JPS6345741A - カラ−陰極線管シャドウマスク、カラ−陰極線管の前面組立体及び超高解像度カラ−陰極線管のほぼ平らなフェイスプレ−トを製作する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超高解像度箔張力マスクカラー陰極線管に関
するものであり、更に詳しくいえば、輝度が一様で、画
像領域全体にわたって純粋な色を生ずるアパーチャの形
状を存するシャドウマスクを存する超高解像度箔張力マ
スクカラー陰極線管に関するものである。

（用語の定義〕 °　下記の定義は本発明の理解にとって重要である。

「シャドウマスク」という用語は、フェイスプレートの
スクリーンに付着されている蛍光体を励起する電子を通
す複数のアパーチャを有し、カラー陰極線管内部でフェ
イスプレートに近接して設けられるカラー陰極線管の部
品を指す。円形または円形に近いアパーチャを有するも
のとして示されているシャドウマスクは、適切なビーム
が割当てられた１個の蛍光体層に当るように３個１組の
蛍光体層を「隠す」。シャドウマスクは「色選択電極」
または「バララックス・バリヤ」とも呼ばれる。本発明
から利益を得ることができるシャドウマスクは、超高解
像度のために設計された、従来のわん曲マスクおよび関
連したわん曲フェイスプレートはもちろん、高い張力を
かけられた状態で適当なマスク支持体に固定された箔マ
スクを含む。

「ビームレット」は光ビームまたは電子ビームのうちマ
スクのアパーチャを通る部分を意味する。

「光ビームレット」はスクリーン中にシャドウマスクを
照射する紫外線ビームにより形成される。

「電子ビームレット」は、陰極線管の外囲器のネックに
配置されている３ビーム電子銃から放出された３本の電
子銃のうち任意の電子ビームにより形成される。

「光像」はスクリーニング面のうち光ビームが入射する
部分を指す。「ビームスポット」は電子ビームレットが
入射する部分を指す。

「スクリーニング面」は、製作中に、スクリーニング流
体の引続く層を受け、グリルと蛍光体層を含むフェイス
プレートのスクリーニング面を意味する。「スクリーン
」という用語は、グリル付着と、電子ビームレットによ
り励起されて発光した時に赤色光と、緑色光と、青色光
をそれぞれ発生する蛍光体装置の付着とに続くフェイス
プレートの内面を指す。

「負ガードパント」という用語は、ビームスポットがタ
ーゲット蛍光体層より所定のガートバント面積より広い
状態を意味する。負ガートバンドスクリーンにおいては
、安全の余裕度、または色純度を妨げる「ガートバンド
」は従来グリルと呼ばれる光吸収物質を含む。

「クリッピング」という用語はシャドウマスクのアパー
チャをある角度で通るビームレットの半径方向の幅を狭
くすることを意味する。そのクリッピングにおいては、
フォトスクリーニングにおいてはアパーチャが光線を遮
り、または陰極線管の動作中には電子ビニムを遮る。ク
リッピングの量はシャドウマスクの厚さと、光線または
電子ビームがアパーチャに接近する角度との関数である
。

マスクが厚くなり、角度が大きくなるほどクリッピング
は大きくなる。

〔従来の技術および発明が解決すべき問題点〕米国特許
箱２．９４７，８９９号明細書には、軸線方向のアパー
チャは円形であるが、軸線方向のアパーチャからのアパ
ーチャの距離の関数として半径方向に奥行を縮めること
により長円形に歪ませられた複数のアパーチャを有する
補償されたアパーチャマスク構造が開示されている。米
国特許箱４，１３９，７９７号明細書には、電子ビーム
が入射する部分と蛍光体素子との間の、陰極線管の動作
中のシャドウマスクドーミングによる半径方向の位置合
わせ誤差に対する許容度を高くする装置が開示されてい
る。ビーム入射領域および蛍光体素子の形は、陰極線管
の軸線を蛍光体素子のうち小さいものを陰極線管の軸線
から離し、マスクのアパーチャを対応して方位方向に圧
縮することなしに、マスクのアパーチャを蛍光体素子の
大きいものに対して半径方向に圧縮することにより特徴
づけられる。その結果は、蛍光体素子とビーム入射領域
との間のドーミングよりひき起された位置合わせ誤差に
対する許容度を高くするという゛ことができる。

本発明の目的は、スクリーンへの蛍光体層およびビーム
スポットの形および寸法がスクリーン全体にわたって適
合するような超高解像度カラー陰極線管を得ることであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

したがって、本発明は、マスクの中心に円形アパーチャ
を有し、少くともマスクの周縁部におけるアパーチャが
中心からの距離の関数として半径方向外側に次第に長く
された陰極線管シャドウマスクを提供するものである。

本発明により、フェイスプレートのスクリーニング面に
関連してフォトスクリーニングするために用いられた時
に、ビームスポットとくにスクリーンの周縁部における
ビームスポットの寸法および形に寸法および形が適合す
る蛍光体層を形成するシャドウマスクを有する超高解像
度カラー陰極線管が得られる。

