JP3475731B2 - カラー陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビジョ
ンやコンピュータモニター等に用いられるカラー陰極線
管に関し、特にシャドウマスクの構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１に示すように、カラー陰極線管１
は、そのネックにある電子銃２１から出射される３本の
電子ビーム２２により、赤、青、緑の蛍光体素子を配列
した蛍光面スクリーン２を走査することにより、カラー
画像を再生している。

【０００３】各電子ビーム２２は、それぞれの電子銃２
１より出射して蛍光面スクリーン２に近づくと集束さ
れ、蛍光面スクリーン２の手前に配置されたシャドウマ
スク６を通過して蛍光面スクリーン２に照射され、蛍光
面スクリーン２上に形成された、各電子ビーム２２に対
応した色の蛍光面を励起、発光させる。

【０００４】蛍光面スクリーン２上に形成される蛍光面
は、丸孔ドット配列タイプのものと、ストライプ配列の
ものに大別されるが、一般画像を表示するカラーテレビ
ジョン用のカラー陰極線管には、輝度面で有利なストラ
イプ配列タイプが主として採用されている。

【０００５】このストライプ配列タイプの蛍光面スクリ
ーンと組み合わされるシャドウマスクは、図２に示すよ
うに、長方形の板材にスロット孔（図示せず）が多数設
けられたものであり、スロット孔配列部９が図２中の破
線で示す長方形の外縁１０を形成している。

【０００６】図２中の円で囲まれた部分を拡大したもの
を図１０に示す。垂直方向（通常の横長型のカラー陰極
線管において、シャドウマスクの短辺方向をいう。以下
同じ。）に多数個配列されたスロット孔７（長円形状の
スロット状の開口孔）の列（スロット孔列８）が、水平
方向（シャドウマスクの長辺方向をいう。以下同じ。）
に配列されている。

【０００７】垂直方向に隣接するスロット孔７は、ブリ
ッジ１１と呼ばれる結合帯により相互に結合される。こ
のブリッジ１１は、シャドウマスク６を水平方向に繋
げ、シャドウマスク６の機械的強度を保持する働きを有
している。カラーテレビジョン用のカラー陰極線管で
は、ブリッジ１１の幅は通常１００〜１２０［μｍ］に
設計されている。

【０００８】このブリッジ１１は、電子ビーム２２との
干渉により、蛍光面スクリーン２上においてモアレ妨害
パターンや網目パターンといった目障りなノイズをもた
らす。このようなノイズを低減するために、図１０に示
すように、水平方向に隣接するスロット孔７を互いに１
／２ピッチずらして互い違いに配列し、実質的な垂直ピ
ッチを半減させる手法が一般的に用いられている。

【０００９】この互い違いのスロット孔配列は、スロッ
ト孔配列部９の上端と下端において交互の凹凸のパター
ンとなる。このため、図１１に示すように、このシャド
ウマスク６を用いて露光形成した蛍光面スクリーン２上
の有効スクリーン面４（ストライプ状蛍光面３が形成さ
れている範囲）は、上端及び下端においてギザギザにな
り、切れのよい、滑らかな境界線が得られないという問
題がある。

【００１０】この問題の解決策の１つとして、特開昭６
１−２５０９２９号公報には、図１２に示すように、１
列おきに突出したスロット孔７の一部をふさいで半孔ス
ロット孔２３として作成し、上記のギザギザを除去する
方法が提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような半
孔スロット孔２３をエッチング加工するには、通常の長
さのスロット孔７に比べてエッチング条件が異なるため
コントロールが難しくなり、特に垂直方向ピッチの小さ
いシャドウマスクでは、この半孔スロット孔２３を精度
よく作成することは実質的に不可能に近い。

【００１２】シャドウマスクの板厚を薄くすればエッチ
ング加工は容易になるが、あまり薄くしすぎると、熱伝
導抵抗の増大によるシャドウマスクの熱膨張が増大し、
局部ドーミングによる色むら劣化を招く。したがって、
板厚は極力厚くする必要がある。

【００１３】例えば、２９インチカラーテレビジョン用
のカラー陰極線管においては、厚さ０．２５［ｍｍ］の
シャドウマスク材に、この板厚よりも小さい、幅０．２
［ｍｍ］のスロット孔をエッチング加工により開けてい
る。このような微細なエッチング加工の精度を高めるに
は、スロット孔の垂直方向の長さをできるだけ長くする
必要があるため、従来の半孔スロット孔を有する構成で
は、エッチング加工が困難であった。

