JP3388041B2 - カラーブラウン管用シャドウマスクおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラーブラウン管用
シャドウマスクに係り、特にディスプレー用カラーブラ
ウン管に有効なカラーブラウン管用シャドウマスクおよ
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラーブラウン管は、図１０に
示すように、パネル１およびこのパネル１に一体に接合
されたファンネル２からなる外囲器を有し、そのパネル
１の内面に、青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からな
る蛍光体スクリーン３が形成され、この蛍光体スクリー
ン３と所定間隔離れて、その内側にシャドウマスク４が
配置されている。一方、ファンネル２のネック５内に、
３電子ビーム６を放出する電子銃７が配設されている。
そして、この電子銃７から放出される３電子ビーム６を
ファンネル２の外側に装着された偏向装置８の発生する
磁界により偏向し、シャドウマスク４を介して蛍光体ス
クリーン３を水平、垂直走査することにより、カラー画
像を表示する構造に形成されている。

【０００３】上記シャドウマスク４は、３電子ビーム６
が３色蛍光体層に正しくランディングするように選別す
るためのものであり、図１１に示すように、マスク本体
１０とこのマスク本体１０の周辺部に取付けられたマス
クフレーム１１とからなる。そのマスク本体１０は、多
数の電子ビーム通過孔が所定の配列ピツチで形成された
有効面を有し、シャドウマスク４は、この有効面が蛍光
体スクリーンと所定間隔離れて対向するようにパネル１
の内側に配置されている。

【０００４】このようなカラーブラウン管のうち、特に
ディスプレー用カラーブラウン管については、シャドウ
マスク４の電子ビーム通過孔は円形状に形成され、これ
に対応して、蛍光体スクリーン３の３色蛍光体層は、円
形のドット状に形成されている。図１２にそのシャドウ
マスクの電子ビーム通過孔の断面形状を示す。一般にシ
ャドウマスクの電子ビーム通過孔１３は、蛍光体スクリ
ーンと対向する一方の面側に形成された大孔１４と他方
の面側（電子銃側）に形成された小孔１５が連通した傾
斜側壁をもつ連通孔からなり、その大孔１４と小孔１５
との連通部が実質的に電子ビーム通過孔１３の孔径、形
状を決定するものとなっている。

【０００５】このようなシャドウマスクを有するカラー
ブラウン管では、画面の中央に入射する電子ビーム６
は、シャドウマスク４の中央の電子ビーム通過孔１３を
垂直に横切るが、画面の周辺部になるにしたがって、電
子ビーム６は、シャドウマスク４の周辺部の電子ビーム
通過孔１３を斜めに横切るようになる。

【０００６】この電子ビーム通過孔１３を横切る電子ビ
ーム６がその側壁に衝突して蛍光体スクリーン方向に反
射することのないように、電子ビーム通過孔１３は、図
１１に点Ａ0 で示したシャドウマスク４の中央では、図
１３（ａ）および（ｂ）に示すように、大孔１４と小孔
１５とが同軸であるが、図１１に点ＡH で示した水平軸
（Ｈ軸）上の周辺部では、図１３（ｃ）および（ｄ）に
示すように、小孔１５に対して大孔１４が水平方向の外
側に偏心している。また図１１に点ＡV で示した垂直軸
（Ｖ軸）上の周辺部では、図１３（ｅ）に示すように、
小孔１５に対して大孔１４が垂直方向の外側に、また図
１１に点ＡD で示した対角軸（Ｄ軸）上の周辺部では、
図１３（ｆ）に示すように、小孔１５に対して大孔１４
が対角方向の外側に偏心している。つまり、シャドウマ
スクの電子ビーム通過孔は、電子ビームが電子ビーム通
過孔の側壁に衝突して蛍光体スクリーン方向に反射する
ことのないように、小孔１５に対して大孔１４が電子ビ
ームの偏向方向に偏心している。

【０００７】ところで、ディスプレー用カラーブラウン
管については、近年、高精細化、高輝度化、フラット化
などにより、シャドウマスクの電子ビーム通過孔を横切
る電子ビームの角度が一段と大きくなり、それにともな
い、小孔に対する大孔のより大きな偏心、あるいは大孔
をより大きくする必要が生じている。

【０００８】しかしシャドウマスクの電子ビーム通過孔
は、フォトエッチング法により形成され、エッチング
は、板状部材の板厚方向に大きく進行するため、小孔に
対する大孔の偏心量が大きくなると、図１４に示すよう
に、実質的に電子ビーム通過孔の孔径、形状を決定する
大孔１４と小孔１５の連通部１６が円形とならず、また
連通部の形状が安定せず、孔形状不良が多発するように
なる。また図１５に示すように、大孔１４を大きくする
と、隣接電子ビーム通過孔の大孔１４間の間隔ｂが狭く
なり、シャドウマスクの機械的強度が低下する。その結
果、変形や、耐衝撃、耐振動特性が劣化し、実用に耐え
られなくなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにカラーブ
ラウン管においては、画面の中央に入射する電子ビーム
は、シャドウマスクの中央の電子ビーム通過孔を垂直に
横切るが、画面の周辺部に近づくにしたがって電子ビー
ムは、周辺部の電子ビーム通過孔を斜めに横切るように
なる。そのため、シャドウマスクの電子ビーム通過孔
は、電子ビームがその側壁に衝突して蛍光体スクリーン
方向に反射することのないように、シャドウマスクの中
央では、一方の面側の大孔と他方の面側の小孔とが同軸
に形成されているが、周辺部に近づくにしたがって、小
孔に対して大孔を偏向方向の外側に大きく偏心させてい
る。この小孔に対する大孔の偏心は、特に近年、高精細
化、高輝度化、フラット化したディスプレー用カラーブ
ラウン管では、シャドウマスクの電子ビーム通過孔を横
切る電子ビームの角度がさらに大きくなるため、それに
ともない、小孔に対する大孔のより大きな偏心、あるい
は大孔をより大きくする必要が生じている。

