (B, G, R) arranged in a line in the horizontal axis X direction, including a center beam 8G passing on the same horizontal plane and a pair of side beams 8B, 8R on both sides thereof. Release in the tube axis Z direction. An inner shield 11 that shields an external magnetic field is disposed inside a joint between the panel 1 and the funnel 4.
[0029]
The shadow mask 12 is disposed inside the vacuum envelope 10 so as to face the phosphor screen 6, and is attached to a rectangular mask frame 14. As will be described later, the shadow mask 12 has a mask main surface 20 in which a large number of electron beam passage openings (hereinafter, referred to as openings) for color selection are formed, and a tube axis Z extending from the periphery of the mask main surface 20. And a skirt portion 18 extending along the direction and fixed to the mask frame 14, and is formed by press molding. The shadow mask 12 is detachably supported on the panel 1 by engaging an elastic support 15 fixed to the mask frame 14 with a stud pin 17 protruding from the inner surface of the skirt portion 2 of the panel 1. ing.
[0030]
The vacuum envelope 10 and the shadow mask 12 include a tube axis Z extending from the center axis of the cylindrical neck 3 through the center of the panel 1, and a long axis (horizontal axis) X extending perpendicular to the tube axis Z. And a short axis (vertical axis) Y extending perpendicular to the tube axis Z and the long axis X.
[0031]
In the color cathode ray tube having the above-described configuration, the three electron beams 8B, 8G, and 8R emitted from the electron gun assembly 9 generate the deflection magnetic field generated by the deflection yoke 7, that is, the pincushion-type horizontal deflection magnetic field, and the barrel-type Due to the non-uniform magnetic field formed by the vertical deflection magnetic field, the light is deflected in the horizontal axis X direction and the vertical axis Y direction, and scans the phosphor screen 6 in the horizontal direction and the vertical direction through the aperture of the shadow mask 12. Thereby, a color image is displayed.
[0032]
As shown in FIG. 2, the phosphor screen 6 has a plurality of striped black light absorbing layers extending in the short axis Y direction of the panel 1 and arranged in parallel with a predetermined gap in the long axis X direction. 40, and striped three-color phosphor layers 42B, 42G, and 42R provided in gaps between the light absorption layers 40 and extending in the short axis Y direction.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 3A and 3B, the shadow mask 12 is formed by press molding and has a substantially rectangular mask main surface 20 formed in a gentle dome shape, and a mask main surface. A skirt portion 18 extending along the tube axis Z direction substantially perpendicular to the mask main surface 20 from the peripheral edge 21 of the mask main surface 20 is provided integrally over the entire circumference of the mask 20. The mask main surface 20 includes a substantially rectangular perforated portion 20a in which a large number of aperture rows 19 are formed at a predetermined arrangement pitch, and a rectangular frame-shaped non-perforated portion 20b surrounding the perimeter of the perforated portion 20a. have.
[0034]
The plurality of aperture rows 19 provided in the perforated portion 20a each extend substantially parallel to the short axis Y and are provided substantially in parallel at a predetermined arrangement pitch in the long axis X direction. Each of the aperture rows 19 is configured by arranging a plurality of apertures 34 in a row via bridges 32, respectively. Each of the apertures 34 is formed in a slender and substantially rectangular shape, and its width direction is parallel to the major axis X direction of the shadow mask 12, and its longitudinal direction is parallel to the minor axis Y direction of the shadow mask. Is formed. Each opening 34 is formed by a communication hole formed by connecting a large hole opened on the surface of the shadow mask 12 on the phosphor screen side and a small hole opened on the surface of the electron gun structure side to each other. I have.
[0035]
Further, the apertures 34 of one aperture row 19 are shifted from the apertures 34 of the adjacent aperture row 19 by ピッチ pitch in the short axis Y direction, and are arranged in a so-called staggered manner. I have. Further, the arrangement pitch of the aperture rows 19 is set to a different value in the central portion of the perforated portion 20a and in the peripheral portion in the long axis X direction. The size gradually increases toward the periphery.
[0036]
In this embodiment, the shadow mask 12 is formed of amber (Fe-36% Ni alloy) having a thickness of 0.22 mm. The opening pitch in the short axis Y direction in each opening row 19 is 0.6 mm, the arrangement pitch along the long axis X direction of the opening row 19 is 0.75 mm near the short axis Y, and the long axis is long. The variable pitch was 0.82 mm at the peripheral portion in the X direction, and increased as approaching the peripheral portion in the major axis X direction from the center of the mask.
