JPH10172426A - シャドウマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小孔に対して大孔が電子ビームの偏向方向に
ずれた開孔の寸法、形状を容易に管理できるシャドウマ
スクの製造方法を得ることを目的とする。 【解決手段】 フォトエッチング法により板状シャドウ
マスク素材を両面からエッチングして、カラー受像管に
組込まれるシャドウマスクのマスク本体の有効部となる
領域35に多数の開孔20を形成するシャドウマスクの製造
方法において、上記領域に接近して上記領域周辺部の開
孔と実質的に同一寸法のダミー孔36を形成し、このダミ
ー孔により上記領域周辺部の開孔を管理するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラー陰極線管
用シャドウマスクの製造方法に係り、特にシャドウマス
クの有効面の開孔を有効に管理することができるシャド
ウマスク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、図５に示すよ
うに、曲面からなる有効部１の周辺部にスカート部２が
設けられた実質的に矩形状のパネル３と漏斗状のファン
ネル４からなる外囲器を有し、そのパネル３の有効部１
の内面に３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン５が設
けられ、この蛍光体スクリーン５に対向して、その内側
にシャドウマスク６が配置されている。一方、ファンネ
ル２のネック７内に電子銃８が配設されている。そし
て、この電子銃８から放出される３電子ビーム９をファ
ンネル４の外側に装着された偏向装置１０の発生する磁
界により偏向し、シャドウマスク６を介して蛍光体スク
リーン５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６は、蛍光体スクリー
ン５を構成する３色蛍光体層に入射する電子銃８からの
３電子ビーム９を選別するためのものであり、図６に示
すように、蛍光体スクリーンと対向する曲面からなる有
効面１２に多数の開孔が所定の配列で形成され、この有
効面１２のまわりに非有効部１３を介してスカート部１
４が設けられた実質的に矩形状のマスク本体１５と、こ
のマスク本体１５のスカート部１４に取付けられた実質
的に矩形状のマスクフレーム１６とから構成されてい
る。そのマスク本体１５の開孔は、図７に示すように、
蛍光体スクリーン側となる面に大孔１７、電子銃側とな
る面に小孔１８が形成され、これら大孔１７と小孔１８
との合致部１９が実質的に開孔２０の大きさを決定する
形状に形成されている。

【０００４】ところで、上記シャドウマスク６を介して
蛍光体スクリーン５に入射する電子ビーム９は、開孔２
０が円形の場合について、図８に示すように、シャドウ
マスクの中央では、開孔２０a を垂直に通過して蛍光体
スクリーン５に入射し、蛍光体スクリーン５中央上のビ
ームスポット２２a は、大孔１７と小孔１８との合致部
１９の形状に対応した円形となるが、周辺部では、開孔
２０b を斜めに横切るため、蛍光体スクリーン５周辺部
上のビームスポット２２b は、大孔１７と小孔１８との
合致部１９の形状に対応した形状とはならず、楕円状に
歪む。さらに電子ビーム９の一部が大孔１７の内壁に衝
突する場合は、２２c で示したようにより大きく歪む。
そのため、画面周辺部の解像度を劣化させる。このよう
な問題は、カラー陰極線管が広偏向角化された場合、あ
るいはパネルが平坦化され、それにともなってマスク本
体が平坦化した場合に、より顕著になる。

【０００５】上記蛍光体スクリーン周辺部上のビームス
ポットの歪を軽減するために、現在は、図９に示すよう
に、周辺部の開孔２０を、小孔１８に対して大孔１７を
電子ビーム９の偏向方向にずらしたシャドウマスクが多
く用いられているが、これを広偏向角化あるいはパネル
が平坦化されたカラー陰極線管のシャドウマスクに適用
すると、小孔１８に対する大孔１７のずれ量がかなり大
きくなる。

【０００６】また、上記のように小孔に対して大孔をず
らすと、偏向角の小さい９０度偏向管などでも、図１０
に示すように、破線で示した小孔１８と大孔１７とが同
軸である場合に対して、実線で示したように大孔１７の
開口径を小さくすることができる。この場合、小孔１８
と大孔１７とが同軸である場合に対して、大孔１７のの
ずれ方向にエッチング位置がずれる。そのずれ量をＶ1
，Ｖ2 とすると、