本発明により、超高解像度を達成するために必要とされ
る非常に小さいマスクアパーチャを有する陰極線管をス
クリーニングする時に、蛍光体層の歪を無くすことが可
能となる。

また本発明は、非常率さいアパーチャを持つシャドウマ
スクを有し、偏向角が大きい超高解像度カラー陰極線管
のフォトスクリーニングにおける諸問題を解消すること
を可能にするものである。

（実施例〕 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の新規な前面組立体２２を有するカラー
陰極線管２０を示す。その前面組立体２２は平らである
と称されている、または水平方向半径と垂直方向半径が
有限であるために「はぼ」平らであるガラス製のフェイ
スプレート２４を有する。ここで説明している実施例に
おいては平らで、フランジ無しと示されているフェイス
プレート２４の内面の中央部に蛍光体スクリーン２８が
設けられる。その蛍光体スクリーンの上に導電性アルミ
ニウムの膜３０が付着される。

スクリーン２８は、ファンネル３２に接合される周縁封
止領域３４により囲まれる。封止領域３６は、■溝４Ｏ
Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ（７）態様の、はぼ半径方向に向け
られた３つの第１の位置合わせ手段を有することが好ま
しい。それらの位置合わせ溝は、フェイスプレート２４
の周縁部に等しい角度間隔、すなわち、１２０度の間隔
をおいて配置することが好ましい。後で説明するように
、Ｖ形の位置合わせは溝は接合する相手の外囲器部材に
対して位置合わせする。

ファンネル３２はファンネル封止領域３６を有し、この
ファンネル封止領域は同様な向きの空所の態様の第２の
位置合わせ手段を有する。各第２の位置合わせ手段は各
第１の位置合わせ手段４ＯＡ、４０Ｂ、４０Ｃに近接し
て向き合う。第２の位置合わせ手段の１つ４４Ａが第１
の位置合わせ溝４ＯＡが第１の位置合わせ溝４０Ａに組
合わされている状態で第３図に示されている。フェイス
プレート２４とファンネル３２の位置合わせを行うため
に、第１の位置合わせ手段および第２の位置合わせ手段
に組合わされる、それらの位置合わせ手段の形と相補的
な丸い形の第３の位置合わせ手段４２が設けられる。第
３図に示すように、第３の位置合わせ手段は、第１の位
置合わせ手段であるＶ溝４０Ａと、第２の位置合わせ手
段である空所４４Ａの中に入れられる球４２Ａで構成さ
れる。第１の位置合わせ手段は第３の位置合わせ手段と
ともに、フェイスプレート２４上の蛍光体層のフォトス
クリーニングの間にも位置合わせ手段として用いられる
。

本発明の前面組立体２２は、フェイスプレートに装着さ
れた別のシャドウマスク支持構造体４８を有する。この
シャドウマスク支持構造体４８は金属フレームで構成さ
れ、スクリーン２８と、フェイスプレート２４の周縁部
の封止領域２６の間でフェイスプレートの２４の内面に
固定される。

本発明の金属フレーム４８は穴をあけられて溶接された
シャドウマスク５０を、フェイスプレート２４の内面か
ら所定の距離Ｑだけ隔てて、張力をかけた状態で支持す
る。平らであるとして示されているマスクは、マスクの
平面内で全ての方向に伸ばされているものとして示され
ている。第２図に示す拡大図は、シャドウマスクの中心
５４の近くにおける全体として円形のアパーチャ５２を
示す。金属製のフェイスプレート支持構造体４８はセラ
ミックで製作することが好ましく、この分野において周
知の失透する（ｄｅｖｉｒｒｉｆｙｉｎｇ）ガラスフリ
ット４６により、またはソーエレイセン（Ｓａｕｏｒｏ
ｉｓｃｎ）型セメントのような低温効果セメントにより
フェイスプレート２４の内面へたとえば取付けることが
できる。

ファンネル３２から延びるネック６６が電子銃６８を納
めるものとして示されている。その電子銃６８は３本の
電子ビーム７０，７２．７４を放出し、それらの電子ビ
ームはスクリーン２８を選択的に励起する。そのスクリ
ーンの内面には種々の色の光を放出する蛍光体層が付着
され、その蛍光体層の上には導電性膜３０が付着される
。電子ビーム７０，７２．７４は、シャドウマスク５０
により形成されたバララックスバリヤを通ってから蛍光
体層のパターンを選択的に励起する。

ファンネル３２の内面には高い電位を与えられる導電性
ファンネル被覆６０が施される。その電位は、導体６４
から、フェイスプレート３２に取付けられている陰極ボ
タン６２を通じて与えられる。その陰極ボタンはその電
位源は高電圧電源（図示せず）である。ここで説明して
いる実施例においては、その電位は１８〜２６にＶの範
囲とすることができる。導電性金属製のフェイスプレー
ト支持構造体５０と導電性ファンネル被覆６０の間の電
気的接続を行う手段はばね手段７８で構成できる。

磁気を通す内部磁気シールド５８が支持構造体５０に取
付けられている様子が示されている。磁気シールド５８
は所定の距離だけファンネル３２の中に延長する。その
距離は、電子ビーム７０゜７２．７４の進行を妨げず、
しかも最大限の遮蔽を行えるように計算される。