[0037]
The size of the large hole constituting the opening 34 in the width direction is 0.46 mm for the opening 34 on the short axis Y and 0.50 mm for the opening 34 around the long axis X direction. The opening size in the width direction was 0.18 mm for the opening on the short axis Y and 0.20 mm for the opening 34 around the long axis X direction. Furthermore, when the electron beam is incident on the opening 34 at the periphery of the major axis X direction at a deflection angle of 46 °, the opening 34 at the periphery of the major axis X direction is 0.06 mm larger than the small hole. It has an eccentric shape.
[0038]
On the other hand, according to this embodiment, the shadow mask 12 includes the plurality of stripe-shaped protrusions 50 provided on the surface of the perforated portion 20a on the electron gun structure side. The protruding portion 50 includes a dielectric layer 50A and a low-resistance layer (charge transfer layer) 50B having a lower volume resistivity than the dielectric layer 50A. This low resistance layer 50B is laminated on the dielectric layer 50A.
More specifically, as shown in FIGS. 4 to 6, on the surface of the perforated portion 20 a on the side of the electron gun assembly, between the adjacent hole rows 19, that is, on both sides of each hole row 19, A stripe-shaped protrusion 50 is formed, and extends along a direction substantially parallel to the short axis Y of the shadow mask 12.
[0039]
Each protruding portion 50 has a substantially semicircular cross-sectional shape. For example, the width (width of the bottom side in contact with the shadow mask 12) 50W along the major axis X direction is about 0.25 to 0.3 mm, The height (height from the bottom contacting the shadow mask 12 along the tube axis Z direction) 50H is formed to be about 0.03 to 0.05 mm. Note that the cross-sectional shape of the protruding portion 50 is not limited to a semicircle, but may be another shape such as a rectangle.
[0040]
Each protrusion 50 includes a dielectric layer 50A disposed as a lower layer, and a low resistance layer 50B disposed as an upper layer of the dielectric layer 50A. The low resistance layer 50B is disposed so as to expose a part of the dielectric layer 50A. That is, the low resistance layer 50B has a width smaller than the width of the dielectric layer 50A. As a result, at least the side of the dielectric layer 50A is exposed from the low-resistance layer 50B.
[0041]
The dielectric layer 50A has a thickness of 0.01 to 0.03 mm. On the other hand, the low resistance layer 50B has a thickness of 0.001 to 0.01 mm, preferably 0.005 to 0.01 mm. The dielectric layer 50A has a width of about 0.3 mm. On the other hand, the low resistance layer 50B has a width of about 0.2 mm. Note that the low resistance layer 50B may have a width equivalent to the width of the dielectric layer 50A.
The dielectric layer 50A is formed by sintering an insulating material containing glass as a main component. A preferable material is lithium-based alkali borosilicate glass powder. This glass powder is screen-printed with a glass paste obtained by kneading a cellulose-based binder and a solvent, and dried and sintered to form a dielectric layer. 50A are formed.
[0042]
If the surface roughness, the dielectric constant, and the volume resistivity are appropriate, in addition to the lithium-based alkali borosilicate glass powder, at least one of bismuth-based borosilicate glass and lead glass may be used as a main component. It is possible. These glasses may contain an adjusting agent such as a pigment for adjusting the surface roughness, the dielectric constant, and the volume resistivity.
[0043]
This dielectric layer 50A has an average surface roughness of 0.2 μm or less (preferably 0.15 μm or less), a dielectric constant of 3 or more (preferably 5 or more), and a volume resistivity of The ratio is not less than 1.0E + 12 (preferably not less than 5.0E + 12) and not more than 1.0E + 16Ω · cm.
[0044]
On the other hand, the low-resistance layer 50B is formed using a metallic material, that is, conductive glass containing a conductive substance, a converted metal alkoxide, or the like. The low resistivity layer 50B has a volume resistivity of less than 1.0E + 12. By setting the width of the low-resistance layer 50B appropriately with respect to the width of the dielectric layer 50A, the exposed area of the dielectric layer 50A can be changed, and the volume resistivity and the dielectric constant of the dielectric layer 50A can be changed. Is determined in consideration of
[0045]