【００１０】しかし小孔に対する大孔の偏心量が大きく
なると、シャドウマスクの電子ビーム通過孔を形成する
エッチングが板状部材の板厚方向に大きく進行するた
め、実質的に電子ビーム通過孔の孔径、形状を決定する
大孔と小孔との連通部が円形とならず、また連通部の形
状が安定せず、孔形状不良が多発するようになる。また
大孔を大きくすると、隣接電子ビーム通過孔の大孔間の
間隔が狭くなり、シャドウマスクの機械的強度が低下し
て、実用に耐えられなくなるなどの問題が生ずる。

【００１１】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、実質的に電子ビーム通過孔の形状
を決定する大孔と小孔との連通部が円形をなし、かつ電
子ビーム通過孔を斜めに横切る電子ビームが電子ビーム
通過孔の側壁に衝突せず、しかも十分に機械的強度を保
持するシャドウマスクを得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】板状部材に所定の配列ピ
ッチで形成された多数の電子ビーム通過孔が板状部材の
一方の面側に形成された大孔と他方の面側に形成された
小孔とからなるカラーブラウン管用シャドウマスクにお
いて、電子ビーム通過孔を、大孔がシャドウマスクの中
央から周辺に近づくにしたがって電子ビームの偏向方向
を長径としかつこの長径が電子ビームの偏向角にしたが
って大きくなるピーナッツ形状またはだるま形状をな
し、小孔が円形状をなし、この小孔の中心が大孔の長軸
上に位置する形状とした。

【００１３】また、板状部材に所定の配列ピッチで形成
された多数の電子ビーム通過孔が板状部材の一方の面側
に形成された大孔と他方の面側に形成された小孔とから
なるカラーブラウン管用シャドウマスクにおいて、電子
ビーム通過孔は、大孔がシャドウマスクの中央から周辺
に近づくにしたがって電子ビームの偏向方向を長径とし
かつこの長径が電子ビームの偏向角にしたがって大きく
なる小判形状をなす重なり合った少なくとも２つの円形
孔からなり、この電子ビーム通過孔の小孔が２つの円形
孔のうちシャドウマスクの中央側に位置する円形孔の大
孔と同軸に形成した。

【００１４】また、板状部材の両面に感光膜を塗布形成
し、この両面の感光膜をそれぞれ大孔用パターンの形成
された第１フォトマスクおよび小孔用パターンの形成さ
れた第２フォトマスクを介して露光し現像して両面の感
光膜にそれぞれ各フォトマスクのパターンに対応するパ
ターンからなるレジスト膜を形成し、このレジスト膜の
形成された板状部材を両面からエッチングしてこの板状
部材の一方の面側に大孔、他方の面側に小孔を形成して
電子ビーム通過孔を形成するカラーブラウン管用シャド
ウマスクの製造方法において、第１フォトマスクの大孔
用パターンを、電子ビームの偏向方向に電子ビームの偏
向角に対応する間隔だけ円形ドットの中心位置をずらし
て２度打ちし、互いの円形ドットが部分的に重なり合う
かまたは離間したパターンとし、第２フォトマスクの小
孔用パターンを円形とし、これら第１、第２フォトマス
クを用いて板状部材に電子ビーム通過孔を形成するよう
にした。

【００１５】また、そのカラーブラウン管用シャドウマ
スクの製造方法において、第１フォトマスクの大孔用パ
ターンを、電子ビームの偏向方向に電子ビームの偏向角
に対応する間隔だけ円形ドットの中心位置をずらして２
度打ちしてピーナッツ形状に形成した。

【００１６】さらに、第１フォトマスクの大孔用パター
ンを、電子ビームの偏向方向に電子ビームの偏向角に対
応する間隔だけ相対的に径大な円形ドットと相対的に径
小の円形ドットとを離間して２度打ちしてだるま形状に
形成した。

【００１７】さらにまた、第２フォトマスクの小孔用パ
ターンを、第１フォトマスクの大孔用パターンの２度打
ちされる円形ドットのうち、第１フォトマスクの中央側
の円形ドットと同軸の円形に形成した。

【００１８】

【作用】上記形状に電子ビーム通過孔を形成すると、実
質的に電子ビーム通過孔の孔径、形状を決定する大孔と
小孔との連通部を円形とし、かつ電子ビーム通過孔を斜
めに横切る電子ビームが電子ビーム通過孔の側壁に衝突
して生ずる蛍光体スクリーン方向への反射を防止し、し
かも隣接電子ビーム通過孔の大孔間の間隔を狭くするこ
とがなく、したがってシャドウマスクの機械的強度の低
下を防止することができる。