【数１】 となり、板厚の厚い部分を増加させることができる。し
たがって上記のように小孔に対して大孔をずらすと、開
孔の配列ピッチの小さい高精細カラー陰極線管のシャド
ウマスクに適用して、その機械的強度を高めることがで
きるという利点がある。

【０００７】また、シャドウマスクの開孔については、
蛍光体スクリーン側を大孔、電子銃側を小孔とする形状
に形成しても、小孔の内壁に衝突した電子ビームが蛍光
体スクリーン方向に反射し、その反射ビームが他色蛍光
体層を発光させ、色純度やコントラストを劣化させる。
この小孔内壁からの反射ビームを少なくするためには、
電子ビームの衝突する小孔の内壁をできるだけ小さくす
ればよいが、この場合、大孔を大きくして、小孔全体の
内壁を小さくすると、シャドウマスクの機械的強度の低
下をまねく。しかし図１１にシャドウマスクの中心から
遠い側の小孔１８の内壁高さをｔ1 、近い側の内壁高さ
をｔ2 として示したように、 ｔ1 ＜ｔ2 と、電子ビーム９が衝突する小孔１８内壁部分のみが小
さくなるように、小孔１８に対して大孔１７を電子ビー
ム９の偏向方向にずらすことにより、小孔１８の内壁に
衝突する電子ビームを少なくして、色純度やコントラス
トの劣化を軽減できるという利点がある。

【０００８】ところで、一般にシャドウマスクは、フォ
トエッチング法により圧延鋼板などのシャドウマスク素
材を両面からエッチングして開孔を形成して平板状のフ
ラットマスクを製造したのち、このフラットマスクをプ
レス成形加工により成形してマスク本体を形成する。こ
の場合、上記フラットマスクの製造時に開孔寸法、形状
を検査しようとすると、小孔に対して大孔を電子ビーム
の偏向方向にずらした開孔は、フラットマスクの真上か
らみたときの開孔形状と、電子ビームの偏向方向からみ
た開孔形状、すなわち開孔を斜めに横切る電子ビームに
よって蛍光体スクリーン上に得られるビームスポットの
形状とが一致せず、フラットマスクの製造時に、マスク
本体の有効部となる領域の周辺部の開孔を正確に管理す
ることができない。

【０００９】この周辺部の開孔を、小孔に対して大孔が
ほぼ同軸である中央部の開孔形状から推定する方法が考
えられるが、一般にフラットマスクのエッチングは、複
数個のノズルからエッチング液をスプレーすることによ
りおこなわれ、位置により開孔の形状、寸法にばらつき
があり、特にシャドウマスクが大型になるほど、開孔の
形状、寸法のばらつきが大きくなる。したがって中央部
の開孔形状から周辺部の開孔を正確に管理することはで
きない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、カラー
陰極線管では、電子ビームがシャドウマスク周辺部の開
孔を斜めに横切るために、蛍光体スクリーンの周辺部の
ビームスポットが歪み、解像度が劣化する。そのため、
現在は、シャドウマスクの周辺部の開孔を、電子銃側の
面に形成される小孔に対して蛍光体スクリーン側の面に
形成される大孔を電子ビームの偏向方向にずらした形状
としたシャドウマスクが多く用いられている。

【００１１】しかしこのように小孔に対して大孔をずら
した開孔をフラットマスクの製造時に検査すると、フラ
ットマスクの真上からみたときの開孔形状と、電子ビー
ムの偏向方向からみた開孔形状、すなわち開孔を斜めに
横切る電子ビームによって蛍光体スクリーン上に得られ
るビームスポットの形状とが一致せず、シャドウマスク
周辺部の開孔を正確に管理することができないという問
題がある。