The average surface roughness was measured with a surface roughness meter SE-30H manufactured by Kosaka Seisakusho under the condition of cutoff 0.08 mm. In addition, the dielectric constant and the volume resistivity were measured based on JIS C2141 “Test method for ceramic materials for electrical insulation”.
[0046]
The positions of the projections 50 with respect to the aperture row 19 are different between the center of the perforated portion 20a and the periphery of the perforated portion 20a in the long axis X direction. That is, as shown in FIG. 6A, at the center of the perforated portion 20a, each protruding portion 50 is disposed substantially at the center between two adjacent rows of apertures 19. Since the electron beam 8 is incident on the surface of the shadow mask 12 almost perpendicularly at the center of the perforated portion 20a, the projecting portions 50 located on both sides of each opening 34 are It is desirable to be provided symmetrically.
[0047]
Further, as shown in FIG. 6B, the protruding portion 50 provided at the periphery of the perforated portion 20a in the long axis X direction is larger than the protruding portion 50 provided at the center of the perforated portion 20a. Are arranged from the center with respect to the aperture row 19. That is, in the peripheral portion in the major axis X direction, the protruding portion 50 provided between the two adjacent rows of apertures 19 is arranged closer to the aperture row on the center side of the mask. At the periphery of the perforated portion 20a, the electron beam 8 is incident at a predetermined angle with respect to the normal to the surface of the shadow mask 12. Therefore, by arranging the projections 50 located on both sides of each opening 34 on the center side, the distance between each projection 50 and the electron beam 8 passing through the opening 34 is made substantially equal. be able to.
[0048]
That is, by making the distance between the electron beam 8 passing through the opening 34 and each of the protrusions 50 substantially the same over the entire area of the shadow mask 12, the protrusions 50 provided on both sides of the electron beam 8 Acts almost uniformly on the electron beam 8. This can prevent the trajectory of the electron beam 8 from shifting undesirably.
[0049]
According to the color cathode ray tube configured as described above, as shown in FIG. 7, at the beginning of operation, a part of the electron beam 8 emitted from the electron gun assembly collides with the dielectric layer 50A of the projection 50. Then, each dielectric layer 50A is negatively charged. When the dielectric layer 50A is charged, the potential of the dielectric layer 50A becomes a voltage lower than Eb described above. As a result, a potential difference occurs between the shadow mask 12 and the dielectric layer 50A. This potential difference, the dielectric layer 50A, and the rectangular opening 34 of the shadow mask 12 form a quadrupole lens as an electron lens.
[0050]
As shown in FIG. 4 and FIG. 7, this quadrupole lens transmits an electron beam 8 traveling between two adjacent dielectric layers 50A toward the opening 34 such that the width direction of the opening 34 is smaller than the actual opening diameter. It also has the effect of converging into a vertically long shape in which the longitudinal direction of the aperture 34 is longer than the actual aperture diameter.
[0051]
By focusing the electron beam 8 in a vertically long shape in this manner, a part of the electron beam colliding with the shadow mask 12 can be guided to the phosphor screen 6 through the opening 34. Then, in the longitudinal direction of the opening 34, that is, in the short axis Y direction of the shadow mask 12, the phosphor layer portion shadowed by the bridge 32 of the shadow mask 12 emits light, and in the long axis X direction, The density of the electron beam spot can be increased. This makes it possible to improve the emission luminance of the phosphor layer.
[0052]
Further, the protrusion 50 has a low resistance layer 50B on the dielectric layer 50A. For this reason, the charge amount of the dielectric layer 50A, that is, the acting force on the electron beam can be adjusted, and the focusing state of the electron beam can be easily controlled. That is, the charge charged on the dielectric layer 50A by irradiating the projecting portion 50 with the electron beam moves through the low-resistance layer 50B. This makes it possible to equalize the amount of charge on the protruding portion 50 as compared with a structure in which the low resistance layer 50B is not provided. In addition, since the charge on the protrusion 50 is rapidly eliminated through the low-resistance layer 50B, it is possible to reduce the occurrence of an afterimage.
[0053]