【００１９】また、上記方法により電子ビーム通過孔を
形成すると、実質的に電子ビーム通過孔の孔径、形状を
決定する大孔と小孔との連通部を円形とし、かつ電子ビ
ーム通過孔を斜めに横切る電子ビームが電子ビーム通過
孔の側壁に衝突して生ずる蛍光体スクリーン方向への反
射を防止し、しかも隣接電子ビーム通過孔の大孔との間
隔を狭くすることなく、十分な機械的強度をもつシャド
ウマスクを安定に製造することができる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。

【００２１】図１にその一実施例であるカラーブラウン
管用シャドウマスクを示す。このシャドウマスクは、マ
スク本体２０とこのマスク本体２０の周辺部に形成され
たスカート部に取付けられたマスクフレーム２１とから
なり、マスク本体２０の蛍光体スクリーンと対向する有
効面２２に、多数の電子ビーム通過孔が所定の配列ピッ
チで形成されている。

【００２２】上記各電子ビーム通過孔は、蛍光体スクリ
ーンと対向する一方の面側に形成された大孔と他方の面
側に形成された小孔が連通した連通孔からなる。特にこ
の例のシャドウマスクにおいては、図２に示すように、
小孔２４は、有効面の全面にわたり円形状である。一
方、大孔２５は、有効面上の位置によって異なり、シャ
ドウマスクの中央では円形状であるが、中央から周辺に
近づくにしたがって電子ビームの偏向方向を長径とし、
この長径が電子ビームの偏向角にしたがって大きくなる
ピーナッツ形状をなす。そして小孔２４の中心軸がこの
大孔２５の長軸上に位置する形状に形成されている。特
に図示例では、小孔２４の中心軸がピーナッツ形状をな
す大孔２５の偏向方向内側、すなわちシャドウマスクの
中央側の円形孔の中心軸と一致する位置に形成されてい
る。

【００２３】すなわち、図２（ａ）および（ｂ）に示し
たように、大孔２５は、図１に点Ａ0 で示したマスク本
体２０の中央では、その中心軸Ｃl が小孔２４の中心軸
Ｃsと一致した円形状であるが、水平軸（Ｈ軸）上で
は、水平方向周辺に近づくにしたがって水平方向を長径
とし、その長径が電子ビームの水平偏向の偏向角にした
がって大きくなり、図１に点ＡH で示したマスク本体２
０の水平軸上の周辺部の電子ビーム通過孔について図２
（ｃ）および（ｄ）に示したように、２つのほぼ同一大
きさの円形孔が水平方向にずれたピーナッツ形状をな
す。そして小孔２４は、その中心軸Ｃs が大孔２５の偏
向方向内側の円形孔の中心軸と一致する位置に形成さ
れ、この小孔２４の中心軸Ｃs に対して大孔２５の中心
軸Ｃl は、水平方向すなわち大孔２５の長径方向にずれ
ている。

【００２４】また垂直軸（Ｖ軸）上では、垂直方向周辺
に近づくにしたがって垂直方向を長径とし、その長径が
電子ビームの垂直偏向の偏向角にしたがって大きくな
り、図１に点ＡV で示したマスク本体２０の垂直軸の周
辺部の電子ビーム通過孔については、図２（ｅ）に示し
たように、２つのほぼ同一大きさの円形孔が垂直方向に
ずれたピーナッツ形状をなす。そして上記水平軸上の場
合と同様に、小孔２４は、その中心軸が大孔２５の偏向
方向内側の円形孔の中心軸と一致する位置に形成され、
この小孔２４の中心軸に対して大孔２５の中心軸は、垂
直方向すなわち大孔２５の長径方向にずれている。

【００２５】また対角軸（Ｄ軸）上では、同様に対角方
向周辺に近づくにしたがって対角方向を長径とし、その
長径が電子ビームの水平、垂直偏向の偏向角にしたがっ
て大きくなり、図１に点ＡD で示したマスク本体２０の
対角軸の周辺部の電子ビーム通過孔については、図２
（ｆ）に示したように、２つのほぼ同一大きさの円形孔
が対角方向にずれたピーナッツ形状をなす。そして小孔
２４は、その中心軸が大孔２５の偏向方向内側の円形孔
の中心軸と一致する位置に形成され、この小孔２４の中
心軸に対して大孔２５の中心軸は、対角方向すなわち大
孔２５の長径方向にずれている。