【００１４】また、特開昭５５−７８４４５号公報に
は、上下端のスロット孔の長さが通常のスロット孔の長
さの半分以下となる場合に垂直方向に隣接する最後のス
ロット孔を長くすることが開示されているが、これはシ
ャドウマスクの構造が複雑になるという問題がある。

【００１５】本発明はこのような課題を解決しようとす
るものであり、ストライプ状蛍光面を有する蛍光面スク
リーンと、スロット孔を有するシャドウマスクとからな
るカラー陰極線管において、有効スクリーン面の上下端
を滑らかにでき、かつ、エッチング加工の容易なシャド
ウマスクを備えたカラー陰極線管を提供することを目的
とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー陰極線管
は、複数のストライプ状蛍光面が配列された蛍光面スク
リーンと、前記蛍光面スクリーンに対向して配置された
シャドウマスクとを有し、前記シャドウマスクのスロッ
ト孔配列部には、前記シャドウマスクの垂直方向に複数
個のスロット孔が縦列配置されたスロット孔列が、前記
シャドウマスクの水平方向に複数列配列され、前記スロ
ット孔列は、前記シャドウマスクの水平方向に隣接する
それぞれのスロット孔が互い違いになるように配置され
ており、前記スロット孔列は、一列おきに、上下端のス
ロット孔が前記スロット孔配列部の外縁よりも内側でか
つ前記外縁の近傍まで延長された延長スロット孔を有し
ていることを特徴とするものである（請求項１）。

【００１７】このように、一列おきに上下端のスロット
孔を延長させて、すべてのスロット孔列の上下端のスロ
ット孔をスロット孔配列部の外縁にまたは外縁近傍に達
するようにしているので、シャドウマスクでブラックマ
トリックスを露光する場合に、すべてのストライプ状蛍
光面が有効スクリーン面の外縁まで均一に露光され、有
効スクリーン面の外縁を凹凸のない滑らかなものとする
ことができる。

【００１８】この場合、前記シャドウマスクの垂直方向
に隣接するスロット孔間のピッチをＶ、前記シャドウマ
スクの垂直方向に隣接するスロット孔を相互に結合する
ブリッジの幅をＢとしたときに、前記延長スロット孔の
延長量が（Ｖ−Ｂ）／２であることが好ましい（請求項
２）。

【００１９】また、前記延長スロット孔は、その延長部
のみが、延長されない通常のスロット孔よりも小さな幅
を有していることが好ましい（請求項３）。

【００２０】

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明のカラー陰極線管の実施の
形態について、以下、図面を用いて説明する。

【００２２】（実施の形態１）図３は、本発明のカラー
陰極線管に用いるシャドウマスクの端部拡大図を示す。
なお、シャドウマスク以外の構成については、図１に示
す一般的なカラー陰極線管と同様であるので、説明を省
略する。

【００２３】図３に示すように、本発明のシャドウマス
ク６は、垂直方向に複数のスロット孔７が縦列配置され
たスロット孔列８が水平方向に複数列配列されて、スロ
ット孔７がスロット孔配列部９の全域にほぼ一様に分布
しているものである。

【００２４】スロット孔７は、水平方向に隣接するスロ
ット孔と約１／２ピッチずれて互い違いに配置されてお
り、垂直方向に隣接するスロット孔７同士は、ブリッジ
１１により相互に結合されている。

【００２５】スロット孔列８は、一列おきに、上下端
（最外側）のスロット孔がスロット孔配列部９の外縁１
０の近傍まで延長された延長スロット孔１２を有してい
る。すなわち、スロット孔配列部９には、その上端およ
び下端において、通常のスロット孔７と延長スロット孔
１２とが、１列おきに交互に配列されており、凹凸のほ
とんどない滑らかなパターンを示すものである。

【００２６】このようなシャドウマスク６を用いて露光
形成した蛍光面スクリーン２を図４に示し、図４中の円
内を拡大したものを図５に示す。図５に示すように、蛍
光面スクリーン２上の有効スクリーン面４の上下端が凹
凸のない滑らかなものとなり、切れのよい長方形の有効
スクリーン面４を得ることができる。

【００２７】次に、延長スロット孔の延長量について説
明する。蛍光面スクリーン上における、隣接するストラ
イプトリオ間の端部高さ差は、延長スロット孔の延長量
を大きくするに従って小さくなる。