Further, the protruding portion 50 is configured by disposing a dielectric layer 50A on a metal mask base material, and further disposing a low resistance layer 50B on the dielectric layer 50A. That is, the protruding portion 50 is formed in a sandwich structure in which the dielectric layer 50A charged with electric charges is sandwiched between the relatively low-resistance mask base material and the low-resistance layer 50B. Thus, the electric charge on the lower layer side (mask substrate side) and the electric charge on the upper layer side (low resistance layer side) of the dielectric layer 50A can be quickly moved. That is, it is possible to equalize the amount of charge charged to the protruding portion 50 and to quickly remove the charge.
[0054]
In addition, in the peripheral portion of the shadow mask perforated portion 20a in the major axis X direction, the same effect as described above can be obtained by providing the dielectric layer 50A close to the opening row side closer to the center portion of the shadow mask. It becomes. As a result, good focus characteristics can be obtained in the entire screen area.
[0055]
That is, the electron beam 8 is obliquely incident on the surface of the shadow mask in the peripheral portion in the major axis X direction of the perforated portion 20a. Therefore, as shown by the two-dot chain line in FIG. 6B, when the dielectric layers 50A provided on both sides of the opening 34 are located symmetrically with respect to the opening 34, the electron beam 8 Pass through the vicinity of the dielectric layer 50A at the center of the shadow mask and receive a greater repulsive force from the dielectric layer 50A at the center of the shadow mask. Therefore, as shown by a two-dot chain line, the amount of deflection of the electron beam 8 toward the periphery of the perforated portion 20a of the shadow mask increases, and it becomes difficult to reach a predetermined position on the phosphor screen.
[0056]
Therefore, as in the above-described embodiment, by providing the dielectric layer 50A close to the opening row 19 on the central side of the shadow mask in the peripheral portion of the perforated portion 20a in the long axis X direction, the electron beam 8 Unwanted deflection can be suppressed, and the electron beam 8 can be focused on a desired phosphor layer.
[0057]
Such an effect can be obtained by changing the arrangement position of the protrusion 50 including the dielectric layer 50A with respect to the aperture row 19 between the central portion and the peripheral portion of the perforated portion of the shadow mask. The same effect as described above can be obtained by adjusting the width, height, or dielectric constant of the protrusion 50 at the center and the periphery of the hole 20a. As described above, by adjusting only the protruding portion 50, the convergence characteristic of the electron beam can be controlled, and a good focus characteristic can be obtained over the entire screen.
[0058]
In experiments conducted by the inventors of the present application, when the color cathode ray tube was operated under the above-described conditions, it was possible to achieve about 20% improvement in luminance as compared with the conventional case. Further, according to this embodiment, by providing the dielectric layer 50A having a height of several tens μm with respect to the plate thickness of the shadow mask 12, that is, as shown in FIG. A sufficient effect can be obtained by forming the film to have the following film thickness. For this reason, there is no need to increase the thickness of the shadow mask 12, and there is no worry about the above-mentioned vignetting.
[0059]
When the thickness of the dielectric layer 50A is less than 10 μm, the dielectric layer 50 is charged by the irradiation of the electron beam, but an electron lens having a sufficient lens strength acting on the electron beam cannot be formed. . Further, when the thickness of the dielectric layer 50A exceeds 30 μm, it becomes difficult to remove the charged charges, and an afterimage phenomenon occurs. Note that the lower limit of the thickness of the dielectric layer needs to be determined in consideration of the dielectric constant, volume resistivity, and workability of forming the dielectric layer. The higher the dielectric constant or the higher the volume resistivity, the same effect can be obtained even if the thickness of the dielectric layer is reduced.
[0060]
Incidentally, the dielectric layer 50A is formed so as to have a dielectric constant of 3 or more, more preferably 5 or more. If the dielectric constant is less than 3, it is charged by irradiation with an electron beam, but an electron lens having a sufficient lens strength acting on the electron beam cannot be formed.
[0061]
The dielectric layer 50A is formed so as to have an average surface roughness of 0.2 μm or less, more preferably 0.15 μm or less. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the average surface roughness and the relative luminance on the screen. Here, the relative luminance is a relative value with respect to the luminance when the dielectric layer 50A is not provided. As shown in FIG. 11, it can be seen that the relative luminance can be significantly improved by setting the average surface roughness of the dielectric layer 50A to 0.2 μm or less.