【００２６】このようなシャドウマスクの電子ビーム通
過孔は、従来のシャドウマスクと同様にフォトエッチン
グ法により形成される。

【００２７】すなわち、図３（ａ）に示すように、金属
板からなる板状部材２７の両面に感光剤を塗布し乾燥し
て感光膜２８を形成する。つぎに同（ｂ）に示すよう
に、その両面の感光膜２８に後述する大孔用パターンお
よび小孔用パターンの形成された第１、第２フォトマス
ク２９a ，２９b からなる一対のネガ原版を密着して露
光し、両面の感光膜２８に各フォトマスク２９a ，２９
b のパターンを焼付ける。つぎに上記両面の感光膜２８
を温水で現像して未感光部を除去し、同（ｃ）に示すよ
うに、板状部材２７の両面に各フォトマスクのパターン
に対応して、電子ビーム通過孔形成部分を露出部とする
レジスト膜３０a ，３０b を形成する。その後、このレ
ジスト膜３０a ，３０b の形成された板状部材２７のレ
ジスト膜３０a の形成された一方の面に保護フィルム
（図示せず）を貼着して、レジスト膜３０b の形成され
た他方の面をエッチングし、同（ｄ）に示すように、他
方の面に小孔２４を形成する。つぎにこの小孔２４の形
成された他方の面に腐蝕防止剤（図示せず）を塗布し、
さらに上記一方の面に貼着されている保護フィルムを剥
離して、この一方の面をエッチングし、同（ｅ）に示す
ように、一方の面に上記小孔２４に連通する大孔２５を
形成する。その後、板状部材２７の両面に残存するレジ
スト膜３０a ，３０b を剥離して、平坦なフラットマス
クを得る。

【００２８】マスク本体は、その後、この平坦なフラッ
トマスクを所定形状にプレス成形することにより製造さ
れる。

【００２９】なお、上記製造方法は、板状部材を片面づ
つエッチングするいわゆる２段エッチング法であるが、
このシャドウマスクは、板状部材の両面を同時にエッチ
ングする同時エッチング法でも製造することができる。

【００３０】つぎに、上記一対のネガ原版の第１、第２
フォトマスク２９a ，２９b の製作法について説明す
る。

【００３１】この一対のネガ原版の各フォトマスク２９
a ，２９b は、それぞれフォトプロッターにより製作さ
れる。その第２フォトマスク２９b の小孔用パターンに
ついては、従来のフォトマスクの小孔用パターンと同様
に、シャドウマスクのデザインに応じてサイドエッチン
グ量を加味した大きさの小孔用円形ドットを所定ピッチ
でプロットすることにより製作される。

【００３２】第１フォトマスク２９ａについては、同じ
くサイドエッチング量を加味した大きさの大孔用円形ド
ットを２度プロット（重ね打ち）することにより製作さ
れる。すなわち、図４（ａ）に示すように、第１フォト
マスクの中央の大孔用パターン３２ａは、小孔用フォト
マスクの中央の小孔用パターン３２ｂと一致する位置に
大孔用円形ドットを１度プロットすることにより得られ
るが、中央以外の大孔用パターンについては、小孔用フ
ォトマスクの小孔用円形パターンと一致する位置に、第
１ドットをプロットし、ついで電子ビームの偏向方向に
電子ビームの偏向角にしたがって所定量ずらして第２ド
ットを重ね打ちすることにより製作される。図４
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ図２（ｃ）、
（ｅ）、（ｆ）に示した水平軸、垂直軸、対角軸上周辺
部の電子ビーム通過孔に対応するパターンを示したもの
である。これら大孔用パターン３２ａは、電子ビームの
偏向方向を長径とするピーナッツ形状に形成され、その
大孔用パターン３２ａの２個の円形ドットの中心を通る
長径の方向および長さは、プロットする位置により異な
っている。

【００３３】なお、図４では、大孔用パターン３２a と
小孔用パターン３２b とが１つの図面に描かれている
が、これは、パターンの相対位置を示したものであり、
実際は、別々に形成されている。

【００３４】上記第１フォトマスクの製作については、
プロットする円形ドットの径Ｄｘｙ、第１ドットの中心
と第２ドットの中心とのずれ量Δｘｙは、それぞれ第１
ドットをプロットする位置座標（マスク本体の電子ビー
ム通過孔の位置座標）ｘ，ｙによって変化し、 Ｄｘｙ＝Ｄ0 −Ａ・ｆ（ｘ，ｙ） Δｘｙ＝Δ00＋Ｂ・ｇ（ｘ，ｙ） で表されるものとなっている。ただし、Ｄ0はフォトマ
スクの中央の大孔用ドットの径、Δ00はフォトマスクの
中央での第１ドットと第２ドットとのずれ量であり、こ
の例のフォトマスクでは、 Δ00＝０ ｇ（ｘ，ｙ）＝ｇ（０，０）＝０ である。