ファンネル３２とネック６６の間の接合部の領域をヨー
ク７６が囲んでいる様子が示されている。

このヨーク７６は電子ビーム７０，７２．７４をスクリ
ーン２８を横切って電磁的に走査させる。

陰極線管２０の中心軸５６は１点鎖線で示されている。

カラー陰極線管の蛍光体スクリーンの製作においては、
黒い「グリル」を７エイスプレートのスクリーニング表
面に最初に付着させる。重クロム酸ＰＶＡ　（ポリビニ
ルアルコール）のような感光性物質をスクリーニング表
面に最初に付着する。

その感光性物質の膜に、スクリーニング表面から指定さ
れた距離の所に設けられているシャドウマスクを通じて
光パターンを露光する。次にその感光性物質の膜を現像
して、シャドウマスクの分布、寸法および形に一致する
分布、寸法および形のドツトのパターンを生ずる。感光
性物質の現像に続いて、フェイスプレートのスクリーニ
ング表面を黒鉛のスラリのような元版物質の層で覆う。

そのスラリを乾燥させるとそのスラリは感光性物質の層
に固着する。残りのＰＶＡ層と、その表面に付着してい
る黒鉛層を過酸化水素のような物質により除去する。そ
の後に残ったのは穴を有する黒い「グリル」である。そ
れらの穴の中には赤蛍光体、線蛍光体および青蛍光体を
順次付着する。

フォトスクリーニング装置は「ライトハウス」と呼ばれ
る。典型的なライトハウス８２が第４図に示されている
。ライトハウス８２はベース８４を有するものとして概
略的に示されているそのベースの中に紫外線源８６が納
められてる。その紫外線は細い棒状のアークにより発生
される。そのアークは、円形の穴を有するシャドウマス
クでスクリーニングするために用いられる時は近似的な
点源である。ライトハウス８２はスクリーニング組立体
９０を受けるための白組立体８８を含む。

そのスクリーニング組立体９０はフェイスプレート９１
と、シャドウマスク９２と、シャドウマスク支持構造体
９３とを有する。そのシャドウマスク支持構造体９３は
シャドウマスク９２をフェイスプレート９１のスクリー
ニング表面９４から所定の距離の所に支持し、保持する
。シャドウマスク９２はマスク伸長固定具９５により固
定されている様子が示されている。そのマスク伸長固定
具はシャドウマスク９２に対して張力を加える。フェイ
スプレート９２とマスク伸長固定具９５は、第１〜３図
を参照して先に説明した位置合わせ手段３８に形状と機
能が類似する球−溝位置合わせ手段９７により正確に位
置合わせされた状態に保持されている様子が示されてい
る。スクリーニング表面にグリルと蛍光体ドツトをフォ
トスクリーニングする作業の間に、スクリーニング組立
体９０は組立と分解が４回行われる。スクリーニング表
面９４は紫外線に引続き露光された後で種々のスクリー
ニング流体を受ける。紫外線源８６からの紫外線１０４
は修正レンズ９９と、中立密度　□フィルタ１００と、
シャドウマスク９２のアパーチャとを通った後でスクリ
ーニング表面９４に入射する様子が示されている。フォ
トスクリーニングが終った後で、なお張力がかけられて
いるシャドウマスク９２はたとえば溶接により支持構造
体９３に永久に固定され、シャドウマスクの残りは切離
されてスクリーニング組立体９０を分離し、　　　　　
　後で再び使用するためにマスク伸長固定具９５を分離
する。そうするとスクリーニング組立体９０は前面組立
体になる。

次に第５図を参照する。ライトハウス内でスクリーニン
グ表面９４を露光している間に、ライトハウス８２内の
紫外線源すなわち光源８６からの紫外線すなわち光線１
０４はシャドウマスク９２のアパーチャを通ってシャド
ウマスク９２の中心近くでは多少とも垂直にスクリーニ
ング表面９４に接近する。たとえば、紫外線１０４はシ
ャドウマスク支持構造体９２の円形のアパーチャ１０６
を通って紫外線ビームレットすなわち光線ビームレット
１０７を形成する。その紫外線ビームレットはスクリー
ニング表面９４上に紫外線像すなわち光像１０８を形成
する。その光像１０８は、それの投影像１０９で示され
ているように、シャドウマスクの円形アパーチャ１０６
の形および寸法に一致する形および寸法の円形ドツトと
して示されている。

しかし、スクリーニング表面９４の周縁部においては、
光線１０４は広い偏向角を持つ平らな張力マスク管内で
は約４５度またはそれ以上の角度で到達する。その角度
が第４図に参照符号１１２で示されている（ただし、そ
の角度の大きさは正確には示していない）。この状態が
第６図に示されている。第６図においては、光線１０４
がアパーチャ１１０を通って光ビームレット１１４を形
成している様子が示されている。スクリーニング表面９
４に入射した光ビームレット１１４により形成された光
像１１７の投影像１１６は、その光像１１７が長円形で
、それの直径１１８が接線方向であることを示す。その
ように長円形となった理由は、光線１０４をクリップす
るシャドウマスク９２の厚さく光ビームレット１１４の
両側に破線で示されている）のためである。