【００１２】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、フラットマスクの製造時に、電子
銃側となる面の小孔に対して蛍光体スクリーン側となる
面の大孔が電子ビームの偏向方向にずれた開孔の寸法、
形状を容易に管理できるシャドウマスクの製造方法を得
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】フォトエッチング法によ
り板状シャドウマスク素材を両面からエッチングして、
カラー陰極線管に組込まれるシャドウマスクのマスク本
体の有効部となる領域に多数の開孔を形成するシャドウ
マスクの製造方法において、上記領域に接近して上記領
域の周辺部の開孔と実質的に同一寸法のダミー孔を形成
し、このダミー孔により上記領域の周辺部の開孔寸法、
形状を管理するようにした。

【００１４】また、そのダミー孔をマスク本体となる部
分の外側に形成した。

【００１５】また、ダミー孔をマスク本体の有効部を取
囲む非有効部となる部分に形成した。

【００１６】また、ダミー孔をほぼ矩形状マスク本体の
コーナー部近傍に形成した。

【００１７】また、ダミー孔をほぼ矩形状マスク本体の
短軸上および長軸上近傍に形成した。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。

【００１９】カラー陰極線管のシャドウマスクの製造
は、フォトエッチング法により板状シャドウマスク素材
を両面からエッチングして多数の開孔を形成し、この開
孔の形成された平板状のフラットマスクをプレス成形加
工により成形してマスク本体を形成するとともに、同じ
くプレス成形加工によりマスクフレームを形成し、その
マスク本体にマスクフレームを溶接することにより製造
される。そのマスク本体のプレス成形は、上記フラット
マスクの開孔形成部分およびそのまわりを所定の曲面に
張出し加工して有効部およびこの有効部を取囲む非有効
部を形成すると共に、この非有効部の外側に折曲げてス
カート部を形成することにより製造される。

【００２０】そのフラットマスクの製造は、図２（ａ）
に示すように、圧延鋼板やアンバーなどの板状シャドウ
マスク素材３０の両面に、たとえばカゼインを主成分と
する感光剤を塗布してフォトレジスト３１を形成する。
つぎに同（ｂ）に示すように、上記両面のフォトレジス
ト３１に、形成しようとする開孔の大孔および小孔に対
応するパターンが形成された一対のネガ版３２a ，３２
b を密着して露光し、両面のフォトレジスト３１に各ネ
ガ版３２a ，３２b のパターンを焼付ける。つぎにこの
パターンの焼付けられたのフォトレジスト３１を現像し
て未感光部分を除去し、同（ｃ）に示すように、各ネガ
版３２a ，３２b のパターンに対応するパターンからな
るレジスト３３a ，３３b を形成する。つぎにこのレジ
スト３３a ，３３b の形成されたシャドウマスク素材３
０の両面に、塩化第２鉄溶液からなるエッチング溶液を
スプレーして、同（ｄ）に示すように、シャドウマスク
素材３０の一方の面側から大孔１７、他方の面側から小
孔１８を穿孔し、これら大孔１７と小孔１８とが連通し
た開孔２０を形成する。つぎに上記開孔２０の形成され
たシャドウマスク素材３０の両面に残存するレジストを
除去して、同（ｅ）に示すように、フラットマスク３４
とする。

【００２１】上記ようにレジスト３３a ，３３b の形成
されたシャドウマスク素材３０を両面から同時にエッチ
ングして開孔２０を形成する方法のほかに、特に開孔お
よびその配列ピッチが小さい高精細カラー陰極線管のシ
ャドウマスクの製造方法として、両面にレジストの形成
されたシャドウマスク素材を片面側から別個にエッチン
グ、たとえば最初に小孔１８を穿孔し、ついで大孔を穿
孔して開孔を形成する方法がある。

【００２２】図１に上記方法により製造されたフラット
マスクの構成を示す。このフラットマスク３４は、マス
ク本体の有効部となる領域３５に多数の円形開孔２０が
所定の配列で形成されている。その開孔２０は、上記有
効部となる領域３５の中央では、一方の面側からの大孔
と他方の面側からの小孔とが同軸であるが、周辺部にな
るにしたがって、小孔に対して大孔が電子ビームの偏向
方向にずれている。