【００３５】一具体例として、図４（ａ）乃至（ｄ）に
示したように、小孔用フォトマスクの小孔用ドットの径
ｄｓを、 ｄｓ＝９０μｍ とし、大孔用フォトマスクの中央における大孔用ドット
の径ｄｃｌを、 ｄｃｌ＝１６０μｍ とし、水平軸周辺における大孔用ドットの長径（水平方
向径）および短径（垂直方向径）ｄHl、ｄHs、垂直軸周
辺における長径（垂直方向径）および短径（水平方向
径）ｄVl、ｄVs、対角軸周辺における長径（対角方向
径）および短径ｄDl、ｄDsを、それぞれ ｄHl＝１７０μｍ ｄHs＝１１５μｍ ｄVl＝１７０μｍ ｄVs＝１２５μｍ ｄDl＝１７０μｍ ｄDs＝１１０μｍ とした場合、図２（ａ）乃至（ｆ）に示したマスク本体
の中央の大孔径をＤｃ、水平軸上の周辺部における大孔
の長径（水平方向径）および短径（垂直方向径）ＤHl、
ＤHs、垂直軸上の周辺部における長径（垂直方向径）お
よび短径（水平方向径）ＤVl、ＤVs、対角軸上の周辺部
における長径（対角方向径）および短径ＤDl、ＤDsが、
それぞれ Ｄｃ＝２５０μｍ ＤHl＝２６０μｍ ＤHs＝２０５μｍ ＤVl＝２５０μｍ ＤVs＝２１０μｍ ＤDl＝２６０μｍ ＤDs＝２０５μｍ となり、実質的に電子ビーム通過孔の孔形状を決定する
大孔と小孔との連通部の孔径が有効面全面にわたり直径
１２５μｍの円形であるシャドウマスクを製造すること
ができた。

【００３６】ところで、上記のようにシャドウマスクの
電子ビーム通過孔を、シャドウマスクの中央から周辺に
近づくにしたがって電子ビームの偏向方向を長径とし、
かつその長径が電子ビームの偏向角にしたがって大きく
なるピーナッツ形状の大孔２５とこの大孔２５の長径上
に中心が位置する小孔２４とで構成すると、実質的に電
子ビーム通過孔の孔形状を決定する大孔２５と小孔２４
との連通部の孔形状を円形とし、かつ偏向により電子ビ
ーム通過孔を斜めに横切る電子ビームの電子ビーム通過
孔側壁への衝突をなくすことができる。また図５に示す
ように、マスク本体の周辺部での大孔２５の短径方向に
隣接する大孔２５間の間隔ｂを、図１５に示した従来の
シャドウマスクでの間隔ｂにくらべて大きくすることが
でき、シャドウマスクの機械的強度を十分な大きさにす
ることができる。

【００３７】すなわち、このシャドウマスクを所定形状
に成形し、カラーブラウン管に組込んで評価した結果、
成形工程での成形性、成形品位がともに良好であり、カ
ラーブラウン管組立工程での変形がなく、画面全面にわ
たり変形による色純度の劣化をおこさないカラーブラウ
ン管とすることができた。またカラーブラウン管に加わ
る衝撃や振動に対しても変形せず、良好な画像品位を保
持することができた。さらに画面周辺部においても、電
子ビーム通過孔側壁での反射による画面品位の劣化がお
こらないカラーブラウン管とすることができた。

【００３８】また、板状部材の両面に形成した感光膜を
露光するとき、電子ビームの偏向方向に電子ビームの偏
向角にしたがって円形ドットをずらして２度重ね打ちし
て大孔用パターンをピーナッツ形状とした第１フォトマ
スク２９a と小孔用パターンを円形とした第２フォトマ
スク２９b を用いると、実質的に電子ビーム通過孔の孔
形状を決定する大孔と小孔との連通部の孔形状を円形と
し、かつ電子ビーム通過孔を斜めに横切る電子ビームが
電子ビーム通過孔の側壁に衝突して生ずる蛍光体スクリ
ーン方向への反射を防止し、しかも隣接電子ビーム通過
孔の大孔２５間の間隔ｂを広くでき、十分な機械的強度
をもつシャドウマスクを容易かつ安定に製造することが
できるなどの効果が得られる。

【００３９】なお、上記実施例では、シャドウマスクの
大孔をピーナッツ形状としたが、この大孔の形状は、大
孔用フォトマスクの２個のドットのずれ量が小さい場合
やシャドウマスクを製作するときのエッチング量が多い
ときは、小判形状となる。

【００４０】また、上記実施例では、蛍光体スクリーン
と対向する一方の面側の大孔を電子ビームの偏向方向に
ずれた２つのほぼ同一大きさの円形孔で構成したが、図
６に異なる大きさの円形孔で構成した大孔形状を示す。
すなわち、この例のシャドウマスクの電子ビーム通過孔
は、一方の面側の大孔２５を相対的に径大な円形孔３４
とこの円形孔３４に対して電子ビームの偏向方向外側に
ずれた相対的に径小の円形孔３５とからなるだるま形状
とし、この大孔２５の長軸上に他方の面側の小孔２４が
位置する形状に形成したものである。特に図示例では、
小孔２４の中心軸が大孔２５の径大な円形孔３４の中心
軸と一致する位置に形成されている。

【００４１】このシャドウマスクの電子ビーム通過孔
も、図６（ａ）および（ｂ）に示したように、大孔２５
は、マスク本体の中央では、その中心軸Ｃｌが小孔２４
の中心軸Ｃｓと一致した円形状であるが、水平軸上で
は、水平方向周辺に近づくにしたがって水平方向を長径
とし、その長径が電子ビームの水平偏向の偏向角にした
がって大きくなり、マスク本体の水平軸上の周辺部の電
子ビーム通過孔については、図６（ｃ）および（ｄ）に
示したように、相対的に径大な円形孔３４に対して相対
的に径小な円形孔３５が水平方向にずれただるま形状を
なす。そして小孔２４は、その中心軸Ｃｓが大孔２５の
偏向方向内側の相対的に径大な円形孔３４の中心軸と一
致する位置に形成され、この小孔２４の中心軸Ｃｓに対
して大孔２５の中心軸Ｃｌは、水平方向すなわちこの大
孔２５の長径方向にずれている。