フォトスクリーニング法によりスクリーニング表面９４
の上に形成された蛍光体ドツトは、投映像１１６で示さ
れているように、直径１１８が接線方向である長円形で
あることが予測される。しかし、予測されなかったこと
であるが、蛍光体ドツトがそのような形にならず、その
長円形の長径が接線方向ではなくて、実際には半径方向
のベクトル上にある形になることがある。この驚くべき
効果が第６Ａ図に略図で示されている。この図ではシャ
ドウマスク９２は平面図で示され、スクリーニング表面
９４の断面がそれの下側に示されている。アパーチャ１
１０が光線１０４がそれを「見ている」と示されている
。すなわち、アパーチャ１１０の長径が接線方向である
長円形であるとして示されている。アパーチャ１１０を
通って形成された光ビームレット１１４は、光線１０４
により「見られた」長円形アパーチャ１１０の真の光像
を形成せず、その代りに、シャドウマスクの中心に関し
て半径方向の長径１２２を有する引き伸ばされた長円形
で構成された光像１２０を形成することがわかるであろ
う。

一方、電子ビームレットはアパーチャ１１０を通ると、
長円形１２０に重ねて破線により示されているビームス
ポット１２４としてスクリーニング表面９４上にアパー
チャ１１０の正確な像を生ずる。電子ビームレットによ
り形成されたビームスポットはクリッピングのみにより
歪ませられる。

光ビームレット１１４により形成された真でない光像１
２０と、電子ビームレットにより形成された真に近い電
子像１２４とのこの違いは、シャドウマスクの実効機能
にとっては許容できない。それらの望ましくない効果に
はスクリーニングの隅の領域における露光不足と、グリ
ルを置くべき場所に蛍光体が置かれることが含まれ、そ
の結果としてコントラストが低下し、または蛍光体が重
なり合うこともある。そうすると色のにじみが起ること
がある。

この望ましくない効果は、超高解像度表示のために設計
されたシャドウマスクの物理的特性に原因を求めること
ができる。先に述べた箔張力マスクはそのようなマスク
の良い例である。それらのマスクにおいては、アパーチ
ャは中心間隔を約０．２０３ｍ＋ｓ（８ミル）として隔
てることかでき、それの直径を約０．０７６ａ＋ｍ（３
ミル）とすることができる。マスクの厚さは約０．２５
ｍｍ（１ミル）とすることができる。マスクとスクリー
ンの間隔（Ｑ距＃１）は典型的には約５．０８ｍｍ（２
００ミル）とすることができる。このようにして作られ
たスクリーンにおいては、スクリーンの中心部における
蛍光体ドツトは直径が約０．０７６ｍｍ（３ミル）の円
形として示されてぃるが、スクリーンの隅領域の近くに
形成された蛍光体ドツトは前記したように悪い長円形で
ある、すなわち、第６Ａ図に光像１２０により示されて
いる、長径が接線方向ではなくて半径方向である長円形
である。

この予測されず、有害な効果はスクリーニングにおいて
用いられる紫外線の回折によりひき起される。半径方向
の歪の原因は、第６図に投映像１１６により長円形とし
て示されているアパーチャ１１０が、実際には、ビーム
スポットの望ましくない歪を生ずる「スリット」として
作用することである。平行な光を照射された狭いスリッ
ト回折パターンを生じ、その回折パターンはスリットが
狭くなるほど広くなる。フラウンホーファー回折として
知られているこの現象は、回折アパーチャとスクリーニ
ング表面の間の距ＨＤに含まれている与えられた波長の
数が、回折アパーチャの横方向寸法Ａに含まれる波長の
数の自乗をこえた時に、すなわち、 Ｄ／λ〉（Ａｌ１）２ の時に常にその波長の光に対して起る。そのようにして
定義された領域はファーフィールドとして知られている
（注：　３６００Ａ−１４マイクロインチである）。

回折効果は近視野においても起る。それらの効果は上記
と逆の関係、すなわち、 Ｄ／λく（Ａｌ１）２ によって特徴づけられる。それらの効果はフレネル回折
として知られている。それらの効果はより譚雑で、通常
照射される領域内の光の再分布を主として含み、通常は
陰である領域には光はほとんど入射しない。

上の式にはアパーチャの寸法Ａの自乗が含まれている・
から、その寸法Ａが比較的小さく変化してもファーフィ
ールドから近視野への変化を生じさせることがあり、そ
のために大きな結果がもたらされる。これは、先に述べ
た超高解像度陰極線管の場合においてたまたま起る状況
である。

シャドウマスクの周縁部領域内の円形アパーチャにより
発生される回折パターンの完全な計算は非常に長いであ
ろう。有用な近似は、円形アパーチャを等しい幅の長い
スリットで置き換え、軸をフェイスプレートの中心に対
して接線方向に置か′れる。スリットにより発生される
回折パターンは標準的な方法により計算される。たとえ
ば、ジョセフ・モルガン（Ｊｏｓｅｐｈ　Ｍｏｒｇａｎ
　）著、「イントロダクション・ツー・ジオメトリカル
・アンド・フィジカルーオブチックス（Ｉｎｔｒｏｄｕ
ｃｔｉｏｎ　ｔ。

Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　
０ｐｔＩｃｓ　）　Ｊ　２７７ページおよび付録ＩＥを
参照されたい。

本発明に関連する接線方向スリットによる紫外線の回折
について、第７Ａ図、第７Ｂ図および第８図を参照して
説明することにする。第７Ａ図および第７Ｂ図に示すよ
うに、幅がそれぞれ約０．０７６＋＋＋＋ｓ（３ミル）
、約０．１２７關（５ミル）で、厚さが約０．０２５ｍ
＋ｓ（Ｉミル）であるスリットつにいて計算を行った。

平行な光の（波うった光で示されている）入射角を４５
度、波長を０．３６ミクロンと仮定した。入射角が４５
度であるから、スリットからスクリーンまでの軌道の長
さは約５．０８ｍｍ（２００ミル）（正常なＱ距離）か
ら約７．１９ｍｍ（２８３ミル）（「傾斜」距離）へ増
加する。先に述べたように、４５度の入射角はマスクの
厚さに比例したクリッピングをひき起す。そのクリッピ
ングにより光ビームレットが半径方向に狭くされる。ま
た、光ビームレットの実効半径方向幅（第６図の幅「Ｗ
」）は入射角の余弦だけ狭くされるから、約０．０７６
１１１１１（３ミル）から最後に出る光ビームレットの
幅は僅かに約０．０３６＋ａ＋ｉ　（１，４ミル）であ
る（第７Ａ図）。同様に、第７Ｂ図に示すように、約０
．１２７ｍｍ（５ミル）のアパーチャから出る光ビーム
レットの幅は僅かに０．　０７１ｍｍ　（２，８ミル）
である。

第８図のカーブは投影されたパターンの中心線の右側の
光の強度分布を表す。その分布は対照的であるから一方
の側のみを描いである。縦軸は、アパーチャが非常に大
きい時の光の強度のパーセントで表した光の強度を表す
。第８Ａ図も参照して、横軸の上側の数字は中心から光
ピームレ゛ットを横切って図った距離を表し、それの単
位は光の波長である。横軸の下側の数字はスクリーニン
グ表面１２７へ投影された中心からの距離１２６を表す
もので、それの単位はミル（２，５４Ｘ１０’ｍｍ）　
テある。

１点鎖線カーブ１２８は第７Ａ図に示されている約０．
０７６ｍ５（３ミル）の狭いスリットに対応するもので
あり、実際の強度を表すものである。中心における強度
はほぼ５０％であることがわかるであろう。強度が半分
の点の距離は約０．０９１＋ａｍ　（３，６ミル）であ
り、スリットの元の幅よりも広く、スリットを実際に通
る光ビームレットの幅よりはるかに広い。強度がピーク
の１０％である２つの点の間の距離はほぼ０．１５２論
（６ミリ）である。

実線カーブ１３０は第７Ｂ図に示されている広いスリッ
トを表す。この場合には、中心における強度ははるかに
高く　（乱されない強度より６０％高い）、中心線から
僅かに約０．０２３ｍ＋ｔ（０，９ミル）離れた点にお
いてその強度の半分に低下する。すなわち、半強度点の
間の距離は約０．０４６ｍｍ　（１，８ミル）である。

いまの場合にはスリットの幅は０．１２７ｍｍ（５ミル
）であり、そのスリットから出た傾斜させられた光ビー
ムレットの幅は約０．０７６ｍｍ（約３ミル）であるこ
とを覚えているであろう。この場合には、回折により光
ビームレットはスリットより狭くされるが、最初の場合
には光ビームレットははるかに広くされたことが明らか
である。

２つのスリットの差を、実線カーブ１３０と１点鎖線カ
ーブ１３２を比較することにより更に説明する。この場
合には、カーブ１２８により表された強度（狭いスリッ
ト）に適切な計数（約３．２）が乗ぜられて２つのピー
ク振幅を等しくする。狭いスリットにより発生された光
像（カーブ１３２）の幅は、広いスリットにより発生さ
れた光像（カーブ１３０）の約２倍の幅であることが明
らかである。

マスクの周縁部に配置されている半径方向に短くされた
アパーチャ内での紫外線の回折によりひき起される予測
されなかった問題は、ここで説明する本発明の手段によ
り解決される。本発明の超高解像度カラー陰極線管の前
面組立体用のシャドウマスクは、それの中心部において
円形であり、マスクの少くとも周縁部においては中心か
らの距離の関数として半径方向外向きに次第に長くされ
るアパーチャを有することにより特徴づけられる。

この形の一部を第９図に示す。第９図には、本発明のシ
ャドウマスク１３２の周縁部がスクリーニング表面１３
４の上に重ね合わされている様子が示されている。シャ
ドウマスク１３２は本発明に従って長くされたものとし
て示されているアパーチャ１３６を有するものとして示
されている。そのアパーチャの長径１３８は半径方向に
平行である、すなわち、マスクの中心５４から延びてい
る線に平行であるとして示されている。いいかえると、
フォトスクリーニング法における回折効果を補償するた
めに、アパーチャの半径方向長さが接線方向の幅より長
い。紫外線１４０がアパーチャ１３６を通って光ビーム
レット１４２を形成し、その光ビームレットが円形に近
い光像１４４を形成し、したがってスクリーニング表面
１３４上に円形の蛍光体層を形成する。