【００２８】図６は、隣接するストライプトリオ１４間
の端部高さ差Δｙが、延長スロット孔１２の延長により
変化する様子を示したものであり、中央のストライプト
リオ１４は、延長スロット孔１２の延長量がゼロの場合
には実線で示すものとなり、延長量がある値のときに破
線で示すものとなることを表している。

【００２９】図７は、この関係をグラフで表したもので
あり、延長スロット孔１２の延長量Ｌ（通常のスロット
孔７の長さとの差）と、有効スクリーン面４の上下端の
凹凸度（隣接するストライプトリオ間の端部高さ差Δ
ｙ）との関係を示す。

【００３０】図７に示すように、延長量Ｌが（Ｖ−Ｂ）
／２のときに端部高さ差Δｙがゼロとなって、凹凸のな
い滑らかな有効スクリーン面４が得られることがわか
る。

【００３１】以下、その理由について説明する。一般
に、カラー陰極線管においては、スロット孔のシャドウ
マスクによってストライプ状のブラックマトリックスを
露光形成するために、露光時に露光光源あるいはシャド
ウマスクを垂直方向に移動させたり、細長形状露光光源
を用いて垂直方向に隣接するスロット孔による露光位置
をオーバーラップさせたりして、連続するストライプを
形成する方法が用いられている。

【００３２】これらの方法では、１つのスロット孔の長
さＶ−Ｂ（図８）でもって、蛍光面スクリーン上に投影
されるスロット孔の像の垂直ピッチＶ’分のストライプ
を形成している（図６）。また、従来のシャドウマスク
（延長量Ｌ＝０の場合に相当）では、図６および図７に
示すように、端部高さ差ΔｙはＶ’／２である。

【００３３】したがって、延長スロット孔の延長量Ｌの
分で、隣接するストライプトリオ間の端部高さ差Δｙ＝
Ｖ’／２だけ露光できればよいのであるから、Ｖ−Ｂ：
Ｖ’＝Ｌ：Ｖ’／２の関係から、延長スロット孔をＬ＝
（Ｖ−Ｂ）／２だけ延長することにより、Δｙをほぼゼ
ロにすることができることになる。この場合、スロット
孔配列部９の外縁１０は、図３に示すように、延長スロ
ット孔１２の部分において若干凹むこととなる。

【００３４】もし、延長量をＶ／２として、スロット孔
と延長スロット孔の端部をそろえると、延長スロット孔
１２の開口面積が大きいために露光光量が大きくなりす
ぎ、蛍光面スクリーン２上に形成されるストライプが逆
に若干長くなり、有効スクリーン面４の外縁に凹凸が生
じてしまうこととなる。

【００３５】以上のように、本発明によれば、上下端の
スロット孔の長さを一列おきに延長するだけでよいの
で、従来の半孔スロット孔のようなエッチング加工上の
困難はなく、通常のスロット孔と同等の条件で上下端の
スロット孔についてもエッチング加工ができる。

【００３６】また、シャドウマスクの板厚をあまり薄く
する必要がないので、シャドウマスクの熱膨張の増大に
起因する局部ドーミングによる色むら劣化を招くことが
ない。

【００３７】また、本発明は、走査線数を２種類以上切
り替えて表示するカラーテレビジョンにおいて、特に有
効である。このようなカラーテレビジョンでは、走査線
の間隔とシャドウマスクの垂直ピッチとの関係から、電
子ビームの干渉によるモアレが生じる。これを各モード
で軽減するために、蛍光面スクリーン上の垂直マスクピ
ッチＶ’を小さく選定する必要があるが、このようなシ
ャドウマスクでは、上下端のスロット孔の長さを通常の
スロット孔より小さく加工することは実際上困難であ
る。通常のスロット孔より長い延長スロット孔を上下端
に配列する本発明は大きな利点がある。

【００３８】なお、本発明は、スロット孔配列部の外縁
が長方形のものだけでなく、曲率を有するものにも適用
可能である。

【００３９】（実施の形態２）図９は、本発明のカラー
陰極線管に用いるシャドウマスクの第２の実施形態を示
す。図９に示すように、延長スロット孔１２は、延長部
１３の幅が小さくなっている。