【００４２】また垂直軸上では、垂直方向周辺に近づく
にしたがって垂直方向を長径とし、その長径が電子ビー
ムの垂直偏向の偏向角にしたがって大きくなり、マスク
本体の垂直軸の周辺部の電子ビーム通過孔については、
図６（ｅ）に示したように、相対的に径大な円形孔３４
に対して相対的に径小な円形孔３５が垂直方向にずれた
だるま形状をなす。そして上記水平軸上の場合と同様
に、小孔２４は、その中心軸が大孔２５の偏向方向内側
の相対的に径大な円形孔３４の中心軸と一致する位置に
形成され、この小孔２４の中心軸に対して大孔２５の中
心軸は、垂直方向すなわち大孔２５の長径方向にずれて
いる。

【００４３】また対角軸上では、同様に対角方向周辺に
近づくにしたがって対角方向を長径とし、その長径が電
子ビームの水平、垂直偏向の偏向角にしたがって大きく
なり、マスク本体の対角軸の周辺部の電子ビーム通過孔
については、図６（ｆ）に示したように、相対的に径大
な円形孔３４に対して相対的に径小な円形孔３５が対角
方向にずれただるま形状をなす。そして小孔２４は、そ
の中心軸が大孔２５の偏向方向内側の相対的に径大な円
形孔３４の中心軸と一致する位置に形成され、この小孔
２４の中心軸に対して大孔２５の中心軸は、対角方向す
なわち大孔２５の長径方向にずれている。

【００４４】このようなシャドウマスクの電子ビーム通
過孔は、前記実施例のシャドウマスクと同様にフォトエ
ッチング法により、板状部材の一方の面に形成される大
孔２５に対応する大孔用パターンの形成された第１フォ
トマスク、および板状部材の他方の面に形成される小孔
２４に対応する小孔用パターンの形成された第２フォト
マスクを用いて形成される。

【００４５】そのフォトマスクは、第２フォトマスクに
ついては、従来のフォトマスクの小孔用パターンと同様
に、シャドウマスクのデザインに応じてサイドエッチン
グ量を加味した大きさの小孔用円形ドットを所定ピッチ
でプロットすることにより製作される。第１フォトマス
クについては、同じくサイドエッチング量を加味した大
きさの相対的に径大な円形ドットと相対的に径小の円形
ドットを重ね打ちすることにより製作される。

【００４６】すなわち、図７（ａ）に示すように、第１
フォトマスクの中央の大孔用パターン３２ａは、小孔用
フォトマスクの中央の小孔用パターンと一致する位置に
相対的に径大な円形ドット３６ａを１度プロットするこ
とにより得られるが、中央以外の大孔用パターンについ
ては、小孔用フォトマスクの小孔用円形パターンと一致
する位置に、相対的に径大な円形ドット３６ａ（第１ド
ット）をプロットし、ついで電子ビームの偏向方向に電
子ビームの偏向角に対応した間隔だけずらして相対的に
径小の円形ドット３６ｂ（第２ドット）を重ね打ちする
ことにより製作される。図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
は、それぞれ図６（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）に示した水平
軸、垂直軸、対角軸上周辺部の電子ビーム通過孔に対応
するパターンを示したものである。これら大孔用パター
ン３２ａは、電子ビームの偏向方向に大小２個の円形ド
ット３６ａ，３６ｂが離間して形成され、その大孔用パ
ターン３２ａの２個の円形ドット３６ａ，３６ｂの中心
を通る長径は、プロットする位置により異なる。また円
形ドット３６ａの中心は、図示しない小孔用円形パター
ンの円形ドットの中心と一致する位置となっている。

【００４７】なお、この相対的に径大な円形ドット３６
ａに対する相対的に径小の円形ドット３６ｂのずれ量お
よび角度は、図８に示すように、径大な円形ドット３６
ａと径小の円形ドット３６ｂとの間隔Ｌを偏向角に応じ
て調整し、かつ径大な円形ドット３６ａを中心にして径
小の円形ドット３６ｂを電子ビームの偏向方向と一致す
る角度だけ回転することにより得られる。

【００４８】ところで、上記のようにシャドウマスクの
電子ビーム通過孔を、シャドウマスクの中央から周辺に
近づくにしたがって電子ビームの偏向方向を長径とし、
かつその長径が電子ビームの偏向角にしたがって大きく
なるだるま形状の大孔２５とこの大孔２５の長径上に中
心が位置する小孔２４とで構成すると、前記実施例より
も、実質的に電子ビーム通過孔の孔形状を決定する大孔
２５と小孔２４との連通部を良好な円形にすることがで
き、かつ偏向により電子ビーム通過孔を斜めに横切る電
子ビームの電子ビーム通過孔側壁への衝突を有効になく
すことができる。しかも図９に示すように、マスク本体
の周辺部での大孔２５の隣接する大孔２５間の間隔も、
相対的に径小の円形孔３５間の間隔ｃが、図５に示した
前記実施例のシャドウマスクでの間隔ｂにくらべて大き
くすることができ、シャドウマスクの機械的強度をより
大きくすることができる。その結果、シャドウマスクの
変形による色純度の劣化をおこさず、また衝撃や振動に
対しても変形せず、良好な画像品位を保持するカラーブ
ラウン管とすることができる。