本発明に従って、マスクの少くとも周縁部におけるアパ
ーチャが、中心からの距離の関数として半径方向外向き
に次第に長くされるために、フォトスクリーニング中に
スクリーニング表面の周縁部における蛍光体装置を歪ま
せる紫外線の回折効果が解消される。本発明に従ってア
パーチャを細長くすることにより、マスク周縁部への蛍
光体層の付着の歪が無くなり電子ビームレットの寸法お
よび形に適合する寸法および形の蛍光体層を付着できる
。この適合性が第９図に示されている。第９図において
は光像１４４　（したがって蛍光体層）はビームスポッ
ト１４６の寸法と形に適合するものとしてされている。

それはビームスポット１４６の破線で描かれている輪郭
線で示されている。ビームスポット１４６は半径方向に
僅かに長くされているものとして示されているが、その
輪郭は光像１４４（およびそれの結果としての蛍光体層
）と適合できることがわかるであろう。ビームスポット
１４６が通るアパーチャの輪郭をそのビームスポットが
正確に表さないという事実は、前記「クリッピング」効
果によるものである。光１１４４の周囲の点画パターン
により概略視されているグリル１４７を構成する光吸収
物質は、色のにじみを防ぐために効果的なガートバンド
を表す。

更に第９図を参照して、スクリーニングに用いられる紫
外線は、本発明に従って半径方向に長くされたアパーチ
ャを通って回折効果を克服してほぼ円形の光像１４４生
じ、したがって光線がクリップされてもほぼ円形の蛍光
体層を形成することが容易にわかるであろう。しかも、
電子ビームレットが通るアパーチャのより真に近い像を
投影しているものとして示されているように、僅かに長
円形であって、光像１４４およびフォトスクリーニング
で形成された蛍光体層とに十分に適合するビームスポッ
トを発生するように、電子ビーム自体は十分にクリップ
される。

本発明のアパーチャの場所および輪郭が第１０図にシャ
ドウマスク１４８の平面図により非常に簡略に示されて
いる。少くともマスクの周縁部におけるアパーチャ１５
２Ａ、１５２Ｂおよび１５２Ｃが、中心１５３からの距
離の関数として半径方向外向きに次第に長くされている
様子が示されていることに注意杢れたい。

もちろん、回折効果は半径方向の寸法に限られるもので
はなく、マスクアパーチャの接線方向寸法でも回折効果
は起る。しかし、接線方向寸法はクリッピングまたは入
射角の余弦により短くされることはないから、接線方向
軸に沿う回折効果は全体として小さいために、本発明に
より行われるような種類の補正を必要としない。図、特
に第６図および第９図においては接線方向の回折は無視
しである。

超高解像度カラーの陰極線管の製作に用いられる本発明
の方法、およびその超高解像度カラーの陰極線管のほぼ
平らなフェイスプレートの光学的な手段による製作方法
を以下に説明する。（この方法に用いる器材を第４図に
示す。）この陰極線んの偏向角は広い。その方法により
フェイスプレート９１のスクリーニング表面９４にフォ
トスクリーニングにより、入射する電子ビームの寸法と
形に適合する寸法および形の蛍光体装置を形成する。赤
外線に感する蛍光体化合物をスクリーニング表面９４に
付着する。マスクの周縁部領域において紫外線を気づく
ほど回折させるように小さい寸法のアパーチャを有する
箔シャドウマスク９２が設けられる。そのマスク９２の
アパーチャはマスクの中心部においては円形であり、少
年くとも周縁部領域におけるアパーチャはマスクの中心
からの距離の関数として半径方向外向きに次第に長くさ
れる。マスクをスクリーニング表面９４から所定の距離
の位置に張力をかけた状態で支持され、スクリーニング
表面に紫外線を照射する。それからその蛍光体化合物を
現像して蛍光体層を生ずる。

本発明の方法によりアパーチャを細長くすることにより
、紫外線を回折させる効果が減少させられ、または解消
され、ビームのスポットの寸法および形に適合する寸法
および形の蛍光体層を形成する。

以上、本発明を所定の実施例について説明したが、その
実施例は本発明の要旨を逸脱することなしにその実施例
を変更および修正できることは当業者にとっては明らか
であろう。たとえば、本発明を第１１図に示されている
カラー陰極線管１５６に応用できる。このカラー陰極線
管は従来の曲面フェイスプレート１５８を有する種類の
カラー陰極線管であることが容易にわかるであろう。

前面組立体１６０のフェイスプレート１５８は、電子銃
１６６により発生された３本の電子ビーム１６４から生
じた電子ビーム１６４から生じた電子ビームレットによ
り励起されて光を発生する蛍光体層を付着されるスクリ
ーニング表面１６２を有する。蛍光体層は紫外線による
フォトスクリーニングにより付着される。前面組立体は
、スクリーニング表面１６２から所定の距離の所に支持
されているものとして示されているわん曲したシャドウ
マスク１６８を含む。シャドウマスク１６８を支持する
手段１５８は、シャドウマスクの周縁部に選択的に離隔
された３個のばねで構成できる。