【００２３】さらにこのフラットマスクにおいては、上
記開孔２０の形成されている領域３５に接近してこの領
域３５の外側に、マスク本体の有効部となる領域３５の
周辺部の開孔２０と実質的に同一寸法のダミー孔３６
が、図示例では、フラットマスクの（水平軸：Ｈ軸）、
短軸（垂直軸：Ｖ軸）上および領域３５の四隅部に、そ
れぞれその内側の領域３５の長軸端、短軸端および対角
軸（Ｄ軸）端の開孔２０と実質的に同一寸法のダミー孔
３６が領域３５の短辺および長辺に沿って複数個づつ形
成されている。このダミー孔３６は、フラットマスクの
製造時、上記領域３５の周辺部の開孔寸法、形状を管理
するためのものであり、図示例では、マスク本体を成形
するとき切落とされるブランク部３７に形成されてい
る。なお、図１において、３８はマスク本体の有効部を
取囲む非有効部となる部分、３９はスカート部となる部
分である。

【００２４】このようにマスク本体の有効部となる領域
３５に接近してその外側にダミー孔３６を設けると、こ
のダミー孔３６を検査することにより、領域３５の周辺
部の小孔に対して大孔が電子ビームの偏向方向にずれた
開孔２０の寸法、形状を容易に知ることができる。

【００２５】すなわち、ダミー孔３６を同軸の大孔と小
孔とで形成することにより、このダミー孔３６を垂直方
向からみて、マスク本体の有効部となる領域３５の周辺
部の開孔形状の適否を判定することができる。また、こ
のダミー孔３６を領域３５の周辺部の開孔と同様に、小
孔に対して大孔を電子ビームの偏向方向にずらした形状
とすることにより、たとえばダミー孔３６形成部分をマ
スク本体となる部分から切離し、図３に示すように、そ
の切離された部分４１のダミー孔３６を介して、直進性
のよいレーザ光４２をスクリーン４３に投影し、その投
影像をＣＣＤカメラ４４などにより定期的に検査するこ
とにより、実際に製造されるカラー陰極線管の画面周辺
部のビームスポット形状を推定できる。したがって大孔
と小孔とが同軸のダミー孔３６および電子ビームの偏向
方向にずらしたダミー孔３６を併設することにより、フ
ラットマスクの製造時に、マスク本体の有効部となる領
域の開孔２０を、より正確に管理することができる。

【００２６】なお、上記実施の形態では、ダミー孔３６
をマスク本体を成形するとき切落とされるブランク部に
形成したが、図４に示すように、このダミー孔３６は、
マスク本体の有効部を取囲む非有効部となる部分３８に
形成してもよい。

【００２７】このようにダミー孔３６をマスク本体の有
効部を取囲む非有効部となる部分３８に形成すると、シ
ャドウマスクを光学マスクとして写真印刷法によりパネ
ルの内面に蛍光体スクリーンを形成するカラー陰極線管
では、パネルの内面に上記ダミー孔３６に対応するパタ
ーンが形成されるが、このようにダミー孔３６に対応す
るパターンが形成されても、一般にカラー陰極線管の表
示画面は、蛍光体スクリーンの面積よりも小さく、かつ
表示画面のまわりは、表示装置の全面部を構成するエス
カッションにより覆われるので、表示画面に影響を与え
ることはない。

【００２８】またこのダミー孔３６に対応するパターン
は、パネルの内面に形成された感光性蛍光体スクリーン
形成層にシャドウマスクの開孔パターンを焼き付けると
き、ダミー孔３６部分を遮蔽することにより、対応する
パターンが形成されないようにすることができる。ま
た、ブラックマトリクス型蛍光体スクリーンのように黒
色非発光層を形成したのちに蛍光体層を形成する蛍光体
スクリーンについては、黒色非発光層を形成したのち
に、ダミー孔３６に対応して形成されるブラックマトリ
クスの隙間を黒色非発光層と同じ材料などで塗潰すこと
により、外観的に表れないようにすることができる。