【００４９】

【発明の効果】板状部材の一方の面側に形成された大孔
と他方の面側に形成された小孔とからなる電子ビーム通
過孔を、大孔がシャドウマスクの中央から周辺に近づく
にしたがって電子ビームの偏向方向を長径としこの長径
が電子ビームの偏向角にしたがって大きくなるピーナッ
ツ形状または小判形状またはだるま形状をなし、小孔が
円形状をなし、この小孔の中心が大孔の長軸上に位置す
る形状に形成すると、実質的に電子ビーム通過孔の孔形
状を決定する大孔と小孔との連通部を円形とすることが
でき、また電子ビーム通過孔を斜めに横切る電子ビーム
が電子ビーム通過孔の側壁に衝突して生ずる蛍光体スク
リーン方向への反射を防止でき、かつ隣接電子ビーム通
過孔の大孔との間隔を広くすることができ、したがって
シャドウマスクの機械的強度の低下を防止することがで
きる。

【００５０】また、シャドウマスクを製作するとき、電
子ビームの偏向方向に電子ビームの偏向角にしたがって
ほぼ同一大きさの円形ドットをずらして２度重ね打ちし
て大孔用パターンを、ピーナッツ形状とするか、あるい
は相対的に径大なドットと相対的に径小のドットとをず
らして２度打ちして大孔用パターンをだるま形状とした
第１フォトマスクと小孔用パターンを円形とした第２フ
ォトマスクを用いて板状部材に電子ビーム通過孔を形成
すると、実質的に電子ビーム通過孔の孔形状を決定する
大孔と小孔との連通部を円形とし、電子ビーム通過孔を
斜めに横切る電子ビームが電子ビーム通過孔の側壁に衝
突して生ずる蛍光体スクリーン方向への反射を防止し、
かつ隣接電子ビーム通過孔の大孔との間隔を広くするこ
とができ、十分な機械的強度をもつシャドウマスクを安
定に製造することができる。

【００５１】特に大孔用パターンをだるま形状とした第
１フォトマスクと小孔用パターンを円形とした第２フォ
トマスクを用いると、大孔と小孔との連通部が良好な円
形となり、かつ十分な機械的強度をもつシャドウマスク
を極めて安定に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のシャドウマスクを説明するための平
面図である。

【図２】図２（ａ）はその電子ビーム通過孔の一方の面
側の大孔がピーナッツ形状をなすマスク本体の中央の電
子ビーム通過孔を示す平面図、図２（ｂ）はその断面
図、図２（ｃ）は水平軸上の周辺部における電子ビーム
通過孔を示す平面図、図２（ｄ）はその断面図、図２
（ｅ）は垂直軸上の周辺部における電子ビーム通過孔を
示す平面図、図２（ｆ）は対角軸上の周辺部における電
子ビーム通過孔を示す平面図である。

【図３】図３（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ上記シャドウ
マスクの製造方法を説明するための図である。

【図４】図４（ａ）はマスク本体の製造に用いられるフ
ォトマスクの中央のパターンを示す図、図４（ｂ）は水
平軸上の周辺部のパターンを示す図、図４（ｃ）は垂直
軸上の周辺部のパターンを示す図、図４（ｄ）は対角軸
上の周辺部のパターンを示す図である。

【図５】上記大孔がピーナッツ形状をなすシャドウマス
クの電子ビーム通過孔の間隔を説明するための図であ
る。

【図６】図６（ａ）はシャドウマスクの電子ビーム通過
孔の一方の面側の大孔がだるま形状をなすマスク本体の
中央の電子ビーム通過孔を示す平面図、図６（ｂ）はそ
の断面図、図６（ｃ）は水平軸上の周辺部における電子
ビーム通過孔を示す平面図、図６（ｄ）はその断面図、
図６（ｅ）は垂直軸上の周辺部における電子ビーム通過
孔を示す平面図、図６（ｆ）は対角軸上の周辺部におけ
る電子ビーム通過孔を示す平面図である。

【図７】図６に示したシャドウマスクの電子ビーム通過
孔を形成するための大孔用パターンを示し、図７（ａ）
はそのマスク本体の製造に用いられるフォトマスクの中
央のパターンを示す図、図７（ｂ）は水平軸上の周辺部
のパターンを示す図、図７（ｃ）は垂直軸上の周辺部の
パターンを示す図、図７（ｄ）は対角軸上の周辺部のパ
ターンを示す図である。