[0062]
The dielectric layer 50A is formed to have a volume resistivity of 1.0E + 12Ω · cm or more, more preferably 5.0E + 12Ω · cm or more. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the volume resistivity and the relative luminance on the screen. As shown in FIG. 12, when the volume resistivity of the dielectric layer 50A is less than 1.0E + 12Ω · cm, the dielectric layer 50A is charged by electron beam irradiation, but the charged electrons are easily removed. As a result, the lens strength of the electronic lens cannot be sufficiently achieved. Therefore, the effect of converging the electron beam cannot be sufficiently obtained, and the luminance cannot be sufficiently improved. On the other hand, by setting the volume resistivity of the dielectric layer 50A to 1.0E + 12 Ω · cm or more, it becomes possible to form an electron lens having a sufficient lens strength, and the relative luminance on the screen is drastically increased. It can be seen that it can be improved. Further, when the volume resistivity of the dielectric layer 50A exceeds 1.0E + 16Ω · cm, it is difficult to remove the charged electric charge and an afterimage phenomenon occurs.
[0063]
Next, a method of manufacturing the shadow mask in the method of manufacturing the color cathode ray tube configured as described above will be described.
First, as shown in FIG. 8, a rectangular plate-shaped mask base material (flat mask) 52 such as an invar material is prepared, and a large number of apertures 34 are formed in a region to be the perforated portion 20a as in the conventional case. .
[0064]
Subsequently, a stripe-shaped dielectric layer 50A is formed on both sides of each aperture row 19 on the surface of the mask base material 52 on the side of the electron gun structure. The dielectric layer 50A is formed by applying a paste containing a dielectric material in a predetermined pattern by, for example, a screen printing method and drying the paste.
[0065]
Subsequently, a stripe-shaped low-resistance layer 50B is formed on the dielectric layer 50A. The low-resistance layer 50B is formed by, for example, applying a paste containing a low-resistance material such as conductive glass containing a conductive component having a lower volume resistivity than the dielectric layer 50A by a screen printing method, and drying the paste. .
[0066]
Subsequently, the mask base material 52 on which the projecting portions 50 are formed by laminating the dielectric layer 50A and the low-resistance layer 50B is mounted on a press die, and press-formed at a temperature of 150 to 300 ° C. Thus, the shadow mask 12 having the desired shape of the mask main surface 20 and the skirt portion 18 is formed. During this press molding, a heat-resistant oil such as silicon is generally applied as a lubricant for extending the life of the mold. However, these lubricants are used to form the insulating material constituting the dried protrusion 50. It penetrates into layer 53 and inhibits sintering of the glass. For this reason, thermal decomposition is performed at a lower temperature than the binder in the insulating material layer on the entire surface of the perforated portion 20a of the mask base material 52 or only on the insulating material layer 53 as shown in FIG. It is desirable to apply an overcoat layer 54 made of resin and press-mold. As the overcoat material, a cellulose resin, an acrylic resin, or the like can be used.
[0067]
Subsequently, the binder in the insulating material layer 53 is burned off, and a debinding process is performed to thermally decompose the overcoat layer. Then, the entire shadow mask 12 is baked at about 500 to 650 ° C. Is sintered to form a dielectric layer 50, and the surface of the shadow mask is blackened.
[0068]
Through the above steps, a shadow mask 12 having a predetermined shape and having the stripe-shaped protrusions 50 on the surface on the electron gun structure side is obtained.
[0069]
According to such a manufacturing method, since the stripe-shaped protrusions 50 are formed before the mask base material 52 is formed into a curved surface, these protrusions 50 can be accurately formed at predetermined positions. . In addition, there is no positional deviation of the protruding portion 50 during press molding, and there is no positional deviation after molding. Therefore, the positional accuracy of the projection 50 finally formed can be sufficiently increased. Furthermore, by using screen printing, it is possible to easily control the formation position, width, height, and the like of the protrusion 50.
[0070]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, one protruding portion 50 is provided on each side of each opening row. However, as shown in FIG. A configuration in which the projecting portions 50 are arranged one by one may be adopted.