それらのばねのうちの１個のばね１７０（３個のばねの
代表）が、シャドウマスク１６８を支持する頑丈なフレ
ームへ取付けられている状態が示されている。ばね１７
０からの延長部に設けられている穴１７４が、カラー陰
極線管１５６のスカート１７６の内面から突き出ている
スタッド（図示せず）により留められる。非常に簡略に
示されているシャドウマスク１６８は中心部に円形アパ
ーチャ１７８を有し、少くとも周縁部領域に中心１７８
からの距離の関数として半径方向外向きに次第に長、く
されているアパーチャを有するものとして示されている
。陰極線管１５６は希望の高い解像度を生ずる小さい直
径、すなわち、直径が約０、　０７６ｍｍ　（３ミル）
、のアパーチャを有するから、このカラー陰極線管は超
高解像度陰極線管であると見なすことができる。標準的
なわん曲、スクリーン／わん曲シャドウマスクカラー陰
極線管のアパーチャの直径のおよそ半分工あるそのよう
な小さい直径は、本発明により解決された効果である、
シャドウマスクの周縁部領域内における紫外線回折効果
を生じやすいことに注意されたい。

先に述べたように、望ましくない紫外線回折効果は広い
偏向角によっても悪化させられる。

本発明の利点は、「フラット−角形」陰極線管として知
られている種類のカラー陰極線管にも及ぶ。この種のカ
ラー陰極線管のフェイスプレートは比較的平らで、隅が
角形である。それに関連して平らなンヤドウマスクは、
第１１図に示されているわん極したシャドウマスクの固
有の強度を持たないから、シャドウマスクは第１１図に
示されているカラー陰極線管に用いられるシャドウマス
クよりはるかに厚い、たとえば約０．３０５ｍ＋ｅ（１
２ミル）台の厚さにせねばならない。高解像度を達成す
るためにはアパーチャは小さく、シャドウマクスは厚く
なければならない。そうすると、比較的厚いシャドウマ
スクは、スクリーニング表面の少くとも周縁部領域にお
いて紫外線回折効果を生じやすく、大きいクリッピング
を受ける。そのクリッピングによりシャドウマスクのア
パーチャの周縁部におけるアパーチャはフォトスクリー
ニングにおいては紫外線にとってスリットに見え、先に
述べたようにスリットは蛍光体層に紫外線回折効果歪を
生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は張力箔マスクとして示されているシャドウマス
クとして示されいるシャドウマスクを有する前面組立体
を有するカラー陰極線管の一部を切欠いてマスクの位置
および他の主な部品に対するマスクの関係を示すカラー
陰極線管の斜桿図、第２図はシャドウマスクとフェイス
プレートの関係の詳細を示す、シャドウマスクの中心領
域におけるアバ、−チャの円形輪郭を示す第１図に示さ
れているカラー陰極線管の前面組立体の平面図、第３図
は張力をかけられた箔マスクがカラー陰極線管に取付け
られた後のフェイスプレートとファンネルに対する箔シ
ャドウマスクの詳細を示す、第１図および第２図に示さ
れているカラー陰極線管の前面組立体の一部の断面斜視
図、第４図は張力箔シャドウマスクを有するカラー陰極
線管の前面組立体をフォトスクリーニングするために用
いられる「ライトハウス」の概略断面図、第５図は投影
によりシャドラマラフの中心部近くの光ビームによりフ
ェイスプレートのスクリーニング表面上の光像回転対称
形状を示す、シャドウマスクの中心部近≦における光ビ
ームレットの形成を示す略図、第６図はシャドウマスク
の周縁部に形成された光像がクリッピングにより歪まさ
れていることを除き第５図に類似の略図、第６Ａ図は関
連するスクリ・−ニング表面の一部の上に位置を合わさ
れて重ね合わされたシャドウマスク周縁部と、得られる
蛍光体層の輪郭に対するシャドウマスクアパーチャにお
ける回折の影響とを示す第゛６．図に示す要素の線図的
平面図、第７Ａ図および２７８図は２つの異なる幅のア
パーチャを通る光ビームレットが細くされる褪子を示す
線図、第８図は第７Ａ図および第７Ｂ図に示されている
２つの異なる光ビームレット幅に対応するスリットによ
る紫外線の回折効果を示すグラフ、第８Ａ図は第８図の
横軸において用いられる装置を示す略図、第９図は光像
の形と、得られる蛍光体層とに対する本発明のシャドウ
マスクの有利な効果を示す第６Ａ図に類似の線図、第１
０図は本発明のシャドウマスクアパーチャの分布および
輪郭を示すシャドウマスクの平面図、第１１図はわん曲
したフェイスブートと、本発明に従って形成されたアパ
ーチャを有する関連してわん曲したシャドウマスクとを
有するカラー陰極線管の詳細を示す一部切欠き斜視図で
ある。 ２０・・・カラー陰極線管、２２・・・前面組立体、３
４．９１・・・フェイスプレート、２８・・・蛍光体ス
クリーン、５０，９２，１３２・・・シャドウマスク、
８２・・・ライトハウス、９０・・・スクリーニング組
立体、９４，１２７．１３４・・・スクリーニング表面