【図８】上記フォトマスクの製作方法を説明するための
図である。

【図９】上記大孔がだるま形状をなすシャドウマスクの
電子ビーム通過孔の間隔を説明するための図である。

【図１０】カラーブラウン管の構成を示す図である。

【図１１】図１１（ａ）はそのシャドウマスクの構成を
示す平面図、図１１（ｂ）はその断面図である。

【図１２】その電子ビーム通過孔の基本形状を示す断面
図である。

【図１３】図１３（ａ）は従来のシャドウマスクのマス
ク本体の中央の電子ビーム通過孔を示す平面図、図１３
（ｂ）はその断面図、図１３（ｃ）は水平軸上の周辺部
における電子ビーム通過孔を示す平面図、図１３（ｄ）
はその断面図、図１３（ｅ）は垂直軸上の周辺部におけ
る電子ビーム通過孔を示す平面図、図１３（ｆ）は対角
軸上の周辺部における電子ビーム通過孔を示す平面図で
ある。

【図１４】上記従来のシャドウマスクの電子ビーム通過
孔の大孔と小孔との連通部の形状を示す図である。

【図１５】上記従来のシャドウマスクの電子ビーム通過
孔の間隔を説明するための図である。

【符号の説明】

２０…マスク本体 ２２…有効面 ２４…小孔 ２５…大孔 ２７…板状部材 ２８…感光膜 ２９a …第１フォトマスク ２９b …第２フォトマスク ３０a ，３０b …レジスト膜 ３２a …大孔用パターン ３２b …小孔用パターン ３４…相対的に径大な円形孔 ３５…相対的に径小な円形孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−10335（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−2697（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 29/07 H01J 9/14

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状部材に所定の配列ピッチで形成され
   た多数の電子ビーム通過孔が上記板状部材の一方の面側
   に形成された大孔と他方の面側に形成された小孔とから
   なるカラーブラウン管用シャドウマスクにおいて、 上記電子ビーム通過孔は、大孔がシャドウマスクの中央
   から周辺に近づくにしたがって電子ビームの偏向方向を
   長径としかつこの長径が電子ビームの偏向角にしたがっ
   て大きくなるピーナッツ形状またはだるま形状をなし、
   上記小孔が円形状をなし、この小孔の中心が上記大孔の
   長軸上に位置する形状に形成されていることを特徴とす
   るカラーブラウン管用シャドウマスク。
2. 【請求項２】 板状部材に所定の配列ピッチで形成され
   た多数の電子ビーム通過孔が上記板状部材の一方の面側
   に形成された大孔と他方の面側に形成された小孔とから
   なるカラーブラウン管用シャドウマスクにおいて、上記電子ビーム通過孔は、大孔がシャドウマスクの中央
   から周辺に近づくにしたがって電子ビームの偏向方向を
   長径としかつこの長径が電子ビームの偏向角にしたがっ
   て大きくなる小判形状をなす 重なり合った少なくとも２
   つの円形孔からなり、この電子ビーム通過孔の小孔が上
   記２つの円形孔のうちシャドウマスクの中央側に位置す
   る円形孔の大孔と同軸に形成されていることを特徴とす
   るカラーブラウン管用シャドウマスク。
3. 【請求項３】 板状部材の両面に感光膜を塗布形成し、
   この両面の感光膜をそれぞれ大孔用パターンの形成され
   た第１フォトマスクおよび小孔用パターンの形成された
   第２フォトマスクを介して露光し現像して上記両面の感
   光膜にそれぞれ上記各フォトマスクのパターンに対応す
   るパターンからなるレジスト膜を形成し、このレジスト
   膜の形成された板状部材を両面からエッチングしてこの
   板状部材の一方の面側に大孔、他方の面側に小孔を形成
   して電子ビーム通過孔を形成するカラーブラウン管用シ
   ャドウマスクの製造方法において、 上記第１フォトマスクの大孔用パターンを、電子ビーム
   の偏向方向に電子ビームの偏向角に対応する間隔だけ円
   形ドットの中心位置をずらして２度打ちし、互いの円形
   ドットが部分的に重なり合うかまたは離間したパターン
   とし、上記第２フォトマスクの小孔用パターンを円形と
   し、これら第１、第２フォトマスクを用いて上記板状部
   材に上記電子ビーム通過孔を形成することを特徴とする
   カラーブラウン管用シャドウマスクの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のカラーブラウン管用シャ
   ドウマスクの製造方法において、 第１フォトマスクの大孔用パターンを、電子ビームの偏
   向方向に電子ビームの偏向角に対応する間隔だけ円形ド
   ットの中心位置をずらして２度打ちしてピーナッツ形状
   に形成することを特徴とするカラーブラウン管用シャド
   ウマスクの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項３記載のカラーブラウン管用シャ
   ドウマスクの製造方法において、 第１フォトマスクの大孔用パターンを、電子ビームの偏
   向方向に電子ビームの偏向角に対応する間隔だけ相対的
   に径大な円形ドットと相対的に径小の円形ドットとを離
   間して２度打ちしてだるま形状に形成することを特徴と
   するカラーブラウン管用シャドウマスクの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項３ないし請求項５のいずれかに記
   載のカラーブラウン管用シャドウマスクの製造方法にお
   いて、 第２フォトマスクの小孔用パターンを、第１フォトマス
   クの大孔用パターンの２度打ちされる円形ドットのう
   ち、上記第１フォトマスクの中央側の円形ドットと同軸
   の円形に形成することを特徴とするカラーブラウン管用
   シャドウマスクの製造方法。