[0071]
According to such a configuration, it is possible to shorten the time for the protruding portion 50 to be charged and neutralized. That is, the electrons charged in the dielectric layer 50A of the protruding portion 50 must be removed immediately after the operation of the color cathode ray tube to shorten the afterimage time. Then, in order to increase the speed of the charge elimination, it is necessary to reduce the number of electrons on the dielectric layer 50 by immediately moving the electrons to the base material of the shadow mask 12 and the low-resistance layer 50B after the end of the electron beam collision. If the time required for static elimination is extremely long, an unnecessary afterimage is generated on the screen, which is not preferable.
[0072]
Therefore, when a plurality of protrusions 50 are provided on both sides of the aperture row as described above, the width, height, and the like of each dielectric layer 50A are compared with the case where only one protrusion 50 is provided. The same focusing action can be obtained even if is reduced. By reducing the width, height, and the like of each dielectric layer 50A, electrons charged on the surface of the dielectric layer 50A move on the surface to reach the shadow mask substrate and the low resistance layer. Is shortened, and as a result, it is possible to shorten the static elimination time. Therefore, generation of unnecessary afterimages can be reduced.
[0073]
The aperture formed in the shadow mask is not limited to a rectangular shape but may be a circular shape, and the phosphor layer on the phosphor screen side may be not only a stripe shape but also a dot shape. Further, the dielectric layer 50A may be provided on both sides of each opening 34 and arranged so as to form a quadrupole lens. The dielectric layer 50A is not limited to a stripe shape and is patterned into a desired shape such as an island shape or a dot shape. It is good also as a configuration. Similarly, the size and shape of each part described in the above-described embodiment are merely examples, and can be variously modified as needed.
[0074]
Further, in the present invention, the shadow mask serving as the color selection mechanism is not limited to a press-molding mask, but may be a tension-type mask that applies tension.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the focus characteristics of the electron beam over the entire area of the screen, and at the same time, to improve the luminance of the entire area of the screen. A method for manufacturing a tube can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a horizontal sectional view schematically showing a structure of a color cathode ray tube according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged plan view showing a part of a phosphor screen in the color cathode ray tube shown in FIG. 1;
3A is a perspective view schematically showing a structure of a shadow mask in the color cathode ray tube shown in FIG. 1, and FIG. 3B is an enlarged view of a part of the shadow mask. FIG.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a relationship between a shadow mask, a phosphor screen, and an electron beam.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing the structure of the surface of the shadow mask on which the projections are formed on the electron gun assembly side.
6A is a diagram showing a cross-sectional structure at the center of the perforated portion of the shadow mask, and FIG. 6B is a diagram showing a cross-sectional structure of the perforated portion of the shadow mask in the long axis direction. It is a figure showing a section structure.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a focused state of an electron beam passing through a central portion of a perforated portion of a shadow mask.
FIG. 8 is a plan view showing a mask base material used for manufacturing a shadow mask.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which an overcoat layer is formed on the surface of the mask substrate on the side of the electron gun structure in the manufacturing process of the shadow mask.
FIG. 10 is an enlarged sectional view showing a part of a shadow mask applicable to a color cathode ray tube according to a modification of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a relative intensity on a screen and an average surface roughness of a dielectric layer.
FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between a volume resistivity of a dielectric layer and a relative luminance on a screen.
[Explanation of symbols]
6 ... Phosphor screen
9 ... Electron gun assembly
10. Vacuum envelope
12 ... Shadow mask
19 ... row of apertures
20 ... Mask main surface
20a ... perforated part
34 ... opening
42R, 42G, 42B ... phosphor layer
50 ... projection
50A: dielectric layer
50B ... Low resistance layer
52 ... Mask base material