、１０６．１１０，１３６，１７６・・・アパーチャ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マスクの中心に円形のアパーチャを有し、かつ中心
   からの距離の関数として半径方向外側へ次第に長くされ
   る少くともマスク周縁部におけるアパーチャを有するこ
   とを特徴とするカラー陰極線管シャドウマスク。 ２、螢光体がほぼ円形に付着されたスクリーンを有し、
   シャドウマスクを含むカラー陰極線管用の前面組立体に
   おいて、マスクの中心に円形のアパーチャを有し、かつ
   中心からの距離の関数として半径方向外側へ次第に長く
   される少くともマスク周縁部におけるアパーチャを有す
   ることを特徴とするカラー陰極線管の前面組立体。 ３、特許請求の範囲第２項記載の組立体であって、陰極
   線管はわん曲したフェイスプレートと、このフェイスプ
   レートのわん曲と相関的にわん曲したシャドウマスクと
   を有することを特徴とする組立体。 ４、発光するための電子ビームレットにより励起できる
   螢光体を付着する遮蔽面を有する超解像度カラー陰極線
   管に使用する特許請求の範囲第３項の組立体であって、
   わん曲したフェイスプレート上に前記蛍光体が紫外線に
   よるフォトクリーニングにより付着され、前記わん曲し
   たシャドウマスクは前記遮蔽面から所定の距離の所に支
   持され、前記わん曲したシャドウマスクは前記超高解像
   度を生ずるが、前記フォトスクリーニング中に前記遮蔽
   面の周縁部上の前記付着を歪ませる紫外線回折効果を生
   じやすい小さい直径のアパーチャを有し、少くともマス
   ク周縁部におけるアパーチャは中心からの距離の関数と
   して半径方向外側へ次第に長くされ、それにより前記ア
   パーチャの延長により周縁部における前記付着の歪みが
   減少または解消され、寸法と形が前記ビームレットの寸
   法と形にそれぞれ適合する層を形成することを特徴とす
   る組立体。 ５、特許請求の範囲第２項の記載の組立体であって、陰
   極線管は、蛍光体がほぼ円形に付着されたスクリーンを
   内面に有するほぼ平らなフェイスプレートを有し、前記
   スクリーンから所定の距離の所に張力をかけられて支持
   された箔シャドウマスクを含む超高解像度型であり、前
   記マスクは、マスクの中心に円形のアパーチャを有し、
   かつ中心からの距離の関数として半径方向外側へ次第に
   長くされる少くともマスク周縁部におけるアパーチャを
   有することを特徴とするカラー陰極線管の前面組立体。 ６、特許請求の範囲第５項記載の組立体であって、前記
   スクリーン上に付着された蛍光体装置は発光するために
   電子ビームレットにより励起でき、前記蛍光体層は紫外
   線によるフォトスクリーニングにより付着され、前記箔
   シャドウマスクは前記超高解像度を生ずるが、前記フォ
   トスクリーニング中に前記遮蔽面の周縁部上の前記付着
   を歪ませる紫外線回折効果を生じやすい小さい直径のア
   パーチャを有し、少くともマスク周縁部における前記マ
   スク中のアパーチャは中心からの距離の関数として半径
   方向外側へ次第に長くされ、それにより前記アパーチャ
   の延長により周縁部における前記付着の歪みが減少また
   は解消され、寸法と形が前記ビームレットの寸法と形に
   それぞれ適合する付着を形成することを特徴とする組立
   体。 ７、超高解像度カラー陰極線管のほぼ平らなフェイスプ
   レートの遮蔽面上に蛍光体層がフォトスクリーニングさ
   れる超高解像度カラー陰極線管のほぼ平らなフェイスプ
   レートを製作する方法において、紫外線を感する蛍光体
   化合物を前記遮蔽面に付着する工程と、マスクの周縁部
   において紫外線を著しく回折させるように小さい寸法の
   アパーチャを有する箔シャドウマスクであって、中心に
   円形アパーチャを、マスクの中心からの距離の関数とし
   て半径方向外側へ次第に長くされる少くともマスク周縁
   部におけるアパーチャを有する前記箔シャドウマスクを
   設ける工程と、前記マスクを前記遮蔽面から所定の距離
   の所に張力をかけて支持する工程と、前記マスクを通じ
   て前記遮蔽面を前記紫外線で露光する工程と、前記化合
   物を現像して前記蛍光体層を生ずる工程とを含み、それ
   により前記アパーチャの延長により周縁部における前記
   付着の歪みが減少または解消され、寸法と形が前記ビー
   ムレットの寸法と形にそれぞれ適合することを特徴とす
   る超高解像度カラー陰極線管のほぼ平らなフェイスプレ
   ートを製作する方法。 ８、特許請求の範囲第７項記載の方法であって、陰極線
   管は広角偏向型陰極線管であることを特徴とする方法。