【００４０】ストライプ状のブラックマトリックスの形
成にあたっては、シャドウマスクのスロット孔を通して
蛍光面スクリーン上に塗布された感光膜を露光する化学
反応を利用している。本発明のように延長部１３を設け
ると、従来の半孔スロット２３（図１２）の場合と比べ
てブリッジ１１の分だけ延長スロット孔１２の開口面積
が増大することになる。そのため、延長スロット孔１２
の通過光と通常のスロット孔７の通過光の蛍光面スクリ
ーン２上での集積光量に差が生じ、延長スロット孔１２
で露光されたストライプの横幅が、通常のスロット孔７
で露光されたストライプの横幅よりも広くなる傾向があ
る。

【００４１】したがって、これを防止し、均一な幅のス
トライプを形成するためには、図９に示すように、延長
スロット孔１２の全部または一部、好ましくは延長部１
３の横幅を、スロット孔７の横幅に比べて小さくするこ
とが有効である。

【００４２】この場合、延長部１３の開口面積を半孔ス
ロット２３の開口面積と同程度にするか、または、延長
スロット孔１２の開口面積を、通常のスロット孔７の開
口面積と半孔スロット孔２３の開口面積とを加え合わせ
たものと同程度にすれば、露光光量が適正化されるので
好ましい。

【００４３】以上、カラーテレビジョンへの適用を基本
に説明してきたが、ファインピッチのコンピュータモニ
ター用のカラー陰極線管等、スロット孔のシャドウマス
ク６でストライプ型の蛍光面スクリーンを形成する方式
のあらゆるカラー陰極線管についても、本発明は同様に
適用することができるものである。

【００４４】

【発明の効果】本発明のカラー陰極線管は、ストライプ
状蛍光面を有する蛍光面スクリーンと、スロット孔を有
するシャドウマスクとからなるカラー陰極線管におい
て、有効スクリーン面の上下端を滑らかにでき、かつ、
エッチング加工の容易なシャドウマスクを備えたカラー
陰極線管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー陰極線管の一部切り欠き斜視図

【図２】シャドウマスクの平面図

【図３】本発明のカラー陰極線管に用いるシャドウマス
クの端部拡大図

【図４】蛍光面スクリーンの平面図

【図５】本発明のカラー陰極線管に用いる蛍光面スクリ
ーン面における有効スクリーン面の端部拡大図

【図６】同じく有効スクリーン面の端部拡大図

【図７】延長スロット孔の延長量Ｌと隣接ストライプト
リオの端部高さ差Δｙとの関係を示す図

【図８】シャドウマスクの拡大図

【図９】本発明の第２の実施形態のシャドウマスクの端
部拡大図

【図１０】従来のシャドウマスクの端部拡大図

【図１１】従来の有効スクリーン面の端部拡大図

【図１２】従来のシャドウマスクの端部拡大図

【符号の説明】

１ カラー陰極線管 ２ 蛍光面スクリーン ３ ストライプ状蛍光面 ４ 有効スクリーン面 ５ 有効スクリーン面の外縁 ６ シャドウマスク ７ スロット孔 ８ スロット孔列 ９ スロット孔配列部 １０ スロット孔配列部の外縁 １１ ブリッジ １２ 延長スロット孔 １３ 延長部 １４ ストライプトリオ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−269437（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−227667（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−124492（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−333508（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 29/07

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のストライプ状蛍光面が配列された
   蛍光面スクリーンと、前記蛍光面スクリーンに対向して
   配置されたシャドウマスクとを有し、 前記シャドウマスクのスロット孔配列部には、前記シャ
   ドウマスクの垂直方向に複数個のスロット孔が縦列配置
   されたスロット孔列が、前記シャドウマスクの水平方向
   に複数列配列され、 前記スロット孔列は、前記シャドウマスクの水平方向に
   隣接するそれぞれのスロット孔が互い違いになるように
   配置されており、 前記スロット孔列は、一列おきに、上下端のスロット孔
   が前記スロット孔配列部の外縁よりも内側でかつ前記外
   縁の近傍まで延長された延長スロット孔を有しているこ
   とを特徴とするカラー陰極線管。
2. 【請求項２】 前記シャドウマスクの垂直方向に隣接す
   るスロット孔間のピッチをＶ、前記シャドウマスクの垂
   直方向に隣接するスロット孔を相互に結合するブリッジ
   の幅をＢとしたときに、前記延長スロット孔の延長量が
   （Ｖ−Ｂ）／２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。
3. 【請求項３】 前記延長スロット孔は、その延長部のみ
   が、延長されない通常のスロット孔よりも小さな幅を有
   していることを特徴とする請求項１に記載のカラー陰極
   線管。