Claims

An envelope having a panel in which a phosphor screen is arranged on an inner surface,
An electron gun assembly disposed in the envelope and emitting an electron beam toward the phosphor screen;
A shadow mask, which is disposed to face the phosphor screen and has a plurality of openings for selecting an electron beam emitted from the electron gun structure,
With
On the surface of the shadow mask on the side of the electron gun structure, there are provided patterned protrusions located on both sides of the aperture and forming an electron lens that is charged by irradiation with an electron beam and acts on the electron beam. And
The protrusion is formed to have a dielectric layer and a low resistance layer having a lower volume resistivity than the dielectric layer and stacked on the dielectric layer. Color cathode ray tube.

The color cathode ray tube according to claim 1, wherein the low resistance layer is disposed so as to expose a part of the dielectric layer.

The color cathode ray tube according to claim 1, wherein the low resistance layer has a width equal to or smaller than a width of the dielectric layer.

The shadow mask has a plurality of aperture rows provided substantially in parallel,
2. The color cathode ray tube according to claim 1, wherein the projecting portion is formed in a stripe shape extending substantially parallel to the row of apertures.

2. The color cathode ray tube according to claim 1, wherein the thickness of the dielectric layer is 10 [mu] m or more and 30 [mu] m or less.

The color cathode ray tube according to claim 1, wherein the dielectric layer has an average surface roughness of 0.2 m or less.

2. The color cathode ray tube according to claim 1, wherein the dielectric layer has a dielectric constant of 3 or more.

The volume resistivity of the dielectric layer is 1.0E + 12 or more and 1.0E + 16 Ω · cm or less, and the volume resistivity of the low resistance layer is less than 1.0E + 12 Ω · cm. The color cathode ray tube as described.

The shadow mask has a substantially rectangular mask hole having a long axis and a short axis that are orthogonal to each other through the tube axis while the opening is formed,
Each of the aperture rows is formed by arranging a plurality of substantially rectangular apertures whose width direction is the major axis direction of the mask aperture section along the minor axis direction of the mask aperture section. The color cathode ray tube according to claim 4, wherein

10. The color cathode ray tube according to claim 9, wherein the phosphor screen includes a plurality of stripe-shaped phosphor layers extending substantially parallel to a short axis of the shadow mask.

The color cathode ray tube according to claim 4, wherein a plurality of the stripe-shaped protrusions are provided on both sides of each of the aperture rows.

The arrangement position of the protruding portion with respect to the aperture row is different between a central portion of the mask hole portion and a peripheral portion of the mask hole portion in the long axis direction. A color cathode ray tube according to claim 1.

The protruding portion provided in a peripheral portion of the mask perforated portion in the long axis direction is more protruded than a protruding portion provided in a central portion of the mask perforated portion, and is more proximate to the opening row than the central portion. 13. The color cathode ray tube according to claim 12, wherein the color cathode ray tube is arranged at a position corresponding to a center position.

The width of the protruding portion provided in the central portion of the mask perforated portion and the width of the protruding portion provided in the peripheral portion of the mask perforated portion in the long axis direction are different. The color cathode ray tube according to claim 1.

2. The color cathode ray tube according to claim 1, wherein the dielectric layer is formed of an insulating material containing glass as a main component.

16. The color cathode ray tube according to claim 15, wherein the dielectric layer is formed mainly of at least one of lithium-based alkali borosilicate glass, bismuth-based borosilicate glass, and lead glass.

The color cathode ray tube according to claim 1, wherein the low resistance layer is formed of a metallic material.

In a method of manufacturing a color cathode ray tube having a shadow mask having a plurality of openings for selecting an electron beam emitted from an electron gun assembly,
On the surface of the shadow mask on the side of the electron gun assembly, on both sides of the opening, a stripe-shaped protrusion that forms an electron lens that is charged by irradiation with an electron beam and acts on the electron beam,
A paste containing a dielectric material is applied in a stripe shape on both sides of each of the aperture rows on the surface of the plate-shaped mask substrate on which the aperture rows are formed, which is on the side of the electron gun structure, and dried. Form
A paste containing a low-resistance material having a lower volume resistivity than the dielectric layer is applied in a stripe shape on the dielectric layer and dried to form a low-resistance layer,
A method for manufacturing a color cathode ray tube, characterized by forming the dielectric layer and the low resistance layer by firing.