【００２９】なお、上記実施の形態では、シャドウマス
クのマスク本体の有効部の開孔が円形である場合につい
て説明したが、この発明は、マスク本体の有効部の開孔
が矩形状であるシャドウマスクにも適用可能である。

【００３０】

【発明の効果】上記のように、フォトエッチング法によ
り板状シャドウマスク素材を両面からエッチングして、
カラー陰極線管に組込まれるシャドウマスクのマスク本
体の有効部となる領域に多数の開孔を形成するシャドウ
マスクの製造方法において、上記領域に接近して上記有
効部周辺部の開孔と実質的に同一寸法のダミー孔を形成
し、このダミー孔により上記領域の周辺部の開孔寸法、
形状を管理するようにし、より具体的には、そのダミー
孔をマスク本体となる部分の外側またはマスク本体の有
効部を取囲む非有効部となる部分、あるいはほぼ矩形状
マスク本体のコーナー部近傍またはほぼ矩形状マスク本
体の短軸上および長軸上近傍に形成すると、シャドウマ
スクのマスク本体の有効部となる領域の周辺部の開孔
が、小孔に対して大孔が電子ビームの偏向方向にずれた
開孔であっても、フラットマスクの製造時に、このダミ
ー孔を検査することにより、シャドウマスクのマスク本
体の有効部となる領域の周辺部の開孔の寸法、形状を容
易に管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態に係る平板状のフラッ
トマスクの構成を示す図である。

【図２】図２（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ上記フラット
マスクの製造方法を説明するための図である。

【図３】上記フラットマスクに形成されたダミー孔を利
用した検査方法を説明するための図である。

【図４】この発明の実施の形態に係る異なる平板状のフ
ラットマスクの構成を示す図である。

【図５】カラー陰極線管の構成を示す図である。

【図６】図６（ａ）はカラー陰極線管のシャドウマスク
の構成を示す平面図、図６（ｂ）はその断面図である。

【図７】上記シャドウマスクの開孔形状を示す図であ
る。

【図８】上記シャドウマスクの開孔と蛍光体スクリーン
上のビームスポットの形状との関係を説明するための図
である。

【図９】小孔に対して大孔を電子ビームの偏向方向にず
らした開孔を示す図である。

【図１０】小孔に対して大孔をずらした開孔とシャドウ
マスクの機械的強度との関係を説明するための図であ
る。

【図１１】小孔に対して大孔を電子ビームの偏向方向に
ずらした開孔と電子ビームの反射との関係を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１７…大孔 １８…小孔 ２０…開孔 ３４…フラットマスク ３５…マスク本体の有効部となる領域 ３６…ダミー孔 ３７…ブランク部 ３８…マスク本体の非有効部となる部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村松 祥子 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号 株式 会社東芝深谷電子工場内 (72)発明者 蒲原 英治 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号 株式 会社東芝深谷電子工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォトエッチング法により板状シャドウ
   マスク素材を両面からエッチングして、カラー陰極線管
   に組込まれるシャドウマスクのマスク本体の有効部とな
   る領域に多数の開孔を形成するシャドウマスクの製造方
   法において、 上記領域に接近して上記領域の周辺部の開孔と実質的に
   同一寸法のダミー孔を形成し、このダミー孔により上記
   領域の周辺部の開孔寸法、形状を管理することを特徴と
   するシャドウマスクの製造方法。
2. 【請求項２】 ダミー孔をマスク本体となる部分の外側
   に形成することを特徴とする請求項１記載のシャドウマ
   スクの製造方法。
3. 【請求項３】 ダミー孔をマスク本体の有効部を取囲む
   非有効部となる部分に形成することを特徴とする請求項
   １記載のシャドウマスクの製造方法。
4. 【請求項４】 ダミー孔をほぼ矩形状マスク本体のコー
   ナー部近傍に形成することを特徴とする請求項１記載の
   シャドウマスクの製造方法。
5. 【請求項５】 ダミー孔をほぼ矩形状マスク本体の短軸
   上および長軸上近傍に形成することを特徴とする請求項
   １記載のシャドウマスクの製造方法。